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PARTICLE COLLECTING DEVICE AND PARTICLE COLLECTING METHOD

Patent code P180014872
File No. IP02P001
Posted date Apr 20, 2018
Application number P2016-213614
Publication number P2017-136583A
Patent number P6436955
Date of filing Oct 31, 2016
Date of publication of application Aug 10, 2017
Date of registration Nov 22, 2018
Priority data
  • P2016-018036 (Feb 2, 2016) JP
Inventor
  • (In Japanese)合田 圭介
  • (In Japanese)磯崎 瑛宏
  • (In Japanese)芝田 悠大
  • (In Japanese)上村 想太郎
  • (In Japanese)白崎 善隆
  • (In Japanese)黄 惇厚
  • (In Japanese)小関 泰之
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title PARTICLE COLLECTING DEVICE AND PARTICLE COLLECTING METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle collecting device and a particle collecting method capable of enhancing through put.
SOLUTION: A particle collecting device 10 for collecting particles P by changing a route of the particles P flowing together with a liquid in a flow channel 17, has an electrode array 22 having a plurality of electrodes arranged in one line along the flow channel 17 and a control part 15 for forming electrical field in the flow channel 17 by selecting two neighboring electrodes 31 and 32a depending on a position of the particles P from the electrode array 22 and applying voltage between the selected two electrodes 31 and 32a.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

マイクロ流路に粒子を液体とともに流し、個々の粒子を順次に分析するフローサイトメータが知られている。また、このフローサイトメータの分析結果に基づいて、必要とする粒子を選別して分取する粒子分取装置が知られている。例えば粒子として細胞を分取する粒子分取装置では、マイクロ流路に細胞を流し細胞の特性ごとに分類することができる。これにより、同じ特性を有する大量の細胞を用いた分析を行うことができる。

粒子分取装置として誘電泳動力を利用したものが知られている。この誘電泳動力を利用した粒子分取装置では、マイクロ流路と、マイクロ流路に設けた一対の電極と、マイクロ流路から分岐される複数の分流路とを備える。一対の電極は、細胞の流れる方向と直交する方向に対向して設けられ、例えば分取すべき細胞が一対の電極間を通る間に、交流電圧が印加される。これにより、一対の電極間に不均一な電場、すなわち電場強度に勾配を有する電場を形成する。この不均一な電場中の細胞に誘電泳動力が生じ、流れと直交する方向に細胞が移動する。これにより、マイクロ流路内における細胞の進路を変えて、所望とする分流路に導く。ここで、誘電泳動力は、電場の不均一の程度、つまり一対の電極間の電場強度勾配、すなわち電気力線の密度の変化量で決まる。

また、スループット、すなわち単位時間当たりに処理できる細胞の個数を増やすようにした粒子分取装置が特許文献1によって知られている。この特許文献1の粒子分取装置では、流路に沿って配されたコモン電極に対向させて複数の電極指を並べて配することにより、1つの電極指とコモン電極とからなる複数の作用電極対を流路に沿って設けている。複数の作用電極対は、流路に沿って複数のグループに分けられ、グループのそれぞれの電圧印加を個別に制御する。これにより、各グループの作用電極対の間の粒子のそれぞれに対して誘電泳動力を生じさせるか否かを個別に制御する。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、粒子分取装置及び粒子分取方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え
前記制御部は、選択した前記電極の一方の電極をグランド電極とし、他方の電極に前記グランド電極を基準にした電圧を印加することを特徴とする粒子分取装置。

【請求項2】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え、
前記制御部は、連続した3以上の電極を選択し、選択した前記電極のうち両端の電極を等電位とするとともに両端の前記電極の間の各電極を等電位とし、両端の前記電極と両端の前記電極の間の各前記電極との間に電圧を印加することを特徴とする粒子分取装置。

【請求項3】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え、
前記制御部は、隣接した前記電極に互いに異なる位相の交流電圧を印加することを特徴とする粒子分取装置。

【請求項4】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え、
前記流路を挟んで対向して設けられた第1の前記電極アレイ及び第2の前記電極アレイを有し、
前記制御部は、前記粒子の進路の変化方向に応じた第1の前記電極アレイまたは第2の前記電極アレイから、当該粒子の位置に対応した位置の前記電極を選択して前記流路内に電場を形成させ、
前記制御部は、前記粒子の進路の変化方向に応じて、第1の前記電極アレイまたは第2の前記電極アレイの一方の電極アレイの各電極をグランドすることを特徴とする粒子分取装置。

【請求項5】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え、
前記制御部は、下流の前記電極ほど印加する電圧を小さくすることを特徴とする粒子分取装置。

【請求項6】
 
流路内を液体と共に流れる粒子の進路を変化させて粒子を分取する粒子分取装置において、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイを含み、前記粒子の進路を変更させる偏向部と、
前記偏向部よりも前記流路の下流に設けられ、複数の分流路を有する分岐部と、
前記電極アレイから前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した2つの電極間に電圧を印加して前記流路内に電場を形成させる制御部と
を備え、
前記電極は、前記流路の外側に設けられていることを特徴とする粒子分取装置。

【請求項7】
 
前記制御部は、両端の前記電極をグランド電極とし、両端の前記電極の間の各前記電極に前記グランド電極を基準にした電圧を印加することを特徴とする請求項2に記載の粒子分取装置。

【請求項8】
 
前記電極アレイは、前記グランド電極となる前記電極と前記グランド電極を基準にした電圧が印加される前記電極とが予め決められており、前記グランド電極となる前記電極と前記グランド電極を基準にした電圧が印加される前記電極とが交互に並べられていることを特徴とする請求項1または7に記載の粒子分取装置。

【請求項9】
 
前記制御部は、進路を変化させる前記粒子の位置に対応した位置の前記電極を選択し、前記粒子の流れに同期して選択する前記電極を下流に順次移動することを特徴とする請求項1~3、7、8のいずれか1項に記載の粒子分取装置。

【請求項10】
 
前記流路を挟んで前記電極アレイに対向した固定グランド電極を有することを特徴とする請求項1、2、7、8のいずれか1項に記載の粒子分取装置。

【請求項11】
 
前記流路を挟んで対向して設けられた第1の前記電極アレイ及び第2の前記電極アレイを有し、
前記制御部は、前記粒子の進路の変化方向に応じた第1の前記電極アレイまたは第2の前記電極アレイから、当該粒子の位置に対応した位置の前記電極を選択して前記流路内に電場を形成させることを特徴とする請求項1~3、7~9のいずれか1項に記載の粒子分取装置。

【請求項12】
 
前記制御部は、前記粒子の進路の変化方向に応じて、第1の前記電極アレイまたは第2の前記電極アレイの一方の電極アレイの各電極をグランドすることを特徴とする請求項11に記載の粒子分取装置。

【請求項13】
 
前記制御部は、下流の前記電極ほど印加する電圧を小さくすることを特徴とする請求項1~4、7~12のいずれか1項に記載の粒子分取装置。

【請求項14】
 
前記電極は、前記流路の外側に設けられていることを特徴とする請求項1~5、7~13のいずれか1項に記載の粒子分取装置。

【請求項15】
 
流路内に液体とともに粒子を流す流動ステップと、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイから、前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した前記電極間に電圧を印加することによって、前記粒子の進路を変化させる進路変更工程と、
変化後の前記粒子の進路に応じて、前記電極アレイよりも前記流路の下流に設けた分岐部で分岐する複数の分流路のいずれかに前記粒子を流す仕分工程とを有し、
前記進路変更工程は、選択した前記電極の一方の電極をグランド電極とし、他方の電極に前記グランド電極を基準にした電圧を印加することを特徴とする粒子分取方法。

【請求項16】
 
流路内に液体とともに粒子を流す流動ステップと、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイから、前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した前記電極間に電圧を印加することによって、前記粒子の進路を変化させる進路変更工程と、
変化後の前記粒子の進路に応じて、前記電極アレイよりも前記流路の下流に設けた分岐部で分岐する複数の分流路のいずれかに前記粒子を流す仕分工程とを有し、
前記進路変更工程は、連続した3以上の電極を選択し、選択した前記電極のうち両端の電極を等電位とするとともに両端の前記電極の間の各電極を等電位とし、両端の前記電極と両端の前記電極の間の各前記電極との間に電圧を印加することを特徴とする粒子分取方法。

【請求項17】
 
流路内に液体とともに粒子を流す流動ステップと、
前記流路に沿って1列に配された複数の電極を有する電極アレイから、前記粒子の位置に応じた隣接した2つの電極を選択し、選択した前記電極間に電圧を印加することによって、前記粒子の進路を変化させる進路変更工程と、
変化後の前記粒子の進路に応じて、前記電極アレイよりも前記流路の下流に設けた分岐部で分岐する複数の分流路のいずれかに前記粒子を流す仕分工程とを有し、
前記進路変更工程は、下流の前記電極ほど印加する電圧を小さくすることを特徴とする粒子分取方法。

【請求項18】
 
前記進路変更工程は、前記粒子の流れに同期し電圧を印加する前記電極を下流に順次移動することを特徴とする請求項15~17のいずれか1項に記載の粒子分取方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016213614thum.jpg
State of application right Registered
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