CN111655834B - 生体对象物处理装置 - Google Patents

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Abstract

细胞移动装置(S)具备：载置收容多个细胞(C)的容器(2)的基座(1)；安装有抽吸容器(2)的细胞的抽吸尖头(12)的头(61)；以及控制头(61)的控制部(7)。细胞(C)被配置在包含凝胶状培养基的基底培养基层(31)的上表面亦即配置面(31A)。控制部(7)获取配置面(31A)的高度位置信息，确定对存在于配置面(31A)上的第一地点的细胞的抽吸高度，并让抽吸尖头(12)抽吸该细胞。接着，控制部(7)对存在于配置面(31A)上的不同于所述第一地点的第二地点的细胞，使用所述第一地点的抽吸高度让抽吸尖头(12)抽吸该细胞。

Description

生体对象物处理装置
技术领域
本发明涉及一种对配置在容器内的细胞或细胞块等生体对象物实施指定的处理的生体对象物处理装置。
背景技术
例如在医疗及生物学性的研究用途，有时需要进行细胞或细胞块(生体对象物的例子；有时简称为“细胞”)的摄像处理以及抽吸细胞并移动到其他地方的处理。例如，有时进行用摄像装置对分散于容器内的培养基中的细胞进行摄像，基于所获得的图像分选所需的细胞，并使用尖头抽吸被分选的细胞并移载到微量滴定板的作业(例如专利文献1)。
例如，在癌细胞的原代培养(从标本切出之后紧接着进行的培养)中，较多地使用包含生长因子的凝胶状培养基(半固体培养基)。在此情况下，含有细胞的凝胶状培养基被收容在所述容器中，对该凝胶状培养基内的细胞执行利用所述摄像装置的观察以及利用所述尖头的抽吸等处理。
在容器的凝胶状培养基内配置多个细胞的情况下，细胞在凝胶状培养基内三维地被配置的情况变多。此时，在细胞的观察以及抽吸等处理中，由于根据不同目标细胞而高度位置各不相同，因此，存在细胞处理的效率变差的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/087371号
发明内容
本发明的目的在于，在对配置在容器内的生体对象物实施指定的处理的生体对象物处理装置中提高生体对象物处理的效率。
本发明一个方面所涉及的生体对象物处理装置的特征在于包括：基座，用于载置容器，该容器收容包含半固体或固体培养基的基底培养基层、和被配置在该基底培养基层的平坦的上表面亦即配置面的各处的多个生体对象物；处理部，对被配置在所述配置面上的所述多个生体对象物实施指定的处理；以及控制部，控制所述处理部的动作，其中，所述控制部如下地进行控制：获取包含XY坐标和Z坐标的位置信息，所述XY坐标表示所述配置面上的多个生体对象物的水平方向的位置，所述Z坐标表示在多个生体对象物中共用的所述配置面的高度位置；基于存在于所述配置面上的第一地点的第一生体对象物的XY坐标和共用的所述Z坐标，确定对所述第一生体对象物的处理位置，根据该处理位置让所述处理部执行处理；接着，基于存在于所述配置面上的不同于所述第一地点的第二地点的第二生体对象物的XY坐标和共用的所述Z坐标，确定对所述第二生体对象物的处理位置，让所述处理部执行处理。
附图说明
图1是概略地表示本发明被适用的细胞移动装置的结构例的图。
图2是示意性地表示使用于所述细胞移动装置的容器以及收容在该容器中的培养基和细胞的纵剖视图。
图3是表示收容在容器中的培养基和细胞的比较例的纵剖视图。
图4A是表示容器内的培养基的成层顺序(A)～(C)的图。
图4B是表示容器内的培养基的成层顺序(D)～(G)的图。
图5(A)及(B)是表示向所述容器内形成培养基层的其他例子的纵剖视图。
图6是适用于所述细胞移动装置的摄像系统的框图。
图7A是示意性地表示所述细胞移动装置进行的细胞抽吸顺序(1)、(2)的图。
图7B是示意性地表示所述细胞移动装置进行的细胞抽吸顺序(3)、(4)的图。
图8是表示所述细胞移动装置的动作的流程图。
图9是系统地表示能够适用本发明的生体对象物的例子的图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。本发明所涉及的生体对象物处理装置中，能够将多方面的生体对象物作为处理对象。图9是系统地表示能够适用本发明的生体对象物的例子的图。如该图所记载，在本发明中，能够将来自生体的细胞、组织、微生物、小尺寸的种等作为处理对象。此外，生物对象物的处理方式并不特别限制，例如可以例示利用摄像机的生体对象物观察、利用尖头的生体对象物的抽吸、移动及排出、对生体对象物的试药、生长因子、生长抑制因子等的投入、紫外线等光线的照射等处理。以下说明的实施方式中，示出生体对象物是细胞或者几个或几十万个细胞凝集而成的细胞凝集块(以下，将这些总称为“细胞C”)，处理的方式是伴随细胞C的抽吸的该细胞C的移动处理(细胞移动装置)的例子。
[细胞移动装置的整体结构]
图1是概略地表示作为本发明所涉及的生体对象物处理装置的一例的细胞移动装置S的结构的图。在此，例示了将细胞C在两个容器(容器2和微量滴定板4)之间移动的细胞移动装置S。
细胞移动装置S包含：具有水平的载置面(上表面)的透光性的基座1；配置在基座1的下方侧的摄像机单元5(摄像部)；以及配置在基座1的上方侧的头单元6。在基座1的第一载置位置P1载置有细胞C的移动出发地的容器2，在第二载置位置P2载置有作为细胞C的移动目的地的微量滴定板4。头单元6具备在下端安装有进行细胞C的抽吸及排出的抽吸尖头12，并能够沿上下方向(Z方向)升降的多个头61(处理部)。摄像机单元5及头单元6能够在X方向(水平方向)和垂直于图1的纸面的方向(Y方向)移动。容器2及微量滴定板4在头单元6的可移动范围内载置在基座1的上表面。
大体上讲，细胞移动装置S是用多个抽吸尖头12的每一个从保持有大量的细胞C的容器2个别地抽吸细胞C，并将其移动至微量滴定板4(向指定部位移动的处理)，并且，从多个抽吸尖头12向该微量滴定板4(孔41)同时排出细胞C的装置。在抽吸细胞C之前，进行利用摄像机单元5对被保持在容器的细胞C进行摄像，分选作为向微量滴定板4的移动对象的优质的细胞C的分选作业。
以下，说明细胞移动装置S的各部。基座1是具有指定的刚性，且其一部分或全部由透光性材料形成的长方形的平板。优选基座1为玻璃板。通过将基座1用玻璃板那样的透光性材料形成，能够用配置在基座1的下方的摄像机单元5通过该基座1对配置在基座1的上表面的容器2及微量滴定板4进行摄像。
容器2收容被保持在培养基3内的多个细胞C。容器2例如是培养皿，具有上面开口2H。通过该上面开口2H将培养基3及细胞C投入到容器2内，并利用抽吸尖头12抽吸细胞C。作为容器2，使用由透光性的树脂材料或玻璃制造的容器。这是为了利用摄像机单元5可以观察被载持在容器2的细胞C。细胞C被配置在培养基3内的平坦的配置面31A。安装在头61的抽吸尖头12对配置在配置面31A的细胞C实施抽吸处理(指定的处理)。关于这点在后面详述。
微量滴定板4具有细胞C被排出的多个孔41。孔41是在微量滴定板4的上面开口的有底的孔。在1个孔41中与液体培养基3一起收容必要个数(通常是1个)的细胞C。微量滴定板4也使用由透光性的树脂材料或玻璃制造的板。这是为了利用被配置在微量滴定板4的下方的摄像机单元5可以观察被载持在孔41的细胞C。
摄像机单元5用于将被保持在容器2或微量滴定板4的细胞C的图像从这些的下面侧摄像的单元，具备透镜部51和摄像机主体52。透镜部51是使用于光学显微镜的物镜，包含使指定倍率的光像成像的透镜群和收容该透镜群的透镜筒。摄像机主体52具备如CCD图像传感器那样的摄像元件。透镜部51使摄像对象物的光像成像于所述摄像元件的受光面。摄像机单元5能够沿与基座1平行地沿左右方向延伸的导轨5G而在基座1的下方在X方向及Y方向上移动。此外，透镜部51可沿Z方向移动，以便进行聚焦动作。
头单元6为了将细胞C从容器2拾取并移动到微量滴定板4而被设置，包含多个头61和这些头61被组装的头主体62。在各头61的远端安装有进行细胞C的抽吸(拾取)及排出的抽吸尖头12。头主体62将头61保持为能够在+Z及-Z方向升降，并能够沿导轨6G在+X及-X方向移动。另外，头主体62还能够沿Y方向移动。
[容器内的培养基的状态]
图2是在本实施方式中示意性地表示收容在容器2的培养基3以及多个细胞C的纵剖视图。容器2具有平坦且均匀厚度的底壁21。培养基3在图2中例示了三层结构，从最下层依次包含基底培养基层31、上层培养基层32及液体培养基33。
基底培养基层31包含固体或半固体的培养基，接触于作为底壁21的上表面的底面2A。基底培养基层31具有平坦的上表面，该上表面作为分散配置多个细胞C的配置面31A。细胞C以接触于配置面31A的方式被配置在配置面31A上的的各处。基底培养基层31与容器2同样由透光性的材料形成，以便通过利用摄像机单元5从下方摄像，从而能够对配置在配置面31A上的细胞C进行摄像。
作为基底培养基层31，可以优选使用包含生长因子且能够进行细胞C的三维培养的凝胶状培养基(gel-like culture medium)(半固体培养基(semi-solid culturemedium))。作为凝胶状培养基,例如可以例示基质胶(Matrigel，康宁公司商品名)、胶原蛋白等来自动物的凝胶状培养基、如海藻酸盐水凝胶那样来自植物的凝胶状培养基、以及QGel MT 3DMatrix(QGel SA公司)、3-D Life Biomimetric Hydrogels(Cellendes公司商品名)、Puramatrix(3D MATRIX公司商品名)等由合成化合物形成的凝胶状培养基。此外，作为固体培养基，可以使用例如琼脂培养基、海绵状培养基等。
上层培养基层32是层叠在基底培养基层31的配置面31A上且包含半固体培养基的层。该上层培养基层32也可以适合使用所述的凝胶状培养基。细胞C以在该上层培养基层32中接触于配置面31A的方式被配置在容器2内。也就是说，细胞C在整个周围被上层培养基层32和基底培养基层31包围的状态下被收容在容器2内。即，形成了生长因子从细胞C的整个周围被供给的状态。
液体培养基33是在上层培养基层32上被注液的液体层。液体培养基33可以适用含有生长因子的各种液体培养基。
图3是表示培养基层形成的比较例的纵剖视图。在此，示出了细胞C立体地配置在圆顶型的凝胶状培养基320内，细胞C在凝胶状培养基320的周围被液体培养基330覆盖的状态下被配置在容器2内的例子。凝胶状培养基320例如通过将凝胶化前的液体状态的培养基320中分散细胞C的液体利用移液器等滴到容器2的底面，其后加热该培养基凝胶化而形成。然后，以使细胞C不与容器2的底面面接触的方式(细胞C的整个周围被培养基320包围)进行使容器2上下翻转指定时间的作业。圆顶型是通过凝胶状培养基320的表面张力以及所述的翻转而形成的。其后，液体培养基330被注液于容器2内。
比较例的方法具有能够将高价的凝胶状培养基的使用量抑制在最小限度并形成细胞C被该凝胶状培养基包围的状态的优点。但是，在凝胶状培养基320内细胞C成为在上下方向上重叠的状态，难以通过摄像机单元5的摄像来个别地观察细胞C。而且，也难以利用抽吸尖头12来抽吸细胞C。相对于此，图2所示的本实施方式的培养基层的形成方式中，细胞C二维地配置在基底培养基层31的配置面31A上。而且，上层培养基层32和基底培养基层31是同质的材料而亲和性高，也不需要所述的容器2的翻转，因此，该上层培养基层32也不用变形为圆顶型，维持细胞C的二维配置。因此，根据本实施方式，具有对各细胞C容易执行利用摄像机单元5的摄像以及利用抽吸尖头12的抽吸的作业的优点。
[培养基的形成例]
接着，说明图2例示的三层结构的培养基3的形成例。图4A及图4B是表示容器2内的培养基3的成层顺序(A)～(G)的图。在此示出基底培养基层31和上层培养基层32由凝胶状培养基形成的例子。凝胶状培养基具有在指定温度以下的低温下是液体，如果加热至指定温度以上则凝胶化的性质。所述的基质胶具有在摄氏8℃以下的温度下是液体，在8℃～10℃下开始凝胶化，如果达到22℃～35℃则迅速凝胶化的性质。
首先，如顺序(A)所示，将容器2载置在水平的台(基座1)上，并使用移液器尖头81通过上面开口2H将指定量的构成基底培养基层31的凝胶状培养基以液态化的状态注入到该容器2。使用基质胶作为凝胶状培养基的情况下，在冷却到8℃以下的状态下被注液。例如，容器2为35mmφ的培养皿的情况下，400μl(微升)的凝胶状培养基溶液被注液，在容器2内形成0.3mm～0.5mm左右的厚度的基底培养基层31。然后，如顺序(B)所示，等到液体状态的基底培养基层31的上表面(成为配置面31A的面)平坦化为止。
接着，如顺序(C)所示，实施使用热源将液体状态的基底培养基层31加热指定时间，将该基底培养基层31凝胶化的处理。在凝胶状培养基为基质胶，且为如上所述的液量的情况下，通过在37℃下实施15分钟左右的加热处理，能够将其凝胶化。
接着，如顺序(D)所示，使用移液器尖头82将构成上层培养基层32的液体注入到容器2。此时，以细胞C被分散至上层培养基层32的细胞悬浮液的状态从移液器尖头82向容器2排出。例如，准备将细胞C分散于液体状态的基质胶的细胞悬浮液，并使用移液器尖头82将其抽吸，并排出到容器2。通过该注液，在已凝胶化的基底培养基层31上形成其后成为上层培养基层32的包含细胞C的液体层。另外，在容器2为35mmφ的培养皿的情况下，注入细胞C被分散的400μl的凝胶状培养基溶液，在容器2内形成0.3mm～0.5mm左右的厚度的上层培养基层32。
其后，如顺序(E)所示，等到液体状态的上层培养基层32中所含的细胞C基于重力而沉降，并着床至基底培养基层31的上表面(配置面31A)为止。通过向所述上表面的着床，细胞C二维地配置在该上表面上。如果细胞C结束所述着床，则如顺序(F)所示，执行使用热源将液体状态的上层培养基层32加热指定时间的加热处理。该加热处理在凝胶状培养基为基质胶且为如上所述的液量的情况下，是在37℃下15分钟左右的加热处理。据此，能够将含有细胞C的液体状态的上层培养基层32凝胶化。
其后，如顺序(G)所示，向容器2内注入液体培养基33。在所述的培养皿的情况下，其注液量为3ml左右。通过以上的顺序(A)～(G)，在容器2的底壁21上形成三层结构的培养基3。
图5(A)及(B)是表示向容器2内的培养基层形成的其他例子的纵剖视图。这些变形例示出凝胶状培养基只为基底培养基层31一个层的例子。图5(A)例示的培养基3A由基底培养基层31以及通过向基底培养基层31上注液而形成的上层液体培养基层34形成。细胞C以在上层液体培养基层34中沉降到基底培养基层31的上表面(配置面31A)的方式配置在容器2内。上层液体培养基层34例如可以由使用液体培养基稀释使细胞C分散到液体培养基的细胞悬浮液或者使细胞C分散到液态的基质胶的细胞悬浮液的溶液形成。
图5(B)例示的培养基3B只由基底培养基层31形成。细胞C以接触于该基底培养基层31的上表面(配置面31A)的方式被配置。在该变形例中，例如使用海绵培养基作为基底培养基层31。将该海绵培养基敷设在容器2的底壁21上后，将含有细胞C的细胞悬浮液从该海绵培养基上散布，从而能够形成培养基3B。此时，海绵培养基吸取容器内的生长因子并将其供给到细胞C。
[摄像系统的结构]
图6是适用于细胞移动装置S的摄像系统的框图。摄像系统具备：对摄像光轴上的摄像对象物进行摄像的摄像机单元5；控制透镜部51的动作，并基于通过摄像机单元5获取的图像信息进行指定的处理的控制部7；使透镜部51上下移动的透镜驱动马达53；显示部74；以及输入部75。
在图6中，将收容图2所示的三层结构的培养基3以及细胞C的容器2作为摄像对象物而示出。也就是说，摄像机单元5在培养基3(基底培养基层31)的厚度方向上对载持在该培养基3的细胞C进行摄像。另外，控制部7通过控制头单元6内的头马达63和轴马达64，还控制利用安装有抽吸尖头12的头61(处理部)进行的细胞C的抽吸动作以及向水平方向的移动动作(指定的处理的一例)。
透镜驱动马达53通过正转或反转，通过图略的动力传递机构使透镜部51以指定的分辨率沿上下方向移动。通过该移动，透镜部51的焦点位置对准载持在容器2的细胞C。另外，如在图6中用虚线所示，也可以不是让透镜部51移动，而是通过代替透镜驱动马达53的其他的马达使容器2本身或者容器2被载置的台(基座1)上下移动。
头马达63是成为相对于头主体62的头61的升降动作以及使安装于头61的尖头12的远端开口部t产生抽吸力及排出力的动作的驱动源的马达。轴马达64是成为使头单元6(头主体62)沿导轨6G(图1)移动的驱动源的马达。
控制部7例如由个人电脑等形成，通过执行指定的程序，以功能性地具备驱动控制部71、图像处理部72及运算部73的方式动作。
驱动控制部71控制透镜驱动马达53、头马达63及轴马达64的动作。具体而言，驱动控制部71为了进行聚焦动作而向透镜驱动马达53赋予用于使透镜部51沿上下方向以指定的间距(例如数十μm间距)移动的控制脉冲。此外，虽然在图6中省略记载，但是，驱动控制部71还控制使摄像机单元5沿导轨5G移动的摄像机轴驱动马达的动作。而且，驱动控制部71还控制头单元6的机械动作。驱动控制部71控制头马达63来控制头61的升降动作以及使尖头12的远端开口部t产生抽吸力或排出力的动作。
图像处理部72对通过摄像机主体52获取的图像数据实施边缘检测处理以及伴随特征量提取的图案识别处理等图像处理。图像处理部72获取细胞C被配置在基底培养基层31的配置面31A上的容器2的图像数据，通过所述图像处理识别存在于配置面31A上的细胞C。据此，能够求出配置在配置面31A上的各细胞C的XY坐标。此外，能够评价细胞C的质量等。
运算部73主要获取包含容器2内的细胞C的水平方向的位置(XY坐标)和细胞C的高度方向的位置、即在本实施方式中为基底培养基层31的配置面31A的高度位置(Z坐标)的位置信息，进行确定抽吸尖头12的细胞C的抽吸位置(对生体对象物的处理位置)的处理以及控制其抽吸动作的处理。运算部73功能性地具备抽吸位置设定部731、抽吸控制部732及存储部733。
抽吸位置设定部731根据从图像处理部72获得的细胞C在配置面31A上的XY坐标的信息和配置面31A的Z坐标的信息，确定抽吸尖头12的细胞C的抽吸位置。在后面说明，配置面31A的Z坐标的信息根据从输入部75向运算部73输入的信息(输入信息)或者利用摄像机单元5进行的配置面31A的摄像中获得的聚焦位置信息(实测信息)获取。
抽吸控制部732获取表示抽吸位置设定部731确定的抽吸位置的XYZ坐标，进行设定细胞C的抽吸顺序(suction sequence)的处理。在本实施方式中，抽吸控制部732从分散配置在配置面31A上的多个细胞C之中探测能够共用Z坐标的细胞C，从而确定高效率的抽吸顺序。
具体而言，抽吸控制部732基于所述XYZ坐标确定对存在于配置面31A上的特定的第一地点的细胞C的抽吸位置，并根据该抽吸位置让头61(抽吸尖头12)执行第一抽吸动作。接着，抽吸控制部732使用在所述第一地点的抽吸动作中利用的Z坐标，对配置面31A上的存在于与所述第一地点不同的第二地点的细胞C设定如让抽吸尖头12执行第二抽吸动作的的抽吸顺序。
该抽吸顺序被赋予驱动控制部71。驱动控制部71基于该抽吸顺序控制头单元6(头61)，让其执行细胞C的抽吸动作。具体而言，驱动控制部71根据对所述第一地点的细胞C设定的抽吸位置(Z坐标)使头61下降，并且让抽吸尖头12抽吸该细胞C，其后让头61上升(第一抽吸动作)。接着，驱动控制部71基于对所述第二地点的细胞C设定的XY坐标使头61沿水平方向移动，进一步根据被使用的Z坐标使头61下降，并让抽吸尖头12抽吸细胞C(第二抽吸动作)。
存储部733存储由操作人员赋予输入部75的输入信息、从摄像机单元5获取的聚焦位置信息、各种设定信息等。此外，在存储部733，有关使用于细胞移动装置S的容器2的尺寸的信息(容器的内径、高度等)与型号等相关联地被存储。而且，存储部733存储表示抽吸位置设定部731设定的抽吸位置的XYZ坐标。
显示部74是显示摄像机单元5摄像的图像的显示器。在本实施方式中，显示摄像机单元5摄像的载持细胞C的容器2的图像等。
输入部75由键盘、鼠标等形成，受理操作人员输入的包含有关抽吸位置的设定的信息的各种信息。具体而言，输入部75受理容器2的型号信息、底壁21的厚度(底面2A的高度位置)信息、有关基底培养基层31的配置面31A的高度位置的信息等的输入。此外，输入部75还受理有关将显示在显示部74的细胞C中的哪个细胞C设定为移动对象的选择操作的输入。
[抽吸高度位置的设定方法]
图7A及图7B是包含抽吸尖头12的细胞C的抽吸高度位置的设定方法的、细胞移动装置S的细胞C的抽吸顺序(1)～(4)的示意图。在本实施方式中，想要为了从作为基底培养基层31的上表面的配置面31A抽吸细胞C而设定所述抽吸高度，需要确定配置面31A的高度位置(Z坐标)。配置面31A的高度位置是收容在容器2内的基底培养基层31的上表面的高度位置，因此，为了确定该高度位置而需要容器2的底面2A的高度位置(底壁21的厚度)和基底培养基层31的厚度信息。这些信息可以根据以下的方法等而获取。
(方法A)依赖于来自输入部75的输入信息的方法、
(方法B)对所述输入信息由运算部73进行运算而计算出的方法、或者
(方法C)通过利用摄像机单元5的实测而求出的方法。
图7A的顺序(1)表示通过方法C获取容器2的底面2A的高度位置的方法。此时，摄像机单元5将容器2的底面2A作为对象而进行摄像。并且，抽吸位置设定部731基于透镜部51对底面2A的焦点位置信息获取该底面2A的高度位置。透镜部51的焦点位置根据从其镜体定位面54到摄像对象物(在此为底面2A)的齐焦距离而被决定。如果在透镜部51形成聚焦于底面2A的状态，则底面2A与镜体定位面54之间的距离成为齐焦距离。因此，能够以镜体定位面54的高度位置作为基准高度H而测量底面2A的高度位置。
具体而言，抽吸位置设定部731通过驱动控制部71而控制透镜驱动马达53，一边使透镜部51沿上下方向以指定的间距移动，一边让摄像机主体52执行容器2的摄像动作。图像处理部72对按透镜部51的每个移动间距获取的图像数据的每一个求出像素间的对比度，将对于底面2A成为最高对比度的图像作为聚焦图像而确定。抽吸位置设定部731将获取到所述聚焦图像时的镜体定位面54的高度位置设定为基准高度位置H。并且，抽吸位置设定部731以使透镜部51的聚焦位置成为安装在头61的抽吸尖头12的远端开口部t的下降位置、也就是抽吸位置的方式进行设定。据此，以透镜部51聚焦的高度位置成为所述抽吸位置的方式相关联。基准高度H及抽吸位置的设定值被存储在存储部733。
在通过所述的方法A执行顺序(1)的情况下，受理从输入部75输入的有关底面2A的高度位置的容器底面信息。例如，通过由操作人员直接输入容器2的底壁21的厚度信息(容器底面信息)、或者基于容器2的型号等的输入而从存储部733读取该容器2的厚度信息等，获取容器底面信息。例如，如果已知相对于基座1的上表面的透镜部51的齐焦距离，则通过考虑底壁21的厚度能够求出底面2A的高度位置。
顺序(2)表示获取基底培养基层31的配置面31A的高度位置(位置信息)的方法。配置面31A的高度位置简单讲可以根据从输入部75被赋予的基底培养基层31的厚度h的输入信息而确定(方法A)。即，由于在顺序(1)求出了基准高度H，因此，只要被赋予厚度h的信息，就能基于H+h获取配置面31A的高度位置。
即使不从输入部75直接输入厚度h，也可以根据相关信息获取配置面31A的高度位置(方法B)。例如，如果受理从输入部75输入的有关容器2的形状的信息(容器的内径尺寸等)以及有关相当于基底培养基层31的材料向容器2的投入量的信息，则从底面2A的配置面31A的高度位置自然地被决定。因此，基于这些输入信息，抽吸位置设定部731能够计算出配置面31A的高度位置。
进一步，可以通过利用摄像机单元5的实测来获取配置面31A的高度位置(方法C)。此时，抽吸位置设定部731基于对配置面31A的焦点位置信息，获取该配置面31A的高度位置。具体而言，抽吸位置设定部731一边让透镜部51沿上下方向以指定的间距移动一边让摄像机主体52执行容器2的摄像动作，将对于配置面31A或配置在该配置面31A上的细胞C成为最高对比度的图像作为聚焦图像而确定。并且，将获取到所述聚焦图像时的高度位置作为在基准高度H加上基底培养基层31的厚度h的H+h的高度位置而设定。
另外，在透镜部51的摄像光轴上存在空气以外的其他透光性部件的情况下，由于光路根据该透光性部件所具有的折射率被折射，所以该透镜部51的焦点位置向远方延伸。在顺序(1)及(2)采用方法C的情况下，由于在摄像光轴上存在容器2的底壁21和基底培养基层31，所以优选将伴随这些存在的焦点延长量加到所述的齐焦距离。也就是说，优选将用所述焦点延长量修正镜体定位面54的高度位置后的高度位置作为基准高度H而使用。
如果根据方法A～C的任一方法获得H+h的高度，则抽吸位置设定部731将该H+h作为镜体定位面54的高度位置即摄像高度，让摄像机单元5进行载持在容器2的所有细胞C的摄像。使用于此种摄像的透镜部51的视角一般狭窄，不能用一次摄像对容器2的所有区域进行摄像。因此，分多次来覆盖容器2的整个区域的方式执行所述摄像。
图7B所示的顺序(3)表示细胞C的抽吸动作。抽吸位置设定部731在通过摄像高度H+h的摄像而获得的图像中，例如参照各细胞C与其周围的对比度确定聚焦的细胞C。并且，抽吸位置设定部731基于图像处理部72的图像处理结果，获取聚焦的细胞C的XY坐标。另外，聚焦的细胞C的Z坐标全部成为相当于H+h的坐标。
如上所述地获得的聚焦的细胞C的XYZ坐标被赋予抽吸控制部732。抽吸控制部732设定将聚焦的细胞C、即能够使用Z坐标的细胞C依次抽吸的抽吸顺序。然后，抽吸控制部732基于所述抽吸顺序，以与配置面31A的第一地点的细胞C的XY坐标一致的方式让头61沿XY方向移动，其后使头61下降。在顺序(1)，由于以聚焦位置(H+h)成为抽吸尖头12的远端开口部t的吸引高度的方式相关联，因此，头61下降至相当于H+h的Z坐标的位置。下降后，抽吸控制部732使得在远端开口部t产生抽吸力，将第一地点的细胞C抽吸到抽吸尖头12内，接着使头61上升。
顺序(4)表示使用第一地点的细胞C的抽吸高度正在执行与第一地点不同的第二地点的细胞C的抽吸动作的状态。抽吸控制部732以与第二地点的细胞C的XY坐标一致的方式让头61沿XY方向移动，其后让头61下降。抽吸高度使用抽吸第一地点的细胞C时的抽吸高度。然后，抽吸控制部732使得在远端开口部t产生抽吸力，将第二地点的细胞C抽吸到抽吸尖头12内，接着使头61上升。对残留的聚焦的细胞C的抽吸动作也同样地被执行。
被载持在容器2的所有细胞C并不一定就存在于在摄像高度H+h聚焦的位置上。也有可能存在处于从配置面31A浮起的位置的细胞C、或者处于比配置面31A更沉入的位置的细胞C。抽吸位置设定部731对没有在摄像高度H+h聚焦的细胞C，再次让摄像机单元5进行摄像，再次获取针对各个细胞C的Z坐标。抽吸控制部732基于再次获取的Z坐标校正抽吸高度，执行对各个细胞C的抽吸动作。
[抽吸动作的流程图]
图8是表示细胞移动装置S进行的细胞C的抽吸动作的流程图。如果处理开始，运算部73的抽吸位置设定部731判断图7A的顺序(1)所示的基准高度H的数据是否存在(步骤S1)。在容器2的底面2A的高度位置(厚度)为已知，并基于此基准高度H的数据作为事前准备数据而已经获得的情况下(在步骤S1为是)，抽吸位置设定部731从输入部75受理基准高度H的数据D11的输入(步骤S2)。
相对于此，在不存在基准高度H的数据的情况下(在步骤S1为否)，抽吸位置设定部731控制摄像机单元5，以在顺序(1)采用方法C的情况下说明的方法执行搜索基准高度H的处理(步骤S3)。据此，基准高度H的数据D12通过实测而被获取。
接着，抽吸位置设定部731受理用抽吸尖头12的远端开口部t抽吸细胞C的抽吸高度数据D2的输入(步骤S4)。抽吸高度数据D2如已所述，是用于将透镜部51的聚焦位置设定为抽吸尖头12的抽吸位置的数据。
然后，抽吸位置设定部731判断基底培养基层31的厚度h的数据是否存在(步骤S5)。如根据容器2的型号以及培养基材料的投入量等而厚度h作为事前准备数据而已经获得的情况下(在步骤S5为是)，抽吸位置设定部731从输入部75受理基底培养基层31的厚度h的数据D31的输入(步骤S6)。
另一方面，在厚度h的数据不存在的情况下(在步骤S5为否)，抽吸位置设定部731控制摄像机单元5，以在顺序(2)采用方法C的情况下说明的方法执行搜索厚度h的处理(步骤S7)。据此，基底培养基层31的厚度h的数据D32通过实测而被获取。通过组合数据D11或数据D12和数据D31或数据D32，获得摄像高度H+h。
其后，抽吸位置设定部731将透镜部51设置在摄像高度H+h并让摄像机单元5对容器2进行摄像。通过由图像处理部72对通过摄像而获得的图像进行图像处理，从而确定存在于基底培养基层31的配置面31A上的细胞C。接着，抽吸位置设定部731基于图像处理部72的图像处理结果，获取细胞C的XY坐标(细胞C的搜索)(步骤S8)。据此，获取表示各细胞C的位置的XYZ坐标的数据D4。
然后，抽吸控制部732设定决定配置面31A上的细胞C的抽吸次序的抽吸顺序，并按照该抽吸顺序选择应让抽吸尖头12抽吸的细胞C(第一地点的细胞)(步骤S9)。接着，抽吸控制部732判断选择的细胞C是否在聚焦状态下被摄像，也就是判断是否可以将抽吸高度设定为对应于摄像高度H+h的高度(步骤S10)。在该细胞C为聚焦状态的情况下(在步骤S10为是)，抽吸控制部732让抽吸尖头12执行抽吸该细胞C的动作(步骤S11)。
相对于此，在该细胞C不是聚焦状态的情况下(在步骤S10为否)，抽吸位置设定部731让摄像机单元5再次进行该细胞C的摄像以及聚焦动作，重新获取针对该细胞C的Z坐标(步骤S12)。然后，抽吸位置设定部731基于再次获取的Z坐标校正抽吸高度(步骤S13)，并让执行对该细胞C的抽吸动作(步骤S11)。
其后，确认存在于配置面31A的移动对象的细胞C的抽吸是否结束(步骤S14)。在抽吸没有结束的情况下(在步骤S14为否)，返回到步骤S9，选择在配置面31A上存在于与之前的细胞C不同的XY位置的下一个细胞C(第二地点的细胞)，并执行抽吸动作。在该细胞C为聚焦的细胞C的情况下，使用在之前的细胞C使用的Z坐标。另一方面，在抽吸已结束的情况下(在步骤S14为是)，结束处理。
[作用效果]
根据以上说明的本实施方式所涉及的细胞移动装置S(生体对象物处理装置)，细胞C在容器2内配置在基底培养基层31的平坦的上表面即配置面31A上。控制部7的抽吸位置设定部731获取配置面31A的高度位置(H+h)信息，并基于该高度位置让抽吸第一地点的细胞C。然后，使用在第一地点的细胞C的抽吸中使用的高度位置(H+h)，让头61执行存在于不同于所述第一地点的第二地点的细胞C的抽吸动作。因此，能够简化对多个细胞C确定抽吸高度，能够提高细胞C的抽吸作业效率。
[所述实施方式中包含的发明]
另外，所述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。
本发明一个方面所涉及的生体对象物处理装置的特征在于包括：基座，用于载置容器，该容器收容包含半固体或固体培养基的基底培养基层、和被配置在该基底培养基层的平坦的上表面亦即配置面的各处的多个生体对象物；处理部，对被配置在所述配置面上的所述多个生体对象物实施指定的处理；以及控制部，控制所述处理部的动作，其中，所述控制部如下地进行控制：获取包含所述配置面的高度位置的位置信息；基于所述位置信息确定对存在于所述配置面上的第一地点的生体对象物的处理位置，根据该处理位置让所述处理部执行处理；接着，使用所述处理位置，让所述处理部对存在于所述配置面上的不同于所述第一地点的第二地点的生体对象物执行处理。
根据该生体对象物处理装置，生体对象物在容器内配置在作为基底培养基层的平坦的上表面的配置面上。控制部获取包含所述配置面的高度位置的位置信息，并基于该位置信息确定对第一地点的生体对象物的处理位置。并且，控制部使用在所述第一地点获得的所述处理位置，让处理部执行对存在于第二地点的生体对象物的处理。因此，能够简化对多个生体对象物的处理位置的确定，能够提高生体对象物处理的效率。
在所述的生体对象物处理装置中，也可以采用还包括：输入部，能够向所述控制部输入信息，其中，所述控制部基于从所述输入部赋予的有关所述基底培养基层的厚度的输入信息，获取所述位置信息的结构。
根据该生体对象物处理装置，控制部能够容器获得包含所述配置面的高度位置的位置信息。而且，通过存储所述位置信息，对使用相同形状的其他容器的生体对象物的处理中，也可以利用所述位置信息确定所述处理位置。
此时，优选：所述控制部受理从所述输入部输入的有关所述容器的形状的信息以及有关相当于所述基底培养基层的材料向所述容器的投入量的信息，并基于这些信息计算出所述配置面的高度位置，从而获取所述位置信息。
根据该生体对象物处理装置，根据从输入部赋予的容器形状的信息和基底培养基层材料的投入量，并通过运算求出所述配置面的高度位置。因此，即使在所述容器的种类以及所述投入量分别不同的处理环境下，控制部也能容易获取所述位置信息。
在所述的生体对象物处理装置中，优选：所述控制部受理包含所述容器的底面的高度位置的容器底面信息的输入，根据有关所述基底培养基层的厚度的输入信息和所述容器底面信息，确定所述基座上的所述配置面的高度位置。
由于所述基底培养基层被收容在容器，且该容器被载置在基座上，所以当确定基座上的所述配置面的高度位置时，有时需要考虑所述容器的底面的高度位置。根据所述的生体对象物处理装置，控制部能够容易获取所述容器底面信息。
在所述的生体对象物处理装置中，可以采用所述容器及所述基底培养基层由透光性的材料形成，所述生体对象物处理装置还包括摄像部，该摄像部在所述基底培养基层的厚度方向上对收容在所述容器的该基底培养基层进行摄像，所述控制部基于所述摄像部对所述配置面的焦点位置信息，获取所述位置信息的结构。
根据该生体对象物处理装置，能够使用该生体对象物处理装置所具备的摄像部获取所述位置信息。因此，即使在所述容器的种类以及所述投入量分别不同的处理环境下，控制部也能容易获取所述位置信息。
此时，优选：所述摄像部进行以所述容器的底面为对象的摄像，所述控制部基于所述摄像部对所述容器的底面的焦点位置信息获取包含所述容器的底面的高度位置的容器底面信息，并根据所述位置信息和通过所述摄像获取的容器底面信息，确定所述基座上的所述配置面的高度位置。
根据该生体对象物处理装置，能够使用该生体对象物处理装置所具备的摄像部还获取所述容器底面信息。
在所述的生体对象物处理装置中，优选：所述生体对象物以在层叠于所述基底培养基层上且包含半固体培养基的上层培养基层中接触于所述配置面的方式被配置在所述容器内。
根据该生体对象物处理装置，能够形成生体对象物的周围被基底培养基层和上层培养基层包围的状态。因此，能够形成可以从生体对象物的整个周围供给生长因子的状态。
在所述的生体对象物处理装置中，可以为：所述生体对象物以在被注入于所述基底培养基层上的培养基中向所述配置面进行沉降的方式被配置在所述容器内。或者也可以为：所述基底培养基层的上方是空气层，所述生体对象物以接触于所述配置面的方式被配置在所述容器内。
在所述的生体对象物处理装置中，优选：所述处理部是被所述控制部控制的头，该头在下端安装有抽吸尖头，并且，能够升降且能够沿水平方向移动，所述指定的处理是利用所述抽吸尖头抽吸所述配置面上的所述生体对象物并将该生体对象物移动到指定部位的处理，所述控制部如下地进行控制：在所述第一地点根据所述处理位置让所述头下降，并让所述抽吸尖头抽吸生体对象物，其后让所述头上升；在所述第二地点，根据被使用的所述处理位置让所述头下降，并让所述抽吸尖头抽吸生体对象物。
根据该生体对象物处理装置，能够使用在所述第一地点使用的处理位置的信息，还在所述第二地点让所述抽吸尖头抽吸生体对象物。因此，能够实现生体对象物的抽吸动作及移动动作的效率化。
根据以上说明的本发明，在对配置在容器内的生体对象物实施指定的处理的生体对象物处理装置中，能够提高生体对象物处理效率。

Claims (10)

1.一种生体对象物处理装置，其特征在于包括：
基座，用于载置容器，该容器收容包含半固体或固体培养基的基底培养基层、和被配置在该基底培养基层的平坦的上表面亦即配置面的各处的多个生体对象物；
处理部，对被配置在所述配置面上的所述多个生体对象物实施指定的处理；以及
控制部，控制所述处理部的动作，其中，
所述控制部如下地进行控制：
获取包含XY坐标和Z坐标的位置信息，所述XY坐标表示所述配置面上的多个生体对象物的水平方向的位置，所述Z坐标表示在多个生体对象物中共用的所述配置面的高度位置；
基于存在于所述配置面上的第一地点的第一生体对象物的XY坐标和共用的所述Z坐标，确定对所述第一生体对象物的处理位置，根据该处理位置让所述处理部执行处理；接着，
基于存在于所述配置面上的不同于所述第一地点的第二地点的第二生体对象物的XY坐标和共用的所述Z坐标，确定对所述第二生体对象物的处理位置，让所述处理部执行处理。
2.根据权利要求1所述的生体对象物处理装置，其特征在于还包括：
输入部，能够向所述控制部输入信息，其中，
所述控制部基于从所述输入部赋予的有关所述基底培养基层的厚度的输入信息，获取所述位置信息。
3.根据权利要求2所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述控制部受理从所述输入部输入的有关所述容器的形状的信息以及有关相当于所述基底培养基层的材料向所述容器的投入量的信息，并基于这些信息计算出所述配置面的高度位置，从而获取所述位置信息。
4.根据权利要求2所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述控制部受理包含所述容器的底面的高度位置的容器底面信息的输入，根据有关所述基底培养基层的厚度的输入信息和所述容器底面信息，确定所述基座上的所述配置面的高度位置。
5.根据权利要求1所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述容器及所述基底培养基层由透光性的材料形成，
所述生体对象物处理装置还包括摄像部，该摄像部在所述基底培养基层的厚度方向上对收容在所述容器的该基底培养基层进行摄像，
所述控制部基于所述摄像部对所述配置面的焦点位置信息，获取所述位置信息。
6.根据权利要求5所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述摄像部进行以所述容器的底面为对象的摄像，
所述控制部基于所述摄像部对所述容器的底面的焦点位置信息获取包含所述容器的底面的高度位置的容器底面信息，并根据所述位置信息和通过所述摄像获取的容器底面信息，确定所述基座上的所述配置面的高度位置。
7.根据权利要求1所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述生体对象物以在层叠于所述基底培养基层上且包含半固体培养基的上层培养基层中接触于所述配置面的方式被配置在所述容器内。
8.根据权利要求1所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述生体对象物以在被注入于所述基底培养基层上的培养基中向所述配置面进行沉降的方式被配置在所述容器内。
9.根据权利要求1所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述基底培养基层的上方是空气层，
所述生体对象物以接触于所述配置面的方式被配置在所述容器内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的生体对象物处理装置，其特征在于，
所述处理部是被所述控制部控制的头，该头在下端安装有抽吸尖头，并且，能够升降且能够沿水平方向移动，
所述指定的处理是利用所述抽吸尖头抽吸所述配置面上的所述生体对象物并将该生体对象物移动到指定部位的处理，
所述控制部如下地进行控制：
在所述第一地点根据所述处理位置让所述头下降，并让所述抽吸尖头抽吸生体对象物，其后让所述头上升；
在所述第二地点，根据被使用的所述处理位置让所述头下降，并让所述抽吸尖头抽吸生体对象物。
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