物質を吸引又は吐出する装置及び方法
【課題】安定した物質の吸引又は吐出が可能な装置及び方法を提供する。
【解決手段】物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置を提供する。また、孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法を提供する。
【解決手段】物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置を提供する。また、孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注射孔、吸引口などの微小な細孔を有する孔部材（例えば、注射針、容器、内視鏡）を使用して物質を吸引又は吐出する装置及び方法に関する。本発明は、例えば、細胞やコロイドなどの微小物体に微小針を介して遺伝子や薬剤などの物質を注入する注入装置（「マイクロインジェクション装置」ともいう。）及び注入方法に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用途において、遺伝子及び薬剤などの注入物質を注入した細胞を利用する機会が増加している。このような医療用途では、研究用途とは異なり、細胞と注入物質の組合せを予め決定し、単一細胞について効果発現の有無を観察するなど、各細胞の個別的評価が必要となる。このため、多量の細胞にスループットと注入成功率良く物質を注入することが必要となる。
【０００３】
スループットの向上のためには、注入を自動化した注入装置が必要となる。また、注入成功率を向上するためには、人工授精で広く使用されているインジェクション法を使用することに加え、微小針から注入物質を安定して吐出すると共に細胞を容器内で安定して固定する必要がある。この点、細胞が、シャーレ中で自由に移動可能であると注入作業が困難になるため、微細孔の空いた膜をフィルターの裏から多数の細胞を一括して吸引及び固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照のこと）。
【０００４】
その他の従来技術としては、例えば、特許文献３及び４がある。
【特許文献１】特開２００６−１４９２２６号公報
【特許文献２】特開平２−１１７３８０号公報
【特許文献３】特開１１−１８３５２２号公報
【特許文献４】特開２００４−１６６６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、微小針は、内径がφ１μｍ未満であるため、物質充填時に気泡を巻き込み、その気泡がダンパーとなって圧力を加えても物質を吐出しない場合がある。また、微小針の先端部は清浄でなければ同様に物質を吐出しにくい。微小針を製作する際に針先汚染（コンタミネーション）が発生する。また、細胞に物質を注入すると、物質や細胞の一部が微小針の外部及び内部の先端部に付着する。これらの汚染物質や付着物質により微小針の吐出口が詰まり、次回の注入が不良となったり困難になったりする。更に、微小物体の吸引口の中には時間と共に撥水性を帯びるものがあり、時間と共に浮遊物体を吸引しにくくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、安定した物質の吸引又は吐出が可能な装置及び方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての装置は、物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする。かかる装置は洗浄手段を備えているので、物質の吐出又は吸引の直前に洗浄を行うことができる。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出又は吸引の直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出又は吸引が安定する。また、洗浄は移動手段が移動することにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。物質の種類は特に限定されない。移動手段は、孔部材及び／又は洗浄手段を移動すれば足りる。前記装置は、例えば、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置である。また、前記孔部材は、前記注射針、容器、内視鏡その他の器具であり、前記孔は注射孔、吸引口その他の細孔である。孔部材は吐出と吸引の両方を行ってもよい。
【０００８】
前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することが好ましい。これにより、活性化した洗浄用ガスを積極的に孔部材の孔の内面に引き込むことができ、殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果を孔部材の内面に及ぼすことができる。この結果、気泡の影響や物質の詰まりを低減又は除去することができる。この場合、前記孔部材は複数の孔を有し、前記減圧手段は前記複数の孔に別個独立に負圧を加えてもよい。これにより、活性化した洗浄用ガスの引き込みなどが容易になる。
【０００９】
また、前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段と、前記孔部材の内部に正圧を加える加圧手段と、前記減圧手段及び前記加圧手段を切り替える切替手段とを有する圧力調整機構と、前記切替手段による切替動作を前記注射針の洗浄時か前記孔部材の動作時かに応じて制御する制御部とを更に有してもよい。切替手段を加圧手段及び減圧手段に共通に使用して部品点数を抑えると共に切替手段による切替動作を自動化することによって操作者の負担を軽減することができる。この場合、前記孔部材は複数の孔を有し、前記圧力調整機構は前記複数の孔に別個独立に圧力を加えてもよい。これにより、活性化した洗浄用ガスの引き込みなどが容易になる。
【００１０】
前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することが好ましい。洗浄用ガスの温度情報は、例えば、洗浄用ガスの照射範囲における温度分布である。これにより、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷を防止することができる。この場合、制御部は、前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段の検出結果を利用してもよい。
【００１１】
前記洗浄手段は、例えば、酸素供給源を含む。また、前記洗浄手段は、不活性ガス供給源を更に有してもよい。
【００１２】
本発明の別の側面としての方法は、孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする。かかる注入方法は、吐出／吸引ステップの直前に孔部材を洗浄する。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出／吸引の直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出／吸引が安定する。また、洗浄は移動ステップにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。移動ステップは、孔部材及び／又は照射部を移動すれば足りる。
【００１３】
前記吐出／吸引ステップは、例えば、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入するステップであり、前記孔部材は、例えば、注射針である。あるいは、前記方法は、例えば、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する方法であり、前記吐出／吸引ステップは、例えば、前記微小物体を容器の吸引口に吸引するステップであり、前記孔部材は、例えば、前記容器であり、前記孔は、例えば、前記吸引口である。
【００１４】
前記洗浄ステップは、前記注入ステップの命令を受信したかどうかを判断するステップと、当該判断ステップが受信したと判断した場合に自動的に前記照射ステップ及び前記移動ステップを実行してもよい。これにより、洗浄の自動化の実行を図ることができる。
【００１５】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することが好ましい。これにより、活性化した洗浄用ガスを積極的に孔部材の内面に引き込むことができ、殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果を孔部材の内面に及ぼすことができる。この結果、気泡の影響や物質の詰まりを低減又は除去することができる。また、前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させてもよい。特に、孔に物質が詰まった場合などに正圧は効果的である。
【００１６】
前記洗浄用ガスの照射部と前記孔部材との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御するステップを更に有することが好ましい。これにより、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷を防止することができる。この場合、前記洗浄用ガスの温度を検出するステップを更に有し、前記制御ステップは前記検出ステップの検出結果に基づいて制御してもよい。
【００１７】
前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有してもよい。これにより、孔部材の内面への洗浄用ガスの引き込みが容易になる。
【００１８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安定した物質の吸引又は吐出が可能な装置及び方法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】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態の注入装置１００について説明する。注入装置１００は、細胞やコロイドなどの微小物体に対して所定の物質を、微小針（キャピラリ）を用いて注入する。本実施例の微小物体は、液体Ｌに分散し、浮遊可能な細胞Ｃである。液体Ｌは、例えば、細胞懸濁液及び培地である。ここで、図１は、注入装置１００の概略断面図である。
【００２１】
注入装置１００は、図１に示すように、キャピラリ１１０と、圧力調整機構１２０と、キャピラリ駆動系１３０と、シャーレ１４０と、シャーレ駆動系１５０と、洗浄手段１６０と、温度検出系１７０と、制御系１８０と、図示しない観察系とを有する。
【００２２】
キャピラリ１１０は、細胞Ｃの所定の部位（例えば、核や細胞質）に挿入され、所定の部位に遺伝子、薬剤、タンパク質などの所定の物質を注入する注射針である。キャピラリ１１０は、後述するローダノズル１１５と、プラスチックから構成される中空部材であるマニピュレータ部１１６と、圧力調整機構１２０に接続可能である。キャピラリ１１０は、図１及び図２に示すように、注射孔１１２ａを有するガラス製の注射針１１２と、注射針１１２を保持するプラスチック製の保持部１１４とを有する。
【００２３】
保持部１１４はＩ字形状断面を有し、マニピュレータ部１１６の一端に設けられたＯリング１１７に結合されて軸方向の固定と気密保持を行うフランジ１１４ａを有する。ローダノズル１１５は、キャピラリ１１０の内部に挿入され、図示しない物質充填手段から所定の物質を充填するガラス管である。マニピュレータ部１１６の他端には圧力調整機構１２０の圧力管１２６が固定される。マニピュレータ部１１６はプラスチック製で内部には流路１１８が形成されている。
【００２４】
圧力調整機構１２０はマニピュレータ部１１６を介してキャピラリ１１０内の圧力を制御する。圧力調整機構１２０は、加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂとを有する。加圧手段１２１ａは、正圧用ポンプ１２２ａ、正圧を一定に維持する圧力調整弁１２３ａ、吐出用の正圧を加えるタンク１２４ａ、三方向切替弁１２５、圧力管１２６を含む。減圧手段１２１ｂは、負圧用ポンプ１２２ｂ、負圧を一定に維持する圧力調整弁１２３ｂ、吸引用の負圧を加えるタンク１２４ｂ、三方向切替弁１２５を含む。圧力調整機構１２０は各部に当業界で周知の構造を適用することができるため、詳しい説明は省略する。
【００２５】
三方向切替弁１２５は加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂに共通に使用され部品点数を抑えている。三方向切替弁１２５は加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂのどちらかを選択する。制御系１８０の制御部１８２は、注射針１１２の注入時に加圧手段１２１ａが選択され、注射針１１２の洗浄時に減圧手段１２１ｂが選択されるように、三方向切替弁１２５の切替動作を制御する。このような自動切替は操作者の負担を軽減する。
【００２６】
圧力管１２６は一端が三方向切替弁１２５に接続され、他端がマニピュレータ部１１６の流路１１８に接続されている。流路１１８は注射針１１２の注射孔１１２ａに接続されている。圧力管１２６は三方向切替弁１２５によって選択された加圧手段１２１ａ又は減圧手段１２１ｂのどちらかの圧力を流路１１８に伝達する。
【００２７】
加圧手段１２１ａは、内部に物質や細胞が詰まった状態での洗浄や物質の注入の際に使用される。
【００２８】
減圧手段１２１ｂにより、後述する混合ガスラジカルを注射針１１２の内部に引き込むことができる。好ましくは、図２に示すＯリング１１７直後の注射針１１２の注射孔１１２ａの内面全部に引き込むことが好ましい。この結果、洗浄効果である殺菌、滅菌及び濡れ性の向上を注射針１１２の外面だけでなく内面にも及ぼすことができる。殺菌及び滅菌効果により、その後の注入動作におけるコンタミを防止することができる。また、濡れ性が向上するので円滑な物質注入動作を確保することができる。
【００２９】
本実施例では、加圧手段１２１ａが物質を細胞Ｃを損傷しないように注入する吐出力と減圧手段１２１ｂが酸素ラジカルを所定の位置までに引き込むための吸引力をシミュレーションや実験で予め設定されている。
【００３０】
キャピラリ１１０は、キャピラリ駆動系１３０に接続されて駆動される。シャーレ１４０を固定支持するシャーレ駆動系１５０とキャピラリ駆動系１３０の少なくとも一方は、キャピラリ１１０と細胞Ｃとの位置及び姿勢を変化させる調節手段を有する。位置は、例えば、ＸＹＺ方向の一又は複数の位置であり、姿勢は、例えば、ＸＹＺ方向の各軸周りの一又は複数の角度である。本実施例では、シャーレ駆動系１５０はＸＹ平面内でシャーレ１４０を移動するＸＹテーブルを有し、キャピラリ駆動系１３０はその他の方向の移動又は微調節機能を有する。
【００３１】
キャピラリ駆動系１３０は、第１及び第２の移動手段と調節手段とを有する。
【００３２】
第１の移動手段は、キャピラリ１１０を設定された方向（かかる方向を本実施例では「Ａ軸方向」又は「挿入方向」と呼ぶ場合もある。）に移動させる。第１の移動手段は、キャピラリ１１０が固定され、キャピラリ１１０をＡ軸方向に移動するキャピラリ挿抜直動テーブル（Ａ軸テーブル）を含む。
【００３３】
第２の移動手段は、キャピラリ１１０を所定の位置と洗浄位置との間で移動させる。所定の位置は、特に限定されないが、例えば、キャピラリ１１０がＡ軸方向においてシャーレ１４０の上空にある注入準備位置であるか、注入動作終了後にキャピラリ１１０が復帰するホームポジションである。図１では、左側のキャピラリ１１０の位置が所定の位置で、右側のキャピラリ１１０の位置が洗浄位置である。
【００３４】
第２の移動手段は、図１では直線的に延びる案内軸１３２と、キャピラリ１１０に固定されて案内軸１３２に沿って移動可能でキャピラリ１１０に固定された図示しない可動部１３４と、キャピラリ１１０の保持部１１４の窪みを固定するＶ字ブロック１３６とを有する。また、第２の移動手段は図示しないモータも有する。
【００３５】
第２の移動手段は、案内軸１３２と可動部１３４に、ラックとモータ軸に固定されたピニオンのような機械的手段を適用してもよいし、リニアモータのような磁気的手段を適用してもよいし、その他の手段を適用してもよい。第２の移動手段による移動は、図１では、案内軸１３２に沿った一方向の直線移動であるが、多方向の直線移動や回転移動が含まれていてもよい。このような移動機構は当業界で周知のいかなる構成をも適用することができる。例えば、第２の移動手段は、注射針１１２を洗浄位置に移動した後で所定角度だけ回転させるなどである。係る回転により、後述するように、混合ガスラジカルの照射方向（図１で示す矢印方向）とキャピラリ１１０の軸方向とが一致又は平行になり、混合ガスラジカルを注射針１１２内部に引き込み易くなるからである。
【００３６】
また、本実施例は、第２の移動手段を設けてキャピラリ１１０を洗浄位置に移動しているが、洗浄手段１６０を移動する移動手段を設けてホームポジション又はその他の位置でキャピラリ１１０を洗浄してもよい。また、第２の移動手段と洗浄手段１６０の移動手段を設けてキャピラリ１１０と洗浄手段１６０の両方を移動してもよい。洗浄手段１６０を移動する場合は、後述するように洗浄手段１６０の全部を搭載しなくてもよい。
【００３７】
調節手段は、キャピラリ１１０の細胞Ｃに対する位置及び姿勢を変化させる。図１の例では、「Ａ軸方向」はキャピラリ１１０の軸方向と一致している。調節手段は、図示しないキャピラリＸＹ軸と、キャピラリＺ軸と、β軸テーブルと、γ軸テーブルと、α軸テーブルとを有する。図示しないキャピラリＸＹ軸は、キャピラリ１１０をＸＹ方向に微調節する。図示しないキャピラリＺ軸は、キャピラリ１１０をＺ軸方向に移動する。図示しないβ軸テーブルは、キャピラリ１１０をＹ軸周り（本実施例では「β軸方向」ともいう。）に回転する。図示しないγ軸テーブルは、キャピラリ１１０をＺ軸周り（本実施例では「γ軸方向」ともいう。）に回転する。γ軸テーブルはシャーレ１４０の周りに設けられ、例えば、中空円板形状を有する。図示しないα軸テーブルは、Ｘ軸周り（本実施例では「α軸方向」ともいう。）にキャピラリを回転する。
【００３８】
シャーレ１４０は複数の細胞Ｃを収納する容器であり、図１には省略されている捕獲部１４２を有する。但し、細胞Ｃは増殖時にシャーレ面に付着するため、捕獲部１４２を設けるかどうかは選択的である。シャーレ１４０は、液体Ｌ及びそれに浮遊する複数の細胞Ｃを収納する円筒形状の水槽であり、例えば、ガラスやプラスチックから構成される。シャーレ１４０は別の実施例では流路を構成する容器に置換される。シャーレ１４０には、細胞Ｃ及び液体Ｌが供給される図示しない一又は複数の供給部に接続される。
【００３９】
シャーレ１４０に満たされる液体Ｌの量は、通常時は細胞Ｃが捕獲部１４２に接触せずに浮遊することができ、吸引時には細胞Ｃが捕獲部１４２上に拘束される量である。また、後述する吸引口１４３から液体Ｌは捕獲部１４２内に流入するため、その後も細胞Ｃが捕獲部１４２に接触せずに浮遊することができるのに十分な量がシャーレ１４０に供給される必要がある。
【００４０】
シャーレ１４０には液体Ｌの高さを検知するセンサが設けられ、液体の量が一定の高さ以下になった場合には制御系１８０が図示しない供給部から液体Ｌが供給する。シャーレ１４０には、所定の物質が注入された細胞（即ち、処理済の細胞）を後段の回収部に搬送する流路が接続されていてもよい。
【００４１】
捕獲部１４２は、図３に示すように、シャーレ１４０の内面に適合する円筒形状の部材であり、細胞Ｃを捕獲する。捕獲部１４２は、液体Ｌ及び細胞Ｃよりも比重が大きく、液体Ｌを汚染しない材料（例えば、ガラスやプラスチック）から構成される。捕獲部１４２は、シャーレ１４０の一部であってもよい。ここで、図３は、シャーレ１４０の詳細な構成を示す概略断面図である。
【００４２】
捕獲部１４２は、複数の（図３では４つの）同一寸法の吸引口１４３を有する。吸引口１４３は、細胞Ｃを吸引及び捕獲するための直径数μｍ程度の穴である。本実施例では、４つの吸引口１４３の中心は正方形の頂点に対応するが、吸引口１４３の配置は単なる例示である。吸引口１４３の数は同時に捕獲可能な細胞Ｃの最大数である。吸引口１４３は、細胞Ｃの吸引・吐出、液体Ｌの吐出が可能であり、圧力調整機構１４５に接続されている。また、シャーレ１４０の内部には流路１４４が形成されており、各吸引口１４３は流路１４４に接続されている。
【００４３】
流路１４４は、図４（ａ）に示すように、全ての吸引口１４３に共通に接続された円板状の空洞部１４４ａと、空洞部１４４ａに一端が接続され他端が圧力調整機構１４５に接続された円柱状の貫通孔１４０ｂとを有する。この場合、全ての吸引口１４３には同一の圧力が同時に加えられ、独立した圧力制御は得られない。
【００４４】
より好ましい実施例では、流路１４４は、図４（ｂ）に示すように、各吸引口１４３に一端が接続され他端が別個の圧力調整機構１４５に接続された円柱形状の貫通孔１４０ｂとを有する流路１４４Ａに置換される。この場合、各吸引口１４３には別個独立に圧力が加えられるために、独立した圧力制御が可能であるが、吸引口１４３毎に圧力調整機構１４５を設ける必要がある。
【００４５】
更に好ましい実施例では、流路１４４は、図４（ｃ）に示すように、各吸引口１４３に一端が接続され他端が吸引口１４３を選択するための図示しない制御弁を介して同一の圧力調整機構１４５に接続された円柱形状の貫通孔１４０ｂとを有する流路１４４Ｂに置換される。この場合、各吸引口１４３には別個独立に圧力が加えられる。吸引口１４３は制御弁が切り替える。独立した圧力制御が可能であり、全ての吸引口１４３に対して一の圧力調整機構１４５のみを設ければよいという長所がある。制御弁の動作は制御部１８２が制御する。
【００４６】
圧力調整機構１４５は、加圧手段１４５ａと減圧手段１４５ｂとを有する。
【００４７】
加圧手段１４５ａは、正圧用ポンプ１４６ａ、正圧を一定に維持する圧力調整弁１４７ａ、吐出用の正圧を加えるタンク１４８ａ、三方向切替弁１４９を含む。減圧手段１４５ｂは、負圧用ポンプ１４６ｂ、負圧を一定に維持する圧力調整弁１４７ｂ、吸引用の負圧を加えるタンク１４８ｂ、三方向切替弁１４９を含む。圧力調整機構１４５は圧力調整機構１２０と同様の構成を有するため詳しい説明は省略する。
【００４８】
三方向切替弁１４９は加圧手段１４５ａと減圧手段１４５ｂの一方の流路を選択する。制御系１８０の制御部１８２は、吸引口１４３の吐出時に加圧手段１４５ａが選択され、吸引口１４３の吸引時に減圧手段１４５ｂが選択されるように、三方向切替弁１４９の切替動作を制御する。自動切替動作によって操作者の負担を軽減することができる。
【００４９】
圧力管１４１は一端が三方向切替弁１４９に接続され、他端が流路１４４に接続されている。流路１４４は上述の流路１４４Ａ又は１４４Ｂでもよい。圧力管１４１は三方向切替弁１４９によって選択された加圧手段１４５ａ又は減圧手段１４５ｂのどちらかの圧力を流路１４４に伝達する。
【００５０】
加圧手段１４５ａは吸引口１４３に圧力を加えて液体Ｌを噴出する。これにより、捕獲した細胞Ｃを解放したり、凝集した複数の細胞Ｃを分離したりすることができる。加圧手段１４５ａは、内部に物質や細胞が詰まった状態での洗浄にも使用される。
【００５１】
減圧手段１４５ｂは微小物体を固定するために従来から備わっている減圧手段をそのまま使用することができる。減圧手段１４５ｂにより、後述する混合ガスラジカルを吸引口１４３の内部に引き込むことができる。この結果、洗浄効果である殺菌、滅菌及び濡れ性の向上を吸引口１４３の内面に及ぼすことができる。殺菌及び滅菌効果により、その後の注入動作におけるコンタミを防止することができる。また、濡れ性が向上するので細胞Ｃを確実に捕獲することができる。減圧手段１４５ｂが流路１４４Ａ又は１４４Ｂによって個々の吸引口１４３にのみ作用すれば、全ての吸引口１４３に作用する場合よりも混合ガスラジカルを所望の吸引口１４３を引き込み易くなる。
【００５２】
また、本実施例の制御部１８２は加圧手段１４５ａの吐出力と減圧手段１４５ｂの吸引力を制御する。細胞Ｃを損傷しない程度に捕獲する吸引力、酸素ラジカルを所定の位置までに引き込むための吸引力、処理済みの細胞Ｃを解放する吐出力はシミュレーションや実験で予め設定されているが、細胞Ｃを吸引口に引き寄せる際の吸引力や凝集した細胞Ｃを分散させるための液体Ｌの吐出力は調節可能であり、これにより、捕獲動作の効率を高めることができる。
【００５３】
シャーレ駆動系１５０は、シャーレ１４０を水平に固定及び支持する手段であり、ＸＹテーブルを有する。ＸＹテーブルはＸ軸テーブル１５２とＹ軸テーブル１５４とを含む。Ｘ軸テーブル１５２は、シャーレ１４０を図１の紙面に平行な方向に移動する。Ｙ軸テーブル１５４は、シャーレ１４０を図１の紙面に垂直な方向に移動する。ＸＹテーブルは、水平に維持されて固定された円板形状を有し、制御系１８０によってＸＹ平面内で大まかに位置決めされる。キャピラリ１１０と細胞Ｃとの微調節はキャピラリ駆動系１３０によって行われる。
【００５４】
図示しない観察系は、細胞Ｃの形状を計測する計測手段と、細胞Ｃの目標挿入位置にキャピラリ１１０が到達したかどうか、及び、物質の注入が終了したかを観察するための状況観察手段とを有する。計測手段は、細胞Ｃの姿勢情報を取得する光学系と、画像処理部と、ＣＣＤなどの撮像手段とを含み、計測器として具体化される。
【００５５】
洗浄手段１６０は、注射針１１２とシャーレ１４０の吸引口１４３にプラズマにより活性化した洗浄用ガス（混合ガスラジカル）を照射する。共通の洗浄手段を使用すれば部品点数を抑えることができるが、別の実施例では、注射針１１２を洗浄する洗浄手段１６０と吸引口１４３を洗浄する洗浄手段とは別個のものである。
【００５６】
注入装置１００は洗浄手段１６０を備えているので、注入直前に洗浄を行うことができる。この点、キャピラリ１１０を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくことも考えられる。しかし、洗浄効果は永久的ではなく最初又は何回目かの注入前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により薬剤の注入が安定する。
【００５７】
同様に、注入装置１００は、細胞Ｃの吸引前に吸引口１４３の洗浄を行うことができる。吸引口１４３を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吸引直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により細胞Ｃの吸引口１４３における捕獲が安定になるため、注入動作が安定になる。
【００５８】
また、注射針１１２の洗浄は第２の移動手段が移動することにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減する。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。但し、本発明は注射針１１２を移動する実施例に限定されず、注射針１１２及び／又は洗浄手段１６０を移動すれば足りる。吸引口１４３の自動洗浄については後述する。
【００５９】
洗浄手段１６０は、ガス供給手段１６１と、プラズマ発生手段１６７とを有する。複数の洗浄手段１６０が設けられる場合に、ガス供給手段１６１が共通に使用されてもよい。
【００６０】
ガス供給手段１６１は、図５（ａ）に示すように、ガス供給源１６２ａ及び１６２ｂと、逆止弁１６３ａ及び１６３ｂ、圧力計付き開閉弁１６４ａ及び１６４ｂ、ガス混合器１６５、ガス流量計１６６を有する。ガス供給源１６２ａは反応ガスとしての酸素ガスを貯蔵すると共に図１に示す矢印方向に酸素ガスを連続的に噴出してこれを供給する。ガス供給源１６２ｂはプラズマの効率を高めるための不活性ガスとしてのアルゴンガスを貯蔵すると共に図１に示す矢印方向にアルゴンガスを連続的に噴出してこれを供給する。なお、ガス流量計１６６とプラズマ反応管１６８ｄとの間はチューブで接続されていてもよい。
【００６１】
反応ガス又は処理ガスはプラズマにより活性種となり、洗浄、殺菌、滅菌、濡れ性の向上などの機能を発揮する。注射針１１２の硝材の汚れは高分子の場合が多く、酸素ラジカルは高分子中の炭素と結合してＣＯ２としてこれを除去する効果がある。但し、反応ガスは酸素ガスに限定されるものではなく、水素など他の種類のガスであってもよい。不活性ガスはアルゴンに限定されるものではなく、ネオン、キセノン、ヘリウム、ラドン、クリプトンなど他の種類のガスであってもよい。
【００６２】
プラズマ発生手段１６７として、図１及び図５（ａ）は、誘電結合型（ＩＣＰ）プラズマ発生装置を使用している。プラズマ発生手段１６７が、高周波電源１６８ａと、整合回路（マッチングボックス）１６８ｂと、誘導コイル１６８ｃと、プラズマ反応管１６８ｄとを有する。但し、本発明は、プラズマ発生手段をＩＣＰに限定するものではなく、図５（ｂ）に示すマイクロ表面波プラズマ発生装置その他のプラズマ発生手段を使用することができる。但し、プラズマ発生手段１６７は、減圧環境ではなく大気中でプラズマを発生することができることが好ましい。図５（ｂ）に示すプラズマ発生手段１６７Ｂは、マイクロ波発信機１６９ａ、サーキュレータ１６９ｂ、方向性結合器１６９ｃ、テーパー導波管１６９ｄ、プラズマ反応管１６９ｅを有する。なお、誘電結合型プラズマ発生装置やマイクロ表面波プラズマ発生装置は従来の構造を使用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６３】
図１乃至３、６及び７は、混合ガスラジカルの照射範囲ＩＲを炎のように描いている。これは、図１に矢印で示すように、酸素ガス、アルゴンガスが矢印で示す風の向きに噴射されている。かかる噴射方向とキャピラリ１１０の軸方向が一致又は平行になることが好ましい。これは、噴射方向に正対することによって注射孔１１２ａの内部に混合ガスラジカルを引き込み易くなるからである。
【００６４】
図３では、キャピラリ駆動系１３０の第２の移動手段の案内軸１３２に可動部１３８を介してプラズマ発生手段１６７を固定している。案内軸１３２とキャピラリ１１０の可動部と同様に、案内軸１３２と可動部１３８の構造は限定されない。可動部１３８は案内軸１３２に沿って図３の水平方向に移動可能である。吸引口１４３の洗浄はかかる第２の移動手段が移動することにより自動的に行われる。手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減する。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。但し、本発明は洗浄手段１６０を移動する実施例に限定されず、シャーレ１４０及び／又は洗浄手段１６０のプラズマ照射部（１６８ｂ〜１６８ｄ）を移動すれば足りる。なお、図１、３、６及び７では整合回路１６８ｂを省略している。
【００６５】
洗浄時に注射針１１２や吸引口１４３をプラズマ熱による変形や損傷から保護するためには照射範囲ＩＲの温度分布を予め測定して変形しない位置に注射針１１２や吸引口１４３を配置する必要がある。
【００６６】
そこで、温度検出系１７０は、洗浄用ガスである酸素ラジカルの照射範囲ＩＲにおける温度分布を検出し、その温度情報を制御部１８２に通知する。図１に示す温度検出系１７０は、図６（ａ）に示す温度検出系１７０Ａ、図６（ｂ）に示す温度検出系１７０Ｂ、図６（ｃ）に示す温度検出系１７０Ｃのいずれも適用可能であるし、これらに限定されるものではない。温度検出系１７０Ａ乃至Ｃは、熱電対１７２ａを異なる空間配置を示す概略側面図である。
【００６７】
温度検出系１７０Ａは、図６（ａ）に示すように、正方形の４つの頂点位置に配置された４本の支柱１７１ａと所定間隔で配置されたリング１７１ｂとを有する構造体１７１と、と有する。一のリング１７１ｂに複数の熱電対１７２ａが対称な位置に固定され、酸素ラジカルの照射範囲ＩＲの温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・を同一リング１７１ｂに固定された熱電対１７２ａの平均値として検出する。１７２はシース熱電対の素線である。
【００６８】
温度検出系１７０Ｂは、図６（ｂ）に示すように、複数の熱電対１７２ａをパイプ１７３に取り付けて、パイプ１７３に熱電対１７２ａに対応する位置に穴を開けて熱電対１７２ａを露出している。素線１７２をパイプ１７３に取り付けるのは素線１７２を固定するためであるが、素線１７２の直線性が確保されれば係る固定は必ずしも必要ではない。
【００６９】
温度検出系１７０Ｃは、図６（ｃ）に示すように、複数の熱電対１７２ａを石英ガラス管１７４に取り付けて、ガラス管１７４に熱電対１７２ａに対応する位置に穴を開けて熱電対１７２ａを露出している。
【００７０】
プラズマ反応管１６８ｄを通過した混合ガスラジカルは四方に拡散するため、温度検出系１７０Ａ及びＢは実際の照射範囲ＩＲに近い温度分布を検出する。温度検出系１７０Ｃはガラス管１７４が混合ガスラジカルの流路を規定しているので実際の照射範囲ＩＲの温度分布よりは高い温度分布を検出するだろう。
【００７１】
図７は、２つの洗浄手段１６０と２つの温度検出系１７０Ａを有する注入装置１００Ａの概略断面図である。一方の洗浄手段１６０は、準備位置近傍で移動可能に設けられ、対応する温度検出系１７０Ａは準備位置にある注入装置フレーム１０２に設けられる。もう一方の洗浄手段１６０（のプラズマ発生手段１７０）は可動部１３８に搭載され、対応する温度検出系１７０Ａはシャーレ駆動系１５０に設けられる。２つの温度検出系１７０Ａは、いずれも照射範囲ＩＲの温度を検出した後で洗浄を行う。
【００７２】
キャピラリ１１０は、下端を中心として傾斜可能なＬ字形状の支持部材１０４に搭載される。具体的には、支持部材１０４は保持部１１４を保持する。その後、キャピラリ１１０は準備位置で洗浄され、その後、ローダノズル１１５が挿入されて注入物質が充填される。図７は、洗浄中にローダノズル１１５がキャピラリ１１０に挿入されているが、実際には、ローダノズル１１５は洗浄後にキャピラリ１１０に挿入される。注入物質を充填後にローダノズル１１５はキャピラリ１１０から除去される。その後、支持部材１０４は下端を中心に矢印のように反時計回りに回転する。次いで、紙面の奥側から手前側にＶ字ブロック１３６が移動し、キャピラリ１１０の保持部１１４を保持及び位置決めする。その後、マニピュレータ部１１６が右下方向に移動してＯリング１１７がフランジ部１１４ａと結合する。
【００７３】
制御系１８０は、制御部１８２と、メモリ１８４と、タイマ１８６とを有する。
【００７４】
制御部１８２は、観察系の計測手段による計測結果からキャピラリ１１０が挿入されるべき細胞Ｃの挿入方向及び挿入位置を算出する。次に、制御部１８２は、算出された挿入方向及び挿入位置に基づいてキャピラリ駆動系１３０の第１の移動手段と調節手段、及び、シャーレ駆動系１５０の駆動を制御する。
【００７５】
また、制御部１８２は、温度検出系１７０から洗浄用ガス（混合ガスラジカル）の温度情報を取得する。制御部１８２は、かかる温度情報に基づいて、注射針１１２及び吸引口１４３と洗浄用ガスの照射部との距離を、注射針１１２及び吸引口１４３がプラズマ熱で変形や損傷しないように、制御する。必要があれば、制御部１８２は洗浄手段１６０の移動手段や洗浄手段１６０のガス供給手段１６１のガス流量計１６６やプラズマ発生手段１６７の高周波電源１６８ａを制御してもよい。その他、制御部１８２は、注入装置１００の各部（細胞Ｃの吸引／吐出部、液体Ｌの供給部、物質の注入部など）を制御する。
【００７６】
メモリ１８４は、制御部１８２が実行する図８乃至１１を参照して後述する制御方法や各種データを格納する。各種データは、照射範囲ＩＲの温度分布情報、注射針１１２や吸引口１４３が変形しない照射時間や照射温度、洗浄条件と洗浄効果との関係、ガス流量計１６６による流量、高周波電源１６８ａの電圧などを含む。
【００７７】
タイマ１８６は、所定の時間、例えば、プラズマ照射時間、を計数する。
【００７８】
以下、図８乃至図１０を参照して、本実施例の洗浄方法について説明する。ここで、図８は、制御部１８２による洗浄方法を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、制御部１８２は洗浄条件を決定する(ステップ１１００)。ステップ１１００の詳細を図９に示す。
【００８０】
まず、制御部１８２は必要な耐熱特性情報をメモリ１８４に格納する（ステップ１１０２）。耐熱特性情報は、注射針１１２や吸引孔１４３周囲の材質（ガラスやプラスチック）が変形や損傷しないプラズマ照射温度や照射時間に関する情報を含む。
【００８１】
次に、制御部１８２は必要な洗浄情報をメモリ１８４に格納する（ステップ１１０４）。洗浄情報は、洗浄範囲、洗浄力、洗浄効果に関する情報を含む。洗浄範囲は、例えば、孔部材である注射針１１２はシャーレ１４０の外面と内面の洗浄すべき範囲、吸引口１４３の数、座標をいう。洗浄力は、負圧力、プラズマ密度、洗浄時間などのパラメータを有する。負圧力は、洗浄時に孔部材内部の所定範囲に混合ガスラジカルを引き込むのに必要な負圧力である。プラズマ密度は、高周波電源１６８ａの電圧に依存する。洗浄効果は、求められる殺菌、滅菌、濡れ性の向上の効果を含む。また、洗浄力は通常使用回数と共に低下するから、制御部１８２は使用回数を考慮して洗浄情報を設定してもよい。例えば、初回注入前の洗浄力よりも１００回注入した注射針１１２の洗浄力を数倍にするなどである。
【００８２】
次に、制御部１８２は照射範囲ＩＲの温度分布情報を温度検出系１７０から取得する（ステップ１１０６）。最後に、制御部１８２は、温度検出系１７０が検出した温度情報から照射時間、照射位置、その他の照射条件を決定する（ステップ１１０８）。制御部１８２は、照射位置として、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷がない位置を選択するが、当該照射位置で所期の洗浄効果が確保されるようにしなければならない。この場合、制御部１８２は、当該照射位置でのプラズマ密度を推定し、洗浄力を推定する。
【００８３】
次に、決定された洗浄条件に基づいて洗浄を行う（ステップ１２００）。ステップ１２００の詳細を図１０に示す。
【００８４】
まず、制御部１８２は洗浄命令があったかどうかを判断する（ステップ１２０２）。洗浄命令は、独立した洗浄命令であってもよいが、細胞Ｃへの注入や細胞懸濁液の投入についての外部入力であってもよい。これにより、物質の吐出／吸引動作直前の洗浄を自動化することができるからである。
【００８５】
次に、制御部１８２は、キャピラリ駆動系１３０とシャーレ駆動系１４０を介して、洗浄対象としての孔部材と洗浄手段１６０の少なくとも一方を洗浄位置に移動させる（ステップ１２０４）。洗浄位置が図１に示す右側の位置に限定されない。洗浄手段１６０を移動させる場合、洗浄手段１６０全体を移動させなくても上述のように、洗浄用ガスである混合ガスラジカルの照射部のみを移動させればよい。また、移動とは姿勢調節を含む意味である。即ち、洗浄用ガスの照射方向を孔部材の細孔の長手方向に一致又は平行にすることが好ましい。これにより、洗浄用ガスの孔部材内部への引き込みが容易になるからである。
【００８６】
次に、制御部１８２は、移動対象である前記少なくとも一方が所定位置に移動した結果、孔部材が所定の照射位置に到達したかどうかを判断する（ステップ１００６）。制御部１８２は、孔部材を直接図示しない検出部によって検出してもよいし、移動手段からの情報、例えば、モータの回転角度、から判断してもよい。
【００８７】
次に、制御部１８２は、洗浄手段１６０のガス供給手段１６１とプラズマ発生手段１６７を起動すると共に（ステップ１２０８）、減圧手段１２１ｂ又は１４５ｂを起動する（ステップ１２１０）。減圧手段１４５ｂは個別の吸引口１４３毎に動作することが好ましい。これにより、孔部材の洗浄が開始する。ステップ１２０６が孔部材を所定の照射位置に配置しているので、孔部材はプラズマ熱による変形や損傷から保護される。このように、洗浄は移動ステップ（ステップ１２０４）後に自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。
【００８８】
次に、制御部１８２は、設定された照射時間が経過したかどうかをタイマ１８６の計時に基づいて判断する（ステップ１２１２）。制御部１８２は設定された照射時間が経過するまでプラズマ洗浄を継続する。制御部１８２は設定された照射時間が経過したと判断すると（ステップ１２１２）、洗浄手段１６０のガス供給手段１６１とプラズマ発生手段１６７を停止すると共に（ステップ１２１４）、減圧手段１２１ｂ又は１４５ｂを停止する（ステップ１２１６）。
【００８９】
次に、制御部１８２は、洗浄が終了したかどうかを判断する（ステップ１２１８）。例えば、孔部材がシャーレ１４０であれば、全ての吸引口１４３を洗浄まで洗浄は繰り返される。従って、制御部１８２は、一の吸引口１４３の洗浄が終了すると、ステップ１２０６に帰還し、隣接する未洗浄の吸引口１４３に照射位置を変更して処理を継続する。
【００９０】
制御部１８２は、洗浄が終了したと判断すると（ステップ１２１８）、キャピラリ駆動系１３０とシャーレ駆動系１４０を介して、前記少なくとも一方を元の位置に移動させる（ステップ１２２０）。
【００９１】
再び図８に戻って、次に、物質の注入（吐出）又は吸引動作を行う（ステップ１３００）。このように、本実施例では、吐出又は吸引ステップ（ステップ１３００）の直前に孔部材である注射針１１２やシャーレ１４０を洗浄する（ステップ１２００）。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出／吸引直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出／吸引が安定する。注射針１１２であれば直接に注入（吐出）が安定する。吸引口１４３であれば細胞Ｃの吸引又は固定が安定するので注入動作が安定することになる。
【００９２】
ステップ１３００は、洗浄対象が注射針１１２であれば、遺伝子や薬剤などの物質をキャピラリ１１０に充填し、キャピラリ１１０を第１の移動手段及び調整手段で移動・調整し、加圧手段１２１ａを制御して注射針１１２から物質を細胞Ｃに注入する。洗浄により注入動作は安定する。また、ステップ１３００は、洗浄対象がシャーレ１４０の吸引口１４３であれば、細胞懸濁液をシャーレ１４０に投入し、減圧手段１４５ｂを動作させて細胞Ｃを吸引する。洗浄により吸引動作は安定するのでその後の物質注入動作も安定する。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施例は、孔部材が注射針１１２やシャーレ１４０としているが、内視鏡その他の細孔を有する器具であってもよい。
【００９４】
本発明は更に以下の事項を開示する。
【００９５】
（付記１） 物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置。（１）
（付記２） 前記装置は、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、前記孔部材は前記注射針であることを特徴とする付記１記載の装置。（２）
（付記３） 前記装置は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、前記孔は吸引口であり、前記孔部材は前記容器であることを特徴とする付記１記載の装置。（３）
（付記４） 前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することを特徴とする付記１記載の装置。（４）
（付記５） 前記孔部材は複数の孔を有し、前記減圧手段は前記複数の孔に別個独立に負圧を加えることを特徴とする付記４記載の装置。
【００９６】
（付記６） 前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段と、前記孔部材の内部に正圧を加える加圧手段と、前記減圧手段及び前記加圧手段を切り替える切替手段とを有する圧力調整機構と、前記切替手段による切替動作を前記注射針の洗浄時か前記孔部材の動作時かに応じて制御する制御部とを更に有することを特徴とする付記１記載の装置。
【００９７】
（付記７） 前記孔部材は複数の孔を有し、前記圧力調整機構は前記複数の孔に別個独立に圧力を加えることを特徴とする付記６記載の装置。
【００９８】
（付記８） 前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することを特徴とする付記１記載の装置。（５）
（付記９） 前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段を更に有することを特徴とする付記８記載の装置。（６）
（付記１０） 前記洗浄手段は、酸素供給源を含むことを特徴とする付記１乃至９のうちいずれか一項記載の装置。
【００９９】
（付記１１） 孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法。（７）
（付記１２） 前記吐出／吸引ステップは、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入するステップであり、前記孔部材は注射針であることを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１００】
（付記１３） 前記方法は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する方法であり、前記吐出／吸引ステップは、前記微小物体を容器の吸引口に吸引するステップであり、前記孔部材は前記容器であり、前記孔は前記吸引口であることを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０１】
（付記１４） 前記洗浄ステップは、前記注入ステップの命令を受信したかどうかを判断するステップと、当該判断ステップが受信したと判断した場合に自動的に前記照射ステップ及び前記移動ステップを実行することを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０２】
（付記１５） 前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（８）
（付記１６） 前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（９）
（付記１７） 前記洗浄用ガスの照射部と前記孔部材との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御するステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０３】
（付記１８） 前記洗浄用ガスの温度を検出するステップを更に有し、前記制御ステップは前記検出ステップの検出結果に基づいて制御することを特徴とする付記１７記載の方法。
【０１０４】
（付記１９） 前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（１０）
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施例としての注入装置の概略断面図である。
【図２】図１に示すキャピラリの圧力調整機構を説明する概略断面図である。
【図３】図１に示す注入装置においてシャーレ近傍の構造を詳細に示す概略断面図である。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、図３に示すシャーレに形成される、異なる流路例の透過平面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図１又は図３に注入装置に適用可能な洗浄手段の例を示す概略ブロック図である。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、図１又は図３に注入装置に適用可能な温度検出系の例を示す概略斜視図である。
【図７】図１に示す注入装置の変形例の概略断面図である。
【図８】本発明の一実施例の洗浄方法を説明するフローチャートである。
【図９】図８に示す洗浄条件決定ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示す洗浄ステップの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１００ 注入装置
１１０ 微小針（キャピラリ）
１２１ｂ、１４５ｂ 減圧手段
１３０ キャピラリ駆動系
１４０ シャーレ（容器）
１５０ シャーレ駆動系
１６０ 洗浄手段
１８２ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注射孔、吸引口などの微小な細孔を有する孔部材（例えば、注射針、容器、内視鏡）を使用して物質を吸引又は吐出する装置及び方法に関する。本発明は、例えば、細胞やコロイドなどの微小物体に微小針を介して遺伝子や薬剤などの物質を注入する注入装置（「マイクロインジェクション装置」ともいう。）及び注入方法に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用途において、遺伝子及び薬剤などの注入物質を注入した細胞を利用する機会が増加している。このような医療用途では、研究用途とは異なり、細胞と注入物質の組合せを予め決定し、単一細胞について効果発現の有無を観察するなど、各細胞の個別的評価が必要となる。このため、多量の細胞にスループットと注入成功率良く物質を注入することが必要となる。
【０００３】
スループットの向上のためには、注入を自動化した注入装置が必要となる。また、注入成功率を向上するためには、人工授精で広く使用されているインジェクション法を使用することに加え、微小針から注入物質を安定して吐出すると共に細胞を容器内で安定して固定する必要がある。この点、細胞が、シャーレ中で自由に移動可能であると注入作業が困難になるため、微細孔の空いた膜をフィルターの裏から多数の細胞を一括して吸引及び固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２を参照のこと）。
【０００４】
その他の従来技術としては、例えば、特許文献３及び４がある。
【特許文献１】特開２００６−１４９２２６号公報
【特許文献２】特開平２−１１７３８０号公報
【特許文献３】特開１１−１８３５２２号公報
【特許文献４】特開２００４−１６６６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、微小針は、内径がφ１μｍ未満であるため、物質充填時に気泡を巻き込み、その気泡がダンパーとなって圧力を加えても物質を吐出しない場合がある。また、微小針の先端部は清浄でなければ同様に物質を吐出しにくい。微小針を製作する際に針先汚染（コンタミネーション）が発生する。また、細胞に物質を注入すると、物質や細胞の一部が微小針の外部及び内部の先端部に付着する。これらの汚染物質や付着物質により微小針の吐出口が詰まり、次回の注入が不良となったり困難になったりする。更に、微小物体の吸引口の中には時間と共に撥水性を帯びるものがあり、時間と共に浮遊物体を吸引しにくくなる。
【０００６】
そこで、本発明は、安定した物質の吸引又は吐出が可能な装置及び方法を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての装置は、物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする。かかる装置は洗浄手段を備えているので、物質の吐出又は吸引の直前に洗浄を行うことができる。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出又は吸引の直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出又は吸引が安定する。また、洗浄は移動手段が移動することにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。物質の種類は特に限定されない。移動手段は、孔部材及び／又は洗浄手段を移動すれば足りる。前記装置は、例えば、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置である。また、前記孔部材は、前記注射針、容器、内視鏡その他の器具であり、前記孔は注射孔、吸引口その他の細孔である。孔部材は吐出と吸引の両方を行ってもよい。
【０００８】
前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することが好ましい。これにより、活性化した洗浄用ガスを積極的に孔部材の孔の内面に引き込むことができ、殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果を孔部材の内面に及ぼすことができる。この結果、気泡の影響や物質の詰まりを低減又は除去することができる。この場合、前記孔部材は複数の孔を有し、前記減圧手段は前記複数の孔に別個独立に負圧を加えてもよい。これにより、活性化した洗浄用ガスの引き込みなどが容易になる。
【０００９】
また、前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段と、前記孔部材の内部に正圧を加える加圧手段と、前記減圧手段及び前記加圧手段を切り替える切替手段とを有する圧力調整機構と、前記切替手段による切替動作を前記注射針の洗浄時か前記孔部材の動作時かに応じて制御する制御部とを更に有してもよい。切替手段を加圧手段及び減圧手段に共通に使用して部品点数を抑えると共に切替手段による切替動作を自動化することによって操作者の負担を軽減することができる。この場合、前記孔部材は複数の孔を有し、前記圧力調整機構は前記複数の孔に別個独立に圧力を加えてもよい。これにより、活性化した洗浄用ガスの引き込みなどが容易になる。
【００１０】
前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することが好ましい。洗浄用ガスの温度情報は、例えば、洗浄用ガスの照射範囲における温度分布である。これにより、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷を防止することができる。この場合、制御部は、前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段の検出結果を利用してもよい。
【００１１】
前記洗浄手段は、例えば、酸素供給源を含む。また、前記洗浄手段は、不活性ガス供給源を更に有してもよい。
【００１２】
本発明の別の側面としての方法は、孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする。かかる注入方法は、吐出／吸引ステップの直前に孔部材を洗浄する。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出／吸引の直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出／吸引が安定する。また、洗浄は移動ステップにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。移動ステップは、孔部材及び／又は照射部を移動すれば足りる。
【００１３】
前記吐出／吸引ステップは、例えば、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入するステップであり、前記孔部材は、例えば、注射針である。あるいは、前記方法は、例えば、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する方法であり、前記吐出／吸引ステップは、例えば、前記微小物体を容器の吸引口に吸引するステップであり、前記孔部材は、例えば、前記容器であり、前記孔は、例えば、前記吸引口である。
【００１４】
前記洗浄ステップは、前記注入ステップの命令を受信したかどうかを判断するステップと、当該判断ステップが受信したと判断した場合に自動的に前記照射ステップ及び前記移動ステップを実行してもよい。これにより、洗浄の自動化の実行を図ることができる。
【００１５】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することが好ましい。これにより、活性化した洗浄用ガスを積極的に孔部材の内面に引き込むことができ、殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果を孔部材の内面に及ぼすことができる。この結果、気泡の影響や物質の詰まりを低減又は除去することができる。また、前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させてもよい。特に、孔に物質が詰まった場合などに正圧は効果的である。
【００１６】
前記洗浄用ガスの照射部と前記孔部材との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御するステップを更に有することが好ましい。これにより、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷を防止することができる。この場合、前記洗浄用ガスの温度を検出するステップを更に有し、前記制御ステップは前記検出ステップの検出結果に基づいて制御してもよい。
【００１７】
前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有してもよい。これにより、孔部材の内面への洗浄用ガスの引き込みが容易になる。
【００１８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、安定した物質の吸引又は吐出が可能な装置及び方法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】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態の注入装置１００について説明する。注入装置１００は、細胞やコロイドなどの微小物体に対して所定の物質を、微小針（キャピラリ）を用いて注入する。本実施例の微小物体は、液体Ｌに分散し、浮遊可能な細胞Ｃである。液体Ｌは、例えば、細胞懸濁液及び培地である。ここで、図１は、注入装置１００の概略断面図である。
【００２１】
注入装置１００は、図１に示すように、キャピラリ１１０と、圧力調整機構１２０と、キャピラリ駆動系１３０と、シャーレ１４０と、シャーレ駆動系１５０と、洗浄手段１６０と、温度検出系１７０と、制御系１８０と、図示しない観察系とを有する。
【００２２】
キャピラリ１１０は、細胞Ｃの所定の部位（例えば、核や細胞質）に挿入され、所定の部位に遺伝子、薬剤、タンパク質などの所定の物質を注入する注射針である。キャピラリ１１０は、後述するローダノズル１１５と、プラスチックから構成される中空部材であるマニピュレータ部１１６と、圧力調整機構１２０に接続可能である。キャピラリ１１０は、図１及び図２に示すように、注射孔１１２ａを有するガラス製の注射針１１２と、注射針１１２を保持するプラスチック製の保持部１１４とを有する。
【００２３】
保持部１１４はＩ字形状断面を有し、マニピュレータ部１１６の一端に設けられたＯリング１１７に結合されて軸方向の固定と気密保持を行うフランジ１１４ａを有する。ローダノズル１１５は、キャピラリ１１０の内部に挿入され、図示しない物質充填手段から所定の物質を充填するガラス管である。マニピュレータ部１１６の他端には圧力調整機構１２０の圧力管１２６が固定される。マニピュレータ部１１６はプラスチック製で内部には流路１１８が形成されている。
【００２４】
圧力調整機構１２０はマニピュレータ部１１６を介してキャピラリ１１０内の圧力を制御する。圧力調整機構１２０は、加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂとを有する。加圧手段１２１ａは、正圧用ポンプ１２２ａ、正圧を一定に維持する圧力調整弁１２３ａ、吐出用の正圧を加えるタンク１２４ａ、三方向切替弁１２５、圧力管１２６を含む。減圧手段１２１ｂは、負圧用ポンプ１２２ｂ、負圧を一定に維持する圧力調整弁１２３ｂ、吸引用の負圧を加えるタンク１２４ｂ、三方向切替弁１２５を含む。圧力調整機構１２０は各部に当業界で周知の構造を適用することができるため、詳しい説明は省略する。
【００２５】
三方向切替弁１２５は加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂに共通に使用され部品点数を抑えている。三方向切替弁１２５は加圧手段１２１ａと減圧手段１２１ｂのどちらかを選択する。制御系１８０の制御部１８２は、注射針１１２の注入時に加圧手段１２１ａが選択され、注射針１１２の洗浄時に減圧手段１２１ｂが選択されるように、三方向切替弁１２５の切替動作を制御する。このような自動切替は操作者の負担を軽減する。
【００２６】
圧力管１２６は一端が三方向切替弁１２５に接続され、他端がマニピュレータ部１１６の流路１１８に接続されている。流路１１８は注射針１１２の注射孔１１２ａに接続されている。圧力管１２６は三方向切替弁１２５によって選択された加圧手段１２１ａ又は減圧手段１２１ｂのどちらかの圧力を流路１１８に伝達する。
【００２７】
加圧手段１２１ａは、内部に物質や細胞が詰まった状態での洗浄や物質の注入の際に使用される。
【００２８】
減圧手段１２１ｂにより、後述する混合ガスラジカルを注射針１１２の内部に引き込むことができる。好ましくは、図２に示すＯリング１１７直後の注射針１１２の注射孔１１２ａの内面全部に引き込むことが好ましい。この結果、洗浄効果である殺菌、滅菌及び濡れ性の向上を注射針１１２の外面だけでなく内面にも及ぼすことができる。殺菌及び滅菌効果により、その後の注入動作におけるコンタミを防止することができる。また、濡れ性が向上するので円滑な物質注入動作を確保することができる。
【００２９】
本実施例では、加圧手段１２１ａが物質を細胞Ｃを損傷しないように注入する吐出力と減圧手段１２１ｂが酸素ラジカルを所定の位置までに引き込むための吸引力をシミュレーションや実験で予め設定されている。
【００３０】
キャピラリ１１０は、キャピラリ駆動系１３０に接続されて駆動される。シャーレ１４０を固定支持するシャーレ駆動系１５０とキャピラリ駆動系１３０の少なくとも一方は、キャピラリ１１０と細胞Ｃとの位置及び姿勢を変化させる調節手段を有する。位置は、例えば、ＸＹＺ方向の一又は複数の位置であり、姿勢は、例えば、ＸＹＺ方向の各軸周りの一又は複数の角度である。本実施例では、シャーレ駆動系１５０はＸＹ平面内でシャーレ１４０を移動するＸＹテーブルを有し、キャピラリ駆動系１３０はその他の方向の移動又は微調節機能を有する。
【００３１】
キャピラリ駆動系１３０は、第１及び第２の移動手段と調節手段とを有する。
【００３２】
第１の移動手段は、キャピラリ１１０を設定された方向（かかる方向を本実施例では「Ａ軸方向」又は「挿入方向」と呼ぶ場合もある。）に移動させる。第１の移動手段は、キャピラリ１１０が固定され、キャピラリ１１０をＡ軸方向に移動するキャピラリ挿抜直動テーブル（Ａ軸テーブル）を含む。
【００３３】
第２の移動手段は、キャピラリ１１０を所定の位置と洗浄位置との間で移動させる。所定の位置は、特に限定されないが、例えば、キャピラリ１１０がＡ軸方向においてシャーレ１４０の上空にある注入準備位置であるか、注入動作終了後にキャピラリ１１０が復帰するホームポジションである。図１では、左側のキャピラリ１１０の位置が所定の位置で、右側のキャピラリ１１０の位置が洗浄位置である。
【００３４】
第２の移動手段は、図１では直線的に延びる案内軸１３２と、キャピラリ１１０に固定されて案内軸１３２に沿って移動可能でキャピラリ１１０に固定された図示しない可動部１３４と、キャピラリ１１０の保持部１１４の窪みを固定するＶ字ブロック１３６とを有する。また、第２の移動手段は図示しないモータも有する。
【００３５】
第２の移動手段は、案内軸１３２と可動部１３４に、ラックとモータ軸に固定されたピニオンのような機械的手段を適用してもよいし、リニアモータのような磁気的手段を適用してもよいし、その他の手段を適用してもよい。第２の移動手段による移動は、図１では、案内軸１３２に沿った一方向の直線移動であるが、多方向の直線移動や回転移動が含まれていてもよい。このような移動機構は当業界で周知のいかなる構成をも適用することができる。例えば、第２の移動手段は、注射針１１２を洗浄位置に移動した後で所定角度だけ回転させるなどである。係る回転により、後述するように、混合ガスラジカルの照射方向（図１で示す矢印方向）とキャピラリ１１０の軸方向とが一致又は平行になり、混合ガスラジカルを注射針１１２内部に引き込み易くなるからである。
【００３６】
また、本実施例は、第２の移動手段を設けてキャピラリ１１０を洗浄位置に移動しているが、洗浄手段１６０を移動する移動手段を設けてホームポジション又はその他の位置でキャピラリ１１０を洗浄してもよい。また、第２の移動手段と洗浄手段１６０の移動手段を設けてキャピラリ１１０と洗浄手段１６０の両方を移動してもよい。洗浄手段１６０を移動する場合は、後述するように洗浄手段１６０の全部を搭載しなくてもよい。
【００３７】
調節手段は、キャピラリ１１０の細胞Ｃに対する位置及び姿勢を変化させる。図１の例では、「Ａ軸方向」はキャピラリ１１０の軸方向と一致している。調節手段は、図示しないキャピラリＸＹ軸と、キャピラリＺ軸と、β軸テーブルと、γ軸テーブルと、α軸テーブルとを有する。図示しないキャピラリＸＹ軸は、キャピラリ１１０をＸＹ方向に微調節する。図示しないキャピラリＺ軸は、キャピラリ１１０をＺ軸方向に移動する。図示しないβ軸テーブルは、キャピラリ１１０をＹ軸周り（本実施例では「β軸方向」ともいう。）に回転する。図示しないγ軸テーブルは、キャピラリ１１０をＺ軸周り（本実施例では「γ軸方向」ともいう。）に回転する。γ軸テーブルはシャーレ１４０の周りに設けられ、例えば、中空円板形状を有する。図示しないα軸テーブルは、Ｘ軸周り（本実施例では「α軸方向」ともいう。）にキャピラリを回転する。
【００３８】
シャーレ１４０は複数の細胞Ｃを収納する容器であり、図１には省略されている捕獲部１４２を有する。但し、細胞Ｃは増殖時にシャーレ面に付着するため、捕獲部１４２を設けるかどうかは選択的である。シャーレ１４０は、液体Ｌ及びそれに浮遊する複数の細胞Ｃを収納する円筒形状の水槽であり、例えば、ガラスやプラスチックから構成される。シャーレ１４０は別の実施例では流路を構成する容器に置換される。シャーレ１４０には、細胞Ｃ及び液体Ｌが供給される図示しない一又は複数の供給部に接続される。
【００３９】
シャーレ１４０に満たされる液体Ｌの量は、通常時は細胞Ｃが捕獲部１４２に接触せずに浮遊することができ、吸引時には細胞Ｃが捕獲部１４２上に拘束される量である。また、後述する吸引口１４３から液体Ｌは捕獲部１４２内に流入するため、その後も細胞Ｃが捕獲部１４２に接触せずに浮遊することができるのに十分な量がシャーレ１４０に供給される必要がある。
【００４０】
シャーレ１４０には液体Ｌの高さを検知するセンサが設けられ、液体の量が一定の高さ以下になった場合には制御系１８０が図示しない供給部から液体Ｌが供給する。シャーレ１４０には、所定の物質が注入された細胞（即ち、処理済の細胞）を後段の回収部に搬送する流路が接続されていてもよい。
【００４１】
捕獲部１４２は、図３に示すように、シャーレ１４０の内面に適合する円筒形状の部材であり、細胞Ｃを捕獲する。捕獲部１４２は、液体Ｌ及び細胞Ｃよりも比重が大きく、液体Ｌを汚染しない材料（例えば、ガラスやプラスチック）から構成される。捕獲部１４２は、シャーレ１４０の一部であってもよい。ここで、図３は、シャーレ１４０の詳細な構成を示す概略断面図である。
【００４２】
捕獲部１４２は、複数の（図３では４つの）同一寸法の吸引口１４３を有する。吸引口１４３は、細胞Ｃを吸引及び捕獲するための直径数μｍ程度の穴である。本実施例では、４つの吸引口１４３の中心は正方形の頂点に対応するが、吸引口１４３の配置は単なる例示である。吸引口１４３の数は同時に捕獲可能な細胞Ｃの最大数である。吸引口１４３は、細胞Ｃの吸引・吐出、液体Ｌの吐出が可能であり、圧力調整機構１４５に接続されている。また、シャーレ１４０の内部には流路１４４が形成されており、各吸引口１４３は流路１４４に接続されている。
【００４３】
流路１４４は、図４（ａ）に示すように、全ての吸引口１４３に共通に接続された円板状の空洞部１４４ａと、空洞部１４４ａに一端が接続され他端が圧力調整機構１４５に接続された円柱状の貫通孔１４０ｂとを有する。この場合、全ての吸引口１４３には同一の圧力が同時に加えられ、独立した圧力制御は得られない。
【００４４】
より好ましい実施例では、流路１４４は、図４（ｂ）に示すように、各吸引口１４３に一端が接続され他端が別個の圧力調整機構１４５に接続された円柱形状の貫通孔１４０ｂとを有する流路１４４Ａに置換される。この場合、各吸引口１４３には別個独立に圧力が加えられるために、独立した圧力制御が可能であるが、吸引口１４３毎に圧力調整機構１４５を設ける必要がある。
【００４５】
更に好ましい実施例では、流路１４４は、図４（ｃ）に示すように、各吸引口１４３に一端が接続され他端が吸引口１４３を選択するための図示しない制御弁を介して同一の圧力調整機構１４５に接続された円柱形状の貫通孔１４０ｂとを有する流路１４４Ｂに置換される。この場合、各吸引口１４３には別個独立に圧力が加えられる。吸引口１４３は制御弁が切り替える。独立した圧力制御が可能であり、全ての吸引口１４３に対して一の圧力調整機構１４５のみを設ければよいという長所がある。制御弁の動作は制御部１８２が制御する。
【００４６】
圧力調整機構１４５は、加圧手段１４５ａと減圧手段１４５ｂとを有する。
【００４７】
加圧手段１４５ａは、正圧用ポンプ１４６ａ、正圧を一定に維持する圧力調整弁１４７ａ、吐出用の正圧を加えるタンク１４８ａ、三方向切替弁１４９を含む。減圧手段１４５ｂは、負圧用ポンプ１４６ｂ、負圧を一定に維持する圧力調整弁１４７ｂ、吸引用の負圧を加えるタンク１４８ｂ、三方向切替弁１４９を含む。圧力調整機構１４５は圧力調整機構１２０と同様の構成を有するため詳しい説明は省略する。
【００４８】
三方向切替弁１４９は加圧手段１４５ａと減圧手段１４５ｂの一方の流路を選択する。制御系１８０の制御部１８２は、吸引口１４３の吐出時に加圧手段１４５ａが選択され、吸引口１４３の吸引時に減圧手段１４５ｂが選択されるように、三方向切替弁１４９の切替動作を制御する。自動切替動作によって操作者の負担を軽減することができる。
【００４９】
圧力管１４１は一端が三方向切替弁１４９に接続され、他端が流路１４４に接続されている。流路１４４は上述の流路１４４Ａ又は１４４Ｂでもよい。圧力管１４１は三方向切替弁１４９によって選択された加圧手段１４５ａ又は減圧手段１４５ｂのどちらかの圧力を流路１４４に伝達する。
【００５０】
加圧手段１４５ａは吸引口１４３に圧力を加えて液体Ｌを噴出する。これにより、捕獲した細胞Ｃを解放したり、凝集した複数の細胞Ｃを分離したりすることができる。加圧手段１４５ａは、内部に物質や細胞が詰まった状態での洗浄にも使用される。
【００５１】
減圧手段１４５ｂは微小物体を固定するために従来から備わっている減圧手段をそのまま使用することができる。減圧手段１４５ｂにより、後述する混合ガスラジカルを吸引口１４３の内部に引き込むことができる。この結果、洗浄効果である殺菌、滅菌及び濡れ性の向上を吸引口１４３の内面に及ぼすことができる。殺菌及び滅菌効果により、その後の注入動作におけるコンタミを防止することができる。また、濡れ性が向上するので細胞Ｃを確実に捕獲することができる。減圧手段１４５ｂが流路１４４Ａ又は１４４Ｂによって個々の吸引口１４３にのみ作用すれば、全ての吸引口１４３に作用する場合よりも混合ガスラジカルを所望の吸引口１４３を引き込み易くなる。
【００５２】
また、本実施例の制御部１８２は加圧手段１４５ａの吐出力と減圧手段１４５ｂの吸引力を制御する。細胞Ｃを損傷しない程度に捕獲する吸引力、酸素ラジカルを所定の位置までに引き込むための吸引力、処理済みの細胞Ｃを解放する吐出力はシミュレーションや実験で予め設定されているが、細胞Ｃを吸引口に引き寄せる際の吸引力や凝集した細胞Ｃを分散させるための液体Ｌの吐出力は調節可能であり、これにより、捕獲動作の効率を高めることができる。
【００５３】
シャーレ駆動系１５０は、シャーレ１４０を水平に固定及び支持する手段であり、ＸＹテーブルを有する。ＸＹテーブルはＸ軸テーブル１５２とＹ軸テーブル１５４とを含む。Ｘ軸テーブル１５２は、シャーレ１４０を図１の紙面に平行な方向に移動する。Ｙ軸テーブル１５４は、シャーレ１４０を図１の紙面に垂直な方向に移動する。ＸＹテーブルは、水平に維持されて固定された円板形状を有し、制御系１８０によってＸＹ平面内で大まかに位置決めされる。キャピラリ１１０と細胞Ｃとの微調節はキャピラリ駆動系１３０によって行われる。
【００５４】
図示しない観察系は、細胞Ｃの形状を計測する計測手段と、細胞Ｃの目標挿入位置にキャピラリ１１０が到達したかどうか、及び、物質の注入が終了したかを観察するための状況観察手段とを有する。計測手段は、細胞Ｃの姿勢情報を取得する光学系と、画像処理部と、ＣＣＤなどの撮像手段とを含み、計測器として具体化される。
【００５５】
洗浄手段１６０は、注射針１１２とシャーレ１４０の吸引口１４３にプラズマにより活性化した洗浄用ガス（混合ガスラジカル）を照射する。共通の洗浄手段を使用すれば部品点数を抑えることができるが、別の実施例では、注射針１１２を洗浄する洗浄手段１６０と吸引口１４３を洗浄する洗浄手段とは別個のものである。
【００５６】
注入装置１００は洗浄手段１６０を備えているので、注入直前に洗浄を行うことができる。この点、キャピラリ１１０を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくことも考えられる。しかし、洗浄効果は永久的ではなく最初又は何回目かの注入前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により薬剤の注入が安定する。
【００５７】
同様に、注入装置１００は、細胞Ｃの吸引前に吸引口１４３の洗浄を行うことができる。吸引口１４３を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吸引直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により細胞Ｃの吸引口１４３における捕獲が安定になるため、注入動作が安定になる。
【００５８】
また、注射針１１２の洗浄は第２の移動手段が移動することにより自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減する。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。但し、本発明は注射針１１２を移動する実施例に限定されず、注射針１１２及び／又は洗浄手段１６０を移動すれば足りる。吸引口１４３の自動洗浄については後述する。
【００５９】
洗浄手段１６０は、ガス供給手段１６１と、プラズマ発生手段１６７とを有する。複数の洗浄手段１６０が設けられる場合に、ガス供給手段１６１が共通に使用されてもよい。
【００６０】
ガス供給手段１６１は、図５（ａ）に示すように、ガス供給源１６２ａ及び１６２ｂと、逆止弁１６３ａ及び１６３ｂ、圧力計付き開閉弁１６４ａ及び１６４ｂ、ガス混合器１６５、ガス流量計１６６を有する。ガス供給源１６２ａは反応ガスとしての酸素ガスを貯蔵すると共に図１に示す矢印方向に酸素ガスを連続的に噴出してこれを供給する。ガス供給源１６２ｂはプラズマの効率を高めるための不活性ガスとしてのアルゴンガスを貯蔵すると共に図１に示す矢印方向にアルゴンガスを連続的に噴出してこれを供給する。なお、ガス流量計１６６とプラズマ反応管１６８ｄとの間はチューブで接続されていてもよい。
【００６１】
反応ガス又は処理ガスはプラズマにより活性種となり、洗浄、殺菌、滅菌、濡れ性の向上などの機能を発揮する。注射針１１２の硝材の汚れは高分子の場合が多く、酸素ラジカルは高分子中の炭素と結合してＣＯ２としてこれを除去する効果がある。但し、反応ガスは酸素ガスに限定されるものではなく、水素など他の種類のガスであってもよい。不活性ガスはアルゴンに限定されるものではなく、ネオン、キセノン、ヘリウム、ラドン、クリプトンなど他の種類のガスであってもよい。
【００６２】
プラズマ発生手段１６７として、図１及び図５（ａ）は、誘電結合型（ＩＣＰ）プラズマ発生装置を使用している。プラズマ発生手段１６７が、高周波電源１６８ａと、整合回路（マッチングボックス）１６８ｂと、誘導コイル１６８ｃと、プラズマ反応管１６８ｄとを有する。但し、本発明は、プラズマ発生手段をＩＣＰに限定するものではなく、図５（ｂ）に示すマイクロ表面波プラズマ発生装置その他のプラズマ発生手段を使用することができる。但し、プラズマ発生手段１６７は、減圧環境ではなく大気中でプラズマを発生することができることが好ましい。図５（ｂ）に示すプラズマ発生手段１６７Ｂは、マイクロ波発信機１６９ａ、サーキュレータ１６９ｂ、方向性結合器１６９ｃ、テーパー導波管１６９ｄ、プラズマ反応管１６９ｅを有する。なお、誘電結合型プラズマ発生装置やマイクロ表面波プラズマ発生装置は従来の構造を使用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６３】
図１乃至３、６及び７は、混合ガスラジカルの照射範囲ＩＲを炎のように描いている。これは、図１に矢印で示すように、酸素ガス、アルゴンガスが矢印で示す風の向きに噴射されている。かかる噴射方向とキャピラリ１１０の軸方向が一致又は平行になることが好ましい。これは、噴射方向に正対することによって注射孔１１２ａの内部に混合ガスラジカルを引き込み易くなるからである。
【００６４】
図３では、キャピラリ駆動系１３０の第２の移動手段の案内軸１３２に可動部１３８を介してプラズマ発生手段１６７を固定している。案内軸１３２とキャピラリ１１０の可動部と同様に、案内軸１３２と可動部１３８の構造は限定されない。可動部１３８は案内軸１３２に沿って図３の水平方向に移動可能である。吸引口１４３の洗浄はかかる第２の移動手段が移動することにより自動的に行われる。手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減する。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。但し、本発明は洗浄手段１６０を移動する実施例に限定されず、シャーレ１４０及び／又は洗浄手段１６０のプラズマ照射部（１６８ｂ〜１６８ｄ）を移動すれば足りる。なお、図１、３、６及び７では整合回路１６８ｂを省略している。
【００６５】
洗浄時に注射針１１２や吸引口１４３をプラズマ熱による変形や損傷から保護するためには照射範囲ＩＲの温度分布を予め測定して変形しない位置に注射針１１２や吸引口１４３を配置する必要がある。
【００６６】
そこで、温度検出系１７０は、洗浄用ガスである酸素ラジカルの照射範囲ＩＲにおける温度分布を検出し、その温度情報を制御部１８２に通知する。図１に示す温度検出系１７０は、図６（ａ）に示す温度検出系１７０Ａ、図６（ｂ）に示す温度検出系１７０Ｂ、図６（ｃ）に示す温度検出系１７０Ｃのいずれも適用可能であるし、これらに限定されるものではない。温度検出系１７０Ａ乃至Ｃは、熱電対１７２ａを異なる空間配置を示す概略側面図である。
【００６７】
温度検出系１７０Ａは、図６（ａ）に示すように、正方形の４つの頂点位置に配置された４本の支柱１７１ａと所定間隔で配置されたリング１７１ｂとを有する構造体１７１と、と有する。一のリング１７１ｂに複数の熱電対１７２ａが対称な位置に固定され、酸素ラジカルの照射範囲ＩＲの温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・を同一リング１７１ｂに固定された熱電対１７２ａの平均値として検出する。１７２はシース熱電対の素線である。
【００６８】
温度検出系１７０Ｂは、図６（ｂ）に示すように、複数の熱電対１７２ａをパイプ１７３に取り付けて、パイプ１７３に熱電対１７２ａに対応する位置に穴を開けて熱電対１７２ａを露出している。素線１７２をパイプ１７３に取り付けるのは素線１７２を固定するためであるが、素線１７２の直線性が確保されれば係る固定は必ずしも必要ではない。
【００６９】
温度検出系１７０Ｃは、図６（ｃ）に示すように、複数の熱電対１７２ａを石英ガラス管１７４に取り付けて、ガラス管１７４に熱電対１７２ａに対応する位置に穴を開けて熱電対１７２ａを露出している。
【００７０】
プラズマ反応管１６８ｄを通過した混合ガスラジカルは四方に拡散するため、温度検出系１７０Ａ及びＢは実際の照射範囲ＩＲに近い温度分布を検出する。温度検出系１７０Ｃはガラス管１７４が混合ガスラジカルの流路を規定しているので実際の照射範囲ＩＲの温度分布よりは高い温度分布を検出するだろう。
【００７１】
図７は、２つの洗浄手段１６０と２つの温度検出系１７０Ａを有する注入装置１００Ａの概略断面図である。一方の洗浄手段１６０は、準備位置近傍で移動可能に設けられ、対応する温度検出系１７０Ａは準備位置にある注入装置フレーム１０２に設けられる。もう一方の洗浄手段１６０（のプラズマ発生手段１７０）は可動部１３８に搭載され、対応する温度検出系１７０Ａはシャーレ駆動系１５０に設けられる。２つの温度検出系１７０Ａは、いずれも照射範囲ＩＲの温度を検出した後で洗浄を行う。
【００７２】
キャピラリ１１０は、下端を中心として傾斜可能なＬ字形状の支持部材１０４に搭載される。具体的には、支持部材１０４は保持部１１４を保持する。その後、キャピラリ１１０は準備位置で洗浄され、その後、ローダノズル１１５が挿入されて注入物質が充填される。図７は、洗浄中にローダノズル１１５がキャピラリ１１０に挿入されているが、実際には、ローダノズル１１５は洗浄後にキャピラリ１１０に挿入される。注入物質を充填後にローダノズル１１５はキャピラリ１１０から除去される。その後、支持部材１０４は下端を中心に矢印のように反時計回りに回転する。次いで、紙面の奥側から手前側にＶ字ブロック１３６が移動し、キャピラリ１１０の保持部１１４を保持及び位置決めする。その後、マニピュレータ部１１６が右下方向に移動してＯリング１１７がフランジ部１１４ａと結合する。
【００７３】
制御系１８０は、制御部１８２と、メモリ１８４と、タイマ１８６とを有する。
【００７４】
制御部１８２は、観察系の計測手段による計測結果からキャピラリ１１０が挿入されるべき細胞Ｃの挿入方向及び挿入位置を算出する。次に、制御部１８２は、算出された挿入方向及び挿入位置に基づいてキャピラリ駆動系１３０の第１の移動手段と調節手段、及び、シャーレ駆動系１５０の駆動を制御する。
【００７５】
また、制御部１８２は、温度検出系１７０から洗浄用ガス（混合ガスラジカル）の温度情報を取得する。制御部１８２は、かかる温度情報に基づいて、注射針１１２及び吸引口１４３と洗浄用ガスの照射部との距離を、注射針１１２及び吸引口１４３がプラズマ熱で変形や損傷しないように、制御する。必要があれば、制御部１８２は洗浄手段１６０の移動手段や洗浄手段１６０のガス供給手段１６１のガス流量計１６６やプラズマ発生手段１６７の高周波電源１６８ａを制御してもよい。その他、制御部１８２は、注入装置１００の各部（細胞Ｃの吸引／吐出部、液体Ｌの供給部、物質の注入部など）を制御する。
【００７６】
メモリ１８４は、制御部１８２が実行する図８乃至１１を参照して後述する制御方法や各種データを格納する。各種データは、照射範囲ＩＲの温度分布情報、注射針１１２や吸引口１４３が変形しない照射時間や照射温度、洗浄条件と洗浄効果との関係、ガス流量計１６６による流量、高周波電源１６８ａの電圧などを含む。
【００７７】
タイマ１８６は、所定の時間、例えば、プラズマ照射時間、を計数する。
【００７８】
以下、図８乃至図１０を参照して、本実施例の洗浄方法について説明する。ここで、図８は、制御部１８２による洗浄方法を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、制御部１８２は洗浄条件を決定する(ステップ１１００)。ステップ１１００の詳細を図９に示す。
【００８０】
まず、制御部１８２は必要な耐熱特性情報をメモリ１８４に格納する（ステップ１１０２）。耐熱特性情報は、注射針１１２や吸引孔１４３周囲の材質（ガラスやプラスチック）が変形や損傷しないプラズマ照射温度や照射時間に関する情報を含む。
【００８１】
次に、制御部１８２は必要な洗浄情報をメモリ１８４に格納する（ステップ１１０４）。洗浄情報は、洗浄範囲、洗浄力、洗浄効果に関する情報を含む。洗浄範囲は、例えば、孔部材である注射針１１２はシャーレ１４０の外面と内面の洗浄すべき範囲、吸引口１４３の数、座標をいう。洗浄力は、負圧力、プラズマ密度、洗浄時間などのパラメータを有する。負圧力は、洗浄時に孔部材内部の所定範囲に混合ガスラジカルを引き込むのに必要な負圧力である。プラズマ密度は、高周波電源１６８ａの電圧に依存する。洗浄効果は、求められる殺菌、滅菌、濡れ性の向上の効果を含む。また、洗浄力は通常使用回数と共に低下するから、制御部１８２は使用回数を考慮して洗浄情報を設定してもよい。例えば、初回注入前の洗浄力よりも１００回注入した注射針１１２の洗浄力を数倍にするなどである。
【００８２】
次に、制御部１８２は照射範囲ＩＲの温度分布情報を温度検出系１７０から取得する（ステップ１１０６）。最後に、制御部１８２は、温度検出系１７０が検出した温度情報から照射時間、照射位置、その他の照射条件を決定する（ステップ１１０８）。制御部１８２は、照射位置として、孔部材のプラズマ熱による変形や損傷がない位置を選択するが、当該照射位置で所期の洗浄効果が確保されるようにしなければならない。この場合、制御部１８２は、当該照射位置でのプラズマ密度を推定し、洗浄力を推定する。
【００８３】
次に、決定された洗浄条件に基づいて洗浄を行う（ステップ１２００）。ステップ１２００の詳細を図１０に示す。
【００８４】
まず、制御部１８２は洗浄命令があったかどうかを判断する（ステップ１２０２）。洗浄命令は、独立した洗浄命令であってもよいが、細胞Ｃへの注入や細胞懸濁液の投入についての外部入力であってもよい。これにより、物質の吐出／吸引動作直前の洗浄を自動化することができるからである。
【００８５】
次に、制御部１８２は、キャピラリ駆動系１３０とシャーレ駆動系１４０を介して、洗浄対象としての孔部材と洗浄手段１６０の少なくとも一方を洗浄位置に移動させる（ステップ１２０４）。洗浄位置が図１に示す右側の位置に限定されない。洗浄手段１６０を移動させる場合、洗浄手段１６０全体を移動させなくても上述のように、洗浄用ガスである混合ガスラジカルの照射部のみを移動させればよい。また、移動とは姿勢調節を含む意味である。即ち、洗浄用ガスの照射方向を孔部材の細孔の長手方向に一致又は平行にすることが好ましい。これにより、洗浄用ガスの孔部材内部への引き込みが容易になるからである。
【００８６】
次に、制御部１８２は、移動対象である前記少なくとも一方が所定位置に移動した結果、孔部材が所定の照射位置に到達したかどうかを判断する（ステップ１００６）。制御部１８２は、孔部材を直接図示しない検出部によって検出してもよいし、移動手段からの情報、例えば、モータの回転角度、から判断してもよい。
【００８７】
次に、制御部１８２は、洗浄手段１６０のガス供給手段１６１とプラズマ発生手段１６７を起動すると共に（ステップ１２０８）、減圧手段１２１ｂ又は１４５ｂを起動する（ステップ１２１０）。減圧手段１４５ｂは個別の吸引口１４３毎に動作することが好ましい。これにより、孔部材の洗浄が開始する。ステップ１２０６が孔部材を所定の照射位置に配置しているので、孔部材はプラズマ熱による変形や損傷から保護される。このように、洗浄は移動ステップ（ステップ１２０４）後に自動的に行われ、手動洗浄ではないために操作者の負担を軽減することができる。また、予め洗浄効果を確認しておくことで、手動洗浄では発生し得る洗浄ムラを防止して洗浄の信頼性を高めることができる。
【００８８】
次に、制御部１８２は、設定された照射時間が経過したかどうかをタイマ１８６の計時に基づいて判断する（ステップ１２１２）。制御部１８２は設定された照射時間が経過するまでプラズマ洗浄を継続する。制御部１８２は設定された照射時間が経過したと判断すると（ステップ１２１２）、洗浄手段１６０のガス供給手段１６１とプラズマ発生手段１６７を停止すると共に（ステップ１２１４）、減圧手段１２１ｂ又は１４５ｂを停止する（ステップ１２１６）。
【００８９】
次に、制御部１８２は、洗浄が終了したかどうかを判断する（ステップ１２１８）。例えば、孔部材がシャーレ１４０であれば、全ての吸引口１４３を洗浄まで洗浄は繰り返される。従って、制御部１８２は、一の吸引口１４３の洗浄が終了すると、ステップ１２０６に帰還し、隣接する未洗浄の吸引口１４３に照射位置を変更して処理を継続する。
【００９０】
制御部１８２は、洗浄が終了したと判断すると（ステップ１２１８）、キャピラリ駆動系１３０とシャーレ駆動系１４０を介して、前記少なくとも一方を元の位置に移動させる（ステップ１２２０）。
【００９１】
再び図８に戻って、次に、物質の注入（吐出）又は吸引動作を行う（ステップ１３００）。このように、本実施例では、吐出又は吸引ステップ（ステップ１３００）の直前に孔部材である注射針１１２やシャーレ１４０を洗浄する（ステップ１２００）。孔部材を予め、例えば、工場出荷時に、洗浄しておくだけでは吐出／吸引直前に殺菌、滅菌及び濡れ性向上の洗浄効果が消失している場合があるからである。洗浄効果により物質の吐出／吸引が安定する。注射針１１２であれば直接に注入（吐出）が安定する。吸引口１４３であれば細胞Ｃの吸引又は固定が安定するので注入動作が安定することになる。
【００９２】
ステップ１３００は、洗浄対象が注射針１１２であれば、遺伝子や薬剤などの物質をキャピラリ１１０に充填し、キャピラリ１１０を第１の移動手段及び調整手段で移動・調整し、加圧手段１２１ａを制御して注射針１１２から物質を細胞Ｃに注入する。洗浄により注入動作は安定する。また、ステップ１３００は、洗浄対象がシャーレ１４０の吸引口１４３であれば、細胞懸濁液をシャーレ１４０に投入し、減圧手段１４５ｂを動作させて細胞Ｃを吸引する。洗浄により吸引動作は安定するのでその後の物質注入動作も安定する。
【００９３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施例は、孔部材が注射針１１２やシャーレ１４０としているが、内視鏡その他の細孔を有する器具であってもよい。
【００９４】
本発明は更に以下の事項を開示する。
【００９５】
（付記１） 物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置。（１）
（付記２） 前記装置は、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、前記孔部材は前記注射針であることを特徴とする付記１記載の装置。（２）
（付記３） 前記装置は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、前記孔は吸引口であり、前記孔部材は前記容器であることを特徴とする付記１記載の装置。（３）
（付記４） 前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することを特徴とする付記１記載の装置。（４）
（付記５） 前記孔部材は複数の孔を有し、前記減圧手段は前記複数の孔に別個独立に負圧を加えることを特徴とする付記４記載の装置。
【００９６】
（付記６） 前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段と、前記孔部材の内部に正圧を加える加圧手段と、前記減圧手段及び前記加圧手段を切り替える切替手段とを有する圧力調整機構と、前記切替手段による切替動作を前記注射針の洗浄時か前記孔部材の動作時かに応じて制御する制御部とを更に有することを特徴とする付記１記載の装置。
【００９７】
（付記７） 前記孔部材は複数の孔を有し、前記圧力調整機構は前記複数の孔に別個独立に圧力を加えることを特徴とする付記６記載の装置。
【００９８】
（付記８） 前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することを特徴とする付記１記載の装置。（５）
（付記９） 前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段を更に有することを特徴とする付記８記載の装置。（６）
（付記１０） 前記洗浄手段は、酸素供給源を含むことを特徴とする付記１乃至９のうちいずれか一項記載の装置。
【００９９】
（付記１１） 孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、当該洗浄ステップは、前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法。（７）
（付記１２） 前記吐出／吸引ステップは、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入するステップであり、前記孔部材は注射針であることを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１００】
（付記１３） 前記方法は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する方法であり、前記吐出／吸引ステップは、前記微小物体を容器の吸引口に吸引するステップであり、前記孔部材は前記容器であり、前記孔は前記吸引口であることを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０１】
（付記１４） 前記洗浄ステップは、前記注入ステップの命令を受信したかどうかを判断するステップと、当該判断ステップが受信したと判断した場合に自動的に前記照射ステップ及び前記移動ステップを実行することを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０２】
（付記１５） 前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（８）
（付記１６） 前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（９）
（付記１７） 前記洗浄用ガスの照射部と前記孔部材との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御するステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。
【０１０３】
（付記１８） 前記洗浄用ガスの温度を検出するステップを更に有し、前記制御ステップは前記検出ステップの検出結果に基づいて制御することを特徴とする付記１７記載の方法。
【０１０４】
（付記１９） 前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有することを特徴とする付記１１記載の方法。（１０）
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施例としての注入装置の概略断面図である。
【図２】図１に示すキャピラリの圧力調整機構を説明する概略断面図である。
【図３】図１に示す注入装置においてシャーレ近傍の構造を詳細に示す概略断面図である。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、図３に示すシャーレに形成される、異なる流路例の透過平面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図１又は図３に注入装置に適用可能な洗浄手段の例を示す概略ブロック図である。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、図１又は図３に注入装置に適用可能な温度検出系の例を示す概略斜視図である。
【図７】図１に示す注入装置の変形例の概略断面図である。
【図８】本発明の一実施例の洗浄方法を説明するフローチャートである。
【図９】図８に示す洗浄条件決定ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図８に示す洗浄ステップの詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１００ 注入装置
１１０ 微小針（キャピラリ）
１２１ｂ、１４５ｂ 減圧手段
１３０ キャピラリ駆動系
１４０ シャーレ（容器）
１５０ シャーレ駆動系
１６０ 洗浄手段
１８２ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、
前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、
前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、
前記孔部材は前記注射針であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、
前記孔は吸引口であり、前記孔部材は前記容器であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、
前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、
当該洗浄ステップは、
前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、
前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１】
物質を吐出又は吸引する細孔を有する孔部材と、
前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射する洗浄手段と、
前記孔部材と前記洗浄手段の少なくとも一方を移動する移動手段とを有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は、微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、
前記孔部材は前記注射針であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、容器の吸引口にそれぞれ保持された微小物体内に注射針を挿入して当該注射針から物質を前記微小物体に注入する注入装置であり、
前記孔は吸引口であり、前記孔部材は前記容器であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記孔部材の内部に負圧を加える減圧手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記孔又は前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部との距離を前記洗浄用ガスの温度情報に基づいて制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記洗浄用ガスの温度を検出し、前記温度情報を前記制御部に通知する検出手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
孔部材が有する細孔から物質を吐出又は吸引するステップと、
前記吐出／吸引ステップの直前に前記孔部材を洗浄するステップとを有し、
当該洗浄ステップは、
前記孔部材にプラズマにより活性化した洗浄用ガスを照射するステップと、
前記孔部材と前記洗浄用ガスの照射部の少なくとも一方を移動するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に負圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記洗浄ステップは、前記孔部材が洗浄されている間に前記孔部材の内部に正圧を発生させるステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記洗浄用ガスの照射方向を前記孔部材の前記細孔の長手方向に一致又は平行にするステップを更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２２８０５（Ｐ２００８−２２８０５Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０１０１３（Ｐ２００６−２０１０１３）
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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