チップ駆動装置
【課題】低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入すること。
【解決手段】可撓性を有するレバー部に対して所定の角度でディッシュ１４内の細胞７０方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を上記細胞７０の方向に移動可能なチップ駆動装置において、上記チップ部を形成した上記レバー部を取付けたシャフト５６が該チップ駆動装置の装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズ２６に接触するのを回避（第１の要件）、上記レバー部の先端を確認するためのレバー部確認領域６６を確保（第２の要件）、上記シャフト５６がディッシュ側壁６８に接触するのを回避（第３の要件）、及び、上記ディッシュ１４が上記チップ部に対して相対移動するディッシュ可動領域７２を確保（第４の要件）、の４つの要件を満たすように、上記シャフト５６を設置する。
【解決手段】可撓性を有するレバー部に対して所定の角度でディッシュ１４内の細胞７０方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を上記細胞７０の方向に移動可能なチップ駆動装置において、上記チップ部を形成した上記レバー部を取付けたシャフト５６が該チップ駆動装置の装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズ２６に接触するのを回避（第１の要件）、上記レバー部の先端を確認するためのレバー部確認領域６６を確保（第２の要件）、上記シャフト５６がディッシュ側壁６８に接触するのを回避（第３の要件）、及び、上記ディッシュ１４が上記チップ部に対して相対移動するディッシュ可動領域７２を確保（第４の要件）、の４つの要件を満たすように、上記シャフト５６を設置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、微細針先端に遺伝子等の導入物質を電気的に吸着させ、この微細針を細胞内に侵入させて、この微細針にパルス電圧を印加することにより、細胞内に導入物質を導入するマイクロインジェクション方法及び装置が開示されている。ここで、微細針の侵入は、微細針と同軸に伸縮する圧電素子を用いて微動することにより行うようになっている。
【特許文献１】ＷＯ０４／０９２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１は、微細針先端部に遺伝子を保持する方式であり、細胞に対して低侵襲で遺伝子を導入することが可能で、高い生存率を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、カンチレバー先端の微細針の細胞内への侵入容積は微小であり、また、細胞膜が流動性を有しているために、微細針の先端が細胞内に侵入したと思われる位置までカンチレバーを移動させても、細胞膜が流動的に針部の表面を覆ってしまい、細胞膜を貫通させることができない場合がある。このため、チップ駆動が安定せず、良好な導入率を得ることができないという不都合がある。
【０００５】
また、上記特許文献１の構成では、微細針に通電することで細胞に電気的な刺激を与えて、生きたままの細胞を効率良く観察することもできなかった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる、チップ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のチップ駆動装置の一態様は、可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とする。
また、本発明のチップ駆動装置の別の態様は、可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる、チップ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係るチップ駆動装置について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００１１】
本実施形態に係るチップ駆動装置１０は、図１に示すように、細胞を観察するための倒立顕微鏡１２に装着して使用される。
【００１２】
倒立顕微鏡１２は、細胞を収容したディッシュ１４上の細胞を照明する照明装置１６と、上記ディッシュ１４をＸ方向及びＹ方向に移動する顕微鏡ＸＹステージ１８と、該顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動する顕微鏡ＸＹステージハンドル２０と、細胞において反射あるいは透過した光、あるいは細胞から発生した蛍光を観察するための図示しない対物レンズ及び接眼レンズ２２と、を備えている。
【００１３】
なお、ディッシュ１４は、細胞の観察を行えるよう、少なくともその底面は透明な材料、例えばガラスで形成されている。
【００１４】
なお、ここでは、手動操作される倒立顕微鏡１２を説明したが、コンピュータにより顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動制御する電動の倒立形顕微鏡であっても良い。更に、ＣＣＤカメラ等を備え、モニタに観察画像を表示するような倒立形顕微鏡でも良い。
【００１５】
また、上記照明装置１６には、細胞に対して、上記接眼レンズ２２とは反対側から照明光を照射する透過照明光源２４と、該透過照明光源２４から発せられた照明光を細胞に集光するコンデンサレンズ２６と、細胞に対して上記接眼レンズ２２と同一方向から照明光を照射する落射照明光源２８とが備えられている。
【００１６】
そして、本実施形態に係るチップ駆動装置１０は、装置本体３０と、該装置本体３０のコンデンサレンズ２６への取り付け部である顕微鏡アダプタ３２と、上記装置本体３０に図示しないケーブルを介して接続され、任意の位置に設置可能な操作モジュール３４とから構成されている。図１では、装置本体３０を、接眼レンズ２２が設けられた側である倒立顕微鏡１２の前面側に対し、コンデンサレンズ２６の右側に装着した状態を示している。
【００１７】
装置本体３０は、駆動対象であるチップ部３６を備えるニードル３８を装着したアダプタ４０を取り付けるためのアダプタ保持部４２と、該アダプタ保持部４２をＺ方向に移動することで上記チップ部３６をＺ方向に移動させるＺ駆動部４４と、上記アダプタ保持部４２をＸ方向及びＹ方向に移動することで上記チップ部のＸＹ位置を調整する針先ＸＹ調整ノブ４６と、を備えている。
【００１８】
ここで、アダプタ保持部４２には、図２（Ａ）に示すように、Ｚ駆動部４４の図示しない直線移動機構に、図示しないＸＹ駆動機構（針先ＸＹ調整ノブ４６はこの駆動機構によりアダプタ保持部４２を駆動する）を介して取り付けるためのＺ軸駆動部取付部４８とは長手方向反対側に、上記アダプタ４０を着脱自在に装着するための装着部材、例えばアダプタ４０が金属製ないしは対応する箇所に金属部を設けたものであればマグネット５０、が設けられている。なお、図２（Ａ）において、一点鎖線の右側が装置本体３０内に収容される部分である。即ち、上記マグネット５０は、装置本体３０外部となる位置に設けられている。また、このマグネット５０の近傍に、アダプタ４０の位置決めのために、アダプタ４０に設けられた穴や溝に嵌合する嵌合部５２が配設されている。嵌合部５２は、倒立顕微鏡１２の前面側に向けて突出しており、アダプタ４０がこの前面側から差し込みにより装着できるようになっている。
【００１９】
なお、装置本体３０がコンデンサレンズ２６の左側に装着された際にもアダプタ４０を装着できるように、マグネット５０及び嵌合部５２をアダプタ保持部４２の裏面側にも設けても良い。あるいは、装置本体３０の装着位置に応じて、アダプタ保持部４２を交換可能に構成しても良い。
【００２０】
上記アダプタ４０に装着されるニードル３８は、図２（Ｂ）に示すように、チップ部３６を形成したカンチレバーチップ５４を、該カンチレバーチップ５４を保持するためのシャフト５６の先端に接着して構成されている。カンチレバーチップ５４は、シリコンプロセスにより製造されるもので、他の部分との接着用のシリコンベース部５８と、該シリコンベース部５８から延在し、例えば厚み２．７μｍ、長さ２４０μｍで２Ｎ／ｍ程度の弾性定数を持つ可撓性のレバー部６０と、該レバー部６０の自由端に、該レバー部６０の長手方向に対しておおむね９０度の角度で形成された上記チップ部３６とからなる。
【００２１】
本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、上記ニードル３８をアダプタ４０に空けられた図示しない穴に挿入・固定し、その後、該ニードル３８を装着したアダプタ４０を装置本体３０に装着するようになっている。こうすることで、基本的に交換品度の高い構成品（消耗品）であるニードル３８を交換することができ、コンタミネーションの虞なく、該チップ駆動装置１０を繰り返し使用することができる。
【００２２】
また、細長いニードル３８を装置本体３０に直接装着する構成とすると、作業性が悪く、装着作業時にチップ部３６が顕微鏡ＸＹステージ１８等の倒立顕微鏡１２の何処かに当たって破損してしまう虞がある。本実施形態では、装置本体３０から取り外したアダプタ４０にニードル３８を装着した上で、該アダプタ４０を装置本体３０の前面側から装着するようにしているので、そのような破損の虞を少なくすることができる。
【００２３】
なお、アダプタ４０は、装置本体３０に装着された際に、ニードル３８のシャフト５６を所定の角度で斜め下方に向けて保持するように構成されており、また、カンチレバーチップ５４はこのシャフト５６に対して所定の角度となるように接着されている。また、上記したようにチップ部３６は、レバー部６０の長手方向に対して交差する方向に延びるように設けられている。従って、アダプタ４０が装置本体３０に装着された状態では、チップ部３６は、レバー部６０の自由端において、先端をほぼ鉛直下方に向けて保持されることとなる。
【００２４】
ここで、上記アダプタ４０がシャフト５６を保持した状態で、シャフト５６が設置可能な領域について、図３及び図４（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。なお、図４（Ａ）は、図３中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４（Ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図４（Ｃ）は、図３中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００２５】
まず、上記アダプタ４０がシャフト５６を固定角度で保持する際、シャフト５６を起き上げ過ぎると、コンデンサレンズ２６に干渉してしまう。従って、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がコンデンサレンズ２６に接触するのを回避する領域にしなければならない（要件１）。これは、コンデンサレンズ２６の下端に相当するＺＣより上方では、コンデンサレンズ２６の存在領域する領域を回避しなければならないということである。即ち、図４（Ｃ）にハッチングして示す領域を回避するように、シャフト設置可能領域６２は、コンデンサレンズ境界６４より装置本体３０側となる。なお、コンデンサレンズ２６は、様々なＷＤ（作業距離）や外径を有するコンデンサレンズの中から用途に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、超長作動距離型のコンデンサレンズ（ＷＤが約４５ｍｍ、最下面における外径が約５６ｍｍ）を用いることが可能である。
【００２６】
また、レバー部６０先端を確認するための領域を確保しなければならない（要件２）。これは、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がコンデンサレンズ２６から出射される照明光を遮る領域（シャフト５６の存在によってコンデンサレンズ２６のＮＡを著しく低下させないようにする必要がある領域（シャフト５６がこの領域に存在することを完全に排除するものではない））を回避する領域にしなければならないということである。従って、コンデンサレンズ２６の下端に相当するＺＣより下方（ＺＣからディッシュ１４の底面に相当するＺ０まで）では、図３にハッチングして示すようなレバー部確認領域６６を回避しなければならない。即ち、シャフト設置可能領域６２は、図４（Ｂ）にハッチングして示すレバー部確認領域６６を除いた領域となる。
【００２７】
また、上記アダプタ４０がシャフト５６を固定角度で保持する際、シャフト５６を寝かし過ぎると、ディッシュ側壁６８に干渉してしまう。従って、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がディッシュ側壁６８に接触するのを回避する領域としなければならない（要件３）。
【００２８】
更に、チップ部３６がディッシュ１４の中央（初期位置）にある細胞７０だけでなく、ディッシュ１４内のほぼ全ての細胞７０にアクセスできることが好ましい。従って、ディッシュ１４がチップ部３６に対して相対移動する領域を確保しなければならない（要件４）。本実施形態の場合、ディッシュ１４に対するチップ部３６の相対移動は、ディッシュ１４の中央から装置本体３０とは反対側に向かう方向に沿ってディッシュ１４の半径ＲＤの分だけ可能となっていれば良い。これは、ディッシュ１４を任意に回転させることでディッシュ１４の底面の任意の領域に対してアクセス可能となるからである。
【００２９】
上記要件３及び要件４より、シャフト設置可能領域６２は、図３にハッチングして示すような、ディッシュ１４がチップ部３６に対して外側に向けて相対移動する際にディッシュ側壁６８が掃引する領域であるディッシュ可動領域７２を回避する領域となる。このディッシュ可動領域７２は、ディッシュ１４の半径ＲＤとディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤにより決まる領域である。即ち、シャフト設置可能領域６２は、上記ディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤに相当するＺＤより下方（ＺＣからディッシュ１４の底面に相当するＺ０まで）では、上記ディッシュ可動領域７２を回避しなければならない。従って、シャフト設置可能領域６２は、図４（Ａ）にハッチングして示す上記レバー部確認領域６６とディッシュ可動領域７２とを除いた領域となる。
【００３０】
なお、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６の先端にカンチレバーチップ５４が取付けられるので、ディッシュ１４内では、ディッシュ１４の底面に相当するＺ０よりも、カンチレバーチップ５４の高さ分だけ狭くなることは言うまでもない。
【００３１】
シャフト５６は、上記要件１乃至要件４を満たすようなシャフト設置可能領域６２に設置されなければならない。
【００３２】
シャフト５６がアダプタ４０側からチップ部３６側に至るまで直線形状である場合には、図５に示すように、シャフト角度θは、コンデンサレンズ２６の位置及びサイズによって決まる最大角度θＣと、ディッシュ１４の半径ＲＤ及びディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤによって決まる最小角度θＤとの間となる。例えば、シャフト５６の長さを約５０ｍｍ、ディッシュ１４として一般に細胞培養で使用される頻度の高い３５ｍｍガラスボトムディッシュ（半径ＲＤは約１７．５ｍｍ、側壁高ＨＤは約１１ｍｍ）を使用すると、最大角度θＣは約６０度、最小角度θＤは約３０度となる。この場合には、３０度乃至６０度の中間である４５度に設定することが好ましい。アダプタ４０によりシャフト５６を４５度の角度で保持するように設定した場合、上記３５ｍｍガラスボトムディッシュのガラス面（φ１４ｍｍ程度）に対し、コンデンサレンズ２６やディッシュ側壁６８に干渉することなく作業が行える。なお、このとき、上記ディッシュ可動領域７２は、ディッシュ１４の中央から装置本体３０に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定されるような領域となる。
【００３３】
このように、アダプタ４０がシャフト５６を保持する固定角度は、上記要件１乃至要件４を満たすように決定している。そして、アダプタ４０には、ニードル３８のシャフト５６を挿入・固定するため図示しない穴が、この固定角度でシャフト５６を保持するような角度を持って形成されている。
【００３４】
一方、チップ駆動装置１０の操作モジュール３４は、図１に示すように、Ｚ調整用ハンドル７４、速度設定ダイアル７６、微調整（上）ボタン７８、微調整（下）ボタン８０、移動量設定ダイアル８２、及びＺ値セットボタン８４を備えている。
【００３５】
ここで、Ｚ調整用ハンドル７４及び速度設定ダイアル７６は、アダプタ保持部４２の粗いＺ方向の移動（ｍｍ単位）に使用するものである。Ｚ調整用ハンドル７４の回転操作により、その回転方向に応じて上記Ｚ駆動部４４を用いてアダプタ保持部４２がＺ方向に駆動され、速度設定ダイアル７６は、Ｚ調整用ハンドル７４の回転操作に応じた駆動量を大・中・小の３段階で切り替え設定するためのものである。
【００３６】
また、微調整ボタン７８，８０及び移動量設定ダイアル８２は、アダプタ保持部４２の細かいＺ方向の移動（μｍ単位）に使用するものである。微調整（上）ボタン７８又は微調整（下）ボタン８０の操作により、そのボタンに応じて上記Ｚ駆動部４４を用いてアダプタ保持部４２がＺ方向に微小駆動され、移動量設定ダイアル８２は、１回の微調整ボタン７８，８０のＯＮ操作に応じた微小駆動量を大・中・小の３段階で切り替え設定するためのものである。
【００３７】
Ｚ値セットボタン８４は、Ｚ方向任意の位置を記憶する指示を行うためのボタンであり、上記Ｚ調整用ハンドル７４や上記微調整ボタン７８，８０を操作しても該Ｚ値セットボタン８４により記憶された位置よりも下（ディッシュ１４内のサンプルの方向）にはアダプタ保持部４２が下降しないようにするものである。なお、このＺ値セットボタン８４は、図示しないラッチ機構を備えており、操作者が押下操作即ちＯＮ操作すると、再度押下操作されるまで、その押下状態即ちＯＮ状態を維持する。以降、Ｚ値セットボタン８４がＯＦＦ状態におけるＺ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７８，８０の操作を「第１モード」と呼び、Ｚ値セットボタン８４がＯＮ状態におけるＺ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７８，８０の操作を「第２モード」と呼ぶ。
【００３８】
図６は、本実施形態に係るチップ駆動装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。
装置本体３０は、上記Ｚ駆動部４４に加えて、アダプタ保持部４２の位置を検出するための位置検出部８６を備えている。この位置検出部８６としては、アダプタ保持部４２の位置を、光学的に直接検出するものであっても良いし、Ｚ駆動部４４の駆動量を検出することで間接的に検出するものであっても良い。また、位置検出部８６を、装置本体３０とは別体に設けても構わない。
【００３９】
操作モジュール３４は、入力部８８、記憶部９０、判定部９２、表示灯９４、制御部９６、及び電源９８を備えている。
【００４０】
入力部８８は、上記Ｚ調整用ハンドル７４及び上記微調整ボタン７８，８０のＯＮ操作に応じて移動指示信号を出力する移動指示部８８Ａと、上記速度設定ダイアル７６によって設定された移動速度を示す速度設定信号を出力する速度設定部８８Ｂと、上記移動量設定ダイアル８２によって設定された移動量を示す移動量設定信号を出力する移動量設定部８８Ｃと、上記Ｚ値セットボタン８４のＯＮ操作に応じてＺ値セット信号を出力するＺ値セット部８８Ｄとを含む。この入力部８８から出力される各信号は、制御部９６に入力される。
【００４１】
記憶部９０は、上記Ｚ値セットボタン８４がＯＮ操作されたときの、上記位置検出部８６で検出されたアダプタ保持部４２の位置をＺ値として記憶するものである。判定部９２は、上記位置検出部８６で検出したアダプタ保持部４２の位置と記憶部９０に記憶されているＺ値とを比較して、アダプタ保持部４２が上記Ｚ値の位置に到達したか否かを判定するものである。表示灯９４は、上記Ｚ値セット部８８Ｄからの上記Ｚ値セット信号に応じて点灯するものであり、操作者は該表示灯９４の点灯によりＺ値の記憶を確認できるようにしている。
【００４２】
制御部９６は、該チップ駆動装置１０の全体を制御するものである。そして、電源９８は、該チップ駆動装置１０の各部を動作させる電力を供給するものである。
【００４３】
以下、このように構成された本実施形態に係るチップ駆動装置１０を用いたチップ駆動方法について説明する。
【００４４】
ここでは、本実施形態に係るチップ駆動装置１０を用いて、ディッシュ１４内の培養液中で培養される細胞に物質を導入する場合を例に説明する。
【００４５】
即ち、図７に示すように、まず、装置本体３０の取付けサイドを選択して、コンデンサレンズ２６に顕微鏡アダプタ３２を介して装着する（ステップＳ１０）。
【００４６】
次に、装置本体３０から取り外されているアダプタ４０に、ニードル３８を差し込み装着する（ステップＳ１２）。そして、そのニードル３８が装着されたアダプタ４０を、倒立顕微鏡１２の前面側から、装置本体３０のアダプタ保持部４２に装着する（ステップＳ１４）。
【００４７】
その後、チップ位置決めを行う（ステップＳ１６）。即ち、接眼レンズ２２で観察しながら装置本体３０の針先ＸＹ調整ノブ４６と操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作して、目視により、ニードル３８の先端に形成されているチップ部３６の位置を、図示しない対物レンズの中央位置（視野中央位置）に設定する。これは、顕微鏡ＸＹステージ１８にディッシュ１４を載置せずに行う。なお、Ｚ方向に関しては、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を大又は中にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により、視野にカンチレバーチップ５４のレバー部６０が目視で確認できるところまで、チップ部３６の下降動作を行う。
【００４８】
こうしてチップ位置決めがなされたならば、次に、サンプルのセット、即ち、顕微鏡ＸＹステージ１８上へのディッシュ１４の載置を行う（ステップＳ１８）。これは、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作してニードル３８先端のチップ部３６を安全な領域（Ｚ方向上側）に退避し、かつ、倒立顕微鏡１２の支柱１００を後ろ側に倒し（装置本体３０全体が移動）、サンプルセットのスペースを確保した上で、ディッシュ１４（サンプル）を顕微鏡ＸＹステージに載置し、その後に倒立顕微鏡１２の支柱１００を元に戻すというようにして実施する。なお、ディッシュ１４（サンプル）は、当該ディッシュ１４内の培養液中で培養される細胞に物質を導入するために、その導入しようとする物質を分散させた状態でセットされる。
【００４９】
そして、導入対象の細胞を選択する（ステップＳ２０）。これは、まず、接眼レンズ２２で観察しながら、顕微鏡ＸＹステージハンドル２０を操作することで、顕微鏡ＸＹステージ１８を作動させ、ディッシュ１４内の観察したい細胞を顕微鏡観察下に配置する。その後、Ｚ駆動部４４を作動させ、ニードル３８のチップ部３６を細胞の上方から細胞に近接させる。即ち、まず、接眼レンズ２２で観察しながら視野にカンチレバーチップ５４のレバー部６０が目視で確認できるところまで、チップ部３６のＺ方向への下降動作を行う。これは、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を小にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により行う。ディッシュ１４内の細胞とチップ部３６とが同じ高さではないので、チップ部３６には合焦しておらず、チップ部３６を観察することは困難であり、よって、チップ部３６よりも大きく合焦していなくても大まかに識別可能なレバー部６０を指標としてＺ方向への下降動作を行う。そして、視野にレバー部６０が目視で確認できるところまで下降させたならば、次に、接眼レンズ２２で観察しながら目視で、顕微鏡ＸＹステージのＸＹ方向への調整を行い、導入対象の細胞の真上にチップ部３６と思われる位置を設定する。以上のようにして、導入対象の細胞を選択する（決定する）。
【００５０】
その後の動作は、操作モジュール３４の記憶部９０にＺ値をセットしているか否かにより異なる。
【００５１】
１回目のチップ駆動では、まだ記憶部９０にＺ値をセットしていないので（ステップＳ２２）、第１モード（Ｚ値なし）でのチップ導入を行う（ステップＳ２４）。即ち、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４又は微調整ボタン７８，８０を操作しながら、接眼レンズ２２で観察して、「細胞の歪み」または「レバー部６０の撓み」を確認しながら、Ｚ方向の最適位置を決める。このとき、Ｚ調整用ハンドル７４の操作は、速度設定ダイアル７６の大・中・小でその感度を適宜切り替えながら行うことになる。また、微調整ボタン７８，８０の操作は、移動量設定ダイアル８２の大・中・小でその感度適宜切り替えながら行うことなる。
【００５２】
このようにしてチップ部３６を下降させディッシュ１４の底面へ近づけていき、チップ部３６の先端が下降していく途中において、ディッシュ１４内の細胞に接触する。ここで、更にチップ部３６を下降させていくと、チップ部３６の先端が細胞内、即ち、細胞膜及び核に孔または傷をつける。こうして形成された孔または傷に、ディッシュ１４内に分散された物質を流通することにより、物質が細胞内に流入する。導入しようとする粒子のサイズ等によっては、孔または傷をつけなくてもチップで細胞を変形させることによる物理的刺激でストレッチレセプター等に結合されたチャンネルが開くことによっても流入する。このとき、操作モジュール３４のＺ値セットボタン８４を押すことで、位置検出部８６で検出されるそのときのアダプタ保持部４２の位置を最適位置を示すＺ値として、記憶部９０に記憶させる（ステップＳ２５）。
【００５３】
その後、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作して、ニードル３８を上昇させることで、チップ部３６を退避させる（ステップＳ２６）。この際には、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を中又は小にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により、チップ部３６の上昇動作を行う。
【００５４】
なお、チップ部３６を上昇させてチップ部３６を細胞から引き抜いた後は、ある一定時間が経過すると、細胞膜は自己修復により回復し、細胞内に物質が取り込まれた状態となる。
【００５５】
以下、任意のサンプル細胞個々に対して物質の導入を繰り返し行う。
即ち、接眼レンズ２２で観察しながら、顕微鏡ＸＹステージハンドル２０を操作することで、顕微鏡ＸＹステージ１８を作動させ、導入対象の細胞の真上にチップ部３６を設定する。つまり、導入対象の細胞を選択する（ステップＳ２０）。
【００５６】
２回目からのチップ駆動では、記憶部９０にＺ値をセットしているので（ステップＳ２２）、第２モード（Ｚ値セットあり）でのチップ導入動作を実施することになる（ステップＳ２８）。この場合には、Ｚ値が記憶部９０にセットされているので、水平方向を位置決めした後は、Ｚ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７６、７８による行き過ぎた操作を気にせずに、チップ部３６を十分下降させる操作をするだけで、最適位置まで下降させることができる。即ち、操作モジュール３４の判定部９２が位置検出部８６で検出したアダプタ保持部４２の位置と記憶部９０にセットされているＺ値とを比較して、アダプタ保持部４２（チップ部３６）が上記Ｚ値の位置に到達したと判定したならば、操作モジュール３４の制御部９６は、Ｚ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７６、７８が操作されても、それ以上Ｚ駆動部４４が下降しないように制御することができる。
【００５７】
なお、最適Ｚ位置が記憶部９０にセットされているので、その位置まで自動でアダプタ保持部４２（チップ部３６）が下降するようにしても良い。即ち、第２モードでのハンドル操作を自動化しても良い。
【００５８】
また、手動操作型の倒立顕微鏡１２ではなく、コンピュータにより顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動制御すると共に、ＣＣＤカメラ等を備え、モニタに観察画像を表示するような電動型の倒立形顕微鏡においては、物質の導入が必要な細胞を予め画像上で選択しておき、自動でその位置まで移動するようにしても良い。即ち、顕微鏡ＸＹステージ１８のＸＹ方向への調整を自動化しても良い。
【００５９】
なお、細胞内に導入する物質としては、遺伝子、色素、量子ドットなどの蛍光試薬、イオン、ペプチド、タンパク質、多糖類、等、ディッシュ１４内に分散できるものであれば良い。
【００６０】
［実施例］
ＨｅｌａＳ３細胞を遺伝子溶液中に浸漬し、導入を試みた例を示す、導入した遺伝子は、ＧＦＰ蛍光タンパク質を発現する遺伝子であり、導入の正否は蛍光観察により確認することができる。
【００６１】
図８（Ａ）は、遺伝子導入直後の導入を試みた細胞の顕微鏡観察像を示す。観察画像中の複数の細胞を選定し導入を試みている。図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、導入２４時間経過後に導入の成否を確認した顕微鏡観察像である。図８（Ｂ）は、位相差観察像であり、２４時間経過後の細胞の状態を示している。図８（Ｃ）は、この細胞を蛍光観察により観察したものであり、導入が成功した細胞では、遺伝子が発現し強い蛍光強度が得られている。この結果より、非常に効率良く、細胞に遺伝子が導入されていることが確認できる。
【００６２】
以上のようにして、本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、ディッシュ１４上の多くの細胞７０にアクセス可能であるので、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００６３】
また、本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、チップ部３６とディッシュ１４とを相対的に移動させることで、ディッシュ１４の全領域をカバーすることが可能である。
【００６４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るチップ駆動装置について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図である。
【００６５】
上記第１実施形態では、アダプタ４０側からチップ部３６側に至るまで直線形状のシャフト５６を用いたが、本実施形態では、アダプタ４０側の第１のシャフト部１０２と、チップ部３６側の第２のシャフト部１０４と、これら第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部１０６と、を備える非直線形状のシャフト５６を用いるものである。
【００６６】
この場合、上記要件１乃至要件４を満たすために、上記第１のシャフト部１０２のＸＹ平面（ディッシュ１４の載置面）に対する角度である第１の角度θ１は、上記第２のシャフト部１０４のＸＹ平面に対する角度である第２の角度θ２よりも大きいことが必要となる。また、第１のシャフト部１０２は、細胞７０の照明に寄与する領域である有効照明領域１０８外となるように構成することが望ましい。
【００６７】
このような、本第２実施形態に係るチップ駆動装置によれば、上記第１実施形態と同様に、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００６８】
また、第１のシャフト部１０２が有効照明領域１０８の外にあるので、該第１のシャフト部１０２によるコンデンサレンズ２６から出射される照明光のけられを防止できる。即ち、コンデンサレンズ２６に近い位置に在れば在るほどけられる照明光が多くなり、遠い位置に在れば在るほどけられる照明光が少なくなる。コンデンサレンズ２６に近い領域となってしまう第１のシャフト部１０２を有効照明領域１０８外とすることで、細胞の照明に与える影響を少なくすることができる。
【００６９】
なお、第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを屈折して連結する接続部１０６は、図９に示すように１回の屈折に限るものではなく、図１０に示すように２回、あるいはそれ以上屈折しても良い。
【００７０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るチップ駆動装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図である。
【００７１】
本実施形態においては、上記第２実施形態とは逆に、上記第１のシャフト部１０２のＸＹ平面に対する角度である第１の角度θ１が、上記第２のシャフト部１０４のＸＹ平面に対する角度である第２の角度θ２よりも小さくなるように構成したものである。この場合、第２のシャフト部１０４は、ディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤよりも高い位置まで延伸する長さを持つことが好ましい。
【００７２】
このような、本第３実施形態に係るチップ駆動装置でも、上記第１実施形態と同様に、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ディッシュ１４とシャフト５６とが半径２ＲＤ以下の領域を相対移動できるものとしている。これにより、ディッシュ１４を回転しない状態におけるディッシュ１４の底面へのアクセス領域がより広がることになる。
【００７４】
なお、第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを屈折して連結する接続部１０６は、図１１に示すように１回の屈折に限るものではなく、図１２に示すように２回、あるいはそれ以上屈折しても良い。
【００７５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るチップ駆動装置について、図１３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るチップ駆動装置におけるニードル３８の先端部分を示す側面図及び平面図である。
【００７６】
上記第１乃至第３実施形態のようにシャフト５６が細い棒状に構成されることでコンデンサレンズ２６からの照明のけられは少なくなるが、シャフト５６は棒状に限定されるものではなく、薄板状のものであっても、同様の効果が得られる。
【００７７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るチップ駆動装置について説明する。
【００７８】
上記第１乃至第４実施形態では、倒立顕微鏡１２にチップ駆動装置１０を一つだけ装着して使用する例を説明したが、チップ駆動装置１０は同時に複数用いても良く、例えば、装置本体３０をコンデンサレンズ２６の両側に装着して使用することができる。
【００７９】
このようにチップ駆動装置１０を複数使用することで、物質の導入の用途だけでなく、例えば、複数のチップ部３６の間に電位差を与えることで細胞に電気的な刺激を与える用途にも利用できる。なお、上記電気的な刺激は、複数のチップ部３６を用いることに限定されるものではなく、１つのチップ部３６と図示しない所定の電極（例えばＩＴＯ付きガラスボトム等）の間に電位差を与えることでも可能である。このような場合、チップ部３６は導電性を有していることが好ましい。
【００８０】
これにより本実施形態では、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができるようになる。
【００８１】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００８２】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００８３】
（１） 可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【００８４】
（対応する実施形態）
この（１）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、レバー部６０が上記可撓性を有する支持部に、細胞７０が上記対象物に、チップ部３６が上記チップ部に、チップ駆動装置１０が上記チップ駆動装置に、シャフト５６が上記シャフトに、装置本体３０が上記装置本体に、倒立顕微鏡１２が上記倒立顕微鏡に、コンデンサレンズ２６が上記コンデンサレンズに、レバー部確認領域６６が上記支持部の先端を確認するための領域に、ディッシュ１４が上記ディッシュに、ディッシュ側壁６８が上記ディッシュの側壁に、ディッシュ可動領域７２が上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域に、それぞれ対応する。
【００８５】
（作用効果）
この（１）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュ上の多くの対象物（細胞）にアクセス可能であるので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる。
【００８６】
また、チップ部とディッシュとを相対的に移動させることで、ディッシュの全領域をカバーすることが可能である。
【００８７】
（２） 可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【００８８】
（対応する実施形態）
この（２）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、レバー部６０が上記可撓性を有する支持部に、細胞７０が上記対象物に、チップ部３６が上記チップ部に、チップ駆動装置１０が上記チップ駆動装置に、シャフト５６が上記シャフトに、装置本体３０が上記装置本体に、ディッシュ１４が上記ディッシュに、倒立顕微鏡１２が上記倒立顕微鏡に、コンデンサレンズ２６が上記コンデンサレンズに、ディッシュ側壁６８が上記ディッシュの側壁に、レバー部確認領域６６が上記支持部の先端を確認するための領域に、ディッシュ可動領域７２が上記ディッシュの側壁が掃引する領域に、それぞれ対応する。
【００８９】
（作用効果）
この（２）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュ上の多くの対象物（細胞）にアクセス可能であるので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる。
【００９０】
また、チップ部とディッシュとを相対的に移動させることで、ディッシュの全領域をカバーすることが可能である。
【００９１】
（３） 上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも大きい、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【００９２】
（対応する実施形態）
この（３）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第２、第４及び第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、第１のシャフト部１０２が上記第１のシャフト部に、第２のシャフト部１０４が上記第２のシャフト部に、接続部１０６が上記接続部に、第１の角度θ１が上記第１の角度に、第２の角度θ２が上記第２の角度に、それぞれ対応する。
【００９３】
（作用効果）
この（３）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトとして折れ曲がったものを使用できる。
【００９４】
（４） 上記第１のシャフト部は、細胞の照明に寄与する有効照明領域外にあることを特徴とする（３）に記載のチップ駆動装置。
【００９５】
（対応する実施形態）
この（４）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第２、第４及び第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、有効照明領域１０８が上記有効照明領域に対応する。
【００９６】
（作用効果）
この（４）に記載のチップ駆動装置によれば、照明光のシャフトによるけられを防止できる。
【００９７】
（５） 上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも小さい、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【００９８】
（対応する実施形態）
この（５）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第３乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、第１のシャフト部１０２が上記第１のシャフト部に、第２のシャフト部１０４が上記第２のシャフト部に、接続部１０６が上記接続部に、第１の角度θ１が上記第１の角度に、第２の角度θ２が上記第２の角度に、それぞれ対応する。
【００９９】
（作用効果）
この（５）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトとして折れ曲がったものを使用できる。
【０１００】
（６） 上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域は、上記ディッシュの半径をＲＤとしたとき、半径２ＲＤ以下であることを特徴とする（５）に記載のチップ駆動装置。
【０１０１】
（対応する実施形態）
この（６）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第３乃至第５実施形態が対応する。
【０１０２】
（作用効果）
この（６）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュを回転しない状態におけるディッシュの底面へのアクセス領域がより広がることになる。
【０１０３】
（７） 上記シャフトは、
上記装置本体側から上記チップ部側に至るまで直線形状であり、
上記コンデンサレンズの位置及びサイズによって決まる最大角度と、上記ディッシュの半径及び側壁の高によって決まる最小角度との間の角度をなすように設置される、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【０１０４】
（対応する実施形態）
この（７）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１、第４及び第５実施形態が対応する。
【０１０５】
（作用効果）
この（７）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトを容易に製造できる。
【０１０６】
（８） 上記第３の要件における、上記ディッシュの側壁が掃引する領域は、上記ディッシュの中央から上記装置本体に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記ディッシュの半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定される、
ことを特徴とする請求項２に記載のチップ駆動装置。
【０１０７】
（対応する実施形態）
この（８）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第４実施形態が対応する。
【０１０８】
（作用効果）
この（８）に記載のチップ駆動装置によれば、上記ディッシュとして、一般に細胞培養で使用される頻度の高い３５ｍｍガラスボトムディッシュを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るチップ駆動装置を示す全体構成図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図であり、図２（Ｂ）は、ニードルの構成を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフトの設置可能領域を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４（Ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図４（Ｃ）は、図３中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図５】図５は、シャフトが直線形状の場合におけるシャフト角度を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るチップ駆動装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るチップ駆動装置を用いたチップ駆動方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、第１実施形態に係るチップ駆動装置によってＨｅｌａＳ３細胞にＧＦＰ蛍光タンパク質を発現する遺伝子を導入した直後の顕微鏡画像を示す図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ２４時間経過後の位相差観察顕微鏡画像及び蛍光観察による顕微鏡画像を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフト形状を説明するための特徴部を示す図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態におけるシャフトの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフト形状を説明するための特徴部を示す図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態におけるシャフトの変形例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るチップ駆動装置におけるニードルの先端部分を示す側面図及び平面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…チップ駆動装置、 １２…倒立顕微鏡、 １４…ディッシュ、 １６…照明装置、 １８…顕微鏡ＸＹステージ、 ２０…顕微鏡ＸＹステージハンドル、 ２２…接眼レンズ、 ２４…透過照明光源、 ２６…コンデンサレンズ、 ２８…落射照明光源、 ３０…装置本体、 ３２…顕微鏡アダプタ、 ３４…操作モジュール、 ３６…チップ部、 ３８…ニードル、 ４０…アダプタ、 ４２…アダプタ保持部、 ４４…Ｚ駆動部、 ４６…針先ＸＹ調整ノブ、 ４８…Ｚ軸駆動部取付部、 ５０…マグネット、 ５２…嵌合部、 ５４…カンチレバーチップ、 ５６…シャフト、 ５８…シリコンベース部、 ６０…レバー部、 ６２…可動範囲、 ６４…コンデンサレンズ境界、 ６６…レバー部確認領域、 ６８…ディッシュ側壁、 ７０…細胞、 ７２…ディッシュ可動領域、 ７４…Ｚ調整用ハンドル、 ７６…速度設定ダイアル、 ７８…微調整（上）ボタン、 ８０…微調整（下）ボタン、 ８２…移動量設定ダイアル、 ８４…Ｚ値セットボタン、 ８６…位置検出部、 ８８…入力部、 ８８Ａ…移動指示部、 ８８Ｂ…速度設定部、 ８８Ｃ…移動量設定部、 ８８Ｄ…Ｚ値セット部、 ９０…記憶部、 ９２…判定部、 ９４…表示灯、 ９６…制御部、 ９８…電源、 １００…支柱、 １０２…第１のシャフト部、 １０４…第２のシャフト部、 １０６…接続部、 １０８…有効照明領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、微細針先端に遺伝子等の導入物質を電気的に吸着させ、この微細針を細胞内に侵入させて、この微細針にパルス電圧を印加することにより、細胞内に導入物質を導入するマイクロインジェクション方法及び装置が開示されている。ここで、微細針の侵入は、微細針と同軸に伸縮する圧電素子を用いて微動することにより行うようになっている。
【特許文献１】ＷＯ０４／０９２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１は、微細針先端部に遺伝子を保持する方式であり、細胞に対して低侵襲で遺伝子を導入することが可能で、高い生存率を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、カンチレバー先端の微細針の細胞内への侵入容積は微小であり、また、細胞膜が流動性を有しているために、微細針の先端が細胞内に侵入したと思われる位置までカンチレバーを移動させても、細胞膜が流動的に針部の表面を覆ってしまい、細胞膜を貫通させることができない場合がある。このため、チップ駆動が安定せず、良好な導入率を得ることができないという不都合がある。
【０００５】
また、上記特許文献１の構成では、微細針に通電することで細胞に電気的な刺激を与えて、生きたままの細胞を効率良く観察することもできなかった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる、チップ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のチップ駆動装置の一態様は、可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とする。
また、本発明のチップ駆動装置の別の態様は、可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる、チップ駆動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係るチップ駆動装置について、図１乃至図７を参照して説明する。
【００１１】
本実施形態に係るチップ駆動装置１０は、図１に示すように、細胞を観察するための倒立顕微鏡１２に装着して使用される。
【００１２】
倒立顕微鏡１２は、細胞を収容したディッシュ１４上の細胞を照明する照明装置１６と、上記ディッシュ１４をＸ方向及びＹ方向に移動する顕微鏡ＸＹステージ１８と、該顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動する顕微鏡ＸＹステージハンドル２０と、細胞において反射あるいは透過した光、あるいは細胞から発生した蛍光を観察するための図示しない対物レンズ及び接眼レンズ２２と、を備えている。
【００１３】
なお、ディッシュ１４は、細胞の観察を行えるよう、少なくともその底面は透明な材料、例えばガラスで形成されている。
【００１４】
なお、ここでは、手動操作される倒立顕微鏡１２を説明したが、コンピュータにより顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動制御する電動の倒立形顕微鏡であっても良い。更に、ＣＣＤカメラ等を備え、モニタに観察画像を表示するような倒立形顕微鏡でも良い。
【００１５】
また、上記照明装置１６には、細胞に対して、上記接眼レンズ２２とは反対側から照明光を照射する透過照明光源２４と、該透過照明光源２４から発せられた照明光を細胞に集光するコンデンサレンズ２６と、細胞に対して上記接眼レンズ２２と同一方向から照明光を照射する落射照明光源２８とが備えられている。
【００１６】
そして、本実施形態に係るチップ駆動装置１０は、装置本体３０と、該装置本体３０のコンデンサレンズ２６への取り付け部である顕微鏡アダプタ３２と、上記装置本体３０に図示しないケーブルを介して接続され、任意の位置に設置可能な操作モジュール３４とから構成されている。図１では、装置本体３０を、接眼レンズ２２が設けられた側である倒立顕微鏡１２の前面側に対し、コンデンサレンズ２６の右側に装着した状態を示している。
【００１７】
装置本体３０は、駆動対象であるチップ部３６を備えるニードル３８を装着したアダプタ４０を取り付けるためのアダプタ保持部４２と、該アダプタ保持部４２をＺ方向に移動することで上記チップ部３６をＺ方向に移動させるＺ駆動部４４と、上記アダプタ保持部４２をＸ方向及びＹ方向に移動することで上記チップ部のＸＹ位置を調整する針先ＸＹ調整ノブ４６と、を備えている。
【００１８】
ここで、アダプタ保持部４２には、図２（Ａ）に示すように、Ｚ駆動部４４の図示しない直線移動機構に、図示しないＸＹ駆動機構（針先ＸＹ調整ノブ４６はこの駆動機構によりアダプタ保持部４２を駆動する）を介して取り付けるためのＺ軸駆動部取付部４８とは長手方向反対側に、上記アダプタ４０を着脱自在に装着するための装着部材、例えばアダプタ４０が金属製ないしは対応する箇所に金属部を設けたものであればマグネット５０、が設けられている。なお、図２（Ａ）において、一点鎖線の右側が装置本体３０内に収容される部分である。即ち、上記マグネット５０は、装置本体３０外部となる位置に設けられている。また、このマグネット５０の近傍に、アダプタ４０の位置決めのために、アダプタ４０に設けられた穴や溝に嵌合する嵌合部５２が配設されている。嵌合部５２は、倒立顕微鏡１２の前面側に向けて突出しており、アダプタ４０がこの前面側から差し込みにより装着できるようになっている。
【００１９】
なお、装置本体３０がコンデンサレンズ２６の左側に装着された際にもアダプタ４０を装着できるように、マグネット５０及び嵌合部５２をアダプタ保持部４２の裏面側にも設けても良い。あるいは、装置本体３０の装着位置に応じて、アダプタ保持部４２を交換可能に構成しても良い。
【００２０】
上記アダプタ４０に装着されるニードル３８は、図２（Ｂ）に示すように、チップ部３６を形成したカンチレバーチップ５４を、該カンチレバーチップ５４を保持するためのシャフト５６の先端に接着して構成されている。カンチレバーチップ５４は、シリコンプロセスにより製造されるもので、他の部分との接着用のシリコンベース部５８と、該シリコンベース部５８から延在し、例えば厚み２．７μｍ、長さ２４０μｍで２Ｎ／ｍ程度の弾性定数を持つ可撓性のレバー部６０と、該レバー部６０の自由端に、該レバー部６０の長手方向に対しておおむね９０度の角度で形成された上記チップ部３６とからなる。
【００２１】
本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、上記ニードル３８をアダプタ４０に空けられた図示しない穴に挿入・固定し、その後、該ニードル３８を装着したアダプタ４０を装置本体３０に装着するようになっている。こうすることで、基本的に交換品度の高い構成品（消耗品）であるニードル３８を交換することができ、コンタミネーションの虞なく、該チップ駆動装置１０を繰り返し使用することができる。
【００２２】
また、細長いニードル３８を装置本体３０に直接装着する構成とすると、作業性が悪く、装着作業時にチップ部３６が顕微鏡ＸＹステージ１８等の倒立顕微鏡１２の何処かに当たって破損してしまう虞がある。本実施形態では、装置本体３０から取り外したアダプタ４０にニードル３８を装着した上で、該アダプタ４０を装置本体３０の前面側から装着するようにしているので、そのような破損の虞を少なくすることができる。
【００２３】
なお、アダプタ４０は、装置本体３０に装着された際に、ニードル３８のシャフト５６を所定の角度で斜め下方に向けて保持するように構成されており、また、カンチレバーチップ５４はこのシャフト５６に対して所定の角度となるように接着されている。また、上記したようにチップ部３６は、レバー部６０の長手方向に対して交差する方向に延びるように設けられている。従って、アダプタ４０が装置本体３０に装着された状態では、チップ部３６は、レバー部６０の自由端において、先端をほぼ鉛直下方に向けて保持されることとなる。
【００２４】
ここで、上記アダプタ４０がシャフト５６を保持した状態で、シャフト５６が設置可能な領域について、図３及び図４（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。なお、図４（Ａ）は、図３中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４（Ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図４（Ｃ）は、図３中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００２５】
まず、上記アダプタ４０がシャフト５６を固定角度で保持する際、シャフト５６を起き上げ過ぎると、コンデンサレンズ２６に干渉してしまう。従って、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がコンデンサレンズ２６に接触するのを回避する領域にしなければならない（要件１）。これは、コンデンサレンズ２６の下端に相当するＺＣより上方では、コンデンサレンズ２６の存在領域する領域を回避しなければならないということである。即ち、図４（Ｃ）にハッチングして示す領域を回避するように、シャフト設置可能領域６２は、コンデンサレンズ境界６４より装置本体３０側となる。なお、コンデンサレンズ２６は、様々なＷＤ（作業距離）や外径を有するコンデンサレンズの中から用途に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、超長作動距離型のコンデンサレンズ（ＷＤが約４５ｍｍ、最下面における外径が約５６ｍｍ）を用いることが可能である。
【００２６】
また、レバー部６０先端を確認するための領域を確保しなければならない（要件２）。これは、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がコンデンサレンズ２６から出射される照明光を遮る領域（シャフト５６の存在によってコンデンサレンズ２６のＮＡを著しく低下させないようにする必要がある領域（シャフト５６がこの領域に存在することを完全に排除するものではない））を回避する領域にしなければならないということである。従って、コンデンサレンズ２６の下端に相当するＺＣより下方（ＺＣからディッシュ１４の底面に相当するＺ０まで）では、図３にハッチングして示すようなレバー部確認領域６６を回避しなければならない。即ち、シャフト設置可能領域６２は、図４（Ｂ）にハッチングして示すレバー部確認領域６６を除いた領域となる。
【００２７】
また、上記アダプタ４０がシャフト５６を固定角度で保持する際、シャフト５６を寝かし過ぎると、ディッシュ側壁６８に干渉してしまう。従って、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６がディッシュ側壁６８に接触するのを回避する領域としなければならない（要件３）。
【００２８】
更に、チップ部３６がディッシュ１４の中央（初期位置）にある細胞７０だけでなく、ディッシュ１４内のほぼ全ての細胞７０にアクセスできることが好ましい。従って、ディッシュ１４がチップ部３６に対して相対移動する領域を確保しなければならない（要件４）。本実施形態の場合、ディッシュ１４に対するチップ部３６の相対移動は、ディッシュ１４の中央から装置本体３０とは反対側に向かう方向に沿ってディッシュ１４の半径ＲＤの分だけ可能となっていれば良い。これは、ディッシュ１４を任意に回転させることでディッシュ１４の底面の任意の領域に対してアクセス可能となるからである。
【００２９】
上記要件３及び要件４より、シャフト設置可能領域６２は、図３にハッチングして示すような、ディッシュ１４がチップ部３６に対して外側に向けて相対移動する際にディッシュ側壁６８が掃引する領域であるディッシュ可動領域７２を回避する領域となる。このディッシュ可動領域７２は、ディッシュ１４の半径ＲＤとディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤにより決まる領域である。即ち、シャフト設置可能領域６２は、上記ディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤに相当するＺＤより下方（ＺＣからディッシュ１４の底面に相当するＺ０まで）では、上記ディッシュ可動領域７２を回避しなければならない。従って、シャフト設置可能領域６２は、図４（Ａ）にハッチングして示す上記レバー部確認領域６６とディッシュ可動領域７２とを除いた領域となる。
【００３０】
なお、シャフト設置可能領域６２は、シャフト５６の先端にカンチレバーチップ５４が取付けられるので、ディッシュ１４内では、ディッシュ１４の底面に相当するＺ０よりも、カンチレバーチップ５４の高さ分だけ狭くなることは言うまでもない。
【００３１】
シャフト５６は、上記要件１乃至要件４を満たすようなシャフト設置可能領域６２に設置されなければならない。
【００３２】
シャフト５６がアダプタ４０側からチップ部３６側に至るまで直線形状である場合には、図５に示すように、シャフト角度θは、コンデンサレンズ２６の位置及びサイズによって決まる最大角度θＣと、ディッシュ１４の半径ＲＤ及びディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤによって決まる最小角度θＤとの間となる。例えば、シャフト５６の長さを約５０ｍｍ、ディッシュ１４として一般に細胞培養で使用される頻度の高い３５ｍｍガラスボトムディッシュ（半径ＲＤは約１７．５ｍｍ、側壁高ＨＤは約１１ｍｍ）を使用すると、最大角度θＣは約６０度、最小角度θＤは約３０度となる。この場合には、３０度乃至６０度の中間である４５度に設定することが好ましい。アダプタ４０によりシャフト５６を４５度の角度で保持するように設定した場合、上記３５ｍｍガラスボトムディッシュのガラス面（φ１４ｍｍ程度）に対し、コンデンサレンズ２６やディッシュ側壁６８に干渉することなく作業が行える。なお、このとき、上記ディッシュ可動領域７２は、ディッシュ１４の中央から装置本体３０に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定されるような領域となる。
【００３３】
このように、アダプタ４０がシャフト５６を保持する固定角度は、上記要件１乃至要件４を満たすように決定している。そして、アダプタ４０には、ニードル３８のシャフト５６を挿入・固定するため図示しない穴が、この固定角度でシャフト５６を保持するような角度を持って形成されている。
【００３４】
一方、チップ駆動装置１０の操作モジュール３４は、図１に示すように、Ｚ調整用ハンドル７４、速度設定ダイアル７６、微調整（上）ボタン７８、微調整（下）ボタン８０、移動量設定ダイアル８２、及びＺ値セットボタン８４を備えている。
【００３５】
ここで、Ｚ調整用ハンドル７４及び速度設定ダイアル７６は、アダプタ保持部４２の粗いＺ方向の移動（ｍｍ単位）に使用するものである。Ｚ調整用ハンドル７４の回転操作により、その回転方向に応じて上記Ｚ駆動部４４を用いてアダプタ保持部４２がＺ方向に駆動され、速度設定ダイアル７６は、Ｚ調整用ハンドル７４の回転操作に応じた駆動量を大・中・小の３段階で切り替え設定するためのものである。
【００３６】
また、微調整ボタン７８，８０及び移動量設定ダイアル８２は、アダプタ保持部４２の細かいＺ方向の移動（μｍ単位）に使用するものである。微調整（上）ボタン７８又は微調整（下）ボタン８０の操作により、そのボタンに応じて上記Ｚ駆動部４４を用いてアダプタ保持部４２がＺ方向に微小駆動され、移動量設定ダイアル８２は、１回の微調整ボタン７８，８０のＯＮ操作に応じた微小駆動量を大・中・小の３段階で切り替え設定するためのものである。
【００３７】
Ｚ値セットボタン８４は、Ｚ方向任意の位置を記憶する指示を行うためのボタンであり、上記Ｚ調整用ハンドル７４や上記微調整ボタン７８，８０を操作しても該Ｚ値セットボタン８４により記憶された位置よりも下（ディッシュ１４内のサンプルの方向）にはアダプタ保持部４２が下降しないようにするものである。なお、このＺ値セットボタン８４は、図示しないラッチ機構を備えており、操作者が押下操作即ちＯＮ操作すると、再度押下操作されるまで、その押下状態即ちＯＮ状態を維持する。以降、Ｚ値セットボタン８４がＯＦＦ状態におけるＺ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７８，８０の操作を「第１モード」と呼び、Ｚ値セットボタン８４がＯＮ状態におけるＺ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７８，８０の操作を「第２モード」と呼ぶ。
【００３８】
図６は、本実施形態に係るチップ駆動装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。
装置本体３０は、上記Ｚ駆動部４４に加えて、アダプタ保持部４２の位置を検出するための位置検出部８６を備えている。この位置検出部８６としては、アダプタ保持部４２の位置を、光学的に直接検出するものであっても良いし、Ｚ駆動部４４の駆動量を検出することで間接的に検出するものであっても良い。また、位置検出部８６を、装置本体３０とは別体に設けても構わない。
【００３９】
操作モジュール３４は、入力部８８、記憶部９０、判定部９２、表示灯９４、制御部９６、及び電源９８を備えている。
【００４０】
入力部８８は、上記Ｚ調整用ハンドル７４及び上記微調整ボタン７８，８０のＯＮ操作に応じて移動指示信号を出力する移動指示部８８Ａと、上記速度設定ダイアル７６によって設定された移動速度を示す速度設定信号を出力する速度設定部８８Ｂと、上記移動量設定ダイアル８２によって設定された移動量を示す移動量設定信号を出力する移動量設定部８８Ｃと、上記Ｚ値セットボタン８４のＯＮ操作に応じてＺ値セット信号を出力するＺ値セット部８８Ｄとを含む。この入力部８８から出力される各信号は、制御部９６に入力される。
【００４１】
記憶部９０は、上記Ｚ値セットボタン８４がＯＮ操作されたときの、上記位置検出部８６で検出されたアダプタ保持部４２の位置をＺ値として記憶するものである。判定部９２は、上記位置検出部８６で検出したアダプタ保持部４２の位置と記憶部９０に記憶されているＺ値とを比較して、アダプタ保持部４２が上記Ｚ値の位置に到達したか否かを判定するものである。表示灯９４は、上記Ｚ値セット部８８Ｄからの上記Ｚ値セット信号に応じて点灯するものであり、操作者は該表示灯９４の点灯によりＺ値の記憶を確認できるようにしている。
【００４２】
制御部９６は、該チップ駆動装置１０の全体を制御するものである。そして、電源９８は、該チップ駆動装置１０の各部を動作させる電力を供給するものである。
【００４３】
以下、このように構成された本実施形態に係るチップ駆動装置１０を用いたチップ駆動方法について説明する。
【００４４】
ここでは、本実施形態に係るチップ駆動装置１０を用いて、ディッシュ１４内の培養液中で培養される細胞に物質を導入する場合を例に説明する。
【００４５】
即ち、図７に示すように、まず、装置本体３０の取付けサイドを選択して、コンデンサレンズ２６に顕微鏡アダプタ３２を介して装着する（ステップＳ１０）。
【００４６】
次に、装置本体３０から取り外されているアダプタ４０に、ニードル３８を差し込み装着する（ステップＳ１２）。そして、そのニードル３８が装着されたアダプタ４０を、倒立顕微鏡１２の前面側から、装置本体３０のアダプタ保持部４２に装着する（ステップＳ１４）。
【００４７】
その後、チップ位置決めを行う（ステップＳ１６）。即ち、接眼レンズ２２で観察しながら装置本体３０の針先ＸＹ調整ノブ４６と操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作して、目視により、ニードル３８の先端に形成されているチップ部３６の位置を、図示しない対物レンズの中央位置（視野中央位置）に設定する。これは、顕微鏡ＸＹステージ１８にディッシュ１４を載置せずに行う。なお、Ｚ方向に関しては、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を大又は中にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により、視野にカンチレバーチップ５４のレバー部６０が目視で確認できるところまで、チップ部３６の下降動作を行う。
【００４８】
こうしてチップ位置決めがなされたならば、次に、サンプルのセット、即ち、顕微鏡ＸＹステージ１８上へのディッシュ１４の載置を行う（ステップＳ１８）。これは、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作してニードル３８先端のチップ部３６を安全な領域（Ｚ方向上側）に退避し、かつ、倒立顕微鏡１２の支柱１００を後ろ側に倒し（装置本体３０全体が移動）、サンプルセットのスペースを確保した上で、ディッシュ１４（サンプル）を顕微鏡ＸＹステージに載置し、その後に倒立顕微鏡１２の支柱１００を元に戻すというようにして実施する。なお、ディッシュ１４（サンプル）は、当該ディッシュ１４内の培養液中で培養される細胞に物質を導入するために、その導入しようとする物質を分散させた状態でセットされる。
【００４９】
そして、導入対象の細胞を選択する（ステップＳ２０）。これは、まず、接眼レンズ２２で観察しながら、顕微鏡ＸＹステージハンドル２０を操作することで、顕微鏡ＸＹステージ１８を作動させ、ディッシュ１４内の観察したい細胞を顕微鏡観察下に配置する。その後、Ｚ駆動部４４を作動させ、ニードル３８のチップ部３６を細胞の上方から細胞に近接させる。即ち、まず、接眼レンズ２２で観察しながら視野にカンチレバーチップ５４のレバー部６０が目視で確認できるところまで、チップ部３６のＺ方向への下降動作を行う。これは、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を小にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により行う。ディッシュ１４内の細胞とチップ部３６とが同じ高さではないので、チップ部３６には合焦しておらず、チップ部３６を観察することは困難であり、よって、チップ部３６よりも大きく合焦していなくても大まかに識別可能なレバー部６０を指標としてＺ方向への下降動作を行う。そして、視野にレバー部６０が目視で確認できるところまで下降させたならば、次に、接眼レンズ２２で観察しながら目視で、顕微鏡ＸＹステージのＸＹ方向への調整を行い、導入対象の細胞の真上にチップ部３６と思われる位置を設定する。以上のようにして、導入対象の細胞を選択する（決定する）。
【００５０】
その後の動作は、操作モジュール３４の記憶部９０にＺ値をセットしているか否かにより異なる。
【００５１】
１回目のチップ駆動では、まだ記憶部９０にＺ値をセットしていないので（ステップＳ２２）、第１モード（Ｚ値なし）でのチップ導入を行う（ステップＳ２４）。即ち、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４又は微調整ボタン７８，８０を操作しながら、接眼レンズ２２で観察して、「細胞の歪み」または「レバー部６０の撓み」を確認しながら、Ｚ方向の最適位置を決める。このとき、Ｚ調整用ハンドル７４の操作は、速度設定ダイアル７６の大・中・小でその感度を適宜切り替えながら行うことになる。また、微調整ボタン７８，８０の操作は、移動量設定ダイアル８２の大・中・小でその感度適宜切り替えながら行うことなる。
【００５２】
このようにしてチップ部３６を下降させディッシュ１４の底面へ近づけていき、チップ部３６の先端が下降していく途中において、ディッシュ１４内の細胞に接触する。ここで、更にチップ部３６を下降させていくと、チップ部３６の先端が細胞内、即ち、細胞膜及び核に孔または傷をつける。こうして形成された孔または傷に、ディッシュ１４内に分散された物質を流通することにより、物質が細胞内に流入する。導入しようとする粒子のサイズ等によっては、孔または傷をつけなくてもチップで細胞を変形させることによる物理的刺激でストレッチレセプター等に結合されたチャンネルが開くことによっても流入する。このとき、操作モジュール３４のＺ値セットボタン８４を押すことで、位置検出部８６で検出されるそのときのアダプタ保持部４２の位置を最適位置を示すＺ値として、記憶部９０に記憶させる（ステップＳ２５）。
【００５３】
その後、操作モジュール３４のＺ調整用ハンドル７４を操作して、ニードル３８を上昇させることで、チップ部３６を退避させる（ステップＳ２６）。この際には、操作モジュール３４の速度設定ダイアル７６を中又は小にセットして、Ｚ調整用ハンドル７４の操作により、チップ部３６の上昇動作を行う。
【００５４】
なお、チップ部３６を上昇させてチップ部３６を細胞から引き抜いた後は、ある一定時間が経過すると、細胞膜は自己修復により回復し、細胞内に物質が取り込まれた状態となる。
【００５５】
以下、任意のサンプル細胞個々に対して物質の導入を繰り返し行う。
即ち、接眼レンズ２２で観察しながら、顕微鏡ＸＹステージハンドル２０を操作することで、顕微鏡ＸＹステージ１８を作動させ、導入対象の細胞の真上にチップ部３６を設定する。つまり、導入対象の細胞を選択する（ステップＳ２０）。
【００５６】
２回目からのチップ駆動では、記憶部９０にＺ値をセットしているので（ステップＳ２２）、第２モード（Ｚ値セットあり）でのチップ導入動作を実施することになる（ステップＳ２８）。この場合には、Ｚ値が記憶部９０にセットされているので、水平方向を位置決めした後は、Ｚ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７６、７８による行き過ぎた操作を気にせずに、チップ部３６を十分下降させる操作をするだけで、最適位置まで下降させることができる。即ち、操作モジュール３４の判定部９２が位置検出部８６で検出したアダプタ保持部４２の位置と記憶部９０にセットされているＺ値とを比較して、アダプタ保持部４２（チップ部３６）が上記Ｚ値の位置に到達したと判定したならば、操作モジュール３４の制御部９６は、Ｚ調整用ハンドル７４及び微調整ボタン７６、７８が操作されても、それ以上Ｚ駆動部４４が下降しないように制御することができる。
【００５７】
なお、最適Ｚ位置が記憶部９０にセットされているので、その位置まで自動でアダプタ保持部４２（チップ部３６）が下降するようにしても良い。即ち、第２モードでのハンドル操作を自動化しても良い。
【００５８】
また、手動操作型の倒立顕微鏡１２ではなく、コンピュータにより顕微鏡ＸＹステージ１８を駆動制御すると共に、ＣＣＤカメラ等を備え、モニタに観察画像を表示するような電動型の倒立形顕微鏡においては、物質の導入が必要な細胞を予め画像上で選択しておき、自動でその位置まで移動するようにしても良い。即ち、顕微鏡ＸＹステージ１８のＸＹ方向への調整を自動化しても良い。
【００５９】
なお、細胞内に導入する物質としては、遺伝子、色素、量子ドットなどの蛍光試薬、イオン、ペプチド、タンパク質、多糖類、等、ディッシュ１４内に分散できるものであれば良い。
【００６０】
［実施例］
ＨｅｌａＳ３細胞を遺伝子溶液中に浸漬し、導入を試みた例を示す、導入した遺伝子は、ＧＦＰ蛍光タンパク質を発現する遺伝子であり、導入の正否は蛍光観察により確認することができる。
【００６１】
図８（Ａ）は、遺伝子導入直後の導入を試みた細胞の顕微鏡観察像を示す。観察画像中の複数の細胞を選定し導入を試みている。図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、導入２４時間経過後に導入の成否を確認した顕微鏡観察像である。図８（Ｂ）は、位相差観察像であり、２４時間経過後の細胞の状態を示している。図８（Ｃ）は、この細胞を蛍光観察により観察したものであり、導入が成功した細胞では、遺伝子が発現し強い蛍光強度が得られている。この結果より、非常に効率良く、細胞に遺伝子が導入されていることが確認できる。
【００６２】
以上のようにして、本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、ディッシュ１４上の多くの細胞７０にアクセス可能であるので、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００６３】
また、本実施形態に係るチップ駆動装置１０では、チップ部３６とディッシュ１４とを相対的に移動させることで、ディッシュ１４の全領域をカバーすることが可能である。
【００６４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るチップ駆動装置について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図である。
【００６５】
上記第１実施形態では、アダプタ４０側からチップ部３６側に至るまで直線形状のシャフト５６を用いたが、本実施形態では、アダプタ４０側の第１のシャフト部１０２と、チップ部３６側の第２のシャフト部１０４と、これら第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部１０６と、を備える非直線形状のシャフト５６を用いるものである。
【００６６】
この場合、上記要件１乃至要件４を満たすために、上記第１のシャフト部１０２のＸＹ平面（ディッシュ１４の載置面）に対する角度である第１の角度θ１は、上記第２のシャフト部１０４のＸＹ平面に対する角度である第２の角度θ２よりも大きいことが必要となる。また、第１のシャフト部１０２は、細胞７０の照明に寄与する領域である有効照明領域１０８外となるように構成することが望ましい。
【００６７】
このような、本第２実施形態に係るチップ駆動装置によれば、上記第１実施形態と同様に、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００６８】
また、第１のシャフト部１０２が有効照明領域１０８の外にあるので、該第１のシャフト部１０２によるコンデンサレンズ２６から出射される照明光のけられを防止できる。即ち、コンデンサレンズ２６に近い位置に在れば在るほどけられる照明光が多くなり、遠い位置に在れば在るほどけられる照明光が少なくなる。コンデンサレンズ２６に近い領域となってしまう第１のシャフト部１０２を有効照明領域１０８外とすることで、細胞の照明に与える影響を少なくすることができる。
【００６９】
なお、第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを屈折して連結する接続部１０６は、図９に示すように１回の屈折に限るものではなく、図１０に示すように２回、あるいはそれ以上屈折しても良い。
【００７０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るチップ駆動装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図である。
【００７１】
本実施形態においては、上記第２実施形態とは逆に、上記第１のシャフト部１０２のＸＹ平面に対する角度である第１の角度θ１が、上記第２のシャフト部１０４のＸＹ平面に対する角度である第２の角度θ２よりも小さくなるように構成したものである。この場合、第２のシャフト部１０４は、ディッシュ側壁６８の側壁高ＨＤよりも高い位置まで延伸する長さを持つことが好ましい。
【００７２】
このような、本第３実施形態に係るチップ駆動装置でも、上記第１実施形態と同様に、従来と同様に低侵襲で生存率は高いまま、更に、導入物質を細胞内に確実且つ高い導入効率で導入することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、ディッシュ１４とシャフト５６とが半径２ＲＤ以下の領域を相対移動できるものとしている。これにより、ディッシュ１４を回転しない状態におけるディッシュ１４の底面へのアクセス領域がより広がることになる。
【００７４】
なお、第１のシャフト部１０２と第２のシャフト部１０４とを屈折して連結する接続部１０６は、図１１に示すように１回の屈折に限るものではなく、図１２に示すように２回、あるいはそれ以上屈折しても良い。
【００７５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るチップ駆動装置について、図１３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態に係るチップ駆動装置におけるニードル３８の先端部分を示す側面図及び平面図である。
【００７６】
上記第１乃至第３実施形態のようにシャフト５６が細い棒状に構成されることでコンデンサレンズ２６からの照明のけられは少なくなるが、シャフト５６は棒状に限定されるものではなく、薄板状のものであっても、同様の効果が得られる。
【００７７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るチップ駆動装置について説明する。
【００７８】
上記第１乃至第４実施形態では、倒立顕微鏡１２にチップ駆動装置１０を一つだけ装着して使用する例を説明したが、チップ駆動装置１０は同時に複数用いても良く、例えば、装置本体３０をコンデンサレンズ２６の両側に装着して使用することができる。
【００７９】
このようにチップ駆動装置１０を複数使用することで、物質の導入の用途だけでなく、例えば、複数のチップ部３６の間に電位差を与えることで細胞に電気的な刺激を与える用途にも利用できる。なお、上記電気的な刺激は、複数のチップ部３６を用いることに限定されるものではなく、１つのチップ部３６と図示しない所定の電極（例えばＩＴＯ付きガラスボトム等）の間に電位差を与えることでも可能である。このような場合、チップ部３６は導電性を有していることが好ましい。
【００８０】
これにより本実施形態では、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができるようになる。
【００８１】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００８２】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００８３】
（１） 可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【００８４】
（対応する実施形態）
この（１）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、レバー部６０が上記可撓性を有する支持部に、細胞７０が上記対象物に、チップ部３６が上記チップ部に、チップ駆動装置１０が上記チップ駆動装置に、シャフト５６が上記シャフトに、装置本体３０が上記装置本体に、倒立顕微鏡１２が上記倒立顕微鏡に、コンデンサレンズ２６が上記コンデンサレンズに、レバー部確認領域６６が上記支持部の先端を確認するための領域に、ディッシュ１４が上記ディッシュに、ディッシュ側壁６８が上記ディッシュの側壁に、ディッシュ可動領域７２が上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域に、それぞれ対応する。
【００８５】
（作用効果）
この（１）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュ上の多くの対象物（細胞）にアクセス可能であるので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる。
【００８６】
また、チップ部とディッシュとを相対的に移動させることで、ディッシュの全領域をカバーすることが可能である。
【００８７】
（２） 可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【００８８】
（対応する実施形態）
この（２）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、レバー部６０が上記可撓性を有する支持部に、細胞７０が上記対象物に、チップ部３６が上記チップ部に、チップ駆動装置１０が上記チップ駆動装置に、シャフト５６が上記シャフトに、装置本体３０が上記装置本体に、ディッシュ１４が上記ディッシュに、倒立顕微鏡１２が上記倒立顕微鏡に、コンデンサレンズ２６が上記コンデンサレンズに、ディッシュ側壁６８が上記ディッシュの側壁に、レバー部確認領域６６が上記支持部の先端を確認するための領域に、ディッシュ可動領域７２が上記ディッシュの側壁が掃引する領域に、それぞれ対応する。
【００８９】
（作用効果）
この（２）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュ上の多くの対象物（細胞）にアクセス可能であるので、低侵襲で生存率を高く維持したまま、細胞に物質を高効率で導入し、又は、細胞に電気的な刺激を与え、生細胞を効率良く観察することができる。
【００９０】
また、チップ部とディッシュとを相対的に移動させることで、ディッシュの全領域をカバーすることが可能である。
【００９１】
（３） 上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも大きい、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【００９２】
（対応する実施形態）
この（３）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第２、第４及び第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、第１のシャフト部１０２が上記第１のシャフト部に、第２のシャフト部１０４が上記第２のシャフト部に、接続部１０６が上記接続部に、第１の角度θ１が上記第１の角度に、第２の角度θ２が上記第２の角度に、それぞれ対応する。
【００９３】
（作用効果）
この（３）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトとして折れ曲がったものを使用できる。
【００９４】
（４） 上記第１のシャフト部は、細胞の照明に寄与する有効照明領域外にあることを特徴とする（３）に記載のチップ駆動装置。
【００９５】
（対応する実施形態）
この（４）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第２、第４及び第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、有効照明領域１０８が上記有効照明領域に対応する。
【００９６】
（作用効果）
この（４）に記載のチップ駆動装置によれば、照明光のシャフトによるけられを防止できる。
【００９７】
（５） 上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも小さい、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【００９８】
（対応する実施形態）
この（５）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第３乃至第５実施形態が対応する。それらの実施形態において、第１のシャフト部１０２が上記第１のシャフト部に、第２のシャフト部１０４が上記第２のシャフト部に、接続部１０６が上記接続部に、第１の角度θ１が上記第１の角度に、第２の角度θ２が上記第２の角度に、それぞれ対応する。
【００９９】
（作用効果）
この（５）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトとして折れ曲がったものを使用できる。
【０１００】
（６） 上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域は、上記ディッシュの半径をＲＤとしたとき、半径２ＲＤ以下であることを特徴とする（５）に記載のチップ駆動装置。
【０１０１】
（対応する実施形態）
この（６）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第３乃至第５実施形態が対応する。
【０１０２】
（作用効果）
この（６）に記載のチップ駆動装置によれば、ディッシュを回転しない状態におけるディッシュの底面へのアクセス領域がより広がることになる。
【０１０３】
（７） 上記シャフトは、
上記装置本体側から上記チップ部側に至るまで直線形状であり、
上記コンデンサレンズの位置及びサイズによって決まる最大角度と、上記ディッシュの半径及び側壁の高によって決まる最小角度との間の角度をなすように設置される、
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のチップ駆動装置。
【０１０４】
（対応する実施形態）
この（７）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１、第４及び第５実施形態が対応する。
【０１０５】
（作用効果）
この（７）に記載のチップ駆動装置によれば、シャフトを容易に製造できる。
【０１０６】
（８） 上記第３の要件における、上記ディッシュの側壁が掃引する領域は、上記ディッシュの中央から上記装置本体に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記ディッシュの半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定される、
ことを特徴とする請求項２に記載のチップ駆動装置。
【０１０７】
（対応する実施形態）
この（８）に記載のチップ駆動装置に関する実施形態は、第１乃至第４実施形態が対応する。
【０１０８】
（作用効果）
この（８）に記載のチップ駆動装置によれば、上記ディッシュとして、一般に細胞培養で使用される頻度の高い３５ｍｍガラスボトムディッシュを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るチップ駆動装置を示す全体構成図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１実施形態に係るチップ駆動装置の特徴部の構成を示す図であり、図２（Ｂ）は、ニードルの構成を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフトの設置可能領域を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３中のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図４（Ｂ）は、図３中のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図４（Ｃ）は、図３中のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図５】図５は、シャフトが直線形状の場合におけるシャフト角度を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るチップ駆動装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本実施形態に係るチップ駆動装置を用いたチップ駆動方法を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、第１実施形態に係るチップ駆動装置によってＨｅｌａＳ３細胞にＧＦＰ蛍光タンパク質を発現する遺伝子を導入した直後の顕微鏡画像を示す図であり、図８（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ２４時間経過後の位相差観察顕微鏡画像及び蛍光観察による顕微鏡画像を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフト形状を説明するための特徴部を示す図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態におけるシャフトの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態に係るチップ駆動装置におけるシャフト形状を説明するための特徴部を示す図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態におけるシャフトの変形例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、本発明の第４実施形態に係るチップ駆動装置におけるニードルの先端部分を示す側面図及び平面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０…チップ駆動装置、 １２…倒立顕微鏡、 １４…ディッシュ、 １６…照明装置、 １８…顕微鏡ＸＹステージ、 ２０…顕微鏡ＸＹステージハンドル、 ２２…接眼レンズ、 ２４…透過照明光源、 ２６…コンデンサレンズ、 ２８…落射照明光源、 ３０…装置本体、 ３２…顕微鏡アダプタ、 ３４…操作モジュール、 ３６…チップ部、 ３８…ニードル、 ４０…アダプタ、 ４２…アダプタ保持部、 ４４…Ｚ駆動部、 ４６…針先ＸＹ調整ノブ、 ４８…Ｚ軸駆動部取付部、 ５０…マグネット、 ５２…嵌合部、 ５４…カンチレバーチップ、 ５６…シャフト、 ５８…シリコンベース部、 ６０…レバー部、 ６２…可動範囲、 ６４…コンデンサレンズ境界、 ６６…レバー部確認領域、 ６８…ディッシュ側壁、 ７０…細胞、 ７２…ディッシュ可動領域、 ７４…Ｚ調整用ハンドル、 ７６…速度設定ダイアル、 ７８…微調整（上）ボタン、 ８０…微調整（下）ボタン、 ８２…移動量設定ダイアル、 ８４…Ｚ値セットボタン、 ８６…位置検出部、 ８８…入力部、 ８８Ａ…移動指示部、 ８８Ｂ…速度設定部、 ８８Ｃ…移動量設定部、 ８８Ｄ…Ｚ値セット部、 ９０…記憶部、 ９２…判定部、 ９４…表示灯、 ９６…制御部、 ９８…電源、 １００…支柱、 １０２…第１のシャフト部、 １０４…第２のシャフト部、 １０６…接続部、 １０８…有効照明領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【請求項２】
可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【請求項３】
上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項４】
上記第１のシャフト部は、細胞の照明に寄与する有効照明領域外にあることを特徴とする請求項３に記載のチップ駆動装置。
【請求項５】
上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項６】
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域は、上記ディッシュの半径をＲＤとしたとき、半径２ＲＤ以下であることを特徴とする請求項５に記載のチップ駆動装置。
【請求項７】
上記シャフトは、
上記装置本体側から上記チップ部側に至るまで直線形状であり、
上記コンデンサレンズの位置及びサイズによって決まる最大角度と、上記ディッシュの半径及び側壁の高によって決まる最小角度との間の角度をなすように設置される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項８】
上記第３の要件における、上記ディッシュの側壁が掃引する領域は、上記ディッシュの中央から上記装置本体に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記ディッシュの半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定される領域である、
ことを特徴とする請求項２に記載のチップ駆動装置。
【請求項１】
可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記シャフトが上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズに接触するのを回避するという第１の要件と、
上記支持部の先端を確認するための領域を確保するという第２の要件と、
上記シャフトが上記対象物を収容するディッシュの側壁に接触するのを回避するという第３の要件と、
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域を確保するという第４の要件と、
の４つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【請求項２】
可撓性を有する支持部に対して所定の角度で対象物方向に形成されたチップ部を所定の角度に保持しつつ、チップ部を対象物の方向に移動可能なチップ駆動装置において、
上記チップ部を形成した上記支持部を取付けたシャフトと、
上記シャフトを、上記チップ部が上記所定の角度を保持しつつ上記対象物の方向に移動させる装置本体と、
を具備し、
上記装置本体を装着した倒立顕微鏡のコンデンサレンズの下端よりも高い位置では、上記コンデンサレンズが存在する領域を回避するという第１の要件と、
上記コンデンサレンズの下端から上記ディッシュの側壁の上端までの位置では、上記支持部の先端を確認するための領域を回避するという第２の要件と、
上記ディッシュの側壁の上端より低い位置では、上記支持部の先端を確認するための領域と、上記ディッシュが上記チップ部に対して外側に向けて相対移動する際に上記ディッシュの側壁が掃引する領域とを回避するという第３の要件と、
の３つの要件を満たすように、上記シャフトが設置されていることを特徴とするチップ駆動装置。
【請求項３】
上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項４】
上記第１のシャフト部は、細胞の照明に寄与する有効照明領域外にあることを特徴とする請求項３に記載のチップ駆動装置。
【請求項５】
上記シャフトは、上記装置本体側の第１のシャフト部と、上記チップ部側の第２のシャフト部と、上記第１のシャフト部と上記第２のシャフト部とを少なくとも１回は屈折して連結する接続部と、を備え、
上記第１のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第１の角度は、上記第２のシャフト部の上記ディッシュの設置面に対する角度である第２の角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項６】
上記ディッシュが上記チップ部に対して相対移動する領域は、上記ディッシュの半径をＲＤとしたとき、半径２ＲＤ以下であることを特徴とする請求項５に記載のチップ駆動装置。
【請求項７】
上記シャフトは、
上記装置本体側から上記チップ部側に至るまで直線形状であり、
上記コンデンサレンズの位置及びサイズによって決まる最大角度と、上記ディッシュの半径及び側壁の高によって決まる最小角度との間の角度をなすように設置される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ駆動装置。
【請求項８】
上記第３の要件における、上記ディッシュの側壁が掃引する領域は、上記ディッシュの中央から上記装置本体に向かう方向に沿ってとった断面の大きさが、上記ディッシュの半径ＲＤと側壁高ＨＤで規定される領域である、
ことを特徴とする請求項２に記載のチップ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１３９８６５（Ｐ２００９−１３９８６５Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１８８９１（Ｐ２００７−３１８８９１）
【出願日】平成１９年１２月１０日（２００７．１２．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１０日（２００７．１２．１０）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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