KR100445132B1 - 미량 시료 처리 장치 - Google Patents

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KR100445132B1 KR10-2002-7010011A KR20027010011A KR100445132B1 KR 100445132 B1 KR100445132 B1 KR 100445132B1 KR 20027010011 A KR20027010011 A KR 20027010011A KR 100445132 B1 KR100445132 B1 KR 100445132B1
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Abstract

본 발명은 웰(well)에 미량의 시료를 주입할 때에 시료가 다른 웰에 이동하거나 또는 흘러 넘치는 것을 방지하기 위한 구조, 및 주입된 시료의 웰 내부에 있어서의 위치를 조정하거나 또는 다음 웰에 제어하면서 시료를 이동시킬 수 있는 구조를 제공하는 것을 목적으로 함과 동시에, 이 구조를 응용한 세포 주화성 검출 및 주화 세포 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 복수개의 웰이 유체에 대하여 저항을 갖는 부분에 의해 상호 연이어 통하고 있으며, 또한, 각각의 웰이 시료를 주입, 흡출하기 위한 관 및 필요에 따라, 주입, 흡출시의 압력의 변화를 완화하기 위한 관을 포함하고 있는 경우에 있어서, 그들 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하고 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치이며, 또한, 세포 주화성 검출 및 주화 세포 분리 장치이다.

Description

미량 시료 처리 장치{Apparatus for treating sample in microamount}
나노테크놀러지의 발전과 전개하에서, 세포, 단백질, 유전자 등을 수개의 레벨로 취급하게 되어, 극히 미량의 시료를, 반응, 분석 또는 검출을 위하여 용기(웰)에 주입하여 처리하는 것이 필요해지게 되었다. 반응, 분석, 검출 등을 마이크로칩상에서 일련의 흐름으로서 행하게 하기 위하여, 복수개의 웰이 파이프나 홈, 또는 유로에 의해 서로 연결되어 있는 경우가 있다. 이와 같은 경우는, 시료가 주입시의 압력에 의해 옆의 웰에 이동하지 않도록 주의할 필요가 있으며, 수동으로 행하는 경우는 물론, 자동 주입 장치에 의한 경우라 하더라도, 조작에 어려움이 있다. 또한, 미소한 웰에 주입된 시료의 위치를 조정하거나, 또는 다음 웰에, 제어하면서 시료를 이동시키는 것도 요망된다.
본 발명은 이러한 장치에 있어서, 웰에 미량의 시료를 주입할 때에 시료가 다른 웰에 이동하거나, 또는 넘쳐 흐르는 것을 보다 확실하게 방지하기 위한 구조를 제공하는 것을 목적의 하나로 하고, 또한, 주입된 시료의 웰 내부에 있어서의 위치를 조정하거나, 또는 다음 웰에 제어하면서 시료를 이동시키는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 시료의 주입, 이동에 있어서의 제어가 자동화된 미량 시료 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 기능을 갖는 구조를 응용한 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 미량의 액체 시료를 처리하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반응, 분석, 검출 등을 위하여, 액체 시료를 수납하기 위한 미소한 웰(well)에 시료를 주입할 때에, 시료가 넘쳐 흐르거나, 또는 연이어 통하는 다른 웰에 이동하는 것을 방지함과 동시에, 미소한 웰의 내부에서 시료의 위치를 조정할 수 있는 구조를 포함한 미량 시료 처리 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 세포가 일정 방향으로 자력으로 이동하는지의 여부의 판정, 세포가 자력으로 이동하는 상태의 관찰, 또는 자력으로 이동한 세포의 수를 계수하기 위한 장치, 즉, 세포 주화성(走化性;chemotaxis) 검출 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 세포가 선택적으로 자력으로 이동하는 것을 이용하는 세포의 분리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 검출, 분리 등을 위하여, 세포 현탁액 또는 검체 시료를 수납하기 위한 미소한 웰에 시료를 주입할 때에, 시료가 넘쳐 흐르거나, 또는 연이어 통하는 다른 웰에 이동하는 것을 방지함과 동시에, 미소한 웰의 내부에서 시료의 위치를 조정할 수 있는 구조를 포함한 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명자들이 앞서 제안한 세포 주화성 검출 및 세포 분리를 위한 장치의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 장치의 하면도이다.
도 3은 본 발명의 구조를 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치에 적용한 경우의 일례를 나타내는 개념도이다. 화살표는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 구조를 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치에 적용한 경우의 다른 예이며, 웰에 시료를 주입, 채취하기 위한 관(3)과 시료의 주입, 채취시에 있어서의 승압, 감압을 회피하기 위한 관(4)이 형성되어 있는 장치의 구조를 나타내는 개념도이다. 화살표는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 구조를 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치에 적용한 경우의 다른 예이며, 세포를 넣는 웰(2A)의 관(3A)의 상단부(3Ab)가 다른 웰(2B)의 관(3B)의 상단부(3Bb)보다 높게 설정되어 있는 구조를 나타내는 개념도이다. 화살표 I 및 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 구조를 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치에 적용한 경우의 다른 예이며, 웰에 시료를 주입, 채취하기 위한 관(3)과 시료의 주입, 채취시에 있어서의 승압, 감압을 회피하기 위한 관(4)이 형성되어 있는 장치에 있어서, 세포를 넣는 웰(2A)의 관(3A, 4A)의 상단부(3Ab, 4Ab)가 다른 웰(2B)의 관(3B, 4B)의 상단부(3Bb, 4Bb)보다 높게 설정되어 있는 구조를 나타내는 개념도이다. 화살표 I 및 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 7은 도 6의 구조의 변형예를 나타낸다. 화살표 I 및 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 8은 웰이 유로에 의해 3연식으로 연이어 통하는 경우의 기판의 상면도를나타낸다.
도 9는 복수개의 웰(2B1∼4)이 유로(1)에 의해 1개의 웰(2A)에 연이어 통하고 있는 경우의 기판의 상면도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 기판을 포함한 장치이며, 도 9의 일점파선에 있어서의 단면도를 나타낸다. 화살표 I과 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면위치를 나타낸다.
도 11은 도 9의 연통(連通)양식이 원형으로 구성된 경우의 상면도를 나타낸다.
도 12는 유로(1)의 구조의 일례를 나타낸다.
도 13은 유로(1)에 있어서의 장벽(12)과 홈(13)의 배열예를 나타낸다. 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다.
도 14는 도 13의 유로(1)의 단면도를 나타낸다.
도 15는 유로(1)를 사이에 두고 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈(13)이 이것에 직교하는 2개의 홈(14)에 의해 연이어 통하고 있는 경우를 나타낸다. 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다.
도 16은 다수 유닛의 집적예이며, 동일 타입의 유닛의 집적예를 나타낸다.
도 17은 복수 종류의 유닛을 다수개 집적시킨 예를 나타내는 설명도이다.
도 18은 다수개의 유닛을 원형으로 집적시킨 예를 나타낸다.
도 19는 도 18의 일점 파선에 있어서의 단면도이다.
도 20은 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치의 조립예를 나타내는 도면으로, 도 20a는 각 부품의 사시도, 도 20b는 대응하는 단면도이다.
도 21은 반응시키는 웰과 목적물을 수납하는 웰이 컬럼에 의해 연이어 통하고 있는 장치의 개념도이다. 화살표 I 및 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 22는 물질을 분리하는 장치의 개념도이다. 화살표 I 및 화살표 II는 장치를 채우는 액체의 액면 위치를 나타낸다.
도 23은 유로(1)에 있어서의 둑(8)이 다단식의 테라스(11-1∼4)를 갖는 경우를 나타낸다.
도 24는 유로를 따라 벽이 형성된 웰의 예를 나타내는 도면이다.
도 25는 유로를 따라 벽이 형성된 웰의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 26은 도 24의 웰이 집적 배치된 예를 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명에 따른 장치의 자동 제어 기구의 예를 나타내는 도면이다.
도 28은 액면 조절 피펫의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 29는 세포 저장부에 있어서의 용기의 예를 나타내는 도면이다.
도 30은 검체 저장부에 있어서의 용기의 예를 나타내는 도면이다.
도 31은 검체 저장부에서의 도 30의 용기의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 32는 검체 저장부에 있어서의 용기의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 33은 검체 저장부에서의 도 32의 용기의 배열예를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명에서 사용되는 피펫의 예를 나타내는 도면이다.
도 35는 시료 주입, 채취용 관의 상부에 피펫 선단부의 도입구를 형성한 예를 나타낸다.
도 36은 유로를 사이에 두고 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈이 이것에 직교하는 2개의 홈에 의해 연이어 통하고 있음과 동시에, 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈의 폭이 직교하는 홈을 가로지를 때마다 단계적으로 변화하는 경우를 나타낸다. 도면중 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다. 도면은 장벽 자체의 폭이 변화하는 경우를 나타낸다.
도 37은 도 36의 변형예로, 장벽의 크기는 동일하지만, 그 수가 증감하는 경우를 나타낸다. 도면중 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다.
도 38은 유로를 사이에 두고 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈이 이것에 직교하는 3개의 홈에 의해 연이어 통하고 있음과 동시에, 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈이 이것에 직교하는 홈을 가로지를 때마다 상호의 위치 관계를 변화시키고 있는 경우를 나타낸다. 도면에서는, 2분의 1 피치, 직행하는 방향으로 시프트하고 있는 경우를 나타낸다. 도면중 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다.
도 39는 장벽이 대향하는 웰을 향하는 방향으로 이어져 있는 경우를 나타낸다. 도면중 화살표는 대향하는 웰을 향하는 방향을 나타낸다.
도 40은 둑의 중앙에 테라스를 형성하고, 테라스를 사이에 두고 장벽의 열을 2부위에 형성한 예를 나타낸다.
<부호의 설명>
1 : 유로
2 : 웰(well). 첨자 A, B, B1∼n, C는 웰의 구별을 의미한다.
3 : 시료 주입, 채취용 관. 첨자 A, B, B1∼n, C는 웰의 구별을, a는 관(3)에 대응하는 기판(5)의 관통구멍을, b는 관(3)의 상단부를 각각 의미한다.
4 : 시료의 주입, 채취시에 있어서의 승압, 감압을 회피하기 위한 관. 첨자 A, B, B1∼n, C는 웰의 구별을, a는 관(4)에 대응하는 기판(5)의 관통구멍을, b는 관(4)의 상단부를 각각 의미한다.
5 : 기판
5′: 패킹
6 : 유리 기판
7 : 관을 뚫은 블록
8 : 둑
9 : 검출기
10 : 관의 상단부에 의해 공유되는 공간
11, 11-1∼4: 테라스
12 : 유로(1)에 있어서의 장벽
13 : 유로를 사이에 두고 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈
14 : 홈(13)에 직교하는 홈
15 : 마그네트
16 : 웰 사이에 존재하는 컬럼
17 : 커버 캡
18 : O-링
19 : 가이드핀 수납 구멍
20 : 가이드 핀
21 : 중간 지지체
22 : 바닥 지지체
23 : 바닥부 기판
24 : 유로를 따라 형성된 벽
25 : 세포 저장 용기
26 : 세포 주입부
27 : 액체 도입부
28 : 검체 저장 용기
29 : 피펫 선단부의 도입구
30 : 피펫 세정부
31 : 멀티채널 시린지(multichannel syringe)
32 : 액츄에이터
33 : 자동 피펫의 니들(needle)
34 : 수동 조작용 피펫의 선단부
← : 장치를 채우는 액체의 액면 위치
←Ｉ : 상측에 있는 관의 상단부가 덮혀지는 액면의 위치
←II : 상측에 있는 관의 상단부가 노출되는 액면의 위치
X-X′: 검체 공급 피펫의 동선
Y-Y′: 세포 공급 피펫의 동선
Z-Z′: 액면 조절 피펫의 동선
본 발명은 복수개의 웰이 유체에 대하여 저항을 갖는 부분에 의해 상호 연이어 통하고 있으며, 또한, 각각의 웰이 시료를 주입, 흡출하기 위한 관 및 필요에 따라 주입, 흡출시의 압력의 변화를 완화하기 위한 관을 포함하고 있는 구조에 있어서, 그들 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하고 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치이며, 유체에 대하여 저항을 갖는 부분은 1 내지 복수개의 가는 파이프, 좁은 간극, 가는 홈, 필터, 수지 컬럼(column), 그 외 유체를 통과시킬 수 있지만 저항성을 갖는 구조에서 선택할 수 있다.
또한, 본 발명은 웰에 형성된 관의 상단부가 유체에 대하여 저항을 갖는 부분을 통하여 서로 대향하는 1 또는 복수개의 웰에 형성된 관의 상단부보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치이다.
본 발명의 미량 시료 처리 장치는 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 웰의 어느 한쪽 또는 양쪽에 있어서, 유로 근방에 있어서의 액체 시료의 양을 제한하기 위하여 유로에 직교하여 벽이 형성되어 있어도 된다.
본 발명은 상기 미량 시료 처리 장치로 이루어지는 단위 유닛 1개, 동일 또는 복수 종류의 유닛을 복수개 집적시켜 이루어지는 집적 유닛, 또는 복수개의 집적 유닛으로 이루어지는 유닛부 및 상기 유닛부에 있어서 액면을 조절하기 위한 피펫(pipette)을 포함하고, 또한, 상기 액면 조절 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치이며, 또한, 액면 조절 피펫이 유닛부의 각 유닛의 상단부에 있어서 복수개의 관에 의해 공유되어 있는 공간으로부터 그곳에 존재하는 액체를 소정량 흡인하여 웰 내부에 있어서의 시료의 위치를 조정하거나, 또는, 다음 웰에 시료를 이동시키고, 필요에 따라 상기 공간에 앞서 흡인한 양의 액체를 공급하여 액면을 원래대로 되돌리도록 제어되는 것을 특징으로 하는 자동화된 미량 시료 처리 장치이며, 필요에 따라, 시료 저장부, 검체 저장부 및 피펫 세정부 그리고 이들 각 부를 이동하는 시료 공급 피펫 및 검체 공급 피펫 그리고 이들 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함할 수 있다. 여기에서, 피펫의 재질은 유리에 한하지 않으며, 금속, 플라스틱 등 적당하게 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명은 유체에 대하여 저항을 갖는 유로에 의해 복수개의 웰이 서로 연이어 통하고 있는 것, 각 웰이 시료를 주입, 채취하기 위한 관 및 필요에 따라 시료의 주입, 채취에 의한 압력의 변화를 완화하기 위한 관을 포함하고 있는 것, 그들 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하고 있는 것, 및 웰은 관이 형성되어 있는 측과는 반대의 측에 있어서 유리 기판과 밀착하고 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치를 포함한다.
본 발명은 상기의 세포 주화성 검출 또는 세포 분리를 위한 장치에 있어서, 세포를 수납하기 위한 웰에 형성된 관의 상단부가, 유체에 대하여 저항을 갖는 유로를 통하여 서로 대향하는 1 또는 복수개의 웰에 형성된 관의 상단부보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치이다.
또한, 본 발명의 장치는 유체에 대하여 저항을 갖는 유로가 유리 기판과의 사이에서, 좁은 틈을 형성하는 둑인 것이 바람직하며, 이 경우에 있어서, 유로에서, 둑의 상부에 테라스(terrace)가 형성되어 있고, 상기 테라스는 유리 기판과의 사이에서 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 틈을 형성하고 있어도 되며, 또는 유로에 있어서, 둑의 상부에 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 폭의 홈을 1 내지 복수개 구성하는 장벽이 형성되어 있고, 필요에 따라 장벽과 함께 테라스가 형성되어 있으며, 상기 테라스도 유리 기판과의 사이에서 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 틈을 형성하고 있어도 된다. 유로에 있어서, 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈은 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈에 의해 서로 연이어 통하고 있는 것이 가능하며, 또한, 유로에 있어서, 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈의 폭이 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈을 가로지를 때마다 단계적으로 변화할 수 있고, 또한, 유로에 있어서, 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈이 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈을 가로지를 때마다, 서로의 위치를 시프트시켜 형성되어 있어도 된다. 또한, 유로에 있어서, 홈을 구성하는 장벽의 열이 둑의 중앙에 형성된 테라스를 사이에 두고 2부위에 형성되어 있어도 된다. 또한, 유로에 형성된 둑에, 유리 기판과의 사이에서 다른 깊이의 틈을 형성하기 위하여, 테라스가 다단으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 웰의 어느 한쪽 또는 양쪽에 있어서, 유로 근방에 있어서의 액체 시료의 양을 제한하기 위하여 유로에 직교하여 벽이 형성되어 있어도 된다.
본 발명은 상기의 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치로 이루어지는 단위 유닛 1개, 동일 또는 복수 종류의 유닛을 복수개 집적시켜 이루어지는 집적 유닛, 또는 복수개의 집적 유닛으로 이루어지는 유닛부, 세포 저장부, 검체 저장부, 이들 각 부를 이동하는 액면 조절 피펫, 세포 공급 피펫, 검체 공급 피펫 및 유닛부에 있어서의 세포의 이동을 검출하고, 필요에 따라 검출 결과를 기록하는 검출부를 유닛부와 일체화하여 형성하던지, 또는, 복수의 유닛부에 대응 가능하도록 형성하며, 또한, 액면 조절 피펫, 세포 공급 피펫 및 검체 공급 피펫의 이동을 제어하는 기구 및 필요에 따라, 유닛부를 검출부에 이동시킴과 동시에 다음의 유닛부를 피펫의 동선의 위치에 이동시키기 위한 기구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동화된 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치이며, 또한, 필요에 따라 피펫 세정부를 포함하고 있어도 된다.
또한, 본 발명은 세포 공급 피펫이 세포 저장부로부터 소정량의 세포 현탁액을, 필요에 따라 교반한 후, 흡인하여, 이것을 유닛부에 공급하고, 이어서, 액면 조절 피펫이 유닛부의 각 유닛에 있어서 복수개의 관의 상단부에 의해 공유되어 있는 공간으로부터 그곳에 존재하는 액체를 소정량 흡인하여 웰 내부의 세포의 위치를 조정하며, 이어서 액면 조절 피펫이 상기 공간에 앞서 흡인한 양의 액체를 공급하여 액면을 원래의 위치에까지 되돌리고, 이어서 검체 공급 피펫이 검체 저장부로부터 소정량의 검체를 흡인하여, 이것을 유닛부에 공급한 후, 필요에 따라, 피펫 세정부로 이동해서 세정액의 흡인, 배출을 반복하여 피펫을 세정하도록, 각 피펫의 작동이 제어되는 것을 특징으로 하는 자동화된 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치이다.
본 발명에 있어서, 액체 또는 현탁액으로 이루어지는 시료가 주입되는 웰(well)을 포함한 미량 시료 처리 장치란, 유기, 무기 화학물질, 단백질 등의 고분자, 유전자, 세포 등을 용액 또는 현탁액의 상태로 취급하는 장치이다. 본 발명의 구조는 취급하는 시료의 양에 특별한 제한은 없으나, 시료의 양이 수 밀리리터 내지 마이크로리터의 오더(order) 또는 그 이하인 경우에, 기술적 효과가 높은 것이 기대된다.
본 발명은 유체의 통과에 대하여 저항성을 갖는 구조물에 의해 상호 연이어 통하고 있는 복수개의 웰 각각이 시료를 주입하거나 또는 흡출하기 위한 관을 포함하고 있으며, 필요에 따라, 웰 각각이 시료를 주입하거나 또는 흡출할 때의 압력의 증감을 완화시키기 위한 관을 포함하고 있는 경우에 적용된다. 즉, 이들 장치는 전체적으로 복수개의 관을 포함하고 있게 되며, 본 발명은 이러한 장치에 있어서, 형성되어 있는 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하는 구조를 채용함으로써, 시료의 주입, 흡출시에 있어서의 웰 내부의 압력의 급격한 변화에 따라 발생하는 시료의 예측하지 못한 이동, 범람 또는 장치의 수평이 붕괴되었을 때의 시료의 예측하지 못한 이동을 보다 효과적으로 방지하는 것이다.
또한, 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하는 구조를 채용함으로써, 웰 내부에 있어서 위치를 조정할 필요가 있는 시료, 또는 다음 웰에 이동시킬 필요가 있는 시료를 취급하는 경우에, 미소한 웰 내부에서의 위치 조절이 가능해지며, 또한 다음 웰에의 이동을 제어하면서 행하는 것이 가능해진다. 이러한 조절 및 이동을 보다 정확하게 행하기 위하여, 상기 시료를 수납하기 위한 웰에 형성된 관의 상단이 다른 웰에 형성된 관의 상단보다도 높게 설정된다.
또한, 복수개의 웰 사이에서 시료의 이동을 가능하게 하기 위하여, 가는 파이프, 좁은 간극, 가는 홈, 필터, 수지 컬럼 또는 유로 등으로 상호 연결되어 있는 것이 통상이다. 본 발명은 복수개의 웰이 이러한 유체의 통과에 대하여 저항성을 갖는 구조물에 의해 상호 연이어 통하고 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명을 복수개의 웰이 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 구조의 장치, 예를 들면, 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치에 적용한 경우에 대하여 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명이 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치에 한하는 것이 아니라, 다양한 장치에 적용 가능하다는 것은 이상 서술한 것으로부터 알 수 있을 것이다.
세포 주화성을 검출하거나, 또는 세포를 분리하기 위한 장치는 웰 중 하나에 세포 현탁액을, 다른쪽 웰에 검체 용액을 각각 넣고, 검체 용액이 수용되어 있는 웰을 향하여 세포가 이동하는지의 여부를 검출하거나, 또는, 선택적으로 이동한 세포를 채취하는 장치이다. 예를 들면, 세포 현탁액을 수용하는 웰과 검체 용액을 수용하는 웰이 상호 유로에 의해 연결되어 있으며, 유로를 세포가 통과하는 상태를 관찰하거나, 혹은 통과중 또는 통과한 세포수를 계수하는 장치이다.
유로가 1개씩의 세포가 통과하는 상황을 관찰 내지 검출할 수 있는 스케일의 것이라면, 유체에 대하여 저항성을 갖는다. 이러한 유로를 포함한 장치에 있어서는, 시료로서 사용되는 세포의 양이 적고, 희소한 세포의 검사가 우수함과 동시에, 정량적 검토도 가능해진다는 이점이 있다. 그러나, 장치 전체가 소형이 되기 때문에, 극히 미량의 시료를 취급하게 되고, 웰에의 주입에 의해 발생하는 승압의 영향이 발생하기 쉬우며, 세포가 검체 용액을 수용하는 웰을 향하여 예측하지 못한 이동을 일으키기 쉽다. 또한, 주입후에 있어서 웰이 완전히 수평으로 유지되어 있지 않은 경우도 세포의 이동이 일어난다. 세포의 예측하지 못한 이동은 검체가 주화성 인자인지의 여부의 판정을 혼란시키는 원인이 된다. 따라서, 세포가 자력으로 검체 용액을 수용하는 웰을 향하여 이동하는 것을 정확하게 검출하기 위해서는, 시료 주입시나 주입후에 있어서의 세포의 이동을 방지하는 것이 필요하다.
그를 위한 대책의 하나로서, 주입시의 승압을 완화하기 위하여, 각각의 웰에, 시료 주입을 위한 관 이외에, 그것과 연이어 통하는 관계에 있는 관을 형성하는 구조를 본 발명자들이 제안하였다(일본국 특허출원 2001-226466호). 그 개요를 도 1 및 도 2에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 나타내는 장치에 있어서는, 웰(2A)에 관(3A)을 통하여 세포 현탁액이 주입된다. 웰(2B)에는 검체 용액이 관(3B)을 통하여 주입되며, 그 검체가 세포 주화성 인자를 포함하는 경우는, 세포가 웰(2A)로부터 웰(2B)을 향해 이동하고자 하여 유로(1)를 통과한다. 도 1의 경우, 유로(1)는 기판(5)에 형성된 둑(8)과 투명한 유리 기판(6) 사이에서, 세포의 크기에 상응하는 틈이 형성되어 있으나, 1개의 세포가 통과할 수 있는 가는 홈을 복수개 구성하는 장벽이 형성되어 있어도 된다. 유로(1)를 통과하는 세포의 상황은 유리 기판(6)을 통하여, 예를 들면 현미경(9)으로 관찰된다. 도 2는 기판(5)의 하면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 장치는 각 웰에 있어서 관(3A와 4A, 3B와 4B)이 상호 연이어 통한 구조이며, 연통관(連通管)을 통하여 압력을 분산시키는 구조이다. 이에 반하여, 본 발명은 각 웰에 형성되어 있는 모든 관의 상단부가 액체를 수용할 수 있는 공간을 공유하는 구조를 채용하고 있는 것으로, 이러한 구조에 의해 주입시의 이동을 보다 확실하게 완화시키거나, 또는, 이동의 제어를 가능하게 하는 것이다(도 3 및 도 4 참조).
도 3은 본 발명에 따른 구조의 일례를 나타내는 것으로, 기판(5), 블록(7) 및 유리 기판(6)으로 구성되는 유닛을 나타내고 있다. 도 3에 있어서, 참조부호 10으로 나타내는 공간이 각 웰에 형성된 관(3A, 3B)의 상단부(3Ab, 3Bb)에 의해 공유된 공간이며, 장치 전체는 세포 주화성에 영향을 주지 않는 액체, 예를 들면 완충액 등으로 채워져 있다. 그 액체의 양은 상기 공간(10)의 적어도 일부를 채우는 양이다. 이 액체에 의해 장치 전체가 동일한 압력하에 놓여지며, 또한, 액체의 저항에 의해 주입 압력 및 웰의 수평이 붕괴된 경우에 의한 시료의 급격한 이동이 억제된다. 도 4는 본 발명에 따른 구조의 다른 예를 나타내는 것으로, 각 웰이 시료 주입을 위한 관(3A, 3B) 이외에, 그것과 연이어 통하는 관계에 있는 관(4A, 4B)을 가지며, 그들 모든 관의 상단부(3Ab, 4Ab, 3Bb, 4Bb)가 공간(10)을 공유하는 유닛의 구조를 나타낸다.
또한, 이동한 세포를 검체 수용 웰로부터 채취하기 위하여, 상기 웰에 형성되어 있는 관으로부터 흡인할 때에, 내부가 감압되어 웰 사이의 시료가 상호 뒤섞이는 경우가 발생하지만, 도 4의 구조인 경우는 특히 효과적으로 그 영향이 완화된다.
세포의 주화성을 검출하거나, 또는 분리하는 경우, 주입된 세포는 당초, 웰 내부에 있어서 유로의 근방에 모여지는 것이 바람직하다. 도 3에서 나타내는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치의 유닛을 예로 든다면, 관(3A)을 통하여 웰(2A)에 주입된 세포는 유로(1)의 근방에 존재하는 것이 바람직하다. 즉, 시료인 세포는 웰 내부에서의 위치를 조정하는 것이 요망되는 시료의 예이다. 이 위치의 조절은 유로를 개재하여 대향하는 웰(2B)의 관(3B)으로부터 적당량의 액체를 적당한 속도로 흡인함으로써 행할 수 있다. 흡인하는 액체의 양은 공간(10)의 액체를 제거한 후의 관 및 웰의 용적으로부터 구해진다. 흡인하는 액체의 양 및 흡인 속도는 컴퓨터 프로그램에 의해 용이하게 제어할 수 있다.
본 발명은 상기 구조의 변형으로서, 시료, 예를 들면, 세포 현탁액을 수납하기 위한 웰에 형성된 관의 상단부가 유로를 개재하여 대향하는 웰에 형성된 관의 상단부보다도 높게 설정되어 있는 구조를 갖는 미량 시료 처리 장치, 예를 들면, 세포 주화성 검출 장치를 포함한다(도 5 내지 도 7 참조). 도 5에 있어서, 관이 형성되어 있는 블록(7)은 웰(2B)에 형성된 관(3B)의 상단부(3Bb)의 주변에서 파내려져가 있으며, 웰(2A)의 관(3A)의 상단부(3Ab)가 관(3B)의 상단부(3Bb)보다 높게 형성되어 있다. 장치 전체를 채우는 액체는, 당초는, 그 액면이 관(3A)의 상단부(3Ab)보다 위에 오도록, 도면중, 화살표 I로 나타나는 위치에 오도록 액량을 조절한다. 그 상태에서, 관(3A)을 통하여 웰(2A)에 주입된 세포는 장치 전체의 균일한 압력과 액체의 저항에 의해 급격한 이동이 억제되며, 관(3A) 내부 및 웰(2A)의 내부에 산재하고 있다. 다음으로, 공간(10)으로부터 액체를 흡인 제거하여 액면을 화살표 II의 위치, 즉, 관(3A)의 상단부(3Ab)가 노출되는 위치까지 내리고, 또한, 적당량의 액체를 흡인함으로써, 관(3A) 내부 및 웰(2A) 내부에 산재하고 있던 세포를 웰(2A) 내부의 유로의 근방에 모이게 할 수 있다. 흡인하는 액량은 관(3A) 및 웰(2A)의 용적에 기초하여 산출할 수 있으며, 통상은, 상기 용적의 3분의 1 내지 10분의 1로 목적을 달성할 수 있다. 또한, 웰(2B)에의 검체 용액의 주입도, 액면을 다시 화살표 I의 위치에 되돌린 상태에서 행함으로써, 주입시의 급격한 압력 변화가 완화된다.
액면을 다시 화살표 I의 위치에까지 되돌리는 경우에 사용하는 액체로서, 미리 장치 내부에 존재하는 액체(완충액 등의 수용액)보다 비중이 가벼운 액체를 사용하면, 각 웰의 관의 상부가 가벼운 액체에 의해 덮여진 형태가 되어, 차단 효과에 의해 시료의 불필요한 확산이 방지된다. 이러한 액체로서는, 시료에 대하여 불활성이고, 물에 불용(不溶)이며, 비중이 1.0미만이면 적당하게 선택하여 사용할 수 있다. 그와 같은 액체의 예로서, 미네랄 오일(비중 0.84/시그마사 제품 M3516), 유동 파라핀 등을 들 수 있다.
도 6은 각 웰이 시료를 주입하기 위한 관(3A, 3B)과 함께, 이것과 연이어 통하는 관계에 있는 관(4A, 4B)을 포함하고 있는 경우에 있어서, 웰(2A)의 관의 상단부(3Ab, 4Ab)가 웰(2B)의 관의 상단부(3Bb, 4Bb)보다 높게 설정되어 있는 경우를 나타낸다. 도 7은 블록(7)에 경사면을 형성시킴으로써 웰(2A)의 관의 상단부를 높게 설정한 경우를 나타낸다. 이들은 한쪽 관의 상단부를 다른쪽 관의 상단부보다 높게 설정하는 경우의 예시이며, 동일한 목적을 달성하기 위하여, 그 외에도 다양한 변형이 있을 수 있다.
상기의 일부의 관의 상단부를 다른 관의 상단부보다도 높게 설정하는 구조는 다음과 같은 웰의 연통 양식에 있어서도 효과를 발휘한다. 즉, 유로를 개재한 웰의 연통 양식으로서, 도 3 내지 도 7에 예시하는 바와 같은 2연식 외에, 필요에 따라 더 결합시켜 연이어 통하게 할 수도 있으며, 예를 들면, 도 8에 예시하는 3연식을 생각할 수 있다. 도 8에 있어서, 예를 들면, 웰(2A)에 세포를, 웰(2C)에 주화성 인자를 넣고, 웰(2B)에 검체 용액을 넣음으로써, 검체 용액이 주화성 인자의 저해 작용을 갖는지의 여부를 조사할 수 있다. 다연식으로 하면, 그 외에도, 다양한 목적에 응용하는 것이 가능해진다.
도 9에 예시하는 바와 같이, 1개의 웰의 주위에 유로에 의해 복수개의 웰을 연이어 통하게 한, 소위, 동심(同心) 형상의 형식을 취할 수도 있다. 또한, 도 9의 타입의 변형으로서, 도 11과 같이, 동심원 형상으로 할 수도 있다. 도 11은 3연식을 동심원 형상으로 한 예이나, 2연식이어도 된다. 도 9의 경우, 관통구멍(3Aa)에관(3A)이 형성되어 있으며, 관통구멍(3B1∼4a)에는 관(3B1∼4)이, 관통구멍(4B1∼4a)에는 관(4B1∼4)이 각각 형성된다. 웰(2A)에 관(3A)을 통하여 세포 부유액을 넣고, 웰(2B1∼4)에 다양한 검체를 넣음으로써, 복수개의 주화성 인자의 검색을 동시에 행할 수 있다. 또한, 복수 종류의 세포를 포함하는 시료를 웰(2A)에 넣음으로써, 세포를 종류별로 분리하는 것을 한번에 행할 수 있다(소팅(sorting)). 예를 들면, 웰(2B1∼4)에 세포의 종류에 대응한 주화성 인자를 넣고, 중앙의 웰(2A)에 복수 종류의 세포를 포함하는 시료, 예를 들면, 전혈(全血)을 넣는다. 시료에 포함되는 세포는 각각의 세포 주화성 인자가 존재하는 각 웰(2B1∼4)을 향하여 이동한다. 일정 시간 경과 후에 각 웰(2B1∼4)로부터, 관(3B1∼4)을 통하여 세포를 채취하거나, 또는, 각 웰(2B1∼4)에 이동한 세포를 동정(同定)한다.
도 8, 도 9 및 도 11에 나타나는 바와 같은 웰의 연통 양식에 있어서, 관(3) 및 관(4)은 그들이 존재하는 웰(2)에 있어서 서로 연이어 통하고 있다. 이들 연통 양식에 있어서, 모든 관의 상단부가 하나의 공간(10)을 공유하고 있으며, 세포가 주입되는 웰의 관의 상단부를 다른 웰의 관의 상단부보다 높게 설정하고, 공간(10)에 세포가 주입되는 웰의 관의 상단부가 덮혀지는 높이가 되도록, 액체를 넣는다(도 10 참조), 도 10은 도 9에 나타내는 장치의 일점 파선에 있어서의 단면도이며, 웰(2A)의 관(3A, 4A)의 상단부(3Ab, 4Ab)가 다른 웰(2B1∼4)의 관(3B1∼4)의상단부(3B1∼4b)보다도 높아지도록 설정되어 있다. 화살표 I는 공간(10)을 채우는 액체의 액면 위치가 관(3A, 4A)의 상단부(3Ab, 4Ab)보다 위에 있는 것을 나타낸다. 관(3A)을 통하여 웰(2A)에 주입된 세포는 관(3A) 및 웰(2A) 내부에 산재하고 있으나, 공간(10)의 액체를 흡인 제거하여 액면을 관(3A)의 상단부(3Ab)가 노출되는 화살표 II의 위치까지 내린 후, 적당량을 더 흡인함으로써, 웰(2A) 내부에 있어서 세포를 웰(2B1∼4)의 방향을 향해 이동시켜, 각 웰을 향하는 유로(1)의 근방에 모이게 할 수 있다. 흡인하는 액량은 관(3A) 및 웰(2A)의 용적으로부터 산출할 수 있다. 이렇게 하여, 웰(2A) 내부의 세포는 웰(2B1∼4)에 대하여 위치적으로 동일한 조건에서 주화성의 유무를 조사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 구조를 적용할 수 있는 다른 예로서, 예를 들면, 도 21에 나타내는 바와 같은 장치를 생각할 수 있다. 즉, 도 21은 웰(2A)에서 반응을 행하게 하고, 이어서 컬럼(16)을 통하여 처리를 행하며, 흡착되지 않고 통과한 것을 웰(2B)로부터 채취하는 장치의 개념도이다. 이 경우, 컬럼이 유체에 대하여 저항성을 갖는 장해를 형성하고 있다. 액면이 화살표 I인 상태에서, 웰(2A)에 반응시키는 물질을 넣고, 반응 종료 후, 액면을 화살표 II까지 내리며, 더 흡인함으로써 웰(2A)의 반응 혼합물은 컬럼(16)에 이동한다. 더 흡인함으로써, 컬럼을 통과한 물질이 웰(2B)에 이동한다. 또한, 컬럼에 흡착된 물질이 목적물인 경우는, 웰(2A)을 경유해서 용출액을 컬럼에 공급하여, 용출액을 웰(2B)에 모이게 할 수 있다.
상기 이외에도 다양한 응용이 가능하며, 서로 연이어 통한 웰 사이에 있어서의 시료의 이동을 제어함으로써, 물질 사이의 상호 작용을 미량의 레벨로 조사할 수 있다. 예를 들면, 항원 항체 반응, 효소와 기질의 반응, 가용성 수용체와 리간드(ligand) 등 다양한 반응에 사용할 수 있다.
예를 들면, 도 5의 장치의 웰(2A)에 있어서, 일정한 크기의 플라스틱 비즈를 결합시킨 항체와 항원 단백 혼합물을 반응시킨 후, 공간(10)의 액면을 I로부터 II로 내리고, 액체를 더 흡인함으로써, 미반응의 항원 단백은 장벽(12)의 홈을 통과하여 웰(2B)에 이동한다. 그러나, 플라스틱 비즈가 결합된 항체와 반응한 항원 단백은 비즈때문에 장벽(12)의 홈을 통과할 수 없으며, 미반응의 항원 단백과 분리된다. 이렇게 하여, 비즈의 입자직경과 홈의 폭을 적당하게 조합시킴으로써, 물질을 분리할 수 있다.
또한, 자기 비즈를 이용할 수도 있다. 즉, 자화될 수 있는 물질(예를 들면, γFe2O3와 Fe3O4)을 균일하게 분포시킨 고분자 폴리머의 코어를 친수성 폴리머로 덮은, 입자직경이 균일한 자기 비즈(magnetic beads)가 시판되고 있으며(DYNAL사, 노르웨이/상품명 Dynabeads), 이 표면에 다양한 항체를 결합시킴으로써, 자기 비즈를 세포나 단백질에 결합시킬 수 있다. 자기 비즈는 강력 자석(MPC)을 가까이 하면 자화되어 자력에 이끌리고, 자석을 떼어 내면 자성을 잃어 원래대로 분산한다는 성질을 갖고 있으며, 그것을 이용하여 세포나 단백질의 정제 등에 이용되고 있다. 예를 들면, Kanegasaki, S. et al, J.Biochem. 117:758-765(1995)에 있어서는, CD19 항체로 코팅된 자기 폴리스티렌 비즈(DYNAL사)를 사용하여 말초혈 B림프구를 분리하고 있다.
도 22에 예시하는 바와 같은 장치에 있어서, 액면이 I인 상태에서 웰(2A)에 단백질의 혼합액과 자기 비즈로 라벨(label)된 항체(자기 항체 비즈)를 주입하고, 웰(2A)의 바닥부에 설치한 마그네트(24)로, 항체와 반응한 단백질을 흡착한 후, 액면을 II까지 내리고, 공간(10)으로부터 액체를 더 흡인하면, 마그네트(24)에 의해 흡착되지 않은 단백질만이 웰(2B)에 이동한다. 이렇게 하여, 항체를 적당하게 선택함으로써, 원하는 단백질을 분리하거나, 또는, 불필요한 단백질을 제거할 수 있다. 종래, 자성체를 사용하는 단백질의 분리는 컬럼을 사용하여 행해져 왔으나, 처리 용량이 밀리리터의 스케일로, 미량의 단백질을 처리하기에는 부적당하였다. 본 발명의 장치에 따르면, 수 마이크로리터 또는 그것 이하의 스케일이어도, 단백질의 분리를 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이러한 장치 전체를 소형화하는 것이 가능하고, 시료의 처리를 미량으로 행할 수 있으며, 게다가 각 유닛을 다수개 집적시켜 다수 검체의 처리를 동시에 행하는 것이 가능해진다. 또한, 액체의 흡인, 주입량의 프로그램 제어에 의해 자동화하여 행하는 것이 용이하다.
즉, 장치의 자동화는 상기 미량 시료 처리 장치의 유닛 단체, 동일 또는 복수 종류의 유닛을 복수개 집적시켜 이루어지는 집적 유닛, 또는 복수개의 집적 유닛으로 이루어지는 유닛부 및 액면 조절 피펫과 액면 조절 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함함으로써 달성할 수 있다. 액면 조절 피펫의 작동은 액면 조절 피펫이 유닛부의 각 유닛의 상단부에 있어서 복수개의 관에 의해 공유되어 있는 공간으로부터 그곳에 존재하는 액체를 소정량 흡인하여 웰 내부에 있어서의 시료의 위치를 조정하거나, 또는, 다음 웰에 시료를 이동시키고, 필요에 따라 상기 공간에 앞서 흡인한 양의 액체를 공급하여 액면을 원래대로 되돌리도록 제어된다. 이 제어는 컴퓨터 프로그램에 의해 용이하게 행해진다.
또한, 유닛부와 함께, 시료 저장부, 검체 저장부 및 이들 각 부를 이동하는 시료 공급 피펫과 검체 공급 피펫을 포함하며, 또한, 이들 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함함으로써, 시료, 검체, 시약 등의 공급, 채취를 포함한 장치 전체를 자동 제어할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 피펫 세정부 및 피펫 세정부에 있어서의 피펫의 세정 조작을 제어하는 기구를 부가할 수도 있다.
본 발명에 따른 장치의 구조를 세포 주화성 검출 장치를 예로 들어 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명은 세포 주화성 검출 장치에 한하는 것이 아니며, 다른 장치에 있어서도 동일한 기술적 문제점을 해결하기 위하여 채용할 수 있다는 것은 상술한 대로이다.
(1)유닛의 구조
도 3에 예시하는 바와 같이, 유로(1) 및 웰(2A, 2B)은 기판(5)상에 일체적으로 구축되며, 기판(5)에는 각 웰에 통하는 관(3A, 3B)과 연결되는 구멍(관통구멍)(3Aa, 3Ba)이 형성된다. 관(3A, 3B)을 뚫은 블록(7)이, 각 관이 기판(5)상의 각 관통구멍(3Aa, 3Ba)에 합치하도록 고착된다. 블록(7)의 상부에는 관(3A, 3B)의 상단부(3Ab, 3Bb)에 의해 공유되는 공간(10)이 형성된다. 기판(5)의 하면에는 광학 연마된 유리 기판(6)을 밀착시킨다. 또한, 블록(7), 기판(5) 및 유리 기판(6)은 O-링이나 패킹 등을 개재하여 단단히 조임으로써 압착, 고정해도 된다(도 20 참조). 또는, 기판(5)과 유리 기판(6)이 일체화된 구조를 형성하고 있어도 되며, 또한, 기판(r), 유리 기판(6) 및 블록(7)이 일체화된 구조를 형성하고 있어도 된다. 또한, 웰(2A, 2B)에 형성되는 관은 도 4에 나타내는 바와 같이, 시료의 주입 및 채취를 위한 관(3A, 3B) 등과 함께 압력의 변화를 완화하기 위한 관(4A, 4B) 등을 포함하고 있어도 된다. 또한, 공간(10)은 도 5 및 도 6 등에 나타내는 바와 같이 일부가 깊이 움푹 패어져 있어도 되고, 또는, 도 7 등에 나타내는 바와 같이 비스듬하게 고저차가 형성되어 있어도 된다.
(2)웰
웰(2)은 시료, 즉, 세포 부유액 또는 주화성 인자 함유 용액, 주화성 저해제 함유 용액 등의 검체 용액을 수납하는 것으로, 용적은 특별히 제한은 없으며, 필요 최소한의 액량을 수납할 수 있으면 된다. 예를 들면, 깊이 0.05∼0.1㎜정도, 폭 1.2㎜정도, 길이 2.5㎜정도이면 충분하다. 또한, 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 웰의 어느 한쪽, 예를 들면 세포를 수납하는 웰, 또는 양쪽에 있어서, 유로 근방에 있어서의 액체 또는 세포 현탁액의 양을 제어하기 위하여, 유로에 직교하여 벽을 형성함으로써, 웰 내부에 있어서의 세포의 위치를 조정해도 된다(도 24). 도 24는 유로(1)를 개재하여 웰(2A, 2B)이 연이어 통하고 있으며, 각각의 웰에, 유로(1)에 직교하여 벽(24A 및 24B)이 형성되어 있는 경우를 나타낸다. 벽(24)과 유로(1)의 간격은 임의로 설정할 수 있으나, 통상은 50∼300㎛에서 선택된다.
도 25는 유로에 직교하여 벽을 형성한 웰과 유로의 변형예를 나타내고 있으며, 도 25a는 웰의 폭의 일부에 유로가 형성되어 있는 경우를, 도 25b는 유로가 중앙에서 2분되며, 유로를 사이에 두고 1개의 웰(2A)에 대하여 2개의 웰(2B, 2C)이 형성되어 있음과 동시에 웰(2A)측에만 벽(24)이 형성되어 있는 경우를, 도 25c는 유로에 있어서 장벽의 열이 테라스(11)를 사이에 두고 2열 형성되어 있는 경우를 각각 나타내고 있다. 이와 같은 변형은 예시로서 든 것으로, 이들에 한정되지 않는다는 것은 말할 것도 없다. 또한, 필요에 따라, 유로에 직교하여 형성한 벽과 둑 사이를 테라스로 해도 된다.
(3)유로
유로(1)(도 1, 도 3 및 도 4 참조)의 구조의 일례를 도 12에 의해 설명하면 다음과 같다. 유로(1)는 양단의 웰(2A)과 웰(2B)을 갈라 놓는 둑(8)(기판(5)상의 돌출부) 및 유리 기판(6)에 의해 구성된다. 둑(8)은 유로(1)의 양단에 있는 웰(2A, 2B)을 갈라 놓는 것으로, 둑(8)의 사이즈는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 높이 0.003∼0.1㎜정도, 대향하는 웰을 향하는 방향에 있어서의 길이로 하여 0.01∼0.5㎜정도, 대향하는 웰을 향하는 방향에 직교하는 방향에 있어서의 길이로 하여 1.2㎜정도이면 된다.
바람직한 양태로서는, 둑 위에, 도 13∼도 15에 예시되는 바와 같은 복수개의 장벽(12)이 형성되며, 세포가 통과하는 홈(13)이 형성된다. 둑의 상부에 홈을 구성하는 장벽을 형성하지 않은 경우는, 둑의 상면의 유리 기판과의 사이에서 세포의 직경 또는 세포의 변형능에 맞춘 깊이 내지 틈인 테라스를 형성한다. 이 경우의 깊이는 세포의 종류에 맞춰, 통상 3∼50㎛에서 선택된다. 호중구(neutrophil), 호산구(eosinophil), 호염기구(basophil), 단핵세포(monocyte), 대식세포(macrophage), T세포, B세포 등의 경우는 3∼10㎛, 예를 들면 4, 5, 8 또는 10㎛에서 선택되며, 암세포나 조직에 의존하는 세포의 경우는 8∼20㎛의 폭이 선택된다.
둑의 상면에 장벽을 사이에 두고 평면인 테라스를 형성하면 세포의 통과가 관찰하기 쉬워진다. 테라스(11)(도 12)는 필수적인 것은 아니지만, 형성하는 것이 바람직하다. 테라스(11)를 형성하는 경우, 그 대향하는 웰을 향하는 방향의 길이는 약 0.01㎜ 내지 약 0.5㎜에서 적절하게 선택된다.
또한, 도 23에 예시하는 바와 같이, 테라스(11)를 다단식으로 형성함으로써, 웰 내부에서 세포 등의 시료의 위치를 조정하기 위하여, 한쪽 웰측으로부터 흡인하면, 다른쪽으로 넣은 시료가 둑(8)의 근방에 모이기 쉬워진다. 예를 들면, 시료가 호중구, 호산구, 호염기구 등인 경우, 테라스(11-2및 11-3)의 유리 기판(6)으로부터의 거리(도면에 있어서는 장벽(12)의 높이)를 3㎛, 테라스(11-1및 11-4)의 유리 기판(6)으로부터의 거리를 4.5㎛로 하며, 웰(2A)에 세포를 넣고, 웰(2B)측으로부터 흡인하면, 이들 세포는 테라스(11-1)에서 한번 정지한 후, 테라스(11-2)와 유리 기판(6) 사이에 모이기 쉬워진다. 각 테라스(11-1∼4)의 유리 기판(6)으로부터의 거리는 취급하는 시료에 따라 적절하게 설정할 수 있으며, 대략 3 내지 5㎛의 범위에서 설정될 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 세포를 수납하는웰의 반대측의 테라스(11-3)의 길이를, 세포를 수납하는 웰측의 테라스(테라스(11-2))보다 약 1.5 내지 5배 길게 하면, 홈을 빠져나간 세포의 관찰이나 계수를 보다 용이하게 행할 수 있다. 또한, 도 23은 장벽(12)이 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으나, 테라스(11-2및 11-3)의 유리 기판(6)으로부터의 거리가 세포의 직경 또는 변형능에 상응하는 경우는, 장벽은 반드시 필요하지는 않다.
둑의 상면에 장벽(12)(도 12∼도 14 참조)을 형성하는 경우, 장벽(12)에 의해 구성되는 홈(13)의 단면은 V자형 단면, 오목형 단면, 반원형 단면 등, 임의의 형상으로 할 수 있다. 홈(13)의 폭은 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 폭인 것이 바람직하다. 여기에서, 세포의 변형능이란, 세포가 탄력성을 갖는 것일 때, 그 탄력성으로 인하여 용이하게 모양을 변형시켜서 편평 형상이나 끈 형상 등의 형태를 취하여, 통상, 세포가 자유 공간에서 취하는 형상(구 형상)에 있어서 갖는 직경보다 좁은 간격의 홈을 빠져 나가는 것을 말한다. 이러한 홈을 형성함으로써, 세포를 개개의 레벨로 관찰하는 것이 가능해지며, 또한, 세포를 원하는 종류마다 분리할 수 있다. 홈(13)의 폭은 통상 3∼50㎛에서 선택되고, 대상으로 하는 세포가 1개씩 통과하는 만큼의 폭인 것이 바람직하며, 세포의 종류에 맞춰 적절한 폭이 선택된다. 호중구, 호산구, 호염기구, 단핵세포, 대식세포, T세포, B세포 등의 경우는 3∼10㎛, 예를 들면 3, 5, 8 또는 10㎛에서 선택되며, 암세포나 조직에 존재하는 세포의 경우는 8∼20㎛의 폭이 선택된다. 홈(5)의 수는 유로의 폭에 대한 장벽의 폭과 홈의 폭으로 결정된다. 예를 들면, 유로의 폭 1㎜, 장벽의 폭 10㎛, 홈의 폭5㎛인 경우, 홈의 수는 최대로 66개가 된다. 검출 및 관찰에 적합한 홈(5)의 수는 1 내지 100개, 바람직하게는 약 10 내지 70개이다.
장벽(12)의 길이는 약 5∼약 400㎛에서 선택되며, 예를 들면, 5, 15, 20, 30, 40, 60, 100, 200, 300 또는 400㎛인 것이 사용된다. 장벽(12) 자체의 폭은 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 후술하는 도 38의 경우는, 가로 및 세로의 길이가 거의 동일한 것이 효과적이다.
유로(1)를 형성하는 홈(13)은 도 15에 예시하는 바와 같이, 대향하는 웰을 향하는 방향에 직교하는 1내지 복수개의 홈(14)에 의해 서로 연이어 통하고 있어도 된다. 이렇게 함으로써, 한쪽 웰에 넣은 물질이 다른쪽 웰을 향하여 확산되는 것을 균일화시키거나, 또는, 세포가 통과하는 모습을 보다 정확하게 파악할 수 있다. 그 경우, 홈(13)의 폭을 대향하는 웰을 향하는 방향으로 이것에 직교하는 홈(14)을 가로지를 때마다 단계적으로 변화시켜도 된다(도 36, 도 37 참조). 또는, 유로를 사이에 두고 대향하는 웰을 향하는 방향의 홈이 이것에 직교하는 홈을 가로지를 때마다 서로의 위치 관계를 변화시켜도 된다(도 38 참조). 도 38에서는, 2분의 1 피치, 직행하는 방향으로 시프트하고 있는 경우를 나타낸다. 또한, 장벽이 대향하는 웰을 향하는 방향으로 이어져 있어도 된다(도 39참조). 또한, 둑의 중앙에 테라스를 형성하고, 테라스를 사이에 두고 장벽의 열을 2부위에 형성할 수도 있으며(도 25c 및 도 40참조), 이러한 구조로 함으로써, 홈을 통과한 후의 세포의 관찰 및 계수가 용이하게 행해진다. 또한, 중앙의 테라스의 크기는 현미경의 시야로 커버할 수 있는 크기인 것이 바람직하다. 도 40에 있어서, 도 40a는 상면도이고, 도 40b는 단면도이다.
장벽(12)의 높이(홈의 깊이)는 세포의 이동을 관찰할 때의 현미경이나 CCD 카메라 등의 대물렌즈의 초점심도 내에 들어가는 깊이이면 편리하며, 예를 들면, 10∼40배의 대물렌즈의 초점심도에 맞춘다면 3∼4.5㎛정도가 바람직하지만, 이것에 한정될 필요는 없다.
(4)웰과 유로의 제작
기판(5)의 재질로서는, 미세 가공이 용이하며, 세포에 대하여 비교적 불활성인 실리콘 단결정이 바람직하다. 유로(1)의 장벽(12) 및 홈(13)은 이 실리콘 단결정에 집적 회로의 제작에서 사용되는 포토리소그래피나 에칭, 예를 들면 웨트(wet) 에칭이나 드라이 에칭 등에 의해 공작된다. 웰(2) 및 관통구멍(3a, 4a)은 장벽(12)이나 홈(13)에 비하면 비교적 크기 때문에 다양한 공지의 공작기술을 적용하여 제작할 수 있다. 예를 들면, 샌드 블라스트(sand blast)법이나 드라이 에칭법을 적용할 수 있다. 실리콘 단결정 이외에도, 경질 유리, 경질 플라스틱, 금속 등도 유로에 있어서의 미세한 구조가 구축 가능하면 사용할 수 있다. 플라스틱을 사용하는 경우는, 표면에 친수성을 부여하기 위한 처리, 예를 들면, 표면에 친수성 박막을 형성시키는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 유로(1)와 웰(2)을 각각 별도로 제작하여 조합해도 된다.
(5)블록 및 관
블록(7)은 도 3에 예시하는 바와 같이, 기판(5)상에 있으며 웰에 통하는 관을 갖는 부분이다. 관의 단면은 통상은 사각형 또는 원형에서 선택된다. 관의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 사각형인 경우는 1변이 1㎜정도가 좋으며, 원형인 경우는 직경이 1㎜정도가 좋다. 길이는 세포 부유액, 검체 용액의 용량을 유지하기 위하여 2㎜∼10㎜정도는 필요하다. 블록 또는 관을 구성하는 재질은 유리, 아크릴 등의 플라스틱 또는 금속에서 선택할 수 있으며, 관은 통상의 공작 수단, 예를 들면, 드릴이나 레이저 광선에 의한 천공 및 그 외의 수단에 의해 제작된다. 블록(7)에, 관의 상단부에 의해 공유되는 공간을 형성하는 것도 통상의 공작기술에 의해 행할 수 있다.
각 유닛에 수작업(수동)으로, 세포 또는 검체를 주입하는 경우를 위하여, 각각의 주입관의 상단부 주위를, 주입관의 직경보다도 크게 깔때기 형상으로 움푹 파두면, 피펫의 삽입이 용이해진다(도 35a 및 도 35b에 있어서의 참조부호 29).
(6)유리 기판
유리 기판(6)은 도 3에 예시하는 바와 같이, 기판(5)에 압착하여 액체를 수납하는 공간을 구성하고, 또한 유로를 통과하는 세포의 관찰을 가능하게 하는 것으로, 광학적으로 투명하며 또한 평면성을 유지하여 세포가 접착하는 면을 제공하는 것이다. 이러한 목적에 적합한 것이면, 유리 이외에도, 투명한 아크릴 등의 플라스틱도 사용할 수 있다. 두께는 기판에 압착시킬 때에 변형이 발생하지 않는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.7∼2㎜이면 충분하다.
(7)다수개의 유닛의 배열
유로에 의해 연이어 통한 복수개의 웰을 1유닛으로 하고, 복수개의 유닛을 1장의 기판상에 배치 내지 집적하여 다수 검체를 동시에 처리하는 장치로 할 수 있다. 동일한 타입의 유닛을 병렬로 배치하거나, 또는, 다른 종류의 유닛을 배열하는 것이 가능하다. 이하에 각 도면에 기초하여 배치 내지 집적의 양식을 설명하는데, 물론 이들은 예시로, 이들에 한정되는 것은 아니며, 목적에 따라 다양한 조합을 채택할 수 있다.
도 16은 도 4에 나타내는 2개의 웰이 유로에 의해 연이어 통하여 이루어지는 유닛이, 1변이 16㎜인 정사각형인 1장의 기판(5)상에 12개 형성된 예를 나타낸다. 이 예에서는 1유닛의 크기는 긴 변이 5.7㎜, 짧은 변이 1.2㎜이며, 각 유닛은 0.8㎜의 간격으로 배치되어 있다.
도 17은 도 16에 나타내는 다수 유닛의 집적을 더욱 집적시킨 경우의 일례를 나타낸다. 즉, 도 17에 있어서 A1∼4, B1∼4, C1∼4로 표시되는 사변형 각각이 도 16에서 나타내는 집적이다. 여기에서, A열, B열 및 C열은 서로 다른 타입의 유닛의 집적일 수 있다.
도 18은 2연식의 독립된 유닛이 원형으로 집적되어 있는 예를 나타낸다. 도 18의 일점 파선에 있어서의 단면을 도 19에 나타낸다. 크기의 일례를 나타내면, 웰(2A 및 2B)은 반경 방향의 폭이 1.5㎜, 유로(1)의 반경 방향의 폭은 0.5㎜이며, 유로(1)에는 10㎛폭의 홈(13)이 형성되어 있다. 이 경우, 유닛 전체로서의 원의 반경은 5.0㎜가 된다.
도 26은 도 24에 나타내는 타입의 유닛이 12개 집적 배치된 경우를 나타낸다.
이들 다수개의 유닛을 집적시키는 경우에 있어서, 블록(7)이나 유리 기판(6)은 유닛 전체를 커버하도록 1개 또는 1장으로 할 수 있다(도 20 참조).
도 20은 다수 유닛을 집적시킨 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치를 조립하는 경우의 일례를 나타낸다. 커버 캡(17)과 중간 지지체(21) 사이에 다수 유닛을 집적시킨 기판(5), 패킹(5′)과 그것을 커버하는 1개의 블록(7)을 두며, 중간 지지체(21)와 바닥 지지체(22) 사이에 1장의 유리 기판(6)을 두고, 나사로 단단히 조인다. 블록(7)과 기판(5)의 위치관계는 중간 지지체(21)로 규정되며, 중간 지지체(21)에 형성된 가이드 핀(20)과 블록(7)의 바닥면에 형성된 가이드핀 수납 구멍(19)에 의해 고정된다. 또한, 기판(5)과 블록(7)은 직접 압착시켜도 된다.
또한, 도 20에 있어서, 집적 유닛 대신에, 1개의 유닛, 즉, 1쌍의 웰과 유로를 형성한 기판(5)을 사용하여 전체를 조립한 유닛을 일정의 간격으로 복수개 배치하는 것도 가능하다. 이 경우, 유닛마다 순차 교환할 수 있다.
(8)자동 제어 기구
본 발명의 미량 시료 처리 장치의 자동 제어 기구를 세포 주화성 검출 장치를 예로 하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 또한, 이것은 예시이며, 자동화라는 목적을 달성하기 위하여, 다양한 양태를 채용할 수 있다는 것은 말할 것도 없다.
본 발명에 따른 세포 주화성 검출 장치의 자동 제어 기구의 예를 도 27에 나타낸다. 도 27에 있어서, 참조부호 U는 유닛부, 참조부호 C는 세포 저장부, 참조부호 S는 검체 저장부, 참조부호 W는 피펫 세정부를 나타낸다. 직선(X-X′)은 횡렬로배치된 복수개(도면에서는 6개)의 검체 공급 피펫의 동선의 예를 나타내며, 직선(Y-Y′)은 횡렬로 배치된 복수개의 세포 공급 피펫의 동선의 예를 나타낸다. 유닛부(U)는 피펫의 동선 위치에 세트되어 있으며, 각 유닛의 상단부의 공간에는 액체가 채워져 있다. 세포 저장부(C)에는 세포가 수납되어 있으며, 검체 저장부(S)에는 각종의 검체가 수납되어 있다. 횡렬로 배치된 복수개의 액면 조절 피펫은 유닛부(U)의 4B∼4A상에 세트되어 있으며, 그 동선은 예를 들면 도 28의 Z∼Z′로 나타난다. 각 피펫의 움직임의 일례를 설명하면 이하와 같으나, 이것에 한정되지 않는다는 것은 말할 것도 없다.
세포 공급 피펫이 세포 저장부(C)로부터 소정량의 세포 현탁액을 흡인하여, 동선(Y-Y′)상을 유닛부(U)까지 이동하며, 각 유닛의 웰(2A)에 세포 주입관(3A)을 통하여 세포 현탁액을 공급한다. 그 후, 세포 공급 피펫은 C의 위치로 되돌아가 작동을 정지하던지, 후속의 유닛에 세포 현탁액을 공급하기 위하여 이동한다. 또한, 세포는 중력하에서 침전하기 때문에, 세포 공급 피펫의 배출 흡입 동작을 이용하여 세포를 흡인 채취하기 직전에, 세포 저장 용기(25) 내의 세포 현탁액을 교반하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 28에 나타내는 바와 같이, 액면 조절 피펫이 각 유닛의 공간부(10)의 액체를 흡인하여, 액면을 II의 위치까지 내린 후, 소정량을 더 흡인하여 웰(2A) 내부의 세포의 위치를 조정한다. 그 후, 액면 조절 피펫은 액면 I의 위치 또는 그것보다 높은 위치까지 상승한 후, 동선(Z∼Z′)상의 어느 한 위치에서 앞서 흡인한 양의 액체를 배출하여, 공간(10)의 액면을 I의 위치에 되돌린다. 그후, 액면 조절 피펫은 더욱 상승하여 작동을 정지하던지, 후속의 유닛상에 이동한다.
다음으로, 검체 공급 피펫이 검체 저장부(S)로부터 소정량의 검체를 흡인하여, 동선(X∼X′)상을 유닛부(U)까지 이동하며, 검체 주입관(3B)을 통하여 웰(2B)에 검체를 공급한다. 그 후, 검체 공급 피펫은 동선(X∼X′)상을 피펫 세정부(W)까지 이동하며, 세정조의 세정액을 반복해서 흡인, 배출하여 피펫을 세정한다. 그 후, 피펫은 세정조의 액면상까지 상승하여 작동을 정지하던지, 후속의 유닛부(U)에 검체를 공급하기 위하여 이동한다.
이렇게 하여 세포 현탁액 및 검체가 공급된 유닛부(U)는 도 27의 화살표 ⇒의 방향으로 이동하고, 유로(1)가 검출부에 합치하는 위치에서 정지하여, 세포의 상태가 검출, 기록된다. 유닛부(U)의 이동에 의해 다음 유닛부(U)의 열이 피펫의 동선 위치에까지 이동하며, 상기의 일련의 작동이 반복된다. 또한, 유닛부(U)를 검체 저장부(S)와 함께 이동시킬 수도 있으며, 그 경우는, 유닛부(U) 및 검체 저장부(S)의 이동에 의해 다음 유닛부(U) 및 검체 저장부(S)의 열이 피펫의 동선 위치에까지 이동하게 된다.
세포 저장부(C)는 유닛부(U)에 공급되는 세포를 일시적으로 수용하기 위한 용기를 포함하고 있으며, 그 기능을 갖는다면, 용기는 어떠한 형상이어도 된다. 도 29는 세포 저장부(C)의 형체의 일례를 나타내는 것이며, 유닛부(U)에 있어서의 각 유닛의 배치 및 복수개의 세포 공급 피펫에 대응하여 복수개의 세포 저장 용기(25)가 배치되어 있다. 도 29에는 각 용기에의 세포의 주입을 용이하게 하며, 세포를낭비없이 사용하기 위하여 주입부(26)가 사면의 형태로 형성되어 있는 경우가 도시되어 있다. 또한, 각 용기에는 세포 현탁액이 낭비없이, 또한, 용기 내에 넣기 쉽게 하기 위한 도입부(27)를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 채용함으로써, 세포 현탁액을 세포 저장부의 임의의 부위에서 주입하면, 모든 용기에 세포 현탁액이 공급되기 때문에, 각각의 용기에 주입하는 수고를 없앨 수 있다. 또한, 세포 현탁액이 낭비없이 피펫에 흡인되기 위하여, 세포 저장 용기(25)의 바닥부를 좁히는 것이 바람직하다. 도 29에 있어서, 도 29a는 사시도, 도 29b는 상면도, 도 29c는 도 29b의 파선(A∼A′)에 있어서의 단면도이고, 도 29d는 도 29b의 파선(B∼B′)에 있어서의 단면도이다.
검체 저장부(S)는 유닛부(U)에 공급되는 검체를 일시적으로 수용하기 위한 용기를 포함하고 있으며, 그 기능을 갖는다면, 용기는 어떠한 형상이어도 된다. 다수 종류의 검체가 유닛부(U)에 공급되는 경우는, 각 검체를 마이크로 피펫 등을 사용한 수작업에 의해 검체 저장부(S)의 용기에 주입하는 경우가 많으나, 그 경우, 수작업에 의한 주입을 용이하게 하기 위하여, 도 30에 예시하는 바와 같이, 용기의 개구 직경보다도 큰 직경을 갖는 피펫 선단부의 도입구(29)를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 용기로부터 검체 시료를 꺼낼 때, 잔류하는 양을 적게 하기 위하여, 도 30에 예시하는 바와 같이, 용기의 바닥부를 좁게 좁히는 것이 바람직하다. 도 30에 있어서, 도 30a는 사시도, 도 30b는 단면도, 도 30c는 상면도이다. 또한, 도 30b에는 수동 조작에 의해 검체를 주입할 때에, 피펫의 선단부(34)가 피펫 선단부의 도입구(29)로부터 용기(28)의 내부에까지 삽입되어 있는 상태를 나타내고 있다.도 31에는 복수개의 검체 저장 용기가 검체 공급 피펫의 동선(X∼X′)을 따라 배열된 경우를 나타낸다. 도면과 같이, 주입구가 번갈아 반대측이 되도록 배치하면, 용기의 간격을 유닛부(U)에 있어서의 유닛의 간격에 맞출 수 있다. 또한, 검체 저장 용기는 스퀘어 형상이어도 되며, 그 예를 도 32에 나타내고, 도 33에는 복수개의 검체 저장 용기가 검체 공급 피펫의 동선(X∼X′)을 따라 배열된 경우를 나타낸다.
본 발명의 장치에 있어서 사용되는 피펫은 그 이동 및 액체의 흡인, 배출을 컴퓨터로 제어할 수 있는 것이며, 도 34에 예시하는 바와 같은 멀티채널 시린지(multichannel syringe)를 갖는 타입인 것이 바람직하다. 피펫의 니들(neddle)(선단부)은 유리, 금속, 플라스틱 등으로 만들어진다. 도 34에 있어서 도 34a는 상면도, 도 34b는 횡면도이다.
본 발명에 있어서 사용되는 검출 수단은 유로를 이동하는 세포 또는 이동한 후의 세포를 검출할 수 있는 수단이면 되고, 필요에 따라 검출 결과를 기록하기 위한 수단을 포함한다. 세포를 검출, 기록하기 위하여 알려져 있는 수단이면 무엇이든 사용 가능하며, 예를 들면, 현미경, 현미경과 비디오 카메라의 조합 등이다. 대물렌즈에 CCD 카메라를 장착한 구조를 채용할 수도 있다. 집적 유닛의 검출에 있어서는, 대물렌즈가 각 유닛의 유로를 순서대로 스캔하는 구조를 채용하는 것이 바람직하다.
검출 수단은 통상은 도 4에 나타내는 바와 같이, 유닛의 유로에 설정되지만, 다수 유닛을 집적시킨 자동 장치에 있어서는, 소정의 위치에 설치된 검출부에 각 유닛의 열이 순서대로 이동하여 검출, 기록을 행하는 구조를 채택할 수도 있다. 검출은 직선상에 나란히 배열되어 있는 각 유닛의 유로를 검출기가 스캔함으로써 행해진다. 스캔하는 검출기는 1개여도 되고, 복수개여도 된다. 이렇게 함으로써, 비교적 적은 수의 검출 장치로 다수개의 집적 유닛에 대응하는 것이 가능해진다.
유로상을 통과하는 세포의 검출 및 계수는 세포를 직접 현미경으로 포착함으로써 행할 수도 있으나, 통상적인 방법에 따라 미리 세포를 발광, 형광물질로 마킹해 두고, 그 발광, 형광을 포착함으로써 용이하게 검출 및 계수할 수 있다.
본 발명의 구조에 따르면, 웰에 액체 시료를 주입할 때에 시료가 다른 웰에 이동하거나, 또는 넘쳐 흐르는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 주입된 시료의 웰 내부에 있어서의 위치를 조정하거나, 또는, 다음 웰에 시료를 제어하면서 이동시킬 수 있다.
본 발명의 구조는 용액이나 현탁액 등의 미량의 시료를 취급하는 경우에 적용하는 경우, 또는, 세포나 입자를 크기에 따라 분리하는 경우에, 특히 기술적 효과가 높은 것이며, 광범위하게 응용이 가능하다.
본 발명의 구조를 세포 주화성 검출 장치 또는 세포의 주화성을 이용하는 세포 분리 장치에 응용할 때, 높은 기술적 효과를 얻을 수 있다. 즉, 세포나 검체 용액 등의 시료를 주입, 흡인할 때의 압력 변화에 따른 시료의 예측하지 못한 이동을 억제할 수 있으며, 또한, 장치의 수평이 붕괴되었을 때에도, 시료의 예측하지 못한 이동을 억제하여 세포의 자력에 의한 운동을 정확하게 포착하거나, 또는, 원하는 세포를 꺼낼 수 있다. 즉, 주화성 인자 또는 저해제의 작용과 세포의 성질을 충실하게 반영시킨 결과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 세포 주화성 검출 장치 또는 세포의 주화성을 이용하는 세포 분리 장치의 구조에 있어서, 웰과 웰 사이에 존재하는 유로에 둑을 형성하는 것, 또는 둑에 소정의 홈을 구성하는 장벽을 형성하는 것, 또는 둑의 상면에 형성된 평면이 유리 기판과의 사이에서 소정의 틈을 형성함으로써, 한쪽 웰에 세포 현탁액을 넣고, 다른쪽 웰측으로부터 적당량의 액체를 흡인할 때, 세포가 유로 근방에 모이며, 세포의 진행 방향을 향하여 나란히 배열되는 상태가 용이하게 만들어진다. 그 결과, 세포의 주화성 유무를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 구조에 따르면, 장치의 소형화를 도모할 수 있으며, 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치에 적용하면, 사용하는 세포의 양을 종래 사용되어 온 보이든 챔버(boyden chamber)에 비하여 50분의 1 내지 1000분의 1로 하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 장치에 있어서는, 시료로서 전혈과 같은 생체 시료 바로 그것을 사용할 수 있으며, 이렇게 하여 전혈을 시료로 했을 때, 호중구의 주화성을 검출하는 경우는 0.1㎕의 혈액이어도 되고, 호산구, 단핵세포 또는 호염기구에서는 1㎕정도의 혈액으로 측정 가능하다.
본 발명의 구조에 따르면, 액체를 주입할 때에, 미묘한 조정을 요하지 않는다는 점으로부터 장치의 자동화를 용이하게 행할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 장치의 단위 유닛은 미소한 것으로 할 수 있기 때문에, 다수개의 유닛을 집적시키는 것이 용이하며, 다수 검체의 동시 처리가 가능한 장치를 조립할 수 있다. 또한, 그 경우, 액체의 주입 및 검출이 자동화된 장치로 하는 것이 용이하다.
다수개의 유닛을 집적시킬 때에, 다른 타입의 유닛을 조합하여 집적시킴으로써, 목적을 다르게 하는 검출 및 분리를 동시에 행할 수 있으며, 처리의 효율을 높이는 것이 가능해진다. 예를 들면, 세포 주화성 검출 장치의 경우, 동일 종류의 세포에 대하여 다양한 주화성 인자 또는 그 저해제의 검색을 행할 때, 또는, 동일한 주화성 인자에 대하여 다른 세포의 주화성을 조사할 때 등에 있어서 그 검색을 한번에 행하는 것이 가능해진다.

Claims (23)

  1. 복수개의 웰(well)이 유체에 대하여 저항을 갖는 부분에 의해 상호 연이어 통하고 있으며, 또한 각각의 웰이 시료를 주입, 흡출하기 위한 관 및 필요에 따라 주입, 흡출시의 압력의 변화를 완화하기 위한 관을 포함하고 있는 구조로서, 그들 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하고 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 유체에 대하여 저항을 갖는 부분이 1 내지 복수개의 가는 파이프, 좁은 간극, 가는 홈, 필터, 수지 컬럼, 그 외 유체를 통과시킬 수 있는 한편 저항성을 갖는 구조인 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 웰에 형성된 관의 상단부가 유체에 대하여 저항을 갖는 부분에 의해 대향하는 1 또는 복수개의 웰에 형성된 관의 상단부보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 웰의 어느 한쪽 또는 양쪽에 있어서, 유로 근방에 있어서의 액체의 양을 제한하기 위하여, 유로에 직교하여 벽을 형성한 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 미량 시료 처리 장치로 이루어지는 단위 유닛 1개, 동일 또는 복수 종류의 유닛을 복수개 집적시켜 이루어지는 집적 유닛, 또는 복수개의 집적 유닛으로 이루어지는 유닛부 및 상기 유닛부에 있어서 액면을 조절하기 위한 피펫을 포함하며, 또한, 상기 액면 조절 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 액면 조절 피펫이 유닛부의 각 유닛의 상단부에 있어서 복수개의 관에 의해 공유되어 있는 공간으로부터 그곳에 존재하는 액체를 소정량 흡인하여 웰 내부에 있어서의 시료의 위치를 조정하거나, 또는, 다음 웰에 시료를 이동시키고, 필요에 따라 상기 공간에 앞서 흡인한 양의 액체를 공급하여 액면을 원래대로 되돌리도록 제어되는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 시료 저장부, 검체 저장부 및 이들 각 부를 이동하는 시료 공급 피펫과 검체 공급 피펫을 포함하며, 또한, 시료 공급 피펫과 검체 공급 피펫의 작동을 제어하는 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 피펫 세정부를 포함하며, 피펫이 피펫 세정부에 있어서 세정액을 흡인, 배출하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 미량 시료 처리 장치.
  9. 유체에 대하여 저항을 갖는 유로에 의해 복수개의 웰이 서로 연이어 통하고있는 것, 각 웰이 시료를 주입, 채취하기 위한 관 및 필요에 따라 시료의 주입, 채취에 의한 압력의 변화를 완화하기 위한 관을 포함하고 있는 것, 그들 복수개의 관이 상단부에 있어서 액체를 수납할 수 있는 공간을 공유하고 있는 것, 및 웰은 관이 형성되어 있는 측과는 반대의 측에 있어서 유리 기판과 밀착하고 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 세포를 수납하기 위한 웰에 형성된 관의 상단부가 유체에 대하여 저항을 갖는 유로에 의해 대향하는 1 또는 복수개의 웰에 형성된 관의 상단부보다도 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 유체에 대하여 저항을 갖는 유로가 유리 기판과의 사이에서 좁은 틈을 형성하는 둑인 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 유로에 있어서 둑의 상부에 테라스가 형성되어 있으며, 상기 테라스는 유리 기판과의 사이에서 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 틈을 형성하는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 유로에 있어서 둑의 상부에 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 폭의 홈을 1 내지 복수개 구성하는 장벽이 형성되어 있고, 필요에 따라, 장벽과 함께 테라스가 형성되어 있으며, 상기 테라스도 유리 기판과의 사이에서 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 틈을 형성하는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 유로에 있어서 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈이 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈에 의해 서로 연이어 통하고 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 유로에 있어서 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈의 폭이 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈을 가로지를 때마다 단계적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 유로에 있어서 대향하는 웰을 향하는 방향의 복수개의 홈이 이것에 직교하는 1 내지 복수개의 홈을 가로지를 때마다, 상호의 위치를 시프트시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 및 주화 세포 분리 장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 유로에 있어서 홈을 구성하는 장벽의 열이 둑의 중앙에 형성된 테라스를 사이에 두고 2부위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 및 주화 세포 분리 장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 유로에 형성된 둑에, 유리 기판과의 사이에서 다른 깊이의 틈을 형성하기 위하여, 테라스가 다단으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 유로에 있어서 둑에 세포의 직경 또는 그 변형능에 맞춘 폭의 홈을 1 내지 복수개 구성하는 장벽이 형성되어 있으며, 또한, 둑에 테라스가 다단으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  20. 제 9 항에 있어서, 유로에 의해 서로 연이어 통하고 있는 웰의 어느 한쪽 또는 양쪽에 있어서, 유로 근방에 있어서의 액체의 양을 제한하기 위하여, 유로에 직교하여 벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 및 세포 분리 장치.
  21. 제 9 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치로 이루어지는 단위 유닛 1개, 동일 또는 복수 종류의 유닛을 복수개 집적시켜 이루어지는 집적 유닛, 또는 복수개의 집적 유닛으로 이루어지는 유닛부, 세포 저장부, 검체 저장부, 이들 각 부를 이동하는 액면 조절 피펫, 세포 공급 피펫, 검체 공급 피펫을 포함하며, 또한, 유닛부에 있어서의 세포의 이동을 검출하고, 필요에 따라 검출 결과를 기록하는 검출부를 유닛부과 일체화하여 형성하거나, 또는 복수개의 유닛부에 대응 가능하도록 형성하며, 액면 조절 피펫, 세포 공급 피펫 및 검체 공급 피펫의 이동을 제어하는 기구, 및 필요에 따라 유닛부를 검출부에 이동시킴과 동시에 다음 유닛부를 피펫의 동선의 위치에 이동시키기 위한 기구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동화된 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 피펫 세정부를 포함하며, 피펫이 피펫 세정부에 있어서 세정액을 흡인, 배출하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 세포 공급 피펫이 세포 저장부로부터 소정량의 세포 현탁액을, 필요에 따라 교반한 후, 흡인하여 이것을 유닛부에 공급하고, 이어서, 액면 조절 피펫이 유닛부의 각 유닛에 있어서 복수개의 관에 의해 공유되어 있는 공간으로부터 그곳에 존재하는 액체를 소정량 흡인하여 웰 내부의 세포의 위치를 조정하며, 이어서 액면 조절 피펫이 상기 공간에 앞서 흡인한 양의 액체를 공급하여 액면을 원래의 위치에까지 되돌리고, 이어서 검체 공급 피펫이 검체 저장부로부터 소정량의 검체를 흡인하여 이것을 유닛부에 공급한 후, 피펫 세정부에 이동해서 세정액의 흡인 및 배출을 계속 반복하여 피펫을 세정하도록, 각 피펫의 작동이 제어되는 것을 특징으로 하는 자동화된 세포 주화성 검출 또는 주화 세포 분리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010016916A2 (en) * 2008-08-07 2010-02-11 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method of creating removable barriers in microfabricated fluidic devices

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3738899B2 (ja) * 2000-12-07 2006-01-25 株式会社 エフェクター細胞研究所 微量試料処理装置
TWI241343B (en) * 2000-12-07 2005-10-11 Effector Cell Inst Inc Well unit for detecting cell chemotaxis and separating chemotactic cells
ES2625541T3 (es) * 2002-10-04 2017-07-19 The Regents Of The University Of California Dispositivo microfluídico de compartimentos múltiples para investigación en neurociencias
GB0303920D0 (en) * 2003-02-21 2003-03-26 Sophion Bioscience As Capillary stop
US20070177255A1 (en) * 2003-03-27 2007-08-02 Shiro Kanegasaki Observing tool and observing method using the same
TW200506364A (en) * 2003-04-09 2005-02-16 Effector Cell Inst Inc Apparatus for detecting cell chemo-taxis
US20060216819A1 (en) * 2003-05-19 2006-09-28 Kenji Yasuda Micro chamber for cell culture
GB0321158D0 (en) * 2003-09-10 2003-10-08 Central Research Lab Ltd Apparatus and method for handling cells,embryos or oocytes
US8017383B2 (en) * 2003-09-22 2011-09-13 Hirata Corporation Solution temperature control device in cell observation chamber
EP1676907A4 (en) * 2003-09-22 2007-04-04 Hirata Spinning BIOLOGICAL CELL OBSERVATION CHAMBER
US7550114B2 (en) 2003-12-01 2009-06-23 Hirata Corporation Cell observation apparatus
US7919305B2 (en) * 2004-02-19 2011-04-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method for manufacturing cell culture substrate
CN100443397C (zh) * 2004-05-28 2008-12-17 哈尔滨工业大学 微冷却测控***的加工方法
JP2006058031A (ja) * 2004-08-17 2006-03-02 Hitachi High-Technologies Corp 化学分析装置
WO2006037033A2 (en) * 2004-09-24 2006-04-06 The Regents Of The University Of California A microfluidic device for enabling the controlled growth of cells
US20080075350A1 (en) * 2004-12-07 2008-03-27 Nao Nitta Cell Measuring Method
JPWO2006080336A1 (ja) * 2005-01-25 2008-06-19 日本電気株式会社 フィルタおよびその製造方法
DE502005011085D1 (de) * 2005-07-05 2011-04-21 Ibidi Gmbh Mikrofluid-Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung diffusiv aufgebauter Gradienten
US20070087353A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Academia Sinica Microarray biochemical reaction device
US20070090166A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-26 Shuichi Takayama Microfluidic cell culture device
US20070084706A1 (en) * 2005-10-18 2007-04-19 Shuichi Takayama Microfluidic cell culture device and method for using same
US20100247384A1 (en) * 2005-10-18 2010-09-30 Shuichi Takayama Microfluidic cell culture device and method for using same
CN101078708B (zh) * 2006-05-24 2010-09-08 陈建兴 微流式检测装置及其制造方法
DE102008003030B4 (de) * 2007-01-04 2011-07-21 Tim 81243 Liedl Verfahren und Mikrofluidvorrichtung zur Parametererfassung
EP2144843B1 (en) * 2007-05-15 2019-10-23 Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Method of controlling pressure in a microfluidic device
US8633017B2 (en) * 2007-06-29 2014-01-21 Unisense Fertilitech A/S Device, a system and a method for monitoring and/or cultivation of microscopic objects
AU2008325345B2 (en) * 2007-11-05 2014-07-10 Bd Kiestra B.V. Methods and apparatus for handling microbial samples
WO2009075709A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Micropoint Bioscience Inc Rapid and efficient filtering whole blood in a capillary flow device
US20100075411A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Cecchi Michael D Specimen manipulation device for micro manipulation and biopsy in assisted reproduction and in vitro fertilization
WO2010078623A1 (en) * 2009-01-07 2010-07-15 The University Of Queensland Cell migration
CN102925356A (zh) * 2011-08-09 2013-02-13 华中科技大学同济医学院附属协和医院 一种细胞培养池
EP2587248A1 (en) * 2011-10-25 2013-05-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Filtering particles from blood or other media
CN103959037A (zh) * 2011-10-25 2014-07-30 皇家飞利浦有限公司 从血液或其他介质中过滤颗粒
GB201204848D0 (en) * 2012-03-20 2012-05-02 Biocolor Ltd Cell migration assay
EP3098298B1 (en) * 2014-01-24 2020-04-08 Japan Science and Technology Agency Cell-seeding and -culturing device
CN104792750B (zh) * 2015-03-27 2017-11-28 南方医科大学 细胞极性模型的构建方法
US20160354781A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-08 National Taiwan University Microfluidic plate for sample processing
US10227556B2 (en) 2015-09-04 2019-03-12 Wayne State University Cell culture devices for biomimetic and pathomimetic cell cultures
US10829730B2 (en) * 2017-03-30 2020-11-10 University Of Southern California Microdevice platform recapitulating hypoxic tissue microenvironments
CN108414275B (zh) * 2018-05-21 2024-04-19 山东省海洋资源与环境研究院 一种滨海岸滩微塑料样品采集装置
EP3841367A4 (en) * 2018-08-24 2022-11-23 University of Manitoba METHOD FOR DEVELOPING A PROTOTYPE OF A MICROFLUIDIC ANALYSIS DEVICE
US20230014799A1 (en) * 2019-12-06 2023-01-19 The University Of North Carolina At Chapel Hill Wedge chamber device for mounting samples for microscopy
CN115298542A (zh) * 2020-03-24 2022-11-04 平田机工株式会社 观察用保持器、观察装置、观察用晶片及其制造方法
CN111855766B (zh) * 2020-07-06 2024-05-28 宁波大学 一种细胞多参数检测微纳传感器及其制作方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3888770A (en) * 1971-10-21 1975-06-10 Shlomo Avital Plural-sample filter device
US3929583A (en) * 1975-08-14 1975-12-30 Canadian Patents Dev Apparatus for enumerating microorganisms
US4317726A (en) * 1981-02-12 1982-03-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Microbial filter assembly
IL68507A (en) * 1982-05-10 1986-01-31 Univ Bar Ilan System and methods for cell selection
US4514495A (en) * 1982-05-18 1985-04-30 Spiral Systems Instruments, Inc. Method for testing microbial interaction with growth affecting substances
US4493815A (en) * 1983-07-28 1985-01-15 Bio-Rad Laboratories, Inc. Supporting and filtering biochemical test plate assembly
US4714674A (en) * 1985-02-28 1987-12-22 Genentech, Inc. Chemotactic assay for immunogenicity
JP2559760B2 (ja) * 1987-08-31 1996-12-04 株式会社日立製作所 細胞搬送方法
JP2685544B2 (ja) * 1988-11-11 1997-12-03 株式会社日立製作所 血液フィルタおよび血液検査方法並びに血液検査装置
US4912057A (en) * 1989-06-13 1990-03-27 Cancer Diagnostics, Inc. Cell chamber for chemotaxis assay
JP2532707B2 (ja) * 1990-03-08 1996-09-11 佑二 菊池 血液回路及びこれを用いた血液測定装置及び血液測定方法
US5284753A (en) 1991-03-20 1994-02-08 Neuro Probe, Inc. Multiple-site chemotactic test apparatus and method
US5302515A (en) 1992-08-20 1994-04-12 Neuro Probe, Inc. Chemotactic test apparatus and method
JP2685119B2 (ja) * 1994-07-15 1997-12-03 浜松ホトニクス株式会社 細胞分画方法及び細胞分画装置
US5595712A (en) 1994-07-25 1997-01-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Chemical mixing and reaction apparatus
DE4426396A1 (de) 1994-07-26 1996-02-01 Ulrich Prof Dr Zimmermann Verfahren zur Herstellung konzentrierter Lösungen von mikroverkapselten Zellen oder von suspendierten Wirkstoffen in mikroverkapselter Form
JP3089285B2 (ja) 1997-12-02 2000-09-18 農林水産省食品総合研究所長 積層マイクロチャネルアレイ装置並びに同装置を用いた濾過・分級方法及びエマルションの製造方法
EP1101106A4 (en) 1998-07-28 2006-05-03 Bd Biosciences Systems And Rea DEVICE AND METHOD FOR ANALYZING CELLULAR MOTILITY
US6329164B1 (en) * 1999-03-18 2001-12-11 Neuro Probe, Incorporated Method for using a cell activity assay apparatus
JP3258985B2 (ja) * 1999-08-09 2002-02-18 独立行政法人 食品総合研究所 白血球活性酸素産生量及び酸化ストレスの測定方法
GB9925904D0 (en) 1999-11-03 1999-12-29 Univ Belfast Cell migration and chemotaxis chamber
US6723523B2 (en) * 2000-10-26 2004-04-20 University Of Connecticut System and method for investigating the effect of chemical and other factors on cell movement
JP3738899B2 (ja) * 2000-12-07 2006-01-25 株式会社 エフェクター細胞研究所 微量試料処理装置
TWI241343B (en) * 2000-12-07 2005-10-11 Effector Cell Inst Inc Well unit for detecting cell chemotaxis and separating chemotactic cells

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010016916A2 (en) * 2008-08-07 2010-02-11 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method of creating removable barriers in microfabricated fluidic devices
WO2010016916A3 (en) * 2008-08-07 2010-05-14 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method of creating removable barriers in microfabricated fluidic devices

Also Published As

Publication number Publication date
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US7259008B2 (en) 2007-08-21
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