(57)【要約】【課題】高濃度であっても所望の濃度に調製された状態で細胞群を回収する。【解決手段】注入口２ａと開閉可能な排出口２ｂとを有する容器２と、該容器２内において注入口２ａ側の空間と排出口２ｂ側の空間とを区画し、回収すべき細胞群を捕捉するフィルタ３と、該フィルタ３を振動させる振動発生部４と、容器２内に収容された細胞群の細胞数を計測する細胞数計測手段６と、容器２内に回収液を供給する供給手段５と、細胞数計測手段６により計測された細胞数に基づいて供給手段５による回収液の供給量を制御する液量制御部９とを備える細胞回収装置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】
注入口と開閉可能な排出口とを有する容器と、
該容器内において前記注入口側の空間と前記排出口側の空間とを区画し、回収すべき細胞群を捕捉するフィルタと、
該フィルタを振動させる振動発生部と、
前記容器内に収容された前記細胞群の細胞数を計測する細胞数計測手段と、
前記容器内に回収液を供給する供給手段と、
前記細胞数計測手段により計測された細胞数に基づいて前記供給手段による前記回収液の供給量を制御する液量制御部とを備える細胞回収装置。
【請求項２】
前記フィルタの前記注入口側面近傍に開口し、前記フィルタに捕捉された細胞群を前記容器の外部に回収する回収ポートと、
該回収ポートから前記細胞群が回収されているか否かを検出する回収検出部と、
前記振動発生部の動作を制御する振動制御部とを備え、
該振動制御部は、前記回収検出部により前記細胞群が回収されていることが検出されているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させる請求項１に記載の細胞回収装置。
【請求項３】
前記回収検出部が、前記容器内の気圧を検出する気圧センサであり、
前記振動制御部は、前記気圧センサにより検出された気圧の変化率が所定の閾値より小さいときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させる請求項２に記載の細胞回収装置。
【請求項４】
前記回収ポートから該回収ポートに接続された回収容器に前記細胞群を搬送するポンプを有する回収回路を備え、
前記振動制御は、前記ポンプが作動しているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させる請求項２に記載の細胞回収装置。
【請求項５】
前記細胞群を含む懸濁液を、前記容器内に前記注入口から前記排出口に向かって送液させる送液回路を備え、
前記振動制御部が、前記送液回路により前記懸濁液が送液されているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させる請求項１に記載の細胞回収装置。
【請求項６】
目的の細胞群を含む懸濁液をフィルタに捕捉させる捕捉ステップと、
前記フィルタに捕捉された前記細胞群の細胞数を計測する細胞数計測ステップと、
該細胞数計測ステップにおいて計測された細胞数に基づいて、回収液の供給量を算出する液量算出ステップと、
該液量算出ステップにおいて算出された供給量の回収液を前記フィルタに捕捉された細胞群に対して供給する回収液供給ステップと、
前記フィルタを振動させながら前記回収液を回収する回収ステップとを備える細胞回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞回収装置および細胞回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞集団から特定の細胞群をフィルタを用いて回収する方法が知られている（例えば、特許文献１。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０３６３０４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、特許文献１の場合、フィルタに目的の細胞群を捕捉させた後、回収液を逆方向に導入することにより細胞群をフィルタから解放させて回収している。この方法では、細胞群をフィルタに取り残さずに回収するためには十分な量の回収液を流す必要がある。すなわち、細胞群を高濃度に濃縮した状態で回収することができないという問題がある。また、フィルタから細胞群を回収した後に遠心分離などにより細胞群の濃度を調節しようとすると、操作が増えることによりコンタミネーションを引き起こしたり細胞群に不要な負荷を与えたりする可能性があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高濃度であっても所望の濃度に調製された状態で細胞群を回収することができる細胞回収装置および細胞回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、注入口と開閉可能な排出口とを有する容器と、該容器内において前記注入口側の空間と前記排出口側の空間とを区画し、回収すべき細胞群を捕捉するフィルタと、該フィルタを振動させる振動発生部と、前記容器内に収容された前記細胞群の細胞数を計測する細胞数計測手段と、前記容器内に回収液を供給する供給手段と、前記細胞数計測手段により計測された細胞数に基づいて前記供給手段による前記回収液の供給量を制御する液量制御部とを備える細胞回収装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、回収すべき細胞群を含む懸濁液を注入口から排出口へ向かって容器内に通過させて細胞群をフィルタに捕捉させた後、排出口を閉じた状態で供給手段により回収液を容器内に供給して貯留させることにより、回収液で調製された細胞群を容器内に得ることができる。
【０００８】
この場合に、細胞数計測手段によりフィルタに捕捉された細胞数が計測され、その計測結果に基づいて回収液の供給量が液量制御部によって調節される。また、容器内の細胞群の調製液を振動発生部によりフィルタを振動させながら回収することにより、フィルタ表面に堰き止められていた細胞群が回収液内に分散させられるので、少量の回収液でも細胞群がフィルタに取り残されることなく回収される。これにより、高濃度であっても所望の濃度に調製された状態で細胞群を回収することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記フィルタの前記注入口側面近傍に開口し、前記フィルタに捕捉された細胞群を前記容器の外部に回収する回収ポートと、該回収ポートから前記細胞群が回収されているか否かを検出する回収検出部と、前記振動発生部の動作を制御する振動制御部とを備え、該振動制御部は、前記回収検出部により前記細胞群が回収されていることが検出されているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させることとしてもよい。
このようにすることで、回収ポートから細胞群が回収されている間、フィルタが振動させられるので、操作者による振動発生部の操作を不要にして操作手順を簡略にすることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記回収検出部が、前記容器内の気圧を検出する気圧センサであり、前記振動制御部は、前記気圧センサにより検出された気圧の変化率が所定の閾値より小さいときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させることとしてもよい。
このようにすることで、回収ポートから細胞群が回収されている間容器内の気圧が降下するので、気圧の変化率に基づいて細胞群が回収されているか否かを容易に検出することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記回収ポートから該回収ポートに接続された回収容器に前記細胞群を搬送するポンプを有する回収回路を備え、前記振動制御は、前記ポンプが作動しているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させることとしてもよい。
このようにすることで、細胞群を回収するときのポンプのオンオフ動作と同期してフィルタを振動させることができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記細胞群を含む懸濁液を、前記容器内に前記注入口から前記排出口に向かって送液させる送液回路を備え、前記振動制御部が、前記送液回路により前記懸濁液が送液されているときに、前記振動発生部により前記フィルタを振動させることとしてもよい。
このようにすることで、フィルタの表面で堰き止められた細胞群が懸濁液内に分散させられることにより細胞群によるフィルタの目詰まりが防止されるので、一度の処理で大量の懸濁液から大量の細胞群を回収することができる。
【００１３】
また、本発明は、目的の細胞群を含む懸濁液をフィルタに捕捉させる捕捉ステップと、前記フィルタに捕捉された前記細胞群の細胞数を計測する細胞数計測ステップと、該細胞数計測ステップにおいて計測された細胞数に基づいて、回収液の供給量を算出する液量算出ステップと、該液量算出ステップにおいて算出された供給量の回収液を前記フィルタに捕捉された細胞群に対して供給する回収液供給ステップと、前記フィルタを振動させながら前記回収液を回収する回収ステップとを備える細胞回収方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高濃度であっても所望の濃度に調製された状態で細胞群を回収することができるという効果を奏する。
【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回収装置の全体構成図である。
【図２】図１の細胞回収装置を用いた細胞回収方法を説明するフローチャートである。
【図３】図１の細胞分離装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態に係る細胞回収装置１および細胞回収方法について図１〜図３を参照して説明する。本実施形態においては、生体組織から分離した、赤血球の混入した生体由来細胞群の細胞懸濁液から、赤血球が除去された生体由来細胞群の濃縮液を回収する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
本実施形態に係る細胞回収装置１は、図１に示されるように、濃縮容器（容器）２と、該濃縮容器２内を区画するフィルタ３と、該フィルタ３を振動させる振動発生部４と、細胞懸濁液を濃縮容器２内に送液する送液回路(供給手段)５と、濃縮容器２内に貯留された生体由来細胞数を計測する細胞数計測部６と、濃縮容器２内で調製された濃縮液を回収容器７に回収する回収回路８と、各部４，６および各回路５，８の動作を制御する制御部（液量制御部、振動制御部）９とを備えている。
【００１８】
濃縮容器２は、筒状であり、直立して設置されている。濃縮容器２の上面には注入口２ａが設けられ、底面には排出口２ｃが設けられている。フィルタ３は、略水平に配置され、濃縮容器２内を上下方向に区画している。濃縮容器２の側面には、フィルタ３の上面と略同一の高さ方向の位置に開口した回収ポート２ｃが設けられ、濃縮容器２内に貯留した液体を回収ポート２ｃから排出したときに、液面がフィルタ３の上面まで下がるまで排出されるようになっている。
【００１９】
フィルタ３は、メッシュフィルタでもよく、不織布でもよい。フィルタ３の孔径は、赤血球を通過させつつ生体由来細胞群を捕捉可能な寸法、例えば、１０〜２０μｍが好ましい。
振動発生部４は、振動アクチュエータ（以下、振動アクチュエータ４ともいう。）であり、濃縮容器２の外壁面に接触して配置されている。振動アクチュエータ４が振動することにより、濃縮容器２およびフィルタ３が振動させられるようになっている。
【００２０】
送液回路５は、注入口２ａに接続された注入チューブ１０ａおよび排出口２ｂに接続された排出チューブ１０ｂと、注入口２ａまたは排出口２ｂを開閉するバルブＶ１，Ｖ２と、注入チューブ１０ａの途中位置に設けられた送液ポンプ１１とを備えている。注入チューブ１０ａは、切替弁（図示略）を介して細胞懸濁液を収容した容器（図示略）および回収液を収容した容器（図示略）に接続されている。
【００２１】
ここで、バルブＶ１，Ｖ２を開いた状態で送液ポンプ１１を作動させて細胞懸濁液を送液することにより、細胞懸濁液が注入口２ａから排出口２ｂに向かって濃縮容器２内を通過させられる。このときに、細胞懸濁液中の赤血球および溶媒はフィルタ３を通過して排出口２ｂから排出され、一方生体由来細胞群はフィルタ３によって堰き止められて濃縮容器２内に貯留されるようになっている。
【００２２】
細胞数計測部６は、注入口チューブ１０ａおよび排出チューブ１０ｂに設けられ、各チューブ１０ａ，１０ｂ内を送液されている細胞懸濁液内の細胞数を計測する。細胞数計測部６は、光源と受光器とを備え、光源から配管内に照射した光の透過光または散乱光を受光器により検出し、検出した光の強度に基づいて細胞数を計測してもよい。あるいは、細胞数計測部６は、配管内を撮像するカメラと画像処理部とを備え、カメラにより配管内の画像を連続的に撮像し、画像処理部によって画像内から細胞を抽出して細胞数を計測してもよい。
【００２３】
ここで、注入口２ａ側の細胞数計測部６では生体由来細胞と赤血球との両方を合わせた数が計測され、排出口２ｂ側の細胞数計測部６では赤血球の数が計測される。各細胞数計測部６によって計測された細胞数の情報は後述する制御部９に送信される。
【００２４】
回収回路８は、回収ポート２ｃと回収容器７とを接続する回収チューブ１２と、回収チューブ１２の途中位置に設けられた回収ポンプ（ポンプ）１３とを備えている。
制御部９は、振動発生部４、細胞数計測部６、送液回路５および回収回路８を、予め記憶された手順に従って作動させる。
【００２５】
具体的には、制御部９は、送液ポンプ１１を作動させているとき、すなわち細胞懸濁液が濃縮容器２内に送液されている間と、回収ポンプ１３を作動させているときに、すなわち濃縮液が回収容器７に回収されている間、振動アクチュエータ４を作動させるようになっている。
【００２６】
また、制御部９は、図示しない入力手段を備え、操作者により所望の濃縮液の濃度が入力されるようになっている。一方、制御部９は、注入口２ａ側の細胞数計測部６により測定された細胞数から、排出口２ｂ側の細胞数計測部６により計測された細胞数を減算することにより、濃縮容器２内に貯留された生体由来細胞数を算出するようになっている。そして、制御部９は、算出した生体由来細胞数を、入力手段に入力された濃度で除算し、生体由来細胞群を所望の濃度に希釈するために必要な回収液の体積を算出する。そして、制御部９は、算出した体積に、濃縮容器２内のフィルタ３より下方の貯留空間の体積を和算した体積を、回収液の供給量とする。
【００２７】
このように構成された本実施形態に係る細胞回収装置１を用いた細胞回収方法について、図２のフローチャートを参照して以下に説明する。
操作者は、最終的に回収したい生体由来細胞群の濃縮液の濃度を制御部９に入力する（ステップＳ１）。なお、濃縮液の濃度の入力は、細胞回収装置１による処理の途中、例えば、後述する細胞数計測ステップＳ３の後に行ってもよい。
【００２８】
細胞回収装置１は、バルブＶ１，Ｖ２を開放し、送液ポンプ１１を作動させることにより細胞懸濁液の送液を開始し、生体由来細胞を濃縮容器２内に蓄積していく（捕捉ステップＳ２）。このときに、細胞回収装置１は、フィルタ３を振動させ、また、濃縮容器２内に蓄積された生体由来細胞数を計測する（細胞数計測ステップＳ３）。
【００２９】
細胞懸濁液の送液の終了後（ステップＳ４）、細胞回収装置１は、計測した生体由来細胞数と入力された最終濃度とから回収液の供給量を算出する（液量算出ステップＳ５）。次に、細胞回収装置１は、フィルタ３を振動させながら算出した供給量の回収液を濃縮容器２内に供給した後（回収液供給ステップＳ６）、弁Ｖ１を閉じる（ステップＳ７）。次に、細胞回収装置１は、フィルタ３を振動させながら濃縮液を回収容器７へ排出する（回収ステップＳ８）。以上の動作により、赤血球が除去された生体由来細胞群の濃縮液が回収容器７内に得られる。
【００３０】
この場合に、本実施形態によれば、回収すべき生体由来細胞群の濃度に基づいて回収液の量が調節される。また、細胞懸濁液の送液中および濃縮液の回収中にフィルタ３を振動させることにより、フィルタ３表面に堰き止められた生体由来細胞群が細胞懸濁液中または回収液中に分散させられ、生体由来細胞群がフィルタ３の孔内に詰ったりフィルタ３表面に密着したりすることが防止される。
【００３１】
これにより、一度に大量の細胞懸濁液を濃縮容器２内に送液しても送液の途中でフィルタ３が目詰まりすることなく円滑に細胞懸濁液をフィルタ３に通過させて、大量の生体由来細胞群を一度に回収することができるという利点がある。また、回収時には生体由来細胞群がフィルタ３に取り残されることなく効率良く回収されるので、少量の回収液によって高濃度に濃縮された状態であっても、操作者が入力した濃度に正確に調整された状態で生体由来細胞群を回収することができるという利点がある。
【００３２】
上記実施形態においては、濃縮容器２内で調製された濃縮液を、回収回路８と回収容器７とを用いて回収することとしたが、これに代えて、図３に示されるように、操作者による操作によりシリンジ１４を用いて回収することとしてもよい。この場合、細胞回収装置１は、表示部１５を備え、回収液の供給が終了して濃縮液を回収可能な状態であることを表示部１５に表示させることとしてもよい。
また、この場合、操作者がシリンジ１４により濃縮液を回収する前後に、振動アクチュエータ４のオンオフを操作することにより、フィルタ３を振動または停止させてもよい。
【００３３】
あるいは、操作者が濃縮液の回収を開始および終了したことを検出する回収検出部として、濃縮容器２内の気圧を検出する気圧センサ１６が設けられていてもよい。濃縮容器２内の気圧は、操作者がシリンジ１４のプランジャを引いている間は降下し続け、プランジャの操作を停止したときに一定になる。したがって、制御部９は、気圧センサ１６により検出された気圧の変化率が所定の閾値以下のときにフィルタ３を振動させる。このようにすることで、操作者によるシリンジ１４の操作と同期させてフィルタ３を振動させることができる。
【００３４】
上記実施形態においては、振動アクチュエータ４により濃縮容器２およびフィルタ３に直接振動を与えることとしたが、これに代えて、空気や液体を介して間接的にフィルタ３に振動を与えることとしてもよい。
例えば、濃縮容器２の外側に音響発生素子（振動発生部）を設け、該音響発生子により発生させた振動を空気を介して濃縮容器２およびフィルタ３に与えてもよい。あるいは、濃縮容器２内の底面に振動子（振動発生部）を設け、該振動子が発生させた振動を細胞懸濁液または回収液を介してフィルタ３に与えてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  細胞回収装置
２  濃縮容器（容器）
２ａ  注入口
２ｂ  排出口
２ｃ  回収ポート
３  フィルタ
４  振動発生部、振動アクチュエータ
５  送液回路(供給手段)
６  細胞数計測部（細胞数計測手段）
７  回収容器
８  回収回路
９  制御部（液量制御部、振動制御部）
１０ａ  注入チューブ
１０ｂ  排出チューブ
１１  送液ポンプ
１２  回収チューブ
１３  回収ポンプ（ポンプ、回収検出部）
１４  シリンジ
１５  表示部
１６  気圧センサ（回収検出部）
Ｖ１，Ｖ２  弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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