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JP7694101B2 - Manipulation System - Google Patents
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Description

本発明は、マニピュレーションシステムに関する。 The present invention relates to a manipulation system.

バイオテクノロジ分野において、顕微鏡観察下で微小対象物(例えば、細胞など)に対して微細操作を実施するためのマニピュレーションシステムが知られている(特許文献1参照)。このようなマニピュレーションシステムでは、所定の環境下で微小対象物の微細操作を行うことが要求される場合がある(特許文献2参照)。 In the field of biotechnology, a manipulation system is known for performing micro-manipulation of a micro-object (such as a cell) under a microscope (see Patent Document 1). With such a manipulation system, there are cases where it is required to perform micro-manipulation of a micro-object in a specified environment (see Patent Document 2).

特開2015-205370号公報JP 2015-205370 A 特表2018-510660号公報Special table 2018-510660 publication

特許文献2では、マニピュレータ、操作場所、イメージャを含むマニピュレーションシステムが、チャンバ内に配置される。このため、アクチュエータなどの駆動装置からの発塵により、チャンバ内の環境が汚染される可能性がある。また、チャンバ内が高温多湿の環境に設定された場合、マニピュレータの可動部にサビが発生するなど、良好に微細操作を行うことが困難となる可能性がある。 In Patent Document 2, a manipulation system including a manipulator, an operation location, and an imager is placed inside a chamber. For this reason, there is a possibility that the environment inside the chamber may be contaminated by dust generated from driving devices such as actuators. Furthermore, if the inside of the chamber is set to a high-temperature and high-humidity environment, rust may form on the moving parts of the manipulator, making it difficult to perform fine manipulations effectively.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができるマニピュレーションシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a manipulation system that can effectively manipulate micro-objects in a specified environment.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムは、微小対象物を収容するための容器が載置される試料ステージと、前記微小対象物を操作するためのピペットを備えるマニピュレータと、前記ピペットを内部空間に挿入するための第1開口が設けられ、少なくとも前記微小対象物及び前記容器を収容するためのチャンバと、前記第1開口の外縁と前記ピペットとの間の隙間を封止する第1封止部材と、を有する。 A manipulation system according to one aspect of the present invention includes a sample stage on which a container for containing a micro-object is placed, a manipulator equipped with a pipette for manipulating the micro-object, a chamber having a first opening for inserting the pipette into an internal space thereof and for containing at least the micro-object and the container, and a first sealing member for sealing a gap between the outer edge of the first opening and the pipette.

これによれば、マニピュレーションシステムは、第1封止部材によりチャンバの内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。そして、チャンバに設けられた第1開口を介してピペットが内部空間に挿入され、チャンバ内の所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができる。また、マニピュレータの駆動装置等の可動部は、チャンバの外部に配置されているので、チャンバ内の環境(例えば、高温多湿環境)に晒されることを抑制できる。 In this way, the manipulation system can maintain a good environment within the chamber because the internal space of the chamber is sealed off from the outside by the first sealing member. Then, the pipette is inserted into the internal space through the first opening provided in the chamber, and the micro-object can be manipulated well in a specified environment within the chamber. In addition, the movable parts of the manipulator, such as the drive unit, are disposed outside the chamber, so that exposure to the environment within the chamber (e.g., a high-temperature and high-humidity environment) can be suppressed.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第1封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、ピペットを内部空間で移動させて微小対象物の操作を行う際に、第1封止部材は、ピペットの移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステムは、第1開口の外縁とピペットとの間の隙間を良好に封止して、チャンバ内の環境を保ちつつ微小対象物の操作を行うことができる。 In a manipulation system according to one aspect of the present invention, the first sealing member is formed of a flexible material. With this, when the pipette is moved in the internal space to manipulate the micro-object, the first sealing member is provided so as to be deformable in association with the movement of the pipette. As a result, the manipulation system can effectively seal the gap between the outer edge of the first opening and the pipette, and manipulate the micro-object while maintaining the environment inside the chamber.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバの側板には、前記試料ステージの少なくとも一部を前記内部空間に挿入するための第2開口が設けられ、前記第2開口の外縁と前記試料ステージとの間の隙間を封止する第2封止部材を有する。これによれば、マニピュレーションシステムは、チャンバの内部空間で、試料ステージに載置された微小対象物及び容器の移動が可能である。また、第2封止部材により、チャンバの内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。 In a manipulation system according to one aspect of the present invention, a side plate of the chamber is provided with a second opening for inserting at least a part of the sample stage into the internal space, and has a second sealing member that seals the gap between the outer edge of the second opening and the sample stage. With this, the manipulation system is capable of moving a micro-object and a container placed on the sample stage in the internal space of the chamber. In addition, the second sealing member separates the internal space of the chamber from the outside, so that the environment inside the chamber can be maintained in a good condition.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第2封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、試料ステージを内部空間で移動させる際に、第2封止部材は、試料ステージの移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステムは、第2開口の外縁と試料ステージとの間の隙間を良好に封止して、チャンバ内の環境を保ちつつ試料ステージを移動させることができる。 In a manipulation system according to one aspect of the present invention, the second sealing member is formed of a flexible material. With this, when the sample stage is moved in the internal space, the second sealing member is provided so as to be deformable in accordance with the movement of the sample stage. This allows the manipulation system to effectively seal the gap between the outer edge of the second opening and the sample stage, and to move the sample stage while maintaining the environment inside the chamber.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記試料ステージ及び前記チャンバの上方に配置される顕微鏡を有し、前記チャンバの天板には、少なくとも前記顕微鏡と重畳する位置に透光性の透光領域を有する。これによれば、顕微鏡により、透光領域を介してチャンバの内部空間を観察することができる。したがって、マニピュレーションシステムは、チャンバの内部空間で良好に微小対象物の操作を行うことができる。 A manipulation system according to one aspect of the present invention includes a microscope disposed above the sample stage and the chamber, and the top plate of the chamber has a light-transmitting area at least at a position overlapping the microscope. This allows the internal space of the chamber to be observed through the light-transmitting area using the microscope. Therefore, the manipulation system can effectively manipulate a micro-object in the internal space of the chamber.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバは、前記内部空間の環境を制御するための、少なくとも1つ以上の貫通孔を有する。これによれば、チャンバの内部空間は、貫通孔を介して、例えば湿度調整装置、COガス濃度調整装置等と接続可能である。あるいは、貫通孔を介して、ヒータや各種センサをチャンバの内部空間に設置することができる。 In the manipulation system according to one aspect of the present invention, the chamber has at least one through-hole for controlling the environment of the internal space. With this, the internal space of the chamber can be connected to, for example, a humidity control device, a CO2 gas concentration control device, etc., via the through-hole. Alternatively, a heater or various sensors can be installed in the internal space of the chamber via the through-hole.

本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバが載置される基台を有し、前記チャンバは、固定部材により前記基台に固定される。これによれば、チャンバが基台に固定されているので、チャンバが移動可能に設けられる構成に比べて、第1開口及び第2開口の密閉性を向上させることができる。 The manipulation system according to one aspect of the present invention has a base on which the chamber is placed, and the chamber is fixed to the base by a fixing member. Since the chamber is fixed to the base, the sealing performance of the first opening and the second opening can be improved compared to a configuration in which the chamber is movably provided.

本発明によれば、所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができるマニピュレーションシステムを提供することができる。 The present invention provides a manipulation system that can effectively manipulate micro-objects in a specified environment.

図1は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a manipulation system according to an embodiment. 図2は、図1に示すマニピュレーションシステムの一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion of the manipulation system shown in FIG. 図3は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a manipulation system according to an embodiment. 図4は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a manipulation system according to an embodiment. 図5は、チャンバ、ピペット保持部及びピペットの配置関係を説明するための上面図である。FIG. 5 is a top view for explaining the positional relationship between the chamber, the pipette holder, and the pipette. 図6は、チャンバ及び試料ステージの配置関係を説明するための正面図である。FIG. 6 is a front view for explaining the positional relationship between the chamber and the sample stage. 図7は、チャンバの側面図である。FIG. 7 is a side view of the chamber. 図8は、チャンバ、ピペット保持部及び第1封止部材の一部を拡大して示す断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the chamber, the pipette holder, and the first sealing member. 図9は、取付部材の構成例を説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a configuration example of the mounting member. 図10は、チャンバ、試料ステージ及び第2封止部材の一部を拡大して示す断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a portion of the chamber, the sample stage, and the second sealing member. 図11は、変形例に係るチャンバの構成例を示す正面図である。FIG. 11 is a front view showing an example of the configuration of a chamber according to a modified example.

本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. Furthermore, the components described below include those that a person skilled in the art would easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.

(実施形態)
図1は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示すマニピュレーションシステムの一部を拡大して示す斜視図である。図1及び図2に示すマニピュレーションシステム100は、顕微鏡観察下で、容器38に収容された微小対象物の操作を行う装置である。微小対象物は、例えば細胞である。
(Embodiment)
Fig. 1 is a perspective view showing a configuration example of a manipulation system according to an embodiment. Fig. 2 is a perspective view showing an enlarged part of the manipulation system shown in Fig. 1. The manipulation system 100 shown in Figs. 1 and 2 is an apparatus for manipulating a micro-object contained in a container 38 under microscopic observation. The micro-object is, for example, a cell.

図1及び図2に示すように、マニピュレーションシステム100は、基台101と、ピペット10と、ピペット保持部15と、マニピュレータ20と、試料ステージ30と、顕微鏡ユニット40と、チャンバ60と、を備える。なお、本実施形態では、試料ステージ30の載置面30a(図3参照)に平行な一方向をX軸方向とする。載置面30aに平行で、かつ、X軸方向と直交する方向をY軸方向とする。載置面30aの法線方向をZ軸方向とする。例えば、載置面30aが鉛直方向と直交する水平面となるように、基台1の配置が調整されている。 As shown in Figures 1 and 2, the manipulation system 100 includes a base 101, a pipette 10, a pipette holder 15, a manipulator 20, a sample stage 30, a microscope unit 40, and a chamber 60. In this embodiment, a direction parallel to the mounting surface 30a (see Figure 3) of the sample stage 30 is defined as the X-axis direction. A direction parallel to the mounting surface 30a and perpendicular to the X-axis direction is defined as the Y-axis direction. The normal direction of the mounting surface 30a is defined as the Z-axis direction. For example, the position of the base 1 is adjusted so that the mounting surface 30a is a horizontal plane perpendicular to the vertical direction.

マニピュレータ20は、ピペット保持部15及びピペット10をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させるための装置である。マニピュレータ20は、X軸-Y軸-Z軸の3軸構成のマニピュレータである。 The manipulator 20 is a device for moving the pipette holder 15 and the pipette 10 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. The manipulator 20 is a three-axis manipulator with an X-axis, Y-axis, and Z-axis configuration.

ピペット保持部15は、ピペット10を保持するための管状器具である。ピペット保持部15の材質は、例えばガラス又は金属である。ピペット保持部15の一端は、ピペット10に連結される。また、ピペット保持部15の他端は、マニピュレータ20に連結される。また、ピペット保持部15は、マニピュレータ20が有する電動マイクロポンプ29(図3参照)に接続されている。ピペット保持部15及びピペット10の内部圧力は、電動マイクロポンプ29から供給される圧力Pにより減圧又は増圧される。 The pipette holding part 15 is a tubular device for holding the pipette 10. The pipette holding part 15 is made of, for example, glass or metal. One end of the pipette holding part 15 is connected to the pipette 10. The other end of the pipette holding part 15 is connected to the manipulator 20. The pipette holding part 15 is connected to an electric micropump 29 (see FIG. 3) that the manipulator 20 has. The internal pressure of the pipette holding part 15 and the pipette 10 is reduced or increased by the pressure P supplied from the electric micropump 29.

ピペット10は、微小対象物のインジェクション操作手段として用いられるインジェクションピペットである。微小対象物は、例えば、ピペット10と連通されている電動マイクロポンプ29によって、ピペット10の先端から溶液等が注入される。なお、ピペット10は、インジェクションピペットに限定されず、微小対象物を採取するための採取用ピペットであってもよい。 The pipette 10 is an injection pipette used as an injection operation means for a micro-object. For example, a solution or the like is injected into the micro-object from the tip of the pipette 10 by an electric micropump 29 that is in communication with the pipette 10. Note that the pipette 10 is not limited to an injection pipette, and may be a collection pipette for collecting a micro-object.

試料ステージ30は、X軸ステージ31及びY軸ステージ32に接続される。X軸ステージ31は、駆動装置36aが駆動することによって、X軸方向に移動する。Y軸ステージ32は、駆動装置36bが駆動することによって、Y軸方向に移動する。X軸ステージ31はY軸ステージ32上に取り付けられている。試料ステージ30は、X軸ステージ31及びY軸ステージ32の移動により、X-Y平面内を2軸移動可能に設けられる。また、駆動装置36(駆動装置36a及び駆動装置36b)は、コントローラ50(図3参照)に接続されている。 The sample stage 30 is connected to an X-axis stage 31 and a Y-axis stage 32. The X-axis stage 31 moves in the X-axis direction when driven by a driving device 36a. The Y-axis stage 32 moves in the Y-axis direction when driven by a driving device 36b. The X-axis stage 31 is mounted on the Y-axis stage 32. The sample stage 30 is arranged to be movable in two axes within the XY plane by the movement of the X-axis stage 31 and the Y-axis stage 32. In addition, the driving devices 36 (driving devices 36a and 36b) are connected to a controller 50 (see FIG. 3).

試料ステージ30の載置面30aに容器38が載置される。容器38は、例えば、ディッシュ又はウェルプレートである。細胞等の微小対象物は、容器38に収容される。 A container 38 is placed on the mounting surface 30a of the sample stage 30. The container 38 is, for example, a dish or a well plate. Micro-objects such as cells are contained in the container 38.

チャンバ60は、内部空間を有する箱状の部材である。チャンバ60の内部空間は密閉され、チャンバ60の外部と遮断される。チャンバ60の内部空間は、細胞等の微小対象物の操作を行うための所定の環境(例えば、クリーン環境、高温多湿環境、CO等のガス環境等)に維持、管理される。なお、本明細書において、「密閉」及び「封止」は、チャンバ60の内部空間が外部と完全に遮断された状態に限定されず、ピペット10及び試料ステージ30を移動して微小対象物の操作を行う際に、チャンバ60の内部空間が所定の環境を維持できる気密性を有していればよい。 The chamber 60 is a box-shaped member having an internal space. The internal space of the chamber 60 is sealed and isolated from the outside of the chamber 60. The internal space of the chamber 60 is maintained and managed in a predetermined environment (e.g., a clean environment, a high temperature and humidity environment, a gas environment such as CO2 , etc.) for manipulating a micro-object such as a cell. In this specification, "sealed" and "sealed" are not limited to a state in which the internal space of the chamber 60 is completely isolated from the outside, and it is sufficient that the internal space of the chamber 60 has airtightness that can maintain a predetermined environment when the pipette 10 and the sample stage 30 are moved to manipulate the micro-object.

チャンバ60は、基台101の上に載置される。チャンバ60は、固定部材102により基台101に固定される。固定部材102は、例えばボルトである。チャンバ60の内部空間には、微小対象物及び容器38が収容される。ピペット10及びピペット保持部15は、第1開口OP1を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。また、試料ステージ30の一部は、第2開口OP2を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。なお、第1開口OP1及び第2開口OP2の封止構造については、後述する。 The chamber 60 is placed on a base 101. The chamber 60 is fixed to the base 101 by a fixing member 102. The fixing member 102 is, for example, a bolt. The micro-object and the container 38 are accommodated in the internal space of the chamber 60. The pipette 10 and the pipette holder 15 are inserted into the internal space of the chamber 60 through the first opening OP1. In addition, a part of the sample stage 30 is inserted into the internal space of the chamber 60 through the second opening OP2. The sealing structure of the first opening OP1 and the second opening OP2 will be described later.

顕微鏡ユニット40は、試料ステージ30及びチャンバ60の上方に配置されている。顕微鏡ユニット40は、顕微鏡41と、撮像装置45と、試料ステージ30の載置面30aに向けて光を照射する光源(図示せず)と、を有する。図2に示すように、顕微鏡41は、鏡筒411と、対物レンズ412と、接眼レンズ413と、駆動装置414(図3参照)とを有する。顕微鏡41は、対物レンズ412が容器38及びチャンバ60の上方に位置する実体顕微鏡である。顕微鏡ユニット40の鏡筒411は、駆動装置414が駆動することによって、Z軸方向に移動する。これにより、顕微鏡41は、焦点位置を調節することができる。対物レンズ412は、所望の倍率に合わせて複数種類が用意されていてもよい。撮像装置45は、顕微鏡41を介して、ピペット10の先端及び微小対象物をZ軸方向から撮像することができる。 The microscope unit 40 is disposed above the sample stage 30 and the chamber 60. The microscope unit 40 has a microscope 41, an imaging device 45, and a light source (not shown) that irradiates light toward the mounting surface 30a of the sample stage 30. As shown in FIG. 2, the microscope 41 has a lens barrel 411, an objective lens 412, an eyepiece lens 413, and a driving device 414 (see FIG. 3). The microscope 41 is a stereomicroscope in which the objective lens 412 is located above the container 38 and the chamber 60. The lens barrel 411 of the microscope unit 40 is moved in the Z-axis direction by being driven by the driving device 414. This allows the microscope 41 to adjust the focal position. A plurality of types of objective lenses 412 may be prepared according to the desired magnification. The imaging device 45 can image the tip of the pipette 10 and the micro-object from the Z-axis direction via the microscope 41.

なお、顕微鏡ユニット40は、1つに限定されず、2つ以上設けられていてもよい。この場合、複数の顕微鏡ユニットは、ピペット10の先端及び微小対象物を異なる方向から観察することができる。 The microscope unit 40 is not limited to one, and two or more may be provided. In this case, the multiple microscope units can observe the tip of the pipette 10 and the micro-object from different directions.

図3は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す模式図である。図3に示すように、マニピュレーションシステム100は、さらに、コントローラ50と、ジョイスティック57と、入力部58と、表示部80と、を備える。入力部58は、キーボードやタッチパネル等である。ジョイスティック57及び入力部58は、コントローラ50に接続されている。オペレータは、ジョイスティック57及び入力部58を介して、コントローラ50にコマンドを入力することができる。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a manipulation system according to an embodiment. As shown in FIG. 3, the manipulation system 100 further includes a controller 50, a joystick 57, an input unit 58, and a display unit 80. The input unit 58 is a keyboard, a touch panel, or the like. The joystick 57 and the input unit 58 are connected to the controller 50. An operator can input commands to the controller 50 via the joystick 57 and the input unit 58.

また、図3に示すように、マニピュレータ20は、X軸テーブル21と、Y軸テーブル22と、Z軸テーブル23と、駆動装置26、27と、電動マイクロポンプ29と、を備える。X軸テーブル21は、駆動装置26が駆動することによって、X軸方向に移動する。Y軸テーブル22は、駆動装置26が駆動することによって、Y軸方向に移動する。Z軸テーブル23は、駆動装置27が駆動することによって、Z軸方向に移動する。駆動装置26、27と、電動マイクロポンプ29は、コントローラ50に接続されている。 As shown in FIG. 3, the manipulator 20 includes an X-axis table 21, a Y-axis table 22, a Z-axis table 23, drive devices 26 and 27, and an electric micropump 29. The X-axis table 21 moves in the X-axis direction when driven by the drive device 26. The Y-axis table 22 moves in the Y-axis direction when driven by the drive device 26. The Z-axis table 23 moves in the Z-axis direction when driven by the drive device 27. The drive devices 26 and 27 and the electric micropump 29 are connected to a controller 50.

マニピュレータ20において、Z軸テーブル23はY軸テーブル22上に取り付けられている。これにより、ピペット保持部15及びピペット10は、Y軸テーブル22の移動にしたがって、Y軸テーブル22と同じ距離だけY軸方向に移動することができる。さらに、Y軸テーブル22はX軸テーブル21上に取り付けられている。これにより、ピペット保持部15及びピペット10は、X軸テーブル21の移動にしたがって、X軸テーブル21と同じ距離だけX軸方向に移動することができる。また、ピペット保持部15及びピペット10は、Z軸テーブル23の移動にしたがって、Z軸テーブル23と同じ距離だけZ軸方向に移動することができる。 In the manipulator 20, the Z-axis table 23 is mounted on the Y-axis table 22. This allows the pipette holder 15 and the pipette 10 to move in the Y-axis direction the same distance as the Y-axis table 22 in accordance with the movement of the Y-axis table 22. Furthermore, the Y-axis table 22 is mounted on the X-axis table 21. This allows the pipette holder 15 and the pipette 10 to move in the X-axis direction the same distance as the X-axis table 21 in accordance with the movement of the X-axis table 21. Furthermore, the pipette holder 15 and the pipette 10 can move in the Z-axis direction the same distance as the Z-axis table 23 in accordance with the movement of the Z-axis table 23.

次に、コントローラ50の機能について、図4を参照して説明する。図4は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示すブロック図である。コントローラ50は、演算手段としてのCPU(中央演算処理装置)及び記憶手段としてのハードディスク、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のハードウェア資源を備える。 Next, the functions of the controller 50 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a manipulation system according to an embodiment. The controller 50 includes hardware resources such as a CPU (Central Processing Unit) as a computing means, and a hard disk, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and the like as a storage means.

図4に示すように、コントローラ50は、その機能として、画像入力部51a、画像出力部51b、画像処理部52、検出部53、画像編集部54、制御部55及び記憶部56を有する。画像入力部51a、画像出力部51b、画像処理部52、検出部53、画像編集部54及び制御部55は、上記の演算手段により実現される。記憶部56は、上記の記憶手段により実現される。コントローラ50は、記憶部56に格納されたプログラムに基づいて各種の演算を行い、演算結果にしたがって制御部55が各種の制御を行うように駆動信号を出力する。 As shown in FIG. 4, the controller 50 has as its functions an image input unit 51a, an image output unit 51b, an image processing unit 52, a detection unit 53, an image editing unit 54, a control unit 55, and a memory unit 56. The image input unit 51a, the image output unit 51b, the image processing unit 52, the detection unit 53, the image editing unit 54, and the control unit 55 are realized by the above-mentioned calculation means. The memory unit 56 is realized by the above-mentioned storage means. The controller 50 performs various calculations based on the programs stored in the memory unit 56, and outputs drive signals so that the control unit 55 performs various controls according to the calculation results.

制御部55は、顕微鏡ユニット40の駆動装置414と、マニピュレータ20の駆動装置26、27及び電動マイクロポンプ29と、試料ステージ30の駆動装置36と、を制御する。制御部55は、駆動装置414、26、27に駆動信号Vz1、Vxy2、Vz2、Vxy3(図3参照)をそれぞれ供給する。また、制御部55は、電動マイクロポンプ29に駆動信号Vmp(図3参照)を供給する。なお、制御部55は、必要に応じて設けられたドライバやアンプ等を介して、駆動信号Vz1、Vxy2、Vz2、Vxy3、Vmpをそれぞれ供給してもよい。 The control unit 55 controls the driving device 414 of the microscope unit 40, the driving devices 26, 27 and the electric micropump 29 of the manipulator 20, and the driving device 36 of the sample stage 30. The control unit 55 supplies driving signals Vz1, Vxy2, Vz2, and Vxy3 (see FIG. 3) to the driving devices 414, 26, and 27, respectively. The control unit 55 also supplies a driving signal Vmp (see FIG. 3) to the electric micropump 29. The control unit 55 may also supply the driving signals Vz1, Vxy2, Vz2, Vxy3, and Vmp, respectively, via a driver, an amplifier, or the like that is provided as necessary.

撮像装置45から出力される画像信号Vpix1(図3参照)は、画像入力部51aに入力される。画像処理部52は、画像入力部51aから画像信号Vpix1を受け取って、画像処理を行う。画像出力部51bは、画像処理部52で画像処理された画像情報を記憶部56及び表示部80へ出力する。 The image signal Vpix1 (see FIG. 3) output from the imaging device 45 is input to the image input unit 51a. The image processing unit 52 receives the image signal Vpix1 from the image input unit 51a and performs image processing. The image output unit 51b outputs the image information processed by the image processing unit 52 to the storage unit 56 and the display unit 80.

検出部53は、画像処理部52から画像情報を受け取り、受け取った画像情報に基づいて、微小対象物の位置や個数を自動で検出する。そして、検出部53は検出結果を画像編集部54及び制御部55に出力する。なお、本開示において「自動」とは、装置が作業者の判断を介さずに動作することを意味する。また、コントローラ50は、微小対象物の検出に限定されず、ピペット10の位置を検出することもできる。 The detection unit 53 receives image information from the image processing unit 52, and automatically detects the positions and number of micro-objects based on the received image information. The detection unit 53 then outputs the detection results to the image editing unit 54 and the control unit 55. Note that in this disclosure, "automatic" means that the device operates without the intervention of the operator's judgment. Furthermore, the controller 50 is not limited to detecting micro-objects, and can also detect the position of the pipette 10.

次に、チャンバ60の詳細な構成について説明する。図5は、チャンバ、ピペット保持部及びピペットの配置関係を説明するための上面図である。図6は、チャンバ及び試料ステージの配置関係を説明するための正面図である。図7は、チャンバの側面図である。 Next, the detailed configuration of the chamber 60 will be described. FIG. 5 is a top view for explaining the relative positions of the chamber, the pipette holder, and the pipette. FIG. 6 is a front view for explaining the relative positions of the chamber and the sample stage. FIG. 7 is a side view of the chamber.

図5から図7に示すように、チャンバ60は、底板61と、カバー部62と、を有する。底板61は、平板状の部材であり、基台101と対向して配置される。また、試料ステージ30の少なくとも一部は、底板61の上面と対向して配置される。カバー部62は、天板62aと側板62bとを有する。側板62bの下部が底板61と連結されて、チャンバ60の内部空間が密閉される。 As shown in Figures 5 to 7, the chamber 60 has a bottom plate 61 and a cover portion 62. The bottom plate 61 is a flat member and is disposed opposite the base 101. At least a portion of the sample stage 30 is disposed opposite the upper surface of the bottom plate 61. The cover portion 62 has a top plate 62a and a side plate 62b. The lower portion of the side plate 62b is connected to the bottom plate 61, sealing the internal space of the chamber 60.

図5に示すように、チャンバ60は、上面から見たときに、四角形状である。ただし、これに限定されず、チャンバ60は、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。 As shown in FIG. 5, the chamber 60 has a rectangular shape when viewed from above. However, this is not limited thereto, and the chamber 60 may have other shapes, such as a polygonal shape or a circular shape.

図5に示すように、チャンバ60の天板62aには、第1開口OP1が設けられる。上述したように、ピペット10及びピペット保持部15は、第1開口OP1を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。第1開口OP1は、上面から見たときに、X軸方向に沿った長辺を有する矩形状である。第1開口OP1の各辺の長さは、ピペット10及びピペット保持部15の直径よりも大きく形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、第1開口OP1内でピペット保持部15を移動させることができ、チャンバ60内の微小対象物の操作を行うことができる。なお、第1開口OP1は、矩形状に限定されず、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。第1開口OP1は、微小対象物の操作に応じて適切な形状を採用することができる。 As shown in FIG. 5, the top plate 62a of the chamber 60 is provided with a first opening OP1. As described above, the pipette 10 and the pipette holder 15 are inserted into the internal space of the chamber 60 through the first opening OP1. When viewed from above, the first opening OP1 is rectangular with long sides along the X-axis direction. The length of each side of the first opening OP1 is formed to be greater than the diameter of the pipette 10 and the pipette holder 15. This allows the manipulation system 100 to move the pipette holder 15 within the first opening OP1 and to manipulate the micro-object within the chamber 60. Note that the first opening OP1 is not limited to a rectangular shape, and may be other shapes such as a polygonal shape or a circular shape. The first opening OP1 can adopt an appropriate shape depending on the manipulation of the micro-object.

第1開口OP1を覆って第1封止部材71が設けられる。なお、図5では、図面を見やすくするために第1封止部材71に斜線を付けて示している。第1封止部材71は、第1開口OP1の外縁と、ピペット保持部15(及びピペット10)との間の隙間を封止する。第1封止部材71は、取付部材16によりピペット保持部15の外周に取り付けられる。 A first sealing member 71 is provided to cover the first opening OP1. Note that in FIG. 5, the first sealing member 71 is shown with diagonal lines to make the drawing easier to see. The first sealing member 71 seals the gap between the outer edge of the first opening OP1 and the pipette holding portion 15 (and the pipette 10). The first sealing member 71 is attached to the outer periphery of the pipette holding portion 15 by the attachment member 16.

第1封止部材71は、柔軟性を有する材料で形成されている。具体的には、第1封止部材71は、ナイロンやビニール等の樹脂フィルム材料や、シート状のゴムで形成することができる。第1封止部材71は、ピペット保持部15(及びピペット10)が第1開口OP1内を移動する際に、変形可能に設けられている。 The first sealing member 71 is made of a flexible material. Specifically, the first sealing member 71 can be made of a resin film material such as nylon or vinyl, or a sheet-like rubber. The first sealing member 71 is arranged to be deformable when the pipette holding portion 15 (and the pipette 10) moves through the first opening OP1.

図8は、チャンバ、ピペット保持部及び第1封止部材の一部を拡大して示す断面図である。図8は、図5のVIII-VIII’断面図である。図8に示すように、第1封止部材71は、天板62aの下面と、固定部材68及びOリング69との間に挟み込まれる。なお、図8では図面を見やすくするために、天板62aの下面と、固定部材68とを離して示しているが、天板62a、第1封止部材71、Oリング69及び固定部材68が密着するように固定される。固定部材68は、例えばボルトにより天板62aに固定される。また、図8は、Y-Z断面図を示しているが、固定部材68及びOリング69は、第1開口OP1の外縁に沿って形成された環状の部材である。これにより、第1封止部材71は、固定部材68及びOリング69により、第1開口OP1の外縁に沿って固定されて、第1開口OP1を封止できる。 Figure 8 is a cross-sectional view showing an enlarged portion of the chamber, the pipette holder, and the first sealing member. Figure 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII' in Figure 5. As shown in Figure 8, the first sealing member 71 is sandwiched between the lower surface of the top plate 62a, the fixing member 68, and the O-ring 69. Note that in Figure 8, the lower surface of the top plate 62a and the fixing member 68 are shown separated from each other to make the drawing easier to see, but the top plate 62a, the first sealing member 71, the O-ring 69, and the fixing member 68 are fixed so as to be in close contact with each other. The fixing member 68 is fixed to the top plate 62a by, for example, a bolt. Also, Figure 8 shows a Y-Z cross-sectional view, but the fixing member 68 and the O-ring 69 are annular members formed along the outer edge of the first opening OP1. As a result, the first sealing member 71 is fixed along the outer edge of the first opening OP1 by the fixing member 68 and the O-ring 69, and can seal the first opening OP1.

なお、天板62aの下面には、溝部62cが形成され、固定部材68には、溝部68aが形成される。Oリング69は、対向する溝部62c、68aの間に配置される。ただし、溝部62c、68aの少なくとも一方は設けられなくてもよい。固定部材68及びOリング69の構成はあくまで一例であり、第1開口OP1の外縁と第1封止部材71との間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。 A groove 62c is formed on the underside of the top plate 62a, and a groove 68a is formed on the fixing member 68. The O-ring 69 is disposed between the opposing grooves 62c and 68a. However, at least one of the grooves 62c and 68a does not have to be provided. The configuration of the fixing member 68 and the O-ring 69 is merely an example, and any structure may be used as long as it is provided to seal the gap between the outer edge of the first opening OP1 and the first sealing member 71.

図9は、取付部材の構成例を説明するための断面図である。取付部材16は、第1ナット17と、第2ナット18と、を有する。ピペット保持部15の外周面にねじ加工が施されており、第1ナット17及び第2ナット18がピペット保持部15に螺合される。ピペット保持部15の軸方向に沿った方向で、第1ナット17と第2ナット18との間に、第1封止部材71及びOリング19が挟み込まれる。これにより、ピペット保持部15と、第1封止部材71との間が封止される。 Figure 9 is a cross-sectional view for explaining an example of the configuration of the mounting member. The mounting member 16 has a first nut 17 and a second nut 18. The outer peripheral surface of the pipette holding portion 15 is threaded, and the first nut 17 and the second nut 18 are screwed onto the pipette holding portion 15. A first sealing member 71 and an O-ring 19 are sandwiched between the first nut 17 and the second nut 18 in the direction along the axial direction of the pipette holding portion 15. This creates a seal between the pipette holding portion 15 and the first sealing member 71.

より具体的には、第1ナット17は、第1ナット17の下面から突出する突出部17aを有する。突出部17aは、ピペット保持部15を囲む環状に形成される。第2ナット18は、第2ナット18の上面から突出する突出部18aを有する。第2ナット18の突出部18aは、第1ナット17の突出部17aの外周を囲む環状に形成される。第1封止部材71及びOリング19は、第2ナット18の突出部18aと、ピペット保持部15の外周面との間に形成される凹部に配置される。第1ナット17及び第2ナット18が互いに近づく向きに回転することで、第1封止部材71及びOリング19は、突出部17aと凹部の底部を形成する第2ナット18との間に挟み込まれる。 More specifically, the first nut 17 has a protruding portion 17a protruding from the lower surface of the first nut 17. The protruding portion 17a is formed in a ring shape surrounding the pipette holding portion 15. The second nut 18 has a protruding portion 18a protruding from the upper surface of the second nut 18. The protruding portion 18a of the second nut 18 is formed in a ring shape surrounding the outer periphery of the protruding portion 17a of the first nut 17. The first sealing member 71 and the O-ring 19 are disposed in a recess formed between the protruding portion 18a of the second nut 18 and the outer periphery of the pipette holding portion 15. When the first nut 17 and the second nut 18 rotate in a direction approaching each other, the first sealing member 71 and the O-ring 19 are sandwiched between the protruding portion 17a and the second nut 18 forming the bottom of the recess.

なお、図9に示す取付部材16の構成はあくまで一例である。取付部材16は、ピペット保持部15と第1封止部材71との間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。例えば、突出部17a、18aはなくてもよい。 The configuration of the mounting member 16 shown in FIG. 9 is merely an example. The mounting member 16 may have any structure as long as it is provided to seal the gap between the pipette holder 15 and the first sealing member 71. For example, the protrusions 17a and 18a may be omitted.

次に、図5に戻って、チャンバ60の天板62aには、透光性の透光領域CLが設けられる。透光領域CLの材料は、例えばガラスが用いられる。透光領域CLは、顕微鏡ユニット40の顕微鏡41(図1、2参照)と重畳する領域に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、顕微鏡41により、透光領域CLを介してチャンバ60の内部空間のピペット10及び微小対象物を観察することができる。 Returning to FIG. 5, a light-transmitting region CL is provided on the top plate 62a of the chamber 60. The material of the light-transmitting region CL is, for example, glass. The light-transmitting region CL is provided in an area that overlaps with the microscope 41 (see FIGS. 1 and 2) of the microscope unit 40. This allows the manipulation system 100 to observe the pipette 10 and the micro-object in the internal space of the chamber 60 through the light-transmitting region CL using the microscope 41.

なお、第1開口OP1と透光領域CLとは、X軸方向に隣り合って配置されている。これに限定されず、第1開口OP1及び透光領域CLの位置関係は、顕微鏡41、マニピュレータ20、ピペット保持部15及びピペット10の配置に応じて適宜変更することができる。 The first opening OP1 and the light-transmitting region CL are arranged next to each other in the X-axis direction. This is not limited to the above, and the positional relationship between the first opening OP1 and the light-transmitting region CL can be changed as appropriate depending on the arrangement of the microscope 41, the manipulator 20, the pipette holding portion 15, and the pipette 10.

次に、図6に示すように、チャンバ60の側板62bには、第2開口OP2が設けられている。上述したように、試料ステージ30の少なくとも一部は、第2開口OP2を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。第2開口OP2は、側面から見たときに、X軸方向に沿った長辺を有する矩形状である。より具体的には、第2開口OP2は、側板62bの下部に形成された矩形状の切り欠き部と、底板61とで囲まれて形成される。 Next, as shown in FIG. 6, a second opening OP2 is provided in the side plate 62b of the chamber 60. As described above, at least a portion of the sample stage 30 is inserted into the internal space of the chamber 60 through the second opening OP2. When viewed from the side, the second opening OP2 has a rectangular shape with its long side along the X-axis direction. More specifically, the second opening OP2 is formed by being surrounded by a rectangular cutout portion formed in the lower part of the side plate 62b and the bottom plate 61.

第2開口OP2のX軸方向の長さは、試料ステージ30のX軸方向の長さよりも長く形成される。第2開口OP2のZ軸方向の長さは、試料ステージ30のZ軸方向の長さ(厚さ)よりも長く形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、第2開口OP2内で試料ステージ30を移動させることができる。すなわち、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60内で、試料ステージ30上に載置された容器38及び容器38に収容された微小対象物を移動させることができる。なお、第2開口OP2は、矩形状に限定されず、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。 The length of the second opening OP2 in the X-axis direction is longer than the length of the sample stage 30 in the X-axis direction. The length of the second opening OP2 in the Z-axis direction is longer than the length (thickness) of the sample stage 30 in the Z-axis direction. This allows the manipulation system 100 to move the sample stage 30 within the second opening OP2. In other words, the manipulation system 100 can move the container 38 placed on the sample stage 30 and the micro-object contained in the container 38 within the chamber 60. Note that the second opening OP2 is not limited to a rectangular shape, and may be other shapes such as a polygonal shape or a circular shape.

第2開口OP2を覆って第2封止部材72が設けられる。なお、図6では、図面を見やすくするために第2封止部材72に斜線を付けて示している。第2封止部材72は、第2開口OP2の外縁と、試料ステージ30との間の隙間を封止する。 A second sealing member 72 is provided to cover the second opening OP2. Note that in FIG. 6, the second sealing member 72 is shown with diagonal lines to make the drawing easier to see. The second sealing member 72 seals the gap between the outer edge of the second opening OP2 and the sample stage 30.

第2封止部材72は、第1封止部材71と同様に、柔軟性を有する材料で形成されている。具体的には、第2封止部材72は、ナイロンやビニール等の樹脂フィルム材料や、シート状のゴムで形成することができる。第2封止部材72は、試料ステージ30が第2開口OP2内を移動する際に、変形可能に設けられている。 The second sealing member 72, like the first sealing member 71, is made of a flexible material. Specifically, the second sealing member 72 can be made of a resin film material such as nylon or vinyl, or a sheet-like rubber. The second sealing member 72 is arranged to be deformable when the sample stage 30 moves within the second opening OP2.

図10は、チャンバ、試料ステージ及び第2封止部材の一部を拡大して示す断面図である。図10は、図6のX-X’断面図である。図10に示すように、第2封止部材72は、側板62bと、固定部材75及びOリング77との間に挟み込まれる。固定部材75は、例えばボルトにより側板62bに固定される。また、図8は、Y-Z断面図を示しているが、固定部材75及びOリング77は、第2開口OP2の外縁に沿って形成される。これにより、第2封止部材72は、第2開口OP2の外縁に固定されて、第2開口OP2を封止できる。 Figure 10 is an enlarged cross-sectional view of the chamber, the sample stage, and a portion of the second sealing member. Figure 10 is an X-X' cross-sectional view of Figure 6. As shown in Figure 10, the second sealing member 72 is sandwiched between the side plate 62b and the fixing member 75 and O-ring 77. The fixing member 75 is fixed to the side plate 62b by, for example, a bolt. Also, Figure 8 shows a Y-Z cross-sectional view, but the fixing member 75 and O-ring 77 are formed along the outer edge of the second opening OP2. As a result, the second sealing member 72 is fixed to the outer edge of the second opening OP2, and can seal the second opening OP2.

また、第2封止部材72は、試料ステージ30の上面と、固定部材76及びOリング78との間に挟み込まれる。固定部材76は、例えばボルトにより試料ステージ30に固定される。これにより、第2封止部材72は、試料ステージ30に固定されて、第2開口OP2と試料ステージ30との間の隙間を封止できる。なお、第2開口OP2のZ軸方向の長さは、試料ステージ30と固定部材76との合計の厚さよりも長く形成され、固定部材76と側板62bとの接触が抑制される。あるいは、固定部材76は、側板62bと接触しないように、Y軸方向で側板62bから十分に離れた位置に設けられる。 The second sealing member 72 is sandwiched between the upper surface of the sample stage 30 and the fixing member 76 and O-ring 78. The fixing member 76 is fixed to the sample stage 30, for example, by a bolt. This allows the second sealing member 72 to be fixed to the sample stage 30 and seal the gap between the second opening OP2 and the sample stage 30. The length of the second opening OP2 in the Z-axis direction is formed to be longer than the total thickness of the sample stage 30 and the fixing member 76, thereby suppressing contact between the fixing member 76 and the side plate 62b. Alternatively, the fixing member 76 is provided at a position sufficiently distant from the side plate 62b in the Y-axis direction so as not to come into contact with the side plate 62b.

なお、図10に示す固定部材75、76及びOリング77、78の構成はあくまで一例である。固定部材75、76及びOリング77、78は、第2開口OP2と試料ステージ30との間の隙間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。 The configuration of the fixing members 75, 76 and the O-rings 77, 78 shown in FIG. 10 is merely an example. The fixing members 75, 76 and the O-rings 77, 78 may have any structure as long as they are arranged to seal the gap between the second opening OP2 and the sample stage 30.

次に、図7に示すように、チャンバ60は、内部空間の環境を制御するための、貫通孔65、66を有する。貫通孔65は、例えば湿度調整装置(図示しない)に接続される。貫通孔65は、湿度調整装置から供給された所定の湿度に調整された空気を、チャンバ60の内部空間に導入する通気孔として形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60内の湿度を調整することができる。あるいは、貫通孔65は、CO濃度調整装置(図示しない)に接続されてもよい。この場合、貫通孔65は、CO濃度調整装置から供給されたCOガスを、チャンバ60の内部空間に導入する通気孔として形成される。これに限定されず。貫通孔65は、チャンバ60の環境に応じたガスを供給することができる。 Next, as shown in FIG. 7, the chamber 60 has through holes 65, 66 for controlling the environment of the internal space. The through hole 65 is connected to, for example, a humidity adjusting device (not shown). The through hole 65 is formed as an air hole that introduces air adjusted to a predetermined humidity supplied from the humidity adjusting device into the internal space of the chamber 60. This allows the manipulation system 100 to adjust the humidity in the chamber 60. Alternatively, the through hole 65 may be connected to a CO2 concentration adjusting device (not shown). In this case, the through hole 65 is formed as an air hole that introduces CO2 gas supplied from the CO2 concentration adjusting device into the internal space of the chamber 60. This is not limited to this. The through hole 65 can supply gas according to the environment of the chamber 60.

また、貫通孔66は、ヒータや各種センサをチャンバ60の内部空間に設置するために設けられる。貫通孔66は、例えば、ヒータや各種センサに接続される配線等が挿入される。本実施形態のマニピュレーションシステム100は、貫通孔65、66を設けることにより、チャンバ60内の環境を容易に調整、管理することができる。 The through-hole 66 is also provided for installing a heater and various sensors in the internal space of the chamber 60. For example, wiring connected to the heater and various sensors is inserted into the through-hole 66. By providing the through-holes 65 and 66, the manipulation system 100 of this embodiment can easily adjust and manage the environment inside the chamber 60.

図7に示す例では、貫通孔65、66は2つ設けられている。これに限定されず、貫通孔は、1つ、又は、3つ以上設けられていてもよい。 In the example shown in FIG. 7, two through holes 65, 66 are provided. This is not limited to this, and one through hole or three or more through holes may be provided.

なお、第1開口OP1、第2開口OP2及び貫通孔65、66の位置、大きさ、形状は適宜変更することができる。例えば、第1開口OP1は、天板62aに設けられる構成に限定されず、側板62bに設けられてもよい。また、第2開口OP2は、側板62bのY軸方向と交差する部分(正面側)に設けられているが、これに限定されず、X軸方向と交差する部分(側面側)に設けられていてもよい。また、貫通孔65、66の位置も適宜変更することができる。 The positions, sizes, and shapes of the first opening OP1, the second opening OP2, and the through holes 65, 66 can be changed as appropriate. For example, the first opening OP1 is not limited to being provided on the top plate 62a, but may be provided on the side plate 62b. The second opening OP2 is provided on the part of the side plate 62b that intersects with the Y-axis direction (front side), but is not limited to this, and may be provided on the part that intersects with the X-axis direction (side side). The positions of the through holes 65, 66 can also be changed as appropriate.

なお、チャンバ60は、2つの部材(底板61及びカバー部62)で構成されているが、これに限定されない。図11は、変形例に係るチャンバの構成例を示す正面図である。図11に示すように、変形例に係るチャンバ60Aは、底板61A、天板62A及び側板62Bの3つの部材が連結されて構成される。 The chamber 60 is composed of two members (a bottom plate 61 and a cover portion 62), but is not limited to this. FIG. 11 is a front view showing an example of the configuration of a chamber according to a modified example. As shown in FIG. 11, the chamber 60A according to the modified example is composed of three members connected together: a bottom plate 61A, a top plate 62A, and a side plate 62B.

これに限定されず、チャンバ60、60Aは、基台101への固定方法や、試料ステージ30及びマニピュレータ20との配置関係に応じて、適宜異なる構成とすることができる。例えば、チャンバ60、60Aは、4つ以上の部材で構成されていてもよい。 Without being limited to this, the chambers 60 and 60A can be configured differently as appropriate depending on the method of fixing to the base 101 and the relative positioning of the sample stage 30 and the manipulator 20. For example, the chambers 60 and 60A may be configured with four or more members.

以上説明したように、本実施形態のマニピュレーションシステム100は、微小対象物を収容するための容器38が載置される試料ステージ30と、微小対象物を操作するためのピペット10を備えるマニピュレータ20と、ピペット10を内部空間に挿入するための第1開口OP1が設けられ、少なくとも微小対象物及び容器38を収容するためのチャンバ60と、第1開口OP1の外縁とピペット10(及びピペット保持部15)との間の隙間を封止する第1封止部材71と、を有する。 As described above, the manipulation system 100 of this embodiment includes a sample stage 30 on which a container 38 for containing a micro-object is placed, a manipulator 20 equipped with a pipette 10 for manipulating the micro-object, a chamber 60 having a first opening OP1 for inserting the pipette 10 into its internal space and for containing at least the micro-object and the container 38, and a first sealing member 71 for sealing the gap between the outer edge of the first opening OP1 and the pipette 10 (and the pipette holder 15).

これによれば、マニピュレーションシステム100は、第1封止部材71によりチャンバ60の内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ60内の環境を良好に維持することができる。そして、チャンバ60に設けられた第1開口OP1を介してピペット10が内部空間に挿入され、チャンバ60内の所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができる。また、マニピュレータ20の駆動装置26、27等の可動部は、チャンバ60の外部に配置されるので、チャンバ60内の環境(例えば、高温多湿環境)に晒されることを抑制できる。したがって、マニピュレーションシステム100は、マニピュレータ20の駆動装置26、27等の可動部における、腐食やサビの発生を抑制することができる。 In this way, the manipulation system 100 can maintain a good environment within the chamber 60 because the internal space of the chamber 60 is sealed off from the outside by the first sealing member 71. The pipette 10 is inserted into the internal space through the first opening OP1 provided in the chamber 60, and the micro-object can be manipulated well in a predetermined environment within the chamber 60. In addition, the movable parts of the manipulator 20, such as the driving devices 26 and 27, are disposed outside the chamber 60, so that exposure to the environment within the chamber 60 (e.g., a high-temperature and high-humidity environment) can be suppressed. Therefore, the manipulation system 100 can suppress the occurrence of corrosion and rust in the movable parts of the manipulator 20, such as the driving devices 26 and 27.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、第1封止部材71は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、ピペット10を内部空間で移動させて微小対象物の操作を行う際に、第1封止部材71は、ピペット10の移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、第1開口OP1の外縁とピペット10との間の隙間を良好に封止して、チャンバ60内の環境を保ちつつ微小対象物の操作を行うことができる。 In addition, in the manipulation system 100 of this embodiment, the first sealing member 71 is formed of a flexible material. With this, when the pipette 10 is moved in the internal space to manipulate a micro-object, the first sealing member 71 is provided so as to be deformable in association with the movement of the pipette 10. As a result, the manipulation system 100 can effectively seal the gap between the outer edge of the first opening OP1 and the pipette 10, and manipulate the micro-object while maintaining the environment inside the chamber 60.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60の側板62bには、試料ステージ30の少なくとも一部を内部空間に挿入するための第2開口OP2が設けられ、第2開口OP2の外縁と試料ステージ30との間の隙間を封止する第2封止部材72を有する。これによれば、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60の内部空間で、試料ステージ30に載置された微小対象物及び容器38の移動が可能である。また、第2封止部材72によりチャンバ60の内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。 In addition, in the manipulation system 100 of this embodiment, the side plate 62b of the chamber 60 is provided with a second opening OP2 for inserting at least a part of the sample stage 30 into the internal space, and has a second sealing member 72 that seals the gap between the outer edge of the second opening OP2 and the sample stage 30. With this, the manipulation system 100 is capable of moving the micro-object and container 38 placed on the sample stage 30 in the internal space of the chamber 60. In addition, since the second sealing member 72 separates the internal space of the chamber 60 from the outside, the environment inside the chamber can be maintained in a good condition.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、第2封止部材72は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、試料ステージ30を内部空間で移動させる際に、第2封止部材72は、試料ステージ30の移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、第2開口OP2の外縁と試料ステージ30との間の隙間を良好に封止して、チャンバ60内の環境を保ちつつ試料ステージ30を移動させることができる。 In addition, in the manipulation system 100 of this embodiment, the second sealing member 72 is formed of a flexible material. With this, when the sample stage 30 is moved in the internal space, the second sealing member 72 is provided so as to be deformable in accordance with the movement of the sample stage 30. This allows the manipulation system 100 to effectively seal the gap between the outer edge of the second opening OP2 and the sample stage 30, and to move the sample stage 30 while maintaining the environment inside the chamber 60.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、試料ステージ30及びチャンバ60の上方に配置される顕微鏡41を有し、チャンバ60の天板62aには、少なくとも顕微鏡41と重畳する位置に透光性の透光領域CLを有する。これによれば、顕微鏡41により、透光領域CLを介してチャンバ60の内部空間を観察することができる。したがって、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60の内部空間で良好に微小対象物の操作を行うことができる。 The manipulation system 100 of this embodiment also has a microscope 41 arranged above the sample stage 30 and the chamber 60, and the top plate 62a of the chamber 60 has a light-transmitting region CL at a position overlapping at least with the microscope 41. This allows the microscope 41 to observe the internal space of the chamber 60 through the light-transmitting region CL. Therefore, the manipulation system 100 can effectively manipulate a micro-object in the internal space of the chamber 60.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60は、内部空間の環境を制御するための、少なくとも1つ以上の貫通孔65、66を有する。これによれば、チャンバ60の内部空間は、貫通孔65、66を介して、例えば湿度調整装置、COガス濃度調整装置等と接続可能である。あるいは、貫通孔65、66を介して、ヒータや各種センサをチャンバ60の内部空間に設置することができる。 In the manipulation system 100 of this embodiment, the chamber 60 has at least one or more through holes 65, 66 for controlling the environment of the internal space. With this, the internal space of the chamber 60 can be connected to, for example, a humidity adjusting device, a CO2 gas concentration adjusting device, etc., via the through holes 65, 66. Alternatively, a heater or various sensors can be installed in the internal space of the chamber 60 via the through holes 65, 66.

また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60が載置される基台101を有し、チャンバ60は、固定部材102により基台101に固定される。これによれば、チャンバ60が基台101に固定されているので、チャンバ60が移動可能に設けられる構成に比べて、第1開口OP1及び第2開口OP2の密閉性を向上させることができる。さらに、チャンバ60が移動可能に設けられる構成に比べて、透光領域CLの面積を小さくすることができる。 The manipulation system 100 of this embodiment also has a base 101 on which the chamber 60 is placed, and the chamber 60 is fixed to the base 101 by a fixing member 102. Since the chamber 60 is fixed to the base 101, the sealing performance of the first opening OP1 and the second opening OP2 can be improved compared to a configuration in which the chamber 60 is movably provided. Furthermore, the area of the light-transmitting region CL can be made smaller compared to a configuration in which the chamber 60 is movably provided.

10 ピペット
15 ピペット保持部
16 取付部材
17 第1ナット
18 第2ナット
20 マニピュレータ
30 試料ステージ
31 X軸ステージ
32 Y軸ステージ
38 容器
40 顕微鏡ユニット
41 顕微鏡
60 チャンバ
61 底板
62 カバー部
62a、62A 天板
62b、62B 側板
65、66 貫通孔
71 第1封止部材
72 第2封止部材
100 マニピュレーションシステム
101 基台
OP1 第1開口
OP2 第2開口
CL 透光領域
REFERENCE SIGNS LIST 10 Pipette 15 Pipette holder 16 Mounting member 17 First nut 18 Second nut 20 Manipulator 30 Sample stage 31 X-axis stage 32 Y-axis stage 38 Container 40 Microscope unit 41 Microscope 60 Chamber 61 Bottom plate 62 Cover portion 62a, 62A Top plate 62b, 62B Side plate 65, 66 Through hole 71 First sealing member 72 Second sealing member 100 Manipulation system 101 Base OP1 First opening OP2 Second opening CL Light-transmitting region

Claims (5)

微小対象物を収容するための容器が載置される試料ステージと、
前記微小対象物を操作するためのピペットを備えるマニピュレータと、
前記ピペットを内部空間に挿入するための第1開口が設けられ、少なくとも前記微小対象物及び前記容器を収容するためのチャンバと、
前記第1開口の外縁と前記ピペットとの間の隙間を封止する第1封止部材と、を有し、
前記チャンバの側板には、前記試料ステージの少なくとも一部を前記内部空間に挿入するための第2開口が設けられ、
前記第2開口の外縁と前記試料ステージとの間の隙間を封止する第2封止部材を有し、
前記第2封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている
マニピュレーションシステム。
a sample stage on which a container for accommodating a micro object is placed;
a manipulator having a pipette for manipulating the micro-object;
a chamber having a first opening for inserting the pipette into an internal space thereof and configured to accommodate at least the micro-object and the container;
a first sealing member that seals a gap between an outer edge of the first opening and the pipette ;
a second opening for inserting at least a portion of the sample stage into the internal space is provided in a side wall of the chamber;
a second sealing member that seals a gap between an outer edge of the second opening and the sample stage;
The second sealing member is made of a flexible material.
Manipulation system.
前記第1封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている
請求項1に記載のマニピュレーションシステム。
The manipulation system according to claim 1 , wherein the first sealing member is made of a flexible material.
前記試料ステージ及び前記チャンバの上方に配置される顕微鏡を有し、
前記チャンバの天板には、少なくとも前記顕微鏡と重畳する位置に透光性の透光領域を有する
請求項1又は請求項に記載のマニピュレーションシステム。
a microscope disposed above the sample stage and the chamber;
3. The manipulation system according to claim 1 , wherein a top plate of the chamber has a light-transmitting area at least at a position overlapping with the microscope.
前記チャンバは、前記内部空間の環境を制御するための、少なくとも1つ以上の貫通孔を有する
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のマニピュレーションシステム。
The manipulation system according to claim 1 , wherein the chamber has at least one through-hole for controlling an environment of the internal space.
前記チャンバが載置される基台を有し、
前記チャンバは、固定部材により前記基台に固定される
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のマニピュレーションシステム。
The chamber has a base on which the chamber is placed,
The manipulation system according to claim 1 , wherein the chamber is fixed to the base by a fixing member.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008529076A (en) 2005-01-26 2008-07-31 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー Optical assembly
JP2008046324A (en) 2006-08-15 2008-02-28 Sanyu Seisakusho:Kk Micro manipulation device for microscopic minute work
JP2009254298A (en) 2008-04-17 2009-11-05 Fujitsu Ltd Injection device
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