マイクロ流路チップ セルソーター「On-chip Sort」

On-chip® Sortのマイクロ流路チップ技術がセルソーターの常識を覆す

　マイクロ流路チップに、サンプルの検出、分離、回収の⼯程を集約したことで⼩型化・簡便操作を実現しました。本システムは、細菌から⽐較的巨⼤な細胞塊に加え、ドロップレット（オイル中の微⼩液滴）など幅広いサンプルの解析に貢献します。
特に、ドロップレットはピコリッタースケールにて膨⼤な数の微⽣物を培養・スクリーニングできる注⽬の技術です。従来のセルソーターでは不可能だったドロップレットの分離を我々のマイクロ流路技術により可能にしました。
これまでのセルソーターとは全く異なる原理で動作するOn-chip®Sortはサンプル解析の幅を広げ、研究・産業分野で活躍する皆様に貢献していきます。

解析・ソーティングをマイクロ流路チップでオールインワン処理

■On-chip Sortシステムは、5.5 cm×4.0 cm　 の⼩型マイクロ流路チップに、サンプルの解析から分離までの全⼯程を集約

■従来のセルソーターの原理と全く異なりOn-chip®　SortのFlow shift⽅式では、サンプルを空気圧制御によりマイクロ流路中を移動せることで⽬的サンプルをソーティング
（特許5857357, 特許6031178）

簡単操作・メンテナンスフリー

■待ち時間不要で簡便な操作性を追求したワークフローを提供
■煩雑な装置の洗浄を必要としないメンテナンスフリーを実現

小型化・コンタミネーションフリー

■装置の⼩型化により、安全キャビネット内に設置することが可能

■使い捨てのマイクロ流路チップの使⽤により、コンタミネーションの⼼配なし

精密な流体制御・サンプルとシース液の幅広い選択

■空気圧により、マイクロ流路の流れを制御した分離⽅法を採⽤

■培養液やオイル等をシース液に選択することで幅広いサンプルの解析が可能

サンプルの例
・ 動物細胞
・ 植物細胞
・ 原⽣⽣物
・ 細菌／真菌
・ ドロップレット

シース液の例
・ 培養液
・ 等張液
・ 海⽔／淡⽔
・ オイル
・ 粘性の⾼い培地

光学系技術

■マイクロ流路チップの上部から最⼤3波⻑のレーザーが、マイクロ流路を流れるサンプルに照射

■蛍光は、最⼤6種類の検出器（FL）により広範囲・⾼感度の検出

■散乱光は、サンプル粒⼦の⼤きさの指標である前⽅散乱光（FSC）と内部構造の複雑さの指標である側⽅散乱光（SSC）を取得。マイクロ流路チップでのSSC取得は当社の独⾃技術（特許5382852）

■On-chip® Sortは、オイル中に分散した液滴である”ドロップレット”のソーティングを世界で初めて実現

■ドロップレットとは直径数十μmの微⼩な液滴であり、W/Oドロップレット（Water-in-Oil : 油中液滴）や、
液滴がゲルで固まったGMD （Gel Micro Drop : ゲルマイクロドロップ）を指す。
当社開発のOn-chip® Droplet Generatorで作製可能であり、微⽣物のシングルセル解析や培養などに利⽤

ドロップレットのソーティング例

　ドロップレット内部に封⼊された単⼀細胞を培養後、蛍光強度に基づきソーティングすることで、細胞が増殖したドロップレットのみを選択的にソーティングできる。

蛍光核酸プローブを用いた環境微生物のスクリーニング

　On-chip® Sortを⽤いたドロップレットの⾼速解析・ソーティングにより、環境中の⽬的酵素を⽣産する微⽣物や未培養微⽣物、⼈⼯的に変異導⼊した株などのスクリーニング系が構築できる。

W/O
ドロップレットに蛍光プローブと環境微⽣物を1細胞ずつ封⼊し、培養する。⼤量のドロップレットにシングルセルで区画化することで増殖速度の異なる多様な微⽣物が淘汰されることなく⻑期間培養および蛍光プローブを指標にスクリーニングできる。

■On-chip® Sortによるソーティングは、細胞増殖能や形態変化、遺伝⼦発現への影響が少ないことから、細胞へのダメージが少ないことが実証されている

■マイクロ流路を⽤いたソーティング原理が、従来のセルソーターで発⽣していた⾼い圧⼒差や浸透圧などの細胞ダメージを⼤きく軽減

ソーティング方法の違いによる表現型への影響

ソーティングによる遺伝子変化の評価

■On-chip® Sortはサンプルの”繰り返しソーティング”により希少細胞を短時間で正確に回収可能

■繰り返しソーティングは、従来⽅式のセルソーターでは細胞へのダメージや少量サンプル解析ができない等の理由から困難であったが、マイクロ流路技術によりこれを解決

繰り返しソーティング技術

　これまでのフローサイトメーターの概念を覆す⽅法であり、マイクロ流路技術を⽤いたダメージフリーソーティングにより実現。1回のソーティングに約10分-15分必要とし、3回の繰り返しソーティングを60分未満で実施。

繰り返しソーティングによるCTCの高純度回収

■⾎中循環腫瘍細胞(CTC)などのサンプル中に極微量しか存在しない細胞もOn-chip Sortシステムを⽤いることで短時間で純度良く回収

■⾼純度のCTCの解析により、癌の診断などの臨床試験に利⽤が期待される

　繰り返しソーティングにより、107-108個中のわずか数⼗個の⽬的細胞をロスなく、回収可能であることを実証した。

　溶⾎した⾎液細胞中に存在する極僅かな⽬的細胞（CTC）を特異的に染⾊し、繰り返しソーティングを実施した。繰り返しソーティング３回後の顕微鏡観察でCTCのみが⾼純度で回収できたことを確認した。

■ 従来のセルソーターでは困難だった100 μm級の⼤型細胞もソーティング可能
■ シース液には、⽣理⾷塩⽔や培地、オイルなど細胞に適した選択が可能

【⼤型サンプル】 スフェロイド（細胞塊）のソーティング

　がん治療における薬効評価にはスフェロイド（細胞塊）を⽤いて薬剤感受性を⾒ることが重要である。薬剤の標的培養細胞や臨床材料からOn-chip® Sortにより⼀定サイズのスフェロイドをソーティングすることができる。

【シース液⾃由】 浸透圧に弱い原⽣⽣物のソーティング

　On-chip® Sortは細胞の破裂が起きない最適な⽣理的塩類溶液をシース液として選択でき、細胞ダメージも少ない分離ができるため、多種多様な動植物細胞のソーティングが実施できる。

アプリケーション1 　細胞を封⼊したW/Oドロップレット・GMDのソーティング

アプリケーション2 　ダメージフリーソーティング

アプリケーション3 　レアセルソーティング

アプリケーション4 　⼤型サンプル・シース液⾃由

	On-chip Flow	On-chip® Sort
光学系と検出感度
レーザー	最大3本（405 nm、488 nm、561 nm、638 nm [カスタマイズ応相談]）
測定パラメーター	前方散乱光（FSC）、側方散乱光（SSC）、6PMT（10パラメーターまで）
サイズ検出感度	FSC < 0.5μm、 SSC < 1.0 μm
蛍光感度	< 200 MESF FITC
データ分析能	4 decades, 18 bit
パルス解析	Height、Area、Width
検出波長	FL1(445/20 nm)、FL2(543/22 nm)、FL3(591.5/43 nm)
	FL4(676/37 nm)、FL5(716/40 nm)、FL6(775/46 nm)
流路系統
フローセルチップ	交換型マイクロ流路チップ
チップ素材	樹脂
流路サイズ	80 μm × 80 μm、150 μm × 150 μm
流速(m/s)	500 mm/sec～
シースバッファー	樹脂素材が溶けなければどんな液体も利用可能。応相談。
サンプル・ボリューム	10 ～ 1000 μL
シース・ボリューム	1 ～ 9 mL (チップによる)
解析とソーティング
ソーティング手法	–	マイクロ流路内Flow Shift方式
純度	–	> 95% (細胞濃度による)
収率	–	> 80% (条件による)
細胞ダメージ	なし（解析後サンプル回収可能）	なし（1個からソーティング可能）
コンタミネーションフリー	コンタミネーションなし　チップ交換により全リザーバー、流路交換
無菌・バイオハザード対応	容易
送液圧力	0.3-3psi
解析速度	4,000 events/sec
分取速度	–	1000 targets/sec
操作開始までの時間	1〜2分	5分
シャットダウン	10秒(クリーニング不要)
安全性
エアロゾルの発生	なし
サイズと重量
サイズ(W×H×D、mm)	620 × 330 × 390
重量(kg)	40 kg	45 kg
制御PCと制御速度
PC	ノートパソコン
OS	Windows 10、64 bit
データフォーマット	Own format and FCS3.0
電源
電源入力	AC100-240V, 50/60Hz
消費電力	< 240 VA

装置・消耗品　製品情報

装置（On-chip® Flow）

製品番号	製品名	仕様概要	レーザー	検出器
362F2001	On-chip® Flow HS	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 638 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
362F2001G	On-chip® Flow HSG	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 561 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
362F2001GR	On-chip® Flow HSGR	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 561 nm & 638 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
262F2001	On-chip® Flow MS6	Laser 2, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
252F2001	On-chip® Flow MS5	Laser 2, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm & 638 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
252F2001G	On-chip® Flow MS5G	Laser 2, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm & 561 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
152F2001	On-chip® Flow LS5	Laser 1, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
132F2001	On-chip® Flow LS3	Laser 1, FS, SS, FL(3 colors)	488 nm	FL2　FL3　FL4

装置（On-chip® Sort）

製品番号	製品名	仕様概要	レーザー	検出器
362S3001	On-chip® Sort HS	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 638 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
362S3001G	On-chip® Sort HSG	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 561 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
362S3001GR	On-chip® Sort HSGR	Laser 3, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 561 nm & 638 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
262S3001	On-chip® Sort MS6	Laser 2, FS, SS, FL(6 colors)	488 nm & 405 nm	FL1　FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
252S3001	On-chip® Sort MS5	Laser 2, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm & 638 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
252S3001G	On-chip® Sort MS5G	Laser 2, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm & 561 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
152S3001	On-chip® Sort LS5	Laser 1, FS, SS, FL(5 colors)	488 nm	FL2　FL3　FL4　FL5　FL6
132S3001	On-chip® Sort LS3	Laser 1, FS, SS, FL(3 colors)	488 nm	FL2　FL3　FL4

【レーザー】 Blue （488 nm）を標準に、Violet （405 nm）、Green （561 nm）、Red （638 nm）の中から2種類を選択した最⼤3種類を搭載（追加搭載も可能）
【検出器】 FL1からFL6の最⼤6種類まで選択
FL1 : 445/20 nm、 FL2 : 543/22 nm、 FL3 : 591.5/43 nm （緑レーザー使⽤時607/36 nm）、 FL4 : 676/37 nm、FL5 : 716/40 nm、 FL6 : 775/46 nm

消耗品(マイクロ流路チップ)

製品番号	製品名	材質	用途	マイクロ流路幅	包装単位
1002002	2D Chip-Z101	PMMA	分取⽤	80 x 80 μm	10 chips/箱
1002002S	2D Chip-Z101S	PMMA	滅菌済み分取⽤	80 x 80 μm	10 chips/箱
1002004	Chip-Z1001	COP	⼤容量分取⽤	80 x 80 μm	10 chips/箱
1002004S	Chip-Z1001S	COP	滅菌済み⼤容量分取⽤	80 x 80 μm	10 chips/箱
1002005	2D Chip-Z1000-w150	COP	細胞集塊・巨細胞分取⽤	150 x 150 μm	10 chips/箱
1002005S	2D Chip-Z1000-w150S	COP	滅菌済み細胞集塊・巨細胞分取⽤	150 x 150 μm	10 chips/箱