细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法、以及细胞团的分割方法

文档序号:1966728 发布日期:2021-12-14 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法、以及细胞团的分割方法 (Cell mass divider, method for manufacturing cell mass divider, and method for dividing cell mass ) 是由 田边刚士 平出亮二 伴一训 木下聪 于 2020-06-23 设计创作,主要内容包括:一种细胞团分割器,其具备供细胞团流动的曲折的流路。(A cell mass divider is provided with a tortuous flow path through which a cell mass flows.)

细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法、以及细胞团的分割 方法

技术领域

本发明涉及细胞技术,并且涉及细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法和细胞团的分割方法。

背景技术

胚胎干细胞(ES细胞)是由人类或小鼠的早期胚胎建立的干细胞。ES细胞具有能够向生物体内所存在的所有细胞分化的多能性。现在,人类ES细胞可以应用于针对帕金森病、幼年型糖尿病和白血病等众多疾病的细胞移植疗法中。然而,在ES细胞的移植中也存在障碍。特别是,ES细胞的移植可能引起与不成功的器官移植之后产生的排斥反应同样的免疫排斥反应。另外,对于破坏人类胚胎而建立的ES细胞的利用而言,从伦理的观点来看,批判或反对意见多。

在此种背景的状况下,京都大学的山中伸弥教授通过将4种基因:OCT3/4、KLF4、c-MYC和SOX2导入至体细胞,从而成功地建立诱导性多能干细胞(iPS细胞)。由此,山中教授获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖(例如参照专利文献1、2)。iPS细胞是没有排斥反应和伦理性问题的理想的多能性细胞。因此,期待将iPS细胞应用于细胞移植疗法中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4183742号公报

专利文献2:日本特开2014-114997号公报

发明内容

技术问题

在培养iPS细胞时,有时对细胞团进行分割。另外,并不限于iPS细胞,在培养细胞时,有时对细胞团进行分割。因此,本发明的目的之一在于提供一种能够有效率地分割细胞团的细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法及细胞团的分割方法。

技术方案

根据本发明的实施方式,提供一种细胞团分割器,其具备供细胞团流动的曲折的流路。

在上述细胞团分割器中,可以在流动于流路的流体中产生潜流。

在上述细胞团分割器中,流路可以由设置于基板的沟和覆盖沟的盖构成。

在上述细胞团分割器中,流路可以被包埋部件包埋。

在上述细胞团分割器中,流路可以是设置于固体部件内的孔。

在上述细胞团分割器中,可以是流路能够与外部气体隔绝。

上述细胞团分割器还可以具备用于使流路内的细胞团流动的流体机械。

另外,根据本发明的方式,提供一种细胞团分割器,其具备供细胞团流动的流路,流路具有窄幅部和宽度比窄幅部宽的宽幅部,流路能够与外部气体隔绝。

在上述细胞团分割器中,可以在流动于流路的流体中产生潜流。

在上述细胞团分割器中,可以还具备配置于流路的宽幅部的部件,该部件部分地妨碍流路内的流体的流动。

在上述细胞团分割器中,宽幅部可以为大致圆形。

在上述细胞团分割器中,宽幅部可以为大致多边形。

在上述细胞团分割器中,宽幅部可以为大致六边形。

在上述细胞团分割器中,流路可以由设置于基板的沟和覆盖沟的盖构成。

在上述细胞团分割器中,流路可以被包埋部件包埋。

在上述细胞团分割器中,流路可以是设置于固体部件内的孔。

上述细胞团分割器还可以具备用于使流路内的细胞团流动的流体机械。

而且,根据本发明的方式,提供一种细胞团分割器的制造方法,其包括形成用于使细胞团流动的曲折的流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以在基板设置沟而形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以用盖覆盖沟而形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,还可以包括用包埋部件包埋流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以在固体部件内设置孔而形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过光刻法来形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过烧蚀(Ablation)法形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以利用3D打印机形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过光造型法形成流路。

另外,根据本发明的方式,提供一种细胞团分割器的制造方法,其包括形成用于供细胞团流动的流路和将流路与外部气体隔绝,上述流路具有窄幅部和宽度比窄幅部宽的宽幅部。

上述细胞团分割器的制造方法还可以包括在流路的宽幅部设置部分地妨碍流路内的流体的流动的部件。

在上述细胞团分割器的制造方法中,宽幅部可以为大致圆形。

在上述细胞团分割器的制造方法中,宽幅部可以为大致多边形。

在上述细胞团分割器的制造方法中,宽幅部可以为大致六边形。

在上述细胞团分割器的制造方法中,流路可以由设置于基板的沟和覆盖沟的盖构成。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以在基板设置沟而形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以用盖覆盖沟而形成流路。

上述细胞团分割器的制造方法还可以包括用包埋部件包埋流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以在固体部件内设置孔而形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过光刻法形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过烧蚀法形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以利用3D打印机形成流路。

在上述细胞团分割器的制造方法中,可以通过光造型法形成流路。

另外,根据本发明的方式,提供一种细胞团的分割方法,其包括使细胞团在曲折的流路中流动而分割细胞团。

在上述细胞团的分割方法中,在流路中,使包含所述细胞团的流体中产生潜流。

在上述细胞团的分割方法中,可以使细胞团在流路循环。

在上述细胞团的分割方法中,可以使细胞团在流路往复。

在上述细胞团的分割方法中,流动于流路的细胞团可以包含在冷冻保存液中。

在上述细胞团的分割方法中,所分割的细胞团可以被冷冻保存。

上述细胞团的分割方法还可以包括在细胞团流动于曲折的流路之前,使细胞团与细胞分离液接触。

另外,根据本发明的方式,提供一种细胞团的分割方法,其包括使细胞团在细胞团分割器的流路流动来分割细胞团,上述细胞团分割器具备供细胞团流动的流路,流路具有窄幅部和宽度比窄幅部宽的宽幅部,流路能够与外部气体隔绝。

在上述细胞团的分割方法中,在流路中,可以使包含细胞团的流体中产生潜流。

在上述细胞团的分割方法中,可以在流路的宽幅部设置部分地妨碍流路内的流体的流动的部件。

在上述细胞团的分割方法中,可以使细胞团在流路中循环。

在上述细胞团的分割方法中,可以使细胞团在流路中往复。

在上述细胞团的分割方法中,流路流动的细胞团可以包含于冷冻保存液中。

在上述细胞团的分割方法中,被分割的细胞团可以被冷冻保存。

上述细胞团的分割方法可以还包括在细胞团流动于流路之前,使细胞团与细胞分离液接触。

发明效果

根据本发明,可以提供一种能够有效率地分割细胞团的细胞团分割器、细胞团分割器的制造方法、以及细胞团的分割方法。

附图说明

图1是示出第一实施方式的细胞团分割器的示意图。

图2是示出第一实施方式的第一实施例的模拟结果的图。

图3是示出第一实施方式的第二实施例的细胞团分割器的照片。

图4是通过第一实施方式的第二实施例的细胞团分割器前后的细胞团的照片。

图5是示出第一实施方式的第二实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图6是示出第一实施方式的第三实施例的细胞团分割器的照片。

图7是示出第一实施方式的第三实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图8是示出第一实施方式的第四实施例的细胞团分割器的照片。

图9是示出第一实施方式的第四实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图10是示出第二实施方式的细胞团分割器的示意图。

图11是示出第二实施方式的细胞团分割器的示意图。

图12是示出第二实施方式的细胞团分割器的示意图。

图13是示出第二实施方式的细胞团分割器的示意图。

图14是示出第二实施方式的第一实施例的模拟结果的图。

图15是示出第二实施方式的第二实施例的细胞团分割器的照片。

图16是示出第二实施方式的第二实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图17是示出第二实施方式的第三实施例的细胞团分割器的照片。

图18是示出第二实施方式的第三实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图19是示出第二实施方式的第四实施例的细胞团分割器的照片。

图20是示出第二实施方式的第四实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图21是示出第二实施方式的第五实施例的细胞团分割器的照片。

图22是示出第二实施方式的第五实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图23是示出第二实施方式的第六实施例的细胞团分割器的照片。

图24是示出第二实施方式的第六实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图25是示出第二实施方式的第七实施例的细胞团分割器的照片。

图26是示出第二实施方式的第七实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图27是示出第二实施方式的第八实施例的细胞团分割器的照片。

图28是示出第二实施方式的第八实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

图29是示出第二实施方式的第九实施例的细胞团分割器的照片。

图30是示出第二实施方式的第九实施例的细胞团分割器的流路中的潜流的迹线图。

符号说明

10、20:流路;

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图记载中,对相同或类似的部分用相同或类似的符号表示。但是,附图是示意性的。因此,具体的尺寸等应该对照以下的说明来判断。另外,在附图相互间自然也包含彼此的尺寸的关系和/或比率不同的部分。

(第一实施方式)

如图1所示,第一实施方式的细胞团分割器具备供细胞团流动的曲折的流路10。在第一实施方式的细胞团分割器中,曲折的流路10的宽度恒定。

流路10可以具有能够将内部与外部气体隔绝的构造。包含流路10的内部的封闭空间可以构成为不与外部进行气体的交换。

流路10也可以由设置于基板的沟形成。流路10也可以在平坦的基板设置沟,并用盖覆盖该沟而形成。或者,流路10也可以将设置有沟的基板彼此以沟的位置一致的方式贴合而形成。形成流路10的沟通过例如蚀刻法、光刻法和激光烧蚀法形成。

或者,流路10也可以由管构成。流路10可以埋入非透气性物质而被包埋。

另外,或者流路10也可以是设置于固体部件内的孔。该孔可以通过3D打印法设置于固体部件内。作为3D打印法,可举出熔融沉积成型法、材料喷射法、粘结剂喷射法和光造型法。

第一实施方式的细胞团分割器还可以具备用于使流路内的细胞团流动的泵等流体机械40。作为流体机械,可以使用容积式泵。作为容积式泵的示例可以列举包括活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的往复泵,或者列举包括齿轮泵、叶片泵和螺杆泵的旋转泵。作为隔膜泵的示例可以列举管式泵和压电(piezo)泵。管式泵有时被称为蠕动泵。另外,也可以使用组合了各种泵的微流体芯片模块。如果使用蠕动泵、管式泵和隔膜泵等密闭型泵,则能够在泵不与流路内部的流体直接接触的情况下输送流体。

可以使细胞团在流路10循环,也可以使细胞团在流路10往复。还可以在细胞团流动于流路10之前,使细胞团与细胞分离液接触。作为细胞分离液的示例,可举出胰蛋白酶、TrypLE Select、Accutase和EDTA。流动于流路10的细胞团可以包含在冷冻保存液中。在这种情况下,可以冷冻保存因流过流路10而被分割的细胞团。流路10也可以与冷冻保存容器连接。

根据第一实施方式的细胞团分割器,通过具有恒定的宽度且曲折的流路10而使流动于流路10内的流体中产生潜流,由此能够有效地分割流动于流路10的培养基等流体内的细胞团。在此,潜流是指例如产生漩涡的流动、紊流、逆流、产生流动速度不同部分的流动、产生剪切应力的流动、产生摩擦力的流动、与物体摩擦的流动、以及行进方向不同的流动产生碰撞部分的流动中的任一个。另外,根据实施方式的细胞团分割器,例如可以完全关闭流路10,因此能够降低细胞从流路10漏出所引起的交叉污染的风险。另外,例如即使在细胞感染了HIV、肝炎病毒等病毒的情况下,也能够降低细胞从流路10漏出所导致的对操作人员的感染风险。进而,可降低细胞团分割器内的流体被细胞团分割器外的空气中的细菌、病毒和霉菌等污染的风险。

形成通过第一实施方式的细胞团分割器进行分割的细胞团的细胞的种类并无特别限定。形成细胞团的细胞可以是干细胞,也可以是分化细胞。作为干细胞的示例,可列举ES细胞和多能干细胞(iPS细胞)。作为分化细胞的示例,可列举神经细胞、视网膜上皮细胞、肝细胞、肾细胞、间充质干细胞、血细胞、巨核细胞、软骨细胞、心肌细胞、血管细胞和上皮细胞。另外,细胞团也可以是在分化诱导工序中产生的细胞团、类胚体、类器官、球(状)体、细胞株的细胞团、以及癌细胞的细胞团。

(第一实施方式的第一实施例)

如图2所示,通过物理模拟计算出在具有恒定的宽度且曲折的流路内流动的流体产生的剪切应力。在图2中,颜色越明亮的部分产生越强的剪切应力。根据图2所示的结果,示出了在流路的侧壁附近产生大的剪切应力。另外,示出了与流路的直线状的部位相比,在曲折的部位中,在宽范围内产生大的剪切应力。

(第一实施方式的第二实施例)

如图3所示,制造具备曲折流路的细胞团分割器,所述流路具有恒定的宽度。形成流路的沟通过激光烧蚀法形成于基板。将玻璃板贴合于设置有沟的基板,从而形成流路。然后,使包含由iPS细胞组成的细胞团的培养基流过流路。其结果如图4所示,由iPS细胞组成的细胞团被高效地分割。

另外,使包含珠子(beads)的液体在图3所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图5。根据珠子的移动,显示出在具有恒定的宽度且曲折的流路内产生有潜流。

(第一实施方式的第三实施例)

如图6所示,制造具备曲折流路的细胞团分割器,所述流路具有恒定的宽度。使包含珠子的液体在图6所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图7。根据珠子的移动,显示出在具有恒定的宽度且曲折的流路内产生有潜流。

(第一实施方式的第四实施例)

如图8所示,制造具备曲折流路的细胞团分割器,所述流路具有恒定的宽度。使包含珠子的液体在图8所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图9。根据珠子的移动,显示出在具有恒定的宽度且曲折的流路内产生有潜流。

(第二实施方式)

如图10至图13各自所示,第二实施方式的细胞团分割器具备供细胞团流动的流路20,流路20具有窄幅部和宽度比窄幅部宽的宽幅部,流路20能够与外部气体隔绝。包括流路20的内部的封闭空间可以构成为不与外部进行气体的交换。

宽幅部可以是大致圆形,也可以是大致多边形。大致多边形可以为大致六边形。如图10的(b)、图11的(b)、图13的(b)所示,第二实施方式的细胞团分割器还可以具备部件30,部件30配置于流路20的宽幅部且部分地妨碍流路20内的流体的流动。例如,部件30以与流路20内流动的流体的行进方向对置的方式配置。例如,部件30的至少一部分相对于流路20内流动的流体的行进方向大致垂直。

流路20也可以由设置于基板的沟形成。流路20也可以在平坦的基板设置沟并用盖覆盖该沟而形成。或者,流路20也可以将设置有沟的基板彼此以沟的位置一致的方式贴合而形成。形成流路20的沟通过例如蚀刻法、光刻法和激光烧蚀法形成。

或者,流路20也可以由管构成。流路20可以埋入非透气性物质被包埋。

另外,或者流路20也可以是设置于固体部件内的孔。该孔可以通过3D打印法设置于固体部件内。作为3D打印法,可举出熔融沉积成型法、材料喷射法、粘结剂喷射法和光造型法。

第二实施方式的细胞团分割器与第一实施方式同样地,可以还具备用于使流路内的细胞团流动的泵等流体机械50。

可以使细胞团在流路20中循环,也可以使细胞团在流路20中往复。还可以在细胞团流动于流路20之前,使细胞团与细胞分离液接触。流动于流路20的细胞团可以包含在冷冻保存液中。在这种情况下,因流过流路20而被分割的细胞团可以被冷冻保存。流路20也可以与冷冻保存容器连接。

根据第二实施方式的细胞团分割器,因具有窄幅部和宽幅部的流路20而在流动于流路20内的流体中产生潜流,并产生剪切应力,因此能够有效地分割流动于流路20的培养基等流体内的细胞团。另外,根据实施方式的细胞团分割器,例如可以完全关闭流路20,因此可以降低细胞从流路20漏出所引起的交叉污染的风险。另外,例如即使在细胞感染了HIV、肝炎病毒等病毒的情况下,也能够降低细胞从流路20漏出所导致的感染操作人员的风险。而且,可以降低细胞团分割器内的流体被细胞团分割器外的空气中的细菌、病毒及霉菌等污染的风险。

第二实施方式的细胞团分割器所分割的细胞与第一实施方式同样地,并没有特别限定。第二实施方式的细胞团分割器所分割的细胞的例子与第一实施方式相同。

(第二实施方式的第一实施例)

如图14所示,通过物理模拟计算出在具有窄幅部和宽幅部的流路内流动的流体产生的剪切应力。在图14中,颜色越明亮的部分产生越强的剪切应力。根据图14所示的结果,示出了在流路的侧壁附近产生大的剪切应力。另外,示出了在局部地妨碍流路内的流体流动的部件附近产生大的剪切应力。并且,示出了相对于流路内的流体的行进方向,流体在部件的背面合流,并产生剪切应力。

(第二实施方式的第二实施例)

如图15所示,制造了具备流路的细胞团分割器,该流路具有窄幅部和宽幅部,并在宽幅部设置有部分地妨碍流路内的流体流动的部件。通过激光烧蚀法在基板形成成为流路的沟。在设置有沟的基板贴合玻璃板,从而形成流路。然后,使包含由iPS细胞组成的细胞团的培养基在流路流动。其结果是,由iPS细胞组成的细胞团被高效地分割。

另外,使包含珠子的液体在图15所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图16。根据珠子的移动,显示出在具有恒定的宽度且曲折的流路内产生有潜流。

(第二实施方式的第三实施例)

如图17所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部。使包含珠子的液体在图17所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图18。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第四实施例)

如图19所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部,且在宽幅部设置有部分地妨碍流路内的流体流动的部件。使包含珠子的液体在图19所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图20。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第五实施例)

如图21所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部,且在宽幅部设置有部分地妨碍流路内的流体流动的部件。使包含珠子的液体在图21所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图22。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第六实施例)

如图23所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部。使包含珠子的液体在图23所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图24。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第七实施例)

如图25所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部。使包含珠子的液体在图25所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图26。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第八实施例)

如图27所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部。使包含珠子的液体在图27所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图28。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(第二实施方式的第九实施例)

如图29所示,制造具备流路的细胞团分割器,所述流路具有窄幅部和宽幅部,且在宽幅部设置有部分地妨碍流路内的流体的流动的部件。使包含珠子的液体在图29所示的细胞分割器中流动,并拍摄珠子的移动。将拍摄到的珠子的移动进行追踪而得到的图示于图30。根据珠子的移动,显示出在流路的宽幅部内产生有潜流。

(其他实施方式)

如上所述,通过实施方式记载了本发明,但不应理解为构成本公开的一部分的记述和附图限定本发明。根据该公开,本领域技术人员应该知晓各种代替实施方式、实施方式和运用技术。例如,可以在细胞团分割器的流路配置辅助细胞团的分割的过滤器。或者,还可以在细胞团分割器的流路配置用于使所分割的小于预定大小的细胞团通过的过滤器。过滤器可以配置于流路的任意部位。过滤器可以配置于流路的曲折部分,也可以配置于流路的直行部分,可以配置于流路的窄幅部,也可以配置于流路的宽幅部,还可以配置于流路的窄幅部与宽幅部的边界。如此,应当理解本发明包含未记载在此的各种实施方式等。

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