(57)【要約】      （修正有）【課題】自動で卵子の透明帯をむきとることを特徴とする自動透明帯除去装置を提供する。【解決手段】流路内に磁気駆動マイクロツール８を組み付け、併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動させ、流路の一部６もしくは磁気駆動マイクロツール上に突起部９を設けることにより高速・効率的な透明帯除去の効果を生む。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする効果を生む。また流路の一部に細い流路７を設けることで、大量の卵子の透明帯を連続的に一度に除去するために、除去した透明帯を細い流路により吸引・排出する効果を生む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小な流路を有する流路部に透明帯を有する細胞を流し、その流路の一部に取り付けたマイクロツールを併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動させることで透明帯を自動に取り除くことを特徴とする自動透明帯除去装置。
【請求項２】
前記流路部の一部に突起を設ける、もしく上記ツールに突起部を設けることで、透明帯を自動に取り除くことを特徴とする自動透明帯除去装置。
【請求項３】
前記卵子透明帯部にレーザを照射することで透明帯を自動に取り除くことを特徴とする自動透明帯除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本特許は、医療分野、品種改良といったバイオ系産業分野や家畜産業や発生工学分野及び化学工業分野において、卵子の透明帯の自動除去に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】  従来、バイオチップ内での卵子、細胞、菌などのバイオ操作は顕微鏡から得られる画像情報に基づいて行われることがほとんどであったが、人的にバイオチップを操作することによる外乱の影響をふせぐために、チップ内での非接触操作が必要となり、近年マイクロ流路内で非接触操作方法が着目されている。
一方、家畜産業において、発生工学を利用した卵子や初期胚の顕微操作が行われ顕微授精などが実用化レベルに達している。また現代の不妊治療は、顕微授精により良質でない細胞であっても細胞レベルで受精することで成功率の飛躍的な向上が見込まれている。卵子の透明帯除去はこのような不妊治療やクローニング作業において着目されている技術である。従来透明帯の除去は酵素処理された卵子をガラスピペットなどによる吸引・排出の繰り返し作業により透明帯を１個ずつ取り除くといった高度な熟練の技術を要するため、再現性やコンタミなどの問題を生じやすく、ハイスループットに卵子を正確に処理するには一連の作業の自動化が望まれる。本発明では柔軟性を有する磁気駆動マイクロツールを用いてチップ内において複数卵子の透明帯除去の自動化を実現し、高速・安定・高質な透明帯除去卵子の供給を目指す。磁気駆動マイクロツールの駆動系については特許文献（特開２００８−１４８６７７号公報及び特願２００８−１２７５５８）の電磁コイルもしくは、永久磁石などをつけたモータの回転によってマイクロツールを駆動している。【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４８６７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  微小な流路を有する流路部に卵子を流し、その流路内に埋め込んだ磁気駆動マイクロツールと流路間に卵子を配置し、磁気駆動マイクロツールを併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動させることで、自動に卵子の透明帯をむきとることを特徴とする自動透明帯除去装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  磁気駆動マイクロツールもしくは流路の一部に突起形状が設けられている。磁気駆動マイクロツールは流路部と容易にピン支持機構により容易に組みつけられる。磁気駆動マイクロツールはポリマー性材料もしくはゲル状材料もしくは磁性材料からなり柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えないことを特徴とする。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより、一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする効果を生む。また、流路の一部に細い流路を設けることで、除去した透明帯を吸引・排出を制御できるように構成する。これにより、大量の卵子の透明帯を連続的に一度に除去する効果を生む。また自動化については一定の時間経過すると透明帯が除去できること，もしくは卵子の様子を観察，計測しながら各種パラメータを調整して効率的自動除去を行う手法，もしくは人間が遠隔操作によって観察しながら調整する手法などにより自動化を実現する．
【発明の効果】
【０００６】  流路内に磁気駆動マイクロツールを組み付け、併進運動もしくは、２自由度運動もしくは、回転運動もしくは、蠕動運動、もしくは振動させ、流路の一部もしくは磁気駆動マイクロツール上に突起部を設けることにより透明帯の除去を実現できた。磁気駆動マイクロツールはポリマー性材料もしくはゲル状材料もしくは磁性材料からなり柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えない効果を確認した。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより、一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする効果を確認した。また、流路の一部に細い流路を設けることで、大量の卵子の透明帯を連続的に一度に除去するために、除去した透明帯を細い流路により吸引・排出する効果を確認した。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下、本発明の自動透明帯除去装置の好ましい実施形態について、実施例に基づき添付の図面に基づいて詳細に説明する。各図の説明において同一符号は同じものを示す。なお、自動透明帯除去装置が処理する対象物として、卵子（卵細胞）をはじめとした細胞を例にとって以下に説明するが、本発明はこれに限られるものではなく、本発明の自動透明帯除去装置は、植物細胞もしくは動物細胞をはじめとする微粒子、有機もしくは無機微粒子、菌、結晶体、微生物、ＤＮＡ分子、ナノチューブ、ナノ材料等を含んだ微粒子に対しても応用可能である。また、液体は水、水溶液、有機溶媒、生理食塩水、培養液、細胞成長因子など、流動性を有するものには応用可能である。以下実施例に基づき、本発明の利用例を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【実施例１】
【０００８】  図１は、本発明を実施するための第１の実施の形態の自動透明帯除去装置である。透明帯（２）がついたまま卵子（１）を酵素処理し、例えばガラス製もしくは樹脂製の流路に流し、併進運動磁気駆動マイクロツール（３）をピン支持部（４）により流路に組み付けたエリアに卵子を送り、磁気駆動マイクロツールを外部磁場により併進運動させることで、透明帯を除去する。卵子と接する流路面（６）と磁気駆動マイクロツール面に突起部（５）を設けることより、より高速に透明帯を除去する効果を生む。併進運動磁気駆動マイクロツールは柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えない効果を確認した。また、流路の一部に細い流路（７）を設けることで、大量の卵子の透明帯を連続的に一度に除去するために、除去した透明帯を細い流路により吸引・排出する効果を確認した。
【実施例２】
【０００９】  図２は、本発明を実施するための第２の実施の形態の自動透明帯除去装置である。卵子を酵素処理した後、例えばガラス製もしくは樹脂製の流路に流し、２自由度を有する磁気駆動マイクロツール（８）をピン支持部（４）により流路に組み付けたエリアに卵子を送り、磁気駆動マイクロツールを外部磁場により２自由度運動させることで、透明帯を除去する。卵子と接する流路面（６）と磁気駆動マイクロツール面に突起部（９）を設けることより、より高速に透明帯を除去する効果を生む。２自由度運動磁気駆動マイクロツールは柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えない効果を確認した。具体的な一例としては，透明帯付きブタ卵子が直径１５０μｍ，流路幅が２００μｍであり，流路深さが１５０μｍの流路を使用し，磁気駆動マイクロツールの突起形状及び流路の突起形状は磁気駆動マイクロツールの表面もしくは，流路表面から２５μｍ離れた位置まで到達する．チップ下には電磁コイルと永久磁石を設置し特許文献（特願２００８−１２７５５８），最大駆動周波数２０Ｈｚにて駆動する．
【実施例３】
【００１０】  図３は、本発明を実施するための第３の実施の形態の自動透明帯除去装置である。卵子を酵素処理した後、例えばガラス製もしくは樹脂製の流路に流し、回転運動する磁気駆動マイクロツール（１０）を流路に組み付けたエリアに卵子を送り、磁気駆動マイクロツールを外部磁場により往復回転運動させることで、透明帯を除去する。卵子と接する流路面（６）と磁気駆動マイクロツール面に突起部（１１）を設けることより、より高速に透明帯を除去する効果を生む。回転運動磁気駆動マイクロツールは柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えない効果を有する。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする機構とした。卵子の輸送制御は流体ポンプを使用して制御する。
【実施例４】
【００１１】  図４は、本発明を実施するための第４の実施の形態の自動透明帯除去装置である。卵子を酵素処理した後、例えばガラス製もしくは樹脂製の流路に流し、蠕動運動する磁気駆動マイクロツール（１２）を流路に組み付けたエリアに卵子を送り、磁気駆動マイクロツールを外部磁場により往復蠕動運動させることで、透明帯を除去する。卵子と接する流路面もしくは磁気駆動マイクロツール面に突起部を設けることより、より高速に透明帯を除去する効果を生む。蠕動運動磁気駆動マイクロツールは柔軟性有し、透明帯除去時に卵子にダメージを与えない効果を有する。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする機構とした。卵子の輸送制御は流体ポンプを使用して制御する。
【産業上の利用可能性】
【００１２】  家畜産業において、発生工学を利用した卵子や初期胚の顕微操作が行われ顕微授精などが実用化レベルに達している。また現代の不妊治療は、顕微授精により良質でない細胞であっても細胞レベルで受精することで成功率の飛躍的な向上が見込まれている。卵子の透明帯除去はこのような不妊治療やクローニング作業において着目されている技術である。従来透明帯の除去は酵素処理された卵子をガラスピペットなどによる吸引・排出の繰り返し作業により１個ずつ取り除く熟練の技術を要するため、その自動化・ハイスループット化の需要は加速度的に増加すると考えられる。本発明によれば柔軟性をもつ磁気駆動マイクロツールを用いてチップ内において複数卵子の透明帯除去の自動化を実現し、高速・安定・高質な卵子供給が実現可能となる。本発明は、産業的にも充分な処理能力を有しており、バイオ産業・家畜産業の発展に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の自動透明帯除去装置の図であり、透明帯がついたままの卵子を流路に投入し、突起形状を有する流路と突起形状を有する磁気駆動マイクロツールの間に卵子を配置し、外部磁場により磁気駆動マクロツールを併進運動させることにより透明帯除去を行うシステムとなっている。
【図２】  本発明の第２の実施の形態の自動透明帯除去装置を示す。２自由度を有する磁気駆動マイクロツールをチップ内に組み付け、外部磁場により２自由度運動させる。透明帯がついたままの卵子を流路に投入し、突起形状を有する流路と突起形状を有する磁気駆動マイクロツールの間に卵子を配置し、磁気駆動マイクロツールを２自由度運動させることにより透明帯除去を行うシステムとなっている。
【図３】  本発明の第３の実施の形態の自動透明帯除去装置を示す。回転（蠕動）運動を行う磁気駆動マイクロツールをチップ内に組み付け、外部磁場により回転（蠕動）運動させる。透明帯がついたままの卵子を流路に投入し、突起形状を有する流路と突起形状を有する磁気駆動マイクロツールの間に卵子を配置し、磁気駆動マイクロツールを回転（蠕動）運動させることにより透明帯除去を行うシステムとなっている。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする機構となっている。
【図４】  本発明の第４の実施の形態の自動透明帯除去装置を示す。（ａ）は透明帯除去円形チャンバー中央部に出入口を設けた機構となっており、（ｂ）は透明帯除去円形チャンバー端部に出入り口を設けた機構となっている。蠕動運動を行う磁気駆動マイクロツールをチップ内に組み付け、外部磁場により蠕動運動させる。透明帯がついたままの卵子を流路に投入し、磁気駆動マイクロツールを蠕動運動させることにより透明帯除去を行うシステムとなっている。また卵子が衝突する部分の流路長を十分長くし、もしくは流体の速度を適切に微調整することにより一旦磁気駆動マイクロツールの駆動エリアに入った卵子は繰り返し磁気駆動マイクロツールの併進運動、もしくは２自由度運動、もしくは回転運動、もしくは蠕動運動、もしくは振動をうけやすくする機構となっている。
【符号の説明】
【００１４】［１］卵子。
［２］透明帯。
［３］併進磁気駆動マイクロツール。
［４］ピン支持部。
［５］併進磁気駆動マイクロツール突起部。
［６］流路突起部。
［７］透明帯吸引除去用流路。
［８］２自由度磁気駆動マイクロツール。
［９］２自由度磁気駆動マイクロツール突起部。
［１０］回転（蠕動運動）磁気駆動マイクロツール。
［１１］回転（蠕動運動）磁気駆動マイクロツール突起部。
［１２］蠕動運動磁気駆動マイクロツール。
【図１】
2011097912.tif 000003
【図２】
2011097912.tif 000004
【図３】
2011097912.tif 000005
【図４】
2011097912.tif 000006