特許 7482449 粒子分離装置

(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】

(24)【登録日】2024-05-02

(45)【発行日】2024-05-14

(54)【発明の名称】粒子分離装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240507BHJP

   C12M 1/28 20060101ALI20240507BHJP

   G01N 1/34 20060101ALI20240507BHJP

   G01N 1/40 20060101ALI20240507BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20240507BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A

C12M1/28

G01N1/34

G01N1/40

G01N1/00 101L

G01N37/00 101

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2020005716

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021112140

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2023-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000236920

【氏名又は名称】富山県

(73)【特許権者】

【識別番号】000229117

【氏名又は名称】日本ゼオン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】高田 耕児

(72)【発明者】

【氏名】橋岡 真義

【審査官】太田 雄三

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１７２４２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１２０４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９６９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１３６２７３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】欧州特許出願公開第０３２６３６９３（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００

Ｇ０１Ｎ ３７／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

標的粒子を含むサンプル液から該標的粒子を分離する粒子分離装置であって、
気体を排出する圧力発生部と、
注入口および排出口を有し、前記サンプル液が注入されるサンプル液収容部材と、
注入口および排出口を有し、バッファ液が注入されるバッファ液収容部材と、
前記サンプル液収容部材の注入口に接続され、前記圧力発生部からの気体を該サンプル液収容部材に供給するサンプル側管路、および前記バッファ液収容部材の注入口に接続され、前記圧力発生部からの気体を該バッファ液収容部材に供給するバッファ側管路を備える圧力供給部と、
前記サンプル側管路および前記バッファ側管路の一方の管路の途中に介装され、互いに連通された第１ポート、第２ポートおよび第３ポートを備え、該第１ポートが当該一方の管路の上流側に接続され、該第２ポートが当該一方の管路の下流側に接続され、該第３ポートが大気開放用ポートであり、該第３ポートを閉塞して該第１ポートを開放する第１モードと該第１ポートを閉塞して該第３ポートを開放する第２モードとを選択的に切り替える第１切替弁と、
前記サンプル液収容部材の排出口に接続されるサンプル液導入口、前記バッファ液収容部材の排出口に接続されるバッファ液導入口、該サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と該バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を備えるＤＬＤ流路部、該ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口、および該ＤＬＤ流路部で標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口を備えるＤＬＤマイクロ流路チップと、
前記圧力発生部および前記第１切替弁を電気的に制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第２モードに設定する制御信号を該第１切替弁に送るとともに、前記圧力発生部を作動させる制御信号を該圧力発生部に送り、その後、前記第１切替弁を前記第１モードに切り替える制御信号を該第１切替弁に送るようにした粒子分離装置。

【請求項2】

前記圧力供給部は、前記圧力発生部の気体の排出口に接続された共通管路を備え、前記サンプル側管路は該共通管路から二股に分岐した一方に接続された管路であり、前記バッファ側管路は該共通管路から二股に分岐した他方に接続された管路である請求項１に記載の粒子分離装置。

【請求項3】

前記サンプル液は、前記標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含む請求項１または２に記載の粒子分離装置。

【請求項4】

前記標的粒子は、細胞である請求項１～３のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項5】

前記サンプル液は、血中循環腫瘍細胞を前記標的粒子として含む請求項４に記載の粒子分離装置。

【請求項6】

前記サンプル側管路は前記サンプル液収容部材の注入口に着脱可能であり、前記バッファ側管路は前記バッファ液収容部材の注入口に着脱可能である請求項１～５のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項7】

前記第１切替弁は、三方活栓を含む請求項１～６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項8】

前記第１切替弁は、三方分岐管および２つの二方活栓を含む請求項１～６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項9】

前記第１切替弁は、電磁弁である請求項１～６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項10】

前記第１切替弁は、三方電磁弁を含む請求項１～６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項11】

前記第１切替弁は、三方分岐管および２つの二方電磁弁を含む請求項１～６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項12】

前記サンプル液収容部材内の液体の液面位置および前記バッファ液収容部材内の液体の液面位置の少なくとも一方を検出するセンサをさらに有する請求項１～１１のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項13】

前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第２モードに設定する制御信号を該第１切替弁に送るとともに、前記圧力発生部を作動させる制御信号を該圧力発生部に送り、その後、予め設定された所定の第１時間の経過を待って前記第１切替弁を前記第１モードに切り替える制御信号を該第１切替弁に送るようにした請求項１～１２のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項14】

前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第２モードに設定する制御信号を該第１切替弁に送るとともに、前記圧力発生部を作動させる制御信号を該圧力発生部に送り、その後、前記センサにより液面が予め設定された第１位置に達したことが検出された場合に前記第１切替弁を前記第１モードに切り替える制御信号を該第１切替弁に送るようにした請求項１～１２のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項15】

前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第１モードに切り替えた後、予め設定された所定の第２時間を待って前記圧力発生部の作動を停止させる制御信号を該圧力発生部に送るようにした請求項１３または１４に記載の粒子分離装置。

【請求項16】

前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第１モードに切り替えた後、前記センサにより液面が予め設定された第２位置に達したことが検出された場合に前記圧力発生部の作動を停止させる制御信号を該圧力発生部に送るようにした請求項１３または１４に記載の粒子分離装置。

【請求項17】

前記サンプル側管路および前記バッファ側管路の他方の管路の途中に介装され、互いに連通された第１ポート、第２ポートおよび第３ポートを備え、該第１ポートが当該他方の管路の上流側に接続され、該第２ポートが当該他方の管路の下流側に接続され、該第３ポートが大気開放用ポートであり、該第３ポートを閉塞して該第１ポートを開放する第１モードと該第１ポートを閉塞して該第３ポートを開放する第２モードとを選択的に切り替える第２切替弁をさらに有する請求項１～１６のいずれかに記載の粒子分離装置。

【請求項18】

前記第２切替弁は、三方活栓を含む請求項１７に記載の粒子分離装置。

【請求項19】

前記第２切替弁は、三方分岐管および２つの二方活栓を含む請求項１７に記載の粒子分離装置。

【請求項20】

前記第２切替弁は、三方電磁弁を含む請求項１７に記載の粒子分離装置。

【請求項21】

前記第２切替弁は、三方分岐管および２つの二方電磁弁を含む請求項１７に記載の粒子分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、標的粒子を含む液体中から該標的粒子を分離する粒子分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

がんの原発腫瘍組織または転移腫瘍組織から、腫瘍細胞が血中へ遊離することが知られている。このような腫瘍細胞は、血中循環腫瘍細胞（ＣＴＣ：Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｔｕｍｏｒ Ｃｅｌｌｓ）と呼ばれ、末梢血中の血中循環腫瘍細胞を分離（分取）して調べることにより、がんの進行状態や治療効果の把握、あるいは再発・転移の早期発見等のための情報が得られるものと期待されている。

【0003】

血中循環腫瘍細胞を簡便に分離（分取）するための粒子分離技術としては、血中循環腫瘍細胞が血球細胞よりもサイズが大きい傾向があることを利用した、水力学的層流分離の一つである決定論的横置換（ＤＬＤ：Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ Ｌａｔｅｒａｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）法を用いた方法が知られている（たとえば特許文献１、非特許文献１参照）。

【0004】

この分離技術を利用した粒子分離装置として、本願発明者らは、サンプル液注入系とバッファ液注入系と、単一のシリンジ（圧力発生装置）で発生させた圧力を二股に分岐させてサンプル液注入系とバッファ液注入系とに供給し、サンプル液およびバッファ液を、ＤＬＤ法の原理に基づいて設計されたＤＬＤマイクロ流路チップに注入するようにした装置を先に提案した（特許文献２参照）。

【0005】

ところで、この粒子分離装置を用いて分離の対象となる標的粒子をサンプル液から分離する処理（本明細書で「ソーティング」と呼ぶ）を行うのに先立ち、サンプル液注入系およびバッファ液注入系のそれぞれとＤＬＤマイクロ流路チップの接続管やＤＬＤマイクロ流路チップ内に存在する空気を除去するため、サンプル液注入系およびバッファ液注入系の双方からＤＬＤマイクロ流路チップに予備的にバッファ液を供給してこれらを満たす処理（本明細書で「プライミング」と呼ぶ）が行われる。

【0006】

しかしながら、ＤＬＤマイクロ流路チップの構造によっては、プライミングを行っても、ＤＬＤマイクロ流路チップ内（特に、ＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液注入系に接続される導入口とサンプル液注入系に接続される導入口との間の一部）に該空気が気泡として残留してしまう場合があり、ソーティングの際に適切な分離を妨げる原因となる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】米国特許第７，７３５，６５２号明細書

【文献】国際公開第２０１９／１７２４２８号

【非特許文献】

【0008】

【文献】Ｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．，“Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ Ｌａｔｅｒａｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ”，Ｓｃｉｅｎｃｅ ３０４，ｐ．９８７－９９０，２００４．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、適切に粒子を分離し得る粒子分離装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明に係る粒子分離装置は、
標的粒子を含むサンプル液から該標的粒子を分離する粒子分離装置であって、
気体を排出する圧力発生部と、
注入口および排出口を有し、前記サンプル液が注入されるサンプル液収容部材と、
注入口および排出口を有し、バッファ液が注入されるバッファ液収容部材と、
前記サンプル液収容部材の注入口に接続され、前記圧力発生部からの気体を該サンプル液収容部材に供給するサンプル側管路、および前記バッファ液収容部材の注入口に接続され、前記圧力発生部からの気体を該バッファ液収容部材に供給するバッファ側管路を備える圧力供給部と、
前記サンプル側管路および前記バッファ側管路の一方の管路の途中に介装され、互いに連通された第１ポート、第２ポートおよび第３ポートを備え、該第１ポートが当該一方の管路の上流側に接続され、該第２ポートが当該一方の管路の下流側に接続され、該第３ポートが大気開放用ポートであり、該第３ポートを閉塞して該第１ポートを開放する第１モードと該第１ポートを閉塞して該第３ポートを開放する第２モードとを選択的に切り替える第１切替弁と、
前記サンプル液収容部材の排出口に接続されるサンプル液導入口、前記バッファ液収容部材の排出口に接続されるバッファ液導入口、該サンプル液導入口を介して導入されたサンプル液と該バッファ液導入口を介して導入されたバッファ液とが接しながら並行して流れる複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を備えるＤＬＤ流路部、該ＤＬＤ流路部でサンプル液からバッファ液に移動した標的粒子を含むバッファ液を排出するバッファ液排出口、および該ＤＬＤ流路部で標的粒子がバッファ液に移動した後のサンプル液を排出するサンプル液排出口を備えるＤＬＤマイクロ流路チップと、を有する。

【0011】

本発明に係る粒子分離装置では、第１切替弁はサンプル側管路またはバッファ側管路の途中に介装されているが、簡単のため、第１切替弁をサンプル側管路の途中に介装した構成の場合を例に説明する。まず、本処理としてのソーティング（標的粒子の分離）を実施する前の予備的処理として、ＤＬＤマイクロ流路チップ内をバッファ液で満たすプライミングを行う。すなわち、バッファ液収容部材にバッファ液を注入した状態とし、サンプル液収容部材は空の状態とし、第１切替弁を第２モードに設定して、圧力発生部からの気体をサンプル側管路およびバッファ側管路に供給する。このとき、サンプル側管路の途中に介装された第１切替弁の第１ポートは閉塞されているため、圧力発生部からの気体はバッファ液収容部材にのみ供給され、バッファ液収容部材内のバッファ液がバッファ液導入口を介してＤＬＤ流路部に導入される。

【0012】

そして、第１切替弁の第３ポートが大気開放されているため、ＤＬＤ流路部に導入されたバッファ液の一部（殆ど）はＤＬＤ流路部の下流側とサンプル液収容部材側の管路抵抗差に応じて空のサンプル液収容部材内に逆流的に流れ込む。これにより、バッファ液収容部材からＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口に至る部分、バッファ液導入口とサンプル液導入口との間の部分、およびサンプル液収容部材からサンプル液導入口に至る部分内に存在していた気体（ここでは空気とする）が大気開放されたサンプル液収容部材の上流側に排出される。

【0013】

その後適宜な量のバッファ液がサンプル液収容部材内に流れ込んだならば、第１切替弁を第１モードに切り替える。これにより、第１ポートが開放され、第３ポートが閉塞されるため、圧力発生部からの気体はバッファ液収容部材およびサンプル液収容部材の両方に供給され、バッファ液収容部材内のバッファ液およびサンプル液収容部材内のバッファ液がＤＬＤ流路部に導入され、既にＤＬＤ流路部内に存在しているバッファ液とともに、バッファ液排出口およびサンプル液排出口に至り、該ＤＬＤ流路部内がバッファ液で満たされた状態となる。この状態で、圧力発生部による気体の排出を停止して、プライミングを終了する。

【0014】

プライミングの後、圧力発生部による気体の排出を停止した状態で、サンプル液収容部材内にサンプル液を注入した状態とするとともに、バッファ液収容部材内にバッファ液を注入した状態として、第１切替弁を第１モードに設定して、圧力発生部からの気体をサンプル液収容部材およびバッファ液収容部材に供給して、ソーティング（標的粒子の分離）を実施する。粒子分離の開始に際して、バッファ液収容部材からＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口に至る部分、サンプル液収容部材からサンプル液導入口に至る部分、ＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口とサンプル液導入口との間の部分、およびＤＬＤ流路部内の空気は排出されて、バッファ液で満たされた状態であるため、気泡の残留に伴う不具合を生じることなく適切な分離を行うことができる。

【0015】

第１切替弁をバッファ側管路の途中に介装した構成の場合には、サンプル液収容部材にバッファ液を注入した状態とし、バッファ液収容部材は空の状態としてプライミングを行う以外は、上記とほぼ同様である。

【0016】

本発明に係る粒子分離装置において、前記圧力供給部は、前記圧力発生部の気体の排出口に接続された共通管路を備え、前記サンプル側管路は該共通管路から二股に分岐した一方に接続された管路であり、前記バッファ側管路は該共通管路から二股に分岐した他方に接続された管路であることができる。圧力発生部として、単一の装置を備えるだけでよいので、電力等の人力以外の動力によって駆動する場合には装置を簡素化できるとともに、特段の配慮をしなくても、サンプル液とバッファ液との両者を適切な流量で流すことができ、適切な分離を実現することが可能となる。

【0017】

本発明に係る粒子分離装置において、前記サンプル液は、前記標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含むことができる。本発明に係る粒子分離装置は、サンプル液が標的粒子とサイズの異なる非標的粒子を含む場合にも、該標的粒子を分離することができる。

【0018】

本発明に係る粒子分離装置において、前記サンプル液は、前記標的粒子として、細胞を含む液体とすることができる。この場合において、前記サンプル液は、血中循環腫瘍細胞を前記標的粒子として含むものとすることができる。本発明に係る粒子分離装置は、血中循環腫瘍細胞等の細胞の分離に好適に用いることができる。

【0019】

本発明に係る粒子分離装置において、前記サンプル側管路を前記サンプル液収容部材の注入口に着脱可能とし、前記バッファ側管路を前記バッファ液収容部材の注入口に着脱可能とすることができる。このように構成することにより、サンプル液収容部材の注入口からサンプル側管路を取り外した状態で、サンプル液をサンプル液収容部材に注入した後にサンプル液収容部材の注入口にサンプル側管路を装着し、バッファ液収容部材の注入口からバッファ側管路を取り外した状態で、バッファ液をバッファ液収容部材に注入した後にバッファ液収容部材の注入口にバッファ側管路を装着することができる。

【0020】

本発明に係る粒子分離装置において、前記第１切替弁として、三方活栓を含むもの、あるいは三方分岐管および２つの二方活栓を含むものを用いることができる。第１モードと第２モードとをレバー操作により手動で適宜に切り替えることができる。

【0021】

本発明に係る粒子分離装置において、前記第１切替弁として、電磁弁を用いることができ、三方電磁弁を含むものや三方分岐管および２つの二方電磁弁を含むものを用いることができる。第１モードと第２モードとを電気的に手動または自動制御により適宜に切り替えることができる。

【0022】

本発明に係る粒子分離装置において、前記サンプル液収容部材内の液体の液面位置および前記バッファ液収容部材内の液体の液面位置の少なくとも一方を検出するセンサをさらに有することができる。センサによる検出結果に応じて、第１切替弁の切り替えや圧力発生部の作動または停止等のタイミングを制御し得る。

【0023】

本発明に係る粒子分離装置において、前記圧力発生部および前記第１切替弁を電気的に制御する制御装置をさらに有することができる。圧力発生部の作動または停止および第１切替弁による第１モードまたは第２モードの切り替えを自動制御することができる。この場合において、前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第２モードに設定する制御信号を該第１切替弁に送るとともに、前記圧力発生部を作動させる制御信号を該圧力発生部に送り、その後、予め設定された所定の第１時間の経過を待って前記第１切替弁を前記第１モードに切り替える制御信号を該第１切替弁に送るようにできる。または、前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第２モードに設定する制御信号を該第１切替弁に送るとともに、前記圧力発生部を作動させる制御信号を該圧力発生部に送り、その後、前記センサにより液面が予め設定された第１位置に達したことが検出された場合に前記第１切替弁を前記第１モードに切り替える制御信号を該第１切替弁に送るようにできる。これにより、バッファ液収容部材からＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口に至る部分、サンプル液収容部材からサンプル液導入口に至る部分、およびＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口とサンプル液導入口との間の部分内の気体を自動的に排出することができる。

【0024】

これらの場合において、前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第１モードに切り替えた後、予め設定された所定の第２時間を待って前記圧力発生部の作動を停止させる制御信号を該圧力発生部に送るようにできる。または、前記制御装置は、前記第１切替弁を前記第１モードに切り替えた後、前記センサにより液面が予め設定された第２位置に達したことが検出された場合に前記圧力発生部の作動を停止させる制御信号を該圧力発生部に送るようにできる。これにより、ＤＬＤマイクロ流路チップのバッファ液導入口とサンプル液導入口との間の部分の気体を排出した後に、ＤＬＤマイクロ流路チップのＤＬＤ流路部内をバッファ液で満たすことができる。

【0025】

本発明に係る粒子分離装置において、前記サンプル側管路および前記バッファ側管路の他方の管路の途中に介装され、互いに連通された第１ポート、第２ポートおよび第３ポートを備え、該第１ポートが当該他方の管路の上流側に接続され、該第２ポートが当該他方の管路の下流側に接続され、該第３ポートが大気開放用ポートであり、該第３ポートを閉塞して該第１ポートを開放する第１モードと該第１ポートを閉塞して該第３ポートを開放する第２モードとを選択的に切り替える第２切替弁をさらに有することができる。前記第２切替弁としては、三方活栓を含むもの、三方分岐管および２つの二方活栓を含むもの、三方電磁弁を含むもの、または三方分岐管および２つの二方電磁弁を含むものを用いることができる。バッファ液収容部材またはサンプル液収容部材の一方を任意に選択してバッファ液を注入した状態とし、他方を空とした状態でプライミングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るＣＴＣ分離装置の全体構成の概略を模式的に示す正面図である。

【図2】図２は、図１のＣＴＣ分離装置のＤＬＤマイクロ流路チップの概略構成を示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示すＤＬＤマイクロ流路チップの粒子分離の原理を示す図である。

【図4】図４は、本発明の別の実施形態に係るＣＴＣ分離装置の全体構成の概略を模式的に示す正面図である。

【図5】図５は、本発明の別の実施形態に係るＣＴＣ分離装置の制御系の要部構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、本発明の別の実施形態に係るＣＴＣ分離装置の制御系の処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の別の実施形態に係るＣＴＣ分離装置の外観構成の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、標的粒子および該標的粒子と異なるサイズの非標的粒子が分散したサンプル液から該標的粒子を分離（分取）するための、本発明が適用された粒子分離装置の実施形態として、血球を非標的粒子として、血中循環腫瘍細胞（ＣＴＣ）を標的粒子として含む血液由来の液をサンプル液とし、該サンプル液から血中循環腫瘍細胞を分離するＣＴＣ分離装置について、図面を参照して説明する。

【0028】

ただし、本発明は、血中循環腫瘍細胞を分離するものに限定されず、血中循環腫瘍細胞以外の細胞を標的粒子として、該標的粒子とサイズの異なる細胞を非標的粒子として含む体液（血液、リンパ液、唾液、尿、涙等を含む）から標的粒子となる細胞を分離するものに適用可能である。また、標的粒子および非標的粒子としては、細胞にも限定されず、サイズの異なる２種以上の粒子が分散した液体中から標的粒子を分離するものに広く適用可能である。なお、ここでいう「分散」とは、粒子（細胞）が液体中に粒子単体で浮遊している場合のみならず、その一部または全部がクラスターとして浮遊している場合が含まれ、また、液体中に散らばって浮遊している場合のみならず、ある程度沈降している場合も含まれる。対象とする標的粒子および非標的粒子の粒径は、０．１～１０００μｍ程度である。

【0029】

さらに、本発明において、サンプル液は分離対象である標的粒子を含むものであればよく、該標的粒子とサイズの異なる非標的粒子は、必ずしも含んでいる必要はない。たとえば、単一サイズの粒子または所定のサイズ以上の粒径を有する複数種の粒子を含むバッファ液の交換（粒子を含むバッファ液をサンプル液として、該サンプル液と成分の異なるまたは同一の他のバッファ液に該粒子を移す）を行う場合や粒子の濃度の濃縮を行う場合にも、本発明は適用可能である。また、「標的粒子」とは分離の対象の粒子という意味であり、何らかの利用（たとえば検査）に供するために分離回収したい粒子という意味のみならず、不要なために分離除去したい（取り除きたい）粒子という意味も含まれる。

【0030】

図１に示すように、本実施形態に係るＣＴＣ分離装置１は、圧力発生部としてのシリンジ２、圧力供給部としての圧力分配部３、サンプル液収容部（サンプル液収容部材）４、バッファ液収容部（バッファ液収容部材）５、分離部（ＤＬＤマイクロ流路チップ）６、サンプル液回収部７，およびバッファ液回収部８を概略備えて構成されている。

【0031】

シリンジ２は、排出口２１ａを有するバレル（外筒）２１およびピストン２２からなるピストンシリンジであり、ピストン２２を押圧（押し込む方向にスライド）することにより、バレル２１内の気体（空気）を排出口２１ａから押し出し（排出し）、引き出す方向にスライドすることにより、排出口２１ａから気体を吸引する。

【0032】

圧力分配部３は、シリンジ２により発生された圧力を分配するものであり、シリンジ２のバレル２１の排出口２１ａに接続された第１管路（共通管路）３１、第１管路３１から二股に分岐した一方であって後述するサンプル液収容部４のバレル４１の注入口４１ａに接続される第２管路（サンプル側管路）３２、および第１管路３１から二股に分岐した他方であって後述するバッファ液収容部５のバレル５１の注入口５１ａに接続される第３管路（バッファ側管路）３３を備えている。

【0033】

第１管路３１は、一方向弁３１ａ、一方向弁３１ｂ、Ｔ型チューブコネクタ３１ｃ、三方活栓３１ｄ、およびチューブ３１ｅを備えて構成されている。

【0034】

第１管路３１の途中には、一方向弁３１ａが介装されており、一方向弁３１ａは、上流側（シリンジ２側）が下流側（第２管路３２側、第３管路３３側）に比して、陽圧時に開放し陰圧時に閉塞するように設けられた逆流防止用の弁である。一方向弁３１ａとしては、ダイヤフラム式チェックバルブを用いることができる。

【0035】

第１管路３１の一方向弁３１ａよりもシリンジ２側には、外気吸入用の通気口が設けられている。通気口は、第１管路３１の壁部に内外に貫通するように設けられ、シリンジ２側が陽圧時に閉塞し陰圧時に開放するように設けられた一方向弁３１ｂを備えている。一方向弁３１ｂとしては、一方向弁３１ａと同様に、ダイヤフラム式チェックバルブを用いることができる。通気口は、本実施形態では、第１～第３接続口を有するＴ型チューブコネクタ３１ｃを第１管路３１の途中に介装する、すなわち、Ｔ型チューブコネクタ３１ｃの第１接続口をシリンジ２のバレル２１の排気口２１ａに接続し、第２接続口を一方向弁３１ａの一方の接続口に接続し、第３接続口を一方向弁３１ｂの一方の接続口に接続し、一方向弁３１ｂの他方の接続口を外部に開放（大気開放）することにより実現している。

【0036】

第１管路３１の一方向弁３１ａよりも下流側（サンプル液収容部４側、バッファ液収容部５側）には、第１～第３接続口および流路変更用のレバーを備える三方活栓３１ｄが介装されている。より具体的には、三方活栓３１ｄの第１接続口が一方向弁３１ａの下流側の接続口に接続され、第２接続口にチューブ３１ｅが接続され、第３接続口は外部に開放されている。三方活栓３１ｄは、そのレバーを所定の向きに回動させることにより、第１接続口から第２接続口に至る経路のみを開放し、第１接続口から第３接続口に至る経路のみを開放し、または第２接続口から第３接続口に至る経路のみを開放することができる。

【0037】

第２管路３２は、チューブ３２ａおよびチューブ３２ａの一端に取り付けられたアダプタ３２ｂを備えて構成されている。第２管路３２のアダプタ３２ｂは、後述するサンプル液収容部４のバレル４１の注入口４１ａに着脱可能に装着される。第３管路３３は、チューブ３３ａおよびチューブ３３ａの一端に取り付けられたアダプタ３３ｂを備えて構成されている。第３管路３３のアダプタ３３ｂは、後述するバッファ液収容部５のバレル５１の注入口５１ａに着脱可能に装着される。

【0038】

第１管路３１のチューブ３１ｅの下流側（三方活栓３１ｄと反対側）の端部は、第１～第３接続口を有するＹ型チューブコネクタ３４の第１接続口に接続されている。第２管路３２のチューブ３２ａの上流側（アダプタ３２ｂと反対側）の端部は、Ｙ型チューブコネクタ３４の第２接続口に接続されており、第３管路３３のチューブ３３ａの上流側（アダプタ３３ｂと反対側）の端部は、Ｙ型チューブコネクタ３４の第３接続口に接続されている。

【0039】

第２管路３２の途中には、サンプル側切替弁（第１切替弁）９１が介装されている。サンプル側切替弁９１は、互いに連通された第１ポート９１ａ、第２ポート９１ｂおよび第３ポート９１ｃを備え、第１ポート９１ａが第２管路３２の上流側（Ｙ型チューブコネクタ３４の第２接続口側）に接続され、第２ポート９１ｂが第２管路３２の下流側（アダプタ３２ｂ側）に接続されており、第３ポート９１ｃが大気開放用ポートとなっている。サンプル側切替弁９１は、第３ポート９１ｃを閉塞して第１ポート９１ａを開放する送圧モード（第１モード）と第１ポート９１ａを閉塞して第３ポート９１ｃを開放する開放モード（第２モード）とを選択的に切り替える手段である。

【0040】

サンプル側切替弁９１としては、本実施形態では、手動で流路（モード）を切り替えるためのレバーを備える三方活栓を用いている。サンプル側切替弁９１としての三方活栓は、そのレバーを所定の向きに回動させることにより、第１ポート９１ａから第２ポート９１ｂに至る経路のみを開放し、第１ポート９１ａから第３ポート９１ｃに至る経路のみを開放し、または第２ポート９１ｂから第３ポート９１ｃに至る経路のみを開放することができる。なお、三方活栓は、第３ポート９１ｃを閉塞して第１ポート９１ａおよび第２ポート９１ｂを開放する送圧モードと、第１ポート９１ａを閉塞して第２ポート９１ｂおよび第３ポート９１ｃを開放する開放モードとに加えて、第２ポート９１ｂを閉塞して第１ポート９１ａおよび第３ポート９１ｃを開放する別の開放モードに切り替えることも可能である。

【0041】

サンプル側切替弁９１としては、上述した三方活栓以外に、たとえば第１～第３接続口を有する三方分岐管（Ｔ型、Ｙ型のいずれでもよい）および２つまたは３つの二方活栓を備えるものを用いてもよい。より具体的には、三方分岐管の第１接続口を二方活栓を介して第２管路３２の上流側（Ｙ型チューブコネクタ３４の第２接続口側）に接続し、三方分岐管の第２接続口を直接にまたは二方活栓を介して第２管路３２の下流側（アダプタ３２ｂ側）に接続し、三方分岐管の第３接続口を二方活栓を介して大気開放したものを用いてもよい。

【0042】

また、サンプル側切替弁９１としては、三方電磁弁を備えるものを用い、手動で流路（送圧モード、開放モード）を切り替えるための操作ボタン等の操作部を操作（押下等）することによりモードを切り替えるようにしたものを用いてもよい。三方電磁弁に代えて、たとえば第１～第３接続口を有する三方分岐管（Ｔ型、Ｙ型のいずれでもよい）および２つまたは３つの二方電磁弁を備えるものを用いてもよい。より具体的には、三方分岐管の第１接続口を二方電磁弁を介して第２管路３２の上流側（Ｙ型チューブコネクタ３４の第２接続口側）に接続し、三方分岐管の第２接続口を直接にまたは二方電磁弁を介して第２管路３２の下流側（アダプタ３２ｂ側）に接続し、三方分岐管の第３接続口を二方電磁弁を介して大気開放したものを用いてもよい。この場合、手動で流路（送圧モード、開放モード）を切り替えるための操作ボタン等の操作部を操作（押下等）することによりモードを切り替えるようにできるのは、三方電磁弁の場合と同様である。

【0043】

なお、本実施形態ではサンプル側切替弁９１として、切替弁を第２管路３２の途中に設けているが、サンプル側切替弁９１に代えて、サンプル側切替弁９１と同様の切替弁をバッファ側切替弁として第３管路３３の途中に介装してもよい。また、サンプル側切替弁９１に加えて、サンプル側切替弁９１と同様の切替弁をバッファ側切替弁（第２切替弁）として第３管路３３の途中に介装してもよい。これらの場合のバッファ側切替弁は、互いに連通された第１ポート、第２ポートおよび第３ポートを備え、第１ポートが第３管路３３の上流側（Ｙ型チューブコネクタ３４の第３接続口側）に接続され、第２ポートが第３管路３３の下流側（アダプタ３３ｂ側）に接続され、第３ポート９２ｃが大気開放用ポートである。バッファ側切替弁の機能、具体的構成およびバリエーションについては上述したサンプル側切替弁９１と同様である。

【0044】

サンプル液収容部４は、バレル（シリンジの外筒に相当する部材）４１を備え、バレル４１は、注入口４１ａおよび排出口４１ｂを有している。バレル４１には、標的粒子（血中循環腫瘍細胞）および該標的粒子と異なるサイズの非標的粒子（血球）を含むサンプル液（血液）Ｓが収容される。なお、サンプル液Ｓとしては、血液を希釈したもの（たとえば、血液を濃度４ｍＭのＥＤＴＡを含有するＰＢＳで２倍希釈したもの）を用いることができる。

【0045】

バレル４１は、注入口４１ａが上方に、排出口４１ｂが下方に位置するように、その長手方向（軸方向）が略鉛直に設定された状態で、不図示のスタンド等に支持されている。サンプル液Ｓは、バレル４１の注入口４１ａから第２管路３２のアダプタ３２ｂを取り外した状態で注入され、注入後にバレル４１の注入口４１ａに第２管路３２のアダプタ３２ｂが気密に装着される。バレル４１内に収容されたサンプル液Ｓは、第２管路３２を介して圧力が作用した場合に、排出口４１ｂから排出される。

【0046】

バッファ液収容部５は、バレル（シリンジの外筒に相当する部材）５１を備え、バレル５１は、注入口５１ａおよび排出口５１ｂを有している。バレル５１には、バッファ液Ｂが収容される。バッファ液Ｂとしては、等張液を一種または複数種混合したものを用いることができ、たとえばＰＢＳまたはグリセリン含有ＰＢＳ等を用いることができる。

【0047】

バレル５１は、バレル４１と同様に、注入口５１ａが上方に、排出口５１ｂが下方に位置するように、その長手方向（軸方向）が略鉛直に設定された状態で、不図示のスタンド等に支持されている。バッファ液Ｂは、バレル５１の注入口５１ａから第３管路３３のアダプタ３３ｂを取り外した状態で、たとえばサンプル液Ｓと同量だけ注入され、注入後にバレル５１の注入口５１ａに第３管路３３のアダプタ３３ｂが気密に装着される。バレル５１内に収容されたバッファ液Ｂは、第３管路３３を介して圧力が作用した場合に、排出口５１ｂから排出される。

【0048】

分離部６は、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１および漏れ防止用のチップホルダ（不図示）を備えて構成されている。ＤＬＤマイクロ流路チップ６１は、図２にも示されているように、サンプル液導入口６１ａ、バッファ液導入口６１ｂ、ＤＬＤ流路部６１ｃ、サンプル液排出口６１ｄ、およびバッファ液排出口６１ｅを備えて構成されている。

【0049】

サンプル液導入口６１ａには、チューブ４１ｃを介して、サンプル液収容部４のバレル４１の排出口４１ｂが接続される。バッファ液導入口６１ｂには、チューブ５１ｃを介して、バッファ液収容部５のバレル５１の排出口５１ｂが接続される。ＤＬＤ流路部６１ｃは、複数の微細なピラーが配設されたＤＬＤマイクロ流路構造を備えている。なお、ＤＬＤ流路部６１ｃと、サンプル液収容部４のバレル４１の排出口４１ｂからＤＬＤ流路部６１ｃまでの流路（排出口４１ｂと、チューブ４１ｃと、サンプル液導入口６１ａと、ＤＬＤ流路部６１ｃと、からなる流路）、およびバッファ液収容部５のバレル５１の排出口５１ｂからＤＬＤ流路部６１ｃまでの流路（排出口５１ｂと、チューブ５１ｃと、バッファ液導入口６１ｂと、ＤＬＤ流路部６１ｃと、からなる流路）は、予めバッファ液（ＰＢＳまたはグリセリン含有ＰＢＳ等）で満たしておくことが望ましい。

【0050】

シリンジ２のピストン２２を押圧することにより供給される圧力により、サンプル液収容部４のバレル４１内のサンプル液Ｓが、排出口４１ｂ、チューブ４１ｃおよびサンプル液導入口６１ａを介してＤＬＤ流路部６１ｃに導入されるとともに、バッファ液収容部５のバレル５１内のバッファ液Ｂが、排出口５１ｂ、チューブ５１ｃおよびバッファ液導入口６１ｂを介してＤＬＤ流路部６１ｃに導入される。

【0051】

サンプル液導入口６１ａを介して導入されたサンプル液と、バッファ液導入口６１ｂを介して導入されたバッファ液とは、互いに接しながらそれぞれ層流として並行して、ＤＬＤ流路部６１ｃ内を流れる。ＤＬＤ流路部６１ｃは、たとえば非特許文献１に記載されているような決定論的横置換（ＤＬＤ）法の原理にしたがって配設された複数の微細なピラー（マイクロピラー）を有している。

【0052】

決定論的横置換法とは、図３に示すように、所定の規則にしたがって配設された複数のピラーＰからなるピラー群に粒子の分散液を流した際に、小さい粒子は流れの方向に沿って進み、大きい粒子はピラーの存在によって流れの方向に沿う進行を妨げられる結果として、流れの方向に対して斜めに進む性質を利用した分離法である。ピラーＰの間隔Ｇと、シフト量ｄとで決まるしきい値を適宜に設定することにより、該しきい値未満の径の粒子と該しきい値以上の径の粒子とを分離することができる。

【0053】

ＤＬＤ流路部６１ｃ内において、サンプル液に含まれる比較的に大きい径のＣＴＣ（たとえば１２μｍ程度）は、サンプル液の流れ方向に対して斜めに進み、サンプル液に接しながら層流として並行して流れるバッファ液Ｂに移動し、サンプル液からバッファ液に移動したＣＴＣを含むバッファ液がバッファ液排出口６１ｅに至る。ＤＬＤ流路部６１ｃ内において、サンプル液に含まれる比較的に小さい径の血球（たとえば８μｍ程度）は、サンプル液の流れ方向に沿って進み、ＣＴＣが移動した（分離された）後のサンプル液とともに、サンプル液排出口６１ｄに至る。なお、ＤＬＤ流路部６１ｃ内において、サンプル液とバッファ液とは、互いに接しながら層流として並行して流れる際に、互いに僅かに混入し合うため、サンプル液排出口６１ｄから排出されるサンプル液にはバッファ液の一部が、バッファ液排出口６１ｅから排出されるバッファ液にはサンプル液の一部が含まれる場合がある。ここで、図２示す実施形態においては、サンプル液導入口６１ａとバッファ液導入口６１ｂとが対称であり、サンプル液排出口６１ｄとバッファ液排出口６１ｅとが対称であるが、これらは対称でなくてもよい。たとえばＤＬＤ流路部６１ｃからサンプル液排出口６１ｄおよびバッファ液排出口６１ｅへの分岐する位置を中心よりバッファ液排出口６１ｅ側にずらすことにより、サンプル液とバッファ液とが混入し合ってもバッファ液排出口６１ｅから排出されるバッファ液に混入するサンプル液の量を減らすことができる。

【0054】

サンプル液排出口６１ｄには、サンプル液回収部７のチューブ７１を介してサンプル液回収容器７２が接続されており、ＣＴＣが分離された後のサンプル液がサンプル液回収容器７２に回収される。バッファ液排出口６１ｅには、バッファ液回収部８のチューブ８１を介してバッファ液回収容器８２が接続されており、サンプル液から移動した（分離された）ＣＴＣを含むバッファ液がバッファ液回収容器８２に回収される。

【0055】

被験者の血液からＣＴＣを分離する本処理としてのソーティングを実施する前の予備的処理として、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１内をバッファ液で満たすプライミングを行う。プライミングでは、まず、空のバッファ液収容部５にバッファ液Ｂを収容（注入）し、あるいは予めバッファ液Ｂを収容（注入）した状態のバッファ液収容部５をセットし、サンプル液収容部４は空の状態としておく。次いで、サンプル側切替弁９１を開放モードに設定して、シリンジ２のピストン２２を押圧して、シリンジ２のバレル２１内の空気を押し出す。このとき、第２管路３２の途中に介装されたサンプル側切替弁９１の第１ポート９１ａは閉塞されているため、シリンジ２から押し出された空気は第３管路３３を介してバッファ液収容部５にのみ供給され、バッファ液収容部５内のバッファ液Ｂがチューブ５１ｃおよびＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂを介してＤＬＤ流路部６１ｃに導入される。

【0056】

そして、このとき、サンプル側切替弁９１の第３ポート９１ｃが大気開放されているため、ＤＬＤ流路部６１ｃに導入されたバッファ液の一部（殆ど）はＤＬＤ流路部６１ｃの下流側（排出口６１ｄ，６１ｅ側）とサンプル液収容部４側の管路抵抗差に応じて、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１のサンプル液導入口６１ａおよびチューブ４１ｃを介して、空のサンプル液収容部４内に逆流的に流れ込む。これにより、バッファ液収容部５からＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂに至る部分、バッファ液導入口６１ｂとサンプル液導入口６１ａとの間の部分、およびサンプル液収容部４からサンプル液導入口６１ａに至る部分内に存在していた空気がサンプル液収容部４側に押し出される。

【0057】

その後適宜な量のバッファ液Ｂがサンプル液収容部４内に流れ込んだならば、すなわち、サンプル液収容部４内の液面が予め決められた所定位置（高さ）に達したことを目視等により確認したならば、サンプル側切替弁９１を送圧モードに切り替える。これにより、第１ポート９１ａが開放され、第３ポート９１ｃが閉塞されるため、シリンジ２からの空気はサンプル液収容部４およびバッファ液収容部５の両方に供給され、バッファ液収容部５内のバッファ液Ｂおよびサンプル液収容部４内のバッファ液ＢがＤＬＤ流路部６１ｃに導入され、既にＤＬＤ流路部６１ｃ内に存在しているバッファ液Ｂとともに、バッファ液排出口６１ｂおよびサンプル液排出口６１ａに至り、ＤＬＤ流路部６１ｃ内がバッファ液Ｂで満たされた状態となる。この状態で、シリンジ２による空気の押し出しを停止し、サンプル液収容部４およびバッファ液収容部５の両方の圧を抜き、プライミングを終了する。ここで、サンプル液収容部４およびバッファ液収容部５の両方の圧を抜くには、三方活栓３１ｄの第２接続口から第３接続口に至る経路を開放する方法、またはサンプル側切替弁９１を開放モードとした後に、サンプル側切替弁９１の第２ポート９１ｂを閉塞して第１ポート９１ａおよび第３ポート９１ｃを開放する別の開放モードとする（必要に応じてこの操作を繰り返す）方法を用いることができる。

【0058】

プライミングの後、シリンジ２による空気の押し出しを停止した状態で、サンプル液収容部４の注入口４１ａから第２管路３２のアダプタ３２ｂを外し、バレル４１にサンプル液Ｓを収容（注入）し、注入口４１ａにアダプタ３２ｂを取り付けるとともに、必要に応じてバッファ液収容部５の注入口５１ａから第３管路３３のアダプタ３３ｂを外し、バレル５１にバッファ液Ｂを収容（注入）し、注入口５１ａにアダプタ３３ｂを取り付ける。次いで、サンプル側切替弁９１を送圧モードに設定して、シリンジ２による空気の押し出しを再開する。これにより、サンプル液Ｓおよびバッファ液Ｂが分離部６のＤＬＤマイクロ流路チップ６１の対応する導入口６１ａ，６１ｂに圧送され、ソーティング（標的粒子の分離）が行われる。

【0059】

ソーティングに先立ち、本実施形態の手順でプライミングを行っているため、バッファ液収容部５からＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂに至る部分、サンプル液収容部４からサンプル液導入口６１ａに至る部分、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂとサンプル液導入口６１ａとの間の部分、およびＤＬＤ流路部６１ｃ内の空気は予め排出されて、バッファ液Ｂで満たされた状態となっている。したがって、気泡の残留に伴う不具合を生じることなく適切な分離を行うことができる。

【0060】

なお、サンプル側切替弁９１に代えて、サンプル側切替弁９１と同様の切替弁を第３管路３３の途中にバッファ側切替弁として介装してもよく、この場合には、サンプル液収容部４にバッファ液Ｂを収容（注入）した状態とし、バッファ液収容部５は空の状態としてプライミングを行う以外は、上記とほぼ同様であるので、その説明は省略する。また、サンプル側切替弁９１に加えて、サンプル側切替弁９１と同様の切替弁を第３管路３３の途中にバッファ側切替弁として介装してもよく、この場合には、バッファ側切替弁を送圧モードに設定した状態でプライミングを行う以外は、サンプル側切替弁９１を有しバッファ側切替弁を有しない場合とほぼ同様であるので、その説明は省略する。

【0061】

なお、本実施形態では、サンプル液をサンプル液収容部４のバレル４１に注入するため、第２管路３２をバレル４１の注入口４１ａに着脱可能とし、バッファ液をバッファ液収容部５のバレル５１に注入するため、第３管路３３をバレル５１の注入口５１ａに着脱可能としているが、これらを着脱可能とせずに、または着脱可能とした上で、他の手段により、これらを注入し得るようにしてもよい。たとえば、第２管路３２および第３管路３３の途中に三方活栓をそれぞれ介装して、該三方活栓の経路を適宜に切り替えて、サンプル液またはバッファ液を対応するバレル４１，５１に注入するようにしてもよい。

【0062】

また、図１においては、シリンジ２のバレル２１は、サンプル液収容部４のバレル４１およびバッファ液収容部５のバレル５１と同様に、略鉛直方向に沿って立てて設置しているように描かれているが、これに限られることはなく、第１管路３１、第２管路３２および第３管路３３の一部または全部を柔軟な材質で構成して、その柔軟な部分が折れ曲がって、シリンジ２側が重力で垂れ下がるようにしてもよい。

【0063】

また、上述した実施形態では、サンプル液およびバッファ液をＤＬＤマイクロ流路チップ６１に流すための圧力発生源となる圧力発生装置（圧力発生部）としてシリンジ２を用いたが、他の圧力発生装置を用いてもよい。たとえば、排出口を有するチャンバーおよび可動部を備え、該可動部を一定量動かすことにより、該チャンバー内の気体を該排出口から一定量押し出すようにした圧力発生装置を用いてもよく、電力等の人力以外の動力によって駆動する圧力発生装置を用いてもよい。他の圧力発生装置の具体例としては、可動部としてローターを備える電動ロータリーポンプ、可動部としてダイヤフラムを備える電動ダイヤフラムポンプ、可動部としてプランジャーを備える電動プランジャーポンプ、可動部としてピストンを備える電動ピストンポンプ、などの電動ポンプに採用されるチャンバーおよび可動部を備えた圧力発生装置を挙げることができるが、これらに限定されない。なお、上述した実施形態におけるシリンジ２は、チャンバーとしてバレル２１を有し、そのチャンバー（バレル２１）内部の圧力を変化させる可動部としてピストン２２を有する圧力発生装置であると言い得る。また、圧力発生装置としては、圧縮空気ボンベやその他のガスボンベを用いたものであってもよい。

【0064】

シリンジ２以外の圧力発生装置を用いる場合には、一方向弁３１ａ、Ｔ型チューブコネクタ３１ｃおよび一方向弁３１ｂ、ならびに三方活栓３１ｄのうちの一部または全部を省略してもよい。

【0065】

次に、本発明の別の実施形態を、図４～図７を参照して説明する。なお、図４または図７において、上述した図１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0066】

図４に示すように、この別の実施形態では、図１におけるシリンジ２に代えて、圧力発生装置（圧力発生部）として電動ポンプ９を備えている。電動ポンプ９は、後述する制御装置９５からの制御信号に応じて、その作動（気体排出）または停止（気体排出の停止）が制御される。なお、図示は省略しているが、電動ポンプ９の排出口（電動ポンプ９内のチャンバーから第１管路３１に至るまでの経路）に逆流防止用の一方向弁が介装されている。

【0067】

この別の実施形態では、図４に示すように、第２管路３２の途中に介装されたサンプル側切替弁（第１切替弁）９１に加えて、第３管路３３の途中にバッファ側切替弁（第２切替弁）９２が介装されたものを例示している。バッファ側切替弁９２は、互いに連通された第１ポート９２ａ、第２ポート９２ｂおよび第３ポート９２ｃを備え、第１ポート９２ａが第３管路３３の上流側（Ｙ型チューブコネクタ３４の第３接続口側）に接続され、第２ポート９２ｂが第３管路３３の下流側（アダプタ３３ｂ側）に接続されており、第３ポート９２ｃが大気開放用ポートとなっている。バッファ側切替弁９２は、第３ポート９２ｃを閉塞して第１ポート９２ａを開放する送圧モード（第１モード）と第１ポート９２ａを閉塞して第３ポート９２ｃを開放する開放モード（第２モード）とを選択的に切り替える手段である。

【0068】

この別の実施形態では、サンプル側切替弁９１およびバッファ側切替弁９２としては、後述する制御装置９５からの制御信号に応じて、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードを切り替えることができる電磁弁として、三方電磁弁を用いている。なお、三方電磁弁に代えて、たとえば第１～第３接続口を有する三方分岐管（Ｔ型、Ｙ型のいずれでもよい）および２つまたは３つの二方電磁弁を備えるものを用いてもよい。

【0069】

また、この別の実施形態では、サンプル液収容部４のバレル４１内の液体の液面位置（高さ）を検出するサンプル側センサ９３、およびバッファ液収容部５のバレル５１内の液体の液面位置（高さ）を検出するバッファ側センサ９４を設けている。センサ９３，９４としては、特に限定されないが、送光部から発した光を受光部で受光して透過率（受光量）の変化により液面位置を検出するようにしたものを用いることができる。また、センサ９３，９４としては、この別の実施形態では、液面が予め設定された所定位置（所定高さ）に達したことを検出するものを用いているものとするが、液面の現在位置（高さ）を逐次検出し得るものであってもよい。センサ９３，９４による検出結果は、後述する制御装置９５に入力される。なお、センサ９３，９４は、いずれか一方のみを設けてもよい。

【0070】

図５に示すように、この別の実施形態の粒子分離装置（ＣＴＣ分離装置）は、装置の各部を電気的に制御する制御装置９５を備えている。制御装置９５は、操作部９６（図７のプライミングボタン９６ａ、ソーティングボタン９６ｂ等）からの操作信号、サンプル側センサ９３およびバッファ側センサ９４からの検出信号等に基づいて、ポンプ９に作動（排気）または停止を指示する制御信号、サンプル側切替弁９１およびバッファ側切替弁９２のモード切り替えを指示する制御信号等を送る手段である。

【0071】

図７にこの別の実施形態のＣＴＣ分離装置の外観を示すように、このＣＴＣ分離装置は、正面パネルの下部に分離作業を行う作業者が操作するための操作部９６として、プライミングの開始を指示するプライミングボタン９６ａおよびソーティングの開始を指示するソーティングボタン９６ｂが設けられている。また、サンプル液収容部４（バレル４１）、バッファ液収容部５（バレル５１）および分離部６（ＤＬＤマイクロ流路チップ６１）は一体的なカートリッジとして構成されており、このカートリッジが正面パネルに設けられたカートリッジ取付部に着脱できるようになっている。また、サンプル液回収部７（サンプル液回収容器７２）およびバッファ液回収部８（バッファ液回収容器８２）は、正面パネルのカートリッジ取付部の下側に設けられた回収容器取付部にそれぞれ着脱できるようになっている。

【0072】

次に、図６を参照して、この別の実施形態のＣＴＣ分離装置の制御系の処理について説明する。被験者の血液からＣＴＣを分離する際には、作業者は、まず、カートリッジの空のバッファ液収容部５のバレル５１にバッファ液Ｂを収容（注入）し、カートリッジのサンプル液収容部４のバレル４１は空とした状態で、該カートリッジを正面パネルのカートリッジ取付部に装着する。なお、サンプル液収容部４およびバッファ液収容部５が空のカートリッジを正面パネルのカートリッジ取付部に装着した後、カートリッジのバッファ液収容部５のバレル５１にバッファ液Ｂを収容（注入）してもよい。次いで、第２管路３２のアダプタ３２ｂを注入口４１ａに、第３管路３３のアダプタ３３ｂを注入口５１ａに取り付ける。また、空のサンプル液回収部７（サンプル液回収容器７２）および空のバッファ液回収部８（バッファ液回収容器８２）を、正面パネルの回収容器取付部にそれぞれ装着しておく。

【0073】

この状態で、作業者が正面パネルのプライミングボタン９６ａを操作（押下）することにより、図６に示す制御装置９５による処理（プライミング）が開始される。まず、制御装置９５はプライミングボタン９６ａの押下を検出すると、バッファ側切替弁９２に送圧モードに設定する制御信号を送り（ステップＳ００１）、サンプル側切替弁９１に開放モードに設定する制御信号を送る（ステップＳ００２）。なお、カートリッジ等が適切に装着されているか否かは別途センサにより検出されており、適切に装着されている場合にのみ、一連の処理が開始される。

【0074】

次に、制御装置９５は、ポンプ９に作動（排気開始）を指示する制御信号を送り、ポンプ９による空気の押し出し（圧力の供給）を開始させる（ステップＳ００３）。このとき、第２管路３２の途中に介装されたサンプル側切替弁９１の第１ポート９１ａは閉塞されているため、ポンプ９から押し出された空気は第３管路３３を介してバッファ液収容部５にのみ供給され、バッファ液収容部５内のバッファ液Ｂがチューブ５１ｃおよびＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂを介してＤＬＤ流路部６１ｃに導入される。

【0075】

そして、このとき、サンプル側切替弁９１の第３ポート９１ｃが大気開放されているため、ＤＬＤ流路部６１ｃに導入されたバッファ液の一部（殆ど）はＤＬＤ流路部６１ｃの下流側（排出口６１ｄ，６１ｅ側）とサンプル液収容部４側の管路抵抗差に応じて、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１のサンプル液導入口６１ａおよびチューブ４１ｃを介して、空のサンプル液収容部４内に逆流的に流れ込む。これにより、バッファ液収容部４からＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂに至る部分、バッファ液導入口６１ｂとサンプル液導入口６１ａとの間の部分、およびサンプル液収容部４からサンプル液導入口６１ａに至る部分内に存在していた空気がサンプル液収容部４の大気開放された上流側に押し出される。

【0076】

次いで、制御装置９５はタイマーによる時間経過の計測を開始し、サンプル液収容部４のバレル４１に収容（注入）されるべきバッファ液の量に応じて予め設定された所定時間（第１時間）が経過したか否かを判断し（ステップＳ００４）、経過していない場合（Ｎｏの場合）には該計測を継続し、経過した場合（Ｙｅｓの場合）にはサンプル側切替弁９１を送圧モードに切り替える（ステップＳ００５）。なお、ステップＳ００４では、時間経過ではなく、サンプル側センサ９３によりサンプル液収容部４のバレル４１内のバッファ液Ｂの液面が、予め設定された所定位置（第１位置）に達したことが検出された場合に、ステップＳ００５に進むようにしてもよい。

【0077】

サンプル側切替弁９１の開放モードから送圧モードへの切り替えにより、第１ポート９１ａが開放され、第３ポート９１ｃが閉塞されるため、ポンプ９からの空気はサンプル液収容部４およびバッファ液収容部５の両方にほぼ均等に供給され、バッファ液収容部５内のバッファ液Ｂおよびサンプル液収容部４内のバッファ液ＢがＤＬＤ流路部６１ｃに導入される。

【0078】

制御装置９５は、サンプル側センサ９３によりサンプル液収容部４のバレル４１内のバッファ液Ｂの液面が、予め設定された所定位置（第２位置）に達したことが検出されたか否かを判断し（ステップＳ００６）、達していない場合（Ｎｏの場合）には該検出を継続し、所定位置に達した場合（Ｙｅｓの場合）には、ポンプ９に作動停止（排気停止）を指示する制御信号を送り（ステップＳ００７）、サンプル側切替弁９１を開放モードへ切り替え（ステップＳ００８）、バッファ側切替弁９２を開放モードへ切り替え（ステップＳ００９）、一連の処理（プライミング）を終了する。なお、ステップＳ００６では、サンプル側センサ９３による液面位置による判断ではなく、Ｓ００４と同様に経過時間で判断するようにしてもよい。すなわち、制御装置９５はタイマーによる時間経過の計測の開始の後、ＤＬＤ流路部６１をバッファ液で満たすために必要なバッファ液の量に応じて予め設定された所定時間（第２時間）が経過した場合に処理を終了するようにしてもよい。

【0079】

これにより、サンプル液収容部４およびバッファ液収容部５からＤＬＤ流路部６１ｃに導入されたバッファ液Ｂは、既にＤＬＤ流路部６１ｃ内に存在しているバッファ液Ｂとともに、バッファ液排出口６１ｂおよびサンプル液排出口６１ａに至り、バッファ液回収部８およびサンプル液回収部７に排出され、ＤＬＤ流路部６１ｃ内がバッファ液Ｂで満たされた状態となる。

【0080】

プライミングの終了の後、作業者は正面パネルに装着されているカートリッジを装着したまま、該カートリッジのサンプル液収容部４の注入口４１ａから第２管路３２のアダプタ３２ｂを外し、バレル４１にサンプル液Ｓを収容（注入）し、注入口４１ａにアダプタ３２ｂを取り付けるとともに、必要に応じてバッファ液収容部５の注入口５１ａから第３管路３３のアダプタ３３ｂを外し、バレル５１にバッファ液を収容（注入）し、注入口５１ａにアダプタ３３ｂを取り付ける。なお、プライミングの終了の後、カートリッジを正面パネルから一旦取り外し、同様の操作をした後、再度正面パネルに装着するようにしてもよい。また、サンプル液回収容器７２および必要に応じてバッファ液回収容器８２を空の状態としておく。

【0081】

この状態で、作業者が正面パネルのソーティングボタン９６ｂを操作（押下）することにより、制御装置９５によるソーティング処理が開始される。制御装置９５は、ソーティングボタン９６ｂの押下を検出すると、まず、バッファ側切替弁９２およびサンプル側切替弁９１を送圧モードに設定する。なお、カートリッジ等が適切に装着されているか否かは別途センサにより検出されており、適切に装着されている場合にのみ、一連の処理が開始される。

【0082】

次に、制御装置９５は、ポンプ９に作動（排気開始）を指示する制御信号を送り、ポンプ９による空気の押し出し（圧力の供給）を開始させる。このとき、サンプル側切替弁９１およびバッファ側切替弁９２はそれぞれ送圧モードに設定されているため、ポンプ９からの空気はサンプル液収容部４およびバッファ液収容部５の両方にほぼ均等に供給され、サンプル液収容部４内のサンプル液Ｓおよびバッファ液収容部５内のバッファ液ＢがＤＬＤ流路部６１ｃに導入され、ソーティング（標的粒子の分離）が行われる。

【0083】

次いで、制御装置９５はタイマーによる時間経過の計測を開始し、サンプル液収容部４のバレル４１に収容（注入）したサンプル液Ｓの量に応じて予め設定された所定時間が経過したか否かを判断し、経過した場合には一連の処理（ソーティング）を終了する。なお、処理の終了のタイミングとしては、時間経過ではなく、サンプル側センサ９３によりサンプル液収容部４のバレル４１内のサンプル液Ｓの液面が、予め設定された所定位置（所定高さ）に達したことが検出された場合に、一連の処理を終了するようにしてもよい。

【0084】

なお、上記の制御おいて、サンプル側センサ９３による検出結果を用いた処理（工程）に関しては、バッファ側センサ９４による検出結果を用いるようにしてもよい。

【0085】

上述した別の実施形態では、バッファ液をバッファ液収容部５に適宜に収容（注入）したカートリッジを正面パネルのカートリッジ取付部に適宜に装着し、圧力分配部３を適宜に接続して、プライミングボタン９６ａを押下することにより、バッファ液収容部５からＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂに至る部分、サンプル液収容部４からサンプル液導入口６１ａに至る部分、ＤＬＤマイクロ流路チップ６１のバッファ液導入口６１ｂとサンプル液導入口６１ａとの間の部分、およびＤＬＤ流路部６１ｃ内をバッファ液で予備的に満たすプライミングが自動的に実施される。また、プライミングの後に、サンプル液をカートリッジのサンプル液収容部４に適宜に収容（注入）し、圧力分配部３を適宜に接続して、ソーティングボタン９６ｂを押下することによりソーティングが自動的に実施される。したがって、気泡の残留に伴う粒子分離性能の低下を抑制することができ、高い分離性能を実現できるとともに、その作業が極めて容易である。

【0086】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【符号の説明】

【0087】

１…ＣＴＣ分離装置（粒子分離装置）
２…シリンジ（圧力発生装置）
２１…バレル（チャンバー）
２１ａ…排出口
２２…ピストン（可動部）
３…圧力分配部（圧力供給部）
３１…第１管路（共通管路）
３１ａ…一方向弁（第１一方向弁）
３１ｂ…一方向弁（第２一方向弁、通気口）
３１ｃ…Ｔ型チューブコネクタ（通気口）
３１ｄ…三方活栓
３２…第２管路（サンプル側管路）
３２ａ…チューブ
３２ｂ…アダプタ
３３…第３管路（バッファ側管路）
３３ａ…チューブ
３３ｂ…アダプタ
３４…Ｙ型チューブコネクタ
４…サンプル液収容部（サンプル液収容部材）
４１…バレル
４１ａ…注入口
４１ｂ…排出口
４１ｃ…チューブ
５…バッファ液収容部（バッファ液収容部材）
５１…バレル
５１ａ…注入口
５１ｂ…排出口
５１ｃ…チューブ
６…分離部
６１…ＤＬＤマイクロ流路チップ
６１ａ…サンプル液導入口
６１ｂ…バッファ液導入口
６１ｃ…ＤＬＤ流路部
６１ｄ…サンプル液排出口
６１ｅ…バッファ液排出口
７…サンプル液回収部
７１…チューブ
７２…サンプル液回収容器
８…バッファ液回収部
８１…チューブ
８２…バッファ液回収容器
９…電動ポンプ（圧力発生部）
９１…サンプル側切替弁（第１切替弁）
９１ａ…第１ポート
９１ｂ…第２ポート
９１ｃ…第３ポート
９２…バッファ側切替弁（第２切替弁）
９２ａ…第１ポート
９２ｂ…第２ポート
９２ｃ…第３ポート
９３…サンプル側センサ
９４…バッファ側センサ
９５…制御装置
９６…操作部
９６ａ…プライミングボタン
９６ｂ…ソーティングボタン
Ｂ…バッファ液
Ｐ…ピラー
Ｓ…サンプル液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】