JP6439268B2 - 細胞捕捉デバイス及び細胞捕捉装置 - Google Patents

Description

本発明は、細胞捕捉デバイス及び細胞捕捉装置に関する。

「悪性腫瘍」とも呼ばれるがんは進行した場合生体の生命維持に重大な支障をきたすため、治療方法について種々検討されている。がん患者の治療方針を決める際の目安になるものとして、がんの転移の有無がある。転移はがん細胞が血管やリンパ管中に侵入し、これらを経由して体中に広がって他の臓器にがん細胞が移り住むことによる。したがって、血中のがん細胞の有無及びその量の測定は、がんの転移予測をするに際して重要な情報となる。このような血管又はリンパ管を通じて人の体内を循環するがん細胞は、血中循環がん細胞（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｔｕｍｏｒ Ｃｅｌｌ：ＣＴＣ）と呼ばれている。

転移がんの検査又は抗がん剤の評価のためにＣＴＣを捕える従来技術としては、例えば、特許文献１に示すように、ＣＴＣをフィルタで捕捉する方法が知られている。特許文献１では、フィルタの半導体技術を用いた製造方法、フィルタを収納したセルユニットの形状、並びに、血液及び処理液を流す流路の構造が示されている。具体的には、フィルタを収納したセルユニットにがん細胞を含んだ血液を流すことでがん細胞を捕捉し、フィルタ上に存在する細胞を染色によりがん細胞と同定する構成が示されている。また、特許文献２、３には、がん細胞および免疫細胞の少なくとも一方を含む細胞分散液を通過させて、前記がん細胞および前記免疫細胞の少なくとも一方に、物理的作用、化学的作用及び生理活性作用の少なくとも一種を付与することができる細胞処理カートリッジを備える体液処理システムが開示されている。また、特許文献４には、ニッケル基板に微細貫通孔を有するニッケル基板の上下に試料供給口を備えるポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）製上部部材と試料排出口を備える下部部材を備えるマイクロ流体デバイスが開示されている。

米国特許出願公開第２０１１／００５３１５２号明細書 特開２０１０−２２７０１１号公報 特開２０１０−７５１９１号公報 特開２０１１−１６３８３０号公報

しかしながら、特許文献１〜４記載の装置を用いた場合、血中のがん細胞を捕捉する操作を行う際に、気泡が混入する可能性がある。特に、フィルタ近隣の流路に気泡が混入した場合には、気泡が液体の流れを阻害するため、例えば、フィルタの全面に対して血液が十分に供給されずに捕捉効率が大きく低下するため、検体の処理の効率が著しく低下するという懸念がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、内部への気泡の混入を抑制し、細胞の捕捉に係る処理を効率よく行うことが可能な細胞捕捉デバイス及びこの細胞捕捉デバイスを含む細胞捕捉装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る細胞捕捉デバイスは、被検液又は前記被検液中の細胞を処理するための処理液を内部に導入するための導入流路と、導入された前記被検液又は前記処理液を外部に排出するための排出流路と、複数の貫通孔が厚み方向に形成されて、前記導入流路と前記排出流路との間の流路上に前記被検液又は前記処理液が該貫通孔を通過するように配置されたフィルタと、前記導入流路、前記排出流路及び前記フィルタが内部に設けられた筐体と、を備える細胞捕捉デバイスであって、前記導入流路及び前記排出流路は、それぞれ、前記筐体の表面において、前記被検液又は前記処理液を外部との間で流通させるための外部流路を接続可能な流路接続部を有し、前記流路接続部は、それぞれ前記被検液又は前記処理液の流通を開放及び閉鎖する開閉弁を備え、前記開閉弁は、前記流路接続部に対して前記外部流路が接続されている場合には、前記被検液又は前記処理液の流通を開放し、前記流路接続部に対して前記外部流路が接続されていない場合には、前記被検液又は前記処理液の流通を閉鎖することを特徴とする。

上記の細胞捕捉デバイスによれば、流路接続部の開閉弁により、外部流路が接続されている場合には細胞捕捉デバイスにおける被検液又は処理液の流通を開放する一方で、外部流路が接続されていない場合には、被検液又は処理液の流通が閉鎖される。すなわち、外部の流路の接続の有無によって開放と閉鎖とを切り替える構成を有することで、細胞捕捉デバイスの内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制することができる。また、気泡の発生を抑制することによって、細胞捕捉の効率の低下を抑制することができ、細胞捕捉に係る処理を効率よく行うことができる。

ここで、上記作用を効果的に奏する構成として、例えば、前記開閉弁は、前記流路接続部において前記導入流路又は前記排出流路を封止するように設けられた弾性部材により構成される態様が挙げられる。

また、上記作用を効果的に奏する他の構成として、例えば、前記開閉弁は、前記流路接続部において前記導入流路又は前記排出流路を封止するように設けられた平板上の封止部材と、前記封止部材を移動可能に支持する弾性部材とにより構成される態様が挙げられる。

また、上記の細胞捕捉デバイスでは、前記導入流路及び前記排出流路の流路接続部は、前記筐体の同一平面上に設けられていることが好ましい。このように、筐体の同一平面上に流路接続部が設けられることで、外部流路との接続及び切断に係る作業効率を高めることができる。

また、本発明に係る細胞捕捉装置は、上記の細胞捕捉デバイスと、前記被検液を収納する被検液収納容器と、前記被検液収納容器と前記細胞捕捉デバイスの前記導入流路とを接続する外部流路であって、前記導入流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する被検液流路と、前記フィルタを通過することで前記フィルタに捕捉された細胞を処理するための前記処理液を収納する処理液収納容器と、前記処理液収納容器と前記細胞捕捉デバイスの前記導入流路とを接続する外部流路であって、前記導入流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する処理液流路と、前記細胞捕捉デバイスの前記排出流路に接続される外部流路であって、前記排出流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する系外排出用流路と、前記細胞捕捉デバイスに対して供給する液を前記被検液及び前記処理液から選択する選択手段と、前記選択手段の選択結果に基づいて、前記被検液収納容器からの被検液又は前記処理液収納容器からの処理液を前記細胞捕捉デバイスに供給する送液手段と、を備えることを特徴とする。

上記の細胞捕捉装置によれば、細胞捕捉デバイスにおける流路接続部の開閉弁により、外部流路たる被検液流路、処理液流路及び系外排出用流路が接続されている場合には細胞捕捉デバイスにおける被検液又は処理液の流通を開放する一方で、被検液流路、処理液流路及び系外排出用流路が接続されていない場合には、被検液又は処理液の流通が閉鎖される。すなわち、外部の流路の接続の有無によって開放と閉鎖とを切り替える構成を有することで、細胞捕捉デバイスの内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制することができる。また、気泡の発生を抑制することによって、細胞捕捉の効率の低下を抑制することができ、細胞捕捉に係る処理を効率よく行うことができる。

また、上記の細胞捕捉装置は、前記細胞捕捉デバイスを移動可能に支持する第１の移動手段をさらに備える態様とすることが好ましい。

このように細胞捕捉デバイスを移動可能に支持する第１の移動手段を備えることで、例えば、外部流路たる被検液流路、処理液流路及び系外排出用流路を固定した状態で、細胞捕捉デバイスを第１の移動手段により移動させることで細胞デバイスと外部流路との接続及び切断を容易に行うことができる。したがって、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制できると共に、外部流路との接続及び切断に係る作業効率を高めることができる。

また、第２の移動手段に支持され、一端側が前記処理液流路の前記デバイス接続部と接続可能であると共に、他端側が前記系外排出用流路の前記デバイス接続部と接続可能であるバイパス流路をさらに備える態様とすることが好ましい。

このようにバイパス流路をさらに備えることで、処理液収納容器からの処理液流路に気泡が含まれている場合に、細胞捕捉デバイスを処理液流路に接続する前に、バイパス流路を処理液流路及び系外排出用流路に対して接続した状態で処理液を処理液流路内に流すことで、処理液流路から気泡を排除することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際の気泡の発生をより効果的に抑制することができる。

本発明によれば、内部への気泡の混入を抑制し、細胞の捕捉に係る処理を効率よく行うことが可能な細胞捕捉デバイス及びこの細胞捕捉デバイスを含む細胞捕捉装置が提供される。

本発明の実施形態に係る細胞捕捉装置の概略構成を説明する図である。 細胞捕捉装置を構成する細胞捕捉デバイスの概略構成を説明する図である。 細胞捕捉装置を構成する細胞捕捉デバイスの概略構成を説明する図であり、図２のIII−III線に沿った断面図に対して細胞捕捉デバイス内の流路を破線で追記した図である。 細胞捕捉デバイスの流路接続部の概略構成を説明する図である。 細胞捕捉デバイスに対して外部流路を接続する際の接続方法を説明する図である。 細胞捕捉デバイスに対して外部流路を接続した際の概略構成を説明する図である。 細胞捕捉デバイスの流路接続部に外部流路を接続する際の構成を説明する図である。 細胞捕捉デバイスの流路接続部についての変形例及び流路のデバイス接続部の変形例を説明する図である。 細胞捕捉デバイスの流路接続部についての変形例及び流路のデバイス接続部の変形例を説明する図である。 細胞捕捉デバイスの流路接続部についての変形例及び流路のデバイス接続部の変形例を説明する図である。 細胞捕捉装置の変形例について説明する図である。 細胞捕捉装置の変形例について説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（細胞捕捉装置）
図１は本実施形態に係る細胞捕捉装置の構成を説明する図である。細胞捕捉装置は、被検液となる細胞分散液をフィルタによってろ過することで、被検液中に含まれる細胞を捕捉する装置である。また、フィルタにより捕捉された細胞について、染色液等の処理液を用いて染色することで、細胞の特定及び細胞の個体数のカウント等が行われる。被検液となる細胞分散液としては、例えば血液が挙げられる。また、細胞捕捉装置は、例えば、ＣＴＣと呼ばれる循環癌細胞を含む血液中から、血液中に含まれる赤血球、血小板及び白血球（以下、これらを総称して「血球成分」とする）を通過させる一方で、ＣＴＣを捕捉する目的に好適に用いられる。

図１に示すように、細胞捕捉装置１００は、細胞を捕捉するためのフィルタが内部に設けられた細胞捕捉デバイス１、細胞捕捉デバイス１に対して処理液（試薬）を供給するための軟質チューブからなる流路３（処理液流路）、細胞捕捉デバイス１に対して被検液を供給するための軟質チューブからなる流路４（被検液流路）が設けられている。図１では、細胞捕捉デバイス１と流路３及び細胞捕捉デバイス１と流路４はそれぞれ離間されているが、細胞捕捉装置１００を用いて細胞を捕捉して観察を行うための処理を行う場合にはこれらは接続される。この点については、後述の流路９についても同様である。

流路３の上流側には、互いに異なる処理液（試薬）が入れられている複数の処理液収納容器５が設けられる。処理液収納容器５に投入される処理液としては、細胞を染色するための染色液、フィルタに捕捉された細胞等を洗浄するための洗浄液、細胞を腐敗等から保護するための固定液、染色液が細胞内部に浸透できるようにするための透過液等が挙げられる。図１に示す複数の処理液収納容器５は、カバー部材５Ａによって封止されているが、この構成は特に限定されない。

複数の処理液収納容器５に対してはそれぞれ軟質チューブ６が挿入されて個別の流路（処理液流路）を形成している。そして、これらの流路が選択バルブ８に対して接続されており、選択バルブ８を回転させることにより流路３に対して接続する処理液が選択され、選択された処理液が収容された処理液収納容器５に対して挿入された軟質チューブ６と流路３とが接続される。

使用時に細胞捕捉デバイス１に対して接続される流路４には、内部に被検液として細胞を含んだ血液が納められた被検液収納容器１０が接続されている。細胞捕捉デバイス１に対しては、処理液及び被検液を同時に供給するのではなく、いずれか一方を供給する構成となっている。処理液及び被検液のいずれの液を供給するかの制御は流路３、４のそれぞれに対して取り付けられたバルブ１２、１３によって切り替える。例えば、被検液を細胞捕捉デバイス１に対して供給する場合は、バルブ１２を閉とし、バルブ１３を開とする。バルブ１２、１３としては、軟質チューブを加圧変形させてその流れを遮断するピンチバルブを用いることができる。

なお、図１以降の図面では、説明のためにＸＹＺ軸を示している。このうち、ＸＹ軸により示されるＸＹ平面が、いわゆる水平面に相当し、Ｚ軸が鉛直線を示す。また、本実施形態に係る細胞捕捉装置１００全体としての配置の方向を示す目的ではなく、細胞捕捉デバイス１の構成を説明するために示している。すなわち、細胞捕捉装置１００を構成する処理液収納容器５及び被検液収納容器１０は、それぞれ液が収納される容器であり、底面がＺ軸に対して交差する方向に配置されて、底面に対してＺ軸に沿って上方に容器の開口が設けられている。

細胞捕捉デバイス１に対して処理液及び被検液のうちのいずれかの液を供給する場合、細胞捕捉デバイス１の上流側の流路３、４を細胞捕捉デバイス１に対して接続すると共に、細胞捕捉デバイス１の下流側の軟質チューブからなる流路９（系外排出用流路）を細胞捕捉デバイス１に対して接続する。そして、流路９上に設けられたポンプ１４（供給手段）の駆動によって目的の液を吸引することで液の供給が行われる。ポンプ１４は回転数の変化により流路中の液の流速を変えることが可能な構造となっている。ポンプ１４としては、例えば軟質チューブに対する加圧による蠕動点を順次移動させる蠕動ポンプ（ペリスタルティックポンプ）を用いることができる。ポンプ１４の駆動により、処理液、被検液等の液は流路３又は流路４の内部を細胞捕捉デバイス１に向かう方向に流れ、細胞捕捉デバイス１に供給される。そして、細胞捕捉デバイス１を通過した液は、流路９を経て廃液容器１６に流れ込む構造となっている。これらの構造により、被検液中の細胞が細胞捕捉デバイス１内の流路上に設けられたフィルタによって捕捉されると共に、染色液により細胞が染色される。

流路３、４、９の細胞捕捉デバイス１側の端部には、それぞれ注射針のように中空であり且つ先端部分が針状に加工されたデバイス接続部３１、４１、９１を備える。デバイス接続部３１、４１、９１が細胞捕捉デバイス１に対して挿入されることで、流路３、４、９と細胞捕捉デバイス１とが接続される。この構成については後述する。デバイス接続部３１、４１、９１は、支持具等によって固定されていることが好ましい。デバイス接続部３１、４１、９１を支持した状態で細胞捕捉デバイス１を移動させて、細胞捕捉デバイス１の取付け及び取り外しを行うことで、デバイス接続部３１、４１、９１を個別に移動させる場合と比較して、作業効率の向上が図られる。

細胞捕捉デバイス１は、移動装置１７（第１の移動手段）により移動可能に支持される。移動装置１７は、固定台１８と、固定台上に対してＸＹ平面に沿って移動可能な取付台１９と、駆動モータ２０とを含んで構成され、駆動モータ２０の回転により、取付台１９がＸ軸方向又はＹ軸方向に移動する（本実施形態の移動装置１７は、Ｙ軸方向に移動する）。細胞捕捉デバイス１は、取付台１９の上方に固定されることで、取付台１９の移動と共に移動可能となる。移動方向は上記に限定されないが、移動装置１７によって細胞捕捉デバイス１が移動することで、流路３、４、９と細胞捕捉デバイス１との接続／切断が切り換えられる。

上記の各部の制御は、制御部（選択手段、送液手段／図示せず）による制御により行われる。具体的には、選択バルブ８、バルブ１２、１３の駆動、及び、移動装置１７による細胞捕捉デバイス１の移動は、制御部からの指示によって行われる。制御部には、上記の各部についての駆動、停止等の制御を可能とするプログラムを入力するためのプログラム入力機能が備えられていて、これにより入力されたプログラムによって上記したように各機器を順に動作させる駆動機構が付加されている。制御部３０によって液を流すラインが選択され、その選択結果に基づいて、制御部から上記のバルブの開閉及びポンプの駆動に係る指示が各部に対して行われる。

（細胞捕捉デバイス）
次に、細胞捕捉デバイス１について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、細胞捕捉デバイス１の上面図、図３は、図２のIII−III線に沿った断面の矢視図に対して細胞捕捉デバイス１内の流路を破線で追記した図である。

細胞捕捉デバイス１は、複数の貫通孔６１を有するフィルタ５７を蓋部材５８と収納部材５９とで挟み込んだ構成とされている。フィルタ５７は、蓋部材５８及び収納部材５９を組み合わせた際にその内部に形成された空間に配置されている。フィルタ５７は、例えば金属からなり、その厚み方向に貫通孔６１が複数形成されたものである。また蓋部材５８と収納部材５９とにより、細胞捕捉デバイス１の筐体が構成されている。

細胞捕捉デバイス１の蓋部材５８には、軟質チューブで形成された流路３に接続される流路３Ａ（導入流路）と、流路４に接続される流路４Ａ（導入流路）とが形成されると共に流路３Ａ、４Ａと連通してフィルタ５７の上方に形成されて液をフィルタ５７の貫通孔６１に対して誘導するための空間となる導入領域６２とが設けられる。すなわち、本実施形態において「導入流路」とは、流路のうち細胞捕捉デバイス１の内部に設けられた流路３Ａ、４Ａを指す。また、「被検液流路」、「処理液流路」とは、細胞捕捉デバイス１の流路３Ａ、４Ａの上流側にそれぞれ接続される流路３、４を指す。

細胞捕捉デバイス１の収納部材５９には、フィルタ５７の下方に形成されて中央部の深さが周縁部よりも深く形成され、フィルタ５７の貫通孔６１を通過した液を外部に排出するための空間となる排出領域６３が設けられる。更に、収納部材５９には、排出領域６３に対して連通すると共に流路９に対して接続され、排出領域６３内の液を外部に排出するための流路９Ａ（排出流路）が設けられる。蓋部材５８と収納部材５９とにより挟み込まれるフィルタ５７に設けられた貫通孔６１は、捕捉目標となる細胞が通過できない程度の大きさとされる。

また、細胞捕捉デバイス１内の流路３Ａのうち、筐体の表面であって、フィルタ５７側の端部とは逆側の端部には、処理液を外部との間で流通させるための外部流路たる流路３が接続可能な流路接続部３０が設けられる。同様に、流路４Ａのうち、筐体の表面であって、フィルタ５７側の端部とは逆側の端部には、被検液を外部との間で流通させるための外部流路たる流路４が接続可能な流路接続部４０が設けられる。また、流路９Ａのうち、筐体の表面であって、フィルタ５７側の端部とは逆側の端部には、細胞捕捉デバイス１を通過した被検液及び処理液を外部との間で流通させるための外部流路たる流路９が接続可能な流路接続部９０が設けられる。図２で示すように、上記の流路接続部３０、４０、９０は、蓋部材５８及び収納部材５９により構成される筐体の同一平面上に設けられている。これにより、細胞捕捉デバイス１に対する流路３、４、９の接続を一度に行うことができ、作業効率の向上が図られる。

流路接続部３０、４０、９０の構造について、図４を参照しながら説明する。図４では、流路接続部３０について説明するが、流路接続部４０、９０も同様の構成を有する。流路接続部３０は、流路３Ａに接続し、流路３Ａよりも内径が大きい接続流路３０１と、筐体の表面に設けられ、接続流路３０１の端部のうち流路３Ａと接続する端部側とは逆側の端部で接続流路３０１に対して接続し、接続流路３０１よりも内径が大きい開口３０２と、を備える。さらに開口３０２には、その流路を封止するように設けられた弾性部材からなるシール部３０５が設けられる。シール部３０５により流路が封止されることで、細胞捕捉デバイス１の内部に対してその使用前に外気が流通することは防止される。また、シール部３０５は弾性を有しているゴム等により構成され、処理液（又は被検液）の流通を開放及び閉鎖する開閉弁として機能する。すなわち、デバイス接続部３１が接続流路３０１に対して挿入されて、流路３と細胞捕捉デバイス１が接続される際には、シール部３０５はデバイス接続部３１を介した処理液又は被検液の流通を開放し、デバイス接続部３１が細胞捕捉デバイス１から取り外されて流路３と細胞捕捉デバイス１との接続が切断された場合には、シール部３０５は再び流路を封止する機能を有する。

（細胞捕捉装置の接続方法）
次に、上記の流路接続部３０、４０、９０に対して流路３、４、９を接続する方法について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５では、流路３の例を用いて説明する。まず、流路３を細胞捕捉デバイス１に対して接続する場合には、流路３のデバイス接続部３１が流路接続部３０の開口３０２に設けられたシール部３０５に対向するように、且つ、接続流路３０１が延在する方向に沿って配置する。本実施形態に係る細胞捕捉デバイス１では、接続流路３０１がＹ軸方向に延在しているので、針状のデバイス接続部３１もＹ軸方向に沿って同軸となるように配置する。同様に、流路４のデバイス接続部４１及び流路９のデバイス接続部９１についても、それぞれ流路接続部４０、９０に対応する位置に配置する。その後、移動装置１７によって、細胞捕捉デバイス１をＹ軸方向に移動させることで、図６に示すように、デバイス接続部３１が細胞捕捉デバイス１の接続流路３０１に対して挿入される。同様にデバイス接続部４１は細胞捕捉デバイス１の接続流路４０１に対して挿入され、デバイス接続部９１は細胞捕捉デバイス１の接続流路９０１に対して挿入される。

このとき、本実施形態に係る細胞捕捉デバイス１では、図７（Ａ）に示すように、デバイス接続部３１を挿入する前には、接続流路３０１は、シール部３０５によって流路３Ａへの処理液（又は被検液）の流れを封止する一方で、図７（Ｂ）に示すように、デバイス接続部３１がシール部３０５を突き破るように流路接続部３０の接続流路３０１に対して挿入された際には、シール部３０５は、デバイス接続部３１の外径に対応した領域だけ開放される。シール部３０５は弾性を有する部材であり、デバイス接続部３１の外径よりも大きい開口がシール部３０５に形成することは抑制されることから、シール部３０５とデバイス接続部３１との隙間から細胞捕捉デバイス１内に空気が混入することが抑制されると共に、シール部３０５とデバイス接続部３１との隙間から細胞捕捉デバイス１内の液が外部に漏れることも防止される。さらに、デバイス接続部３１が接続流路３０１から取り外された場合には、シール部３０５はデバイス接続部３１の挿入前のように流路３Ａを塞ぐ構成となる。このように、シール部３０５、４０５、９０５が細胞捕捉デバイス１の内部と外部とを接続する流路に設けられて、外部の流路の接続の有無によって開放と閉鎖とを切り替える構成を有することで、細胞捕捉デバイス１の内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス１内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制することができる。また、気泡の発生を抑制することによって、細胞捕捉の効率の低下を抑制することができ、細胞捕捉に係る処理を効率よく行うことができる。

また、本実施形態に係る細胞捕捉デバイス１では、流路接続部３０、４０、９０が筐体の同一平面上に形成されていて、接続流路３０１、４０１、９０１が同じ方向（Ｙ軸方向）に延在しているので、流路３のデバイス接続部３１、流路４のデバイス接続部４１及び流路９のデバイス接続部９１の細胞捕捉デバイス１への取付けを細胞捕捉デバイス１の一方向への移動のみで達成することができる。具体的には、デバイス接続部３１、４１、９１を、接続流路３０１、４０１、９０１の配置に対応させて並置しておき、デバイス接続部３１、４１、９１がそれぞれ接続流路３０１、４０１、９０１に対して挿入されるように細胞捕捉デバイス１をＹ軸方向に移動させることで、これらの取付けを一度に行うことができる。このため、細胞捕捉デバイス１と３つの流路３、４、９との接続をより簡便な操作で行うことができ、作業効率の向上を達成することができる。

（変形例）
次に、本発明に係る細胞捕捉デバイス及び細胞捕捉装置の変形例について説明する。まず、細胞捕捉デバイスの流路接続部の変形例について説明した後に、細胞捕捉装置の変形例について説明する。

（変形例−１）
図８は細胞捕捉デバイスの流路接続部３０についての第１の変形例を説明する図である。図８（Ａ）は流路を接続する前の流路接続部を示し、図８（Ｂ）は流路を接続した状態での流路接続部を示す。図８に示す細胞捕捉デバイスの流路接続部３０Ａは、上記実施形態にて説明した流路接続部３０と比較して、開口３０２周辺の筐体７２の形状及びシール部の形状が異なる。すなわち、図８に示す流路接続部３０Ａでは、開口３０２及びその下側であって接続流路３０１の上側の周囲が略円柱形状の凸部７２１が筐体７２に形成されていて、凸部７２１の下方（筐体７２の表面側）は上方よりも内径が狭くなっているネック部７２２が形成されている。そして、シール部３０６は、開口３０２の上側を覆い、さらに凸部７２１の上面（開口３０２が形成されている面）を覆う形状とされ、シール部３０６の外周側に肉厚の結合部３０６Ａが形成されていて、結合部３０６Ａがネック部７２２に対して嵌合することで、シール部３０６が流路３Ａの端部（開口３０２）を塞いだ状態で固定されている。

このような流路接続部３０Ａを設けている場合、図８（Ｂ）に示すように、デバイス接続部３１がシール部３０６を突き破るように流路接続部３０の接続流路３０１に対して挿入された際には、シール部３０６は、デバイス接続部３１の外径に対応した領域だけ開放され、シール部３０６とデバイス接続部３１との隙間から細胞捕捉デバイス１内に空気が混入することが抑制されると共に、シール部３０６とデバイス接続部３１との隙間から細胞捕捉デバイス１内の液が外部に漏れることも防止される。さらに、デバイス接続部３１が接続流路３０１から取り外された場合には、シール部３０６はデバイス接続部３１の挿入前のように流路３Ａを塞ぐ構成となることから、細胞捕捉デバイス１内の気密性は保たれる。

（変形例−２）
図９は細胞捕捉デバイスの流路接続部３０についての第２の変形例を説明する図である。図９（Ａ）は流路を接続する前の流路接続部を示し、図９（Ｂ）は流路を接続した状態での流路接続部を示す。図９に示す細胞捕捉デバイスの流路接続部３０Ｂは、上記実施形態にて説明した流路接続部３０Ａではシール部３０６が流路を開閉する開閉弁として機能していたのに対して、流路３Ａを封止するように設けられた平板上の封止部材と、封止部材を移動可能に支持する弾性部材とにより開閉弁が構成されている点が相違する。また、流路接続部３０Ｂの形状に対応して、流路３のデバイス接続部の形状も変更されている。

具体的には、図９（Ａ）に示すように、流路接続部３０Ｂには、流路３Ａに対して接続して流路３Ａよりも内径が大きい接続流路３０１と接続流路３０１よりも上方にあって、接続流路３０１よりも内径が小さく、筐体７２表面と接続流路３０１とを接続する開口３０３及び開口３０４が設けられている。さらに、接続流路３０１の内部には、弾性部材３１４によって接続流路３０１の延在方向に沿って移動可能に支持された平板状の封止部材３１２が設けられている。

封止部材３１２は、弾性部材３１４によって、流路３と細胞捕捉デバイス１とが接続されていないとき（通常時）は封止部材３１２に対して固定されたＯリング３１３を介して接続流路３０１の開口３０３側の内壁面と当接するように取り付けられている。Ｏリング３１３は、通常時に開口３０３の接続流路３０１側端面の周囲を囲うように設けられている。このような構成を有することで、通常時はＯリング３１３及び封止部材３１２により、細胞捕捉デバイス１内の流路が閉じられている。

封止部材３１２には、さらに、開口３０４を介して筐体７２の外側に突出するピン３１１が設けられている。ピン３１１は、開口３０４の内径に対応した形状となっていて、開口３０４の内部を摺動可能とされている。なお、ピン３１１と封止部材３１２とは接着等により互いに固定されていてもよいし、離間してもよい。

これに対して、流路３のデバイス接続部３１Ａは、細胞捕捉デバイス１側の流路３の端部において、流路３の周囲を覆うブロック３３と、ブロック３３の表面において流路３の端面を囲うように固定されたＯリング３４と、により構成される。ブロック３３の大きさは、デバイス接続部３１を細胞捕捉デバイス１と当接させて流路３を接続する際に、流路３が開口３０３と向き合うように配置させた場合に、同時にブロック３３が開口３０４から突出するピン３１１を押圧可能な大きさとされる。

そして、図９（Ｂ）に示すように、ブロック３３を筐体７２に対して当接させることで、ピン３１１が接続流路３０１側に摺動することにより、封止部材３１２が流路３Ａ側に移動する。これにより、封止部材３１２と開口３０３とが離間することで、Ｏリング３１３及び封止部材３１２による流路の閉鎖が解かれて、流路３、開口３０３及び接続流路３０１が連通し、流路が開放される。また、流路３のデバイス接続部３１Ａが細胞捕捉デバイス１から離されると、ブロック３３によるピン３１１に対する押圧が解かれ、弾性部材３１４の弾性によって、封止部材３１２が通常時の位置に戻って図９（Ａ）に示す状態となり、開口３０３と接続流路３０１との間が封止部材３１２及びＯリング３１３によって塞がれて、流路が閉鎖される。

このように、開閉弁として、弾性を有するシール部を用いた構成に代えて、平板状の封止部材と封止部材を移動可能に支持する弾性部材とによる開閉弁を備える構成とした場合でも、細胞捕捉デバイスの内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制することができる。また、気泡の発生を抑制することによって、細胞捕捉の効率の低下を抑制することができ、細胞捕捉に係る処理を効率よく行うことができる。

（変形例−３）
図１０は細胞捕捉デバイスの流路接続部３０についての第３の変形例を説明する図である。図１０（Ａ）は流路を接続する前の流路接続部を示し、図１０（Ｂ）は流路を接続した状態での流路接続部を示す。図１０に示す細胞捕捉デバイスの流路接続部３０Ｃは、上記の変形例として示した流路接続部３０Ｂと比較して、開閉弁として機能する封止部材及び弾性部材の構成を変更したものである。

流路接続部３０Ｃにおける接続流路３０１、開口３０３、３０４、封止部材３１２及び封止部材３１２に対して固定されるＯリング３１３は、図９に示す流路接続部３０Ｂと同様である。ただし、封止部材３１２を移動可能に支持する部材が弾性部材３１４に代えて、切り欠きバネ３１６とされていて、切り欠きバネ３１６は一端側で封止部材３１２と接続されると共に、他端側で接続流路３０１の側壁面に対して固定される。また、開口３０４内に摺動可能に設けられるピン３１５は、封止部材３１２に対して固定されずに、互いに移動可能とされている。

このような流路接続部３０Ｃにおいては、図１０（Ｂ）に示すように、ブロック３３を筐体７２に対して当接させることで、ピン３１５が接続流路３０１側に摺動することにより、封止部材３１２を押し込む。ここで、封止部材３１２のうち、主に切り欠きバネ３１６により固定された側とは逆側がピン３１５による押圧によって、流路３Ａ側に移動する。これにより、封止部材３１２と開口３０３とが離間することで、Ｏリング３１３及び封止部材３１２による流路の閉鎖が解かれて、流路３、開口３０３及び接続流路３０１が連通し、流路が開放される。また、流路３のデバイス接続部３１Ａが細胞捕捉デバイス１から離されると、ブロック３３によるピン３１５に対する押圧が解かれ、切り欠きバネ３１６の弾性によって、封止部材３１２が通常時の位置に戻って図１０（Ａ）に示す状態となり、開口３０３と接続流路３０１との間が封止部材３１２及びＯリング３１３によって塞がれて、流路が閉鎖される。

このように、流路接続部３０Ｃにおける開閉弁の構成を変更した場合であっても、細胞捕捉デバイスの内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することを抑制することができる。なお、開閉弁の構成は種々の変更を行うことができ、上記実施形態で示した構成に限定されない。

（変形例−４）
次に、細胞捕捉装置１００の構成の第１の変形例を説明する。図１１に示す細胞捕捉装置１００Ａは、図１に示した細胞捕捉装置１００と比較して以下の点を変更したものである。すなわち、一端側が流路３（処理液流路）のデバイス接続部３１と接続可能であると共に、他端側が流路９（系外排出用流路）のデバイス接続部９１と接続可能であるバイパス流路７１を備えるバイパスカートリッジ７０が新たに設けられた点である。

バイパスカートリッジ７０は、筐体７２の内部にバイパス流路７１が形成されたものであり、処理液収納容器５からの流路３に気泡が含まれている場合に、細胞捕捉デバイス１を流路３に接続する前に、バイパスカートリッジ７０を接続した状態で処理液を流路３内に流すことで、流路３から気泡を排除するために用いられる。

バイパスカートリッジ７０におけるバイパス流路７１の両端部、すなわち、デバイス接続部３１、９１と接続される部分には、流路接続部３０、４０、９０と同様の構成を有する流路接続部７３、７４が設けられる。流路接続部７３と流路接続部７４は、バイパスカートリッジ７０の筐体７２の外面のうちの同一平面上に設けられ、流路接続部７３と流路接続部７４との距離は、デバイス接続部３１とデバイス接続部９１との距離と同様としておくことで、流路３、９とバイパスカートリッジ７０の接続、及び、バイパスカートリッジ７０から細胞捕捉デバイス１への接続の切り替えをスムーズに行うことができる。

バイパスカートリッジ７０は、細胞捕捉デバイス１と同様に、移動装置１７Ａの取付台１９上に固定されている。また、図１１に示す細胞捕捉装置１００Ａにおける移動装置１７ＡはＹ軸方向に移動させるための駆動モータ２０Ａに加えて、Ｘ軸方向にも移動可能なように駆動モータ２０Ｂを備える。このような移動装置１７Ａによりバイパスカートリッジ７０及び細胞捕捉デバイス１を移動させることで、細胞捕捉装置１００Ａにおける細胞の捕捉処理を開始する前に、流路３とバイパスカートリッジ７０と流路９とを接続して、処理液を流通させることで、主に流路３内の気泡を排出することができる。その後、移動装置１７Ａによりバイパスカートリッジ７０を流路３及び流路９から取り外して、細胞捕捉デバイス１を、流路３、４、９に接続し、細胞の捕捉に係る処理を開始することで、細胞捕捉デバイスの内部に対して外気が混入することを防止することができ、細胞捕捉デバイス内に処理液又は被検液を流通させた際に内部に気泡が発生することをさらに抑制することができる。

なお、上記の細胞捕捉装置１００Ａでは、バイパスカートリッジ７０と細胞捕捉デバイス１とが同一の取付台１９上に固定されて一緒に移動する構成について説明したが、バイパスカートリッジ７０は、細胞捕捉デバイス１とは異なる移動手段（第２の移動手段）によって移動される構成であってもよい。
（変形例−５）

次に、細胞捕捉装置１００の構成の第２の変形例を説明する。図１２に示す細胞捕捉装置１００Ｂは、図１１に示した細胞捕捉装置１００Ａと比較して以下の点を変更したものである。すなわち、移動装置１７Ｂにおいて移動させる対象物を変更した。

具体的には、細胞捕捉装置１００Ｂにおける移動装置１７Ｂでは、駆動モータ２０Ｂの駆動によりＸ軸方向に移動可能な取付台１９と、Ｙ軸方向に移動可能な取付台１９１〜１９３を備えている。このうち、細胞捕捉デバイス１及びバイパスカートリッジ７０が取付台１９上に固定されている。また、流路３のデバイス接続部３１は取付台１９１に固定され、流路４のデバイス接続部４１は取付台１９２に固定され、流路９のデバイス接続部９１は取付台１９３に固定されている。このような取付台１９１〜１９３にデバイス接続部３１、４１、９１をそれぞれ固定した場合、取付台１９１〜１９３はそれぞれ独立して移動可能であるから、細胞捕捉デバイス１又はバイパスカートリッジ７０へのデバイス接続部３１、４１、９１の接続または切断を個別に行うことができる。

このように、移動装置の機構及び移動装置による移動対象についても適宜変更することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、細胞捕捉装置１００の各部の構成は上記に限定されず、例えば、細胞捕捉デバイス１の形状は適宜変更することもできる。

また、必要に応じて、上記実施形態で説明した細胞捕捉装置１００の各部に加えて、脱気装置等の装置を追加してもよい。

また、本発明の細胞捕捉装置及びこの装置の運転方法は、血液中の細胞（赤血球、白血球、血小板、血中循環がん細胞等）の捕捉に有用であるが、特に血中循環がん細胞（ＣＴＣ）が血液中の白血球よりも変形しにくいため、白血球を有する血液から血中循環がん細胞を分離、捕捉するときに好適に有用である。

１…細胞捕捉デバイス、３、４、９…流路、５…処理液収納容器、１０…被検液収納容器、１７…移動装置、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、４０、９０…流路接続部、３１、４１、９１…デバイス接続部、７０…バイパスカートリッジ、１００、１００Ａ、１００Ｂ…細胞捕捉装置。

Claims (6)

1. 被検液又は前記被検液中の細胞を処理するための処理液を内部に導入するための導入流路と、導入された前記被検液又は前記処理液を外部に排出するための排出流路と、複数の貫通孔が厚み方向に形成されて、前記導入流路と前記排出流路との間の流路上に前記被検液又は前記処理液が該貫通孔を通過するように配置されたフィルタと、前記導入流路、前記排出流路及び前記フィルタが内部に設けられた筐体と、を備える細胞捕捉デバイスであって、
   前記導入流路及び前記排出流路は、それぞれ、前記筐体の表面において、前記被検液又は前記処理液を外部との間で流通させるための外部流路を接続可能な流路接続部を有し、
   前記流路接続部は、それぞれ前記被検液又は前記処理液の流通を開放及び閉鎖する開閉弁を備え、
   前記開閉弁は、前記流路接続部に対して前記外部流路が接続されている場合には、前記被検液又は前記処理液の流通を開放し、前記流路接続部に対して前記外部流路が接続されていない場合には、前記被検液又は前記処理液の流通を閉鎖し、
   前記導入流路及び前記排出流路のそれぞれに設けられた流路接続部は、前記筐体の同一平面上に配置されている、細胞捕捉デバイス。
2. 前記開閉弁は、前記流路接続部において前記導入流路又は前記排出流路を封止するように設けられた弾性部材により構成される請求項１記載の細胞捕捉デバイス。
3. 前記開閉弁は、前記流路接続部において前記導入流路又は前記排出流路を封止するように設けられた平板上の封止部材と、前記封止部材を移動可能に支持する弾性部材とにより構成される請求項１記載の細胞捕捉デバイス。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の細胞捕捉デバイスと、
   前記被検液を収納する被検液収納容器と、
   前記被検液収納容器と前記細胞捕捉デバイスの前記導入流路とを接続する外部流路であって、前記導入流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する被検液流路と、
   前記フィルタを通過することで前記フィルタに捕捉された細胞を処理するための前記処理液を収納する処理液収納容器と、
   前記処理液収納容器と前記細胞捕捉デバイスの前記導入流路とを接続する外部流路であって、前記導入流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する処理液流路と、
   前記細胞捕捉デバイスの前記排出流路に接続される外部流路であって、前記排出流路の前記流路接続部に対して接続可能なデバイス接続部を有する系外排出用流路と、
   前記細胞捕捉デバイスに対して供給する液を前記被検液及び前記処理液から選択する選択手段と、
   前記選択手段の選択結果に基づいて、前記被検液収納容器からの被検液又は前記処理液収納容器からの処理液を前記細胞捕捉デバイスに供給する送液手段と、
   を備える細胞捕捉装置。
5. 前記細胞捕捉デバイスを移動可能に支持する第１の移動手段をさらに備える請求項４記載の細胞捕捉装置。
6. 第２の移動手段に支持され、一端側が前記処理液流路の前記デバイス接続部と接続可能であると共に、他端側が前記系外排出用流路の前記デバイス接続部と接続可能であるバイパス流路をさらに備える請求項５記載の細胞捕捉装置。

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