專利名稱：細(xì)胞分選器和細(xì)胞分選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于分選細(xì)胞的細(xì)胞分選器和細(xì)胞分選方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中提出一種測(cè)量細(xì)胞的固有復(fù)介電常數(shù)并使用測(cè)量結(jié)果信息來分選細(xì)胞的介電細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1、日本專利2010-181399號(hào)公報(bào)，圖3 圖5)。專利文獻(xiàn)1公開一種流路裝置，用于使包括細(xì)胞的流體在其中流通，以便例如在細(xì)胞分選之前分析細(xì)胞，獲得復(fù)介電常數(shù)。在形成于該流路裝置中的流路的一部分上形成狹窄部。該狹窄部具有流路截面區(qū)域，該區(qū)域小到僅單一細(xì)胞能夠通過的程度。測(cè)量通過該狹窄部的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)的分布(介電譜)，從而能夠在該狹窄部的下游通過分選單元和用于控制該分選單元的分體控制部來分選細(xì)胞。但是，專利文獻(xiàn)1中說明的介電細(xì)胞計(jì)數(shù)裝置，關(guān)于其分選單元、分體控制部及其他部分的特定結(jié)構(gòu)或該裝置使用的特定分選方法未明確闡釋。目前有待明確其特定結(jié)構(gòu)等，以能夠可靠地確保細(xì)胞分選。其可能方法之一例如保持流過流路裝置的流路的包括細(xì)胞的流體恒定，假定細(xì)胞以與流體相同的速度流動(dòng)，在細(xì)胞通過復(fù)介電常數(shù)測(cè)量區(qū)域后的給定時(shí)間中，使分選單元工作。即，根據(jù)流路的設(shè)計(jì)來設(shè)定給定延遲時(shí)間。但是，這種情況下，流路設(shè)計(jì)每次改變，都需要設(shè)定延遲時(shí)間。另外，實(shí)際上，由細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和其他因素，細(xì)胞流速可能會(huì)不同。因此，在給定延遲時(shí)間中進(jìn)行細(xì)胞分選的情況下，細(xì)胞可能不會(huì)被可靠地分選。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種不需要針對(duì)每次流路設(shè)計(jì)來設(shè)定延遲時(shí)間，能夠可靠地分選細(xì)胞的細(xì)胞分選器和細(xì)胞分選方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種細(xì)胞分選器，包括測(cè)量電極、工作電極、檢測(cè)電極和輸出部。所述測(cè)量電極設(shè)置在具有用于分選細(xì)胞的分支路并且供包括細(xì)胞的流體流動(dòng)通過的流路中所述分支路的上游。該測(cè)量電極在所述流路中形成測(cè)量電場(chǎng)，測(cè)量流動(dòng)通過所述流路的各所述細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)。所述工作電極設(shè)置在所述測(cè)量電極的下游、所述分支路的上游。該工作電極在所述流路中形成工作電場(chǎng)，通過對(duì)所述細(xì)胞施加介電泳力并利用所述流路來分選所述細(xì)胞。所述檢測(cè)電極設(shè)置在所述測(cè)量電極的下游、所述分支路的上游并與所述工作電極接近設(shè)置，檢測(cè)流動(dòng)通過所述流路的流體中的所述細(xì)胞的存在。輸出部獲取基于關(guān)于所述測(cè)量到的復(fù)介電常數(shù)的信息的分選信號(hào)和表明通過所述檢測(cè)電極進(jìn)行的所述細(xì)胞的所述檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)。在獲取到所述分選信號(hào)的情況下，在獲取所述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，該輸出部對(duì)所述工作電極輸出用于形成所述工作電場(chǎng)的工作信號(hào)。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，用于檢測(cè)細(xì)胞的存在的檢測(cè)電極與測(cè)量電極分開設(shè)置。當(dāng)從檢測(cè)電極獲取到檢測(cè)信號(hào)時(shí)，對(duì)工作電極提供工作信號(hào)。由此，不需要針對(duì)每次流路設(shè)計(jì)而設(shè)定延遲時(shí)間。另外，與在細(xì)胞通過復(fù)介電常數(shù)測(cè)量區(qū)域后的給定延遲時(shí)間中分選細(xì)胞的情況相比，能夠更可靠地分選細(xì)胞。所述工作電極可以沿流體流動(dòng)通過所述流路的方向配置成多段。這種情況下，輸出部對(duì)各工作電極輸出工作信號(hào)。這樣能夠在流體流動(dòng)的方向上精細(xì)控制細(xì)胞的移動(dòng)，從而縮小含于流體中的細(xì)胞間的節(jié)距(流體流動(dòng)的方向上的節(jié)距)并提高工作效率。至少兩個(gè)所述檢測(cè)電極可以沿流體流動(dòng)通過所述流路的方向以間隔著所述工作電極的方式設(shè)置。這樣使后段的檢測(cè)電極檢測(cè)通過工作電極的細(xì)胞，由此，能夠在合適的時(shí)間控制下終止利用工作電極形成的電場(chǎng)。所述檢測(cè)電極和所述工作電極可以結(jié)合為整體電極。由于檢測(cè)電極和工作電極物理上不分離，當(dāng)獲取到檢測(cè)信號(hào)時(shí)輸出部輸出用于形成工作電場(chǎng)的工作信號(hào)的情況下能夠可靠地分選細(xì)胞。本發(fā)明另一實(shí)施方式提供一種細(xì)胞分選方法，包括在具有用于分選細(xì)胞的分支路并且供包括細(xì)胞的流體流動(dòng)通過的流路中所述分支路的上游形成測(cè)量電場(chǎng)，測(cè)量流動(dòng)通過所述流路的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)；在所述流路中形成所述測(cè)量電場(chǎng)的位置的下游、所述分支路的上游形成工作電場(chǎng)，通過對(duì)所述細(xì)胞施加介電泳力并利用所述分支路來分選所述細(xì)胞；檢測(cè)流動(dòng)通過所述流路中所述分支路的上游、與形成所述工作電極的位置接近的位置的流體的所述細(xì)胞的存在；以及、在獲取到基于關(guān)于所述測(cè)量到的復(fù)介電常數(shù)的信息的確認(rèn)信號(hào)的情況下獲取表明所述細(xì)胞的存在的所述檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生用于形成所述工作電場(chǎng)的工作信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在與形成工作電場(chǎng)的位置接近的位置檢測(cè)流過流路的流體中的細(xì)胞的存在，并且獲得在檢測(cè)產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生分選信號(hào)。由此，不需要針對(duì)每次流路設(shè)計(jì)而設(shè)定延遲時(shí)間。另外，與在細(xì)胞通過復(fù)介電常數(shù)測(cè)量區(qū)域(形成測(cè)量電場(chǎng)的位置)后的給定延遲時(shí)間中分選細(xì)胞的情況相比，能夠更可靠地分選細(xì)胞。因此，根據(jù)本發(fā)明，不需要針對(duì)每次流路的設(shè)計(jì)來設(shè)定延遲時(shí)間，并能夠可靠地分選細(xì)胞。


圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的細(xì)胞分析/分選系統(tǒng)的概念圖。圖2是表示構(gòu)成圖1所示的細(xì)胞分析/分選系統(tǒng)的一部分的微型流路裝置的立體圖。圖3是表示圖2所示的分選部的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖4是圖3中A-A線的截面圖。圖5表示對(duì)電場(chǎng)施加部施加電場(chǎng)后，細(xì)胞流動(dòng)方向改變的方式的圖示。圖6是表示分選部的電路結(jié)構(gòu)的圖示。圖7是表示其他實(shí)施方式的分選部的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖8是表示實(shí)現(xiàn)圖7所示結(jié)構(gòu)的分選部的動(dòng)作的分選電路(第二實(shí)施方式的分選電路)的圖示。圖9是表示另一實(shí)施方式(第三實(shí)施方式)的分選電路的圖示。圖10是表示再一實(shí)施方式(第四實(shí)施方式)的分選電路的圖示。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式?！布?xì)胞分析/分選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)〕圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的細(xì)胞分析/分選系統(tǒng)的概念圖。圖2是表示構(gòu)成圖1所示的細(xì)胞分析/分選系統(tǒng)1的一部分的微型流路裝置的立體圖。如圖1所示，從上游沿形成在微型流路裝置MF中的流路2順次配置注入部3、測(cè)量部4、分選部5、細(xì)胞抽取部6和7、流出部10。例如使用未圖示的泵將包括細(xì)胞的采樣液體(流體)注入到注入部3中。從注入部3注入的液體流通流路2。測(cè)量部4以發(fā)生細(xì)胞的介電弛豫現(xiàn)象的頻率范圍(例如IMHz 50MHz)中多個(gè)頻率(三個(gè)以上、典型地大約10 20)測(cè)量流通流路2的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)。與測(cè)量部4電連接的未圖示的細(xì)胞功能分析器根據(jù)測(cè)量到的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)確定是否應(yīng)該從微型流路裝置MF抽取細(xì)胞以利用(例如檢查和再利用)。當(dāng)被測(cè)量的細(xì)胞應(yīng)該被抽出以利用的情況下，細(xì)胞功能分析器輸出分選信號(hào)(確定信號(hào))。例如，未圖示的細(xì)胞功能分析器確定測(cè)量到的各細(xì)胞的復(fù)電阻或復(fù)介電常數(shù)是否處于預(yù)先測(cè)量并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的標(biāo)準(zhǔn)信息的范圍內(nèi)。當(dāng)復(fù)電阻或復(fù)介電常數(shù)處于該標(biāo)準(zhǔn)信息的范圍內(nèi)時(shí)，細(xì)胞功能分析器輸出分選信號(hào)。分選部5將從注入部3注入的多種細(xì)胞中所需要的細(xì)胞分選進(jìn)細(xì)胞抽取部6中，將其他細(xì)胞分選進(jìn)細(xì)胞抽取部7中。設(shè)于分選部5的電場(chǎng)施加部8能夠施加在與流體流動(dòng)的方向X不同的方向、例如與X方向垂直的方向Y方向上具有梯度的電場(chǎng)。例如，當(dāng)未輸入使用分選信號(hào)作為確定信號(hào)而產(chǎn)生的工作信號(hào)(電壓信號(hào))時(shí)，電場(chǎng)施加部8不施加工作電場(chǎng)。當(dāng)輸入工作信號(hào)時(shí)，電場(chǎng)施加部8施加工作電場(chǎng)，當(dāng)然，相反亦可。分支部9分支為分支路加和2b，從而未由電場(chǎng)施加部8施加電場(chǎng)的細(xì)胞流過分支路2b而達(dá)到細(xì)胞抽取部7，由電場(chǎng)施加部8施加電場(chǎng)的細(xì)胞流過分支路加而達(dá)到細(xì)胞抽取部6。細(xì)胞抽取部6和7經(jīng)由流路2與流出部10相連，使用例如未圖示的泵，通過細(xì)胞抽取部6和7的液體從流出部10向外部流出。在此，若對(duì)存在于液體中的細(xì)胞施加電場(chǎng)，則由于介質(zhì)與細(xì)胞的極化率不同，因而產(chǎn)生感應(yīng)偶極矩。若所施加電場(chǎng)不均勻，則在細(xì)胞周圍不同位置電場(chǎng)強(qiáng)度不同，因而因感應(yīng)偶極而產(chǎn)生介電泳力?！参⑿土髀费b置〕如圖2所示，微型流路裝置MF包括基板12和例如由高分子膜構(gòu)成的片狀的部件13?；?2具有流路2、構(gòu)成該流路2的一部分的分支路加和2b、作為注入部3的液體注入部3a、構(gòu)成流路2的一部分的分支部9、細(xì)胞抽取部6、7以及流出部10。這些構(gòu)件通過在
5基板12的表面例如形成槽并在其上覆蓋片狀的部件13而構(gòu)成，其形成流路2。注入包括細(xì)胞的液體的細(xì)胞注入部北具有狹窄路，該狹窄路是片狀的部件13上的極小孔。當(dāng)由滴管滴在細(xì)胞注入部北上時(shí)，包括細(xì)胞的液體被卷入經(jīng)由狹窄路流過流路2的液體，導(dǎo)致包括細(xì)胞的液體在流路2中流向下游。由于狹窄路為極小孔，所以細(xì)胞是一個(gè)接著一個(gè)地流入流路2，而不是一次多個(gè)地流入流路2。在狹窄路對(duì)向兩側(cè)設(shè)置一對(duì)測(cè)量電極如和4b。在測(cè)量電極如和4b之間施加給定的AC(交流)電壓，以在狹窄路內(nèi)形成測(cè)量電場(chǎng)。一測(cè)量電極如設(shè)置在片狀的部件13的前面，另一測(cè)量電極4b設(shè)置在片狀的膜13的背面。構(gòu)成電場(chǎng)施加部8的一電極對(duì)(后述)也設(shè)置在片狀的膜13的背面。細(xì)胞抽取部6和7上部由片狀的膜13覆蓋。細(xì)胞由此經(jīng)由扎入片狀的膜13的滴管抽取。電極墊14將由一對(duì)測(cè)量電極如和4b檢測(cè)的信號(hào)向外部取出。被取出的信號(hào)例如被送給細(xì)胞功能分析器(未圖示)。作為觸發(fā)信號(hào)，電極對(duì)墊15提供使用確定信號(hào)產(chǎn)生的、從細(xì)胞功能分析器輸出的工作信號(hào)。另外，經(jīng)由電極墊15輸出從后述的檢測(cè)電極提供的檢測(cè)信號(hào)。貫通孔沈在將微型流路裝置MF與具有分析器和其他裝置的細(xì)胞分選器連接時(shí)用于定位?！卜诌x部〕圖3是表示圖2所示的分選部5的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖4是圖3中A-A線截面圖。如圖3和圖4所示，分選部5包括用于檢測(cè)流體內(nèi)的細(xì)胞C的存在的兩組檢測(cè)電極對(duì)19 (19a和19b)以及20 (20a和20b)、構(gòu)成電場(chǎng)施加部8的電極16和17、以及分支部9。例如，在與流體流通流路2的方向(X方向)不同的方向，例如Y方向上，電極16和17以隔著流路2的方式相對(duì)配置。電極16和17設(shè)置在片狀的膜13的背面(流路2的上面)。電極16例如是被施加信號(hào)的電極，多個(gè)電極指16a朝向電極17突出。電極17例如是共用電極，與電極16不同，不具有凹凸。以下，將一個(gè)電極指16a與電極17的組合稱作工作電極對(duì)18。檢測(cè)電極對(duì)19和20的各電極與工作電極對(duì)18接近設(shè)置。另外，檢測(cè)電極對(duì)19和20以間隔著工作電極對(duì)18的方式設(shè)置。所謂“檢測(cè)電極對(duì)19(或20)與工作電極對(duì)18接近設(shè)置”可以是指在能夠保證它們之間的電絕緣的情況下，該電極對(duì)可以極限接近。另一方面，檢測(cè)電極19a和19b，與工作電極對(duì)18—樣地，在Y方向上以隔著流路2的方式相對(duì)配置。檢測(cè)電極20a和20b也同樣。如以上所述構(gòu)成的分選部5，能夠使用檢測(cè)電極對(duì)19檢測(cè)細(xì)胞C的存在，并使用工作電極對(duì)18施加各個(gè)在Y方向上具有梯度的電場(chǎng)。用于形成該各電場(chǎng)的工作信號(hào)使用例如通過在AC電壓上迭合DC (直流)偏壓而產(chǎn)生的信號(hào)。在流路2中的電場(chǎng)施加部8的下游給定位置、通過由電場(chǎng)施加部8施加電場(chǎng)而產(chǎn)生的介電泳力改變流動(dòng)方向的細(xì)胞C使用分支路加被導(dǎo)向細(xì)胞抽取部6。例如，細(xì)胞被注入到注入部3中偏向細(xì)胞抽取部7 —側(cè)的位置。當(dāng)在注入到偏向細(xì)胞抽取部7 —側(cè)的位置上的細(xì)胞中，非將被分選的細(xì)胞通過電場(chǎng)施加部8時(shí)，電場(chǎng)施加部8不施加電場(chǎng)(不工作)。因此，如圖3所示，細(xì)胞在該偏向側(cè)流過流路2，原樣地通過分支路2b并流入細(xì)胞抽取部7。但是，當(dāng)將被分選的細(xì)胞通過電場(chǎng)施加部8時(shí)，該電場(chǎng)施加部8施加電場(chǎng)(工作)，對(duì)細(xì)胞施加介電泳力。如圖5所示，由此使細(xì)胞的流動(dòng)方向改向細(xì)胞抽取部6，導(dǎo)致將被分選的細(xì)胞在分支部9改變其方向，通過分支路加并流入細(xì)胞抽取部6。如以上所述構(gòu)成的電場(chǎng)施加部8中，由工作電極對(duì)18施加電場(chǎng)，各該電場(chǎng)在Y方向上具有梯度。如此，通過電場(chǎng)施加部8的細(xì)胞逐漸改變路線，使細(xì)胞能夠通過分支路加并流入細(xì)胞抽取部6。〔分選部的電路(分選電路)〕接著，關(guān)于分選部的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖6主要表示該分選部的電路圖。圖6中概要圖示出流路2、檢測(cè)電極對(duì)19和20以及工作電極對(duì)18。檢測(cè)電極對(duì)19和20分別連接檢測(cè)電路21和22。檢測(cè)電路21通過對(duì)檢測(cè)電極對(duì)19施加AC電壓，從而在檢測(cè)電極19a和19b之間、在流路2中Y方向上形成檢測(cè)用的AC電場(chǎng)。檢測(cè)電路21監(jiān)測(cè)例如由于在檢測(cè)電極19a和19b之間細(xì)胞的流動(dòng)而變化(增加)的復(fù)電阻。若例如該復(fù)電阻超過其閾值，則檢測(cè)電路21檢測(cè)出此處存在細(xì)胞。檢測(cè)電路22具有與檢測(cè)電路21相同的功能。在檢測(cè)電路21和22上分別連接例如門電路23和24。從檢測(cè)電路21和22分別向該門電路23和M輸入檢測(cè)信號(hào)。另一方面，來自該細(xì)胞功能分析器的確定信號(hào)(分選信號(hào))被用作如上所述提供給門電路23和M的門信號(hào)。來自門電路23的輸出信號(hào)被提供給觸發(fā)器25的設(shè)置終端(S)。來自門電路M的輸出信號(hào)被提供給到觸發(fā)器25的重置終端(R)。觸發(fā)器25當(dāng)信號(hào)提供給其設(shè)置終端時(shí)，將開關(guān)27變?yōu)镺N(接通)，當(dāng)信號(hào)提供給重置終端時(shí)，將開關(guān)27變?yōu)镺FF (斷開)。工作信號(hào)發(fā)生器觀產(chǎn)生施加給工作電極對(duì)18的工作信號(hào)。該工作信號(hào)的施加的0N/0FF能夠由開關(guān)27切換。在本實(shí)施方式中，“輸出部”能夠主要由檢測(cè)電路21、工作信號(hào)發(fā)生器觀、門電路23、觸發(fā)器25、開關(guān)27和其他構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。說明如以上所述構(gòu)成的分選電路的動(dòng)作。當(dāng)細(xì)胞C通過在該分選電路的前段設(shè)置的檢測(cè)電極19a和19b之間時(shí)，檢測(cè)電路21檢測(cè)細(xì)胞C的存在。這時(shí)，若對(duì)門電路23和M提供確定信號(hào)，則在檢測(cè)到細(xì)胞C的存在時(shí)設(shè)置觸發(fā)器25，因此將開關(guān)27變?yōu)镺N并對(duì)工作電極施加電壓。如圖3所示，由此改變細(xì)胞C的路徑。當(dāng)細(xì)胞C通過后段的檢測(cè)電極20a和20b之間時(shí)，檢測(cè)電路22檢測(cè)細(xì)胞的通過。如此，檢測(cè)信號(hào)提供給門電路對(duì)，重置觸發(fā)器25并將開關(guān)27變?yōu)镺FF。由此，終止利用工作電極對(duì)18形成的工作電場(chǎng)。對(duì)從細(xì)胞抽取部7抽取的各細(xì)胞C均執(zhí)行這樣動(dòng)作。將被從細(xì)胞抽取部7抽取的細(xì)胞C被導(dǎo)入分支路加。如上所示，在本實(shí)施方式中，檢測(cè)細(xì)胞C的存在的檢測(cè)電極對(duì)19與一對(duì)測(cè)量電極4a和4b分離設(shè)置并與工作電極對(duì)18接近設(shè)置，因此能夠在從檢測(cè)電極對(duì)19取得檢測(cè)信號(hào)時(shí)，對(duì)工作電極對(duì)18提供工作信號(hào)。由此，不需要針對(duì)每次流路設(shè)計(jì)而設(shè)定延遲時(shí)間。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，與在細(xì)胞通過復(fù)介電常數(shù)測(cè)量區(qū)域后的給定延遲時(shí)間中分選細(xì)胞的情況相比，能夠更可靠地分選細(xì)胞。〔分選部的其他實(shí)施方式〕與以mm/s左右速度在水中流動(dòng)的細(xì)胞受到的粘性阻力相比，在細(xì)胞不受致命損傷的電場(chǎng)中細(xì)胞受到的介電泳力一般非常小。因此，需要多個(gè)用于在與流向垂直的方向確定地形成介電泳力的不均勻電場(chǎng)、或用于形成該不均勻電場(chǎng)的多個(gè)工作電極對(duì)18的列(在X方向配置的列)。如圖3和圖5所示，若對(duì)該多個(gè)工作電極對(duì)18同時(shí)施加電壓，則需要排他地使用該電極列分選區(qū)域，會(huì)引起低工作能力。因此，如圖7所示，將圖3所示的工作電極對(duì)18沿X方向分為組Gl G5。S卩、具有兩個(gè)電極指的電極161和與其相對(duì)的電極171，例如用作一個(gè)工作電極對(duì)。通過沿流動(dòng)的方向配置多段工作電極，形成電場(chǎng)施加部。通過對(duì)該工作電極對(duì)Gl G5獨(dú)立控制施加電壓，能夠允許多個(gè)細(xì)胞通過電場(chǎng)施加部8，以提高工作效率。即，在圖3和圖5所示的結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)施加部8中，需要使細(xì)胞在合適的時(shí)間控制下進(jìn)入流路2，從而該細(xì)胞不會(huì)在其前一個(gè)細(xì)胞通過電場(chǎng)施加部8之前進(jìn)入該電場(chǎng)施加部8。相反，在圖7所示的結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)施加部8中，能夠?qū)νㄟ^工作電極對(duì)G5的細(xì)胞施加電場(chǎng)，而對(duì)通過工作電極對(duì)G4的細(xì)胞不施加電場(chǎng)。如此，各工作電極對(duì)Gl G5都能夠控制細(xì)胞的分選。檢測(cè)電極對(duì)Fl F6為該工作電極對(duì)Gl G5配置并與其接近配置。另外，各檢測(cè)電極對(duì)Fl F6以間隔在工作電極對(duì)Gl G5的兩個(gè)之間的方式配置?！驳诙?shí)施方式的分選電路〕圖8是表示實(shí)現(xiàn)圖7所示的結(jié)構(gòu)的分選部的動(dòng)作的分選電路(第二實(shí)施方式的分選電路)的圖示。該分選電路具有如圖6所示多段連接并且動(dòng)作與圖6所示基本相同的多個(gè)分選電路。例如，假定受關(guān)注的細(xì)胞C現(xiàn)在是將由細(xì)胞抽取部6抽取的細(xì)胞，并且確定信號(hào)被送到門電路232。當(dāng)該細(xì)胞C通過工作電極對(duì)Gl后，由與檢測(cè)電極對(duì)F2連接的檢測(cè)電路212檢測(cè)到時(shí)，重置觸發(fā)器251，從而終止工作電極對(duì)Gl施加的工作電場(chǎng)并設(shè)置觸發(fā)器252。由此，產(chǎn)生將由工作電極對(duì)G2施加的工作電場(chǎng)。根據(jù)本實(shí)施方式，如上所述，能夠在流體流動(dòng)的方向上精細(xì)控制細(xì)胞的移動(dòng)，從而縮小含于流體中的細(xì)胞間的節(jié)距(流體流動(dòng)的方向上的節(jié)距)，并能夠提高工作效率?！驳谌龑?shí)施方式的分選電路〕圖9是表示另一實(shí)施方式(第三實(shí)施方式)的分選電路的圖示。本實(shí)施方式中的分選電路具有以上說明的檢測(cè)電極對(duì)與工作電極對(duì)結(jié)合而成的整體電極對(duì)35 (3 和35b)。該電極對(duì)35的典型形狀可以與圖3所示的工作電極對(duì)18相同。該電極對(duì)35連接檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器觀1。另外，經(jīng)由開關(guān)33，工作信號(hào)發(fā)生器282與電極對(duì)35連接。檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器觀1產(chǎn)生具有頻率Π的檢測(cè)信號(hào)，工作信號(hào)發(fā)生器觀2產(chǎn)生具有頻率f2的工作信號(hào)。由信號(hào)發(fā)生器281和282產(chǎn)生的各信號(hào)迭加并施加給電極對(duì)35。檢測(cè)信號(hào)和工作信號(hào)的頻率設(shè)定得彼此充分分離而不干涉。例如，若檢測(cè)信號(hào)的頻率Π設(shè)定為IOOkHz，而其電壓設(shè)定為IV，則工作信號(hào)的頻率f2設(shè)定為IOMHz，而其電壓設(shè)定為20V。
在本實(shí)施方式中，“輸出部”主要由檢測(cè)電路31、工作信號(hào)發(fā)生器28、門電路23、開關(guān)33和其他構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)分選電路檢測(cè)到細(xì)胞C的存在時(shí)，將開關(guān)33變?yōu)镺FF，并由來自檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器281的檢測(cè)信號(hào)在電極3 和3 之間形成檢測(cè)電場(chǎng)。若該檢測(cè)狀態(tài)下確定信號(hào)被提供給門電路23，并且若細(xì)胞C來到該電極3 和3 之間，則根據(jù)與上述相同的原理(復(fù)電阻的變化)，檢測(cè)電路31檢測(cè)細(xì)胞C。由此將開關(guān)33變?yōu)?N，從而來自工作信號(hào)發(fā)生器觀2的工作信號(hào)提供給電極對(duì)35，形成同時(shí)施加檢測(cè)電場(chǎng)和工作電場(chǎng)的電場(chǎng)。如此，對(duì)細(xì)胞C施加工作電場(chǎng)，從而改變細(xì)胞C的路徑。當(dāng)細(xì)胞C流過電極3 和3 之間的位置時(shí)，檢測(cè)電路31檢測(cè)到細(xì)胞C的通過，經(jīng)由門電路23將開關(guān)3變?yōu)镺FF，終止工作電場(chǎng)的形成。 如上所述，在本實(shí)施方式中，檢測(cè)電極對(duì)與工作電極對(duì)形成整體。即，檢測(cè)電極對(duì)和工作電極對(duì)物理上不分離。因此，當(dāng)檢測(cè)電路31檢測(cè)到細(xì)胞C的存在時(shí)，輸出用于形成工作電場(chǎng)的工作信號(hào)，因而能夠可靠地分選細(xì)胞。〔第四實(shí)施方式的分選電路〕圖10是表示再一實(shí)施方式(第四實(shí)施方式)的分選電路的圖示。該第四實(shí)施方式的分選電路，與圖9所示的分選電路不同的主要方面是，信號(hào)發(fā)生器1 兼做檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器和工作信號(hào)發(fā)生器，以及設(shè)置電阻衰減器34以取代開關(guān)33。在分選電路檢測(cè)到細(xì)胞C的存在時(shí)，由信號(hào)發(fā)生器1 產(chǎn)生的AC電壓信號(hào)的輸出電壓例如用作第一輸出電壓。因此，這種情況下，在電極3 和3 之間形成與該第一輸出電壓對(duì)應(yīng)的AC電場(chǎng)。若確定信號(hào)被提供給門電路23的同時(shí)，檢測(cè)電路31檢測(cè)到細(xì)胞C的存在，則來自檢測(cè)電路31的信號(hào)輸出經(jīng)由門電路23使電阻衰減器34動(dòng)作。電阻衰減器34控制電流，使得具有比第一輸出電壓大的第二輸出電壓的信號(hào)例如作為工作信號(hào)被施加給電極對(duì)35。根據(jù)本實(shí)施方式，提供一種具有單一信號(hào)發(fā)生器的分選電路?！财渌麑?shí)施方式〕本發(fā)明的實(shí)施方式不限于以上說明的優(yōu)選實(shí)施方式，可以以其他各種實(shí)施方式來實(shí)現(xiàn)。例如，圖3所示的工作電極的電極16和檢測(cè)電極對(duì)19的形狀可以不是圖示的形狀，而是其他形狀。例如，各電極指16a在Y方向上的長度可以不同。例如，圖9或圖10所示的實(shí)施方式的分選電路，在與圖8所示的實(shí)施方式的分選電路相同的構(gòu)思下可以設(shè)置多段。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在本發(fā)明權(quán)利要求所記載的技術(shù)范圍的基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素進(jìn)行各種修改、結(jié)合、再結(jié)合和變換。本發(fā)明在此引用但不限定于申請(qǐng)日為2010年10月四日、申請(qǐng)?zhí)枮镴P2010-243650的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)胞分選器，包括測(cè)量電極，設(shè)置在具有用于分選細(xì)胞的分支路且供包括細(xì)胞的流體流動(dòng)通過的流路中，位于所述分支路的上游，該測(cè)量電極能夠在流路中形成測(cè)量電場(chǎng)，測(cè)量流動(dòng)通過流路的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)；工作電極，設(shè)置在所述測(cè)量電極的下游、所述分支路的上游，該工作電極能夠在流路中形成工作電場(chǎng)，通過對(duì)細(xì)胞施加介電泳力以及利用分支路來分選細(xì)胞；檢測(cè)電極，設(shè)置在所述測(cè)量電極的下游、所述分支路的上游，并與所述工作電極接近設(shè)置，以檢測(cè)流動(dòng)通過流路的流體中的細(xì)胞的存在；以及輸出部，能夠獲取基于關(guān)于所述測(cè)量到的復(fù)介電常數(shù)的信息的分選信號(hào)以及表明所述檢測(cè)電極檢測(cè)到細(xì)胞的檢測(cè)信號(hào)，該輸出部能夠在獲取到所述分選信號(hào)的情況下，當(dāng)獲取到所述檢測(cè)信號(hào)時(shí)，對(duì)所述工作電極輸出用于形成所述工作電場(chǎng)的工作信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞分選器，其中，所述工作電極在流路中沿流體流動(dòng)通過流路的方向配置成多段，所述輸出部對(duì)各所述工作電極輸出工作信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的細(xì)胞分選器，其中，至少兩個(gè)檢測(cè)電極在流路中沿流體流動(dòng)通過流路的方向以中間隔著所述工作電極的方式設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的細(xì)胞分選器，其中，所述檢測(cè)電極和所述工作電極結(jié)合為整體電極。
5.一種細(xì)胞分選方法，包括在具有用于分選細(xì)胞的分支路并且供包括細(xì)胞的流體流動(dòng)通過的流路中的所述分支路的上游形成測(cè)量電場(chǎng)，測(cè)量流動(dòng)通過流路的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)；在流路中的形成測(cè)量電場(chǎng)的位置的下游、所述分支路的上游形成工作電場(chǎng)，以便通過對(duì)細(xì)胞施加介電泳力以及利用所述分支路來分選細(xì)胞；檢測(cè)流動(dòng)通過流路中所述分支路的上游、與形成所述工作電極的位置接近的位置處的流體中的細(xì)胞的存在；以及在基于關(guān)于測(cè)量到的復(fù)介電常數(shù)的信息獲取到確認(rèn)信號(hào)的情況下，若獲取了表明檢測(cè)到細(xì)胞的存在的檢測(cè)信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生用于形成所述工作電場(chǎng)的工作信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞分選器以及細(xì)胞分選方法，該細(xì)胞分選器包括測(cè)量電極、工作電極、檢測(cè)電極和輸出部。該測(cè)量電極在流路中形成測(cè)量電場(chǎng)，測(cè)量流過流路的各細(xì)胞的復(fù)介電常數(shù)。工作電極在流路中形成工作電場(chǎng)，通過對(duì)細(xì)胞施加介電泳力并利用該流路來分選細(xì)胞。檢測(cè)電極，檢測(cè)流過流路的流體中的細(xì)胞的存在。輸出部獲取基于關(guān)于測(cè)量到的復(fù)介電常數(shù)的信息的分選信號(hào)以及表明由檢測(cè)電極檢測(cè)到細(xì)胞的檢測(cè)信號(hào)。輸出部在獲取到分選信號(hào)的情況下，在獲取檢測(cè)信號(hào)時(shí)對(duì)工作電極輸出用于形成工作電場(chǎng)的工作信號(hào)。
文檔編號(hào)G01N15/10GK102564920SQ20111032259
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者佐藤一雅, 勝本洋一 申請(qǐng)人:索尼公司