知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025016912
(43)【公開日】2025-02-05
(54)【発明の名称】細胞注入装置、細胞回収補助治具、及び細胞回収方法
(51)【国際特許分類】
C12M 1/26 20060101AFI20250129BHJP
C12M 1/34 20060101ALI20250129BHJP
C12N 5/071 20100101ALI20250129BHJP
【ＦＩ】
C12M1/26
C12M1/34 D
C12N5/071
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023119720
(22)【出願日】2023-07-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】植田 裕基
(72)【発明者】
【氏名】古川 秀樹
【テーマコード（参考）】
4B029
4B065
【Ｆターム（参考）】
4B029AA07
4B029BB11
4B029DF05
4B029DG08
4B029FA15
4B029HA06
4B029HA07
4B065AA90X
4B065CA46
(57)【要約】
【課題】作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊の内部に外来細胞を安定して注入することができる細胞注入装置、細胞回収補助治具、及び細胞回収方法を提供する。
【解決手段】細胞注入装置は、細胞Ｃｅを通過させず液体培地Ｄを通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部２６を含む細胞回収補助治具２４と、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを先端の開口９０ａから回収可能かつ吐出可能な注入用ピペット９０を備える操作用マニピュレータと、注入用ピペット９０の内部圧力を調整可能な注入ポンプと、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを注入用ピペット９０の内部に回収させた後、注入用ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた状態で注入用ピペット９０の内部を陽圧にすることでフィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出させ、注入用ピペット９０の内部の外来細胞Ｃｅを数珠繋がり状に整列させるコントローラと、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】細胞注入装置は、細胞Ｃｅを通過させず液体培地Ｄを通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部２６を含む細胞回収補助治具２４と、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを先端の開口９０ａから回収可能かつ吐出可能な注入用ピペット９０を備える操作用マニピュレータと、注入用ピペット９０の内部圧力を調整可能な注入ポンプと、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを注入用ピペット９０の内部に回収させた後、注入用ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた状態で注入用ピペット９０の内部を陽圧にすることでフィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出させ、注入用ピペット９０の内部の外来細胞Ｃｅを数珠繋がり状に整列させるコントローラと、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
細胞塊を構成する細胞とは異なる細胞を示す外来細胞を複数内包する液体培地が収容される試料保持部材と、
前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、
前記細胞塊を保持可能な保持用治具を備える保持用マニピュレータと、
前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、
前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、
各部を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させた後、
前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた状態で前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させ、
前記注入用ピペットの内部の前記外来細胞を数珠繋がり状に整列させる、
細胞注入装置。
前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、
前記細胞塊を保持可能な保持用治具を備える保持用マニピュレータと、
前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、
前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、
各部を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させた後、
前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた状態で前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させ、
前記注入用ピペットの内部の前記外来細胞を数珠繋がり状に整列させる、
細胞注入装置。
【請求項2】
前記注入用ピペットの内部の前記外来細胞を撮像可能な撮像部を更に備え、
前記コントローラは、
前記撮像部の画像データに基づいて、数珠繋がり状に整列された前記外来細胞の中心間距離を取得し、
前記中心間距離が前記外来細胞の直径の平均値の１００％以上２００％以下になるまで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる、
請求項１に記載の細胞注入装置。
前記コントローラは、
前記撮像部の画像データに基づいて、数珠繋がり状に整列された前記外来細胞の中心間距離を取得し、
前記中心間距離が前記外来細胞の直径の平均値の１００％以上２００％以下になるまで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる、
請求項１に記載の細胞注入装置。
【請求項3】
前記注入用ピペットの外形を撮像可能な撮像部を更に備え、
前記コントローラは、
前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置から、前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させ、
前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断し、
所定のたわみ量以上にたわんだ位置から前記所定距離離隔させた位置を、前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とする、
請求項１に記載の細胞注入装置。
前記コントローラは、
前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置から、前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させ、
前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断し、
所定のたわみ量以上にたわんだ位置から前記所定距離離隔させた位置を、前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とする、
請求項１に記載の細胞注入装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の細胞注入装置が備える前記細胞回収補助治具であって、
一方の面が前記注入用ピペットの開口の外縁形状に沿う板状の前記フィルタ部と、
前記フィルタ部を保持して前記試料保持部材に固定され、前記注入用ピペットの先端が挿入可能な溝部が形成されるフィルタ保持部と、を備える、
細胞回収補助治具。
一方の面が前記注入用ピペットの開口の外縁形状に沿う板状の前記フィルタ部と、
前記フィルタ部を保持して前記試料保持部材に固定され、前記注入用ピペットの先端が挿入可能な溝部が形成されるフィルタ保持部と、を備える、
細胞回収補助治具。
【請求項5】
細胞塊を構成する細胞とは異なる細胞を示す外来細胞を複数内包する液体培地が収容される試料保持部材と、
前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、
前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、
前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、を備える細胞注入装置において前記外来細胞を回収する細胞回収方法であって、
前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させる回収ステップと、
前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付ける押し付けステップと、
前記押し付けステップの後、前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる培地排出ステップと、を含む、
細胞回収方法。
前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、
前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、
前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、を備える細胞注入装置において前記外来細胞を回収する細胞回収方法であって、
前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させる回収ステップと、
前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付ける押し付けステップと、
前記押し付けステップの後、前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる培地排出ステップと、を含む、
細胞回収方法。
【請求項6】
前記細胞注入装置は、前記注入用ピペットの外形を撮像可能な撮像部を更に備え、
前記押し付けステップは、
前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置に移動させるステップと、
前記注入用ピペットを、前記準備位置から前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させるステップと、
前記注入用ピペットの外形を撮像するステップと、
前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断するステップと、
所定のたわみ量以上にたわんだ場合、前記注入用ピペットを、前記所定距離離隔させた位置を前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とするステップと、を含む、
請求項５に記載の細胞回収方法。
前記押し付けステップは、
前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置に移動させるステップと、
前記注入用ピペットを、前記準備位置から前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させるステップと、
前記注入用ピペットの外形を撮像するステップと、
前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断するステップと、
所定のたわみ量以上にたわんだ場合、前記注入用ピペットを、前記所定距離離隔させた位置を前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とするステップと、を含む、
請求項５に記載の細胞回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、細胞注入装置、細胞回収補助治具、及び細胞回収方法に関する。
【背景技術】
【0002】
細胞は、生体内で周りの細胞と密接な相互作用を介して生命活動を担う。このため、細胞を３次元培養することで得られるスフェロイドや、多能性幹細胞を臓器の形成過程を模倣して作成されるオルガノイド等の細胞塊は、細胞の機能をより引き出す形態として注目されている。細胞塊の特徴を生かした研究の一環として、細胞塊の内腔へ細胞を注入する操作が必要とされることがある。この際には、例えば、特許文献１、２等に開示されるようなマイクロマニピュレータを用いて、マイクロピペット内に細胞を回収した状態で細胞塊の内腔へ挿入した後、細胞を吐出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－００１５７４号公報
【特許文献2】特開２０１４－１４７９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、現状キャピラリ内部へ細胞を回収するためには、ナノリットルオーダーの微量な流量を正確に制御する必要があり、熟練の手技が必要となっている。しかしながら、細胞注入用のキャピラリのように微小な流路における流体の制御は、粘性の影響やキャピラリ内壁との表面力の影響が大きく、制御性に課題がある。このため、余分な培地が少なからずキャピラリ内部に入ってしまい、その状態で細胞塊内部に細胞を注入すると細胞の他に余剰な培地も細胞塊内部に入り込んでしまい、細胞塊を損傷させる可能性がある。
【0005】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊の内部に外来細胞を安定して注入することができる細胞注入装置、細胞回収補助治具、及び細胞回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る細胞注入装置は、細胞塊を構成する細胞とは異なる細胞を示す外来細胞を複数内包する液体培地が収容される試料保持部材と、前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、前記細胞塊を保持可能な保持用治具を備える保持用マニピュレータと、前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、各部を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させた後、前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた状態で前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させ、前記注入用ピペットの内部の前記外来細胞を数珠繋がり状に整列させる。
【0007】
これにより、注入用ピペットによって細胞塊の内部に外来細胞を注入する前に、余分な液体培地を注入用ピペットの内部から排出することができるので、余分な液体培地を細胞塊の内部に注入することを抑制することができる。また、外来細胞を注入用ピペットに回収した後に液体培地のみ排出することで数珠繋がり状に整列させることができるため、液体培地ごと外来細胞を吸引してもよく、吸引ポンプによって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、フィルタ部によって注入用ピペットの開口を閉塞した状態で注入用ピペットの内部を陽圧にすることで、外来細胞を注入用ピペットの内部に残したまま液体培地のみを排出できるため、同様に、吸引ポンプによって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、余分な液体培地を排出することで、注入用ピペットの内部で外来細胞が数珠繋がり状に整列されるため、１つずつ外来細胞を吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプの制御が容易となる。したがって、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊の内部に外来細胞を安定して注入することができる。
【0008】
本発明の一態様に係る細胞注入装置は、前記注入用ピペットの内部の前記外来細胞を撮像可能な撮像部を更に備え、前記コントローラは、前記撮像部の画像データに基づいて、数珠繋がり状に整列された前記外来細胞の中心間距離を取得し、前記中心間距離が前記外来細胞の直径の平均値の１００％以上２００％以下になるまで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる。
【0009】
これにより、注入用ピペットの内部において定量的に外来細胞を整列させることができるため、１つずつ外来細胞を吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプの制御が容易となる。
【0010】
本発明の一態様に係る細胞注入装置は、前記注入用ピペットの外形を撮像可能な撮像部を更に備え、前記コントローラは、前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置から、前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させ、前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断し、所定のたわみ量以上にたわんだ位置から前記所定距離離隔させた位置を、前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とする。
【0011】
これにより、注入用ピペットの先端の開口をフィルタ部によって閉塞できたか否かを定量的に判断することができるため、作業者の熟練度及び技術によらず、外来細胞を注入用ピペットの内部に残したまま液体培地のみを排出できる。
【0012】
本発明の一態様に係る細胞回収補助治具は、前記細胞注入装置が備える前記細胞回収補助治具であって、一方の面が前記注入用ピペットの開口の外縁形状に沿う板状の前記フィルタ部と、前記フィルタ部を保持して前記試料保持部材に固定され、前記注入用ピペットの先端が挿入可能な溝部が形成されるフィルタ保持部と、を備える。
【0013】
これにより、注入用ピペットの先端の開口をフィルタ部によって閉塞させる際に、注入用ピペットの先端を溝部に挿入することで、先端がフィルタ部の面方向に予期せずずれることを抑制できる。また、注入用ピペットの開口とフィルタ部との間に僅かな隙間があったとしても、溝部によって外来細胞が予期せず流出することを抑制することができる。このため、安定的に外来細胞を注入用ピペットの内部に残したまま液体培地のみを排出できる。
【0014】
本発明の一態様に係る細胞回収方法は、細胞塊を構成する細胞とは異なる細胞を示す外来細胞を複数内包する液体培地が収容される試料保持部材と、前記外来細胞を通過させず前記液体培地を通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部を含む細胞回収補助治具と、前記細胞塊の内部へ先端を挿入可能であって、複数の前記外来細胞及び前記液体培地を先端の開口から回収可能かつ吐出可能な注入用ピペットを備える操作用マニピュレータと、前記注入用ピペットと接続して前記注入用ピペットの内部圧力を調整可能な注入ポンプと、を備える細胞注入装置において前記外来細胞を回収する細胞回収方法であって、前記注入用ピペットの内部を陰圧にすることで複数の前記外来細胞及び前記液体培地を前記注入用ピペットの内部に回収させる回収ステップと、前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付ける押し付けステップと、前記押し付けステップの後、前記注入用ピペットの内部を陽圧にすることで前記フィルタ部を介して前記液体培地を排出させる培地排出ステップと、を含む。
【0015】
これにより、注入用ピペットによって細胞塊の内部に外来細胞を注入する前に、余分な液体培地を注入用ピペットの内部から排出することができるので、余分な液体培地を細胞塊の内部に注入することを抑制することができる。また、外来細胞を注入用ピペットに回収した後に液体培地のみ排出することで数珠繋がり状に整列させることができるため、液体培地ごと外来細胞を吸引してもよく、吸引ポンプによって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、フィルタ部によって注入用ピペットの開口を閉塞した状態で注入用ピペットの内部を陽圧にすることで、外来細胞を注入用ピペットの内部に残したまま液体培地のみを排出できるため、同様に、吸引ポンプによって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、余分な液体培地を排出することで、注入用ピペットの内部で外来細胞が数珠繋がり状に整列されるため、１つずつ外来細胞を吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプの制御が容易となる。したがって、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊の内部に外来細胞を安定して注入することができる。
【0016】
本発明の一態様に係る細胞回収方法において、前記細胞注入装置は、前記注入用ピペットの外形を撮像可能な撮像部を更に備え、前記押し付けステップは、前記注入用ピペットを、前記フィルタ部に対向した所定の準備位置に移動させるステップと、前記注入用ピペットを、前記準備位置から前記外来細胞の直径より小さい所定距離ずつ前記フィルタ部に近接させるステップと、前記注入用ピペットの外形を撮像するステップと、前記撮像部の画像データに基づいて、前記注入用ピペットが所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断するステップと、所定のたわみ量以上にたわんだ場合、前記注入用ピペットを、前記所定距離離隔させた位置を前記注入用ピペットの先端の開口を前記フィルタ部に押し付けた位置とするステップと、を含む。
【0017】
これにより、注入用ピペットの先端の開口をフィルタ部によって閉塞できたか否かを定量的に判断することができるため、作業者の熟練度及び技術によらず、外来細胞を注入用ピペットの内部に残したまま液体培地のみを排出できる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊の内部に外来細胞を安定して注入することができる細胞注入装置、細胞回収補助治具、及び細胞回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。更に、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。
【0021】
（実施形態）
［装置の物理構成］
まず、細胞注入装置１の物理構成について、図１から図４までを参照して説明する。図１は、実施形態に係る細胞注入装置１の構成例を模式的に示す図である。図２は、図１に示す細胞回収補助治具２４の構成例を示す模式的な正面図である。図３は、図１に示す細胞回収補助治具２４の構成例を示す模式的な側面図である。図４は、図１に示す微動機構４２の一例を示す断面図である。細胞注入装置１は、顕微鏡観察下で細胞等の微小対象物を操作するためのマニピュレーションシステムであり、本実施形態においてはスフェロイドやオルガノイド等の細胞塊２００へ細胞Ｃｅを注入するための装置である。
［装置の物理構成］
まず、細胞注入装置１の物理構成について、図１から図４までを参照して説明する。図１は、実施形態に係る細胞注入装置１の構成例を模式的に示す図である。図２は、図１に示す細胞回収補助治具２４の構成例を示す模式的な正面図である。図３は、図１に示す細胞回収補助治具２４の構成例を示す模式的な側面図である。図４は、図１に示す微動機構４２の一例を示す断面図である。細胞注入装置１は、顕微鏡観察下で細胞等の微小対象物を操作するためのマニピュレーションシステムであり、本実施形態においてはスフェロイドやオルガノイド等の細胞塊２００へ細胞Ｃｅを注入するための装置である。
【0022】
図１において、細胞注入装置１は、顕微鏡ユニット１０と、第１マニピュレータ３０と、第２マニピュレータ７０と、細胞注入装置１を制御するコントローラ（制御装置）１００とを備えている。顕微鏡ユニット１０の両側に第１マニピュレータ３０と第２マニピュレータ７０とが分かれて配置されている。なお、実施形態において、水平面内の一方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と交差する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと交差する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【0023】
撮像部としての顕微鏡ユニット１０は、顕微鏡１２と、撮像素子を含むカメラ１４と、試料ステージ２０と、を備える。顕微鏡ユニット１０は、顕微鏡１２とカメラ１４とが一体構造となっている、例えば、マイクロスコープである。顕微鏡１２及びカメラ１４は、例えば、試料ステージ２０に支持される試料保持部材２２の直上に配置され、試料保持部材２２に収容された試料（例えば、図７等に示す細胞Ｃｅ及び細胞塊２００）等を平面視可能である。図１に示す実施形態において、顕微鏡１２及びカメラ１４の光軸は、試料等に対して垂直方向に入射する。なお、図１に示す実施形態では、顕微鏡１２及びカメラ１４は、試料保持部材２２の上方に配置されているが、試料保持部材２２の下方に配置してもよい。また、カメラ１４は、顕微鏡１２と別体に設けてもよい。
【0024】
顕微鏡ユニット１０は、更に、試料保持部材２２に向けて光を照射する不図示の光源と、焦点合わせ機構１６（図５参照）を備えている。試料保持部材２２の試料に光が照射され、試料保持部材２２の試料で反射した光が顕微鏡１２に入射すると、試料に関する光学像は、顕微鏡１２で拡大された後、カメラ１４で撮像される。光学像は、焦点合わせ機構１６によって、顕微鏡１２及びカメラ１４のレンズの位置及びレンズ間の距離を調整して顕微鏡１２及びカメラ１４の焦点合わせを行うことで明瞭に投影される。なお、顕微鏡１２の焦点合わせ方向は、実施形態において、Ｚ軸方向である。顕微鏡ユニット１０は、カメラ１４で撮像された画像を基に試料の観察が可能となっている。
【0025】
試料ステージ２０は、顕微鏡１２及びカメラ１４の下方に配置される台座であり、試料保持部材２２を支持可能である。試料ステージ２０の載置面は、Ｘ軸－Ｙ軸平面に平行なＸ－Ｙ平面である。試料ステージ２０は、例えば、載置面に試料保持部材２２を載置する。試料保持部材２２は、図１に示す一例では培養ディッシュ（シャーレ）であるが、本実施形態ではウェルプレートでもよい。
【0026】
試料保持部材２２には、図２及び図３に示す細胞回収補助治具２４が固定して設けられる。細胞回収補助治具２４は、後述の第２ピペット９０の内部に回収された複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄのうち、液体培地Ｄのみを排出させて、第２ピペット９０の内部に細胞Ｃｅを数珠繋がり状に整列させることを補助するための治具である。
【0027】
細胞回収補助治具２４は、フィルタ部２６と、フィルタ保持部２８と、を有する。フィルタ部２６は、細胞Ｃｅを通過させず液体培地Ｄを通過させる大きさの気泡を有する板状に形成される。フィルタ部２６は、例えば、５μｍ以上１０μｍ以下のメッシュサイズを有するナイロンメッシュを含む。
【0028】
フィルタ保持部２８は、フィルタ部２６を保持するとともに、試料保持部材２２に固定される。フィルタ保持部２８は、試料保持部材２２に固定して設けられている状態において、フィルタ部２６の一面がＹ－Ｚ平面に沿うように、フィルタ部２６を保持する。すなわち、フィルタ部２６の一面と、第２ピペット９０の先端の開口９０ａの外縁の形状に沿う仮想面とは、平行関係である。
【0029】
フィルタ保持部２８は、実施形態において、一対のＬ字状部材を含む。一方のＬ字状部材は、フィルタ部２６の一面に沿う垂直部と、試料保持部材２２の底面に沿う水平部と、を含む。他方のＬ字状部材は、フィルタ部２６の一面とは反対側の面に沿う垂直部と、試料保持部材２２の底面に沿う水平部と、を含む。
【0030】
フィルタ保持部２８は、垂直部に、第２ピペット９０の先端が挿入可能な溝部２８ａが形成される。溝部２８ａは、垂直方向（Ｚ軸方向）に沿って形成される。溝部２８ａの溝幅は、第２ピペット９０の先端の径より僅かに大きい。第２ピペット９０は、溝部２８ａの下端近傍（図３に示す押し付け部９０ｂ）に先端の開口９０ａを押し付けることで、安定してフィルタ部２６に接触させることができる。
【0031】
図１に示す第１マニピュレータ３０は、Ｘ－Ｙ軸テーブル３２と、Ｚ軸テーブル３４と、Ｘ－Ｙ軸テーブル３２を駆動する駆動装置３６と、Ｚ軸テーブル３４を駆動する駆動装置３８と、第１ピペット保持部材４０と、微動機構４２と、を備える。第１マニピュレータ３０は、Ｘ軸－Ｙ軸－Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。
【0032】
Ｘ－Ｙ軸テーブル３２は、駆動装置３６の駆動により、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能となっている。Ｚ軸テーブル３４は、Ｘ－Ｙ軸テーブル３２上に上下移動可能に配置され、駆動装置３８の駆動によりＺ軸方向に移動可能になっている。駆動装置３６、３８は、コントローラ１００に電気的に接続されている。
【0033】
第１ピペット保持部材４０は、Ｚ軸テーブル３４に連結され、先端に毛細管チップである第１ピペット６０が取り付けられている。第１ピペット保持部材４０は、Ｘ－Ｙ軸テーブル３２とＺ軸テーブル３４の移動に従って３次元空間を移動領域として移動し、試料保持部材２２に収容された試料を、第１ピペット６０を介して保持することができる。
【0034】
すなわち、第１マニピュレータ３０は、試料の保持に用いられる保持用マニピュレータであり、第１ピペット６０は、試料の保持手段として用いられるホールディングピペットである。試料は、例えば、第１ピペット６０と接続されているシリンジポンプ６２によって、第１ピペット６０の先端にて吸引保持される。第１ピペット６０の内部圧力は、シリンジポンプ６２から供給される圧力の制御値により制御される。
【0035】
第１ピペット６０の口径は、保持対象の試料の直径の１／１０以上１／５以下であることが好ましい。例えば、細胞塊２００（図７等参照）の直径が２００～４００μｍ程度である場合、第１ピペット６０として、口径が４０μｍ程度のピペットを使用することが好ましい。なお、試料の保持用治具は、先端の開口６０ａに吸引保持する第１ピペット６０に限定されず、試料を任意の位置に保持できるものであればよい。
【0036】
Ｘ－Ｙ軸テーブル３２とＺ軸テーブル３４は、第１ピペット保持部材４０を、試料保持部材２２に収容された試料等の保持位置まで粗動駆動する粗動機構（３次元移動テーブル）として構成されている。また、Ｚ軸テーブル３４と第１ピペット保持部材４０との連結部には、ナノポジショナとして微動機構４２が備えられている。微動機構４２は、第１ピペット保持部材４０をその長手方向（軸方向）に移動可能に支持するとともに、第１ピペット保持部材４０をその長手方向（軸方向）に沿って微動駆動するように構成される。
【0037】
図４に示すように微動機構４２は、第１ピペット保持部材４０を駆動対象とする圧電アクチュエータ４４を備える。圧電アクチュエータ４４は、筒状のハウジング４６と、ハウジング４６の内部に設けられた転がり軸受４８と、中空部材５０と、ロックナット５２と、スペーサ５４と、圧電素子５６と、蓋５８と、を含む。ハウジング４６の軸方向に第１ピペット保持部材４０が挿通される。
【0038】
第１ピペット保持部材４０は、転がり軸受４８を介してハウジング４６に支持される。転がり軸受４８は、第１ピペット保持部材４０を回転可能に支持する。転がり軸受４８は、内輪４８ａと、外輪４８ｂと、内輪４８ａと外輪４８ｂとの間に設けられたボール４８ｃとを備える。外輪４８ｂがハウジング４６の内周面に固定され、内輪４８ａが中空部材５０を介して第１ピペット保持部材４０の外周面に固定される。このように、転がり軸受４８は、第１ピペット保持部材４０を回転自在に支持するようになっている。第１ピペット保持部材４０の先端側（図４左側）には第１ピペット６０（図１参照）が取り付けられ固定される。
【0039】
中空部材５０の軸方向の略中央部には、径方向外方に突出するフランジ部５０ａが設けられている。転がり軸受４８は、実施形態において、フランジ部５０ａに対して第１ピペット保持部材４０の軸方向の先端側及び後端側に１つずつ、内輪間座としてのフランジ部５０ａを挟んで配置される。ロックナット５２は、外周面にねじ加工が施された第１ピペット保持部材４０に、内輪４８ａの先端側及び後端側から螺合されて、転がり軸受４８の軸方向の位置を固定している。円環状のスペーサ５４は、転がり軸受４８と同軸に外輪４８ｂの軸方向後端側に配置される。
【0040】
スペーサ５４の軸方向後端側には、円環状の圧電素子５６がスペーサ５４と略同軸に配置される。圧電素子５６はスペーサ５４を介して転がり軸受４８と接している。圧電素子５６は、リード線（図示せず）を介して制御回路としてのコントローラ１００に接続されている。圧電素子５６は、コントローラ１００からの印加電圧に応答して第１ピペット保持部材４０の軸方向に沿って伸縮し、第１ピペット保持部材４０をその軸方向に沿って微動させるようになっている。
【0041】
圧電素子５６の軸方向後端側にはハウジング４６の蓋５８が配置される。蓋５８は、圧電素子５６を軸方向に固定するためのもので、第１ピペット保持部材４０が挿通する孔部を有する。蓋５８は、例えば、ハウジング４６の側面に不図示のボルトにより締結されていてもよい。なお、圧電素子５６は、棒状又は角柱状としてスペーサ５４の周方向に略等配となるように並べても良く、第１ピペット保持部材４０を挿通する孔部を有した角筒としても良い。
【0042】
第１ピペット保持部材４０が軸方向に沿って微動すると、この微動が第１ピペット６０（図１参照）に伝達され、第１ピペット６０の位置が微調整されることになる。また、圧電素子５６により第１ピペット保持部材４０が軸方向に振動すると、第１ピペット６０も軸方向に振動する。このように微動機構４２により、試料への操作（試料の保持及び移動）の際には、より正確な操作が可能となる。
【0043】
図１に示すように、第２マニピュレータ７０は、Ｘ－Ｙ軸テーブル７２と、Ｚ軸テーブル７４と、Ｘ－Ｙ軸テーブル７２を駆動する駆動装置７６と、Ｚ軸テーブル７４を駆動する駆動装置７８と、第２ピペット保持部材８０と、微動機構８２と、を備える。第２マニピュレータ７０は、Ｘ軸－Ｙ軸－Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。
【0044】
Ｘ－Ｙ軸テーブル７２は、駆動装置７６の駆動により、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動可能となっている。Ｚ軸テーブル７４は、Ｘ－Ｙ軸テーブル７２上に上下移動可能に配置され、駆動装置７８の駆動によりＺ軸方向に移動可能になっている。駆動装置７６、７８は、コントローラ１００に接続されている。
【0045】
第２ピペット保持部材８０は、Ｚ軸テーブル７４に連結され、先端にマイクロピペットである第２ピペット９０が取り付けられている。第２ピペット保持部材８０は、Ｘ－Ｙ軸テーブル７２とＺ軸テーブル７４の移動に従って３次元空間を移動領域として移動し、試料保持部材２２に収容された試料を人工操作することが可能である。
【0046】
すなわち、第２マニピュレータ７０は、試料の操作（ＤＮＡ溶液の注入操作や穿孔操作等）に用いられる操作用マニピュレータであり、第２ピペット９０は、試料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（注入用ピペット）である。第２ピペット９０は、実施形態において、先端の開口９０ａ（図７等参照）と第２ピペット保持部材８０に取り付けられる側の基端部との間に屈曲部を有し、屈曲部より先端側の部分の軸方向がＸ軸方向と平行となるように配置される。また、第２ピペット９０の先端は、開口９０ａの外縁がＹ－Ｚ平面に沿う形状に形成される。
【0047】
第２ピペット９０は、例えば、第２ピペット９０と接続されている注入ポンプ９２によって内部が陰圧にされることで、細胞Ｃｅ（図７等参照）等を開口９０ａから内部へ回収する。この際、細胞Ｃｅを複数内包する液体培地Ｄである細胞懸濁ドロップＤｓから、細胞Ｃｅを回収するため、第２ピペット９０の内部には、細胞Ｃｅとともに液体培地Ｄまで回収される（図８参照）。
【0048】
第２ピペット９０は、例えば、先端の開口９０ａが細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６（図２及び図３参照）に押し付けられている状態において、注入ポンプ９２によって内部が陽圧にされることで、細胞Ｃｅを第２ピペット９０の内部に残したまま、フィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出する。第２ピペット９０は、例えば、先端が試料（例えば、図７等の細胞塊２００）の内部に挿入された状態で、第２ピペット９０と接続されている注入ポンプ９２によって内部が陽圧にされることで、内部に収容されている細胞Ｃｅが先端の開口９０ａから吐出されて試料の内部に注入される。
【0049】
第２ピペット９０の内部圧力は、注入ポンプ９２から供給される圧力の制御値により制御される。第２ピペット９０の口径は、細胞Ｃｅの直径以上である。例えば、細胞Ｃｅが癌細胞の場合、直径は１０～１５μｍ程度であるため、第２ピペット９０として、口径が１５μｍ以上のピペットが使用される。
【0050】
Ｘ－Ｙ軸テーブル７２とＺ軸テーブル７４は、第２ピペット保持部材８０を、試料保持部材２２に収容された試料等の操作位置まで粗動駆動する粗動機構（３次元移動テーブル）として構成されている。また、Ｚ軸テーブル７４と第２ピペット保持部材８０との連結部には、ナノポジショナとして微動機構８２が備えられている。微動機構８２は、第２ピペット保持部材８０をその長手方向（軸方向）に移動可能に支持するとともに、第２ピペット保持部材８０をその長手方向（軸方向）に沿って微動駆動するように構成される。微動機構８２の構成は、第１マニピュレータ３０の微動機構４２と同様の構成であるため、説明を省略する。
【0051】
第２ピペット保持部材８０が軸方向に沿って微動すると、この微動が第２ピペット９０に伝達され、第２ピペット９０の位置が微調整されることになる。また、圧電素子５６（図４参照）により第２ピペット保持部材８０が軸方向に振動すると、第２ピペット９０も軸方向に振動する。このように微動機構８２により、試料への操作（細胞Ｃｅの注入操作や穿孔操作等）の際には、より正確な操作が可能となる。
【0052】
なお、上述の微動機構４２、８２は、試料の固定用の第１マニピュレータ３０及び試料の操作用の第２マニピュレータ７０のいずれにも設けられるとしているが、操作用の第２マニピュレータ７０のみに設けてもよく、省略することも可能である。
【0053】
【0054】
コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを有する演算処理装置を含む演算部１１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する記憶装置を含む記憶部１１２、及び入出力インターフェース装置等のハードウェア資源を備える。コントローラ１００の機能は、記憶部１１２に格納された所定のプログラムを演算部１１０が実行することで実現される。コントローラ１００は、演算部１１０による演算結果に従って、各構成要素に各種機能を実行させる制御信号を出力する。
【0055】
コントローラ１００は、顕微鏡ユニット１０の焦点合わせ機構１６、第１マニピュレータ３０の駆動装置３６、駆動装置３８、圧電素子５６、シリンジポンプ６２、第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、駆動装置７８、圧電素子５６、注入ポンプ９２を制御し、必要に応じて設けられたドライバやアンプ等を介してそれぞれに制御信号を出力する。
【0056】
コントローラ１００は、例えば、駆動装置３６、３８、７６、７８にそれぞれ駆動信号ＶＸＹ、ＶＺ（図１参照）を供給する。駆動装置３６、３８、７６、７８は、駆動信号ＶＸＹ、ＶＺに基づいてＸ－Ｙ－Ｚ軸方向に駆動する。コントローラ１００は、微動機構４２、８２にナノポジショナ制御信号ＶＮ（図１参照）を供給して、微動機構４２、８２の制御を行ってもよい。コントローラ１００は、例えば、シリンジポンプ６２に、第１ピペット６０（図１参照）の内部を加圧又は減圧調整するための圧力制御信号ＶＰ１を供給する。シリンジポンプ６２は、圧力制御信号ＶＰ１に基づいて、第１ピペット６０の内部を加圧又は減圧する。コントローラ１００は、例えば、注入ポンプ９２に、第２ピペット９０（図１参照）の内部を加圧又は減圧するための圧力制御信号ＶＰ２を供給する。この場合、注入ポンプ９２は、圧力制御信号ＶＰ１に基づいて、第２ピペット９０の内部を減圧する。
【0057】
コントローラ１００は、情報入力手段としてジョイスティック１１４と、キーボード、マウス又はタッチパネル等の入力部１１６と、シリンジポンプインターフェース１１８と、注入ポンプインターフェース１２０と、が接続されている。
【0058】
ジョイスティック１１４は公知のものを用いることができる。ジョイスティック１１４は、基台１１４ａと、基台１１４ａから直立するハンドル部１１４ｂとを備えており、ハンドル部１１４ｂを傾斜させるように操作することで駆動装置３６、７６のＸ－Ｙ駆動を行うことができ、ハンドル部１１４ｂをねじることで駆動装置３８、７８のＺ駆動を行うことができる。ジョイスティック１１４は、圧電素子５６、シリンジポンプ６２、注入ポンプ９２の各駆動を操作するためのボタン１１４ｃを備えていてもよい。
【0059】
また、ジョイスティック１１４は、例えば、操作する対象のマニピュレータを、第１マニピュレータ３０と第２マニピュレータ７０とで切り替える切り替えボタンを備えていてもよい。なお、図１に示す例では、１つのジョイスティック１１４で２つのマニピュレータ（第１マニピュレータ３０及び第２マニピュレータ７０）を操作する場合の構成を記載しているが、本実施形態の細胞注入装置１は、各々のマニピュレータに対応する２つのジョイスティック１１４を備えていてもよい。
【0060】
シリンジポンプインターフェース１１８は、作業者がシリンジポンプ６２に対する操作情報を入力するためのポンプ操作情報入力部である。図１に示すように、シリンジポンプインターフェース１１８は、操作ノブ１１８ａを備えている。シリンジポンプインターフェース１１８は、操作ノブ１１８ａを回転させることで、回転変位量に対応した制御値によってシリンジポンプ６２から供給される圧力を調整することができる。
【0061】
注入ポンプインターフェース１２０は、作業者が注入ポンプ９２に対する操作情報を入力するためのポンプ操作情報入力部である。図１に示すように、注入ポンプインターフェース１２０は、操作ノブ１２０ａを備えている。注入ポンプインターフェース１２０は、操作ノブ１２０ａを回転させることで、回転変位量に対応した制御値によって注入ポンプ９２から供給される圧力を調整することができる。
【0062】
また、コントローラ１００は、液晶パネル等の表示部１２２が接続される。表示部１２２にはカメラ１４で取得した顕微鏡画像や各種制御用画面が表示されるようになっている。なお、入力部１１６としてタッチパネルが用いられる場合には、表示部１２２の表示画面にタッチパネルを重ねて用い、作業者が表示部１２２の表示画像を確認しつつ入力操作を行うようにしてもよい。
【0063】
図５に示すように、コントローラ１００は、更に画像入力部１０２、画像処理部１０４、画像出力部１０６及びを備えている。顕微鏡１２を通してカメラ１４で撮像した画像信号ＶＰＩＸ（図１参照）が画像入力部１０２に入力される。画像処理部１０４は、画像入力部１０２から画像信号を受け取って、画像処理を行う。画像処理部１０４は、例えば、画像入力部１０２から受け取った画像信号をグレースケール化して、グレースケール画像に基づいてエッジ抽出処理やパターンマッチングを行う。画像出力部１０６は、画像処理部１０４で画像処理された画像情報を表示部１２２へ出力する。
【0064】
位置検出部１０８は、カメラ１４で撮像された試料の位置や、試料に対して操作を行う第１ピペット６０及び第２ピペット９０等の治具の位置を、画像処理後の画像情報に基づいて検出することができる。位置検出部１０８は、画像情報に基づいてカメラ１４の撮像領域内における試料及び治具等の有無を検出することができる。画像入力部１０２、画像処理部１０４、画像出力部１０６及び位置検出部１０８は、演算部１１０により制御される。
【0065】
コントローラ１００は、位置検出部１０８からの試料及び治具等の有無の情報及び位置情報に基づいて、第１マニピュレータ３０及び第２マニピュレータ７０を制御してもよい。本実施形態において、コントローラ１００は、第１マニピュレータ３０及び第２マニピュレータ７０を所定のシーケンスで自動的に駆動してもよい。かかるシーケンス駆動は、記憶部１１２にあらかじめ保存された所定のプログラムによる演算部１１０の演算結果に基づいて、コントローラ１００が順次それぞれに駆動信号を出力することで行われる。
【0066】
［システムの動作］
次に、細胞注入装置１の駆動方法について説明する。図６は、図１に示す細胞注入装置１の動作の一例を示すフローチャート図である。図７から図１４までは、図６に示す動作を説明するための説明図である。実施形態において、細胞注入装置１では、第２ピペット９０に複数の細胞Ｃｅを回収した後、余分な培地を排出し、１つの細胞塊２００に対して１つの細胞Ｃｅを注入する操作を実行する。
次に、細胞注入装置１の駆動方法について説明する。図６は、図１に示す細胞注入装置１の動作の一例を示すフローチャート図である。図７から図１４までは、図６に示す動作を説明するための説明図である。実施形態において、細胞注入装置１では、第２ピペット９０に複数の細胞Ｃｅを回収した後、余分な培地を排出し、１つの細胞塊２００に対して１つの細胞Ｃｅを注入する操作を実行する。
【0067】
細胞塊２００は、図７から図１４までに示す実施形態において、多能性幹細胞を臓器の形成過程を模倣して作成されるオルガノイド、特に管腔構造を有するオルガノイドを想定するが、本実施形態では、管腔構造を有さないオルガノイドや、細胞を３次元培養することで得られるスフェロイドであってもよい。本実施形態において細胞塊２００に注入する細胞Ｃｅは、細胞塊２００を構成する細胞とは異なる細胞（外来細胞という）である。細胞塊２００は、直径が約１００μｍ以上５００μｍ以下であり、細胞Ｃｅは、直径が約１０μｍ以上２０μｍ以下である。
【0068】
なお、例えば、細胞塊２００が管腔構造を有するオルガノイドである場合、本実施形態では、管腔構造を有するオルガノイドの内腔に細胞Ｃｅを注入する。また、細胞塊２００が管腔構造を有さないオルガノイドやスフェロイドである場合、本実施形態では、管腔構造を有さないオルガノイドやスフェロイドを構成する複数の細胞の間に細胞Ｃｅを注入する。本明細書では、いずれの場合でも、細胞Ｃｅ注入する位置を、細胞塊２００の「内部」と称する。
【0069】
細胞注入装置１の動作を開始する前に、作業者は、まず、細胞塊２００に注入するための細胞Ｃｅが液体培地Ｄ内に複数含まれる細胞懸濁ドロップＤｓと、細胞回収補助治具２４が液体培地Ｄ内に配置された培地排出用ドロップＤｍと、細胞塊２００が液体培地Ｄ内に含まれる細胞注入用ドロップＤｉと、が収容された試料保持部材２２を、試料ステージ２０に載置する。この際、細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６の面方向がＹ－Ｚ平面に平行になるように配置する。なお、培地排出用ドロップＤｍは、細胞懸濁ドロップＤｓと兼用であってもよい。すなわち、細胞懸濁ドロップＤｓの一部分に細胞回収補助治具２４を配置して、液体培地Ｄを排出するための領域として使用してもよい。
【0070】
作業者は、次に、ジョイスティック１１４を操作して、図１に示すカメラ１４の視野内に、第１ピペット６０及び第２ピペット９０を配置する。ここで、第１ピペット６０の先端の高さは試料保持部材２２の底面よりわずかに上の位置とする。作業者は、次に、顕微鏡１２の焦点合わせ機構１６（図５参照）を用いて、焦点を第１ピペット６０に合わせる。
【0071】
作業者は、焦点を第１ピペット６０に合わせた状態で、焦点が合うように第２ピペット９０の高さを調整する。作業者は、次に、試料保持部材２２内の細胞懸濁ドロップＤｓ、培地排出用ドロップＤｍ、及び細胞注入用ドロップＤｉの周辺を、カメラ１４の視野と重なるように試料ステージ２０を移動させる。
【0072】
図６及び図７に示すように、ステップＳ１では、細胞懸濁ドロップＤｓの内部において、先端の開口９０ａが細胞Ｃｅに近接する位置へ、第２ピペット９０を移動させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０の先端が細胞懸濁ドロップＤｓの内部において細胞Ｃｅに近接する位置へ移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第２ピペット９０は、先端の開口９０ａが、細胞Ｃｅの１つに対向する位置に移動する。
【0073】
図６及び図８に示すように、ステップＳ２では、注入ポンプ９２を陰圧に駆動し、第２ピペット９０の内部を陰圧にさせて、複数の細胞Ｃｅを回収する。具体的には、作業者は、注入ポンプインターフェース１２０を操作して、コントローラ１００に注入ポンプ９２を陰圧に駆動するための圧力制御信号ＶＰ２を供給させる。これにより、第２ピペット９０の内部が減圧されることで、先端の開口９０ａから内部に複数の細胞Ｃｅが引き込まれて回収される。この際、第２ピペット９０の内部に、複数の細胞Ｃｅとともに液体培地Ｄが回収されるため、隣接する細胞Ｃｅ間の隙間が大きくなる。所定数の細胞Ｃｅを回収した後は、注入ポンプ９２の圧力を基準値に戻し、回収した細胞Ｃｅを第２ピペット９０の内部に保持させる。
【0074】
図６及び図９に示すように、ステップＳ３では、培地排出用ドロップＤｍの内部において、先端の開口９０ａが細胞回収補助治具２４に接触する位置へ、第２ピペット９０を移動させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０の先端が培地排出用ドロップＤｍの内部において細胞回収補助治具２４に接触する位置へ移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。
【0075】
この際、細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６がＹ－Ｚ平面上に配置され、第２ピペット９０の軸方向がＸ軸方向に平行であるため、第２ピペット９０は、先端の開口９０ａが、細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６の面方向に対して垂直方向に押し付けられる位置に移動する。なお、第２ピペット９０の先端が接触する位置は、培地排出用ドロップＤｍに浸漬されているものとする。
【0076】
図６及び図１０に示すように、ステップＳ４では、注入ポンプ９２を陽圧に駆動し、第２ピペット９０の内部を陽圧にさせて、細胞回収補助治具２４を介して液体培地Ｄを排出させる。具体的には、作業者は、注入ポンプインターフェース１２０を操作して、コントローラ１００に注入ポンプ９２を陽圧に駆動するための圧力制御信号ＶＰ２を供給させる。これにより、第２ピペット９０の内部が加圧されることで、先端の開口９０ａに向かって内部の複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄが送り出される。
【0077】
この際、開口９０ａに最も近い細胞Ｃｅは、細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６に堰き止められて開口９０ａより内部に留まる。また、他の細胞Ｃｅは、開口９０ａ側に隣接する細胞Ｃｅに堰き止められて、第２ピペット９０の内部に留まる。一方で、液体培地Ｄは、細胞Ｃｅ間及び細胞Ｃｅと第２ピペット９０の内周との間を通り、フィルタ部２６の目の隙間を通って、細胞回収補助治具２４より第２ピペット９０とは反対側に排出される。これにより、ステップＳ２において第２ピペット９０の内部に回収された複数の細胞Ｃｅは、数珠繋がり状に整列される。
【0078】
ステップＳ４では、例えば、顕微鏡１２を通してカメラ１４で撮像した第２ピペット９０の内部の細胞Ｃｅの撮像画像に基づいて、整列した状態の細胞Ｃｅの中心間距離が所定の範囲内となるまで液体培地Ｄを排出するようにしてもよい。
【0079】
具体的には、まず、細胞Ｃｅが内包される部分の第２ピペット９０をカメラ１４により撮像し、この画像データを、画像入力部１０２から画像信号として画像処理部１０４に送る。画像データは、第２ピペット９０の軸方向に直交する方向から撮像したものであることが好ましい。画像処理部１０４は、第２ピペット９０に内包される細胞Ｃｅの位置及び外形が検出できるよう、二値化処理、フィルタ処理、エッジ抽出処理及びパターンマッチングを行う。その処理結果に基づいて位置検出部１０８は、各々の細胞Ｃｅの中心位置を検出する。
【0080】
更に、演算部１１０は、各々の細胞Ｃｅの中心位置に基づいて、細胞Ｃｅの中心間距離の平均値を算出し、算出値が所定の範囲内か否かを判断する。このような画像検知を所定周期で実行し、整列した状態の細胞Ｃｅの中心間距離が所定の範囲内となるまで液体培地Ｄを排出する。所定の範囲内は、例えば、細胞Ｃｅの直径の平均値の１００％以上２００％以下である。液体培地Ｄを排出した後は、注入ポンプ９２の圧力を基準値に戻し、数珠繋がり状に整列された細胞Ｃｅを第２ピペット９０の先端近傍に保持させる。
【0081】
図６及び図１１に示すように、ステップＳ５では、細胞注入用ドロップＤｉの内部において、先端の開口６０ａ、９０ａが細胞塊２００を挟んで対向する位置へ、第１ピペット６０及び第２ピペット９０を移動させる。具体的には、作業者は、まず、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第１マニピュレータ３０の駆動装置３６、３８を駆動させ、第１ピペット６０の先端の開口６０ａが細胞注入用ドロップＤｉの内部において細胞塊２００に近接する位置へ移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第１ピペット６０は、先端の開口６０ａが、細胞塊２００に対向する位置に移動する。
【0082】
作業者は、次に、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０の先端の開口９０ａが細胞注入用ドロップＤｉの内部において第１ピペット６０と反対側から細胞塊２００に近接する位置へ移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第２ピペット９０は、先端の開口９０ａが、細胞塊２００に対向する位置に移動する。
【0083】
図６及び図１２に示すように、ステップＳ６では、シリンジポンプ６２を陰圧に駆動し、第１ピペット６０で細胞塊２００を吸引保持させる。具体的には、作業者は、まず、シリンジポンプインターフェース１１８を操作して、コントローラ１００にシリンジポンプ６２を陰圧に駆動するための圧力制御信号ＶＰ１を供給させる。これにより、第１ピペット６０の内部が減圧されて、開口６０ａから細胞塊２００が吸引され、細胞塊２００が第１ピペット６０の先端に吸引保持される。
【0084】
図６及び図１３に示すように、ステップＳ７では、第２ピペット９０を軸方向に移動させ、先端を細胞塊２００の内部へ挿入させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０が細胞塊２００に向かって前進するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第２ピペット９０の先端で細胞塊２００が穿孔され、先端の開口９０ａが細胞塊２００の内部へ挿入される。
【0085】
図６及び図１４に示すように、ステップＳ８では、注入ポンプ９２を陽圧に駆動し、第２ピペット９０の内部を陽圧にさせて、細胞Ｃｅを細胞塊２００の内部へ吐出させる。具体的には、作業者は、注入ポンプインターフェース１２０を操作して、コントローラ１００に注入ポンプ９２を陽圧に駆動するための圧力制御信号ＶＰ２を供給させる。この際、整列した状態の細胞Ｃｅの中心間距離に基づいて、注入ポンプ９２の圧力値及び持続時間を決定し、送り量を制御することができる。これにより、第２ピペット９０の内部が加圧されることで、内包された細胞Ｃｅが、先端の開口９０ａを通って細胞塊２００の内部へ吐出される。
【0086】
細胞塊２００の内部へ細胞Ｃｅを吐出した後、作業者は、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０を細胞塊２００から抜き、所定の初期位置に移動させるための駆動信号ＶＸＹ、ＶＺを供給させる。これにより、第２ピペット９０は、所定の初期位置に戻る。なお、第２ピペット９０による穿孔で開いた細胞塊２００の孔は、細胞塊２００を構成する細胞が成長することにより数時間～数日程度で閉塞する。
【0087】
また、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第１マニピュレータ３０の駆動装置３６、３８を駆動させ、処理済みの細胞塊２００を載置する所定の位置に第１ピペット６０が吸引保持する細胞塊２００を移動させるための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第１ピペット６０は、先端が、処理済みの細胞塊２００を載置する所定の位置に移動する。
【0088】
作業者は、次に、シリンジポンプインターフェース１１８を操作して、コントローラ１００にシリンジポンプ６２を陽圧に駆動するための圧力制御信号ＶＰ１を供給させる。これにより、第１ピペット６０の内部が加圧されて、細胞塊２００への吸引が解除され、細胞塊２００が第１ピペット６０の先端の開口６０ａから離れる。作業者は、次に、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第１マニピュレータ３０の駆動装置３６、３８を駆動させ、第１ピペット６０を所定の初期位置に移動させるための駆動信号ＶＸＹ、ＶＺを供給させる。これにより、第１ピペット６０は、所定の初期位置に戻る。
【0089】
次に、細胞注入装置１の駆動方法において、第２ピペット９０の先端の開口９０ａを細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６に押し付ける動作、すなわち図６に示すステップＳ３について、より詳細に説明する。図１５は、図１に示す細胞注入装置１の動作の一例を示すフローチャート図である。図１６は、図１５に示す第２ピペット９０の挙動を説明するための説明図である。
【0090】
図１５に示すように、ステップＳ３－１では、培地排出用ドロップＤｍの内部において、先端の開口９０ａが細胞回収補助治具２４に対向する所定の準備位置へ、第２ピペット９０を移動させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６、７８を駆動させ、第２ピペット９０の先端が培地排出用ドロップＤｍの内部において細胞回収補助治具２４のフィルタ部２６に対して、Ｘ軸方向に対向する所定の準備位置へ移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。所定の準備位置とフィルタ部２６との間の距離は、少なくとも細胞Ｃｅの直径の平均値より大きい。
【0091】
ステップＳ３－２では、第２ピペット９０を細胞回収補助治具２４の方向へ微小駆動させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６を駆動させ、第２ピペット９０がＸ軸方向に変位（－ｄＸ）移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第２ピペット９０の先端が、フィルタ部２６に対してｄＸ接近する。すなわち、第２ピペット９０の先端のＸ座標は、Ｘ＝Ｘ－ｄＸに更新される。変位ｄＸは、細胞Ｃｅの直径の平均値より小さい値に設定される。
【0092】
ステップＳ３－３では、第２ピペット９０の先端を含む所定領域の画像データを取得する。具体的には、コントローラ１００は、カメラ１４から第２ピペット９０の先端を含む所定領域の画像信号ＶＰＩＸを、画像入力部１０２を介して取得する。
【0093】
ステップＳ３－４では、画像処理シーケンスより第２ピペット９０の外形を検出する。具体的には、コントローラ１００の画像処理部１０４は、画像入力部１０２から画像信号を受け取って、画像処理を行う。画像処理部１０４は、例えば、画像入力部１０２から受け取った画像信号をグレースケール化して、グレースケール画像に基づいてエッジ抽出処理やパターンマッチングを行う。これにより、第２ピペット９０の外形の形状を検出する。
【0094】
ステップＳ３－５では、第２ピペット９０にたわみがあるか否かを判断する。具体的には、コントローラ１００の演算部１１０は、画像データから検出した第２ピペット９０の外形の形状に基づいて、第２ピペット９０が所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断する。図１６に示すように、第２ピペット９０は、先端がフィルタ部２６に接触した状態から押し付けるように移動すると、両端部がフィルタ部２６と第１ピペット保持部材４０（図１参照）とに挟まれて、たわみが生じる。
【0095】
演算部１１０は、例えば、たわんでいない状態の第２ピペット９０の外形と、取得した画像データにおける第２ピペット９０の外形と、がＹ軸方向に所定量以上ずれている場合、所定のたわみ量以上にたわんでいると判断する。所定のたわみ量以上にたわんでいないと判断された場合（ステップＳ３－５；Ｎｏ）、ステップＳ３－２に戻り、ステップＳ３－５でＹｅｓと判断されるまで、ステップＳ３－２からステップＳ３－５までを繰り返し実行する。第２ピペット９０が所定のたわみ量以上にたわんでいると判断された場合（ステップＳ３－５；Ｙｅｓ）、ステップＳ３－６に移行する。
【0096】
ステップＳ３－６では、第２ピペット９０を細胞回収補助治具２４と反対側へ微小駆動させる。具体的には、作業者は、ジョイスティック１１４を操作して、コントローラ１００に第２マニピュレータ７０の駆動装置７６を駆動させ、第２ピペット９０がＸ軸方向に変位（＋ｄＸ）移動するための駆動信号ＶＸＹを供給させる。これにより、第２ピペット９０の先端が、フィルタ部２６に対してｄＸ離隔する。すなわち、第２ピペット９０の先端のＸ座標は、Ｘ＝Ｘ＋ｄＸに更新される。
【0097】
このように、第２ピペット９０を所定距離（ｄＸ）ずつフィルタ部２６に接近させ、第２ピペット９０がたわんだ位置から一段階戻した位置、すなわち所定距離（ｄＸ）離隔させた位置を、第２ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた位置とする。ステップＳ３－６を実行した後は、図１５に示す処理を終了し、図６に示すステップＳ４に移行する。
【0098】
以上説明したように、実施形態の細胞注入装置１は、細胞塊２００を構成する細胞とは異なる細胞を示す細胞Ｃｅ（外来細胞）を複数内包する液体培地Ｄが収容される試料保持部材２２と、細胞Ｃｅを通過させず液体培地Ｄを通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部２６を含む細胞回収補助治具２４と、細胞塊２００を保持可能な第１ピペット６０（保持用治具）を備える第１マニピュレータ３０（保持用マニピュレータ）と、細胞塊２００の内部へ先端を挿入可能であって、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを先端の開口９０ａから回収可能かつ吐出可能な第２ピペット９０（注入用ピペット）を備える第２マニピュレータ７０（操作用マニピュレータ）と、第２ピペット９０と接続して第２ピペット９０の内部圧力を調整可能な注入ポンプ９２と、各部を制御するコントローラ１００と、を備え、コントローラ１００は、第２ピペット９０の内部を陰圧にすることで複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを第２ピペット９０の内部に回収させた後、第２ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた状態で第２ピペット９０の内部を陽圧にすることでフィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出させ、第２ピペット９０の内部の細胞Ｃｅを数珠繋がり状に整列させる。
【0099】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）によって細胞塊２００の内部に細胞Ｃｅ（外来細胞）を注入する前に、余分な液体培地Ｄを第２ピペット９０の内部から排出することができるので、余分な液体培地Ｄを細胞塊２００の内部に注入することを抑制することができる。また、細胞Ｃｅを第２ピペット９０に回収した後に液体培地Ｄのみ排出することで数珠繋がり状に整列させることができるため、液体培地Ｄごと細胞Ｃｅを吸引してもよく、注入ポンプ９２によって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、フィルタ部２６によって第２ピペット９０の開口９０ａを閉塞した状態で第２ピペット９０の内部を陽圧にすることで、細胞Ｃｅを第２ピペット９０の内部に残したまま液体培地Ｄのみを排出できるため、同様に、注入ポンプ９２によって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、余分な液体培地Ｄを排出することで、第２ピペット９０の内部で細胞Ｃｅが数珠繋がり状に整列されるため、１つずつ細胞Ｃｅを吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプ９２の制御が容易となる。したがって、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊２００の内部に細胞Ｃｅを安定して注入することができる。
【0100】
また、実施形態の細胞注入装置１は、第２ピペット９０（注入用ピペット）の内部の細胞Ｃｅ（外来細胞）を撮像可能な顕微鏡ユニット１０（撮像部）を更に備え、コントローラ１００は、顕微鏡ユニット１０の画像データに基づいて、数珠繋がり状に整列された細胞Ｃｅの中心間距離を取得し、中心間距離が細胞Ｃｅの直径の平均値の１００％以上２００％以下になるまでフィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出させる。
【0101】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）の内部において定量的に細胞Ｃｅ（外来細胞）を整列させることができるため、１つずつ細胞Ｃｅを吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプ９２の制御が容易となる。
【0102】
また、実施形態の細胞注入装置１は、第２ピペット９０（注入用ピペット）の外形を撮像可能な顕微鏡ユニット１０（撮像部）を更に備え、コントローラ１００は、第２ピペット９０を、フィルタ部２６に対向した所定の準備位置から、細胞Ｃｅ（外来細胞）の直径より小さい所定距離（ｄＸ）ずつフィルタ部２６に近接させ、顕微鏡ユニット１０の画像データに基づいて、第２ピペット９０が所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断し、所定のたわみ量以上にたわんだ位置から所定距離離隔させた位置を、第２ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた位置とする。
【0103】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）の先端の開口９０ａをフィルタ部２６によって閉塞できたか否かを定量的に判断することができるため、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞Ｃｅ（外来細胞）を第２ピペット９０の内部に残したまま液体培地Ｄのみを排出できる。
【0104】
また、実施形態の細胞回収補助治具２４は、細胞注入装置１が備える細胞回収補助治具２４であって、一方の面が第２ピペット９０（注入用ピペット）の開口９０ａの外縁形状に沿う板状のフィルタ部２６と、フィルタ部２６を保持して試料保持部材２２に固定され、第２ピペット９０の先端が挿入可能な溝部２８ａが形成されるフィルタ保持部２８と、を備える。
【0105】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）の先端の開口９０ａをフィルタ部２６によって閉塞させる際に、第２ピペット９０の先端を溝部２８ａに挿入することで、先端がフィルタ部２６の面方向に予期せずずれることを抑制できる。また、第２ピペット９０の開口９０ａとフィルタ部２６との間に僅かな隙間があったとしても、溝部２８ａによって細胞Ｃｅ（外来細胞）が予期せず流出することを抑制することができる。このため、安定的に細胞Ｃｅを第２ピペット９０の内部に残したまま液体培地Ｄのみを排出できる。
【0106】
また、実施形態の細胞回収方法は、細胞塊２００を構成する細胞とは異なる細胞を示す細胞Ｃｅ（外来細胞）を複数内包する液体培地Ｄが収容される試料保持部材２２と、細胞Ｃｅを通過させず液体培地Ｄを通過させる大きさの気泡を有するフィルタ部２６を含む細胞回収補助治具２４と、細胞塊２００の内部へ先端を挿入可能であって、複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを先端の開口９０ａから回収可能かつ吐出可能な第２ピペット９０（注入用ピペット）を備える第２マニピュレータ７０（操作用マニピュレータ）と、第２ピペット９０と接続して第２ピペット９０の内部圧力を調整可能な注入ポンプ９２と、を備える細胞注入装置１において細胞Ｃｅを回収する細胞回収方法であって、第２ピペット９０の内部を陰圧にすることで複数の細胞Ｃｅ及び液体培地Ｄを第２ピペット９０の内部に回収させる回収ステップ（ステップＳ２）と、第２ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付ける押し付けステップ（ステップＳ３）と、押し付けステップの後、第２ピペット９０の内部を陽圧にすることでフィルタ部２６を介して液体培地Ｄを排出させる培地排出ステップ（ステップＳ４）と、を含む。
【0107】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）によって細胞塊２００の内部に細胞Ｃｅ（外来細胞）を注入する前に、余分な液体培地Ｄを第２ピペット９０の内部から排出することができるので、余分な液体培地Ｄを細胞塊２００の内部に注入することを抑制することができる。また、細胞Ｃｅを第２ピペット９０に回収した後に液体培地Ｄのみ排出することで数珠繋がり状に整列させることができるため、液体培地Ｄごと細胞Ｃｅを吸引してもよく、注入ポンプ９２によって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、フィルタ部２６によって第２ピペット９０の開口９０ａを閉塞した状態で第２ピペット９０の内部を陽圧にすることで、細胞Ｃｅを第２ピペット９０の内部に残したまま液体培地Ｄのみを排出できるため、同様に、注入ポンプ９２によって微量な流量を正確に制御する必要がない。また、余分な液体培地Ｄを排出することで、第２ピペット９０の内部で細胞Ｃｅが数珠繋がり状に整列されるため、１つずつ細胞Ｃｅを吐出させる際の送り量を均一にすることができ、注入ポンプ９２の制御が容易となる。したがって、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞塊２００の内部に細胞Ｃｅを安定して注入することができる。
【0108】
また、実施形態の細胞回収方法において、細胞注入装置１は、第２ピペット９０（注入用ピペット）の外形を撮像可能な顕微鏡ユニット１０（撮像部）を更に備え、押し付けステップ（ステップＳ３）は、第２ピペット９０を、フィルタ部２６に対向した所定の準備位置に移動させるステップＳ３－１と、第２ピペット９０を、準備位置から細胞Ｃｅ（外来細胞）の直径より小さい所定距離（ｄＸ）ずつフィルタ部２６に近接させるステップＳ３－２と、第２ピペット９０の外形を撮像するステップＳ３－３と、顕微鏡ユニット１０の画像データに基づいて、第２ピペット９０が所定のたわみ量以上にたわんだか否かを判断するステップＳ３－５と、所定のたわみ量以上にたわんだ場合、第２ピペット９０を、所定距離離隔させた位置を第２ピペット９０の先端の開口９０ａをフィルタ部２６に押し付けた位置とするステップＳ３－６と、を含む。
【0109】
これによれば、第２ピペット９０（注入用ピペット）の先端の開口９０ａをフィルタ部２６によって閉塞できたか否かを定量的に判断することができるため、作業者の熟練度及び技術によらず、細胞Ｃｅ（外来細胞）を第２ピペット９０の内部に残したまま液体培地Ｄのみを排出できる。
【0110】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、細胞回収方法では、多数の細胞Ｃｅを回収するため、細胞注入装置１の細胞回収補助治具２４を用いて液体培地Ｄを流出させる際に、第２ピペット９０の内部に回収した複数の細胞Ｃｅのうちフィルタ部２６のメッシュサイズ以下の細胞Ｃｅが流出してしまってもよい。
【符号の説明】
【0111】
１ 細胞注入装置
１０ 顕微鏡ユニット
１２ 顕微鏡
１４ カメラ
１６ 焦点合わせ機構
２０ 試料ステージ
２２ 試料保持部材
２４ 細胞回収補助治具
２６ フィルタ部
２８ フィルタ保持部
２８ａ 溝部
３０ 第１マニピュレータ
３２ Ｘ－Ｙ軸テーブル
３４ Ｚ軸テーブル
３６、３８ 駆動装置（第１駆動装置）
４０ 第１ピペット保持部材
４２、８２ 微動機構
４４ 圧電アクチュエータ
４６ ハウジング
４８ 転がり軸受
４８ａ 内輪
４８ｂ 外輪
４８ｃ ボール
５０ 中空部材
５０ａ フランジ部
５２ ロックナット
５４ スペーサ
５６ 圧電素子
５８ 蓋
６０ 第１ピペット
６０ａ 開口
６２ シリンジポンプ
７０ 第２マニピュレータ
７２ Ｘ－Ｙ軸テーブル
７４ Ｚ軸テーブル
７６、７８ 駆動装置
８０ 第２ピペット保持部材
９０ 第２ピペット
９０ａ 開口
９０ｂ 押し付け部
９２ 注入ポンプ
１００ コントローラ（制御装置）
１０２ 画像入力部
１０４ 画像処理部
１０６ 画像出力部
１０８ 位置検出部
１１０ 演算部
１１２ 記憶部
１１４ ジョイスティック
１１４ａ 基台
１１４ｂ ハンドル部
１１４ｃ ボタン
１１６ 入力部
１１８ シリンジポンプインターフェース
１２０ 注入ポンプインターフェース
１１８ａ、１２０ａ 操作ノブ
１２２ 表示部
２００ 細胞塊
Ｃｅ 細胞（外来細胞）
Ｄ 液体培地
Ｄｓ 細胞懸濁ドロップ
Ｄｍ 培地排出用ドロップ
Ｄｉ 細胞注入用ドロップ
ＶＸＹ、ＶＺ 駆動信号
ＶＮ ナノポジショナ制御信号
ＶＰ１、ＶＰ２ 圧力制御信号
ＶＰＩＸ 画像信号
１０ 顕微鏡ユニット
１２ 顕微鏡
１４ カメラ
１６ 焦点合わせ機構
２０ 試料ステージ
２２ 試料保持部材
２４ 細胞回収補助治具
２６ フィルタ部
２８ フィルタ保持部
２８ａ 溝部
３０ 第１マニピュレータ
３２ Ｘ－Ｙ軸テーブル
３４ Ｚ軸テーブル
３６、３８ 駆動装置（第１駆動装置）
４０ 第１ピペット保持部材
４２、８２ 微動機構
４４ 圧電アクチュエータ
４６ ハウジング
４８ 転がり軸受
４８ａ 内輪
４８ｂ 外輪
４８ｃ ボール
５０ 中空部材
５０ａ フランジ部
５２ ロックナット
５４ スペーサ
５６ 圧電素子
５８ 蓋
６０ 第１ピペット
６０ａ 開口
６２ シリンジポンプ
７０ 第２マニピュレータ
７２ Ｘ－Ｙ軸テーブル
７４ Ｚ軸テーブル
７６、７８ 駆動装置
８０ 第２ピペット保持部材
９０ 第２ピペット
９０ａ 開口
９０ｂ 押し付け部
９２ 注入ポンプ
１００ コントローラ（制御装置）
１０２ 画像入力部
１０４ 画像処理部
１０６ 画像出力部
１０８ 位置検出部
１１０ 演算部
１１２ 記憶部
１１４ ジョイスティック
１１４ａ 基台
１１４ｂ ハンドル部
１１４ｃ ボタン
１１６ 入力部
１１８ シリンジポンプインターフェース
１２０ 注入ポンプインターフェース
１１８ａ、１２０ａ 操作ノブ
１２２ 表示部
２００ 細胞塊
Ｃｅ 細胞（外来細胞）
Ｄ 液体培地
Ｄｓ 細胞懸濁ドロップ
Ｄｍ 培地排出用ドロップ
Ｄｉ 細胞注入用ドロップ
ＶＸＹ、ＶＺ 駆動信号
ＶＮ ナノポジショナ制御信号
ＶＰ１、ＶＰ２ 圧力制御信号
ＶＰＩＸ 画像信号
【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】