(57)【要約】【課題】試料の体積を精度良く決定することが可能な試料採取装置を提供する。【解決手段】試料採取装置は、開口及び前記開口を通じて採取した試料を保持可能な中空部を区画する採取管と、前記採取管を、前記試料の採取が可能な採取位置に移動可能な搬送体と、前記搬送体で前記採取管を移動することによって、前記採取管に採取された前記試料のデジタル位相差画像を取得可能なデジタル位相差画像取得部と、前記デジタル位相差画像取得部が取得した前記デジタル位相差画像に基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する体積決定部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口及び前記開口を通じて採取した試料を保持可能な中空部を区画する採取管と、
前記採取管を、前記試料の採取が可能な採取位置に移動可能な搬送体と、
前記搬送体で前記採取管を移動することによって、前記採取管に採取された前記試料のデジタル位相差画像を取得可能なデジタル位相差画像取得部と、
前記デジタル位相差画像取得部が取得した前記デジタル位相差画像に基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する体積決定部と、
を備える、試料採取装置。
【請求項２】
前記採取管の前記開口の画像を取得可能な開口画像取得部を備え、
前記体積決定部は、前記開口画像取得部が取得した前記開口の画像と、前記デジタル位相差画像取得部が取得した前記デジタル位相差画像とに基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する、請求項１に記載の試料採取装置。
【請求項３】
前記開口画像取得部は、前記試料を観察するための光学系及び撮像装置によって構成されている、請求項２に記載の試料採取装置。
【請求項４】
前記採取管は、特定の細胞又は特定の細胞内物質を前記試料として選択的に採取可能なナノスプレーチップである、請求項１から３のいずれか一項に記載の試料採取装置。
【請求項５】
開口及び前記開口に連なる中空部を区画する採取管を搬送体で採取位置に移動させて、前記開口を通じて試料を前記中空部に採取する採取ステップと、
前記搬送体で前記採取管を移動することによって、前記採取管に採取された前記試料のデジタル位相差画像を取得するデジタル位相差画像取得ステップと、
取得した前記デジタル位相差画像に基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する体積決定ステップと、
を含む、試料採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料採取装置及び試料採取方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば創薬スクリーニングの分野において、生物の基本構成要素である細胞に薬の候補となる化合物を付与し、当該化合物と反応した当該細胞又は細胞内物質等の試料を採取することが行われている。また、採取した試料をそのままナノスプレー化して質量分析装置の試料導入口に導入可能なナノスプレーチップが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。さらに、当該試料をナノスプレーチップに採取する作業を自動化した装置（例えば、特許文献４参照）や、当該装置におけるナノスプレーチップの位置制御を高精度化する技術（例えば、特許文献５参照）が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３１７９８３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１１９４２号公報
【特許文献３】特許第４３７０５１０号公報
【特許文献４】特許第６０６６１１０号公報
【特許文献５】特許第６０９０３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、当該試料を質量分析等の分析にかける場合、定量的な分析を行うことが要求される。しかしながら、当該試料は極微量であるため、当該試料の体積を精度良く決定することは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、試料の体積を精度良く決定することが可能な試料採取装置及び試料採取方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様としての試料採取装置は、開口及び前記開口を通じて採取した試料を保持可能な中空部を区画する採取管と、前記採取管を、前記試料の採取が可能な採取位置に移動可能な搬送体と、前記搬送体で前記採取管を移動することによって、前記採取管に採取された前記試料のデジタル位相差画像を取得可能なデジタル位相差画像取得部と、前記デジタル位相差画像取得部が取得した前記デジタル位相差画像に基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する体積決定部と、を備える。
【０００７】
本発明の一実施形態としての試料採取装置は、前記採取管の前記開口の画像を取得可能な開口画像取得部を備え、前記体積決定部は、前記開口画像取得部が取得した前記開口の画像と、前記デジタル位相差画像取得部が取得した前記デジタル位相差画像とに基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する。
【０００８】
本発明の一実施形態としての試料採取装置において、前記開口画像取得部は、前記試料を観察するための光学系及び撮像装置によって構成されている。
【０００９】
本発明の一実施形態としての試料採取装置において、前記採取管は、特定の細胞又は特定の細胞内物質を前記試料として選択的に採取可能なナノスプレーチップである。
【００１０】
本発明の第２の態様としての試料採取方法は、開口及び前記開口に連なる中空部を区画する採取管を搬送体で採取位置に移動させて、前記開口を通じて試料を前記中空部に採取する採取ステップと、前記搬送体で前記採取管を移動することによって、前記採取管に採取された前記試料のデジタル位相差画像を取得するデジタル位相差画像取得ステップと、取得した前記デジタル位相差画像に基づいて、前記採取管に採取された前記試料の体積を決定する体積決定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、試料の体積を精度良く決定することが可能な試料採取装置及び試料採取方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態としての試料採取装置の構成を示す図である。
【図２】ナノスプレーチップの先端部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】図１に示す試料採取装置のデジタル位相差画像取得部を用いてデジタル位相差画像を取得する様子を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態としての試料採取方法を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す試料採取装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図１に示す試料採取装置の開口画像取得部により取得される開口画像の一例を示す図である。
【図７】図１に示す試料採取装置のデジタル位相差画像取得部により取得されるデジタル位相差画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図において共通の要素には、同一の符号を付している。
【００１４】
［試料採取装置］
図１は、本発明の一実施形態としての試料採取装置１の構成を示す図である。図１に示すように、試料採取装置１は、採取管としてのナノスプレーチップ１０及び搬送体２０を含む吸引動作部３００と、第１光学系部４０と、開口画像取得部７０を含む第２光学系部２００と、体積決定部４７０を含む情報処理装置４００と、を備える。
【００１５】
第２光学系部２００は、複数のウェルが形成された細胞培養容器としてのマイクロプレート１１０を載置するＸＹステージ２０１と、対物レンズ２１１を含んだ顕微鏡２１０と、明視野照明源２１３と、ダイクロイックミラー２２０と、変倍レンズ２２１と、明視野観察用カメラ２２２と、共焦点スキャナ部２３０と、を備えている。
【００１６】
ＸＹステージ２０１は、Ｘ軸及びＹ軸に沿って移動可能である。ここで、Ｘ軸及びＹ軸は、水平面内で互いに直交する。すなわち、ＸＹステージ２０１は、水平面に沿って移動可能である。ＸＹステージ２０１に載置される細胞培養容器は、マイクロプレート１１０に限られず、細胞培養ディッシュ、カバーガラスチャンバ、又はシャーレ等であってもよい。
【００１７】
本実施形態では、第２光学系部２００が、共焦点２色の蛍光観察と明視野観察とが可能な構成であるとして説明する。なお、第２光学系部２００は、このような構成には限定されず、例えば、明視野観察が可能であればよい。
【００１８】
共焦点スキャナ部２３０は、ダイクロイックミラー２３１と、ピンホールアレイディスク（ニポウディスク）２３２と、マイクロレンズアレイディスク２３３と、リレーレンズ２３４と、ダイクロイックミラー２３５と、第１バンドパスフィルタ２３６ａと、第１レンズ２３７ａと、蛍光観察用第１カメラ２３８ａと、第２バンドパスフィルタ２３６ｂと、第２レンズ２３７ｂと、蛍光観察用第２カメラ２３８ｂと、励起用光源部２３９と、を備えている。
【００１９】
明視野観察では、明視野照明源２１３は、明視野信号光をマイクロプレート１１０に向けて照射する。照射された明視野信号光は、顕微鏡２１０を通ってダイクロイックミラー２２０によって反射され、変倍レンズ２２１によって明視野観察用カメラ２２２で結像する。なお、明視野照明源２１３は、上下方向に連通する孔部２１４を区画し、例えば、円環体（ドーナツ状）である。明視野照明源２１３は、円環体には限定されず、上面視で中央部分が空間となっていればよい。
【００２０】
蛍光観察では、特定の波長を持つ励起光束を励起用光源部２３９からマイクロプレート１１０に向けて出射する。その後、励起光束により励起された試料から、励起光束よりも長い波長の蛍光信号が発せられ、当該蛍光信号はピンホールアレイディスク２３２を通過して、共焦点画像となる。その後、当該蛍光信号は、ダイクロイックミラー２３１によって反射され、リレーレンズ２３４を介して、蛍光観察用第１カメラ２３８ａおよび蛍光観察用第２カメラ２３８ｂで結像する。
【００２１】
ダイクロイックミラー２３５は、蛍光信号を分光する特性を有し、複数波長の励起光源を同時に用いることに対応するために用いられる。また、第１バンドパスフィルタ２３６ａ及び第２バンドパスフィルタ２３６ｂは、画像のＳ／Ｎ比向上のため、及び、蛍光信号の必要な波長帯域のみを通すために設置されている。試料が発する蛍光波長は様々であるため、第１バンドパスフィルタ２３６ａ及び第２バンドパスフィルタ２３６ｂそれぞれは、例えば、複数のバンドパスフィルタを含み、フィルタホイール等を用いて必要な波長に対応したバンドパスフィルタを切り替え可能に構成することが望ましい。
【００２２】
本実施形態において、顕微鏡２１０、明視野照明源２１３、ダイクロイックミラー２２０、変倍レンズ２２１、及び、明視野観察用カメラ２２２は、開口画像取得部７０を構成する。開口画像取得部７０は、後述するナノスプレーチップ１０の先端部１１（図２等参照）に区画された開口１２（図２等参照）の画像（以下、「開口画像」とも称する。）を取得可能である。開口画像取得部７０は、上述の通り、試料を観察するための光学系としての明視野照明源２１３、ダイクロイックミラー２２０、及び変倍レンズ２２１と、撮像装置としての明視野観察用カメラ２２２と、によって構成されている。開口画像取得部７０は、ナノスプレーチップ１０の軸方向から撮像することができる。
【００２３】
吸引動作部３００は、ＸＹＺステージ３１０と、搬送体２０と、チップラック３４１と、検体ラック３４２と、を備える。チップラック３４１には、特定の細胞又は特定の細胞内物質を試料として選択的に採取するためのナノスプレーチップ１０が１つ以上配置されている。検体ラック３４２には、試料として採取された特定の細胞又は特定の細胞内物質を保持したナノスプレーチップ１０が格納される。
【００２４】
ナノスプレーチップ１０は、採取した試料をそのままナノスプレー化して質量分析装置の試料導入口に導入可能であり、搬送体２０に着脱可能に装着される。図１に示すように、ナノスプレーチップ１０は、先端部１１を有する。図２は、ナノスプレーチップ１０の先端部１１を拡大して示す縦断面図である。図２に示すように、ナノスプレーチップ１０の先端部１１は、開口１２及び中空部１３を区画し、円筒状をなしている。ナノスプレーチップ１０の先端部１１は、開口１２を通じて試料を採取し、当該試料を中空部１３に保持することができる。図示は省略するが、ナノスプレーチップ１０は、後工程で用いる質量分析器の導入口に試料をナノスプレーするための電極を、その外表面又は内表面等に有する。ここで、当該電極は、例えば、金属の蒸着等によって形成される。ただし、当該電極は、後述するデジタル位相差画像取得部３０（図３参照）によるデジタル位相差画像の撮像を妨げない位置に配置されている。
【００２５】
図１に示す搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０を、試料の採取が可能な採取位置に移動可能である。詳細には、搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０を着脱可能に支持することができ、また、ＸＹＺステージ３１０により、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸それぞれに沿う方向に移動可能である。ここで、上述の通り、Ｘ軸及びＹ軸は、水平面内で互いに直交する。また、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸それぞれと直交する、鉛直方向に沿う軸である。すなわち、搬送体２０は、ＸＹＺステージ３１０により、空間内を移動することができる。搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０の位置を、高精度に制御することができる。
【００２６】
搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０に試料としての特定の細胞又は特定の細胞内物質を選択的に採取させる際には、チップラック３４１の直上に移動し、チップラック３４１から任意のナノスプレーチップ１０を選択して装着する。その後、搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０をマイクロプレート１１０の直上に移動させ、所定の採取位置で、ナノスプレーチップ１０に吸引力を付与してウェルから試料を採取させる。採取位置は、例えば、顕微鏡２１０の光軸上とすることができる。このとき、ＸＹステージ２０１は、採取対象の試料が採取位置に位置するように、マイクロプレート１１０を移動させる。これにより、ナノスプレーチップ１０と採取対象の試料とが上下方向に重なることになる。なお、採取位置を、明視野照明源２１３の孔部２１４に対応する位置とすることで、試料の採取時に、ナノスプレーチップ１０及び搬送体２０が明視野照明源２１３と干渉することを防ぐことができる。
【００２７】
搬送体２０は、ナノスプレーチップ１０に試料を採取した後、ナノスプレーチップ１０を検体ラック３４２の直上に移動し、ナノスプレーチップ１０をリリースすることで、ナノスプレーチップ１０を検体ラック３４２に格納することができる。
【００２８】
情報処理装置４００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置を用いて構成することができ、画像取得部４１０と、画像処理部４２０と、表示部４３０と、操作受付部４４０と、動作制御部４５０と、記憶部４６０と、体積決定部４７０と、を備える。
【００２９】
画像取得部４１０は、撮像装置５０、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂから画像を取得する。画像取得部４１０は、撮像装置５０、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂそれぞれを制御して、画像を取得するタイミングを制御可能であってもよい。
【００３０】
画像処理部４２０は、プロセッサ等を含んで構成され、画像取得部４１０が取得した画像に対して、画像処理や種々の解析を行なう。具体的には、画像処理部４２０は、撮像装置５０から取得した複数の画像に基づいて、デジタル位相差画像を生成する。また、画像処理部４２０は、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂから取得した画像に対しては、テンプレートマッチング等により、細胞・細胞器官の認識を行ない、識別されたそれぞれの細胞について、大きさ・輝度・タンパク量・イオン量等の特徴量を算出する。また、画像処理部４２０は、算出された特徴量を用いて細胞に関する情報のリスト化、グラフ化等の処理を行なう。
【００３１】
表示部４３０は、任意の表示デバイスを含んで構成され、画像取得部４１０が取得した画像や、画像処理部４２０の画像処理や解析結果の表示処理を行なう。操作受付部４４０は、キーボードやマウス等の任意の入力デバイスを含んで構成され、オペレータからの各種操作を受け付ける。
【００３２】
動作制御部４５０は、プロセッサ等を含んで構成され、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、マイクロプレート１１０を移動させることができる。また、動作制御部４５０は、ＸＹＺステージ３１０の動作を制御して、搬送体２０を移動させることができる。また、動作制御部４５０は、搬送体２０の動作を制御して、ナノスプレーチップ１０の装着及び脱離を切り替えることができ、装着されたナノスプレーチップ１０に吸引力を付与させて試料を採取させることができる。
【００３３】
記憶部４６０は、画像取得部４１０が取得した画像や画像処理部４２０の解析結果等を記憶する。また、記憶部４６０は、情報処理装置４００の各部が各種の処理を実行するためのプログラム及びデータを予め記憶する。
【００３４】
体積決定部４７０は、プロセッサ等を含んで構成され、後述するデジタル位相差画像取得部３０（図３参照）が取得したデジタル位相差画像に基づいて、ナノスプレーチップ１０の先端部１１に採取された試料の体積を決定する。
【００３５】
図１及び後述する図３に示すように、第１光学系部４０は、撮像装置５０と、光学系６０と、を備える。撮像装置５０は、試料が採取されたナノスプレーチップ１０の先端部１１の画像を撮像するためのカメラを含む。光学系６０は、光源６１と、対物レンズ６２と、結像レンズ６３と、を備え、光源６１と対物レンズ６２との間の光軸６４上に配置されたナノスプレーチップ１０の先端部１１の像を、対物レンズ６２及び結像レンズ６３によって構成される顕微鏡で拡大して、撮像装置５０に結像させるための光学系である。光源６１は、出射した明視野照明を、対物レンズ６２及び結像レンズ６３を通じて撮像装置５０に照射する。対物レンズ６２及び結像レンズ６３によって構成される顕微鏡の倍率は、２０倍〜４０倍であることが好ましい。
【００３６】
図３は、試料採取装置１のデジタル位相差画像取得部３０を用いてデジタル位相差画像を取得する様子を示す図である。図３に示すように、デジタル位相差画像取得部３０は、第１光学系部４０と、情報処理装置４００の画像取得部４１０と、情報処理装置４００の画像処理部４２０と、から構成される。デジタル位相差画像取得部３０は、試料を採取した後であって、検体ラック３４２に格納される前のナノスプレーチップ１０を、搬送体２０で移動することによって、ナノスプレーチップ１０に採取された試料のデジタル位相差画像を取得することができる。図３に示すように、デジタル位相差画像は、ナノスプレーチップ１０の径方向から撮像される。デジタル位相差画像は、通常の画像よりもコントラストを上げた画像であり、これにより試料とナノスプレーチップ１０との境界がより強調される。デジタル位相差画像取得部３０がデジタル位相差画像を取得する手法の詳細については、後述する。
【００３７】
［試料採取方法］
次に、本発明の一実施形態としての試料採取方法について説明する。図４は、本発明の一実施形態としての試料採取方法を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施形態の試料採取方法は、採取ステップＳ１と、デジタル位相差画像取得ステップＳ２と、体積決定ステップＳ３と、を含む。
【００３８】
本実施形態の試料採取方法の一例として、試料採取装置１を用いる例を説明する。しかしながら、本実施形態の試料採取方法は、試料採取装置１以外の装置を用いて実施してもよい。図５は、試料採取装置１の動作を説明するフローチャートである。図５に示すように、試料採取装置１は、まず、採取管としてのナノスプレーチップ１０を、搬送体２０で採取位置に移動させる（ステップＳ１０１）。詳細には、操作受付部４４０で受け付けた操作等に基づいて、動作制御部４５０がＸＹＺステージ３１０を動作制御することで、搬送体２０がチップラック３４１内から１つのナノスプレーチップ１０を選択して装着し、マイクロプレート１１０の試料を採取可能な採取位置にナノスプレーチップ１０を移動させる。このとき、ＸＹステージ２０１は、採取対象の試料が採取位置に位置するように、マイクロプレート１１０を移動させる。
【００３９】
次に、試料採取装置１は、操作受付部４４０で受け付けた操作等に基づいて、動作制御部４５０による動作制御により、採取管としてのナノスプレーチップ１０の開口１２を通じて、採取位置の試料を中空部１３に採取する（ステップＳ１０２）。上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０２は、本実施形態の試料採取方法の採取ステップＳ１（図４参照）を構成する。
【００４０】
次に、試料採取装置１は、操作受付部４４０で受け付けた操作等に基づいて、開口画像取得部７０を用いてナノスプレーチップ１０の開口１２の開口画像を取得する（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１０２の処理とステップＳ１０３の処理とは、順番が逆でもよいし、同時でもよい。試料採取装置１は、取得した開口画像を、表示部４３０を用いて表示処理してもよい。
【００４１】
図６は、試料採取装置１の開口画像取得部７０により取得される開口画像の一例を示す図である。図６に示すように、開口画像から、ナノスプレーチップ１０の開口１２の、ナノスプレーチップ１０の軸方向と垂直な横断面積を決定することができる。
【００４２】
次に、試料採取装置１は、ナノスプレーチップ１０に採取された試料（以下、「採取試料」とも称する。）がデジタル位相差画像取得部３０に含まれる光学系６０の光軸６４上に位置するように、ナノスプレーチップ１０を搬送体２０で移動させる（ステップＳ１０４）。詳細には、操作受付部４４０で受け付けた操作等に基づいて、動作制御部４５０がＸＹＺステージ３１０を動作制御することで、採取試料が光学系６０の光軸６４上に位置するように、搬送体２０がナノスプレーチップ１０を移動させる。
【００４３】
試料採取装置１は、採取試料が光軸６４上に移動した後、撮像装置５０を用いて、画像取得部４１０により試料の画像を取得する（ステップＳ１０５）。
【００４４】
続いて、試料採取装置１は、採取試料が光軸６４に沿って所定距離移動するように、ナノスプレーチップ１０を搬送体２０で移動させる（ステップＳ１０６）。詳細には、操作受付部４４０で受け付けた操作等に基づいて、動作制御部４５０がＸＹＺステージ３１０を動作制御することで、採取試料が光学系６０の光軸６４に沿って所定距離移動するように、搬送体２０がナノスプレーチップ１０を移動させる。
【００４５】
試料採取装置１は、採取試料が光軸６４に沿って移動した後、撮像装置５０を用いて、画像取得部４１０により試料の画像を取得する（ステップＳ１０７）。試料採取装置１は、撮像装置５０による試料の画像の取得が終了していないと判定すると（ステップＳ１０８のＮｏ）、ステップＳ１０６の処理に戻る。一方、試料採取装置１は、撮像装置５０による試料の画像の取得が終了したと判定すると（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、ステップＳ１０９の処理に進む。上述のステップＳ１０４〜Ｓ１０８は、本実施形態の試料採取方法のデジタル位相差画像取得ステップＳ２（図４参照）を構成する。
【００４６】
ステップＳ１０９の処理において、試料採取装置１は、ステップＳ１０５〜Ｓ１０８の処理で取得された複数の試料の画像と、ステップＳ１０６の処理で移動した所定距離の情報と、に基づいて、デジタル位相差画像取得部３０としての画像処理部４２０を用いてデジタル位相差画像を生成する（ステップＳ１０９）。デジタル位相差画像は、例えば、Mustafa Mir et al., “Quantitative Phase Imaging”,Progress in Optics, Vol. 57, p.133-217で紹介される方法を用いて生成することができる。試料採取装置１は、生成したデジタル位相差画像を、表示部４３０を用いて表示処理してもよい。
【００４７】
図７は、試料採取装置１のデジタル位相差画像取得部３０により取得されるデジタル位相差画像の一例を示す図である。図７に示すように、コントラストの高いデジタル位相差画像では、ナノスプレーチップ１０の先端部１１において、採取試料Ｓの境界が強調されるので、通常の画像に比べて、ナノスプレーチップ１０の長手方向に沿う採取試料Ｓの全長Ｌをより正確に決定することができる。
【００４８】
その後、試料採取装置１は、体積決定部４７０を用いて、ステップＳ１０９の処理で生成したデジタル位相差画像と、ステップＳ１０３の処理で取得した開口画像と、に基づいて、採取試料の体積を決定する（ステップＳ１１０）。具体的には、デジタル位相差画像から決定する採取試料Ｓの全長Ｌ（図７参照）の情報と、開口画像から決定するナノスプレーチップ１０の開口１２の横断面積の情報と、に基づいて、採取試料の体積を決定する。例えば、横断面積が７ｐｍ２であり、採取試料Ｓの全長Ｌが３０μｍであった場合、横断面積が先端部１１の軸方向に一定であると仮定して計算すると、採取試料の体積は約２１２ｆＬとして決定される。試料採取装置１は、決定した採取試料の体積の値を、表示部４３０を用いて表示処理してもよい。上述のステップＳ１１０は、本実施形態の試料採取方法の体積決定ステップＳ３（図４参照）を構成する。
【００４９】
上記のように、本実施形態の試料採取装置１は、高精度な位置制御が可能な搬送体２０の動きを活用してデジタル位相差画像を取得し、当該デジタル位相差画像に基づいて、採取試料の体積を決定することができる。そのため、極微量の試料の体積を簡単な構成で高精度に測定することができる。したがって、例えば質量分析を行う場合に、採取試料の同定のみならずその定量も実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態の試料採取装置１は、開口画像取得部７０が取得した採取管としてのナノスプレーチップ１０の開口１２の画像と、デジタル位相差画像取得部３０が取得したデジタル位相差画像と、に基づいて、採取試料の体積を決定することができる。そのため、実測値に基づいて採取試料の体積を決定することができるため、精度良く採取試料の体積を決定することができる。
【００５１】
ところで、試料採取装置１は、実測データとしての開口１２の画像を用いなくてもよい。詳細には、図７に示すように、試料採取装置１は、デジタル位相差画像から、採取試料Ｓの全長Ｌと、採取試料Ｓの幅（先端部１１の内径φ）と、を決定し、これらに基づいて採取試料Ｓの体積を決定してもよい。また、試料採取装置１は、デジタル位相差画像から、ナノスプレーチップ１０の軸方向に沿う採取試料Ｓの縦断面積を決定し、当該縦断面積に基づいて採取試料Ｓの体積を決定してもよい。更に、試料採取装置１は、デジタル位相差画像からの採取試料Ｓの全長Ｌ（図７参照）と、開口画像からの開口１２の内径φ（図６参照）と、に基づいて採取試料Ｓの体積を決定してもよい。
【００５２】
或いは、試料採取装置１は、上述のように実測値を用いる場合よりは精度が落ちるが、記憶部４６０にナノスプレーチップ１０の中空部１３の幅（内径φ）又は横断面積の設計値を予め記憶し、デジタル位相差画像から決定した採取試料の全長Ｌ（図７参照）と、記憶された内径φ又は横断面積の設計値を用いて体積を決定してもよい。
【００５３】
本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【００５４】
例えば、ナノスプレーチップ１０の先端部１１は、円筒状には限定されない。また、上記実施形態では、採取管は、ナノスプレーチップ１０として構成されている。しかし、採取管はナノスプレーチップ１０でなくてもよい。また、上記実施形態では、採取管は、特定の細胞又は特定の細胞内物質を選択的に採取可能に構成されている。しかし、採取管はこのような構成に限定されない。
【００５５】
上記実施形態では、採取管に、特定の細胞又は特定の細胞内物質を選択的に採取しているが、細胞及び細胞内物質以外の物質を試料として採取してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、試料採取装置及び試料採取方法に関する。
【符号の説明】
【００５７】
１：試料採取装置
１０：ナノスプレーチップ
１１：先端部
１２：開口
１３：中空部
２０：搬送体
３０：デジタル位相差画像取得部
４０：第１光学系部
５０：撮像装置
６０：光学系
６１：光源
６２：対物レンズ
６３：結像レンズ
６４：光軸
７０：開口画像取得部
１１０：マイクロプレート
２００：第２光学系部
２０１：ＸＹステージ
２１０：顕微鏡
２１１：対物レンズ
２１３：明視野照明源
２１４：孔部
２２０：ダイクロイックミラー
２２１：変倍レンズ
２２２：明視野観察用カメラ
２３０：共焦点スキャナ部
２３１：ダイクロイックミラー
２３２：ピンホールアレイディスク
２３３：マイクロレンズアレイディスク
２３４：リレーレンズ
２３５：ダイクロイックミラー
２３６ａ：第１バンドパスフィルタ
２３６ｂ：第２バンドパスフィルタ
２３７ａ：第１レンズ
２３７ｂ：第２レンズ
２３８ａ：蛍光観察用第１カメラ
２３８ｂ：蛍光観察用第２カメラ
２３９：励起用光源部
３００：吸引動作部
３１０：ＸＹＺステージ
３４１：チップラック
３４２：検体ラック
４００：情報処理装置
４１０：画像取得部
４２０：画像処理部
４３０：表示部
４４０：操作受付部
４５０：動作制御部
４６０：記憶部
４７０：体積決定部
φ：ナノスプレーチップの開口（先端部）の内径
Ｌ：採取試料の全長
Ｓ：採取試料
【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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