CN104011197A - 对象物分选装置以及对象物分选方法 - Google Patents

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Abstract

对象物分选装置包括容器、盘以及保持机构，其中，容器用于存积液体，并且具有内底部，盘具有上表面和底面并浸渍于液体，且支撑分选对象物，保持机构将盘以盘的底面与容器的内底部隔开间隔的状态保持，盘在支撑位置具有贯穿孔，贯穿孔具有倾斜部，倾斜部用于使分选对象物沿重力方向沉降，且使分选对象物抵接并支撑在贯穿孔的内壁面，倾斜部的上端的开口面积大于倾斜部的下端的开口面积。从形状各异的对象物的集合中，能够用倾斜部只支撑分选对象物，并能使非对象物沉降于容器的内底部。此外，在取出被支撑的分选对象物时，盘通过保持机构与容器的内底部隔开间隔，因此，不会误将沉降于内底部的非对象物取出。

Description

对象物分选装置以及对象物分选方法
技术领域
本发明涉及对象物分选装置以及对象物分选方法。更详细而言，涉及用于从形状各异的对象物的集合中只分选出指定形状的分选对象物的对象物分选装置以及对象物分选方法。
背景技术
以往，在各种领域中，为了根据大小以及外形(以下，有时这些简称为形状)分选出粒子而使用筛选装置。作为被分选的粒子，大的可列举出药片、胶囊、制成粒子的颗粒等，小的可列举出生物相关技术和医药领域中使用的来自生物体的细胞等。
如上所述，如果例如分选出细胞并使其形状一致，则在使用该细胞的各种试验中，能够减小试验条件的偏差。分选后的细胞能使用于高通量筛选(high-throughput screening(HTS))等。
但是，不仅药片和胶囊，而且从各种形状的多个细胞中只分选出适于试验的形状的对象物的作业是非常困难的。
鉴于此种问题，在专利文献1中公开了制作具有多个贯穿孔的所需厚度的板(platen)的方法。专利文献1的板具有多个贯穿孔，通过使细胞等支撑于该贯穿孔，由此进行细胞的分选。此外，专利文献2公开了分选被染色剂染色的胶囊的分选装置。专利文献2的分选装置包括：具有配置胶囊的网眼的保持容器；以及只对满足条件的胶囊施加水流使其通过网眼，或通过吸引来分选的移液管(pipette)。此外，专利文献3公开了具有吸嘴的粒子捕捉装置，该吸嘴从外径各异的多个粒子中，不论外径如何能可靠地吸引一个粒子。专利文献3的粒子捕捉装置具有用于对沉降的多个粒子施加振动而使其浮起的振动发生器，并使用分选用吸嘴吸引因振动而浮起的粒子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公表公报特表2009-504161号
专利文献2：日本专利公开公报特开平5-103658号
专利文献3：日本专利公开公报特开2006-317345号
但是，当使用分选用吸嘴来吸引被支撑在专利文献1记载的具有贯穿孔的板中的细胞或被支撑在专利文献2记载的网眼上的胶囊时，存在该吸嘴不仅吸引分选对象的细胞或胶囊，而且同时吸引通过贯穿孔和网眼的小的细胞和粒子的问题。此外，当用专利文献3记载的振动发生器发生振动时，由于振动发生器设置在使容器振动的位置，因此，存在下沉到容器的内底部的小的细胞和粒子浮起，分选用吸嘴不区分这些与分选对象而吸引的问题。
因此，记载在这些个发行物的技术均不是基于形状而分选出适于试验条件的分选对象物的技术，所以存在不能从对象物的集合中仅分选出适于试验条件的分选对象物(尤其是来自生物体的细胞凝集块)的问题。
发明内容
本发明鉴于此种以往的问题而作出，其目的在于提供一种能够从形状各异的对象物的集合中仅分选出指定形状的分选对象物的对象物分选装置以及对象物分选方法。
本发明一方面涉及对象物分选装置，包括：容器，用于存积液体，并且具有内底部；盘，具有上表面和底面，被浸渍于存积在所述容器的液体中，并支撑分选对象物；以及保持机构，将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持，其中，所述盘在所述分选对象物的支撑位置具有贯穿孔，所述贯穿孔具有倾斜部，该倾斜部用于在所述盘浸渍于所述容器内的液体的状态下，使所述分选对象物沿重力方向沉降，且使所述分选对象物抵接并支撑在贯穿孔的内壁面，所述倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积。
本发明另一方面涉及对象物分选方法，从包含分选对象物的对象物的集合中分选出分选对象物，包括以下工序：浸渍工序，在容器内浸渍盘和保持机构，其中，所述容器具有内底部且存积有液体，所述盘用于支撑分选对象物且具有上表面和底面，所述保持机构将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持；沉降工序，从所述盘的上表面方向向所述液体添加包含分选对象物的对象物的集合，并使所述对象物的集合沿重力方向沉降于贯穿孔，其中，所述贯穿孔形成在所述盘上，且被排列在支撑分选对象物的支撑位置，并在内壁面具有倾斜部，该倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积；以及排列工序，从在所述贯穿孔内沉降的所述对象物的集合中，使分选对象物抵接于所述倾斜部，并支撑在所述支撑位置。
本发明的目的、特征以及优点，通过以下的详细说明和附图而更明确。
附图说明
图1是说明本发明的第一实施方式的对象物分选装置的结构的说明图。
图2是说明本发明的第一实施方式的贯穿孔的立体图。
图3是说明在本发明的第一实施方式的对象物分选装置中，分选对象物被分选出的情况的说明图。
图4是说明本发明的第一实施方式的盘的另外的例子的立体图。
图5是说明分选对象物被支撑在本发明的第一实施方式的盘的状态的俯视图。
图6是说明本发明的第一实施方式的盘的另外的例子的仰视图。
图7是说明本发明的第一实施方式的保持机构的侧视图。
图8是说明本发明的第一实施方式的取出机构的说明图。
图9是说明本发明的第二实施方式的保持机构的说明图。
图10是说明本发明的第三实施方式的保持机构的说明图。
图11是说明本发明的对象物分选方法中的振动发生工序的说明图。
图12是说明本发明的第四实施方式的对象物分选装置的结构的说明图。
图13是歪曲形状(distorted shape)的细胞凝集块的显微镜照片。
图14是密度不均匀的细胞凝集块的显微镜照片。
具体实施方式
[对象物分选装置]
(第一实施方式)
下面，参照附图详细说明本发明的第一实施方式的对象物分选装置1。图1是说明本发明的第一实施方式的对象物分选装置1的结构的说明图。
本实施方式的对象物分选装置1包括：具有内底部2，并存积液体3的容器4；具有上表面5和底面6，并浸渍于存积在该容器4的液体3中的盘7；以及将盘7以该盘7的底面6与所述容器4的内底部2隔开间隔的方式保持的隔离件8(保持机构)。盘7在分选对象物9的支撑位置具有贯穿孔10。在盘7连接有振动发生机构13(振动发生机构)。以下说明各结构。
<关于分选对象物9>
分选对象物9是使用本实施方式的对象物分选装置1从对象物的集合M(参照图3(b))中被分选出的对象物。
对象物的集合M的种类无特别限定，但可列举出具有各种形状和粒径的粒子的混合物、包含各种大小的细胞和夹杂物的细胞培养液和细胞处理液等。例如，在对象物的集合M为各种形状的粒子的混合浆液(mixed slurry)，并使用对象物分选装置1只分选出指定形状的粒子的情况下，被分选出的指定形状的粒子就相当于分选对象物9。同样，在对象物的集合M为包含各种大小的细胞和夹杂物的细胞培养液或细胞处理液，并使用对象物分选装置1只分选出指定形状的细胞的情况下，被分选出的指定形状的细胞就相当于分选对象物9。
来自生物体的细胞是相对来讲形状的偏差大的对象物。因此，在分选对象物9为来自生物体的细胞的情况下，通过使用本实施方式的对象物分选装置1，能够分选出统一的形状的细胞，因此，可在生物相关技术和医药领域的作业效率化方面作出大贡献。尤其在分选对象物9为来自生物体的细胞凝集块(bio-based cell aggregate，球形多细胞体)的情况下，与使用一个细胞获得的试验结果相比，由于细胞凝集块在内部重新构建了各细胞间的相互作用被考虑过的生物体类似环境，并且能够获得各细胞的功能被考虑过的结果，而且能够将实验条件设定为更符合生物体内的环境的条件，因此，通过使用本实施方式的对象物分选装置1，在生物相关技术和医药领域中能够获得可靠性高的结果。
在此，一般来讲，此种细胞凝集块由数个至数十万个的各个细胞凝集而形成。因此，细胞凝集块的大小各异，活着的细胞所形成的细胞凝集块呈大致球形，但是在构成细胞凝集块的细胞的一部分变质或为死细胞等情况下，有时会成为如图13所示的歪曲形状的细胞凝集块AG1或如图14所示的密度不均匀的细胞凝集块AG2。通过使用本实施方式的对象物分选装置1，能够从这些呈各种各样的形状的多个细胞凝集块中仅分选出适于试验的形状的细胞凝集块。
<关于容器4>
容器4存积液体3。在图1中，例示了由具有内底部2且上端开口的有底的圆筒体形成的容器4。
容器4的形状无特别限定，但是从操作性、稳定性等的观点出发，优选采用内底部2为平面，且高度小于宽度的扁平形状。
容器4的大小只要能够将液体3存积为能够完全浸渍后述的盘7的程度的大小即可。
容器4的材质无特别限定，但是从容易确认被收容在容器4的内容物的状态的观点出发，优选采用透光材料。此外，如后所述，在使用透光材料制作容器4以及盘7这两者的情况下，使用例如相位差显微镜，能够从容器4的上方或下方连续观察分选对象物9，能够提高作业效率。
透光材料无特别限定，但优选采用例如热塑性树脂、热固性树脂、光固化树脂等。更具体而言，透光材料可列举出聚乙烯树脂；聚萘二甲酸乙二醇酯树脂(polyethylene naphthalate resin)；聚丙烯树脂；聚酰亚胺树脂；聚氯乙烯树脂；环烯烃共聚物；含降冰片烯树脂；聚醚砜树脂；聚萘二甲酸乙二醇酯树脂；赛璐玢；聚芳酰胺树脂；聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl(meth)acrylates)等的甲基丙烯酸树脂；聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等的苯乙烯树脂；聚碳酸酯树脂；聚酯树脂；苯氧基树脂；丁醛树脂；聚乙烯醇；乙基纤维素、醋酸纤维素，醋酸丁酸纤维素等的纤维素系树脂；环氧树脂；酚醛树脂；硅树脂；聚乳酸等。
此外，作为无机系材料，优选使用例如金属醇盐、陶瓷前驱体聚合物、将含有金属醇盐的溶液通过溶胶凝胶法来加水分解聚合而成的溶液或将这些的组合固化而成的无机系材料、具有如硅氧键的无机系材料(聚二甲基硅氧烷等)、或者玻璃。
玻璃能够广泛使用钠玻璃、石英、硼硅玻璃、Pyrex(注册商标)玻璃、低熔点玻璃、感光玻璃、其它具有各种折射率以及色散系数的光学玻璃。
作为满足这些要件的容器4，例如可采用高为数mm至数cm、直径为10cm左右的圆形的玻璃浅底盘。
作为被存积于容器4的液体3，只要是不让分选对象物9的性状劣化的液体，无特别限定，能够根据分选对象物9的种类而适当选定。作为代表性的液体3，例如基本培养基、合成培养基、伊格尔培养基、RPMI培养基、费舍尔培养基、哈姆培养基(Ham's media)、MCDB培养基、血清等培养基以外，还可列举出冷冻保存前添加的甘油、CELLBANKER(十慈FIELD株式会社制造)等的细胞冻存液、福尔马林、用于荧光染色的试剂、抗体、净化水、生理盐水等。在分选对象物9为细胞时，能够使用适于该细胞的培养保存液。例如，作为分选对象物9而使用来自生物体的细胞BxPC-3(人原位胰腺腺癌细胞)的情况下，作为液体3能够使用在将10％的胎牛血清FBS(Fetal Bovine Serum)混合于RPMI-1640培养基的液体中，根据需要添加抗生素、丙酮酸钠等的补充剂的液体。
存积于盘7的液体3的量无特别限定，但优选使后述的盘7完全浸渍的程度的量。
<关于盘7>
盘7与后述的隔离件8(保持机构)一起浸渍于被存积在容器4内的液体3而使用。盘7在支撑分选对象物9的支撑位置具有贯穿孔10。图1中例示的盘7呈具有上表面5和底面6的扁平的长方体形状，从上表面5向底面6贯穿的多个贯穿孔10以纵6个×横6个的矩阵状排列。
盘7的形状无特别限定，但是从容器4的形状为扁平的情况下容易浸渍于容器4且容易从基于重力沉降到正下方的对象物的集合M中分选出分选对象物9的观点、当观察被支撑在盘7的支撑位置的对象物时容易对准显微镜的焦点的观点出发，优选呈扁平的形状。
关于盘7的大小，由于需要浸渍于被存积在容器4的液体3中，因此，宽度小于容器4的开口宽度且高度小于容器4的收容深度即可。
盘7的材质无特别限定，但是从容易确认内容物的状态的观点出发，优选采用透光材料。此外，如后所述，在使用透光材料制作容器4以及盘7这两者的情况下，使用例如相位差显微镜，能够从容器4的上方或下方连续观察分选对象物9。
透光材料无特别限定，例如可使用容器4的说明中记载的材料。
如图1及图2所示，本实施方式的盘7在分选对象物9的支撑位置具有沿上下方向贯穿盘7的上表面5和底面6的贯穿孔10。图2是说明本发明的第一实施方式的贯穿孔10的立体图。
贯穿孔10具有倾斜部11。倾斜部11是为了在将盘7浸渍于容器4内的液体3的状态下，使分选对象物9沿重力方向沉降，且使分选对象物9抵接并支撑于贯穿孔10的内壁面而设置。倾斜部11的上端侧的开口面积大于倾斜部11的下端侧的开口面积。即，倾斜部11是从上表面5向底面6开口面积逐渐变窄的倾斜部。
关于分选对象物9被分选的步骤将在后面详述，盘7的贯穿孔10如图3(c)以及图3(d)所示地在倾斜部11仅捕捉分选对象物9，而对于非对象物12则让其通过。
在图3(c)中，参照符号9a表示沿重力方向A1沉降的分选对象物，参照符号12a表示沿重力方向A1沉降的非对象物。参照符号9b表示在贯穿孔10内沉降的分选对象物，参照符号A2表示分选对象物9b沿倾斜部11沉降的方向。非对象物12a的直径小于倾斜部11的下端的开口面积，因此，通过贯穿孔10。参照符号12b表示通过贯穿孔而沿重力方向沉降的非对象物。通过贯穿孔10的非对象物12b沉降于容器的内底部2。参照符号12c表示沉降于容器4的内底部2的非对象物。如上所述，具有小于倾斜部11的下端的开口面积的直径的非对象物12不被支撑在贯穿孔10的倾斜部11而沉降于容器4的内底部2。此外，如图3(c)所示，倾斜部的上端为缘尖的形状，因此，分选对象物9a以及非对象物12a不易被挂住，容易被导入到贯穿孔10内。
另一方面，如图3(d)所示，沉降于贯穿孔10的对象物的集合M中，具有大于倾斜部11的下端的开口面积的直径的对象物抵接于倾斜部11和贯穿孔10的内壁面，并作为分选对象物9(分选对象物9c)而被支撑。图3(d)是抵接并支撑于倾斜部11的分选对象物9的说明图。参照符号9c表示被支撑的分选对象物。经过以上的工序，对象物的集合M被分选为分选对象物9和非对象物12。
贯穿孔10的个数无特别限定。例如图2所示，也可以采用只具有一个贯穿孔10的盘7。此时，图2也是表示本发明的第一实施方式的盘7的变形例的立体图。从能够同时分选出多个分选对象物9的观点出发，优选贯穿孔10的个数为多个的情况。此外，在盘7设置多个贯穿孔10的情况下，如图4所示，优选矩阵排列。图4是说明多个贯穿孔以矩阵状排列的盘7的立体图。排列的贯穿孔的个数无特别限定。在图4中，例示了形成纵6个×横6个的贯穿孔10，将共计36个贯穿孔10以矩阵状排列的盘7。如此，通过在一个盘7形成许多贯穿孔10，能够同时排列并分选出具有指定形状的分选对象物9。其结果，与个别地分选出分选对象物9的情况相比，能够大幅度提高作业效率。此外，如后所述，在使用分选用吸嘴14(取出机构)(参照图8)取出分选对象物9的情况下，使用与贯穿孔10的配置相对应的多个分选用吸嘴14，即可有助于装置的自动化。其结果，能够使用于高通量筛选等，能够大幅地削减作业量等。
关于贯穿孔10的形状，只要如上所述地形成有倾斜部11，且上端侧的开口面积大于下端侧的开口面积即可，并无特别限定。从容易沿倾斜部11将分选对象物9导入到贯穿孔10的观点、与例如倾斜部11设置在贯穿孔10的内壁面的一部分的情况相比容易分选出大致球形的分选对象物9的观点出发，优选贯穿孔10的形状为锥台状。
锥台的种类可采用圆台、棱台等。在贯穿孔10的形状为棱台时，在呈大致球形的分选对象物9被支撑在倾斜部11的状态下，在棱台的角部形成间隙。其结果，分选对象物9不会嵌入贯穿孔10而能够容易取出。尤其，从加工容易的观点以及容易地在盘7的单位面积上密集地形成许多贯穿孔10的观点出发，优选四棱台或六棱台。此外，在贯穿孔10形成的倾斜部11的倾斜角无需相同。另外，锥台的剖面形状(从上方观察盘7时的贯穿孔的形状)无特别限定，也可以呈正多边形以外的剖面形状。
在图2中，参照符号L1表示贯穿孔10呈四棱台状的情况下的贯穿孔10的上表面侧的开口的一个边的长度，参照符号L2表示贯穿孔10呈四棱台状的情况下的贯穿孔10的底面侧的开口的一个边的长度。底面侧的开口面积(L22)相对于上表面侧的开口面积(L12)的比率(L22/L12)优选0.11至0.94，更优选L22/L12为0.17至0.44，进一步优选L22/L12为0.18至0.31。当L22/L12处于上述范围内时，在例如使用相位差显微镜从容器4的上方或下方观察被支撑的分选对象物9的情况下，能够减轻盘7的影子对观察的影响，并且能够使盘7、分选对象物9以及后述的分选用吸嘴14(参照图8)进入设于相位差显微镜的镜头的景深内。因此，用户容易确认分选对象物9是否被支撑在盘7以及被支撑的分选对象物9的形状。此外，用户容易确认分选对象物9的位置和分选用吸嘴14的位置。进一步，例如在将对象物的集合M添加于液体4时等，即使在容器4内的液体3中发生一些水流，被支撑在盘7的分选对象物9不会因水流而从贯穿孔10内脱离，更可靠地被支撑于盘7。
关于贯穿孔10的形状，从其它的观点列举优选的例子。图5(a)是分选对象物9被支撑在图2及图4所示的四棱台形状的贯穿孔10的状态的俯视图。图5(b)是圆台形状的贯穿孔10A的仰视图。图5(c)是圆台形状的贯穿孔10B的仰视图。图6是六棱台的贯穿孔10的仰视图。如图5(a)所示，贯穿孔10的形状在分选对象物9被支撑于盘7的状态下，优选形成有能够从贯穿孔10的底面侧向上面侧流通液体3的间隙S1。在图5中，作为贯穿孔的形状例示了四棱台状。如上所述，当分选对象物9为大致球形的情况下，根据贯穿孔10的形状不同，分选对象物9有可能无间隙地嵌入于贯穿孔10。此时，在使用后述的分选用吸嘴14(参照图8)来取出分选对象物9时，有可能需要过度的力。其结果，当分选对象物9为软质时有可能会变形。此外，在分选对象物9为来自生物体的细胞时，因被施加过度的力而细胞被破坏，有可能性状发生变化。但是，在如上所述地形成有间隙S的情况下，分选对象物9不会嵌入于贯穿孔10，液体3通过间隙S1时产生的水流作为浮力作用于分选对象物9，因此，在使用分选用吸嘴14取出时无需过度的力。其结果，不让使分选对象物9变形或破坏的情况下容易取出分选对象物9。在图5(b)所示的贯穿孔10A，在倾斜部的一部分设置有槽(间隙形成部件S2)。如果分选对象物9进入贯穿孔10A并被支撑于支撑位置，则所述槽成为在分选对象物9与贯穿孔10A之间形成的间隙。在图5(c)所示的贯穿孔10B，在倾斜部的一部分设置有凸部(间隙形成部件S3)。如果分选对象物9进入贯穿孔10B并被支撑于支撑位置，则凸部抵接于分选对象物9，因此，在倾斜部与分选对象物9之间形成间隙。
<关于隔离件8>
如图1所示，隔离件8(保持机构)载置于内底部2上，在该隔离件8之上载置有盘7。作为隔离件8例示了中空且扁平的方型隔离件。隔离件8是为了将盘7的底面6与容器4的内底部2隔开间隔的状态保持而设置的。这是为了通过将底面6保持在高于内底部2的位置，从而使非对象物12通过贯穿孔10而向容器4的内底部2沉降，与分选对象物9分离。因此，假设未设置隔离件8，盘7的底面6接近容器4的内底部2的情况下，被分选并支撑于盘7的分选对象物9(参照图3(c)的分选对象物9c)与沉降至容器4的内底部2的非对象物12(参照图3(c)的非对象物12c)之间的距离变短。其结果，在使用后述的分选用吸嘴14(参照图8)取出分选对象物9时，有可能错把非对象物12取出来。在本实施方式中，通过设置隔离件8，将沉降于容器4的内底部2的非对象物12与被分选并支撑在盘7的分选对象物9分离。其结果，在从盘7取出分选对象物9时，不会错将沉降于容器4的内底部2的非对象物12取出来。
关于将盘7的底面6与容器4的内底部2隔开间隔的方法无特别限定，能够采用在盘7的底面6与容器4的内底部2之间插入上述的隔离件8那样的部件的方法或在盘7的底面6设置脚部来将盘7的底面6与容器4的内底部2隔开间隔的方法等。在本实施方式中，如图1及图7所示，采用了插入隔离件8的方法。图7是说明本实施方式的隔离件8的侧视图。
关于隔离件8的大小(长度、高度)，由于需要将盘7浸渍于存积在容器4的液体3中，因此，只要在将盘7载置于隔离件8的状态下盘7能够浸渍于液体3的高度即可。此外，优选具有能够充分分离盘7的底面6与容器4的内底部2的高度。另外，在使用显微镜从容器4的上方或下方观察被支撑在盘7的分选对象物9的情况下，隔离件8的高度优选被设定为该显微镜具有的光学系统的景深内的高度。隔开间隔的距离根据取出分选对象物9的方法、非对象物12的重量及大小、被存积于容器4内的液体3的高度(深度)等而不同，但是隔开100至5000μm左右，就不会错将非对象物12取出。在本实施方式中，使用了高度为3000μm的隔离件8。
隔离件8的材质无特别限定，但是从容易确认被支撑在盘7的分选对象物9的状态的观点出发，优选采用透光材料。透光材料无特别限定，例如可使用在容器4的说明中记载的材料。
隔离件8可以与容器4的内底部2一体地固着设置，也可以与容器4的内底部2独立设置。在独立设置的情况下，优选采用具有在液体3中不动的程度的重量的材料。
<关于振动发生机构13>
如上所述，由于向盘7的上表面5的方向沉降的对象物的集合M基于重力而沉降，因此，除了沉降于设置在支撑位置的贯穿孔10内以外，不被导入至贯穿孔10而沉降于盘7的上表面5而被保持，或者非对象物12会堆积于已经被支撑在支撑位置上的分选对象物9之上。对此，振动发生机构13(振动发生机构)(参照图1)是为了使盘7振动，以向被保持在盘7的支撑位置以外的部位的分选对象物9赋予振动，促使其移动到支撑位置而设置。该振动发生机构13在不为大致球形的椭圆形的非对象物12(参照图11)等停止在贯穿孔10的情况下，也能通过施加振动来促使其通过贯穿孔10，并沉降于容器4的内底部2。作为振动发生机构13，可例示例如连接于外部电源(未图示)，向盘7赋予振动的振动器。
使用振动发生机构来发生振动的振动发生方法，除了使用振动发生机构13即振动器来发生物理性的振动的方法以外，也可采用在不影响分选对象物9的性状的范围内施加电磁波来使分选对象物9振动的方法或施加超声波来使分选对象物9振动的方法等。
此外，施加振动的顺序无特别限定，可以在将对象物的集合M添加至液体3之前起就施加振动，并持续振动至结束分选对象物9的分选为止，也可以在将对象物的集合M添加到液体3起经过一定时间后施加振动。
如上所述，本实施方式的振动发生机构13不是设置在容器4而是设置在盘7，对盘7本身施加振动。因此，振动不会传播至沉降于容器4的内底部2的非对象物12，不会因振动而使非对象物12浮起。其结果，非对象物12保持沉降于容器4的内底部2的状态，非对象物12物理性地与分选对象物9隔开间隔，因此，在使用后述的分选用吸嘴14取出分选对象物9时，不会取出非对象物12。
<关于分选用吸嘴14>
分选用吸嘴14(取出机构)是为了将被支撑在盘7上的分选对象物9从盘7取出而设置的。
取出机构并不限定于分选用吸嘴14，只要是能够在不让被支撑在盘7的分选对象物9显著变形或破坏的情况下取出的方法即可。如图8所示，在本实施方式中，例示了使用顶端为管嘴形状的分选用吸嘴14来吸引的取出方法。图8是说明本实施方式的取出机构14的说明图。在图8中，参照符号A3表示取出方向。
如上所述，在本实施方式中，能够使用分选用吸嘴14从盘7取出分选对象物9，并移动到后续的工序，因此，能够再利用留下的盘7。尤其，通过将使用分选用吸嘴14的取出作业自动化，能够实现作业的效率化。此外，盘7的再利用并不是必须的，也可以一次性地使用。
以上，根据本实施方式的对象物分选装置1，能够用倾斜部11仅支撑形状各异的对象物的集合M中的指定形状的分选对象物9，并且，使分选对象物9以外的非对象物12沉降于容器4的内底部2。此外，在例如通过吸引等方法来取出支撑在倾斜部11的分选对象物9时，盘7被隔离件8保持为与容器4的内底部2隔开间隔，因此，不会误将沉降于容器4的内底部2的非对象物12取出。
此外，关于本实施方式中用户进行的处理，可用预先将处理内容程序化的软件等来控制机器人，使用该机器人进行自动处理。
另外，在本实施方式中例示了分选对象物9为细胞凝集块，且在支撑于盘7后立即使盘7上下反转等就能平稳地取出的情况，但根据需要，也可以在盘7的支撑位置将分选对象物9持续保持指定时间。例如，在分选对象物9不是充分生长的细胞凝集块，而是单个细胞或者未生长的细胞凝集块的情况下，用户可以在将这些分选对象物9支撑在盘7的支撑位置的状态下继续培养，在这些分选对象物9充分生长后取出。取出的细胞凝集块能使用于各种筛选。
在本实施方式的盘7的支撑位置上形成有上下贯穿的贯穿孔10。因此，对于支撑在盘7的支撑位置上的未生长的细胞，也能够使培养液充分接触于该细胞。其结果，本实施方式的盘7能够预备性地分选出充分生长之前的未生长的细胞，并且能够在支撑位置上培养未生长的细胞来形成充分生长的细胞凝集块。
(第二实施方式)
如图9(a)及图9(b)所示，第二实施方式的对象物分选装置除了保持机构与盘71一体设置的点以外与第一实施方式相同，因此，省略不同点以外的说明。图9(a)及图9(b)是说明本发明的第二实施方式的保持机构的说明图。
如图9(a)所示，在盘71的底面6一体地设置有作为保持机构的脚部7a。脚部7a从底面6向下方延伸出来，是为了在容器4内将盘71的底面6与容器4的内底部2隔开间隔而设置的。脚部7a的长度无特别限定，与第一实施方式所述的隔离件的长度(高度)相同程度的高度即可。脚部7a的材质无特别限定，使用相对于容器4内的液体3稳定的材料制作即可。在将脚部7a与盘71一体设置的情况下，也可采用与上述的盘7(参照第一实施方式)相同的材质。脚部7a的个数和设置部位无特别限定，例如可在盘71的底面6的缘部附近的四个角落设置四个脚部7a。
作为保持机构的另外的例子，如图9(b)所示，在盘72的上表面5设置吊具7b来作为保持机构。吊具7b悬吊盘72，并在容器4内的液体3中将盘72以与容器4的内底部2隔开间隔的状态保持。吊具7b的材料无特别限定，与脚部7a一样。此外，吊具7b的个数和设置部位无特别限定，例如用吊具7b固定盘72的上表面5的四个角落附近，并将吊具7b的另一端固定于周边设备(未图示)来将盘72悬吊即可。
(第三实施方式)
如图10所示，第三实施方式的对象物分选装置除了保持机构为设置在容器42上的凸部4a的点以外与第一实施方式以及第二实施方式相同，因此，省略不同点以外的说明。图10是用于说明本发明的第三实施方式的保持机构的说明图。
如图10所示，在容器42设置有向容器42的内部方向突出的形状的凸部4a。凸部4a在比存积在容器4的液体3的液面更靠下方的位置沿水平方向突出设置。在将盘7浸渍于液体3时，凸部4a抵接于盘7的底面6，将盘7的底面6与容器42的内底部2隔开间隔而保持。从容器42的内底部2起至凸部4a为止的长度并无特别限定，与第一实施方式所述的隔离件的长度(高度)相同程度的长度即可。凸部4a的材质无特别限定，只要相对于容器42内的液体3稳定的材料即可。将凸部4a与容器42一体设置的情况下，可采用与容器42相同的材质。凸部4a的个数和设置部位无特别限定，例如图10所示那样，将扁平的玻璃浅底盘用作容器42的情况下，能够设置呈以在四个部位成相同高度的方式向内侧突出的形状的凸部4a。此时，通过设置在四个部位的凸部4a与盘7的底面6抵接而被保持。
此外，在盘7相对于容器42充分小的情况下，以图10所示的四个部位的凸部4a有可能无法保持盘7。在此种情况下，在容器42的任意部位以不堵塞贯穿孔10的底面侧的开口的方式设置能够支撑盘7的凸部4a来保持盘7即可。
除此之外，例如在容器42为圆柱形的玻璃浅底盘的情况下，也可以在容器42的内侧面设置缘部，并使盘7的底面6抵接于该缘部来保持盘7。
(第四实施方式)
如图12所示，第四实施方式的对象物分选装置1A除了盘是重叠两张而使用的点以外与第一实施方式的对象物分选装置1相同，因此，省略不同点以外的说明。图12是说明本发明的第四实施方式的对象物分选装置1A的结构的说明图。
对象物分选装置1A具有两个盘7A以及盘7B。如图12所示，将盘7A和盘7B重叠使用，并浸渍于存积液体3的容器4中。
以形成在盘7A的贯穿孔10A的底部侧开口面积大于形成在盘7B的贯穿孔10B的底部侧开口面积的情况为例进行说明。如图12所示，通过将盘7A载置于盘7B，能够同时分选出直径不同的两种分选对象物9。即，能够使用盘A分选出具有比较大的直径的分选对象物，并且，从通过盘A的贯穿孔10A的对象物中分选出具有比较小的直径的分选对象物。
此外，在本实施方式中，例示了重叠两个盘而使用的结构，但是盘的个数无特别限定，也可以为三个以上。
[对象物分选方法]
下面，说明本实施方式的对象物分选方法。本实施方式的对象物分选方法是从包含分选对象物的对象物的集合中分选出分选对象物的对象物分选方法，具有浸渍工序、沉降工序以及排列工序。以下说明各工序。
<关于浸渍工序>
浸渍工序是将盘和保持机构浸渍于容器的工序，其中，所述容器具有内底部并存积有液体，所述盘具有上表面和底面并支撑分选对象物，所述保持机构以所述盘的所述底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持该盘。容器、盘以及保持机构与在对象物分选装置1的说明中已详述的相同，因此省略说明。
<关于沉降工序以及排列工序>
沉降工序是如下工序，即：将包含分选对象物的对象物的集合从盘的上表面的方向添加至所述液体，并使所述对象物的集合沿重力方向沉降于贯穿孔中的工序，其中，所述贯穿孔形成在盘，并排列在支撑分选对象物的支撑位置，且在内壁面具有倾斜部，该倾斜部的上端的开口面积大于倾斜部的下端的开口面积。
此外，排列工序是从在贯穿孔中沉降的对象物的集合中，使分选对象物抵接于倾斜部并将其支撑在支撑位置的工序。
对象物的集合以及贯穿孔与上述记载的相同，因此省略说明。下面，说明分选对象物被分选以及排列的顺序。图3(a)至图3(d)是说明在对象物分选装置1中分选对象物9被分选的顺序的说明图。
如图3(a)所示，盘7通过隔离件8而浸渍于存积有液体3的容器4中。图3(a)是浸渍于存积有液体3的容器4中的盘7和以将盘7的底面6与容器4的内底部2隔开间隔的状态保持的隔离件8的说明图。如此，盘7在支撑位置上未支撑任何东西的状态下预先浸渍于液体3中。据此，能够在液体3中进行分选对象物9的分选作业，能够防止细胞培养液等的对象物的集合M中所含的分选对象物9接触于外部空气而干燥的情况。
接下来，如图3(b)所示，对象物的集合M从浸渍于液体3的盘7的上表面5的方向被添加。图3(b)是从盘7的上表面5的方向将包含分选对象物9的对象物的集合M添加于液体3中的状态的说明图。
对象物的集合M的添加方法无特别限定，但是从排除分选对象物9的干燥以及物理性冲击的观点出发，在将对象物的集合M添加到液体3时，优选从靠近液面的位置平稳地添加或使用移液管等来直接添加至液体3中。被添加至液体中的对象物的集合M基于重力在液体3中分散并平稳地沉降。因此，对分选对象物9的物理性冲击降低。
接下来，如图3(c)所示，对象物的集合M基于重力在液体3中沉降，并到达盘7的上表面5。图3(c)是被添加至液体3的对象物的集合M沿重力方向在盘7的贯穿孔10内沉降，并且，对象物的集合M沉降在被排列的多个贯穿孔10内的状态的说明图。如上所述，基于重力到达盘7的上表面5的对象物的集合M中，与倾斜部11接触的分选对象物9a和非对象物12a在倾斜部11下降并被导入贯穿孔10内。
非对象物12a的直径小于倾斜部11的下端的开口面积，因此，通过贯穿孔10。通过贯穿孔的非对象物(非对象物12b)沉降于容器的内底部2。
另一方面，如图3(d)所示，沉降于贯穿孔10的对象物和集合M中，具有大于倾斜部11的下端的开口面积的直径的对象物(分选对象物9c)抵接于倾斜部11和贯穿孔10的内壁面而被倾斜部11支撑，并被排列于盘7。
<关于振动工序>
本实施方式的对象物分选方法优选还包括振动工序。
振动工序是在沉降工序或排列工序中向盘施加振动，促使分选对象物导入支撑位置的工序。向盘施加振动的方法能够使用在对象物分选装置1的说明中记载的振动发生机构13。参照图11详细说明设置有振动发生机构13的容器41。图11是说明振动发生工序的说明图。
如图11所示，振动发生机构13连接于盘7，并使盘7沿平面方向振动。参照符号A4表示振动发生机构13进行的盘7的振动方向。此外，振动方向也可以为平面方向以外的方向，例如也可以为垂直方向、平面方向和垂直方向这两个方向或不规则方向。
如图11所示，在细胞捕获室C1进行上述的分选对象物9的分选，并且，由振动发生机构13向盘7施加振动，直径各异的对象物被分选、除去。关于分选的情况，使用设置在容器41的上方或下方的判定机构(未图示)主要观察有无被支撑在盘7的对象物。此时，直径小于倾斜部的下端的开口面积的非对象物12被除去，分选对象物9被分选在倾斜部11。但是，此时，除了所需形状的对象物以外，直径大的对象物或者歪曲形状的对象物也有可能支撑在盘7。因此，将盘7移动到相邻的细胞选定室C2进一步从形状方面进行选定。
在细胞选定室C2，通过设置在容器41的上方或下方的判定机构(未图示)来观察支撑在盘7的对象物的形状。判定机构从细胞捕获室C1观察的位置适当移动使用，但也可以准备分别对应各室的判定机构。
利用判定机构的观察方法无特别限定，例如可使用相位差显微镜明确观察大致透明的对象物。除此之外，如果用锥虫蓝等荧光色素对分选对象物进行染色，则能够使用荧光显微镜来进行观察。其结果，在例如分选对象物9为细胞凝集块的情况下，直径大于所需直径的细胞凝集块或包含死细胞的不良的细胞凝集块等重新被判定为非对象物12。被判定的非对象物12由用户除去，或者在上述分选用吸嘴14被自动化的情况下，被控制为不让分选用吸嘴14将其作为分选对象物9取出。
除去了非对象物9的盘7上只支撑分选对象物9。被支撑的分选对象物能够通过例如将盘上下反转等方法回收或经过后述的取出工序取出。
<关于取出工序>
本实施方式的对象物分选方法优选还包括取出工序。
取出工序是将被支撑的对象物从盘取出的工序。从盘取出分选对象物的方法能够使用对象物分选装置1的说明中记载的分选用吸嘴。分选用吸嘴与上述的结构相同，因此省略说明。使用分选用吸嘴取出的分选对象物例如可直接用于各种试验，也可以排列在另外准备的盘上暂时保管。
以上，根据本实施方式的对象物分选方法，从形状各异的对象物的集合中，用倾斜部只支撑指定形状的分选对象物，并且，能够使分选对象物以外的非对象物沉降于容器的内底部。此外，在例如通过吸引等方法取出被支撑在倾斜部的分选对象物的情况下，由于盘被保持机构保持为与容器的内底部隔开间隔，因此，不会误将沉降于容器的内底部的非对象物取出。
此外，上述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。
本发明的一方面所涉及的对象物分选装置，包括：容器，用于存积液体，并且具有内底部；盘，具有上表面和底面，被浸渍于存积在所述容器的液体中，并支撑分选对象物；以及保持机构，将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持，其中，所述盘在所述分选对象物的支撑位置具有贯穿孔，所述贯穿孔具有倾斜部，该倾斜部用于在所述盘浸渍于所述容器内的液体的状态下，使所述分选对象物沿重力方向沉降，且使所述分选对象物抵接并支撑在贯穿孔的内壁面，所述倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积。
本发明通过采用此种结构，从形状各异的对象物的集合中，用倾斜部只支撑指定形状的分选对象物，并且，能够使分选对象物以外的非对象物沉降于容器的内底部。此外，在例如通过吸引等方法取出被支撑在倾斜部的分选对象物的情况下，由于盘被保持机构保持为与容器的内底部隔开间隔，因此，不会误将沉降于容器的内底部的非对象物取出。
所述盘优选具有矩阵排列的多个所述贯穿孔。
本发明通过采用此种结构，能够同时分选出多个指定形状的分选对象物，与对分选对象物个别地进行分选的情况相比，能够大幅度省工，能够实现作业的效率化。此外，在例如使用吸嘴等来取出分选对象物的情况下，通过准备与贯穿孔的配置相对应的多个吸嘴，能够有助于装置的自动化。其结果，能够使用于高通量筛选，能够大幅度削减作业量等。
优选：所述贯穿孔的形状为锥台状。
本发明通过此种结构，贯穿孔的内侧面为倾斜的倾斜部，因此，容易将分选对象物导入贯穿孔。此外，与例如倾斜部设置在贯穿孔的内壁面的一部分的情况相比，容易分选出大致球形的分选对象物。
优选：所述贯穿孔呈形成间隙的形状，该间隙在所述分选对象物被支撑在所述盘的状态下，能够使所述液体从所述底面侧向所述上表面侧流通。
本发明通过采用此种结构，防止分选对象物无间隙地嵌入于贯穿孔中，能够使用取出机构来容易取出分选对象物。
优选：所述贯穿孔的底面侧的开口面积相对于上表面侧的开口面积的比率为0.11至0.94。
本发明通过采用此种结构，即使在容器内的液体中发生一些水流，被支撑在盘的分选对象物不会意外地从贯穿孔内脱离，能够更可靠地将分选对象物支撑于盘。此外，在例如使用相位差显微镜从容器的底部观察被支撑的分选对象物的情况下，能够使盘、分选对象物以及取出机构的吸嘴进入设于相位差显微镜的镜头的景深内。因此，用户不仅容易确认分选对象物是否被支撑在盘或确认被支撑的分选对象物的形状，而且在使用取出机构取出时，容易确认分选对象物的位置和吸嘴的位置。
优选：所述容器和所述盘由透光材料制成。
本发明通过采用此种结构，能够使用例如相位差显微镜从容器的上方或下方连续确认分选对象物，能够提高作业效率。
优选：所述分选对象物为来自生物体的细胞。
本发明通过采用此种结构，能够适用于形状的偏差大的对象物即来自生物体的细胞，能够提供有助于生物相关技术以及医药领域的作业效率化的装置。
优选：所述分选对象物为来自生物体的细胞凝集块。
与使用一个细胞获得的试验结果相比，由于细胞凝集块在内部重新构建了各细胞间的相互作用被考虑过的生物体类似环境，并且能够获得各细胞的功能被考虑过的结果，而且能够将实验条件设定为更符合生物体内的环境的条件，因此，本发明通过采用此种结构，能够在生物相关技术以及医药领域中提供能够获得可靠性高的结果的装置。
优选还包括：振动发生机构，对所述盘施加振动。
本发明通过采用此种结构，即使有未支撑在盘中而被保持在盘之上的分选对象物，也能通过向这些分选对象物施加振动，促使其移动到支撑位置。另外，在不是大致球形的椭圆形的非对象物等挂在贯穿孔的情况下，通过施加振动使其通过贯穿孔并沉降。此外，由于振动发生机构设置在盘而不是容器本身，因此，已经沉降于容器的内底部的歪曲形状的细胞凝集块或单个细胞等的非对象物不会因振动而浮起，在使用取出机构来取出分选对象物时不会取出非对象物。
优选还包括：取出机构，将所述分选对象物从所述盘取出。
本发明通过采用此种结构，由于从盘取出分选对象物并使其移动到后续的工序，因此，能够再利用留下的盘。尤其通过使取出机构自动化，能够实现作业的效率化。此外，盘7的再利用并不是必须的，也可以一次性使用。
本发明的另一方面所涉及的对象物分选方法，从包含分选对象物的对象物的集合中分选出分选对象物，包括以下工序：浸渍工序，在容器内浸渍盘和保持机构，其中，所述容器具有内底部且存积有液体，所述盘用于支撑分选对象物且具有上表面和底面，所述保持机构将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持；沉降工序，从所述盘的上表面方向向所述液体添加包含分选对象物的对象物的集合，并使所述对象物的集合沿重力方向沉降于贯穿孔，其中，所述贯穿孔形成在所述盘上，且被排列在支撑分选对象物的支撑位置，并在内壁面具有倾斜部，该倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积；以及排列工序，从在所述贯穿孔内沉降的所述对象物的集合中，使分选对象物抵接于所述倾斜部，并支撑在所述支撑位置。
本发明通过采用此种结构，从形状各异的对象物的集合中，用倾斜部只支撑指定形状的分选对象物，并且，能够使分选对象物以外的非对象物沉降于容器的内底部。此外，在例如通过吸引等方法取出被支撑在倾斜部的分选对象物的情况下，由于盘被保持机构保持为与容器的内底部隔开间隔，因此，不会误将沉降于容器的内底部的非对象物取出。
优选还包括：振动工序，在所述沉降工序或所述排列工序，向所述盘施加振动，促使所述分选对象物被导入所述支撑位置。
本发明通过采用此种结构，即使有未支撑在盘中而被保持在盘之上的分选对象物，也能通过向这些分选对象物施加振动，促使其移动到支撑位置。此外，由于振动发生机构设置在盘而不是容器本身，因此，已经沉降于容器的内底部的歪曲形状的细胞凝集块或单个细胞等的非对象物不会因振动而浮起，在取出分选对象物时不会取出非对象物。
优选还包括：取出工序，将被支撑的所述分选对象物从所述盘取出。
本发明通过采用此种结构，由于从盘取出分选对象物并使其移动到后续的工序，因此，能够再利用留下的盘。尤其通过使取出机构自动化，能够实现作业的效率化。

Claims (13)

1.一种对象物分选装置，其特征在于包括：
容器，用于存积液体，并且具有内底部；
盘，具有上表面和底面，被浸渍于存积在所述容器的液体中，并支撑分选对象物；以及
保持机构，将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持，其中，
所述盘在所述分选对象物的支撑位置具有贯穿孔，
所述贯穿孔具有倾斜部，该倾斜部用于在所述盘浸渍于所述容器内的液体的状态下，使所述分选对象物沿重力方向沉降，且使所述分选对象物抵接并支撑在贯穿孔的内壁面，所述倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积。
2.根据权利要求1所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述盘具有矩阵排列的多个所述贯穿孔。
3.根据权利要求1或2所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述贯穿孔的形状为锥台状。
4.根据权利要求1或2所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述贯穿孔呈形成间隙的形状，该间隙在所述分选对象物被支撑在所述盘的状态下，能够使所述液体从所述底面侧向所述上表面侧流通。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述贯穿孔的底面侧的开口面积相对于上表面侧的开口面积的比率为0.11至0.94。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的对象物分选措置，其特征在于：
所述容器和所述盘由透光材料制成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述分选对象物为来自生物体的细胞。
8.根据权利要求7所述的对象物分选装置，其特征在于：
所述分选对象物为来自生物体的细胞凝集块。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的对象物分选装置，其特征在于还包括：
振动发生机构，对所述盘施加振动。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的对象物分选装置，其特征在于还包括：
取出机构，将所述分选对象物从所述盘取出。
11.一种对象物分选方法，从包含分选对象物的对象物的集合中分选出分选对象物，其特征在于包括以下工序：
浸渍工序，在容器内浸渍盘和保持机构，其中，所述容器具有内底部且存积有液体，所述盘用于支撑分选对象物且具有上表面和底面，所述保持机构将所述盘以该盘的底面与所述容器的内底部隔开间隔的状态保持；
沉降工序，从所述盘的上表面方向向所述液体添加包含分选对象物的对象物的集合，并使所述对象物的集合沿重力方向沉降于贯穿孔，其中，所述贯穿孔形成在所述盘上，且被排列在支撑分选对象物的支撑位置，并在内壁面具有倾斜部，该倾斜部的上端的开口面积大于所述倾斜部的下端的开口面积；以及
排列工序，从在所述贯穿孔内沉降的所述对象物的集合中，使分选对象物抵接于所述倾斜部，并支撑在所述支撑位置。
12.根据权利要求11所述的对象物分选方法，其特征在于还包括：
振动工序，在所述沉降工序或所述排列工序，向所述盘施加振动，促使所述分选对象物被导入所述支撑位置。
13.根据权利要求11或12所述的对象物分选方法，其特征在于还包括：
取出工序，将被支撑的所述分选对象物从所述盘取出。
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