(57)【要約】  細胞移動装置（Ｓ）は、チップ（１０）が下端に装着されたヘッド（６１）と、ヘッド（６１）の動作を制御することで、チップ（１０）に細胞（Ｃ）を吸引させる吸引動作を実行させる制御部（７）と、制御部（７）に情報を入力可能な入力部（７５）とを備える。入力部（７５）は、容器（２、３）の態様に関する第１情報、培地に関する第２情報及び細胞に関する第３情報のうちの少なくとも一つの情報を、吸引制御情報（Ｄ１）として受け付ける。制御部（７）は、前記吸引動作を実行させる際、吸引制御情報（Ｄ１）に基づいて、チップ（１０）の上下方向の移動量、及び／又は、吸引孔（ｔ）からチップ（１０）内へ細胞（Ｃ）及び培地（Ｌ）を吸引させる吸引量を制御する。
2019163270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体対象物及び培地を収容する上面開口の容器が載置される基台と、
前記基台の上方に配置され、前記生体対象物を前記容器から吸引する吸引孔を有するチップが下端に装着され、前記吸引孔に吸引力を発生させる吸引機構を有し、水平方向及び上下方向に移動可能なヘッドと、
前記ヘッドの動作を制御することで、前記チップに前記生体対象物を吸引させる吸引動作を実行させる制御部と、
前記制御部に情報を入力可能な入力部と、を備え、
前記入力部は、前記容器の態様に関する第１情報、前記培地に関する第２情報及び前記生体対象物に関する第３情報のうちの少なくとも一つの情報を、吸引制御情報として受け付け、
前記制御部は、前記吸引動作を実行させる際、前記吸引制御情報に基づいて、前記ヘッドに装着された前記チップの上下方向の移動量、及び／又は、前記吸引孔から前記チップ内へ前記生体対象物及び培地を吸引させる吸引量を制御する、
生体対象物のピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体対象物のピックアップ装置において、
前記第１情報が、前記容器の内部に生体対象物を収容する複数のウェルが存在する容器の態様であることを示す情報であり、
前記第２情報が、前記培地の上面が前記ウェルの上端開口縁よりも高い位置となる量の培地が、前記容器内に保持されることを示す情報である場合において、
前記制御部は、前記ウェルに収容された生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔の位置が、前記ウェルに収容された前記生体対象物よりも上方であって、前記ウェルの上端開口縁よりも下方の位置となるように前記チップの移動量を制御する、生体対象物のピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体対象物のピックアップ装置において、
前記第１情報が、前記容器の底面に複数の生体対象物が着床可能な平面部を備える容器の態様であることを示す情報である場合において、
前記制御部は、
前記底面に着床した一の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、
前記吸引孔と前記一の生体対象物との間の距離をＡ、前記一の生体対象物と当該一の生体対象物に最も近い他の生体対象物との間の距離をＢとするとき、
０＜距離Ａ＜０．５×距離Ｂ
の関係を満たす位置に前記吸引孔が位置するように前記チップの移動量を制御する、生体対象物のピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の生体対象物のピックアップ装置において、
前記第２情報が、前記培地の粘度に関する情報であって、前記容器への収容対象となる培地が、所定の第１粘度を有する第１培地と、前記第１粘度よりも高粘度である第２粘度を有する第２培地とが存在する場合において、
前記制御部は、前記第２培地中の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔の位置が、前記第１培地中の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より生体対象物に近い位置となるように前記チップの移動量を制御する、生体対象物のピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の生体対象物のピックアップ装置において、
前記第３情報が、生体対象物の前記容器の底面に対する接着力に関する情報であって、前記容器への収容対象となる生体対象物が、前記底面に対して第１接着力で着床する第１生体対象物と、前記第１接着力よりも強い第２接着力で着床する第２生体対象物とが存在する場合において、
前記制御部は、
前記第２生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、
前記吸引孔の位置が、前記第１生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より生体対象物に近い位置となるように前記チップの移動量を制御する、及び／又は、
前記チップによる前記吸引量が、前記第１生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より多くなるように制御する、生体対象物のピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に収容された、例えば細胞又は細胞塊のような生体対象物を、吸引用チップを用いて前記容器からピックアップするピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば医療や生物学的な研究の用途では、細胞又は細胞塊等の生体対象物を移動元容器において選別し、選別された生体対象物を移動先容器へ移動する作業が行われることがある。前記移動元容器としては、例えば生体対象物を個別に収容することが企図された多数のウェルを有するプレートや、多数個の生体対象物が着床する平坦な底面を有するシャーレなどが例示される。【０００３】
前記移動の作業においては、前記移動先容器に収容された生体対象物を撮像装置で撮像し、得られた画像に基づき所望の生体対象物胞を選別し、選別された生体対象物をチップで吸引（ピックアップ）して移動先容器に移載する、という作業が行われる（例えば特許文献１）。前記チップは、生体対象物の吸引孔を下端に備え、水平方向及び上下方向に移動可能なヘッドに取り付けられる。前記ヘッドには、前記吸引孔に吸引力を発生させる吸引機構が備えられている。【０００４】
生体対象物をチップで吸引させるに際しては、前記ヘッドを下降させて前記チップの吸引孔をターゲットの生体対象物に接近させ、前記吸引機構で前記吸引孔に吸引力を発生させるという吸引シーケンスが実行される。この吸引シーケンスにより、培地と共に生体対象物が前記チップ内へ吸引される。従来、吸引シーケンスは、容器や培地の種別、生体対象物の性質等に拘わらず、一定の条件で実行されている。すなわち、どの様な条件下にあっても、前記チップの吸引孔を生体対象物に対して一定の距離だけ接近させ、一定の吸引量で吸引させている。このような一定の吸引シーケンスでは、生体対象物の吸引に失敗したり、複数の生体対象物を同時に吸引したりする吸引ミスが発生することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０８７３７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、容器に収容された生体対象物をチップで吸引させるに際し、吸引ミスを抑止できる生体対象物のピックアップ装置を提供することにある。【０００７】
本発明の一局面に係る生体対象物のピックアップ装置は、生体対象物及び培地を収容する上面開口の容器が載置される基台と、前記基台の上方に配置され、前記生体対象物を前記容器から吸引する吸引孔を有するチップが下端に装着され、前記吸引孔に吸引力を発生させる吸引機構を有し、水平方向及び上下方向に移動可能なヘッドと、前記ヘッドの動作を制御することで、前記チップに前記生体対象物を吸引させる吸引動作を実行させる制御部と、前記制御部に情報を入力可能な入力部と、を備え、前記入力部は、前記容器の態様に関する第１情報、前記培地に関する第２情報及び前記生体対象物に関する第３情報のうちの少なくとも一つの情報を、吸引制御情報として受け付け、前記制御部は、前記吸引動作を実行させる際、前記吸引制御情報に基づいて、前記ヘッドに装着された前記チップの上下方向の移動量、及び／又は、前記吸引孔から前記チップ内へ前記生体対象物及び培地を吸引させる吸引量を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に係る生体対象物のピックアップ装置が適用される細胞移動装置の構成例を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、ヘッドに装着されるチップの断面図と、該チップの移動機構及び吸引機構とを示す図、図２（Ｂ）は、吸引動作時のチップの断面図、図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のｑ部の拡大図である。
【図３】図３（Ａ）は、チップの吸引範囲の説明図、図３（Ｂ）は、チップによる生体対象物の吸引成功率と高さ及び距離との関係を示すマップである。
【図４】図４は、本実施形態に係る吸引シーケンスの第１例を模式的に示す図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、前記第１例の動作を示す図である。
【図６】図６は、吸引シーケンスの第２例を模式的に示す図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、前記第２例の動作を示す図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、吸引シーケンスの第３例を模式的に示す図である。
【図９】図９は、吸引シーケンスの第４例を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、上記細胞移動装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、表示部における表示例を示す図である。
【図１２】図１２は、前記細胞移動装置を用いた細胞ピックアップ動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。本発明に係る生体対象物のピックアップ装置では、多岐に亘る生体対象物をピックアップ（吸引）対象とすることができる。本発明が適用可能な生体対象物としては、代表的には生体由来の細胞を例示することができる。ここでの生体由来の細胞は、例えば血球系細胞やシングル化細胞などのシングルセル（細胞）、ＨｉｓｔｏｃｕｌｔｕｒｅやＣＴＯＳなどの組織小片、スフェロイドやオルガノイドなどの細胞凝集塊、ゼブラフィッシュ、線虫、受精卵などの個体、２Ｄ又は３Ｄのコロニー等である。この他、生体対象物として、組織、微生物、小サイズの種等を例示することができる。以下に説明する実施形態では、生体対象物が細胞又は細胞が数個〜数十万個凝集してなる細胞凝集塊（以下、これらを総称して単に「細胞Ｃ」という）である例を示す。
【００１０】
［細胞移動装置の全体構成］
図１は、本発明に係る生体対象物のピックアップ装置が適用される細胞移動装置Ｓの全体構成を概略的に示す図である。ここでは、細胞Ｃを２つの容器間、具体的には第１容器２又は第２容器３とマイクロプレート４との間で移動させる細胞移動装置Ｓを例示している。
【００１１】
細胞移動装置Ｓは、水平な載置面である上面を有する透光性の基台１と、基台１の下方側に配置されたカメラユニット５と、基台１の上方側に配置されたヘッドユニット６とを含む。基台１の第１載置位置Ｐ１には、格子状のウェルを備える第１容器２又はシャーレ型の第２容器３のいずれかが載置され、第２載置位置Ｐ２にはマイクロプレート４が載置されている。第１容器２及び第２容器３は、本発明の「容器」の一例である。なお、図１では２つの容器２、３だけを示しているが、本実施形態では、さらに他の形式の容器も適用可能である。つまり、３個以上の容器群から選ばれるいずれか一つ又は複数の容器を、基台１の第１載置位置Ｐ１に載置することが可能である。
【００１２】
ヘッドユニット６は、細胞Ｃの吸引及び吐出を行うチップ１０が装着され、Ｚ方向（上下方向）に沿って移動可能なヘッド６１を複数備える。カメラユニット５及びヘッドユニット６は、Ｘ方向（水平方向）と、図１の紙面に垂直な方向（Ｙ方向）とに移動可能である。第１容器２又は第２容器３とマイクロプレート４とは、ヘッドユニット６の移動可能範囲内において、基台１の上面に載置されている。
【００１３】
大略的に細胞移動装置Ｓは、細胞Ｃを多数保持している第１容器２又は第２容器３から複数のチップ１０の各々で細胞Ｃを個別にピックアップし、ピックアップされた細胞をマイクロプレート４まで移動すると共に、当該マイクロプレート４のウェル４１に複数のチップ１０から細胞Ｃを個別又は同時に吐出する装置である。細胞Ｃの吸引の前に、カメラユニット５により第１容器２又は第２容器３に保持されている細胞Ｃが撮像され、マイクロプレート４への移動対象とされる良質な細胞Ｃを選別する選別作業が行われる。
【００１４】
以下、細胞移動装置Ｓの各部を説明する。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第１、第２容器２、３及びマイクロプレート４を、当該基台１を通して撮像させることが可能となる。
【００１５】
第１容器２及び第２容器３は、細胞Ｃの移動元となる容器である。第１容器２、第２容器３は、細胞Ｃ及びその培地Ｌを収容する、上面開口２Ｈ、３Ｈを有する容器である。これら上面開口２Ｈ、３Ｈを通して、培地３及び細胞Ｃが第１容器２、第２容器３内に投入され、また、吸引チップ１０により細胞Ｃが吸引される。第１容器２、第２容器３としては、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、カメラユニット５により、第１容器２及び第２容器３に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
【００１６】
第１容器２は、当該容器の内部に、細胞Ｃを収容する格子状区画からなる複数のウェル２２を備えている。これらウェル２２を区画する格子壁２３は、第１容器２の底面２１上に配置されている。ウェル２２は、培地Ｌに多数の細胞Ｃが分散された細胞懸濁液が上面開口２Ｈから第１容器２に投入されたような場合に、細胞Ｃを個別に保持することが企図された区画である。細胞Ｃは、各ウェル２２内において、底面２１に着床する。
【００１７】
一方、第２容器３は、格子状の区画等を具備しないシャーレ型の容器である。第２容器３の底面３１の全体が、平坦な平面部からなる。なお、底面３１に、各々に複数の細胞Ｃを収容することを企図した、大略的な区画、例えば２分割又は４分割程度の区画に区分する壁部が具備されていても良い。前記細胞懸濁液が上面開口３Ｈから第２容器３に投入されると、複数の細胞Ｃが底面３１（平面部）に着床する。
【００１８】
マイクロプレート４は、細胞Ｃが吐出される複数のウェル４１を有する。ウェル４１は、マイクロプレート４の上面に開口した有底の孔である。１つのウェル４１には、液体の培地３と共に必要個数の細胞Ｃが収容される。通常、必要個数は１個である。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、ウェル４１に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
【００１９】
カメラユニット５は、第１、第２容器２、３又はマイクロプレート４に保持されている細胞Ｃの画像を、これらの下面側から撮像するもので、レンズ部５１及びカメラ本体５２を備える。レンズ部５１は、光学顕微鏡に用いられている対物レンズであり、所定倍率の光像を結像させるレンズ群と、このレンズ群を収容するレンズ鏡筒とを含む。カメラ本体５２は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子を備える。レンズ部５１は、前記撮像素子の受光面に撮像対象物の光像を結像させる。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５Ｇに沿って、基台１の下方においてＸ方向及びＹ方向に移動可能である。また、レンズ部５１は、合焦動作のためにＺ方向に移動可能である。
【００２０】
ヘッドユニット６は、細胞Ｃを第１、第２容器２、３からピックアップしてマイクロプレート４へ移動させるために設けられ、複数本のヘッド６１と、これらヘッド６１が組み付けられるヘッド本体６２とを含む。各ヘッド６１の先端には、１又は複数個の細胞Ｃの吸引（ピックアップ）及び吐出を行う吸引チップ１０が装着されている。ヘッド本体６２は、ヘッド６１を＋Ｚ及び−Ｚ方向（上下方向）に昇降可能に保持し、ガイドレール６Ｇに沿って＋Ｘ及び−Ｘ方向（水平方向）に移動可能である。なお、ヘッド本体６２は、Ｙ方向にも移動可能である。つまりヘッド６１は、ＸＹＺ方向に移動可能である。
【００２１】
［チップ及びヘッドの詳細］
図２（Ａ）は、ヘッド６１に装着されるチップ１０の断面図と、該チップ１０の移動機構及び吸引機構とを示す図である。チップ１０は、シリンジ１１とプランジャ１２との組立体からなる。シリンジ１１は、細胞Ｃの吸引経路となる管状通路１１Ｐを内部に備えている。プランジャ１２は、管状通路１１Ｐを画定するシリンジ１１の内周壁と摺接しつつ管状通路１１Ｐ内を進退移動する。
【００２２】
シリンジ１１は、大径の円筒体からなるシリンジ基端部１１１と、細径で長尺の円筒体からなるシリンジ本体部１１２とを含む。管状通路１１Ｐは、シリンジ本体部１１２に形成されている。シリンジ本体部１１２の下端であるシリンジ先端部１１３には、容器２、３に収容された細胞Ｃの吸引又は吐出が行われる開口となる吸引孔ｔが設けられている。この吸引孔ｔに、管状通路１１Ｐの一端が連なっている。シリンジ基端部１１１は、シリンジ本体部１１２の他端側に、テーパ状の部分を介して連設されている。シリンジ基端部１１１の上端部分は、ヘッド６１の下端に嵌め込み装着されている。
【００２３】
プランジャ１２は、円筒体からなるプランジャ基端部１２１と、このプランジャ基端部１２１の下方に連なる針状のプランジャ本体部１２２と、プランジャ本体部１２２の下端であるプランジャ先端部１２３とを含む。プランジャ基端部１２１の外径は、シリンジ基端部１１１の内径よりも所定長だけ小さく設定されている。プランジャ本体部１２２の外径は、管状通路１１Ｐの内径よりも僅かに小さく設定されている。
【００２４】
プランジャ基端部１２１がシリンジ基端部１１１内に収容され、プランジャ本体部１２２がシリンジ本体部１１２の管状通路１１Ｐに挿通される態様で、シリンジ１１に対してプランジャ１２が組み付けられている。プランジャ本体部１２２がシリンジ本体部１１２に最も深く挿通された図２（Ａ）の状態では、プランジャ先端部１２３は吸引孔ｔから突出する。プランジャ基端部１２１の上端には、ヘッド６１の内部空間内において上下方向に移動可能なロッド６１Ｒが取り付けられている。
【００２５】
ヘッド６１に対して、チップ１０の上下方向への移動機構、及びチップ１０の吸引孔ｔに吸引力を発生させる吸引機構として機能するヘッドモータ６３が付設されている。ヘッドモータ６３は、ヘッド本体６２内に組み込まれる複数のモータであって、ヘッド昇降モータ６３１とプランジャ昇降モータ６３２とを含む。プランジャ昇降モータ６３２は、吸引機構の一例である。
【００２６】
ヘッド昇降モータ６３１は、ヘッド６１をヘッド本体６２に対して昇降させる駆動源となるモータである。ヘッド昇降モータ６３１の駆動によってヘッド６１が昇降されると、このヘッド６１の下端に装着されているチップ１０も昇降する。つまり、チップ１０の吸引孔ｔの高さ位置は、ヘッド昇降モータ６３１の動作制御によって所望の位置に設定することができる。
【００２７】
プランジャ昇降モータ６３２は、ロッド６１Ｒを、ヘッド６１の内部空間内において昇降させる駆動源となるモータである。プランジャ昇降モータ６３２の駆動によってロッド６１Ｒが昇降されると、このロッド６１Ｒに取り付けられたプランジャ１２も昇降する。プランジャ１２がシリンジ１１に対して上昇することで、吸引孔ｔには吸引力が発生し、プランジャ１２が下降することで、吸引孔ｔには吐出力が発生する。つまり、プランジャ昇降モータ６３２の動作制御によって、チップ１０による細胞Ｃの吸引動作及びその吐出動作を制御することができる。
【００２８】
図２（Ａ）は、プランジャ１２が最も下降された状態を示している。この状態は、細胞Ｃの吸引を行う前の状態、乃至は、チップ１０に吸引した細胞Ｃを吐出した状態である。プランジャ先端部１２３は、シリンジ先端部１１３よりも僅かに下方へ突出している。図２（Ｂ）は、プランジャ１２が所定高さだけ上昇された状態を示している。この状態は、細胞Ｃの吸引を行う吸引動作時のチップ１０の状態である。図２（Ｃ）には、図２（Ｂ）のｑ部（吸引孔ｔの周辺部）の拡大図が示されている。
【００２９】
吸引動作時には、プランジャ先端部１２３は管状通路１１Ｐの内部に没する。この際、吸引孔ｔに吸引力が発生し、該吸引孔ｔの周囲の流体、本実施形態では細胞Ｃを含む培地Ｌは、プランジャ先端部１２３の内没により管状通路１１Ｐ内に形成された吸引空間Ｈへ吸引される。つまり、細胞Ｃを含む培地Ｌが、吸引空間Ｈにおいて保持される。この吸引動作の後、プランジャ１２を下方向へ移動させると、吸引空間Ｈ内に保持された前記流体は、吸引孔ｔから吐出される。前記流体の吸引量は、プランジャ１２の上昇高さにより、また前記流体の吸引速度は、プランジャ１２の上昇速度によって調整することができる。すなわち、前記吸引量及び前記吸引速度は、プランジャ昇降モータ６３２の動作制御によって所望の値に設定することができる。
【００３０】
［チップの吸引特性］
図３（Ａ）は、チップ１０の吸引範囲の説明図、図３（Ｂ）は、チップ１０による細胞Ｃの吸引成功率と高さ及び距離との関係を示すマップである。図３（Ａ）は、プランジャ１２がシリンジ１１に対して相対的に上昇し、プランジャ先端部１２３が管状通路１１Ｐ内に没入した状態、つまり吸引動作が実行されている状態を示している。吸引孔ｔは、着床面１３に着床した細胞Ｃと正対している。
【００３１】
シリンジ１１内への液体の吸引量、ここでは細胞Ｃを含む培地の吸引量は、管状通路１１Ｐの内径ａ１とプランジャ先端部１２３の没入長ａ２とで決まる。また、シリンジ先端部１１３の周辺の前記液体において、吸引孔ｔへの吸引力の発生によって当該吸引孔ｔへ取り込まれる方向に向かう液体流動が生じる範囲である吸引範囲Ｅは、シリンジ先端部１１３の着床面１３に対する高さａ３と、前記吸引量とにより定まる。１回の吸引動作により、概ね吸引範囲Ｅ内の体積分の液体、若しくはそれよりも多い目の体積分の液体がシリンジ１１内へ吸引される。従って、この吸引範囲Ｅ内に、１又は複数個の吸引対象の細胞Ｃが収まる状態で吸引動作を行えば、当該細胞Ｃをシリンジ１１内へ吸引させる確率を高めることができる。つまり、吸引範囲Ｅが着床面１３と交差する距離ａ４（吸引範囲Ｅのスポット径）内に存在する細胞Ｃを、シリンジ１１内へ吸引させ得る。
【００３２】
図３（Ｂ）は、培地の粘度及び前記吸引量を一定とした場合における、細胞Ｃの吸引成功率を示している。使用したシリンジ１１の管状通路１１Ｐの内径ａ１は０．１８ｍｍである。横軸は、図３（Ａ）に示す距離ａ４に相当し、管状通路１１Ｐの軸心ｇからの距離（ｍｍ）を、縦軸は高さａ３に相当する高さ（ｍｍ）をそれぞれ示している。例えば、距離＝０のポイントにおける高さ０．１〜０．３の吸引成功率は、図３（Ａ）に示す軸心ｇ上における高さ方向の吸引成功率を示している。
【００３３】
図３（Ｂ）の領域（１）は、高さａ３が高く且つ細胞Ｃが軸心ｇから離間しており、最も細胞Ｃの吸引成功率が低い（６０％−７０％）領域である。領域（１）の内側の領域（２）では吸引成功率がやや上昇し（７０％−８０％）、高さ＝０．３ｍｍ以下、距離＝０．２ｍｍ以下の領域（３）では、吸引成功率は８０％−９０％に上昇する。さらに、高さ＝０．２ｍｍ以下、距離＝０．１ｍｍ以下の領域（４）では、吸引成功率は９０％−１００％に達する。各種のチップ１０について、このような吸引特性を実験的に求めておけば、吸引量と高さａ３とを設定することで、細胞Ｃを吸引可能な吸引範囲Ｅ（距離ａ４）を所望の範囲に設定することができる。
【００３４】
細胞Ｃをチップ１０で吸引させるに際しては、チップ１０の吸引孔ｔをターゲットの細胞Ｃに接近させ、吸引孔ｔに吸引力を発生させるという吸引シーケンスが実行される。この吸引シーケンスにより、培地と共に細胞Ｃがチップ１０内へ吸引される。この際、上記の吸引範囲Ｅを参照して、吸引孔ｔのターゲット細胞Ｃへの接近距離が設定される。従来、前記吸引シーケンスは、細胞Ｃを収容している容器や培地の種別、細胞Ｃの性質等に拘わらず、一定の条件で実行されている。すなわち、どの様な条件下にあっても、チップ１０の吸引孔ｔを細胞Ｃに対して一定の距離だけ接近させ、一定の吸引量で吸引させている。このような一定の吸引シーケンスでは、細胞Ｃの吸引に失敗したり、複数の細胞Ｃを同時に吸引したりする吸引ミスが発生することがある。本実施形態では、容器や培地の種別、細胞Ｃの性質等に応じて吸引シーケンスを適正に設定することで、前記吸引ミスを抑止する。以下、吸引シーケンスの具体例のいくつかを説明する。
【００３５】
［吸引シーケンスの第１例］
図４は、本実施形態に係る吸引シーケンスの第１例を模式的に示す図である。ここでは、細胞Ｃの移動元となる容器が、複数のウェル２２が存在する容器の態様の第１容器２である場合を例示している。第１容器２の内部には、複数のウェル２２を区画する格子壁２３が底面２１上に立設されている。第１容器２には、培地Ｌが注液されている。培地Ｌの注液量は、当該培地Ｌの上面が、ウェル２２の上端開口縁２３Ｔよりも高い位置となる量である。つまり、格子壁２３が培地Ｌ内に浸漬された状態である。
【００３６】
細胞Ｃが培地Ｌに分散された細胞懸濁液の状態で、細胞Ｃは第１容器２の上面開口２Ｈから投入される。ウェル２２は、各々１個の細胞Ｃを収容することを企図したものである。しかし、前記細胞懸濁液の投入という形態を取るので、実際には１つのウェル２２に１個または２個以上の細胞Ｃが入り込んだり、細胞Ｃが収容できていないウェル２２が生じたりする。とはいえ、いくつかのウェル２２には、１つの細胞Ｃだけが入り込んだ状態となる。単離された細胞Ｃは、カメラユニット５による撮像で良否が判定し易いので、これらの中で「良」と判定されたものがチップ１０での吸引（移動）対象とされる。図４では、吸引動作を実行する吸引ターゲットとなる１つの細胞Ｃ（ｔ）を収容している１つのウェル２２にＸＹ座標が位置合わせられたチップ１０が、当該ウェル２２の上方に配置されている状態を示している。
【００３７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、吸引シーケンスの第１例の動作を示す図である。培地Ｌ内に浸漬されたウェル２２に収容されたターゲット細胞Ｃ（ｔ）に対し、チップ１０により吸引動作を実行させるに際しては、吸引孔ｔがウェル２２内に入り込むようにチップ１０が下降される。詳しくは、図５（Ａ）に示すように、シリンジ先端部１１３と面一の吸引孔ｔの位置が、ウェル２２に収容されたターゲット細胞Ｃ（ｔ）よりも上方であって、ウェル２２の上端開口縁２３Ｔよりも下方の位置となるようにチップ１０の下降移動量が制御される。つまり、上端開口縁２３Ｔの底面２１からの高さをｂ１とすると、この高さｂ１よりも所定の進入長ｂ２だけ底面２１に近い位置まで、吸引孔ｔが下降される。
【００３８】
進入長ｂ２は、チップ１０の吸引範囲Ｅの下端が、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）が接面している底面２１に届く深さに選ばれる。また、好ましくは、吸引孔ｔがターゲット細胞Ｃ（ｔ）の真上に位置付けられる。なお、進入長ｂ２が深すぎると、チップ１０が装着されたヘッド６１の軸制御精度の誤差等により、シリンジ先端部１１３又はプランジャ先端部１２３がターゲット細胞Ｃ（ｔ）に接触してダメージを与え得る。従って、進入長ｂ２は、前記精度誤差を考慮してもチップ１０がターゲット細胞Ｃ（ｔ）に接触しない程度の深さに設定される。
【００３９】
図５（Ａ）は、チップ１０が吸引動作を開始する前の状態である。すなわち、プランジャ１２が最も下降し、プランジャ先端部１２３がシリンジ先端部１１３の吸引孔ｔから僅かに突出した状態である。一方、図５（Ｂ）は、チップ１０が吸引動作を完了した状態を示している。プランジャ先端部１２３が、所定の没入長だけ管状通路１１Ｐ内に没入している。この没入動作によって、吸引孔ｔに吸引力が発生すると共に、前記没入によって管状通路１１Ｐの下端付近に生じる吸引空間Ｈ内に、培地Ｌと共にターゲット細胞Ｃ（ｔ）が吸引される。
【００４０】
吸引シーケンスの第１例によれば、吸引孔ｔがターゲット細胞Ｃ（ｔ）を収容するウェル２２内に入り込んだ状態で、前記吸引動作が実行される。このため、当該ウェル２２に隣接する周辺のウェル２２内に、前記吸引動作に伴う培地Ｌの流動が生じ難くすることができる。従って、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）に対する吸引動作の実行の際に、周辺のウェル２２に収容されている細胞Ｃが付随的に吸引されてしまうことを防止できる。つまり、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）だけをチップ１０内に吸引させることができる。
【００４１】
なお、前記吸引動作により、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）が存在していたウェル２２内において吸引範囲Ｅに相当する分の培地Ｌがチップ１０内に取り入れられる。この取り入れ分を埋めるように、チップ１０と上端開口縁２３Ｔとの間の隙間から、培地Ｌが当該ウェル２２内に入り込む流動が発生する。この流動が大きいと、隣接するウェル２２に収容された細胞Ｃも同時にチップ１０が吸引しかねない。このため、プランジャ先端部１２３の没入長、つまり吸引孔ｔからの培地Ｌの吸引量は、１つのウェル２２の容積よりも少ない量とすることが望ましい。これにより、隣接するウェル２２から細胞Ｃを引き込むような流動の発生を抑制することができる。
【００４２】
［吸引シーケンスの第２例］
図６は、本実施形態に係る吸引シーケンスの第２例を模式的に示す図である。ここでは、細胞Ｃの移動元となる容器が、格子状の区画等を具備しないシャーレ型の態様の第２容器３である場合を例示している。既述通り、第２容器３は平坦な平面部からなる底面３１を有している。細胞Ｃが培地Ｌに分散された細胞懸濁液が上面開口３Ｈから投入されることで、複数の細胞Ｃが底面３１に着床している。細胞Ｃは、単離した状態、若しくは複数個が塊状となった状態で、底面３１に分散的に着床している。図６では、吸引動作を実行する吸引ターゲットとなる１つの細胞Ｃ（ｔ）にＸＹ座標が位置合わせられたチップ１０が、当該ターゲット細胞Ｃ（ｔ）の上方に配置されている状態を示している。なお、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）に最も近い位置に存在する他の細胞Ｃを、隣接細胞Ｃ（ｎ）と呼ぶ。
【００４３】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、吸引シーケンスの第２例の動作を示す図である。第１例の第１容器２の如き格子壁２３が存在しない第２容器３では、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）の吸引の際に発生する吸引流動により、隣接細胞Ｃ（ｎ）が同時に吸引され易くなる。このような同時吸引を防止できるように吸引範囲Ｅを規制するため、吸引孔ｔのターゲット細胞Ｃ（ｔ）に対する高さ位置が設定される。具体的には、吸引孔ｔとターゲット細胞Ｃ（ｔ）との間の距離をＡ、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）と隣接細胞Ｃ（ｎ）との距離をＢとするとき、
０＜距離Ａ＜０．５×距離Ｂ
の関係を満たす高さ位置に吸引孔ｔが位置するように、チップ１０の下降移動量が制御される。
【００４４】
図７（Ａ）は、上記の条件式を満たさない高さ位置（Ａ＞０．５×Ｂ）に吸引孔ｔが配置された状態で、吸引動作が実行される直前の状態を示している。この場合、チップ１０は、その高さ位置に応じた吸引範囲Ｅ１を具備する。一般に、距離Ａが距離Ｂの１／２以上となるような高さ位置では、その吸引範囲Ｅ１内に隣接細胞Ｃ（ｎ）が包含されてしまう確率が高くなる。このため、前記吸引動作を実行すると、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）だけでなく、隣接細胞Ｃ（ｎ）も同時に吸引してしまう確率が高くなり、望ましくない。
【００４５】
これに対し、図７（Ｂ）は、上記の条件式を満たさす高さ位置（０＜Ａ＜０．５×Ｂ）に吸引孔ｔが配置された状態で、吸引動作が実行される直前の状態を示している。つまり、距離Ａが距離Ｂの１／２以下となるように、吸引孔ｔをターゲット細胞Ｃ（ｔ）に接近させている。この場合、チップ１０は、図７（Ａ）の吸引範囲Ｅ１よりも範囲が狭い吸引範囲Ｅ２となる。このように規制された吸引範囲Ｅ２とすることにより、隣接細胞Ｃ（ｎ）を当該吸引範囲Ｅ２の範囲外とすることができ、隣接細胞Ｃ（ｎ）の同時吸引を抑止することができる。この第２例の通り、複数の細胞Ｃが平面状の底面３１に存在するような第２容器３に対して吸引動作を実行する場合には、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）の隣接細胞Ｃ（ｎ）に対する距離Ｂを考慮して吸引孔ｔの高さ位置を設定する吸引シーケンスを設定することで、ターゲット細胞Ｃ（ｔ）だけをチップ１０内に吸引させる確率を高めることができる。
【００４６】
［吸引シーケンスの第３例］
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、吸引シーケンスの第３例を模式的に示す図である。この第３例では、培地Ｌの粘度の相違によって吸引シーケンスを変更する例を示す。一般に、培地Ｌの粘度が高い程、チップ１０の吸引範囲Ｅ、つまり吸引孔ｔへ吸引力を発生することにより周辺の培地Ｌに吸引流動が発生する範囲は狭くなる。また、培地Ｌの粘度が高い程、チップ１０へ吸引させる培地Ｌの量を少なくしないと、一旦チップ１０内に吸引した細胞Ｃを吸引孔ｔから吐出し難くなる、という事情もある。これらに鑑み、第３例では、容器への収容対象となる培地として粘度の異なる複数の培地が存在する場合、粘度が高い培地であるほど、吸引孔ｔをより細胞Ｃに接近させるように吸引シーケンスを設定する例を示す。
【００４７】
図８（Ａ）に示す第２容器３には、所定の第１粘度を有する第１培地Ｌ１と細胞Ｃとが収容されているものとする。一方、図８（Ｂ）に示す第２容器３には、前記第１粘度よりも高粘度である第２粘度を有する第２培地Ｌ２と細胞Ｃとが収容されているものとする。例えば、第１培地Ｌ１は液体培地であり、第２培地Ｌ２はマトリゲル（コーニング社商品名）のような半固形培地である。図８（Ａ）に示すように、第１培地Ｌ１中の細胞Ｃを吸引する場合、吸引孔ｔの底面３１に対する高さは所定高さａ３１に設定される。この場合、高さａ３１と吸引量とに応じた吸引範囲Ｅ３が形成されることになる。
【００４８】
一方、図８（Ｂ）に示すように、第１培地Ｌ１よりも高粘度の第２培地Ｌ２内において吸引動作を行う場合、その吸引範囲Ｅ４は吸引範囲Ｅ３よりも狭くなる。このため、吸引孔ｔを第１培地Ｌ１の場合と同じ高さａ３１に設定して吸引動作を実行させたのでは、底面３１に着床した細胞Ｃをチップ１０内へ吸引させることができない。従って、第２培地Ｌ２中の細胞Ｃに対して前記吸引動作を実行させる際には、吸引孔ｔの高さ位置を、第１培地Ｌ１の場合の高さａ３１に比べて、Δａだけ低い高さａ３２に設定する。つまり、吸引孔ｔをΔａだけ細胞Ｃにより近い位置に設定して、吸引動作を実行させる。これにより、細胞Ｃは吸引範囲Ｅ４に包含されるようになり、細胞Ｃをチップ１０内へ吸引させることができる。以上の第３例によれば、粘度の異なる培地Ｌ１、Ｌ２の使用が想定されている場合でも、細胞Ｃの吸引ミスの発生を抑制することができる。
【００４９】
［吸引シーケンスの第４例］
図９は、吸引シーケンスの第４例を模式的に示す図である。この第４例では、細胞Ｃの第１容器２、第２容器３の底面２１、３１に対する接着力の相違によって吸引シーケンスを変更する例を示す。細胞Ｃの性質によっては、底面２１、３１に対する接着力が異なる場合がある。接着力の異なる細胞Ｃに対して、同一の吸引シーケンスを適用したのでは、細胞Ｃの吸引ミスが発生する確率が高くなる。この第４例では、より強い接着力の細胞Ｃに対して吸引動作を実行させる際には、吸引孔ｔをより細胞Ｃに接近させたり、より吸引量を多くしたりするように吸引シーケンスを設定する例を示す。
【００５０】
図９では、第１容器２の２つのウェル２２にそれぞれ、底面２１に対して第１接着力で着床する第１細胞Ｃ１（第１生体対象物）と、底面２１に対して前記第１接着力よりも強い第２接着力で着床する第２細胞Ｃ２（第２生体対象物）とが存在している例を示している。ここでは、吸引動作時における吸引孔ｔの高さ位置を、底面２１に対する細胞Ｃの接着力に応じて変更する例を示している。チップ１０に第１細胞Ｃ１を吸引させる場合、吸引孔ｔの底面２１に対する高さは所定高さｈ１に設定される。この場合、高さｈ１と吸引量とに応じた吸引範囲Ｅ５が形成されることになる。
【００５１】
一方、第１細胞Ｃ１よりも高い接着力を有する第２細胞Ｃ２に対してチップ１０に吸引動作を実行させる際に、吸引孔ｔの位置が、第１細胞Ｃ１に対して吸引動作を実行させる場合の高さｈ１に比べて、より第２細胞Ｃ２に近い高さｈ２の位置となるように設定する。これにより、吸引範囲Ｅ６は吸引範囲Ｅ５に比べて見かけ上は狭くなるが、チップ１０への吸引量が同じである場合、つまりプランジャ先端部１２３の没入量が同じである場合、第２細胞Ｃ２に作用する吸引力を、第１細胞Ｃ１よりも大きくすることができる。従って、第２細胞Ｃ２が第１細胞Ｃ１よりも強固に底面２１に着床している場合でも、第２細胞Ｃ２をチップ１０へ吸引させることができる。このように第４例によれば、底面２１に対する接着力が異なる細胞Ｃの吸引が想定されている場合でも、吸引ミスの発生を抑制することができる。
【００５２】
なお、上記第４例において、チップ１０による吸引動作の際に、より高い接着力を有する第２細胞Ｃ２に作用する吸引力が、第１細胞Ｃ１の場合に比べて大きくすることができる限りにおいて、種々の吸引シーケンスを採用することができる。例えば、チップ１０への培地Ｌの吸引量を、第２細胞Ｃ２の吸引時には、第１細胞Ｃ１よりも多くする態様を採用することができる。この場合、プランジャ先端部１２３の没入量を、第２細胞Ｃ２の吸引の際には第１細胞Ｃ１の場合に比べて大きくすることになる。
【００５３】
或いは、プランジャ１２の上昇速度を早くすることによって、吸引孔ｔからの培地Ｌの吸引速度を早くすることで、吸引力を大きくするようにしても良い。また、チップ１０による吸引動作を複数回に分けて実行させるような場合には、吸引回数を増加させることで、トータルとしての吸引力を大きくするようにしても良い。さらに、これらの吸引力を増強させる手段と、上記第４例の吸引孔ｔをより第２細胞Ｃ２に接近させる動作とを併用しても良い。
【００５４】
また、上記第４例では、細胞Ｃの底面２１に対する接着力に着目したが、細胞Ｃの他の要素に応じて、吸引シーケンスを変更するようにしても良い。例えば、細胞Ｃの大小や形状、第１容器２，第２容器３内への収容姿勢等によって吸引シーケンスを変更しても良い。例えば、球形状に近い細胞Ｃは、歪な形状を有する細胞Ｃよりも比較的弱い吸引力にてチップ１０内に吸引させることが可能である。また、楕円球の形状を有する細胞Ｃにおいて、当該細胞Ｃが直立に近い状態で底面２１に着床している場合は、横倒しで着床している場合に比べて、も比較的弱い吸引力にてチップ１０内に吸引させることが可能である。さらに、細胞Ｃの崩壊のし易さ、吸引する細胞の個数等によって吸引シーケンスを変更しても良い。
【００５５】
［細胞移動装置の電気的構成］
図１０は、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、撮像光軸上の撮像対象物を撮像するカメラユニット５と、レンズ部５１を上下動させるレンズ駆動モータ５３と、第１容器２又は第２容器３内の細胞Ｃのピックアップ動作を行わせるヘッドユニット６内のヘッドモータ６３と、ヘッドユニット６をＸＹ方向に移動させる軸モータ６４と、制御部７とを備える。制御部７は、レンズ駆動モータ５３を制御してレンズ部５１の動作を制御すると共にカメラ本体５２により取得された画像情報に対して所定の処理を行い、また、ヘッドモータ６３及び軸モータ６４とを制御することによって、細胞Ｃのピックアップ動作及び移動動作も制御する。
【００５６】
レンズ駆動モータ５３は、正回転又は逆回転することで、図略の動力伝達機構を介して、レンズ部５１を所定の分解能で上下方向に移動させる。この移動によって、第１容器２、第２容器３に着床している細胞Ｃにレンズ部５１の焦点位置が合わせられる。なお、図１０において点線で示しているように、レンズ部５１ではなく、レンズ駆動モータ５３に代替する他のモータによって、第１容器２、第２容器３自体、若しくは第１容器２、第２容器３が載置されるステージである基台１を上下動させるようにしても良い。
【００５７】
ヘッドモータ６３は、ヘッド本体６２に対するヘッド６１の昇降動作、ヘッド６１に装着されたチップ１０の吸引孔ｔに、吸引力及び吐出力を発生させる動作の駆動源となるモータである。軸モータ６４は、ガイドレール６Ｇ（図１）に沿ってヘッドユニット６（ヘッド本体６２）を移動させる駆動源となるモータである。
【００５８】
制御部７は、例えばパーソナルコンピューター等からなり、所定のプログラムが実行されることで、機能的に駆動制御部７１、画像処理部７２及び演算部７３を備えるように動作する。
【００５９】
駆動制御部７１は、レンズ駆動モータ５３、ヘッドモータ６３及び軸モータ６４の動作を制御する。具体的には駆動制御部７１は、合焦動作のために、レンズ駆動モータ５３にレンズ部５１を上下方向に所定のピッチ、例えば数十μｍピッチで移動させるための制御パルスを与える。また、図１０では記載を省いているが、駆動制御部７１は、カメラユニット５をガイドレール５Ｇに沿って移動させるカメラ軸駆動モータの動作も制御する。さらに、駆動制御部７１は、ヘッドユニット６のメカ動作も制御する。駆動制御部７１は、ヘッドモータ６３を制御して、ヘッド６１の昇降動作及びチップ１０の吸引孔ｔに吸引力又は吐出力を発生させる動作を制御する。
【００６０】
画像処理部７２は、カメラ本体５２により取得された画像データに対して、エッジ検出処理や特徴量抽出を伴うパターン認識処理などの画像処理を施す。画像処理部７２は、細胞Ｃを担持する第１容器２又は第２容器３の画像データを取得し、第１容器２又は第２容器３上に存在する細胞Ｃを前記画像処理によって認識する。この認識結果に基づいて、移動対象とする細胞Ｃが特定される。
【００６１】
演算部７３は、主に、ヘッド６１の動作を制御することで、チップ１０に細胞Ｃを吸引させる吸引動作を制御する。演算部７３は、機能的に、吸引シーケンスの設定を行う設定部７３１と、各種のデータや設定値を記憶する記憶部７３２とを備える。表示部７４は、カメラユニット５が撮像した細胞Ｃの画像を表示する他、吸引シーケンスに関する表示等を行うディスプレイである。入力部７５は、キーボードやマウス等からなり、操作者より、制御部７に対する各種の入力情報を受け付ける端末である。
【００６２】
入力部７５は、細胞Ｃを収容する容器の態様に関する第１情報、培地Ｌに関する第２情報及び細胞Ｃに関する第３情報のうちの少なくとも一つの情報を、吸引制御情報Ｄ１として受け付ける。演算部７３の設定部７３１は、ヘッド６１（チップ１０）に細胞Ｃの吸引動作を実行させる際、入力部７５に受け付けられた吸引制御情報Ｄ１に基づいて、チップ１０の上下方向の移動量、及び／又は、吸引孔ｔからチップ１０内へ細胞Ｃ及び培地Ｌを吸引させる吸引量を設定する。
【００６３】
前記第１情報の具体例は、先に吸引シーケンスの第１例で示した複数のウェル２２が存在する態様の容器である第１容器２、第２例で示した平面部としての底面３１を備える容器である第２容器３に関する情報である。前記第１情報は、例えば使用する容器のサイズ、容積、格子幅や高さ等の形状データそのものであっても良いし、当該容器の種別、型式等のデータであっても良い。後者の場合、使用が予定されている容器の前記種別や型式番号に紐付けされた形状データが、予め記憶部７３２に記憶される。設定部７３１は、このような第１情報に応じて、吸引動作時において、チップ１０の上下方向の移動量、つまり吸引孔ｔの高さ位置や、チップ１０内への細胞Ｃを含む培地Ｌの吸引量を設定する。これを受けて、駆動制御部７１が、ヘッドモータ６３（ヘッド昇降モータ６３１及びプランジャ昇降モータ６３２）を制御して、前記設定の通りの動作をヘッド６１に実行させる。
【００６４】
例えば、上掲の第１例では、図５に示したように、吸引孔ｔがウェル２２の上端開口縁２３Ｔよりも下方位置となるように、設定部７３１はチップ１０の下降移動量を設定する。また、第２例では、図７に示したように、「０＜距離Ａ＜０．５×距離Ｂ」の関係を満たす高さ位置に吸引孔ｔが位置するように、設定部７３１はチップ１０の下降移動量を設定する。
【００６５】
前記第２情報の具体例は、吸引シーケンスの第１例で示したような培地Ｌの量、すなわち上端開口縁２３Ｔよりも高い位置となる量や、第３例で示した培地Ｌの粘度に関する情報である。前記第２情報は、例えば、培地の液体、半固形、固形の別や材質等の種別、粘度、量などのデータそのものであっても良いし、当該培地の管理番号等のデータであっても良い。後者の場合、使用が予定されている培地の管理番号に紐付けされた各種データが、予め記憶部７３２に記憶される。設定部７３１は、このような第２情報に応じて、チップ１０の下降移動量や吸引量を設定する。例えば、上掲の第３例では、図８に示したように、高粘度の第２培地Ｌ２の細胞Ｃに対して吸引動作を実行させる場合には、低粘度の第１培地Ｌ１の場合よりもより細胞Ｃに近く吸引孔ｔが位置するように、設定部７３１はチップ１０の下降移動量を設定する。
【００６６】
前記第３情報の具体例は、吸引シーケンスの第４例で示したような、細胞Ｃの底面２１に対する接着力のように、実験的、経験的に求められる細胞Ｃに関するデータの他、細胞Ｃの種別、形状、大きさ、色調、容器への収容姿勢などのデータである。設定部７３１は、このような第３情報に応じて、チップ１０の下降移動量や吸引量を設定する。例えば、上掲の第４例では、高接着力の第２細胞Ｃの吸引時には、低接着力の第１細胞Ｃ１の場合よりも吸引孔ｔが接近するように、設定部７３１はチップ１０の下降移動量を設定する。これに加えて、或いは、これに代替して、設定部７３１はチップ１０への培地Ｌの吸引量を、第２細胞Ｃ２の吸引時には、第１細胞Ｃ１よりも多く設定する。
【００６７】
図１１は、表示部７４における表示例を示す図である。ここでは、入力部７５から設定部７３１に入力されたチップ１０、容器２、３、培地Ｌ、細胞Ｃに関する設定例が示されている。また、これら設定に応じて選択された吸引シーケンスが「シーケンスＡ」であり、その「シーケンスＡ」の内容、すなわち吸引高さ（吸引孔ｔの高さ位置）、吸引量が表示されている。操作者は、この表示を確認した上で、制御部７に吸引動作の実行指示を与えるものである。
【００６８】
［細胞移動装置の動作フロー］
図１２は、細胞移動装置Ｓを用いた細胞吸引動作のフローチャートである。図１０も参照して、処理が開始されると、入力部７５に上述の第１情報〜第３情報の少なくとも一つを含む吸引制御情報Ｄ１が受け付けられる（ステップＳ１）。この吸引制御情報Ｄ１に応じて、演算部７３の設定部７３１が吸引シーケンスを設定する。つまり、容器、培地、細胞の種別や性質等において最も適した吸引シーケンスを選択する（ステップＳ２）。
【００６９】
続いて、駆動制御部７１が、カメラユニット５に、第１載置位置Ｐ１（図１）に載置されている容器である第１容器２又は第２容器３に担持されている細胞Ｃを撮像させる（ステップＳ３）。具体的には、駆動制御部７１は、レンズ駆動モータ５３を通してレンズ部５１を駆動して、容器内の細胞Ｃに合焦させて撮像動作を実行させる。続いて、画像処理部７２が、カメラ本体５２が取得した画像に対して所定の画像処理を行う。この画像処理によって、取得された画像に映り込んでいる細胞Ｃが認識されると共に、演算部７３が、個々の細胞Ｃについての外形輪郭、面積や体積等ぼサイズ、形状、色調等を数値化した特徴量を導出する（ステップＳ４）。
【００７０】
さらに演算部７３は、これら特徴量に基づいて、画像内に含まれる細胞Ｃのうち、マイクロプレート４への移動対象、つまりヘッド６１に装着されたチップ１０による吸引対象となる細胞Ｃを選定する。選定された細胞Ｃにはナンバリングｎが付される（ステップＳ５）。これを受けて、駆動制御部７１は、ｎ＝１に設定して吸引動作を開始する（ステップＳ６）。
【００７１】
駆動制御部７１は、軸モータ６４を動作させて、ヘッド６１（チップ１０）を、ｎ番の細胞Ｃの上空へＸＹ方向に移動させる（ステップＳ７）。ＸＹ方向への移動後或いは移動の途中に、駆動制御部７１は、ステップＳ２で設定された吸引シーケンスに応じた吸引動作を開始させる。すなわち、駆動制御部７１は、ヘッドモータ６３のヘッド昇降モータ６３１（図２）を駆動してヘッド６１の下降を開始させ、吸引孔ｔが前記吸引シーケンスの設定値通りの高さ位置となる位置で停止させる（ステップＳ８）。ヘッド６１の下降完了後、或いは下降の途中で、駆動制御部７１は、プランジャ昇降モータ６３２（吸引機構）を駆動して、前記吸引シーケンスの設定値通りの吸引量となるように、プランジャ１２を上昇させる。これにより、ｎ番の細胞Ｃがチップ１０内に吸引される（ステップＳ９）。吸引後、或いは吸引の途中で、駆動制御部７１は、ヘッド６１を上昇させる（ステップＳ１０）。
【００７２】
その後、駆動制御部７１は、ナンバリングを付した細胞Ｃの全ての吸引が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１）。未完了である場合（ステップＳ１１でＮＯ）、駆動制御部７１は、ｎを１つインクリメントし（ステップＳ１２）、ステップＳ７に戻って処理を繰り返す。一方、吸引を完了した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、処理を終える。
【００７３】
以上説明した通りの、本実施形態に係る細胞移動装置Ｓによれば、細胞Ｃの吸引動作におけるチップ１０の上下方向の移動量、及び／又は、吸引量が、入力部７５に受け付けられた吸引制御情報Ｄ１に応じて制御される。つまり、第１容器２及び第２容器３の態様、培地Ｌ、細胞Ｃ（生体対象物）に関する情報に応じて前記吸引動作の態様を変更する。従って、画一的な細胞Ｃの吸引シーケンスではなく、吸引制御情報Ｄ１に応じた最適な吸引シーケンスを設定することが可能となり、結果として細胞Ｃの吸引ミスの発生を抑止することができる。
【００７４】
［上記実施形態に包含される発明］
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。
【００７５】
本発明の一局面に係る生体対象物のピックアップ装置は、生体対象物及び培地を収容する上面開口の容器が載置される基台と、前記基台の上方に配置され、前記生体対象物を前記容器から吸引する吸引孔を有するチップが下端に装着され、前記吸引孔に吸引力を発生させる吸引機構を有し、水平方向及び上下方向に移動可能なヘッドと、前記ヘッドの動作を制御することで、前記チップに前記生体対象物を吸引させる吸引動作を実行させる制御部と、前記制御部に情報を入力可能な入力部と、を備え、前記入力部は、前記容器の態様に関する第１情報、前記培地に関する第２情報及び前記生体対象物に関する第３情報のうちの少なくとも一つの情報を、吸引制御情報として受け付け、前記制御部は、前記吸引動作を実行させる際、前記吸引制御情報に基づいて、前記ヘッドに装着された前記チップの上下方向の移動量、及び／又は、前記吸引孔から前記チップ内へ前記生体対象物及び培地を吸引させる吸引量を制御する。
【００７６】
このピックアップ装置によれば、前記吸引動作における前記チップの上下方向の移動量、及び／又は、吸引量が、前記入力部に受け付けられた前記吸引制御情報に応じて制御される。つまり、容器の態様、培地、生体対象物に関する情報に応じて前記吸引動作の態様を変更することが可能となる。従って、画一的な生体対象物の吸引シーケンスではなく、前記吸引制御情報に応じた最適な吸引シーケンスを設定することが可能となり、結果として吸引ミスの発生を抑止することができる。
【００７７】
上記の生体対象物のピックアップ装置において、前記第１情報が、前記容器の内部に生体対象物を収容する複数のウェルが存在する容器の態様であることを示す情報であり、前記第２情報が、前記培地の上面が前記ウェルの上端開口縁よりも高い位置となる量の培地が、前記容器内に保持されることを示す情報である場合において、前記制御部は、前記ウェルに収容された生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔の位置が、前記ウェルに収容された前記生体対象物よりも上方であって、前記ウェルの上端開口縁よりも下方の位置となるように前記チップの移動量を制御することが望ましい。
【００７８】
上記態様の容器では、各ウェルに生体対象物が各々収容されることが予定される。上記ピックアップ装置によれば、前記吸引孔が吸引ターゲットの生体対象物を収容するウェル内に入り込んだ状態で、前記吸引動作が実行される。このため、当該ウェルに隣接する周辺のウェル内に、前記吸引動作に伴う流動が生じ難くすることができる。従って、前記吸引ターゲットの生体対象物に対する吸引動作の実行の際に、前記周辺のウェルに収容されている生体対象物が付随的に吸引されてしまうことを防止できる。つまり、前記吸引ターゲットの生体対象物だけを前記チップ内に吸引させることができる。
【００７９】
上記の生体対象物のピックアップ装置において、前記第１情報が、前記容器の底面に複数の生体対象物が着床可能な平面部を備える容器の態様であることを示す情報である場合において、前記制御部は、前記底面に着床した一の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔と前記一の生体対象物との間の距離をＡ、前記一の生体対象物と当該一の生体対象物に最も近い他の生体対象物との間の距離をＢとするとき、
０＜距離Ａ＜０．５×距離Ｂ
の関係を満たす位置に前記吸引孔が位置するように前記チップの移動量を制御することが望ましい。
【００８０】
上記態様の容器では、区画壁等が間に介在することなく、複数の生体対象物が容器底面の平面部に存在し得ることになる。この場合、一の生体対象物に対する前記吸引動作の際に発生する吸引流動により、隣接する他の生体対象物が同時に吸引され易くなる。しかし、上記の関係式の通り、距離Ａが距離Ｂの１／２以下となるように前記吸引孔を吸引ターゲットの生体対象物に接近させることで、当該生体対象物だけを前記チップ内に吸引させる確率を高めることができる。
【００８１】
上記の生体対象物のピックアップ装置において、前記第２情報が、前記培地の粘度に関する情報であって、前記容器への収容対象となる培地が、所定の第１粘度を有する第１培地と、前記第１粘度よりも高粘度である第２粘度を有する第２培地とが存在する場合において、前記制御部は、前記第２培地中の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔の位置が、前記第１培地中の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より生体対象物に近い位置となるように前記チップの移動量を制御することが望ましい。
【００８２】
一般に、前記吸引孔に一定の吸引力を発生させた場合、培地の粘度が高くなるほど、吸引に伴う流動を発生させることができる範囲が狭くなる傾向がある。つまり、培地の粘度が高くなるほど、吸引範囲が狭くなる傾向がある。上記ピックアップ装置によれば、より高粘度の前記第２培地中の生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際には、前記第１培地中の場合に比べて前記吸引孔をより生体対象物に接近させる。従って、粘度の異なる培地の使用が想定されている場合でも、吸引ミスの発生を抑制することができる。
【００８３】
上記の生体対象物のピックアップ装置において、前記第３情報が、生体対象物の前記容器の底面に対する接着力に関する情報であって、前記容器への収容対象となる生体対象物が、前記底面に対して第１接着力で着床する第１生体対象物と、前記第１接着力よりも強い第２接着力で着床する第２生体対象物とが存在する場合において、前記制御部は、前記第２生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際に、前記吸引孔の位置が、前記第１生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より生体対象物に近い位置となるように前記チップの移動量を制御する、及び／又は、前記チップによる前記吸引量が、前記第１生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる場合に比べて、より多くなるように制御することが望ましい。
【００８４】
生体対象物の性質によっては、容器の底面に対する接着力が異なる場合がある。上記ピックアップ装置によれば、より強い接着力の第２生体対象物に対して前記吸引動作を実行させる際には、前記第１生体対象物の場合に比べて前記吸引孔をより生体対象物に接近させたり、より吸引量を多くしたりする。つまり、前記吸引動作の際に前記第２生体対象物に作用する吸引力が、前記第１生体対象物の場合に比べて大きくされる。従って、底面に対する接着力が異なる生体対象物の吸引が想定されている場合でも、吸引ミスの発生を抑制することができる。
【００８５】
本発明によれば、容器に収容された生体対象物をチップで吸引させるに際し、吸引ミスを抑止できる生体対象物のピックアップ装置を提供することができる。
【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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【国際調査報告】
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