(57)【要約】【課題】操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することが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】微小対象物を保持するための第１ピペットを備える第１マニピュレータと、所定領域を含む撮像画像を撮像する撮像部と、第１ピペットの内部圧力を調整するための吸引ポンプ装置と、基準制御値設定モード及び操作実行モードを含むコントローラと、を備え、基準制御値設定モードは、吸引ポンプ装置を低圧側へ微動駆動し、所定領域に微小対象物を検出した場合、吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動を開始し、所定領域から微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として設定し、操作実行モードは、基準制御値に基づいて設定された制御値によって、第１ピペットに微小対象物を保持させる。【選択図】図９
2020199613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小対象物が載置される試料ステージと、
内部圧力により前記微小対象物を保持するための第１ピペットを備える第１マニピュレータと、
前記第１ピペットに保持された前記微小対象物を操作するための第２ピペットを備える第２マニピュレータと、
前記試料ステージの所定領域を含む撮像画像を撮像する撮像部と、
前記第１ピペットの内部圧力を調整するための吸引ポンプ装置と、
前記試料ステージ、前記第１ピペット、前記第２ピペット、前記撮像部及び前記吸引ポンプ装置を制御し、かつ基準制御値設定モード及び操作実行モードを含むコントローラと、を備え、
前記基準制御値設定モードは、前記吸引ポンプ装置を低圧側へ微動駆動し、前記所定領域に前記微小対象物を検出した場合、前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動を開始し、前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として設定し、
前記操作実行モードは、前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットに前記微小対象物を保持させる
マニピュレーションシステム。
【請求項２】
前記操作実行モードは、前記第２ピペットによる前記微小対象物への操作が終了した後、前記微小対象物の保持を解除するために前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動し、前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として再設定する
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】
前記操作実行モードは、前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットによる前記微小対象物の一時的な保持解除操作と、保持位置を変更させた再保持操作と、を実行させる
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、前記撮像画像に基づいて、前記所定領域に前記微小対象物がいるか否かを判断する
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】
微小対象物が載置される試料ステージと、
内部圧力により前記微小対象物を保持するための第１ピペットを備える第１マニピュレータと、
前記第１ピペットに保持された前記微小対象物を操作するための第２ピペットを備える第２マニピュレータと、
前記試料ステージの所定領域を含む撮像画像を撮像する撮像部と、
前記第１ピペットの内部圧力を調整するための吸引ポンプ装置と、
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、
前記吸引ポンプ装置を低圧側へ微動駆動するステップと、
前記所定領域に前記微小対象物を検出した場合、前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動を開始するステップと、
前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として設定するステップと、
前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットに前記微小対象物を保持させるステップと、
を含むマニピュレーションシステムの駆動方法。
【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】
バイオテクノロジ分野において、顕微鏡観察下で細胞や卵にＤＮＡ溶液や細胞を注入する等のように、微小な対象物に微細な操作を行うマイクロマニピュレーションシステムが知られている。微小対象物を保持するための保持用ピペットで微小対象物の位置を固定しつつ、操作用ピペットを微小対象物に突き刺してインジェクション操作が行われる。特許文献１には、取得した撮像画像のデータから微小対象物の変形を認識し、変形程度に基づいて保持用ピペットの内部圧力を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−３２２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、細胞の種類によって変形のしやすさに個体差があるので、特許文献１の保持用ピペットの圧力制御は、都度適正値を設定する必要がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することが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、微小対象物が載置される試料ステージと、内部圧力により前記微小対象物を保持するための第１ピペットを備える第１マニピュレータと、前記第１ピペットに保持された前記微小対象物を操作するための第２ピペットを備える第２マニピュレータと、前記試料ステージの所定領域を含む撮像画像を撮像する撮像部と、前記第１ピペットの内部圧力を調整するための吸引ポンプ装置と、前記試料ステージ、前記第１ピペット、前記第２ピペット、前記撮像部及び前記吸引ポンプ装置を制御し、かつ基準制御値設定モード及び操作実行モードを含むコントローラと、を備え、前記基準制御値設定モードは、前記吸引ポンプ装置を低圧側へ微動駆動し、前記所定領域に前記微小対象物を検出した場合、前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動を開始し、前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として設定し、前記操作実行モードは、前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットに前記微小対象物を保持させる。
【０００７】
これによれば、操作される微小対象物を第１ピペットで保持する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペットの内部圧力に対応する吸引ポンプ装置の制御値を、基準制御値に基づいて設定するので、第１ピペットの内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することができる。
【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、前記操作実行モードは、前記第２ピペットによる前記微小対象物への操作が終了した後、前記微小対象物の保持を解除するために前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動し、前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として再設定する。これによれば、複数の微小対象物を操作する場合であっても、基準制御値を都度設定するので、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することができる。
【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、前記操作実行モードは、前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットによる前記微小対象物の一時的な保持解除操作と、保持位置を変更させた再保持操作と、を実行させる。これによれば、微小対象物の保持を一時的に解除する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペットの内部圧力に対応する吸引ポンプ装置の制御値を、基準制御値に基づいて設定するので、第１ピペットの内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することができる。
【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、前記撮像画像に基づいて、前記所定領域に前記微小対象物がいるか否かを判断する。これによれば、操作者の熟練度及び技術によらず、微小対象物を検出することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの駆動方法は、微小対象物が載置される試料ステージと、内部圧力により前記微小対象物を保持するための第１ピペットを備える第１マニピュレータと、前記第１ピペットに保持された前記微小対象物を操作するための第２ピペットを備える第２マニピュレータと、前記試料ステージの所定領域を含む撮像画像を撮像する撮像部と、前記第１ピペットの内部圧力を調整するための吸引ポンプ装置と、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、前記吸引ポンプ装置を低圧側へ微動駆動するステップと、前記所定領域に前記微小対象物を検出した場合、前記吸引ポンプ装置を高圧側へ微動駆動を開始するステップと、前記所定領域から前記微小対象物を検出しなくなった時の制御値を基準制御値として設定するステップと、前記基準制御値に基づいて設定された制御値によって、前記第１ピペットに前記微小対象物を保持させるステップと、を含む。
【００１２】
これによれば、操作される微小対象物を第１ピペットで保持する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペットの内部圧力に対応する吸引ポンプ装置の制御値を、基準制御値に基づいて設定するので、第１ピペットの内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に微小対象物の保持操作及び保持解除操作することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、操作者の熟練度及び技術によらず、操作時の微小対象物への損傷を抑制しつつ、効率よくかつ好適に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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を模式的に示す図である。
【図２】図２は、微動機構の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、マニピュレーションシステムの制御ブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係る吸引ポンプ装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、吸引ポンプ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、撮像画像の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、撮像画像の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、実施形態のマニピュレーションシステムの動作の一例を示すフローチャート図である。
【図９】図９は、基準制御値設定モードの動作の一例を示すフローチャート図である。
【図１０】図１０は、操作実行モードの動作の一例を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、インジェクションモードの動作の一例を示すフローチャート図である。
【図１２】図１２は、第１ピペットの内部圧力の推移の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
［システムの構成］
図１は、実施形態に係るマニピュレ−ションシステムの構成を模式的に示す図である。マニピュレーションシステム１０は、顕微鏡観察下で微小対象物である試料を操作するためのシステムである。図１において、マニピュレーションシステム１０は、撮像部としての顕微鏡ユニット１２と、第１マニピュレータ１４と、第２マニピュレータ１６と、マニピュレーションシステム１０を制御するコントローラ（制御装置）４３とを備えている。顕微鏡ユニット１２の両側に第１マニピュレータ１４と第２マニピュレータ１６とが分かれて配置されている。
【００１７】
吸引ポンプ装置５０Ａは、第１マニピュレータ１４に対応して配置される。吸引ポンプ装置５０Ａは、第１マニピュレータ１４に取り付けられた第１ピペット２５の内部圧力を調整し、微小対象物である試料を第１ピペット２５に固定する操作を行うための装置である。また、注入ポンプ装置５０Ｂは、第２マニピュレータ１６に対応して配置される。注入ポンプ装置５０Ｂは、第２マニピュレータ１６に取り付けられた第２ピペット３５の内部圧力を調整し、微小対象物である試料に対するインジェクション操作を行うための装置である。
【００１８】
顕微鏡ユニット１２は、撮像素子を含むカメラ１８と、顕微鏡２０と、試料ステージ２２とを備えている。試料ステージ２２は、シャーレなどの試料保持部材１１を支持可能であり、試料保持部材１１の直上に顕微鏡２０が配置される。顕微鏡ユニット１２は、顕微鏡２０とカメラ１８とが一体構造となっており、試料保持部材１１に向けて光を照射する光源（図示は省略している）を備えている。なお、カメラ１８は、顕微鏡２０と別体に設けてもよい。図１では、顕微鏡２０及びカメラ１８は、試料保持部材１１の上方に配置されているが、試料保持部材１１の下方に配置してもよい。
【００１９】
試料保持部材１１には、試料を含む溶液が収容される。溶液は、例えば、パラフィンオイル等である。溶液は、本実施形態において、図４に後述する培養液７３である。試料保持部材１１の試料に光が照射され、試料保持部材１１の試料で反射した光が顕微鏡２０に入射すると、試料に関する光学像は、顕微鏡２０で拡大された後、カメラ１８で撮像される。カメラ１８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。
【００２０】
図１に示す第１マニピュレータ１４は、第１ピペット保持部材２４と、Ｘ−Ｙ軸テーブル２６と、Ｚ軸テーブル２８と、Ｘ−Ｙ軸テーブル２６を駆動する駆動装置３０と、Ｚ軸テーブル２８を駆動する駆動装置３２と、を備える。第１マニピュレータ１４は、Ｘ軸−Ｙ軸−Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。なお、本実施形態において、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。
【００２１】
Ｘ−Ｙ軸テーブル２６は、駆動装置３０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２８は、Ｘ−Ｙ軸テーブル２６上に上下移動可能に配置され、駆動装置３２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３０、３２は、コントローラ４３に接続されている。
【００２２】
第１ピペット保持部材２４は、Ｚ軸テーブル２８に連結され、先端に毛細管チップである第１ピペット２５が取り付けられている。第１ピペット保持部材２４は、Ｘ−Ｙ軸テーブル２６とＺ軸テーブル２８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１１に収容された試料を、第１ピペット２５の端部に固定することができる。第１ピペット２５の内部圧力は、吸引ポンプ装置５０Ａから供給される圧力の制御値Ｐにより制御され、第１ピペット２５の吸引により試料が固定される。すなわち、第１マニピュレータ１４は、微小対象物の固定に用いられる固定用マニピュレータであり、第１ピペット２５は、微小対象物の固定操作手段として用いられるホールディングピペットである。なお、これに限られず、第１マニピュレータ１４は、微小対象物の採取に用いられる採取用マニピュレータであってもよく、第１ピペット２５は、微小対象物の採取手段として用いられてもよい。
【００２３】
図１に示す第２マニピュレータ１６は、第２ピペット保持部材３４と、Ｘ−Ｙ軸テーブル３６と、Ｚ軸テーブル３８と、Ｘ−Ｙ軸テーブル３６を駆動する駆動装置４０と、Ｚ軸テーブル３８を駆動する駆動装置４２と、を備える。第２マニピュレータ１６は、Ｘ軸−Ｙ軸−Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。
【００２４】
Ｘ−Ｙ軸テーブル３６は、駆動装置４０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３８は、Ｘ−Ｙ軸テーブル３６上に上下移動可能に配置され、駆動装置４２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４０、４２は、コントローラ４３に接続されている。
【００２５】
第２ピペット保持部材３４は、Ｚ軸テーブル３８に連結され、先端にガラス製の第２ピペット３５が取り付けられている。第２ピペット保持部材３４は、Ｘ−Ｙ軸テーブル３６とＺ軸テーブル３８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１１に収容された試料を人工操作することが可能である。第２ピペット３５の内部圧力は、注入ポンプ装置５０Ｂから供給される圧力の制御値Ｐにより制御され、第２ピペット３５により試料に対する溶液等の注入が行われる。すなわち、第２マニピュレータ１６は、微小対象物の操作（ＤＮＡ溶液の注入操作や穿孔操作など）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３５は、微小対象物のインジェクション操作手段として用いられるインジェクションピペットである。
【００２６】
Ｘ−Ｙ軸テーブル３６とＺ軸テーブル３８は、第２ピペット保持部材３４を、試料保持部材１１に収容された試料など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３８と第２ピペット保持部材３４との連結部には、ナノポジショナとして微動機構４４が備えられている。微動機構４４は、第２ピペット保持部材３４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３４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。
【００２７】
図２は、微動機構の一例を示す断面図である。図２に示すように微動機構４４は、第２ピペット保持部材３４を駆動対象とする圧電アクチュエータ４４ａを備える。圧電アクチュエータ４４ａは、筒状のハウジング８７と、ハウジング８７の内部に設けられた転がり軸受８０、８２と、圧電素子９２とを含む。ハウジング８７の軸方向に第２ピペット保持部材３４が挿通される。転がり軸受８０、８２は、第２ピペット保持部材３４を回転可能に支持する。圧電素子９２は、印加される電圧に応じて第２ピペット保持部材３４の長手方向に沿って伸縮する。第２ピペット保持部材３４の先端側（図２左側）には第２ピペット３５（図１参照）が取り付けられ固定される。
【００２８】
第２ピペット保持部材３４は、転がり軸受８０、８２を介してハウジング８７に支持される。転がり軸受８０は、内輪８０ａと、外輪８０ｂと、内輪８０ａと外輪８０ｂとの間に設けられたボール８０ｃとを備える。転がり軸受８２は、内輪８２ａと、外輪８２ｂと、内輪８２ａと外輪８２ｂとの間に設けられたボール８２ｃとを備える。各外輪８０ｂ、８２ｂがハウジング８７の内周面に固定され、各内輪８０ａ、８２ａが中空部材８４を介して第２ピペット保持部材３４の外周面に固定される。このように、転がり軸受８０、８２は、第２ピペット保持部材３４を回転自在に支持するようになっている。
【００２９】
中空部材８４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８４ａが設けられている。転がり軸受８０は、フランジ部８４ａに対して第２ピペット保持部材３４の軸方向の先端側に配置され、転がり軸受８２はフランジ部８４ａに対して後端側に配置される。内輪間座としてのフランジ部８４ａを挟んで転がり軸受８０の内輪８０ａと、転がり軸受８２の内輪８２ａとが配置される。第２ピペット保持部材３４の外周面にねじ加工が施されており、内輪８０ａの先端側及び内輪８２ａの後端側からロックナット８６及びロックナット８６が第２ピペット保持部材３４に螺合されて、転がり軸受８０、８２の軸方向の位置が固定される。
【００３０】
円環状のスペーサ９０は、転がり軸受８０、８２と同軸に外輪８２ｂの軸方向後端側に配置される。スペーサ９０の軸方向後端側には、円環状の圧電素子９２がスペーサ９０と略同軸に配置され、さらにその軸方向後端側にはハウジング８７の蓋８８が配置される。蓋８８は、圧電素子９２を軸方向に固定するためのもので、第２ピペット保持部材３４が挿通する孔部を有する。蓋８８は、例えば、ハウジング８７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９２は、棒状又は角柱状としてスペーサ９０の周方向に略等配となるように並べても良く、第２ピペット保持部材３４を挿通する孔部を有した角筒としても良い。
【００３１】
圧電素子９２はスペーサ９０を介して転がり軸受８２と接している。圧電素子９２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４３に接続されている。圧電素子９２は、コントローラ４３からの印加電圧に応答して第２ピペット保持部材３４の軸方向に沿って伸縮し、第２ピペット保持部材３４をその軸方向に沿って微動させるようになっている。第２ピペット保持部材３４が軸方向に沿って微動すると、この微動が第２ピペット３５（図１参照）に伝達され、第２ピペット３５の位置が微調整されることになる。また、圧電素子９２により第２ピペット保持部材３４が軸方向に振動すると、第２ピペット３５も軸方向に振動する。このように微動機構４４により、微小対象物への操作（ＤＮＡ溶液や細胞の注入操作や穿孔操作など）の際には、より正確な操作が可能となり、圧電素子９２による穿孔作用の向上を実現できる。
【００３２】
なお、上述の微動機構４４は、微小対象物の操作用の第２マニピュレータ１６に設けられるとしているが、図１に示すように微小対象物の固定用の第１マニピュレータ１４に微動機構４４と同様の微動機構４４を設けてもよく、省略することも可能である。
【００３３】
［システムの制御構成］
次に、コントローラ４３によるマニピュレーションシステム１０の制御について図３を参照して説明する。図３は、マニピュレーションシステムの制御ブロック図である。
【００３４】
コントローラ４３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。コントローラ４３は、記憶部４６Ｂに格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行い、演算結果に従って制御部４６Ａが各種の制御を行うように駆動信号を出力する。
【００３５】
制御部４６Ａは、顕微鏡ユニット１２の焦点合わせ機構８１、第１マニピュレータ１４の駆動装置３０、駆動装置３２、第２マニピュレータ１６の駆動装置４０、駆動装置４２、圧電素子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駆動信号を出力する。制御部４６Ａは、駆動装置３０、３２、４０、４２にそれぞれ駆動信号Ｖｘｙ、Ｖｚ（図１参照）を供給する。駆動装置３０、３２、４０、４２は、駆動信号Ｖｘｙ、Ｖｚに基づいてＸ−Ｙ−Ｚ軸方向に駆動する。制御部４６Ａは、微動機構４４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４４の制御を行ってもよい。制御部４６Ａは、吸引ポンプ装置５０Ａ及び注入ポンプ装置５０Ｂを制御してもよい。
【００３６】
コントローラ４３は、情報入力手段としてジョイスティック４７と、キーボード、マウス又はタッチパネル等の入力部４９とが接続されている。ジョイスティック４７は公知のものを用いることができる。ジョイスティック４７は、基台と、基台から直立するハンドル部とを備えており、ハンドル部を傾斜させるように操作することで駆動装置３０、４０のＸ−Ｙ駆動を行うことができ、ハンドル部をねじることで駆動装置３２、４２のＺ駆動を行うことができる。また、コントローラ４３は、液晶パネル等の表示部４５が接続される。表示部４５にはカメラ１８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４９としてタッチパネルが用いられる場合には、表示部４５の表示画面にタッチパネルを重ねて用い、操作者が表示部４５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。
【００３７】
図３に示すように、コントローラ４３は、さらに画像入力部４３Ａ、画像処理部４３Ｂ、画像出力部４３Ｃ及び位置検出部４３Ｄを備えている。顕微鏡２０を通してカメラ１８で撮像した画像信号Ｖｐｉｘ（図１参照）が画像入力部４３Ａに入力される。画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａから画像信号を受け取って、画像処理を行う。画像出力部４３Ｃは、画像処理部４３Ｂで画像処理された画像情報を表示部４５へ出力する。位置検出部４３Ｄは、カメラ１８で撮像された微小対象物である細胞等の位置や、第２ピペット３５によるインジェクション操作を行う操作対象である細胞の核等の位置を、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４３Ｄは、画像情報に基づいてカメラ１８の撮像領域内における細胞等の有無及び位置を検出することができる。また、位置検出部４３Ｄは、画像情報に基づいてカメラ１８の撮像領域内における第１ピペット２５及び第２ピペット３５の先端の位置を検出することができる。画像入力部４３Ａ、画像処理部４３Ｂ、画像出力部４３Ｃ及び位置検出部４３Ｄは、制御部４６Ａにより制御される。
【００３８】
画像処理部４３Ｂは、例えば、細胞及び核の位置及び形状、第１ピペット２５、第２ピペット３５等を検出するために、画像入力部４３Ａから受け取った画像信号について二値化処理とフィルタ処理を実行する。画像処理部４３Ｂは、画像信号をグレースケール化して、あらかじめ設定された所定の閾値に基づいて、このグレースケール画像をモノクロ画像に変換する。そして、画像処理部４３Ｂは、二値化処理とフィルタ処理により得られたモノクロ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。その処理結果に基づいて位置検出部４３Ｄは、細胞及び核の位置及び形状、第１ピペット２５、第２ピペット３５等を検出することができる。
【００３９】
制御部４６Ａは、位置検出部４３Ｄからの位置情報、及び細胞等の有無の情報に基づいて、第１マニピュレータ１４及び第２マニピュレータ１６を制御する。本実施形態において、制御部４６Ａは、第１マニピュレータ１４及び第２マニピュレータ１６を所定のシーケンスで自動的に駆動する。かかるシーケンス駆動は、記憶部４６Ｂにあらかじめ保存された所定のプログラムによるＣＰＵの演算結果に基づいて、制御部４６Ａが順次それぞれに駆動信号を出力することで行われる。
【００４０】
［吸引ポンプ装置及び注入ポンプ装置の構成］
次に吸引ポンプ装置５０Ａ及び注入ポンプ装置５０Ｂの構成について説明する。図４は、実施形態に係る吸引ポンプ装置を説明するための模式図である。図５は、吸引ポンプ装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の例では、第１マニピュレータ１４に対応して設けられた吸引ポンプ装置５０Ａについて説明するが、第２マニピュレータ１６に対応して設けられた注入ポンプ装置５０Ｂについても同様の構成とすることができる。図４及び図５に示すように、吸引ポンプ装置５０Ａは、電動ポンプ２９と、操作端末５１と、コントローラ５３と、ドライバ５４（図４では省略して示す）と、を含む。
【００４１】
図４に示すように、電動ポンプ２９には、配管５２を介して第１マニピュレータ１４の第１ピペット保持部材２４が接続されている。試料保持部材１１の内部に培養液７３及び細胞１００が収容されている。電動ポンプ２９は、回転型のモータ６１により駆動するシリンジ型ポンプである。電動ポンプ２９により生じた圧力の変化が、配管５２を介して第１ピペット保持部材２４及び第１ピペット２５に伝達される。これにより、第１ピペット２５の内部圧力を調整して、例えば細胞１００の採取等、細胞１００に対する各種操作を行うことができる。図４に示す例では、第１ピペット２５の先端が培養液７３に漬けられて、採取対象の細胞１００の近傍に配置された状態で、電動ポンプ２９が矢印Ｄａに示す方向に吸引を行う。電動ポンプ２９の吸引により第１ピペット２５の内部圧力が小さくなり、試料保持部材１１に保持された細胞１００は培養液７３とともに矢印Ｄｂに示す方向に移動し、第１ピペット２５の先端に採取される。なお、細胞１００は、顕微鏡観察下でＤＮＡ溶液の注入操作や穿孔操作等の操作が行われる微小対象物であり、例えば受精卵、卵細胞、又はその他の細胞であってもよい。また、試料保持部材１１の内部に保持された培養液７３は、例えば、生理食塩水等が用いられる。電動ポンプ２９は、モータ６１と、移動機構６２と、シリンジ機構６５と、を含む。
【００４２】
モータ６１は、操作端末５１に入力された操作情報に応じて回転する駆動機構である。モータ６１は、操作情報に応じて回転数及び回転方向を変更することができる。モータ６１の出力軸は移動機構６２と連結されており、モータ６１の回転力が移動機構６２に伝達される。モータ６１としてステッピングモータ、サーボモータ、超音波モータ等を用いることができる。
【００４３】
移動機構６２は、ボールねじ６３と、移動部６４とを含むボールねじ機構である。移動機構６２は、モータ６１から伝達された回転駆動力を、シリンジ部６６の軸方向に沿った方向の運動に変換してシリンジ部６６に伝達する駆動伝達部である。
【００４４】
シリンジ機構６５は、シリンジ部６６とピストン６７とを有する。シリンジ部６６は内部空間６８を有し、内部空間６８にミネラルオイル等の液体７２が充填されている。内部空間６８内の液体７２を電動ポンプ２９が吸引することにより、試料保持部材１１内の培養液７３は、第１ピペット２５内へ吸引される。内部空間６８内の液体７２を電動ポンプ２９が排出することにより、第１ピペット２５内の培養液７３は、試料保持部材１１内へ吐出される。ピストン６７は内部空間６８に配置され、シリンジ部６６の軸方向に移動可能となっている。ピストン６７が軸方向に移動することで、液体７２も軸方向に移動する。これにより、内部空間６８における液体７２の体積が変化する。シリンジ機構６５の端部には、コネクタ７０を介して配管５２が接続される。シリンジ部６６の内部空間６８は、コネクタ７０の孔部７０Ａを介して配管５２とつながっており、シリンジ部６６の内部空間６８における液体７２の体積の変化が配管５２を介して第１ピペット２５に伝達される。
【００４５】
例えば、第１ピペット２５により細胞１００の採取操作や固定操作を行う場合には、内部空間６８の液体７２の体積が大きくなるようにピストン６７及び液体７２が図４に図示される右方に移動する。これにより、内部空間６８が陰圧になり、電動ポンプ２９により細胞１００の吸引を行うことができる。また、上述した第２ピペット３５によりインジェクション操作を行う際には、内部空間６８の液体７２の体積が小さくなるようにピストン６７及び液体７２が移動する。これにより、内部空間６８が陽圧になり、電動ポンプ２９により注入を行うことができる。なお、本実施形態において、内部空間６８は、液体７２で満たされているが、これに限定されず、空気等であってもよい。
【００４６】
電動ポンプ２９において、モータ６１の回転駆動がボールねじ６３に伝達されると、ボールねじ６３の回転とともに移動部６４が軸方向に移動し、移動部６４に連結されたピストン６７も軸方向に移動する。このように、モータ６１の回転駆動が、移動機構６２によりシリンジ部６６の軸方向に沿った方向の直線運動に変換されシリンジ部６６に伝達される。ピストン６７の移動により、シリンジ部６６の内部空間６８における培養液７３の体積が変化し、電動ポンプ２９の吸引動作又は注入動作を実現できる。
【００４７】
なお、シリンジ機構６５及び移動機構６２の構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、移動機構６２において、ボールねじ６３に換えてすべりねじを用いることもできる。ボールねじ６３を用いた場合、ボールねじ６３のねじ溝は、ボールを介して移動部６４のねじ溝と噛み合うのに対し、すべりねじを用いた場合、ボールねじ６３のねじ溝は、ボールを介さず移動部６４のねじ溝と接触して噛み合う。よって、すべりねじを用いる場合、電動ポンプ２９の製造コストを低減できる可能性がある。
【００４８】
図４に示すように、操作端末５１は、操作者が電動ポンプ２９に対する操作情報を入力するための操作情報入力部である。操作端末５１は、エンコーダ５１Ａと、信号変換部５１Ｂと、操作ノブ５１Ｃと、第１表示部５１Ｄと、第２表示部５１Ｅと、ゲイン調整部５１Ｆと、を含む。エンコーダ５１Ａは、操作端末５１の筐体の内部に設けられる。エンコーダ５１Ａは、操作ノブ５１Ｃの位置の変化を検出する検出器である。エンコーダ５１Ａは、操作ノブ５１Ｃの位置に関する情報として回転変位量、回転速度等を検出することができる。エンコーダ５１Ａは、操作ノブ５１Ｃの操作量に応じた検出信号を信号変換部５１Ｂに出力する。信号変換部５１Ｂは、操作端末５１の筐体の内部に設けられる。信号変換部５１Ｂは、エンコーダ５１Ａから供給された検出信号を、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）信号に変換し、ＵＳＢ信号をコントローラ５３に出力する。操作ノブ５１Ｃは、操作端末５１の筐体に対して回転可能に取り付けられている。操作ノブ５１Ｃは、エンコーダ５１Ａと対向する位置に設けられる。エンコーダ５１Ａは、操作ノブ５１Ｃの操作量を検出する。ここで、操作ノブ５１Ｃの操作量とは、操作ノブ５１Ｃの位置情報であり、操作開始時の操作ノブ５１Ｃの位置を基準位置としたときの、回転変位量を示す。
【００４９】
コントローラ５３は、信号線５７Ａを介して操作端末５１と接続されている。コントローラ５３は、制御部５３Ａと、記憶部５３Ｂとを含む。制御部５３Ａは、操作端末５１から信号線５７Ａを介して供給された検出信号に基づいて、電動ポンプ２９の制御を行う。制御部５３Ａは、信号変換部５１Ｂにより変換された、操作ノブ５１Ｃの操作量に対応する検出信号を受け取る。制御部５３Ａは、エンコーダ５１Ａの、単位時間当たりの位置情報の変化、すなわち、速度情報を算出し、この速度情報に基づいて電動ポンプ２９のモータ６１に対する速度指令を制御信号として生成する。あるいは、制御部５３Ａは、エンコーダ５１Ａの検出信号に基づいて、操作ノブ５１Ｃの操作量を算出し、この操作量に基づいてモータ６１に対する駆動量の制御信号を生成する。記憶部５３Ｂは、電動ポンプ２９の駆動に関する情報や、操作端末５１の操作量に関する情報を記憶する。
【００５０】
ドライバ５４は、制御部５３Ａから供給された制御信号に基づいて、電動ポンプ２９を駆動させる駆動信号を生成し、信号線５７Ｂを介して電動ポンプ２９に駆動信号を供給する駆動回路である。ドライバ５４は、速度指令に基づいた駆動信号を電動ポンプ２９のモータ６１に出力する。これにより、モータ６１は、操作ノブ５１Ｃの操作速度に対応する駆動速度で回転駆動する。あるいは、ドライバ５４は、駆動量の制御信号に基づいた駆動信号を電動ポンプ２９のモータ６１に出力する。これにより、モータ６１は、操作ノブ５１Ｃの操作量に対応する駆動量で回転駆動する。これに限定されず、制御部５３Ａは、ＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ-Ｉｎｔｅｇｒａｌ-Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）により、モータ６１に対する駆動量の制御信号を生成してもよい。
【００５１】
操作ノブ５１Ｃの速度情報又は操作量に対応してモータ６１が駆動され、シリンジ部６６における培養液７３の体積が変更される。このようにして、操作ノブ５１Ｃの操作により電動ポンプ２９の動作を制御することができる。本実施形態によれば、モータ６１の駆動量は、操作ノブ５１Ｃの速度情報又は操作量に対応して決定されるので、電動ポンプ２９の駆動条件の定量化が容易である。コントローラ５３及びドライバ５４は、操作端末５１に内蔵された構成としてもよい。また、コントローラ５３及びドライバ５４は、マニピュレーションシステム１０のコントローラ４３（図１参照）に含まれていてもよい。
【００５２】
［吸引ポンプ装置の基準制御値の設定方法］
次に、図６及び図７を参照して、微小対象物である試料の検出方法と、試料の保持及び保持解除の判断方法と、吸引ポンプ装置５０Ａの内部圧力を調整するための基準制御値の設定方法と、について説明する。本実施形態において、試料は、細胞１００である。図６及び図７は、撮像画像の一例を示す模式図である。
【００５３】
細胞１００は、透明体１０２と、細胞膜１０４と、核１１０と、を含む。透明体１０２は、細胞膜１０４を取り囲む糖タンパク質の層である。細胞膜１０４は、細胞１００の内外を隔てる生体膜である。透明体１０２及び細胞膜１０４は、流動性を有する高弾性の物質である。高弾性とは、弾性限界が大きいことである。核１１０は、細胞膜１０４に覆われた細胞１００の内部に存在する。核１１０は、核膜１１２と核小体１１４とを有する。核膜１１２は、流動性を有する高弾性の物質である。核小体１１４は、核膜１１２に覆われた核１１０の内部に存在する。
【００５４】
上述のとおり、第１ピペット２５及び細胞１００の撮像画像は、図３に示す画像処理部４３Ｂによって二値化処理される。第１ピペット２５及び細胞１００の位置は、二値化処理された画像データに基づいて、位置検出部４３Ｄによって検出される。位置検出部４３Ｄは、本実施形態において、第１ピペット２５の先端中央２５Ｔ、及び細胞１００の面積重心Ｃの座標を検出する。細胞１００の面積重心Ｃは、二値化処理された画像データに基づいて算出された面積重心である。
【００５５】
なお、第２ピペット３５（図１参照）及び核小体１１４の位置は、第１ピペット２５及び細胞１００と同様の方法で検出される。本実施形態において、細胞１００は、第１ピペット２５に保持された状態で、第２ピペット３５によってインジェクション操作される。ＤＮＡ溶液等のインジェクションにおいては、ＤＮＡ溶液等を、核膜１１２の内部に注入する必要がある。核膜１１２は、低コントラストかつ形状が不定であるため、エッジ抽出処理等の一般的な画像処理手段による検出が困難である。そこで、核膜１１２より高コントラストの核小体１１４を検出し、核小体１１４の位置に基づいて、インジェクション位置を決定する。
【００５６】
コントローラ４３は、検出結果に基づいて、第１ピペット２５及び第２ピペット３５を所定の初期位置に移動させる。所定の初期位置は、撮像画像の中心Ｏに基づいて予め定められた位置である。コントローラ４３は、第１ピペット２５が初期位置にある状態において、撮像画像の所定領域Ａに細胞１００があるかないかを判断する。所定領域Ａは、撮像画像の中心Ｏに基づいて予め定められた領域である。コントローラ４３は、所定領域Ａに細胞１００を検出した場合、細胞１００が保持されていると判断する。コントローラ４３は、所定領域Ａに細胞１００を検出しない場合、細胞１００が保持されてない又は保持を解除されたと判断する。
【００５７】
コントローラ４３は、例えば、第１ピペット２５が初期位置にある状態において、細胞１００の面積重心Ｃと撮像画像の中心Ｏとの間の距離Ｌに基づいて、細胞１００が第１ピペット２５に保持されているか否かを判断してもよい。より具体的には、コントローラ４３は、距離Ｌが予め定められた所定の閾値Ｌｔよりも小さい場合（Ｌ＜Ｌｔ）、細胞１００が保持されていると判断する。コントローラ４３は、距離Ｌが予め定められた所定の閾値Ｌｔ以上である場合（Ｌ≧Ｌｔ）、細胞１００が保持されてない又は保持を解除されたと判断する。
【００５８】
吸引ポンプ装置５０Ａは、制御部５３Ａ（図５参照）が第１ピペット２５の内部圧力を制御する（図１２参照）。制御部５３Ａは、電動ポンプ２９の制御値Ｐを高圧側へ駆動することによって、第１ピペット２５の先端内部２５Ａ（図６参照）の圧力を上げる。制御部５３Ａは、電動ポンプ２９の制御値Ｐを低圧側へ駆動することによって、第１ピペット２５の先端内部２５Ａの圧力を下げる。制御部５３Ａは、基準制御値ＰＳに基づいて、第１ピペット２５の先端内部２５Ａの圧力を制御する。基準制御値ＰＳは、第１ピペット２５の先端内部２５Ａの圧力と先端外部付近２５Ｂ（図６参照）の圧力とが平衡状態となる基準圧力に対応する制御値Ｐである。吸引ポンプ装置５０Ａの動作を安定して実行するために、制御部５３Ａは、基準制御値ＰＳを随時更新する。基準制御値ＰＳが、更新前の基準制御値ＰＳに対して高圧側に所定値オフセットした場合、制御値Ｐは、更新前の制御値Ｐよりも高圧側に所定値オフセットする。基準制御値ＰＳが、更新前の基準制御値ＰＳに対して低圧側に所定値オフセットした場合、制御値Ｐは、更新前の制御値Ｐよりも低圧側に所定値オフセットする。なお、本実施形態において、第１ピペット２５の先端内部２５Ａの圧力と先端外部付近２５Ｂの圧力とは、第１ピペット２５の先端内部２５Ａの圧力を制御する電動ポンプ２９に備わるモータ６１のステップ数で管理している。
【００５９】
コントローラ４３は、第１ピペット２５が細胞１００を保持している状態から保持を解除し、第１ピペット２５から細胞１００の保持が解除された瞬間を検出する。制御部５３Ａは、第１ピペット２５から細胞１００の保持が解除された瞬間の制御値Ｐを、基準制御値ＰＳとして設定する。
【００６０】
制御部５３Ａは、基準制御値ＰＳに基づいて、保持値ＰＨ、保持解除値ＰＲ及び姿勢変更値ＰＣを算出する（図１２参照）。保持値ＰＨは、インジェクション操作のために細胞１００を保持する際に、初動で設定する第１ピペット２５の内部圧力の制御値Ｐである。保持値ＰＨは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＨｄを減算した値である。保持解除値ＰＲは、細胞１００の保持を解除する際に、初動で設定する第１ピペット２５の内部圧力の制御値Ｐである。保持解除値ＰＲは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＲｄを減算した値である。姿勢変更値ＰＣは、細胞１００を保持している状態から、細胞１００を回転可能に保持するために第１ピペット２５の吸引力を弱めた際の第１ピペット２５の内部圧力の制御値Ｐである。姿勢変更値ＰＣは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＣｄを減算した値である。保持値ＰＨ、保持解除値ＰＲ及び姿勢変更値ＰＣは、ＰＨ＜ＰＣ＜ＰＲである。
【００６１】
マニピュレーションシステム１０は、基準制御値設定モードと、操作実行モードと、を含む。操作実行モードは、インジェクションモードを含む。基準制御値設定モードは、操作実行モードを実施するにあたり、電動ポンプ２９の圧力の基準値を設定するためのモードである（後述する図９のステップＳＴ３０参照）。より具体的には、基準制御値設定モードは、制御部５３Ａが基準制御値ＰＳを初期設定する処理を行う。操作実行モードは、基準制御値ＰＳの初期設定に基づいて、実際にインジェクション操作を行うためのモードである（後述する図１０のステップＳＴ３２参照）。より具体的には、操作実行モードは、細胞１００へのインジェクション操作するためのモードであるインジェクションモード（後述の図１１のステップＳＴ８０）と、制御部５３Ａが基準制御値ＰＳを更新設定する処理とを行う。
【００６２】
［システムの動作］
次にマニピュレーションシステム１０の駆動方法について説明する。マニピュレーションシステム１０の動作を開始する前に、操作者は、まず、図１に示すカメラ１８の視野内に、第１ピペット２５及び第２ピペット３５を配置する。ここで、第１ピペット２５の先端の高さは試料保持部材１１の底面よりわずかに上の位置とする。操作者は、次に、顕微鏡２０の焦点合わせ機構８１（図３参照）を用いて、焦点を第１ピペット２５に合わせる。操作者は、焦点を第１ピペット２５に合わせた状態で、焦点が合うように第２ピペット３５の高さを調整する。操作者は、次に、試料保持部材１１内の細胞１００の周辺を、カメラ１８の視野と重なるように試料ステージ２２を移動させる。操作者は、さらに、細胞１００に第１ピペット２５の先端を近付けても細胞１００が動かないことを確認する。これは、図４に示す吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９が平衡状態であることを確認するためである。以上の準備により、細胞１００は、第１ピペット２５及び第２ピペット３５の近傍に配置される。
【００６３】
図８は、実施形態のマニピュレーションシステムの動作の一例を示すフローチャート図である。図９は、基準制御値設定モードの動作の一例を示すフローチャート図である。図１０は、操作実行モードの動作の一例を示すフローチャート図である。図１１は、インジェクションモードの動作の一例を示すフローチャート図である。図１２は、第１ピペットの内部圧力の推移の一例を示すグラフである。マニピュレーションシステム１０は、試料保持部材１１に載置された複数の細胞１００に対し、１つの細胞１００ごとに操作を行い、複数の細胞１００について操作を繰り返し実行する。コントローラ４３は、複数の細胞１００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１０による自動操作は、例えば、ＰＣソフト上の開始ボタンを押すことでスタートする。
【００６４】
まず、図８に示すステップＳＴ１０において、操作者は、マニピュレーションシステム１０が複数回の操作を実行した後、操作を終了する回数である操作終了回数Ｎｅを、図３に示す入力部４９を介してコントローラ４３の制御部４６Ａに設定する。制御部４６Ａは、設定された操作終了回数Ｎｅをコントローラ４３の記憶部４６Ｂに記憶させる。１つの細胞１００ごとに操作を行うので、操作終了回数Ｎｅは、操作を行う細胞１００の個数である。制御部４６Ａに操作終了回数Ｎｅが入力されると、ステップＳＴ１２において、制御部４６Ａは、実行した操作回数のカウンタ値である操作実行回数ＮをＮ＝０として記憶部４６Ｂに記憶させる。
【００６５】
次に、ステップＳＴ１４において、操作者は、マニピュレーションシステム１０が操作実行モードを連続で実行する連続操作終了回数Ｍｅを、図３に示す入力部４９を介してコントローラ４３の制御部４６Ａに設定する。制御部４６Ａは、設定された連続操作終了回数Ｍｅをコントローラ４３の記憶部４６Ｂに記憶させる。連続操作終了回数Ｍｅは、操作終了回数Ｎｅ以下の値である。制御部４６Ａに連続操作終了回数Ｍｅが入力されると、ステップＳＴ１６において、制御部４６Ａは、実行した連続操作回数のカウンタ値である連続操作実行回数ＭをＭ＝０として記憶部４６Ｂに記憶させる。
【００６６】
ステップＳＴ１８において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。コントローラ４３の画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ２０において、コントローラ４３の画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。コントローラ４３の位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における第１ピペット２５の先端中央２５Ｔの位置座標を検出する。ステップＳＴ２２において、制御部４６Ａは、第１マニピュレータ１４を駆動して、第１ピペット２５の先端中央２５Ｔの位置座標に基づいて、第１ピペット２５を所定の初期位置へ移動させる。所定の初期位置は、カメラ１８が撮像した撮像画像の中心Ｏに基づいて予め定められた位置である。
【００６７】
ステップＳＴ２４において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ２６において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における第２ピペット３５の先端中央の位置座標を検出する。ステップＳＴ２８において、制御部４６Ａは、第２マニピュレータ１６を駆動して、第２ピペット３５の先端中央の位置座標に基づいて、第２ピペット３５を所定の初期位置へ移動させる。所定の初期位置は、カメラ１８が撮像した撮像画像の中心Ｏに基づいて予め定められた位置である。
【００６８】
次に、ステップＳＴ３０において、マニピュレーションシステム１０は、基準制御値設定モードを実行する。ステップＳＴ３０の詳細については、後述にて説明する。基準制御値設定モードの処理が終了すると、ステップＳＴ３２において、マニピュレーションシステム１０は、操作実行モードを実行する。ステップＳＴ３２の詳細については、後述にて説明する。操作実行モードの処理が終了すると、ステップＳＴ３４において、制御部４６Ａは、第２ピペット３５を所定の初期位置へ移動させる。
【００６９】
ステップＳＴ３６において、制御部４６Ａは、操作実行回数Ｎのカウンタ値を１つ増やして、Ｎ＝Ｎ＋１として記憶部４６Ｂに記憶させる。制御部４６Ａは、連続操作実行回数Ｍのカウンタ値を１つ増やして、Ｍ＝Ｍ＋１として記憶部４６Ｂに記憶させる。ステップＳＴ３８において、制御部４６Ａは、操作実行回数Ｎが操作終了回数Ｎｅに達したか否かを判断する。ステップＳＴ３８において、操作実行回数Ｎが操作終了回数Ｎｅよりも小さいと判断された場合（ステップＳＴ３８；Ｎｏ）、ステップＳＴ４０において、制御部４６Ａは、連続操作実行回数Ｍが連続操作終了回数Ｍｅに達したか否かを判断する。ステップＳＴ４０において、連続操作実行回数Ｍが連続操作終了回数Ｍｅよりも小さいと判断された場合（ステップＳＴ４０；Ｎｏ）、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ３２に戻って、別の細胞１００に対し、操作実行モードを実行する。ステップＳＴ４０において、連続操作実行回数Ｍが連続操作終了回数Ｍｅ以上と判断された場合（ステップＳＴ４０；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ４２において、制御部４６Ａは、実行した連続操作回数のカウンタ値である連続操作実行回数ＭをＭ＝０として記憶部４６Ｂに記憶させる。ステップＳＴ４２を終了すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ３０に戻って、別の細胞１００に対し、基準制御値設定モードを実行する。ステップＳＴ３８において、操作実行回数Ｎが操作終了回数Ｎｅ以上と判断された場合（ステップＳＴ３８；Ｙｅｓ）、マニピュレーションシステム１０は、予め設定された個数の細胞１００に対する操作を終了し、一連の操作を終了する。
【００７０】
次に、ステップＳＴ３０に示す基準制御値設定モードについて、詳細に説明する。図９に示すステップＳＴ５０において、コントローラ５３の制御部５３Ａは、第１ピペット２５の内部圧力が下がるように、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを低圧側へ微動駆動させる。この時、制御部５３Ａは、制御値Ｐを予め定められた変位値Ｐｄ分下げるように制御する。電動ポンプ２９が低圧側に駆動すると、第１ピペット２５の内部は陰圧となり、第１ピペット２５の開口に向かって試料保持部材１１の培養液７３の流れが発生する。
【００７１】
ステップＳＴ５２において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ５４において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の位置及び形状を検出する。位置検出部４３Ｄは、例えば、細胞１００の面積重心Ｃの位置座標を検出する。
【００７２】
ステップＳＴ５６において、制御部４６Ａは、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断する。制御部４６Ａは、例えば、細胞１００の面積重心Ｃと撮像画像の中心Ｏとの間の距離Ｌが、予め定められた所定の閾値Ｌｔよりも小さいか否かを判断することによって、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断してもよい。制御部４６Ａは、ステップＳＴ５６において細胞１００が所定領域Ａにないと判断した場合（ステップＳＴ５６；Ｎｏ）、細胞１００が第１ピペット２５に保持されていないと判断する。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ５０に戻り、ステップＳＴ５６において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断するまで（ステップＳＴ５６；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ５０からステップＳＴ５６までの処理を繰り返し実行する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ５６において細胞１００が所定領域Ａにあると判断した場合、細胞１００が第１ピペット２５に保持されたと判断する。細胞１００は、培養液７３とともに吸引されて、第１ピペット２５の先端に吸着し、保持される。ステップＳＴ５６において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ５８を実行する。
【００７３】
ステップＳＴ５８において、制御部５３Ａは、第１ピペット２５の内部圧力が上がるように、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを高圧側へ微動駆動させる。この時、制御部５３Ａは、制御値Ｐを予め定められた変位値Ｐｄ分上げるように制御する。
【００７４】
ステップＳＴ６０において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ６２において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の位置及び形状を検出する。
【００７５】
ステップＳＴ６４において、制御部４６Ａは、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ６４において細胞１００が所定領域Ａにあると判断した場合（ステップＳＴ３６；Ｙｅｓ）、細胞１００が第１ピペット２５に保持されたままであると判断する。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ５８に戻り、ステップＳＴ６４において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断するまで（ステップＳＴ６４；Ｎｏ）、ステップＳＴ５８からステップＳＴ６４までの処理を繰り返し実行する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ６４において細胞１００が所定領域Ａにないと判断した場合、細胞１００が第１ピペット２５から保持が解除されたと判断する。第１ピペット２５の内部が陽圧となると、細胞１００は、培養液７３とともに吐出されて、第１ピペット２５の先端から保持が解除される。ステップＳＴ６４において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ６６を実行する。
【００７６】
ステップＳＴ６６において、制御部５３Ａは、ステップＳＴ６４において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断した時の吸引ポンプ装置５０Ａの制御値Ｐを基準圧力ＰＳとして設定する。制御部５３Ａは、基準圧力ＰＳを記憶部５３Ｂに記憶させる。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ６６の処理が終了すると、ステップＳＴ３０の処理を終了し、図８に示すステップＳＴ３２の処理を実行する。
【００７７】
次に、ステップＳＴ３２に示す操作実行モードについて、詳細に説明する。図１０に示すステップＳＴ７０において、コントローラ５３の制御部５３Ａは、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを保持値ＰＨへ駆動する。保持値ＰＨは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＨｄを減算した値である（図１２参照）。
【００７８】
ステップＳＴ７２において、コントローラ５３の制御部５３Ａは、第１ピペット２５の内部圧力が下がるように、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを低圧側へ微動駆動させる。この時、制御部５３Ａは、制御値Ｐを予め定められた変位値Ｐｄ分下げるように制御する。電動ポンプ２９が低圧側に駆動すると、第１ピペット２５の内部は陰圧となり、第１ピペット２５の開口に向かって試料保持部材１１の培養液７３の流れが発生する。
【００７９】
ステップＳＴ７４において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ７６において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の位置及び形状を検出する。
【００８０】
ステップＳＴ７８において、制御部４６Ａは、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ７８において細胞１００が所定領域Ａにないと判断した場合（ステップＳＴ７８；Ｎｏ）、細胞１００が第１ピペット２５に保持されていないと判断する。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ７２に戻り、ステップＳＴ７８において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断するまで（ステップＳＴ７８；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ７２からステップＳＴ７８までの処理を繰り返し実行する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ７８において細胞１００が所定領域Ａにあると判断した場合、細胞１００が第１ピペット２５に保持されたと判断する。細胞１００は、培養液７３とともに吸引されて、第１ピペット２５の先端に吸着し、保持される。ステップＳＴ７８において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ８０を実行する。
【００８１】
次に、ステップＳＴ８０において、マニピュレーションシステム１０は、インジェクションモードを実行する。ステップＳＴ８０の詳細については、後述にて説明する。インジェクションモードの処理が終了すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ８２の処理を実行する。
【００８２】
ステップＳＴ８２において、コントローラ５３の制御部５３Ａは、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを保持解除値ＰＲへ駆動する。保持解除値ＰＲは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＲｄを減算した値である（図１２参照）。
【００８３】
ステップＳＴ８４において、制御部５３Ａは、第１ピペット２５の内部圧力が上がるように、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを高圧側へ微動駆動させる。この時、制御部５３Ａは、制御値Ｐを予め定められた変位値Ｐｄ分上げるように制御する（図１２参照）。
【００８４】
ステップＳＴ８６において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ８８において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の位置及び形状を検出する。
【００８５】
ステップＳＴ９０において、制御部４６Ａは、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ９０において細胞１００が所定領域Ａにあると判断した場合（ステップＳＴ９０；Ｙｅｓ）、細胞１００が第１ピペット２５に保持されたままであると判断する。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ８４に戻り、ステップＳＴ９０において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断するまで（ステップＳＴ９０；Ｎｏ）、ステップＳＴ８４からステップＳＴ９０までの処理を繰り返し実行する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ９０において細胞１００が所定領域Ａにないと判断した場合、細胞１００が第１ピペット２５から保持が解除されたと判断する。第１ピペット２５の内部が陽圧となると、細胞１００は、培養液７３とともに吐出されて、第１ピペット２５の先端から保持が解除される。ステップＳＴ９０において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ９２を実行する。
【００８６】
ステップＳＴ９２において、制御部５３Ａは、ステップＳＴ９０において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにないと判断した時の吸引ポンプ装置５０Ａの制御値Ｐを基準圧力ＰＳとして設定する（図１２参照）。制御部５３Ａは、基準圧力ＰＳを記憶部５３Ｂに記憶させる。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ９２の処理が終了すると、ステップＳＴ３２の処理を終了し、図８に示すステップＳＴ３４の処理を実行する。
【００８７】
次に、ステップＳＴ８０に示すインジェクションモードについて、詳細に説明する。図１１に示すステップＳＴ１００において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ１０２において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の核１１０の位置及び形状を検出する。より具体的には、本実施形態において、位置検出部４３Ｄは、細胞１００の核小体１１４の中心の位置座標を検出する。
【００８８】
ステップＳＴ１０４において、位置検出部４３Ｄは、核小体１１４が検出されたか否かを判断する。ステップＳＴ１０４において、核小体１１４が検出されたと判断された場合（ステップＳＴ１０４；Ｙｅｓ）、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ１２０を実行する。ステップＳＴ１０４において、核小体１１４が検出されないと判断された場合（ステップＳＴ１０４；Ｎｏ）、マニピュレーションシステム１０は、本実施形態において、ステップＳＴ１０６からステップＳＴ１１８の処理を実行して、細胞１００の姿勢を変更する。
【００８９】
ステップＳＴ１０６において、制御部５３Ａは、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを姿勢変更値ＰＣへ駆動する。姿勢変更値ＰＣは、基準制御値ＰＳから予め定められた変位値ＰＣｄを減算した値である。これにより、第１ピペット２５による吸引力が弱まるので、細胞１００は、第１ピペット２５の開口近傍で回転可能になる。
【００９０】
ステップＳＴ１０８において、マニピュレーションシステム１０は、細胞１００を回転させる。マニピュレーションシステム１０は、例えば、細胞１００の中心よりＹ軸方向にオフセットした位置において、第２ピペット３５をＺ軸方向に動かして細胞１００に接触させることによって、細胞１００を回転させる。細胞１００を回転させる方法は、上述の方法に限定されない。
【００９１】
ステップＳＴ１１０において、制御部５３Ａは、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを保持値ＰＨへ駆動する。
【００９２】
ステップＳＴ１１２において、コントローラ５３の制御部５３Ａは、第１ピペット２５の内部圧力が下がるように、吸引ポンプ装置５０Ａの電動ポンプ２９の制御値Ｐを低圧側へ微動駆動させる。この時、制御部５３Ａは、制御値Ｐを予め定められた変位値Ｐｄ分下げるように制御する。電動ポンプ２９が低圧側に駆動すると、第１ピペット２５の内部は陰圧となり、第１ピペット２５の開口に向かって試料保持部材１１の培養液７３の流れが発生する。
【００９３】
ステップＳＴ１１４において、制御部４６Ａは、カメラ１８に撮像させる。画像入力部４３Ａは、顕微鏡２０を通してカメラ１８が撮像した画像データを取得する。ステップＳＴ１１６において、画像処理部４３Ｂは、画像入力部４３Ａが取得した画像データの画像処理を行う。位置検出部４３Ｄは、画像処理シーケンスによって撮像画像上における細胞１００の位置及び形状を検出する。
【００９４】
ステップＳＴ１１８において、制御部４６Ａは、細胞１００が所定領域Ａにあるか否かを判断する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ１１８において細胞１００が所定領域Ａにないと判断した場合（ステップＳＴ１１８；Ｎｏ）、細胞１００が第１ピペット２５に保持されていないと判断する。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ１１２に戻り、ステップＳＴ１１８において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断するまで（ステップＳＴ１１８；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１２からステップＳＴ１１８までの処理を繰り返し実行する。制御部４６Ａは、ステップＳＴ１１８において細胞１００が所定領域Ａにあると判断した場合、細胞１００が第１ピペット２５に保持されたと判断する。細胞１００は、培養液７３とともに吸引されて、第１ピペット２５の先端に吸着し、保持される。
【００９５】
ステップＳＴ１８において制御部４６Ａが細胞１００は所定領域Ａにあると判断すると、マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ１００に戻り、ステップＳＴ１０４において位置検出部４３Ｄが核小体１１４を検出するまで、ステップＳＴ１００からステップＳＴ１１８を繰り返し実行する。なお、核小体１１４を再検出する方法は、上述の方法に限らない。
【００９６】
ステップＳＴ１２０において、制御部４６Ａは、核小体１１４の位置座標に基づいて、第２ピペット３５によるインジェクション位置、及び第２ピペット３５の移動経路を算出する。第２ピペット３５は、例えば、核小体１１４の近傍であるインジェクション位置に対して第２ピペット３５の先端が対向するよう、Ｙ方向に移動する。その後、第２ピペット３５の先端は、Ｘ方向にインジェクション位置へ移動して、核膜１１２内に差し込まれる。ステップＳＴ１２２において、制御部４６Ａは、注入ポンプ装置５０Ｂを駆動させ、細胞１００に対するＤＮＡ溶液等のインジェクション操作を実行させる。制御部４６Ａは、例えば、予め設定された時間、注入ポンプ装置５０Ｂの電動ポンプ２９を駆動させてインジェクション操作を実行させてもよい。画像処理部４３Ｂは、インジェクション操作中に画像処理を実行し、核膜１１２の膨らみを検出して、ＤＮＡ溶液等のインジェクションが完了したか判断してもよい。マニピュレーションシステム１０は、ステップＳＴ１２２の処理が終了すると、ステップＳＴ８０の処理を終了し、図１０に示すステップＳＴ８２の処理を実行する。
【００９７】
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１０は、細胞１００（微小対象物）が載置される試料ステージ２２と、第１マニピュレータ１４と、第２マニピュレータ１６と、顕微鏡ユニット１２（撮像部）と、吸引ポンプ装置５０Ａと、コントローラ４３、５３と、を備える。第１マニピュレータ１４は、内部圧力により細胞１００を保持するための第１ピペット２５を備える。第２マニピュレータ１６は、第１ピペット２５に保持された細胞１００を操作するための第２ピペット３５を備える。顕微鏡ユニット１２は、試料ステージ２２の所定領域Ａを含む撮像画像を撮像する。吸引ポンプ装置５０Ａは、第１ピペット２５の内部圧力を調整する。コントローラ４３、５３は、試料ステージ２２、第１ピペット２５、第２ピペット３５、顕微鏡ユニット１２及び吸引ポンプ装置５０Ａを制御する。コントローラ４３、５３は、基準制御値設定モード及び操作実行モードを含む。基準制御値設定モードは、吸引ポンプ装置５０Ａを低圧側へ微動駆動し、所定領域Ａに細胞１００を検出した場合、吸引ポンプ装置５０Ａを高圧側へ微動駆動を開始し、所定領域Ａから細胞１００を検出しなくなった時の制御値Ｐを基準制御値ＰＳとして設定する。操作実行モードは、基準制御値ＰＳに基づいて設定された制御値Ｐによって、第１ピペット２５に細胞１００を保持させる。
【００９８】
これによれば、操作される細胞１００（微小対象物）を第１ピペット２５で保持する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペット２５の内部圧力に対応する吸引ポンプ装置５０Ａの制御値Ｐを、基準制御値ＰＳに基づいて設定するので、第１ピペット２５の内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に細胞１００の保持操作及び解除操作することができる。
【００９９】
本実施形態のマニピュレーションシステム１０において、操作実行モードは、第２ピペット３５による細胞１００（微小対象物）への操作が終了した後、細胞１００の保持を解除するために吸引ポンプ装置５０Ａを高圧側へ微動駆動し、所定領域Ａから細胞１００を検出しなくなった時の制御値Ｐを基準制御値ＰＳとして再設定する。このようなマニピュレーションシステム１０によれば、複数の細胞１００を操作する場合であっても、基準制御値ＰＳを都度設定するので、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に細胞１００の保持操作及び保持解除操作することができる。
【０１００】
本実施形態のマニピュレーションシステム１０において、操作実行モードは、基準制御値ＰＳに基づいて設定された制御値Ｐによって、第１ピペット２５による細胞１００（微小対象物）の一時的な保持解除操作と、保持位置を変更させた再保持操作と、を実行させる。このようなマニピュレーションシステム１０によれば、細胞１００の保持を一時的に解除する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペット２５の内部圧力に対応する吸引ポンプ装置５０Ａの制御値Ｐを、基準制御値ＰＳに基づいて設定するので、第１ピペット２５の内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に細胞１００の保持操作及び保持解除操作することができる。
【０１０１】
本実施形態のマニピュレーションシステム１０において、コントローラ４３、５３は、撮像画像に基づいて、所定領域Ａに細胞１００（微小対象物）がいるか否かを判断する。このようなマニピュレーションシステム１０によれば、操作者の熟練度及び技術によらず、細胞１００を検出することができる。
【０１０２】
本実施形態のマニピュレーションシステム１０の駆動方法において、マニピュレーションシステム１０は、細胞１００（微小対象物）が載置される試料ステージ２２と、第１マニピュレータ１４と、第２マニピュレータ１６と、顕微鏡ユニット１２（撮像部）と、吸引ポンプ装置５０Ａと、を備える。第１マニピュレータ１４は、内部圧力により細胞１００を保持するための第１ピペット２５を備える。第２マニピュレータ１６は、第１ピペット２５に保持された細胞１００を操作するための第２ピペット３５を備える。顕微鏡ユニット１２は、試料ステージ２２の所定領域Ａを含む撮像画像を撮像する。吸引ポンプ装置５０Ａは、第１ピペット２５の内部圧力を調整する。マニピュレーションシステム１０の駆動方法は、吸引ポンプ装置５０Ａを低圧側へ微動駆動するステップＳＴ５０と、所定領域Ａに細胞１００を検出した場合、吸引ポンプ装置５０Ａを高圧側へ微動駆動を開始するステップＳＴ５８と、所定領域Ａから細胞１００を検出しなくなった時の制御値Ｐを基準制御値ＰＳとして設定するステップＳＴ６６と、基準制御値ＰＳに基づいて設定された制御値Ｐによって、第１ピペット２５に細胞１００を保持させるステップＳＴ７０と、を含む。
【０１０３】
これによれば、操作される細胞１００（微小対象物）を第１ピペット２５で保持する際の圧力制御を、自動で行うことができる。また、第１ピペット２５の内部圧力に対応する吸引ポンプ装置５０Ａの制御値Ｐを、基準制御値ＰＳに基づいて設定するので、第１ピペット２５の内部の状態が変化しても、安定的に操作することができる。したがって、操作者の熟練度及び技術によらず、効率よくかつ好適に細胞１００の保持操作及び保持解除操作することができる。
【０１０４】
本実施形態のマニピュレーションシステム１０及びマニピュレーションシステム１０の駆動方法は適宜変更してもよい。例えば、第１ピペット２５、第２ピペット３５等の形状等は、微小対象物の種類や、微小対象物に対する操作に応じて適宜変更することが好ましい。微小対象物の保持操作、所定の操作対象位置の検出操作、インジェクション操作、微小対象物の載置操作の各操作において、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。例えば、ステップＳＴ１８及びステップＳＴ２４と、ステップＳＴ２０及びステップＳＴ２６とは、それぞれ同時に処理されてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  マニピュレーションシステム
１１  試料保持部材
１２  顕微鏡ユニット
１４  第１マニピュレータ
１６  第２マニピュレータ
１８  カメラ
２０  顕微鏡
２２  試料ステージ
２４  第１ピペット保持部材
２５  第１ピペット
２６  Ｘ−Ｙ軸テーブル
２８  Ｚ軸テーブル
２９  電動ポンプ
３０、３２  駆動装置
３４  第２ピペット保持部材
３５  第２ピペット
３６  Ｘ−Ｙ軸テーブル
３８  Ｚ軸テーブル
４０、４２  駆動装置
４３  コントローラ（制御装置）
４４  微動機構
４５  表示部
４６Ａ  制御部
４６Ｂ  記憶部
４７  ジョイスティック
４９  入力部
５０Ａ  吸引ポンプ装置
５０Ｂ  注入ポンプ装置
５１  操作端末
５２  配管
５３  コントローラ
５３Ａ  制御部
５３Ｂ  記憶部
５４  ドライバ
５７Ａ、５７Ｂ  信号線
６１  モータ
６２  移動機構
６３  ボールねじ
６４  移動部
６５  シリンジ機構
６６  シリンジ部
６７  ピストン
６８  内部空間
７０  コネクタ
７０Ａ  孔部
７２  液体
７３  培養液
８０、８２  転がり軸受
８１  焦点合わせ機構
８４  中空部材
８６  ロックナット
８７  ハウジング
８８  蓋
９０  スペーサ
９２  圧電素子
１００  細胞
１０２  透明体
１０４  細胞膜
１１０  核
１１２  核膜
１１４  核小体
Ｐ  制御値
ＰＳ  基準制御値
ＰＨ  保持値
ＰＲ  保持解除値
ＰＣ  姿勢変更値
Ｐｄ、ＰＨｄ、ＰＲｄ、ＰＣｄ  変位値
Ｃ  面積重心
Ｏ  中心
Ａ  所定領域
【図１】
2020199613.tif 000003
【図２】
2020199613.tif 000004
【図３】
2020199613.tif 000005
【図４】
2020199613.tif 000006
【図５】
2020199613.tif 000007
【図６】
2020199613.tif 000008
【図７】
2020199613.tif 000009
【図８】
2020199613.tif 000010
【図９】
2020199613.tif 000011
【図１０】
2020199613.tif 000012
【図１１】
2020199613.tif 000013
【図１２】
2020199613.tif 000014