[发明专利]细胞分析器件、装置及使用了该装置的细胞分析方法

说明书

本发明的目的在于通过在单一细胞分析器件中谋求提高核酸捕获效率和提高细胞捕获效率的兼顾，获得高精度的单一细胞分析数据。本发明涉及细胞分析器件的改良，所述细胞分析器件具备二维阵列芯片，所述二维阵列芯片具备能够逐个捕获细胞的多个细胞捕获部和与各细胞捕获部对应地存在、用于捕获从细胞捕获部捕获的细胞提取的核酸的核酸捕获部。

技术领域

本发明涉及基因表达分析、细胞功能分析、生物体组织的分析方法、疾病的诊断、药物开发等技术领域，更具体而言，涉及能够针对单一细胞进行基因分析的细胞分析器件、装置以及使用了该装置的细胞分析方法。

背景技术

单一细胞分析是高精度地对每个单一细胞的细胞中的生物体分子进行检测和/或定量的技术。为了进行单一细胞分析，需要为进行单独处理而将细胞分离，高效地提取成为细胞中的测量对象的核酸，合成互补链(例如cDNA)，并根据需要对扩增得到的产物进行序列分析。

专利文献1中公开了如下器件：通过将各个细胞捕获到细孔阵列片的细孔，接着用具有固定在细孔且每个细孔不同的标签序列的DNA探针捕获来自该细胞的核酸并合成cDNA，能够得到可识别来自哪种细胞的序列分析用的产物。图1示出了这样的器件的基本构成(相当于专利文献1的图8)。

图1的器件中，从入口106导入含有细胞101的细胞溶液。由于用细胞溶液充满平面基板形状的多孔质膜102的上部区域104，所以从上部出口107吸引细胞溶液。当从下部出口108吸引溶液而施加负压时，细胞溶液经由多孔质膜102被吸引，细胞101被诱导至细胞捕获部103。细胞101被构筑在多孔质膜102上的格子状的细胞捕获部103捕获，当破碎细胞时，该细胞中的核酸(例如mRNA)被固定在细胞正下方的多孔质膜中的DNA探针(例如聚T探针)捕获。

当使用图1这样的器件时，能够基本不与除反应区域即多孔质膜内壁以外的区域接触地捕获从被捕获的细胞提取的核酸，合成与被捕获的核酸对应的核酸(例如cDNA)。因此，能够将核酸吸附于与反应无关的器件的内壁的概率抑制得较低，从而高效率地制备用于序列分析的产物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/020657号

发明内容

图1那样的器件中，为了高效地捕获核酸，构成多孔质膜102的孔的平均直径需要为数μm以下，特别优选为1μm以下。另外，多孔质膜102的膜厚优选为10μm以上，特别优选为数十μm以上。但是，当使用这样的多孔质膜时，使细胞溶液通过时的压力损失增大。当压力损失大时，从下部出口108吸引溶液时吸引速度降低，从而细胞101被细胞捕获部103吸引的速度降低。因此，观察到较多的细胞因重力而沉降，在到达细胞捕获部103之前留在器件上的其他区域的现象。图1中，109所示的细胞是未到达这样的细胞捕获部103的细胞的一个例子。

细胞停留在除细胞捕获部103以外的区域时，不仅能够分析的细胞的比例降低，而且还引起附带的问题。即产生下述问题：从细胞提取核酸时需要破碎细胞的工序，此时，存在于除细胞捕获部103以外的区域的细胞也同时被破碎，从该细胞提取的核酸流入多个细胞捕获部103，从而难以进行准确的单一细胞分析。

上述问题的原因在于为了提高核酸捕获效率，减小多孔质膜102的孔径、增大膜厚所导致的压力损失增大。因此，本质上的课题是提高核酸捕获效率和提高细胞捕获效率的权衡关系。

此外，在捕获核酸后，为了进行序列分析，需要核酸扩增工序。在该工序中，需要(如专利文献1所记载的那样)核酸扩增产物从核酸捕获部游离，作为溶液样品提取到器件的外部，进行序列分析。有时会产生该溶液中的扩增产物吸附于器件的内壁的问题。由于吸附导致序列分析所需的核酸扩增产物的收量降低，并且由于吸附率因核酸的碱基长度的不同而异，因此有可能会对与细胞中的本来的核酸组成不同的组成进行序列分析。

用于解决课题的手段