(57)【要約】【課題】所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる吐出装置および吐出方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る吐出装置は、複数の細胞２０を含有する溶液を保持し、当該溶液の液滴２１を吐出する吐出手段３と、溶液に含まれる細胞の含有量を計測する計測手段４と、計測された細胞の含有量に基づいて、吐出手段３から吐出された液滴２１の進行方向を異ならせる偏向手段５と、進行方向が異なる液滴２１の少なくとも一部を回収する回収手段６と、を有する。【選択図】図１
2008000693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出対象物を含有する溶液を保持し、当該溶液の液滴を吐出する吐出手段と、
前記溶液に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測する計測手段と、
計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記吐出手段から吐出された前記液滴の進行方向を異ならせる偏向手段と、
進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を回収する回収手段と、
を有する吐出装置。
【請求項２】
前記吐出手段に保持される前記溶液を帯電させる帯電手段をさらに有し、
前記偏向手段は、帯電した前記溶液の一部である前記液滴を偏向させる電界を生じさせる、
請求項１記載の吐出装置。
【請求項３】
前記計測手段は、前記溶液の静電容量を計測して、前記吐出対象物の含有量を計測する、
請求項１記載の吐出装置。
【請求項４】
前記吐出手段は、前記液滴として吐出される前記溶液の部分を収容する待機部を有し、
前記計測手段は、前記待機部を挟んで対向する１対の電極板を有する、
請求項３記載の吐出装置。
【請求項５】
前記液滴は被吐出対象体に吐出され、当該被吐出対象体に付着した前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を光学的に計測するモニタ手段をさらに有する、
請求項１記載の吐出装置。
【請求項６】
複数の吐出対象物を含有する溶液を保持し、当該溶液の液滴を吐出する吐出手段と、
吐出された前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測する計測手段と、
計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせる偏向手段と、
進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を回収する回収手段と、
を有する吐出装置。
【請求項７】
前記吐出手段に保持されている前記溶液を帯電させる帯電手段をさらに有し、
前記偏向手段は、帯電した前記溶液の一部である前記液滴を偏向させる電界を生じさせる、
請求項６記載の吐出装置。
【請求項８】
前記吐出手段と前記偏光手段との間に、前記吐出手段により吐出された液滴を帯電させる帯電手段をさらに有し、
前記偏向手段は、帯電した前記液滴を偏向させる電界を生じさせる、
請求項６記載の吐出装置。
【請求項９】
前記計測手段は、前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を光学的に計測する、
請求項６記載の吐出装置。
【請求項１０】
被吐出対象体に対して吐出対象物を含む溶液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記溶液に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測するステップと、
前記被吐出対象体へ向けて前記溶液の液滴を吐出するステップと、
計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせるステップと、
進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を、前記被吐出対象体へ到達する前に回収するステップと、
を有する吐出方法。
【請求項１１】
被吐出対象体に対して吐出対象物を含む溶液の液滴を吐出する吐出方法であって、
前記被吐出対象体へ向けて前記溶液の液滴を吐出するステップと、
前記液滴に含まれる吐出対象物の含有量を計測するステップと、
計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせるステップと、
進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を、前記吐出対象体へ到達する前に回収する回収ステップと、
を有する吐出方法。
【請求項１２】
前記液滴は、前記吐出対象物として細胞を含む、
請求項１０、１１のいずれかに記載の吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出装置および吐出方法に関し、特に、細胞等の吐出対象物を被吐出対象体に配置する吐出装置および吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、皮膚や角膜等の組織を細胞培養により増殖し、患者に移植する再生医療が広く行われるようになっている。しかしながら、現在の再生医療は、酸素や栄養を補給しやすい層状で、単一種類の細胞からなる単純な組織に限られている。
【０００３】
臓器、例えば肝臓は、肝細胞や血管内皮細胞等、多種の細胞からなり厚みもある。このような臓器を作るためには、任意の空間に細胞を配置することが必要となる。細胞を所望の位置に配置する手段として、例えば、細胞を含む溶液の液滴を任意の位置に吐出するインクジェット技術が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４０６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、溶液中に均一に細胞を分散させることは困難である。このため、液滴に含まれる細胞数を制御することができず、適切に細胞を配置することが困難であった。例えば、液滴に細胞が含まれていない場合、その部分の組織は欠損するという不利益がある。液滴に細胞が過剰に含まれている場合、酸素や栄養が欠乏し、細胞の定着率が低下するという不利益がある。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる吐出装置および吐出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明の吐出装置は、複数の吐出対象物を含有する溶液を保持し、当該溶液の液滴を吐出する吐出手段と、前記溶液に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測する計測手段と、計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記吐出手段から吐出された前記液滴の進行方向を異ならせる偏向手段と、進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を回収する回収手段と、を有する。
【０００７】
上記の本発明では、計測手段により、溶液に含まれる吐出対象物の含有量が計測される。吐出手段のノズルから溶液の液滴が吐出されると、計測された吐出対象物の含有量に基づいて、偏向手段により液滴の進行方向が変えられる。進行方向が異なる液滴の少なくとも一部が回収手段により回収される。
上記の本発明により、含有量に応じて液滴を打ち分けることができることから、吐出対象物の含有量が適正でない液滴については回収することができる。この結果、所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる。また、本発明では、吐出前に吐出対象物の含有量を計測することにより、計測から偏向制御までの時間が確保されることから、液滴の進行方向を確実に制御することができる。
【０００８】
前記吐出手段に保持される前記溶液を帯電させる帯電手段をさらに有し、前記偏向手段は、帯電した前記溶液の一部である前記液滴を偏向させる電界を生じさせる。液滴の帯電量および電界の強度を制御することにより、液滴の偏向量を制御することができる。
【０００９】
前記計測手段は、前記計測手段は、前記溶液の静電容量を計測して、前記吐出対象物の含有量を計測する。これにより、静電容量を測定するのみで、簡易に測定対象物の含有量を計測することができる。
【００１０】
前記吐出手段は、前記液滴として吐出される前記溶液の部分を収容する待機部を有し、
前記計測手段は、前記待機部を挟んで対向する１対の電極板を有する。これにより、吐出後の液滴に相当する部分の溶液の静電容量を正確に計測することができる。
【００１１】
前記液滴は被吐出対象体に吐出され、当該被吐出対象体に付着した前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を光学的に計測するモニタ手段をさらに有する。未だ液滴となる前の溶液の一部の被吐出対象物の含有量を計測しているため、計測値と、実際の液滴に含まれる被吐出対象物の含有量がずれる可能性がある。このため、モニタ手段により、吐出対象物の含有量を確認することは有効である。例えば、被吐出対象体に計測された含有量の被吐出対象物が付着していない場合には、再度同じ位置に吐出動作を行えばよい。
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明の吐出装置は、複数の吐出対象物を含有する溶液を保持し、当該溶液の液滴を吐出する吐出手段と、吐出された前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測する計測手段と、計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせる偏向手段と、進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を回収する回収手段とを有する。
【００１３】
上記の本発明では、吐出手段により溶液の液滴が吐出されると、計測手段により液滴に含まれる吐出対象物の含有量が計測される。そして、計測された含有量に基づいて、偏向手段により液滴の進行方向が変えられる。進行方向が異なる液滴の少なくとも一部が回収手段により回収される。
上記の本発明により、含有量に応じて液滴を打ち分けることができることから、吐出対象物の含有量が適正でない液滴については回収することができる。この結果、所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる。本発明では、吐出後の液滴に含まれる吐出対象物の含有量を直接計測するため、計測値と、被吐出対象体に配置後の吐出対象物の含有量とのずれもない。
【００１４】
前記吐出手段に保持されている前記溶液を帯電させる帯電手段をさらに有し、前記偏向手段は、帯電した前記溶液の一部である前記液滴を偏向させる電界を生じさせる。液滴の帯電量および電界の強度を制御することにより、液滴の偏向量を制御することができる。
【００１５】
前記吐出手段と前記偏光手段との間に、前記吐出手段により吐出された液滴を帯電させる帯電手段をさらに有し、前記偏向手段は、帯電した前記液滴を偏向させる電界を生じさせる。液滴の帯電量および電界の強度を制御することにより、液滴の偏向量を制御することができる。
【００１６】
前記計測手段は、前記液滴に含まれる前記吐出対象物の含有量を光学的に計測する。これにより、吐出対象物の含有量を計測することができる。溶液中の吐出対象物を光学的に検出し難い場合には、吐出対象物を染色させればよい。
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明は、被吐出対象体に対して吐出対象物を含む溶液の液滴を吐出する吐出方法であって、前記溶液に含まれる前記吐出対象物の含有量を計測するステップと、前記被吐出対象体へ向けて前記溶液の液滴を吐出するステップと、計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせるステップと、進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を、前記被吐出対象体へ到達する前に回収するステップと、を有する。
【００１８】
上記の本発明では、溶液に含まれる吐出対象物の含有量が計測される。溶液の液滴が吐出されると、計測された吐出対象物の含有量に基づいて、液滴の進行方向が変えられる。進行方向が異なる液滴の少なくとも一部が、被吐出対象体へ到達する前に回収される。
上記の本発明により、含有量に応じて液滴を打ち分けることができることから、吐出対象物の含有量が適正でない液滴については回収することができる。この結果、所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる。また、本発明では、吐出前に吐出対象物の含有量を計測することにより、計測から偏向制御までの時間が確保されることから、液滴の進行方向を確実に制御することができる。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明は、被吐出対象体に対して吐出対象物を含む溶液の液滴を吐出する吐出方法であって、前記被吐出対象体へ向けて前記溶液の液滴を吐出するステップと、前記液滴に含まれる吐出対象物の含有量を計測するステップと、計測された前記吐出対象物の含有量に基づいて、前記液滴の進行方向を異ならせるステップと、進行方向が異なる前記液滴の少なくとも一部を、前記吐出対象体へ到達する前に回収する回収ステップと、を有する。
【００２０】
上記の本発明では、溶液の液滴が吐出されると、液滴に含まれる吐出対象物の含有量が計測される。そして、計測された含有量に基づいて、液滴の進行方向が変えられる。進行方向が異なる液滴の少なくとも一部が回収手段により回収される。
上記の本発明により、含有量に応じて液滴を打ち分けることができることから、吐出対象物の含有量が適正でない液滴については回収することができる。この結果、所望の位置に吐出対象物を適切に配置することができる。本発明では、吐出後の液滴に含まれる吐出対象物の含有量を直接計測するため、計測値と、被吐出対象体に配置後の吐出対象物の含有量とのずれもない。
【００２１】
前記液滴は、前記吐出対象物として細胞を含む。本発明の吐出装置は、溶液内に均一に分散させることが難しい細胞を用いた場合に、特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態では、吐出対象物として細胞を用い、当該細胞をガラス基板等の被吐出対象体に配置する例について説明する。なお、吐出対象物としては、細胞以外にも、細菌、ウイルス、生体組織などの他、金属微粒子等の無機物質を用いることができる。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る吐出装置１の構成を示す図である。
図１に示す吐出装置１は、細胞を含む培養液を収容するタンク２と、培養液の液滴２１を吐出する吐出手段３と、液滴を偏向させる偏向手段５と、不要な液滴を回収する回収手段６と、装置全体を制御する制御手段７とを有する。液滴２１は、被吐出対象体８に向けて吐出される。
【００２４】
タンク２は、細胞を含む培養液（溶液）を収容する。タンク２には、培養液中に細胞を均一に分散させるための攪拌手段を設けても良い。タンク２には、帯電手段９が設けられている。帯電手段９は、タンク２内部に設けられた、例えば正あるいは負に帯電した帯電電極板を有する。帯電手段９の帯電電極板には外部の直流電圧を印加可能となっており、帯電電極板の電位を任意に設定可能となっている。帯電手段９により、タンク２内に収容された培養液は電荷を帯びることとなる。
【００２５】
吐出手段３は、いわゆる液滴吐出ヘッドである。吐出手段３は、タンク２から供給される細胞２０を含む培養液が充填されたキャビティ（収容部）３１と、細胞を含む培養液を液滴として吐出するノズル３３と、キャビティ３１とノズル３３とを繋ぐ待機部３２とを有する。
【００２６】
キャビティ３１は、タンク２に連結しており、タンク２から供給される細胞２０を含む培養液を保持する。キャビティ３１の側面には、圧電素子３０が設けられている。圧電素子３０は、強誘電体セラミックス等の圧電体膜を薄膜電極で狭持した構造を有している。制御手段７から圧電素子３０の薄膜電極間に駆動電圧が印加されることにより、圧電素子３０が変形し、キャビティ３１の側面が振動板として機能する。キャビティ３１の内部が変形することにより、ノズル３３から細胞２０を含む液滴２１が吐出される。
【００２７】
待機部３２には、１回に吐出される液滴量以上の体積を有している。待機部３２の側壁には、待機部３２内の培養液の静電容量を計測する一対の検出電極４が設けられている。培養液の静電容量に応じて一対の検出電極４間の電圧が変化し、この電圧が制御手段７により検出されることにより、待機部３２内の１滴分に対応した溶液の静電容量が検出される。本発明の計測手段は、検出電極４および制御手段７に相当する。
【００２８】
図２は、液滴に含まれる細胞数と静電容量との関係を示す図である。
図２に示すように、細胞数（吐出対象物の含有量）が増えるにしたがって静電容量が増加することがわかる。従って、静電容量を測定することにより、液滴中に含まれる細胞数が測定できる。なお、図２に示す細胞数と静電容量との関係を予め測定しておき、このデータを制御手段７に記憶させておけばよい。これにより、制御手段７では、測定された静電容量に応じて細胞数を特定することができる。
【００２９】
ノズル３３からは、圧電素子３０に駆動電圧が印加されると、待機部３２内の培養液が液滴として吐出される。ノズル３３から吐出された液滴２１は、偏向手段５を通って、回収手段６あるいは被吐出対象体８に到達する。
【００３０】
偏向手段５は、一対の偏向電極５ａ,５ｂを有する。制御手段７により偏向電極５ａ,５ｂ間に偏向電圧が印加されると、偏向電極５ａ,５ｂ間に電界が生じ、帯電した液滴２１の進行方向が調整される。例えば、細胞２０の数が適切な液滴２１aに対しては、偏向電圧を印加させずに、液滴２１ａを被吐出対象体８へ向けて直進させる。また、細胞２０の数が適切でない液滴２１ｂに対しては、液滴２１を偏向して、回収手段６へ回収させる。なお、適切でない液滴２１ｂのみを偏向させても、適切な液滴２１ａのみを偏向させても、双方（２１ａ，２１ｂ）とも偏向させてもよい。
【００３１】
回収手段６は、図示しない回収用ポンプを備えており、回収した液滴２１を再びタンク２へ戻す。被吐出対象体８は、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、合成樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン）等が挙げられる。
【００３２】
制御手段７は、装置全体の動作を制御する。例えば、制御手段７は、帯電手段９に帯電電圧を印加し、圧電素子３０に駆動電圧を印加し、偏向手段５に偏向電圧を印加する。また、制御手段７は、検出電極４の電圧に基づいて待機部３２における静電容量を測定し、測定された静電容量に基づいて細胞数を算出する。
【００３３】
制御手段７は、所定の基準数と比較して、待機部３２内の細胞数が基準数内にあるか否かを判別する。例えば、基準数を１とした場合には、１つの細胞を含む場合のみを適切と判別し、０あるいは２以上の細胞を含む場合を不良と判別する。なお、基準数は、例えば１以上３以内といったように幅をもっていてもよい。ただし、以降の例では基準数を１とした場合について説明する。
【００３４】
図示はしないが、被吐出対象体８はステージ上に搭載されている。ステージはＸＹ方向に移動可能に構成される。あるいは、吐出手段３をＸあるいはＹ方向に移動可能とし、ステージをＹあるいはＸ方向に移動可能に構成してもよい。これにより、被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置をＸＹ方向に調整することができ、被吐出対象体８の所望の位置に細胞２０を配置することが可能となる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る吐出装置を用いた吐出方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
待機部３２内の培養液の静電容量を測定することにより、待機部３２内に含まれる細胞数を測定する（ステップＳＴ１)。待機部３２内の培養液は、次回にノズル３３より吐出される１回分の液滴と同等、あるいはこれより少し量が多い。
【００３７】
制御手段７は、測定された細胞数が基準数内にあるか否かを判定する。基準数を１とした場合には、細胞数が１であるか否かを判定する。細胞数が１の場合には、適切であると判別される。細胞数が０あるいは２以上の場合には、不良であると判定される（ステップＳＴ２）。
【００３８】
細胞数が不良であると判定された場合には、偏向手段５に偏向電圧が印加され（ステップＳＴ３）、圧電素子３０に駆動電圧が印加される（ステップＳＴ４）。これにより、待機部３２内の培養液は、ノズル３３から液滴として吐出され、吐出した液滴は偏向手段５により偏向されて、回収手段６に回収される。回収用ポンプが作動することにより（ステップＳＴ５）、回収された液滴は再びタンク２へ戻される。
【００３９】
細胞数が適切であると判定された場合には、圧電素子に駆動電圧が印加される（ステップＳＴ６）。これにより、待機部３２内の培養液は、ノズル３３から液滴として吐出され、吐出した液滴２１は被吐出対象体８に到達する。
【００４０】
被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置を変えた後、上記のステップＳＴ１〜ステップＳＴ６を繰り返し行うことにより、被吐出対象体８に対して所望の細胞のパターンを形成することができる。
【００４１】
第１実施形態に係る吐出装置および吐出方法によれば、静電容量を測定することにより、１回分の液滴に含まれる細胞数を測定し、細胞数が不適切な液滴を回収手段６へ向けて偏向させることにより、細胞数が適切な液滴のみを被吐出対象体８へ到達させることができる。この結果、被吐出対象体に吐出対象物としての細胞を適切に配置することができる。さらに、第１実施形態では、吐出前に細胞数を計測することができることから、計測から偏向制御までの時間を確保することができ、液滴の進行方向を確実に制御することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る吐出装置１の概略構成図である。第１実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付しており、その説明は省略する。
【００４３】
第２実施形態では、被吐出対象体８への吐出位置に付着した液滴２１を光学的に計測するモニタ手段１０が設けられている。モニタ手段１０は、例えばＣＣＤカメラである。モニタ手段１０により得られた液滴２１および細胞２０の光学像に基づいて、制御手段７が液滴２１および細胞２０の有無を判別する。なお、細胞２０の光学像を得にくい場合には、細胞２０を染色させておくことが好ましい。
【００４４】
次に、本実施形態に係る吐出装置を用いた吐出方法について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
ステップＳＴ１〜ＳＴ６については、第１実施形態と同様である。細胞数が適切であると判定された場合には（ステップＳＴ２）、圧電素子に駆動電圧が印加される（ステップＳＴ６）。これにより、待機部３２内の培養液は、ノズル３３から液滴として吐出され、吐出した液滴２１は被吐出対象体８に到達する。
【００４６】
液滴２１の吐出後、モニタ手段１０により液滴２１および液滴２１中の細胞２０の有無が観察される（ステップＳＴ７）。細胞２０が確認されない場合には（ステップＳＴ８）、被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置を変えずに、再びステップＳＴ１〜ＳＴ８までの処理が行われる。
【００４７】
細胞２０が確認された場合には、被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置を変えた後、上記のステップＳＴ１〜ステップＳＴ８を繰り返し行うことにより、被吐出対象体８に対して所望の細胞のパターンを形成することができる。
【００４８】
待機室３２に含まれる細胞数を測定した場合には、計測値と、実際の液滴に含まれる細胞数がずれる可能性がある。このため、モニタ手段１０により被吐出対象体８に付着した液滴２１に含まれる細胞数を確認し、細胞数が適切でない場合には同じ位置に吐出動作を再び行うことにより、このずれによる誤差をなくすことができる。
【００４９】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。本実施形態では、液滴２１中の細胞数を計測する計測手段として、検出電極４の代わりに、光源１１および受光手段１２が設けられている。光源１１および受光手段１２は、吐出手段３のノズル３３と、偏向手段５との間に設けられており、液滴２１中の細胞数を計測する。本実施形態において、吐出手段３には待機部３２を設けなくても良い。
【００５０】
光源１１として、例えばレーザを用いる。受光手段１２は、ＣＣＤカメラあるいはフォトダイオードからなる。ＣＣＤカメラの場合には、液滴２１中の細胞２０の光学像に基づいて、制御手段７が細胞２０の数を計測する。フォトダイオードの場合には、フォトダイオードにより計測された光量に基づいて、制御手段７が細胞２０の数を計測する。細胞２０の光学像を得にくい場合には、細胞２０を染色させておくことが好ましい。
【００５１】
次に、本実施形態に係る吐出装置を用いた吐出方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
まず、圧電素子に駆動電圧が印加される（ステップＳＴ２１）。これにより、ノズル３３から液滴が吐出される。
【００５３】
吐出手段３から吐出された液滴２１の光学像が受光手段１２により取得されて、制御手段７により液滴２１中の細胞数が計測される（ステップＳＴ２２）。
【００５４】
制御手段７は、測定された細胞数が基準数内にあるか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。基準数を１とした場合には、細胞数が１であるか否かを判定する。細胞数が１の場合には、適切であると判別される。細胞数が０あるいは２以上の場合には、不良であると判定される。
【００５５】
細胞数が不良であると判定された場合には、偏向手段５に偏向電圧が印加される（ステップＳＴ２４）。これにより、液滴２１は偏向手段５により偏向されて、回収手段６に回収される。回収用ポンプが作動することにより（ステップＳＴ２５）、回収された液滴は再びタンク２へ戻される。被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置を変えずに、再び上記のステップＳＴ２１〜２３の処理が行われる。
【００５６】
細胞数が適切であると判定された場合には、液滴２１は偏向手段５により偏向されることなく直下して、被吐出対象体８に到達する。被吐出対象体８に対する吐出手段３の位置を変えた後、上記のステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２５を繰り返し行うことにより、被吐出対象体８に対して所望の細胞のパターンを形成することができる。
【００５７】
本実施形態に係る吐出装置および吐出方法によれば、液滴２１中の細胞数を光学的に計測することにより、１回分の液滴に含まれる細胞数を測定し、細胞数が不適切な液滴を回収手段６へ向けて偏向させることにより、細胞数が適切な液滴のみを被吐出対象体８へ到達させることができる。この結果、被吐出対象体に吐出対象物としての細胞を適切に配置することができる。本実施形態では、吐出後の液滴２１に含まれる細胞数を直接計測するため、計測値と、被吐出対象体８に配置後の細胞数とのずれもない。
【００５８】
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。本実施形態は、第３実施形態における帯電手段の態様を変更したものである。
【００５９】
本実施形態では、ノズル３３と偏向手段５との間に、帯電手段１３が設けられている。
帯電手段１３は、液滴２１の進路を挟むように設けられた、例えば正あるいは負に帯電した帯電電極板を含む。落下中の液滴２１は、帯電手段１３を通過することにより、電荷を帯びる。
【００６０】
上記の本実施形態に係る吐出装置を用いた吐出方法については、第３実施形態と同様である。以上説明したように、吐出前の培養液を帯電させずに、吐出手段３から吐出後の液滴２１を帯電させてもよい。本実施形態によっても、第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
（第５実施形態）
第１〜第４実施形態では、液滴２１中に適切な数、例えば１つの細胞２０が含まれているかを測定し、０あるいは２以上の細胞２０が含まれている場合には、回収手段６により回収する例について説明した。しかしながら、本実施形態に係る吐出装置の使用方法は、これに限定されるものではない。例えば、１〜３を適切な細胞数として、細胞数の数に応じて偏向量を変えても良い。図９は、この場合の吐出方法のフローチャートを示したものである。
【００６２】
待機部３２内の培養液の静電容量を測定する（ステップＳＴ３１）。制御手段７は、静電容量値に基づいて、待機部３２内に含まれる細胞の数を測定する（ステップＳＴ３２)。
【００６３】
本実施形態では、細胞の数に応じた偏向電圧を印加する（ステップＳＴ３３）。この状態で圧電素子３０に駆動電圧が印加されると（ステップＳＴ３４）、ノズル３３から吐出した液滴は、偏向手段５により偏向量が制御される。本実施形態では、液滴は、細胞２０の数に応じて被吐出対象体８上の異なる位置に配置される。なお、細胞が存在しない、あるいは細胞数が所定値よりも多い場合については、回収手段６に回収させればよい。
【００６４】
本実施形態に係る吐出装置および吐出方法によれば、吐出対象物である細胞数に応じて、細胞を含む液滴の滴下位置を制御することができる。
【００６５】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、吐出対象物として細胞を例に説明したが、細胞以外の生体物質、あるいは生体物質以外の無機物質を吐出してもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。
【図２】液滴に含まれる細胞数と静電容量との関係を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る吐出方法のフローチャートを示す図である。
【図４】第２実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る吐出方法のフローチャートを示す図である。
【図６】第３実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。
【図７】第３実施形態に係る吐出方法のフローチャートを示す図である。
【図８】第４実施形態に係る吐出装置の構成を示す図である。
【図９】第５実施形態に係る吐出方法のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…吐出装置、２…タンク、３…吐出手段、４…検出電極、５…偏向手段、５ａ，５ｂ…偏向電極、６…回収手段、７…制御手段、８…被吐出対象体、９…帯電手段、１０…モニタ手段、１１…光源、１２…受光手段、１３…帯電手段、２０…細胞、２１，２１ａ，２１ｂ…液滴、３０…圧電素子、３１…キャビティ（収容部）、３２…待機部、３３…ノズル
【図１】
2008000693.tif 000003
【図２】
2008000693.tif 000004
【図３】
2008000693.tif 000005
【図４】
2008000693.tif 000006
【図５】
2008000693.tif 000007
【図６】
2008000693.tif 000008
【図７】
2008000693.tif 000009
【図８】
2008000693.tif 000010
【図９】
2008000693.tif 000011