JP7284473B2 - Blood component separation method and anti-clogging agent for microfluidic device - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロ流体デバイスを用いた血液成分分離方法及び同方法に用いられるマイクロ流体デバイスの目詰まり防止剤に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a blood component separation method using a microfluidic device and an anti-clogging agent for the microfluidic device used in the same method.
マイクロ流体デバイスを用いた生体成分の解析あるいは分離方法についてはこれまで種々の技術が開示されている。このようなマイクロ流体デバイスにおいては流路の目詰まりが常に問題となるため、これを解消するための試みもまた種々行われている。 Various techniques have been disclosed so far for methods of analyzing or separating biological components using microfluidic devices. In such microfluidic devices, clogging of channels is always a problem, and various attempts have been made to solve this problem.
たとえば下記特許文献1では、超音波振動を加えて目詰まりを防止することが開示されている。また、下記特許文献2では、交流電圧をかけて目詰まりを防止することが開示されている。 For example, Patent Literature 1 below discloses that clogging is prevented by applying ultrasonic vibrations. Further, Patent Document 2 below discloses that an AC voltage is applied to prevent clogging.
下記非特許文献1には、マイクロ流体デバイスのシリコン材をポリエチレングリコール、双性イオン性スルホベタインシラン、双性イオン性ポリエチレングリコール-スルホベタインシラン共重合体等で表面修飾することにより、目詰まり等を改善する方法が開示されている。また、下記非特許文献2には、誘電泳動により医療用装置の血栓形成等を防止する方法が開示されている。 In Non-Patent Document 1 below, by surface-modifying the silicon material of a microfluidic device with polyethylene glycol, zwitterionic sulfobetainesilane, zwitterionic polyethyleneglycol-sulfobetainesilane copolymer, etc., clogging, etc., can be prevented. is disclosed. In addition, Non-Patent Document 2 below discloses a method for preventing thrombus formation and the like in a medical device by dielectrophoresis.
下記非特許文献3には、マイクロ流体デバイスのシリコン材をポリエチレングリコールで表面修飾すると長寿命化につながることが開示されている。また、下記非特許文献4には、マイクロ流体デバイスのシリコン材をヘパリンでコーティングすると血液成分との相互作用が減少することが開示されている。さらに、下記非特許文献5には、マイクロ流体デバイスを環状オレフィン共重合体で表面修飾すると、吸着や収着を抑制することができる旨開示されている。 The following non-patent document 3 discloses that surface modification of a silicon material of a microfluidic device with polyethylene glycol leads to extension of life. In addition, Non-Patent Document 4 below discloses that coating the silicon material of a microfluidic device with heparin reduces interaction with blood components. Furthermore, Non-Patent Document 5 below discloses that adsorption and sorption can be suppressed by surface-modifying a microfluidic device with a cyclic olefin copolymer.
また、下記非特許文献6及び7には、トロンビン阻害剤がマイクロ流体デバイスの目詰まり防止に効果があるとしている。トロンビン阻害剤として具体的に挙げられているのは、非特許文献6ではD-フェニルアラニル-L-プロピル-L-アルギニンクロロメチルケトン(PPACK)、非特許文献7ではグリセロプロテインIIb/IIIaを阻害するチロフィバンであった。 In addition, Non-Patent Documents 6 and 7 below state that thrombin inhibitors are effective in preventing clogging of microfluidic devices. Specific examples of thrombin inhibitors include D-phenylalanyl-L-propyl-L-arginine chloromethyl ketone (PPACK) in Non-Patent Document 6 and glyceroprotein IIb/IIIa in Non-Patent Document 7. It was tirofiban that inhibited
マイクロ流体デバイスを用いて、血液に浮遊する特定の成分、たとえば細胞の分離を試みる場合、目詰まりが常に問題となる。このような目詰まりの原因として想定されるのが血小板であるが、たとえば抗凝固剤でマイクロ流体デバイスの表面をコーティングしても目詰まりを完全に解消することは困難であり、血小板以外の因子が目詰まりに関与している可能性が高い。 Clogging is always a problem when attempting to separate certain components, such as cells, that are suspended in blood using microfluidic devices. Platelets are assumed to be the cause of such clogging, but it is difficult to completely eliminate the clogging even if the surface of the microfluidic device is coated with, for example, an anticoagulant. is likely to be involved in clogging.
本発明は、マイクロ流体デバイスを用いた血液成分分離方法において、マイクロ流体デバイスに対して特段の処理を施したり、また、特段の機構を設けたりすることなく、目詰まりを低減させることを課題とする。 An object of the present invention is to reduce clogging in a blood component separation method using a microfluidic device, without subjecting the microfluidic device to special treatment or providing a special mechanism. do.
本願の第1の態様は、上流側に位置する流入口と、下流側に位置する流出口と、前記流入口及び前記流出口の間に位置する流路とを有し、前記流路には複数のマイクロポストが所定間隔で配列されているマイクロ流体デバイスによって血液成分を分離する血液成分分離方法であって、前記流入口から流入される血液検体に、目詰まり防止剤としてDNA凝集剤が添加されている。 A first aspect of the present application has an inlet positioned upstream, an outlet positioned downstream, and a channel positioned between the inlet and the outlet, wherein the channel includes A blood component separation method for separating blood components by a microfluidic device in which a plurality of microposts are arranged at predetermined intervals, wherein a DNA aggregating agent is added as an anti-clogging agent to a blood sample flowing in from the inlet. It is
本願の第2の態様では、上記第1の態様の構成に加え、前記DNA凝集剤はポリアミン又は塩化ヘキサアンミンコバルト(III)である。 In a second aspect of the present application, in addition to the configuration of the first aspect, the DNA flocculating agent is polyamine or hexaamminecobalt(III) chloride.
本願の第3の態様では、上記第2の態様の構成に加え、前記ポリアミンは直鎖状である。 In a third aspect of the present application, in addition to the configuration of the second aspect, the polyamine is linear.
本願の第4の態様では、前記直鎖状のポリアミンの分子量は88以上3000以下である。 In a fourth aspect of the present application, the linear polyamine has a molecular weight of 88 or more and 3000 or less.
本願の第5の態様では、上記第4の態様の構成に加え、前記ポリアミンは、スペルミジン及びスペルミンのうちのいずれか一方又は両方である。 In a fifth aspect of the present application, in addition to the configuration of the fourth aspect, the polyamine is either one or both of spermidine and spermine.
本願の第6の態様では、上記第5の態様の構成に加え、前記ポリアミンはスペルミジンであるとともに、前記血液検体における前記スペルミジンの濃度が、50μM以上かつ1mM以下である。 In a sixth aspect of the present application, in addition to the configuration of the fifth aspect, the polyamine is spermidine, and the spermidine concentration in the blood sample is 50 μM or more and 1 mM or less.
本願の第7の態様では、上記第2から第6までのいずれかの態様の構成に加え、前記血液検体に、目詰まり防止剤としてDNA分解酵素がさらに添加されている。 In a seventh aspect of the present application, in addition to the configuration of any one of the second to sixth aspects, a DNA degrading enzyme is further added to the blood sample as an anti-clogging agent.
本願の第8の態様では、上記第7の態様の構成に加え、前記DNA分解酵素はDNase Iである。 In an eighth aspect of the present application, the DNase is DNase I in addition to the configuration of the seventh aspect.
本願の第9の態様では、上記第8の態様の構成に加え、前記血液検体における前記DNase Iの濃度が、0.0002mg/ml以上かつ2mg/ml以下である。 In a ninth aspect of the present application, in addition to the configuration of the eighth aspect, the DNase I concentration in the blood sample is 0.0002 mg/ml or more and 2 mg/ml or less.
本願の第10の態様のマイクロ流体デバイスの目詰まり防止剤は、溶媒としての緩衝液にDNA凝集剤が含有されている。 The microfluidic device clogging preventive agent of the tenth aspect of the present application contains a DNA flocculating agent in a buffer solution as a solvent.
本願の第11の態様では、上記第10の態様の構成に加え、前記DNA凝集剤はポリアミン又は塩化ヘキサアンミンコバルト(III)である。 In the eleventh aspect of the present application, in addition to the configuration of the tenth aspect, the DNA flocculating agent is polyamine or hexaamminecobalt(III) chloride.
本願の第12の態様では、上記第11の態様の構成に加え、前記ポリアミンは直鎖状である。 In a twelfth aspect of the present application, in addition to the configuration of the eleventh aspect, the polyamine is linear.
本願の第13の態様では、上記第12の態様の構成に加え、前記直鎖状のポリアミンの分子量は88以上3000以下である。 In a thirteenth aspect of the present application, in addition to the configuration of the twelfth aspect, the linear polyamine has a molecular weight of 88 or more and 3000 or less.
本願の第14の態様では、上記第13の態様の構成に加え、前記ポリアミンはスペルミジンである。 In a fourteenth aspect of the present application, in addition to the configuration of the thirteenth aspect, the polyamine is spermidine.
本願の第15の態様では、上記第11から第14までのいずれかの態様の構成に加え、DNA分解酵素がさらに含有されている。 The fifteenth aspect of the present application further contains a DNase in addition to the configuration of any one of the eleventh to fourteenth aspects.
本願の第16の態様では、上記第15の態様の構成に加え、前記DNA分解酵素はDNase Iである。 In the sixteenth aspect of the present application, in addition to the configuration of the fifteenth aspect, the DNase is DNase I.
本発明は上記のように構成されているので、マイクロ流体デバイスを用いた血液成分分離方法において、マイクロ流体デバイスに対して特段の処理を施したり、また、特段の機構を設けたりすることなく、目詰まりを低減させることが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, in the blood component separation method using a microfluidic device, without subjecting the microfluidic device to special treatment or providing a special mechanism, It is possible to reduce clogging.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の血液成分分離方法で使用されるマイクロ流体デバイス10を平面視で示した模式図である。このマイクロ流体デバイス10は、上流側に流入口11が位置し、下流側に流出口12が位置するとともに、これら流入口11と流出口12との間には流路13が介在している。流入口11は、血液検体が流入される検体流入口11Aと、血液検体を下流方向へ流動させるための流動媒体が流入される媒体流入口11Bとからなる。流動媒体とは、たとえば、適宜の緩衝液である。流路13は、比較的幅が広い前半部13Aと、前半部13Aに対し幅が半減した後半部13Bとからなる。流路13の全長及び幅は測定対象によって様々に設定可能であり、本実施形態では流路13の全長は約11mmで、流路13の前半部13Aの幅は約1mmである。流出口12は、流路13の前半部13Aの終端から分岐した第1流出口12Aと、後半部13Bの後端から分岐して延設された、外側の第2流出口12B及び内側の第3流出口12Cとからなる。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a
流路13は、流動方向を長手方向とする平板状に形成されており、その底面から、図2に示すような、複数のマイクロポスト20が所定間隔で林立して配列されたマイクロポストアレイが形成されている。マイクロポスト20は、平面視で略円形を呈している。マイクロポスト20の大きさはマイクロ流体デバイス10のサイズや、測定対象に応じて適宜に設定することができ、本実施形態においては、マイクロポスト20の直径は約20μmである。
The
流路13の前半部13Aにおいては、図2に示すように、マイクロポスト20の長手方向の列は、流動方向に向かって右方向へ傾くように配列されている。これにより、血液検体中の所定以上の大きさの成分は、流動方向に向かって右方向へずれながら流動することで、流路13の半ばで第1流出口12Aから流出することになる。
In the
一方、流路13の後半部13Bにおいては、マイクロポスト20の長手方向の列は前半部13Aとは反対方向に傾くように配列されている。これにより、血液検体中の残りの成分のうち、比較的大きいものは流動方向に向かって左方向へずれながら流動することで、最終的に第2流出口12Bから流出する。そして比較的小さい成分は流動方向からずれることなく中心を流動することで、最終的に第3流出口12Cから流出する。
On the other hand, in the
以上のとおり、血液検体中の成分は、その大きさの区分によって、最も大きなものは第1流出口12Aから回収され、中等度のものは第2流出口12Bから回収され、そして最も小さなものは第3流出口12Cから回収されることで、成分の大きさに従った血液成分の分離が可能となっている。
As described above, the largest components in the blood sample are recovered from the
血液検体には、マイクロポスト20間の目詰まりを防止する目詰まり防止剤として、DNA凝集剤が添加される。この目詰まり防止剤としてのDNA凝集剤は、流入口11から流入される前にあらかじめ血液検体に添加されていてもよいし、あるいは、流動媒体に添加されていてもよい。DNA凝集剤とは、DNAを凝集させる効果を有する化合物をいい、ポリアミンや塩化ヘキサアンミンコバルト(III)がその例として挙げられる。とりわけ、ポリアミンは、血液検体中のDNA鎖を屈曲させ凝縮させる効果があるため、血液検体中のDNAに起因するマイクロポスト20間の目詰まりを防止する効果がある。なお、塩化ヘキサアンミンコバルト(III)は、血液検体中でヘキサアンミンコバルト(III)イオンとして存在し、このイオンがDNA鎖を凝集させる効果がある。
A DNA aggregating agent is added to the blood sample as an anti-clogging agent that prevents clogging between the
このポリアミンとしては、直鎖状であり、さらにはその分子量は88以上3000以下であることが望ましく、具体的にはスペルミジン及びスペルミンのうちのいずれか一方又は両方であることがさらに望ましい。また、このポリアミンがスペルミジンである場合、血液検体におけるスペルミジンの濃度は50μM以上かつ1mM以下であることが望ましい。ここで、血液検体におけるスペルミジンの濃度とは、流路13を流動する段階における最終濃度をいう。スペルミジンの濃度については、50μM未満では目詰まり防止効果が薄く、また、1mMを超えると再び目詰まりが生じるため、上記したように、50μM以上かつ1mM以下であることが望ましい。なお、スペルミジンはアミノ基を3箇所有するのに対し、スペルミンはアミノ基を4箇所有するためDNAの凝集効果がより高く、スペルミジンの1/2~1/5の濃度で同様の効果を示す。
This polyamine is preferably linear and has a molecular weight of 88 or more and 3000 or less, and more preferably is one or both of spermidine and spermine. Moreover, when this polyamine is spermidine, the concentration of spermidine in the blood sample is desirably 50 μM or more and 1 mM or less. Here, the concentration of spermidine in the blood sample means the final concentration at the stage of flowing through the
なお、血液検体には、上記の目詰まり防止剤として、DNA分解酵素がさらに添加されていることが望ましい。この目詰まり防止剤としてのDNA分解酵素は、流入口11から流入される前にあらかじめ血液検体に添加されていてもよいし、あるいは、流動媒体に添加されていてもよい。DNA分解酵素は、血液検体中のDNAを分解することによって、上記したポリアミンの効果とも相まって、血液検体中のDNAに起因するマイクロポスト20間の目詰まりを防止する効果がある。このDNA分解酵素としては、DNase Iであることが望ましく、血液検体におけるその濃度は0.0002mg/ml以上かつ2mg/ml以下であることが望ましい。ここで、血液検体におけるDNase Iの濃度とは、流路13を流動する段階における最終濃度をいう。DNase Iの濃度については、0.0002mg/ml未満では、スペルミジンの目詰まり防止効果に対する改善効果は薄い。一方、その上限については、2mg/mlを超えても目詰まり防止効果が頭打ちとなることを考慮して、2mg/mlとした。
In addition, it is desirable that a DNA degrading enzyme is further added to the blood sample as the anti-clogging agent. The DNase as an anti-clogging agent may be added to the blood sample in advance before it flows from the
上記したマイクロ流体デバイス10の目詰まり防止剤としては、溶媒としての緩衝液にDNA凝集剤、とりわけポリアミンが含有されているものを使用することができる。ここで、緩衝液としては、血液検体の成分に影響を与えないものであれば特にその種類が制限されることはないが、たとえば、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を使用することが望ましい。また、このポリアミンとしては、上記したようにスペルミジンが望ましい。ここで、目詰まり防止剤におけるスペルミジンの濃度については、血液検体に目詰まり防止剤が添加された際に所定の濃度(たとえば、50μM以上かつ1mM以下)であるように調整されていればよい。たとえば、目詰まり防止剤が血液検体に対して1:1の割合で添加される場合には、目詰まり防止剤におけるスペルミジンの濃度は、上記した所定の濃度の2倍(たとえば、100μM以上かつ2mM以下)に調整されていればよい。
As the anti-clogging agent for the
また、マイクロ流体デバイス10の目詰まり防止剤には、DNA分解酵素がさらに含有されていることが望ましく、そのDNA分解酵素は上記したようにDNase Iであることが望ましい。ここで、目詰まり防止剤におけるDNase Iの濃度については、血液検体に目詰まり防止剤が添加された際に所定の濃度(たとえば、0.0002mg/ml以上かつ2mg/ml以下)であるように調整されていればよい。たとえば、目詰まり防止剤が血液検体に対して1:1の割合で添加される場合には、目詰まり防止剤におけるDNase Iの濃度は、上記した所定の濃度の2倍(たとえば、0.0004mg/ml以上かつ4mg/ml以下)に調整されていればよい。
In addition, the anticlogging agent of the
以下、本開示における実施例を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(1)マイクロ流体デバイス外観
図3は、実施例で使用したマイクロ流体デバイス10を平面視で示した模式図である。流入口11からは血液検体が流入され、流入された血液検体は流路13を流動して流出口12から流出する。流入口11と流出口12との間の距離は20mm、流路13の幅は2mmである。
(1) Appearance of Microfluidic Device FIG. 3 is a schematic plan view showing the
流路13においては、図4の拡大図に示すように、平面視で略半月型を呈し、最大径部分が約20μmのマイクロポスト20が、幅方向に約20μm間隔で配列されたマイクロポストアレイが形成されている。
In the
(2)マイクロ流体デバイスの作成方法
上記マイクロ流体デバイス10は、シリコン基板を基に形成したものと、ガラス基板を基に形成したものとの2種類を用意した。
(2) Method for Producing Microfluidic Device Two types of the
(2-1)シリコン基板
酸化膜を表面に形成したシリコン基板に、フォトリソグラフィー及び湿式エッチングにより、酸化膜に、所望のマイクロポストアレイとなるようパターニングを施した。この酸化膜をマスクとして、シリコン深掘りプラズマエッチング(DeepRIE)により50μm厚でシリコン層をエッチングして図4に示すようなマイクロポストアレイを形成したのち、カバーグラスで被覆することでマイクロ流体デバイス10を得た。
(2-1) Silicon substrate A silicon substrate having an oxide film formed on its surface was subjected to patterning by photolithography and wet etching so that the oxide film became a desired micropost array. Using this oxide film as a mask, the silicon layer is etched to a thickness of 50 μm by silicon deep plasma etching (DeepRIE) to form a micropost array as shown in FIG. got
(2-2)ガラス基板
ガラス基板の表面に膜厚56μmでフィルムレジスト(HM-4056、日立化成)をラミネートし、所望のマイクロポストアレイとなるよう露光したのち、これを現像してフィルムレジスト樹脂によって図4に示すようなマイクロポストアレイを形成したのち、カバーグラスで被覆することでマイクロ流体デバイス10を得た。
(2-2) Glass substrate A film resist (HM-4056, Hitachi Chemical Co., Ltd.) is laminated on the surface of the glass substrate to a film thickness of 56 μm, exposed to form a desired micropost array, and then developed to form a film resist resin. After forming a micropost array as shown in FIG. 4, the
(3)目詰まり要因の検証
ヘパリン採血した血液を、DNase Iを0.4mg/mlの濃度で含有するPBSで、1:1に希釈して血液検体とした。その結果、血液検体中のDNase Iの最終濃度は0.2mg/mlとなった。この血液検体4mlをシリンジポンプで200μl/分の流量で、上記したシリコン基板によるマイクロ流体デバイス10の流入口11から送液し、流路13における目詰まり具合を観察した。すなわち、血液検体を送液したのち、PBSのみを送液し、未吸着の血液成分を洗い流した。この状態で、図5の顕微鏡写真に示すように、マイクロポスト20の間に目詰まりが生じていることが認められた。
(3) Verification of Clogging Factor Heparinized blood was diluted 1:1 with PBS containing DNase I at a concentration of 0.4 mg/ml to obtain a blood sample. As a result, the final concentration of DNase I in the blood sample was 0.2 mg/ml. 4 ml of this blood sample was fed by a syringe pump at a flow rate of 200 μl/min from the
この状態のマイクロ流体デバイス10からカバーガラスを外し、マイクロポストアレイを露出させ、グルタルアルデヒド溶液を滴下し、冷温下で3時間保存し、生体物質を固定した。そして、PBSで余分なグルタルアルデヒド溶液を洗い落としたのち、液体窒素で凍結させながら、真空引きを行って凍結乾燥を行った。乾燥した試料に、スパッタリングにより金をコーティングした後、電子顕微鏡観察を行った。
The cover glass was removed from the
その結果、図6及び図7に示すように、マイクロポスト20の周囲に繊維状の物質が絡みついていることが認められ、この物質が目詰まりの原因となっていることが判明した。
As a result, as shown in FIGS. 6 and 7, it was found that a fibrous substance was entangled around the
次に、この物質については、DNA及び血小板がその候補として疑われたため、4’,6-diamidino-2-phenylindole(DAPI)と、赤色蛍光色素標識抗CD61抗体とを同時に図5に示すような状態のマイクロポストアレイに適用し、顕微鏡にて蛍光観察を行った。なお、DAPIはDNAに結合して青色蛍光を呈する性質を有する。また、抗CD61抗体は血小板の表面抗原であるCD61を特異的に認識する抗体である。 Next, since DNA and platelets were suspected as candidates for this substance, 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) and a red fluorescent dye-labeled anti-CD61 antibody were simultaneously administered as shown in FIG. It was applied to the micropost array in the state, and fluorescence observation was performed with a microscope. DAPI has the property of binding to DNA and exhibiting blue fluorescence. Anti-CD61 antibody is an antibody that specifically recognizes CD61, which is a platelet surface antigen.
その結果、まず、図8に示すように、青色蛍光がマイクロポスト20に接している箇所に多く存在することが認められた。一方、図9に示す赤色蛍光は、マイクロポスト20の直近ではなく、少し離れた外側に多く存在することが認められた。その結果、血小板より先にDNAがマイクロポスト20の周辺に堆積し、その堆積したDNAに血小板が吸着していることが推察された。結論として、DNAがマイクロポスト20に繊維状となって絡みつくことが、マイクロ流体デバイス10の目詰まりの原因であることが示唆された。
As a result, first, as shown in FIG. 8, it was recognized that blue fluorescence was abundant in the portions in contact with the
(4)目詰まり抑制試験
後述するような各最終濃度となるよう、スペルミジンをPBSに添加して目詰まり防止剤を調製し、これで血液を1:1で希釈したもの血液検体を、ガラス基板のマイクロ流体デバイス10の流入口11から、流路における平均流速270mm/秒で15分間送液してから、PBSのみを送液し、未吸着の血液成分を洗い流した状態で、流路13における目詰まり具合を光学顕微鏡にて観察した。
(4) Anti-clogging test Spermidine was added to PBS to prepare an anti-clogging agent so that each final concentration as described later was obtained, and blood was diluted 1:1 with this agent. From the
まず、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が0μM、すなわちスペルミジンが添加されていない血液検体では、図10に示すように、マイクロポストアレイに激しい目詰まりが生じた。 First, when the final concentration of spermidine in the blood sample was 0 μM, that is, when spermidine was not added to the blood sample, as shown in FIG. 10, severe clogging occurred in the micropost array.
これに対し、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が50μMの血液検体では、図11に示すように、マイクロポストアレイにおける目詰まりは著しく改善したものの、残留物がまだ多く認められた。 On the other hand, in the blood sample with a final spermidine concentration of 50 μM, as shown in FIG. 11, clogging in the micropost array was remarkably improved, but a large amount of residue was still observed.
さらに、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が500μMの血液検体では、図12に示すように、マイクロポストアレイにおける目詰まりはさらに改善し、残留物も少なくなっていた。 Furthermore, in the blood sample with a final spermidine concentration of 500 μM, as shown in FIG. 12, the clogging in the micropost array was further improved and the residue was reduced.
しかし、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が1mMの血液検体では、図13に示すように、スペルミジン無添加の図10の状態よりは改善しているものの、目詰まりが再び増えていることが認められた。 However, as shown in FIG. 13, in the blood sample with a final concentration of spermidine of 1 mM, clogging increased again, although the condition was improved compared to the state in FIG. 10 without spermidine added. was taken.
そして、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が5mMの血液検体では、図14に示すように、スペルミジン無添加の図10の状態とほぼ同じ程度にまで目詰まりが激しくなっていた。 As shown in FIG. 14, in the blood sample with a final concentration of spermidine of 5 mM, clogging was as severe as in the state of FIG. 10 in which no spermidine was added.
以上の結果から、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が、少なくとも50μM~1mMの範囲では、目詰まりの改善効果が認められた。 From the above results, clogging-improving effects were observed when the final concentration of spermidine in the blood sample was at least in the range of 50 μM to 1 mM.
次に、上記したうちで最良の目詰まり改善効果が認められた、スペルミジンの最終濃度500μMの場合において、さらにDNase Iを最終濃度0.2mg/mlとなるよう血液検体に添加すると、図15に示すように、さらに目詰まりが少なくなった。よって、スペルミジンとDNase Iを目詰まり防止剤として併用することがさらに望ましいことが判明した。 Next, in the case of spermidine at a final concentration of 500 μM, which showed the best clogging-improving effect among the above, when DNase I was further added to the blood sample at a final concentration of 0.2 mg/ml, the results shown in FIG. As shown, there was even less clogging. Therefore, it was found that it is more desirable to use spermidine and DNase I together as an antiloading agent.
なお、スペルミジンを添加せず、DNase Iのみを最終濃度0.2mg/mlとなるよう血液検体に添加した場合は、図16に示すように、スペルミジンもDNase Iもいずれも無添加の図10の状態よりは目詰まりは改善しているものの、スペルミジンのみが500μMの最終濃度で添加されている場合(図12参照)には及ばなかった。 In addition, when spermidine was not added and only DNase I was added to the blood sample to a final concentration of 0.2 mg/ml, as shown in FIG. Although clogging was improved compared to the state, it was not as good as when only spermidine was added at a final concentration of 500 μM (see FIG. 12).
(5)結論
以上の結果、血液検体中のスペルミジンの最終濃度が、少なくとも50μM~1mMの範囲では、目詰まりの改善効果が認められ、これにDNase Iをさらに添加することで改善効果はより増強することがわかった。なお、DNase I単独でも目詰まりの改善効果は認められるものの、スペルミジン単独で500μMの最終濃度の場合には及ばないこともわかった。
(5) Conclusion As a result of the above, when the final concentration of spermidine in the blood sample is at least in the range of 50 μM to 1 mM, an improvement effect on clogging is observed, and the improvement effect is further enhanced by further adding DNase I to this. found to do. It was also found that although DNase I alone was effective in improving clogging, it was not as good as spermidine alone at a final concentration of 500 μM.
10 マイクロ流体デバイス
11 流入口
11A 検体流入口
11B 媒体流入口
12 流出口
12A 第1流出口
12B 第2流出口
12C 第3流出口
13 流路
13A 前半部
13B 後半部
20 マイクロポスト
10
Claims (16)
前記流入口から流入される血液検体に、目詰まり防止剤としてDNA凝集剤が添加されている血液成分分離方法。 An inlet located upstream, an outlet located downstream, and a channel located between the inlet and the outlet, wherein a plurality of microposts are arranged at predetermined intervals in the channel. A blood component separation method for separating blood components by an array of microfluidic devices, comprising:
A method for separating blood components, wherein a DNA agglutinating agent is added as an anti-clogging agent to the blood specimen flowing in from the inlet.
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小西智樹ほか,マイクロ流路による血液分級時の詰まり抑制,2015 年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集,2015年,L24 (pp.745-746),https://www.jstage.jst.go.jp/article/pscjspe/2015S/0/2015S_745/_article/-char/ja/ |
牧田直子,スペルミジンによる DNA 凝縮転移に対する塩濃度の影響,四日市大学環境情報論集,2007年,Vol.11, No.2,pp.1-10,https://www.jstage.jst.go.jp/article/jeiyu/11/2/11_KJ00005175703/_article/-char/ja/ |
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