(57)【要約】【課題】塩類を含む懸濁液を塩類を含まない希釈液によって希釈することなく、簡易に誘電泳動力によって粒子を分離する。【解決手段】誘電泳動特性の異なる複数種の粒子Ｂ，Ｃを含む懸濁液Ａを流動させる流路２内に間隔をあけて配置された少なくとも一対の電極３Ａ，３Ｂと、該電極３Ａ，３Ｂ間に高周波のパルス状の電圧を供給して、流路２内に高周波不平等電界を形成する電圧供給部４と、該電圧供給部４により加える電圧の周波数を調節する周波数調節部５とを備える分離装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電泳動特性の異なる複数種の粒子を含む懸濁液を流動させる流路内に間隔をあけて配置された少なくとも一対の電極と、
該電極間に高周波のパルス状の電圧を供給して、流路内に高周波不平等電界を形成する電圧供給部と、
該電圧供給部により加える電圧の周波数を調節する周波数調節部とを備える分離装置。
【請求項２】
前記対向面の間隔が５００μｍ以下である請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記電圧供給部により供給される電圧が両極性電圧である請求項１または請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記電圧供給部により供給される電圧が矩形波状電圧である請求項３に記載の分離装置。
【請求項５】
誘電泳動特性の異なる複数種の粒子を含む懸濁液を流動させる流路内に間隔をあけて配置された少なくとも一対の電極間に高周波のパルス状の電圧を供給して、流路内に高周波不平等電界を形成し、加える電圧の周波数を調節して特定の誘電泳動特性を有する粒子を分離する分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離装置、特に、細胞等の粒子の誘電泳動特性の相違に基づいて、流路内を流動する懸濁液内の細胞等の粒子を分離する分離装置および分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞分離装置として、異なる極性を交互に配置した一対の櫛歯状の電極を流路内に配置して、電極間に高周波電圧を供給することにより、流路内に高周波不平等電界を形成し、該高周波不平等電界内を流動する際に、細胞の有する誘電泳動特性によって発生する誘電泳動力を利用して、細胞懸濁液内から所望の誘電泳動特性を有する細胞を分離する細胞分離装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
細胞懸濁液として培地のように、浸透圧やｐＨ調整のために塩類が混入された導電性の媒体内に複数種の細胞を懸濁させたものが流路内に流動させられる場合には、電極間に流れる電流によって電気泳動力が発生してしまい、誘電泳動特性によって細胞を分離することが困難となる。そのため、誘電泳動特性によって効率的に細胞を分離するためには、細胞懸濁液を希釈して導電率を十分に（５０μＳ／ｃｍ以下に）低下させることが必要である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６３８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導電率を低下させるためには、塩類を含まない希釈液と混合したり、遠心分離等によって分離された細胞を塩類を含まない希釈液に再懸濁したりする必要がある。
しかしながら、単に希釈液で希釈する場合には、細胞懸濁液量が大幅に増大し、分離するための処理時間が増大してしまうという不都合がある。また、遠心分離等によって分離する場合には、遠心力により細胞にダメージが与えられたり、連続処理が困難であったりする等の問題がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、塩類を含む懸濁液を塩類を含まない希釈液によって希釈することなく、簡易に誘電泳動力によって粒子を分離することができる分離装置および分離方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、誘電泳動特性の異なる複数種の粒子を含む懸濁液を流動させる流路内に間隔をあけて配置された少なくとも一対の電極と、該電極間に高周波のパルス状の電圧を供給して、流路内に高周波不平等電界を形成する電圧供給部と、該電圧供給部により加える電圧の周波数を調節する周波数調節部とを備える分離装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、電圧供給部の作動により電極間に高周波電圧を加えると、電極の周囲の流路内に電位傾度が変化する高周波不平等電界が形成される。流路を流れる懸濁液内の各粒子には、高周波不平等電界の周波数に応じた誘電泳動特性に基づいて誘電泳動力が作用し、誘電泳動特性の異なる粒子をそれぞれ分離することができる。
【０００９】
この場合において、電極間に加える高周波電圧をパルス状の電圧にすることにより、通常の正弦波からなる交流電圧と比較して、電圧の積分値を低くすることができ、懸濁液内にイオンの流れを形成することなく高周波不平等電界を形成することができる。その結果、懸濁液が、その中に含有される塩類によって導電性を有していても、電気泳動力の発生を抑えて、効果的に誘電泳動力を作用させて粒子を分離することができる。したがって、懸濁液を塩類を含まない希釈液によって希釈することなく、また、遠心力によって粒子にダメージを与えることなく、簡易に誘電泳動力によって粒子を分離することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記対向面の間隔が５００μｍ以下であることが好ましい。
このようにすることで、粒子が一対の電極間のいずれの位置に配置されていても、粒子に対して高周波不平等電界を作用させて誘電泳動力を発生させることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記電圧供給部により供給される電圧が両極性電圧であることが好ましい。
このようにすることで、パルス状の電圧を正負交互に加えて、電圧の積分値をより低くすることができ、懸濁液内にイオンの流れを形成することなく高周波不平等電界を形成することができる。
また、上記発明においては、前記電圧供給部により供給される電圧が矩形波状電圧であってもよい。
【００１２】
また、本発明は、誘電泳動特性の異なる複数種の粒子を含む懸濁液を流動させる流路内に間隔をあけて配置された少なくとも一対の電極間に高周波のパルス状の電圧を供給して、流路内に高周波不平等電界を形成し、加える電圧の周波数を調節して特定の誘電泳動特性を有する粒子を分離する分離方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、塩類を含む細胞懸濁液を塩類を含まない希釈液によって希釈することなく、簡易に誘電泳動力によって細胞を分離することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る分離装置１および分離方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る分離装置１は、図１に示されるように、細胞懸濁液（懸濁液）Ａを流動させる流路２内壁に配置した一対の電極３Ａ，３Ｂと、該電極３Ａ，３Ｂ間に高周波電圧を供給する電圧供給部４と、該電圧供給部４により供給する電圧の周波数を調節する周波数調節部５とを備えている。流路の対向面の間隔は５００μｍ以下である。
【００１５】
電極３Ａ，３Ｂは、図２に示されるように、それぞれ平行間隔をあけて配置される複数の棒状電極部３ａ，３ｂを備える櫛歯状に形成されている。一対の電極３Ａ，３Ｂはそれらの棒状電極部３ａ，３ｂが交互に配置されるように配置されている。そして、両電極３Ａ，３Ｂ間に高周波電圧を加えると、図３に示されるように流路２内に配置される電極３Ａ，３Ｂの周囲に棒状電極部３ａ，３ｂから遠ざかるに従って電位傾度が小さくなる高周波不平等電界が形成されるようになっている。
【００１６】
電圧供給部４は、図４に示されるように、電極３Ａ，３Ｂ間にパルス状の高周波電圧を加えるようになっている。このパルス状の高周波電圧は、周期的に正負の極性が現れる両極性電圧であり、図４に破線で示される正弦波電圧と比較して、ピーク電圧毎の時間積分値を十分に低く抑えることができるようになっている。
【００１７】
周波数調節部５は、隣接する電極３Ａ，３Ｂに電圧供給部４から供給する異なる極性の高周波電圧の周波数を調節するようになっている。一般に、各種細胞の誘電泳動特性は、供給される高周波電圧の周波数によって変化するので、所望の細胞において特異的に誘電泳動力が高くなる周波数の高周波電圧を供給することで、当該細胞を選択的に分離することができるようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る細胞分離装置１を用いた細胞分離方法について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置１を用いて、複数種の細胞を含む細胞懸濁液Ａ内から所望の細胞を分離するには、流路２内に細胞懸濁液Ａを所定の流速で流動させ、電圧供給部４により電極３Ａ，３Ｂ間に高周波電圧を供給することで流路２内に高周波不平等電界を形成する。また、周波数調節部５の作動により、高周波電圧の周波数を特定の細胞において誘電泳動力が大きくなる周波数に調節しておく。
【００１９】
電極３Ａ，３Ｂ間には、棒状電極部３ａ，３ｂに近づくにつれて電位傾度が増大する高周波不平等電界が発生するので、供給している高周波電圧の周波数において正の誘電泳動特性を有する細胞Ｂは、電極３Ａ，３Ｂに近接する方向に誘電泳動力を受けて、電極３Ａ，３Ｂが設けられている側壁内面に沿って流動させられる。一方、同周波数において負の誘電泳動特性を有する細胞Ｃは、電極３Ａ，３Ｂから遠ざかる方向に誘電泳動力を受けて、電極３Ａ，３Ｂが設けられている側壁とは反対側の側壁に沿って流動させられる。これにより、細胞Ｂ，Ｃをその有する誘電泳動特性によって分離することができる。
【００２０】
この場合において、本実施形態に係る細胞分離装置１によれば、電極３Ａ，３Ｂ間に供給する高周波電圧がパルス状であり、その時間積分値が正弦波電圧と比較して十分に小さく抑えられているので、細胞懸濁液Ａが塩類を含有していても細胞懸濁液Ａ内におけるイオンの流れの発生を抑えて、細胞Ｂ，Ｃに電気泳動力が発生することを防止することができる。その結果、細胞Ｂ，Ｃに対しては誘電泳動力を効率的に作用させて、誘電泳動特性の差によって細胞Ｂ，Ｃを分離することができる。
【００２１】
すなわち、細胞懸濁液Ａが塩類を含有していても誘電泳動特性に基づいて細胞Ｂ，Ｃを分離できるため、細胞懸濁液Ａから塩類を除去する脱塩処理が不要である。したがって、塩類を含まない希釈液によって希釈することなく、また、遠心処理によって細胞Ｂ，Ｃにダメージを与えることなく、簡易かつ迅速に細胞Ｂ，Ｃを分離することができるという利点がある。
【００２２】
なお、本実施形態においては、一対の櫛歯状の電極３Ａ，３Ｂを流路２の内壁に配置したが、これに代えて、櫛歯状の電極３Ａ，３Ｂを細胞懸濁液Ａの流動方向に交差する方向に配置してもよい。また、櫛歯状の電極３Ａ，３Ｂに限定されるものではなく、流路２を挟んで対向配置されたプレート電極とピン電極や、その他の任意の形状の高周波不平等電界を形成可能な電極を採用することにしてもよい。
【００２３】
また、パルス状の高周波電圧としては、図４に実線で示されるようなパルス形状に限定されるものではなく、さらに時間積分値の小さくなるパルス形状を採用してもよい。また、本実施形態においては、極性の異なるパルスが交互に現れるような両極性の高周波電圧を採用したので、長時間にわたっても電圧の時間積分値を低く抑えることができ、電気泳動力の発生をさらに長時間にわたって抑えることができる。また、これに代えて、一方向の極性のパルスのみが現れるような高周波電圧を採用してもよい。
また、本実施形態においては、３角波状のパルス形状を有する高周波電圧を例示したがが、これに代えて、図４に２点鎖線で示されるような矩形波状のパルス形状を有する高周波電圧を採用してもよい。
【００２４】
また、本実施形態においては、細胞懸濁液Ａ内から特定の誘電泳動特性を有する細胞Ｂ，Ｃを分離する細胞分離装置１を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、誘電泳動特性の異なる他の任意の複数種の粒子を含む懸濁液内から特定の粒子を分離する分離装置として利用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞分離装置を示す模式図である。
【図２】図１の細胞分離装置に備えられた電極の一例を示す図である。
【図３】図２の電極の周囲に形成される高周波不平等電界の一例を示す図である。
【図４】図１の細胞分離装置の電極に供給される高周波電圧の波形例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ  細胞懸濁液（懸濁液）
Ｂ，Ｃ  細胞（粒子）
１  細胞分離装置（分離装置）
２  流路
３Ａ，３Ｂ  電極
４  電圧供給部
５  周波数調節部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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