JPH0731457A - Cell transfer mechanism and cell fusion apparatus - Google Patents
Cell transfer mechanism and cell fusion apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、バイオテクノロジーの
分野において、細胞を搬送するための細胞搬送機構、お
よび、細胞を融合するための細胞融合装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell delivery mechanism for delivering cells and a cell fusion device for fusing cells in the field of biotechnology.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の細胞融合装置としては、例えば、
図15に示すようなものがある。この装置は、誘電泳動
現象により、あらかじめ細胞を接触させておき、次に、
直流パルスによって、接触している細胞を融合させる装
置である。2. Description of the Related Art As a conventional cell fusion device, for example,
There is one as shown in FIG. This device makes cells contact in advance by the dielectrophoresis phenomenon, and then
It is a device that fuses cells that are in contact with each other by a direct current pulse.
【0003】先ず、電極6間の融合チャンバ2に細胞懸
濁液を入れ、電極6間に高周波電圧を印加し、誘電泳動
現象により、細胞の列を形成させておく。誘電泳動現象
により、懸濁液中の細胞は、電気力線の方向にほぼ一列
に並ぶ。細胞の列は、電極間を横断するような形で何本
も形成される。これに、直流パルスを印加すれば、細胞
を融合することができる。なお、誘電泳動現象は、高周
波交番電界中で電気的中性粒子に生ずる分極によって中
性粒子どうしが電界方向につながったり、中性粒子が電
界強度の強い方へひかれたりする現象である。細胞は、
電気的中性粒子なので、誘電泳動により移動させること
ができる。First, a cell suspension is placed in the fusion chamber 2 between the electrodes 6, a high frequency voltage is applied between the electrodes 6, and a row of cells is formed by a dielectrophoresis phenomenon. Due to the dielectrophoresis phenomenon, the cells in the suspension line up in a line in the direction of the lines of electric force. Many rows of cells are formed so as to traverse between the electrodes. The cells can be fused by applying a DC pulse thereto. The dielectrophoresis phenomenon is a phenomenon in which neutral particles are connected to each other in the electric field direction due to polarization generated in electrically neutral particles in a high-frequency alternating electric field, or the neutral particles are attracted to a stronger electric field strength. Cells
Since it is an electrically neutral particle, it can be moved by dielectrophoresis.
【0004】しかし、このような細胞融合装置にあって
は、懸濁液中の細胞を会合させておいて融合させるので
あるが、誘電泳動現象のみでは、融合したい組み合わせ
で、選択的に会合させることはできない。例えば、2種
類の細胞AとBとを融合する場合、求めるA−Bの融合
の他に、A−Aの融合や、B−Bの融合、A−A−Bの
融合など、様々な組み合わせの融合細胞が生じてしま
う。電極間を横断するように形成される細胞列において
列を構成する細胞の個数を制御できないためである。ゆ
えに、選択的な細胞融合を行うことはできない。However, in such a cell fusion device, cells in a suspension are allowed to associate with each other, but only by the dielectrophoresis phenomenon, the cells are selectively associated with a desired combination. It is not possible. For example, in the case of fusing two types of cells A and B, in addition to the desired A-B fusion, various combinations such as A-A fusion, BB fusion, and A-A-B fusion. Fused cells are generated. This is because the number of cells forming a row cannot be controlled in the cell row formed so as to traverse between the electrodes. Therefore, selective cell fusion cannot be performed.
【0005】そこで、光トラッピングを利用して、融合
する細胞を一つずつ選択的に搬送する方法が採られてい
る。該方法は、光が境界面(周囲溶媒と細胞)で屈折す
る際に、光子のもつ運動量の向きが変化するため、反
射、屈折のいずれの場合にも、光と物体の運動量が保存
されるような方向に力が発生することによるものであ
る。この力は、レーザー光線の強度が強い方向への成分
を有するため、細胞をレーザー光線の光軸付近に捕促で
きる。Therefore, a method has been adopted in which the cells to be fused are selectively transported one by one by utilizing optical trapping. In this method, when the light refracts at the boundary surface (ambient solvent and cell), the direction of the momentum of the photon changes, so the momentum of the light and the object is preserved in both reflection and refraction. This is because the force is generated in such a direction. Since this force has a component in the direction in which the intensity of the laser beam is strong, cells can be trapped near the optical axis of the laser beam.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような光
トラッピングを利用した搬送方法を用いた場合、細胞が
光のエネルギーにより高温になり、死んでしまうことが
ある。これは、細胞と細胞の周囲の培養液との屈折率の
差が小さく、十分な光トラッピング現象を起こすために
は、レーザー光の出力を大きくして、光を強くしなけば
ならないことがあるからである。However, when such a transportation method utilizing optical trapping is used, cells may be heated to a high temperature by the energy of light and die. This is because the difference in the refractive index between the cells and the culture solution around the cells is small, and in order to cause a sufficient light trapping phenomenon, it may be necessary to increase the output of the laser light and intensify the light. Because.
【0007】また、光トラッピングによる搬送では、融
合に失敗して破壊され、細胞膜外に出てしまった細胞質
を、融合チャンバから回収することはできない。しか
し、このような細胞質を回収せずに放置すると、融合チ
ャンバ内の培養液の液性が変化する、培養液の粘性が上
がって、光トラッピングによる搬送が困難になるなどの
問題が生ずる。Further, in the transportation by optical trapping, it is impossible to recover from the fusion chamber the cytoplasm that has failed to be fused and is destroyed, and which has come out of the cell membrane. However, if such a cytoplasm is left without being collected, problems such as a change in the liquidity of the culture solution in the fusion chamber, an increase in the viscosity of the culture solution, and a difficulty in transportation by optical trapping occur.
【0008】そこで、本発明は、光トラッピングを用い
ずに、融合に供する細胞を単離し、搬送することのでき
る細胞搬送機構を提供することを目的とする。また、該
細胞搬送機構を用い、選択的な細胞融合を行うことので
きる細胞融合装置を提供することを目的とする。[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a cell transporting mechanism capable of isolating and transporting cells to be fused without using optical trapping. Moreover, it aims at providing the cell fusion apparatus which can perform selective cell fusion using this cell conveyance mechanism.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、細胞を保持するための、少なくとも1
つのチャンバと、該チャンバに連通した流路とを有し、
細胞を搬送するための細胞搬送機構において、細胞を1
個ずつ分離して流路に誘導する単離機構と、液圧差によ
り液を流動させる流動機構とを有し、細胞を1個ずつ搬
送する細胞搬送機構を提供する。上記流動機構には、チ
ャンバ内に圧力を印加する機構があり、該圧力は、正圧
でも負圧でもよい。また、前記流動機構には、チャンバ
内を液面の高低差により液を流動させる機構を設けるこ
ともできる。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides at least one cell-retaining cell.
Having one chamber and a flow path communicating with the chamber,
1 in the cell transport mechanism for transporting cells
Provided is a cell transporting mechanism for transporting cells one by one, which has an isolation mechanism for separating cells one by one and guiding them to a channel and a flow mechanism for flowing a liquid by a fluid pressure difference. The flow mechanism has a mechanism for applying pressure to the chamber, and the pressure may be positive pressure or negative pressure. Further, the flow mechanism may be provided with a mechanism for flowing the liquid in the chamber due to the difference in height of the liquid surface.
【0010】本発明は、さらに、液圧を測定する圧力セ
ンサを有することができる。この場合、、前記流動機構
は、上記圧力センサにより測定された液圧に応じて、印
加する圧力を調整する構成とすることができる。The present invention may further include a pressure sensor for measuring hydraulic pressure. In this case, the flow mechanism may be configured to adjust the applied pressure according to the hydraulic pressure measured by the pressure sensor.
【0011】また、前記単離機構としては、流路を傾斜
させて液の流動を制御する傾斜機構を有するものや、弁
を有し、弁の開閉により細胞を単離するものや、流路切
り換え機構を有し、細胞の搬送される流路を切り換える
ことにより細胞を単離するものがある。なお、前記単離
機構は、細胞の通過を検出して信号を送信する検出器を
有し、該検出器の送信する信号に応じて弁を開閉するこ
とができる。また、前記流路切り換え機構は、単離した
細胞を保持するためのチャンバを有し、該チャンバを介
する流路を切り換えることができる。As the isolation mechanism, a mechanism having a tilt mechanism for controlling the flow of liquid by tilting the flow channel, a mechanism having a valve for isolating cells by opening and closing the valve, and a flow channel There is one that has a switching mechanism and isolates cells by switching the channel through which the cells are transported. The isolation mechanism has a detector that detects passage of cells and transmits a signal, and the valve can be opened and closed according to the signal transmitted by the detector. Further, the flow path switching mechanism has a chamber for holding the isolated cells, and can switch the flow path through the chamber.
【0012】さらに、本発明によれば、融合に供するた
めの細胞懸濁液を保持する少なくとも1つの懸濁液チャ
ンバと、細胞を融合させるための融合チャンバと、融合
した細胞を回収するための回収チャンバと、細胞を接触
させ、かつ、融合させるための電極とを有し、細胞を融
合させる細胞融合装置において、上記の細胞搬送機構を
有することを特徴とする細胞融合装置が提供される。Furthermore, according to the invention, at least one suspension chamber for holding the cell suspension for fusion, a fusion chamber for fusing the cells and a collection chamber for the fused cells A cell fusion device having a recovery chamber and an electrode for bringing cells into contact with each other and fusing the cells, and a cell fusion device having the above-described cell transport mechanism in a cell fusion device.
【0013】また、本発明は、制御装置と画像入力装置
とを有することができる。該制御装置は、該上記画像入
力装置を介して得られる画像データを解析し、細胞の輪
郭に基づいて判断を下す機能を有し、該判断に応じてあ
らかじめ定められた手順を実行する。Further, the present invention can have a control device and an image input device. The control device has a function of analyzing image data obtained through the image input device and making a judgment based on the contour of a cell, and executes a predetermined procedure according to the judgment.
【0014】さらに、制御装置は、前記細胞搬送機構お
よび前記電極を制御する機能と、細胞融合処理を連続し
て繰返し実行する機能とを有することができる。上記細
胞融合処理は、例えば、細胞を搬送する処理と、細胞を
融合させる処理と、融合した細胞を回収する処理と、融
合に失敗した細胞を前記融合チャンバから除去する処理
とを含む。Further, the control device can have a function of controlling the cell transport mechanism and the electrode, and a function of continuously and repeatedly executing the cell fusion process. The cell fusion process includes, for example, a process of delivering cells, a process of fusing cells, a process of recovering the fused cells, and a process of removing cells that have failed in fusion from the fusion chamber.
【0015】[0015]
【作用】本発明の細胞搬送機構は、細胞を搬送するため
の流動機構と、細胞を単離するための単離機構とを有す
る。上記流動機構は、液圧差により液を流動させ、該液
に懸濁している細胞を搬送するものである。また、上記
単離機構は、細胞を1個づつ分離し、細胞融合に供する
ためのものである。The cell transport mechanism of the present invention has a flow mechanism for transporting cells and an isolation mechanism for isolating cells. The flow mechanism causes a liquid to flow due to a liquid pressure difference and conveys cells suspended in the liquid. The isolation mechanism is for separating cells one by one and using them for cell fusion.
【0016】上記流動機構には、正(加)圧により液圧
差を生じさせるものと、負(減)圧により液圧差を生じ
させるものと、液面の高低差により液圧を生じさせるも
のなどがある。上記単離機構には、弁を用いて単離する
ものと、液面の高低差を生じさせ、液の流動を制御する
ことにより、該液に懸濁した細胞の移動を制御し、単離
するものと、細胞の移動する流路を切り換えることによ
り細胞を単離するものなどがある。The above-mentioned flow mechanism includes one that causes a hydraulic pressure difference by positive (pressurizing) pressure, one that causes a hydraulic pressure difference by negative (decreasing) pressure, and one that causes a hydraulic pressure by a height difference of the liquid level. There is. In the isolation mechanism, a valve is used to separate the level of the liquid surface, and the flow of the liquid is controlled to control the movement of cells suspended in the liquid. There are two types, one is to isolate the cells by switching the flow passage of the cells.
【0017】本発明の細胞融合装置は、上記細胞搬送機
構を用いて細胞を搬送するものである。さらに、細胞融
合装置の制御装置に、細胞の輪郭を画像データを処理す
ることにより求め、該輪郭の形により、融合に供するの
に適しているかどうかや、融合が成功したかどうかを判
断し、その後の処理を決定する機能を備えることによ
り、細胞融合処理を連続して繰返し行うことができる。The cell fusion device of the present invention delivers cells using the above-mentioned cell delivery mechanism. Further, the control device of the cell fusion device, the contour of the cell is obtained by processing the image data, by the shape of the contour, it is determined whether or not it is suitable for use in fusion, and whether or not the fusion was successful, By providing the function of determining the subsequent treatment, the cell fusion treatment can be continuously repeated.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】(実施例1)本発明の細胞融合装置のう
ち、流動機構として、液面の高低差により細胞を搬送す
る機構を有する実施例を図1に示す。本実施例の細胞融
合装置は、それぞれ別種の細胞の懸濁液を溜めておくた
めの、2つの懸濁液チャンバ1と、細胞融合を行うため
の融合チャンバ7と、融合細胞の回収のための回収チャ
ンバ11と、融合に失敗した細胞等を回収するための廃
棄チャンバ12とを有する。各チャンバは、それぞれ約
6cm3の容積を有する。なお、懸濁液チャンバは、融
合させる細胞の種類の数だけ用意される。また、ここで
は、懸濁液とは、細胞を培養液に懸濁させたものをさ
す。(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the cell fusion device of the present invention having a mechanism for transporting cells by the difference in height of the liquid surface as a flow mechanism. The cell fusion apparatus of the present embodiment is provided with two suspension chambers 1 for respectively storing suspensions of cells of different types, a fusion chamber 7 for performing cell fusion, and a collection of fused cells. And a discard chamber 12 for collecting cells and the like that have failed to fuse. Each chamber has a volume of about 6 cm 3 . In addition, as many suspension chambers as the number of types of cells to be fused are prepared. In addition, here, the suspension refers to a suspension of cells in a culture medium.
【0020】懸濁液チャンバ1、回収チャンバ11、廃
棄チャンバ12は、それぞれ、内部に保持する懸濁液を
融合チャンバ7に、流路により連通させるための孔3を
有している。各流路は、幅約100〜200μm、長さ
mmである。なお、孔3は連通溝とすることもできる
が、この場合は、水位が細胞の直径の2倍より高くなら
ないようにすることが望ましい。上記各孔3の開閉のた
めに、それぞれ弁4が配置されている。すなわち、本実
施例では、単離機構として弁を用いている。弁4は、駆
動機構2を有し、各チャンバ1、11、12の孔3を開
閉する。弁4としては、図12に示す積層型電歪素子を
利用した弁や、図13に示す、バイモルフ型電歪素子を
利用した弁を用いることができる。これらの弁では、電
圧を印加すると電歪素子22が変形し、流路21が開
く。なお、変位量は、積層型の場合、直列に配置された
素子の数により調節でき、バイモルフ型の場合は、印加
電圧により調節できる。本実施例では、前者を用いた。Each of the suspension chamber 1, the recovery chamber 11 and the disposal chamber 12 has a hole 3 for communicating the suspension held therein to the fusion chamber 7 through a flow path. Each channel has a width of about 100 to 200 μm and a length of mm. The hole 3 may be a communicating groove, but in this case, it is desirable that the water level is not higher than twice the cell diameter. Valves 4 are provided for opening and closing the holes 3, respectively. That is, in this embodiment, a valve is used as the isolation mechanism. The valve 4 has a drive mechanism 2 and opens and closes the hole 3 of each chamber 1, 11, 12. As the valve 4, a valve using the laminated electrostrictive element shown in FIG. 12 or a valve using the bimorph type electrostrictive element shown in FIG. 13 can be used. In these valves, when a voltage is applied, the electrostrictive element 22 is deformed and the flow path 21 is opened. The displacement amount can be adjusted by the number of elements arranged in series in the case of the laminated type, and can be adjusted by the applied voltage in the case of the bimorph type. In this example, the former was used.
【0021】孔3は、チャンバの低い位置に設けられ、
細胞1個よりやや大きく、細胞を1個づつ通すだけの大
きさを有する。本実施例では、直径約50μmの細胞を
プロトプラストを用いて細胞融合を行うため、上記孔3
の直径は、約60μmとなっている。また、懸濁液チャ
ンバ1と、回収チャンバ11との孔3の近傍には、細胞
が該孔3を通過したことを検出し、信号を制御装置8に
送信するため通過検出器5が設置されている。該通過検
出器5として、本実施例では、フォトダイオードとレー
ザー光線発生装置の組み合わせを用いている。これは、
細胞が通過することによりレーザー光線がさえぎられ、
フォトダイオードに発生する電流変化を検出して、細胞
の通過を確認するものである。The hole 3 is provided at a low position in the chamber,
It is slightly larger than one cell and has a size sufficient to pass cells one by one. In the present example, cells having a diameter of about 50 μm were fused using protoplasts, so
Has a diameter of about 60 μm. In addition, a passage detector 5 is installed in the vicinity of the hole 3 in the suspension chamber 1 and the recovery chamber 11 to detect that cells have passed through the hole 3 and send a signal to the control device 8. ing. In this embodiment, a combination of a photodiode and a laser beam generator is used as the passage detector 5. this is,
The laser beam is blocked by the passage of cells,
It is intended to confirm the passage of cells by detecting the change in current generated in the photodiode.
【0022】しかし、本発明は、細胞を1個づつ選択的
に通すための機能を有する機構であれば、このような弁
でなくてもよい。弁を用いない単離機構の一例を図14
に示す。図14に示す細胞融合装置は、それぞれ傾斜軸
の直交する傾斜装置24、25を有し、傾斜装置24
は、傾斜装置25の上に設置されている。また、該傾斜
装置24上に設置された融合容器23とを有する。これ
らの傾斜装置24、25の傾斜角度操作することによ
り、融合容器23は、水平面に対して任意の角度で任意
の方向に傾斜させることができる。上記融合容器23
は、図示しない、細胞懸濁液溜りと、回収チャンバと、
細胞融合を行う融合チャンバとを有し、細胞融合を行う
ことができる。However, the present invention does not have to be such a valve as long as the mechanism has a function of selectively passing cells one by one. FIG. 14 shows an example of an isolation mechanism that does not use a valve.
Shown in. The cell fusion device shown in FIG. 14 has tilting devices 24 and 25 whose tilt axes are orthogonal to each other.
Is installed on the tilting device 25. It also has a fusion container 23 installed on the tilting device 24. By operating the inclination angles of the inclination devices 24 and 25, the fusion container 23 can be inclined in an arbitrary direction at an arbitrary angle with respect to the horizontal plane. The fusion container 23
Is a cell suspension pool, a collection chamber, and
It has a fusion chamber for performing cell fusion and can perform cell fusion.
【0023】傾斜装置は、ステッピングモータとステッ
ピングモータの回転を傾斜角度の変位に変換する変位機
構とを有し、該モータにより傾斜角度を変化させること
ができる。該細胞融合装置は、図示しないマイクロコン
ピュータにより該ステッピングモータを制御して、上記
融合容器23の傾斜角度や傾斜方向を変化させる。上記
融合容器23を傾けると、融合装置内の水位の変化に伴
い、細胞懸濁液溜りから、細胞懸濁液を融合チャンバに
導いたり、融合チャンバから回収チャンバへ、細胞懸濁
液を移動させたりすることができる。The tilting device has a stepping motor and a displacement mechanism for converting the rotation of the stepping motor into a displacement of the tilting angle, and the tilting angle can be changed by the motor. The cell fusion device controls the stepping motor by a microcomputer (not shown) to change the inclination angle and the inclination direction of the fusion container 23. When the fusion container 23 is tilted, the cell suspension is guided from the cell suspension reservoir to the fusion chamber or moved from the fusion chamber to the collection chamber as the water level in the fusion device changes. You can
【0024】このような、融合装置の傾斜による細胞懸
濁液の移動方法を用いると、細胞が1個だけ上記の孔3
を通過した地点で角度を変化させることにより、弁を用
いなくても、細胞を1個づつ選択的に通すようにするこ
とができる。When such a method of moving the cell suspension by tilting the fusion device is used, only one cell has the above-mentioned hole 3
By changing the angle at the point where the cells have passed, it is possible to selectively pass the cells one by one without using a valve.
【0025】本実施例1の細胞融合装置は、融合チャン
バに培養液を供給するための培養液流路13と、培養液
容器14とを有し、流路13には、弁15が設けられて
いる。これにより、培養液容器14に保持された培養液
は、弁15を開くと、流路13を通って融合チャンバに
流れ込むようになっている。The cell fusion device of the first embodiment has a culture fluid channel 13 for supplying a culture fluid to the fusion chamber and a culture fluid container 14, and a valve 15 is provided in the flow channel 13. ing. As a result, the culture solution held in the culture solution container 14 flows into the fusion chamber through the flow path 13 when the valve 15 is opened.
【0026】融合チャンバ7には、対向する一対の電極
6が備えられており、電極6は、図示しない高周波電源
および直流パルス発生装置に接続されている。一対の電
極6の間隙は、約1mmである。また、本実施例では、
高周波電圧は、周波数500KHz〜1MHz、電圧1
0V/mmとし、直流パルスは、75V/mm、50μ
秒とした。The fusion chamber 7 is provided with a pair of electrodes 6 facing each other, and the electrodes 6 are connected to a high frequency power source and a DC pulse generator not shown. The gap between the pair of electrodes 6 is about 1 mm. Further, in this embodiment,
The high-frequency voltage has a frequency of 500 KHz to 1 MHz and a voltage of 1
0V / mm, DC pulse is 75V / mm, 50μ
Seconds
【0027】本実施例の細胞融合装置は、制御装置8を
有しており、該制御装置8は、高周波電圧の波形、直流
パルスの波形、印加タイミングを制御する。また、該制
御装置8は、弁4、15の開閉も制御する。なお、制御
装置8の構成の一例を図17に示す。制御装置8は、情
報の処理を行う中央処理装置9と、処理手順などに関す
る情報を保持する記憶装置10と、信号の入出力を制御
するインターフェース部36と、ユーザからの指示を受
け付け、処理結果を表示する入出力装置37とを有す
る。The cell fusion device of this embodiment has a control device 8, which controls the waveform of the high frequency voltage, the waveform of the DC pulse, and the application timing. The control device 8 also controls the opening and closing of the valves 4 and 15. An example of the configuration of the control device 8 is shown in FIG. The control device 8 receives a processing result from the central processing unit 9 that processes information, the storage device 10 that holds information about processing procedures, the interface unit 36 that controls the input and output of signals, and the instruction from the user. And an input / output device 37 for displaying.
【0028】なお、懸濁液チャンバ1には、該チャンバ
1の液面の方が、回収チャンバ11および廃棄チャンバ
12の液面より十分高くなるように懸濁液が保持されて
おり、この液面差が懸濁液を移動させる圧力を生み出
す。本実施例では、液面差は約5cmとした。この5c
mという値は、0.5Paの圧力を得るために、水頭を
逆算して求めた値である。弁4をすべて開くと、懸濁液
チャンバ1に保持されている細胞懸濁液は、融合チャン
バ7を経て、回収チャンバ11および廃棄チャンバ12
に流れ込む。また、本実施例では、融合の様子は、図示
しない顕微鏡等により観察される。The suspension chamber 1 holds the suspension so that the liquid level of the chamber 1 is sufficiently higher than the liquid levels of the recovery chamber 11 and the disposal chamber 12. The surface difference creates pressure to move the suspension. In this embodiment, the liquid level difference is about 5 cm. This 5c
The value of m is a value obtained by back-calculating the water head in order to obtain a pressure of 0.5 Pa. When all the valves 4 are opened, the cell suspension retained in the suspension chamber 1 passes through the fusion chamber 7 and then the collection chamber 11 and the discard chamber 12.
Flow into. Further, in the present embodiment, the state of fusion is observed with a microscope or the like not shown.
【0029】細胞融合は、次のようにして行われる。Cell fusion is carried out as follows.
【0030】先ず、融合チャンバ7に培養液を入れる。
これは、弁4をすべて閉じ、培養液流路13の弁15を
開くことにより行う。必要な量の培養液が融合チャンバ
7に入ったら、弁15を閉じる。さらに、融合させる細
胞を含む細胞懸濁液を、懸濁液チャンバ1にそれぞれ入
れる。懸濁液は、その液面が融合チャンバ液面より充分
高い位置になるようにチャンバに入れる。なお、細胞通
過検出器5の誤動作をふさぐため、細胞懸濁液は、細胞
以外の固形物を含まないことが望ましい。しかし、細胞
を他の固形物と区別して選択的に検出できる検出器を用
いる場合は、このかぎりでない。First, the culture solution is put into the fusion chamber 7.
This is done by closing all of the valves 4 and opening the valve 15 of the culture fluid flow path 13. When the required amount of culture solution has entered the fusion chamber 7, the valve 15 is closed. Further, cell suspensions containing cells to be fused are placed in the suspension chambers 1, respectively. The suspension is placed in the chamber so that its level is well above the level of the fusion chamber. In addition, in order to prevent malfunction of the cell passage detector 5, it is desirable that the cell suspension contains no solid matter other than cells. However, this is not the case when using a detector capable of selectively detecting cells by distinguishing them from other solid substances.
【0031】次に、融合させる細胞を、2つの懸濁液チ
ャンバ1からそれぞれ1個づつ、融合チャンバ7へ流し
込む。これは、制御装置8により行われる。制御装置8
は、2つの懸濁液チャンバ1の弁4を両方空け、それぞ
れ細胞が1個だけ孔3を通過したことが通過検出器5に
より検出された時点で閉じることにより、融合チャンバ
7へ融合する細胞を導入する。Next, the cells to be fused are poured from the two suspension chambers 1 into the fusion chamber 7 one by one. This is done by the control device 8. Control device 8
Cells fused to the fusion chamber 7 by opening both valves 4 of the two suspension chambers 1 and closing them when the passage detector 5 detects that only one cell has passed through the hole 3 To introduce.
【0032】なお、電極6には、あらかじめ高周波電圧
が印加されている。融合チャンバ7に入った2個の細胞
は、電極6に印加された高周波電圧による誘電泳動現象
によって、電極付近で会合する。この会合は、顕微鏡等
で確認することができる。使用者の指示に応じて、制御
装置8は、電極6に直流パルスを印加し、細胞を融合さ
せる。なお、融合の成否についても、顕微鏡等により確
認することができる。A high frequency voltage is applied to the electrode 6 in advance. The two cells that have entered the fusion chamber 7 associate near the electrodes due to the dielectrophoresis phenomenon caused by the high-frequency voltage applied to the electrodes 6. This association can be confirmed with a microscope or the like. According to a user's instruction, the control device 8 applies a DC pulse to the electrode 6 to fuse the cells. The success or failure of the fusion can also be confirmed with a microscope or the like.
【0033】融合後、制御装置8は、融合の成否を顕微
鏡等により確認した使用者の指示に応じて、融合チャン
バ7内の懸濁液を回収または廃棄用チャンバ11、12
に回収する。After the fusion, the control device 8 collects or discards the suspension liquid in the fusion chamber 7 in accordance with the user's instruction which confirms the success or failure of the fusion with a microscope or the like.
To collect.
【0034】融合が成功した場合、培養液流路13の弁
15を開き、融合チャンバ7内に培養液を流し込むと同
時に、回収チャンバ11の弁4とを開く。このようにす
れば、融合細胞を含む融合チャンバ7内の懸濁液は、培
養液に押し流されて、回収チャンバ11へ回収される。
制御装置8は、回収チャンバ11の孔3を細胞が通過し
たことを、通過検出器5により検出し、該弁4を閉じ
る。When the fusion is successful, the valve 15 of the culture solution flow path 13 is opened, the culture solution is poured into the fusion chamber 7, and at the same time, the valve 4 of the recovery chamber 11 is opened. In this way, the suspension containing the fused cells in the fusion chamber 7 is washed away by the culture medium and collected in the collection chamber 11.
The control device 8 detects that the cells have passed through the hole 3 of the recovery chamber 11 by the passage detector 5 and closes the valve 4.
【0035】失敗した場合は、培養液流路13の弁15
を開き、融合チャンバ7内に培養液を流し込むと同時
に、廃棄チャンバ12の弁4とを開く。このようにすれ
ば、融合しなかった細胞や細胞片等の不要物を含む融合
チャンバ7内の懸濁液は、培養液に押し流されて、廃棄
チャンバ12へ回収される。In case of failure, the valve 15 of the culture medium flow path 13
Is opened and the culture solution is poured into the fusion chamber 7, and at the same time, the valve 4 of the waste chamber 12 is opened. In this way, the suspension in the fusion chamber 7 that contains unfused cells and unwanted substances such as cell debris is washed away by the culture medium and collected in the discard chamber 12.
【0036】細胞の通過を確認する装置としては、フォ
トダイオードとレーザー光線の組み合わせで、細胞が通
過することによりフォトダイオードに発生する電流変化
を検出して確認する装置などを用いることができる。As a device for confirming passage of cells, a device for detecting and confirming a change in current generated in the photodiode due to passage of cells by a combination of a photodiode and a laser beam can be used.
【0037】(実施例2)本発明の細胞融合装置のう
ち、吸引ポンプ16により細胞を搬送する実施例を図2
に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施例1の細胞融
合装置と、次の点で異なっているが、その他の点では実
施例1と同様の構成を有している。。(Embodiment 2) Of the cell fusion apparatus of the present invention, an embodiment in which cells are conveyed by a suction pump 16 is shown in FIG.
Shown in. The cell fusion device of this example is different from the cell fusion device of Example 1 in the following points, but has the same configuration as that of Example 1 in other points. .
【0038】第1に、培養液流路13に、弁が設けられ
ていない。培養液容器14の液面は、融合チャンバ7の
液面より約5cm高くなっており、培養液は、融合チャ
ンバ7の液面が、流路13の流出口18の高さに達する
まで供給される。第2に、吸引ポンプ16が2つ設けら
れており、該ポンプ16は、吸入管19を介して、回収
チャンバ11および廃棄チャンバ12に連通されてい
る。また、吸入管19の吸入口17には、メンブランフ
ィルタが取付けられており、細胞などがポンプ16に吸
入されないようになっている。制御装置8は、実施例1
で述べられている、弁4の開閉、電極6の制御等の機能
に加え、ポンプ16の制御をする機能も有する。First, no valve is provided in the culture fluid passage 13. The liquid surface of the culture solution container 14 is about 5 cm higher than the liquid surface of the fusion chamber 7, and the culture solution is supplied until the liquid surface of the fusion chamber 7 reaches the height of the outlet 18 of the flow path 13. It Secondly, two suction pumps 16 are provided, and the pumps 16 are connected to the collection chamber 11 and the waste chamber 12 via the suction pipe 19. A membrane filter is attached to the suction port 17 of the suction pipe 19 so that cells and the like are not sucked into the pump 16. The control device 8 is the first embodiment.
In addition to the functions such as the opening and closing of the valve 4 and the control of the electrode 6 which are described in Section 1, the pump 16 has a function of controlling.
【0039】本実施例においても、実施例1と同様に、
弁を操作することにより、細胞を1個づつ選択的に融合
させ、回収することができる。しかし、実施例1が液面
の高低により細胞を搬送したのに対し、本実施例では、
回収または廃棄チャンバ11、12内を、吸引ポンプ1
6により減圧することにより、細胞を搬送する点で、実
施例1と異なっている。Also in this embodiment, as in the first embodiment,
By operating the valves, cells can be selectively fused and collected one by one. However, in contrast to Example 1 in which cells were transported depending on the height of the liquid surface, in this Example,
A suction pump 1 is installed in the collection or disposal chambers 11 and 12.
It is different from Example 1 in that cells are transported by reducing the pressure by 6.
【0040】(実施例3)本発明の細胞融合装置のう
ち、懸濁液チャンバ1内または培養液容器14内を加圧
することにより細胞を搬送する実施例を図3に示す。本
実施例の細胞融合装置は、実施例1の細胞融合装置と、
次の点で異なっているが、他の点では実施例1と同様の
構成を有している。(Embodiment 3) FIG. 3 shows an embodiment of the cell fusion apparatus of the present invention in which cells are transported by pressurizing the suspension chamber 1 or the culture medium container 14. The cell fusion device of the present embodiment is the same as the cell fusion device of the first embodiment,
The structure is the same as that of the first embodiment except for the following points.
【0041】本実施例の細胞融合装置は、懸濁液チャン
バ1と培養液容器14に、加圧機構20を有する。上記
加圧機構20は、ピストンを有し、該ピストンは、図示
しない駆動装置にピストン棒を介して連結されている。
また、制御装置8は、実施1で述べられている、弁4の
開閉、電極6の制御等の機能に加え、上記ピストンの駆
動装置の制御をする機能を有する。The cell fusion device of this embodiment has a pressure mechanism 20 in the suspension chamber 1 and the culture medium container 14. The pressurizing mechanism 20 has a piston, and the piston is connected to a driving device (not shown) via a piston rod.
The control device 8 has a function of controlling the piston drive device in addition to the functions of opening and closing the valve 4 and controlling the electrode 6 described in the first embodiment.
【0042】本実施例においても、実施例1と同様に、
弁を操作することにより、細胞を1個づつ選択的に融合
させ、回収することができる。しかし、実施例1が液面
の高低により細胞を搬送したのに対し、本実施例では、
懸濁液チャンバ1を加圧して、細胞を懸濁液チャンバ1
から融合チャンバ7内に搬送し、培養液容器14内を加
圧して、融合チャンバ7内の細胞を、回収チャンバ11
または廃棄チャンバ12内に回収する。加圧の圧力は、
約0.5Paとした。なお、融合後の細胞は、物理的刺
激に弱いため、融合細胞の回収時には、より穏やかに細
胞を移動させる必要がある。本実施例では、ピストンの
運動を制御装置8により制御することで、細胞の搬送速
度を制御することができるので、融合前と融合後との細
胞の搬送速度を変化させることができる。Also in this embodiment, as in the first embodiment,
By operating the valves, cells can be selectively fused and collected one by one. However, in contrast to Example 1 in which cells were transported depending on the height of the liquid surface, in this Example,
The suspension chamber 1 is pressurized to bring the cells into suspension chamber 1
From inside the fusion chamber 7 and pressurizes the inside of the culture medium container 14 to collect the cells in the fusion chamber 7 from the collection chamber 11
Alternatively, it is collected in the waste chamber 12. The pressure of pressurization is
It was set to about 0.5 Pa. Since the cells after fusion are vulnerable to physical stimulation, it is necessary to move the cells more gently when collecting the fused cells. In the present embodiment, since the cell transport speed can be controlled by controlling the movement of the piston by the control device 8, the cell transport speed before and after fusion can be changed.
【0043】(実施例4)本発明の細胞融合装置のう
ち、圧力センサ26を有し、懸濁液チャンバ1内または
培養液容器14内の圧力の印加を制御する実施例を図4
に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施例3の細胞融
合装置と、次の点で異なっているが、他の点では実施例
3と同様の構成を有する。(Embodiment 4) Of the cell fusion apparatus of the present invention, an embodiment having a pressure sensor 26 to control the application of pressure in the suspension chamber 1 or the culture solution container 14 is shown in FIG.
Shown in. The cell fusion device of this example is different from the cell fusion device of Example 3 in the following points, but has the same configuration as that of Example 3 in other points.
【0044】本実施例は、懸濁液チャンバ1と、融合チ
ャンバ7と、回収チャンバ11と、廃棄チャンバ12
と、培養液容器14とに圧力センサ26を有する。圧力
センサ26は、液圧を計測し、信号を制御装置8に送
る。加圧機構20の図示しない駆動装置は、制御装置8
により駆動され、懸濁液チャンバ1内または培養液容器
14内に圧力を加える。制御装置8は、マイクロコンピ
ュータ等であり、電極6の電圧の制御、弁の開閉の制御
の他に、各圧力センサ26からのデータに応じて、加圧
機構20の駆動を制御する機能を有する。In this embodiment, the suspension chamber 1, the fusion chamber 7, the recovery chamber 11, and the disposal chamber 12 are used.
And a pressure sensor 26 in the culture solution container 14. The pressure sensor 26 measures the hydraulic pressure and sends a signal to the control device 8. The drive device (not shown) of the pressurizing mechanism 20 is the control device 8
Driven by, pressure is applied to the suspension chamber 1 or the culture solution container 14. The control device 8 is a microcomputer or the like and has a function of controlling the drive of the pressurizing mechanism 20 according to the data from each pressure sensor 26, in addition to the control of the voltage of the electrode 6 and the control of the opening / closing of the valve. .
【0045】本実施例の装置においても、実施例3の装
置と同様に、加圧機構20により懸濁液チャンバ1内ま
たは培養液容器14内を加圧し、該液圧差を利用して細
胞を搬送する。しかし、本実施例は、懸濁液チャンバ1
と融合チャンバ7との液圧を圧力センサ26により検出
し、該液圧の差を制御装置8により一定にできる点で、
実施例3とは異なっている。このようにすれば、融合操
作を繰り返す間に懸濁液量が減少して液面が低下し、圧
力差が減少していくことを防ぐことができる。また、本
実施例によれば、懸濁液チャンバ1から融合チャンバ7
へ、および、融合チャンバ7から回収チャンバ11また
は廃棄チャンバ12へ、細胞が搬送される際の移動速度
を液圧に応じて精密に制御できる。Also in the apparatus of this embodiment, as in the apparatus of the third embodiment, the inside of the suspension chamber 1 or the culture solution container 14 is pressurized by the pressurizing mechanism 20, and cells are utilized by utilizing the difference in the liquid pressure. Transport. However, in this embodiment, the suspension chamber 1
The pressure sensor 26 detects the fluid pressure between the fusion chamber 7 and the fusion chamber 7, and the controller 8 can make the fluid pressure difference constant.
This differs from the third embodiment. By doing so, it is possible to prevent the amount of suspension from decreasing and the liquid level to decrease during the repetition of the fusing operation, and the pressure difference from decreasing. Further, according to the present embodiment, the suspension chamber 1 to the fusion chamber 7 are
, And the moving speed of the cells when they are transferred from the fusion chamber 7 to the collection chamber 11 or the disposal chamber 12 can be precisely controlled according to the liquid pressure.
【0046】(実施例5)本発明の細胞融合装置のう
ち、モニタカメラ27を有し、融合操作を自動化できる
実施例を図5に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施
例4の細胞融合装置と、次の点で異なっているが、他の
点では実施例4と同様の構成を有する。(Embodiment 5) Of the cell fusion apparatus of the present invention, an embodiment having a monitor camera 27 and capable of automating the fusion operation is shown in FIG. The cell fusion device of this example is different from the cell fusion device of Example 4 in the following points, but has the same configuration as that of Example 4 in other points.
【0047】本実施例は、画像入力装置としてモニタカ
メラ27を有する。また、制御装置8は、画像処理の機
能を有する。モニタカメラ27の視野は、融合チャンバ
7内に設定されており、モニタカメラ27は、視野内の
画像データを制御装置8に送る。制御装置8は、実施例
4における機能の他に、画像処理機能を有し、モニタカ
メラ27から得られた画像データを、パターン認識し、
細胞融合の成否を判断する。This embodiment has a monitor camera 27 as an image input device. The control device 8 also has an image processing function. The field of view of the monitor camera 27 is set in the fusion chamber 7, and the monitor camera 27 sends the image data in the field of view to the control device 8. The control device 8 has an image processing function in addition to the functions in the fourth embodiment, and performs pattern recognition on the image data obtained from the monitor camera 27,
Determine the success or failure of cell fusion.
【0048】すなわち、視野領域内を対象に、ヒストグ
ラムから閾値を設定し、二値化処理により細胞の輪郭を
求める。あるいは、視野領域内の画像データを微分処
理、または、差分処理し、細胞の輪郭を求める。細胞の
輪郭は、融合前の細胞では、ほぼ円形であるのに対し、
融合後の細胞は、2つの円を接続させた形をしている。
なお、融合直後の細胞は、会合した2つの細胞の輪郭で
ある、2つの円を接触させた、瓢形のような形(図22
(a))よりも、2つの細胞が接触している界面が拡が
った形(図22(b))をしているため、会合した細胞
と融合した細胞とを区別する必要がある場合は、この輪
郭の違いを利用する。上記制御装置8は、この、細胞の
輪郭の形の違いをパターン認識することにより、細胞融
合の成否を判断し、その後の後処理を決定する。該後処
理は、次のように行われる。That is, a threshold is set from the histogram for the inside of the visual field region, and the contour of the cell is obtained by the binarization process. Alternatively, image data in the visual field area is subjected to differential processing or differential processing to obtain the contour of the cell. The contour of the cell is almost circular in the cell before fusion, whereas
The cell after fusion has a shape in which two circles are connected.
It should be noted that the cells immediately after the fusion are in the shape of a gourd with two circles in contact with each other, which is the outline of two cells associated with each other (FIG.
Since the interface in which two cells are in contact has a wider shape than that in (a)) (FIG. 22 (b)), when it is necessary to distinguish between associated cells and fused cells, This difference in contour is used. The control device 8 determines the success or failure of the cell fusion by recognizing the difference in the contour shapes of the cells, and determines the subsequent post-processing. The post-processing is performed as follows.
【0049】細胞融合が成功し、融合細胞が得られた場
合、制御装置8は、図20に示すように、まず、培養液
流路13の弁15と、回収チャンバ11の弁4を開く
(ステップ200)。また、制御装置8は、圧力センサ
20により検出された融合チャンバ7内の液圧と培養液
容器14内の液圧との差に応じて、加圧機構20を操作
する(ステップ201)ことにより、培養液容器14内
の液圧を上げる。このようにすれば、融合チャンバ7内
の融合細胞は、培養液流路の流出口18から流れ込む培
養液に押し流され、回収チャンバ11に流れ込むことに
なる。制御装置8は、細胞が流入したことを検知器5に
より検出した時点で(ステップ202)、回収チャンバ
11の弁4を閉め、さらに、培養液流路13の弁15を
閉じる(ステップ203)。When the cell fusion is successful and the fused cells are obtained, the control device 8 first opens the valve 15 of the culture fluid channel 13 and the valve 4 of the recovery chamber 11 as shown in FIG. Step 200). Further, the control device 8 operates the pressurizing mechanism 20 according to the difference between the hydraulic pressure in the fusion chamber 7 detected by the pressure sensor 20 and the hydraulic pressure in the culture fluid container 14 (step 201). , Increase the liquid pressure in the culture solution container 14. By doing so, the fused cells in the fusion chamber 7 are pushed by the culture fluid flowing from the outlet 18 of the culture fluid channel and flow into the recovery chamber 11. The controller 8 closes the valve 4 of the recovery chamber 11 and further closes the valve 15 of the culture fluid flow path 13 (step 203) at the time when the detector 5 detects the inflow of cells (step 202).
【0050】また、細胞融合に失敗した場合、制御装置
8は、まず、培養液流路13の弁15と、廃棄チャンバ
11の弁4を開く(ステップ204)。また、制御装置
8は、圧力センサ20により検出された融合チャンバ7
内の液圧と培養液容器14内の液圧との差に応じて、加
圧機構20を操作する(ステップ205)ことにより、
培養液容器14内の液圧を上げる。このようにすれば、
融合チャンバ7内の融合細胞は、培養液流路の流出口1
8から流れ込む培養液に押し流され、廃棄チャンバ12
に流れ込むことになる。制御装置8は、一定の時間が経
過すると(ステップ206)、廃棄チャンバ12の弁4
と培養液流路13の弁15とを閉める(ステップ20
7)。When the cell fusion fails, the control device 8 first opens the valve 15 of the culture fluid channel 13 and the valve 4 of the discard chamber 11 (step 204). Further, the control device 8 controls the fusion chamber 7 detected by the pressure sensor 20.
By operating the pressurizing mechanism 20 in accordance with the difference between the liquid pressure inside and the liquid pressure inside the culture medium container 14 (step 205),
The liquid pressure in the culture solution container 14 is increased. If you do this,
The fused cells in the fusion chamber 7 are the outlet 1 of the culture fluid flow path.
8 is washed away by the culture fluid flowing in from the waste chamber 12
Will flow into. The controller 8 controls the valve 4 of the waste chamber 12 after a certain period of time (step 206).
And the valve 15 of the culture fluid channel 13 are closed (step 20).
7).
【0051】本実施例の細胞融合装置の制御装置8の処
理の概略を図19に示す。先ず、制御装置8は、必要に
応じて、弁15を開け、培養液容器14の加圧機構20
を操作することにより、培養液容器14から培養液を押
し出して、融合チャンバ7に培養液を入れる(ステップ
190)。さらに、制御装置8は、電極6に高周波電圧
を印加する(ステップ191)。次に、制御装置8は、
2つの懸濁液チャンバ1の弁4をそれぞれ開け、懸濁液
チャンバ1の加圧機構20をそれぞれ操作して(ステッ
プ192)、懸濁液チャンバ1内の液圧を上げ、細胞を
それぞれの懸濁液チャンバ1から1つだけ融合チャンバ
7内に押し出して、弁4を閉じる(ステップ193)。
さらに、制御装置8は、電極6に直流パルスを印加する
(ステップ194)。一定時間経過後、制御装置8は、
モニタカメラ27から得られた画像データをパターン認
識し(ステップ195)、細胞融合の成否を判断する
(ステップ196)。最後に、制御装置8は、融合の成
否に応じて上記後処理(ステップ197または198)
を行う。FIG. 19 shows an outline of the processing of the control device 8 of the cell fusion device of this embodiment. First, the control device 8 opens the valve 15 as necessary, and pressurizes the culture medium container 14 with the pressurizing mechanism 20.
Is operated to push the culture solution out of the culture solution container 14 and put the culture solution in the fusion chamber 7 (step 190). Further, the control device 8 applies a high frequency voltage to the electrode 6 (step 191). Next, the control device 8
The valves 4 of the two suspension chambers 1 are each opened, and the pressurizing mechanism 20 of the suspension chamber 1 is operated (step 192) to increase the fluid pressure in the suspension chamber 1 to remove the cells from the respective suspension chambers. Only one suspension chamber 1 is pushed into the fusion chamber 7 and the valve 4 is closed (step 193).
Further, the controller 8 applies a DC pulse to the electrode 6 (step 194). After a certain time has passed, the control device 8
The image data obtained from the monitor camera 27 is pattern-recognized (step 195) and the success or failure of cell fusion is determined (step 196). Finally, the control device 8 performs the above post-processing (step 197 or 198) depending on the success or failure of the fusion.
I do.
【0052】本実施例の細胞融合装置では、上記のよう
に、制御装置8が融合の成否判断を行い、その後の処理
を決定することができるので、さらに連続して、細胞融
合を行うことができる。すなわち、以上の処理を、使用
者からの終了指示があるまで繰り返して行う(ステップ
199)ことにより、本実施例の装置では、連続して1
対1の細胞融合を行うことができることになる。In the cell fusion device of this embodiment, as described above, the control device 8 can determine the success or failure of the fusion and determine the subsequent processing, so that the cell fusion can be performed continuously. it can. That is, by repeating the above processing until the user gives an end instruction (step 199), the apparatus according to the present embodiment continuously performs 1 operation.
It will be possible to perform a one-to-one cell fusion.
【0053】また、電極6に直流パルスを印加する前
(ステップ193と194との間)に、上記画像処理に
より細胞の輪郭を判断すれば、まだ2つの細胞が接触し
ていないのに直流パルスを印加することを回避できる。
さらに、細胞が器壁に付着している場合や、融合前に既
に細胞が損傷を受けている場合など、融合に適さない場
合に、融合操作を行わず、直接廃棄チャンバ12に廃棄
して、むだな融合操作を回避することができる。Before the DC pulse is applied to the electrode 6 (between steps 193 and 194), if the contour of the cell is judged by the above image processing, the DC pulse can be obtained even though the two cells are not yet in contact with each other. Can be avoided.
Further, when the cells are attached to the vessel wall, or when the cells are already damaged before the fusion, or when the cells are not suitable for the fusion, the cells are directly discarded in the discard chamber 12 without performing the fusion operation. It is possible to avoid a wasteful fusion operation.
【0054】(実施例6)つぎに、細胞単離機構に単離
チャンバ29を用いる細胞搬送機構の一例を図6に示
す。本実施例の細胞搬送機構によれば、余分な培養液を
懸濁液チャンバ1に戻し、最小限の培養液のみを細胞と
共に融合チャンバ7へ導入することができる。なお、本
実施例では、懸濁液チャンバ1から融合チャンバ7への
細胞の搬送を行っているが、融合チャンバ7と、回収チ
ャンバ11または廃棄チャンバ12との間に本実施例の
細胞搬送機構を設ければ、回収または廃棄のための搬送
を行うこともできる。(Embodiment 6) Next, FIG. 6 shows an example of a cell transport mechanism using the isolation chamber 29 as the cell isolation mechanism. According to the cell transport mechanism of the present embodiment, it is possible to return the excess culture solution to the suspension chamber 1 and to introduce only the minimum culture solution into the fusion chamber 7 together with the cells. In the present embodiment, cells are transferred from the suspension chamber 1 to the fusion chamber 7, but the cell transfer mechanism of the present embodiment is provided between the fusion chamber 7 and the collection chamber 11 or the discard chamber 12. If provided, it can be transported for collection or disposal.
【0055】本実施例では、懸濁液チャンバ1から融合
チャンバ7への細胞搬送機構以外の、融合チャンバ7内
で細胞を融合させ、回収チャンバ11または廃棄チャン
バ12に搬送する機構については、実施例1〜5に記載
されている、いずれの構成によって実現されてもよい。
また、他の機構により実現されてもよい。In this embodiment, other than the mechanism for transferring cells from the suspension chamber 1 to the fusion chamber 7, the mechanism for fusing cells in the fusion chamber 7 and transporting them to the recovery chamber 11 or the discard chamber 12 is carried out. It may be realized by any of the configurations described in Examples 1 to 5.
Also, it may be realized by another mechanism.
【0056】本実施例の細胞搬送機構は、単離チャンバ
29とポンプ28とを有する。単離チャンバ29は、流
路30を介して懸濁液チャンバ1に連通しており、流路
30の懸濁液チャンバ1への開口部には、駆動装置2を
有する弁4aが設置されている。さらに、流路30に
は、細胞の通過を検出する検出器5が備えられている。
また、単離チャンバ29は、懸濁液チャンバ1に、流路
31でも連通している。流路31の単離チャンバ29側
の開口部には、駆動装置2を有する弁4bが設置されて
おり、該流路31の途中にはポンプ28が備えられてい
る。単離チャンバ29は、流路32を介して融合チャン
バ7に連通しており、流路32には、駆動装置2を有す
る弁4cが設置されている。また、単離チャンバ29
は、流路13を介して培養液容器14とも連通してい
る。流路13の単離チャンバ29側の開口部には、駆動
装置2を有する弁4dが設置されている。培養液容器1
4の液面は、単離チャンバ29の液面より高くなってお
り、弁4dを開くと、培養液容器14から培養液が単離
チャンバ29に流れ込むようになっている。The cell transport mechanism of this embodiment has an isolation chamber 29 and a pump 28. The isolation chamber 29 communicates with the suspension chamber 1 via a flow passage 30, and a valve 4 a having a drive device 2 is installed at the opening of the flow passage 30 to the suspension chamber 1. There is. Further, the flow path 30 is provided with a detector 5 that detects passage of cells.
The isolation chamber 29 is also in communication with the suspension chamber 1 through the flow path 31. A valve 4b having the drive device 2 is installed at the opening of the flow path 31 on the isolation chamber 29 side, and a pump 28 is provided in the middle of the flow path 31. The isolation chamber 29 communicates with the fusion chamber 7 via a flow path 32, and the flow path 32 is provided with a valve 4c having the drive device 2. Also, the isolation chamber 29
Also communicates with the culture solution container 14 via the flow path 13. A valve 4 d having the drive device 2 is installed at the opening of the flow path 13 on the isolation chamber 29 side. Culture liquid container 1
The liquid level of No. 4 is higher than the liquid level of the isolation chamber 29, and when the valve 4d is opened, the culture solution flows from the culture solution container 14 into the isolation chamber 29.
【0057】すなわち、細胞懸濁液を循環させる循環系
流路として、本実施例の細胞搬送機構は、流路30、単
離チャンバ29、流路31、ポンプ28を経て再び懸濁
液チャンバ1へ戻る流路を備える。また、細胞を融合チ
ャンバ7へ流し込む搬送系流路として、流路13、単離
チャンバ29、流路32を備える。単離チャンバ29
は、循環系流路と搬送系流路で共有されている。本実施
例の細胞搬送機構は、各弁4a〜4dと、ポンプ28と
の動作を制御することにより、細胞を1個だけ単離チャ
ンバ29に保持し、該単離チャンバ29の連通する流路
を循環系流路から搬送系流路に切り換えることで、単独
の細胞を搬送するものである。That is, as the circulation system flow path for circulating the cell suspension, the cell transport mechanism of the present embodiment passes through the flow path 30, the isolation chamber 29, the flow path 31, and the pump 28 and again to the suspension chamber 1. And a flow path returning to. Further, a flow path 13, an isolation chamber 29, and a flow path 32 are provided as a transfer system flow path for flowing cells into the fusion chamber 7. Isolation chamber 29
Are shared by the circulation channel and the transport channel. The cell transport mechanism of the present embodiment holds only one cell in the isolation chamber 29 by controlling the operation of each of the valves 4a to 4d and the pump 28, and the flow path through which the isolation chamber 29 communicates. The cells are transported by switching from the circulation channel to the transport channel.
【0058】本実施例の細胞融合装置は、制御装置8を
有し、該制御装置8は、検出器5からの信号を受け、各
弁4a〜4dと、ポンプ28との動作を制御することが
できる。なお、図6には、懸濁液チャンバ1が1つの場
合の例が示されているが、懸濁液チャンバ1は、融合を
行う細胞の種類の数に応じて用意される。また、用意さ
れた全ての懸濁液チャンバ1に対して本実施例の細胞搬
送機構が備えられていてもよく、一部の懸濁液チャンバ
1に対して備えられていてもよい。The cell fusion device of this embodiment has a control device 8, which receives signals from the detector 5 and controls the operations of the valves 4a to 4d and the pump 28. You can Although FIG. 6 shows an example in which the number of suspension chambers 1 is one, the suspension chambers 1 are prepared according to the number of types of cells to be fused. Further, the cell transport mechanism of the present embodiment may be provided for all prepared suspension chambers 1, or may be provided for some suspension chambers 1.
【0059】本実施例の細胞搬送機構では、つぎのよう
にして細胞が搬送される。制御装置8の処理の流れを図
18に示す。なお、あらかじめ、懸濁液チャンバ1に
は、各弁4a〜4dを全て閉じた状態で、細胞懸濁液が
入れられている。The cell transporting mechanism of this embodiment transports cells as follows. The process flow of the control device 8 is shown in FIG. It should be noted that the cell suspension is previously stored in the suspension chamber 1 with all the valves 4a to 4d closed.
【0060】先ず、制御装置8は、弁4aおよび弁4b
を開き、ポンプ28を駆動する(ステップ181)。ポ
ンプ28は培養液を単離チャンバ29から懸濁液チャン
バ1へ送る働きを有する。これにより、懸濁液チャンバ
1に保持されている懸濁液の一部が流出し、流路30、
単離チャンバ29、流路31、ポンプ28を経て再び懸
濁液チャンバ1へ戻り、循環するようになる。なお、懸
濁液は、細胞が1個ずつばらばらに流路30を通過する
よう、十分希薄に調製されている。First, the controller 8 controls the valves 4a and 4b.
Is opened and the pump 28 is driven (step 181). The pump 28 has the function of pumping the culture medium from the isolation chamber 29 to the suspension chamber 1. As a result, a part of the suspension liquid held in the suspension chamber 1 flows out, and the flow path 30,
After passing through the isolation chamber 29, the flow path 31, and the pump 28, the suspension chamber 1 is returned to the suspension chamber 1 for circulation. It should be noted that the suspension is sufficiently diluted so that the cells pass through the flow channel 30 one by one.
【0061】制御装置8は、循環している液体に細胞が
含まれていない場合は、そのまま循環を続けるが、検出
器5により細胞の通過が検出されると、弁4aと4bと
を閉じ、ポンプ28を停止する(ステップ182)。こ
れにより、細胞が1個だけ単離チャンバ29に閉じ込め
られる。つぎに、制御装置8は、弁4cと4dとを開け
る(ステップ183)。このようにすれば、単離チャン
バ29内の細胞は、培養液容器14から流入した培養液
により、流路32を経て融合チャンバ7へ押し流される
ことになる。以上の操作により、細胞を1個だけ懸濁液
チャンバ11から融合チャンバ7へ搬送することができ
る。When the circulating liquid does not contain cells, the controller 8 continues the circulation as it is, but when the passage of the cells is detected by the detector 5, the valves 4a and 4b are closed, The pump 28 is stopped (step 182). As a result, only one cell is confined in the isolation chamber 29. Next, the control device 8 opens the valves 4c and 4d (step 183). In this way, the cells in the isolation chamber 29 are pushed by the culture fluid flowing from the culture fluid container 14 into the fusion chamber 7 via the flow path 32. By the above operation, only one cell can be transferred from the suspension chamber 11 to the fusion chamber 7.
【0062】すなわち、本実施例では、単離チャンバ2
9は単離した細胞を保持する機能を有し、該単離チャン
バ29を介する流路を、弁4a、4b、4c、4dの操
作により切り換えることで、細胞を単離し、単離した細
胞を融合チャンバ7へ搬送することができる。That is, in the present embodiment, the isolation chamber 2
9 has a function of holding the isolated cells, and the flow path through the isolation chamber 29 is switched by the operation of the valves 4a, 4b, 4c, 4d to isolate the cells, It can be transported to the fusion chamber 7.
【0063】なお、あらかじめ、単離チャンバ29に細
胞を単離して入れておけば、細胞懸濁液が非常に希薄で
あっても、細胞を融合チャンバ7へ入れる必要が生じた
とき、すぐに供給することができる。これにより、細胞
融合操作と並行して、上記の細胞単離操作を行えば、処
理時間を短縮できる。If the cells are isolated and put in the isolation chamber 29 in advance, even if the cell suspension is very thin, when the cells need to be put into the fusion chamber 7, they are immediately added. Can be supplied. Accordingly, the processing time can be shortened by performing the above-mentioned cell isolation operation in parallel with the cell fusion operation.
【0064】(実施例7)実施例6の細胞搬送機構に、
単離チャンバ29内に細胞が存在することを確認する手
段を付加した実施例の細胞搬送機構を図7に示す。(Example 7) In the cell transport mechanism of Example 6,
FIG. 7 shows the cell transport mechanism of the embodiment to which a means for confirming the existence of cells in the isolation chamber 29 is added.
【0065】本実施例の細胞搬送機構は、単離チャンバ
29内を視野とし、視野内の画像データを制御装置に送
る機能を有するモニタカメラ27を備え、制御装置8
は、実施例6における機能に加え、モニタカメラ27か
ら受け取った画像データを、パターン認識し、単離チャ
ンバ29内の細胞を確認する機能を有している。The cell transfer mechanism of this embodiment has a monitor camera 27 having a field of view inside the isolation chamber 29 and having a function of sending image data in the field of view to the control device.
In addition to the function of the sixth embodiment, has a function of pattern-recognizing the image data received from the monitor camera 27 and confirming the cells in the isolation chamber 29.
【0066】本実施例は、実施例6と同様の方法により
細胞を搬送する。しかし、本実施例では、細胞が流路3
0を通過したことを検出器5が検出し、弁4aと4bと
を閉じられたのち、制御装置8は、モニタカメラ27か
ら融合チャンバ7内の画像データを受け、画像処理を行
い、細胞の存在とその数を確認してから、該細胞を融合
チャンバ7へ流し込むする点で、実施例6と異なってい
る。。In this example, cells are delivered by the same method as in Example 6. However, in this embodiment, the cells are in the flow path 3
After the detector 5 detects that 0 has passed and the valves 4a and 4b are closed, the controller 8 receives the image data in the fusion chamber 7 from the monitor camera 27, performs image processing, and This is different from Example 6 in that the cells are poured into the fusion chamber 7 after the existence and the number thereof are confirmed. .
【0067】画像処理は、図21に示すように行われ
る。すなわち、視野領域内を対象に、ヒストグラムから
閾値を設定し、二値化処理により物体の輪郭を求める
(ステップ210)。なお、視野領域内の画像データを
微分処理、または、差分処理し、物体の輪郭を求めるこ
ともできる。細胞の輪郭はほぼ円形なので、視野内の物
体の輪郭をパターン認識することにより、細胞の存在お
よびその数を判断することができる。制御装置8は、該
判断を行った後、該細胞を融合チャンバ7へ搬送する
か、懸濁液チャンバ1へ戻すかを決定する。The image processing is performed as shown in FIG. That is, a threshold is set from the histogram for the inside of the visual field area, and the contour of the object is obtained by the binarization processing (step 210). It is also possible to obtain the contour of the object by subjecting the image data in the visual field area to differential processing or differential processing. Since the contours of cells are almost circular, the existence and number of cells can be determined by pattern recognition of the contours of objects in the visual field. After making the determination, the controller 8 determines whether the cells are transported to the fusion chamber 7 or returned to the suspension chamber 1.
【0068】視野内に物体が確認されなかった場合(ス
テップ211)は、弁4bを閉じる前に細胞が流路31
へ流出してしまったと考えられる。この場合、制御装置
8は、弁4aと4bとを再度開き、ポンプ28の駆動を
再開して、細胞の通過が検出器5により再度検出される
まで、懸濁液の循環を続ける。When no object is confirmed in the visual field (step 211), the cells are allowed to flow through the flow path 31 before closing the valve 4b.
It is thought that it has leaked to. In this case, the control device 8 opens the valves 4a and 4b again, restarts the drive of the pump 28, and continues circulating the suspension until the passage of cells is again detected by the detector 5.
【0069】視野内に、円形以外の物体が確認された場
合(ステップ212)は、2個以上の細胞が癒着してい
るか、重なりあっている、あるいは、既に損傷を受けて
いるものと考えられる。また、円形の物体が2個以上確
認された場合(ステップ213)も、2個以上の細胞が
単離チャンバ29内に入ってしまったものと考えられ
る。これらの場合も、やはり上記の場合と同様に、制御
装置8は弁4aと4bとを開き、ポンプ28を駆動さ
せ、検出された細胞を懸濁液チャンバ1へ戻し、再び懸
濁液を循環させる。When an object other than a circle is confirmed in the visual field (step 212), it is considered that two or more cells are adhered, overlapped with each other, or already damaged. . Also, when two or more circular objects are confirmed (step 213), it is considered that two or more cells have entered the isolation chamber 29. Also in these cases, as in the case described above, the controller 8 opens the valves 4a and 4b, drives the pump 28, returns the detected cells to the suspension chamber 1, and circulates the suspension again. Let
【0070】視野内に円形の物体が1個確認された場合
は、制御装置8は、弁4cと4dとを開き(ステップ1
83)、単離チャンバ29内に1個のみ存在している細
胞を融合チャンバ7へ流し込む。When one circular object is confirmed in the visual field, the control device 8 opens the valves 4c and 4d (step 1
83), Pour into the fusion chamber 7 only one cell present in the isolation chamber 29.
【0071】本実施例によれば、細胞を確実に1個だけ
融合チャンバへ搬送することができる。また、上記画像
処理により細胞の輪郭を判断すれば、融合前に既に細胞
が損傷を受けている場合など、融合に適さない場合に、
融合操作を行わず、直接廃棄チャンバ12に廃棄して、
むだな融合操作を回避することができる。According to this embodiment, only one cell can be reliably transferred to the fusion chamber. In addition, if the contours of the cells are judged by the above image processing, if the cells are already damaged before the fusion, such as when the cells are not suitable for the fusion,
Directly discard the waste into the discard chamber 12 without performing the fusion operation,
It is possible to avoid a wasteful fusion operation.
【0072】(実施例8)実施例7の細胞搬送機構を用
いた細胞融合装置を図8に示す。本実施例の細胞融合装
置は、2つの懸濁液チャンバ1を有し、該懸濁液チャン
バ1それぞれと融合チャンバ7との間に、実施例7と同
様の細胞搬送機構を備えている。(Embodiment 8) FIG. 8 shows a cell fusion apparatus using the cell transport mechanism of Embodiment 7. The cell fusion device of the present embodiment has two suspension chambers 1, and a cell transfer mechanism similar to that of the seventh embodiment is provided between each suspension chamber 1 and the fusion chamber 7.
【0073】本実施例のモニタカメラ27は、図示しな
い駆動装置を有し、該駆動装置によりモニタカメラ27
を移動させることで、視野を変化させることができ、融
合チャンバ7内と2つの単離チャンバ29内とをそれぞ
れ視野に納めることができる。The monitor camera 27 of this embodiment has a drive unit (not shown), and the monitor camera 27 is driven by the drive unit.
By moving, the field of view can be changed, and the inside of the fusion chamber 7 and the inside of the two isolation chambers 29 can be respectively included in the field of view.
【0074】本実施例の制御装置8は、実施例5の制御
装置8と同様の、融合チャンバ7内の画像を処理するこ
とにより細胞融合の成否を判断する機能と、実施例7の
制御装置8と同様の、単離チャンバ29内の画像を処理
することにより細胞の数を判断する機能とを合わせ持
つ。The control device 8 of the present embodiment has the same function as the control device 8 of the fifth embodiment for judging the success or failure of cell fusion by processing the image in the fusion chamber 7, and the control device of the seventh embodiment. It also has the same function as in No. 8 of judging the number of cells by processing the image in the isolation chamber 29.
【0075】本実施例によれば、各懸濁液チャンバ1内
に保持された細胞を、確実に1個ずつ融合させることが
でき、かつ、連続して複数回融合を行い、融合した細胞
のみを、回収チャンバ11に回収することができる。According to the present embodiment, the cells held in each suspension chamber 1 can be reliably fused one by one, and the cells are fused a plurality of times in succession, so that only the fused cells can be fused. Can be collected in the collection chamber 11.
【0076】(実施例9)次に、流路切り換え機構を用
いた細胞搬送機構の例を、図9に示す。本実施例の細胞
搬送機構も、実施例6の細胞搬送機構と同様に、余分な
培養液を懸濁液チャンバ1に戻し、最小限の培養液のみ
を細胞と共に融合チャンバ7へ導入することができる。
本実施例の細胞搬送機構は、回動可能な、内部に流路を
有する円盤を、流路切り換え機構として用い、単離チャ
ンバ29として、上記円盤内流路34を用いている。(Embodiment 9) Next, FIG. 9 shows an example of a cell transport mechanism using a flow path switching mechanism. As with the cell transport mechanism of the sixth embodiment, the cell transport mechanism of the present embodiment can return the excess culture solution to the suspension chamber 1 and introduce only the minimum culture solution into the fusion chamber 7 together with the cells. it can.
The cell transporting mechanism of the present embodiment uses a rotatable disc having a flow passage inside as a flow passage switching mechanism, and the above-mentioned disc internal flow passage 34 as the isolation chamber 29.
【0077】本実施例の流路切り換え機構は、流路34
を有する回動可能な円盤33と、図示しない駆動装置を
有し、該駆動装置は、円盤33を回動させる。制御装置
8は、上記駆動装置による回動を制御する機能を有す
る。本実施例では、流路30と流路31とのなす角度
は、流路13と流路32とのなす角度と等しくなってお
り、また、流路30と流路32とのなす角は180°で
ある。このため、本実施例の流路切り換え用円盤は、1
80°回動させることにより、流路30と流路31とを
連通させていた状態(図9(a)に図示)と、流路13
と流路32とを連通させる状態(図9(b)に図示)と
をとりうる。なお、流路13と流路32は、それぞれ、
培養液容器14と、融合チャンバ7とに連通している。The flow path switching mechanism of this embodiment is the same as the flow path 34.
And a drive device (not shown). The drive device rotates the disc 33. The control device 8 has a function of controlling rotation by the drive device. In this embodiment, the angle formed by the flow channels 30 and 31 is equal to the angle formed by the flow channels 13 and 32, and the angle formed by the flow channels 30 and 32 is 180. °. Therefore, the flow path switching disk of the present embodiment is 1
By rotating the channel 30 by 80 °, the channel 30 and the channel 31 are in communication with each other (shown in FIG. 9A) and the channel 13
And the flow path 32 can be communicated with each other (shown in FIG. 9B). The flow channel 13 and the flow channel 32 are respectively
The culture medium container 14 and the fusion chamber 7 communicate with each other.
【0078】本実施例の細胞搬送機構では、細胞は、次
のようにして懸濁液チャンバ1から融合チャンバ7へ搬
送される。In the cell transport mechanism of this embodiment, cells are transported from the suspension chamber 1 to the fusion chamber 7 as follows.
【0079】先ず、制御装置8は、あらかじめ図9
(a)に示すように流路30と流路31とを流路34を
介して連通させておき、ポンプ28を駆動させる。これ
により、懸濁液は、懸濁液チャンバ1から、流路30、
34、32、ポンプ28を経て再び懸濁液チャンバ1に
戻る。このように、懸濁液を循環させておき、検出器5
により細胞が通過したことが検出されると、制御装置8
は、ポンプ28を停止させ、円盤33を180°回動さ
せる。これにより、図9(b)に示すように流路13と
流路32が流路34を介して連通し、流路13から流入
する培養液により、流路34内の細胞は、流路32を介
して融合チャンバ7へ流れ込むことになる。なお、培養
液を流す機構は、実施例1のような液面の高低差によっ
てもよいし、実施例2のような減圧機構によってもよ
く、また、実施例3のような加圧機構によってもよい。First of all, the control device 8 is set in advance in FIG.
As shown in (a), the flow passage 30 and the flow passage 31 are communicated with each other via the flow passage 34, and the pump 28 is driven. This causes the suspension to flow from the suspension chamber 1 to the flow path 30,
It returns to the suspension chamber 1 again via 34, 32 and the pump 28. In this way, the suspension is circulated and the detector 5
When the passage of cells is detected by the controller, the control device 8
Stops the pump 28 and rotates the disk 33 by 180 °. As a result, as shown in FIG. 9B, the flow channel 13 and the flow channel 32 communicate with each other through the flow channel 34, and the culture fluid flowing from the flow channel 13 causes the cells in the flow channel 34 to flow through the flow channel 32. Will flow into the fusion chamber 7 via. The mechanism for flowing the culture solution may be the level difference of the liquid surface as in Example 1, the depressurizing mechanism as in Example 2, or the pressurizing mechanism as in Example 3. Good.
【0080】このようにすれば、実施例6の細胞搬送機
構より少ない培養液で、細胞を融合チャンバ7へ送りこ
むことができる。In this way, the cells can be sent to the fusion chamber 7 with a culture solution that is smaller than that of the cell transport mechanism of the sixth embodiment.
【0081】(実施例10)実施例9では、4方向に流
出入口を有する弁1つによる流路切り換え機構を備える
細胞搬送機構に付いて説明したが、本実施例では、3方
向に流出入口を有する円盤33による流路切り換え機構
を備える細胞搬送機構について、図10を用いて説明す
る。(Embodiment 10) In Embodiment 9, a cell transfer mechanism having a flow path switching mechanism with one valve having inflow and outflow ports in four directions was described, but in this embodiment, inflow and outflow ports in three directions are provided. A cell transfer mechanism including a flow path switching mechanism using the disc 33 having the above will be described with reference to FIG.
【0082】本実施例の細胞搬送機構は、2つの流路切
り換え用円盤33aと33bとを備え、該円盤33aと
33bとの間に流路35を有する。また、円盤33aと
33bとは、それぞれ流路34aと34bとを有し、3
方向の3つの流出入口の内、2つを連通する。また、円
盤33aと33bとは、それぞれ、回動のための図示し
ない駆動装置を有し、該駆動装置は、制御装置8により
制御される。円盤33aの3つの流出入口は、それぞ
れ、懸濁液チャンバ1と連通する流路30、融合チャン
バ7と連通する流路32、円盤33bと連通する流路3
5に通じており、円盤33aを回動することにより、こ
れら3つの流路30、32、35のうち、いずれか2つ
を連通することができる。また、円盤33bの3つの流
出入口は、それぞれ、培養液容器14と連通する流路1
3、懸濁液チャンバ1と、ポンプ28を介して連通する
流路31、円盤33aと連通する流路35に通じてお
り、円盤33bを回動することにより、これら3つの流
路15、31、35のうち、いずれか2つを連通するこ
とができる。The cell transport mechanism of this embodiment comprises two flow path switching discs 33a and 33b, and a flow passage 35 between the discs 33a and 33b. Further, the disks 33a and 33b have flow paths 34a and 34b, respectively.
Two of the three outflow ports in the direction are communicated. Further, each of the disks 33a and 33b has a drive device (not shown) for rotation, and the drive device is controlled by the control device 8. The three outlets and inlets of the disk 33a are respectively connected to the suspension chamber 1, the flow path 30 that communicates with the fusion chamber 7, and the flow path 3 that communicates with the disk 33b.
5, and by rotating the disc 33a, any two of these three flow paths 30, 32, 35 can be communicated. Further, the three outlets and inlets of the disc 33b are respectively connected to the culture fluid container 14 and the flow path 1
3. The suspension chamber 1 communicates with the flow passage 31 communicating with the suspension chamber 1 via the pump 28 and the flow passage 35 communicating with the disc 33a. By rotating the disc 33b, these three flow passages 15, 31 , 35 can communicate with each other.
【0083】本実施例の細胞搬送機構は、次のようにし
て細胞を搬送することができる。まず、制御装置は、図
10の(a)に示すように、円盤33aと33bとを操
作して、流路30、34a、35、34b、31を連通
させ、懸濁液を循環させる。検出器5が細胞の通過を検
知すると、制御装置は、円盤33aと33bとを回動さ
せ、図10(b)に示すように、流路32、34a、3
5、34b、13を連通させる。このようにすれば、流
路13から流れ込む培養液により、流路34a、35、
または34b内に存在する細胞を流路32を介して融合
チャンバ7へ流し込むことができる。The cell transport mechanism of this embodiment can transport cells as follows. First, as shown in (a) of FIG. 10, the control device operates the disks 33a and 33b to communicate the flow paths 30, 34a, 35, 34b, 31 and circulate the suspension. When the detector 5 detects passage of cells, the control device rotates the disks 33a and 33b, and as shown in FIG.
5, 34b, 13 are connected. In this way, the culture fluid flowing from the flow channel 13 causes the flow channels 34a, 35,
Alternatively, the cells present in 34b can be cast into the fusion chamber 7 via the channel 32.
【0084】なお、本実施例において、培養液容器14
から流路13を介して培養液を流し込む手段は、いずれ
の手段を採ってもよい。また、培養液容器14に連通し
ている弁34bと、融合チャンバ7に連通している弁3
4aとの並び方は、本実施例の逆であってもよい。すな
わち、培養液容器14に連通している弁34bの方が細
胞通過検出器5に近くてもよい。In this embodiment, the culture solution container 14
Any means may be used as a means for pouring the culture solution from the flow path 13 through the flow path 13. Further, the valve 34 b communicating with the culture medium container 14 and the valve 3 communicating with the fusion chamber 7
The arrangement with 4a may be the reverse of this embodiment. That is, the valve 34 b communicating with the culture solution container 14 may be closer to the cell passage detector 5.
【0085】(実施例11)次に、細胞融合処理を並列
的に行う細胞融合装置の実施例に付いて、図11と図1
6とを用いて説明する。本実施例は、複数のチャンバ部
(図16に図示)を有し、該チャンバ部により連続的に
細胞融合を行うことができる。(Embodiment 11) Next, referring to FIG. 11 and FIG. 1, an embodiment of a cell fusion apparatus for performing cell fusion processing in parallel will be described.
6 and will be described. This embodiment has a plurality of chamber parts (shown in FIG. 16), and cell fusion can be continuously performed by the chamber parts.
【0086】上記チャンバ部は、2つの懸濁液チャンバ
1と、融合チャンバ7とを有する。融合チャンバ7には
電極6を備え、細胞を融合させることができる。また、
融合チャンバ7は、回収チャンバ11と、廃棄チャンバ
12との連通をそれぞれ制御するための2つの弁4を有
する。The chamber section has two suspension chambers 1 and a fusion chamber 7. The fusion chamber 7 is provided with an electrode 6 so that cells can be fused. Also,
The fusion chamber 7 has two valves 4 for respectively controlling the communication between the collection chamber 11 and the waste chamber 12.
【0087】融合チャンバ7と各懸濁液チャンバ1との
間には、単離チャンバ29を備え、懸濁液チャンバ1と
単離チャンバ29との間の流路(図6の流路30に該当
する)には、弁4aを有している。さらに、単離チャン
バ29は弁4bと弁4eとを有する。弁4bは懸濁液チ
ャンバ1とをポンプ28を介して連通させる流路31と
の流入口に設置されている。また、弁4eは、融合チャ
ンバ7への流路32への懸濁液の流出と、培養液容器1
4に連通する流路13からの培養液の流出を同時に制御
する。すなわち、弁4eは、実施例6(図6に図示)の
弁4cと4dとの役割を同時に果たす。An isolation chamber 29 is provided between the fusion chamber 7 and each suspension chamber 1, and a flow path between the suspension chamber 1 and the isolation chamber 29 (a flow path 30 in FIG. 6 is provided). (Corresponding) has a valve 4a. Further, the isolation chamber 29 has a valve 4b and a valve 4e. The valve 4b is installed at the inlet of the flow path 31 that communicates with the suspension chamber 1 via the pump 28. In addition, the valve 4e is used to flow the suspension into the flow path 32 to the fusion chamber 7 and to bring the culture solution container 1 into consideration.
At the same time, the outflow of the culture solution from the flow path 13 communicating with the No. 4 is controlled. That is, the valve 4e simultaneously functions as the valves 4c and 4d of the sixth embodiment (shown in FIG. 6).
【0088】上記チャンバ部(図16)による細胞融合
の手順は、実施例8とほぼ同様である。すなわち、制御
装置8は、あらかじめ弁4aと弁4bとを開いておき、
単離チャンバ29、流路31、懸濁液チャンバ1を連通
させて、懸濁液チャンバ1内の懸濁液をポンプ28によ
って循環させる。細胞通過検出器5により細胞の通過が
検出されると、制御装置8は、弁4aと4bとを閉じ、
モニタカメラ27を介して得られる単離チャンバ29内
の画像データをもとに、細胞が1個かどうか判断する。
細胞が存在しないか、複数の場合は、再び弁4aと4b
とを開き、懸濁液の循環を再開する。細胞が1個の場
合、制御装置8は、弁4eを開く。培養液容器14は、
加圧機構20により、常に加圧されている。このため、
弁4eを開くと、流路13を経て培養液が単離チャンバ
29に流れ込み、内部の細胞を流路32を経て融合チャ
ンバ7へ押し流す。The procedure for cell fusion by the chamber section (FIG. 16) is almost the same as in Example 8. That is, the control device 8 opens the valves 4a and 4b in advance,
The isolation chamber 29, the flow path 31, and the suspension chamber 1 are communicated with each other, and the suspension in the suspension chamber 1 is circulated by the pump 28. When the passage of cells is detected by the cell passage detector 5, the controller 8 closes the valves 4a and 4b,
Based on the image data in the isolation chamber 29 obtained via the monitor camera 27, it is determined whether or not there is one cell.
If cells are absent or more than one, again valves 4a and 4b
Open and restart the circulation of the suspension. When the number of cells is one, the control device 8 opens the valve 4e. The culture solution container 14 is
The pressure is constantly applied by the pressure mechanism 20. For this reason,
When the valve 4e is opened, the culture fluid flows into the isolation chamber 29 through the flow path 13, and the cells inside are forced into the fusion chamber 7 through the flow path 32.
【0089】制御装置8は、一定時間経過後、弁4eを
閉じ、培養液の流れを止め、電極6に電圧を印加して、
細胞を融合させる。制御装置8は、モニタカメラ27か
ら送られた画像データをもとに、融合の成否を判断し、
判断結果に応じて、回収チャンバ11または廃棄チャン
バ12のいずれかに通じる流路の弁4を開く。また、制
御装置8は、弁4eも開き、培養液により融合チャンバ
7の内容物を回収チャンバ11または廃棄チャンバ12
に押し流す。The controller 8 closes the valve 4e after a certain period of time, stops the flow of the culture solution, and applies a voltage to the electrode 6,
Fuse the cells. The control device 8 judges the success or failure of the fusion based on the image data sent from the monitor camera 27,
Depending on the judgment result, the valve 4 of the flow path leading to either the recovery chamber 11 or the disposal chamber 12 is opened. Further, the control device 8 also opens the valve 4e, so that the contents of the fusion chamber 7 are collected by the culture solution in the collection chamber 11 or the discard chamber 12.
Flush away.
【0090】本実施例の細胞融合装置(図11に図示)
は、上記のようにして細胞融合処理を行うチャンバ部
(図16に図示)を複数備え、各チャンバ部の懸濁液チ
ャンバ1は、保持する細胞の種類ごとに流路31で接続
されている。また、各チャンバ部の融合チャンバ7は、
それぞれ1本の流路により、それぞれ単一の回収チャン
バ11および廃棄チャンバ12に接続されている。これ
により、融合されたすべての融合細胞は、同一の回収チ
ャンバに集められ、融合に失敗したものは、すべて同一
の廃棄チャンバに集められることになる。Cell fusion device of this example (illustrated in FIG. 11)
Includes a plurality of chambers (shown in FIG. 16) for performing the cell fusion process as described above, and the suspension chambers 1 of the respective chambers are connected to each other by a channel 31 for each type of cells to be held. . In addition, the fusion chamber 7 of each chamber unit,
Each of them is connected to a single collection chamber 11 and a single disposal chamber 12 by one flow path. As a result, all the fused cells that have been fused are collected in the same collection chamber, and those that failed in fusion are collected in the same disposal chamber.
【0091】本実施例の細胞融合装置の制御装置は、各
チャンバ部においてそれぞれ上記の細胞融合処理を連続
して行わせる機能を有する。なお、本実施例では、1台
のモニタカメラ27を、図示しない駆動装置により動か
すことで、全てのチャンバ部についての画像データを得
ているが、チャンバ部ごとにモニタカメラ27を備えて
もよい。このようにすれば、モニタカメラ27の移動に
要する時間を省略することができる。さらに、融合チャ
ンバ7および単離チャンバ29毎にモニタカメラ27を
用意してもよい。The controller of the cell fusion apparatus of this embodiment has a function of continuously performing the above cell fusion processing in each chamber section. In this embodiment, one monitor camera 27 is moved by a driving device (not shown) to obtain image data of all chamber parts, but a monitor camera 27 may be provided for each chamber part. . By doing so, the time required to move the monitor camera 27 can be omitted. Further, the monitor camera 27 may be prepared for each of the fusion chamber 7 and the isolation chamber 29.
【0092】本実施例によれば、効率よく、多量の融合
細胞を得ることができる。According to this example, a large amount of fused cells can be efficiently obtained.
【0093】(実施例12)本発明の細胞融合装置に、
電歪素子や磁歪素子などにより振動を発生する振動子を
備えさせることもできる。上記振動子を用いて、細胞融
合装置全体に微小振動を与えると、チャンバや流路の内
壁も振動することになるので、細胞が内壁に付着するこ
とを防ぐことができる。ゆえに、本実施例によれば、器
壁に細胞が付着することなく、効率よく細胞融合を行う
ことができる。Example 12 In the cell fusion device of the present invention,
It is also possible to provide a vibrator that generates vibration by an electrostrictive element or a magnetostrictive element. When microvibration is applied to the entire cell fusion device using the above vibrator, the inner walls of the chamber and the flow path also vibrate, so that cells can be prevented from adhering to the inner wall. Therefore, according to this example, cells can be efficiently fused without cells adhering to the organ wall.
【0094】以上説明してきたように、上記に列挙した
実施例によれば、以下の効果が得られる。上記各実施例
によれば、懸濁液チャンバ1に保持された懸濁液中の細
胞を確実に一つずつ取り出し、融合に供することができ
る。また、融合チャンバ7内の画像データの画像処理に
より、取り出した細胞が融合に望ましいものかどうかを
判断し、適していれば融合に供し、そうでなければ、融
合操作を行わずに廃棄チャンバ12に廃棄し、次の細胞
を取り出して融合手順を実行することができる。また、
画像処理を利用することにより、融合操作の自動化を図
ることができる。さらに、圧力センサ26により検出さ
れた各チャンバ内の液圧に応じて加圧または減圧の操作
を制御することにより、細胞移動の速さを調節でき、細
胞が破壊されることを防ぐことができる。さらに、単離
チャンバ29により、融合に望ましい細胞を、確実に1
個だけ融合に供する事ができる。また、融合操作と並行
してあらかじめ単離チャンバ内に細胞を用意しておくこ
とができるため、融合操作をスピードアップすることが
できる。また、融合装置に振動子を取り付けることによ
り、細胞が装置内壁に付着してしまうのを防ぐことがで
きる。As described above, according to the embodiments listed above, the following effects can be obtained. According to each of the above-described embodiments, the cells in the suspension held in the suspension chamber 1 can be reliably taken out one by one and used for fusion. Further, by image processing of the image data in the fusion chamber 7, it is judged whether or not the taken out cells are desirable for fusion, and if they are suitable, they are subjected to fusion. The fusion procedure can be performed by discarding the next cell and removing the next cell. Also,
By utilizing the image processing, the fusion operation can be automated. Furthermore, by controlling the pressurizing or depressurizing operation in accordance with the liquid pressure in each chamber detected by the pressure sensor 26, the speed of cell migration can be adjusted and the destruction of cells can be prevented. . In addition, the isolation chamber 29 ensures that the cells desired for fusion are
Only one can be used for fusion. In addition, since cells can be prepared in advance in the isolation chamber in parallel with the fusion operation, the fusion operation can be speeded up. Further, by attaching the vibrator to the fusion device, it is possible to prevent cells from adhering to the inner wall of the device.
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明の細胞搬送機構によれば、光トラ
ッピングを用いずに、融合に供する細胞を単離し、搬送
することができる。また、本発明の細胞融合装置によれ
ば、該細胞搬送機構を用い、選択的な細胞融合を行うこ
とができる。According to the cell transport mechanism of the present invention, cells to be fused can be isolated and transported without using optical trapping. Further, according to the cell fusion device of the present invention, selective cell fusion can be performed using the cell transport mechanism.
【図1】 液面の高低差により細胞を搬送する細胞融合
装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a cell fusion device that conveys cells by the difference in height of a liquid surface.
【図2】 回収チャンバ内または廃棄チャンバ内を減圧
することにより細胞を搬送する細胞融合装置の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a cell fusion device that conveys cells by reducing the pressure in the collection chamber or the waste chamber.
【図3】 懸濁液チャンバ内または培養液容器内を加圧
することにより細胞を搬送する細胞融合装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a cell fusion device that conveys cells by pressurizing the inside of a suspension chamber or the inside of a culture medium container.
【図4】 各チャンバ内の圧力を検出し、該圧力に応じ
て加圧機構の駆動を制御する細胞融合装置の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a cell fusion device that detects the pressure in each chamber and controls the drive of the pressurizing mechanism according to the pressure.
【図5】 画像処理により細胞融合の成否を判断し、判
断結果に応じて後処理を決定する細胞融合装置の説明
図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a cell fusion device that determines success or failure of cell fusion by image processing and determines post-processing according to the determination result.
【図6】 単離チャンバを用いた細胞搬送機構の説明
図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a cell transport mechanism using an isolation chamber.
【図7】 画像処理により、単離チャンバ内の細胞の存
在と個数とを確認する細胞搬送機構の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a cell transport mechanism that confirms the presence and number of cells in the isolation chamber by image processing.
【図8】 単離チャンバを有する細胞融合装置の説明
図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a cell fusion device having an isolation chamber.
【図9】 流路切り換え機構を用いた細胞搬送機構の説
明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of a cell transport mechanism using a flow path switching mechanism.
【図10】 流路切り換え機構に流路切り換え用円盤2
つを用いた細胞搬送機構の説明図。FIG. 10 is a flow path switching disk 2 in the flow path switching mechanism.
Explanatory drawing of the cell transport mechanism using the two.
【図11】 複数の細胞融合処理を並列に行う細胞融合
装置の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a cell fusion device that performs a plurality of cell fusion processes in parallel.
【図12】 積層型電歪素子を利用した弁の構造図。FIG. 12 is a structural diagram of a valve using a laminated electrostrictive element.
【図13】 バイモルフ型電歪素子を利用した弁の構造
図。FIG. 13 is a structural diagram of a valve using a bimorph type electrostrictive element.
【図14】 傾斜装置による細胞搬送機構を有する細胞
融合装置の説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram of a cell fusion device having a cell transport mechanism using a tilting device.
【図15】 従来技術による細胞融合装置の説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of a cell fusion device according to a conventional technique.
【図16】 複数の細胞融合処理を並列に行う細胞融合
装置のチャンバ部の拡大図。FIG. 16 is an enlarged view of a chamber section of a cell fusion device that performs a plurality of cell fusion processes in parallel.
【図17】 制御装置の構成図。FIG. 17 is a configuration diagram of a control device.
【図18】 単離チャンバを用いた細胞搬送機構の制御
装置における、制御処理の流れ図。FIG. 18 is a flow chart of control processing in the control device of the cell transfer mechanism using the isolation chamber.
【図19】 画像処理により細胞融合を自動化する際
の、制御装置の制御処理の流れ図。FIG. 19 is a flowchart of control processing of the control device when automating cell fusion by image processing.
【図20】 融合の成否に応じた後処理の流れ図。FIG. 20 is a flowchart of post-processing depending on the success or failure of fusion.
【図21】 画像処理により融合に供する細胞を選択す
る際の、制御装置の制御処理の流れ図。FIG. 21 is a flow chart of control processing of the control device when selecting cells to be fused by image processing.
【図22】 会合した細胞の輪郭と、融合した細胞の輪
郭を示す説明図。FIG. 22 is an explanatory view showing contours of associated cells and fused cells.
1:懸濁液チャンバ、2:弁の駆動装置、3:チャンバ
の孔、4:弁、5:細胞通過検出器、6:電極、7:融
合チャンバ、8:制御装置、9:中央処理装置、10:
記憶装置、11:回収チャンバ、12:廃棄チャンバ、
13:培養液流路、14:培養液容器、15:培養液流
路の弁、16:吸引ポンプ、17:吸入管の吸入口、1
8:培養液流路の流出口、19:吸入管、20:加圧機
構、21:流路、22:電歪素子、23:融合容器、2
4、25:傾斜装置、26:圧力センサ、27:モニタ
カメラ、28:ポンプ、29:単離チャンバ、30、3
1、32:流路、33:流路切り換え用円盤、34:円
盤内流路、35:円盤間流路、36:インタフェース
部、37:入出力装置。1: Suspension chamber, 2: Valve driving device, 3: Chamber hole, 4: Valve, 5: Cell passage detector, 6: Electrode, 7: Fusion chamber, 8: Controller, 9: Central processing unit 10:
Storage device, 11: recovery chamber, 12: waste chamber,
13: culture fluid channel, 14: culture fluid container, 15: valve of culture fluid channel, 16: suction pump, 17: suction port of suction pipe, 1
8: Outflow port of culture solution flow path, 19: Intake tube, 20: Pressurization mechanism, 21: Flow path, 22: Electrostrictive element, 23: Fusion container, 2
4, 25: tilting device, 26: pressure sensor, 27: monitor camera, 28: pump, 29: isolation chamber, 30, 3
1, 32: flow path, 33: flow path switching disk, 34: disk flow path, 35: disk flow path, 36: interface unit, 37: input / output device.
Claims (14)
めの、少なくとも1つの懸濁液チャンバと、該懸濁液チ
ャンバに連通した流路とを有し、細胞を搬送するための
細胞搬送機構において、 上記細胞懸濁液中の細胞を1個ずつ分離して流路に誘導
する単離機構と、 液圧差により液を流動させる流動機構とを有し、 細胞を1個ずつ搬送する細胞搬送機構。1. At least one suspension chamber for holding a cell suspension in which cells are suspended, and a flow path communicating with the suspension chamber, for transporting cells. In the cell transport mechanism, the cell suspension has an isolation mechanism that separates the cells in the cell suspension one by one and guides them to the flow channel, and a flow mechanism that causes the liquid to flow due to the hydraulic pressure difference. Cell transport mechanism to transport.
構を有することを特徴とする細胞搬送機構。2. The cell transport mechanism according to claim 1, wherein the flow mechanism has a mechanism for applying pressure to the suspension chamber.
に応じて、印加する圧力を調整することを特徴とする細
胞搬送機構。3. A pressure sensor for measuring a liquid pressure according to claim 2, wherein the flow mechanism adjusts an applied pressure according to the liquid pressure measured by the pressure sensor. Cell transport mechanism.
差により液を流動させる機構であることを特徴とする細
胞搬送機構。4. The cell transfer mechanism according to claim 1, wherein the flow mechanism is a mechanism that causes the liquid to flow due to a difference in height of the liquid level between the suspension chamber and the flow channel.
傾斜機構を有することを特徴とする細胞搬送機構。5. The cell transport mechanism according to claim 4, wherein the isolation mechanism has a tilt mechanism that tilts the flow path to control the flow of the liquid.
することを特徴とする細胞搬送機構。6. The cell transport mechanism according to claim 1, wherein the isolation mechanism has a valve, and the cell is isolated by opening and closing the valve.
検出器を有し、 上記検出器の送信する信号に応じて弁を開閉することを
特徴とする細胞搬送機構。7. The isolation mechanism according to claim 6, wherein the isolation mechanism has a detector that detects passage of cells and transmits a signal, and opens and closes a valve according to a signal transmitted by the detector. Cell transport mechanism to be.
を、循環系流路から搬送系流路へ切り換えることで、細
胞を単離することを特徴とする細胞搬送機構。8. The isolation mechanism according to claim 1, wherein the isolation channel shares the circulation channel for circulating the cell suspension, the isolation chamber forming a part of the channel, and the isolation chamber. A cell is isolated by having a transfer system flow path and a flow path switching mechanism, and switching the flow path of the cells transferred from the circulation system flow path to the transfer system flow path by the flow path switching mechanism. A cell transport mechanism characterized in that
少なくとも1つの懸濁液チャンバと、細胞を融合させる
ための融合チャンバと、融合した細胞を回収するための
回収チャンバと、細胞を接触させ、かつ、融合させるた
めの電極とを有し、細胞を融合させる細胞融合装置にお
いて、 請求項1に記載の細胞搬送機構を有することを特徴とす
る細胞融合装置。9. At least one suspension chamber holding a cell suspension for fusion, a fusion chamber for fusing cells, a collection chamber for collecting the fused cells, and a cell A cell fusion device that has an electrode for contacting and fusing, and a cell fusion device that fuses cells, comprising the cell transport mechanism according to claim 1.
し、細胞の輪郭に基づいて判断を下す機能を有し、 上記判断に応じてあらかじめ定められた手順を実行する
ことを特徴とする細胞融合装置。10. The control device according to claim 9, further comprising a control device and an image input device, wherein the control device analyzes image data obtained via the image input device and makes a judgment based on a contour of a cell. A cell fusion device having a function and performing a predetermined procedure according to the above determination.
特徴とする細胞融合装置。11. The cell fusion device according to claim 10, wherein the determination of the control device is determination of success or failure of fusion.
かの判断であることを特徴とする細胞融合装置。12. The cell fusion device according to claim 10, wherein the control device determines whether or not the cells are suitable for fusion.
した細胞を回収する処理と、融合に失敗した細胞を前記
融合チャンバから除去する処理とを含むことを特徴とす
る細胞融合装置。13. The control device according to claim 10, 11 or 12, wherein the control device has a function of controlling the cell transport mechanism and the electrode, and a function of continuously and repeatedly performing a cell fusion process. The fusion process includes a process of transporting cells, a process of fusing cells, a process of collecting the fused cells, and a process of removing cells that have failed in fusion from the fusion chamber. apparatus.
内壁を振動させる位置に備え、 上記振動子の発生する振動により、上記内壁に細胞が付
着することを防ぐ細胞融合装置。14. The vibrator according to claim 9, wherein a vibrator that generates vibration is provided at a position where the inner wall of the chamber and / or the flow path is vibrated, and the vibration generated by the vibrator prevents cells from adhering to the inner wall. Cell fusion device to prevent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18363293A JPH0731457A (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Cell transfer mechanism and cell fusion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18363293A JPH0731457A (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Cell transfer mechanism and cell fusion apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0731457A true JPH0731457A (en) | 1995-02-03 |
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ID=16139176
Family Applications (1)
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JP18363293A Pending JPH0731457A (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Cell transfer mechanism and cell fusion apparatus |
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1993
- 1993-07-26 JP JP18363293A patent/JPH0731457A/en active Pending
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