(57)【要約】【課題】操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取できるマニピュレーションシステム及びマニピュレーションシステムの駆動方法を提供する。【解決手段】結晶化タンパク質が収容される容器と、容器が載置される試料ステージと、結晶化タンパク質を採取する採取用器具と、結晶化タンパク質及び採取用器具を撮像する撮像装置と、撮像装置の画像データに基づいて結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出し、位置情報に基づいて試料ステージ、採取用器具及び撮像装置を制御し、採取用器具によって結晶化タンパク質を採取させるコントローラと、を備える。【選択図】図３
2020121948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶化タンパク質が収容される容器と、
前記容器が載置される試料ステージと、
前記結晶化タンパク質を採取する採取用器具と、
前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて前記試料ステージ、前記採取用器具及び前記撮像装置を制御し、前記採取用器具によって前記結晶化タンパク質を採取させるコントローラと、
を備えるマニピュレーションシステム。
【請求項２】
前記採取用器具を回動させる電動モータをさらに備える
請求項１に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項３】
前記採取用器具は、輪状の採取部を先端に含む
請求項１又は２に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記撮像装置の画像データに基づいて、前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断する
請求項１から３のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断する
請求項１から４のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、前記採取用器具が前記結晶化タンパク質に対向する所定の採取位置を決定する
請求項１から５のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、所定の初期位置から前記所定の採取位置までの前記採取用器具の移動経路を設定する
請求項６に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項８】
凍結液を含み、前記試料ステージに載置される凍結容器を備え、
前記コントローラは、前記結晶化タンパク質を採取した前記採取用器具を前記凍結容器へ移動させ、前記結晶化タンパク質を前記凍結液によって凍結させる
請求項１から７のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項９】
前記試料ステージに載置される回収容器を備え、
前記コントローラは、前記結晶化タンパク質を採取した前記採取用器具を前記回収容器へ移動させ、前記採取用器具を前記回収容器に収納させる
請求項１から８のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項１０】
結晶化タンパク質が収容される容器と、
前記容器が載置される試料ステージと、
前記結晶化タンパク質を採取する採取用器具と、
前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮像する撮像装置と、
を備えるマニピュレーションシステムの駆動方法であって、
前記撮像装置に前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮影させるステップと、
前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の位置情報を検出するステップと、
前記位置情報に基づいて前記採取用器具によって前記結晶化タンパク質を採取させるステップと、
を含むマニピュレーションシステムの駆動方法。
【請求項１１】
前記結晶化タンパク質を採取した後に、再度前記撮像装置に前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮影させるステップと、
前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断するステップと、
を含む請求項１０に記載のマニピュレーションシステムの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレーションシステム及びマニピュレーションシステムの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
創薬スクリーニングの分野において、Ｘ線分析装置を用いて結晶化タンパク質のＸ線回析データを測定することによって、タンパク質の立体構造の解明する手法が知られている。結晶化タンパク質は、生成液の中から１つずつ採取され、凍結されてからＸ線分析装置に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２３２０６５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、結晶化タンパク質は、柔らかく壊れやすいため、熟練の作業者によって、手作業で採取されるのが一般的である。しかしながら、創薬スクリーニングのためには、年間で数万個の結晶化タンパク質を採取して分析する必要があるため、手作業する作業者の負担が増大する。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取できるマニピュレーションシステム及びマニピュレーションシステムの駆動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マニピュレーションシステムは、結晶化タンパク質が収容される容器と、前記容器が載置される試料ステージと、前記結晶化タンパク質を採取する採取用器具と、前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の位置情報を検出し、前記位置情報に基づいて前記試料ステージ、前記採取用器具及び前記撮像装置を制御し、前記採取用器具によって前記結晶化タンパク質を採取させるコントローラと、を備える。
【０００７】
これによれば、コントローラが、画像データに基づいて結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出するため、操作者の技術及び熟練度によらず、結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出することができる。また、結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出する制御、及び、採取用器具を移動させる制御が、コントローラによって自動で行われるため、結晶化タンパク質の損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取することができる。
【０００８】
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、前記採取用器具を回動させる電動モータをさらに備える。これによれば、採取用器具が、より好適な方向及び姿勢によって結晶化タンパク質を採取することができる。
【０００９】
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、前記採取用器具は、輪状の採取部を先端に含む。これによれば、採取用器具が、結晶化タンパク質を含む生成液を、生成液の表面張力によって、採取部の内側の領域において保持することができる。結晶化タンパク質が採取用器具に触れないので、結晶化タンパク質の損傷を抑制することができる。
【００１０】
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、前記コントローラは、前記撮像装置の画像データに基づいて、前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断する。これによれば、コントローラが、画像データに基づいて結晶化タンパク質が採取用器具に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断することができる。
【００１１】
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、前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断する。これによれば、コントローラが、位置情報に基づいて結晶化タンパク質が採取用器具に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断することができる。
【００１２】
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、前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、前記採取用器具が前記結晶化タンパク質に対向する所定の採取位置を決定する。これによれば、画像データに基づいて検出された位置情報に基づいて、好適な採取位置を決定できるので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取することができる。
【００１３】
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、前記コントローラは、前記位置情報に基づいて、所定の初期位置から前記所定の採取位置までの前記採取用器具の移動経路を設定する。これによれば、画像データに基づいて検出された位置情報に基づいて、好適な移動経路を決定できるので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取することができる。
【００１４】
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、凍結液を含み、前記試料ステージに載置される凍結容器を備え、前記コントローラは、前記結晶化タンパク質を採取した前記採取用器具を前記凍結容器へ移動させ、前記結晶化タンパク質を前記凍結液によって凍結させる。これによれば、採取用器具を移動させる制御、及び、結晶化タンパク質を凍結させる制御が、コントローラによって自動で行われるため、結晶化タンパク質の損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を凍結することができる。
【００１５】
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、前記試料ステージに載置される回収容器を備え、前記コントローラは、前記結晶化タンパク質を採取した前記採取用器具を前記回収容器へ移動させ、前記採取用器具を前記回収容器に収納させる。これによれば、採取用器具を移動させる制御、及び、結晶化タンパク質を回収容器に収納させる制御が、コントローラによって自動で行われるため、結晶化タンパク質の損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を回収することができる。
【００１６】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの駆動方法は、結晶化タンパク質が収容される容器と、前記容器が載置される試料ステージと、前記結晶化タンパク質を採取する採取用器具と、前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮像する撮像装置と、を備えるマニピュレーションシステムの駆動方法であって、前記撮像装置に前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮影させるステップと、前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の位置情報を検出するステップと、前記位置情報に基づいて前記採取用器具によって前記結晶化タンパク質を採取させるステップと、を含む。
【００１７】
これによれば、画像データに基づいて結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出するため、操作者の技術及び熟練度によらず、結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出することができる。また、結晶化タンパク質及び採取用器具を撮像する制御、結晶化タンパク質及び採取用器具の位置情報を検出する制御、及び、採取用器具を移動させる制御が、自動で行われるため、結晶化タンパク質の損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの駆動方法において、前記結晶化タンパク質を採取した後に、再度前記撮像装置に前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具を撮影させるステップと、前記結晶化タンパク質及び前記採取用器具の画像データに基づいて前記結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断するステップと、を含む。これによれば、画像データに基づいて結晶化タンパク質が採取用器具に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質が採取されたか否かを判断することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質を採取できるマニピュレーションシステム及びマニピュレーションシステムの駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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】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３】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４】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。
【図５】図５は、検出部の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、記憶部の構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、表示部の画面の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブ及びプローブ保持部の構成例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブの先端部を拡大して示す模式図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブ及び接続ジグの構成例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、結晶化タンパク質の採取動作を説明する説明図である。
【図１２】図１２は、採取用ワイヤープローブの動作を説明する説明図である。
【図１３】図１３は、採取用ワイヤープローブの動作を説明する説明図である。
【図１４】図１４は、採取用ワイヤープローブの採取可能領域を示す図である。
【図１５】図１５は、採取用ワイヤープローブの採取可能領域を示す図である。
【図１６】図１６は、結晶化タンパク質の凍結動作を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、結晶化タンパク質の回収動作を説明する説明図である。
【図１８】図１８は、実施形態の動作の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。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。
【００２２】
（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１から図３に示すマニピュレーションシステム１００は、容器３８内の液滴Ｄｒ（図７参照）から、所望の結晶化タンパク質ＣＰ（図７参照）を１個ずつ分取する装置である。
【００２３】
図１から図３に示すように、マニピュレーションシステム１００は、基台１と、採取用ワイヤープローブ１０と、プローブ保持部１５と、マニピュレータ２０と、試料ステージ３０と、第１撮像装置４５を含む第１顕微鏡ユニット４０と、コントローラ５０と、第２撮像装置６５を含む第２顕微鏡ユニット６０と、第３撮像装置７５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。実施形態において、Ｘ軸方向は、試料ステージ３０の載置面３０ａに平行な一方向である。実施形態において、Ｙ軸方向は、載置面３０ａに平行で、かつ、Ｘ軸方向と直交する方向である。実施形態において、Ｚ軸方向は、載置面３０ａの法線方向である。θ軸方向は、採取用ワイヤープローブ１０の長手方向を回転軸とする回転方向である。基台１の配置は、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調整されている。
【００２４】
採取用ワイヤープローブ１０は、結晶化タンパク質ＣＰを採取するための採取用器具である。採取用ワイヤープローブ１０の詳細は、後述にて図８、図９及び図１０を参照して説明する。
【００２５】
プローブ保持部１５は、採取用ワイヤープローブ１０を保持するための器具である。プローブ保持部１５の一端は、採取用ワイヤープローブ１０に連結している。プローブ保持部１５の他端は、マニピュレータ２０の電動モータ２９に接続されている。プローブ保持部１５は、後述の連結部２８を介してマニピュレータ２０に連結されている。プローブ保持部１５の詳細は、後述にて図８、図９及び図１０を参照して説明する。
【００２６】
マニピュレータ２０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に動作することによって、プローブ保持部１５及び採取用ワイヤープローブ１０を動作させることができる。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、連結部２８、７１と、電動モータ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、電動モータ２９は、コントローラ５０に接続されている。
【００２７】
連結部２８は、プローブ保持部１５をマニピュレータ２０に連結している。連結部７１は、第１顕微鏡ユニット４０の鏡筒４１１をマニピュレータ２０に連結している。連結部２８、７１は、例えば金属製である。連結部２８、７１は、例えばＺ軸テーブル２３に取り付けられている。これにより、プローブ保持部１５及び第１顕微鏡ユニット４０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。
【００２８】
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、プローブ保持部１５及び第１顕微鏡ユニット４０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、プローブ保持部１５及び第１顕微鏡ユニット４０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。このように、プローブ保持部１５及び第１顕微鏡ユニット４０は、連結部２８、７１を介して、互いに固定されている。プローブ保持部１５及び第１顕微鏡ユニット４０は、マニピュレータ２０の動作にしたがって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に一体となって移動することができる。
【００２９】
試料ステージ３０は、容器３８を支持する。例えば、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、実施形態において、ウェルプレートである。容器３８は、実施形態において、６つのウェル３８ａを含む。容器３８のウェル３８ａには、結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒが収容される（図７参照）。試料ステージ３０は、Ｘ軸ステージ３１と、Ｙ軸ステージ３２と、駆動装置３６と、を備える。Ｘ軸ステージ３１は、駆動装置３６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３６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。駆動装置３６は、コントローラ５０に接続されている。
【００３０】
実施形態においては、試料ステージ３０上に１個の容器３８が載置されている場合を示しているが、試料ステージ３０上に載置される容器３８の数は１個に限定されず複数個でもよい。容器３８は、実施形態において、平面形状が矩形であるが、矩形でなくてもよく、例えば、円形でもよい。容器３８は、シャーレ又はディッシュでもよい。試料ステージ３０は、実施形態において、平面視による形状（以下、平面形状）が矩形であるが、矩形でなくてもよく、例えば、円形でもよい。
【００３１】
第１顕微鏡ユニット４０は、試料ステージ３０の上方に配置されている。第１顕微鏡ユニット４０は、第１顕微鏡４１と、第１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と、を含む。第１顕微鏡４１は、鏡筒４１１と、対物レンズ４１２と、駆動装置４１４と、を含む。第１顕微鏡４１は、対物レンズ４１２が容器３８の上方に位置する実体顕微鏡である。対物レンズ４１２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、第１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。第１撮像装置４５は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を含む。第１撮像装置４５は、第１顕微鏡４１を介して、採取用ワイヤープローブ１０の先端をＺ軸方向から撮像することができる。第１顕微鏡ユニット４０は、接眼レンズを備えてもよい。第１顕微鏡ユニット４０は、駆動装置４１４が駆動することによって、Ｚ軸方向に動作する。駆動装置４１４は、後述の制御部５５によって駆動される。鏡筒４１１は、連結部７１によってマニピュレータ２０に連結されている。これにより、マニピュレータ２０、プローブ保持部１５及び採取用ワイヤープローブ１０は、第１顕微鏡ユニット４０のＺ軸方向の動作に合わせてＺ軸方向に動作する。
【００３２】
第２顕微鏡ユニット６０は、試料ステージ３０の側方に配置されている。第２顕微鏡ユニット６０は、第２顕微鏡６１と、第２撮像装置６５と、を含む。第２顕微鏡６１は、鏡筒６１１と、対物レンズ６１２と、駆動装置６１３と、を含む。対物レンズ６１２は、駆動装置６１３が駆動することによって、Ｙ軸方向に移動する。これにより、第２顕微鏡６１は、焦点位置を調節することができる。第２撮像装置６５は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を含む。第２撮像装置６５は、第２顕微鏡６１を介して、採取用ワイヤープローブ１０の先端をＹ軸方向から撮像することができる。第２顕微鏡ユニット６０は、固定具３を介して基台１に固定されている。
【００３３】
第３撮像装置７５は、固定具４を介して基台１に固定されている。固定具４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動くことができ、Ｚ軸方向に延伸することができる。これにより、第３撮像装置７５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向とそれぞれ交差する、試料ステージ３０の斜め上方向から、試料ステージ３０側を撮像することができる。
【００３４】
入力部５８は、キーボード又は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。操作者は、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。操作者がジョイスティック５７を操作することによって、ジョイスティック５７からコントローラ５０に制御信号Ｖｓｉｇ１が出力される。操作者が入力部５８を操作することによって、入力部５８からコントローラ５０に制御信号Ｖｓｉｇ２が出力される。
【００３５】
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。
【００３６】
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と、画像出力部５１ｂと、画像処理部５２と、検出部５３と、画像編集部５４と、制御部５５と、記憶部５６と、を含む。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。
【００３７】
制御部５５は、第１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及び電動モータ２９と、試料ステージ３０の駆動装置３６と、第２顕微鏡ユニット６０の駆動装置６１３とを制御する。制御部５５は、駆動装置４１４、２６、２７、３６、６１３に駆動信号Ｖｚ１、Ｖｘｙ２、Ｖｚ２、Ｖｘｙ３、Ｖｙ４（図３参照）をそれぞれ供給する。制御部５５は、電動モータ２９に駆動信号Ｖθ（図３参照）を供給する。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、Ｖｙ４、Ｖθをそれぞれ供給してもよい。
【００３８】
第１撮像装置４５から出力される第１画像信号Ｖｐｉｘ１（図３参照）と、第２撮像装置６５から出力される第２画像信号Ｖｐｉｘ２（図３参照）と、第３撮像装置７５から出力される第３画像信号Ｖｐｉｘ３（図３参照）は、画像入力部５１ａにそれぞれ入力される。画像処理部５２は、画像入力部５１ａから第１画像信号Ｖｐｉｘ１、第２画像信号Ｖｐｉｘ２、第３画像信号Ｖｐｉｘ３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。
【００３９】
例えば、第１画像信号Ｖｐｉｘ１には、第１顕微鏡４１を通して第１撮像装置４５が撮像した第１画像と、その撮像時刻とが含まれている。第１画像は動画である。同様に、第２画像信号Ｖｐｉｘ２には、第２顕微鏡６１を通して第２撮像装置６５が撮像した第２画像と、その撮像時刻とが含まれている。第２画像も動画である。第３画像信号Ｖｐｉｘ３には、第３撮像装置７５が撮像した第３画像と、その撮像時刻とが含まれている。第３画像も動画である。
【００４０】
第１画像、第２画像及び第３画像は、それぞれカラー画像又はグレー画像である。グレー画像は、白色及び黒色と、白色と黒色の中間色である灰色を含む画像である。グレー画像は、灰色に複数の階調を含む。階調とは、色や明るさの濃淡の段階数のことである。
【００４１】
画像処理部５２は、結晶化タンパク質ＣＰ（図７参照）の検出を容易にするために、第１画像又は第２画像の少なくとも一方について、画像の拡大や２値化等の画像処理をする。画像の２値化とは、カラー画像又はグレー画像（以下、元画像）を、濃淡がなく、白色と黒色としかない２値画像（ｂｉｎａｒｙ  ｉｍａｇｅ）に変換することである。画像処理部５２は、第１画像又は第２画像の少なくとも一方について、元画像を拡大した拡大画像や、元画像を２値化した２値画像を生成する。画像処理部５２は、元画像を拡大し、２値化した拡大２値画像を生成してもよい。画像処理部５２は、拡大画像、２値画像、拡大２値画像の少なくとも１種類以上を画像情報として、検出部５３と画像編集部５４とに出力する。
【００４２】
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、結晶化タンパク質ＣＰ（図７参照）の位置及び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及び記憶部５６に出力する。
【００４３】
図５は、検出部の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、検出部５３は、その機能として、位置検出部５３１と、距離検出部５３２と、個数検出部５３３と、を含む。位置検出部５３１は、画像処理部５２によって画像処理された第１画像又は第２画像に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰ（図７参照）の位置を自動で検出する。距離検出部５３２は、位置検出部５３１によって検出された結晶化タンパク質ＣＰと採取用ワイヤープローブ１０のループ部１０１（後述の図９参照）との離隔距離を自動で検出する。個数検出部５３３は、画像処理部５２によって画像処理された第１画像又は第２画像に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰの位置及び個数を自動で検出する。画像処理部５２によって画像処理された画像として、例えば、拡大画像、２値画像及び拡大２値画像の少なくとも１種類以上が挙げられる。位置検出部５３１、距離検出部５３２及び個数検出部５３３の各検出結果は、画像編集部５４及び記憶部５６にそれぞれ出力される。
【００４４】
画像編集部５４は、第１画像信号Ｖｐｉｘ１、第２画像信号Ｖｐｉｘ２、第３画像信号Ｖｐｉｘ３を、撮像時刻に基づいて互いに関連付けして、編集画像信号Ｖｐｉｘ４を生成する。編集画像信号Ｖｐｉｘ４には、編集画像が含まれている。編集画像は、互いに同じ時刻に撮像された第１画像、第２画像及び第３画像を並べて表示する動画である。編集画像において、第１画像、第２画像及び第３画像はそれぞれ、元画像でもよいし、元画像を画像処理した拡大画像、２値画像又は拡大２値画像であってもよい。画像出力部５１ｂは、第１画像信号Ｖｐｉｘ１、第２画像信号Ｖｐｉｘ２、第３画像信号Ｖｐｉｘ３及び編集画像信号Ｖｐｉｘ４を記憶部５６に出力する。
【００４５】
画像編集部５４は、検出部５３から結晶化タンパク質ＣＰ（図７参照）の検出結果を受信する。検出部５３が結晶化タンパク質ＣＰの位置を検出した場合、画像編集部５４は、その検出結果を編集画像に反映させてもよい。例えば、画像編集部５４は、画像処理部５２から受け取った拡大画像、２値画像又は拡大２値画像において、検出部５３が検出した結晶化タンパク質ＣＰの位置を矢印によって自動で示したり、検出部５３が検出した結晶化タンパク質ＣＰの位置を枠線によって自動で囲んだりしてもよい。
【００４６】
図６は、記憶部の構成例を示すブロック図である。図６に示すように、記憶部５６は、その機能として、マニピュレーションシステム１００を動作させるためのプログラムを記憶したプログラム記憶部５６ａと、画像信号を記憶する画像記憶部５６ｂと、を含む。画像記憶部５６ｂは、第１画像信号Ｖｐｉｘ１を記憶する第１画像記憶部５６１と、第２画像信号Ｖｐｉｘ２を記憶する第２画像記憶部５６２と、第３画像信号Ｖｐｉｘ３を記憶する第３画像記憶部５６３と、編集画像信号Ｖｐｉｘ４を記憶する編集画像記憶部５６４と、を含む。
【００４７】
画像出力部５１ｂは、第１画像信号Ｖｐｉｘ１、第２画像信号Ｖｐｉｘ２、第３画像信号Ｖｐｉｘ３及び編集画像信号Ｖｐｉｘ４のうち、少なくとも１つ以上の画像信号を表示部８０に出力する（図３参照）。画像出力部５１ｂは、コントローラ５０に入力された制御信号Ｖｓｉｇ１に従って、表示部８０に出力する画像信号を選択して表示部８０に出力する。画像出力部５１ｂは、コントローラ５０に入力された制御信号Ｖｓｉｇ２に従って、表示部８０に出力する画像信号を選択して表示部８０に出力してもよい。
【００４８】
表示部８０は、例えば液晶パネル等である。表示部８０は、コントローラ５０に接続されている。表示部８０は、種々の文字情報や画像等を画面に表示する。図７は、表示部の画面の一例を示す図である。図７は、表示部８０の画面８１に編集画像が表示されている場合を例示している。編集画像では、互いに同じタイミングで撮像された第１画像８１１、第２画像８１２、第３画像８１３が並んで配置されている。表示部８０は、編集画像をリアルタイム又はほぼリアルタイムで表示してもよいし、編集画像記憶部５６４に記憶されている編集画像を読み出して再生表示してもよい。
【００４９】
操作者がジョイスティック５７又は入力部５８を操作することによって、画面８１に表示される画像を切り替えることが可能である。操作者がジョイスティック５７又は入力部５８を操作することによって、画面８１に表示される編集画像（動画）を一時停止させることが可能である。プログラム記憶部５６ａ（図６参照）が記憶しているプログラムに基づいて、制御部５５（図４参照）が所定の画像を画面８１に自動で表示させたり、画面８１に表示される画像を自動で切り替えたりしてもよい。
【００５０】
画面８１に表示される画像は、編集画像に限定されることはなく、第１画像８１１、第２画像８１２又は第３画像８１３のみでもよい。画面８１に表示される画像は、元画像に限定されることはなく、画像処理部５２によって画像処理された画像（例えば、拡大画像、２値画像及び拡大２値画像の少なくとも１種以上）であってもよい。例えば、画面８１に表示される画像は、第１画像８１１と、第１画像８１１の一部が拡大された拡大画像と、拡大画像が２値化された拡大２値画像と、であってもよい。
【００５１】
図８は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブ及びプローブ保持部の構成例を示す模式図である。図９は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブの先端部を拡大して示す模式図である。図１０は、実施形態に係る採取用ワイヤープローブ及び接続ジグの構成例を示す模式図である。
【００５２】
採取用ワイヤープローブ１０は、結晶化タンパク質ＣＰを採取するための採取用器具である。採取用ワイヤープローブ１０は、針状の器具である。採取用ワイヤープローブ１０の一端は、結晶化タンパク質ＣＰを採取するためのループ部１０１を含む。採取用ワイヤープローブ１０の他端は、接続部１０２を含む。
【００５３】
ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰを採取する採取部である。ループ部１０１は、採取用ワイヤープローブ１０の長手方向に交差する方向に中心軸を含む輪状である。ループ部１０１は、内周面１０１ａに囲まれた領域において、結晶化タンパク質ＣＰを採取する。ループ部１０１は、液滴Ｄｒの表面張力によって、結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒを内周面１０１ａに囲まれた領域において保持する。
【００５４】
接続部１０２は、本実施形態において、磁石を含む。接続部１０２は、プローブ保持部１５の一端に連結している。接続部１０２は、後述するプローブ保持部１５の接続部１５４と、着脱可能に磁力によって連結している（後述の図１７参照）。
【００５５】
プローブ保持部１５は、採取用ワイヤープローブ１０を保持するための器具である。プローブ保持部１５は、本体１５１と、芯出し機構１５２と、接続ジグ１５３と、接続部１５４と、を備える。
【００５６】
本体１５１は、図１に示す連結部２８を介してマニピュレータ２０に連結されている。本体１５１は、コントローラ５０からの駆動信号に基づいて駆動するマニピュレータ２０によってＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動する。本体１５１は、電動モータ２９を搭載する。
【００５７】
芯出し機構１５２は、接続ジグ１５３を介して採取用ワイヤープローブ１０をθ軸方向に回動させる機構である。芯出し機構１５２は、本体１５１に設けられる。芯出し機構１５２は、接続ジグ１５３をθ軸方向に回動させる。芯出し機構１５２は、コントローラ５０からの駆動信号に基づいて駆動する電動モータ２９によって、接続ジグ１５３をθ軸方向に回動させる。
【００５８】
接続ジグ１５３は、棒状の器具である。接続ジグ１５３の一端は、採取用ワイヤープローブ１０におけるループ部１０１とは反対側の端部に連結している。接続ジグ１５３の一端は、接続部１５４を含む。接続ジグ１５３の他端は、芯出し機構１５２に連結している。接続ジグ１５３は、芯出し機構１５２に支持される。接続ジグ１５３は、芯出し機構１５２を介して本体１５１に連結している。
【００５９】
接続部１５４は、本実施形態において、磁石を含む。接続部１５４は、採取用ワイヤープローブ１０におけるループ部１０１とは反対側の端部に連結している。接続部１５４は、採取用ワイヤープローブ１０の接続部１０２と、着脱可能に磁力によって連結している（図１７参照）。
【００６０】
次に、採取用ワイヤープローブ１０による結晶化タンパク質ＣＰの採取動作について説明する。図７に示すように、結晶化タンパク質ＣＰは、容器３８のウェル３８ａにおいて生成されている。マニピュレーションシステム１００は、ウェル３８ａの中にある結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒを採取する。図１１は、結晶化タンパク質の採取動作を説明する説明図である。図１２及び図１３は、採取用ワイヤープローブの動作を説明する説明図である。図１４及び図１５は、採取用ワイヤープローブの採取可能領域を示す図である。
【００６１】
図１１に示すように、マニピュレーションシステム１００は、採取用ワイヤープローブ１０のループ部１０１によって、結晶化タンパク質ＣＰを採取する。マニピュレーションシステム１００は、まず、ループ部１０１を、結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒに挿入させる。マニピュレーションシステム１００は、次に、ループ部１０１を、結晶化タンパク質ＣＰの下方に潜り込ませる。この際、Ｚ軸方向視において、ループ部１０１の開口が、結晶化タンパク質ＣＰの中に入る位置にある。マニピュレーションシステム１００は、次に、結晶化タンパク質ＣＰがループ部１０１の内周面１０１ａ（図９参照）に囲まれた領域を潜るようにループ部１０１を移動させる。これにより、ループ部１０１は、液滴Ｄｒの表面張力によって、結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒを内周面１０１ａに囲まれた領域において保持する。ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰを液滴Ｄｒごと拾い上げることによって採取する。
【００６２】
ループ部１０１は、マニピュレータ２０及び芯出し機構１５２によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ軸方向のうち少なくとも１つの駆動が可能である。これにより、ループ部１０１は、様々な方向から結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００６３】
例えば、図１２に示すように、ループ部１０１は、下方から結晶化タンパク質ＣＰを採取してもよい。ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰからＸ軸方向に離隔した位置に配置されているものとする。コントローラ５０は、まず、ループ部１０１をＸ軸方向に移動させ、結晶化タンパク質ＣＰの下方に潜り込ませる。コントローラ５０は、次に、ループ部１０１をＺ軸方向に移動させ、結晶化タンパク質ＣＰを下方から拾い上げるように採取する。このように、ループ部１０１は、マニピュレータ２０によるＸ軸方向及びＺ軸方向の制御によって、結晶化タンパク質ＣＰを下方から拾い上げるように採取することが可能である。
【００６４】
例えば、図１３に示すように、ループ部１０１は、側方から結晶化タンパク質ＣＰを採取してもよい。ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰからＸ軸方向及びＹ軸方向に離隔した位置に配置されているものとする。コントローラ５０は、まず、ループ部１０１をθ軸方向に回転させて、ループ部１０１の開口の法線方向をＸＺ平面に対して傾ける。コントローラ５０は、次に、ループ部１０１をＸ軸方向に移動させる。この際、Ｙ軸方向視において、結晶化タンパク質ＣＰが、ループ部１０１の内周面１０１ａの内側に位置するようにする。コントローラ５０は、次に、ループ部１０１をＹ軸方向に移動させ、結晶化タンパク質ＣＰを側方から拾い上げるように採取する。このように、ループ部１０１は、マニピュレータ２０によるθ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の制御によって、結晶化タンパク質ＣＰを側方から拾い上げるように採取することが可能である。
【００６５】
ループ部１０１が下方から結晶化タンパク質ＣＰを採取する場合、Ｚ軸方向視において、結晶化タンパク質ＣＰが、ループ部１０１の内周面１０１ａの内側に位置するようにループ部１０１を配置する必要がある（図１２参照）。図１４に示すように、ループ部１０１をＺ軸方向に移動させて結晶化タンパク質ＣＰを採取する場合、採取可能領域ＣＺ１は、Ｚ軸方向から視て、ループ部１０１の内周面１０１ａの内側における楕円形の領域である。このように、ループ部１０１をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれかに移動させて結晶化タンパク質ＣＰを採取する場合、採取可能領域ＣＺ１は、ループ部１０１の移動方向から視て、ループ部１０１の内周面１０１ａの内側における楕円形の領域である。ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰを採取する直前において、採取可能領域ＣＺ１内に結晶化タンパク質ＣＰが位置するように配置される。
【００６６】
図１５に示すように、ループ部１０１をθ軸方向に回動させて結晶化タンパク質ＣＰを採取する場合、採取可能領域ＣＺ２は、ループ部１０１をθ軸方向に１周回転した際に内周面１０１ａの軌跡によって形成される球状の領域である。ループ部１０１は、結晶化タンパク質ＣＰを採取する直前において、採取可能領域ＣＺ２内に結晶化タンパク質ＣＰが位置するように配置される。
【００６７】
結晶化タンパク質ＣＰの採取位置及びループ部１０１の移動経路は、予め検出したループ部１０１の位置、姿勢及び形状と、結晶化タンパク質ＣＰの位置に基づいて設定される。結晶化タンパク質ＣＰの採取位置は、結晶化タンパク質ＣＰがループ部１０１の内周面１０１ａに囲まれた領域に存在する状態におけるループ部１０１の位置である。ループ部１０１の移動経路は、初期位置から採取位置まで、ループ部１０１が移動する経路である。移動経路は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ軸方向の移動の組み合わせである。
【００６８】
図４に示すコントローラ５０の画像処理部５２は、第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５が撮像したループ部１０１及び結晶化タンパク質ＣＰの画像データの画像処理を行う。コントローラ５０の検出部５３は、画像処理によって、ループ部１０１の位置、姿勢及び形状と、結晶化タンパク質ＣＰの位置を検出する。ループ部１０１による採取動作が行われた後に、画像処理部５２は、ループ部１０１の画像データを取得する。検出部５３は、画像データから結晶化タンパク質ＣＰの位置を検出する。コントローラ５０の制御部５５は、取得した結晶化タンパク質ＣＰの位置情報に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰの採取が成功したか否かを判断する。
【００６９】
図１６は、結晶化タンパク質の凍結動作を説明する説明図である。マニピュレーションシステム１００は、容器３８から採取した結晶化タンパク質ＣＰを凍結容器３７へ移動させる。凍結容器３７は、例えば、容器３８に隣接して試料ステージ３０上に配置されてもよい。凍結容器３７は、マニピュレータ２０及び試料ステージ３０が駆動することによって採取用ワイヤープローブ１０が届く範囲内であれば、どこに配置されてもよい。
【００７０】
凍結容器３７の内部には、凍結液が満たされている。凍結液は、本実施形態において、液体窒素ＬＮである。マニピュレーションシステム１００は、結晶化タンパク質ＣＰを保持しているループ部１０１を液体窒素ＬＮに沈め、結晶化タンパク質ＣＰを凍結させる。
【００７１】
図１７は、結晶化タンパク質の回収動作を説明する説明図である。マニピュレーションシステム１００は、凍結容器３７において凍結した結晶化タンパク質ＣＰを回収容器３９へ移動させる。回収容器３９は、例えば、容器３８及び凍結容器３７の少なくとも一方に隣接して試料ステージ３０上に配置されてもよい。回収容器３９は、マニピュレータ２０及び試料ステージ３０が駆動することによって採取用ワイヤープローブ１０が届く範囲内であれば、どこに配置されてもよい。
【００７２】
回収容器３９は、ループ部１０１を収納する収納部３９ａを含む。収納部３９ａは、本実施形態において、円筒状である。回収容器３９は、収納部３９ａの長手方向が、採取用ワイヤープローブ１０の長手方向と一致するように設置される。収納部３９ａの開口部は、採取用ワイヤープローブ１０におけるループ部１０１とは反対側の端部によって閉塞可能な構造である。収納部３９ａの開口部は、本実施形態において、採取用ワイヤープローブ１０の接続部１０２によって閉塞される。回収容器３９は、採取用ワイヤープローブ１０を収納部３９ａに収納した状態において、採取用ワイヤープローブ１０の接続部１０２とプローブ保持部１５の接続部１５４との連結を解除することによって、採取用ワイヤープローブ１０のみを回収する。本実施形態においては、接続部１０２及び接続部１５４は磁石を含むので、例えば、接続ジグ１５３を長手方向に交差する方向に移動させることによって、接続部１０２と接続部１５４との連結を容易に解除することができる。
【００７３】
次に、マニピュレーションシステム１００において、結晶化タンパク質ＣＰを採取して、回収する方法について説明する。マニピュレーションシステム１００の動作を開始する前に、操作者は、まず、図１に示す採取用ワイヤープローブ１０をプローブ保持部１５に取り付ける。操作者は、次に、第１顕微鏡４１、第２顕微鏡６１及び第３撮像装置７５の視野内に、採取用ワイヤープローブ１０を配置する。ここで、採取用ワイヤープローブ１０の先端の高さは、少なくとも容器３８が設置される高さより上方の位置とする。操作者は、次に、採取される結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒが入れられた容器３８を試料ステージ３０に設置する。操作者は、次に、容器３８のウェル３８ａが、第１顕微鏡４１、第２顕微鏡６１及び第３撮像装置７５の視野と重なるように試料ステージ３０を移動させる。操作者は、次に、駆動装置４１４を駆動させることによって第１顕微鏡４１の対物レンズ４１２を移動させて、第１顕微鏡４１の焦点を結晶化タンパク質ＣＰに合わせる。操作者は、駆動装置６１３を駆動させることによって第２顕微鏡６１の対物レンズ６１２を移動させて、第２顕微鏡６１の焦点を結晶化タンパク質ＣＰに合わせる。
【００７４】
図１８は、実施形態の動作の一例を示すフローチャート図である。マニピュレーションシステム１００は、１つの結晶化タンパク質ＣＰに対して操作を実行する。コントローラ５０は、結晶化タンパク質ＣＰに対する操作を自動で実行する。マニピュレーションシステム１００による自動操作は、例えば、入力部５８の開始ボタンを押すことでスタートする。
【００７５】
まず、ステップＳＴ１０において、コントローラ５０の画像処理部５２は、第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５が撮像したループ部１０１の画像データを取得する。画像処理部５２は、画像データの画像処理を行う。ステップＳＴ１２において、コントローラ５０の検出部５３は、画像処理によって、ループ部１０１の位置、姿勢及び形状を検出する。記憶部５６は、ループ部１０１の位置、姿勢及び形状の情報を記憶する。
【００７６】
次に、ステップＳＴ１４において、画像処理部５２は、第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５が撮像した結晶化タンパク質ＣＰの画像データを取得する。画像処理部５２は、画像データの画像処理を行う。ステップＳＴ１６において、検出部５３は、画像処理によって、結晶化タンパク質ＣＰの位置を検出する。記憶部５６は、結晶化タンパク質ＣＰの位置情報を記憶する。
【００７７】
ステップＳＴ１８において、制御部５５は、記憶部５６に記憶されたループ部１０１及び結晶化タンパク質ＣＰの情報に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰの採取位置及び採取用ワイヤープローブ１０の移動経路を設定する。制御部５５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ軸方向の移動距離及び順序を記憶部５６に記憶させる。ステップＳＴ２０において、制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０を結晶化タンパク質ＣＰの採取位置へ移動経路に沿って移動させる。ステップＳＴ２２において、制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０によって結晶化タンパク質ＣＰを採取させる。ステップＳＴ２０とステップＳＴ２２とは、連続して実行されてもよいし、一連の動作として実行されてもよい。
【００７８】
ステップＳＴ２４において、画像処理部５２は、第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５が撮像したループ部１０１の画像データを取得する。画像処理部５２は、画像データの画像処理を行う。ステップＳＴ２６において、検出部５３は、画像処理によって、結晶化タンパク質ＣＰの位置を検出する。
【００７９】
ステップＳＴ２８において、制御部５５は、結晶化タンパク質ＣＰの位置情報に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰの採取が成功したか否かを判断する。例えば、結晶化タンパク質ＣＰがループ部１０１の内周面１０１ａに囲まれた領域に位置しない場合、制御部５５は、結晶化タンパク質ＣＰの採取が失敗したと判断する。ステップＳＴ２８において、結晶化タンパク質ＣＰの採取が失敗した場合（ステップＳＴ２８；Ｎｏ）、ステップＳＴ１４に移行する。例えば、結晶化タンパク質ＣＰがループ部１０１の内周面１０１ａに囲まれた領域に位置する場合、制御部５５は、結晶化タンパク質ＣＰの採取が成功したと判断する。ステップＳＴ２８において、結晶化タンパク質ＣＰの採取が成功した場合（ステップＳＴ２８；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３０に移行する。
【００８０】
ステップＳＴ３０において、制御部５５は、マニピュレータ２０及び試料ステージ３０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０を凍結容器３７へ移動させる。ステップＳＴ３２において、制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０を凍結容器３７に満たされた液体窒素ＬＮに沈め、ループ部１０１に保持された結晶化タンパク質ＣＰを凍結させる。制御部５５は、例えば、予め設定された時間が経過すると、採取用ワイヤープローブ１０を凍結容器３７から引き上げる。
【００８１】
ステップＳＴ３４において、制御部５５は、マニピュレータ２０及び試料ステージ３０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０を回収容器３９へ移動させる。この際、制御部５５は、採取用ワイヤープローブ１０の長手方向と回収容器３９の収納部３９ａの長手方向とが一致するように採取用ワイヤープローブ１０を移動させる。ステップＳＴ３６において、制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、採取用ワイヤープローブ１０を回収容器３９の収納部３９ａに差し込む。制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、プローブ保持部１５を採取用ワイヤープローブ１０から切り離す。制御部５５は、採取用ワイヤープローブ１０の接続部１０２とプローブ保持部１５の接続部１５４との連結を解除する。これにより、採取用ワイヤープローブ１０のみが回収容器３９の収納部３９ａに収納される。収納部３９ａは、採取用ワイヤープローブ１０の接続部１０２によって閉塞される。
【００８２】
ステップＳＴ３８において、制御部５５は、マニピュレータ２０を駆動して、プローブ保持部１５を初期位置へ移動させる。プローブ保持部１５が初期位置に戻ると、マニピュレーションシステム１００は、一連の操作を終了する。
【００８３】
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、容器３８と、試料ステージ３０と、採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）と、撮像装置（第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５）と、コントローラ５０と、を備える。容器３８は、結晶化タンパク質ＣＰが収容される。試料ステージ３０は、容器３８が載置される。採取用器具は、結晶化タンパク質ＣＰを採取する。撮像装置は、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具を撮像する。コントローラ５０は、撮像装置の画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出する。コントローラ５０は、位置情報に基づいて試料ステージ３０、採取用器具及び撮像装置を制御し、採取用器具によって結晶化タンパク質ＣＰを採取させる。
【００８４】
これによれば、コントローラ５０が、画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）の位置情報を検出するため、操作者の技術及び熟練度によらず、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出することができる。また、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出する制御、及び、採取用器具を移動させる制御が、コントローラ５０によって自動で行われるため、結晶化タンパク質ＣＰの損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００８５】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、採取用器具を回動させる電動モータ２９をさらに備える。これによれば、採取用器具が、より好適な方向及び姿勢によって結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００８６】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）は、輪状の採取部（ループ部１０１）を先端に含む。これによれば、採取用器具が、結晶化タンパク質ＣＰを含む生成液（液滴Ｄｒ）を、生成液の表面張力によって、採取部の内側の領域（内周面１０１ａに囲まれた領域）において保持することができる。結晶化タンパク質ＣＰが採取用器具に触れないので、結晶化タンパク質ＣＰの損傷を抑制することができる。
【００８７】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、撮像装置（第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５）の画像データに基づいて、結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断する。これによれば、コントローラ５０が、画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰが採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断することができる。
【００８８】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、位置情報に基づいて、結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断する。これによれば、コントローラ５０が、位置情報に基づいて結晶化タンパク質ＣＰが採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断することができる。
【００８９】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、位置情報に基づいて、採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）が結晶化タンパク質ＣＰに対向する所定の採取位置を決定する。これによれば、画像データに基づいて検出された位置情報に基づいて、好適な採取位置を決定できるので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００９０】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、位置情報に基づいて、所定の初期位置から所定の採取位置までの採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）の移動経路を設定する。これによれば、画像データに基づいて検出された位置情報に基づいて、好適な移動経路を決定できるので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００９１】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００は、凍結液（液体窒素ＬＮ）を含み、試料ステージ３０に載置される凍結容器３７を備える。本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、結晶化タンパク質ＣＰを採取した採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）を凍結容器３７へ移動させ、結晶化タンパク質ＣＰを凍結液によって凍結させる。これによれば、採取用器具を移動させる制御、及び、結晶化タンパク質ＣＰを凍結させる制御が、コントローラ５０によって自動で行われるため、結晶化タンパク質ＣＰの損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを凍結することができる。
【００９２】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００は、試料ステージ３０に載置される回収容器３９を備える。本実施形態のマニピュレーションシステム１００において、コントローラ５０は、結晶化タンパク質ＣＰを採取した採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）を回収容器３９へ移動させ、採取用器具を回収容器３９に収納させる。これによれば、採取用器具を移動させる制御、及び、結晶化タンパク質ＣＰを回収容器３９に収納させる制御が、コントローラ５０によって自動で行われるため、結晶化タンパク質ＣＰの損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを回収することができる。
【００９３】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００の駆動方法は、本実施形態のマニピュレーションシステム１００は、容器３８と、試料ステージ３０と、採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）と、撮像装置（第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５）と、コントローラ５０と、を備えるマニピュレーションシステム１００の駆動方法である。容器３８は、結晶化タンパク質ＣＰが収容される。試料ステージ３０は、容器３８が載置される。採取用器具は、結晶化タンパク質ＣＰを採取する。撮像装置は、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具を撮像する。マニピュレーションシステム１００の駆動方法は、撮像装置に結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具を撮影させるステップ（ステップＳＴ１０及びステップＳＴ１４）と、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出するステップ（ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１６）と、位置情報に基づいて採取用器具によって結晶化タンパク質ＣＰを採取させるステップ（ステップＳＴ１８、ステップＳＴ２０及びＳＴ２２）と、を含む。
【００９４】
これによれば、画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）の位置情報を検出するため、操作者の技術及び熟練度によらず、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出することができる。また、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具を撮像する制御、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の位置情報を検出する制御、及び、採取用器具を移動させる制御が、自動で行われるため、結晶化タンパク質ＣＰの損傷を抑制して、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰを採取することができる。
【００９５】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００の駆動方法において、結晶化タンパク質ＣＰを採取した後に、再度撮像装置（第１撮像装置４５、第２撮像装置６５及び第３撮像装置７５）に結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具（採取用ワイヤープローブ１０）を撮影させるステップ（ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２６）と、結晶化タンパク質ＣＰ及び採取用器具の画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断するステップＳＴ２８と、を含む。これによれば、画像データに基づいて結晶化タンパク質ＣＰが採取用器具に採取されたか否かを自動で判断するので、操作者の技術及び熟練度によらず、効率よくかつ好適に結晶化タンパク質ＣＰが採取されたか否かを判断することができる。
【００９６】
本実施形態のマニピュレーションシステム１００及びマニピュレーションシステム１００の駆動方法は適宜変更してもよい。例えば、採取用ワイヤープローブ１０のループ部１０１は、本実施形態において輪状であるが、Ｃ字状でもよい。ループ部１０１は、液滴Ｄｒの表面張力により、結晶化タンパク質ＣＰを含む液滴Ｄｒを保持できるのであれば、形状を限定されない。また、結晶化タンパク質ＣＰを採取する採取用器具は、採取用ワイヤープローブ１０に限定されない。マニピュレーションシステムは、採取用ワイヤープローブ１０に代えて、中空の毛細管とマイクロポンプとを備えてもよい。この場合、マニピュレーションシステムは、マイクロポンプによって毛細管の内部の圧力を調整し、結晶化タンパク質ＣＰを毛細管の内部に取り込むことによって採取する。結晶化タンパク質ＣＰの採取操作は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜手順の一部を省略してもよく、また、手順を置換して実行してもよい。また、本実施形態においては、操作者が手作業で採取用ワイヤープローブ１０をプローブ保持部１５に取り付けるが、マニピュレーションシステム１００又は別の装置によって自動的に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  基台
３、４  固定具
１０  採取用ワイヤープローブ
１０１  ループ部
１０１ａ  内周面
１０２  接続部
１５  プローブ保持部
１５１  本体
１５２  芯出し機構
１５３  接続ジグ
１５４  接続部
２０  マニピュレータ
２１  Ｘ軸テーブル
２２  Ｙ軸テーブル
２３  Ｚ軸テーブル
２６、２７  駆動装置
２８、７１  連結部
２９  電動モータ
３０  試料ステージ
３０ａ  載置面
３１  Ｘ軸ステージ
３２  Ｙ軸ステージ
３６  駆動装置
３７  凍結容器
３８  容器
３８ａ  ウェル
３９  回収容器
３９ａ  収納部
４０  第１顕微鏡ユニット
４１  第１顕微鏡
４１１  鏡筒
４１２  対物レンズ
４１４  駆動装置
４５  第１撮像装置
５０  コントローラ
５１ａ  画像入力部
５１ｂ  画像出力部
５２  画像処理部
５３  検出部
５３１  位置検出部
５３２  距離検出部
５３３  個数検出部
５４  画像編集部
５５  制御部
５６  記憶部
５６ａ  プログラム記憶部
５６ｂ  画像記憶部
５６１  第１画像記憶部
５６２  第２画像記憶部
５６３  第３画像記憶部
５６４  編集画像記憶部
５７  ジョイスティック
５８  入力部
６０  第２顕微鏡ユニット
６１  第２顕微鏡
６１１  鏡筒
６１２  対物レンズ
６１３  駆動装置
６５  第２撮像装置
７５  第３撮像装置
８０  表示部
８１  画面
８１１  第１画像
８１２  第２画像
８１３  第３画像
１００  マニピュレーションシステム
ＣＰ  結晶化タンパク質
Ｄｒ  液滴
ＬＮ  液体窒素
ＣＺ１、ＣＺ２  採取可能領域
【図１】
2020121948.tif 000003
【図２】
2020121948.tif 000004
【図３】
2020121948.tif 000005
【図４】
2020121948.tif 000006
【図５】
2020121948.tif 000007
【図６】
2020121948.tif 000008
【図７】
2020121948.tif 000009
【図８】
2020121948.tif 000010
【図９】
2020121948.tif 000011
【図１０】
2020121948.tif 000012
【図１１】
2020121948.tif 000013
【図１２】
2020121948.tif 000014
【図１３】
2020121948.tif 000015
【図１４】
2020121948.tif 000016
【図１５】
2020121948.tif 000017
【図１６】
2020121948.tif 000018
【図１７】
2020121948.tif 000019
【図１８】
2020121948.tif 000020