CN116987573A - 细胞拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明的细胞拾取装置具备：抽吸部，在顶端部安装有移液器吸头，用于从所述移液器吸头的顶端抽吸细胞；驱动部，构成为使所述抽吸部进行抽吸动作，并且使所述抽吸部在相对于垂直方向倾斜的状态下向水平面内方向和所述移液器吸头的轴向移动；控制部，控制所述驱动部。所述控制部构成为，在所述试样设置台上的规定位置中以使所述移液器吸头的顶端与设置在所述试样设置台上的容器的底面相接的同时向水平方向移动的方式使所述抽吸部移动，使配置在所述规定位置的细胞从所述容器的底面脱离，从所述移液器吸头的顶端抽吸从所述容器的底面脱离的细胞。

Description

细胞拾取装置

本发明申请是基于株式会社岛津制作所的PCT申请号为PCT/JP2018/010488、主题为“细胞拾取装置”的国际申请进入中国国家阶段的中国发明申请递交的分案申请，中国发明申请的申请号为201880089296.5，申请日为2018年3月16日。

技术领域

本发明涉及用于使用显微镜对容器内的特定的细胞进行拾取的细胞拾取装置。

背景技术

在从细胞培养容器等容器拾取特定的细胞的情况下，一般的方法是操作者一边用显微镜确认拾取对象的细胞的位置，一边使用移液器等抽吸器具通过人工操作抽吸对象的细胞。但是，这样的作业需要熟练度，并非谁都能容易进行。

提出了一种用于辅助上述那样的细胞拾取作业的装置(参照专利文献1)。提出的装置构成为，通过输送部使在顶端安装有移液器吸头的抽吸部进行3维移动，一边利用检测部对移液器吸头的顶端进行光学检测，一边将移液器吸头的顶端位置调整到拾取对象的细胞的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-112012号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如专利文献1所述，在将移液器吸头的顶端位置调整到拾取对象的细胞的位置的构成中，拾取对象的细胞越小，越要求移液器吸头较高的移动分辨率。因此，在对分离的细胞进行拾取时，移液器吸头的移动和顶端位置的调整需要时间，而存在拾取作业的效率变差的问题。

另外，由于细胞吸附于容器的底面，因此仅通过从细胞的正上方单纯地进行抽吸就难以抽吸对象的细胞。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于能够高效地进行移液器吸头的顶端相对于拾取对象的细胞的定位，并且更可靠地抽吸对象的细胞。

用于解决上述技术问题的方案

本发明的细胞拾取装置设置在显微镜的侧方，用于拾取设置在所述显微镜的试样设置台上的容器内的细胞。该细胞拾取装置具备：抽吸部，在顶端部安装有移液器吸头，用于从所述移液器吸头的顶端抽吸细胞；驱动部，构成为使所述抽吸部进行抽吸动作，并且使所述抽吸部在相对于垂直方向倾斜的状态下向水平面内方向和所述移液器吸头的轴向移动；控制部，控制所述驱动部。所述控制部构成为，在所述试样设置台上的规定位置中，以使所述移液器吸头的顶端与设置在所述试样设置台上的容器的底面相接的同时向水平方向移动的方式使所述抽吸部移动，使配置在所述规定位置的细胞从所述容器的底面脱离，从所述移液器吸头的顶端抽吸从所述容器的底面脱离的细胞。

即，在本发明的细胞拾取装置中，预先决定在细胞拾取时使移液器吸头的顶端到达的位置，由用户使用显微镜将拾取对象的细胞配置在规定位置(进入显微镜视野的位置)。因此，不需要细胞拾取时的移液器吸头的顶端位置的调整作业。容易将拾取对象的细胞配置在显微镜的视野内。而且，如果拾取对象的细胞被正确地配置在规定位置，则移液器吸头的顶端相对于拾取对象的细胞被迅速地定位。由于抽吸部以相对于垂直方向倾斜的状态向水平面内方向和移液器吸头的轴向移动，因此可使移液器吸头的顶端不与显微镜的透镜干涉而进入试样设置台上的容器。进而，由于移液器吸头的顶端与容器的底面相接的同时向水平方向移动，在使配置于规定位置的细胞从容器的底面脱离的基础上进行抽吸，因此即使成为对象的细胞吸附于容器的底面，也能够更可靠地进行该细胞的拾取。

然而，由于容纳于细胞培养容器内的细胞培养液价格昂贵，因此期望将在细胞拾取时与细胞一起被抽吸的细胞培养液的量抑制得尽可能少。因此，在本发明中，优选的是，所述控制部构成为，在使细胞从所述容器的底面脱离之前不进行所述抽吸部的抽吸，在使所述细胞从所述容器的底面脱离之后，从所述移液器吸头的顶端抽吸该细胞。这样的话，能够将在细胞拾取时从移液器吸头的顶端抽吸的细胞培养液的量限制在最小限度。

优选的是，所述控制部构成为，相对于所述容器的底面倾斜地推压所述移液器吸头的顶端而使所述移液器吸头的顶端部弹性地弯曲，由此使所述移液器吸头的顶端与所述容器的底面接触的同时进行移动。这样的话，能够刮取吸附于容器的底面的细胞，能够更可靠地抽吸拾取对象的细胞。

所述驱动部也可以具备抽吸部角度调整机构，用于调整所述抽吸部相对于所述垂直方向的倾斜角度。只要抽吸部的倾斜角度是可调整的，就能够扩大可应用的显微镜、容器的种类，能够使该细胞拾取装置具有较高的通用性。

优选的是，所述抽吸部角度调整机构构成为通过电动机使所述抽吸部在垂直平面内旋转。此外，也可以使所述抽吸部角度调整机构能够手动地调整抽吸部的倾斜角度。

在本发明的细胞拾取装置的优选的实施方式中，具备驱动量存储部，存储与为了使所述移液器吸头的顶端位于所述规定位置所需的所述驱动部的驱动量相关的信息，所述控制部构成为，在从设置于所述显微镜的所述试样设置台上的容器拾取细胞时，使用存储于所述驱动量存储部的信息来控制所述驱动部。

在上述的情况下，优选的是，所述驱动量存储部存储与安装于所述抽吸部的顶端的所述移液器吸头的各个大小、所述显微镜的各个种类及/或设置于所述显微镜的所述试样设置台的容器的各个种类的所述驱动量相关的信息，所述控制部构成为，基于：与存储于所述驱动量存储部的所述驱动量相关的信息、基于用户输入而设定的所述移液器吸头的大小、所述显微镜的种类及/或所述容器的种类，决定为了使所述移液器吸头的顶端位于所述规定位置所需的所述驱动部的驱动量，使用所决定的所述驱动量控制所述驱动部。这样的话，用户通过选择移液器吸头的大小、显微镜的种类及/或容器的种类，装置就基于此执行适当的细胞拾取动作，因此用户对动作条件的设定作业变得容易。

另外，在抽吸部的顶端安装有一次性的移液器吸头，但当通过人工操作进行移液器吸头的拆卸时，存在用户的手被污染的危险性。存在若在作业中途用户的手被污染，则需要逐一进行对手的消毒作业而因此繁琐的问题。

因此，在本发明中，优选具备吸头拆卸机构，构成为利用使所述抽吸部向所述移液器吸头的轴向移动的动作将所述移液器吸头从所述抽吸部拆卸。这样的话，能够自动地进行从抽吸部拆卸移液器吸头，能够防止用户的手被移液器吸头的拆卸作业污染。由于该吸头拆卸机构利用使抽吸部向所述移液器吸头的轴向移动的动作来进行移液器吸头的拆卸，因此不需要设置用于拆卸抽吸部的新的驱动部，能够抑制成本的增大。

发明效果

在本发明的细胞拾取装置中，由于预先决定在细胞拾取时使移液器吸头的顶端到达的位置，因此与在细胞拾取时进行移液器吸头的顶端位置的调整作业的情况相比，细胞拾取的作业效率提高。进而，由于抽吸部以相对于垂直方向倾斜的状态移动，因此能够不与显微镜的透镜干涉而进入试样设置台上的容器。进而，在细胞拾取时，移液器吸头的顶端与容器的底面相接的同时向水平方向移动，在使吸附于容器的底面的细胞脱离的基础上进行抽吸，因此能够可靠地进行拾取对象的细胞的抽吸。

附图说明

图1是概略地示出细胞拾取装置的一实施例的立体图。

图2是概略地示出该实施例的控制系统的框图。

图3是使用该实施例的细胞拾取装置从设置于显微镜的容器拾取细胞时的概念图。

图4是示出由该实施例的细胞拾取装置实现的细胞拾取作业的一例的流程图。

图5是示出在该实施例的细胞拾取装置进行细胞拾取中的规定位置配置移液器吸头的顶端的工序的概念图。

图6示出该实施例的细胞拾取装置进行细胞拾取中的图5的后续的工序，且是示出利用移液器吸头的顶端使细胞从容器底面脱离的工序的概念图。

图7示出该实施例的细胞拾取装置进行细胞拾取中的图6的后续的工序，且是示出从移液器吸头的顶端抽吸拾取对象的细胞的工序的概念图。

图8是示出抽吸部驱动机构的结构例的抽吸部驱动机构的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的细胞拾取装置的一实施例进行说明。

如图1所示，该实施例的细胞拾取装置2具备将在顶端安装有移液器吸头18的移液器型的抽吸部16保持并使其移动的驱动部6。驱动部6具备：水平旋转部8，被垂直轴4轴支承而在水平面内旋转；垂直旋转部10，被安装有水平旋转部8的轴所轴支承而在垂直平面内旋转；以及抽吸部驱动机构12，安装于垂直旋转部10。

抽吸部驱动机构12除了具备保持抽吸部16的保持臂14之外，还具备驱动抽吸部16的抽吸动作的机构(省略图示)。抽吸部驱动机构12构成为使保持臂14向移液器吸头18的轴向移动。

在该实施例中，将水平旋转部8的动作方向、即水平面内的旋转方向定义为X方向，将垂直旋转部10的动作方向、即垂直平面内的旋转方向定义为Y方向，将保持臂14的动作方向、即移液器吸头18的轴向定义为Z方向。

驱动部6通过具有上述的构成能够使抽吸部16向X方向、Y方向、Z方向这3个方向移动。通过使水平旋转部8旋转，能够使抽吸部16向水平面内方向移动。通过使垂直旋转部10旋转，能够变更抽吸部16相对于垂直轴方向的倾斜角度。进而，通过使保持臂14向移液器吸头18的轴向移动，能够调整移液器吸头18的顶端的高度位置。垂直旋转部10实现了用于调整抽吸部16相对于垂直轴方向的倾斜角度的抽吸部角度调整机构。

另外，在该实施例中，水平旋转部8构成为通过在水平面内方向上旋转而使抽吸部16向水平面内方向移动，但本发明并不限于此，也可以使用使抽吸部16向在水平面内相互正交的2个方向移动的机构。

图2是示出细胞拾取装置2的控制系统的一例的框图。

驱动部6具备：用于使水平旋转部8在水平面内旋转的X方向电动机8a；用于使垂直旋转部10在垂直平面内旋转的Y方向电动机10a；用于使保持臂14向移液器吸头18的轴向移动的Z方向电动机12a；以及驱动抽吸部16的抽吸动作的抽吸驱动部16a。这些机构由控制部20控制驱动量和驱动时机。控制部20构成为基于与存储于驱动量存储部22的驱动量、驱动时机相关的信息，控制X方向电动机8a、Y方向电动机10a、Z方向电动机12a以及抽吸驱动部16a的动作。

控制部20是通过微型计算机等运算元件执行程序来实现的功能，驱动量存储部22是通过设置于存储装置内的一部分存储区域来实现的功能。

该细胞拾取装置2安装于通用的显微镜，如图3所示，能够拾取设置于显微镜的试样设置台24上的容器28内的特定的细胞。细胞拾取装置2的驱动量存储部22存储使安装于抽吸部16的移液器吸头18的顶端从初始位置到达显微镜的试样设置台24上的“规定位置”所需的X方向电动机8a、Y方向电动机10a、Z方向电动机12a的驱动量。如图5所示，使移液器吸头18的顶端应到达的“规定位置”是指能够刮取配置在进入显微镜的视野的位置的细胞的位置。

另外，驱动量存储部22优选构成为，将和X方向电动机8a、Y方向电动机10a、Z方向电动机12a的驱动量相关的信息与安装于抽吸部16的移液器吸头18的大小(长度、产品编号等)、安装有细胞拾取装置2的显微镜的种类(产品编号等)以及设置于试样设置台24上的容器28的种类(产品编号等)中的1个或多个相关联地存储。这样，能够将细胞拾取装置2应用于各种移液器吸头18、显微镜、容器28。即，例如，由于容器的底部的高度因容器28的种类而不同，因此，在假设不受容器28的种类影响而使电动机驱动量相同的情况下，移液器吸头18的顶端的到达位置将根据所使用的容器28的种类而不同。因此，按照容器28的各个种类分别预先存储电动机驱动量，通过用户操作输入与所使用的容器28相关的信息，自动地读取并设定与所输入的容器28的信息相关联的电动机驱动量，由此能够使移液器吸头18的顶端的到达位置相同。对于移液器吸头18的大小、显微镜的种类也是同样的。

控制部20控制驱动部6的动作，使得在进行细胞拾取时，基于在驱动量存储部22存储的信息，使移液器吸头18的顶端到达试样设置台24上的规定位置，然后使移液器吸头18的顶端朝水平方向移动，使吸附于容器28的底面的细胞从容器28的底面脱离而进行抽吸。在进行该细胞拾取的动作时，用户使用显微镜预先调整容器28的位置，以使拾取对象的细胞存在于规定的位置。

参照图5至图7，沿着图4的流程图对使用了细胞拾取装置2的细胞拾取作业的一例进行说明。

首先，用户将与细胞拾取所使用的器件、即移液器吸头18、容器28、显微镜相关的信息设定于装置(步骤S1)。控制部20从驱动量存储部22读取与基于用户输入而设定的器件对应的X方向电动机8a、Y方向电动机10a、Z方向电动机12a的驱动量相关的信息(步骤S2)。

用户在显微镜的试样设置台24上设置容器28(步骤S3)，以使拾取对象的细胞进入显微镜的视野的方式调整容器28的位置(步骤S4)。在拾取对象的细胞的位置调整结束后，用户对控制部20输入细胞拾取的执行指示(步骤S5)。

当执行细胞拾取时，如图5所示，控制部20控制驱动部6的动作，使得控制部20将移液器吸头18的顶端配置在规定位置、即可刮取配置在进入显微镜视野的位置的细胞的位置(步骤S6)。

控制部20使抽吸部16从移液器吸头18的顶端与容器28的底面28a相接的状态向移液器吸头18的顶端方向稍微移动。由此，移液器吸头18的顶端朝倾斜方向被按压于容器28的底面28a，移液器吸头18的顶端部弹性地弯曲，并且移液器吸头18的顶端沿着容器28的底面28a向水平方向移动。通过该动作，吸附于容器28的底面28a的拾取对象的细胞从底面28a脱离(步骤S7)。然后，将从容器28的底面28a脱离的拾取对象的细胞从移液器吸头18的顶端抽吸(步骤S8)。

在上述的细胞拾取动作中，将移液器吸头18的顶端按压于容器28的底面28a而使移液器吸头18弹性地变形，由此从底面28a刮取吸附于容器28的底面28a的细胞，但本发明并不限于此，也可以在使移液器吸头18的顶端与容器28的底面28a接触的状态下使移液器吸头18向水平方向移动，由此从底面28a刮取吸附于容器28的底面28a的细胞。

图8示出驱动部6的抽吸部驱动机构12的具体构成的一例。

抽吸部驱动机构12具备：滚珠丝杠30，通过Z方向电动机12a而旋转；以及移动体34，随着滚珠丝杠30的旋转而沿着导轨32向滚珠丝杠30的轴向移动。保持抽吸部16的保持臂14与移动体34连动，随着滚珠丝杠30的旋转，抽吸部16向移液器吸头18的轴向移动。

该例的抽吸部驱动机构12具备用于从抽吸部16自动拆卸移液器吸头18的吸头拆卸机构。吸头拆卸机构由经由螺旋弹簧40安装于移动体34的拆卸杆38、安装于拆卸杆38的一端部的拆卸臂36、设置于拆卸杆38的另一端侧的止动件42构成。

拆卸杆38与滚珠丝杠30平行地设置。拆卸臂36将抽吸部16的主体中比移液器吸头18更靠基端侧的部分以可滑动的方式保持。止动件42设置于在移动体34来到特定的位置(例如，从起始位置向图中的上侧移动了5mm的位置)时与拆卸杆38的另一端抵接的位置。

根据上述构成，当移动体34从拆卸杆38的另一端与止动件42抵接的位置进一步向拆卸杆38的另一端侧(图中上侧)移动时，拆卸杆38的移动停止，另一方面，保持臂14与移动体34一起向移液器吸头18的基端侧移动。由此，拆卸臂36与抽吸部16相对地向移液器吸头18的顶端侧移动，拆卸臂36将移液器吸头18的基端向顶端侧按压。由此，将移液器吸头18从抽吸部16拆卸。

在驱动部6具备上述那样的吸头拆卸机构的情况下，优选的是，控制部20构成为，在细胞拾取动作完成后，或者在用户指示的时机，使移液器吸头18向规定的排气地点移动，在该废弃地点将移液器吸头18从抽吸部16拆卸。需要说明的是，在本发明中，吸头拆卸机构不是必须的构成。

附图标记说明

2细胞拾取装置

4垂直轴

6驱动部

8水平旋转部

8a X方向电动机

10垂直旋转部

10a Y方向电动机

12抽吸部驱动机构

12a Z方向电动机

14保持臂

16抽吸部

16a抽吸驱动部

18移液器吸头

20控制部

22驱动量存储部

24试样设置台(显微镜)

26透镜(显微镜)

28容器

28a容器的底面

30滚珠丝杠

32导轨

34移动体

36拆卸臂

38拆卸杆

40螺旋弹簧

42止动件。

Claims (7)

1.一种细胞拾取装置，设置于显微镜的侧方，用于拾取设置于所述显微镜的试样设置台上的容器内的细胞，该细胞拾取装置的特征在于，具备：

抽吸部，在顶端部安装有移液器吸头，用于从所述移液器吸头的顶端抽吸细胞；

驱动部，构成为使所述抽吸部进行抽吸动作，并且使所述抽吸部在相对于垂直方向倾斜的状态下向水平面内方向和所述移液器吸头的轴向移动；

控制部，控制所述驱动部，所述控制部构成为，相对于设置在所述试样设置台上的容器的底面倾斜地推压所述移液器吸头的顶端而使该移液器吸头的顶端部弹性地弯曲，由此使所述移液器吸头的顶端与所述容器的底面接触的同时进行移动，并通过所述抽吸部而抽吸细胞。

2.如权利要求1所述的细胞拾取装置，其特征在于，

所述控制部构成为，在使细胞从所述容器的底面脱离之前不进行所述抽吸部的抽吸，在使所述细胞从所述容器的底面脱离之后，从所述移液器吸头的顶端抽吸该细胞。

3.如权利要求1或2所述的细胞拾取装置，其特征在于，

所述驱动部具备抽吸部角度调整机构，用于调整所述抽吸部相对于所述垂直方向的倾斜角度。

4.如权利要求3所述的细胞拾取装置，其特征在于，

所述抽吸部角度调整机构构成为通过电动机使所述抽吸部在垂直平面内旋转。

5.如权利要求1或2所述的细胞拾取装置，其特征在于，

具备驱动量存储部，存储与为了使所述移液器吸头的顶端位于规定位置所需的所述驱动部的驱动量相关的信息，

所述控制部构成为，在从设置于所述显微镜的所述试样设置台上的容器拾取细胞时，使用存储于所述驱动量存储部的信息来控制所述驱动部。

6.如权利要求5所述的细胞拾取装置，其特征在于，

所述驱动量存储部存储与安装于所述抽吸部的顶端的所述移液器吸头的各个大小、所述显微镜的各个种类及/或设置于所述显微镜的所述试样设置台的容器的各个种类的所述驱动量相关的信息，

所述控制部构成为，基于：与存储于所述驱动量存储部的所述驱动量相关的信息、基于用户输入而设定的所述移液器吸头的大小、所述显微镜的种类及/或所述容器的种类，决定为了使所述移液器吸头的顶端位于所述规定位置所需的所述驱动部的驱动量，使用所决定的所述驱动量控制所述驱动部。

7.如权利要求1或2所述的细胞拾取装置，其特征在于，

所述驱动部具备吸头拆卸机构，构成为利用使所述抽吸部向所述移液器吸头的轴向移动的动作将所述移液器吸头从所述抽吸部拆卸。