(57)【要約】【課題】サイズの異なる粒子を容易に分離・回収可能な、新規の粒子分離用装置及び粒子分離方法を提供する。【解決手段】粒子分離用装置は、複数のピラー14が起立したプレート11と、プレート11上に供給される、粒子を含んだ液体が、平面視において、ピラー14の周りを周回運動するように、プレート11を駆動させるプレート駆動部と、を備える。粒子分離方法は、前記粒子分離用装置を用いた粒子分離方法であって、プレート11上に粒子を含む液体を供給し、次いで、前記液体がピラー14の周りを周回運動するように、駆動部によりプレート11を駆動させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピラーが起立したプレートと、
前記プレート上に供給される、粒子を含んだ液体が、平面視において、前記ピラーの周りを周回運動するように、前記プレートを駆動させるプレート駆動部と、を備える、粒子分離用装置。
【請求項２】
前記プレートは、複数の前記ピラーを有しており、
前記ピラーの配置構造は、少なくとも１つのｙ方向配列を含み、前記ｙ方向配列は、前記複数のピラーが、平面視において、ｙ方向に互いに等しい間隔を置いて、当該ｙ方向に沿って一直線に配置された配列である、請求項１に記載の粒子分離用装置。
【請求項３】
前記ピラーの配置構造は、複数の前記ｙ方向配列を有しており、前記複数のｙ方向配列は、平面視において、前記ｙ方向に対して直交するｘ方向に互いに等しい間隔を置いて配置されている、請求項２に記載の粒子分離用装置。
【請求項４】
前記ｘ方向において隣り合う前記ピラーがそれぞれ、平面視において、前記ｘ方向に沿って一直線に配置されたｘ方向配列で配置されている、請求項３に記載の粒子分離用装置。
【請求項５】
前記ｙ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記ｘ方向配列の前記ピラーの前記間隔よりも小さい、請求項４に記載の粒子分離用装置。
【請求項６】
前記ｙ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記液体に含まれる粒子のうち、サイズの小さな当該粒子のサイズに対して１倍〜５倍である、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の粒子分離用装置。
【請求項７】
前記ｘ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記液体に含まれる粒子のうち、サイズの大きな当該粒子のサイズに対して２倍〜５倍である、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の粒子分離用装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の粒子分離用装置を用いた粒子分離方法であって、前記プレート上に粒子を含む液体を供給し、次いで、前記液体が前記ピラーの周りを周回運動するように、前記プレート駆動部により前記プレートを駆動させる、粒子分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子分離用装置及び粒子分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粒子分離用装置としては、ＤＬＤ(Deterministic Lateral Displacement)法を用いた細胞分離用装置が挙げられる（例えば、特許文献１参照。）。ＤＬＤデバイスは、複数の障害物が配置されたＤＬＤアレイ（流路）と、異なるサイズの細胞を含む流体を前記ＤＬＤアレイに注入するための注入部と、前記ＤＬＤアレイによってサイズごとに分離された細胞を回収するための回収部とを有している。ＤＬＤ法を用いた細胞分離用装置によれば、前記ＤＬＤアレイの障害物によってサイズが大きい粒子を流体自体の流れの方向とは違う方向に移動させることができる。これにより、ＤＬＤ法を用いた細胞分離用装置によれば、サイズの異なる細胞を分離することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８４６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のＤＬＤ法を用いた細胞分離用装置では、注入部から回収部までの流路内の流れを制御するため、前記ＤＬＤデバイスは、カバーによって閉じられており、前記ＤＬＤアレイの一方には、チューブを介して、シリンダポンプ等の前記注入部が接続され、当該ＤＬＤアレイの他方には、チューブを介して、容器等の前記回収部が接続されることが一般的である。このため、ＤＬＤ法を用いた細胞分離用装置では、前記液体に含まれる細胞が、前記ＤＬＤアレイと外界とを接続する部分（例えば、前記チューブ）に詰まることで失われるという問題がある。また、ＤＬＤ法を用いた細胞分離用装置では、前記ＤＬＤデバイスがカバーによって閉じられているため、当該ＤＬＤデバイスから、細胞を直接回収することが非常に困難である。
【０００５】
本発明の目的は、ＤＬＤ法を用いることなく、サイズの異なる粒子を容易に分離・回収可能な、新規の粒子分離用装置及び粒子分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る粒子分離用装置は、複数のピラーが起立したプレートと、前記プレート上に供給される、粒子を含んだ液体が、平面視において、前記ピラーの周りを周回運動するように、前記プレートを駆動させるプレート駆動部と、を備える。
【０００７】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記プレートは、複数の前記ピラーを有しており、前記ピラーの配置構造は、少なくとも１つのｙ方向配列を含み、前記ｙ方向配列は、前記複数のピラーが、平面視において、ｙ方向に互いに等しい間隔を置いて、当該ｙ方向に沿って一直線に配置された配列であることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記ピラーの配置構造は、複数の前記ｙ方向配列を有しており、前記複数のｙ方向配列は、平面視において、前記ｙ方向に対して直交するｘ方向に互いに等しい間隔を置いて配置されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記ｘ方向において隣り合う前記ピラーがそれぞれ、平面視において、前記ｘ方向に沿って一直線に配置されたｘ方向配列で配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記ｙ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記ｘ方向配列の前記ピラーの前記間隔よりも小さいことが好ましい。
【００１１】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記ｙ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記液体に含まれる粒子のうち、サイズの小さな当該粒子のサイズに対して１倍〜５倍であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る粒子分離用装置において、前記ｘ方向配列の前記ピラーの前記間隔は、前記液体に含まれる粒子のうち、サイズの大きな当該粒子のサイズに対して２倍〜５倍であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る粒子分離方法は、上記いずれかに記載の粒子分離用装置を用いた粒子分離方法であって、粒子を含む液体を前記プレート上に供給し、次いで、前記液体が前記ピラーの周りを周回運動するように、前記プレート駆動部により前記プレートを駆動させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＤＬＤ法を用いることなく、サイズの異なる粒子を容易に分離・回収可能な、新規の粒子分離用装置及び粒子分離方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞分離用装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の細胞分離用装置に係る細胞分離用フィルタを示す概略的な図であって、当該細胞分離用フィルタからカバーを取り除いた状態を示す平面図である。
【図３】図２のｘ−ｘ断面図である。
【図４】図２の細胞分離用フィルタに係る、ピラーの配置構造を一部拡大して示す平面図である。
【図５Ａ】図２の細胞分離用フィルタに係るピラーの１つに着目して、サイズの異なる大小２つの細胞が含まれた液体から、２つの細胞が分離される基本的な原理を説明する図であって、当該液体から各細胞が分離される前の状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに引き続いて、液体に含まれた細胞から、２つの細胞が分離された状態を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係る細胞分離方法の第１工程であって、細胞分離用フィルタに対して細胞を含んだ液体を供給する工程の一例を説明するための、図２のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係る細胞分離方法の第２工程であって、細胞分離用フィルタを駆動させて液体に含まれる細胞を分離する工程の一例を説明するための、図１のＡ−Ａ断面図に相当する図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係る細胞分離方法を用いて分離された細胞を回収する工程を説明するための、図１のｘ−ｘ断面図に相当する図である。
【図７】図２の細胞分離用フィルタを用い、液体に含まれた、サイズの異なる大小２つの細胞を分離するときの、それぞれの細胞の動きを概念的に示す平面図である。
【図８Ａ】本実施形態に係る細胞分離用装置の細胞分離用フィルタを製造するための方法の一例であって、当該方法の第１工程を説明するための概略図である。
【図８Ｂ】図８Ａに引き続いて行われる、細胞分離用フィルタを製造するための方法の第２工程を説明するための概略図である。
【図８Ｃ】図８Ｂに引き続いて行われる、細胞分離用フィルタを製造するための方法の第３工程を説明するための概略図である。
【図８Ｄ】図８Ｃに引き続いて行われる、細胞分離用フィルタを製造するための方法の第４工程を説明するための概略図である。
【図８Ｅ】図８Ｄに引き続いて行われる、細胞分離用フィルタを製造するための方法の第５工程を説明するための概略図である。
【図８Ｆ】図８Ｅに引き続いて行われる、細胞分離用フィルタを製造するための方法の第６工程を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る細胞分離用装置及び細胞分離方法について説明をする。
【００１７】
［細胞分離用装置］
図１中、符号１００は、本発明の一実施形態に係る細胞分離用装置である。細胞分離用装置１００は、細胞分離用フィルタ１０と、細胞分離用フィルタ１０を駆動させる駆動部（プレート駆動部）２０と、を備えている。本実施形態では、駆動部２０は、細胞分離用フィルタ１０が、平面視において、周回運動するように、当該細胞分離用フィルタ１０を駆動させる。
【００１８】
本実施形態では、細胞分離用フィルタ１０は、プレート１１と、周壁１２と、カバー１３とを有している。プレート１１は、周壁１２の下端の内周側に区画された開口を閉じている。図２に示すように、細胞分離用フィルタ１０は、複数のピラー１４が起立したプレート１１を有している。ピラー１４は、プレート１１の上面１１ａに対して周壁１２によって区画された領域内に配置されている。
【００１９】
一方、図３に示すように、カバー１３は、周壁１２の上端の内周側に区画された開口を閉じている。周壁１２の上端は、カバー１３によって閉じられている。これによって、図３に示すように、細胞分離用フィルタ１０の内部には、プレート１１、周壁１２及びカバー１３によって区画された空間Ｓが形成され、当該空間Ｓには、複数のピラー１４がプレート１１の上面１１ａから起立している。なお、図３に示すように、本実施形態では、ピラー１４は、周壁１２と共にカバー１３から垂下している。ピラー１４の下端は、周壁１２の下端と共にプレート１１の上面１１ａに対して液密な状態で接合している。これにより、本実施形態では、周壁１２及びピラー１４は、プレート１１から起立している。
【００２０】
また、本実施形態では、カバー１３には、空間Ｓを外界に通じさせる１つの供給部１０ａと、同じく空間Ｓを外界に通じさせる第１回収部１０ｂと、が形成されている。供給部１０ａは、サイズの異なる大小２つの細胞を含む液体Ｌを空間Ｓに供給するための開口である。本実施形態では、第１回収部１０ｂは、液体Ｌから分離した、サイズの小さい細胞Ｍ１を回収するための開口である。更に、本実施形態では、図１に示すように、カバー１３には、空間Ｓを外界に通じさせる第２回収部１０ｃが形成されている。本実施形態では、第２回収部１０ｃは、液体Ｌから分離した、サイズの大きい細胞Ｍ２を回収するための開口である。
【００２１】
図２に示すように、プレート１１は、複数のピラー１４を有している。図４に示すように、本実施形態では、ピラー１４の平面視の形状は、真円形状である。ピラー１４の平面視の形状は、本実施形態のように、真円形状であることが好ましい。但し、ピラー１４の平面視の形状は、楕円形状、多角形状等の様々な形状とすることができる。ピラー１４がプレート１１上に配置されている構造（ピラー１４の配置構造）は、各ピラー１４を平面視で、互いに任意の間隔を置いて配置することにより設定することができる。本実施形態では、図４に示すように、ピラー１４の配置構造は、少なくとも１つのｙ方向配列Ａｙを含んでいる。ｙ方向配列Ａｙは、図４に示すように、複数のピラー１４が、平面視において、ｙ方向に互いに等しい間隔Ｗｙを置いて、当該ｙ方向に沿って一直線に配置された配列である。本実施形態では、ｙ方向配列Ａｙは、Ｎｙ個のピラー１４を有している。
【００２２】
また、本実施形態では、ピラー１４の配置構造は、複数のｙ方向配列Ａｙを有している。複数のｙ方向配列Ａｙは、平面視において、ｙ方向に対して直交するｘ方向に互いに等しい間隔Ｗｘを置いて配置されている。本実施形態では、ピラー１４の配置構造は、Ｎｘ個のｙ方向配列Ａｙを有している。即ち、本実施形態では、ピラー１４の配置構造は、Ｎｙ×Ｎｘ個のピラー１４を有している。
【００２３】
更に、図４に示すように、本実施形態では、ｘ方向において隣り合うピラー１４がそれぞれ、平面視において、ｘ方向に沿って一直線に配置されたｘ方向配列Ａｘで配置されている。言い換えれば、ｘ方向に隣接する２つのｙ方向配列Ａｙの、ｘ方向において隣り合う、一方のピラー１４は、図４に示すように、平面視で、他方のピラー１４に対して、ｙ方向において同一の位置にある。それと同時に、ｙ方向に隣接する２つのｘ方向配列Ａｘの、ｙ方向において隣り合う、一方のピラー１４は、図４に示すように、平面視で、他方のピラー１４に対して、ｘ方向において同一の位置にある。即ち、図４に示すように、本実施形態では、複数のピラー１４は、平面視において、格子状に配置されている。
【００２４】
加えて、本実施形態では、ｙ方向配列Ａｙのピラー１４の間隔Ｗｙは、ｘ方向配列Ａｘのピラー１４の間隔Ｗｘよりも小さい。言い換えれば、ｙ方向において隣り合う、２つのピラー１４の間隔Ｗｙは、図４に示すように、平面視で、ｘ方向において隣り合う、２つのピラー１４の間隔Ｗｘよりも小さい。
【００２５】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、細胞分離用フィルタ１０に係るピラー１４の１つに着目して、サイズの異なる大小２つの細胞Ｍ１，Ｍ２が含まれた液体Ｌから、２つの細胞Ｍ１，Ｍ２が分離される基本的な原理を説明する。
【００２６】
図５Ａに示すように、プレート１１上に供給された液体Ｌには、サイズの小さい細胞Ｍ１と、サイズの大きな細胞Ｍ２とが含まれている。プレート１１上に供給された液体Ｌがピラー１４の周りを周回運動する（本実施形態では、円運動する）と、図５Ａの矢印に示す向きに、当該ピラー１４の周りに生じた液体Ｌの流れ（以下、「振動誘起流れ」ともいう。）Ｆが生じる。ピラー１４の周りに生じた振動誘起流れＦは、図５Ｂに示すように、サイズの小さい細胞Ｍ１を捕捉する。これにより、液体Ｌに含まれた細胞Ｍ１及びＭ２の中から、サイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２を分離・回収することができる。
【００２７】
［細胞分離方法］
次に、本発明の一実施形態に係る細胞分離方法について説明をする。本実施形態に係る細胞分離方法では、図１の細胞分離用装置１００を使用する。
【００２８】
本実施形態に係る細胞分離方法では、第１の工程として、ピラー１４が起立したプレート１１上に、細胞Ｍ１，Ｍ２を含む液体Ｌを供給する。本実施形態では、図１に示すように、細胞分離用フィルタ１０が駆動部２０上に配置されている。細胞Ｍ１，Ｍ２を含む液体Ｌは、図６Ａに示すように、駆動部２０上に配置された細胞分離用フィルタ１０の供給部１０ａから滴下されることにより、プレート１１上に供給される。
【００２９】
次いで、本実施形態に係る細胞分離方法では、第２の工程として、液体Ｌがピラー１４の周りを周回運動するように、プレート１１を駆動させる。図６Ｂに示すように、本実施形態では、駆動部２０は、プレート１１が周回運動するように、当該プレート１１を駆動させる。本実施形態では、駆動部２０は、図７に示すように、平面視で、細胞分離用フィルタ１０を時計回りに円運動させる。これにより、ピラー１４の周りに生じる振動誘起流れＦも、図６に示すように、平面視で、時計回りの流れとなる。駆動部２０としては、例えば、平面視で、ｘ方向及びｙ方向の２軸方向に対して制御可能な２軸ピエゾステージが挙げられる。２軸ピエゾステージを用いれば、ｘ方向に配置されたピエゾ素子と、ｙ方向に配置されたピエゾ素子とを、振動制御することにより、細胞分離用フィルタ１０を時計回りに円運動させることができる。但し、プレート１１の運動は、液体Ｌをピラー１４の周りに周回運動させる運動であれば、円運動に限定されない。
【００３０】
サイズの大きな細胞Ｍ２は、駆動部２０が細胞分離用フィルタ１０を時計回りに駆動させることによって、ピラー１４の周りに生じた振動誘起流れＦのうちの、ｘ方向成分の影響を受けてｘ方向（本実施形態では、図７の図面右側）に移動する。本実施形態では、図７に示すように、サイズの大きな細胞Ｍ２は、ピラー１４の周りに生じた振動誘起流れＦのうちの、ｘ方向成分によって、ｘ方向に向かって順次移動させることができる。そして、ｘ方向の移動を繰り返した細胞Ｍ２は、最終的に、ｘ方向の片側（本実施形態では、図７の図面右側）に寄せ集められることになる。
【００３１】
図７において、左右に隣接するピラー１４間の間隔が、サイズの大きな細胞Ｍ２のサイズよりも狭い場合、細胞Ｍ２は図面下側に移動できない。即ち、細胞Ｍ２は、振動誘起流れＦのｙ方向成分の影響を受けずにｘ方向成分のみの影響を受け、図面右側に移動する。一方、左右に隣接するピラー１４間の間隔が、サイズの大きな細胞Ｍ２よりも広い場合であっても、図面下側へ向かって流れるｙ方向成分のみの影響を受けることができないようピラー１４間の間隔が設定されていれば、細胞Ｍ２は図面右側に移動する。即ち、左右に隣接するピラー１４間は、左のピラー１４の周りの図面下側へ向かうｙ方向成分の流れと、右のピラー１４の周りの図面上側へ向かうｙ方向成分の流れと、が共存しているため、細胞Ｍ２は、左ピラー１４周りの図面下側へ向かって流れるｙ方向成分のみの影響を受けることがなく、右ピラー１４周りの図面上側へ向かって流れるｙ方向成分の影響も受け、或いは、両ピラー１４の中間部分に生じる左ピラー１４周りの図面下側へ向かうｙ方向成分と右ピラー１４周りの図面上側へ向かうｙ方向成分との間の緩衝部分の影響を受け、図面下側へ向かって移動することが難しく、従って図面右側に移動する。
【００３２】
これに対し、サイズの小さな細胞Ｍ１は、ピラー１４の周りに生じた振動誘起流れＦのうちの、ｘ方向成分の影響を受けずに、ｙ方向成分の影響を受けて、ｙ方向（本実施形態では、図７の図面下側）に移動する。本実施形態では、図７に示すように、サイズの小さい細胞Ｍ１は、ピラー１４の振動誘起流れＦのうちの、ｙ方向成分によって、ｙ方向に向かって順次移動していく。そして、ｙ方向の移動を繰り返した細胞Ｍ１は、最終的に、ピラー１４の振動誘起流れＦから離れてｙ方向の片側（本実施形態では、図７の図面下側）に寄せ集められることになる。
【００３３】
図７において、左右に隣接するピラー１４間の間隔が、サイズの大きな細胞Ｍ２が図面下側へ向かって移動することが難しい間隔であったとしても、サイズの小さい細胞Ｍ１は、細胞Ｍ２よりサイズが小さい。このため、これに応じた設定間隔であれば、左ピラー１４周りの図面下側へ向かって流れるｙ方向成分のみの影響を受けること、あるいはｙ方向成分の影響を他に比べ多大に受けることが可能であり、図面下側に移動する。なお、細胞Ｍ１はｘ方向成分の影響を受けて右側へ移動したとしても、今度は直近でこの右側ピラー１４の周りの図面下側へ向かって流れるｙ方向成分影響を受けることになり、図面下側へ向かって移動する。また、上下に隣接するピラー１４間は、細胞Ｍ１が図面の左右へ向かって流れるｘ方向成分のみの影響を受けることができないようピラー１４間の間隔が設定されているため、細胞Ｍ１は、図面の左右へ向かって移動することが難しく、従って図面下側に移動する。
【００３４】
ｙ方向の片側に寄せ集められた、サイズの小さい細胞Ｍ１は、図６Ｃに示すように、細胞分離用フィルタ１０の第１回収部１０ｂから回収することができる。ｘ方向の片側に寄せ集められた、サイズの大きな細胞Ｍ２は、細胞分離用フィルタ１０の第２回収部１０ｃから回収することができる。
【００３５】
本実施形態に係る細胞分離用装置１００によれば、プレート１１上に供給された液体Ｌがピラー１４の周りを周回運動することにより、当該ピラー１４の周りに生じさせた液体の流れＦによって、液体Ｌに含まれるサイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２の中から、サイズの小さい細胞Ｍ１を捕捉して、サイズの大きな細胞Ｍ２から分離することができる。このように、本実施形態によれば、供給部１０ａから回収部１０ｂ（１０ｃ）までの流路内の流れを精密に制御することなく、サイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２を分離することができる。従って、本実施形態に係る細胞分離用装置１００によれば、ＤＬＤ法を用いることなく、サイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２を容易に分離・回収可能な、新規の細胞分離用装置となる。
【００３６】
また、従来の細胞分離用装置及び細胞分離方法では、供給・回収時における細胞の損失が生じ、細胞の回収も困難である。こうした問題は、ＣＴＣ細胞・微小幹細胞といった希少な細胞を対象とした場合に深刻な問題になっていた。これに対し、本実施形態に係る細胞分離用装置１００によれば、細胞分離用フィルタ１０と外界とをチューブ等により接続し、当該接続部分を通して、細胞Ｍ１，Ｍ２を供給・回収しなくとも、サイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２を分離することができる。このため、細胞Ｍ１，Ｍ２の損失を抑えることができる。また、こうした細胞分離用装置１００によれば、シリンダポンプ等によって液体Ｌに対して圧力を付加することにより、当該液体Ｌに含まれる細胞Ｍ１，Ｍ２を、ピラー１４等の障害物に衝突させなくてもよい。このため、本実施形態では、図１に示すように、プレート１１に取り付けられたカバー１３に開口（孔）を開け、当該開口を供給部１０ａ、第１回収部１０ｂ及び第２回収部１０ｃとすることができる。本実施形態によれば、カバー１３に形成された供給部１０ａを通して、細胞Ｍ１，Ｍ２を含む液体Ｌをプレート１１上に供給することができる。また、本実施形態によれば、カバー１３に形成された第１回収部１０ｂを通して、サイズの小さい細胞Ｍ１を細胞分離用フィルタ１０上から直接回収することができる。更に、本実施形態によれば、サイズの大きな細胞Ｍ２も、カバー１３に形成された第２回収部１０ｃを通して、細胞分離用フィルタ１０上から直接回収することができる。
【００３７】
特に、図４に示すように、本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、プレート１１は、複数のピラー１４を有しており、ピラー１４の配置構造は、少なくとも１つのｙ方向配列Ａｙを含み、ｙ方向配列Ａｙは、複数のピラー１４が、平面視において、ｙ方向に互いに等しい間隔Ｗｙを置いて、当該ｙ方向に沿って一直線に配置された配列である。この場合、図７に示すように、サイズの小さい細胞Ｍ１は、個々のピラー１４の周りに生じさせた液体の流れＦによって、ｙ方向に向かって順次移動していく。そして、ｙ方向の移動を繰り返した細胞Ｍ１は、最終的に、ピラー１４の周りに生じさせた液体の流れＦから離れてｙ方向の片側（本実施形態では、図７の図面下側）に寄せ集められることになる。従って、本実施形態によれば、サイズの小さい細胞Ｍ１がｙ方向の片側に寄せ集められることで、当該細胞Ｍ１の分離・回収が容易になる。
【００３８】
更に、図本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、ピラー１４の配置構造は、複数のｙ方向配列Ａｙを有しており、複数のｙ方向配列Ａｙは、平面視において、ｙ方向に対して直交するｘ方向に互いに等しい間隔Ｗｘを置いて配置されている。この場合、ｙ方向配列Ａｙが複数となったことで、サイズの小さい細胞Ｍ１の分離・回収をより多く行うことができる。また、この場合、サイズの大きい細胞Ｍ２は、ｘ方向に向かって移動させることができる。そして、ｘ方向の移動を繰り返した細胞Ｍ２は、最終的に、ｘ方向の片側（本実施形態では、図７の図面右側）に寄せ集められることになる。従って、本実施形態によれば、サイズの大きい細胞Ｍ２がｘ方向の片側に寄せ集められることで、当該細胞Ｍ２の分離・回収が容易になる。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、ｘ方向において隣り合うピラー１４がそれぞれ、平面視において、ｘ方向に沿って一直線に配置されたｘ方向配列Ａｘで配置されている。この場合、サイズの大きな細胞Ｍ２は、ｘ方向に配置されたピラー１４との衝突が抑制されつつ、ｘ方向に向かってスムーズに移動していく。従って、本実施形態によれば、ｘ方向の片側にスムーズに寄せ集められることで、当該細胞Ｍ２の分離・回収がより容易になる。
【００４０】
特に、本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、ｙ方向配列Ａｙのピラー１４の間隔Ｗｙは、ｘ方向配列Ａｘのピラー１４の間隔Ｗｘよりも小さい。この場合、サイズの小さい細胞Ｍ１は、ｘ方向と比べてより高い確率で、個々のピラー１４の周りに生じさせた液体の流れＦを伝って、ｙ方向に向かって順次移動していく。そして、ｙ方向の移動を繰り返した細胞Ｍ１は、最終的に、ピラーの周りに生じさせた液体の流れＦから離れてｙ方向の片側（本実施形態では、図７の図面下側）に寄せ集められることになる。従って、本実施形態によれば、サイズの小さい細胞Ｍ１がｘ方向と比べてより高い確率で、ｙ方向の片側に寄せ集められることで、当該細胞Ｍ１の分離・回収、ひいては、サイズの大きい細胞Ｍ２の分離・回収を効率的に行うことができる。
【００４１】
ところで、本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、ｙ方向配列Ａｙのピラー１４の間隔Ｗｙは、液体Ｌに含まれる細胞Ｍ１のうち、サイズの小さな当該細胞Ｍ１のサイズに対して１倍〜５倍である事が好ましく、さらには１倍〜３倍である事がより好ましい。細胞Ｍ１のサイズよりもｙ方向のピラー１４間が狭ければ、細胞Ｍ１はそのピラー１４間には物理的に移動はしないが、ピラー１４間の間隔が極小となり過ぎてピラー１４の製造が困難となる。また、３倍以上になると、細胞Ｍ１がｘ方向に移動したり、ピラー１４の周りを周回するものが出現するため好ましくない。これに対し、ｙ方向配列Ａｙのピラー１４の間隔Ｗｙを細胞Ｍ１のサイズに対して１倍〜３倍とした場合、サイズの小さな細胞Ｍ１を一定の割合でｙ方向に寄せ集められることが確認された。特に、ｙ方向配列Ａｙのピラー１４の間隔Ｗｙをサイズの小さな細胞Ｍ１の３倍に設定した場合、細胞Ｍ１のうち約８０％をｙ方向に寄せ集めることができることが確認された。ここで、細胞のサイズとしては、例えば、細胞の直径、細胞の最大長さ、細胞の外接球の直径が挙げられる。
【００４２】
また、本実施形態に係る細胞分離用装置１００において、ｘ方向配列Ａｘのピラー１４の間隔Ｗｘは、液体Ｌに含まれる細胞Ｍ２のうち、サイズの大きな当該細胞Ｍ２のサイズに対して２倍〜５倍である事が好ましい。細胞Ｍ２のサイズよりもｘ方向のピラー１４間が狭ければ、そのピラー１４間には物理的に移動はしない。さらに、細胞Ｍ１と細胞Ｍ２とが混在し滞留した中から細胞Ｍ１を確実にｙ方向に移動させるために細胞Ｍ１の２倍程度の広さに設定しておいた方がよく、さらに確実には細胞Ｍ２の２倍程度の広さに設定しておいた方がよい。また、細胞Ｍ２のサイズの５倍以上になると細胞Ｍ２がｙ方向に移動するものが出現するため好ましくない。なお、３倍までに抑えておくとｙ方向への移動はより確実に阻止される。これに対し、ｘ方向配列Ａｘのピラー１４の間隔Ｗｘを細胞Ｍ２のサイズに対して２倍〜５倍とした場合、サイズの大きな細胞Ｍ２を一定の割合でｘ方向に寄せ集められることが確認された。特に、サイズの大きな細胞Ｍ２の２．５倍に設定した場合、細胞Ｍ２のうち約８０％がｘ方向に寄せ集めることができることが確認された。
【００４３】
なお、本実施形態では、細胞分離用フィルタ１０の供給部１０ａは、図２に示すように、平面視で、図面左上部に配置され、細胞分離用フィルタ１０の第１回収部１０ｂは、供給部１０ａに対してｙ方向の図面左下部に配置されている。これに対し、細胞分離用フィルタ１０の第２回収部１０ｃは、供給部１０ａに対してｘ方向の図面右上部に配置されている。但し、細胞分離用フィルタ１０が、平面視において、反時計回りに周回運動する場合、細胞分離用フィルタ１０の供給部１０ａは、平面視で、図２の図面右上部に配置し、細胞分離用フィルタ１０の第１回収部１０ｂは、供給部１０ａに対してｙ方向の図面右下部に配置する。また、細胞分離用フィルタ１０の第２回収部１０ｃは、供給部１０ａに対してｘ方向の図面左上部に配置する。
【００４４】
上述のとおり、本実施形態に係る細胞分離方法は、図１の細胞分離用装置１００を用いた細胞分離方法であって、プレート１１上に細胞Ｍ１，Ｍ２を含む液体Ｌを供給し、次いで、液体Ｌがピラー１４の周りを周回運動するように、駆動部２０によりプレート１１を駆動させる。本実施形態に係る細胞分離方法によれば、サイズの異なる細胞Ｍ１，Ｍ２を容易に分離・回収可能な、新規の細胞分離方法となる。
【００４５】
ここで、図８Ａ〜８Ｆを参照して、本実施形態に係る細胞分離用フィルタ１０の製造方法について説明をする。本実施形態では、図８Ａに示すように、シリコンウエハー１０１を準備する。次に、図８Ｂに示すように、シリコンウエハー１０１上に、エポキシ樹脂をベースとしたフォトレジスト樹脂（ＳＵ−８）を用いて、マイクロピラー成形部１０２を成形する。その後、図８Ｃに示すように、マイクロピラー成形部１０２に、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）を流し込む。これにより、シリコンウエハー１０１及びマイクロピラー成形部１０２を取り除けば、図８Ｄに示すように、ピラー構造部１５が成形される。本実施形態では、ピラー構造部１５は、細胞分離用フィルタ１０の周壁１２、カバー１３及びピラー１４を備えている。更に、図８Ｅに示すように、ピラー構造部１５には、カバー１３の所定位置に貫通穴を開けることにより、供給部１０ａ、第１回収部１０ｂ及び第２回収部１０ｃが形成される。次いで、図８Ｆに示すように、ガラス板１０３に対してピラー構造部１５を接合すれば、ガラス板１０３をプレート１１とする細胞分離用フィルタ１０が完成する。
【実施例】
【００４６】
図１の細胞分離用装置１００を使用して、次のような実験を行った。本実験は、細胞分離用装置１００は、分離対象として血液細胞を想定し、前記血液細胞としては、赤血球（細胞サイズ：５〜８μｍ）及び白血球（細胞サイズ：１０〜２０μｍ）を対象とした。
【００４７】
本実験では、分離精度を評価するため、サイズの異なる２種類のマイクロビーズＰ１，Ｐ２を使用した。マイクロビーズＰ１は、赤血球を想定し、当該マイクロビーズＰ１の粒径は、５μｍとした。マイクロビーズＰ２は、白血球を想定し、当該マイクロビーズＰ２の粒径は、２０μｍとした。血液としては、これらのマイクロビーズＰ１，Ｐ２を純水に混合させたものを使用した。１ｍｌ中に含まれるマイクロビーズＰ１，Ｐ２の個数は、それぞれ、６．４×１０７個，４．７×１０６個とした。
【００４８】
本実験では、第１細胞分離用フィルタ１０Ａと、第２細胞分離用フィルタ１０Ｂとの、２種類の細胞分離用フィルタを使用した。ピラー１４は、マイクロピラーとした。具体的には、ピラー１４の直径φは、５０μｍとした。ピラー１４の高さｈは、７０μｍとした。更に、ｙ方向のピラー１４の個数Ｎｙは、１００個とした。また、ｘ方向のピラー１４の個数Ｎｘは、２０個とした。
【００４９】
第１細胞分離用フィルタ１０Ａは、第２細胞分離用フィルタ１０Ｂよりも、ピラー１４の間隔を広くした。第１細胞分離用フィルタ１０Ａでは、Ｗｙ＝１５μｍ、Ｗｘ＝４０μｍとした。
【００５０】
駆動部２０としては、２軸ピエゾステージを使用した。第１細胞分離用フィルタ１０Ａに印加する振動数ｆＡは、３００Ｈｚとした。
【００５１】
第１細胞分離用フィルタ１０Ａを使用した場合、ｙ方向に分離されたマイクロビーズＰ１の個数は、２０個中２０個であり、ｘ方向に分離されたマイクロビーズＰ１及びＰ２の個数は、それぞれ、２０個中０個、１８個であった。これらの実験結果から、マイクロビーズＰ１と、マイクロビーズＰ２とを分離して回収することが明らかとなった。
【符号の説明】
【００５２】
１００：細胞分離用装置，  １０：細胞分離用フィルタ，  １０ａ：供給部，  １０ｂ：第１回収部，  １０ｃ：第２回収部，  １１：プレート，  １１ａ：プレートの上面，  １２：周壁，  １３：カバー，  １４：ピラー，  ２０；駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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