特許 7287427 細胞吸引支援装置および細胞吸引支援装置の制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-05-29

(45)【発行日】2023-06-06

(54)【発明の名称】細胞吸引支援装置および細胞吸引支援装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/26 20060101AFI20230530BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

C12M1/26

C12M1/34 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021150069

(22)【出願日】2021-09-15

(62)【分割の表示】P 2017169132の分割

【原出願日】2017-09-04

(65)【公開番号】P2021184769

(43)【公開日】2021-12-09

【審査請求日】2021-09-15

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(72)【発明者】

【氏名】平井 智子

【審査官】福間 信子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００９／１１４９２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０５８３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０００００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７４５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２４４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１２０１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器に収納された組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つである試料を吸引する管状の吸引チップと、
前記吸引チップの先端から前記試料を吸引する吸引部と、
前記試料を撮影する撮影部と、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の高さ方向の極大位置に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出し、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて、前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出し、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御した後、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する制御部と、
を備える細胞吸引支援装置。

【請求項2】

前記制御部は、
吸引対象である前記試料の高さ方向の極大位置から所定の高さだけ低い位置に前記吸引チップの高さを制御する、
請求項１に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記試料において吸引を開始する吸引開始位置毎、または、前記試料毎に、前記試料の高さに関する情報を検出する
請求項１または請求項２に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記撮影部によって吸引対象である前記試料の他の画像を撮影して吸引作業を継続すると判別した場合、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の一部に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出し、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて、前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出し、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御した後、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させる吸引処理を繰り返し、
前記制御部は、前記撮影部によって吸引対象である前記試料の他の画像を撮影して吸引作業を継続しないと判別した場合、前記吸引処理を終了する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料に対応する吸引時間に関する情報と吸引圧力に関する情報に応じて、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する
請求項１に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項6】

吸引対象である前記試料を吸引する条件を自動的に設定するか手動で設定するかを選択する操作部と、
前記吸引チップによる吸引時間を設定する吸引時間設定部と、
前記吸引チップによる吸引圧力を設定する吸引圧力設定部と、
前記撮影部によって撮影された画像を表示する画像表示部と、
を備え、
前記制御部は、
前記操作部が操作された結果が吸引対象である前記試料を吸引する条件を手動で設定する場合に、前記吸引時間設定部によって設定された前記吸引時間を示す情報を取得し、前記吸引圧力設定部によって設定された前記吸引圧力を示す情報を取得し、取得した前記吸引時間を示す情報と前記吸引圧力を示す情報に応じて、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記吸引時間設定部によって設定された前記吸引時間を示す情報と、前記吸引圧力設定部によって設定された前記吸引圧力を示す情報とを、吸引対象の試料に対応づけて記憶させる、請求項６に記載の細胞吸引支援装置。

【請求項8】

容器に収納された組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つである試料を吸引する管状の吸引チップと、前記吸引チップの先端から前記試料を吸引する吸引部を有する細胞吸引支援装置の制御方法であって、
撮影部が、前記試料を撮影する撮影手順と、
制御部が、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の高さ方向の極大位置に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出する試料高さ検出手順と、
制御部が、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出するチップ先端高さ検出手順と、
制御部が、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御する相対位置制御手順と、
制御部が、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する制御手順と、
を含む細胞吸引支援装置の制御方法。

【請求項9】

前記試料を吸引した後、他の画像を撮影して吸引作業を継続するか否かを判別する手順を含み、
吸引作業を継続すると判別した場合に、前記撮影手順と前記試料高さ検出手順と前記チップ先端高さ検出手順と前記相対位置制御手順と前記制御手順とを、吸引を開始する吸引開始位置毎、または、前記試料毎に行う手順
を含む請求項８に記載の細胞吸引支援装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞吸引支援装置および細胞吸引支援装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

生命システムの研究等においては、細胞培養ウェル内の多くの細胞の中から特徴的な細胞を特定し、その細胞あるいはその細胞の成分を吸引する作業が頻繁に行なわれる。例えば、新たな薬剤を発見したり設計したりする創薬プロセスにおいては、多数の候補化合物の中から、薬効・活性を示すものを探し出す創薬スクリーニング工程が行なわれる。この工程においては、候補化合物が与えられた細胞培養ウェル内の細胞群から、著しく特異な変化を示す細胞を選び出し、その細胞あるいは細胞成分を吸引し、質量分析等の解析が行なわれる。

【0003】

細胞を吸引する場合には、例えば、吸引チップを装着した吸引ピペットや分注装置を用いて、顕微鏡で吸引対象の細胞を確認しながら細胞吸引作業を行なう。細胞成分を吸引する場合には、例えば、ナノスプレーチップと呼ばれる微細なチップを用いて、顕微鏡で吸引対象の細胞を確認しながら細胞成分吸引作業を行なう。

【0004】

また、細胞培養ウェル内の特定の細胞あるいは細胞成分を吸引して解析を行なう作業とは別に、細胞培養ウェル内の大量の細胞の顕微鏡画像を撮影し、画像処理を行なうことで、個々の細胞を識別し、それぞれの細胞の大きさや明るさ等の特徴量をリアルタイムで算出する細胞解析システムが実用化されている。

【0005】

細胞解析システムでは、算出した特徴量に基づいて、特徴的な細胞を検出したり、経時的変化を観察することができる。また、細胞解析システムでは、各細胞の特徴量をヒストグラムや散布図で表わしたり、リスト表示することも行なわれている。

【0006】

細胞や細胞成分を吸引する作業は、個々の細胞を目視しながら、分析対象とする細胞を選定して吸引を行なうため、大量の細胞を処理する場合は非常に手間がかかり、オペレータの負担が大きかった。
これに対して、特許文献１には、大量の細胞の中から分析対象の候補となる細胞を簡易に検出し、即座に吸引作業を行なえる細胞吸引支援システムが開示されている。特許文献１に記載の発明では、試料の共焦点画像を取得し、取得した画像上で吸引箇所を選択すると、マイクロプレートが置かれているＸＹステージ上において自動的にｘｙ平面における選択位置に吸引用のチップを移動させて、設定された条件で吸引を行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６０６６１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の細胞解析システムの主な使用目的が細胞の一部の吸引であったため、吸引量の再現性をもたせるために吸引圧力や吸引時間を同一条件に設定していた。しかしながら、細胞の大きさや厚さなどは細胞毎や吸引位置毎に異なっているため、それらを考慮せずに吸引量の再現性をもたせるために吸引圧力や吸引時間を同一条件に設定した場合、吸引時に細胞にダメージを与える場合があった。

【0009】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、細胞にダメージを低減することができる細胞吸引支援装置および細胞吸引支援装置の制御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】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置（１）は、容器（細胞培養ウェルプレート３）に収納された組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つである試料を吸引する管状の吸引チップ（７０）と、前記吸引チップの先端から前記試料を吸引する吸引部（２０）と、前記試料を撮影する撮影部（１０３）と、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の一部に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出し、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて、前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出し、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御した後、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する制御部（３０）と、を備える。

【0011】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の高さ方向の極大位置に焦点を合わせることで所定の高さ低い位置を前記試料の高さに関する情報として検出するようにしてもよい。

【0012】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、吸引対象である前記試料の高さ方向の極大位置から所定の高さ低い位置の位置に前記吸引チップの高さを制御するようにしてもよい。

【0013】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、前記試料において吸引を開始する吸引開始位置毎、または、前記試料毎に、前記試料の高さに関する情報を検出するようにしてもよい。

【0014】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、前記撮影部によって吸引対象である前記試料の他の画像を撮影して吸引作業を継続すると判別した場合、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の一部に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出し、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて、前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出し、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御した後、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させる吸引処理を繰り返し、前記制御部は、前記撮影部によって吸引対象である前記試料の他の画像を撮影して吸引作業を継続しないと判別した場合、前記吸引処理を終了するようにしてもよい。

【0015】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料に対応する吸引時間に関する情報と吸引圧力に関する情報に応じて、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御するようにしてもよい。

【0016】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、吸引対象である前記試料を吸引する条件を自動的に設定するか手動で設定するかを選択する操作部（３５）と、前記吸引チップによる吸引時間を設定する吸引時間設定部（５５）と、前記吸引チップによる吸引圧力を設定する吸引圧力設定部（５０）と、前記撮影部によって撮影された画像を表示する画像表示部と、を備え、前記制御部は、前記操作部が操作された結果が吸引対象である前記試料を吸引する条件を手動で設定する場合に、前記吸引時間設定部によって設定された前記吸引時間を示す情報を取得し、前記吸引圧力設定部によって設定された前記吸引圧力を示す情報を取得し、取得した前記吸引時間を示す情報と前記吸引圧力を示す情報に応じて、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御するようにしてもよい。

【0017】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置において、前記制御部は、前記吸引時間設定部によって設定された前記吸引時間を示す情報と、前記吸引圧力設定部によって設定された前記吸引圧力を示す情報とを、吸引対象の試料に対応づけて記憶させるようにしてもよい。

【0018】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る細胞吸引支援装置の制御方法は、容器に収納された組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つである試料を吸引する管状の吸引チップと、前記吸引チップの先端から前記試料を吸引する吸引部を有する細胞吸引支援装置の制御方法であって、撮影部が、前記試料を撮影する撮影手順と、制御部が、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて吸引対象である前記試料の一部に焦点を合わせることで前記試料の高さに関する情報を検出する試料高さ検出手順と、制御部が、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報を検出するチップ先端高さ検出手順と、制御部が、検出した前記試料の高さに関する情報と前記吸引チップの先端の高さ方向に関する情報とに基づいて、前記試料に対する前記吸引チップの高さ方向の相対位置を制御する相対位置制御手順と、制御部が、前記吸引チップによって吸引対象である前記試料を吸引させるように制御する制御手順と、を含む。

【0019】

また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援方法において、前記試料を吸引した後、他の画像を撮影して吸引作業を継続するか否かを判別する手順を含み、吸引作業を継続すると判別した場合に、前記撮影手順と前記試料高さ検出手順と前記チップ先端高さ検出手順と前記相対位置制御手順と前記制御手順とを、吸引を開始する吸引開始位置毎、または、前記試料毎に行う手順を含むようにしてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、細胞にダメージを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る細胞吸引支援装置の構成例を示す図である。

【図2】本実施形態に係るＸＹステージ上に置かれているマイクロプレート、細胞培養ウェルプレートの一例を示す図である。

【図3】撮影部が撮影した画像の一例を示す図である。

【図4】細胞に対して吸引チップの位置が浅い例を示す図である。

【図5】細胞に対して吸引チップの位置が深い例を示す図である。

【図6】細胞に対して吸引チップの位置が最適な例を示す図である。

【図7】本実施形態に係る細胞のｚ軸方向の高さ情報を得る処理例を説明する図である。

【図8】チップ位置測定の原理を示す図である。

【図9】観測される画像とチップ位置との関係を示す図である。

【図10】本実施形態に係る試料を吸引する際の処理手順例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各構成要素等を認識可能な大きさとするため、各構成要素等の縮尺を適宜変更している。

【0023】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る細胞吸引支援装置１の構成例を示す図である。図１に示すように、細胞吸引支援装置１は、画像取得・解析部１０、吸引部２０、制御部３０、操作部３５、画像表示部４０、吸引圧力設定部５０、吸引時間設定部５５、ＸＹＺステージ６０、吸引チップ７０、チップラック８０、および検体ラック９０を含んで構成される。

【0024】

画像取得・解析部１０は、顕微光学部１０１、共焦点走査部１０２、撮影部１０３、蛍光用光源１０４、明視野照明１０５、およびＸＹステージ１０６を備えている。
また、制御部３０は、受付部３０１、画像取得部３０２、画像処理部３０３、記憶部３０４、動作制御部３０５、および表示制御部３０６を備えている。

【0025】

細胞吸引支援装置１は、細胞培養ウェルプレート３内の細胞の画像を撮影し、撮影した画像を解析する。細胞吸引支援装置１は、解析した結果に基づいて、細胞または細胞成分の吸引処理を支援する。なお、図１において、ＸＹステージ１０６が移動する面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向とする。紙面の左右方向をｘ軸方向とし、奥行き方向をｙ軸方向とする。

【0026】

吸引チップ７０は、例えば、吸引チップを装着した吸引ピペット、またはナノスプレーチップであり、細胞あるいは細胞成分を吸引するために用いられる。
チップラック８０には、細胞または細胞成分を吸引する前の吸引チップ７０が複数個配置されている。
検体ラック９０には、細胞または細胞成分を吸引した吸引チップ７０が格納される。なお、検体ラック９０が配置される空間には、温度や湿度を所定の値に保つインキュベーター（ｉｎｃｕｂａｔｏｒ）を備えていてもよい。

【0027】

ＸＹＺステージ６０は、細胞吸引支援装置１の筐体を含む。ＸＹＺステージ６０は、制御部３０の制御に応じて、動作が制御される。ＸＹＺステージ６０が駆動されることで、吸引部２０がｘｙ平面で移動し、ｚ軸方向に移動する。

【0028】

吸引部２０は、制御部３０の制御に応じて、チップラック８０に格納されている複数の吸引チップ７０のうち１つを吸引部２０に装着させる。吸引部２０は、制御部３０の制御に応じて、ＸＹステージ１０６上に載置されたマイクロプレート２上の細胞培養ウェルプレート３内の細胞または細胞成分を吸引する。吸引部２０は、制御部３０の制御に応じて、細胞または細胞成分を吸引した吸引チップ７０を、検体ラック９０の所定の位置に格納する。なお、吸引部２０は、ＸＹＺステージ６０の移動によってｘｙ平面で移動し、ｚ軸方向に移動する。

【0029】

操作部３５は、例えば、画像表示部４０上に設けられたタッチパネルセンサ、キーボード、機械式スイッチ、ボタン、マウス、タブレット等である。操作部３５は、操作者が操作した操作結果を検出して、検出結果を示す操作結果情報を制御部３０に出力する。操作結果情報には、吸引対象を示す情報が含まれている。操作者は、例えば、画像表示部４０に表示された撮影部１０３が撮影した画像を見て、その画像に対して吸引対象を、操作部３５を操作して指示する。また、操作結果情報には、吸引条件の設定を自動で行う自動吸引指示か吸引条件を手動で設定する手動吸引指示が含まれる。また、操作結果情報には、処理開始を指示する処理開始指示が含まれている。

【0030】

画像表示部４０は、画像取得・解析部１０が撮影した画像の表示、制御部３０が解析した解析結果の表示、操作入力に必要な情報の表示等を行う。画像表示部４０は、例えば液晶画像表示装置である。

【0031】

吸引圧力設定部５０は、操作者が設定した吸引圧力に関する吸引圧力情報を検出して、吸引圧力情報を制御部３０に出力する。なお、吸引圧力情報には、吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力が含まれている。吸引圧力設定部５０は、例えば、画像表示部４０上に設けられたタッチパネルセンサ、キーボード、機械式スイッチ、ボタン、ダイヤル、マウス、タブレット等である。なお、操作部３５は、吸引圧力設定部５０を兼用してもよい。

【0032】

吸引時間設定部５５は、操作者が設定した吸引時間に関する吸引時間情報を検出して、吸引時間情報を制御部３０に出力する。吸引時間設定部５５は、例えば、画像表示部４０上に設けられたタッチパネルセンサ、キーボード、機械式スイッチ、ボタン、ダイヤル、マウス、タブレット等である。なお、操作部３５は、吸引時間設定部５５を兼用してもよい。

【0033】

なお、操作者は、吸引条件を手動で調整または設定する場合に、吸引時間設定部５５と吸引圧力設定部５０を操作する。このため、吸引条件を自動で設定する場合は、制御部３０が吸引時間と吸引圧力それぞれを設定する。

【0034】

画像取得・解析部１０は、制御部３０の制御に応じて、ＸＹステージ１０６上に載置されたマイクロプレート２上の細胞培養ウェルプレート３内の細胞の画像を撮影し、撮影した画像を制御部３０に出力する。画像取得・解析部１０は、制御部３０の制御に応じて、ＸＹステージ１０６を駆動する。ＸＹステージ１０６に載置するのは、細胞培養容器であればよく、マイクロプレート２に限られず、細胞培養ディッシュ、カバーガラスチャンバ、シャーレ等であってもよい。

【0035】

顕微光学部１０１は、例えば対物レンズ１０１１を含む光学系である。

【0036】

共焦点走査部１０２は、共焦点の光学系と走査系を備える。なお、共焦点（コンフォーカル）とは、測定対象物の表面からの反射光を、検出器で受光する光学系であり、光源から照射された照明光が測定対象物の表面に焦点を結ぶとき、その反射光も検出器上で焦点が合うように設計されている光学系である。共焦点光学系において、例えば点光源から出射した光は、対物レンズにより測定対象物の１点に集光するように照射する。点光源として、例えば特定の波長をもち直進性に優れているレーザー光を使用する。共焦点光学系において、測定対象物の表面にて反射された光は同じ光路を戻り、ビームスプリッタ等により分離されて、検出器に集光される。なお、上述した構成は一例であり、これに限られない。

【0037】

撮影部１０３は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ； 電荷結合素子）画像センサ、Ｃ－ＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）画像センサである。撮影部１０３は、制御部３０の制御に応じて、マイクロプレート２上の指定された範囲を撮影し、撮影した画像を制御部３０に出力する。
なお、撮影部１０３は、蛍光観察用の撮影部と明視野観察用の撮影部を備えていてもよい。

【0038】

蛍光用光源１０４は、第１の特定の波長を持つ励起光束をＸＹステージ１０６に載置されたマイクロプレート２に向けて出射する。これにより、励起された試料から励起光束よりも長い波長の蛍光信号が発せられる。蛍光用光源１０４は、例えば超高圧水銀灯やキセノンランプ、紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザー等であり、蛍光物質の励起波長の照明を行う。蛍光用光源１０４は、生体または非生体試料からの蛍光・燐光現象の観察に用いられる。

【0039】

明視野照明１０５は、第２の特定の波長を持つ励起光束をＸＹステージ１０６に載置されたマイクロプレート２に向けて出射する。明視野照明１０５は、明視野観察に用いられる。なお、明視野照明１０５は、吸引作業時に吸引部２０と干渉しないために、例えば円環体状である。

【0040】

なお、図１に示す構成例では、共焦点２色の蛍光観察と明視野観察を行なう構成例を説明するが、画像取得・解析部１０はこの構成に限られない。例えば、落射蛍光１色の構成としたり、共焦点１色の構成としたり、共焦点１色と明視野の構成等であってもよい。

【0041】

ＸＹステージ１０６は、制御部３０の制御に応じて、ｘｙ平面内を移動する。ＸＹステージ１０６上には、マイクロプレート２が載置される。また、図２に示すように、マイクロプレート２上には、細胞培養ウェルプレート３が置かれている。図２は、本実施形態に係るＸＹステージ１０６上に置かれているマイクロプレート２、細胞培養ウェルプレート３の一例を示す図である。細胞培養ウェルプレート３のウェル数は、例えば、６、１２、２４、９６である。また、細胞培養ウェルプレートには、例えば、１種１個以上の細胞が乗っている場合や、数種複数個の細胞４が乗っている場合がある。なお、図１において、符号４は、細胞を示し、符号５は、細胞培養液（以後、培地ともいう）を示している。

【0042】

制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）、記憶装置等を含むＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報処理装置を用いて構成される。制御部３０は、ＸＹＺステージ６０、吸引部２０それぞれを駆動する。制御部３０は、指定された細胞培養ウェルプレート３の領域の内、指定された領域の画像を撮影するように顕微光学部１０１、共焦点走査部１０２、撮影部１０３、蛍光用光源１０４、明視野照明１０５、およびＸＹステージ１０６を制御する。制御部３０は、撮影された画像に対して画像解析を行い、撮影された画像を解析した解析結果を画像表示部４０上に表示させる。制御部３０は、操作部３５が操作者によって捜査された結果に応じて、吸引対象の試料（組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つ）を決定し、試料を顕微光学部１０１、共焦点走査部１０２、撮影部１０３の光軸に一致されるようにＸＹステージ１０６を制御する。制御部３０は、吸引対象の試料に対して、高さ方法（ｚ軸方向）の情報を検出する。制御部３０は、吸引チップ７０のチップ先端の高さ方向を撮影された画像に基づいて検出して、吸引対象の試料とチップ先端との高さ方向の相対位置を制御する。制御部３０は、吸引対象の試料とチップ先端との高さ方向の相対位置を制御した後、吸引対象の試料の吸引を行うように制御する。
なお、制御部３０は、吸引条件を自動で設定する場合、撮影された画像を解析した結果に基づき、吸引時間と吸引圧力を自動的に設定して吸引を行う。また、制御部３０は、吸引条件を手動で調整または設定する場合、吸引時間設定部５５によって設定された吸引時間と、吸引圧力設定部５０によって設定された吸引圧力に応じて吸引を行う。

【0043】

受付部３０１は、操作部３５が出力する操作結果情報、吸引圧力設定部５０が出力する吸引圧力情報、吸引時間設定部５５が出力する吸引時間それぞれを受け付ける。受付部３０１は、受け付けた操作結果情報、吸引圧力情報、吸引時間を画像処理部３０３、動作制御部３０５に出力する。

【0044】

画像取得部３０２は、撮影部１０３が撮影した画像を取得し、取得した画像を画像処理部３０３に出力する。また、画像取得部３０２は、取得した画像を記憶部３０４に記憶させる。また、画像取得部３０２は、取得した画像を表示制御部３０６に出力する。

【0045】

画像処理部３０３は、画像取得部３０２が取得した画像に対して、画像処理を行う。画像処理部３０３は、画像処理を行った画像に対して、種々の解析を行なう。画像処理部３０３は、記憶部３０４が記憶する画像に対応付けて解析した結果を記憶させる。また、画像処理部３０３は、解析した結果を表示制御部３０６に出力する。
画像処理部３０３は、例えば、取得した画像に対して、記憶部３０４が記憶する参照データを参照してテンプレートマッチング等により、細胞・細胞器官の認識を行う。画像処理部３０３は、識別されたそれぞれの細胞について、大きさ・輝度・タンパク量・イオン量等の細胞の特徴量を算出する。また、画像処理部３０３は、算出した細胞の特徴量を用いて細胞に関する情報のリスト化、グラフ化等の処理を行なう。画像処理部３０３は、識別した識別結果を示す識別情報、算出した細胞の特徴量、細胞に関する情報のリスト化した情報、グラフ化した情報を画像処理部３０３に出力する。また、画像処理部３０３は、識別した細胞・細胞器官の領域の画像に対して、例えばエッジ検出処理等を行い、エッジ検出処理した後、細胞・細胞器官や核の中心位置、核の外周位置等を求めるようにしてもよい。画像処理部３０３は、求めた細胞・細胞器官や核の中心位置、核の外周位置等を画像処理部３０３に出力するようにしてもよい。

【0046】

記憶部３０４は、予め参照データを記憶する。参照データは、複数の細胞・細胞器官それぞれの画像または画像の特徴量のデータである。記憶部３０４は、撮影部１０３が撮影した画像を記憶する。記憶部３０４は、画像に大きさ・輝度・タンパク量・イオン量等の細胞の特徴量を対応付けて記憶する。

【0047】

動作制御部３０５は、受付部３０１が出力する吸引対象を指示する操作結果情報に応じて、画像処理部３０３が出力する細胞・細胞器官や核の中心位置、核の外周位置等を用いて、ＸＹステージ１０６を制御することで吸引対象細胞を吸引位置に移動させる。なお、吸引位置は、吸引チップ７０のｘｙ平面の中心であり、かつ顕微光学部１０１と共焦点走査部１０２の光軸に一致している。
動作制御部３０５は、受付部３０１が出力する吸引処理開始指示に応じて、ＸＹＺステージ６０を駆動して吸引部２０をチップラック８０上に移動させ、吸引部２０に吸引チップ７０を装着させるように制御する。動作制御部３０５は、ＸＹＺステージ６０を駆動して吸引部２０に装着された吸引チップ７０を、処理対象のマイクロプレート２上の吸引対象細胞を吸引位置に移動させる。動作制御部３０５は、自動吸引指示の場合、記憶部３０４が記憶する吸引圧力と吸引時間に基づいて、吸引対象細胞を吸引チップ７０に吸引する。動作制御部３０５は、手動吸引指示の場合、受付部３０１が受け付けた吸引時間情報、吸引圧力情報に基づいて、吸引対象細胞を吸引チップ７０に吸引する。動作制御部３０５は、ＸＹＺステージ６０を駆動して吸引対象細胞を吸引した吸引チップ７０を、検体ラック９０上に移動させ、吸引チップ７０を所定の位置に置くように制御する。

【0048】

表示制御部３０６は、画像取得部３０２が出力する撮影部１０３が撮影した画像を画像表示部４０に表示させる。表示制御部３０６は、画像処理部３０３が出力した種々の解析結果を画像表示部４０に表示させる。

【0049】

次に、撮影部１０３が撮影した画像の一例を説明する。
図３は、撮影部１０３が撮影した画像の一例を示す図である。
図３において、符号ｇ１が示す領域は、細胞質の画像であり、符号ｇ２が示す領域は、ミトコンドリアの画像であり、符号ｇ３が示す領域は、核の画像である。図３に示す画像は、ヒト肝癌由来細胞株であるＨｅｐＧ２細胞を撮影した画像例である。なお、図３に示した細胞は一例であり、吸引対象の細胞は、これに限られない。また、吸引対象の細胞の大きさは、一例として、ヒト由来の最初の細胞株であるＨｅＬａ細胞であればおおよそ５０ｕｍ位であり、細胞種や細胞の状態に依って大きく異なる。

【0050】

次に、細胞と吸引チップ７０の先端の位置の関係について、図４～図６を用いて説明する。なお、図４～図６に示す図では、細胞培養ウェルプレート３の１つの核と吸引チップ７０を拡大して示している。また、図４～図６において、符号４１は核を示し、符号７０ａは、吸引チップ７０の先端（以下、チップ先端７０ａという）を示し、符号７０ｂは、吸引チップ７０の壁を示している。

【0051】

まず、図４について説明する。
図４は、細胞に対して吸引チップ７０の位置が浅い例を示す図である。
図４に示す例では、チップ先端７０ａのｚ軸方向の底面からの位置がｚ１である。この場合は、細胞４とチップ先端７０ａとの間に、符号ｇ１１に示すように隙間が生じている。このような状態で核４１を吸引した場合は、吸引の際に、符号ｇ１１に示した隙間から多量の培地（細胞培養液）５を吸引チップ７０内に取り込んでしまうことになる。このように、多量の培地５を吸引した場合は、細胞吸引支援装置で取得した細胞の分析を他の解析装置で行うとき、解析が遺伝子解析でも質量分析でも、培地５の取り込みが解析や分析の検出感度を低下させる。

【0052】

次に、図５について説明する。
図５は、細胞に対して吸引チップ７０の位置が深い例を示す図である。
図５に示す例では、チップ先端７０ａのｚ軸方向の底面からの位置がｚ２である。この場合は、チップ先端７０ａが細胞４に刺さっているため細胞にダメージを与えてしまう場合がある。

【0053】

次に、図６について説明する。
図６は、細胞に対して吸引チップ７０の位置が最適な例を示す図である。
図５に示す例では、チップ先端７０ａのｚ軸方向の底面からの位置がｚ３である。この場合は、チップ先端７０ａと細胞４との隙間が少なく、かつチップ先端７０ａの細胞４へ刺さっていない状態である。このように、本実施形態では、吸引開始時のチップ先端７０ａのｚ軸方向を正確に制御することにより、１細胞吸引を行う際ターゲットへのダメージを軽減することができる。

【0054】

次に、細胞のｚ軸方向の高さ情報を得る処理を説明する。
図７は、本実施形態に係る細胞４のｚ軸方向の高さ情報を得る処理例を説明する図である。図７（ａ）は、細胞４のｚ軸方向の略中心の位置に対物レンズ１０１１の焦点が一致している例である。図７（ｂ）は、細胞４のｚ軸方向の略極大値の位置に対物レンズ１０１１の焦点が一致している例である。

【0055】

制御部３０の動作制御部３０５は、顕微光学部１０１の対物レンズ１０１１をｚ軸方向に移動させる。なお、細胞４の高さ情報を得る処理の際、吸引チップ７０は、チップラック８０の位置にあるか、または細胞４に対して十分に高い位置に待機している。
動作制御部３０５は、まず、細胞４の底部であるｚ軸方向のｚ１１に対物レンズ１０１１の焦点が合うように移動させる。これにより、高さｚ１１を得る。
次に、動作制御部３０５は、図７（ａ）のｚ軸方向のｚ１２に対物レンズ１０１１の焦点が合うように移動させる。図７（ａ）の焦点位置で撮影部１０３が撮影を行った場合は、例えば核４１の大きさが把握できる画像を得ることができる。
次に、動作制御部３０５は、図７（ｂ）のｚ軸方向のｚ１３の細胞４の略極大値の位置に対物レンズ１０１１の焦点が合うように移動させる。これにより、高さｚ１３を得る。
画像処理部３０３は、高さｚ１３と高さｚ１１を用いて、細胞４の高さ情報を得る。なお、画像処理部３０３は、高さｚ１３を細胞４の高さ情報に用いてもよい。

【0056】

次に、吸引チップ７０の先端（以下、チップ先端７０ａという）の位置の測定原理の概略を説明する。
図８は、チップ位置測定の原理を示す図である。図８（ａ）は、チップ先端７０ａと対物レンズ１０１１の焦点が一致している状態を示し、図８（ｂ）は、対物レンズ１０１１の焦点がチップ先端７０ａ内の状態を示している。なお、図８では、細胞４を省略して示している。図９は、観測される画像とチップ位置との関係を示す図である。また、図９（ａ）は、撮影された共焦点画像の例を示し、図９（ｂ）は、図９（ａ）のコントラストの大きさを示している。また、図８において、符号ｇ１０１が示す領域は、第１の高さの画像とコントラストを示す。符号ｇ１０２が示す領域は、第１の高さより高い第２の高さの画像とコントラストを示す。符号ｇ１０３が示す領域は、第２の高さより高い第３の高さの画像とコントラストを示す。符号ｇ１０４が示す領域は、第３の高さより高い第４の高さの画像とコントラストを示す。符号ｇ１０５が示す領域は、第４の高さより高い第５の高さの画像とコントラストを示す。

【0057】

対物レンズ１０１１の高さ方向に移動させ、明視野照明１０５を用いてチップ先端７０ａの画像を撮影部１０３が撮影する。このとき、図８（ａ）の位置や図８（ｂ）の位置等、吸引チップ７０を上下方向（ｚ軸方向）に移動しながら、共焦点画像を取得すると、図９（ａ）のようにコントラストの異なるチップの像が得られる。
図９の符号ｇ１０３の領域に示すように、チップ先端７０ａが、対物レンズ１０１１の焦点に位置した状態の時、最も高いコントラストの像が得られる。このように、画像のコントラストからチップ先端７０ａを検出することができる（特開２０１６－１１２０１２号公報参照）。

【0058】

本実施形態では、図７を用いて説明した細胞の高さ方向の位置情報と、図８と図９を用いて説明したチップ先端７０ａの位置情報を用いて、図４～図６を用いて説明したように、細胞に対するチップ先端７０ａの相対的な位置を制御する。相対的な位置は、例えば細胞の極大位置から所定の高さ低い位置である。

【0059】

次に、細胞４を吸引する際の処理手順例を説明する。
図１０は、本実施形態に係る試料を吸引する際の処理手順例を示すフローチャートである。なお、図１０では、吸引対象は、試料（組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つ）である。

【0060】

（ステップＳ１）操作者は、細胞が培養されたマイクロプレート２を細胞吸引支援装置１の所定の位置にセットする。操作者は、この際に、必要に応じて蛍光染色を行なう。また、操作者は、吸引目的に応じた吸引チップ７０をチップラック８０に載置する。例えば、細胞成分の吸引を行なう場合には、ナノスプレーチップを載置し、１個の細胞の吸引を行なう場合には、通常の吸引チップを載置する。

【0061】

（ステップＳ２）操作者は、操作部３５を操作して撮影条件等を設定する。続けて、制御部の受付部３０１は、操作部３５が操作された結果である撮影条件等を受け付ける。撮影条件等とは、例えば、共焦点、落射蛍光、位相差等の光学系の指定や、波長の設定、撮影間隔・トータル撮影時間等である。

【0062】

（ステップＳ３）操作者は、操作部３５を操作して解析内容等を設定する。続けて、制御部の受付部３０１は、操作部３５が操作された結果である解析内容等を受け付ける。ここで、解析内容等とは、例えば、細胞の特徴量の算出対象、着目する細胞の検出条件である。また、細胞の特徴量は、輝度、大きさ等することができる。また、検出条件は、特徴量の閾値等である。これらの解析内容等の設定により、制御部３０は、検出条件を満たす細胞を自動的に検出する。

【0063】

（ステップＳ４）操作者は、吸引条件を手動で設定する場合、操作部３５を操作して吸引条件を設定する。ここで吸引条件とは、吸引条件を自動で設定する自動吸引指示、吸引条件を手動で設定する手動吸引指示、吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力、吸引時間、吸引中の動作等である。また、吸引中の動作とは、例えば、試料の吸引を開始した後、吸引チップ７０を当該吸引チップの長手方向（ｚ軸方向）に先端に向けて少なくとも１回移動させる動作等である。操作者は、手動吸引指示を選択した場合、吸引圧力設定部５０を操作して、吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力を設定する。また、操作者は、吸引時間設定部５５を操作して吸引時間を設定する。続けて、制御部の受付部３０１は、操作部３５、吸引圧力設定部５０および吸引時間設定部５５が操作された結果である吸引条件を受け付ける。続けて、動作制御部３０５は、受付部３０１が受け付けた操作結果情報に基づいて、吸引条件を設定する。なお、動作制御部３０５は、操作結果情報が自動吸引指示の場合、ステップＳ３で設定された解析内容等に応じて、記憶部３０４が予め記憶する細胞に応じた吸引条件（吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力、吸引時間、吸引中の動作等）を読み出して、吸引条件を設定する。

【0064】

（ステップＳ５）操作者は、操作部３５を操作して撮影範囲を設定する。続けて、制御部の受付部３０１は、操作部３５が操作された結果である撮影範囲を受け付ける。なお、撮影範囲とは、吸引対象である細胞培養ウェルプレート３のうち、例えば細胞培養ウェルプレート３を複数の領域に区切ったうちの１つの領域である。操作者は、画像表示部４０に表示された領域選択画像から、このような領域を選択するように操作部３５を操作するようにしてもよい。または、制御部３０は、吸引対象である細胞培養ウェルプレート３の全体画像を撮影した後に、撮影した画像を画像表示部４０に表示させるようにしてもよい。この場合、操作者は、画像表示部４０に表示された細胞培養ウェルプレート３の全体画像から、領域を選択するように操作部３５を操作するようにしてもよい。

【0065】

（ステップＳ６）動作制御部３０５は、受け付けた撮影範囲に応じて、顕微光学部１０１、共焦点走査部１０２、撮影部１０３、蛍光用光源１０４、明視野照明１０５、およびＸＹステージ１０６を制御して指示された範囲をステップＳ２で受け付けた撮影条件で撮影する。なお、撮影は、所定時間間隔毎の連続した静止画を撮影、または動画を撮影する。

【0066】

（ステップＳ７）画像取得部３０２は、撮影された画像を取得する。続けて、画像処理部３０３は、取得した画像に対して画像解析を行なう。なお、撮影された画像が動画の場合、画像取得部３０２は、所定の時間毎に静止画の画像として取得する。画像処理による解析では、検出条件を満たす細胞に対応する画像領域を検出する。

【0067】

（ステップＳ８）表示制御部３０６は、画像解析した結果に基づく画像を画像表示部４０上に表示させる。表示制御部３０６は、検出条件を満たす細胞が明らかになるように解析結果の表示を表示させる。なお、表示制御部３０６は、画像表示部４０に撮影された画像をリアルタイムにライブ画像として表示させる。

【0068】

（ステップＳ９）操作者は、画像表示部４０に表示された画像を見て、吸引したい細胞があれば、吸引対象の細胞に対応する画像領域を、操作部３５を操作して選択する。なお、画像表示部４０上に表示される画像は、検出条件を満たす細胞が明らかになるように、例えばコントラストや色を強調する等して表示されている。なお、操作者は、１つの画像に対して複数の吸引対象を設定することができる。続けて、受付部３０１は、操作部３５が出力する操作結果情報に基づいて、吸引対象が指定されたか否かを判別する。受付部３０１は、吸引対象が指定されたと判別した場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、ステップＳ１０の処理に進め、吸引対象が指定されたと判別した場合（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ５の処理に戻す。なお、ステップＳ５の処理に戻した場合、操作者は、再度、撮影範囲を設定し直す。なお、制御部３０は、ステップＳ３で設定された検出条件に応じて、吸引指示を自動的に生成するようにしてもよい。この場合、制御部３０は、撮影した画像に検出条件と一致する細胞に対応する画像領域があれば、一致した細胞の画像領域毎に吸引指示を生成するようにしてもよい。

【0069】

（ステップＳ１０）動作制御部３０５は、画像処理部３０３が画像解析した結果に基づいてＸＹステージ１０６を制御して、吸引対象細胞を吸引位置に移動させる。なお、吸引位置は、例えば顕微光学部１０１の光軸上とする。

【0070】

（ステップＳ１１）動作制御部３０５は、ＸＹＺステージ６０を制御して、吸引部２０をチップラック８０方向に移動させて、新規の吸引チップ７０を吸引部２０に装着させる。

【0071】

（ステップＳ１２）動作制御部３０５は、ＸＹＺステージ６０を制御して、吸引チップ７０がｘｙ平面において吸引位置に一致するように吸引部２０を移動させる。なお、動作制御部３０５は、吸引チップ７０のチップ先端７０ａのｚ軸方向の位置を、吸引対象の細胞から十分高い位置に制御する。また、このとき、明視野照明１０５は中央が空間となっているため、吸引部２０と干渉しないようになっている。

【0072】

（ステップＳ１３）動作制御部３０５は、ステップＳ４で受付部３０１が受け付けた操作結果情報に基づいて、吸引対象に対する吸引指示が自動吸引指示であるか否かを判別する。動作制御部３０５は、自動吸引指示であると判別した場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４の処理に進め、手動吸引指示であると判別した場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、ステップＳ１６の処理に進める。

【0073】

（ステップＳ１４）この時点で、吸引対象細胞とチップ先端７０ａとが吸引位置で上下に重なっている。ただし、画像取得時から細胞が移動している場合もあり、また、細胞中の特定の器官を吸引対象とする場合等もある。このような場合は、受付部３０１は、吸引部２０またはマイクロプレート２の位置の微調整を操作者が操作部３５を操作した操作結果として受け付けることができる。位置の微調整では、撮影された画像を画像表示部４０にリアルタイムで表示し、操作部３５を介して操作者から移動指示を受け付けることができる。この際に、蛍光観察画像でも吸引チップ７０の位置が把握できるように、チップ先端７０ａに蛍光物質を塗布しておくことが望ましい。あるいは、吸引部２０のチップ装着部付近にＬＥＤ光源を設け、吸引チップ７０先端方向を所定の波長光で照射することで、吸引チップ７０を可視化するようにしてもよい。処理後、制御部３０は、ステップＳ１５の処置に進める。

【0074】

（ステップＳ１５）位置の微調整が終了後、動作制御部３０５は、図７を用いて説明したように、細胞４の高さ方向の情報を得るように対物レンズ１０１１をｚ軸方向に走査して撮影する。続けて、動作制御部３０５は、対物レンズ１０１１の焦点を吸入対象細胞の極大位置（例えば図７（ｂ）のｚ１３）に合わせた後、吸引部２０を駆動して吸引チップ７０をｚ軸方向に下げるように駆動して細胞に近づけていく。このとき、画像処理部３０３は、撮影された画像を解析して、チップ先端７０ａの高さを検出する。続けて、動作制御部３０５は、画像処理部３０３が検出したチップ先端７０ａの高さ情報に基づいて、チップ先端７０ａが細胞４の極大位置から所定の高さ低い位置（例えば図６参照）となるように、吸引部２０を駆動して吸引チップ７０をｚ軸方向に下げるように駆動する。なお、動作制御部３０５は、このように微調整された吸引開始位置を吸引する細胞に対応つけて、記憶部３０４に記憶させて学習させるようにしてもよい。なお、動作制御部３０５は、吸引を開始する吸引開始位置である細胞４とチップ先端７０ａとの相対位置を示す情報または微調整後の相対位置を示す情報を、記憶部３０４に吸引対象の細胞を示す情報に関連付けて記憶させることで学習させるようにしてもよい。

【0075】

（ステップＳ１６）動作制御部３０５は、細胞の吸引を実行する。この際に、動作制御部３０５は、細胞吸引前後の画像を撮影する。続けて、表示制御部３０６は、撮影した画像を画像表示部４０に表示させる。これにより、吸引作業の確実性を事後的にも確認することができる。なお、操作者は、画像表示部４０上に表示されるライブ画像を見ながら、吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力、吸引時間を調整する。なお、動作制御部３０５は、設定された吸引時間、吸引圧力を吸引する細胞に対応つけて記憶部３０４に記憶させて学習させるようにしてもよい。なお、動作制御部３０５は、吸引前、吸引中、吸引後に撮影した画像を撮影するようにしてもよい。処理後、制御部３０は、ステップＳ１７の処置に進める。

【0076】

（ステップＳ１７）細胞の吸引後、動作制御部３０５は、ＸＹＺステージ６０を制御して、吸引部２０を検体ラック９０方向に移動させて、細胞吸引済みの吸引チップ７０を検体ラック９０でリリースして保管する。続けて、動作制御部３０５は、吸引作業時に撮影した画像を、細胞吸引済みの吸引チップ７０と関連付けて記憶部３０４に記憶させる。なお、吸引チップ７０には、識別可能な識別子が付与されている。また、動作制御部３０５は、吸引前、吸引中、旧隠語に撮影した画像を吸引したサンプル（試料、検体）に関連付けて記憶部３０４に記憶させるようにしてもよい。これにより、分析の確実性を向上させることができる。

【0077】

（ステップＳ１８）動作制御部３０５は、ステップＳ６で撮影した画像中の他の細胞に対する吸引指示がステップＳ９で行われているか否かを判別する。動作制御部３０５は、他の細胞に対する吸引指示が行われている、すなわち他吸引対象があると判別した場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、ステップＳ１０の処理に戻す。動作制御部３０５は、他の細胞に対する吸引指示が行われていない、すなわち他吸引対象がないと判別した場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、ステップＳ１９の処理に進める。

【0078】

（ステップＳ１９）操作者は、画像表示部４０上に表示された操作選択画面を見て、動さらに他の画像を撮影して吸引作業を継続するか否かを、操作部３５を操作して選択する。続けて、受付部３０１は、操作部３５が出力する操作結果情報を受け付ける。続けて、動作制御部３０５は、受付部３０１が受け付けた操作結果情報に基づいて、他の画像を撮影して吸引作業を継続するか否かを判別する。動作制御部３０５は、他の画像を撮影して吸引作業を継続すると判別した場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に戻し、ステップＳ５～ステップＳ１９の処理を繰り返す。動作制御部３０５は、他の画像を撮影して吸引作業を継続しないと判別した場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、吸引処理を終了する。

【0079】

なお、上述した例では、ステップＳ１４で、吸引部２０またはマイクロプレート２の位置の微調整する例を説明したが、これに限られない。操作者は、画像表示部４０上に表示されているライブ画像を見ながら、チップ先端７０ａの高さを微調整するようにしてもよい。動作制御部３０５は、操作者が操作部３５を操作した結果に応じて、例えば、細胞の上から吸引チップ７０を降下するように制御し、細胞とチップが接触した時の細胞の形の変化を検出して吸引開始位置を微調整するようにしてもよい。なお、動作制御部３０５は、このように微調整されたｚ軸方向の吸引開始位置を吸引する細胞に対応つけて、記憶部３０４に記憶させて学習させるようにしてもよい。

【0080】

なお、ステップＳ１４の行う微調整は、位置の微調整に限られず、吸引圧力、吸引時間であってもよい。この場合、操作者は、例えば１つ前の細胞を吸引したときの画像を参考にして、制御部３０が自動で設定した吸引前の圧力、吸引時の圧力、吸引後の圧力、吸引時間のうち少なくとも１つを、操作部３５、吸引圧力設定部５０および吸引時間設定部５５のうち少なくとも１つを操作して設定するようにしてもよい。この場合も動作制御部３０５は、このように微調整された吸引圧力、吸引時間を吸引する細胞に対応つけて、記憶部３０４に記憶させて学習させるようにしてもよい。

【0081】

なお、ステップＳ１６で吸引条件を記憶部３０４に記憶させた後、他の吸引対象が指定されている場合、制御部３０は、次回の手動吸引指示の際、記憶させた吸引条件を初期値に用いてもよい。

【0082】

なお、図６等を用いて説明した例では、例えば細胞４のうち核４１の略中心を対物レンズ１０１１の光軸と吸引チップ７０の中心に一致させる例を説明したが、これに限られない。細胞の核を吸引する位置として指定された場合、動作制御部３０５は、上述したように核４１の略中心を対物レンズ１０１１の光軸と吸引チップ７０の中心に一致させるようにＸＹステージ１０６を制御する。そして、細胞の核の横を吸引する位置として指定された場合、動作制御部３０５は、核の横を対物レンズ１０１１の光軸と吸引チップ７０の中心に一致させるようにＸＹステージ１０６を制御するようにしてもよい。制御部３０は、例えば吸引チップ７０の壁の内側に、特定の細胞の核が配置される位置にＸＹステージ１０６を制御するようにしてもよい。または、制御部３０は、例えば吸引チップ７０の壁の先端が、前記特定の細胞の細胞壁に接するように位置にＸＹステージ１０６を制御するようにしてもよい。このように、動作制御部３０５は、操作者の指示に応じて、吸引ポイントを光軸上に一致させるようにＸＹステージ１０６を制御するようにしてもよい。

【0083】

これにより、本実施形態によれば、操作者が指定した吸引対象の細胞に対して、制御部３０がＸＹステージ１０６を制御してｘｙ方向を正確に設定することができる。この結果、本実施形態によれば、吸引対象の細胞の周囲にある細胞にダメージを与えることなく吸引対象の細胞を吸引することができる。このように周辺の細胞にダメージを与えないことは、１細胞遺伝子解析にとって非常に重要なことである。仮に吸引対象の細胞の周囲にある細胞にダメージを与えてしまった場合は、その細胞が細胞死を起こして周囲に自身の遺伝子断片をまき散らす恐れがある。本実施形態によれば、ｚ軸方向の調整を行うため、遺伝子断片が培地を介して吸引対象の細胞を吸引した吸引チップ７０に入り込むコンタミネーションも回避することができる。

【0084】

なお、上述した例では、吸引条件を手動で設定する場合に吸引時間と吸引圧力の両方を操作者が設定する例を説明したが、これに限られない。操作者は、吸引時間と吸引圧力のうち少なくとも１つを設定するようにしてもよい。この場合、制御部３０は、画像解析した結果に基づいて、設定されてない項目を記憶部３０４が記憶する情報を参照して設定するようにしてもよい。

【0085】

以上のように、本実施形態では、撮影された画像に基づいて、試料（組織、細胞、および細胞の一部のうち少なくとも１つ）の高さ方向の位置情報と、チップ先端７０ａ（例えば図４参照）の位置情報を検出する。そして、本実施形態では、検出した試料の高さ方向の位置情報と、チップ先端７０ａの位置情報用いて、試料に対するチップ先端７０ａの相対的な位置を制御する。そして、本実施形態では、試料に対するチップ先端７０ａの相対的な位置を制御した後に試料の吸引を行うようにした。

【0086】

この構成により、本実施形態によれば、試料に対するチップ先端７０ａの相対的な位置を制御した後に吸引を行うため、細胞にダメージを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、細胞に対してチップ先端７０ａを細胞に対して深く刺しすぎて細胞を傷つけることを防ぐことができる。また、本実施形態によれば、ｚ軸方向の狙いが浅すぎてチップ先端７０ａと細胞の間に隙間ができ、吸引の際に多量の培地をチップ内に取り込んでしまうことを防ぐことができる。これにより、本実施形態によれば、分析が遺伝子解析でも質量分析でも、培地の取り込みは後段の検出感度の低下を防ぐことができる。
以上のように、本実施形態によれば、取得した細胞へのダメージが少なく、かつ分析の弊害となる培地の混入を低減できる。すなわち、本実施形態によれば、細胞の遺伝子解析に好適なサンプル取得が可能になる。

【0087】

また、本実施形態では、吸引条件（吸引時間、吸引圧力）を手動で設定できるようにした。これにより、操作者は、画像表示部４０上に表示されるライブ画像によって細胞の状態を確認して、または確認しながら吸引条件を操作して試料を吸引させるように指示できる。なお、上述したように、本実施形態では、吸引条件を自動で設定するように指示した場合であっても、操作者が、例えば操作部３５を操作して、吸引条件を微調整することができるようにした。これにより、本実施形態によれば、吸引条件を自動的に設定する場合であっても、手動で設定する場合であっても、取得した細胞へのダメージが少なく、かつ分析の弊害となる培地の混入を低減できる。

【0088】

また、本実施形態では、このように手動で設定された吸引条件や微調整された吸引条件や、細胞とチップ先端との相対位置を細胞に対応つけて記憶部３０４に記憶されて学習させるようにした。これにより本実施形態によれば、細胞毎により最適な吸引条件と、細胞とチップ先端との相対位置を用いて吸引させることができる。

【0089】

また、本実施形態によれば、細胞吸引支援装置１がインキュベーター機能を備えている場合、経時的な変化に対応した試験が可能になる。例えば、所定時間間隔で連続撮影を行うタイムラプス撮影機能と画像解析機能を用いて、試薬添加後の細胞の変化をとらえて、吸引を自動的に行うことも可能である。

【0090】

また、従来技術では、細胞の一部を一定量採取して質量分析を行うことを想定しているため、殆どの場合に吸引圧力と吸引時間を一定に保って吸引を行う仕様になっていた。一方、本実施形態では、例えば遺伝子解析用に細胞を丸ごと吸引したり、複数の細胞を吸引することを想定している。このため、本実施形態では、吸引条件の自動設定に加えて、操作者が簡単に吸引圧力や吸引時間を手動で設定できる。これにより、本実施形態によれば、実験や解析の目的に合わせた吸引を行うことができる。

【0091】

また、本実施形態によれば、細胞の取得にあたって、個々の細胞に適した吸引条件、吸引開始時のｚ軸方向の高さ、ｘｙ方向等を手動で設定することができる。本実施形態によれば、このように手動設定を行える機能によって、吸引チップ７０の細胞へのアプローチから吸引の圧力、吸引時間、吸引チップ７０を細胞から引き上げるタイミング等、全てライブ画像を確認しながら操作者が設定、調整することができる。本実施形態によれば、この機能によって、例えば細胞を丸ごと吸引できていない場合、操作者が例えば吸引圧力を変更して、細胞が全て吸引チップ７０に吸引されるまで圧力をかけ続けるように変更・調整することができる。また、本実施形態によれば、目的によって１つの吸引チップ７０を用いて複数の細胞を吸引することも可能である。

【0092】

＜変形例・応用例＞
以下に、本実施形態の変形例・応用例を説明する。
例えば、制御部３０は、パターン認識技術と組み合わせることで、ラベルフリーの画像解析を行う。この場合、記憶部３０４に予め画像データを記憶させ、制御部３０は、記憶部３０４が記憶する画像データを参照して、例えば細胞に対するパターン認識を行う。これにより、変形例・応用例によれば、細胞に与えるストレスをより少なくしてサンプリングを行うことができる。

【0093】

また、検体ラック９０またはマイクロプレート２に容器（例えばチューブ等）を用意し、吸引したサンプル（試料）を容器内に吐出するように制御部３０が制御することで、後段の分析への持ち込みを行いやすくすることができる。また、制御部３０は、吸引チップ７０を１本用いて、１回の吸引毎に１ウェルプレートにサンプルを回収する、複数の吸引後に１ウェルプレートにサンプルを回収する、複数の吸引チップ７０の試料（サンプル）を１ウェルプレートに回収する等、回収方法を用途に応じて制御するようにしてもよい。
例えば特徴的なサンプルを取得し、これらのサンプルを集約することで、変形例・応用例によれば、従来微量の検出しかできなかったターゲットである試料を検出できる。

【0094】

また、例えば事前に容器内に試薬を入れておくことで、変形例・応用例によれば、吸引チップ７０内のサンプルを溶出することもできる。
また、制御部３０は、例えば容器の壁に吸引チップ７０の先端を当て、その後、吸引チップ７０の先端を折って容器内に落下させるように駆動する。これにより、変形例・応用例によれば、毛細管現象による溶液の浸入を防ぐこともできる。

【0095】

また、変形例・応用例では、容器内に有機溶剤や酵素反応を停止させる薬剤を予め入れておくことで、吸引後のサンプルを安定的に保存することができる。例えば１細胞遺伝子解析の場合、サンプル回収部にヒートブロック（Ｈｅａｔ Ｂｌｏｃｋ）を採用して試薬の反応温度を制御部３０が制御する。なお、ヒートブロックとは、温度を一定に保つ装置である。これにより、変形例・応用例によれば、取得したサンプルのｃＤＮＡ化や遺伝子の増幅までを装置内で行うことができる。なお、ｃＤＮＡ（相補的ＤＮＡ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＤｅｏｘｙｒｉｂｏＮｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ））とは、ｍＲＮＡ（ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ ＲｉｂｏＮｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ）から逆転写酵素を用いた逆転写反応によって合成される二本鎖ＤＮＡである。これにより、変形例によれば、サンプルの劣化を防ぎ、速やかに安定状態にすることができる。

【0096】

また、変形例・応用例では、細胞の吸引後、制御部３０がマイクロプレート２において、吸引した細胞培養ウェルプレート３とは別の細胞培養ウェルプレート３に移動させ、微量の試薬を吸引チップ７０の先端から吸引させることで、微量の反応系を作り出すことが可能である。なお、別の細胞培養ウェルプレート３には、予め試薬を入れておく。

【0097】

なお、実施形態および変形例・応用例で採取したサンプル（試料）は、後段の分析として遺伝子解析以外にも質量分析、タンパク発現解析等に用いることもできる。

【0098】

なお、本発明における制御部３０の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御部３０が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0099】

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0100】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0101】

１…細胞吸引支援装置、２…マイクロプレート、３…細胞培養ウェルプレート、４…細胞、５…細胞培養液、４１…核、１０…画像取得・解析部、２０…吸引部、３０…制御部、３５…操作部、４０…画像表示部、５０…吸引圧力設定部、５５…吸引時間設定部、６０…ＸＹＺステージ、７０…吸引チップ、８０…チップラック、９０…検体ラック、１０１…顕微光学部、１０２…共焦点走査部、１０３…撮影部、１０４…蛍光用光源、１０５…明視野照明、１０６…ＸＹステージ、３０１…受付部、３０２…画像取得部、３０３…画像処理部、３０４…記憶部、３０５…動作制御部、３０６…表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】