特許 6011207 針状構造体を用いた試料保持方法および針状構造体の製造方法

(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】6011207

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】針状構造体を用いた試料保持方法および針状構造体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   A01N 1/02 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   A01N1/02

【請求項の数】9

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-214373(P2012-214373)

(22)【出願日】2012年9月27日

(65)【公開番号】特開2014-70019(P2014-70019A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年7月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002897

【氏名又は名称】大日本印刷株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095463

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 潤三

(74)【代理人】

【識別番号】100132207

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌孝

(74)【代理人】

【識別番号】100098006

【弁理士】

【氏名又は名称】皿田 秀夫

(72)【発明者】

【氏名】永田 昌博

【審査官】 石井 徹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３４２４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１４７０６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０３−１１８０６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−１５９６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０３４７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭１８−００４８３５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開平０９−２８３６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３６４０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｎ １／０２

Ａ０７Ｇ ７／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台から突出した複数の針を有する針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能としてなり、前記突出した複数の針に可動板体の挿通孔が挿通され、針と挿通孔による係止部分によって針の軸方向の任意位置に可動板体が係止可能とされ、前記可動板体を少なくとも２つ有し、最も基台側に配置された可動板体を、他の可動板体の挿通孔に前記針を挿通するための案内板とし、他の可動板体を、試料取り出し用の板として構成される針状構造体を使用し、
前記針に試料を刺し通して前記試料取り出し用の板上に試料を乗せた状態として保持し、また、前記試料取り出し用の板を上方に引き上げ、前記試料取り出し用の板上に試料を載置したまま、前記試料取り出し用の板を抜き出すことで試料を取り出し、
前記試料取り出し用の板が抜き出された後、前記案内板あるいは前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板から前記針の針先が覗くように前記案内板を上昇させ、次いで、前記針先を利用して、前記針体治具に組み合わせる前記可動板体の挿通孔と前記針とを位置合わせして、前記可動板体を前記案内板あるいは前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板に重ねて配置し、その後、前記案内板とともに、または、前記案内板と前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板とともに、前記可動板体を下方の所望の位置に移動して試料取り出し用の板とすることを特徴とする針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項2】

前記可動板体は、金属板から構成される請求項１に記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項3】

前記挿通孔は、前記可動板体の前記基台側の面における開口が、前記可動板体の前記基台とは反対側の面における開口よりも大きくなるように形成されている請求項１または請求項２に記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項4】

前記針体治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を、直接あるいは別体のスペーサ部材を介して、複数枚積層させた状態で固定され一体化された請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項5】

前記スペーサ部材は、前記針状物部材の平板状の基部に当接配置されるように構成される請求項４に記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項6】

前記針体治具は、基台の主面に形成された孔に、針を刺し込み、孔と針との接触部位を固定させて構成される請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項7】

前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の針状構造体を用いた試料保持方法。

【請求項8】

基台から突出した複数の針を有する針体治具を準備する工程と、
針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体を少なくとも２つ準備する工程と、
前記針体治具と前記可動板体とを、突出した複数の針に可動板体の挿通孔を挿通するように組み立てる組み立て工程と、を有し、
前記可動板体は、針と挿通孔による係止部分によって針の軸方向の任意位置に係止可能であり、組み立て後に最も基台側に配置された可動板体を、他の可動板体の挿通孔に前記針を挿通するための案内板とし、他の可動板体を、前記針に試料を刺し通して試料を乗せた状態として保持し、また、上方に引き上げ、試料を載置したまま抜き出すことで試料を取り出すための試料取り出し用の板とすることを特徴とする針状構造体の製造方法。

【請求項9】

平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を、前記針が前記可動板体の挿通孔に挿通した状態で保持することにより、可動板体の挿通孔を針の位置決めに利用して、前記針状物部材が、直接あるいは別体のスペーサ部材を介して、複数枚積層させた状態で固定され一体化された針体治具を組み立てることを特徴とする請求項８に記載の針状構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、突出した複数の針を備える針体治具と、突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体と、を組み合わせて構成してなる針状構造体システムおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基台の一主面から複数の金属針を突出させた形態を備えるいわゆる剣山状の針体治具であって、微細構造からなる針体治具は種々の技術分野での適用が期待されている。

【0003】

例えば、特開２０００−１５９６０１号公報には、所定の灌流液で所定の処理をした後に分離した組織試料を、金属台座に立設された複数の針からなる針集合体に刺し通し、針集合体に刺し通された組織試料を−４０℃以下まで急速冷却して凍結させ、−４０℃以下の温度で組織試料を保存し、組織試料を解凍するに際しては金属台座の温度を所定の時間内に２０℃以上に上昇させて組織試料を解凍した後、当該組織試料を針集合体から引き抜くことから成る、生物組織の保存方法の開示がなされている。さらに、この公報には、金属台座を所定の比熱を有する金属材料から構成させ、かつ金属台座の重量と組織試料の重量の関係を所定の範囲とし、解凍処理に際しては、金属台座を６０℃末満の加熱媒体で加熱して、組織試料を９０秒以内に解凍するように操作する旨の記載がなされている。さらに、金属台座の直上には解凍後に組織試料を抜き取り易くするために針を通してガーゼを張っておく旨の開示もなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１５９６０１号公報

【0005】

しかしながら、上記従来の針体治具の使用において、解凍後の組織試料を抜き取り易くするための手法として、金属台座の直上にガーゼが張られているが、当該ガーゼは金属台座の冷凍によって金属台座や組織試料等と強固に貼り付くことがあり、この張り付きは解凍によって、容易に取り除けない場合がある。また、解凍処理後、ガーゼの周辺を把持したままガーゼと一緒に組織試料等を針から引き抜こうとすると、ガーゼそのものは柔らかく腰がないために変形しやすい。そのため、引き抜くための力が主として複数の針の集合体の周縁部のみに作用し、複数の針の集合体の中央部まで伝わり難くなってしまい、思いのほかガーゼを引き抜く操作が困難となることがある。特に、このガーゼ引き抜き操作の困難性は、複数の針の本数が多くかつ針密度が高い場合に顕著となる傾向がある。

【0006】

また、上記従来の金属台座と針集合体とを含み構成される針体治具は、解凍処理の際に金属台座を加熱する構造としているために、金属台座を通して針に刺し通されている組織試料に解凍のための熱が充分に伝わり難いことがある。特に、金属台座と組織試料との間に間隙が生じていたり、ガーゼ等が介在されていた時にこの傾向は顕著となる。

【0007】

また、金属台座を加熱してする手法では、新たな組織試料をセットして針体治具を繰り返し使用する際に、高温となっている金属台座を冷却工程により所望の温度まで冷却させなければならず、加熱−冷却サイクルにおけるエネルギーロスが大きいと言える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

このような実情のもとに本発明は創案されたものであって、その目的は、試料等を針から引き抜く際の操作が容易にできる 針状構造体システムを提供することにある。さらには、針状構造体システムを構成する主要部材である針体治具の製造を容易にすることができる針状構造体システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述してきた課題を解決するために、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法は、基台から突出した複数の針を有する針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能としてなり、前記突出した複数の針に可動板体の挿通孔が挿通され、針と挿通孔による係止部分によって針の軸方向の任意位置に可動板体が係止可能とされ、前記可動板体を少なくとも２つ有し、最も基台側に配置された可動板体を、他の可動板体の挿通孔に前記針を挿通するための案内板とし、他の可動板体を、試料取り出し用の板として構成される針状構造体を使用し、前記針に試料を刺し通して前記試料取り出し用の板上に試料を乗せた状態として保持し、また、前記試料取り出し用の板を上方に引き上げ、前記試料取り出し用の板上に試料を載置したまま、前記試料取り出し用の板を抜き出すことで試料を取り出し、前記試料取り出し用の板が抜き出された後、前記案内板あるいは前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板から前記針の針先が覗くように前記案内板を上昇させ、次いで、前記針先を利用して、前記針体治具に組み合わせる前記可動板体の挿通孔と前記針とを位置合わせして、前記可動板体を前記案内板あるいは前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板に重ねて配置し、その後、前記案内板とともに、または、前記案内板と前記案内板よりも上方に位置する前記試料取り出し用の板とともに、前記可動板体を下方の所望の位置に移動して試料取り出し用の板とするように構成される。

【0010】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記可動板体は、金属板から構成される。

【0011】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記挿通孔は、前記可動板体の前記基台側の面における開口が、前記可動板体の前記基台とは反対側の面における開口よりも大きくなるように形成され構成される。

【0014】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記針体治具は、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を、直接あるいは別体のスペーサ部材を介して、複数枚積層させた状態で固定され一体化されて構成される。

【0015】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記スペーサ部材は、前記針状物部材の平板状の基部に当接配置されるように構成される。

【0016】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記針体治具は、基台の主面に形成された孔に、針を刺し込み、孔と針との接触部位を固定させて構成される。

【0017】

また、本発明の針状構造体を用いた試料保持方法の好ましい態様として、前記基台は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺が、他の基台との連結を可能とする連結辺を構成してなるように構成される。

【0018】

本発明の針状構造体の製造方法は、基台から突出した複数の針を有する針体治具を準備する工程と、針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体を少なくとも２つ準備する工程と、前記針体治具と前記可動板体とを、突出した複数の針に可動板体の挿通孔を挿通するように組み立てる組み立て工程と、を有し、前記可動板体は、針と挿通孔による係止部分によって針の軸方向の任意位置に係止可能であり、組み立て後に最も基台側に配置された可動板体を、他の可動板体の挿通孔に前記針を挿通するための案内板とし、他の可動板体を、前記針に試料を刺し通して試料を乗せた状態として保持し、また、上方に引き上げ、試料を載置したまま抜き出すことで試料を取り出すための試料取り出し用の板とするように構成される。

【0019】

また、本発明の針状構造体の製造方法は、好ましい態様として、平板状の基部とその基部から一体的に突出形成された複数の針を備える針状物部材を、前記針が前記可動板体の挿通孔に挿通した状態で保持することにより、可動板体の挿通孔を針の位置決めに利用して、前記針状物部材が、直接あるいは別体のスペーサ部材を介して、複数枚積層させた状態で固定され一体化された針体治具を組み立てるように構成される。

【発明の効果】

【0020】

本発明の針状構造体システムは、基台から突出した複数の針を有する針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能となっているので、試料等を針から引き抜く際の操作が容易にできる 。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の針状構造体システムを説明するための概略斜視図であって、針体治具と可動板体とを組み合わせる前の状態を示す概略斜視図である。

【図2】図２（Ａ）は、針体治具と可動板体とを組み合わせて構成した針状構造体システムの正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示される針状構造体システムの針に試料を刺し通して試料を固定した状態を示す正面図である。

【図3】図３は、可動板体を針から引き抜いて可動板体の上に乗った試料を一体的に取り出す状態を示す正面図である。

【図4】図４（Ａ）は、針体治具の針に２枚の可動板体を挿着して組み合わせ構成した針状構造体システムの正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示される針状構造体システムの針に試料を刺し通して試料を固定した状態を示す正面図である。

【図5】図５（Ａ）は、挿着された２枚の可動板体のうち上方の可動板体を針から引き抜いて可動板体の上に乗った試料を一体的に取り出す状態を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、残余の下方の可動板体を針の最上部近傍に移動させて針先をわずかに覗かせた状態を示す正面図である。

【図6】図６は、図５（Ｂ）に示される、わずかに覗いた針先に２枚目となる可動板体を重ねて挿着させた状態を示す正面図である。

【図7】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、可動板体に形成される挿通孔の具体例および変形例を説明するための平面図である。

【図8】図８は、可動板体に形成された好適な挿通孔の一例を示す断面図である。

【図9】図９は、針体治具の一態様を構成する際に用いられる針状物部材とスペーサ部材の概略構造を示す斜視図である。

【図10】図１０は、針体治具の一態様を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す平面図である。

【図11】図１１は、針体治具の一の態様を構成する際に用いられるスペーサ部材の概略構造を示す平面図である。

【図12】図１２（Ａ）は、針状物部材とスペーサ部材とを、実質的に交互に複数配置した状態を示す斜視図であり、さらに、針状物部材とスペーサ部材との積層体の位置合わせに用いられる三角柱の位置合わせ用部材が併記された斜視図であり、図１２（Ｂ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を位置合わせ用部材を用いて一体化させた状態を示す斜視図である。ただし、図１２（Ｂ）に示される一体化後の斜視図の状態が理解し易いように、図１２（Ｂ）に示される針状物部材とスペーサ部材との配置状態は、図１２（Ａ）に示される配置状態とは、便宜上、全く同じには 記載されていない。

【図13】図１３は、針体治具を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す斜視図であり、特に、針の先端部の厚さが略半分とされた状態（ハーフエッチングされた状態）を示す斜視図である。

【図14】図１４（Ａ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、接合界面を拡散接合させて積層体を固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図１４（Ｂ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向に形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入して積層体を固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図１４（Ｃ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向の両端部をクランプ部材を用いて挟持、固定させ一体化させた状態を示す断面図である。図１４（Ｄ）は、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の積層方向の両端部を挟持した状態で溶接して固定させ一体化させた状態を示す断面図である。

【図15】図１５（Ａ）〜（Ｆ）は、針体治具を構成する際に用いられる針状物部材をエッチング法で形成する場合のフローを、経時的に示した断面図である。

【図16】図１６（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、針体治具に配置された針の配列例を示す平面図であり、図１６（Ａ）には正方形ピッチ配列の状態が示され、図１６（Ｂ）には三角形ピッチ配列の状態が示される。

【図17】図１７は、針体治具を構成する際に用いられる針状物部材の概略構造を示す斜視図であり、例えば、針を基部までハーフエッチングして形成することにより針状物部材の平板状の基部に厚みを持たせて当該基部をスペーサ部材と同様な役割を果たすように構成した状態を示す斜視図である。

【図18】図１８（Ａ）は、他の形態の針体治具を作る状態を模式的に示す斜視図であり、図１８（Ｂ）は、出来上がった他の形態の針体治具を模式的に示す斜視図である。

【図19】図１９は、本発明の針状構造体システムを説明するための概略斜視図であって、針体治具と可動板体とを組み合わせる前の状態を示す概略斜視図である。

【図20】図２０（Ａ）は、２つの針体治具を連結して使用する状況を示す平面図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）の正面図である。

【図21】図２１（Ａ）は、３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する状況を示す平面図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の正面図であり、図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）のさらなる変形例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。また、描かれている針の本数は、一例であり、図面によってその表示されている本数が異なる場合がある。

【0023】

図１〜図３を参照しつつ本発明の好適な実施形態に係る針状構造体システムについて説明する。

【0024】

図１は、本発明の針状構造体システムを説明するための概略斜視図であって、針体治具と可動板体とを組み合わせる前の状態を示す図であり、図２（Ａ）は、針体治具と可動板体とを組み合わせて構成した針状構造体システムの正面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示される針状構造体システムの針に試料を刺し通して試料を固定した状態を示す正面図であり、図３は、可動板体を針から引き抜いて可動板体の上に乗った試料を一体的に取り出す状態を示す正面図である。

【0025】

本発明の針状構造体システムは、図１に示されるように、基台２から突出した複数の針１５を有する針体治具１００と、平板状の可動板体４００とを有し構成されている。

【0026】

平板状の可動板体４００には、図示のごとく肉厚方向に針１５を挿通可能とする複数の挿通孔４０１が形成されており、この挿通孔内４０１に針１５を挿通させることにより、針体治具１００と可動板体４００とを組み合わせて一体化できるようになっている。

【0027】

一体化された針状構造体システムの一例が図２（Ａ）に示されており、可動板体４００は、複数の針１５の実質的な軸方向に移動可能に挿通された状態で、かつ、通常、任意の場所で係止できるように構成されている。すなわち、突出した複数の針１５に可動板体４００の挿通孔４０１が挿通され、針１５と挿通孔４０１とにより形成される係止部分によって針の軸方向の任意位置で可動板体４００が係止できるように構成されている。

【0028】

針１５と挿通孔４０１とが係止される係止部分における係止力は、針１５の外形寸法、挿通孔４０１の孔径寸法等の設定によって、適宜、調整することができる。係止部分は、すべての針１５とすべての挿通孔４０１との関係で係合が生じる必要はなく、一部の針１５と一部の挿通孔４０１との関係でのみ係合が生じるようにしてもよい。可動板体４００が係止して静止できればよいからである。

【0029】

特に、針１５の本数が多い場合には、係止箇所が増えるために、全体の係止力は増える傾向にあり、針１５の外形寸法に対する挿通孔４０１の孔径は大きめに設定することが可能となる。また、可動板体４００は、その主面が、基台２の上部面と実質的に平行に固定できるように構成されることが望ましい。ここで、実質的に平行とは、平行状態から±３０°の傾斜角度までを許容するものである。この許容範囲を定めるにあたっては、針１５の外形寸法と挿通孔４０１とに生じる隙間と、針状構造体システム内にある針１５の本数等が密接に関係しているが、±３０°を超える傾斜角度になると、針１５が塑性変形を起こしてしまうおそれがあり、さらに繰り返し使用に耐えることが困難となる傾向が生じてしまう。

【0030】

可動板体４００および針体治具１００の具体的構成の詳細な説明は後述することとし、本発明の針状構造体システムがどのようなものかを理解し易いように、まず先に針状構造体システム使用方法の一例を図２（Ａ）〜図３を参照しつつ説明しておく。

【0031】

図２（Ａ）には、図１の状態から一体化された針状構造体システムの一例が示されており、突出した複数の針１５に可動板体４００の挿通孔４０１が挿通され、針１５と挿通孔４０１とによる係止部分によって針１５の軸方向（長手方向）の任意位置で可動板体４００が係止できるように構成されている。

【0032】

図２（Ａ）においては、針体治具１００の基台２の上面部からわずかに離れた状態で可動板体４００が係止され固定されているが、係止位置は基台２の上面部と接触するように固定してもよいし、さらに、図２（Ａ）で示される位置よりもさらに針先端側で係止させるようにしてもよい。また、係止できる位置は、針１５の軸方向（長手方向）に亘って全域に存在するようにすることが望ましいが、限定された一部とすることもできる。

【0033】

次いで、図２（Ｂ）に示されるように、組み合わされた針状構造体システムの針１５の針先側から試料２００を刺し通して可動板体４００の上に試料２００を乗せた状態にする。この状態で試料２００に対して、可動板体４００を通じて、例えば、冷却操作、加熱操作、保冷操作、脱気操作、加振操作等の所望の操作が行われ得る。試料２００としては、高分子材料や、器官、筋肉等の細胞試料等を例示することができる。

【0034】

次いで、所望の操作が完了した後、図３に示されるように、可動板体４００を上方に引き上げ、可動板体４００の上に試料２００を載置したまま、可動板体４００を取り出す操作（針１５から抜きだす操作）が行われる。これにより、針１５から試料２００を取り出す操作を極めて簡単にかつ効率良く行うことができる。また、取り出しの際の試料２００へのダメージも軽減させることができる。

【0035】

上記の針状構造体システムの使用方法は、可動板体４００を１枚使用した例であったが、可動板体４００の使用枚数には特に制限はなく、２枚以上の複数枚としてもよい。可動板体４００を２枚使用した他の使用方法の一例を、図４（Ａ）〜図６を参照しつつ説明する。

【0036】

図４（Ａ）に示されるように、突出した複数の針１５に、２枚の可動板体４００ａ，４００ｂの挿通孔４０１ａ，４０１ｂが挿通され、針１５と挿通孔４０１ａ，４０１ｂとによる係止部分によって針の軸方向の任意位置で可動板体４００ａ，４００ｂが係止される。

【0037】

この実施形態において、例えば、基台２側に配置された第１の可動板体４００ａ（便宜上、第１と称す）は、後述の説明から分かるように案内板としての作用を発揮することができ、この第１の可動板体４００ａよりも針先側に配置された第２の可動板体４００ｂ（便宜上、第２と称す）は、試料取り出し用の板としての作用を発揮することができる。第１の可動板体４００ａと第２の可動板体４００ｂとは、通常、同一仕様の同一物から形成されるが、本願において要求される機能を発揮できる範囲で異なる仕様としてもよい。例えば、材質、形状、挿通孔４０１ａ，４０１ｂの形態や大きさ等を変えることができる。

【0038】

また、第１の可動板体４００ａと第２の可動板体４００ｂとは図示のごとく重ねた状態で配置されてもよいし、互いの間隔を空けた状態で配置されてもよい。

【0039】

次いで、図４（Ｂ）に示されるように、組み合わされた針状構造体システムの針１５の針先側から試料２００を刺し通して上方に位置する第２の可動板体４００ｂの上に試料２００を乗せた状態にする。この状態で試料２００に対して、可動板体４００を通じて、例えば、冷却操作、加熱操作、保冷操作、脱気操作、加振操作等の所望の操作が行われ得る。

【0040】

次いで、図５（Ａ）に示されるように第２の可動板体４００ｂを上方に移動させ、試料２００を針１５から抜き取る操作が行なわれる。すなわち、第２の可動板体４００ｂを上方に引き上げて第２の可動板体４００ｂの上に試料２００を載置したまま、取り出すように操作される。これにより、針１５から試料２００を取り出す操作を極めて簡単にかつ効率良く行うことができる。また、取り出しの際の試料２００へのダメージも軽減することが可能となる。

【0041】

次いで、図５（Ｂ）に示されるように基台２の近傍にあった第１の可動板体４００ａを針１５の針先近傍まで上昇させる。第１の可動板体４００ａの上面よりわずかに針先が覗く程度の位置とするのがよい。

【0042】

次いで、図６に示されるように第１の可動板体４００ａの上に第２の可動板体４００ｂを重ねて配置する。この際、第１の可動板体４００ａの上面よりわずかに覗いている針先を利用して、針１５と第２の可動板体４００ｂの挿通孔４０１ｂを位置合わせすることができるので、第２の可動板体４００ｂの針１５への挿着が極めて容易となる。

【0043】

次いで、第１の可動板体４００ａと第２の可動板体４００ｂとを重ねたまま針１５の下方に移動させて前述した図４（Ａ）に示される初期状態にすることができる。第１の可動板体４００ａと第２の可動板体４００ｂの下方への移動は、重ねたまま一緒にしてもよいし、個別にすることもできる。

【0044】

また、３枚以上の可動板体を用いて、例えば、最も基台２側に挿着された可動板体を案内板として作用させ、他の可動板体は試料取り出し用の板として作用させるようにしてもよい。また、全ての可動板体を試料取り出し用の板としての作用させるようにしてもよい。また、３枚以上の可動板体の内、２枚以上の可動板体を案内板として作用させてもよい。

【0045】

このような操作が可能となる本発明の針状構造体システムを構成する可動板体４００および針体治具１００の各構成について、以下に詳細に説明する。

【0046】

（可動板体４００（４００ａ，４００ｂ）についての説明）
平板状の可動板体４００は、加熱可能な板体から構成されることが望ましく、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属や、あるいはシリコン、リン酸カルシウム、チッカアルミ、ボロンナイトライド等のセラミックスから構成され、その厚さは、５０〜５０００μｍ、好ましくは、１５０〜１０００μｍとされる。

【0047】

また、加熱を必要とせず、試料等を針から引き抜く際の操作にのみ可動板体４００を使用する場合には、金属以外の樹脂板等を用いることができ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、フッ素、テフロン樹脂等を例示することができる。

【0048】

また、平板状の可動板体４００の主面の大きさは、少なくとも、針体治具１００の複数の針１５が存在するエリアを包含する大きさ程度あればよく、具体的な大きさは、操作性や機能性を考慮して適宜設定することができる。多角形形状や円形状等いずれであってもよい。例えば、四角形状に構成した場合には、一辺の長さを５〜５０ｍｍ程度とすることができる。

【0049】

また、可動板体４００を把持し易いように把持部を設けるようにしてもよい。また、可動板体そのものを加熱や冷却しやすいようにその大きさを大きめに設定して伝熱面積を拡張させることもできる。

【0050】

また、可動板体そのものに電極を施し、可動板体そのものを抵抗体として構成することにより、可動板体４００を加熱することができ、可動板体４００に載置された試料２００等を迅速に加熱することが可能になる。

【0051】

可動板体４００に形成されている複数の挿通孔４０１（４０１ａ，４０１ｂ）は、通常、基台２から突出して形成されている針１５の配置パターンに合わせて挿通可能に配置して形成すればよい。挿通孔４０１の大きさは、針１５の胴部（尖った針先部分以外の箇所）が図示のごとく略ストレートとなっている場合には、針１５の胴部の外径寸法よりもわずかに大きめの寸法となるように設定すればよい。また、針１５の胴部が、針の基部から針先端に向けて徐々に狭まるテーパー形状になっている場合には、可動板体４００を係止して固定させたい位置等を考慮して、挿通孔４０１の大きさを適宜設定することができる。

【0052】

また、挿通孔４０１の形態は、針１５の胴部の断面形態に類似する形態とすることが一般的であるが、必ずしも類似形態に限定されるものではない。針１５が挿通孔４０１内に挿通でき、かつ、針１５と挿通孔４０１による係止部分が形成できればよい。例えば、針１５の胴部の断面形態を四角形状とし、挿通孔４０１を円形形状とすることもできるし、針１５の胴部の断面形態を円形形状とし、挿通孔４０１を四角形状とすることもできる。

【0053】

また、図１や図７（Ａ）に示されるように、針１５の数に合わせてその数だけ挿通孔４０１を形成することが一般的ではあるが、図７（Ｂ）に示されるように、針１５の数に対応させた主孔４０１´（実際に針を挿通させる孔）を形成させ、これらの主孔４０１´を一列に繋いだ一連の挿通孔４０２とすることもできる。また、図７（Ｃ）に示されるように、複数の針１５を纏めて挿通させる長穴状の挿通孔４０３とすることもできる。長穴状の挿通孔４０３は、さらに細分化して複数の長穴に分けても良い。

【0054】

可動板体４００を金属板として挿通孔４０１を形成するには、例えば、エッチング、レーザ加工、放電加工、プレス、電解研磨、化学研磨、電鋳めっき等により形成することができる。

【0055】

このようにして針１５を挿通可能とする挿通孔４０１を有する可動板体４００を準備することができる。

【0056】

また、図８に示されるように、孔径（開口）を厚さ方向に変えて孔径（開口）の大きな方（開口の寸法Ｂ）を基部側に向け、孔径（開口）の小さな方（開口の寸法Ａ）を針先方向に向けるように配置するのも好ましい態様の一つである。針１５に挿通孔４０１を挿通させ易く、また、可動板体４００の上に載置された試料２００等を落下し難くするためである。

【0057】

なお、（ウエット）エッチング法により挿通孔４０１を形成する場合には、後述する針形態をエッチング形成する手法を参考にされたい（図１５参照）

【0058】

次いで、針体治具１００の構成について説明する。
（針体治具１００の構成についての説明）

【0059】

＜針体治具１００の第１の実施形態＞
本発明で使用することができる第１の実施形態の針体治具１００は、図９に示される針状物部材１０とスペーサ部材５０とを、例えば、図１２（Ａ）の中央部に示されるごとく交互に複数配置し、これらを積層した状態で固定することによって構成される（図１２（Ｂ）参照）。このようにして、基台から突出した複数の針を有する針体治具を準備することができる。

【0060】

針状物部材１０とスペーサ部材５０とは交互に配置することが好ましいが、必ずしも交互配置に限定されるものではない。例えば、積層方向に部分的にスペーサ部材５０を介在させない箇所が存在するようにしてもよいし（針状物部材１０同士が重なる箇所が存在する）、積層方向に部分的に針状物部材１０を介在させない箇所が存在するようにしてもよい（スペーサ部材５０同士が重なる箇所が存在する）。例えば、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを積層して基台２（図１２（Ｂ）参照）を形成する際に、基台２の端部に、スペーサ部材５０を多く配置するようにすることができる。これにより基台２の端部に平坦なスペースを確保することができ、かつ針体治具の載置の安定性を向上させることができる（基台自体の大きさは大きくなるが針を基台の中央部に集中させることができるため）。

【0061】

針状物部材１０は、図９に示されるように平板状の基部１１と、基部１１の上面１１ａから一体的に突出形成された複数の針１５を有している。ここでいう、「一体的に突出形成された」とは、基部１１と針１５とが同一材質から構成されており、かつ基部１１と針１５とが一度も分離された状態で存在したことがない状態を言う。一例として、１枚の金属板状体を被加工ベース体として、この被加工ベース体を本発明で用いる針状物部材１０の所定形状に、エッチング加工あるいはプレス加工、あるいはプラズマやアーク等の熱による切断加工や、レーザや高圧流体や超音波等のエネルギーによる切断加工を行い、針状物部材１０を得た場合に、上記の「一体的に突出形成された」状態が作り出される。針１５の側面は、直線性を持たせることが通常であるが、突き刺された物が重力に従い下方に落下することをくい止めるストッパーの役割として、適宜、突起を形成しても良い。

【0062】

本実施形態において、平板状の基部１１は、前述した複数の針１５が突出する上面１１ａと、組み合わせ使用される後述のスペーサ部材５０の平面と当接することのできる２つの平行 な側面１１ｂ、１１ｃと、上面１１ａの反対面である下面１１ｄと、図９において複数の針１５が配列される方向の端部に位置する２つの端面１１ｅ、１１ｆとを有している。

【0063】

本実施形態において、スペーサ部材５０は、図９に示されるように針状物部材１０の基部１１と同様な形態の平板状の板体５１を有し構成され、板体５１は、前述した針状物部材１０の基部１１の側面１１ｂ、１１ｃと当接することができる２つの平行 な側面５１ｂ、５１ｃと、上面５１ａと、上面５１ａの反対面である下面５１ｄと、長手方向の端部に位置する２つの端面５１ｅ、５１ｆとを有している。スペーサ部材５０は、主として、（１）針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層方向（以下、単に「積層方向α」と称すことがある）における針１５の配列ピッチＰ２を規定する役割と（図１２（Ｂ）参照）、（２）針体治具１００の土台となる基台２（図１２（Ｂ）参照）の一部を構成する役割を有する。

【0064】

図９を参照しつつ針状物部材１０の平板状の基部１１の大きさについて説明すると、その厚さＴ（側面１１ｂと１１ｃとで規定）は、５０〜２５０μｍ程度とされ、高さＨ（上面１１ａと下面１１ｄとで規定）は、２〜３０ｍｍ程度とされ、幅Ｌ（両端面１１ｅ、１１ｆで規定）は、５〜５０ｍｍ程度とされる。

【0065】

図９を参照しつつ針状物部材１０の針１５の大きさおよび配列等の仕様について説明すると、針の幅Ｗ１は、５０〜２５０μｍ程度とされ、針の奥域幅Ｗ２（「積層方向α」の幅Ｗ２）は、前述した基部１１の厚さＴと同程度とされ、針の高さＮ_Hは、２〜２０ｍｍ程度とされ、針の配列ピッチＰ１は、７５〜４００μｍ程度とされる。

【0066】

図９に示される針１５の先端形状は、針の先端を尖らすための２つのテーパ面１５ａを有し構成され、これらのテーパ面１５ａが先端で合流した箇所が針先端の稜線１５ｂを形成するような山形の形状となっている。図９で示される針先角度θは、１５〜１２０°程度とされる。

【0067】

しかしながら、針１５の先端形状は、この形状に限定されるものではなく、対象物が穿刺可能な形態であればよい。円錐形状の先端や、多角錐形状の先端や、鋸歯形状の先端や、図１３に示されるように針１５の先端の肉厚が半分程度に欠けた状態の形態のもの（ハーフエッチング形状）であってもよい。

【0068】

図９に示されるスペーサ部材５０の板体５１の大きさについて説明すると、その厚さＴ´（側面５１ｂと５１ｃとで規定）は、５０〜２５０μｍ程度とされ、高さＨ´（上面５１ａと下面５１ｄとで規定）は、２〜３０ｍｍ程度とされ、幅Ｌ´（両端面５１ｅ、５１ｆで規定）は、５〜５０ｍｍ程度とされる。

【0069】

針状物部材１０の平板状の基部１１の大きさと、スペーサ部材５０の板体５１の大きさとの関係について説明すると、両者は、対応する厚さＴおよびＴ´の寸法を除いて、対応する他の寸法（ＨとＨ´の大きさ、ＬとＬ´の大きさ）は同じとすることが望ましい。繋ぎ目部分に凹凸が少ない基台２（図１２（Ｂ）参照）を形成するためである。なお、基台２は、前述したように針状物部材１０の基部１１と、スペーサ部材５０の板体５１との積層体から形成される。ＴおよびＴ´の寸法を独立させるのは、基部１１の厚さＴは、針１５の厚さと直接関連しており針仕様を定める上で独自性が必要であり、また、スペーサ部材５０の板体５１の厚さＴ´は、積層方向αの針の配列ピッチＰ２（図１２（Ｂ）；図１４参照）を定める上で独自性が必要となるからである。もちろん、ＴおよびＴ´の寸法は結果として同じになってもよい。積層方向αの針の配列ピッチＰ２は、図１６に示されるごとく針の配列によっても、異なるが、通常、上記の針の配列ピッチＰ１と同程度とすればよく、例えば、７５〜４００μｍ程度とされる。

【0070】

なお、本実施の形態では、図９に示されるように、針状物部材１０の基部１１の片方の端部１１ｅ、およびスペーサ部材５０の板体５１の片方の端部５１ｅに、それぞれ、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３が形成されている。切り欠き溝１３、５３の形状は、図示のごとくＶ溝形状が好ましいが、この形状に限定されることなく例えばＵ溝形状、円弧溝形状等であってもよい。これらの切り欠き溝１３、５３は、図１２（Ａ）に示されるように、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせに用いられる。例えば、図１２（Ａ）に示される細長い三角柱の位置合わせ用部材６０を用いて、この位置合わせ用部材６０が、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３の中に収納されるように位置合わせを行うことによって、極めて簡易にかつ迅速に針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせができる（図１２（Ｂ）参照）。

【0071】

また、針状物部材１０の基部１１の側面１１ｂ、１１ｃおよびスペーサ部材５０の板体５１の側面５１ｂ、５１ｃには、それぞれ、積層方向αに貫通された２つの貫通孔１６，５６が形成されている。ただしこの貫通孔は２つに特定する必要はなく、２つ以上であれば、複数の貫通孔を持つことが可能である。これらの２つの貫通孔１６、５６は、同一の大きさでかつ同一のピッチで形成されている。このような貫通孔１６、５６は、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを積層させて集合体を形成した時に、積層方向αに貫通したトンネル状の穴が形成され、このトンネル状の穴に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入することによって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を固定させ一体化させることができる（図１４（Ｂ）参照）。また、このような貫通孔１６、５６を針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体の位置合わせに用いるようにしてもよい。すなわち、貫通孔１６、５６に挿通可能な棒状体を準備してこの棒状体に、針状物部材１０とスペーサ部材５０の貫通孔１６、５６を順次、挿通するようにすればよい。

【0072】

また、他の位置合わせ手法として、貫通孔１６、５６の径を積層順に徐々に小さく形成しておき、これらを積層した時にできるトンネル状の穴を積層体の片端から見たときに、テーパー状に視認できるようにしておくこともできる。

【0073】

針状物部材１０は、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属から構成され、スペーサ部材５０は、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属、あるいはシリコン、リン酸カルシウム、チッカアルミ、ボロンナイトライド等 のセラミックスから構成される。

【0074】

好ましい態様として、針状物部材１０およびスペーサ部材５０は共に同種の金属材料から構成され、しかもこれらが容易に拡散接合できる金属材料から構成されるのがよい。同種の金属材料から構成することにより、以下のメリット、すなわち、異種金属同士の接続により両者の使用環境での自然電位の違いにより局部電池が形成され、卑な金属が腐食してしまうという危惧がなくなる。また、拡散接合できれば、接着剤フリーの接続となり、溶液中や特殊な温度条件でも不都合なく使用することが可能となる。また、固定のための部品を用いる必要なく、生産性も向上する。拡散接合とは、接合する材料同士を密着させ、真空や不活性ガス中などの制御された雰囲気中で、加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。このような好適な材料として、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト合金等及び、セラミックスを例示することができる。

【0075】

図１４（Ａ）〜（Ｄ）にはそれぞれ、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体を種々の方法で固定させ一体化させた状態の模式的断面図が示される。

【0076】

図１４（Ａ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、拡散接合の手法を用いた場合であって、針状物部材とスペーサ部材との積層体を形成した後、積層体の接合界面を拡散接合し、積層体を固定させ一体化させている。

【0077】

図１４（Ｂ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、積層体の積層方向αに形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒（例えば、ピン、ボルト等）を挿入する手法を用いた場合であって、トンネル状の穴を形成するための貫通孔を有する針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αに形成されたトンネル状の穴の中に棒状の固定棒を挿入して積層体を固定させ一体化させている。固定一体化の手法は、図示のごとくナット９４とボルト９３の使用によって両端部から締め付けるように行ってもよいし、単純に、棒状の固定棒を圧入するだけで固定を行なうようにしてもよい。

【0078】

図１４（Ｃ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、クランプ部材９５を用いた場合であって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αの両端部をクランプ部材９５を用いて挟持し、固定させ一体化させている。

【0079】

図１４（Ｄ）は、積層体を固定させ一体化させる手法として、いわゆるスポット溶接やアーク溶接手法を用いた場合であって、針状物部材１０とスペーサ部材５０との積層体を形成した後、積層体の積層方向αの両端部を挟持した状態で積層体を溶接することによって固定させ一体化させている。接合状態は拡散接合に類似する形態となる。

【0080】

なお、図１４（Ｂ）や図１４（Ｃ）示されるような形態では、使用後に積層体をばらして、個々の部材を洗浄したり、積層部品の一部を交換したりした後に、再度、積層体として組み合わせて使用することも可能となる。

【0081】

上記の第１の実施形態の針体治具１００（基台２から突出した複数の針５０を有する針体治具１００）は、好適には、以下の工程を経て製造される。すなわち、（１）原材料となる金属薄板の主平面にマスクを形成した後、金属薄板の露出部分をエッチングして平板状の基部とその基部から一体的に突出した複数の針を備える針状物部材を形成する針状物部材形成工程と、（２）スペーサ部材を準備する工程と、（３）前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材と、準備されているスペーサ部材とを、積層して積層物を形成し、当該積層物を固定させ一体化させてなる工程を有し構成される。

【0082】

＜針状物部材形成工程＞
図１５（Ａ）〜（Ｆ）を参照しつつ、本発明の針体治具１００を構成する際に用いられる針状物部材１０を（ウエット）エッチング法で形成する場合について説明する。

【0083】

まず、図１５（Ａ）に示されるように、原材料となる金属薄板１９が準備される。図１５（Ａ）において、金属薄板１９の主平面１９ａは図面の奥行き 方向となり、図面では金属薄板の厚さｔが表示されている。金属薄板の厚さｔは、そのまま針状物部材の基部１１の厚さＴおよび針１９の幅Ｗ２となる（図９参照）。金属薄板１９は、予め脱脂洗浄処理しておくことが望ましい。次工程におけるフォトレジスト膜の密着性を向上させ、品質・仕上がりを向上させるためである。

【0084】

次いで、図１５（Ｂ）に示されるように、金属薄板の両主平面１９ａにそれぞれマスク形成のためのフォトレジスト膜８０が形成される。フォトレジスト膜８０は塗布形成してもよいし、フィルム状のフォトレジスト膜８０を貼り付けるようにしてもよい（いわゆるラミネート）。２つの主平面１９ａのうち片側にのみフォトレジスト膜８０を形成することも可能であるが、加工精度を担保するためには、図示のごとく両主平面１９ａにそれぞれフォトレジスト膜８０を形成することが望ましい。フォトレジスト膜８０はネガ型、ポジ型、いずれであってもよい。

【0085】

次いで、図１５（Ｃ）に示されるように、フォトレジスト膜８０の上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版８１を配置し、露光処理が行われる。図１５（Ｃ）の断面図で示される露光のパターンは、例えば、図１０のＡ−Ａ線矢視断面の針１５群の断面図として見て頂きたい。フォトレジスト膜８０がネガ型の場合、露光部分が現像液に対して不溶解性となり、現像後に露光部分が残る。フォトレジスト膜８０がポジ型の場合、露光部分が現像液に対して溶解し、現像後に未露光部分が残る。図１５における図示例では、ネガ型の場合が示されている。

【0086】

次いで、図１５（Ｄ）に示されるように、フォトレジストの現像処理が行われ、現像後、露光部分が所定のパターンの（レジスト）マスク８５として残り、露光されていない箇所は、レジストが除去されて金属薄板１９の表面が露出する。

【0087】

次いで、図１５（Ｅ）に示されるように、エッチング処理が行われる。すなわち、マスキングされた金属薄板にエッチング液を付けることによって、上記の現像操作で露出された金属薄板１９の部分だけがエッチングされて、所望の形状に金属薄板が加工される。エッチング液は、使用する金属薄板の種類に応じて適宜選定するようにすればよい。

【0088】

次いで、図１５（Ｆ）に示されるように、エッチング処理後に金属薄板１９に残っているレジスト（マスク）８５を除去し、洗浄・乾燥することによって、針状物部材１０が形成される（例えば、図１０に示されるごとく針状物部材１０が形成される）。なお、このエッチング処理によって、位置合わせ用の切り欠き溝１３および２つの貫通孔１６も同時に形成することが好ましい。

【0089】

なお、図１３に示されるように針１５の先端の肉厚が半分程度に欠けた状態の形態のものを製造するには、針の先端部分を覆う両側のマスクの内、肉厚を薄くする側の片側のマスクを部分的に除くようにすればよく、これにより、いわゆるハーフエッチングができる。

【0090】

なお、上記の針状物部材形成工程におけるエッチングは、好適例としてウエットエッチングを挙げて説明したが、金属薄板の肉厚が極めて薄いものであれば、反応性気体やイオン、ラジカルを用いたドライエッチングを採用することもできる。

【0091】

＜スペーサ部材を準備する工程＞
スペーサ部材５０は、針状物部材１０に比べれば、形状が複雑でないために、特にその製法に限定はない。しかしながら、スペーサ部材５０は、針状物部材１０と一体化使用されるため高い寸法精度が要求され、上記の針状物部材形成工程に準じてエッチング法で形成することが好ましい。その際、位置合わせ用の切り欠き溝５３および２つの貫通孔５６も同時に形成することが好ましい。

【0092】

＜針状物部材と、スペーサ部材とを積層して積層物を形成し、当該積層物を固定させる工程＞
図１２（Ａ）に示されるように、前記針状物部材形成工程により形成された針状物部材１０と、準備されたスペーサ部材５０とを、複数枚積層して積層物を形成し、この積層物を、例えば、前述した図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示される種々の方法で固定させ一体化させて、図１２（Ｂ）に示されるごとく本発明の突出した複数の針を備える針体治具１００を得ることができる。勿論、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に示される以外の方法で積層体を固定させ一体化させるようにしてもよい。

【0093】

なお、針状物部材１０と、スペーサ部材５０とを、複数枚積層して積層物を形成するに際しては、平板状の可動板体４００の挿通孔４０１を針の位置決めに利用して針体治具を組み立てるようにしてもよい。すなわち、まず最初に、全ての針状物部材１０の針１５を所定位置の挿通孔４０１に挿通させた状態で保持し、次いで、針状物部材１０の間にスペーサ部材５０を順次介在させて配置することにより、針体治具の組み立てを容易にすることができる。

【0094】

本発明の突出した複数の針を備える針体治具１００の針１５の配列例を図１６を参照しつつ説明する。図１６（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、針体治具に配置された針の配列例を示す平面図であり、図１６（Ａ）には正方形ピッチ配列の状態が示され、図１６（Ｂ）には三角形ピッチ配列の状態が示される。図１６（Ａ）に示される正方形ピッチ配列（Ｐ１＝Ｐ２）が好ましいが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。なお、図１６（Ｂ）に示される三角形ピッチ配列を正三角形ピッチ配列（Ｐ１：Ｐ２＝２：√３）とするのも好ましい態様の一つである。

【0095】

＜針体治具の第１の実施形態の変形例＞
上述してきた第１の実施形態の針体治具１００は、針状物部材１０とスペーサ部材５０とを、例えば、交互に複数配置し、これらを積層した状態で固定することによって構成していたが、スペーサ部材５０を用いることなく、針状物部材１０のみを直接積層することによって、針体治具１００を形成するようにしてもよい。すなわち、図１７に示されるように、針状物部材１０の基部１１にスペーサ部材として機能を持たせることによって、スペーサ部材の使用を省略することができる。つまり、針状物部材１０の平板状の基部１１の厚さＴを、針状物部材１０の針１５の奥域幅Ｗ２（「積層方向α」の幅Ｗ２）よりも大きくすることにより、基部１１にスペーサ部材として機能を持たせることができる。このような針状物部材１０（図１７）は、例えば、図１３に示される針１５の先端部のみハーフエチングを、針１５の基部まで全体的にハーフエッチングすることにより形成することができる。

【0096】

なお、針状物部材１０を、複数枚積層して積層物を形成するに際しては、平板状の可動板体４００の挿通孔４０１を針の位置決めに利用して針体治具を組み立てるようにしてもよい。すなわち、全ての針状物部材１０の針１５を所定位置の挿通孔４０１に挿通させた状態で保持させることにより、針体治具の組み立てを容易にすることができる。

【0097】

＜針体治具の第２の実施形態＞
針体治具の第２の実施形態について図１８（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明する。

【0098】

図１８（Ａ）は、第２の実施形態の針体治具を作る状態を模式的に示す斜視図であり、図１８（Ｂ）は、出来上がった第２の実施形態の針体治具を模式的に示す斜視図である。

【0099】

図１８（Ｂ）に示される針体治具１０１は、例えば、図１８（Ａ）に示されるように、複数の微細な孔３５１をあけた、例えば金属板からなる四角板形状の基台３５０に、その孔３５１と同一径の微細な棒状の金属等からなる針３６０を刺し込み、カシメて固定する方法や、孔３５１の径よりも微細な棒状の金属等からなる針３６０を刺し込み、孔３５１と３６０との接触部位を溶接や、接着剤により固定等して製作することができる。

【0100】

このようにして形成された第２の実施形態の針体治具は、図１９に示されるように、針体治具１０１の基台３５０から突出した複数の針３６０に、可動板体４００に形成された挿通孔４０１を挿通させることにより、針体治具１０１と可動板体４００とを組み合わせて一体化できるようになっている。

【0101】

なお、図１８（Ａ）に示されるがごとく、四角板形状の基台３５０に形成された複数の微細な孔３５１に、微細な棒状の金属等からなる針３６０を刺し込む作業を行うにあたっては、図示していない平板状の可動板体４００の挿通孔４０１を針の位置決めに利用することも可能である。これにより、針体治具の組み立てを容易にすることができる。

【0102】

また、図２０〜図２１に示されるように、上述してきた本発明の針状構造体システムに用いられる針体治具１００（１０１）を複数個準備し、これらを互いに連結して用いることもできる。針体治具１００（１０１）の連結手段は公知の種々の手法を用いることが可能であり、例えば、レーザー溶接、スポット溶接、アーク溶接、エポキシやポリイミドなどの樹脂による接着などによって形成することができる。

【0103】

複数の針体治具１００（１０１）を連結して長物状の治具とすることにより、例えば、１つの針体治具では収まりきれない細長い試料等を針に穿刺して固定すること等が可能となる。

【0104】

図２０（Ａ）は、２つの針体治具１００（１０１）を連結して使用する状況を示す平面図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）の正面図である。２つの針体治具１００（１０１）を連結する場合、連結される互いの基台２は、複数の針が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも１辺２ａが、他の基台との連結を可能とする連結辺２ａを構成している。連結辺２ａにおいては、その辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること（換言すれば、針が突出していない基台の端部スペースをできるだけ小さくすること）が望ましい。基台２の連結部における針密度が極端に小さくなるのを防止し、連結部近傍における試料の穿刺を確実におこなうことができるようにするためである。「辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること」とは、上記の作用効果が奏するように形成されることであり、具体的には、図２０（Ａ）、（Ｂ）において、針ピッチＰと、連結辺２ａから最も近い針との間隙Ｑと、の関係が、Ｑ＝（１／５）Ｐ〜２Ｐの関係にあることを言う。

【0105】

図２１（Ａ）は、３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する状況を示す平面図であり、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の正面図であり、図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）の変形例を示す正面図である。

【0106】

図２１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように３つ以上の複数の針体治具（図示例は５つ）を連結して使用する場合、基台２は、複数の針１５が突出する主面における輪郭線を構成する少なくとも対向する２辺２ａが、他の基台との連結を可能とする連結辺２ａを構成している。上述したように連結辺２ａにおいては、その辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること（換言すれば、針が突出していない基台の端部スペースをできるだけ小さくすること）が望ましい。「辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されていること」とは、上記図２０を参照しつつ説明した定義と同義である。なお、図２１（Ａ）、（Ｂ）の図示例では、５つの基台２が全て同様の形態を有し、対向する２辺２ａの近傍まで実質的に針が突出形成されているように構成されているが、基台２間に挟まれていない最初と最後の基台２は、上記図２０に示されるように片側のみ連結辺２ａを形成するように構成してもよい。

【0107】

また、図２１（Ｃ）に示されるように、複数の針１５が突出する主面における輪郭線を構成する全ての辺２ａを、他の基台との連結を可能とする端部スペースの小さい連結辺２ａとして構成してもよい。この場合には、直線的に連結する以外に種々の連結形態のバリエーションが可能となる。例えば、屈曲するように連結された長物状の形態をとることが可能となる。

【0108】

なお、複数の針体治具を連結して使用する場合、可動板体４００は、連結後の針の配置パターンに合わせてつくるようにすることができる。この場合、可動板体４００は連結後の針体治具に合わせて作製した１枚の板体とすることもできるし、連結前の個々の針体治具に合わせて作製した個々の板体とすることもできる。

【0109】

上述してきた針状構造体システムは、前記針体治具と前記可動板体とを、突出した複数の針に可動板体の挿通孔を挿通するように組み立てることにより製造することができる。

【0110】

以下に具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。

【実施例】

【0111】

［実施例］
（針状物部材１０の作製）
原材料となる厚さｔ＝１５０μｍのステンレス製金属薄板１９を準備し、この金属薄板１９の両主平面に、それぞれ、厚さ１５μｍのネガ型フォトレジストフィルムを貼り付けた。

【0112】

次いで、フォトレジストフィルムの上に、露光用のパターンが形成されたパターンフィルム原版を配置し、露光処理を行なった。次いで、現像処理して所定パターンのマスクを形成した後、エッチング液として、塩化鉄（II）溶液を用いて、エッチング処理を行った後、残余のレジスト（マスク）を除去し、洗浄・乾燥することによって、図９に示されるごとく針状物部材１０を得た。得られた針状物部材１０の各部の寸法は以下のとおりとした。

【0113】

・Ｌ＝１５ｍｍ
・Ｈ＝４．５ｍｍ
・Ｔ＝１５０μｍ
・Ｗ１＝１５０μｍ
・Ｗ２＝１５０μｍ
・Ｎ_H＝１０ｍｍ
・Ｐ１＝４００μｍ
・針１５の総本数：２１本
・針先角度θ＝１７．５度
・切り欠き溝１３：Ｖ溝として形成した

【0114】

（スペーサ部材５０の作製）
図９に示されるようなスペーサ部材５０を上記の針状物部材１０の製造と同様なエッチング法で作製した。得られたスペーサ部材５０の各部の寸法は以下のとおりとした。

【0115】

・Ｌ´＝１５ｍｍ
・Ｈ´＝４．５ｍｍ
・Ｔ´＝２５０μｍ
・切り欠き溝５３：Ｖ溝として形成した（切り欠き溝１３と同じ大きさ）

【0116】

上記の要領で作製した針状物部材１０と、スペーサ部材５０とを、図１２（Ａ）に示すごとく複数枚交互に積層し、さらに基台２の積層方向αの両端部に平坦なスペースを確保するべく、スペーサ部材５０を、前後各１０枚ずつ積層して積層物を形成した。

【0117】

なお、積層物の形成に際しては、三角柱の位置合わせ用部材６０を用いて、この位置合わせ用部材６０が、位置合わせ用の切り欠き溝１３、５３の中に収納されるように配慮して位置合わせをした。ついで、不活性ガス雰囲気中で、積層物を加圧・加熱し、接合面に生じる原子の拡散を利用して拡散接合することにより、図１２（Ｂ）に示されるごとく一体化された針体治具１００を得た。積層方向αの針１５のピッチＰ２（図１２（Ｂ）；図１４参照）は、４００μｍとした。また、積層方向αの基部の長さＬ２は、１３．１５ｍｍとした。

【0118】

なお、得られた針体治具１００の針１５の長さＮ_Hは、目標値１０ｍｍに対して、その位置精度は±５０μｍの範囲に収めることができ、きわめて寸法精度に優れるものであることが確認できた。また、針の先端角度θは、上記の設定角度以外、１５〜１２０度の任意の角度で再現することができ、針先端角度をある程度自由に変えることが確認できた。

【0119】

（可動板体４００の作製）
上記針体治具１００の針１５の配置パターンに合わせて配置形成された２１×２１個の挿通孔４０１を備える可動板体４００を作製した。

【0120】

すなわち、可動板体４００の原材料となる厚さｔ＝１５０μｍのステンレス製金属薄板（大きさ：３００×３００ｍｍ） を準備し、この金属薄板の両主平面に、それぞれ、厚さ１５μｍのネガ型フォトレジストフィルムを貼り付けた。

【0121】

次いで、フォトレジストフィルムの上に、針１５の配置パターンに合わせて形成されたパターンフィルム原版を配置し、露光処理を行なった。次いで、現像処理して所定パターンのマスクを形成した後、エッチング液として、塩化鉄（II）溶液を用いて、エッチング処理を行った後、残余のレジスト（マスク）を除去し、洗浄・乾燥することによって、図１に示されるごとく挿通孔４０１を備える可動板体４００を得た。挿通孔４０１は、大きさ１８０μｍ×１８０μｍ の四角形状であって、配列ピッチは針１５に合わせて縦方向および横方向それぞれ４００μｍとした。

【0122】

（針体治具１００と可動板体４００との組み立て工程）
次いで、上記のごとく準備した針体治具１００と可動板体４００とを組み立てた。すなわち、可動板体４００の挿通孔４０１内に針１５を挿通させることにより、針体治具１００と可動板体４００とを組み立てて、図２（Ａ）に示されるような針状構造体システムを形成した。

【0123】

可動板体４００は、複数の針１５の実質的な軸方向に移動可能に挿通された状態を保つことができ 、しかも、針１５と挿通孔４０１とによる係止部分によって針の軸方向の任意位置で係止して固定されることが確認できた。実際に、図２（Ａ）〜図３に示される操作が容易に行えることも確認できた。さらに、２枚の可動板体４００を用いて、実際に図４（Ａ）〜図６に示される操作が容易に行えることも確認できた。

【0124】

また、可動板体そのものに配線を施し、可動板体そのものを抵抗体として構成することにより、可動板体４００を加熱することができることも確認できた。

【0125】

以上の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の針状構造体システムは、基台から突出した複数の針を有する針体治具と、前記突出した複数の針を挿通可能とする挿通孔を有する可動板体とを、挿通孔内に針を挿通させることにより、組み合わせ可能として構成されているので、予め、針体治具と可動板体とを組み合わせておいて、その後、針に試料を刺し通して試料を固定するように用いれば、その後の試料等の引き抜きは、容易にできる。つまり、可動板体を針から上方に抜き取るようにすれば可動板体の上に試料等が乗ったまま一体的に取り出せるので、試料等を針から引き抜く際の操作が容易にできる。

【0126】

さらに、可動板体そのものを加熱や冷却することによって、針に刺し通されている試料に対して解凍や冷凍のための熱を伝わり易くすることができる。さらに、可動板体の挿通孔を針の位置決めに利用して針体治具を組み立てることによって、針体治具の製造を容易にすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0127】

例えば、医療分野や、電子部品、化学製品等の分野等において、利用可能である。

【符号の説明】

【0128】

２（３５０）…基台
１０…針状物部材
１１…基部
１５（３６０）…針
１３、５３…切り欠き溝
１６、５６…貫通孔
１９…金属薄板
５０…スペーサ部材
８０…フォトレジスト膜
８１…パターンフィルム原版
８５…レジスト（マスク）
９３…ボルト
９４…ナット
９５…クランプ部材
１００（１０１）…針体治具
２００…試料
４００（４００ａ，４００ｂ）…可動板体
４０１（４０２，４０３）…挿通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】