(57)【要約】内底部を有し、液体を貯留する容器と、上面と底面とを有し、選別対象物の担持位置に貫通孔を有し、液体に浸漬されるプレートと、担持された対象物の良否を判定する判定手段と、不良と判定された対象物を除去する除去手段とを有する対象物選別装置である。形状の異なる対象物の集合から所定形状の対象物のみをプレートで担持することができる。プレートに担持された対象物の中に、歪な形状の非対象物が含まれているか否かを、判定手段で判定し、そのような非対象物が存在する場合には、除去手段で除去することができる。担持された選別対象物は、無理な変形等を加えながら吸引等により取り出す必要がないため、たとえばプレートを上下反転させるなどの方法により穏やかに取り出すことができ、所定形状の選別対象物のみを、変形や破壊することなく選別することができる。
2013093961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別装置であって、
該対象物選別装置は、
内底部を有し、液体を貯留する容器と、
上面と底面とを有し、前記選別対象物の担持位置に貫通孔を有し、前記容器に貯留された前記液体に浸漬されるプレートと、
前記担持位置に担持された対象物の良否を判定する判定手段と、
前記判定手段により不良と判定された対象物を除去する除去手段と、を有する対象物選別装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記プレートが前記容器内の液体に浸漬された状態において、重力方向に沿って前記選別対象物を沈降させ、かつ、貫通孔の内壁面に前記選別対象物を当接させて担持するためのテーパ部を有し、前記テーパ部の上端における開口面積が、前記テーパ部の下端における開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の対象物選別装置。
【請求項３】
前記貫通孔の形状が、錐台状である請求項１または２記載の対象物選別装置。
【請求項４】
前記プレートは、配列された複数の前記貫通孔を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項５】
前記プレートは、マトリクス配列された複数の前記貫通孔を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項６】
前記容器と前記プレートとが、透光性材料により作製されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の対象物選別措置。
【請求項７】
前記判定手段が、位相差顕微鏡である請求項１〜６のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項８】
前記対象物の集合が、蛍光色素により染色され、
前記判定手段が、蛍光顕微鏡である請求項１〜６のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項９】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から押し出して除去する押出手段である請求項１〜８のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項１０】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から引き抜いて除去する引抜手段である請求項１〜８のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項１１】
前記選別対象物が、生体由来の細胞である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項１２】
前記選別対象物が生体由来の細胞凝集塊である請求項１１記載の対象物選別装置。
【請求項１３】
選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別方法であって、
内底部を有し、液体を貯留した容器に、上面と底面とを有し、選別対象物を担持するプレートを浸漬する浸漬工程と、
前記プレートの上面方向から、選別対象物を含む対象物の集合を前記液体に添加し、
前記プレートに形成され、選別対象物を担持する担持位置に配列された貫通孔に、重力方向に沿って前記対象物の集合を沈降させる沈降工程と、
前記貫通孔内を沈降する前記対象物の集合から、前記選別対象物を、前記担持位置に担持する配列工程と、
前記担持位置に担持された対象物の良否を判定手段による判定する判定工程と、
前記判定手段により不良と判定された対象物を除去手段により除去する除去工程と、を有する対象物選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物選別装置および対象物選別方法に関する。より詳細には、形状の異なる対象物の集合から所定形状の選別対象物のみを選別するための対象物選別装置および対象物選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の分野において、大きさや外形（以下、これらを単に形状という場合がある）に応じて粒子を選別するために、ふるい装置が用いられている。選別される粒子としては、大きいものでは、錠剤、カプセル、造粒された顆粒などが挙げられ、小さいものでは、バイオ関連技術や医薬の分野で用いられる生体由来の細胞などが挙げられる。【０００３】
このように、たとえば細胞を選別して形状を揃えれば、その細胞を用いた各種試験において、試験条件の偏差を小さくすることができる。選別後の細胞は、ハイスループット・スクリーニング（ｈｉｇｈ−ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ（ＨＴＳ））等に供することができる。【０００４】
しかしながら、錠剤やカプセルのみならず、種々の形状を呈する複数の細胞から、試験に適した形状の対象物のみを選別する作業は困難を極める。【０００５】
このような問題に鑑みて、特許文献１には、複数の貫通孔を有する所望の厚さのプラテンを作製する方法が開示されている。特許文献１のプラテンは、複数の貫通孔を有し、該貫通孔に細胞等を担持させることにより、細胞の選別を行う。また、特許文献２には、染色剤により染色されたカプセルを選別する選別装置が開示されている。特許文献２の選別装置は、カプセルが配置される網目を有する保持容器と、条件を満たすカプセルのみに対して水流を加えて網目を通過させたり、吸引して選別したりするためのピペットとを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５０４１６１号公報
【特許文献２】特開平５−１０３６５８号公報
【発明の概要】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の貫通孔を有するプラテンに担持された細胞や、特許文献２に記載の網目上に担持されたカプセルを、選別用のノズルで吸引して取り出す場合、細胞やカプセルは、一部がノズルに吸引されて歪に変形したり、ときには破壊される、という問題がある。特に、細胞などの柔軟な性状を有する生体由来の対象物では、変形により性状が変化し、一部が死細胞となる可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、形状の異なる対象物の集合から所定形状の選別対象物のみを、変形や破壊することなく選別することができる対象物選別装置および対象物選別方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の一局面による対象物選別装置は、選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別装置であって、該対象物選別装置は、内底部を有し、液体を貯留する容器と、上面と底面とを有し、前記選別対象物の担持位置に貫通孔を有し、前記容器に貯留された前記液体に浸漬されるプレートと、前記担持位置に担持された対象物の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により不良と判定された対象物を除去する除去手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の局面による対象物選別方法は、選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別方法であって、内底部を有し、液体を貯留した容器に、上面と底面とを有し、選別対象物を担持するプレートを浸漬する浸漬工程と、前記プレートの上面方向から、選別対象物を含む対象物の集合を前記液体に添加し、前記プレートに形成され、選別対象物を担持する担持位置に配列された貫通孔に、重力方向に沿って前記対象物の集合を沈降させる沈降工程と、前記貫通孔内を沈降する前記対象物の集合から、前記選別対象物を、前記担持位置に担持する配列工程と、前記担持位置に担持された対象物の良否を判定手段による判定する判定工程と、前記判定手段により不良と判定された対象物を除去手段により除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の対象物選別装置の構成を説明する説明図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態の貫通孔を説明する斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態の対象物選別装置において、選別対象物が選別される様子を説明する説明図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態のプレートに選別対象物が担持された状態を説明する斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態の押出し機構が動作する様子の説明図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の押出し機構が動作する様子の説明図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態の押出し機構が動作する様子の説明図である。
【図８】図８は、本発明の第４の実施形態の引抜き機構が動作する様子の説明図である。
【図９】図９は、本発明の第４の実施形態の引き抜き機構の別例が動作する様子の説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の対象物選別方法の各工程の説明図である。
【図１１】図１１は、歪な形状の細胞凝集塊の顕微鏡写真である。
【図１２】図１２は、密度が不均一な細胞凝集塊の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［対象物選別装置］
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態の対象物選別装置１について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の対象物選別装置１の構成を説明する説明図である。
【００１４】
本実施形態の対象物選別装置１は、内底部２を有し、液体３を貯留する容器４と、上面５と底面６とを有し、選別対象物７の担持位置に貫通孔８を有し、容器４に貯留された液体３に浸漬されるプレート９と、担持位置に担持された対象物の良否を判定する位相差顕微鏡１０（判定手段）と、位相差顕微鏡１０により不良と判定された対象物を除去する押出し機構１１（除去手段）と、を有する。以下に各構成について説明する。
【００１５】
＜選別対象物７について＞
選別対象物７は、本実施形態の対象物選別装置１を用いて、対象物の集合Ｍ（図３（ｂ）参照）から選別される対象物である。
【００１６】
対象物の集合Ｍの種類としては特に限定されないが、種々の形状や粒子径を有する粒子の混合物、種々の大きさの細胞や夾雑物を含んだ細胞培養液や細胞処理液などが挙げられる。たとえば、対象物の集合Ｍが、種々の形状の粒子の混合スラリーであり、対象物選別装置１を用いて所定の形状の粒子のみを選別する場合、選別された所定の形状の粒子が選別対象物７に該当する。同様に、対象物の集合Ｍが、種々の大きさの細胞や夾雑物を含んだ細胞培養液や細胞処理液であり、対象物選別装置１を用いて所定の形状の細胞のみを選別する場合、選別された所定の形状の細胞が選別対象物７に該当する。
【００１７】
選別対象物が、生体由来の細胞であることが好ましく、より好ましくは、生体由来の細胞凝集塊である。
【００１８】
生体由来の細胞は、相対的に形状の偏差の大きな対象物である。そのため、選別対象物７が生体由来の細胞である場合に、本実施形態の対象物選別装置１を使用することにより、画一的な形状を有する細胞を選別できるため、バイオ関連技術や医薬の分野における作業の効率化に大きく寄与し得る。
【００１９】
選別対象物７が生体由来の細胞凝集塊（スフェロイド  ｓｐｈｅｒｏｉｄ）である場合には、１個の細胞を用いて得た試験結果よりも、細胞凝集塊の内部に各細胞間の相互作用を考慮した生体類似環境が再構築されており、個々の細胞の機能を考慮した結果が得られ、かつ、実験条件を、より生体内における環境に即した条件に揃えることができるため、本実施形態の対象物選別装置１を使用することにより、バイオ関連技術や医薬の分野において信頼性の高い結果を得ることができる。
【００２０】
ここで、一般にこのような細胞凝集塊は、個々の細胞が数個〜数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊は、大きさが様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形を呈するが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞である場合などでは、図１２に示されるように歪な形状の細胞凝集塊ＡＧ１となる場合や、図１３に示されるように密度が不均一な細胞凝集塊ＡＧ２となる場合がある。本実施形態の対象物選別装置１を用いることにより、これら種々の形状を呈する複数の細胞凝集塊から、試験に適した形状の細胞凝集塊のみを選別することができる。
【００２１】
＜容器４について＞
容器４は、液体３を貯留する。図１では、内底部２を有し、上端が開口した有底の円筒体からなる容器４を例示している。
【００２２】
容器４の形状としては特に限定されないが、操作性や安定性等の点から、好ましくは内底部２が平面で、高さが横幅に比べて比較的低い扁平形状を採用することが好ましい。
【００２３】
容器４の大きさとしては、後述するプレート９を完全に浸漬できる程度に液体３を貯留することができる大きさであればよい。
【００２４】
容器４の材質としては特に限定されないが、容器４に収容された内容物の状態を容易に確認し得る点から、透光性材料を採用することが好ましい。また、後述するように、容器４およびプレート９の両方を透光性材料で作製する場合には、ユーザは、容器４の下方から、後述する位相差顕微鏡１０により選別対象物７を連続的に観察することができ、作業効率を向上させることができる。
【００２５】
透光性材料としては特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を採用することが好ましい。より具体的には、透光性材料として、ポリエチレン樹脂；ポリエチレンナフタレート樹脂；ポリプロピレン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂；シクロオレフィンコポリマー；含ノルボルネン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエチレンナフタレート樹脂；セロファン；芳香族ポリアミド樹脂；ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル樹脂；フェノキシ樹脂；ブチラール樹脂；ポリビニルアルコール；エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；シリコーン樹脂；ポリ乳酸等が挙げられる。
【００２６】
また、無機系材料、たとえば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー、金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合してなる溶液またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料、たとえばシロキサン結合を有する無機系材料（ポリジメチルシロキサンなど）やガラスを用いることが好ましい。
【００２７】
ガラスとしては、ソーダガラス、石英、ホウケイ酸ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、低融点ガラス、感光性ガラス、その他種々の屈折率およびアッベ数を有する光学ガラスを広く用いることができる。
【００２８】
これらの要件を満たす容器４としては、たとえば、高さが数ｍｍ〜数ｃｍ、直径が１０ｃｍ程度の円形のガラスシャーレを採用することができる。
【００２９】
容器４に貯留される液体３としては、選別対象物７の性状を劣化させないものであれば特に限定されず、選別対象物７の種類により適宜選定することができる。代表的な液体３としては、たとえば基本培地、合成培地、イーグル培地、ＲＰＭＩ培地、フィッシャー培地、ハム培地、ＭＣＤＢ培地、血清などの培地のほか、冷凍保存前に添加するグリセロール、セルバンカー（十慈フィールド（株）製）等の細胞凍結液、ホルマリン、蛍光染色のための試薬、抗体、精製水、生理食塩水などを挙げることができる。選別対象物７が細胞の場合には、その細胞に合わせた培養保存液を用いることができる。たとえば、選別対象物７として生体由来の細胞であるＢｘＰＣ−３（ヒト膵臓腺癌細胞）を用いる場合には、液体３としてはＲＰＭＩ−１６４０培地に牛胎児血清ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）を１０％混ぜたものに、必要に応じて抗生物質、ピルビン酸ナトリウムなどのサプリメントを添加したものを用いることができる。
【００３０】
プレート９に貯留する液体３の量としては特に限定されず、後述するプレート９を完全に浸漬できる程度の量が好ましい。
【００３１】
＜プレート９について＞
プレート９は、容器４に貯留された液体３に浸漬されて使用される。プレート９は、選別対象物７を担持する担持位置に、貫通孔８を有する。図１に例示するプレート９は、上面５と底面６とを有する扁平な直方体の形状を有し、上面５から底面６に向けて貫通する複数の貫通孔８が、縦６個×横６個、合計３６個のマトリクス配列されている。
【００３２】
プレート９の形状としては特に限定されないが、容器４の形状が扁平である場合に容器４に浸漬しやすく、かつ、重力に従って真下に沈降する対象物の集合Ｍから選別対象物７を選別しやすい点、プレート９の担持位置に担持された対象物を観察する際に顕微鏡の焦点を合わせ易い点から、扁平な形状を呈することが好ましい。
【００３３】
プレート９の大きさとしては、容器４に貯留された液体３に浸漬する必要があるため、容器４の開口幅よりも幅が小さく、かつ、容器４の収容深さに比べて高さが小さければよい。
【００３４】
プレート９の材質としては特に限定されないが、内容物の状態を容易に確認し得る点から、透光性材料を採用することが好ましい。また、後述するように、容器４およびプレート９の両方を透光性材料で作製する場合には、ユーザは、容器４の上方や下方から後述する位相差顕微鏡１０により選別対象物７を連続的に観察することができる。
【００３５】
透光性材料としては特に限定されないが、たとえば、容器４の説明において上記したものを使用することができる。
【００３６】
本実施形態のプレート９は、図１および図２に示されるように、選別対象物７の担持位置に、プレート９の上面５と底面６とを上下方向に貫通する貫通孔８を有する。図２は、本発明の第１の実施形態の貫通孔８を説明する斜視図である。
【００３７】
貫通孔８は、テーパ部１２を有する。テーパ部１２は、プレート９を容器４の液体３に浸漬した状態において、重力方向に沿って選別対象物７を沈降させ、かつ、貫通孔８の内壁面に選別対象物７を当接させて担持するために設けられている。テーパ部１２の上端側の開口面積は、テーパ部１２の下端側の開口面積よりも大きい。すなわち、テーパ部１２は、上面５から底面６に向けて徐々に開口面積が狭くなるよう形成されている。
【００３８】
選別対象物７が選別される手順については、後記で詳述するが、プレート９の貫通孔８は、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示されるように、選別対象物７（選別対象物７ｃ）のみをテーパ部１２で捕捉し、非対象物１３（非対象物１３ｃ）については通過させ、容器４の内底部２に沈降させる。
【００３９】
図３（ｃ）において、参照符号７ａは、重力方向Ａ１に沈降する選別対象物を示しており、参照符号１３ａは、重力方向に沈降する非対象物を示している。参照符号７ｂは、貫通孔８内を沈降する選別対象物を示しており、参照符号Ａ２は、テーパ部１２に沿って選別対象物７ｂが沈降する方向を示している。非対象物の径は、テーパ部１２の下端における開口面積よりも小さいため、貫通孔８を通過する。参照符号１３ｂは、貫通孔８を通過して重力方向へ沈降する非対象物を示している。貫通孔８を通過した非対象物１３ｂは、容器４の内底部２に沈降する。参照符号１３ｃは、容器４の内底部２に沈降した非対象物を示している。このように、テーパ部１２の下端の開口面積よりも小さな径を有する非対象物は、貫通孔８のテーパ部１２に担持されず、容器４の内底部２に沈降する。また、図３（ｃ）に示されるように、テーパ部の上端は縁が尖っているため、選別対象物７ａや非対象物１３ａが引っ掛かりにくく、貫通孔８内に導入されやすい。
【００４０】
一方、図３（ｄ）に示されるように、貫通孔８に沈降した対象物の集合Ｍのうち、テーパ部１２の下端における開口面積よりも大きな径を有する対象物は、テーパ部１２と貫通孔８の内壁面とに当接し、選別対象物７（選別対象物７ｃ）として担持される。図３（ｄ）は、テーパ部１２に当接されて担持された選別対象物の説明図である。参照符号７ｃは、担持された選別対象物を示している。以上の工程を経て、対象物の集合Ｍは、選別対象物７と、非対象物１３とに選別される。
【００４１】
貫通孔８の個数としては特に限定されない。たとえば、図２に示されるように、プレート９に１個の貫通孔８のみを形成してもよい。この場合、図２は、本発明の第１の実施形態のプレート９の変形例を示す斜視図でもある。選別対象物７を個々に選別する場合と比べて、大幅に手間を省くことができ、作業の効率化を図ることができる点から、貫通孔８が複数配列されている場合が好ましい。
【００４２】
また、図４に示されるように、複数の貫通孔８をマトリクス配列することが好ましい。図４は、複数の貫通孔８がマトリクス配列されたプレート９を説明する斜視図である。配列する貫通孔８の数は特に限定されない。図４では、縦６個×横６個の貫通孔８を形成し、合計３６個の貫通孔８をマトリクス配列したプレート９を例示している。このように、多くの貫通孔８を１つのプレート９に形成することにより、所定の形状を有する選別対象物７を同時に配列して選別することができる。その結果、選別対象物７を個々に選別する場合や一列に配列させて選別する場合と比べて、さらに多くの選別対象物７を同時に選別することができる。その結果、ハイスループット・スクリーニング等に供することが可能となり、大幅な作業量の削減等が可能となる。
【００４３】
貫通孔８の形状としては、上記のとおりテーパ部１２が形成され、テーパ部１２の上端側の開口面積が下端側の開口面積よりも大きく形成されていれば特に限定されない。貫通孔８の形状としては、テーパ部１２に沿って貫通孔８に選別対象物７を導入しやすい点や、たとえばテーパ部１２が貫通孔８の内壁面の一部に設けられている場合と比較して、略球形の選別対象物７を選別しやすい点から、錐台状であることが好ましい。
【００４４】
錐台の種類としては、円錐台、角錐台等を採用することができる。貫通孔８の形状が角錐台状の場合には、略球形を呈する選別対象物７がテーパ部１２に担持された状態で、角錐台の角部に隙間ができる。その結果、選別対象物７は、貫通孔８に嵌まり込むことがなく、プレートを上下反転するなどにより容易に取り出すことができる。なかでも、四角錐台や六角錐台は、加工が容易である点や、プレート９の単位面積あたりに多くの貫通孔８を密に形成しやすい点から好ましい。なお、貫通孔８に形成されたテーパ部１２の傾斜角は、同一である必要がない。また、錐台の断面形状（上方からプレート９を観察した際の貫通孔の形状）としては特に限定されず、正多角形以外の断面形状を有してもよい。
【００４５】
図２において、参照符号Ｌ１は、貫通孔８が四角錐台状に形成されている場合の貫通孔８の上面５側の開口の一辺の長さを示しており、参照符号Ｌ２は、貫通孔８が四角錐台状に形成されている場合の貫通孔８の底面６側の開口の一辺の長さを示している。上面５側の開口面積（Ｌ１２）に対する底面６側の開口面積（Ｌ２２）の比率（Ｌ２２／Ｌ１２）は特に限定されないが、たとえば０．１１〜０．９４であることが好ましく、より好ましくは、０．１７〜０．４４であることが好ましく、より好ましくは、Ｌ２２／Ｌ１２が０．１８〜０．３１であり、Ｌ２２／Ｌ１２が上記範囲内の場合には、担持された選別対象物７を、位相差顕微鏡１０により容器４の上方または下方から観察しながら、後述する押出し機構１１（図５参照）の押出しピン１４ａで非対象物１３ｄを押し出す場合において、プレート９の影が観察に及ぼす影響を軽減しながら、位相差顕微鏡１０に設けられたレンズの被写界深度内に、プレート９と選別対象物７と非対象物１３ｄと押出し機構１１とを捉えることができる。そのため、ユーザは、選別対象物７および非対象物１３ｄがプレート９に担持されたかの確認や、担持された選別対象物７および非対象物１３ｄの形状を確認しやすい。また、ユーザは、非対象物１３ｄの位置と押出し機構１１の位置とを確認しやすい。さらに、たとえば液体３に対象物の集合Ｍを添加したときなどに、容器４内の液体３に多少の水流が発生したとしても、プレート９に担持された選別対象物７は、水流により貫通孔８内から脱出することがなく、より確実にプレート９に担持される。
【００４６】
＜位相差顕微鏡１０について＞
位相差顕微鏡１０（判定手段）は、容器４の下方からプレート９に担持された選別対象物７の形状を観察するために設けられている。このように、位相差顕微鏡１０を用いて対象物を観察することにより、対象物が、たとえば生体由来の細胞などの場合であっても、形状を明確に認識することができ、正確に形状を観察することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では判定手段として位相差顕微鏡１０を採用しているが、判定手段は特に限定されず、一般的な光学顕微鏡のほか、蛍光顕微鏡、偏光顕微鏡、実体顕微鏡、明視野顕微鏡、暗視野顕微鏡、微分干渉顕微鏡、超音波顕微鏡、共焦点顕微鏡、レーザ走査顕微鏡、電子顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡、Ｘ線顕微鏡、バーチャル顕微鏡、デジタルマイクロスコープ、などを用いることができる。
【００４８】
細胞等の透明度の高い選別対象物７を観察する場合には、判定手段として位相差顕微鏡や蛍光顕微鏡を用いることが好ましい。判定手段として蛍光顕微鏡を用いる場合には、対象物が蛍光性を有する必要がある。そのため、蛍光性を有していない対象物を蛍光顕微鏡で測定する場合は、あらかじめ蛍光色素により染色してから測定に供する。対象物の染色方法としては特に限定されず、適宜好ましい染色方法を採用すればよい。たとえば、化学的蛍光染色、抗体蛍光染色などの方法を採用することができる。他にも、緑色蛍光タンパク質（Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ（ＧＦＰ））などの蛍光タンパク質を誘導する遺伝子を遺伝子組み替えによって細胞に導入して観察する方法を採用することができる。
【００４９】
位相差顕微鏡１０には、モニター装置（図示せず）が付設される。モニター装置は、位相差顕微鏡１０が作る光像を電気的な画像データ信号に変換する撮像素子と、前記画像データにガンマ補正やシェーディング補正などの画像処理を施す画像処理部と、画像処理後の画像データを表示する表示装置と、を含む。
【００５０】
位相差顕微鏡１０により対象物の形状を判定する際の判定基準としては特に限定されない。判断基準は、選別対象物７を使用する用途によりユーザが適宜定めればよい。
【００５１】
＜押出し機構１１について＞
押出し機構１１（除去手段）は、位相差顕微鏡１０（判定手段）により得られた画像データ等を画像処理して分析し、不良と判定された非対象物１３をプレート９の担持位置から押し出して除去するために設けられている。
【００５２】
図５は、本実施形態の押出し機構１１が動作する様子の説明図である。図５（ａ）に示されるように、本実施形態の押出し機構１１は、押出しピン１４ａと、該押出しピン１４ａを下方に向けて出没駆動させるアクチュエータ１５とを有している。
【００５３】
押出し機構１１は、プレート９の貫通孔８の上方に押出しピン１４ａが配置されるよう、プレート９の上方に配置される。図５（ａ）では、縦６個×横６個、合計３６個の貫通孔８がマトリクス配列されたプレート９の、手前の横一列の貫通孔８内に対象物が担持されている状態において、押出しピン１４ａとアクチュエータ１５を有する押出し機構１１が、プレート９の手前列の６個の貫通孔８と対応する上方に配置された押出し機構１１を示している。参照符号１３ｄは、担持された非対象物を示している。
【００５４】
アクチュエータ１５は、駆動制御機構（図示せず）に制御されている。アクチュエータ１５は、位相差顕微鏡１０による観察において、貫通孔８のテーパ部１２に非対象物１３ｄが担持されていることが判明した場合、そのような非対象物１３ｄを押し出すための押出しピン１４ａを下方に向けて出没するように作動させるために設けられている。図５（ａ）に示されるように、押出しピン１４ａは、アクチュエータ１５の内部に収容されており、駆動制御機構からの押出し指示を受けて押出しピン１４ａを押し出す。
【００５５】
ユーザは、上記した位相差顕微鏡１０によりプレート９の担持位置に担持された対象物を観察し、所定の形状を有していない対象物（非対象物１３ｄ）を発見した場合に、上記駆動制御機構に制御されたアクチュエータ１５のうち、非対象物１３ｄの担持位置の上方に設けられたアクチュエータ１５ａの備える押出しピン１４ａを突出させて、非対象物１３ｄを貫通孔８から押し出す。具体的には、図５（ａ）に示される対象物のうち、非対象物１３ｄは、選別対象物７と比べて形状が歪であり、所定の形状ではない。そのため、図５（ｂ）に示されるように、ユーザは、駆動制御機構を介してアクチュエータ１５の動作を制御することにより、該当箇所のアクチュエータ１５（アクチュエータ１５ａ）から押出しピン１４ａを突出させて、非対象物１３を押し出す。参照符号１３ｅは、押し出された状態の非対象物を示しており、参照符号１４ｂは、押し出された押出しピンを示しており、矢印Ａ３は、押出しピンの突出方向を示している。
【００５６】
押出しピン１４ａは、アクチュエータ１５により制御されている。押出しピン１４ａは、貫通孔８内に担持された非対象物１３を貫通孔８のテーパ部１２（図４参照）の下端側の開口から押し出すために設けられている。
【００５７】
押出しピン１４ａの長さとしては特に限定されないが、貫通孔８内に担持された非対象物１３ｄを充分に押し出すことが可能な長さを有していることが好ましい。
【００５８】
押出しピン１４ａの形状としては特に限定されないが、アクチュエータ１５内を上下に動作でき、かつ、貫通孔８内に担持された非対象物１３ｄを押し出す際に、非対象物１３ｄとの接触面積が大きい方が押し出しやすい形状が好ましい。具体的には、押出しピン１４ａの形状は、円柱形、角柱形、または少なくとも先端部が扁平に構成された形状を呈していることが好ましい。
【００５９】
他の実施形態として、押出しピン１４ａの先端に適宜な冶具を装着してもよい。たとえば、図５（ｃ）は、本実施形態の押出しピン１４ａの別例を説明する説明図である。図５（ｃ）に示されるように、押出しピン１４ａの先端には、プレート９に担持された非対称物の押圧に適した形状の押出し冶具１４ｃが装着されている。押出し冶具１４ｃに設けられた凸部は、アクチュエータ１５から押し出された状態で、非対象物１３ｅを押圧して押し出す。押出し冶具１４ｃの形状としては特に限定されず、凸部以外にも、たとえば貫通孔８のテーパ部の形状に沿った円錐形状であってもよい。押出し冶具１４ｃは、押出しピン１４ａと一体的に形成してもよく、別体として形成した後に、押出しピン１４ａと接合して一体的に形成してもよい。
【００６０】
なお、図５（ａ）および図５（ｂ）では、手前の横一列に６個並んだ押出し機構１１を示している。このような配列の押出し機構１１を採用する場合において、プレート９の手前から２列目の６個の貫通孔８内に担持された非対象物１３ｄを押し出す場合には、プレート９または押出し機構１１の片方または両方を適宜移動させればよい。
【００６１】
また、たとえば、プレート９の貫通孔８の配置と併せて、縦６個×横６個、合計３６個のアクチュエータ１５および押出しピン１４ａを、プレート９の上方にマトリクス状に配列してもよい。その場合には、上記のようにプレート９または押出し機構１１を移動させる必要がなく、作業効率を向上させることができる。
【００６２】
さらに、上記した位相差顕微鏡１０と押出し機構１１とは、外部に設けられた制御機構（図示せず）により接続することができる。これにより、ユーザが、位相差顕微鏡１０を用いて対象物を判定し、不良と判定された非対象物１３ｄの位置情報を制御機構に送信することができる。そして、位置情報を受信した制御機構は、押出し機構に当該位置情報を送信して、適切な時機に押出し機構を動作させることができる。
【００６３】
以上、本実施形態の対象物選別装置１によれば、形状の異なる対象物の集合Ｍから所定形状の選別対象物７のみをテーパ部１２で担持するとともに、選別対象物７以外の非対象物１３を容器４の内底部２に沈降させることができる。また、テーパ部１２に非対象物１３ｄが担持されている場合であっても、位相差顕微鏡１０により観察して位置を確認し、押出しピン１４ａを備えた押出し機構１１で非対象物１３ｄを押し出して除去することができる。そのため、プレート９には、選別対象物７のみを担持させることができる。担持された選別対象物７は、無理な変形等を加えながら吸引等により取り出す必要がないため、たとえばプレート９を上下に反転させて回収したり、選別対象物７の径よりも充分に大きな吸引口を有する吸引チップを備えた吸引装置（図示せず）を用いて選別対象物７に負荷を加えないように吸引するなど、穏やかな方法により取り出すことができ、所定形状の選別対象物７のみを、変形や破壊することなく選別することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においてユーザが行う処理は、処理内容をあらかじめプログラム化したソフトウェア等でロボットを制御し、該ロボットを用いて自動処理することが可能である。
【００６５】
また、本実施形態では選別対象物７が細胞凝集塊であり、プレート９に担持したあとすぐに、プレート９を上下に反転させる等により穏やかに取り出すことができることを例示したが、必要に応じてプレート９の担持位置に、選別対象物７を所定時間保持し続けてもよい。たとえば、選別対象物７が充分に成長した細胞凝集塊ではなく、単一の細胞や、未成長な細胞凝集塊である場合には、ユーザは、これら選別対象物７をプレート９の担持位置に担持させたまま培養を続けて、これら選別対象物７が充分に成長してから取り出すことも可能である。取り出した細胞凝集塊は、各種スクリーニングに供することができる。
【００６６】
本実施形態のプレート９の担持位置には、上下に貫通する貫通孔８が形成されている。そのため、プレート９の担持位置に担持された未成長な細胞に対しても充分に培養液を接触させることができる。その結果、本実施形態のプレート９は、充分に成長する前の未成長な細胞を予備的に選定することができるとともに、担持位置で、未成長な細胞を培養して、充分に成長した細胞凝集塊を形成させることができる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態の対象物選別装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図６は、本発明の第２の実施形態の噴射ノズル１６が動作する様子の説明図である。
【００６８】
第２の実施形態の対象物選別装置は、図６に示されるように、押出し機構１１Ａ（除去手段、押出し手段）が噴射液を噴射し得る噴射ノズル１６を備える以外は、第１の実施形態の対象物選別装置１と同様である。そのため、相違点以外の説明は省略する。
【００６９】
図６に示されるように、本実施形態では、一列に配列された６個の噴射ノズル１６を備える押出し機構１１Ａを例示している。各噴射ノズル１６は、それぞれプレート９の手前列の貫通孔８に対応する上方に噴射ノズル１６のノズル先端が配置されるよう設けられている。
【００７０】
噴射ノズル１６は、駆動制御機構（図示せず）に制御されている。噴射ノズル１６は、上記した位相差顕微鏡１０による観察において、貫通孔８のテーパ部１２に非対象物１３ｄが担持されていることが判明した場合において、そのような非対象物１３ｄを押し出すための噴射液１７を噴射する。
【００７１】
噴射ノズル１６は、外部に設けられた噴射液供給源（図示せず）から噴射液１７の供給を受けている。第１の実施形態の対象物選別装置１と同様に、ユーザは、位相差顕微鏡１０によりプレート９の担持位置に担持された対象物を観察し、所定の形状を有していない対象物（非対象物１３ｄ）を発見した場合に、上記駆動制御機構に制御された噴射ノズル１６のうち、非対象物１３ｄの担持された位置に対応して設けられた噴射ノズル１６ａから噴射液１７を噴射して、非対象物１３ｄを貫通孔８から押し出す。具体的には、図６に示されるように、ユーザは駆動制御機構を介して噴射ノズル１６の動作を制御することにより、該当箇所の噴射ノズル（噴射ノズル１６ａ）から噴射液１７を噴射させて、非対象物１３ｄを押し出す。矢印Ａ４は、噴射された噴射液１７の噴射方向を示している。
【００７２】
噴射ノズル１６のノズル先端の形状は、噴射液１７を非対象物１３ｄにのみ噴射することができるように絞られており、かつ、隣り合う貫通孔８内に担持された選別対象物７に噴射液が当たらないように、噴射ノズル１６と貫通孔８との距離が調整されている。
【００７３】
なお、本実施形態では、噴射液１７は、噴射液供給源から供給したが、容器４内に貯留された液体３を噴射液１７として使用する場合には、容器４内に貯留された液体３と噴射ノズル１６とを循環する循環機構を設けることが好ましい。この場合、容器４内に貯留された液体３の量が、噴射ノズル１６による噴射液１７の噴射により増減することがない。また、噴射液１７により液体３が希釈されることがない。
【００７４】
なお、噴射する噴射液１７は、容器４に貯留された液体３以外であってもよく、選別対象物７の性状に悪影響のない範囲で適宜選択することができる。さらに、噴射液１７以外にも、空気などのガスを噴射ガスとして噴射してもよい。この場合、噴射ガスとしては、選別対象物７の性状に悪影響のないガスを適宜選択することができる。
【００７５】
以上、本実施形態の対象物選別装置によれば、非対象物１３ｄを噴射液を噴射して押し出すことができるため、たとえば押出しピン等で押し出す場合と比較して、非対象物１３ｄを除去する際に、押出しピンがプレート９の一部と接触することがないため、プレート９を傷つける可能性がない。
【００７６】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態の対象物選別装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図７は、本発明の第３の実施形態の押出し機構１１Ｂが動作する様子の説明図である。
【００７７】
第３の実施形態の対象物選別装置は、図７に示されるように、押出し機構１１Ｂ（除去手段、押出し手段）が、押出しピン１９ａを電磁石で駆動させている以外は、第１の実施形態の対象物選別装置１と同様である。そのため、相違点以外の説明は省略する。
【００７８】
図７に示されるように、本実施形態の押出し機構１１Ｂは、押出しピン１９ａと、該押出しピン１９ａを備えた上部アクチュエータ１８ａと、押出しピン１９ａを突出させるための電磁石を備えた下部アクチュエータ１８ｂとを有している。上部アクチュエータ１８ａおよび下部アクチュエータ１８ｂは、各々６個が一列に配列され、各々が互いに上下方向に対向している押出し機構１１Ｂを例示している。上部アクチュエータ１８ａおよび押出しピン１９ａの配置は第１の実施形態のアクチュエータ１５および押出しピン１４ａと同様である。
【００７９】
下部アクチュエータ１８ｂは、プレート９の下方に設けられており、プレート９を容器４の内底部２に載置する場合には、容器４の外底部に設けられている。
【００８０】
なお、本実施形態では、押出しピン１９ａの動作を明確に示すために、プレートを図７において図示していないが、プレートと押出し機構１１Ｂとの位置関係は、第１の実施形態の対象物選別装置１と同様である。
【００８１】
ユーザは、上記した位相差顕微鏡１０によりプレートの担持位置に担持された対象物を観察し、所定の形状を有していない対象物（非対象物）を発見した場合に、駆動制御機構に制御された電磁石に通電することによって、上部アクチュエータ１８ａのうち、非対象物の担持された位置に対応して設けられた上部アクチュエータ１８ａの備える押出しピン１９ａを突出させて、非対象物１３を貫通孔から押し出す。具体的に説明すると、図７に示されるように、上部アクチュエータ１８ａには押出しピン１９ａが収容されている。下部アクチュエータの電磁石が通電されていない状態（下部アクチュエータ１８ｂ）では、押出しピン１９ａは上部アクチュエータ１８ａに収容されたままである。一方、下部アクチュエータの電磁石が通電された場合（下部アクチュエータ１８ｃ）、押出しピン１９ａは上部アクチュエータ１８ａから突出し（押出しピン１９ｂ）、非対象物をテーパ部１２の下端の開口を通過させて容器の内底部に沈降させる。矢印Ａ５は、押出しピン１９ａの突出方向を示している。
【００８２】
なお、図７では電磁石を備えた下部アクチュエータ１８ｂをプレート９の下方に設ける構成を例示したが、電磁石を備えたアクチュエータの位置としては特に限定されない。たとえば、上部アクチュエータ１８ａのさらに上方に電磁石を備えたアクチュエータを設け、下部アクチュエータ１８ｂの電磁石に通電した通電方向と逆方向に通電すれば、押出しピン１９ａを上部アクチュエータ１８ａから押し出すことができる。このように、上部アクチュエータ１８ａのさらに上方に電磁石を備えたアクチュエータを設けることにより、ユーザは、位相差顕微鏡１０により容器の下方から対象物の状態を観察しやすくなるため、操作性等の利便性が向上する。
【００８３】
また、上部アクチュエータ１８ａ内には、コイル状の圧縮ばね等の弾性部材を設けて、押出しピン１９ａを出没自在に制御してもよい。すなわち、ユーザは、たとえば電磁石に通電することにより、押出しピン１９ａが上部アクチュエータ１８ａ内に圧縮ばねを圧縮しながら保持されるように制御することができる。この場合、ユーザは、押出しピン１９ａを上部アクチュエータ１８ａから出現させるときにだけ、電磁石への通電を停止して、圧縮ばねの弾性力を利用して押出しピン１９ａを上部アクチュエータ１８ａから押し出すことができる。
【００８４】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態の対象物選別装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図８は、本発明の第４の実施形態の引抜き機構１１Ｃ（除去手段、引抜き手段）が動作する様子の説明図である。
【００８５】
第４の実施形態の対象物選別装置は、図８に示されるように、除去手段として、吸引ノズル２０ａを備える引抜き機構１１Ｃが、プレート９の底面６側に設けられている以外は、第１の実施形態と同様である。そのため、相違点以外の説明は省略する。
【００８６】
図８に示されるように、それぞれの貫通孔８のテーパ部の下端側の開口の近傍には、吸引ノズル２０ａが設けられている。吸引ノズル２０ａは、プレート９の下方に一列に配列されており、各々の吸引ノズル２０ａは、各々の貫通孔８に対応している。吸引ノズル２０ａは、テーパ部に担持された非対象物を吸引するためのノズルである。図８において、参照符号２０ａは、非吸引状態の吸引ノズルを示しており、参照符号２０ｂは吸引状態の吸引ノズルを示しており、参照符号１３ｆは吸引される非対象物１３を示している。
【００８７】
吸引ノズル２０ａは、駆動制御機構（図示せず）に制御された弁機構（図示せず）を有しており、弁機構を介して外部に設けられた吸引装置（図示せず）と接続されている。上記した位相差顕微鏡１０による観察において、貫通孔８のテーパ部に非対象物１３ｆが担持されていることが判明した場合には、ユーザは、外部の吸引装置を駆動するとともに、駆動制御機構を動作させて該当する吸引ノズル２０ａの弁機構のみを開放して、非対象物１３ｆを吸引し、貫通孔８内から非対象物１３ｆを引き抜いて除去する。矢印Ａ６は、吸引ノズル２０ｂによる非対象物１３ｆの引抜き方向を示している。
【００８８】
吸引ノズル２０ａの先端は、隣り合う貫通孔８のテーパ部に担持された選別対象物７を誤って引き抜かないように、対応する貫通孔８と充分近接した位置に設けられる。
【００８９】
以上、本実施形態の対象物選別装置によれば、非対象物１３ｆを引き抜いて除去することができるため、たとえば押出しピン等で押し出す場合と比較して、非対象物１３ｆを除去する際に、押出しピンがプレートの一部と接触することがない。そのため、プレートを傷つける可能性がない。また、容器内においてプレートを載置する位置が決まっている場合には、載置されるプレートと対応する位置にあらかじめ吸引ノズル２０ａを備えた引抜き機構１１Ｃを設けておけばよいため、作業効率を大幅に向上させることができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、吸引ノズル２０ａがプレート９の下方に一列に配置される形態を例示したが、配置される吸引ノズル２０ａの本数は特に限定されず、１本であってもよく、複数を１列に配列してもよく、貫通孔８の位置に併せてたとえば縦６個×横６個の吸引ノズル２０ａをマトリクス配列してもよい。
【００９１】
また、吸引ノズル２０ａの配置位置は特に限定されず、図９に示されるようにプレート９の上方に配置してもよい。図９は、本実施形態の引抜き機構１１Ｃの変形例（引き抜き機構１１Ｄ）が動作する様子の説明図である。図９に示されるように、上方に配置された吸引ノズル２０ｂは、外部に設けられた吸引装置（図示せず）に接続されており、該吸引装置を操作することにより吸引ノズル２０ｂの吸引口に吸引力を発生させて非対象物１３ｆを吸引する。矢印Ａ５は、吸引ノズル２０ｂが非対象物１３ｆを吸引する吸引方向を示している。引き抜かれた非対象物１３ｆは、吸引ノズル２０ｂに吸引されて、吸引ノズル２０ｂ内の内部通路を通過して、該内部通路に接続された廃棄スペースに廃棄される。
【００９２】
［対象物選別方法］
次に、本実施形態の対象物選別方法について説明する。本実施形態の対象物選別方法は、選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別方法であり、浸漬工程と、沈降工程と、配列工程と、判定工程と、除去工程とを有する。以下に各工程について説明する。
【００９３】
＜浸漬工程について＞
浸漬工程は、内底部を有し、液体を貯留した容器に、上面と底面とを有し、選別対象物を担持するプレートを浸漬する工程である。容器およびプレートは、第１の実施形態の対象物選別装置１の説明において詳述したものと同様であるため説明を省略する。
【００９４】
図３（ａ）に示されるように、プレート９は、液体３を貯留した容器４に浸漬される。図３（ａ）は、液体３を貯留した容器４に浸漬されるプレート９の説明図である。このように、プレート９は、担持位置に何も担持していない状態で、あらかじめ液体３の中に浸漬される。これにより、ユーザは、選別対象物７の選別作業を液体３の中で行うことができ、細胞培養液等の対象物の集合Ｍ（図３（ｂ）参照）に含まれる選別対象物７が外気に触れて乾燥することを防止することができる。
【００９５】
＜沈降工程および配列工程について＞
沈降工程は、プレートの上面の方向から、選別対象物を含む対象物の集合を前記液体に添加し、プレートに形成され、選別対象物を担持する担持位置に配列され、内壁面にテーパ部を有し、該テーパ部の上端における開口面積が、テーパ部の下端における開口面積よりも大きい貫通孔に、重力方向に沿って前記対象物の集合を沈降させる工程である。
【００９６】
また、配列工程は、貫通孔を沈降する対象物の集合から、選別対象物をテーパ部に当接させて、担持位置に担持する工程である。
【００９７】
対象物の集合および貫通孔は、上記したものと同じであるため説明を省略する。以下に、選別対象物が沈降しながら選別され、プレートの担持位置に配列される順序について説明する。図３（ｂ）〜図３（ｄ）は、対象物選別装置１において、選別対象物７が選別される順序を説明する説明図である。
【００９８】
図３（ｂ）に示されるように、対象物の集合Ｍは、液体３に浸漬されたプレート９の上面の方向から添加される。図３（ｂ）は、プレート９の上面の方向から、選別対象物７を含む対象物の集合Ｍを液体３に添加する状態の説明図である。
【００９９】
対象物の集合Ｍの添加方法としては特に限定されないが、選別対象物７の乾燥や物理的な衝撃を排除する点から、対象物の集合Ｍを液体３へ添加する際は、液面に近い位置から穏やかに添加するか、吸引ピペット等を用いて液体３に直接添加することが好ましい。液体３に添加された対象物の集合Ｍは、重力に従って液体３中を分散しながら穏やかに沈降する。そのため、選別対象物７に対する物理的な衝撃は低減される。
【０１００】
次いで、図３（ｃ）に示されるように、対象物の集合Ｍは、重力に従って液体３の中を沈降し、プレート９の上面に至る。図３（ｃ）は、液体３に添加された対象物の集合Ｍが、重力方向に沿ってプレート９の貫通孔８内を沈降するとともに、配列された複数の貫通孔８内に対象物の集合Ｍが沈降している状態の説明図である。上記のとおり、重力に従ってプレート９の上面に至った対象物の集合Ｍのうち、テーパ部１２と接した選別対象物７ｂや非対象物１３は、テーパ部１２を下りながら貫通孔８内に導入される。
【０１０１】
非対象物１３の径は、テーパ部１２の下端における開口面積よりも小さいため、貫通孔８を通過する。貫通孔８を通過した非対象物１３（非対象物１３ｂ）は、容器の内底部２に沈降する。
【０１０２】
一方、図３（ｄ）に示されるように、貫通孔８に沈降した対象物の集合Ｍのうち、テーパ部１２の下端における開口面積よりも大きな径を有する対象物（選別対象物７ｃ）は、テーパ部１２と貫通孔８の内壁面とに当接してテーパ部１２に担持され、プレート９の担持位置に配列される。
【０１０３】
＜判定工程について＞
判定工程は、沈降工程および配列工程を経てプレートの担持位置に担持された対象物の形状が、所定の形状であるか判定する工程である。
【０１０４】
判定方法としては特に限定されず、上記した位相差顕微鏡（判定手段）等を用いて観察する方法を採用することができる。この判定工程において不良と判定された対象物（非対象物）は、後続する除去工程において押出し機構等の除去手段により除去される。
【０１０５】
＜除去工程について＞
除去工程は、判定工程において不良と判定された対象物を押出し機構（除去手段）により除去する工程である。
【０１０６】
押出し機構を設けた容器について、図１０を参照しながらより詳細に説明する。図１０は、本実施形態の対象物選別方法の各工程の説明図である。図１０では、２つのチャンバーに分けた容器４１を用いている。
【０１０７】
図１０に示されるように、細胞捕獲チャンバーＣ１では、上記した選別対象物７の選別が行われ、径の異なる対象物が選別され、除去される。選別の状況は、容器４１の上方または下方に設けられた位相差顕微鏡１０（判定手段）により、プレート９に担持された対象物の有無を主に観察する。この時点で、テーパ部の下端の開口面積よりも径の小さな非対象物１３は除去され、テーパ部には、選別対象物７が選別されている。しかしながら、この時点では、所望の形状を有する対象物以外にも、径の大きな対象物や歪な形状の対象物がプレート９に担持されている可能性がある。そのため、隣接された細胞選定チャンバーＣ２へプレート９を移動させ、形状の点からさらに選定を進める。
【０１０８】
細胞選定チャンバーＣ２では、容器の上方側または下方側に設けられた位相差顕微鏡１０により、プレート９に担持された対象物の形状を観察する。なお、判定手段としては、位相差顕微鏡１０以外にも、上記した蛍光顕微鏡等を採用することができる。位相差顕微鏡１０は、細胞捕獲チャンバーＣ１において観察していた位置から適宜移動させて用いるが、それぞれのチャンバーに対応した位相差顕微鏡１０を準備してもよい。また、位相差顕微鏡１０の位置を固定しておき、容器４１を移動させてもよい。
【０１０９】
判定手段として位相差顕微鏡１０を採用することにより、略透明である対象物を明確に観察することができる。また、選別対象物７をトリパンブルー等の蛍光色素で染色すれば、蛍光顕微鏡により観察することができる。
【０１１０】
たとえば選別対象物７が細胞凝集塊である場合には、ユーザは、位相差顕微鏡１０でプレートのテーパ部に担持された対象物を観察する。その結果、ユーザは、対象物が、所定の径よりも大きな径を有していたり、所定の形状よりも歪な形状であったり、死細胞を含む不良な細胞凝集塊などであった場合には、不良なものとしてあらためて非対象物１３と判定することができる。不良と判定された非対象物１３は、上記した押出し機構１１（除去手段、押出し手段）により除去される。
【０１１１】
その後、選別対象物７は、プレート９を上下反転させて回収したり、選別対象物７の径よりも充分に大きな吸引口を有する吸引チップを備えた吸引装置（図示せず）を用いて選別対象物７に負荷を加えないように吸引するなど、穏やかな方法により回収される。
【０１１２】
なお、上記した対象物選別方法では、除去方法として、第１の実施形態で詳述した押出し機構１１を採用した例を説明したが、除去方法は特に限定されず、第２の実施形態から第４の実施形態で示した押出し機構および引抜き機構をはじめ、種々の除去機構（除去手段）を用いた除去方法を採用することができる。さらに、ユーザは、レーザ光を照射して非対象物１３を除去する方法を採用することも可能である。たとえば、ユーザは、位相差顕微鏡１０等でプレート９に担持された非対象物１３の位置を確認し、非対象物１３に対してレーザ光を照射して非対象物１３を破砕したり、アポトーシス（ａｐｏｐｔｏｓｉｓ）やネクローシス（ｎｅｃｒｏｓｉｓ）を惹起させて非対象物１３を除去することができる。照射するレーザ光としては、たとえば波長３５０ｎｍの紫外線レーザや、波長５３２ｎｍの緑色半導体レーザを採用することができる。
【０１１３】
以上、本実施形態の対象物選別方法によれば、形状の異なる対象物の集合から所定形状の対象物のみをプレートで担持するとともに、所定形状よりも粒子径の小さな非対象物を容器の内底部に沈降させることができる。また、プレートに担持された対象物の中に、歪な形状の非対象物が含まれているか否かを、判定手段で判定し、そのような非対象物が存在する場合には、除去手段により除去することができる。その結果、プレートには、選別対象物のみを担持させることができる。担持された選別対象物は、無理な変形等を加えたり、対象物に負荷が加わる吸引等により取り出す必要がないため、たとえばプレートを上下反転させるなどの方法により穏やかに取り出すことができ、所定形状の選別対象物のみを、変形や破壊することなく選別することができる。
【０１１４】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０１１５】
本発明の一局面による対象物選別装置は、選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別装置であって、該対象物選別装置は、内底部を有し、液体を貯留する容器と、上面と底面とを有し、前記選別対象物の担持位置に貫通孔を有し、前記容器に貯留された前記液体に浸漬されるプレートと、前記担持位置に担持された対象物の良否を判定する判定手段と、前記判定手段により不良と判定された対象物を除去する除去手段と、を有することを特徴とする。
【０１１６】
本発明は、このような構成を採用することにより、形状の異なる対象物の集合から所定形状の対象物のみをプレートで担持するとともに、所定形状よりも粒子径の小さな非対象物を容器の内底部に沈降させることができる。また、プレートに担持された対象物の中に、歪な形状の非対象物が含まれているか否かを、判定手段で判定し、そのような非対象物が存在する場合には、除去手段により除去することができる。その結果、プレートには、選別対象物のみを担持させることができる。担持された選別対象物は、無理な変形等を加えながら吸引等により取り出す必要がないため、たとえばプレートを上下反転させて回収したり、選別対象物の径よりも充分に大きな吸引口を有する吸引チップを備えた吸引装置を用いて選別対象物に負荷を加えないように吸引するなどの方法により穏やかに取り出すことができ、所定形状の選別対象物のみを、変形や破壊することなく選別することができる。
【０１１７】
前記貫通孔は、前記プレートが前記容器内の液体に浸漬された状態において、重力方向に沿って前記選別対象物を沈降させ、かつ、貫通孔の内壁面に前記選別対象物を当接させて担持するためのテーパ部を有し、前記テーパ部の上端における開口面積が、前記テーパ部の下端における開口面積よりも大きいことが好ましい。
【０１１８】
本発明は、このような構成を有することにより、プレートの上方より添加された対象物の集合が、プレートの上面に至った時に、テーパ部を介して貫通孔内に導入されやすい。
【０１１９】
前記貫通孔の形状が、錐台状であることが好ましい。
【０１２０】
本発明は、このような構成を採用することにより、貫通孔の内側面が傾斜を有するテーパ部となっているため、貫通孔に選別対象物を導入しやすい。また、たとえばテーパ部が貫通孔の内壁面の一部に設けられている場合と比較して、略球形の選別対象物を選別しやすい。
【０１２１】
前記プレートは、配列された複数の前記貫通孔を有することが好ましい。
【０１２２】
本発明は、このような構成を採用することにより、複数の所定形状の選別対象物を同時に選別することができ、選別対象物を個々に選別する場合と比べて、大幅に手間を省くことができ、作業の効率化を図ることができる。また、たとえば選別対象物をノズル等で取り出す場合に、貫通孔の配置に対応した複数のノズルを準備することにより、装置の自動化に寄与し得る。なお、複数のノズルは、貫通孔の配置に併せて移動させることが可能である。
【０１２３】
前記プレートは、マトリクス配列された複数の前記貫通孔を有することが好ましい。
【０１２４】
本発明は、このような構成を採用することにより、さらに多くの選別対象物を同時に選別することができる。その結果、ハイスループット・スクリーニング等に供することが可能となり、大幅な作業量の削減等が可能となる。
【０１２５】
前記容器と前記プレートとが、透光性材料により作製されてなることが好ましい。
【０１２６】
本発明は、このような構成を採用することにより、容器の上方や下方からたとえば顕微鏡等により選別対象物を連続的に確認することができ、作業効率を向上させることができる。
【０１２７】
前記判定手段が、位相差顕微鏡であることが好ましい。
【０１２８】
本発明はこのような構成を有することにより、たとえば生体由来の細胞などを選別対象物とする場合であっても、形状を明確に認識することができ、正確に選別を行うことができる。
【０１２９】
前記対象物の集合が、蛍光色素により染色され、前記判定手段が、蛍光顕微鏡であることが好ましい。
【０１３０】
本発明はこのような構成を有することにより、肉眼や、その他の観察方法では形状を確認し辛い選別対象物であっても、形状を明確に認識することができ、正確に選別を行うことができる。
【０１３１】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から押し出して除去する押出手段であることが好ましい。
【０１３２】
本発明は、このような構成を採用することにより、プレートに担持された非対象物を確実に容器の内底部に落下させることができる。また、テーパ部の上端側から下端側へ押し出すため、判定手段により観察しながら押し出すことができ、作用効率が向上する。
【０１３３】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から引き抜いて除去する引抜手段であることが好ましい。
【０１３４】
本発明は、このような構成を有することにより、周辺の液体とともに吸引して除去できるため、非対象物の一部が除去されずに残存される可能性が低くなり、除去効率を向上させることができる。
【０１３５】
前記選別対象物が、生体由来の細胞であることが好ましい。
【０１３６】
本発明は、このような構成を採用することにより、形状の偏差の大きな対象物である生体由来の細胞に対して適用でき、バイオ関連技術や医薬の分野における作業の効率化に寄与し得る装置とすることができる。
【０１３７】
前記選別対象物が生体由来の細胞凝集塊であることが好ましい。
【０１３８】
生体由来の細胞凝集塊は、１個の細胞を用いて得た試験結果よりも、細胞凝集塊の内部に各細胞間の相互作用を考慮した生体類似環境が再構築されており、個々の細胞の機能を考慮した結果が得られ、かつ、実験条件を、より生体内における環境に即した条件に揃えることができるため、本発明は、このような構成を採用することにより、バイオ関連技術や医薬の分野において信頼性の高い結果を得ることができる装置とすることができる。
【０１３９】
本発明の他の局面による対象物選別方法は、選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別方法であって、内底部を有し、液体を貯留した容器に、上面と底面とを有し、選別対象物を担持するプレートを浸漬する浸漬工程と、前記プレートの上面方向から、選別対象物を含む対象物の集合を前記液体に添加し、前記プレートに形成され、選別対象物を担持する担持位置に配列された貫通孔に、重力方向に沿って前記対象物の集合を沈降させる沈降工程と、前記貫通孔内を沈降する前記対象物の集合から、前記選別対象物を、前記担持位置に担持する配列工程と、前記担持位置に担持された対象物の良否を判定手段による判定する判定工程と、前記判定手段により不良と判定された対象物を除去手段により除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
【０１４０】
本発明は、このような構成を採用することにより、形状の異なる対象物の集合から所定形状の対象物のみをプレートで担持するとともに、所定形状よりも粒子径の小さな非対象物を容器の内底部に沈降させることができる。また、プレートに担持された対象物の中に、歪な形状の非対象物が含まれているか否かを、判定手段で判定し、そのような非対象物が存在する場合には、除去手段により除去することができる。その結果、プレートには、選別対象物のみを担持させることができる。担持された選別対象物は、無理な変形等を加えながら吸引等により取り出す必要がないため、たとえばプレートを上下反転させるなどの方法により穏やかに取り出すことができ、所定形状の選別対象物のみを、変形や破壊することなく選別することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月20日(2013.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別装置であって、
該対象物選別装置は、
内底部を有し、液体を貯留する容器と、
上面と底面とを有し、前記選別対象物の担持位置に貫通孔を有し、前記容器に貯留された前記液体に浸漬されるプレートと、
前記容器の下方に配置され、前記担持位置に担持される前記貫通孔の開口面積よりも大きな径を有する対象物の良否を前記容器の下方から観察する顕微鏡を含む判定手段と、
前記容器の上方に配置され、前記貫通孔の開口面積よりも大きな径を有する対象物のうち、前記判定手段により不良と判定された対象物を除去して、前記選別対象物のみを前記担持位置に担持させた状態で残す除去手段と、を有する対象物選別装置。
【請求項２】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から押し出して除去する押出手段である請求項１記載の対象物選別装置。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記プレートが前記容器内の液体に浸漬された状態において、重力方向に沿って前記選別対象物を沈降させ、かつ、貫通孔の内壁面に前記選別対象物を当接させて担持するためのテーパ部を有し、前記テーパ部の上端における開口面積が、前記テーパ部の下端における開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の対象物選別装置。
【請求項４】
前記貫通孔の形状が、錐台状である請求項１〜３のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項５】
前記プレートは、配列された複数の前記貫通孔を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項６】
前記プレートは、マトリクス配列された複数の前記貫通孔を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項７】
前記容器と前記プレートとが、透光性材料により作製されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項８】
前記顕微鏡が、位相差顕微鏡である請求項１〜７のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項９】
前記対象物の集合が、蛍光色素により染色され、
前記顕微鏡が、蛍光顕微鏡である請求項１〜７のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項１０】
前記除去手段が、前記判定手段により不良と判定された対象物を貫通孔から引き抜いて除去する引抜手段である請求項１記載の対象物選別装置。
【請求項１１】
前記選別対象物が、生体由来の細胞である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の対象物選別装置。
【請求項１２】
前記選別対象物が生体由来の細胞凝集塊である請求項１１記載の対象物選別装置。
【請求項１３】
選別対象物を含む対象物の集合から、選別対象物を選別する対象物選別方法であって、
内底部を有し、液体を貯留した容器に、上面と底面とを有し、選別対象物を担持するプレートを浸漬する浸漬工程と、
前記プレートの上面方向から、選別対象物を含む対象物の集合を前記液体に添加し、
前記プレートに形成され、選別対象物を担持する担持位置に配列された貫通孔に、重力方向に沿って前記対象物の集合を沈降させる沈降工程と、
前記貫通孔内を沈降する前記対象物の集合から、前記貫通孔の開口面積よりも大きな径を有する対象物を、前記担持位置に担持する配列工程と、
前記担持位置に担持された対象物の良否を判定手段に含まれる顕微鏡により容器下方から観察する判定工程と、
前記判定手段により不良と判定された対象物を、前記容器の上方に配置された除去手段により除去して、前記貫通孔の開口面積よりも大きな径を有する対象物のうち、前記選別対象物のみを前記担持位置に担持させた状態で残す除去工程と、を有する対象物選別方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［００１９］
選別対象物７が生体由来の細胞凝集塊（スフェロイド  ｓｐｈｅｒｏｉｄ）である場合には、１個の細胞を用いて得た試験結果よりも、細胞凝集塊の内部に各細胞間の相互作用を考慮した生体類似環境が再構築されており、個々の細胞の機能を考慮した結果が得られ、かつ、実験条件を、より生体内における環境に即した条件に揃えることができるため、本実施形態の対象物選別装置１を使用することにより、バイオ関連技術や医薬の分野において信頼性の高い結果を得ることができる。
［００２０］
ここで、一般にこのような細胞凝集塊は、個々の細胞が数個〜数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊は、大きさが様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形を呈するが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞である場合などでは、図１１に示されるように歪な形状の細胞凝集塊ＡＧ１となる場合や、図１２に示されるように密度が不均一な細胞凝集塊ＡＧ２となる場合がある。本実施形態の対象物選別装置１を用いることにより、これら種々の形状を呈する複数の細胞凝集塊から、試験に適した形状の細胞凝集塊のみを選別することができる。
［００２１］
＜容器４について＞
容器４は、液体３を貯留する。図１では、内底部２を有し、上端が開口した有底の円筒体からなる容器４を例示している。
［００２２］
容器４の形状としては特に限定されないが、操作性や安定性等の点から、好ましくは内底部２が平面で、高さが横幅に比べて比較的低い扁平形状を採用することが好ましい。
［００２３］
容器４の大きさとしては、後述するプレート９を完全に浸漬できる程度に液体３を貯留することができる大きさであればよい。
［００２４］
容器４の材質としては特に限定されないが、容器４に収容された内容物の状態を容易に確認し得る点から、透光性材料を採用することが好ましい。また、後述するように、容器４およびプレート９の両方を透光性材料で作製する場合には、ユーザは、容器４の下方から、後述する位相差顕微鏡１０により選別対象物７を連続的に観察することができ、作業効率を向上させること
【国際調査報告】
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