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JP2007222132A - Cell capture chip - Google Patents

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JP2007222132A
JP2007222132A JP2006050184A JP2006050184A JP2007222132A JP 2007222132 A JP2007222132 A JP 2007222132A JP 2006050184 A JP2006050184 A JP 2006050184A JP 2006050184 A JP2006050184 A JP 2006050184A JP 2007222132 A JP2007222132 A JP 2007222132A
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JP
Japan
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cell
trapping
cells
chip
suction hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006050184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Uchida
大輔 内田
Yasuhiro Endo
康浩 遠藤
Shinichi Wakana
伸一 若菜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/12Well or multiwell plates

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Abstract

【課題】本発明は、動物等の細胞を個々に捕捉する細胞捕捉チップに関し、細胞固定に優れ且つ細胞固定に伴う細胞への負荷が小さい細胞捕捉が実現でき、マイクロインジェクション法での注入処理の大量処理化を可能にする。
【解決手段】細胞捕捉チップ1は、1つの細胞2を捕捉する1つ以上の細胞捕捉部3と、細胞捕捉部3ごとに設けられる吸引孔4とを有して、液体中に存在する細胞2を吸引孔4からの負圧によって細胞捕捉部3に捕捉する細胞捕捉チップ1であって、細胞捕捉部3は、吸引孔4からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口6を有する蓋部5を設け、蓋部5で閉じられた細胞捕捉部内部は1つの細胞2だけが収容可能なマイクロウェルとする構成である。
【選択図】図1
The present invention relates to a cell capture chip that individually captures cells of animals and the like, and is capable of realizing cell capture that is excellent in cell fixation and has a small load on the cells accompanying cell fixation, and is capable of performing injection treatment by a microinjection method. Enables mass processing.
A cell trapping chip (1) has one or more cell trapping portions (3) for trapping one cell (2), and a suction hole (4) provided for each cell trapping portion (3), and cells existing in a liquid 2 is a cell trapping chip 1 that traps the cell trapping part 3 in the cell trapping part 3 by negative pressure from the suction hole 4, and the cell trapping part 3 has an opening size through which one cell can pass by the negative pressure or positive pressure from the suction hole 4. A lid portion 5 having a cell inlet / outlet 6 is provided, and the inside of the cell capturing portion closed by the lid portion 5 is a microwell that can accommodate only one cell 2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、動物等の細胞を個々に捕捉する細胞捕捉チップに関し、特に細胞への吸引力または吸着力などによることなく細胞を捕捉し続ける細胞捕捉チップに関する。   The present invention relates to a cell capture chip that individually captures cells of animals and the like, and more particularly to a cell capture chip that continues to capture cells without being attracted or adsorbed by the cells.

近年、細胞内に遺伝子などを注入することで細胞の性質改変を行うことは遺伝的な原因による病気を治療する方法として注目され、その研究が進んでいる。この研究の成果として、遺伝子の役目を解明することができるとともに、個人の遺伝子特性に合わせた投薬や治療を行うテーラーメード医療が可能になることなどがある。   In recent years, modification of cell properties by injecting genes or the like into cells has attracted attention as a method for treating diseases caused by genetic causes, and research is progressing. The results of this research include elucidation of the role of genes and the possibility of tailor-made medicine that provides medications and treatments tailored to individual genetic characteristics.

細胞内に遺伝子を注入する方法としては、高圧パルスを利用する電気的な方法(エレクトロポレーション法)、エンドサイトーシスや膜融合を利用する化学的な方法(リポフェクション法)、ウイルスを利用する生物的な方法(ウイルスベクター法)、微細針を使用する機械的な方法(マイクロインジェクション法)、レーザー光を利用する光学的な方法(レーザーインジェクション法)などが一般的に良く知られている。しかしながら、電気的な方法は細胞に与えるダメージが大きく、また化学的な方法では遺伝子の注入効率が悪い。更に生物的な方法では全ての注入材料が導入できない(ウイルスの制限)などの欠点がある。一方、現時点では機械的な方法が、最も安全で注入効率が高い方法として注目されている。   Methods for injecting genes into cells include electrical methods using high-pressure pulses (electroporation method), chemical methods using endocytosis and membrane fusion (lipofection method), and organisms using viruses. Generally known methods (virus vector method), mechanical methods using microneedles (microinjection method), optical methods using laser light (laser injection method) and the like are well known. However, the electrical method has a large damage to the cells, and the chemical method has poor gene injection efficiency. In addition, biological methods have disadvantages such as not being able to introduce all of the injected material (virus limitation). On the other hand, at the present time, the mechanical method is attracting attention as the safest and most efficient injection method.

従来の機械的な方法には、図7に示すように細胞を捕捉させるための細胞径よりも小さな複数の孔を空けた細胞固定板(一般にはSiチップ)を備え、細胞を入れた培養液(液体培地)を孔の下部に設けた吸引孔から吸引することによって細胞固定板上の孔の表面部分に細胞が吸着して固定される。細胞を固定させる手段には図示しないがその他に、電極間に高周波を印加し、細胞に働く電場の力を利用して細胞固定板上の微小電極に細胞を固定させるものや、細胞に親和性の無い細胞固定板上に細胞親和性物質を配置し、その細胞親和性物質上に細胞を固定させるものなどがある。それらいずれかの手段によって固定された細胞に微細注入針(キャピラリー)を差し込んで物質を注入(注入処理)する方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法では、細胞固定板上に吸着、固定された複数の細胞それぞれに注入針で物質を順次に注入することにより、細胞への注入処理の大量処理を行う。
特開平1−112976号公報
As shown in FIG. 7, a conventional mechanical method includes a cell fixing plate (generally a Si chip) having a plurality of holes smaller than the cell diameter for capturing cells, and a culture solution containing cells. By sucking (liquid medium) from the suction hole provided in the lower part of the hole, the cells are adsorbed and fixed to the surface portion of the hole on the cell fixing plate. Although not shown in the figure for fixing cells, other means are those that apply a high frequency between the electrodes and fix the cells to the microelectrodes on the cell fixation plate using the force of the electric field acting on the cells, or affinity for the cells For example, a cell-affinity substance is placed on a cell-fixing plate having no cell, and cells are fixed on the cell-affinity substance. There is a method of injecting (injecting) a substance by inserting a fine injection needle (capillary) into a cell fixed by any one of these means (see, for example, Patent Document 1). In this method, a large amount of injection processing into cells is performed by sequentially injecting a substance with an injection needle into each of a plurality of cells adsorbed and fixed on a cell fixing plate.
JP-A-1-112976

しかしながら、従来技術である吸引によって細胞を固定させるものでは、細胞を捕捉した時点から注入針にて物質を細胞に注入し終えるまでの間は、細胞固定板上から細胞が離脱および動かないように吸引孔より常に細胞を吸引し続けなければならないことから、吸引孔に接している細胞壁が常に負圧状態にあって細胞がストレスやダメージを受けるという問題がある。また、細胞固定板上の孔を多量化することによって注入処理の大量処理化が可能ではあるが、処理対象の細胞数の増加に伴って全ての細胞への注入処理が完了するまでの総時間が長くなることから、その間に与え続けられる細胞へのストレスやダメージが大きくなることにより、更なる大量処理化には不向きという問題がある。   However, in the case of fixing cells by suction, which is a conventional technique, from the time when the cells are captured until the substance is completely injected into the cells with the injection needle, the cells are prevented from detaching and moving from the cell fixing plate. Since the cells must be continuously sucked from the suction hole, there is a problem that the cell wall in contact with the suction hole is always in a negative pressure state and the cell receives stress or damage. In addition, it is possible to increase the volume of the injection process by increasing the number of holes on the cell fixation plate, but the total time until the injection process to all cells is completed as the number of cells to be processed increases. Therefore, there is a problem that it is unsuitable for further mass processing due to an increase in stress and damage to the cells that are continuously given during that time.

他の高周波印加によって細胞を固定させるものでは、細胞へのストレスやダメージなどを考慮して高周波の印加程度を小さくしようとすると細胞を固定する力が弱くなり、また、細胞親和性物質によって細胞を固定させるものでは、細胞へのストレスやダメージは小さいものの細胞を固定する力を十分に得ることが難しいなどから、それらは共に注入針を細胞に差し込む際の細胞の位置安定性に欠けるという問題がある。   In other cases where cells are fixed by applying high frequency, if the application of high frequency is reduced in consideration of stress or damage to the cells, the force to fix the cells will be weakened, and the cells will be fixed by cell affinity substances. In the case of fixing the cells, although the stress and damage to the cells are small, it is difficult to obtain a sufficient force to fix the cells. Therefore, both of them have a problem that the position stability of the cells when the injection needle is inserted into the cells is lacking. is there.

以上から、細胞捕捉中の細胞固定に優れるとともに、細胞に与えるストレスやダメージなどが小さくて、マイクロインジェクション法での注入処理の大量処理化に適した細胞捕捉手段が求められている。   In view of the above, there is a need for a cell trapping means that is excellent in cell fixation during cell trapping, has low stress and damage to the cells, and is suitable for large-scale injection processing by the microinjection method.

そこで本発明は、細胞固定に優れ且つ細胞固定に伴う細胞への負荷が小さい細胞捕捉が実現でき、マイクロインジェクション法での注入処理の大量処理化を可能にする細胞捕捉チップを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has an object to provide a cell trapping chip that can achieve cell trapping that is excellent in cell fixation and has a small load on the cells accompanying cell fixation, and that enables mass processing of injection processing by the microinjection method. And

第1の発明の細胞捕捉チップは、1つの細胞を捕捉する1つ以上の細胞捕捉部と、該細胞捕捉部ごとに設けられる吸引孔とを有して、液体中に存在する細胞を吸引孔からの負圧によって細胞捕捉部に捕捉する細胞捕捉チップであって、前記細胞捕捉部は、前記吸引孔からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口を有する蓋部を設け、該蓋部で閉じられた細胞捕捉部内部は1つの細胞だけが収容可能な細胞収容空間とする構成とする。   The cell trapping chip of the first invention has one or more cell trapping portions for trapping one cell, and a suction hole provided for each of the cell trapping portions, and sucks out the cells present in the liquid. A cell capturing chip that captures in a cell capturing part by negative pressure from the lid, wherein the cell capturing part has a cell inlet / outlet having an opening size through which one cell can pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole And the inside of the cell trapping part closed by the lid part is configured as a cell accommodating space that can accommodate only one cell.

第2の発明の細胞捕捉チップは、前記第1の発明の細胞捕捉チップにおいて、前記細胞入出口は、細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞入出口に内接する球形の直径が0.2以上で1.0未満の範囲内である構成とする。   The cell trapping chip of the second invention is the cell trapping chip of the first invention, wherein the cell entrance / exit has a spherical diameter inscribed in the cell entrance / exit when the average cell diameter of the cell group is 1. The configuration is within the range of 0.2 or more and less than 1.0.

第3の発明の細胞捕捉チップは、前記第1の発明の細胞捕捉チップにおいて、前記細胞収容空間は、細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞収容空間に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内である構成とする。   The cell trapping chip of the third invention is the cell trapping chip of the first invention, wherein the cell housing space has a spherical diameter inscribed in the cell housing space when the average cell diameter of the cell group is 1. It is set as the structure which exists in the range of 1.0 or more and less than 2.0.

第4の発明の細胞捕捉チップは、前記第1の発明の細胞捕捉チップにおいて、前記細胞入出口は、細胞の通過方向に対してほぼ垂直に1つ以上の凸部を有して成る構成とする。   A cell capture chip according to a fourth aspect of the present invention is the cell capture chip according to the first aspect, wherein the cell entrance / exit has one or more protrusions substantially perpendicular to the cell passage direction. To do.

第5の発明の細胞捕捉チップは、前記第1の発明の細胞捕捉チップにおいて、前記蓋部は、前記吸引孔からの負圧または陽圧では細胞1つが通過できない開口サイズの貫通穴を1つ以上更に有する構成とする。   The cell trapping chip of the fifth invention is the cell trapping chip of the first invention, wherein the lid portion has one through-hole having an opening size in which one cell cannot pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole. The above configuration is further included.

前記第1、第2および第3の発明によれば、吸引孔からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口を有する蓋部を細胞捕捉部に設け、蓋部で閉じられた細胞捕捉部内部は1つの細胞だけが収容可能な細胞収容空間としたことから、吸引孔からの負圧によって細胞入出口を通過させて1つの細胞を細胞捕捉部内に捕捉した後、蓋部によってその細胞を細胞捕捉部内に確実に留めて固定状態にすることができる。   According to the first, second, and third inventions, the cell capturing unit is provided with the lid portion having the cell entrance / exit having an opening size through which one cell can pass by the negative pressure or the positive pressure from the suction hole. Since the inside of the closed cell capturing part is a cell accommodating space that can accommodate only one cell, after passing the cell inlet / outlet by negative pressure from the suction hole and capturing one cell in the cell capturing part, The cell can be securely held in the cell trapping portion by the lid portion and can be fixed.

また、前記第4および第5の発明によれば、蓋部には細胞入出口とは異なる箇所に空間(貫通穴を含む)を有することから、細胞捕捉部内に捕捉した細胞を、その空間から細胞入出口とは異なる角度から観察や操作などすることができる。   Further, according to the fourth and fifth inventions, since the lid portion has a space (including a through hole) at a location different from the cell entrance / exit, the cells captured in the cell capturing portion are removed from the space. Observation and manipulation can be performed from a different angle from the cell entry / exit.

本発明によれば、蓋部に有する細胞入出口を通過させて細胞捕捉部内に捕捉した1つの細胞を、細胞への外力などによらず、蓋部によって細胞捕捉部内に確実に留めて固定状態にできることから、細胞固定に優れ且つ細胞固定に伴う細胞へのストレスやダメージなどの負荷が小さい細胞捕捉が実現できる。   According to the present invention, one cell that has passed through the cell inlet / outlet of the lid and trapped in the cell trapping part is securely fixed in the cell trapping part by the lid, regardless of external force to the cells. Therefore, it is possible to achieve cell trapping that is excellent in cell fixation and has a low load such as stress and damage to the cells accompanying cell fixation.

また、蓋部には細胞入出口とは異なる箇所に貫通穴などの空間を有することから、細胞捕捉部内に捕捉した細胞をその空間から操作あるいは観察などすることができる。   In addition, since the lid has a space such as a through hole at a location different from the cell entry / exit, the cells captured in the cell capture unit can be manipulated or observed from the space.

更に、細胞捕捉部内に捕捉した細胞を吸引孔からの陽圧によって細胞入出口から放出できることから、注入処理などされた細胞を容易に回収することができる。   Furthermore, since the cells trapped in the cell trapping part can be released from the cell inlet / outlet by the positive pressure from the suction hole, the cells that have been subjected to the injection treatment can be easily recovered.

したがって、マイクロインジェクション法での注入処理の大量処理化を実現できることから、注入処理に伴う処理時間やコストの低減が可能になる。   Therefore, since it is possible to realize a large amount of injection processing by the microinjection method, it is possible to reduce processing time and cost associated with the injection processing.

(実施例1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施例の細胞捕捉チップの構造を示す図であって、図中(a)の図は細胞捕捉チップの断面図、図中(b)の図は細胞捕捉部の拡大斜視図、図中(c)の図は細胞捕捉状態を示す図である。なお、説明の便宜上、ここでは細胞捕捉部は半球型の細胞収容空間を有する形状とし、更に細胞入出口の開口形状は円形として説明する。
(Example 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the structure of a cell trapping chip according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (a) is a cross-sectional view of the cell trapping chip, and (b) is an enlarged view of a cell trapping portion. The perspective view and the diagram (c) in the figure show the cell trapping state. For convenience of explanation, the cell trapping part is described here as a shape having a hemispherical cell storage space, and the opening shape of the cell entry / exit is described as a circle.

図1(a)において、細胞捕捉チップ1は、1つの細胞2を捕捉する細胞捕捉部3を1つ以上備えたものである。また図1(b)において、細胞捕捉部3は、半球型のマイクロウェル構造であって、細胞捕捉部3内に負圧または陽圧を加えるための吸引孔4を有し、また細胞捕捉部3の上部(ここでは吸引孔4の配設側に対向する側)には吸引孔4からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口6を有する蓋部5を設け、蓋部5で閉じられた細胞捕捉部3内部には1つの細胞2だけが収容可能な細胞収容空間7を有する構造である。なお、図1(c)において、細胞捕捉部3内の細胞収容空間(以下、マイクロウェルと称す)7に存在する1つの細胞2は、捕捉された状態にある細胞2である。   In FIG. 1 (a), the cell trapping chip 1 is provided with one or more cell trapping sections 3 that trap one cell 2. In FIG. 1 (b), the cell trapping part 3 has a hemispherical microwell structure, has a suction hole 4 for applying a negative pressure or a positive pressure in the cell trapping part 3, and has a cell trapping part. 3 is provided with a lid portion 5 having a cell inlet / outlet 6 having an opening size through which one cell can pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole 4. The cell trapping part 3 closed by the lid part 5 has a structure having a cell accommodating space 7 in which only one cell 2 can be accommodated. In FIG. 1 (c), one cell 2 existing in a cell accommodating space (hereinafter referred to as a microwell) 7 in the cell trapping portion 3 is a cell 2 in a trapped state.

細胞入出口6の設置位置は、その開口形状の中心が相対的にマイクロウェル7の中心に位置することがより望ましい。また、吸引孔4の設置位置についても同様である。つまり、細胞入出口6および吸引孔4が円形の場合にその中心が、半球型マイクロウェルにおいては、その半球の中心に対応する位置とする。   As for the installation position of the cell entrance / exit 6, it is more desirable that the center of the opening shape is relatively located at the center of the microwell 7. The same applies to the installation position of the suction hole 4. That is, when the cell inlet / outlet 6 and the suction hole 4 are circular, the center thereof is a position corresponding to the center of the hemisphere in the hemispherical microwell.

また、細胞入出口6の開口サイズは、捕捉対象の細胞群の平均細胞直径を1とするとき、細胞入出口6に内接する球形の直径が0.2以上で1.0未満の範囲内とし、吸引孔4からの負圧または陽圧が全く無い状態では細胞が細胞入出口6を通過できず、一方、細胞2が細胞入出口6を通過する際には細胞2に過度のストレスが掛からない程度のサイズに設定にすることが好ましい。例えば細胞直径が20μmであるとき、細胞入出口6の円形の直径は4μm以上から20μm未満の範囲内であって、10μm程度が好ましい。   The opening size of the cell entrance / exit 6 is set so that the spherical diameter inscribed in the cell entrance / exit 6 is 0.2 or more and less than 1.0 when the average cell diameter of the cell group to be captured is 1. In the state where there is no negative pressure or positive pressure from the suction hole 4, the cell cannot pass through the cell inlet / outlet 6, whereas when the cell 2 passes through the cell inlet / outlet 6, excessive stress is applied to the cell 2. It is preferable to set it to a size that does not exist. For example, when the cell diameter is 20 μm, the circular diameter of the cell inlet / outlet 6 is in the range from 4 μm to less than 20 μm, and preferably about 10 μm.

同様に、吸引孔4の開口サイズについては0.2未満の範囲内とし、マイクロウェル7内に捕捉した細胞2が吸引孔4の負圧により吸引孔4を通過しないサイズに設定する。各サイズを前記範囲内とする場合の吸引孔4の負圧値は、例えば450Pa 程度が望ましい。   Similarly, the opening size of the suction hole 4 is set within a range of less than 0.2, and the cell 2 captured in the microwell 7 is set to a size that does not pass through the suction hole 4 due to the negative pressure of the suction hole 4. The negative pressure value of the suction hole 4 when each size is within the above range is preferably about 450 Pa, for example.

更に、マイクロウェル7の大きさは、同様にして平均細胞直径を1とするとき、マイクロウェル7に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内とし、マイクロウェル7内に収容された細胞2に対してマイクロウェル7壁からの圧迫によるストレスが掛からず、しかもその細胞2の移動自由距離が短くなるように設定することが好ましい。   Further, the size of the microwell 7 is set so that the spherical diameter inscribed in the microwell 7 is 1.0 or more and less than 2.0 when the average cell diameter is set to 1. It is preferable to set the cell 2 accommodated in the cell 2 so that stress due to the pressure from the wall of the microwell 7 is not applied and the free movement distance of the cell 2 is shortened.

続いて、細胞捕捉チップ1により細胞2を捕捉する動作について説明する。細胞捕捉チップ1上に満たされた細胞2を含む液体である細胞懸濁液が、吸引孔4を介して下方向より450Pa での負圧吸引を受けることにより、懸濁液中の細胞2がマイクロウェル7に引き寄せられる。   Subsequently, an operation of capturing the cell 2 by the cell capturing chip 1 will be described. The cell suspension, which is a liquid containing the cells 2 filled on the cell trapping chip 1, receives negative pressure suction at 450 Pa from below through the suction holes 4. It is attracted to the microwell 7.

捕捉対象の細胞群の細胞直径が例えば約20μmの場合において、細胞入出口6の直径を10μm(細胞直径20μmに対して0.5の開口サイズ)としているとき、吸引孔4からの負圧吸引によって約20μmの細胞2は細胞入出口6を通過してマイクロウェル7内に導入され、捕捉(収容)される。しかし、細胞群中に約100μmの細胞2が含まれていた場合、その細胞2は直径10μm(細胞直径100μmに対して0.1の開口サイズ)の細胞入出口6を通過できず、細胞入出口6の開口部分を例えば塞いだ状態として、マイクロウェル7内に導入されることはない。このことから、マイクロウェル7内には、ほぼ同じサイズの細胞2、つまり捕捉対象とした細胞2だけを確実に捕捉させることが可能になる。   When the cell diameter of the cell group to be captured is about 20 μm, for example, when the diameter of the cell inlet / outlet 6 is 10 μm (opening size of 0.5 with respect to the cell diameter of 20 μm), negative pressure suction from the suction hole 4 Accordingly, the cells 2 of about 20 μm pass through the cell inlet / outlet 6 and are introduced into the microwell 7 and captured (accommodated). However, when a cell 2 of about 100 μm is included in the cell group, the cell 2 cannot pass through the cell inlet / outlet 6 having a diameter of 10 μm (an opening size of 0.1 with respect to the cell diameter of 100 μm). For example, the opening portion of the outlet 6 is not blocked and introduced into the microwell 7. From this, it becomes possible to reliably capture only the cells 2 having substantially the same size, that is, the cells 2 to be captured, in the microwell 7.

一旦マイクロウェル7内に捕捉された細胞2は、細胞入出口6の直径が細胞直径よりも小さいために負圧吸引を止めても細胞2は細胞入出口6を通過できず、蓋部5で留められることから、マイクロウェル7の外部へ浮遊することはない。そのため、細胞2を捕捉した後は、吸引孔4からの負圧吸引を止めて、負圧吸引による細胞2へのストレスを無くすことができる。このことは、注入処理中の細胞2へのダメージを極めて小さくできることから、注入物質(薬液など)に対する細胞2の反応や機能発現などを正確に観察することが可能になる。なお、複数ある吸引孔4をブロック単位化してブロック単位で負圧吸引などさせると、注入処理中の負圧吸引による細胞2それぞれへのストレスを更に小さくすることができる。   The cells 2 once captured in the microwells 7 cannot pass through the cell inlet / outlet 6 even if the negative pressure suction is stopped because the diameter of the cell inlet / outlet 6 is smaller than the cell diameter. Since it is fastened, it does not float outside the microwell 7. Therefore, after the cell 2 is captured, the negative pressure suction from the suction hole 4 can be stopped, and the stress on the cell 2 due to the negative pressure suction can be eliminated. This makes it possible to extremely reduce damage to the cells 2 during the injection process, so that it is possible to accurately observe the reaction and function expression of the cells 2 with respect to the injection substance (chemical solution or the like). Note that if the plurality of suction holes 4 are divided into blocks and negative pressure suction is performed in units of blocks, the stress on each cell 2 due to negative pressure suction during the injection process can be further reduced.

また、マイクロウェル7内に捕捉された細胞2は移動自由距離が短いために、マイクロウェル7の外部の細胞入出口6から微細注入針(キャピラリー)を細胞2に差し込んで注入処理を行う際、細胞2が針先から大きく逃げることがないため、物質(薬液など)を容易に注入できる。   In addition, since the cell 2 captured in the microwell 7 has a short movement free distance, when a microinjection needle (capillary) is inserted into the cell 2 from the cell inlet / outlet 6 outside the microwell 7, Since the cell 2 does not largely escape from the needle tip, a substance (chemical solution or the like) can be easily injected.

なお、細胞2への注入処理が終了した後は、吸引孔4を介して陽圧印加を行うことによって、捕捉されていた細胞2は細胞入出口6を通過してマイクロウェル7の外部、つまり細胞捕捉チップ1から離脱させることができるため、注入処理後の細胞2の全てを回収することできる。回収された細胞2は、ここでは説明しない後工程の反応検出や培養などに使用される。   In addition, after the injection process to the cells 2 is completed, by applying a positive pressure through the suction hole 4, the captured cells 2 pass through the cell inlet / outlet 6 and outside the microwell 7, that is, Since it can be detached from the cell trapping chip 1, all of the cells 2 after the injection treatment can be collected. The collected cells 2 are used for post-process reaction detection and culture, which are not described here.

次に、細胞捕捉チップ1の作製プロセスについて、図面を参照しながら説明する。図2は、細胞捕捉チップの作製プロセスを示す図であり、図2中の(a)〜(e) は、以下の説明項目の(a)〜(e) に対応するものとする。なお、細胞捕捉チップ1は、その製造性などから一般的にSOI(Silicon On Insulator)基板を用いての製造が都合良いため、SOI基板を用いた例で説明する。   Next, a manufacturing process of the cell trapping chip 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a process for manufacturing a cell trapping chip, and (a) to (e) in FIG. 2 correspond to (a) to (e) of the following explanation items. Since the cell trapping chip 1 is generally convenient to manufacture using an SOI (Silicon On Insulator) substrate because of its manufacturability and the like, an example using an SOI substrate will be described.

(a) 先ず、SOI基板を洗浄した後、デバイス層(Si層)をパターニングするためのフォトレジストを塗布する。ここで使用されるフォトレジストの材質や厚みは、特に限定されるものではない。次に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光し、その後、現像する。フォトレジストの露光は、一般に半導体製造に用いられているマスクアライナを使用する。パターニングしたレジストは、Siの貫通孔(吸引孔4)のためのエッチングマスクとして使用される。Siの貫通孔形成にはドライエッチング装置を使用して、貫通孔が形成される。   (a) First, after cleaning the SOI substrate, a photoresist for patterning the device layer (Si layer) is applied. The material and thickness of the photoresist used here are not particularly limited. Next, the photoresist is exposed using a photomask and then developed. For the exposure of the photoresist, a mask aligner generally used in semiconductor manufacturing is used. The patterned resist is used as an etching mask for the Si through hole (suction hole 4). A through-hole is formed by using a dry etching apparatus for forming the Si through-hole.

(b) 次に、デバイス層に半球型のマイクロウェル形状を作製(マイクロウェル形成)するため、デバイス層表面にエッチングマスクを作製する。次の工程にてウェットエッチングを使用する場合、エッチングマスクはSOI基板全体を熱酸化膜で被覆することが好ましい。また、ドライエッチングを使用する場合には、エッチングマスクはフォトレジストまたはスパッタリング法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜したSiO2 (酸化シリコン)やSi3 4 (窒化シリコン)などでも構わない。 (b) Next, in order to produce a hemispherical microwell shape in the device layer (microwell formation), an etching mask is produced on the surface of the device layer. When wet etching is used in the next step, it is preferable that the etching mask covers the entire SOI substrate with a thermal oxide film. When dry etching is used, the etching mask may be a photoresist, SiO 2 (silicon oxide) or Si 3 N 4 (silicon nitride) formed by sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition). .

ウェットエッチングおよびドライエッチングでのエッチングマスクは、フォトレジストの場合、前述(a) と同様にフォトマスクを用いて露光・現像によるパターニングを行う。一方、SiO2 の場合には、SiO2 をパターニングするためのマスクが必要となる。SiO2 のパターニングにはフォトレジストを用い、パターニングされたフォトレジスト開口部をHF(フッ酸)水溶液でパターニングする。 In the case of a photoresist as an etching mask in wet etching and dry etching, patterning by exposure / development is performed using a photomask in the same manner as in the above (a). On the other hand, in the case of SiO 2, the mask for patterning the SiO 2 is required. A photoresist is used for patterning of SiO 2, and the patterned photoresist opening is patterned with an HF (hydrofluoric acid) aqueous solution.

エッチングマスクを作製した後、デバイス層のシリコンをエッチングしてマイクロウェルを形成する。図2のような半球型のエッチングを行うには、等方性エッチングを使用するのが望ましい。シリコンの等方性エッチングは、ドライエッチングの条件(例えばガス流量比)を変えることで可能である。   After producing the etching mask, the silicon of the device layer is etched to form a microwell. In order to perform hemispherical etching as shown in FIG. 2, it is desirable to use isotropic etching. Isotropic etching of silicon is possible by changing dry etching conditions (for example, gas flow rate ratio).

半球型マイクロウェルの細胞収容空間7は、1つの細胞2だけを収容でき(細胞2つは収容できない空間)、しかも注入処理時に細胞2が自由に移動しないよう、細胞群の細胞直径を1としたとき、細胞収容空間7に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内であることが好ましい。   The cell accommodation space 7 of the hemispherical microwell can accommodate only one cell 2 (a space where two cells cannot be accommodated), and the cell diameter of the cell group is 1 so that the cell 2 does not move freely during the injection process. In this case, the spherical diameter inscribed in the cell accommodating space 7 is preferably in the range of 1.0 or more and less than 2.0.

(c) マイクロウェル形状を作製した後、蓋部5の作製プロセスに移る。蓋部5は可能ならば透明性且つ、ある程度の硬度(例えば、細胞を傷付けにくく、容易に破壊しない適度な硬度)を持った材料、例えばSiO2 やエポキシ樹脂のSU−8を用いて形成する。SiO2 をCVD法等により成膜する場合、細胞捕捉部3の面にも成膜されてしまうため、細胞捕捉部3全体を犠牲層等(例えばレジスト)で埋めるなどする必要がある。一方、SU−8レジスト((株)米国マイクロケム社製厚膜レジスト)を使用する場合も同様である。
厚膜レジストを重ね塗りすることによって、マイクロウェル構造全体がレジストにより埋められる。
(c) After producing the microwell shape, the process proceeds to the production process of the lid 5. The lid 5 is formed using a material having transparency and a certain degree of hardness (for example, moderate hardness that does not easily damage cells and does not easily break), for example, SiO 2 or epoxy resin SU-8. . When the SiO 2 film is formed by the CVD method or the like, it is also formed on the surface of the cell trapping part 3, so that the entire cell trapping part 3 needs to be filled with a sacrificial layer or the like (for example, a resist). On the other hand, the same applies when using SU-8 resist (thick film resist manufactured by US Microchem Co., Ltd.).
By overcoating thick film resist, the entire microwell structure is filled with resist.

次に、レジストをベークした後、平坦化するためデバイス層の表面とレジスト犠牲層を研磨する。研磨は、機械的研磨法の1つであるCMP(Chemical Mechanical polishing)法を用いる。CMP法を用いることにより、レジスト犠牲層とデバイス層とが共に均一な高さの平面となる。   Next, after baking the resist, the surface of the device layer and the resist sacrificial layer are polished for planarization. Polishing uses a CMP (Chemical Mechanical polishing) method which is one of mechanical polishing methods. By using the CMP method, both the resist sacrificial layer and the device layer become flat surfaces having a uniform height.

(d) CMP法により平坦化された後、蓋部5の成膜を行う。SiO2 は有機シリコン系の例えば、TEOS(テトラエトキシシラン)を用いた液体ソースCVD法を用いることで透明なSiO2 膜を作製することが可能である。CVD法によって作製した20μm程度のSiO2 膜表面に再度レジストを塗布し、フォトマスク(パターニングマスク)を介して露光・現像する。続いて、ドライエッチングなどでSiO2 のパターニングを行う。その後、プラズマアッシングによりレジスト犠牲層を除去することで、蓋部5が作製される。 (d) After flattening by the CMP method, the lid 5 is formed. For SiO 2 , a transparent SiO 2 film can be produced by using a liquid source CVD method using an organic silicon-based material such as TEOS (tetraethoxysilane). A resist is applied again on the surface of the SiO 2 film of about 20 μm produced by the CVD method, and exposure and development are performed through a photomask (patterning mask). Subsequently, SiO 2 patterning is performed by dry etching or the like. Then, the cover part 5 is produced by removing the resist sacrificial layer by plasma ashing.

また、SU−8は従来からのスピンコート法により、厚膜形状の透明な構造体を作製することができる。SU−8を使用した場合、蓋部5は露光・現像をすることによって一部分のみ開口した形状を作製することができる。更に、レジスト犠牲層は、レジスト剥離液を使用することで除去することができる。   Moreover, SU-8 can produce a thick film-shaped transparent structure by a conventional spin coating method. When SU-8 is used, the lid 5 can be formed in a shape that is only partially opened by exposure and development. Furthermore, the resist sacrificial layer can be removed by using a resist stripping solution.

なお、レジスト犠牲層は、厚膜が作製でき、また耐熱性があってレジスト剥離液やプラズマエッチングにより除去できる材料であれば、特に限定されるものではない。   The resist sacrificial layer is not particularly limited as long as it is a material that can be formed into a thick film and has heat resistance and can be removed by a resist stripping solution or plasma etching.

(e) 続いて、SOI基板層のエッチングを行う。基板層は細胞捕捉チップ1の支持体として、ある程度の高さが必要である。基板層のエッチングはSiとエッチングマスクとのエッチング選択比の関係から、エッチングマスクにはSiO2 を使用することが好ましい。そこで、デバイス層のシリコンを覆うため、再度熱酸化によってSOI全面にSiO2 を成膜する。勿論、SiO2 以外の材料、例えばSi3 4 であっても構わない。 (e) Subsequently, the SOI substrate layer is etched. The substrate layer needs to have a certain height as a support for the cell trapping chip 1. In the etching of the substrate layer, it is preferable to use SiO 2 for the etching mask because of the etching selectivity between Si and the etching mask. Therefore, in order to cover the silicon of the device layer, SiO 2 is formed again on the entire SOI surface by thermal oxidation. Of course, a material other than SiO 2 , for example, Si 3 N 4 may be used.

SOI裏面SiO2 をパターニングするためにSOI裏面にフォトレジストを塗布し、現像・露光を行う。HFなどによりSiO2 のパターニングを行い、その後、裏面から基板層シリコンをアルカリ系水溶液などで異方性エッチングし、SOIの絶縁膜を除去することで図3(e) のような形状が作製される。なお、SOI基板層のシリコンエッチングはドライエッチングなどを用いても構わない。 In order to pattern the SOI back surface SiO 2 , a photoresist is applied to the SOI back surface, and development and exposure are performed. After patterning SiO 2 with HF or the like, and then anisotropically etching the substrate layer silicon from the back surface with an alkaline aqueous solution or the like, and removing the SOI insulating film, the shape as shown in FIG. The Note that dry etching or the like may be used for silicon etching of the SOI substrate layer.

上述した作製プロセスや材料、形状、寸法などは、本発明と同等の機能や構造を有する細胞捕捉チップ1が作製可能ならば、ここで記述した内容に限定されるものではない。例えば、マイクロウェルの形状は、半球型に類似した楕円球などであっても良く、また、細胞入出口6の開口形状は、楕円形や三角形、四角形、多角形およびそれらの変形などであっても構わない。なお、上述した(c)工程にて、蓋部5には可能ならば透明性を有する材料としたことは、マイクロウェル7内に捕捉された細胞2を蓋部5を透過させて顕微鏡などで観察するに都合良いためである。
(実施例2)
本発明は、実施例1で説明した細胞捕捉チップ1において、その細胞収容空間7を半球型とは異なる形状(角柱型、円柱型、角錐型など)のマイクロウェルとした細胞捕捉チップ1である。図3は、本発明の他の実施例の細胞捕捉チップの構造を示す図(細胞捕捉部の拡大斜視図)である。以下に、本発明の細胞捕捉チップ1の作製プロセスを説明する。
The manufacturing process, material, shape, dimensions, and the like described above are not limited to the contents described here as long as the cell trapping chip 1 having the same function and structure as the present invention can be manufactured. For example, the shape of the microwell may be an elliptical sphere similar to a hemispherical shape, and the opening shape of the cell inlet / outlet 6 is an elliptical shape, a triangular shape, a quadrangular shape, a polygonal shape, or a deformation thereof. It doesn't matter. In the above-described step (c), the lid portion 5 is made of a material having transparency if possible. The reason is that the cells 2 trapped in the microwells 7 are transmitted through the lid portion 5 to be observed with a microscope or the like. This is because it is convenient for observation.
(Example 2)
The present invention is the cell trapping chip 1 in which the cell-accommodating space 7 in the cell trapping chip 1 described in Example 1 is a microwell having a shape (a prismatic shape, a columnar shape, a pyramid shape, etc.) different from a hemispherical shape. . FIG. 3 is a diagram (an enlarged perspective view of a cell trapping portion) showing a structure of a cell trapping chip according to another embodiment of the present invention. Below, the manufacturing process of the cell capture chip | tip 1 of this invention is demonstrated.

図3(a)および(b) は、マイクロウェル構造が円柱および直方体の形状のものを示す。この形状のマイクロウェル作製までの工程は前述した実施例1に同様(前述(a)の工程)であり、またマイクロウェル作製後の工程も実施例1に同様(前述(c)〜(e)までの工程)である。つまり、それらの間の工程である図2(b)のマイクロウェル形成法(前述(b)の工程)だけが異なるため、この部分の工程だけを以下に説明する。   3 (a) and 3 (b) show a microwell structure having a cylindrical shape and a rectangular parallelepiped shape. The process up to the fabrication of the microwell of this shape is the same as that in the first embodiment (the process (a) described above), and the process after the fabrication of the microwell is the same as that in the first embodiment (the above (c) to (e). Process). That is, only the microwell formation method (step (b) described above) in FIG. 2B, which is a process between them, is different, and only this portion of the process will be described below.

前述(a) の工程によってのSOI表面デバイス層のエッチング後、マイクロウェル構造作製用のエッチングマスクをパターニングする。エッチングマスクは、マイクロウェル構造が円柱型の場合は円形とし、また直方体型の場合は正方形(あるいは長方形など)とする。そして、デバイス層シリコンをドライエッチングなどにより垂直にエッチングすることによって、図3(a)および(b) に示すような円柱型また直方体型のマイクロウェルが作製される。   After the SOI surface device layer is etched by the process (a) described above, an etching mask for forming a microwell structure is patterned. The etching mask is circular when the microwell structure is cylindrical, and is square (or rectangular, etc.) when it is a rectangular parallelepiped. Then, by vertically etching the device layer silicon by dry etching or the like, a cylindrical or rectangular parallelepiped microwell as shown in FIGS. 3A and 3B is manufactured.

一方、エッチングにシリコン異方性エッチング、例えばアルカリ系エッチャント(エッチング溶液)であるEPW(Ethylenediamine Pyrochatechol Water)溶液あるいはTMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)、KOH(水酸化カリウム水溶液)などでのウェットエッチングを使用した場合、図4(c)および(d) に示すような角錐型などのマイクロウェルを作製できる。上記エッチャントを使用した場合、エッチング面はシリコン結晶面異方性を示してテーパー形状となり、そのエッチング時間によって図4(c)や(d) のような形状を得ることができる。   On the other hand, anisotropic etching such as silicon etchant (EPW (Ethylenediamine Pyrochatechol Water) or TMAH (Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), KOH (potassium hydroxide aqueous solution), etc.) is used for etching. In this case, a pyramid-shaped microwell as shown in FIGS. 4C and 4D can be produced. When the above etchant is used, the etched surface exhibits a silicon crystal plane anisotropy and becomes a tapered shape, and the shapes as shown in FIGS. 4C and 4D can be obtained depending on the etching time.

なお、ここでのマイクロウェルの細胞収容空間7も半球型マイクロウェルと同様に、1つの細胞2だけを収容でき(細胞2つは収容できない空間)、しかも注入処理時に細胞2が自由に移動しないよう、細胞群の平均細胞直径を1としたとき、細胞収容空間7に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内にすることが望ましい。   Here, the cell accommodation space 7 of the microwell here can also accommodate only one cell 2 (a space in which two cells cannot be accommodated) as in the case of the hemispherical microwell, and the cell 2 does not move freely during the injection process. As described above, when the average cell diameter of the cell group is 1, it is desirable that the spherical diameter inscribed in the cell accommodating space 7 is in the range of 1.0 or more and less than 2.0.

また、上述した作製プロセスや材料、形状、寸法などは、本発明と同等の機能や構造を有する細胞捕捉チップ1が作製可能ならば、ここで記述した内容に限定されるものではない。例えば、マイクロウェルの形状は、円柱型や角柱型、円錐型、角錐型およびそれらの変形などであっても構わない。
(実施例3)
本発明は、実施例1で説明した細胞捕捉チップ1において、その蓋部5に有する細胞入出口6の開口形状が円形とは異なり、細胞の通過方向に対してほぼ垂直に1つ以上の凸部を有して成る開口形状の細胞捕捉チップ1である。図4は、本発明の細胞入出口の他の形状(ひさし構造)を示す図であり、また図5は、本発明の細胞入出口の他の変形形状を示す図である。
In addition, the above-described manufacturing process, material, shape, size, and the like are not limited to the contents described here as long as the cell trapping chip 1 having the same function and structure as the present invention can be manufactured. For example, the shape of the microwell may be a cylindrical shape, a prismatic shape, a conical shape, a pyramid shape, or a modification thereof.
Example 3
The present invention is different from the cell trapping chip 1 described in the first embodiment in that the opening shape of the cell inlet / outlet 6 in the lid portion 5 is circular, and one or more protrusions substantially perpendicular to the cell passage direction. 1 is an opening-shaped cell trapping chip 1 having a portion. FIG. 4 is a view showing another shape (eave structure) of the cell entrance / exit of the present invention, and FIG. 5 is a view showing another modified shape of the cell entrance / exit of the present invention.

以下に、本発明の細胞捕捉チップ1の作製プロセスの説明を行うが、先ず、細胞入出口6の形状が図4(a) に示すような4つの凸部(以下、ひさし構造と称す)で形成されたものについてを説明する。   The process for producing the cell trapping chip 1 of the present invention will be described below. First, the shape of the cell inlet / outlet 6 is four convex portions (hereinafter referred to as eaves structure) as shown in FIG. What is formed will be described.

本発明のプロセス工程は、蓋部5のためのパターニングを除いて、前述した実施例1に同様である。蓋部5のフォトマスク(パターニングマスク)を図4(a) のように作製し、SiO2 のエッチングあるいはSU−8の露光・現像を行うことにより、図4(b) に示すようなひさし構造が作製される。また、図4(c) に示すような4つの凸部で形成されたものについても同様にして作製することができる。 The process steps of the present invention are the same as those of the first embodiment described above except for the patterning for the lid 5. The photomask of the lid 5 (patterned mask) prepared as in FIG. 4 (a), by performing exposure and development of the SiO 2 etching or SU-8, eaves structure as shown in FIG. 4 (b) Is produced. In addition, it is possible to similarly manufacture a product formed of four convex portions as shown in FIG.

次に、細胞入出口6の形状が図5(a) に示すような、2つの円形が重なることで2つの凸部(ひさし構造)を形成するものについて説明する。本発明のプロセス工程も、蓋部5のためのパターニングを除いて、前述した実施例1に同様である。蓋部5のフォトマスクを図5(a) のように作製し、SiO2 のエッチングあるいはSU−8の露光・現像を行うことにより、図5(b) に示すようなひさし構造が作製される。 Next, what forms two convex parts (eave structure) by overlapping two circular shapes as shown in FIG. 5 (a) will be described. The process steps of the present invention are the same as those in the first embodiment described above except for the patterning for the lid 5. A photomask for the lid 5 is produced as shown in FIG. 5 (a), and the eaves structure as shown in FIG. 5 (b) is produced by etching SiO 2 or exposing and developing SU-8. .

本発明の細胞入出口6は、蓋部5で細胞2が通過できる唯一の箇所であり且つ、その開口サイズは、細胞群の平均細胞直径を1としたとき、細胞入出口6に内接する球形の直径が0.2以上で1.0未満の範囲内にすることが望ましい。   The cell entrance / exit 6 of the present invention is the only part through which the cell 2 can pass through the lid 5 and the opening size is a spherical shape inscribed in the cell entrance / exit 6 when the average cell diameter of the cell group is 1. It is desirable that the diameter is within the range of 0.2 or more and less than 1.0.

また、細胞入出口6の凸部部分は、その一部などによって細胞2の入出時に細胞2を破損または傷付けたり、あるいは細胞2の一部に不要に圧迫ストレスを掛けたりしないように、適度な曲面を持たせることが好ましい。   In addition, the convex portion of the cell entrance / exit 6 is moderate so as not to damage or damage the cell 2 when the cell 2 enters or exits due to a part thereof, or to apply unnecessary pressure stress to a part of the cell 2. It is preferable to have a curved surface.

上述した作製プロセスや材料、形状、寸法などは、本発明と同等の機能や構造を有する細胞捕捉チップ1が作製可能ならば、ここで記述した内容に限定されるものではない。例えば、凸部の形状は凸部それぞれが相似形である必要はなく、また蓋部5の開口空間は点対称や線対称などである必要もない。   The manufacturing process, material, shape, dimensions, and the like described above are not limited to the contents described here as long as the cell trapping chip 1 having the same function and structure as the present invention can be manufactured. For example, the shape of the protrusions does not need to be similar to each other, and the opening space of the lid 5 need not be point-symmetric or line-symmetric.

本発明による蓋部5では、凸部(ひさし構造)の形状の工夫によって凸部相互間などに適度な空間(隙間など)が得られ、その空間から顕微鏡などにより細胞2の観察が行えるだけでなく、微細注入針による細胞2への注入処理なども可能となる。また、凸部相互間の空間の形態によっては、その空間から顕微鏡による観察を行いながら、他の空間から微細注入針での細胞への注入処理が可能となる。
(実施例4)
本発明は、実施例1で説明した細胞捕捉チップ1において、その蓋部5に細胞入出口6とは異なる1つ以上の開口部である貫通穴を有する細胞捕捉チップ1である。図6は、本発明の複数の貫通穴を有する蓋部を示す図である。
With the lid 5 according to the present invention, an appropriate space (such as a gap) is obtained between the convex portions by devising the shape of the convex portion (eave structure), and the cells 2 can be observed from the space with a microscope or the like. In addition, it is possible to inject the cells 2 with a fine injection needle. In addition, depending on the form of the space between the convex portions, it is possible to perform an injection process from other spaces to the cells with a fine injection needle while performing observation with a microscope.
Example 4
The present invention is the cell trapping chip 1 having a through hole which is one or more openings different from the cell inlet / outlet 6 in the lid portion 5 in the cell trapping chip 1 described in the first embodiment. FIG. 6 is a view showing a lid portion having a plurality of through holes according to the present invention.

以下に、本発明の細胞捕捉チップ1の作製プロセスを説明する。   Below, the manufacturing process of the cell capture chip | tip 1 of this invention is demonstrated.

本発明のプロセス工程は、前述した実施例3に同様である。蓋部5のフォトマスク(パターニングマスク)を図6のように作製し、SiO2 のエッチングあるいはSU−8の露光・現像を行うことにより、図6の貫通穴を有するひさし構造が作製される。 The process steps of the present invention are the same as in Example 3 described above. A photomask (patterning mask) for the lid 5 is produced as shown in FIG. 6, and SiO 2 etching or SU-8 exposure / development is carried out to produce the eaves structure having the through hole shown in FIG.

本発明の貫通穴の開口サイズは、細胞2が通過できない大きさであって、細胞群の平均細胞直径を1としたとき、貫通穴に内接する球形の直径が0.2未満であることが望ましい。   The opening size of the through hole of the present invention is such that the cell 2 cannot pass therethrough, and when the average cell diameter of the cell group is 1, the spherical diameter inscribed in the through hole may be less than 0.2. desirable.

上述した作製プロセスや材料、形状、寸法などは、本発明と同等の機能や構造を有する細胞捕捉チップ1が作製可能ならば、ここで記述した内容に限定されるものではない。例えば、貫通穴の開口形状は、円形や楕円形、三角形、四角形、多角形、星型などであっても構わない。また、貫通穴の内壁面は蓋部5の面に対して垂直でなくても良く、例えばマイクロウェル内に捕捉される細胞2の中心付近などに向かって斜行していても良い。   The manufacturing process, material, shape, dimensions, and the like described above are not limited to the contents described here as long as the cell trapping chip 1 having the same function and structure as the present invention can be manufactured. For example, the opening shape of the through hole may be a circle, an ellipse, a triangle, a rectangle, a polygon, a star, or the like. In addition, the inner wall surface of the through hole may not be perpendicular to the surface of the lid 5, and may be inclined toward the vicinity of the center of the cell 2 captured in the microwell, for example.

本発明による蓋部5では、細胞入出口6とは異なる開口部の貫通穴を有することから、貫通穴から微細注入針による細胞2への注入処理などが行え、例えば貫通穴を複数備えた場合(図6)、それぞれの貫通穴から複数の微細注入針を用いての連続した注入処理が可能になる。   Since the lid portion 5 according to the present invention has a through hole having an opening different from that of the cell inlet / outlet 6, it is possible to perform an injection process from the through hole to the cell 2 with a fine injection needle, for example, when a plurality of through holes are provided. (FIG. 6), the continuous injection | pouring process using a some fine injection needle from each through-hole is attained.

また、実施例3と同様に、貫通穴から顕微鏡などにより細胞2の観察が行えることから、貫通穴から顕微鏡による観察を行いながら、他の貫通穴から微細注入針での細胞への注入処理が可能になる。   In addition, since the cells 2 can be observed from the through hole with a microscope or the like as in Example 3, the injection process into the cells from the other through holes with a fine injection needle can be performed while observing with the microscope from the through hole. It becomes possible.

以上の実施例に関し、以下の付記を開示する。
(付記1)
1つの細胞を捕捉する1つ以上の細胞捕捉部と、該細胞捕捉部ごとに設けられる吸引孔とを有して、液体中に存在する細胞を吸引孔からの負圧によって細胞捕捉部に捕捉する細胞捕捉チップであって、
前記細胞捕捉部は、
前記吸引孔からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口を有する蓋部を設け、該蓋部で閉じられた細胞捕捉部内部は1つの細胞だけが収容可能な細胞収容空間とする
ことを特徴とする細胞捕捉チップ。
(付記2)
前記細胞入出口は、
細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞入出口に内接する球形の直径が0.2以上で1.0未満の範囲内である
ことを特徴とする付記1記載の細胞捕捉チップ。
(付記3)
前記細胞収容空間は、
細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞収容空間に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内である
ことを特徴とする付記1記載の細胞捕捉チップ。
(付記4)
前記細胞入出口は、
細胞の通過方向に対してほぼ垂直に1つ以上の凸部を有して成る
ことを特徴とする付記1記載の細胞捕捉チップ。
(付記5)
前記蓋部は、
前記吸引孔からの負圧または陽圧では細胞1つが通過できない開口サイズの貫通穴を1つ以上更に有する
ことを特徴とする付記1記載の細胞捕捉チップ。
(付記6)
前記貫通穴は、
細胞群の平均細胞直径を1とするとき、内接する球形の直径が0.2未満である
ことを特徴とする付記5記載の細胞捕捉チップ。 (付記7)
前記蓋部は、
透明性を有する材料から構成される
ことを特徴とする付記1記載の細胞捕捉チップ。
The following notes are disclosed with respect to the above embodiments.
(Appendix 1)
It has one or more cell trapping parts that trap one cell and a suction hole provided for each cell trapping part, and traps the cells present in the liquid in the cell trapping part by negative pressure from the suction hole. A cell capture chip that
The cell trapping part is
A cell having a cell entrance / exit of an opening size through which one cell can pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole is provided, and the inside of the cell trapping part closed by the cover can accommodate only one cell. A cell-capturing chip characterized by being a storage space.
(Appendix 2)
The cell entry / exit is
The cell trapping chip according to appendix 1, wherein a spherical diameter inscribed in the cell entrance / exit is within a range of 0.2 or more and less than 1.0, where an average cell diameter of the cell group is 1.
(Appendix 3)
The cell accommodating space is
The cell trapping chip according to appendix 1, wherein a spherical diameter inscribed in the cell accommodation space is 1.0 or more and less than 2.0 when the average cell diameter of the cell group is 1.
(Appendix 4)
The cell entry / exit is
The cell trapping chip according to supplementary note 1, comprising one or more protrusions substantially perpendicular to a cell passing direction.
(Appendix 5)
The lid is
The cell trapping chip according to appendix 1, further comprising one or more through-holes having an opening size through which one cell cannot pass through the negative or positive pressure from the suction hole.
(Appendix 6)
The through hole is
The cell trapping chip according to appendix 5, wherein the inscribed spherical diameter is less than 0.2 when the average cell diameter of the cell group is 1. (Appendix 7)
The lid is
The cell capture chip according to appendix 1, wherein the cell capture chip is made of a material having transparency.

本発明の実施例の細胞捕捉チップの構造を示す図The figure which shows the structure of the cell capture chip | tip of the Example of this invention. 本発明の細胞捕捉チップの作製プロセスを示す図The figure which shows the preparation process of the cell capture chip | tip of this invention 他の実施例の細胞捕捉チップの構造を示す図The figure which shows the structure of the cell capture chip | tip of another Example. 細胞入出口の他の形状(ひさし構造)を示す図Diagram showing other shapes (eave structure) of cell entry / exit 細胞入出口の他の変形形状を示す図Diagram showing other deformed shapes of cell entry / exit 複数の貫通穴を有する蓋部を示す図The figure which shows the cover part which has several through-holes 従来の細胞捕捉板Conventional cell capture plate

符号の説明Explanation of symbols

1 細胞捕捉チップ
2 細胞
3 細胞捕捉部
4 吸引孔
5 蓋部
6 細胞入出口
7 細胞収容空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell capture chip 2 Cell 3 Cell capture part 4 Suction hole 5 Lid part 6 Cell entrance / exit 7 Cell accommodation space

Claims (5)

1つの細胞を捕捉する1つ以上の細胞捕捉部と、該細胞捕捉部ごとに設けられる吸引孔とを有して、液体中に存在する細胞を吸引孔からの負圧によって細胞捕捉部に捕捉する細胞捕捉チップであって、
前記細胞捕捉部は、
前記吸引孔からの負圧または陽圧によって細胞1つが通過できる開口サイズの細胞入出口を有する蓋部を設け、該蓋部で閉じられた細胞捕捉部内部は1つの細胞だけが収容可能な細胞収容空間とする
ことを特徴とする細胞捕捉チップ。
It has one or more cell trapping parts that trap one cell and a suction hole provided for each cell trapping part, and traps the cells present in the liquid in the cell trapping part by negative pressure from the suction hole. A cell capture chip that
The cell trapping part is
A cell having a cell entrance / exit of an opening size through which one cell can pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole is provided, and the inside of the cell trapping part closed by the cover can accommodate only one cell. A cell-capturing chip characterized by being a storage space.
前記細胞入出口は、
細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞入出口に内接する球形の直径が0.2以上で1.0未満の範囲内である
ことを特徴とする請求項1記載の細胞捕捉チップ。
The cell entry / exit is
The cell trapping chip according to claim 1, wherein when the average cell diameter of the cell group is 1, the diameter of a sphere inscribed in the cell entrance / exit is in the range of 0.2 or more and less than 1.0. .
前記細胞収容空間は、
細胞群の平均細胞直径を1とするとき、該細胞収容空間に内接する球形の直径が1.0以上で2.0未満の範囲内である
ことを特徴とする請求項1記載の細胞捕捉チップ。
The cell accommodating space is
2. The cell trapping chip according to claim 1, wherein when the average cell diameter of the cell group is 1, the diameter of a sphere inscribed in the cell accommodation space is in a range of 1.0 or more and less than 2.0. .
前記細胞入出口は、
細胞の通過方向に対してほぼ垂直に1つ以上の凸部を有して成る
ことを特徴とする請求項1記載の細胞捕捉チップ。
The cell entry / exit is
The cell trapping chip according to claim 1, comprising one or more protrusions substantially perpendicular to the cell passage direction.
前記蓋部は、
前記吸引孔からの負圧または陽圧では細胞1つが通過できない開口サイズの貫通穴を1つ以上更に有する
ことを特徴とする請求項1記載の細胞捕捉チップ。
The lid is
The cell-capturing chip according to claim 1, further comprising one or more through-holes having an opening size through which one cell cannot pass by negative pressure or positive pressure from the suction hole.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034249A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Yu Sun High-throughput automated cellular injection system and method
EP2172538A2 (en) 2008-08-13 2010-04-07 Fujitsu Limited Holding petri dish, microinjection apparatus, and microinjection method
JP2010175460A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Seiko Epson Corp Device having reaction field
JP2010227011A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Seiko Epson Corp Cell treatment device, cell treatment cartridge, and body fluid treatment system
JP2010227015A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Seiko Epson Corp Cancer cell separation device and manufacturing method thereof
WO2012008577A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 株式会社フジクラ Substrate and process for producing substrate
US8327803B2 (en) 2010-10-20 2012-12-11 Hashimoto Electronic Industry Co., Ltd. Method for processing a large number of fish eggs
US8430061B2 (en) 2010-10-20 2013-04-30 Hashimoto Electronic Industry Co., Ltd. Method and apparatus for processing a large number of fish eggs
JP2013230162A (en) * 2013-07-24 2013-11-14 Seiko Epson Corp Cell separation apparatus and medical device
JP2014167489A (en) * 2014-06-16 2014-09-11 Seiko Epson Corp Device and sensor having reaction field
WO2018061973A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 東京応化工業株式会社 Method and system for recovering fine particles

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003093898A (en) * 2001-09-27 2003-04-02 Toshiba Corp Microcapillary array, substance injection device, and method of manufacturing microcapillary array
JP2003304057A (en) * 2002-04-11 2003-10-24 Citizen Watch Co Ltd Fine-particle holding plate and its manufacturing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003093898A (en) * 2001-09-27 2003-04-02 Toshiba Corp Microcapillary array, substance injection device, and method of manufacturing microcapillary array
JP2003304057A (en) * 2002-04-11 2003-10-24 Citizen Watch Co Ltd Fine-particle holding plate and its manufacturing method

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034249A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Yu Sun High-throughput automated cellular injection system and method
EP2172538A2 (en) 2008-08-13 2010-04-07 Fujitsu Limited Holding petri dish, microinjection apparatus, and microinjection method
JP2010175460A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Seiko Epson Corp Device having reaction field
US9526823B2 (en) 2009-03-27 2016-12-27 Seiko Epson Corporation Cell treatment device, cell treatment cartridge and body fluid treatment system
JP2010227015A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Seiko Epson Corp Cancer cell separation device and manufacturing method thereof
JP2010227011A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Seiko Epson Corp Cell treatment device, cell treatment cartridge, and body fluid treatment system
WO2012008577A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 株式会社フジクラ Substrate and process for producing substrate
JP5911800B2 (en) * 2010-07-16 2016-04-27 株式会社フジクラ Polymer detector
US9399789B2 (en) 2010-07-16 2016-07-26 Fujikura Ltd. Base body and method of manufacturing base body
US8327803B2 (en) 2010-10-20 2012-12-11 Hashimoto Electronic Industry Co., Ltd. Method for processing a large number of fish eggs
US8430061B2 (en) 2010-10-20 2013-04-30 Hashimoto Electronic Industry Co., Ltd. Method and apparatus for processing a large number of fish eggs
JP2013230162A (en) * 2013-07-24 2013-11-14 Seiko Epson Corp Cell separation apparatus and medical device
JP2014167489A (en) * 2014-06-16 2014-09-11 Seiko Epson Corp Device and sensor having reaction field
WO2018061973A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 東京応化工業株式会社 Method and system for recovering fine particles
JPWO2018061973A1 (en) * 2016-09-29 2019-06-24 東京応化工業株式会社 Method and system for collecting particulates
US11834642B2 (en) 2016-09-29 2023-12-05 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Collection method for fine particles and collection system

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