KR101660784B1 - 대상물 선별 장치 및 대상물 선별 방법 - Google Patents

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Abstract

내저부를 갖고, 액체를 저류하는 용기와, 상면과 저면을 갖고, 액체에 침지되고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 플레이트를 플레이트의 저면과 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 갖고, 플레이트는 담지위치에 관통 구멍을 갖고, 관통 구멍은 중력방향을 따라 선별 대상물을 침강시키고, 또한 관통 구멍의 내벽면에 선별 대상물을 접촉시켜서 담지하기 위한 테이퍼부를 갖고, 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 대상물 선별 장치이다. 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 선별 대상물만을 테이퍼부에서 담지하고, 비대상물을 용기의 내저부에 침강시킬 수 있다. 또한, 담지된 선별 대상물을 인출하는 경우에 플레이트는 유지 수단에 의해 용기의 내저부로부터 이간되어 있으므로 내저부에 침강된 비대상물을 잘못 인출하는 일이 없다.

Description

대상물 선별 장치 및 대상물 선별 방법{OBJECT SELECTING DEVICE AND OBJECT SELECTING METHOD}
본 발명은 대상물 선별 장치 및 대상물 선별 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 소정 형상의 선별 대상물만을 선별하기 위한 대상물 선별 장치 및 대상물 선별 방법에 관한 것이다.
종래, 여러 분야에 있어서, 크기나 외형(이하, 이들을 단지 형상이라고 하는 경우가 있다)에 따라 입자를 선별하기 위해서 오래된 장치가 사용되고 있다. 선별되는 입자로서는 큰 것으로는 정제, 캡슐, 조립된 과립 등을 들 수 있고, 작은 것으로는 바이오 관련 기술이나 의약의 분야에서 사용되는 생체 유래의 세포 등을 들 수 있다.
이와 같이, 예를 들면 세포를 선별해서 형상을 일치시키면 그 세포를 사용한 각종 시험에 있어서 시험 조건의 편차를 작게 할 수 있다. 선별후의 세포는 하이스루풋 스크리닝(high-throughput screening(HTS)) 등에 제공할 수 있다.
그러나, 정제나 캡슐 뿐만 아니라, 여러 형상을 나타내는 복수의 세포로부터 시험에 적합한 형상의 대상물만을 선별하는 작업은 매우 곤란하다.
이러한 문제를 감안하여 특허문헌 1에는 복수의 관통 구멍을 갖는 소망의 두께의 플래턴을 제작하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1의 플래턴은 복수의 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍에 세포 등을 담지시킴으로써 세포의 선별을 행한다. 또한, 특허문헌 2에는 염색제에 의해 염색된 캡슐을 선별하는 선별 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 2의 선별 장치는 캡슐이 배치되는 메시를 갖는 유지 용기와, 조건을 충족시키는 캡슐에 대해서만 수류를 가해서 메시를 통과시키거나, 흡인해서 선별하기 위한 피펫을 갖는다. 또한, 특허문헌 3에는 외경이 다른 복수의 입자로부터 확실하게 1개의 입자를 외경에 의하지 않고 흡인할 수 있는 노즐을 구비한 입자 포착 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 3의 입자 보충 장치는 침강된 복수의 입자에 진동을 추가해서 부상시키기 위한 진동 발생기를 구비하고, 진동에 의해 부상한 입자를 선별용 노즐로 흡인한다.
일본 특허 공표 2009-504161호 공보 일본 특허 공개 평 5-103658호 공보 일본 특허 공개 2006-317345호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 관통 구멍을 갖는 플래턴에 담지된 세포나, 특허문헌 2에 기재된 메시 상에 담지된 캡슐을 선별용의 노즐로 흡인한 경우, 상기 노즐이 선별 대상의 세포나 캡슐 뿐만 아니라, 관통 구멍이나 메시를 통과한 작은 세포나 입자를 동시에 빨아올려 버린다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 진동 발생기로 진동을 발생시킨 경우, 진동 발생기가 용기를 진동시키는 위치에 설치되어 있으므로 용기의 내저부에 가라앉은 작은 세포나 입자를 날려올려 이들도 선별 대상과 구별하지 않고 선별용의 노즐로 흡인해 버린다는 문제가 있다.
그 때문에, 이들 어느 간행물에 기재된 기술이나 형상을 기초로 시험 조건에 적합한 선별 대상물을 선별하는 기술이 아닌 대상물의 집합으로부터 시험 조건에 적합한 선별 대상물(특히 생체 유래의 세포 응집 덩어리)만을 선별할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 소정 형상의 선별 대상물만을 선별할 수 있는 대상물 선별 장치 및 대상물 선별 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일국면에 의한 대상물 선별 장치는 내저부를 갖고, 액체를 저류하는 용기와, 상면과 저면을 갖고, 상기 용기에 저류된 액체에 침지되고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 상기 플레이트를 상기 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 갖고, 상기 플레이트는 상기 선별 대상물의 담지 위치에 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍은 상기 플레이트가 상기 용기내의 액체에 침지된 상태에 있어서 중력방향을 따라 상기 선별 대상물을 침강시키고, 또한 관통 구멍의 내벽면에 상기 선별 대상물을 접촉시켜서 담지하기 위한 테이퍼부를 갖고, 또한 상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 국면에 의한 대상물 선별 방법은 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합으로부터 선별 대상물을 선별하는 대상물 선별 방법으로서, 내저부를 갖고, 액체를 저류한 용기에 상면과 저면을 갖고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 상기 플레이트를 상기 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 침지하는 침지 공정과, 상기 플레이트의 상면방향으로부터 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합을 상기 액체에 첨가하고, 상기 플레이트에 형성되고, 선별 대상물을 담지하는 담지위치에 배열되고, 내벽면에 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 관통 구멍에 중력방향을 따라 상기 대상물의 집합을 침강시키는 침강 공정과, 상기 관통 구멍내를 침강하는 상기 대상물의 집합으로부터 상기 선별 대상물을 상기 테이퍼부에 접촉시켜서 상기 담지위치에 담지하는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적, 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해 보다 명백하게 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 대상물 선별 장치의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 관통 구멍을 설명하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태의 대상물 선별 장치에 있어서 선별 대상물이 선별되는 모양을 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태의 플레이트의 다른 예를 설명하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태의 플레이트에 선별 대상물이 담지된 상태를 설명하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태의 플레이트 다른 예를 설명하는 상면도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태의 유지 수단을 설명하는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태의 인출 수단을 설명하는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태의 유지 수단을 설명하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태의 유지 수단을 설명하는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 대상물 선별 방법에 있어서의 진동 발생 공정을 설명하는 설명도이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시형태의 대상물 선별 장치의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 13은 변형된 형상의 세포 응집 덩어리의 현미경 사진이다.
도 14는 밀도가 불균일한 세포 응집 덩어리의 현미경 사진이다.
[대상물 선별 장치]
(제 1 실시형태)
이하에, 본 발명의 제 1 실시형태의 대상물 선별 장치(1)에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 대상물 선별 장치(1)의 구성을 설명하는 설명도이다.
본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)는 내저부(2)를 갖고, 액체(3)를 저류하는 용기(4)와, 상면(5)과 저면(6)을 갖고, 상기 용기(4)에 저류된 액체(3)에 침지되는 플레이트(7)와, 상기 플레이트(7)의 저면(6)과 상기 용기(4)의 내저부(2)를 이간해서 플레이트(7)를 유지하는 스페이서(8)(유지 수단)를 갖는다. 플레이트(7)는 선별 대상물(9)의 담지위치에 관통 구멍(10)을 갖는다. 플레이트(7)에는 진동 발생 기구(13)(진동 발생 수단)가 접속되어 있다. 이하에 각 구성에 대해서 설명한다.
<선별 대상물(9)에 대해서>
선별 대상물(9)은 본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)를 사용해서 대상물의 집합(M)(도 3(b) 참조)으로부터 선별되는 대상물이다.
대상물의 집합(M)의 종류로서는 특별히 한정되지 않지만, 여러 형상이나 입자지름을 갖는 입자의 혼합물, 여러 크기의 세포나 협잡물을 포함한 세포 배양액이나 세포 처리액 등을 들 수 있다. 예를 들면, 대상물의 집합(M)이 여러 형상의 입자의 혼합 슬러리이며, 대상물 선별 장치(1)를 사용해서 소정 형상의 입자만을 선별할 경우, 선별된 소정 형상의 입자가 선별 대상물(9)에 해당된다. 마찬가지로 대상물의 집합(M)이 여러 크기의 세포나 협잡물을 포함한 세포 배양액이나 세포 처리액이며, 대상물 선별 장치(1)를 사용해서 소정 형상의 세포만을 선별할 경우, 선별된 소정 형상의 세포가 선별 대상물(9)에 해당된다.
생체 유래의 세포는 상대적으로 형상의 편차가 큰 대상물이다. 그 때문에, 선별 대상물(9)이 생체 유래의 세포인 경우에 본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)를 사용함으로써 획일적인 형상을 갖는 세포를 선별할 수 있으므로 바이오 관련 기술이나 의약의 분야에 있어서의 작업의 효율화에 크게 기여할 수 있다. 특히, 선별 대상물(9)이 생체 유래의 세포 응집 덩어리(스페로이드(spheroid))인 경우에는 1개의 세포를 사용해서 얻은 시험 결과보다 세포 응집 덩어리의 내부에 각 세포간의 상호작용을 고려한 생체 유사 환경이 재구축되어 있고, 각각의 세포의 기능을 고려한 결과가 얻어지고, 또한 실험 조건을 보다 생체내에 있어서의 환경에 입각한 조건과 일치시킬 수 있으므로 본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)를 사용함으로써 바이오 관련 기술이나 의약의 분야에 있어서 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있다.
여기서, 일반적으로 이러한 세포 응집 덩어리는 각각의 세포가 수개∼수십만개 응집되어 형성되어 있다. 그 때문에, 세포 응집 덩어리의 크기가 다양하며, 생세포가 형성되는 세포 응집 덩어리는 대략 구형을 나타내지만, 세포 응집 덩어리를 구성하는 세포의 일부가 변질되거나, 사세포인 경우 등에서는 도 13에 나타내어지는 바와 같이 변형된 형상의 세포 응집 덩어리(AG1)가 되는 경우나, 도 14에 나타내어지는 바와 같이 밀도가 불균일한 세포 응집 덩어리(AG2)가 되는 경우가 있다. 본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)를 사용함으로써 이들 여러가지 형상을 나타내는 복수의 세포 응집 덩어리로부터 시험에 적합한 형상의 세포 응집 덩어리만을 선별할 수 있다.
<용기(4)에 대해서>
용기(4)는 액체(3)를 저류한다. 도 1에서는 내저부(2)를 갖고, 상단이 개구된 유저의 원통체로 이루어지는 용기(4)를 예시하고 있다.
용기(4)의 형상으로서는 특별히 한정되지 않지만, 조작성이나 안정성 등의 점으로부터 바람직하게는 내저부(2)가 평면이며, 높이가 가로폭에 비해서 비교적 넓은 편평형상을 채용하는 것이 바람직하다.
용기(4)의 크기로서는 후술하는 플레이트(7)를 완전히 침지할 수 있을 정도로 액체(3)를 저류할 수 있는 크기이면 좋다.
용기(4)의 재질로서는 특별히 한정되지 않지만, 용기(4)에 수용된 내용물의 상태를 용이하게 확인할 수 있는 점에서 투광성 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 용기(4) 및 플레이트(7) 양쪽을 투광성 재료로 제작하는 경우에는 용기(4)의 상방 또는 하방으로부터 예를 들면 위상차 현미경에 의해 선별 대상물(9)을 연속적으로 관찰할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
투광성 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 등을 채용하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 투광성 재료로서 폴리에틸렌 수지; 폴리에틸렌나프탈레이트 수지; 폴리프로필렌 수지; 폴리이미드 수지; 폴리염화비닐 수지; 시클로올레핀 코폴리머; 함노르보르넨 수지; 폴리에테르술폰 수지; 폴리에틸렌나프탈레이트 수지; 셀로판; 방향족 폴리아미드 수지; 폴리(메타)아크릴산 메틸 등의 (메타)아크릴 수지; 폴리스틸렌, 스틸렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 스틸렌 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리에스테르 수지; 페녹시 수지; 부티랄 수지; 폴리비닐알콜; 에틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 등의 셀룰로오스계 수지; 에폭시 수지; 페놀 수지; 실리콘 수지; 폴리락트산 등을 들 수 있다.
또, 무기계 재료, 예를 들면, 금속 알콕시드, 세라믹 전구체 폴리머, 금속 알콕시드를 함유하는 용액을 졸겔법에 의해 가수 분해 중합해서 이루어지는 용액 또는 이들의 조합을 고화한 무기계 재료, 예를 들면 실록산 결합을 갖는 무기계 재료(폴리디메틸실록산 등)나 유리를 사용하는 것이 바람직하다.
유리로서는 소다 유리, 석영, 붕규산 유리, 파이렉스(등록상표) 유리, 저융점 유리, 감광성 유리, 그 외 여러 굴절율 및 아베수를 갖는 광학 유리를 널리 사용할 수 있다.
이들의 요건을 충족시키는 용기(4)로서는 예를 들면, 높이가 수mm∼수cm, 지름이 10cm정도인 원형의 유리 샤알레를 채용할 수 있다.
용기(4)에 저류되는 액체(3)로서는 선별 대상물(9)의 성상을 열화시키지 않는 것이면 특별히 한정되지 않고, 선별 대상물(9)의 종류에 따라 적당히 선정할 수 있다. 대표적인 액체(3)로서는 예를 들면 기본 배지, 합성 배지, 이글 배지, RPMI 배지, 피셔 배지, 햄 배지, MCDB 배지, 혈청 등의 배지 이외에 냉동 보존전에 첨가하는 글리세롤, 셀벙커(쥬지필드(주)제) 등의 세포 동결액, 포르말린, 형광 염색을 위한 시약, 항체, 정제수, 생리식염수 등을 들 수 있다. 선별 대상물(9)이 세포인 경우에는 그 세포에 맞춘 배양 보존액을 사용할 수 있다. 예를 들면, 선별 대상물(9)로서 생체 유래의 세포인 BxPC-3(인간 췌장선암 세포)을 사용하는 경우에는 액체(3)로서는 RPMI-1640 배지에 소태아 혈청 FBS(Fetal Bovine Serum)를 10% 섞은 것에 필요에 따라서 항생 물질, 피루브산 나트륨 등의 서플리먼트를 첨가한 것을 사용할 수 있다.
플레이트(7)에 저류하는 액체(3)의 양으로서는 특별히 한정되지 않고, 후술하는 플레이트(7)를 완전히 침지할 수 있는 정도의 양이 바람직하다.
<플레이트(7)에 대해서>
플레이트(7)는 후술하는 스페이서(8)(유지 수단)와 함께 용기(4)내에 저류된 액체(3)에 침지되어서 사용된다. 플레이트(7)는 선별 대상물(9)을 담지하는 담지위치에 관통 구멍(10)을 갖는다. 도 1에 예시하는 플레이트(7)는 상면(5)과 저면(6)을 편평한 직육면체의 형상을 갖고, 상면(5)으로부터 저면(6)을 향해서 관통하는 복수의 관통 구멍(10)이 세로 6개×가로 6개의 매트릭스상으로 배열되어 있다.
플레이트(7)의 형상으로서는 특별히 한정되지 않지만, 용기(4)의 형상이 편평한 경우에 용기(4)에 침지하기 쉽고, 또한 중력에 따라서 바로 아래에 침강하는 대상물의 집합(M)으로부터 선별 대상물(9)을 선별하기 쉬운 점, 플레이트(7)의 담지위치에 담지된 대상물을 관찰할 때에 현미경의 초점을 맞추기 쉬운 점에서 편평한 형상을 나타내는 것이 바람직하다.
플레이트(7)의 크기로서는 용기(4)에 저류된 액체(3)에 침지할 필요가 있으므로 용기(4)의 개구폭보다 폭이 작고, 또한 용기(4)의 수용 깊이에 비해서 높이가 작으면 좋다.
플레이트(7)의 재질로서는 특별히 한정되지 않지만, 내용물의 상태를 용이하게 확인할 수 있는 점에서 투광성 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 용기(4) 및 플레이트(7)의 양쪽을 투광성 재료로 제작하는 경우에는 용기(4)의 상방 또는 하방으로부터 예를 들면 위상차 현미경에 의해 선별 대상물(9)을 연속적으로 관찰할 수 있다.
투광성 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 용기(4)의 설명에 있어서 상기한 것을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 플레이트(7)는 도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 선별 대상물(9)의 담지위치에 플레이트(7)의 상면(5)과 저면(6)을 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(10)을 갖는다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 관통 구멍(10)을 설명하는 사시도이다.
관통 구멍(10)은 테이퍼부(11)를 갖는다. 테이퍼부(11)는 플레이트(7)를 용기(4)내의 액체(3)에 침지한 상태에 있어서, 중력방향을 따라 선별 대상물(9)을 침강시키고, 또한 관통 구멍(10)의 내벽면에 선별 대상물(9)을 접촉시켜서 담지하기 위해서 형성되어 있다. 테이퍼부(11)의 상단측의 개구 면적은 테이퍼부(11)의 하단측의 개구 면적보다 크다. 즉, 테이퍼부(11)는 상면(5)으로부터 저면(6)을 향해서 서서히 개구 면적이 좁아지는 테이퍼부이다.
선별 대상물(9)이 선별되는 순서에 대해서는 후기에서 상세하게 서술하지만, 플레이트(7)의 관통 구멍(10)은 도 3(c) 및 도 3(d)에 나타내어지는 바와 같이, 선별 대상물(9)만을 테이퍼부(11)로 포착하고, 비대상물(12)에 대해서는 통과시킨다.
도 3(c)에 있어서, 참조 부호 9a는 중력방향(A1)으로 침강하는 선별 대상물을 나타내고 있고, 참조 부호 12a는 중력방향(A1)으로 침강하는 비대상물을 나타내고 있다. 참조 부호 9b는 관통 구멍(10)내를 침강하는 선별 대상물을 나타내고 있고, 참조 부호 A2는 테이퍼부(11)를 따라 선별 대상물(9b)이 침강하는 방향을 나타내고 있다. 비대상물(12a)의 지름은 테이퍼부(11)의 하단에 있어서의 개구 면적보다 작기 때문에 관통 구멍(10)을 통과한다. 참조 부호 12b는 관통 구멍을 통과해서 중력방향으로 침강하는 비대상물을 나타내고 있다. 관통 구멍(10)을 통과한 비대상물(12b)은 용기의 내저부(2)에 침강한다. 참조 부호 12c는 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물을 나타내고 있다. 이렇게, 테이퍼부(11)의 하단의 개구 면적보다 작은 지름을 갖는 비대상물(12)은 관통 구멍(10)의 테이퍼부(11)에 담지되지 않고, 용기(4)의 내저부(2)에 침강한다. 또한, 도 3(c)에 나타내어지는 바와 같이, 테이퍼부의 상단은 가장자리가 뾰족하게 되어 있기 때문에, 선별 대상물(9a)이나 비대상물(12a)이 걸리기 어렵고, 관통 구멍(10)내에 도입되기 쉽다.
한편, 도 3(d)에 나타내어지는 바와 같이, 관통 구멍(10)에 침강한 대상물의 집합(M) 중 테이퍼부(11)의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 지름을 갖는 대상물은 테이퍼부(11)와 관통 구멍(10)의 내벽면에 접촉하고, 선별 대상물(9)(선별 대상물(9c))로서 담지된다. 도 3(d)는 테이퍼부(11)에 접촉되어서 담지된 선별 대상물(9)의 설명도이다. 참조 부호 9c는 담지된 선별 대상물을 나타내고 있다. 이상의 공정을 거쳐 대상물의 집합(M)은 선별 대상물(9)과 비대상물(12)로 선별된다.
관통 구멍(10)의 개수로서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 1개의 관통 구멍(10)만을 갖는 플레이트(7)로 해도 좋다. 이 경우, 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태의 플레이트(7)의 변형예를 나타내는 사시도이기도 하다. 복수의 선별 대상물(9)을 동시에 선별할 수 있는 점에서 관통 구멍(10)의 개수가 복수인 경우가 바람직하다. 또한, 복수의 관통 구멍(10)을 플레이트(7)에 설치할 경우에는 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 매트릭스 배열하는 것이 바람직하다. 도 4는 복수의 관통 구멍이 매트릭스 배열된 플레이트(7)를 설명하는 사시도이다. 배열하는 관통 구멍의 수는 특별히 한정되지 않는다. 도 4에서는 세로 6개×가로 6개의 관통 구멍(10)을 형성하고, 합계 36개의 관통 구멍(10)을 매트릭스 배열한 플레이트(7)를 예시하고 있다. 이렇게, 많은 관통 구멍(10)을 1개의 플레이트(7)에 형성함으로써 소정 형상을 갖는 선별 대상물(9)을 동시에 배열해서 선별할 수 있다. 그 결과, 선별 대상물(9)을 각각으로 선별할 경우와 비교해서 대폭 작업의 효율화를 꾀할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 선별 대상물(9)을 선별용 노즐(14)(인출 수단)(도 8 참조)로 인출하는 경우에 관통 구멍(10)의 배치에 대응한 복수의 선별용 노즐(14)을 사용하면 장치의 자동화에 기여할 수 있다. 그 결과, 하이스루풋 스크리닝 등에 제공하는 것이 가능해지고, 대폭적인 작업량의 삭감 등이 가능해진다.
관통 구멍(10)의 형상으로서는 상기와 같이 테이퍼부(11)가 형성되어 상단측의 개구 면적이 하단측의 개구 면적보다 크게 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않는다. 테이퍼부(11)를 따라 관통 구멍(10)에 선별 대상물(9)을 도입하기 쉬운 점이나, 예를 들면 테이퍼부(11)가 관통 구멍(10)의 내벽면의 일부에 형성되어 있는 경우와 비교해서 대략 구형의 선별 대상물(9)을 선별하기 쉬운 점에서 관통 구멍(10)의 형상이 뿔대형상인 것이 바람직하다.
뿔대형상의 종류로서는 원뿔대, 각뿔대 등을 채용할 수 있다. 관통 구멍(10)의 형상이 각뿔대형상인 경우에는 대략 구형을 나타내는 선별 대상물(9)이 테이퍼부(11)에 담지된 상태로 각뿔대의 각부에 간극이 생긴다. 그 결과, 선별 대상물(9)은 관통 구멍(10)에 감입되는 일이 없고 용이하게 인출할 수 있다. 그 중에서도 4각뿔대나 6각뿔대는 가공이 용이한 점이나, 플레이트(7)의 단위면적당 많은 관통 구멍(10)을 빽빽히 형성하기 쉬운 점으로부터 바람직하다. 또한, 관통 구멍(10)에 형성된 테이퍼부(11)의 경사각은 동일할 필요가 없다. 또한, 뿔대의 단면형상(상방으로부터 플레이트(7)를 관찰했을 때의 관통 구멍의 형상)로서는 특별히 한정되지 않고, 정다각형 이외의 단면형상을 가져도 좋다.
도 2에 있어서, 참조 부호 L1은 관통 구멍(10)이 4각뿔대형상으로 형성되어 있는 경우의 관통 구멍(10)의 상면측의 개구의 1변의 길이를 나타내고 있고, 참조 부호 L2는 관통 구멍(10)이 4각뿔대형상으로 형성되어 있는 경우의 관통 구멍(10)의 저면측의 개구의 1변의 길이를 나타내고 있다. 상면측의 개구 면적(L12)에 대한 저면측의 개구 면적(L22)의 비율(L22/L12)은 0.11∼0.94인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 L22/L12가 0.17∼0.44이며, 더욱 바람직하게는 L22/L12가 0.18∼0.31이다. L22/L12가 상기 범위내인 경우에는 담지된 선별 대상물(9)을, 예를 들면 위상차 현미경에 의해 용기(4)의 상방 또는 하방으로부터 관찰한 경우에 있어서, 플레이트(7)의 그림자가 관찰에 미치는 영향을 경감하면서 위상차 현미경에 설치된 렌즈의 피사계 심도내에 플레이트(7)와 선별 대상물(9)과 후술하는 선별용 노즐(14)(도 8 참조)을 포착할 수 있다. 그 때문에, 유저는 선별 대상물(9)이 플레이트(7)에 담지되었는지의 확인이나, 담지된 선별 대상물(9)의 형상을 확인하기 쉽다. 또한, 유저는 선별 대상물(9)의 위치와 선별용 노즐(14)의 위치를 확인하기 쉽다. 또한, 예를 들면 액체(4)에 대상물의 집합(M)을 첨가했을 때 등에 용기(4)내의 액체(3)에 다소의 수류가 발생했다고 해도 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)은 수류에 의해 관통 구멍(10)내로부터 탈출하지 않고 보다 확실하게 플레이트(7)에 담지된다.
관통 구멍(10)의 형상에 대해서 다른 점으로부터 바람직한 예를 든다. 도 5(a)는 도 2 및 도 4에 나타내어지는 4각뿔대형상의 관통 구멍(10)에 선별 대상물(9)이 담지되어 있는 상태의 평면도이다. 도 5(b)는 원뿔대형상의 관통 구멍(10A)의 상면도이다. 도 5(c)는 원뿔대형상의 관통 구멍(10B)의 상면도이다. 도 6은 6각뿔대의 관통 구멍(10)의 상면도이다. 도 5(a)에 나타내어지는 바와 같이, 관통 구멍(10)의 형상은 플레이트(7)에 선별 대상물(9)이 담지된 상태에 있어서 관통 구멍(10)의 저면측으로부터 상면측으로 액체(3)를 유통시킬 수 있는 간극(S1)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 5에서는 관통 구멍의 형상으로서 4각뿔대형상을 예시하고 있다. 상기한 바와 같이, 선별 대상물(9)이 대략 구형일 경우, 관통 구멍(10)의 형상에 따라서는 선별 대상물(9)이 간극없이 관통 구멍(10)에 감입될 가능성이 있다. 이 경우, 후술하는 선별용 노즐(14)(도 8 참조)에 의해 선별 대상물(9)을 인출할 때에 과도한 힘을 요할 가능성이 있다. 그 결과, 선별 대상물(9)이 연질인 경우에는 변형되어 버릴 가능성이 있다. 또한, 선별 대상물(9)이 생체 유래의 세포인 경우에는 과도한 힘이 가해짐으로써 세포가 파괴되어 성상이 변화되어 버릴 가능성이 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 간극(S)이 형성되어 있는 경우에는 선별 대상물(9)이 관통 구멍(10)에 감입되지 않고 액체(3)가 간극(S1)을 통과할 때에 생기는 수류가 부력으로서 선별 대상물(9)에 작용하므로 선별용 노즐(14)에 의해 인출할 때에 과도한 힘을 필요로 하지 않는다. 그 결과, 선별 대상물(9)을 변형이나 파괴시키지 않고 용이하게 인출할 수 있다. 도 5(b)에 나타내어지는 관통 구멍(10A)에는 테이퍼부의 일부에 홈(간극 형성 부재(S2))이 형성되어 있다. 선별 대상물(9)이 관통 구멍(10A)에 진입하여 담지위치에 담지되면 상기 홈이 선별 대상물(9)과 관통 구멍(10A) 사이에 형성되는 간극이 된다. 도 5(c)에 나타내어지는 관통 구멍(10B)에는 테이퍼부의 일부에 볼록부(간극 형성 부재(S3))가 형성되어 있다. 선별 대상물(9)이 관통 구멍(10B)에 진입하여 담지위치에 담지되면 볼록부가 선별 대상물(9)과 접촉하므로 테이퍼부와 선별 대상물(9) 사이에 간극이 형성된다.
<스페이서(8)에 대해서>
스페이서(8)(유지 수단)는 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 내저부(2) 상에 적재되고, 그 스페이서(8) 상에 플레이트(7)가 적재되어 있다. 스페이서(8)로서는 중공이며 편평한 각형 스페이서를 예시하고 있다. 스페이서(8)는 플레이트(7)의 저면(6)과, 용기(4)의 내저부(2)를 이간한 상태로 유지하기 위해서 설치된다. 이것은 저면(6)을 내저부(2)보다 높은 위치에서 유지함으로써, 비대상물(12)을 관통 구멍(10)을 통과해서 용기(4)의 내저부(2)를 향해서 침강시켜 선별 대상물(9)과 분리하기 위해서이다. 그 때문에, 만일 스페이서(8)가 설치되어 있지 않고, 플레이트(7)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2)가 접근하고 있을 경우에는 선별되어서 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)(도 3(c)의 선별 대상물(9c) 참조)과, 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물(12)(도 3(c)의 비대상물(12c) 참조)의 거리가 짧아진다. 그 결과, 선별 대상물(9)을 후술하는 선별용 노즐(14)(도 8 참조)로부터 인출할 때에 비대상물(12)도 잘못 인출할 우려가 있다. 본 실시형태에서는 스페이서(8)를 설치함으로써 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물(12)과 선별되어서 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)을 이간하고 있다. 그 결과, 선별 대상물(9)을 플레이트(7)로부터 인출할 때에 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물(12)을 잘못 꺼내는 일이 없다.
플레이트(7)의 저면(6)과, 용기(4)의 내저부(2)를 이간하는 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 플레이트(7)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2) 사이에 상기 스페이서(8)와 같은 부재를 삽입하는 방법이나, 플레이트(7)의 저면(6)에 다리부를 설치하여 플레이트(7)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2)를 이간하는 방법 등을 채용할 수 있다. 본 실시형태에서는 도 1 및 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 스페이서(8)를 삽입하는 방법을 채용하고 있다. 도 7은 본 실시형태의 스페이서(8)를 설명하는 측면도이다.
스페이서(8)의 크기(길이, 높이)로서는 용기(4)에 저류된 액체(3)에 플레이트(7)를 침지할 필요가 있으므로 플레이트(7)를 스페이서(8)에 적재한 상태에서 플레이트(7)가 액체(3)에 침지될 수 있는 높이가 되면 좋다. 또한, 플레이트(7)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2)를 충분히 이간할 수 있는 높이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 용기(4)의 상방 또는 하방으로부터 현미경에 의해 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)을 관찰할 경우에는 스페이서(8)의 높이는 상기 현미경이 갖는 광학계의 피사계 심도내의 높이로 하는 것이 바람직하다. 이간 거리로서는 선별 대상물(9)을 인출하는 방법, 비대상물(12)의 무게나 크기, 용기(4)에 저류된 액체(3)의 높이(깊이) 등에도 따르지만, 100∼5000㎛정도 이간되어 있으면, 비대상물(12)을 잘못 인출하는 일이 없다. 본 실시형태에서는 높이 3000㎛의 스페이서(8)로서 사용하고 있다.
스페이서(8)의 재질로서는 특별히 한정되지 않지만, 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)의 상태를 확인하는 것이 용이한 점에서 투광성 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 투광성 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 용기(4)의 설명에 있어서 상기한 것을 사용할 수 있다.
스페이서(8)는 용기(4)의 내저부(2)에 일체적으로 고착해서 설치해도 좋고, 별체로서 설치해도 좋다. 별체로서 설치할 경우에는 액체(3) 중에서 움직이지 않을 정도의 중량을 갖는 재료를 채용하는 것이 바람직하다.
<진동 발생 기구(13)에 대해서>
상기한 대로, 플레이트(7)의 상면(5)의 방향으로 침강한 대상물의 집합(M)은 중력에 따라서 침강하므로 담지위치에 형성된 관통 구멍(10)내에 침강하는 이외에 관통 구멍(10)에 도입되지 않고 플레이트(7)의 상면(5)에 침강하고, 유지되거나, 이미 담지위치에 담지된 선별 대상물(9) 위에 비대상물(12)이 퇴적하는 일이 있다. 그래서, 진동 발생 기구(13)(진동 발생 수단)(도 1 참조)는 플레이트(7)를 진동시켜서 플레이트(7)의 담지위치 이외의 장소에 유지된 선별 대상물(9)에 진동을 부여하여 담지위치로 이동하도록 재촉하기 위해서 설치되어 있다. 이 진동 발생 기구(13)는 대략 구형이 아닌 타원체의 비대상물(12)(도 11 참조) 등이 관통 구멍(10)에 걸려 있는 경우에 진동을 가함으로써 관통 구멍(10)을 통과시켜 용기(4)의 내저부(2)에 침강하도록 재촉할 수도 있다. 진동 발생 기구(13)로서는 예를 들면 외부전원(도시 생략)에 접속되어 플레이트(7)에 진동을 부여하는 바이브레이터를 예시할 수 있다.
진동 발생 수단에 의한 진동 발생 방법으로서는 진동 발생 기구(13)인 바이브레이터에 의해 물리적인 진동을 발생시키는 방법 이외에 선별 대상물(9)의 성상에 영향을 주지 않는 범위에서 전자파를 가해서 선별 대상물(9)을 진동시키는 방법이나, 초음파를 가해서 선별 대상물(9)을 진동시키는 방법 등을 채용할 수 있다.
또한, 진동을 가하는 순서로서는 특별히 한정되지 않고, 대상물의 집합(M)을 액체(3)에 첨가하기 전부터 진동을 가하여 선별 대상물(9)이 완전히 선별될 때까지 진동을 계속해서 가해도 좋고, 액체(3)에 대상물의 집합(M)을 첨가하고나서, 시간을 둔 후에 진동을 가해도 좋다.
이와 같이, 본 실시형태의 진동 발생 기구(13)는 용기(4) 자체가 아닌 플레이트(7)에 설치되어 있고, 플레이트(7) 자체에 진동을 가한다. 그 때문에, 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물(12)에 진동이 전파되지 않고, 비대상물(12)을 진동에 의해 날려올라가게 하는 일이 없다. 그 결과, 비대상물(12)은 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 상태로 되고, 선별 대상물(9)과 비대상물(12)은 물리적으로 이간되어 있기 때문에, 후술하는 선별용 노즐(14)에 의해 선별 대상물(9)을 인출할 때에 비대상물(12)을 인출하는 일이 없다.
<선별용 노즐(14)에 대해서>
선별용 노즐(14)(인출 수단)은 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)을 플레이트(7)로부터 인출하기 위해서 설치되어 있다.
인출 수단으로서는 선별용 노즐(14)에 한정되지 않고, 플레이트(7)에 담지된 선별 대상물(9)을 현저하게 변형시키거나, 파괴시키거나 하지 않고 인출할 수 있는 방법이면 좋다. 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시형태에서는 선단이 노즐 형상인 선별용 노즐(14)을 사용해서 흡인에 의해 인출하는 방법을 예시하고 있다. 도 8은 본 실시형태의 인출 수단(14)을 설명하는 설명도이다. 도 8에 있어서, 참조 부호 A3은 인출 방향을 나타내고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는 선별용 노즐(14)에 의해 선별 대상물(9)을 플레이트(7)로부터 인출하고, 후속하는 공정으로 이동시킬 수 있으므로 남겨진 플레이트(7)를 재이용할 수 있다. 특히, 선별용 노즐(14)에 의한 인출을 자동화함으로써 작업의 효율화를 꾀할 수 있다. 또한, 플레이트(7)의 재이용은 필수적이지 않고, １회용으로 하는 것도 가능하다.
이상, 본 실시형태의 대상물 선별 장치(1)에 의하면, 형상이 다른 대상물의 집합(M)으로부터 소정 형상의 선별 대상물(9)만을 테이퍼부(11)에서 담지함과 아울러 선별 대상물(9) 이외의 비대상물(12)을 용기(4)의 내저부(2)에 침강시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 흡인 등에 의해 테이퍼부(11)에 담지된 선별 대상물(9)을 인출할 경우에 플레이트(7)는 스페이서(8)에 의해 용기(4)의 내저부(2)로부터 이간하도록 유지되어 있기 때문에, 용기(4)의 내저부(2)에 침강한 비대상물(12)을 잘못 인출하는 일이 없다.
또한, 본 실시형태에 있어서 유저가 행하는 처리는 처리 내용을 미리 프로그램화한 소프트웨어 등으로 로보트를 제어하고, 상기 로보트를 사용해서 자동처리하는 것이 가능하다.
또, 본 실시형태에서는 선별 대상물(9)이 세포 응집 덩어리이며, 플레이트(7)에 담지한 후 바로 플레이트(7)를 상하로 반전시키는 등에 의해 완만하게 인출할 수 있는 것을 예시했지만, 필요에 따라 플레이트(7)의 담지위치에 선별 대상물(9)을 소정 시간 계속해서 유지해도 좋다. 예를 들면, 선별 대상물(9)이 충분히 성장한 세포 응집 덩어리가 아닌 단일의 세포나, 미성장한 세포 응집 덩어리인 경우에는 유저는 이들 선별 대상물(9)을 플레이트(7)의 담지위치에 담지시킨 채 배양을 계속해서 이들 선별 대상물(9)이 충분히 성장하고나서 인출하는 것도 가능하다. 인출한 세포 응집 덩어리는 각종 스크리닝에 제공할 수 있다.
본 실시형태의 플레이트(7)의 담지위치에는 상하로 관통하는 관통 구멍(10)이 형성되어 있다. 그 때문에, 플레이트(7)의 담지위치에 담지된 미성장한 세포에 대해서도 충분히 배양액을 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 본 실시형태의 플레이트(7)는 충분히 성장하기 전의 미성장한 세포를 예비적으로 선정할 수 있음과 아울러 담지위치에서 미성장한 세포를 배양하여 충분히 성장한 세포 응집 덩어리를 형성시킬 수 있다.
(제 2 실시형태)
제 2 실시형태의 대상물 선별 장치는 도 9(a) 및 도 9(b)에 나타내어지는 바와 같이, 유지 수단이 플레이트(71)에 일체적으로 설치되어 있는 이외는 제 1 실시형태와 같기 때문에 상위점 이외의 설명은 생략한다. 도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 제 2 실시형태의 유지 수단을 설명하기 위한 설명도이다.
도 9(a)에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트(71)의 저면(6)에는 유지 수단으로서 다리부(7a)가 일체적으로 설치되어 있다. 다리부(7a)는 저면(6)으로부터 하방으로 연장되고, 용기(4)내에 있어서 플레이트(71)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2)를 이간하기 위해서 설치되어 있다. 다리부(7a)의 길이로서는 특별히 한정되지 않고, 제 1 실시형태에서 서술한 스페이서의 길이(높이)와 같은 정도의 높이이면 좋다. 다리부(7a)의 재질로서는 특별히 한정되지 않고, 용기(4)내의 액체(3)에 대하여 안정된 재료로 제작되면 좋다. 다리부(7a)를 플레이트(71)와 일체적으로 설치하는 경우에는 상기한 플레이트(7)(제 1 실시형태 참조)와 같은 재질로 할 수도 있다. 다리부(7a)의 수나 설치 장소는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 플레이트(71)의 저면(6)의 가장자리부 근방의 네모서리에 4개의 다리부(7a)를 설치할 수 있다.
유지 수단의 다른 예로서, 도 9(b)에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트(72)의 상면(5)에는 유지 수단으로서 행잉구(7b)가 설치되어 있다. 행잉구(7b)는 플레이트(72)를 매달아 용기(4)내의 액체(3) 중에 플레이트(72)를 용기(4)의 내저부(2)로부터 이간한 상태로 유지한다. 행잉구(7b)의 재료는 특별히 한정되지 않고, 다리부(7a)와 같다. 또한, 행잉구(7b)의 수나 설치 장소는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 플레이트(72)의 상면(5)의 네모서리 근방을 행잉구(7b)로 고정하고, 주변기기(도시 생략)에 행잉구(7b)의 타단을 고정해서 플레이트(72)를 매달면 좋다.
(제 3 실시형태)
제 3 실시형태의 대상물 선별 장치는 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 유지 수단이 용기(42)에 형성된 볼록부(4a)인 것 외에는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 같기 때문에 상위점 이외의 설명은 생략한다. 도 10은 본 발명의 제 3 실시형태의 유지 수단을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10에 나타내어지는 바와 같이, 용기(42)에는 용기(42)의 내부 방향으로 돌출되는 형상의 볼록부(4a)가 형성되어 있다. 볼록부(4a)는 용기(42)에 저류되는 액체(3)의 액면보다 아래가 되는 위치에 있어서 수평 방향으로 돌출해서 형성되어 있다. 볼록부(4a)는 플레이트(7)를 액체(3)에 침지했을 때에 플레이트(7)의 저면(6)과 접촉하여 플레이트(7)의 저면(6)을 용기(42)의 내저부(2)로부터 이간하도록 유지한다. 용기(42)의 내저부(2)로부터 볼록부(4a)까지의 길이로서는 특별히 한정되지 않고, 제 1 실시형태에서 서술한 스페이서의 길이(높이)와 같은 정도의 길이이면 좋다. 볼록부(4a)의 재질로서는 특별히 한정되지 않고, 용기(42)내의 액체(3)에 대하여 안정된 재료이면 좋다. 볼록부(4a)를 용기(42)와 일체적으로 설치할 경우에는 용기(42)와 같은 재질로 할 수도 있다. 볼록부(4a)의 수나 설치 장소는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 편평한 유리 샤알레를 용기(42)로서 사용할 경우에 4개소에 같은 높이가 되도록 내측방향으로 돌출되는 형상의 볼록부(4a)를 형성할 수 있다. 이 경우, 4개소에 형성된 볼록부(4a)와, 플레이트(7)의 저면(6)이 접촉함으로써 유지된다.
또한, 용기(42)에 대하여 플레이트(7)가 충분히 작은 경우에는 도 10에 나타내어지는 4개소의 볼록부(4a)에서는 플레이트(7)를 유지할 수 없을 가능성이 있다. 그 경우에는 관통 구멍(10)의 저면측의 개구를 폐쇄하지 않도록 플레이트(7)를 유지할 수 있는 볼록부(4a)를 용기(42) 중 어느 하나의 부위에 형성하여 플레이트(7)를 유지하면 좋다.
그 외에도, 예를 들면, 용기(42)가 원주형의 유리 샤알레인 경우에 있어서 용기(42)의 내측면에 가장자리부를 형성하고, 상기 가장자리부에 플레이트(7)의 저면(6)을 접촉시켜서 플레이트(7)를 유지해도 좋다.
(제 4 실시형태)
제 4 실시형태의 대상물 선별 장치(1A)는 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트가 2개 겹쳐서 사용되는 이외는 제 1 실시형태의 대상물 선별 장치(1)와 동일하므로 상위점 이외의 설명은 생략한다. 도 12는 본 발명의 제 4 실시형태의 대상물 선별 장치(1A)의 구성을 설명하는 설명도이다.
대상물 선별 장치(1A)는 2매의 플레이트(7A) 및 플레이트(7B)를 구비한다. 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트(7A)와 플레이트(7B)는 겹쳐서 사용되며 액체(3)를 저류한 용기(4)에 침지된다.
플레이트(7A)에 형성된 관통 구멍(10A)의 저부측 개구 면적이 플레이트(7B)에 형성된 관통 구멍(10B)의 저부측 개구 면적보다 큰 경우를 예로 설명한다. 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트(7A)를 플레이트(7B)에 적재함으로써 지름이 다른 2종의 선별 대상물(9)을 동시에 선별할 수 있다. 즉, 플레이트(A)를 사용하여 비교적 큰 지름을 갖는 선별 대상물을 선별함과 아울러 플레이트(A)의 관통 구멍(10A)을 통과한 대상물 중에서 비교적 작은 지름을 갖는 선별 대상물을 선별할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 플레이트를 2매 포개서 사용하는 형태를 예시했지만, 플레이트의 매수는 특별히 한정되지 않고, 3매이상이어도 좋다.
[대상물 선별 방법]
이어서, 본 실시형태의 대상물 선별 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 대상물 선별 방법은 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합으로부터 선별 대상물을 선별하는 대상물 선별 방법이며, 침지 공정과, 침강 공정과, 배열 공정을 갖는다. 이하에 각 공정에 대해서 설명한다.
<침지 공정에 대해서>
침지 공정은 내저부를 갖고, 액체를 저류한 용기에 상면과 저면을 갖고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 상기 플레이트를 상기 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 침지하는 공정이다. 용기, 플레이트 및 유지 수단은 대상물 선별 장치(1)의 설명에 있어서 상술한 것과 같기 때문에 설명을 생략한다.
<침강 공정 및 배열 공정에 대해서>
침강 공정은 플레이트의 상면의 방향으로부터 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합을 상기 액체에 첨가하고, 플레이트에 형성되며, 선별 대상물을 담지하는 담지위치에 배열되고, 내벽면에 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 관통 구멍에 중력방향을 따라 상기 대상물의 집합을 침강시키는 공정이다.
또, 배열 공정은 관통 구멍을 침강하는 대상물의 집합으로부터 선별 대상물을 테이퍼부에 접촉시켜서 담지위치에 담지하는 공정이다.
대상물의 집합 및 관통 구멍은 상기한 것과 같기 때문에 설명을 생략한다. 이하에, 선별 대상물이 선별 및 배열되는 순서에 대해서 설명한다. 도 3(a)∼도 3(d)는 대상물 선별 장치(1)에 있어서 선별 대상물(9)이 선별되는 순서를 설명하는 설명도이다.
도 3(a)에 나타내어지는 바와 같이, 플레이트(7)는 스페이서(8)을 통해 액체(3)를 저류한 용기(4)에 침지된다. 도 3(a)는 액체(3)를 저류한 용기(4)에 침지되는 플레이트(7)와, 플레이트(7)의 저면(6)과 용기(4)의 내저부(2)가 이간된 상태로 유지하는 스페이서(8)의 설명도이다. 이렇게, 플레이트(7)는 담지위치에 아무 것도 담지하고 있지 않은 상태에서 미리 액체(3) 중에 침지된다. 이것에 의해, 선별 대상물(9)의 선별 작업을 액체(3) 중에서 행할 수 있고, 세포 배양액 등의 대상물의 집합(M)에 포함되는 선별 대상물(9)이 외기에 접촉해서 건조되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 도 3(b)에 나타내어지는 바와 같이, 대상물의 집합(M)은 액체(3)에 침지된 플레이트(7)의 상면(5)의 방향으로부터 첨가된다. 도 3(b)는 플레이트(7)의 상면(5)의 방향으로부터 선별 대상물(9)을 포함하는 대상물의 집합(M)을 액체(3)에 첨가하는 상태의 설명도이다.
대상물의 집합(M)의 첨가 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 선별 대상물(9)의 건조나 물리적인 충격을 배제하는 점에서 대상물의 집합(M)을 액체(3)에 첨가할 때에는 액면에 가까운 위치부터 완만하게 첨가하거나, 피펫 등을 사용해서 액체(3)에 직접 첨가하는 것이 바람직하다. 액체 중에 첨가된 대상물의 집합(M)은 중력에 따라서 액체(3) 중을 분산하면서 완만하게 침강한다. 그 때문에, 선별 대상물(9)에 대한 물리적인 충격은 저감된다.
이어서, 도 3(c)에 나타내어지는 바와 같이, 대상물의 집합(M)은 중력에 따라서 액체(3) 중을 침강하고, 플레이트(7)의 상면(5)에 도달한다. 도 3(c)는 액체(3)에 첨가된 대상물의 집합(M)이 중력방향을 따라 플레이트(7)의 관통 구멍(10)내를 침강함과 아울러 배열된 복수의 관통 구멍(10)내에 대상물의 집합(M)이 침강하고 있는 상태의 설명도이다. 상기한 대로, 중력에 따라서 플레이트(7)의 상면(5)에 도달한 대상물의 집합(M) 중 테이퍼부(11)와 접한 선별 대상물(9a)이나 비대상물(12a)은 테이퍼부(11)를 하강하면서 관통 구멍(10)내에 도입된다.
비대상물(12a)의 지름은 테이퍼부(11)의 하단에 있어서의 개구 면적보다 작기 때문에 관통 구멍(10)을 통과한다. 관통 구멍을 통과한 비대상물(비대상물(12b))은 용기의 내저부(2)에 침강한다.
한편, 도 3(d)에 나타내어지는 바와 같이, 관통 구멍(10)에 침강한 대상물의 집합(M) 중 테이퍼부(11)의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 지름을 갖는 대상물(선별 대상물(9c))은 테이퍼부(11)와 관통 구멍(10)의 내벽면에 접촉해서 테이퍼부(11)에 담지되고, 플레이트(7)에 배열된다.
<진동 공정에 대해서>
본 실시형태의 대상물 선별 방법은 진동 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
진동 공정은 침강 공정 또는 배열 공정에 있어서 플레이트에 진동을 가해서 선별 대상물의 담지위치에의 도입을 촉진시키는 공정이다. 플레이트에 진동을 가하는 방법으로서는 대상물 선별 장치(1)의 설명에 있어서 상기한 진동 발생 기구(13)를 사용할 수 있다. 진동 발생 기구(13)를 설치한 용기(41)에 대해서 도 11을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 도 11은 진동 발생 공정을 설명하는 설명도이다.
도 11에 나타내어지는 바와 같이, 진동 발생 기구(13)는 플레이트(7)와 접속되어 있으며 플레이트(7)를 평면 방향으로 진동시킨다. 참조 부호 A4는 진동 발생 기구(13)에 의한 플레이트(7)의 진동 방향을 나타내고 있다. 또한, 진동 방향은 평면방향 이외이어도 좋고, 예를 들면, 수직방향, 평면방향과 수직방향의 양방향, 또는 불규칙방향이어도 좋다.
도 11에 나타내어지는 바와 같이, 세포 포획 챔버(C1)에서는 상기한 선별 대상물(9)의 선별이 행해짐과 아울러 진동 발생 기구(13)로부터 플레이트(7)에 진동이 가해져서 지름이 다른 대상물이 선별되고, 제거된다. 선별의 상황은 용기(41)의 상방 또는 하방에 설치된 판정 기구(도시 생략)에 의해 플레이트(7)에 담지된 대상물의 유무를 주로 관찰한다. 이 시점에서 테이퍼부의 하단의 개구 면적보다 지름이 작은 비대상물(12)은 제거되고, 테이퍼부(11)에는 선별 대상물(9)이 선별되어 있다. 그러나, 이 시점에서는 소망의 형상을 갖는 대상물 이외에도 지름이 큰 대상물이나 변형된 형상의 대상물이 플레이트(7)에 담지되어 있을 가능성이 있다. 그 때문에, 인접된 세포 선정 챔버(C2)로 플레이트(7)를 이동시키고, 형상의 점으로부터 선정을 더 진행한다.
세포 선정 챔버(C2)에서는 용기(41)의 상방 또는 하방에 설치된 판정 기구(도시 생략)에 의해 플레이트(7)에 담지된 대상물의 형상을 관찰한다. 판정 기구는 세포 포획 챔버(C1)에 있어서 관찰하고 있던 위치로부터 적당히 이동시켜서 사용하지만, 각각의 챔버에 대응한 판정 기구를 준비해도 좋다.
판정 기구에 의한 관찰 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 위상차 현미경을 사용함으로써 대략 투명한 대상물을 명확히 관찰할 수 있다. 그 외에도, 선별 대상물(9)을 트리판블루 등의 형광색소로 염색하면 형광현미경에 의해 관찰할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 선별 대상물(9)이 세포 응집 덩어리인 경우에는 소망의 지름보다 큰 지름을 갖는 세포 응집 덩어리나, 사세포를 포함하는 불량한 세포 응집 덩어리 등이 다시 비대상물(12)로서 판정된다. 판정된 비대상물(12)은 유저의 손에 의해 제거되거나, 상기한 선별용 노즐(14)이 자동화되어 있는 경우에는 선별용 노즐(14)에 의해 선별 대상물(9)로서 인출되는 일이 없도록 제어된다.
비대상물(9)이 제거된 플레이트(7)에는 선별 대상물(9)만이 담지되어 있다. 담지되어 있는 선별 대상물은 예를 들면 플레이트를 상하로 반전하는 등의 방법에 의해 회수하거나, 후술하는 인출 공정을 거쳐 인출할 수 있다.
<인출 공정에 대해서>
본 실시형태의 대상물 선별 방법은 인출 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
인출 공정은 담지된 선별 대상물을 플레이트로부터 인출하는 공정이다. 플레이트로부터 선별 대상물을 인출하는 방법으로서는 대상물 선별 장치(1)의 설명에 있어서 상기한 선별용 노즐을 사용할 수 있다. 선별용 노즐은 상기한 것과 같기 때문에 설명을 생략한다. 선별용 노즐을 사용해서 인출한 선별 대상물은 예를 들면, 직접, 각종 시험에 제공해도 좋고, 별도로 준비한 플레이트에 배열시켜서 일시 보관해도 좋다.
이상, 본 실시형태의 대상물 선별 방법에 의하면, 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 소정 형상의 선별 대상물만을 테이퍼부에서 담지함과 아울러 선별 대상물 이외의 비대상물을 용기의 내저부에 침강시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 흡인 등에 의해 테이퍼부에 담지된 선별 대상물을 인출하는 경우에 플레이트는 유지 수단에 의해 용기의 내저부로부터 이간하도록 유지되어 있기 때문에, 용기의 내저부에 침강한 비대상물을 잘못 인출하는 일이 없다.
또한, 상술한 구체적 실시형태에는 이하의 구성을 갖는 발명이 주로 포함되어 있다.
본 발명의 일국면에 의한 대상물 선별 장치는 내저부를 갖고, 액체를 저류하는 용기와, 상면과 저면을 갖고, 상기 용기에 저류된 액체에 침지되고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 상기 플레이트를 상기 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 갖고, 상기 플레이트는 상기 선별 대상물의 담지위치에 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍은 상기 플레이트가 상기 용기내의 액체에 침지된 상태에 있어서 중력방향을 따라 상기 선별 대상물을 침강시키고, 또한 관통 구멍의 내벽면에 상기 선별 대상물을 접촉시켜서 담지하기 위한 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 소정 형상의 선별 대상물만을 테이퍼부에서 담지함과 아울러 선별 대상물 이외의 비대상물을 용기의 내저부에 침강시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 흡인 등에 의해 테이퍼부에 담지된 선별 대상물을 인출하는 경우에 플레이트는 유지 수단에 의해 용기의 내저부로부터 이간하도록 유지되어 있기 때문에 용기의 내저부에 침강한 비대상물을 잘못 인출하는 일이 없다.
상기 플레이트는 매트릭스 배열된 복수의 상기 관통 구멍을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 복수의 소정 형상의 선별 대상물을 동시에 선별할 수 있고, 선별 대상물을 각각으로 선별하는 경우와 비교해서 대폭 수고를 줄일 수 있어 작업의 효율화를 꾀할 수 있다. 또한, 예를 들면 선별 대상물을 노즐 등으로 인출하는 경우에 관통 구멍의 배치에 대응한 복수의 노즐을 준비 함으로써 장치의 자동화에 기여할 수 있다. 그 결과, 하이스루풋 스크리닝 등에 제공하는 것이 가능해지고, 대폭적인 작업량의 삭감 등이 가능해진다.
상기 관통 구멍의 형상이 뿔대형상인 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 관통 구멍의 내측면이 경사를 갖는 테이퍼부로 되어 있기 때문에 관통 구멍에 선별 대상물을 도입하기 쉽다. 또한, 예를 들면 테이퍼부가 관통 구멍의 내벽면의 일부에 형성되어 있는 경우와 비교해서 대략 구형의 선별 대상물을 선별하기 쉽다.
상기 관통 구멍은 상기 플레이트에 상기 선별 대상물이 담지된 상태에 있어서 상기 저면측으로부터 상기 상면측으로 상기 액체를 유통할 수 있는 간극이 형성되는 형상을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 관통 구멍에 선별 대상물이 간극 없이 감입되는 것이 방지되므로 인출 수단에 의해 용이하게 픽업하는 것이 가능해진다.
상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적에 대한 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적의 비율이 0.11∼0.94인 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 용기내의 액체에 다소의 수류가 발생했다고 해도 플레이트에 담지된 선별 대상물이 갑자기 관통 구멍내로부터 탈출하지 않아 보다 확실하게 선별 대상물을 플레이트에 담지할 수 있다. 또한, 담지된 선별 대상물을, 예를 들면 위상차 현미경에 의해 용기의 저부로부터 관찰한 경우에 있어서 상기 위상차 현미경에 설치된 렌즈의 피사계 심도내에 플레이트와 선별 대상물과 인출 수단의 노즐을 포착할 수 있다. 그 때문에, 유저는 선별 대상물이 플레이트에 담지되었는지의 확인이나, 담지된 선별 대상물의 형상을 확인하기 쉬울 뿐만아니라, 인출 수단에 의해 인출할 때에 선별 대상물의 위치와 노즐의 위치를 확인하기 쉽다.
상기 용기와 상기 플레이트가 투광성 재료에 의해 제작되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 용기의 상방 또는 하방으로부터 예를 들면 위상차 현미경에 의해 선별 대상물을 연속적으로 확인할 수 있어 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 선별 대상물이 생체 유래의 세포인 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 형상의 편차가 큰 대상물인 생체 유래의 세포에 대하여 적용할 수 있고, 바이오 관련 기술이나 의약의 분야에 있어서의 작업의 효율화에 기여할 수 있는 장치로 할 수 있다.
상기 선별 대상물이 생체 유래의 세포 응집 덩어리인 것이 바람직하다.
생체 유래의 세포 응집 덩어리는 1개의 세포를 사용해서 얻은 시험 결과보다 세포 응집 덩어리의 내부에 각 세포간의 상호작용을 고려한 생체 유사 환경이 재구축되어 있고, 각각의 세포의 기능을 고려한 결과가 얻어지고, 또한 실험 조건을 보다 생체내에 있어서의 환경에 입각한 조건과 일치시킬 수 있으므로 본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 바이오 관련 기술이나 의약의 분야에 있어서 신뢰성이 높은 결과를 얻을 수 있는 장치로 할 수 있다.
상기 플레이트에 진동을 가하는 진동 발생 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 만일 플레이트에 담지되지 않고 플레이트 상에 유지된 선별 대상물이 있던 경우라도 이들 선별 대상물에 진동을 가하는 것에 의해 담지위치로 이동하도록 재촉할 수 있다. 또한, 대략 구형이 아닌 타원체의 비대상물 등이 관통 구멍에 걸려 있는 경우에 진동을 가함으로써 관통 구멍을 통과해서 침강하도록 재촉할 수 있다. 또한, 용기 자체가 아닌 플레이트에 진동 발생 수단이 설치되어 있기 때문에 용기의 내저부에 이미 침강한 변형된 형상의 세포 응집 덩어리나, 1개의 세포 등의 비대상물이 진동에 의해 날려올라가는 일이 없다. 그 때문에, 인출 수단에 의해 선별 대상물을 인출할 때에 비대상물을 인출하는 일이 없다.
상기 선별 대상물을 상기 플레이트로부터 인출하는 인출 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 선별 대상물을 플레이트로부터 인출고, 후속하는 공정으로 이동시킬 수 있으므로 남겨진 플레이트를 재이용할 수 있다. 특히, 인출 수단을 자동화함으로써 작업의 효율화를 꾀할 수 있다. 또한, 플레이트(7)의 재이용은 필수적이지 않고, １회용으로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 국면에 의한 대상물 선별 방법은 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합으로부터 선별 대상물을 선별하는 대상물 선별 방법으로서, 내저부를 갖고, 액체를 저류한 용기에 상면과 저면을 갖고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와, 상기 플레이트를 상기 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 침지하는 침지 공정과, 상기 플레이트의 상면방향으로부터 선별 대상물을 포함하는 대상물의 집합을 상기 액체에 첨가하고, 상기 플레이트에 형성되고, 선별 대상물을 담지하는 담지위치에 배열되고, 내벽면에 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부의 상단에 있어서의 개구 면적이 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 큰 관통 구멍에 중력방향을 따라 상기 대상물의 집합을 침강시키는 침강 공정과, 상기 관통 구멍내를 침강하는 상기 대상물의 집합으로부터 상기 선별 대상물을 상기 테이퍼부에 접촉시켜서 상기 담지위치에 담지하는 배열 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 형상이 다른 대상물의 집합으로부터 소정 형상의 선별 대상물만을 테이퍼부에서 담지함과 아울러 선별 대상물 이외의 비대상물을 용기의 내저부에 침강시킬 수 있다. 또한, 예를 들면 흡인 등에 의해 테이퍼부에 담지된 선별 대상물을 인출하는 경우에 플레이트는 유지 수단에 의해 용기의 내저부로부터 이간하도록 유지되어 있기 때문에 용기의 내저부에 침강한 비대상물을 잘못 인출하는 일이 없다.
상기 침강 공정 또는 상기 배열 공정에 있어서 상기 플레이트에 진동을 가해서 상기 선별 대상물의 상기 담지 위치에의 도입을 촉진시키는 진동 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 만일 플레이트에 담지되어 있지 않고 플레이트 상에 유지된 선별 대상물이 있던 경우이어도 이들의 선별 대상물에 진동을 가함으로써 담지위치로 이동하도록 재촉할 수 있다. 또한, 용기 자체가 아닌 플레이트에 진동 발생 수단이 설치되어 있기 때문에 용기의 내저부에 이미 침강한 변형된 형상의 세포 응집 덩어리나, 1개의 세포 등의 비대상물이 진동에 의해 날려올라가는 일이 없어 선별 대상물을 인출할 때에 비대상물을 인출하는 일이 없다.
담지된 상기 선별 대상물을 상기 플레이트로부터 인출하는 인출 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이러한 구성을 채용함으로써 선별 대상물을 플레이트로부터 인출하고, 후속하는 공정으로 이동시킬 수 있으므로 남겨진 플레이트를 재이용할 수 있다. 특히, 인출 수단을 자동화함으로써 작업의 효율화를 꾀할 수 있다.

Claims (17)

  1. 내저부를 갖고, 액체를 저류하는 용기와,
    상면과 저면을 갖고, 상기 용기에 저류된 액체에 침지되고, 선별 대상물을 담지하는 플레이트와,
    상기 플레이트를 그 플레이트의 상기 저면과 상기 용기의 내저부가 이간된 상태로 유지하는 유지 수단을 갖고,
    상기 플레이트는 상기 선별 대상물의 담지위치에 매트릭스 배열된 복수의 관통 구멍을 갖고,
    상기 관통 구멍의 각각은 상기 플레이트가 상기 용기내의 액체에 침지된 상태에 있어서 중력방향을 따라 상기 선별 대상물을 침강시키고, 또한 관통 구멍의 내벽면에 상기 선별 대상물을 접촉시켜서 담지하기 위한 테이퍼부를 갖고, 상기 테이퍼부는 상기 플레이트의 상기 상면에 상단을, 상기 저면에 하단을 갖고, 상기 테이퍼부의 상기 상단에 있어서의 개구 면적이 상기 테이퍼부의 하단에 있어서의 개구 면적보다 크고,
    상기 관통 구멍의 형상은, 뿔대형상으로서, 상기 테이퍼부의 상기 상단은 가장자리가 뾰족하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통 구멍의 상면측의 개구 면적에 대한 저면측의 개구 면적의 비율이 0.11∼0.94인 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기와 상기 플레이트는 투광성 재료에 의해 제작되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 수단은 상기 용기의 내저부에 적재되고, 상부에서 상기 플레이트를 유지하는 중공의 스페이서인 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 수단은 상기 플레이트의 저면에 설치된 다리부이며,
    상기 플레이트는 그 다리부에 의해 상기 용기의 내저부로부터 이간되어 유지되는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 수단은 상기 플레이트의 상면에 설치된 행잉구이며,
    상기 플레이트는 그 행잉구에 의해 상기 용기의 내저부로부터 이간되어 유지되는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선별 대상물이 생체 유래의 세포인 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 선별 대상물이 생체 유래의 세포 응집 덩어리인 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 플레이트에 진동을 가하는 진동 발생 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 선별 대상물을 상기 플레이트로부터 인출하는 인출 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대상물 선별 장치.
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