(57)【要約】【課題】複数種類の細胞を効率良くマイクロプレートへ移動させ、チップの廃棄数を低減できるようにする。【解決手段】細胞移動装置Ｓは、それぞれ移動対象の細胞Ｃを保持する複数の保持部３を有し、少なくとも第１検体の細胞を保持する第１ディッシュ２Ａと、第２検体の細胞を保持する第２ディッシュ２Ｂとを含むディッシュ群２と、細胞を受け入れる複数のウェル４１を有するマイクロプレート４と、吸引力及び吐出力を発生可能な複数のヘッド６３と、これらヘッドの各々に装着されるチップ６とを有するヘッドユニット６１とを備える。制御部７は、複数のヘッド６３の少なくとも一部を、第１検体用ヘッドと第２検体用ヘッドとに指定する処理と、複数のウェル４１を、第１検体用ウェルと第２検体用ウェルとに指定する処理とを行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ移動対象の細胞を保持する複数の保持部を有し、第１検体の細胞を保持する第１ディッシュと、第２検体の細胞を保持する第２ディッシュとを含むディッシュ群と、
前記細胞を受け入れる複数のウェルを有するマイクロプレートと、
吸引力及び吐出力を発生可能な複数のヘッドと、これらヘッドの各々に装着され前記細胞の吸引及び吐出を行うチップとを備え、前記ディッシュ群と前記マイクロプレートとの間を移動可能なヘッドユニットと、
前記ヘッドの吸引力及び吐出力の発生を制御すると共に、前記ヘッドユニットの移動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のヘッドの少なくとも一部を、前記第１検体の移動のために用いられる第１検体用ヘッドと、前記第２検体の移動のために用いられる第２検体用ヘッドとに指定する処理と、
前記複数のウェルの少なくとも一部を、前記第１検体の受け入れのために用いられる第１検体用ウェルと、前記第２検体の受け入れのために用いられる第２検体用ウェルとに指定する処理と、
前記第１検体の細胞を前記第１検体用ヘッドに装着された第１チップにより第１ディッシュから、次いで前記第２検体の細胞を前記第２検体用ヘッドに装着された第２チップにより第２ディッシュから、順次吸引させる吸引処理と、
前記第１チップから前記第１検体の細胞を前記第１検体用ウェルへ、前記第２チップから前記第２検体の細胞を前記第２検体用ウェルへ、それぞれ吐出させる吐出処理と、
を実行することを特徴とする細胞移動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の細胞移動装置において、
前記制御部は、
前記第１検体用ヘッドに装着された前記第１チップと、前記第２検体用ヘッドに装着された前記第２チップとから同時吐出が可能なように、第１検体用ウェルと第２検体用ウェルとを指定し、
前記吐出処理において、前記第１チップの前記第１検体の細胞と、前記第２チップの前記第２検体の細胞とを同時吐出させる、細胞移動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の細胞移動装置において、
前記マイクロプレートの前記ウェルは、ｍ行×ｎ列に配列されており、
前記ヘッドは、前記ウェルのｍ行又はｎ列の配列ピッチのｐ倍（ｐは１以上の整数）で一列に配列されている、細胞移動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の細胞移動装置において、
未使用の前記チップをストックするチップストック部と、
前記ヘッドに装着された前記チップの先端開口の位置を求めるチップ較正部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記吸引処理の前に、
前記ヘッドユニットを前記チップストック部へ移動させると共に、前記ヘッドに未使用の前記チップを装着させる制御と、
前記ヘッドユニットを前記チップ較正部へ移動させると共に、前記ヘッドに新たに装着された前記チップの先端開口の位置を求めさせる制御と、
を実行する細胞移動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の細胞移動装置において、
使用後の前記チップを前記ヘッドから回収するチップ廃棄部をさらに備える、細胞移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞を保持するディッシュから細胞を受け入れるウェルを有するプレートへ細胞を移動させる細胞移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療や生物学的な研究の用途では、単細胞、或いは細胞が三次元的に凝集してなる細胞凝集塊（以下、これらを本明細書では単に細胞という）が、観察、薬効確認、検査若しくは培養等の処理作業のために、マトリクス配列されたウェルを有するマイクロプレートの、前記ウェルに収容されることがある。ウェルに収容される細胞は、細胞を収容可能な凹部を有するディッシュ上において選別される。この選別に先立ち、ディッシュ上には多量の細胞を含有する細胞培養液が分散され、前記凹部に細胞が保持される。そして、細胞を保持したディッシュの画像が撮像され、画像処理技術によって使用可能な細胞と、使用不可の細胞及び夾雑物とが区分される。しかる後、使用可能な細胞が、吸引チップによって前記凹部から吸引されると共に、吸引された細胞がマイクロプレートのウェルに吐出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記マイクロプレートにおける各種処理作業においては、複数種類の細胞を対象とすることが求められる場合がある。例えば、複数の検体から採取した細胞に、同じ化合物を反応させるような場合である。このような場合、従来の細胞移動装置では、例えば第１の検体から採取された第１細胞が撒かれた第１ディッシュからチップで当該第１細胞を吸引してマイクロプレートのウェルに吐出させ、続いて、第２の検体から採取された第２細胞が撒かれた第２ディッシュからチップで当該第２細胞を吸引して同じマイクロプレートの他のウェルの吐出させる、という動作が順次実行されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／０８７３７１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、第１細胞の吸引のために第１ディッシュの細胞培養液中に進入したチップは、第２細胞の吸引には用いることができない。前記第１ディッシュの第１細胞の吸引に使用されたチップは、第１細胞そのもの或いはその断片をチップ内部に収容している、若しくはこれらがチップ表面に付着していることがある。このようなチップを第２細胞の吸引に用いると、当該第２細胞を保持すべきウェルに第１細胞が混入する可能性がある。また、前記第２ディッシュからの第２細胞の吸引の際に、前記チップに付帯している第１細胞を第２ディッシュに侵入させ、第２細胞のみの収容を企図している第２ディッシュ内に第１細胞を混入させてしまうことにもなり得る。このため上記の動作では、第１細胞の吸引と第２細胞の吸引との間に、チップの交換作業が必要となる。この交換作業は、同時に処理される細胞種類が多くなるほど多くなり、チップの廃棄数も増えることになる。また、培養器から細胞を取り出してディッシュに撒く段取り作業が、前記チップの交換作業の度に発生することとなり、多くの時間を要している。
【０００６】
本発明は、細胞を保持するディッシュから細胞を受け入れるウェルを有するマイクロプレートへ細胞を移動させる細胞移動装置において、複数種類の細胞を効率良くマイクロプレートへ移動させ、チップの廃棄数を低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る細胞移動装置は、それぞれ移動対象の細胞を保持する複数の保持部を有し、第１検体の細胞を保持する第１ディッシュと、第２検体の細胞を保持する第２ディッシュとを含むディッシュ群と、前記細胞を受け入れる複数のウェルを有するマイクロプレートと、吸引力及び吐出力を発生可能な複数のヘッドと、これらヘッドの各々に装着され前記細胞の吸引及び吐出を行うチップとを備え、前記ディッシュ群と前記マイクロプレートとの間を移動可能なヘッドユニットと、前記ヘッドの吸引力及び吐出力の発生を制御すると共に、前記ヘッドユニットの移動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のヘッドの少なくとも一部を、前記第１検体の移動のために用いられる第１検体用ヘッドと、前記第２検体の移動のために用いられる第２検体用ヘッドとに指定する処理と、前記複数のウェルの少なくとも一部を、前記第１検体の受け入れのために用いられる第１検体用ウェルと、前記第２検体の受け入れのために用いられる第２検体用ウェルとに指定する処理と、前記第１検体の細胞を前記第１検体用ヘッドに装着された第１チップにより第１ディッシュから、次いで前記第２検体の細胞を前記第２検体用ヘッドに装着された第２チップにより第２ディッシュから、順次吸引させる吸引処理と、前記第１チップから前記第１検体の細胞を前記第１検体用ウェルへ、前記第２チップから前記第２検体の細胞を前記第２検体用ウェルへ、それぞれ吐出させる吐出処理と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
この細胞移動装置によれば、複数のヘッドの少なくとも一部を、第１検体用ヘッドと第２検体用ヘッドとに指定する処理が行われるので、各々のヘッドに装着される第１チップ、第２チップは、それぞれ第１検体の細胞、第２検体の細胞のみを吸引及び吐出できる。つまり、例えば第１検体の細胞の吸引のために第１ディッシュにアクセスする第１チップは、第２ディッシュにはアクセスすることはない。このため、ヘッドユニットによって細胞の吸引及び吐出が複数回行われる場合でも、途中でチップの交換を行う必要がない。従って、チップの交換作業に要する時間を省くことができると共に、チップの廃棄数も減らすことができる。
【０００９】
上記の細胞移動装置において、前記制御部は、前記第１検体用ヘッドに装着された前記第１チップと、前記第２検体用ヘッドに装着された前記第２チップとから同時吐出が可能なように、第１検体用ウェルと第２検体用ウェルとを指定し、前記吐出処理において、前記第１チップの前記第１検体の細胞と、前記第２チップの前記第２検体の細胞とを同時吐出させることが望ましい。
【００１０】
この細胞移動装置によれば、第１、第２検体の細胞を第１、第２検体用ウェルへ同時吐出させることができるよう、マイクロプレートのウェルが指定されるので、細胞の吐出作業を効率良く実行させることができる。
【００１１】
上記の細胞移動装置において、前記マイクロプレートの前記ウェルは、ｍ行×ｎ列に配列されており、前記ヘッドは、前記ウェルのｍ行又はｎ列の配列ピッチのｐ倍（ｐは１以上の整数）で一列に配列されていることが望ましい。
【００１２】
この細胞移動装置によれば、細胞を複数のウェルへ同時吐出させる作業を、一層効率的に実行させることが可能となる。
【００１３】
上記の細胞移動装置において、未使用の前記チップをストックするチップストック部と、前記ヘッドに装着された前記チップの先端開口の位置を求めるチップ較正部と、をさらに備え、前記制御部は、前記吸引処理の前に、前記ヘッドユニットを前記チップストック部へ移動させると共に、前記ヘッドに未使用の前記チップを装着させる制御と、前記ヘッドユニットを前記チップ較正部へ移動させると共に、前記ヘッドに新たに装着された前記チップの先端開口の位置を求めさせる制御と、を実行することが望ましい。
【００１４】
この細胞移動装置によれば、チップストック部にて未使用のチップがヘッドに装着され、チップ較正部にてチップの先端開口の位置が求められる機能が具備される。このような機能を有する細胞移動装置において、本発明によれば、新たなチップをヘッドに装着させ、チップの先端開口位置を求める動作の回数を少なくすることができる。
【００１５】
上記の細胞移動装置において、使用後の前記チップを前記ヘッドから回収するチップ廃棄部をさらに備えることが望ましい。
【００１６】
この細胞移動装置によれば、チップをヘッドから回収する機能が具備される一方で、チップの廃棄作業の回数を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、細胞を保持するディッシュから細胞を受け入れるウェルを有するマイクロプレートへ細胞を移動させる細胞移動装置において、複数種類の細胞を効率良くマイクロプレートへ移動させ、チップの廃棄数を低減できる細胞移動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る細胞移動装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、前記細胞移動装置に使用される選別容器が備えるディッシュ群の上面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、前記細胞移動装置に使用されるマイクロプレートの上面図である。
【図５】図５は、複数のチップから前記マイクロプレートへ細胞の吐出態様を模式的に示す図である。
【図６】図６は、比較例に係る細胞の吐出方法を示す模式図である。
【図７】図７は、比較例の吐出方法が適用された場合の、前記マイクロプレートにおける細胞の担持状況を示す上面図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る細胞の吐出方法を示す模式図である。
【図９】図９は、第１実施形態の吐出方法が適用された場合の、前記マイクロプレートにおける細胞の担持状況を示す上面図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る細胞の吐出方法を示す模式図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態の吐出方法が適用された場合の、前記マイクロプレートにおける細胞の担持状況を示す上面図である。
【図１２】図１２は、前記細胞移動装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、前記細胞移動装置の動作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】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明において移動対象とされるのは、生体由来の細胞、特に細胞凝集塊（スフェロイド；ｓｐｈｅｒｏｉｄ）である。生体由来の細胞凝集塊は、細胞が数個〜数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊の大きさは様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形であるが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞となっていたりすると、細胞凝集塊の形状は歪になる、あるいは密度が不均一となる場合がある。細胞移動装置は、バイオ関連技術や医薬の分野における試験において、選別ステージ上のディッシュに担持された種々の形状を呈する複数の細胞凝集塊の中から、使用可能な細胞凝集塊をピッキッングし、これをマイクロプレートまで移動する。マイクロプレートでは、細胞凝集塊に対して、観察、薬効確認、検査、培養等の各種の処理が実行される。以下の説明では、上記のような細胞凝集塊を含む意味で、簡略的に細胞Ｃと表現する。
【００２０】
［細胞移動装置の全体構成］
図１は、細胞移動装置Ｓの全体構成を概略的に示す図である。細胞移動装置Ｓは、水平な載置面（上面）を有する基台１（上述の選別ステージの一例）と、基台１の上面に組み付けられる細胞移動ライン１０と、基台１の下方に配置されるカメラユニット５と、基台１の上方に配置され細胞Ｃの吸引及び吐出を行うチップ６が装着されるヘッドユニット６１と、を含む。なお、図１には複数のカメラユニット５及びヘッドユニット６１が描かれているが、これらは各ユニット５、６１の移動位置Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１〜Ｐ２３を示すもので、実際は各々１つのカメラユニット５及びヘッドユニット６１が細胞移動装置Ｓに備えられている。勿論、各々複数台のユニット５、６１を具備する細胞移動装置Ｓとしても良い。
【００２１】
基台１は、所定の剛性を有し、その一部又は全部が透光性の材料で形成される長方形の平板である。好ましい基台１は、ガラスプレートである。基台１をガラスプレートのような透光性材料によって形成することで、基台１の下方に配置されたカメラユニット５にて、基台１の上面に配置された細胞移動ライン１０の各作業部を、当該基台１を通して撮像させることが可能となる。
【００２２】
細胞移動ライン１０は、一の容器から細胞Ｃをチップ６で吸引し、これを他の容器まで運搬すると共に当該チップ６から細胞Ｃを吐出させる一連の細胞移動工程の実施に必要な複数の作業部を備える。これらの作業部は、基台１に対して左右方向に並べられて組み付けられている。細胞移動ライン１０は、前記複数の作業部として、チップストック部１１、チップ較正部１２、選別部１３、移載部１４及びチップ廃棄部１５を備える。
【００２３】
カメラユニット５は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子（図略）と、前記撮像素子の受光面に光像を結像させるカメラレンズ５１とを備える。カメラユニット５は、基台１と平行に左右方向に延びるガイドレール５２に沿って、基台１の下方において左右方向に移動可能である。
【００２４】
ヘッドユニット６１は、ヘッド本体６２と、ヘッド本体６２に保持され該ヘッド本体６２に対して上下方向に進退可能な複数本のヘッド６３とを備える。図１では一列に並んだ３本のヘッド６３を例示しているが、ヘッド６３の本数や配列には特に制限はない。ヘッドユニット６１は、基台１と平行に左右方向に延びるガイドレール６４に沿って、基台１の上方において左右方向に移動可能である。なお、図１では図示していないが、ヘッドユニット６１は、図１の紙面と直交する方向（前後方向）にも移動可能である。
【００２５】
ヘッド６３は、下端が開口した中空のロッドからなる。チップ６は、ヘッド６３の下端に装着されている。チップ６は、先端開口６ｔを備えた先細りのチューブ状の部材である。ヘッド６３の中空部内にはピストン機構が搭載されており、該ピストン機構の動作によって下端開口に吸引力及び吐出力が発生可能である。ヘッド本体６２には、前記ピストン機構の動力部と、ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構及びその動力部とが内蔵されている。ヘッド６３が吸引力及び吐出力を発生すると、ヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６ｔにも吸引力及び吐出力が発生する。これにより、チップ６は先端開口６ｔを通して細胞Ｃの吸引及び吐出を行う。
【００２６】
［細胞移動ラインの詳細］
続いて、細胞移動ライン１０の各作業部について説明する。チップストック部１１は、未使用のチップ６を多数本保管する部位である。チップストック部１１には、立設状態でマトリクス状に整列されたチップ６を保持するストック容器１６が配置されている。チップ６は、その上端開口が上方に配向する状態で、ストック容器１６に保持されている。つまり、上下方向に移動するヘッド６３の下端に対して装着が容易に行い得る状態で、チップ６はストック容器１６に保持されている。
【００２７】
チップ較正部１２は、ヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６ｔの位置（ＸＹＺ座標）を求める部位である。チップ較正部１２には、ヘッド６３に装着されたチップ６をカメラユニット５で撮像するための撮像ピット１７が設けられている。チップ６の画像並びに撮像時における焦点位置情報に基づき、チップ６の先端開口６ｔのＸＹＺ座標位置が求められる。
【００２８】
選別部１３は、移動対象とする細胞Ｃを選別するための部位である。選別部１３には、選別容器１８が配置されている。選別容器１８は、細胞Ｃの移動元となる容器であり、培地Ｌを貯留し、細胞選別用のディッシュ２（ディッシュ群）を、培地Ｌに浸漬される状態で保持している。ディッシュ２は、細胞Ｃを担持するプレートであり、細胞Ｃを個別に保持することが可能な保持凹部３（保持部）を上面に複数有している。
【００２９】
培地Ｌは、細胞Ｃの性状を劣化させないものであれば特に限定されず、細胞Ｃの種類により適宜選定することができる。培地Ｌ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（十慈フィールド株式会社製）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。たとえば、細胞Ｃ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、培地Ｌ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】
選別容器１８は、円柱形又は角柱型の形状を備え、その上面側に矩形の上面開口１８Ｈを備えている。上面開口１８Ｈは、細胞Ｃの投入、並びに、選別された細胞Ｃをピックアップするための開口である。ディッシュ２は、上面開口１８Ｈの下方に配置されている。選別容器１８及びディッシュ２は、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、選別容器１８の下方に配置されたカメラユニット５により、ディッシュ２に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
【００３１】
選別容器１８には、図略の分注チップから、細胞培養液に分散された状態の複数の細胞Ｃが注入される。前記分注チップは、多量の細胞Ｃを含む細胞培養液を貯留するチューブから、細胞Ｃと共に細胞培養液を吸引し、当該分注チップ内に保持する。その後、前記分注チップは、選別容器１８の上空位置へ移動され、上面開口１８Ｈを通してディッシュ２の上面にアクセスする。そして、前記分注チップの先端開口が選別容器１８の培地Ｌに浸漬された状態で、チップ内に保持された細胞Ｃが細胞培養液と共に吐出される。細胞移動装置Ｓは、上記チューブが配置される細胞ストック部及び前記分注チップを複数本保管する分注チップストック部を備えるが、これらの記載は図１では省いている。
【００３２】
図２は、ディッシュ２の上面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。ここに例示するディッシュ２は、４枚の四角形の第１、第２、第３、第４ディッシュ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが、１つの大きな四角形を作るように配列されてなるディッシュ群からなっている。これら第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄは、それぞれディッシュ本体２０と、該ディッシュ本体２０に形成される複数の保持凹部３とを備えている。ミクロンオーダーの細胞Ｃを保持させるディッシュ２の保持凹部３は微小サイズとなり、ディッシュ本体２０としても自ずと薄肉のプレートが用いられることとなる。この場合、ディッシュサイズを大きくするとディッシュの平面度が出難くなるため、小サイズの第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄを集合させて所要のサイズのディッシュ２を形成している。
【００３３】
本実施形態では、例えば人体や動物等の第１検体から採取された細胞Ｃを第１ディッシュ２Ａの保持凹部３で保持させ、別の第２検体から採取された細胞Ｃを第２ディッシュ２Ｂの保持凹部３で保持させるというように、検体別に第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄが割り当てられることを想定している。この場合、前記分注チップは、検体別に準備された細胞Ｃを含む細胞培養液を、割り当てられた第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄ上にそれぞれ吐出する。
【００３４】
第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄの各ディッシュ本体２０は、所定の厚みを有する平板状の部材からなり、上面２１と下面２２とを有する。上面２１には、移動対象となる細胞Ｃを保持する複数の保持凹部３が設けられている。ディッシュ２は、選別容器１８内の培地Ｌ中に浸漬される。詳しくは、ディッシュ本体２０の上面２１が選別容器１８内の培地Ｌ中に浸漬される一方、下面２２が選別容器１８の底板に対して間隔を置いた状態で、選別容器１８内で保持される（図１参照）。
【００３５】
保持凹部３の各々は、開口部３１、底部３２、筒状の壁面３３、孔部３４及び境界部３５を含む。本実施形態では、上面視で正方形の保持凹部３がマトリクス状に配列されている例を示している。開口部３１は、上面２１に設けられた正方形の開口であり、選別用のチップ６の先端開口６ｔの進入を許容するサイズを有する。底部３２は、ディッシュ本体２０の内部であって、下面２２の近くに位置している。底部３２は、中心（前記正方形の中心）に向けて緩く下り傾斜する傾斜面である。筒状の壁面３３は、開口部３１から底部３２に向けて鉛直下方に延びる壁面である。孔部３４は、底部３２の前記中心と下面２２との間を鉛直に貫通する貫通孔である。孔部３４の形状は上面視で正方形であり、開口部３１と同心である。境界部３５は、上面２１に位置し、各保持凹部３の開口縁となる部分であって、保持凹部３同士を区画する稜線である。なお、保持凹部３の上面視形状は、丸形、三角形、五角形、六角形等であってもよく、これらがハニカム状、直線状、ランダムにディッシュ本体２０へ配置されていても良い。或いは、一つの保持凹部３だけが備えられているディッシュ２としても良い。
【００３６】
各保持凹部３の底部３２及び筒状の壁面３３は、細胞Ｃを収容する収容空間３Ｈを区画している。収容空間３Ｈには、一般的には１個の細胞Ｃが収容されることが企図されている。従って、保持凹部３は、ターゲットとする細胞Ｃのサイズに応じて設定される。但し、多数の細胞Ｃを含む細胞培養液を選別容器１８に分注する作業では、一つの保持凹部３に複数の細胞Ｃが入り込んでしまう場合がある。孔部３４は、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を収容空間３Ｈから逃がすために設けられている。従って、孔部３４のサイズは、所望のサイズの細胞Ｃは通過できず、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を通過させるサイズに選ばれている。これにより、選別対象となる細胞Ｃは保持凹部３にトラップされる一方で、夾雑物等は孔部３４から選別容器１８の底板に落下する。
【００３７】
移載部１４は、選別部１３において選別された細胞Ｃを移載するための部位である。移載部１４には、マイクロプレート４が配置されている。マイクロプレート４は、細胞Ｃの移動先となる容器であり、細胞Ｃを受け入れる複数のウェル４１を有する。１つのウェル４１には、培地Ｌと共に必要個数（通常は１個）の細胞Ｃが収容される。マイクロプレート４もまた、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、マイクロプレート４の下方に配置されたカメラユニット５により、マイクロプレート４に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
【００３８】
図１に示すように、それぞれのウェル４１は、テーパ部４２と、該テーパ部４２の下方に連なる筒状部４３とを含む。テーパ部４２は、マイクロプレート４の上面に円形の開口部を有し、前記上面から下方に向けて径小となるテーパ形状を有する。筒状部４３は、上下方向に内径が均一な部分であり、その下端に底部を備える。図２に示したディッシュ２の例と同様に、複数枚の小マイクロプレートを例えばフレーム部材の中に集積する等して、１つのマイクロプレート４を形成するようにしても良い。
【００３９】
図４は、マイクロプレート４の上面図である。ウェル４１は、ｍ行×ｎ列で、所定のピッチでマトリクス配列されている。マイクロプレート４として基準プレートが用いられる場合、その縦×横のサイズは、８５．４８ｍｍ×１２７．７６ｍｍである（ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）のＳＬＡＳ（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）によって２００４年に規定された「Ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ−ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｐｌａｔｅｓ」参照）。この場合、一般的なウェル４１の数は、図４に示す通り、ｍ行×ｎ列＝２４行×１６列＝３８４個である。これらウェル４１が、マイクロプレート４の基材に所定のピッチでマトリクス配列されている。
【００４０】
図５は、複数のチップからマイクロプレートへ細胞の吐出態様を模式的に示す図であって、ヘッド６３に装着されたチップの配列ピッチとウェル４１の配列ピッチとの関係を示す図である。ここでは、ヘッド本体６２に一列に配列された８本のヘッド６３Ａ、６３Ｂ、６３Ｃ、６３Ｄ、６３Ｅ、６３Ｆ、６３Ｇ、６３Ｈが備えられ、これらヘッドにチップ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈが各々装着されているヘッドユニット６１を例示している。
【００４１】
マイクロプレート４のウェル４１が、ｘ方向（行方向）に均等なピッチｘ１で配列されている。８本のヘッド６３Ａ〜６３Ｈにそれぞれ装着されたチップ６Ａ〜６Ｈ（各々の先端開口６ｔ）は、ｘ方向に前記ピッチｘ１の２倍のピッチｘ２で配列されている。チップ６Ａ〜６Ｈのピッチｘ２は、ピッチｘ１の２倍に限らず、ｘ１のｐ倍（ｐは１以上の整数）であれば良い。このようなヘッド６３Ａ〜６３Ｈ（チップ６Ａ〜６Ｈ）の配列としておけば、例えばチップ６Ａの先端開口６ｔを、吐出ターゲットとする１つのウェル４１と位置合わせすることで、自ずと他のチップ６Ｂ〜６Ｈも、順次ｘ方向の一つ飛ばしのウェル４１に各々位置合わせされるようになる。これにより、各チップ６Ａ〜６Ｈから同時に細胞Ｃを吐出させ、各ウェル４１に細胞Ｃを注入することができる。このような同時吐出を実行させることで、ヘッドユニット６１の移動時間やヘッド６３Ａ〜６３Ｈの昇降の回数を減らすことができ、細胞Ｃの移動に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
ここで、上記の同時吐出とは、必ずしもチップ６Ａ〜６Ｈからの細胞Ｃの吐出が同じタイミングで実行されることに限定されない。つまり、図５のようにウェル４１とチップ６Ａ〜６Ｈとの位置合わせが行われた状態で、全てのチップ６Ａ〜６Ｈから同じタイミングで細胞Ｃを吐出させる態様、或いは、チップ６Ａ〜６Ｈの一部又は全部について異なるタイミングで細胞を吐出させる態様等、ヘッドユニット６１の移動を伴わないでチップ６Ａ〜６Ｈから細胞Ｃを吐出させる各種態様を、本明細書では「同時吐出」と想定している。
【００４３】
チップ廃棄部１５は、上述の吸引及び吐出動作を終えた使用後のチップ６がヘッド６３から回収する部位である。チップ廃棄部１５は、使用後のチップ６を収容するチップ回収容器１９を含む。前記廃棄の際、使用済のチップ６を装備したヘッドユニット６１がチップ回収容器１９の開口部上に移動され、ヘッド６３からチップ６の取り外し動作が実行される。この取り外し動作により、チップ６は、チップ回収容器１９内に落下する。
【００４４】
［細胞移動動作の説明］
図１を参照して、細胞移動装置Ｓによる細胞移動動作について説明する。細胞移動動作の基本的な手順は、（１）ヘッド６３へのチップ６の装着、（２）チップ６の先端開口６ｔの位置較正、（３）選別容器１８（ディッシュ２）からの細胞Ｃのピッキング、（４）マイクロプレート４への細胞Ｃの移載、（５）チップ６の廃棄、である。これら手順を順次実行するため、ヘッドユニット６１はガイドレール６４に沿って、細胞移動ライン１０の各作業部の上空を左から右へ移動される。カメラユニット５は、上記手順（２）の際に、先端開口６ｔの位置を求めるためにヘッド６３に装着されたチップ６を撮像し、上記手順（３）の前に、使用可能な細胞Ｃの選定のためにディッシュ２を撮像し、上記手順（４）の後に、移載された細胞Ｃの確認のためにマイクロプレート４を撮像する。以下、各手順（１）〜（５）を説明する。
【００４５】
上記手順（１）では、ヘッドユニット６１はチップストック部１１上のチップ装着位置Ｐ１１に移動される。この際、ストック容器１６に保持されているチップ６の一つと、ヘッド６３の一つとが鉛直軸上で位置合わせされる位置で、ヘッドユニット６１は停止される。そして、図１に点線で示すように、前記一つのヘッド６３が下降され、当該ヘッドの下端にチューブ状のチップ６の上端部分が嵌合される。しかる後、ヘッド６３が上昇される。他のヘッド６３についても、同様にしてチップ６が装着される。
【００４６】
続く手順（２）の実行のため、ヘッドユニット６１はチップ較正部１２上のチップ較正位置Ｐ１２に移動される。この際、チップ６が新たに装着された一つのヘッド６３が撮像ピット１７の鉛直軸上で位置合わせされる位置で、ヘッドユニット６１は停止される。一方、カメラユニット５も、チップ較正部１２の撮像ピット１７直下のチップ撮像位置Ｐ２１へ移動される。そして、カメラユニット５により撮像ピット１７上に位置するチップ６が撮像される。
【００４７】
先端開口６ｔの位置は、例えばコントラスト検出方式により求めることができる。具体的には、先端開口６ｔの下方の所定位置を撮像始点として、カメラレンズ５１により数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にチップ６の画像を順次撮像させる。撮像終点は、先端開口６ｔの上方であると確定できる所定位置である。得られた画像の中で、先端開口６ｔと推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像が撮像されたフォーカス位置を合焦位置と扱い、そのフォーカス距離に基づいて先端開口６ｔの座標位置が求められる。当該座標位置と、チップ６がヘッド６３に正規に装着された場合の基準位置とが比較され、その差分から補正値が導出される。この補正値は、ヘッドユニット６１（ヘッド６３）の移動制御の際の補正値として利用される。他のヘッド６３についても、同様な撮像及び補正値の導出が行われる。
【００４８】
上記手順（３）では、ヘッドユニット６１は選別部１３上の細胞吸引位置Ｐ１３に移動される。手順（３）の実行の前に、選別容器１８内の第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄ上に各検体の細胞Ｃを含む細胞懸濁液が撒かれ、各ディッシュ２Ａ〜２Ｄに細胞Ｃが担持される。そして、カメラユニット５が選別部１３下のディッシュ撮像位置Ｐ２２に移動され、細胞Ｃが担持された各ディッシュ２Ａ〜２Ｄを撮像する。なお、カメラユニット５の画角はディッシュサイズに比べて小さいので、複数回の撮像が行われる。これらの画像に基づき、使用可能な細胞Ｃを判定し、その細胞Ｃが担持された保持凹部３の座標が特定される。そして、どの細胞Ｃを、どのヘッド６３（チップ６）で、どのような順番で吸引させるかの吸引シーケンスが設定される。さらに、どのヘッド６３（チップ６）から、マイクロプレート４のどのウェル４１に吐出させるかの吐出シーケンスも設定される。
が設定される。
【００４９】
吸引シーケンスが設定されたら、手順（２）で得られた補正値を参照して、最初に吸引を行うチップ６と吸引ターゲットとするディッシュ２の保持凹部３との位置合わせが行われ、ヘッド６３が下降される。チップ６の先端開口６ｔが選別容器１８内の培地Ｌに突入し、且つターゲットの保持凹部３に対峙したら、ヘッド６３に吸引力が発生される。これにより、ターゲットの保持凹部３に担持されている細胞Ｃが、チップ６内に吸引される。しかる後、ヘッド６３が上昇される。以下、吸引シーケンスに従って、後続のチップ６と対応する保持凹部３とについて、順次上記と同様な動作が行われ、各チップ６に細胞Ｃが吸引される。
【００５０】
上記手順（４）では、ヘッドユニット６１は移載部１４上の細胞吐出位置Ｐ１４に移動される。すなわち、ヘッドユニット６１はディッシュ２上からマイクロプレート４上へ移動される。ヘッドユニット６１は、細胞Ｃを保持したチップ６と、吐出ターゲットのマイクロプレート４のウェル４１とが鉛直方向に位置合わせされるように停止される。次いで、ヘッド６３が、チップ６の先端開口６ｔがウェル４１の開口に入り込むまで、下降される。そして、ヘッド６３に吐出力が発生され、先端開口６ｔからチップ６内に保持されている細胞Ｃがウェル４１へ吐出される。この吐出に際しては、先に図５に基づき説明したように、複数又は全部のヘッド６３が同時に下降され、これらヘッド６３に装着されたチップ６から同時に細胞Ｃが吐出される。
【００５１】
手順（４）では、カメラユニット５も、移載部１４下のマイクロプレート撮像位置Ｐ２３へ移動される。上述のウェル４１への細胞Ｃの吐出が完了した後、カメラユニット５により細胞Ｃを担持したマイクロプレート４の画像が撮像される。これにより、マイクロプレート４における細胞Ｃの担持状況を把握することができる。この後、細胞Ｃを担持したマイクロプレート４は、細胞Ｃの観察、薬効確認、検査若しくは培養等の各種処理作業に供される。典型例としては、ウェル４１に供試化合物が添加され、その反応を観察する実験が行われる。
【００５２】
上記手順（５）では、ヘッドユニット６１はチップ廃棄部１５上のチップ廃棄位置Ｐ１５に移動される。チップ廃棄部１５には上面が開口したチップ回収容器１９が配置されている。チップ回収容器１９に対してヘッド６３が下降され、さらにヘッド６３内に内蔵されているチップ取り外し用ロッド（図略）が下降される。前記ロッドの下降によりチップ６が押圧され、ヘッド６３からチップ６が取り外される。取り外されたチップ６は、チップ回収容器１９内に落下する。この取り外し作業は、同じ検体の細胞Ｃの吸引及び吐出を行う場合は、チップ６の汚染度合いに応じて数回〜１０回程度の吸引及び吐出で実行され、異なる検体の吸引及び吐出を行う場合は、検体が変わる度に実行される。
【００５３】
［検体別の細胞の吸引／吐出の態様］
本実施形態の細胞移動装置Ｓは、上述の通りの細胞移動動作を行うが、検体が複数存在する場合に、可及的にチップ６の交換作業を少なくすることができる手法を採用している。例えば、第１ディッシュ２Ａ（図２）に第１検体から採取された細胞Ｃが、第２ディッシュ２Ｂに第２検体から採取された細胞Ｃが、各々担持されているとする。第１検体の細胞Ｃを吸引するために第１ディッシュ２Ａの培地Ｌと接触したチップ６は、汚染の問題が生じるので、もはや第２検体の細胞Ｃの吸引のため第２ディッシュ２Ｂの培地Ｌには接触させることはできない。従って、第２検体の細胞Ｃの吸引のためには、チップ６の交換作業が必要となる。このような制限下で、本実施形態の細胞移動装置Ｓよれば、複数種の細胞Ｃを移動させる際にも、チップ交換作業の回数を抑制乃至は交換不要とすることができる。
【００５４】
＜比較例＞
まず、検体が複数存在する場合における、細胞の吸引／吐出の態様の比較例を、図６に基づいて説明する。ここでは、図５に例示したように、８本のヘッド６３Ａ〜６３Ｈが備えられ、これらに各々チップ６Ａ〜６Ｈが装着されているヘッドユニット６１にて、細胞Ｃの吸引及び吐出が行われるものとする。また、ｍ行×ｎ列＝２４行×１６列のウェル４１を具備するマイクロプレート４が用いられるものとする。チップ６Ａ〜６Ｈの配列ピッチは、ウェル４１の行方向のピッチの２倍とする。図６では、８本のチップ６Ａ〜６Ｈをそれぞれ矢印で簡略化して示し、また、１行分の１６個のウェル４１を記載している。
【００５５】
比較例では、特定の個体に属する検体１の細胞Ｃと、検体１とは異なる個体に属する検体２の細胞Ｃとが存在する場合、まず検体１の細胞Ｃの吸引及び吐出が実行され、続いて検体２の細胞Ｃの吸引及び吐出が実行される、というように、単純に検体順に吸引及び吐出動作が行われる。
【００５６】
一列に配列された８本のチップ６Ａ〜６Ｈを用い、１行＝１６個のウェル４１に細胞Ｃを同時吐出する場合、１行あたり２回の同時吐出動作が行われることになる。まず、例えば第１ディッシュ２Ａから、使用可能と判定された検体１の細胞Ｃが、８本のチップ６Ａ〜６Ｈにそれぞれ吸引される（１回目の吸引）。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、チップ６Ａ〜６Ｈに吸引された細胞Ｃが、１回目の吐出動作によって、１６個のウェル４１のうちの８個に吐出される。図６において、ウェル４１の□に「１」の数字が記入されていることは、そのウェル４１に検体１の細胞Ｃが吐出されたことを示す（以下、同じ）。つまり、１回目の吐出前は空であった１６個のウェル４１のうち、１回目の吐出によって一つ飛ばしの８個のウェル４１に検体１の細胞Ｃが担持されることになる。
【００５７】
続いて、２回目の吸引として、第１ディッシュ２Ａから検体１の細胞Ｃが、８本のチップ６Ａ〜６Ｈにそれぞれ吸引される。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、１回目の吐出動作において吐出対象とされなかった残りの８個のウェル４１に、チップ６Ａ〜６Ｈから細胞Ｃを吐出する２回目の吐出動作が実行される。これにより、１行＝１６個のウェル４１の全てに、検体１の細胞Ｃが担持される。これと同じ動作が、所要の行数分だけ実行される。
【００５８】
この後、検体２の細胞Ｃの吸引及び吐出が実行されることになるが、その前に、チップ６の交換作業が必要となる。この交換作業は、ヘッドユニット６１をチップ廃棄部１５に移動させて、使用済のチップ６を取り外す作業と、ヘッドユニット６１をチップストック部１１に移動させて、未使用のチップ６をヘッド６３へ装着させる作業と、ヘッドユニット６１をチップ較正部１２に移動させて、ヘッド６３に新たに装着されたチップ６の先端開口６ｔのＸＹＺ座標を求める作業とを含む。
【００５９】
上記交換作業の後、例えば第２ディッシュ２Ｂから、１回目の吸引として検体２の細胞Ｃが８本のチップ６Ａ〜６Ｈにそれぞれ吸引され、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動される。次いで、チップ６Ａ〜６Ｈに吸引された検体２の細胞Ｃが、１回目の吐出動作によって、１６個のウェル４１のうちの８個に吐出される。図６において、ウェル４１の□に「２」の数字が記入されたものが、検体２の細胞Ｃが吐出されたウェル４１である。この１回目の吐出によって一つ飛ばしの８個のウェル４１に検体２の細胞Ｃが担持される。そして、２回目の吸引及び２回目の吐出が実行され、１行＝１６個のウェル４１の全てに、検体２の細胞Ｃが担持される。これと同じ動作が、所要の行数分だけ実行される。他に検体が存在する場合は、上記と同じ動作が繰り返される。
【００６０】
図７は、比較例の吐出方法が適用された場合の、マイクロプレート４における細胞Ｃの担持状況を示す上面図である。検体１の細胞Ｃが６行×１６列のウェル４１のグループに担持され、これに隣接する６行×１６列のウェル４１のグループに検体２の細胞Ｃ担持されている。このように細胞Ｃを担持するマイクロプレート４は、例えば、検体１の細胞Ｃを担持するウェル４１の各々に「化合物Ａ」が注液され、検体２の細胞Ｃを担持するウェル４１の各々に「化合物Ｂ」が注液され、これらに対する各細胞Ｃの感応性を確認する実験等に供される。
【００６１】
以上説明した比較例の方法では、異なる検体の細胞Ｃの吸引及び吐出動作へ移行する度に、上述のチップ６の交換作業が必要となる。当該交換作業には相応の時間を要するため、細胞移動動作を長時間化してしまう。しかも、前記交換作業は処理すべき検体数（細胞種類）が多くなるほど多くなり、多くの時間を要することになる。また、チップ６の廃棄数も増えることになり、コスト面からも好ましくない。さらに、検体１の細胞Ｃの吐出を終えた後に検体２の細胞Ｃをディッシュ２に撒くようにした場合、そのための段取り作業が前記交換作業の度に発生することとなり、多くの時間を消費することになる。
【００６２】
＜実施形態＞
次に、検体が複数存在する場合における、細胞の吸引／吐出の態様の第１実施形態を、図８に基づいて説明する。８本のチップ６Ａ〜６Ｈを具備するヘッドユニット６１が用いられる点、２４行×１６列のウェル４１を具備するマイクロプレート４が用いられる点など、条件は上述の比較例と同じである。検体については、検体１〜検体４まで存在し、これら検体１〜４の細胞Ｃが、それぞれ第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄ（図２）に担持されているものとする。
【００６３】
本実施形態では、８本のヘッド６３Ａ〜６３Ｈ（チップ６Ａ〜６Ｈ）が、各検体１〜４に対して割り当てられる。図８では、チップ６Ａ、６Ｂが検体１に（第１検体用ヘッド）、チップ６Ｃ、６Ｄが検体２に（第２検体用ヘッド）、チップ６Ｅ、６Ｆが検体３に、チップ６Ｇ、６Ｈが検体４に、各々割り当てられている（指定されている）例を示している。
【００６４】
１回目の吸引では、チップ６Ａ、６Ｂは第１ディッシュ２Ａにおいて検体１の細胞Ｃ、チップ６Ｃ、６Ｄは第２ディッシュ２Ｂにおいて検体２の細胞Ｃ、チップ６Ｅ、６Ｆは第３ディッシュ２Ｃにおいて検体３の細胞Ｃ、チップ６Ｇ、６Ｈは第４ディッシュ２Ｄにおいて検体４の細胞Ｃの吸引がそれぞれ行われる。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、チップ６Ａ〜６Ｈに吸引された細胞Ｃが、１回目の吐出動作によって、１６個のウェル４１のうち、一つ飛ばしの８個のウェル４１に各々吐出される。図８に示されているように、この１回目の吐出によってウェル４１に担持されるのは、検体１〜検体４の細胞Ｃの各２個である。
【００６５】
続いて、２回目の吸引として、上記と同様にして、第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄから検体１〜検体４の細胞Ｃが、８本のチップ６Ａ〜６Ｈにそれぞれ２個ずつ吸引される。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、１回目の吐出動作において吐出対象とされなかった残りの８個のウェル４１に、チップ６Ａ〜６Ｈから細胞Ｃを吐出する２回目の吐出動作が実行される。これにより、１行＝１６個のウェル４１の各４個ずつに、検体１〜検体４の細胞Ｃがそれぞれ担持される。これと同じ動作が、所要の行数分だけ実行される。このように、検体別にヘッド６３を指定し、各々の検体だけに対して吸引及び吐出を行わせることで、細胞移動作業中にチップ６の交換作業を省略若しくは交換回数を大きく減らすことができ、作業時間を短縮することができる。
【００６６】
図９は、上記第１実施形態の吐出方法が適用された場合の、マイクロプレート４における細胞Ｃの担持状況を示す上面図である。検体１の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１〜ｎ４列のウェル４１に、検体２の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ５〜ｎ８列のウェル４１に、検体３の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ９〜ｎ１２列のウェル４１に、検体４の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１３〜ｎ１６列のウェル４１に、それぞれ担持されている。
【００６７】
このように細胞Ｃを担持するマイクロプレート４は、例えば図９に例示しているように、ｍ１〜ｍ６行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ａ」を注液し、ｍ７〜ｍ１２行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｂ」を注液し、ｍ１３〜ｍ１８行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｃ」を注液し、ｍ１９〜ｍ２４行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｄ」を注液し、これら化合物Ａ〜Ｄに対する各細胞Ｃの感応性を確認する実験等に供することができる。
【００６８】
例えば、検体１〜検体４のそれぞれについて４列ずつウェル４１が指定されているので、各列で添加する化合物の濃度を変えるようにすることができる。具体的には、検体１について、１列目のウェル４１には最も高濃度の化合物Ａ〜Ｄを、４列目のウェル４１には最も低濃度の化合物Ａ〜Ｄというように、徐々に化合物濃度を低下させるようなウェル４１の使用方法を例示できる。また、化合物Ａ〜Ｄのそれぞれについて６行ずつウェル４１が指定されているが、例えばこれら各行については全く同じ濃度分布とし（同じ濃度組合せを６つ作る）、実験サンプル数を増やすといったウェル４１の使用方法を例示できる。
【００６９】
なお、上述したチップ６Ａ〜６Ｈからマイクロプレート４のウェル４１への細胞吐出動作において、化合物Ａ〜Ｄを細胞吐出後にウェル４１へ注液する場合は、チップ６Ａ〜６Ｈの交換を要しない。一方、化合物Ａ〜Ｄが予めウェル４１へ注液する場合は、複数の吐出動作の間にチップ６Ａ〜６Ｈの交換を要する。後者の場合、１回目の吐出動作の際に、チップ６Ａ〜６Ｈがウェル４１内の化合物Ａ〜Ｄと接触することになる。この場合、チップ６Ａ〜６Ｈを交換せずに２回目の吸引動作を実行させると、第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄの培地Ｌ及び検体１〜検体４が化合物Ａ〜Ｄの影響を受けてしまうからである。
【００７０】
図１０は、第２実施形態に係る細胞の吸引／吐出方法を示す模式図である。ここでは、８つの検体；検体１〜検体８が存在し、チップ６Ａが検体１に、チップ６Ｂが検体２に、チップ６Ｃが検体３に、チップ６Ｄが検体４に、チップ６Ｅが検体５に、チップ６Ｆが検体６に、チップ６Ｇが検体７に、チップ６Ｈが検体８に、各々指定されている例を示している。つまり、８本のヘッド６３Ａ〜６３Ｈの各々に一つの検体が指定されている例を示している。
【００７１】
この例では、１回目の吸引では、チップ６Ａ〜６Ｈの各々が、検体１〜検体８の細胞Ｃをそれぞれ吸引する。つまり、ヘッドユニット６１が、検体１〜検体８の各々を担持するディッシュを巡回し、チップ６Ａが検体１の細胞Ｃを吸引し、チップ６Ｂが検体２の細胞Ｃを吸引し、・・・というように、各チップが対象とする検体の細胞Ｃを順次吸引する。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、チップ６Ａ〜６Ｈに吸引された細胞Ｃが、１回目の吐出動作によって、１６個のウェル４１のうち、一つ飛ばしの８個のウェル４１に各々吐出される。図１０に示されているように、この１回目の吐出によってウェル４１に担持されるのは、検体１〜検体８の細胞Ｃの各１個である。
【００７２】
続いて、２回目の吸引として、上記と同様にして各ディッシュから検体１〜検体８の細胞Ｃが、８本のチップ６Ａ〜６Ｈにそれぞれ１個ずつ吸引される。そして、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４まで移動され、１回目の吐出動作において吐出対象とされなかった残りの８個のウェル４１に、チップ６Ａ〜６Ｈから細胞Ｃを吐出する２回目の吐出動作が実行される。これにより、１行＝１６個のウェル４１の各２個ずつに、検体１〜検体８の細胞Ｃがそれぞれ担持される。これと同じ動作が、所要の行数分だけ実行される。本例のように検体数が多い場合、比較例の方式を採用するとチップ６の交換作業が多くなって作業時間が長くなり、またチップ６の廃棄数も多量となる。しかし、本実施形態によれば、細胞移動に要する作業時間を短縮し、チップ６のロスも減らすことができる。
【００７３】
図１１は、上記第２実施形態の吐出方法が適用された場合の、マイクロプレート４における細胞Ｃの担持状況を示す上面図である。検体１の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１、ｎ２列のウェル４１に、検体２の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ３、ｎ４列のウェル４１に、検体３の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ５、ｎ６列のウェル４１に、検体４の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ７、ｎ８列のウェル４１に、検体５の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ９、ｎ１０列のウェル４１に、検体６の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１１、ｎ１２列のウェル４１に、検体７の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１３、ｎ１４列のウェル４１に、検体８の細胞Ｃは、ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１５、ｎ１６列のウェル４１に、それぞれ担持されている。
【００７４】
このように細胞Ｃを担持するマイクロプレート４は、第１実施形態と同様に、ｍ１〜ｍ６行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ａ」を注液し、ｍ７〜ｍ１２行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｂ」を注液し、ｍ１３〜ｍ１８行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｃ」を注液し、ｍ１９〜ｍ２４行×ｎ１〜ｎ１６列のウェル４１の各々に「化合物Ｄ」を注液し、これら化合物Ａ〜Ｄに対する各細胞Ｃの感応性を確認する実験等に供することができる。この第２実施形態によれば、１つのマイクロプレート４で８つの検体に対し、同時に各種の処理を行うことができる。
【００７５】
［細胞移動装置の電気的構成］
図１２は、上記で説明した機能を有する細胞移動装置Ｓの電気的構成を示すブロック図である。細胞移動装置Ｓは、ヘッドユニット６１（図１）の移動、ヘッド６３の位置決め及び昇降、細胞Ｃの吸引及び吐出のためのヘッド６３の吸引力及び吐出力の発生動作、並びにカメラユニット５の動作を制御する制御部７を備える。また、細胞移動装置Ｓは、カメラユニット５を水平移動させる機構としてカメラ軸駆動部５３、ヘッドユニット６１を水平移動させる機構としてヘッドユニット軸駆動部６５、ヘッド６３を昇降させる機構並びに吸引及び吐出動作を行わせる機構としてヘッド駆動部６６、及び表示部６７を備えている。
【００７６】
カメラ軸駆動部５３は、ガイドレール５２に沿ってカメラユニット５を、チップ撮像位置Ｐ２１、ディッシュ撮像位置Ｐ２２及びマイクロプレート撮像位置Ｐ２３のいずれかへ移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、ガイドレール５２に沿ってボールねじが敷設され、該ボールねじに螺合されたナット部材にカメラユニット５が取り付けられ、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させることにより、カメラユニット５を目標位置へ移動させる態様である。
【００７７】
ヘッドユニット軸駆動部６５は、ガイドレール６４に沿ってヘッドユニット６１（ヘッド本体６２）を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、カメラ軸駆動部５３と同様に、ボールねじ及びナット部材を具備し、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させる態様である。なお、ヘッド本体６２をＸＹの２方向に移動させる場合は、ガイドレール６４に沿った第１ボールねじ（Ｘ方向）と、第１ボールねじに螺合された第１ナット部材に装着された移動板に搭載された第２ボールねじ（Ｙ方向）とを用いる。この場合、ヘッド本体６２は第２ボールねじに螺合された第２ナット部材に装着される。
【００７８】
ヘッド駆動部６６は、先に説明したヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構のための動力部、中空ロッドからなるヘッド６３の中空部内に組み付けられるピストン機構を駆動するための動力部（例えばモータ）が相当する。上述の通り、昇降機構はヘッド本体６２からヘッド６３が下方に延び出した下降位置と、ヘッド本体６２に大部分が収容された上昇位置との間で、ヘッド６３を上下移動させる。ピストン機構の動力部は、ヘッド６３内に配置されたピストン部材を昇降させることで、ヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６ｔに、吸引力及び吐出力を発生させる。
【００７９】
表示部６７は、液晶ディスプレイ等からなり、カメラユニット５により撮影された画像や、制御部７によって画像処理等がなされた画像などを表示する。
【００８０】
制御部７は、マイクロコンピュータ等からなり、機能的に、撮像制御部７１、画像メモリ７２、画像処理部７３、ヘッド割当部７４、ウェル割当部７５、軸制御部７６及びヘッド制御部７７を備えている。
【００８１】
撮像制御部７１は、カメラユニット５の撮像動作及び移動動作を制御する。本実施形態では撮像制御部７１は、カメラユニット５に、チップ撮像位置Ｐ２１においてヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６ｔを撮像させる動作、ディッシュ撮像位置Ｐ２２において細胞Ｃを担持したディッシュ２を撮像させる動作、及び、マイクロプレート撮像位置Ｐ２３において細胞Ｃが移載されたマイクロプレート４を撮像させる動作を制御する。なお、ディッシュ２又はマイクロプレート４の撮像において、カメラユニット５の画角はこれらのサイズに比べて相当に小さいので、撮像制御部７１は、カメラ軸駆動部５３を制御してカメラユニット５をＸＹ方向に微小移動させつつ、カメラユニット５にディッシュ２又はマイクロプレート４の撮像動作を実行させる。
【００８２】
画像メモリ７２は、前記マイクロコンピュータに具備されている記憶領域や外部ストレージ等からなり、カメラユニット５により取得された画像データを一時的に格納する。
【００８３】
画像処理部７３は、カメラユニット５が撮像し、画像メモリ７２に格納された画像データを画像処理する。画像処理部７３は、例えば、細胞Ｃを保持するディッシュ２又はマイクロプレート４の画像に基づき、ディッシュ２又はマイクロプレート４上における細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、細胞Ｃの分布を認識する処理、認識された細胞Ｃの形状を認識する処理などを、画像処理技術を用いて実行する。
【００８４】
ヘッド割当部７４は、複数の検体の細胞Ｃが存在する場合に、複数のヘッド６３のうち、いずれのヘッド６３をどの検体用のヘッドとして用いるかを割り当てる。この割り当てのためにヘッド割当部７４は、ヘッド６３の各々に対して、いずれの検体の移動のために用いるかを指定する処理を行う。当該指定は、ユーザが指定する検体の数、ヘッド本体６２が備えるヘッド６３の本数、複数のディッシュからの吸引シーケンス、供試化合物の数等を参照して実行される。例えば、図８に示した通り、検体数＝４、ヘッド６３（チップ６）の本数＝８の場合、ヘッド割当部７４は、各検体用に２本ずつのヘッド６３を指定する。
【００８５】
ウェル割当部７５は、マイクロプレート４のウェル４１を、ヘッド割当部７４が指定した各検体用ヘッド６３のチップ６から各細胞Ｃを同時吐出が可能なように、各検体用ウェルとして割り当てる。この割り当てのためにウェル割当部７５は、ウェル４１の各々に対して、いずれの検体の受け入れのために用いるかを指定する処理を行う。例えば図８に例示したようなヘッド指定が設定された場合、ウェル割当部７５は、図９に示すように３８４個のウェル４１を、検体１＝ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１〜ｎ４列（第１検体用ウェル）、検体２＝ｍ１〜ｍ２４行×ｎ５〜ｎ８列（第２検体用ウェル）、検体３＝ｍ１〜ｍ２４行×ｎ９〜ｎ１２列、検体４＝ｍ１〜ｍ２４行×ｎ１３〜ｎ１６列、と指定する。これにより、８本のヘッド６３で１行当たり２回の同時吐出で、全ウェル４１に細胞Ｃを移載することができる。
【００８６】
軸制御部７６は、ヘッドユニット軸駆動部６５の動作を制御する。すなわち、軸制御部７６は、ヘッドユニット軸駆動部６５を制御することで、ヘッドユニット６１を水平方向の所定の目標位置へ移動させる。ヘッド６３（チップ６）の、吸引対象となるディッシュ２の保持凹部３の鉛直上空での位置決め、並びに吐出対象となるマイクロプレート４のウェル４１の鉛直上空での位置決め、さらには較正処理時における撮像ピット１７上での撮影対象となるチップ６の位置決めは、軸制御部７６によるヘッドユニット軸駆動部６５の制御によって実現される。
【００８７】
ヘッド制御部７７は、ヘッド駆動部６６を制御する。ヘッド制御部７７は、ヘッド駆動部６６の前記昇降機構のための動力部を制御することにより、制御対象とするヘッド６３を所定の目標位置に向けて昇降させる。また、ヘッド制御部７７は、制御対象とするヘッド６３についての前記ピストン機構の動力部を制御することにより、所定のタイミングで当該ヘッド６３に装着されているチップ６の先端開口６ｔに吸引力又は吐出力を発生させる。
【００８８】
［細胞移動装置の動作フローの説明］
図１３は、細胞移動装置Ｓの動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、図１に示すように、図略の分注チップにより各検体の細胞Ｃを含む細胞懸濁液が選別容器１８に注入され、ディッシュ２上に各検体の細胞Ｃが既に保持されているものとする。制御部７は、ユーザから図略の入力装置を通して、検体数及び実験に供する化合物グループ数の入力を受け付ける（ステップＳ１）。通常、検体数のＭａｘは、ヘッド本体６２に備えられているヘッド６３の本数分である。また、検体数は、ヘッド６３の本数で割り切れる数に制限することが望ましい。
【００８９】
ステップＳ１の入力を受けてヘッド割当部７４は、どのヘッド６３（チップ６）で、どの検体の細胞Ｃを吸引／吐出させるかの指定（第１、第２検体用ヘッドの指定）、つまり検体別にヘッド６３を指定する処理を行う（ステップＳ２）。その具体例は、図８、図１０に例示した通りである。次いで、ウェル割当部７５が、全てのヘッド６３のチップ６から細胞Ｃを同時吐出させることを前提として、どのチップ６からマイクロプレート４のどのウェル４１に吐出させるかの指定（第１、第２検体用ウェルの指定）、つまり検体別にウェル４１を指定する処理を行う（ステップＳ３）。その具体例は、図９、図１１に例示した通りである。
【００９０】
以下、上記で説明した手順（１）〜（５）が実行される。先ず、軸制御部７６がヘッドユニット軸駆動部６５を制御して、ヘッドユニット６１をチップストック部１１上のチップ装着位置Ｐ１１に移動させる。この際、ストック容器１６に保持されている未使用のチップ６の一つと、最初に装着が行われるヘッド６３とが鉛直軸上で位置合わせされる。その後、軸制御部７６はヘッド駆動部６６を制御して、前記位置合わせされたヘッド６３を下降させ、当該ヘッド６３の下端にターゲットのチップ６を装着させる（ステップＳ４）。他のヘッド６３にも、同様にしてチップ６が装着される。
【００９１】
続いて、チップ６の撮像及び較正処理が行われる。すなわち、軸制御部７６がヘッドユニット軸駆動部６５を制御して、ヘッドユニット６１をチップ較正部１２上のチップ較正位置Ｐ１２に移動させる。この際、チップ６が新たに装着された一つのヘッド６３が撮像ピット１７の鉛直軸上で位置合わせされる。また、撮像制御部７１がカメラ軸駆動部５３を制御して、カメラユニット５を撮像ピット１７直下のチップ撮像位置Ｐ２１へ移動させる。その後、ヘッド制御部７７がヘッド駆動部６６を制御して、撮像対象となるチップ６が装着されたヘッド６３を下降させる。また、撮像制御部７１は、カメラユニット５にチップ６の先端開口６ｔの画像を撮像させる。
【００９２】
この撮像は、先端開口６ｔの下方の所定位置を撮像始点として、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にチップ６の画像を順次撮像させる方式が採られる。そして、例えば上記に例示したようなコントラスト検出方式により、新たにヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６ｔの座標位置が求められる（ステップＳ５）。その後、上述の通り当該座標位置と基準位置とが比較され、その差分から補正値が導出される。他のヘッド６３についても、同様な撮像及び補正値の導出が行われる。
【００９３】
次に、撮像制御部７１がカメラユニット５を選別部１３下のディッシュ撮像位置Ｐ２２に移動させ、カメラユニット５に細胞Ｃが担持されたディッシュ２（ディッシュ２Ａ〜２Ｄ）の画像を撮像させる。取得された画像データは画像メモリ７２に一時的に格納され、画像処理部７３により実行される前記画像データに対する画像処理により、使用可能な細胞Ｃの判定処理、及びその使用可能な細胞Ｃが担持された保持凹部３の座標が特定される（ステップＳ６）。
【００９４】
続いて制御部７は、ヘッド割当部７４がステップＳ２で指定した各検体用ヘッド６３（チップ６）に、どのような順番で各細胞Ｃを吸引させるかの吸引シーケンスを設定する。例えば、図２に示す第１〜第４ディッシュ２Ａ〜２Ｄ上に検体１〜検体４の細胞Ｃが各々担持されている場合、どのような順序で各ディッシュ２Ａ〜２Ｄに対して吸引動作を行うか、また、各ディッシュ２Ａ〜２Ｄにおいて、どのような順序でそれぞれの保持凹部３から細胞Ｃを吸引するか等を、ステップＳ６で得られた座標データに基づき決定する。さらに制御部７は、ウェル割当部７５がステップＳ３で指定した各検体用ウェル４１に対して、どのような順序で各ヘッド６３（チップ６）から細胞Ｃを吐出させるかの吐出シーケンスも設定する（ステップＳ７）。この吐出シーケンスの設定により、チップ６から同時吐出させる吐出回数ｐが決まることになる。
【００９５】
その後、チップ６による使用可能な細胞Ｃの吸引処理及び吐出処理が実行される。まず制御部７は、チップ６からの同時吐出の回数である吐出カウンタｑをｑ＝１に設定する（ステップＳ８）。そして、軸制御部７６が、ヘッドユニット６１を選別部１３上の細胞吸引位置Ｐ１３に移動させる。この際、ステップＳ５で得られた補正値を参照して、吸引シーケンス最初に吸引を行うチップ６と吸引ターゲットとするディッシュ２の保持凹部３との位置合わせが行われる。ヘッド制御部７７がヘッド６３を下降させると共に、ヘッド６３に吸引力を発生させ、保持凹部３から細胞Ｃを吸引させる。しかる後、ヘッド制御部７７はヘッド６３を上昇させる。
【００９６】
以下、前記吸引シーケンスに従って、次のチップ６と次の保持凹部３との位置合わせ、ヘッド６３の下降及び細胞Ｃの吸引、ヘッド６３の上昇が繰り返される。つまり、例えば検体１（第１検体）の細胞Ｃが検体１用に指定されたヘッド６３（第１検体用ヘッド）に装着されたチップ６（第１チップ）により第１ディッシュ２Ａから吸引され、次いで検体２（第２検体）の細胞Ｃが検体２用に指定されたヘッド６３（第２検体用ヘッド）に装着されたチップ６（第２チップ）により第２ディッシュ２Ｂから吸引されるというように、各検体の細胞Ｃが順次吸引されることになる（ステップＳ９）。
【００９７】
続いて軸制御部７６が、ヘッドユニット６１を移載部１４上の細胞吐出位置Ｐ１４に移動させる。この際、軸制御部７６は、ステップＳ５で得られた補正値を参照して、細胞Ｃを保持したチップ６と、吐出ターゲットのマイクロプレート４のウェル４１との鉛直方向における位置合わせを行う。また、撮像制御部７１が、カメラユニット５を移載部１４下のマイクロプレート撮像位置Ｐ２３へ移動させる。
【００９８】
その後、ヘッド制御部７７が全てのヘッド６３を下降させると共に、各ヘッド６３に吐出力を発生させ、全チップ６から細胞Ｃを同時に吐出させる。しかる後、ヘッド制御部７７はヘッド６３を上昇させる。これにより、検体１の細胞Ｃを保持するチップ６（第１チップ）から検体１用に指定されたウェル４１（第１検体用ウェル）へ当該細胞Ｃが吐出され、検体２の細胞Ｃを保持するチップ６（第２チップ）から検体２用に指定されたウェル４１（第２検体用ウェル）へ当該細胞Ｃが吐出されるという同時吐出が実行されるものである（ステップＳ１０）。なお図８、図１０の例では、１行当たり同時吐出が２回実行されることになる。なお、同時吐出は、列単位で行わせるようにしても良い。つまり、１つのｍ行又はｎ列について、前記同時吐出を１回若しくは複数回実行させるものであれば良い。
【００９９】
１サイクルの吸引／吐出処理を終えると、制御部７は吐出カウンタｑの値が、設定された吐出回数ｐに達しているか否かを確認する（ステップＳ１１）。ｐ＝ｑではないとき（ステップＳ１１でＮＯ）、制御部７は吐出カウンタｑをインクリメントし（ステップＳ１２）、ステップＳｐに戻って次の吸引／吐出サイクルを実行させる。一方、ｐ＝ｑに至ったとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御部７はチップ６の廃棄処理を実行させる。もちろん、吸引／吐出サイクルの回数が極めて多い場合やチップ６の汚染が想定されるような場合は、全ての吸引／吐出サイクルが完了する前に、チップ６の廃棄処理を実行させるようにしても良い。
【０１００】
前記廃棄処理の際、軸制御部７６は、ヘッドユニット６１をチップ廃棄部１５上のチップ廃棄位置Ｐ１５に移動させる。そして、ヘッド制御部７７がヘッド６３を下降させ、さらにヘッド６３内に内蔵されているチップ取り外し用ロッド（図略）を下降させることにより、ヘッド６３からチップ６を押し出す。押し出されたチップ６は、チップ回収容器１９に回収される（ステップＳ１３）。以上で、制御部７は、１枚のマイクロプレート４に対する細胞Ｃの移動処理を終える。
【０１０１】
以上説明した本実施形態に係る細胞移動装置Ｓによれば、ヘッド割当部７４により複数のヘッド６３が、各々の検体用ヘッドとして指定されるので、各々のヘッド６３に装着されるチップ６は、それぞれ特定の検体の細胞Ｃのみを吸引及び吐出できる。つまり、例えば検体１の細胞Ｃの吸引のために第１ディッシュ２Ａにアクセスするチップ６は、第２ディッシュ２Ｂにはアクセスすることはない。このため、ヘッドユニット６１によって細胞Ｃの吸引及び吐出が複数回行われる場合でも、途中でチップ６の交換を行う必要がない。従って、チップ６の交換作業に要する時間を省くことができると共に、チップ６の廃棄数も減らすことができる。さらに、各検体の細胞を各検体用ウェルへ同時吐出させることができるよう、ウェル割当部７５によりマイクロプレート４のウェル４１が指定されるので、細胞Ｃの吐出作業を効率良く実行させることができる。
【０１０２】
なお、本発明において、各検体の細胞を各検体用ウェルへ、必ずしも同時吐出させなくとも良い。例えば、先ずは検体１の移動用に指定されたヘッド６３から検体１の受け入れ用に指定されたウェル４１へ吐出を行わせ、次いで検体２の移動用に指定されたヘッド６３から検体２の受け入れ用に指定されたウェル４１へ吐出を行わせるというような細胞Ｃの吐出作業としても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
Ｓ  細胞移動装置
１１  チップストック部
１２  チップ較正部
１３  選別部
１４  移載部
１５  チップ廃棄部
２  ディッシュ（ディッシュ群）
２Ａ  第１ディッシュ
２Ｂ  第２ディッシュ
２Ｃ  第３ディッシュ
２Ｄ  第４ディッシュ
３  保持凹部（保持部）
４  マイクロプレート
４１  ウェル
６  チップ
６ｔ  先端開口
６１  ヘッドユニット
６３  ヘッド
７  制御部
７４  ヘッド割当部
７５  ウェル割当部
【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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【図１３】
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