特許 6853880 細胞移動方法及び細胞移動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6853880

(24)【登録日】2021年3月16日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】細胞移動方法及び細胞移動装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/26 20060101AFI20210322BHJP

   C12N 5/00 20060101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/26

   C12N5/00

【請求項の数】8

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-517472(P2019-517472)

(86)(22)【出願日】2018年3月8日

(86)【国際出願番号】JP2018009104

(87)【国際公開番号】WO2018207450

(87)【国際公開日】20181115

【審査請求日】2019年10月15日

(31)【優先権主張番号】特願2017-93026(P2017-93026)

(32)【優先日】2017年5月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】井爪 洋平

(72)【発明者】

【氏名】坂本 大

【審査官】 坂井田 京

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第１５／１９３９７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−１４２４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４１４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００ − ３／１０

Ｃ１２Ｎ ５／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイズの異なる複数の細胞を含む集合体から、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞をピッキングさせ、所定の移動先へ移動させる際の前処理と、この前処理の後に細胞を移動する移動処理とを含む細胞移動方法であって、
前記前処理は、
フィルターを用いて、前記集合体に含まれる前記複数の細胞のうち、前記所要の細胞をサイズに応じて少なくとも２つに区分する区分工程と、
前記ピッキング手段によりピッキングが可能な位置へ、前記区分された細胞を各々区分された状態で供給する供給工程と、を含み、
前記移動処理は、
前記供給工程により供給された前記細胞から、移動対象とする細胞を選別する選別工程と、
前記フィルターのメッシュサイズの入力を受け付ける入力工程と、
前記ピッキング手段を用いて細胞をピッキングする工程と、
前記ピッキング手段を所定方向へ移動させる移動工程と、を含み、
前記入力工程では、移動対象とする細胞のサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、
前記選別工程は、前記サイズの上限又は下限を前記選別の基準要素として扱うものであって、
前記入力工程では、前記サイズの上限又は下限が前記メッシュサイズに対して矛盾するときは、前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けない、
細胞移動方法。

【請求項2】

請求項１に記載の細胞移動方法において、
前記所要の細胞が、予め定められた最小サイズを超過するサイズを有する細胞であって、前記集合体から前記最小サイズ以下の細胞を除去する第１除去工程をさらに備える、細胞移動方法。

【請求項3】

請求項２に記載の細胞移動方法において、
前記所要の細胞が、予め定められた最大サイズ未満のサイズを有する細胞であって、前記集合体から前記最大サイズ以上の細胞を除去する第２除去工程をさらに備える、細胞移動方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の細胞移動方法において、
前記集合体は、サイズの異なる複数の細胞が分散された細胞懸濁液であり、
前記区分工程において、第１サイズの細胞を通過させる一方で前記第１サイズよりも大きい第２サイズの細胞を通過させないフィルターが用いられる、細胞移動方法。

【請求項5】

請求項３を引用する請求項４に記載の細胞移動方法において、
前記第２除去工程において、メッシュサイズが１００μｍのフィルターが用いられ、
前記区分工程において、メッシュサイズが７０μｍのフィルターが用いられる、細胞移動方法。

【請求項6】

請求項３を引用する請求項４に記載の細胞移動方法において、
前記第１除去工程において、メッシュサイズが４０μｍのフィルターが用いられ、
前記第２除去工程において、メッシュサイズが１００μｍのフィルターが用いられ、
前記区分工程において、メッシュサイズが７０μｍのフィルターが用いられる、細胞移動方法。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の細胞移動方法に使用される細胞移動装置であって、
前記細胞のピッキング手段と、
前記ピッキング手段を所定方向へ移動させる移動手段と、
前記供給工程により供給された前記細胞から、移動対象とする細胞を選別する選別手段と、
用いられた前記フィルターのメッシュサイズの入力を受け付ける入力部と、を備え、
前記選別手段は、入力された前記メッシュサイズに応じたサイズを有する細胞について予め定められた選別基準に基づいて前記選別を行い、
前記ピッキング手段は、前記選別手段が選別した細胞をピッキングし、
前記移動手段は、前記細胞をピッキングした前記ピッキング手段を所定の移動先へ移動させるものであって、
前記入力部は、さらに移動対象とする細胞のサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、
前記選別手段は、前記サイズの上限又は下限を前記選別基準の要素として扱うものであって、
前記入力部は、前記サイズの上限又は下限が前記メッシュサイズに対して矛盾するときは、前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けない、細胞移動装置。

【請求項8】

請求項７に記載の細胞移動装置において、
前記供給工程では、細胞を保持可能な複数のディッシュが準備され、区分された細胞別に各々前記ディッシュで細胞が保持され、
前記所定の移動先には、細胞を受け入れる複数のウェルを有するマイクロプレートが配置され、
前記ピッキング手段は、前記細胞の吸引及び吐出を行うチップを含み、
前記チップにより前記ディッシュ毎に細胞が吸引され、前記マイクロプレートまで移動された後、前記複数のウェルのうち割り当てられたウェルへ前記チップから前記細胞が吐出される、細胞移動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞をピッキングさせ、所定の移動先へ移動させる細胞移動方法、及び該方法が適用される細胞移動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば医療や生物学的な研究の用途では、単細胞、或いは細胞が三次元的に凝集してなる細胞凝集塊、或いは細胞の断片から塊化培養した細胞塊（以下、これらを本明細書では単に細胞という）が、観察、薬効確認、検査若しくは培養等の処理作業のために、マトリクス配列されたウェルを有するマイクロプレートの、前記ウェルに収容されることがある。前記ウェルに収容される細胞は、細胞を収容可能な保持凹部を有するディッシュ上において選別される。

【0003】

すなわち、前記ディッシュには、分注チップを用いて細胞懸濁液に分散された細胞群が撒かれる。ここで撒かれる細胞群は、多様なサイズ、形状の細胞を含む。これらの細胞から、前記ディッシュを撮像して画像処理を施す等して、前記処理作業に適した細胞が選別される。選ばれた細胞は、当該細胞の吸引及び吐出が可能なチップにて前記ディッシュからピッキングされると共に、前記マイクロプレートまで移動され、前記ウェルに吐出される。前記細胞懸濁液は、前記ディッシュに撒かれる前に、前記処理作業に明らかに適さない過大なサイズ及び過小なサイズの細胞を除去するフィルタリングを行うことが望ましい。特許文献１には、癌細胞のフィルタリングについて言及されている。

【0004】

細胞は、そのサイズによって、例えば検査対象物に対する感応性等、素性が大きく異なる場合がある。このため、類似したサイズの単位で前記処理作業を行うことが望ましく、前記ピッキングに際してはサイズ選別が求められることが多い。この場合、過大及び過小なサイズを除去するフィルタリングだけが施された前記細胞懸濁液が前記ディッシュに撒かれると、前記選別の作業に手間を要する。すなわち、過大及び過小なサイズは除去されているとはいえ、前記細胞懸濁液内に含有されている細胞のサイズのバラツキが大きく、例えば画像処理によりサイズ選別を行うにしても選別処理に時間を要していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５６５２８０９号公報

【発明の概要】

【0006】

本発明の目的は、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞を効率的に移動できるようにする細胞移動方法、及びこれが適用される細胞移動装置を提供することにある。

【0007】

本発明の一局面に係る細胞移動方法は、サイズの異なる複数の細胞を含む集合体から、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞をピッキングさせ、所定の移動先へ移動させる際の前処理と、この前処理の後に細胞を移動する移動処理とを含む細胞移動方法であって、前記前処理は、フィルターを用いて、前記集合体に含まれる前記複数の細胞のうち、前記所要の細胞をサイズに応じて少なくとも２つに区分する区分工程と、前記ピッキング手段によりピッキングが可能な位置へ、前記区分された細胞を各々区分された状態で供給する供給工程と、を含み、前記移動処理は、前記供給工程により供給された前記細胞から、移動対象とする細胞を選別する選別工程と、前記フィルターのメッシュサイズの入力を受け付ける入力工程と、前記ピッキング手段を用いて細胞をピッキングする工程と、前記ピッキング手段を所定方向へ移動させる移動工程と、を含み、前記入力工程では、移動対象とする細胞のサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、前記選別工程は、前記サイズの上限又は下限を前記選別の基準要素として扱うものであって、前記入力工程では、前記サイズの上限又は下限が前記メッシュサイズに対して矛盾するときは、前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けない。

【0008】

本発明の他の局面に係る細胞移動装置は、前記細胞のピッキング手段と、前記ピッキング手段を所定方向へ移動させる移動手段と、前記供給工程により供給された前記細胞から、移動対象とする細胞を選別する選別手段と、用いられた前記フィルターのメッシュサイズの入力を受け付ける入力部と、を備え、前記選別手段は、入力された前記メッシュサイズに応じたサイズを有する細胞について予め定められた選別基準に基づいて前記選別を行い、前記ピッキング手段は、前記選別手段が選別した細胞をピッキングし、前記移動手段は、前記細胞をピッキングした前記ピッキング手段を所定の移動先へ移動させるものであって、前記入力部は、さらに移動対象とする細胞のサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、前記選別手段は、前記サイズの上限又は下限を前記選別基準の要素として扱うものであって、前記入力部は、前記サイズの上限又は下限が前記メッシュサイズに対して矛盾するときは、前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る細胞移動装置を概略的に示す図である。

【図2】図２は、前記細胞移動装置による細胞移動作業が行われる前に実行される細胞分注動作を示す図である。

【図3】図３（Ａ）は、前記細胞移動装置に使用される選別容器が備えるディッシュの上面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。

【図4】図４（Ａ）は、前記細胞移動装置に使用されるマイクロプレートの斜視図、図４（Ｂ）は、マイクロプレートの断面図である。

【図5】図５は、前記細胞移動装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図6】図６（Ａ）は、セルフィルターの側面図、図６（Ｂ）はセルフィルターの上面視の平面図である。

【図7】図７は、前記セルフィルターを用いた細胞のフィルタリング作業を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る細胞移動時の前処理方法の手順を示す図である。

【図9】図９は、従来の細胞ピッキング作業を示す模式図である。

【図10】図１０は、本実施形態の細胞ピッキング作業を示す模式図である。

【図11】図１１は、変形例に係る細胞移動時の前処理方法の手順を示す図である。

【図12】図１２は、細胞移動時の前処理から細胞ピッキングの作業の好ましい例を示す図である。

【図13】図１３は、細胞移動時の前処理から細胞ピッキングの作業の好ましい他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る細胞移動時の前処理方法並びに細胞移動装置では、生体由来の細胞、細胞塊或いは細胞凝集塊（スフェロイド；ｓｐｈｅｒｏｉｄ）等が移動対象物とされる。例えば生体由来の細胞凝集塊は、細胞が数個〜数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊の大きさは様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形であるが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞となっていたりすると、細胞凝集塊の形状は歪になる、あるいは密度が不均一となる場合がある。バイオ関連技術や医薬の分野における試験において、選別ステージ上のディッシュに担持された種々の形状を呈する複数の細胞凝集塊の中から、使用可能な細胞凝集塊をチップでピッキッングし、これをマイクロプレートまで移動する細胞移動装置が用いられる。マイクロプレートでは、細胞凝集塊に対して、観察、薬効確認、検査、培養等の各種の処理が実行される。以下の説明では、上記のような細胞凝集塊を含む意味で、簡略的に細胞Ｃと表現する。

【0011】

［細胞移動装置の全体構成］
図１及び図２は、細胞移動装置Ｓの全体構成を概略的に示す図である。ここでは、細胞Ｃを３つの容器間で移動させる細胞移動装置Ｓを例示している。細胞移動装置Ｓは、水平な載置面（上面）を有する透光性の基台１と、基台１の下方側に配置されたカメラユニット５と、基台１の上方側に配置されたヘッドユニット６とを含む。基台１の第１載置位置Ｐ１には、ディッシュ２を備えた選別容器１１が載置され、第２載置位置Ｐ２にはマイクロプレート４が載置されている（図１）。また、基台１の第３載置位置Ｐ３には分注容器１４が載置されている（図２）。カメラユニット５及びヘッドユニット６は、Ｘ方向と、Ｙ方向（図１及び図２の紙面と直交する方向）とに移動可能である。ヘッドユニット６は、細胞移動のために細胞Ｃの吸引及び吐出を行うチップ１２（ピッキング手段）が装着される複数のヘッド６１と、細胞分注のために細胞Ｃの吸引及び吐出を行う分注チップ１３が装着される分注ヘッド６３とを備える。ヘッド６１及び分注ヘッド６３は、Ｚ方向に移動可能である。

【0012】

大略的に細胞移動装置Ｓは、分注容器１４から細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＡを吸引し、該細胞懸濁液ＬＡを選別容器１１のディッシュ２上に撒き（以上、分注動作）、ディッシュ２上から使用可能な細胞Ｃを選別し、使用可能な細胞Ｃを吸引すると共にこれをマイクロプレート４（ウェル４１）に吐出する（以上、細胞移動動作）。図１は、細胞移動装置Ｓにおいて、前記細胞移動動作の実行部分を示している。図２は、図１の細胞移動動作が行われる前に実行される分注動作を示す図である。この分注動作の際に、本発明に係る細胞移動時の前処理方法が適用される。なお、図１において、図示簡略化のため、分注チップ１３の記載は省いている。以下、細胞移動装置Ｓの各部を説明する。

【0013】

基台１は、所定の剛性を有し、その一部又は全部が透光性の材料で形成される長方形の平板である。好ましい基台１は、ガラスプレートである。基台１をガラスプレートのような透光性材料によって形成することで、基台１の下方に配置されたカメラユニット５にて、基台１の上面に配置された選別容器１１（ディッシュ２）及びマイクロプレート４を、当該基台１を通して撮像させることが可能となる。

【0014】

分注容器１４は、細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＡを貯留する、上面開口の容器である。この細胞懸濁液ＬＡには、選別容器１１において選別対象となる細胞Ｃと不可避的に混在する夾雑物とが含まれている。

【0015】

選別容器１１は、細胞Ｃの移動元となる容器であり、培地Ｌを貯留し、細胞選別用のディッシュ２を培地Ｌに浸漬される状態で保持している。ディッシュ２は、細胞Ｃを保持するプレートであり、細胞Ｃを個別に収容して保持することが可能な保持凹部３を上面に複数有している。培地Ｌは、細胞Ｃの性状を劣化させないものであれば特に限定されず、細胞Ｃの種類により適宜選定することができる。

【0016】

選別容器１１は、その上面側に矩形の上部開口１１Ｈを備えている。上部開口１１Ｈは、細胞Ｃの投入、並びに、選別された細胞Ｃをピックアップするための開口である。ディッシュ２は、上部開口１１Ｈの下方に配置されている。選別容器１１及びディッシュ２は、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、選別容器１１の下方に配置されたカメラユニット５により、ディッシュ２に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。

【0017】

選別容器１１には、分注チップ１３から細胞懸濁液ＬＡに分散された状態の複数の細胞Ｃが注入される。分注チップ１３は、第３載置位置Ｐ３において、多量の細胞Ｃを含む細胞懸濁液ＬＡを貯留する分注容器１４から細胞懸濁液ＬＡを吸引し、当該分注チップ１３内に保持する。その後、分注チップ１３は、選別容器１１の上空位置（第１載置位置Ｐ１）へ移動され、上部開口１１Ｈを通してディッシュ２の上面にアクセスする。そして、分注チップ１３の先端開口部ｔが選別容器１１の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ１３内に保持された細胞懸濁液ＬＡに分散された細胞Ｃがディッシュ２の上へ吐出される。ここで細胞懸濁液ＬＡは、ディッシュ２に撒かれる前に、検査等の用途に明らかに適さない過大なサイズ及び過小なサイズの細胞Ｃを除去するフィルタリング（前処理）が行われる。この点については、後記で詳述する。

【0018】

ディッシュ２の詳細構造を説明する。図３（Ａ）は、ディッシュ２の上面図、図３（Ｂ）３は、図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。ディッシュ２は、ディッシュ本体２０と、該ディッシュ本体２０に形成される複数の保持凹部３とを備えている。ディッシュ本体２０は、所定の厚みを有する平板状の部材からなり、上面２１と下面２２とを有する。保持凹部３は、上面２１の側に細胞Ｃの受け入れ開口（開口部３１）を有する。ディッシュ２は、選別容器１１内の培地Ｌ中に浸漬される。詳しくは、ディッシュ本体２０の上面２１が選別容器１１内の培地Ｌ中に浸漬される一方、下面２２が選別容器１１の底板に対して間隔を置いた状態で、選別容器１１内で保持される（図１参照）。

【0019】

保持凹部３の各々は、開口部３１、底部３２、筒状の壁面３３、孔部３４及び境界部３５を含む。本実施形態では、上面視で正方形の保持凹部３がマトリクス状に配列されている例を示している。開口部３１は、上面２１に設けられた正方形の開口であり、選別用のチップ１２の先端開口部ｔの進入を許容するサイズを有する。底部３２は、ディッシュ本体２０の内部であって、下面２２の近くに位置している。底部３２は、中心（前記正方形の中心）に向けて緩く下り傾斜する傾斜面である。筒状の壁面３３は、開口部３１から底部３２に向けて鉛直下方に延びる壁面である。孔部３４は、底部３２の前記中心と下面２２との間を鉛直に貫通する貫通孔である。境界部３５は、上面２１に位置し、各保持凹部３の開口縁となる部分であって、保持凹部３同士を区画する稜線である。

【0020】

各保持凹部３の底部３２及び筒状の壁面３３は、細胞Ｃを収容する収容空間３Ｈを区画している。収容空間３Ｈには、一般的には１個の細胞Ｃが収容されることが企図されている。孔部３４は、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を収容空間３Ｈから逃がすために設けられている。従って、孔部３４のサイズは、所望のサイズの細胞Ｃは通過できず、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を通過させるサイズに選ばれている。これにより、選別対象となる細胞Ｃは保持凹部３にトラップされる一方で、夾雑物等は孔部３４から選別容器１１の底板に落下する。

【0021】

図１に戻って、マイクロプレート４は、細胞Ｃの移動先となる容器であり、細胞Ｃが吐出される複数のウェル４１を有する。ウェル４１は、マイクロプレート４の上面に開口した有底の孔である。１つのウェル４１には、培地Ｌと共に必要個数（通常は１個）の細胞Ｃが収容される。マイクロプレート４もまた、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、マイクロプレート４の下方に配置されたカメラユニット５により、ウェル４１に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。

【0022】

図４（Ａ）は、マイクロプレート４の一例を示す斜視図である。マイクロプレート４は、プレート本体４０と、このプレート本体４０にマトリクス状に配列された複数のウェル４１とを含む。細胞Ｃの吐出時、ウェル４１にはチップ１２の先端開口部ｔが進入するので、各ウェル４１は余裕を持ってチップ１２の進入を許容する開口径を有している。

【0023】

市販されているマイクロプレートには基準サイズが存在する。基準マイクロプレートは、所定の縦×横サイズ（縦８５．４８ｍｍ×横１２７．７６ｍｍ）を備え、所定数のウェルを有する。一般的なウェル数は、２４×１６個（３８４ウェル）であり、これらウェルが所定のピッチでマトリクス配列されている。図４（Ｂ）は、３８４ウェルのマイクロプレート４の断面図である。図示する通り、マイクロプレート４の長手方向には、２４個のウェル４１が均等なウェルピッチで配列されている（短手方向には１６個）。

【0024】

カメラユニット５は、選別容器１１又はマイクロプレート４に保持されている細胞Ｃの画像を、これらの下面側から撮像するもので、レンズ部５１及びカメラ本体５２を備える。レンズ部５１は、光学顕微鏡に用いられている対物レンズであり、所定倍率の光像を結像させるレンズ群と、このレンズ群を収容するレンズ鏡筒とを含む。カメラ本体５２は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子を備える。レンズ部５１は、前記撮像素子の受光面に撮像対象物の光像を結像させる。

【0025】

ヘッドユニット６は、細胞懸濁液ＬＡを分注容器１４から選別容器１１へ、また、細胞Ｃをディッシュ２からマイクロプレート４へ移動させるために設けられ、複数本のヘッド６１及び１本の分注ヘッド６３と、これらが組み付けられるヘッド本体６２とを含む。各ヘッド６１の先端には、細胞Ｃの吸引及び吐出を行うチップ１２（ピッキング手段）が装着されている。分注ヘッド６３の先端には、上述の分注チップ１３が装着されている。ヘッド本体６２は、ヘッド６１及び分注ヘッド６３を＋Ｚ及び−Ｚ方向に昇降可能に保持している。上述の通りヘッドユニット６は、ＸＹ方向に移動可能であることから、チップ１２及び分注チップ１３を所定方向へ移動させる移動手段として機能する。

【0026】

ヘッド６１及び分注ヘッド６３は、負圧発生機構が付設された中空のロッドからなる。ヘッド６１及び分注ヘッド６３の中空部内には例えばピストン機構が搭載され、該ピストン機構の動作によってチップ１２の先端開口部ｔ、若しくは分注チップ１３の先端開口部ｔに吸引力及び吐出力が与えられる。ヘッド本体６２には、前記ピストン機構の動力部と、ヘッド６１及び分注ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構及びその動力部（次述のヘッド駆動部６５）が内蔵されている。

【0027】

［細胞移動装置の電気的構成］
図５は、細胞移動装置Ｓの電気的構成を示すブロック図である。細胞移動装置Ｓは、ヘッドユニット６の移動、ヘッド６１及び分注ヘッド６３の昇降、細胞Ｃの吸引及び吐出動作、並びにカメラユニット５の移動及び撮像動作等を制御する制御部７を備える。また、細胞移動装置Ｓは、カメラユニット５を水平移動させる機構としてカメラ軸駆動部５３、ヘッドユニット６を水平移動させる機構としてヘッドユニット軸駆動部６４（移動手段）、ヘッド６１及び分注ヘッド６３を昇降させる機構並びに吸引及び吐出動作を行わせる機構としてヘッド駆動部６５を備え、さらに、表示部５４及び入力部５５を備えている。

【0028】

カメラ軸駆動部５３は、ガイドレール５Ｇに沿ってカメラユニット５を水平移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、ガイドレール５Ｇに沿ってボールねじが敷設され、該ボールねじに螺合されたナット部材にカメラユニット５が取り付けられ、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させることにより、カメラユニット５を目標位置へ移動させる態様である。

【0029】

ヘッドユニット軸駆動部６４は、ガイドレール６Ｇに沿ってヘッドユニット６（ヘッド本体６２）を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、ボールねじ及びナット部材を具備し、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させる態様である。なお、ヘッド本体６２をＸＹの２方向に移動させる場合は、ガイドレール６Ｇに沿った第１ボールねじ（Ｘ方向）と、第１ボールねじに螺合された第１ナット部材に装着された移動板に搭載された第２ボールねじ（Ｙ方向）とを用いる。この場合、ヘッド本体６２は第２ボールねじに螺合された第２ナット部材に装着される（カメラ軸駆動部５３も同様）。

【0030】

ヘッド駆動部６５は、前記昇降機構のための動力部、前記ピストン機構を駆動するための動力部（例えばモータ）であって、ヘッド本体６２に内蔵されている。前記昇降機構はヘッド本体６２からヘッド６１又は分注ヘッド６３が下方に延び出した下降位置と、これらの大部分がヘッド本体６２の収容された上昇位置との間で、ヘッド６１又は分注ヘッド６３を上下移動させる。ピストン機構の動力部は、ヘッド６１又は分注ヘッド６３内に配置されたピストン部材を昇降させることで、チップ１２又は分注チップ１３の先端開口部ｔに、吸引力及び吐出力を発生させる。

【0031】

表示部５４は、液晶ディスプレイ等からなり、カメラユニット５により撮影された画像や、制御部７によって画像処理等がなされた画像などを表示する。

【0032】

入力部５５は、キーボードやタッチパネル、或いは他の通信機器とデータ通信を行う通信部等からなり、ユーザーから操作情報や各種データの入力を受け付ける。本実施形態において入力部５５は、分注動作を行う際に、所要の細胞Ｃをサイズに応じて区分する区分工程において用いられたフィルターの、メッシュサイズの入力を受け付ける入力部としても機能する。

【0033】

制御部７は、マイクロコンピュータ等からなり、所定のプログラムが実行されることで、軸制御部７１（移動手段の一部）、ヘッド制御部７２（ピッキング手段の一部）、撮像制御部７３、画像メモリ７４、画像処理部７５（選別手段の一部）、選別部７６（選別手段の一部）、及び記憶部７７を備えるように機能する。

【0034】

軸制御部７１は、ヘッドユニット軸駆動部６４の動作を制御する。すなわち、軸制御部７１は、ヘッドユニット軸駆動部６４を制御することで、ヘッドユニット６を水平方向の所定の目標位置へ移動させる。分注ヘッド６３（分注チップ１３）の、分注容器１４と選別容器１１との間の移動、ヘッド６１（チップ１２）の選別容器１１とマイクロプレート４との間の移動、ディッシュ２の保持凹部３に対する鉛直上空での位置決め、並びに吐出対象となるマイクロプレート４のウェル４１に対する鉛直上空での位置決め等は、軸制御部７１によるヘッドユニット軸駆動部６４の制御によって実現される。

【0035】

ヘッド制御部７２は、ヘッド駆動部６５を制御する。ヘッド制御部７２は、ヘッド駆動部６５の前記昇降機構のための動力部を制御することにより、制御対象とするヘッド６１又は分注ヘッド６３を所定の目標位置に向けて昇降させる。また、ヘッド制御部７２は、制御対象とするヘッド６１又は分注ヘッド６３についての前記ピストン機構の動力部を制御することにより、所定のタイミングでチップ１２又は分注チップ１３の先端開口部ｔに吸引力又は吐出力を発生させる。

【0036】

撮像制御部７３は、カメラ軸駆動部５３を制御して、カメラユニット５をガイドレール５Ｇに沿って移動させる動作を制御する。また、撮像制御部７３は、カメラユニット５によるディッシュ２又はマイクロプレート４の撮像動作を制御する。

【0037】

画像メモリ７４は、前記マイクロコンピュータに具備されている記憶領域や外部ストレージ等からなり、カメラユニット５により取得された画像データを一時的に格納する。

【0038】

画像処理部７５は、カメラユニット５が撮像し、画像メモリ７４に格納された画像データを画像処理する。画像処理部７５は、細胞Ｃが分注された後のディッシュ２の画像に基づき、ディッシュ２上における細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、細胞Ｃの分布を認識する処理、認識された細胞Ｃのサイズ、形状、色調等を認識する処理などを、画像処理技術を用いて実行する。

【0039】

選別部７６は、予め定められた選別基準に基づいて、移動対象とする細胞Ｃの選別、すなわちディッシュ２からマイクロプレート４へ移動させる細胞Ｃの選別を行う。選別対象は、画像処理部７５によってサイズ、形状、色調等が特定された、ディッシュ２上に存在する細胞Ｃである。上記選別に際して、入力部５５に受け付けられた、後述するセルフィルター８のメッシュサイズを参照することが望ましい。

【0040】

記憶部７７は、細胞移動装置Ｓにおける各種設定値やデータを記憶する。この他、記憶部７７は、細胞Ｃのサイズ毎の選別基準に関するデータも記憶する。細胞Ｃは、そのサイズによって良否判定の基準が異なる場合があり、サイズ毎に例えば機械学習の結果から得られる選別基準を具備することが望ましい。選別部７６は、上記の選別に際して、記憶部７７に格納されている選別基準を読み出し、所定の判定処理を行う。この読み出しの契機として、前記メッシュサイズを利用することができる。

【0041】

［細胞移動装置の動作］
続いて、本実施形態に係る細胞移動装置Ｓを用いた細胞移動方法を、図１及び図２を参照して説明する。先ず、必要な設備を準備する工程が実行される。ヘッドユニット６の移動可能範囲内であって予め定められた第１〜第３載置位置Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ、選別容器１１、マイクロプレート４及び分注容器１４が載置される。分注容器１４には、培養容器等で培養された細胞を含む細胞懸濁液から、所要のサイズの細胞Ｃをフィルタリングする前処理（後記で詳述する）が施された細胞懸濁液ＬＡが注入される。

【0042】

まず、細胞Ｃの分注動作が実行される。軸制御部７１がヘッドユニット軸駆動部６４を制御して、図２に示すように、分注チップ１３が分注ヘッド６３に装着されたヘッドユニット６が、分注容器１４の上空へ移動される。続いて、ヘッド制御部７２がヘッド駆動部６５を制御して、分注ヘッド６３が下降され、分注チップ１３の先端開口部ｔが分注容器１４の細胞懸濁液ＬＡへ浸漬される。この状態で、ヘッド駆動部６５が分注ヘッド６３に吸引力を発生させ、細胞懸濁液ＬＡが分注チップ６０内に吸引される。

【0043】

その後、分注ヘッド６３が上昇されると共に、ヘッドユニット６が選別容器１１の上空位置へ移動される。分注ヘッド６３が再び下降され、分注チップ１３の先端開口部ｔが選別容器１１の上部開口１１Ｈを通してディッシュ２の上面２１にアクセスする。そして、先端開口部ｔが選別容器１１内の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ１３内に保持された細胞懸濁液ＬＡが吐出される。つまり、細胞Ｃがディッシュ２上に撒かれる。

【0044】

続いて、細胞Ｃの選別動作が実行される。撮像制御部７３がカメラ軸駆動部５３を制御して、カメラユニット５をガイドレール５Ｇに沿って選別容器１１の下方へ移動させる。そして、撮像制御部７３がカメラユニット５を制御して、ディッシュ２に担持された細胞Ｃを撮像する（図１）。取得された画像データは、画像メモリ７４に一時的に格納されると共に、画像処理部７５により所定の画像処理が施される。その後、選別部７６により、移動対象とされる細胞Ｃ（良質の細胞Ｃ）を選別する判定が行われる。選別された細胞Ｃは、チップ１２によるピッキング対象と扱われ、その座標位置が求められる。

【0045】

引き続き、細胞移動動作が実行される。軸制御部７１は、ヘッドユニット軸駆動部６４を制御して、チップ１２がヘッド６１に装着されたヘッドユニット６を、選別容器１１の上空へ移動させる。そして、ヘッド制御部７２がヘッド駆動部６５を制御して、ヘッド６１が下降され、チップ１２の先端開口部ｔが上部開口１Ｈを通してディッシュ２の上面にアクセスする。この際、移動対象の細胞Ｃの位置を示すＸＹＺ座標情報が軸制御部７１及びヘッド制御部７２に与えられ、その細胞Ｃが担持された保持凹部３に対してチップ１２はアクセスする。

【0046】

しかる後、ヘッド駆動部６５がヘッド６１に吸引力を発生させる。これにより、ディッシュ２（保持凹部３）からターゲットの細胞Ｃが培地Ｌと共にチップ１２内に吸引される（細胞Ｃのピッキング）。その後、ヘッド６１が上昇されると共に、ヘッドユニット６がマイクロプレート４の上空位置へ移動される（ピッキング手段を所定の移動先へ移動）。

【0047】

マイクロプレート４の上空にヘッドユニット６が到達すると、チップ１２の先端開口部ｔがマイクロプレート４のウェル４１に進入するまで、ヘッド６１が再び下降される。そして、ヘッド駆動部６５がヘッド６１に吐出力を発生させ、ウェル４１内にチップ１２内の細胞Ｃが吐出される。これら細胞Ｃの吐出状況は、カメラユニット５によるマイクロプレート４の撮像によって確認される。

【0048】

［細胞移動時の前処理方法］
続いて、上述のようなチップ１２を備えた細胞移動装置Ｓを用いて所要の細胞Ｃをディッシュ２からピッキングさせ、マイクロプレート４へ移動させる際に行われる前処理方法について説明する。ここでの前処理は、サイズの異なる複数の細胞Ｃや夾雑物を含む集合体である細胞懸濁液ＬＡから、所要のサイズを有する細胞Ｃだけを含む細胞懸濁液ＬＡをフィルタリングし、これを分注容器１４に供給する処理である。

【0049】

＜セルフィルターについて＞
前記フィルタリングには、例えば図６に示すようなセルフィルター８が用いられる。図６（Ａ）は、セルフィルター８の側面図、図６（Ｂ）はセルフィルター８の上面視の平面図である。セルフィルター８は、円筒状のフレーム８１と、このフレーム８１に貼付されたフィルター膜８２とを含む。

【0050】

フレーム８１は、周方向に配列された縦リブである複数のサイドリブ８１１と、これらサイドリブ８１１の下端を繋ぐ円環状のベースリブ８１２とを備える。サイドリブ８１１の上端側には、フランジ部８３が付設されている。サイドリブ８１１間には開口部８１３が存在する。ベースリブ８１２の内側にも開口部が存在する。フィルター膜８２は、微小開口であるメッシュを有する膜であり、開口部８１３を塞ぐようにフレーム８１に貼付されている。フィルター膜８２のメッシュサイズは、フィルタリングする細胞Ｃのサイズに応じて選ばれる。作業者は、フランジ部８３に突設されたグリップ部８４で、当該セルフィルター８をハンドリングする。

【0051】

図７は、セルフィルター８を用いた細胞Ｃのフィルタリング作業を説明するための図である。フィルタリングに際しては、上端が開口した筒状の容器からなるチューブ８５と、細胞培養器から取り出した細胞懸濁液ＬＡを貯留するポット８６とが準備される。セルフィルター８は、フランジ部８３がチューブ８５の上端に支持されるよう、チューブ８５に嵌め込まれる。そして、ポット８６から細胞懸濁液ＬＡがセルフィルター８の上面開口から注がれる。

【0052】

すると、フィルター膜８２のメッシュを通過できるサイズを有する細胞Ｃを含む細胞懸濁液ＬＡが、チューブ８５に貯留されることになる。セルフィルター８を、不要な細胞Ｃの除去用として用いるならば、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡが、そのまま分注容器１４に供給される。一方、セルフィルター８を、必要な細胞Ｃのトラップ用として用いるならば、フィルター膜８２を通過できずにセルフィルター８にトラップされた細胞Ｃが取り出され、細胞培養液に分散させて分注容器１４に供給される。

【0053】

＜前処理の具体例＞
図８は、本発明の実施形態に係る細胞移動時の前処理方法の手順を示す図である。前処理方法は、第１除去工程、第２除去工程、区分工程及び供給工程を含む。図８においては、各工程における細胞懸濁液ＬＡの状態を、ステージＡ１〜Ａ４の白抜きのボックスで示している。各ボックスの縦方向の長さは、細胞懸濁液ＬＡに含まれる細胞Ｃのサイズ（直径）のバラツキを表している。例えば、培養直後のステージＡ１の細胞懸濁液ＬＡは、サイズが０μｍを越え２５０μｍ以下の範囲のサイズを有する多数の細胞Ｃを含んでいることを、図８は示している。

【0054】

ステージＡ１の細胞懸濁液ＬＡは、サイズのバラツキ範囲が広い細胞Ｃが分散され、また夾雑物等も含む細胞懸濁液である（本発明の「集合体」に相当）。このステージＡ１の細胞懸濁液ＬＡから、所要のサイズを有する細胞（所要の細胞）を抽出するために、第１除去工程及び第２除去工程が実行される。所要の細胞は、マイクロプレート４において検査等の対象とされるサイズを有する細胞Ｃであって、予め定められた最小サイズ（ここでは４０μｍとする）を超過すると共に、予め定められた最大サイズ（ここでは１００μｍとする）未満のサイズを有する細胞Ｃである。

【0055】

第１除去工程では、ステージＡ１の細胞懸濁液ＬＡから前記最小サイズ（４０μｍ）以下の細胞および夾雑物等を除去するフィルタリングが行われる。従って、第１除去工程では、メッシュサイズが４０μｍのセルフィルター８が用いられる。具体的には、メッシュサイズ＝４０μｍのセルフィルター８がチューブ８５に嵌め込まれ、ポット８６にはステージＡ１の細胞懸濁液ＬＡが収容される。

【0056】

続いて、ポット８６から細胞懸濁液ＬＡが、セルフィルター８（４０μｍ）を装備したチューブ８５に注液される。そして、当該セルフィルター８にトラップされた細胞を取り出し、これを細胞培養液に分散するなどして、ステージＡ２の細胞懸濁液ＬＡを得る。セルフィルター８で濾過され、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡは廃棄される。

【0057】

第２除去工程では、ステージＡ２の細胞懸濁液ＬＡから前記最大サイズ（１００μｍ）以上の細胞Ｃを除去するフィルタリングが行われる。従って、第２除去工程では、メッシュサイズが１００μｍのセルフィルター８が用いられる。具体的には、メッシュサイズ＝１００μｍのセルフィルター８がチューブ８５に嵌め込まれ、ポット８６にはステージＡ２の細胞懸濁液ＬＡが収容される。

【0058】

続いて、ポット８６から細胞懸濁液ＬＡが、セルフィルター８（１００μｍ）を装備したチューブ８５に注液される。そして、当該セルフィルター８を通過し、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡを取り出して、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡを得る。セルフィルター８にトラップされた細胞Ｃは廃棄される。このステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡは、マイクロプレート４への移動対象となる所要の細胞Ｃだけ、本実施形態では４０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃだけを含む細胞懸濁液となる。なお、第１、第２除去工程の実行順序は任意であり、図８の例とは逆に、第２除去工程を第１除去工程に先行して実行してもよい。

【0059】

従来の細胞移動時の前処理方法では、このステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが得られた段階で、前処理を終えていた。つまり、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが、分注容器１４に注液されていた。これに対し本実施形態では、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡに対して、さらに区分工程が実行される。区分工程では、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡに含まれる所要の細胞Ｃを、サイズに応じて２つに区分するフィルタリングが行われる。ここでは、４０μｍ〜７０μｍ（第１サイズ）の細胞Ｃと、７０μｍ〜１００μｍ（第２サイズ）の細胞Ｃとに区分される例を示す。

【0060】

上記の区分のため区分工程では、前記第１サイズの細胞Ｃを通過させる一方で、前記第２サイズの細胞Ｃを通過させないよう、メッシュサイズが７０μｍのセルフィルター８が用いられる。具体的には、メッシュサイズ＝７０μｍのセルフィルター８がチューブ８５に嵌め込まれ、ポット８６にはステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが収容される。次いで、ポット８６から当該細胞懸濁液ＬＡが、セルフィルター８（７０μｍ）を装備したチューブ８５に注液される。

【0061】

そして、当該セルフィルター８にトラップされた細胞Ｃを取り出し、これを細胞培養液に分散するなどして、７０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡを得る。また、当該セルフィルター８を通過し、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡを取り出して、４０μｍ〜７０μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだステージＡ４２の細胞懸濁液ＬＡを得る。

【0062】

その後、チップ１２によりピッキングが可能な位置へ、ステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡと、ステージＡ４２の細胞懸濁液ＬＡとに区分された細胞Ｃを、各々区分された状態で供給する供給工程が行われる。この供給工程は、本実施形態では、ステージＡ４１、Ａ４２の細胞懸濁液ＬＡを各々別の分注容器１４に注液する工程と、これら分注容器１４から異なるディッシュ２Ａ、２Ｂに各々分注する工程とからなる。

【0063】

ステージＡ４１、Ａ４２の細胞懸濁液ＬＡが注液された分注容器１４は、基台１の第３載置位置Ｐ３に順次に載置されるか、或いは同時に並置される。そして、各分注容器１４から分注チップ１３によってステージＡ４１、Ａ４２の細胞懸濁液ＬＡが別個に吸引され、ディッシュ２Ａ、２Ｂの上空（第１載置位置Ｐ１）まで移動された後、各々分注される。ディッシュ２Ａ、２Ｂは、別個の選別容器１１に装備された独立のディッシュであっても良いし、一つのディッシュ２において互いに隔離された領域をディッシュ２Ａ、２Ｂとして利用するものであっても良い。

【0064】

［区分工程を実行する利点］
本実施形態では、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡに対して、さらに上記の区分工程が実行される。この区分工程を実行する利点について説明する。図９は、比較例の前処理方法を伴う細胞ピッキング作業を示す模式図である。比較例では、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが分注容器１４に分注される。従って、ディッシュ２には４０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃが撒かれており、チップ１２によるピッキングの際には、これらの細胞Ｃの中から移動対象の細胞Ｃを選別する必要が生じる。

【0065】

例えば、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡから、８０μｍ±５μｍのサイズを有する良質な細胞Ｃをディッシュ２からピッキングしてマイクロプレート４Ａへ、５０μｍ±５μｍのサイズを有する良質な細胞Ｃをディッシュ２からピッキングしてマイクロプレート４Ｂへ移動することを想定する（残りは廃棄）。この場合、比較例では、４０μｍ〜１００μｍの広範なサイズの細胞Ｃが撒かれたディッシュ２から、８０μｍクラスの良質な細胞Ｃと、５０μｍクラスの良質な細胞Ｃとを選別する処理が必要となる。

【0066】

細胞Ｃの良否を自動選別する有効な手段の一つとして、機械学習の手法を挙げることができる。この機械学習では、例えば細胞Ｃの画像のサンプルデータを多量に解析し、良質の細胞であるか否かを判断するアルゴリズムが構築される。しかし、良質の細胞であるか否かの選別基準は、細胞Ｃのサイズによって異なる場合がある。例えば、上記の８０μｍクラスの細胞Ｃと５０μｍクラスの細胞Ｃとでは、前記選別基準が異なる。従って、広範なサイズの細胞と対象として機械学習を行わせようとすると、膨大なサンプルデータが必要となり、アルゴリズムの構築が困難、乃至は多くの処理時間を要する、といった不具合が生じる。比較例によれば、４０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃを対象としてサンプルデータの解析を行い、選別基準となるアルゴリズムを創出する必要があるので、機械学習の導入には困難性を伴う。

【0067】

図１０は、本実施形態の前処理方法を伴う細胞ピッキング作業を模式的に示す図である。本実施形態では、前記区分工程によって、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが、サイズに応じて少なくとも２つに区分される。すなわち、少なくとも大なるサイズを有する細胞群を含むステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡと、小なるサイズを有する細胞群を含むステージＡ４２の細胞懸濁液ＬＡとの２つに、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが区分され、このように区分された状態で各々分注容器１４を経て、マイクロプレート４Ａ、４Ｂに供給される。

【0068】

従って、細胞移動装置Ｓによる、細胞選別作業を含むピッキング動作を、細胞サイズのバラツキが抑制された細胞群に対して実行できる。例えば、メッシュサイズが７０μｍのセルフィルター８でステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡに対して区分工程（フィルタリング）を行った場合、上掲の８０μｍクラスの細胞Ｃ及び５０μｍクラスの細胞Ｃの選別作業は格段に容易化する。すなわち、７０μｍ〜１００μｍの細胞Ｃを含むステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡが分注されたディッシュ２Ａから、８０μｍクラスの良質の細胞Ｃを選別し、４０μｍ〜７０μｍの細胞Ｃを含むステージＡ４２の細胞懸濁液ＬＡが分注されたディッシュ２Ｂから、５０μｍクラスの良質の細胞Ｃを選別すれば良いことになる。従って、機械学習の手法を導入して細胞の選別を行う場合、細胞サイズのバラツキが小さいことから、比較的少ないサンプルデータ数にて的確な選別基準を得ることができ、処理を簡素化することができる。

【0069】

［他の実施形態の説明］
＜区分工程の変形例＞
図８では、区分工程において、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが、ステージＡ４１、Ａ４２の細胞懸濁液ＬＡの２つに区分される例を示した。区分工程においては、３つ又はそれ以上にステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡを区分するようにしても良い。図１１は、変形例に係る細胞移動時の前処理方法の手順を示す図である。

【0070】

図１１の前処理方法において、第１、第２除去工程は図８の例と同じであるが、区分工程では、ステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡに含まれる所要の細胞Ｃを、サイズに応じて３つに区分するフィルタリングが行われる。ここでは、８０μｍ〜１００μｍの細胞Ｃ、６０μｍ〜８０μｍの細胞Ｃ、及び４０μｍ〜６０μｍの細胞Ｃの３つに区分される例を示している。この場合、セルフィルター８としては、メッシュサイズが６０μｍ、８０μｍの２つが使用される。

【0071】

具体的な区分作業の一例を示すと、まず、メッシュサイズ＝８０μｍのセルフィルター８がチューブ８５に嵌め込まれ、ポット８６にはステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡが収容される。次いで、ポット８６から当該細胞懸濁液ＬＡが、セルフィルター８（８０μｍ）を装備したチューブ８５に注液される。そして、当該セルフィルター８にトラップされた細胞Ｃを取り出し、これを細胞培養液に分散するなどして、８０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡを得る。

【0072】

そして、当該セルフィルター８を通過し、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡを取り出して、４０μｍ〜８０μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだ細胞懸濁液ＬＡを得る。続いて、メッシュサイズ＝６０μｍのセルフィルター８がチューブ８５に嵌め込まれ、ポット８６には４０μｍ〜８０μｍのサイズの細胞Ｃを含む細胞懸濁液ＬＡが収容される。ポット８６から当該細胞懸濁液ＬＡが、セルフィルター８（６０μｍ）を装備したチューブ８５に注液される。

【0073】

しかる後、当該セルフィルター８にトラップされた細胞Ｃを取り出し、これを細胞培養液に分散するなどして、６０μｍ〜８０μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだステージＡ４２の細胞懸濁液ＬＡを得る。また、当該セルフィルター８を通過し、チューブ８５に貯留された細胞懸濁液ＬＡを取り出して、４０μｍ〜６０μｍのサイズの細胞Ｃだけを含んだステージＡ４３の細胞懸濁液ＬＡを得る。得られたステージＡ４１、Ａ４２、Ａ４３の細胞懸濁液ＬＡは、それぞれ異なるディッシュ２Ａ、２Ｂ、２Ｃに分注される。

【0074】

＜メッシュサイズの制御への利用例＞
本実施形態の細胞移動装置Ｓは、ユーザーから各種データの入力を受け付ける入力部５５を備える（図５）。この入力部５５を、前記区分工程において用いられたセルフィルター８のメッシュサイズの入力を受け付けるようにし、これを選別部７６における細胞Ｃの選別基準として利用するようにしても良い。

【0075】

先の図８の例を用いれば、ステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡは、メッシュサイズが７０μｍ及び１００μｍの２つのセルフィルター８によって得られた細胞懸濁液ＬＡである。この場合、ユーザーは、入力部５５へメッシュサイズ＝７０μｍ、１００μｍというデータを入力する。選別部７６は、細胞Ｃの選別基準の一つとして、細胞サイズ（直径）＝７０μｍ〜１００μｍという条件を自動設定する。さらに選別部７６は、記憶部７７から、７０μｍ〜１００μｍのサイズの細胞Ｃに関して設定されている他の選別基準（機械学習によるアルゴリズムなど）を読み出す。そして、ステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡがディッシュ２Ａに分注されたならば、選別部７６は、カメラユニット５が撮像した当該ディッシュ２Ａに担持された細胞Ｃの画像の各々に、上記の選別基準を適用して各細胞Ｃの良否判定を行う。これにより、細胞移動作業の効率化を図ることができる。

【0076】

上記に加え、入力部５５は、さらに移動対象とする細胞Ｃのサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、選別部７６が、入力された細胞Ｃのサイズの上限又は下限を前記選別基準の要素として扱うようにすることもできる。ここで、入力部５５に入力された前記サイズの上限又は下限が、先に入力されたセルフィルター８のメッシュサイズに対して矛盾するときは、選別部７６が前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けないようにすることが望ましい。

【0077】

図１２を参照して具体例を説明する。図１２は、細胞移動時の前処理から細胞ピッキングの作業の好ましい例を示す図である。図８の例と同様に、第１、第２除去工程でメッシュサイズ＝４０μｍ、１００μｍのセルフィルター８を用いてステージＡ３の細胞懸濁液ＬＡを得、さらに区分工程でメッシュサイズ＝７０μｍのセルフィルター８を用いてステージＡ４１、Ａ４２の細胞懸濁液ＬＡを得たとする。そして、ステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡを選別容器１１のディッシュ２に分注されたとする。ここで、マイクロプレート４へ移動させたい細胞Ｃ、つまりピッキング対象となる細胞Ｃのサイズが８０μｍ〜９０μｍであるとする。

【0078】

この場合、上掲の例の通り、入力部５５はユーザーから、ステージＡ４１の細胞懸濁液ＬＡを得るために用いられたセルフィルター８のメッシュサイズ＝７０μｍ、１００μｍというデータの入力を受け付ける。さらに入力部５５は、ピッキング対象となる細胞Ｃのサイズ＝８０μｍ〜９０μｍというデータの入力を受け付ける。そして選別部７６は、細胞Ｃの選別基準の一つとして、細胞サイズ＝８０μｍ〜９０μｍという条件を自動設定し、また記憶部７７から８０μｍ〜９０μｍのサイズの細胞Ｃに関して設定されている他の選別基準を読み出して、所定の選定基準を設定する。

【0079】

ここで、ユーザーが、ピッキング対象の細胞サイズについて、先に入力されたメッシュサイズ（７０μｍ、１００μｍ）と矛盾する入力を行ってしまう場合が起こり得る。例えばユーザーが、入力部５５へ、ピッキング対象の細胞サイズの上限＝５０μｍ、下限＝４０μｍなどと入力してしまった場合である。この場合、選別部７６は、そのような入力を受け付けず、例えば表示部５４にエラーメッセージを表示するなどして、ユーザーに再入力を促すようにする。

【0080】

メッシュサイズ及びピッキング対象の細胞サイズが矛盾なく入力部５５に入力されたなら、選別部７６は、ピッキング対象の細胞サイズ（８０μｍ〜９０μｍ）に応じた選別基準にて、細胞Ｃの良否判定を行う。そして、移動対象として選別された細胞Ｃが、選別容器１１からチップ１２で吸引され、マイクロプレート４へ移動されるものである。

【0081】

＜ディッシュ及びマイクロプレートの変形例＞
図１３は、細胞移動時の前処理から細胞ピッキングの作業の好ましい他の例を示す図である。ここでは、細胞Ｃが分注される複数のディッシュ２Ａ〜２Ｄが準備され、マイクロプレート４では、ディッシュ２Ａ〜２Ｄ毎にウェル４１が割り当てられている例を示す。

【0082】

選別容器１１には、４枚のディッシュ２Ａ〜２Ｄが装着されている。これらディッシュ２Ａ〜２Ｄは、選別容器１１内の培地Ｌに浸漬されているが（図１参照）、区画壁等によって互いに隔離されている。ディッシュ２Ａ〜２Ｄには、異なるサイズの細胞Ｃが分注されている。すなわち、各々メッシュサイズの異なるセルフィルター８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを適用して得られた細胞懸濁液ＬＡが、ディッシュ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが配置された区画に各々分注されている。

【0083】

マイクロプレート４が備える複数のウェル４１は、各ディッシュ２Ａ〜２Ｄからそれぞれピッキングされる細胞Ｃの移動先として、予め割り当てが定められている。すなわち、ディッシュ２Ａからピッキングされる細胞Ｃは、マイクロプレート４の第１行目のウェル４１へ、ディッシュ２Ｂからピッキングされる細胞Ｃは第２行目のウェル４１へ、というように予め割り当てられている。

【0084】

そして、各ディッシュ２Ａ〜２Ｄからチップ１２によってピッキングされた細胞Ｃは、複数のウェル４１のうちピッキングしたディッシュ２Ａ〜２Ｄに各々割り当てられたウェル４１へ吐出される。これにより、所要の細胞Ｃを、それらのサイズが区分された状態で、若しくは細胞Ｃのサイズの相違が認識可能な状態で、ウェル４１へ移動させることができる。従って、その後のマイクロプレート４における各種の処理作業を、細胞サイズに応じて適切に実行させることができる。

【0085】

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

【0086】

本発明の一局面に係る細胞移動時の前処理方法は、サイズの異なる複数の細胞を含む集合体から、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞をピッキングさせ、所定の移動先へ移動させる際の前処理方法であって、前記集合体に含まれる前記複数の細胞のうち、前記所要の細胞をサイズに応じて少なくとも２つに区分する区分工程と、前記ピッキング手段によりピッキングが可能な位置へ、前記区分された細胞を各々区分された状態で供給する供給工程と、を備えることを特徴とする。

【0087】

この前処理方法によれば、所要の細胞がサイズに応じて少なくとも２つに区分される。これにより、大なるサイズを有する細胞群と、小なるサイズを有する細胞群との少なくとも２つに、前記所要の細胞が区分される。そして、このように区分された状態で前記ピッキングの位置に前記所要の細胞が供給される。従って、後段の前記細胞移動装置による、細胞選別作業を含むピッキング動作を、前記区分された状態の細胞群に対して実行させることができる。すなわち、細胞サイズのバラツキが抑制された細胞群に対してピッキング動作を実行できるので、作業時間を短縮させることができる。

【0088】

上記の前処理方法において、前記所要の細胞が、予め定められた最小サイズを超過するサイズを有する細胞であって、前記集合体から前記最小サイズ以下の細胞を除去する第１除去工程をさらに備えることが望ましい。

【0089】

また、前記所要の細胞が、予め定められた最大サイズ未満のサイズを有する細胞であって、前記集合体から前記最大サイズ以上の細胞を除去する第２除去工程をさらに備えることが望ましい。

【0090】

これらの前処理方法によれば、第１、第２除去工程によって、前記集合体から過大なサイズの細胞、過小なサイズの細胞が除去される。これにより、前記集合体から前記所要の細胞だけを抽出することができる。従って、前記区分工程の実行により、所要サイズの範囲内にある複数の細胞を、さらに少なくとも２つに確実に区分することができる。

【0091】

上記の前処理方法において、前記集合体は、サイズの異なる複数の細胞が分散された細胞懸濁液であり、前記区分工程において、第１サイズの細胞を通過させる一方で前記第１サイズよりも大きい第２サイズの細胞を通過させないフィルターが用いられることが望ましい。

【0092】

この前処理方法によれば、前記区分工程における前記所要の細胞のサイズに応じた区分の作業を、前記フィルターを用いて効率良く実行させることができる。

【0093】

上記の前処理方法において、前記第２除去工程において、メッシュサイズが１００μｍのフィルターが用いられ、前記区分工程において、メッシュサイズが７０μｍのフィルターが用いられることが望ましい。

【0094】

細胞の濾過用のフィルターとして、メッシュサイズが７０μｍ、１００μｍのものが安価な汎用品として存在する。これらフィルターを用いることで、前記集合体に含まれる細胞から、前記第２除去工程において１００μｍ以上のサイズの細胞を除去できると共に、１００μｍ未満の細胞群を、７０μｍ未満のサイズと７０μｍ〜１００μｍのサイズとの２つのグループに区分することができる。

【0095】

上記の前処理方法において、前記第１除去工程において、メッシュサイズが４０μｍのフィルターが用いられ、前記第２除去工程において、メッシュサイズが１００μｍのフィルターが用いられ、前記区分工程において、メッシュサイズが７０μｍのフィルターが用いられることが望ましい。

【0096】

細胞の濾過用のフィルターとして、上記のメッシュサイズに加え、メッシュサイズが４０μｍのものも安価な汎用品として存在する。これらフィルターを用いることで、前記集合体に含まれる細胞から、前記第１除去工程において４０μｍ未満のサイズの細胞を、前記第２除去工程において１００μｍ以上のサイズの細胞を各々除去できる。さらに前記区分工程において、４０μｍ〜１００μｍの細胞群を、４０μｍ〜７０μｍのサイズと、７０μｍ〜１００μｍのサイズとの２つのグループに区分することができる。

【0097】

本発明の他の局面に係る細胞移動装置は、上記の細胞移動時の前処理方法が適用された後に使用される細胞移動装置であって、前記細胞のピッキング手段と、前記ピッキング手段を所定方向へ移動させる移動手段と、前記供給工程により供給された前記細胞から、移動対象とする細胞を選別する選別手段と、用いられた前記フィルターのメッシュサイズの入力を受け付ける入力部と、を備え、前記選別手段は、入力された前記メッシュサイズに応じたサイズを有する細胞について予め定められた選別基準に基づいて前記選別を行い、前記ピッキング手段は、前記選別手段が選別した細胞をピッキングし、前記移動手段は、前記細胞をピッキングした前記ピッキング手段を所定の移動先へ移動させることを特徴とする。

【0098】

この細胞移動装置によれば、前記選別手段は、入力された前記メッシュサイズに応じたサイズを有する細胞について予め定められた選別基準に基づいて前記選別を行う。ここで、前記区分工程の実行によって細胞のサイズが揃えられているので、前記選別基準は広範なサイズの細胞と対象としたものでなくて済む。例えば、機械学習の手法を導入して細胞の選別を行う場合、細胞サイズのバラツキが小さいことから、比較的少ないサンプルデータ数にて的確な選別基準を得ることができ、処理を簡素化することができる。

【0099】

上記の細胞移動装置において、前記入力部は、さらに移動対象とする細胞のサイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付け、前記選別手段は、前記サイズの上限又は下限を前記選別基準の要素として扱うものであって、前記入力部は、前記サイズの上限又は下限が前記メッシュサイズに対して矛盾するときは、前記サイズの上限又は下限の少なくとも一方の入力を受け付けないことが望ましい。

【0100】

この細胞移動装置によれば、前記矛盾が存在する場合、前記入力部において前記サイズの上限又は下限の入力が受け付けられない。このため、入力された前記メッシュサイズによって細胞サイズのバラツキが制限されることに加えて、移動対象とされる細胞はさらに細胞サイズのバラツキが制限されるようになる。

【0101】

上記の細胞移動装置において、前記供給工程では、細胞を保持可能な複数のディッシュが準備され、区分された細胞別に各々前記ディッシュで細胞が保持され、前記所定の移動先には、細胞を受け入れる複数のウェルを有するマイクロプレートが配置され、前記ピッキング手段は、前記細胞の吸引及び吐出を行うチップを含み、前記チップにより前記ディッシュ毎に細胞が吸引され、前記マイクロプレートまで移動された後、前記複数のウェルのうち割り当てられたウェルへ前記チップから前記細胞が吐出されることが望ましい。

【0102】

この細胞移動装置によれば、前記所要の細胞を、それらのサイズが区分された状態で、若しくは細胞のサイズの相違が認識可能な状態で、前記マイクロプレートのウェルへ移動させることができる。従って、その後のマイクロプレートにおける処理作業を、細胞サイズに応じて適切に実行させることができる。

【0103】

以上説明した本発明によれば、細胞のピッキング手段を備えた細胞移動装置を用いて所要の細胞を効率的に移動できるようにする前処理方法、及びこれが適用される細胞移動装置を提供することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】