DE69736650T2

DE69736650T2 - Lasermanipulationsvorrichtung

Info

Publication number: DE69736650T2
Application number: DE1997636650
Authority: DE
Inventors: Yuhkoh Morito; Shuji Yokohama-shi Shikano; Chie Yokohama-shi Nishioka; Koji Yokohama-shi Horio
Original assignee: Moritex Corp; Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Moritex Corp; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1062332A; DE69736650D1; EP1367868A1; EP0827371A2; JP3688820B2; EP0827371A3; EP0827371B1

Description

Technischer Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lasermanipulationsvorrichtung zum Einfangen einer Mikroprobe, die aus einer Gruppe von Mikroproben ausgewählt ist, die in einem flüssigen Medium im Gesichtsfeld eines Mikroskops dispergiert und suspendiert sind und zum Abtrennen der eingefangenen Mikroprobe von den anderen.
Verwandter Stand der Technik
Für die genetische Manipulation wird beispielsweise häufig Escherichia coli als Mikroproben benutzt. In diesem Fall wird die genetische Manipulation ausgeführt, indem die Proben in einem vorbestimmten flüssigen Medium dispergiert und dann die im flüssigen Medium dispergierten Escherichia coli zusammen mit dem flüssigen Medium in eine Mikropipette gesaugt, in ein Kulturgefäß überführt und dort kultiviert werden, wobei eine große Menge DNA reproduziert wird.
Weil jedoch wegen individueller Unterschiede nicht alle im flüssigen Medium dispergierten Escherichia coli genetisch manipuliert sind und viele Escherichia coli gleichzeitig in die Mikropipette gesaugt werden, umfassen die kul tivierten Escherichia coli ein Gemisch solcher mit und ohne genetische Manipulation und die Ausbeute derjenigen mit der genetischen Manipulation ist niedrig.
Wenn eine Kultur aus einem einzigen Escherichia coli möglich ist, befähigt dies zu einer reinen Kultur und man erhält die der genetischen Manipulation unterworfenen Escherichia coli mit 100% Ausbeute, wenn das einzelne Escherichia coli beim Start genetisch manipuliert war.
Wenn beabsichtigt ist, nur eine der Mikroproben, wie biologische Teilchen oder Mikroteilchen, im Gesichtsfeld eines Mikroskops herauszunehmen, ist das nicht sehr schwierig, wenn die Probe eine gewisse Größe hat. Wenn sie aber so klein wie Escherichia coli ist, wird es äußerst schwierig, die Zielprobe herauszunehmen und mikroskopisch zu bestätigen, dass die anderen Mikroproben nicht untergemischt sind, weil das Gesichtsfeld durch die optischen Eigenschaften der Linsen eingeschränkt ist.
Wenn beispielsweise ein biologisches Teilchen von 100 μm Länge herausgenommen wird, kann dies mit einer Mikropipette von 200 μm Durchmesser unter einem Mikroskop mit einer Optik mit einer Auflösung von 10 μm, Tiefenschärfe 300 μm, NA = 0,034 und einem Gesichtsfelddurchmesser von 10 mm erfolgen, während man darauf achtet, dass die anderen biologischen Teilchen nicht untergemischt werden. Andererseits kann beim Herausnehmen eines biologischen Teilchens von nur etwa 1 μm Länge wie Escherichia coli, das zusammen mit 1 mm³ des flüssigen Mediums in eine Mikropipette gesaugt wird, nicht sichergestellt werden, dass keine anderen biologischen Teilchen untergemischt werden, selbst wenn eine Optik mit einer Auflösung von 0,26 μm und NA = 1,3 (Ölimmersionsobjektiv mit Vergrößerungsfaktor 100), was die Grenzen für eine optische Linse sind, benutzt wird, weil die Tiefenschärfe nur 0,2 μm und das Gesichtsfeld nur 200 μm ist.
Auch kann eine große Anzahl solcher Individuen gleichzeitig von der Mikropipette angesaugt oder an ihrem oberen Ende abgelagert und bei Ablassen des flüssigen Mediums untergemischt werden, selbst wenn die Mikroprobe so groß ist, dass sie mit einem Mikroskop überwacht werden kann, wenn eine große Zahl biologischer Teilchen oder dergleichen in dem einen mm³ flüssigen Mediums, das in die Mikropipette eingesaugt wird, enthalten sind. Jedenfalls ist es schwierig, nur eines der biologischen Teilchen oder dergleichen anderen Teilchen herauszunehmen, während es möglich ist, eine große Zahl von biologischen Teilchen gleichzeitig durch Ansaugen einer großen Menge des flüssigen Mediums herauszunehmen, und dies zwingt zu aufwendigen wiederholten Verdünnungsschritten.
Außerdem sind selbst bei geringer Dichte der Mikroproben im flüssigen Medium solche, die sich schnell bewegen wie Escherichia coli (einige bis einige zehn μm je s) nur schwer mit der Mikropipette einzufangen, weil der der Bewegung folgende Betrieb der Mikropipette zum Umrühren des flüssigen Mediums führt, wodurch die biologischen Teilchen der Strömung folgen.
In US 5,100,627 wurde eine Kammer mit Probenzuführkanälen zum Durchleiten eines flüssigen Mediums, in dem Mikroproben dispergiert sind, und Probenabtrennkanälen zum Durchleiten eines flüssigen Mediums, in dem keine Mikroproben dispergiert sind, vorgeschlagen. Sie sind zueinander parallel ausgebildet und jeder Kanal kommuniziert über einen Verbindungskanal. Der Verbindungskanal wird durch ein Blasenventil intermittierend geführt wodurch die durch den Probenzuführkanal fließenden Mikroproben einzeln in den Probenabtrennkanal herausgenommen werden.
In diesem Blasenventil ist ein Blasenkanal zum Durchleiten eines blasenhaltigen flüssigen Mediums parallel zum Probenzuführkanal und zum Probenabtrennkanal ausgebildet, der den Verbindungskanal kreuzt, so dass dieser durch Einfüllen flüssigen Mediums in die Kreuzung zwischen Blasenkanal und Verbindungskanal geöffnet und der Verbindungskanal durch Eintreten einer Blase geschlossen wird.
Bei diesem Aufbau ist jedoch das Druckgleichgewicht zwischen dem vom Blasenkanal gelieferten flüssigen Medium und dem im Probenzuführkanal und im Probenabtrennkanal eingefüllten flüssigen Medium nur äußerst schwer steuerbar.
Wenn der Blasenkanal beispielsweise eine Blase oder flüssiges Medium liefert, ist es äußerst schwierig und unpraktisch, eine Ein-Aus-Steuerung wie gewünscht nur für den Verbindungskanal ohne Einwirkung auf die anderen Kanäle auszuführen, weil das flüssige Medium in den anderen Kanälen vom Blasenkanal beeinflusst wird.
Inzwischen wurde zum optischen Einfangen eines biologischen Teilchens das Einfangen mittels eines IR-Lasers als Lichtquelle durchgeführt (siehe JP 5-6136, basierend auf der Priorität von US 4,893,886 ).
Dies beruht auf dem Ergebnis eines Versuchs von Ashkin et al., wonach lichtinduzierte biologische Schäden beobachtet wurden, wenn biologische Teilchen unter Verwendung eines Lasers für sichtbares Licht (Ar-Laser: Wellenlänge 514 nm) als Lichtquelle eingefangen wurden, während man keine lichtinduzierten biologischen Schäden beobachtete, wenn die biologischen Proben mittels eines IR-Lasers (YAG-Laser: Wellenlänge 1064 nm) als Lichtquelle eingefangen wurden.
Das optische Einfangen durch den IR-Laser schließt jedoch die folgenden Probleme im Vergleich zum Einfangen mit sichtbarem Licht ein.
Zunächst kann, weil das sichtbare Licht wahrgenommen werden kann, die Gefahr durch Eintreten des Lichts ins Auge vermieden werden, indem man das Augenlid schließt oder das Licht unterbricht, während IR-Licht nicht gesehen werden kann und das Auge schädigen kann, ohne dass man den Lichteintritt bemerkt.
Zweitens kann, weil das sichtbare Licht visuell wahrgenommen werden kann, das optische System beim Einstellen der Vorrichtung leicht ausgerichtet werden, während IR-Licht nicht visuell erkannt wird und daher die Ausrichtung des optischen Systems schwierig ist.
Drittens ist die Einfangkraft im Allgemeinen bei längerer Wellenlänge schwächer. Für ein Polyethylenlatexteilchen von 3 μm Größe ist z. B. die Einfangkraft eines YAG-Lasers (IR-Licht: Wellenlänge 1064 nm) um 25% kleiner als jene roten Lichts (sichtbares Licht: Wellenlänge 600 nm). Bei einem Teilchen von 1 μm Größe ist die Einfangkraft des YAG-Lasers im Vergleich zu der roten Lichts um 45% geringer.
Viertens wird das optische Einfangen im Brennpunktlage des Objektivs (konvergenten optischen Systems) durchgeführt, wobei der Brennfleckdurchmesser in Brennpunktlage proportional zur Wellenlänge ist und mit längerer Wellenlänge zunimmt, so dass das Einfangen einer kleinen Probe mit IR-Licht schwieriger als mit sichtbarem Licht ist.
Fünftens werden für die Lasermanipulationsvorrichtung allgemein gebräuchliche Teile wie Linse, Spiegel und andere optische Bauteile verwendet, um die Kosten zu senken. Da diese für Licht im sichtbaren Bereich ausgestaltet sind, vermindert sich die optische Durchlässigkeit, wodurch die Wirksamkeit der Verwendung von Laserlicht sinkt, und steigt auch die Aberration an, wodurch die Konvergenz des Lichts sinkt, wenn Licht im IR-Bereich verwendet wird.
Bei einem Objektiv mit dem Vergrößerungsfaktor 100 ist z. B. die optische Durchlässigkeit für rotes Licht (sichtbares Licht: Wellenlänge 600 nm) mehr als 90%, während sie für den YAG-Laser (IR-Licht: Wellenlänge 1064 nm) auf weniger als 30% vermindert wird. Wenn die gleiche Beleuchtungsstärke beabsichtigt ist, muss demnach bei IR-Licht eine Lichtquelle mit etwa dreifacher Leistung wie beim sichtbaren Licht verwendet werden.
Ferner wird bei IR-Licht der Brennfleckdurchmesser in Brennpunktlage größer und die Einfangkraft für eine kleine Probe vermindert sich, weil die Aberration der Linse groß ist.
Das Vorstehende betrifft das Gebiet der Linsengestaltung. Demnach ist es natürlich technisch möglich, so zu gestalten, dass die IR-Durchlässigkeit verbessert oder die Aberration vermindert wird. Wenn optische Linsen verwendet werden, die ausschließlich für IR-Licht angepasst sind, können dann die Probleme der Durchlässigkeit und Aberration überwunden werden. Bei der Gestaltung und Herstellung solcher Produkte für die exklusive Anwendung ergibt sich jedoch das andere Problem der steigenden Herstellungskosten und der Kosten der ganzen Vorrichtung.
Ungeachtet der verschiedenen Nachteile im Vergleich zum sichtbaren Licht wurde IR-Licht zum optischen Einfangen von biologischen Teilchen angewendet, weil es zum Abtrennen einer einzelnen lebenden Probe sehr notwendig ist, beispielsweise für die Kultur von Escherichia coli mit genetischen Veränderungen.
Wenn man die Methode des optischen Einfangens zum Isolieren eines einzelnen Escherichia coli-Bakteriums anwendet, ist eine Bedingung, dass dieses lebend isoliert wird. Eine identische Folgerung wird aus der Untersuchung von Sakano et al. in Verbindung mit dem oben beschriebenen Ashkin gezogen (Artikel der Static Electricity Society/Oktober 1991).
Nach Sakano et al. wurde berichtet, dass bei der Bestrahlung von Escherichia coli mit einem Ar-Laser (Wellenlänge 514 nm) mit 0,64 mW/μm² die Bewegung nach 7 s aufhörte, während bei Bestrahlung mit einem YAG-Laser (Wellenlänge 1064 nm) mit der doppelten Leistung von 1,28 mW/μm² über mehr als zwei Stunden die Bewegung nicht aufhörte.
Die lichtinduzierten Schäden wurden dann bei beiden Wellenlängen von 514 und 1064 nm miteinander verglichen und es wurde geschlossen, dass die Wellenlänge im IR-Bereich sicherer im Vergleich zur Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist, wenn man die lichtinduzierten Schäden der biologischen Teilchen betrachtet. Dies spricht gegen die Möglichkeit, zum Einfangen biologischer Proben Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich zu verwenden.
Wenn man aber Escherichia coli lebend mit Licht einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich einfangen könnte, wären die verschiedenen Vorteile im Vergleich zur Anwendung von Licht im IR-Bereich nutzbar.
Im Hinblick auf das Vorstehende haben die gegenwärtigen Erfinder und andere die Beziehung zwischen der Wellenlänge des auf biologische Teilchen eingestrahlten Laserlicht und den lichtinduzierten Schäden bei den biologischen Teilchen untersucht.
Zunächst wird nach einer Untersuchung von F. Bryant (Archives of Biochemistry and Biophysics, 135, 1969: Absolute Optical Cross Sections of Cells and Chloroplasts) berichtet, dass die spektrale Absorption von Escherichia coli oder Hefebakterien im sichtbaren Bereich variiert und dass dies nicht der Lichtabsorption sondern der Lichtstreuung durch die Bakterien zuzurechnen ist.
Als die gegenwärtigen Erfinder und andere einen ähnlichen Versuch für Licht im breiteren Wellenlängenbereich von 150 bis 1100 nm mit einem Spektrophotometer mittels einer Ulbricht-Kugel (integrating sphere) durchführten, bestätigte sich, dass sich die spektrale Absorption mit der Wellenlänge wie in 11 gezeigt änderte und dass Escherichia coli oder Hefebakterien eine hohe Lichtabsorption für Licht mit Wellenlängen kürzer als 300 nm hat, während die Lichtabsorption für Licht im längerwelligen Bereich bis zu 1100 nm äußerst gering ist und dass ein knapper Unterschied in der Absorption abhängig von der Wellenlänge vorliegt.
Die Wellenlänge des Lichts eines Ar-Lasers (sichtbares Licht: Wellenlänge 514 nm), bei der von Ashkin et al. oder Sakano et al. biologische Schäden beobachtet wurden, liegt im Bereich von 300 bis 1100 nm, der bei Bestrahlung von Escherichia coli usw. keine Lichtabsorption zeigt und keine biologischen Schäden verursachen dürfte. Da aber biologische Schäden tatsächlich beobachtet werden, wird angenommen, dass diese nicht durch gewöhnliche lineare Lichtabsorption verursacht sind.
Die Leistungdichte von 0,64 mW/μm² (= 640000 kW/m²) des im Versuch von Sakano et al. verwendeten Lichts ist 640000 so groß wie die Leistungsdichte des Sonnenlichts am Erdboden bei schönem Wetter von 1 kW/m². Bei solch hoher Intensität finden verschiedene nichtlineare Wechselwirkungen zwischen dem Licht und der damit bestrahlten Substanz statt und sehr wahrscheinlich tritt zwischen diesen eine Zwei-Photonen-Absorption auf. Die Zwei-Photonen-Absorption wird proportional zum Quadrat der Lichtintensität hervorgerufen und tritt bei üblichen Lichtstärken nicht auf.
D. Dinkel et al. berichteten, dass Zwei-Photonen-Absorption beobachtet wurde, wenn Hefe mit Licht von 580 nm bestrahlt wurde (Analytica Chimca Acta 236, 1992: Remote Two-Photon Excited Fluorescence Sensing in a Simulated Fermentation Broth). Bei diesem Versuch absorbierte Tryptophan, eine als Bestandteil der Hefeproteine essentielle Aminosäure, zwei Photonen bei 580 nm und nahm einen angeregten Zustand an, der mit dem bei Bestrahlung mit 290 nm, d. h. mit halber Wellenlänge gegenüber 580 nm, erzeugten identisch war.
Man kann erwägen, dass die von Ashkin et al. und Sakano et al. für den Ar-Laser (sichtbares Licht: Wellenlänge 514 nm) berichteten biologischen Schäden nicht deshalb beobachtet wurden, weil die Wellenlänge im sichtbaren Bereich lag, sondern weil das Phänomen der Zwei-Photonen-Absorption zum gleichen Zustand wie die Bestrahlung mit 257 nm führte, was die halbe Wellenlänge von 514 nm ist.
Im Hinblick auf das Vorstehende sind die gegenwärtigen Erfinder und andere zu dem Schluss gekommen, dass beim optischen Einfangen von biologischen Teilchen wie Escheri chia coli oder Hefebakterien mittels Laserlicht biologische Schäden bei Anwendung einer Wellenlänge von 150 bis 300 nm, die von in diesen enthaltenen Proteinen oder Nukleinsäuren absorbiert werden (11, durchgehende Linie) und bei Laserlicht mit einer Wellenlänge von 300 bis 600 nm durch Zwei-Photonen-Absorption (11, punktierte Linie) hervorgerufen werden.
Biologische Teilchen umfassen solche mit und ohne Farbstoff. Jene ohne Farbstoff, wie Escherichia coli, Hefebakterien und Paramäcium verursachen keine Lichtabsorption durch Farbstoff, aber jene mit Farbstoff, wie Euglenida, Korpuskeln und Photosynthesebakterien absorbieren je nach ihrem Farbstoff bestimmte Farben und in diesem Fall kann selbst IR-Licht, das im vorliegenden Versuch nicht als biologische Schäden verursachend angesehen wird, biologische Schäden verursachen.
Technische Aufgabe der Erfindung
Im Hinblick auf das Vorstehende ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Situation herzustellen, in der nur eine Mikroprobe in einem flüssigen Medium vorhanden ist, das sofort in eine Mikropipette gesogen werden soll, und eine sichere Abtrennung und Herausnahme nur eines biologischen Teilchens ohne Bestätigung durch ein Mikroskop zu ermöglichen, einschließlich der sich schnell bewegenden, wie Escherichia coli, und das zuverlässige optische Einfangen unter Verwendung eines Laserstahls im Bereich sichtbaren Lichts ohne biologische Schäden zu ermöglichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehende Aufgabe kann erfindungsgemäß durch eine Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Zellenplatte mit einem Hauptkörper der Platte mit einer ersten Zelle zum Unterbringen eines flüssigen Mediums, in dem eine große Zahl von Mikroproben dispergiert und suspendiert ist, und mit einer zweiten Zelle zum Unterbringen eines flüssigen Mediums, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, wobei erste und zweite Zelle an der Oberseite offen, mit einer vorbestimmten Entfernung beabstandet und miteinander durch einen engen Zuführkanal verbunden sind, um die freie Bewegung der Mikroproben zu verhindern, und wobei die Vorrichtung ein optisches Einfangsystem zur Einstrahlung von Laserlicht auf eine einzelne aus der Gruppe der in dem in der ersten Zelle der Zellenplatte untergebrachten flüssigen Medium dispergierten und suspendierten Mikroproben ausgewählte Mikroprobe, um dadurch die einzelne Mikroprobe einzufangen, und ein Probentrenngerät zum Verschieben der einzelnen Mikroprobe aus der ersten Zelle durch den Zuführkanal in die zweite Zelle mittels Bewegen der Zellenplatte oder Abtastbewegung des Laserlichts im eingefangenen Zustand der Mikroprobe durch das optische Einfangsystem (7) aufweist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige Medium, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, in die in der in der Zellenplatte ausgebildete zweiten Zelle injiziert und dort untergebracht und dann das flüssige Medium, in dem Mikroproben dispergiert und suspendiert sind, in die erste Zelle injiziert und dort untergebracht. In diesem Fall treten die Mikroproben in einem kurzen Zeitraum nicht in die zweite Zelle über, weil erste und zweite Zelle durch einen engen Zuführkanal miteinander verbunden sind, der die freie Bewegung der Mikroproben verhindert.
Dann wird das Laserlicht auf eine bestimmte Mikroprobe aus der Vielzahl der in dem in die erste Zelle injizierten und dort untergebrachten flüssigen Medium dispergierten und suspendierten Mikroproben eingestrahlt, um die bestimmte Mikroprobe einzufangen. Dann wird die Mikroprobe zwangsweise aus der ersten Zelle durch den Zuführkanal in die zweite Zelle bewegt, indem die Zellenplatte bewegt oder das Laserlicht abtastend bewegt wird, während die Mikroprobe eingefangen bleibt.
Da in diesem Fall nur eine vom Laserstrahl eingefangene Mikroprobe in die zweite Zelle bewegt wird und in der zweiten Zelle nur eine Mikroprobe vorhanden ist, wenn das flüssige Medium in die Mikropipette gesaugt wird, wird sicher nur eine Mikroprobe allein eingesaugt.
Wenn man die obere Öffnung der zweiten Zelle dann, wenn das flüssige Medium, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, in die zweite Zelle injiziert und dort untergebracht wird, mit einem horizontal verschiebbaren Deckel verschließt und die obere Öffnung der ersten Zelle dann, wenn das flüssige Medium, in dem Mikroproben dispergiert und suspendiert sind, in die erste Zelle injiziert und dort untergebracht wird, mit einem horizontal verschiebbaren Deckel verschließt, wird das flüssige Medium weniger verdampfen und demnach nicht wegen Verdampfung von einer Zelle in die andere fließen, weil die mit dem flüssigen Medium gefüllte erste und zweite Zelle dicht verschlossen sind.
Ferner werden keine biologischen Schäden beim optischen Einfangen der biologischen Teilchen ohne Farbstoff als Mikroprobe verursacht, wenn die Wellenlänge des zum optischen Einfangen der Mikroprobe eingestrahlten Laserlichts im Bereich sichtbaren Lichts größer als 600 nm eingestellt wird, weil diese Wellenlänge außerhalb des Bereichs von 150 bis 300 nm liegt, in dem die in den biologischen Teilchen enthaltenen Proteine und Nukleinsäuren absorbieren und auch außerhalb des Bereichs von 300 bis 600 nm, in dem Zwei-Photonen-Absorption auftritt, liegt.
Ferner wird die Gefahr beim Eintritt des Lichts in das Auge vermieden und die Ausrichtung des optischen Systems bei der Einstellung der Vorrichtung erleichtert, weil das Licht eine Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts hat.
Weil die Wellenlänge im Vergleich zu IR-Licht kürzer ist, ist ferner die Einfangkraft unter der Annahme gleicher Lichtleistung größer. Ferner wird der Strahldurchmesser im Vergleich zu IR-Licht vermindert und eine kleine Probemikrobe kann im Vergleich zu IR-Licht leicht eingefangen werden, weil der Strahldurchmesser in der Brennpunktlage proportional zur Wellenlänge ist.
Ferner werden die optische Eigenschaften wie Durchlässigkeit und Aberration nicht verschlechtert, wenn allgemein gebräuchliche Teile für Mikroskope, wie Linsen, Spiegel und dergleichen andere optische Bauteile für die Lasermanipulationsvorrichtung verwendet werden, um die Kosten zu senken, wodurch eine Kostensenkung für die ganze Vorrichtung möglich wird.
Wenn biologische Teilchen mit einem Farbstoff als Mikroproben dienen und die Wellenlänge des Laserlichts so gewählt wird, dass es nicht vom Farbstoff der Mikroproben absorbiert wird, liegt die Wellenlänge außerhalb des Bereichs von 150 bis 300 nm, der von den in den biologischen Teilchen enthaltenen Proteinen und Nukleinsäuren absorbiert wird und auch außerhalb des Bereichs von 300 bis 600 nm, der durch Zwei-Photonen-Absorption absorbiert wird, und das Licht mit solcher Wellenlänge gewählt wird, dass es nicht vom Farbstoff der Mikroproben absorbiert wird, werden keine biologischen Schäden beim optischen Einfangen der biologischen Teilchen mit Farbstoff als Mikroproben verursacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematisch erläuternde Ansicht und stellt eine erfindungsgemäße Lasermanipulationsvorrichtung dar;
2 ist ein perspektivischer Querschnitt und stellt die dafür benutze Zellenplatte dar;
3(a)–(f) sind erläuternde Ansichten, welche den Betriebsablauf veranschaulichen;
11 ist ein Graph, der die Absorption von Escherichia coli veranschaulicht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nun eingehender mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
1 ist eine schematische erläuternde Ansicht und veranschaulicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lasermanipulationsvorrichtung. Die Lasermanipulationsvorrichtung 1 wird zum Herausnehmen eines einzelnen biologischen Teilchens (Mikroprobe) 3 verwendet, das aus einer Gruppe biologischer Teilchen (Gruppe von Mikroproben) ausgewählt ist, die in einem flüssigen Medium, das von einer Zellenplatte 2 aufgenommen wird, dispergiert und suspendiert sind. Die Zellenplatte 2 ist auf einem Stativ 5 eines Inversmikroskops 4 angebracht und eine Mikropipette 6 zum Absaugen der Mikroprobe 3 ist so angebracht, dass sie an die Zellenplatte 2 herangeführt und von dieser weggezogen werden kann.
Die Lasermanipulationsvorrichtung 1 umfasst ein optisches Einfangsystem zum Einstrahlen von Laserlicht auf die Mikroprobe 3, die aus den in einem flüssigen Medium dispergierten und suspendierten Mikroproben unter dem Blick durch das Mikroskop 4 ausgewählt ist, und zum Einfangen der Mikroprobe in einer Einfangposition, ein Probentrenngerät 8 zum Bewegen der Zellenplatte 2 oder zur Abtastbewegung des Laserlichts im Einfangzustand der Mikroprobe 3, wodurch die Mikroprobe 3 von den anderen Mikroproben getrennt wird, und ein Probenansauggerät 9 zum Ansaugen der bestimmten abgetrennten Mikroprobe 3 in die Mikropipette 6.
Die Zellenplatte 2 zur Aufnahme des flüssigen Mediums umfasst einen Plattenhauptkörper 10, der als Deckglas für das Inversmikroskop 4 dient, eine erste Zelle 11A zur Unterbringung eines flüssigen Mediums, in dem eine große Anzahl Mikroproben dispergiert und suspendiert ist und eine zweite Zelle 11B zur Unterbringung eines flüssigen Mediums, in dem keine Mikroproben suspendiert sind. Jede der Zellen ist oben offen und sie sind in einem vorbestimmten Abstand zueinander ausgebildet und durch einen engen Zuführkanal 12 miteinander verbunden, der die freie Bewegung der Mikroproben verhindert.
Demnach hat der Zuführkanal 12 einen hochpräzis ausgebildeten Boden als Deckglas für das Inversmikroskop 4 und eine Pufferzelle 11C, die in der oberen Oberfläche oben offen auf halbem Weg ausgebildet ist zur Unterbringung eines flüssigen Mediums, in dem keine Mikroproben suspendiert sind.
Der Zuführkanal 12 umfasst einen ersten Zuführkanal 12a zum Verbinden der ersten Zelle 11A mit der Pufferzelle 11C und einen zweiten Zuführkanal 12b zum Verbinden der Pufferzelle 11C mit der zweiten Zelle 11B.
Jede der Zellen 11A–11C ist in je einer Ausnehmung 13A–13C mit größerem Durchmesser als Injektionsöffnung für das flüssige Medium auf der Oberfläche des Plattenhauptkörpers 10 ausgebildet. Die obere Öffnung für jede der Zellen ist so angepasst, dass sie jeweils von den Deckeln 14A–14C, die horizontal gleitend am Boden der Ausnehmung 13A–13C bewegt werden, geöffnet/verschlossen werden kann.
Die einander berührenden Flächen der Ausnehmungen 13A–13C und der Deckel 14A–14C sind mit hoher Genauigkeit poliert so dass sie in gleitendem Kontakt an einem mit der Genauigkeit einer Lichtwellenlänge gebildeten Spalt sind. Dann kann jede Zelle geöffnet/geschlossen werden, ohne eine Strömung im Zuführkanal 12 zu verursachen, wenn einer der Deckel 14A–14C verschoben wird.
In der Zellenplatte 2 zum Abtrennen von Escherichia coli hat jede der Ausnehmungen 13A–13C einen Durchmesser von etwa 9 mm und eine Tiefe von 2 mm, jede der Zellen 11A–11C hat etwa 2 mm Durchmesser und 1,8 mm Tiefe, die Länge des Zuführkanals 12a und 12b zur Verbindung der Zellen 11A und 11B sowie 11C und 11B ist etwa 9 mm, der Querschnitt jedes der Zuführkanäle 12a und 12b ist etwa 0,1 mm im Quadrat und die Dicke des Bodens einer jeden Zelle 11A–11C und des Zuführkanals 12 ist etwa 0,17 mm.
Das Objektiv 16 des Inversmikroskops 4 ist unter dem Stativ 5 angebracht, das in der X-Y-Richtung mittels einer Stativantriebsvorrichtung 15 beweglich montiert ist. Eine CCD-Kamera 17 zum Photographieren des Innenraums der Platte 2 ist auf die optische Achse des Mikroskops gestellt und die von der CCD-Kamera 17 aufgenommenen Bilder werden auf der Anzeigevorrichtung 18 angezeigt.
Das optische Einfangsystem 7 ist so angepasst, dass die Mikroprobe 3 in der ersten Zelle 11A durch Laserlicht eingefangen wird, das durch das Objektiv 16 des Inversmikroskops 4 hindurchgeht. In den optischen Weg des von der Laserlichtquelle 19 emittierten Laserlichts sind eine Abtastvorrichtung 21 mit Abtastspiegeln 20x, 20y zur Verschiebung der Einfangposition des Laserlichts in X- bzw. Y-Richtung und ein halbdurchlässiger Spiegel 22 eingeschoben und das vom halbdurchlässigen Spiegel 22 reflektierte Laserlicht geht durch das Objektiv 16 und wird in der ersten Zelle 11A fokussiert.
Wenn biologische Proben ohne Farbstoff, wie Escherichia coli, als Mikroproben eingefangen werden, liegt die Wellenlänge des von der Laserlichtquelle 19 emittierten Laserlichts im Bereich sichtbaren Lichts und ist mit länger als 600 nm gewählt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Halbleiterlaser, der Licht bei einer Wellenlänge von 690 nm abgibt, verwendet.
Als Objektiv 16 wird ein Objektiv mit Flüssigkeitsimmersion verwendet, beispielsweise mit einer Vergrößerung von 100 und NA = 1,30.
Das Probentrenngerät 8 ist so angepasst, dass es die Mikroprobe 3 aus der ersten Zelle 11A durch den Zuführkanal 12 in die zweite Zelle 11B bewegt und die Probe 3 von den anderen Mikroproben in der ersten Zelle 11A getrennt wird, indem während des Einfangzustands der bestimmten Mikroprobe 3 durch das optische Einfangsystem 7 die Zellenplatte 2 durch die Stativantriebsvorrichtung 15 verschoben wird oder das Laserlicht mittels der Abtastvorrichtung 21 abtastet.
Als Probenansauggerät 9 für die Mikropipette 6 kann jedes Mittel eingesetzt werden, beispielsweise Mittel zur Ausführung von Ansaugen/Ausblasen durch Verschiebung von Scheidewänden, die aus einer elastischen Membran bestehen, wodurch das Volumen in der Pipette 6 geändert wird, oder Mittel zur Steuerung der Temperatur in der Pipette 6 und zum Ausführen des Ansaugens/Ausblasens durch Ausnutzen der Volumenänderung der Luft in der Pipette aufgrund der Temperaturänderung. Die Mikropipette 6 ist ferner am oberen Ende eines (nicht gezeigten) Manipulatorarms befestigt, der sich beispielsweise zwischen der Vorrichtung und einer (nicht gezeigten) Tüpfelplatte mit Kulturmedium hin- und herbewegen und die angesaugten Mikroproben auf einer vorbestimmten Tüpfelplatte ablegen kann.
Ein Steuergerät 30 zur Steuerung der Lasermanipulationsvorrichtung 1 ist mit seinem Eingang mit der CCD-Kamera 17, der Tastatur 31 und der Maus 32 und mit seinem Ausgang mit der Anzeigevorrichtung 18, der Absenkvorrichtung 33 für die Laserlichtquelle 19, dem Antrieb 34 für die Laserabtastvorrichtung 21 und dem Stativantrieb 15 verbunden.
Der Betrieb der Ausführungsform der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit Bezug auf die 3(a)–(f) beschrieben.
Zunächst wird die Zellenplatte 2 auf das Stativ 5 gesetzt und, wie in 3(a) gezeigt, wird ein reines flüssiges Medium, das keine Mikroproben enthält, in die Ausnehmung 13B, in der die zweite Zelle 11B ausgebildet ist, injiziert, und der Deckel 14B wird zum Verschließen der oberen Öffnung der zweiten Zelle 11B verschoben, wenn er im flüssigen Medium untergetaucht ist. Bei diesem Vorgang fließt das flüssige Medium in der zweiten Zelle 11B infolge Kapillarwirkung durch den Zuführkanal 12b in die Pufferzelle 11C.
Dann wird, wie in 3(b) gezeigt, ein reines flüssiges Medium, in dem keine Mikroproben vorhanden sind, in die Ausnehmung 13C, in der die Pufferzelle 11C ausgebildet ist, injiziert, und die obere Öffnung der Pufferzelle 11C wird durch Verschieben des Deckels 14C verschlossen, wenn dieser im flüssigen Medium untergetaucht ist. Bei diesem Vorgang fließt das flüssige Medium in der Pufferzelle 11C infolge Kapillarwirkung durch den Zuführkanal 12a in die erste Zelle 11A.
Dann wird, wie in 3(c) gezeigt, ein flüssiges Medium mit einer großen Anzahl von dispergierten und suspendierten Mikroproben in die Ausnehmung 13A, in der die erste Zelle 11A ausgebildet ist, injiziert, und die obere Öffnung der ersten Zelle 11A wird durch Verschieben des Deckels 14A verschlossen, wenn dieser im flüssigen Medium untergetaucht ist.
Da die sich gleitend berührenden Flächen des Deckels 14A und der Ausnehmung 13A hochpräzis poliert sind, bestehen keine Bedenken, dass das flüssige Medium in der ersten Zelle 11A durch die Zuführkanäle 12a, 12b in die Pufferzelle 11C oder in die zweite Zelle 11B fließt.
Ferner sind alle oberen Öffnungen der Zellen 11A–11C durch die entsprechenden Deckel 14A–14C verschlossen, und jeder der Deckel ist im flüssigen Medium untergetaucht. Selbst wenn flüssiges Medium verdampft, wird daher nur das in den Ausnehmungen 13A–13C außerhalb der durch die Deckel 14A–14C verschlossenen Zellen 11A–11C untergebrachte flüssige Medium verdampfen, was das Innere der Zellen 11A–11C nicht beeinflusst. Demnach wird das flüssige Medium in den Zellen 11A–11C in einem stationären Zustand gehalten und es bestehen keine Bedenken, dass sich eine Strömung im Zuführkanal 12 bilden könnte.
Wenn durch die Abtastvorrichtung 22 ein Laserstrahl auf eine ausgewählte Mikroprobe 3 eingestrahlt wird, während das Innere der ersten Zelle 11A in diesem Zustand mittels des Displays 14 beobachtet wird, wird die Mikroprobe 3 in dieser Position eingefangen, wie in 3(d) gezeigt.
Da die Wellenlänge des Laserlichts von 690 nm gewählt wurde, was außerhalb des Wellenlängenbereichs von 150 bis 600 nm ist, in welchem die Mikroprobe 3 Lichtabsorption und Zwei-Photonen-Absorption hervorrufen würde, kann die Mikroprobe 3 ohne Schäden optisch eingefangen werden.
Dann wird, wie in 3(e) gezeigt, die bestimmte, vom Laserlicht eingefangene Mikroprobe 3 von der ersten Zelle 11A durch den Zuführkanal 12a in die Pufferzelle 11C und weiter durch den Zuführkanal 12b in die zweite Zelle 11B bewegt, indem das Stativ 5 mittels des Stativantriebs 15 bewegt wird.
Bei diesem Vorgang ist die Wahrscheinlichkeit, dass andere Mikroproben aus der ersten Zelle 11A durch den Zuführkanal 12 schwimmen und die zweite Zelle 11B erreichen, äußerst gering, weil der Zuführkanal 12 zur Verbindung zwischen der ersten Zelle 11A und der zweiten Zelle 11B so eng ausgebildet ist, dass er die freie Bewegung der Mikroproben verhindern kann, und demnach ist in der zweiten Zelle 11B nur die vom Laserlicht eingefangene bestimmte Mikroprobe 3 vorhanden.
Ferner kommt es bei dieser Ausführungsform kaum vor, dass eine Mikroprobe aus der Pufferzelle 11C durch den Zuführkanal 12b die zweite Zelle 11B erreicht, wenn Mikroproben aus der ersten Zelle 11A unter Passieren des Zuführkanals 12a in die Pufferzelle 11C schwimmen sollten, weil die Pufferzelle 11C auf halbem Weg des Zuführkanals 12 ausgebildet ist, und demnach ist in der zweiten Zelle 11B nur die vom Laserlicht eingefangene ausgewählte Mikroprobe 3 und keine andere Mikroprobe vorhanden.
Schließlich ist, wenn die obere Öffnung der zweiten Zelle 11B durch Verschieben des Deckels 14B geöffnet und das flüssige Medium in der zweiten Zelle 11B vollständig von der Mikropipette 6 aufgesaugt wird, wie in 3(f) gezeigt, nur die vom Laserlicht eingefangene Mikroprobe 3 im flüssigen Medium vorhanden; eine einzelne Mikroprobe kann sicher aufgenommen werden, ohne dass eine besondere enge Mikropipette 6 verwendet wird oder dass das Innere der zweiten Zelle 11B mittels des Mikroskops 4 geprüft wird.
Dann wird die Mikropipette 6 zu einer Tüpfelplatte bewegt, die mit einem (nicht gezeigten) Kulturmedium versehen ist, indem man beispielsweise einen (nicht gezeigten) Manipulatorarm verwendet, und die Mikroprobe 3 wird zusammen mit der Flüssigkeit auf die Tüpfelplatte entleert. So kann genetisch veränderte Escherichia coli aus einem einzigen Bakterium mit 100% Ausbeute rein kultiviert werden.
Die Ausführung ist nicht darauf beschränkt, dass nur eine Pufferzelle 11C auf halbem Weg des Zuführkanals 12 ausgebildet ist. Je nach Lage der Dinge und nach Wunsch kann eine beliebige Anzahl ausgebildet sein.
Die Mikroproben sind ferner nicht notwendig biologische Teilchen wie Escherichia coli sondern können andere Teilchen sein.
Außerdem ist, obwohl die Erläuterung dieser Ausführungsform mit je einer in der Zellenplatte ausgebildeten ersten Zelle 11A und zweiten Zelle 11B erfolgte, die vorlie gende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die zweite Zelle 11B kann mehrfach ausgebildet sein, wobei jede dieser Zellen über einen Zuführkanal mit der ersten Zelle 11A verbunden sein kann.
In diesem Fall kann ein flüssiges Medium, in dem Mikroproben dispergiert und suspendiert sind, in die erste Zelle 11A injiziert und der Deckel 14A schließlich geschlossen werden, nachdem alle zweiten Zellen 11B mit dem flüssigen Medium, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, gefüllt wurden und jede ihrer oberen Öffnungen mit einem Deckel 14B verschlossen wurde.
Wie für diese Ausführungsform oben beschrieben, kann die Mikroprobe 3 aus der ersten Zelle 11A durch den Zuführkanal 12 zwangsweise in die zweite Zelle 11B überführt werden, wenn das Laserlicht auf die bestimmte Mikroprobe 3 aus der Gruppe der im flüssigen Medium, das in der ersten Zelle 11A untergebracht wurde, dispergierten und suspendierten Mikroproben eingestrahlt wird, um die Mikroprobe 3 einzufangen, und dann, während die Mikroprobe eingefangen ist, die Zellenplatte 2 bewegt oder der das Laserlicht zum Abtasten veranlasst wird.
Wenn nur eine vom Laserlicht eingefangene Mikroprobe in die zweite Zelle 11B bewegt wird, können selbst schnell schwimmende Mikroproben wie Escherichia coli ohne Kontrolle durch das Mikroskop sicher abgetrennt und einzeln herausgenommen werden, wenn das flüssige Medium in der zweiten Zelle 11B von der Mikropipette aufgesaugt wird, wie oben beschrieben, weil nur eine Mikroprobe in der zweiten Zelle 11B vorhanden ist, was eine hervorragende Wirkung ergibt.
Außerdem werden nach dieser Ausführungsform beim optischen Einfangen eines Mikrobenteilchens als Mikroprobe, das keinen Farbstoff enthält, keine biologischen Schäden verursacht, weil die Wellenlänge des zum optischen Einfangen der Mikroprobe 3 eingestrahlten Laserlichts 690 nm beträgt und diese Wellenlänge außerhalb des Bereichs von 150 bis 300 nm liegt, in dem die in biologischen Teilchen enthaltenen Proteine und Nukleinsäuren absorbieren und auch außerhalb des Bereichs von 300 bis 600 nm, in dem Zwei-Photonen-Absorption auftritt.
Außerdem kann die Gefahr des Lichteintritts in das Auge vermieden werden und die Ausrichtung des optischen Systems bei der Montage des Mikromanipulators 1 wird vereinfacht, weil die Wellenlänge im sichtbaren Bereich liegt und visuell beobachtet werden kann.
Weil die Wellenlänge kürzer als beim IR-Licht ist, wird außerdem die Einfangkraft bei gleicher Lichtleistung größer. Weil der Strahldurchmesser in der Brennpunktlage zur Wellenlänge proportional ist, wird ferner der Brennfleckdurchmesser im Vergleich zu IR-Licht vermindert, so dass kleine Proben leichter als mit IR-Licht eingefangen werden können.
Selbst wenn allgemein übliche Teile für gewöhnliche Mikroskope mit relativ geringen Kosten als Linsen, Spiegel und dergleichen andere optische Bauteile für den Mikromanipulator 1 verwendet werden, sind die optischen Eigenschaften wie Durchlässigkeit und Aberration nicht vermindert.
Vorstehend wurde das optische Einfangen von biologischen Teilchen ohne Farbstoff, wie Escherichia coli, als Mikroproben erläutert. Beim optischen Einfangen von biologischen Teilchen mit Farbstoff als Mikroproben wird die Wellenlänge der Laserlichtquelle 19 des optischen Einfangsystems 7 so ausgewählt, dass sie im sichtbaren Bereich länger als 600 nm liegt und vom Farbstoff der Mikroprobe nicht absorbiert wird.
Beispielsweise muss für Euglenida als Mikroprobe ein Laserlicht von länger als 700 nm zum Einfangen eingestrahlt werden, weil das Chlorophyll als deren Farbstoff Licht bei Wellenlängen von 400 bis 700 nm absorbiert.
Das heißt, dass beim optischen Einfangen von biologischen Teilchen mit einem Farbstoff als Mikroproben lichtinduzierte Schäden auftreten können, ohne Rücksicht darauf, dass die Wellenlänge des einzustrahlenden Lichts die sichtbaren Lichts ist.
Dies ist der Lichtabsorption des den biologischen Teilchen inhärenten Farbstoffs zuzurechnen.
Demgemäß kann, wenn die Wellenlänge außerhalb des Wellenlängenbereichs von 150 bis 600 nm, der von den in den biologischen Teilchen enthaltenen Proteinen und Nukleinsäuren durch Lichtabsorption und Zwei-Photonen-Absorption absorbiert wird, ausgewählt und eine Wellenlänge gewählt wird, die vom Farbstoff der biologischen Teilchen nicht absorbiert wird, das optische Einfangen ohne Verursachen lichtinduzierter biologischer Schäden ausgeführt werden.
Wenn die vom Farbstoff der biologischen Teilchen nicht absorbierte Wellenlänge die Wellenlänge des Bereichs des sichtbaren Lichts umfasst, können in diesem Fall die vorstehend beschriebenen Vorteile gegenüber der Verwendung von IR-Licht ebenfalls erhalten werden, wenn man Licht einer solchen Wellenlänge verwendet.
Wenn die Wellenlänge des Laserlichts zur Durchführung des optischen Einfangens biologischer Teilchen länger als 600 nm im sichtbaren Bereich ausgewählt wird, werden keine biologischen Schäden beim optischen Einfangen von biologischen Teilchen als Mikroproben, die keinen Farbstoff enthalten, weil dies außerhalb des Wellenlängenbereichs von 150 bis 600 nm des Lichts liegt, welches in biologischen Teilchen Lichtabsorption und Zwei-Photonen-Absorption hervorruft.
Außerdem kann die Gefahr des Lichteintritts in das Auge vermieden werden und die Ausrichtung des optischen Systems bei der Montage des Mikromanipulators 1 wird vereinfacht, weil die Wellenlänge im sichtbaren Bereich liegt und visuell beobachtet werden kann.
Weil die Wellenlänge kürzer im Vergleich zum IR-Licht ist, wird ferner die Einfangkraft bei gleicher Lichtleistung größer, und weil der Strahldurchmesser in der Brennpunktlage im Vergleich zu IR-Licht kleiner ist, kann eine klein Probe leichter als mit IR-Licht eingefangen werden können.
Es ergibt ferner eine ausgezeichnete Wirkung, dass die optischen Eigenschaften wie Durchlässigkeit und Aberration nicht verschlechtert werden, selbst wenn allgemein übliche Teile für gewöhnliche Mikroskope wie Linsen, Spiegel und dergleichen andere Bauteile für die Lasermanipulationsvorrichtung verwendet werden, wodurch die Gesamtkosten der Vorrichtung vermindert werden.
Wenn die Wellenlänge des Laserlichts so festgesetzt wird, dass sie länger als 600 nm ist und vom Farbstoff der Mikroproben nicht absorbiert wird, kann ferner bei Verwendung von biologischen Teilchen mit einem Farbstoff als Mikroproben die vorteilhafte Wirkung des sicheren Einfangens ohne Verursachen biologischer Schäden erzielt werden, selbst bei jenen biologischen Teilchen, die beim optischen Einfangen mit IR-Licht, das als nicht biologisch schädigend angesehen wurde, biologischen Schaden erleiden.
Wenn die vom Laserlicht eingefangene bestimmte molekularbiologische Probe oder ein anderes Teilchen in diesem Zustand von der Mikropipette aufgesaugt wird, ergibt dies eine ausgezeichnete Wirkung, mit der nur eine Mikroprobe oder ein anderes Teilchen sicher aufgesaugt werden kann, selbst wenn eine Mikropipette mit relativ großer Spitze verwendet wird, weil nur ein biologisches oder anderes Teilchen nahe der Pipettenspitze positioniert ist und dort keine biologischen oder anderen Teilchen vorhanden sind.

Claims

Lasermanipulationsvorrichtung mit einem konvergierenden optischen System, einem Laser und mit einer Zellenplatte, die eine Zelle zur Aufbewahrung eines Mediums umfasst, eingerichtet zur Einstrahlung von Laserlicht des Lasers durch das konvergierende optische System (16), das einen Brennpunkt im Medium hat, wobei in dem Medium Mikroproben suspendiert sein können, und zum Konzentrieren des Laserlichts im Brennpunkt des konvergierenden optischen Systems (16), um dadurch eine Mikroprobe (3) in der Brennpunktlage einzufangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge des Laserlichts so gewählt wird, dass sie im Bereich des sichtbaren Lichts liegt und länger als 600 nm ist.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zellenplatte (2) einen Hauptkörper (10) der Platte mit einer ersten Zelle (11A) zum Unterbringen eines flüssigen Mediums, in dem eine große Zahl von Mikroproben dispergiert und suspendiert ist, und mit einer zweiten Zelle (11B) zum Unterbringen eines flüssigen Mediums, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, aufweist, wobei erste und zweite Zelle an der Oberseite offen, mit einer vorbestimmten Entfernung beabstandet und miteinander durch einen engen Zuführkanal (12) verbunden sind, um die freie Bewegung der Mikroproben zu verhindern, – das konvergierende optische System ein optisches Ein fangsystem (7) zur Einstrahlung von Laserlicht auf eine einzelne aus der Gruppe der in dem in der ersten Zelle (11A) der Zellenplatte (2) untergebrachten flüssigen Medium dispergierten und suspendierten Mikroproben ausgewählten Mikroprobe (3), um dadurch die einzelne Mikroprobe (3) einzufangen, ist und – die Vorrichtung ein Probentrenngerät (8) zum Verschieben der einzelnen Mikroprobe (3) aus der ersten Zelle (11A) durch den Zuführkanal (12) in die zweite Zelle (11B) mittels Bewegen der Zellenplatte (2) oder Abtastbewegung des Laserlichts im eingefangenen Zustand der Mikroprobe durch das optische Einfangsystem (7) aufweist.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Boden des Zuführkanals (12) mit einer hochpräzis bearbeiteten Oberfläche ausgebildet ist, die das Deckglas für ein Inversmikroskop darstellt.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die obere Öffnung jeder Zelle (11A, 11B) durch einen horizontal verschiebbaren Deckel (14A, 14B) geöffnet und geschlossen werden kann.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei an der Oberfläche des Hauptkörpers (10) der Platte Ausnehmungen (13A, 13B) ausgebildet sind, um die Deckel (14A, 14B), welche die oberen Öffnungen jeder Zelle (11A, 11B) verschließen, in das in jeder Zelle aufbewahrte flüssige Medium einzutauchen.
Lasermanipulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Zellenplatte ferner mindestens eine Pufferzelle (11C) aufweist, die oben offen auf halbem Weg am Zuführkanal (12) ausgebildet ist, um ein flüssi ges Medium, in dem keine Mikroproben suspendiert sind, unterzubringen.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die obere Öffnung jeder der Zellen (11A–11C) durch jeden der horizontal verschiebbaren Deckel (14A–14C) geöffnet und verschlossen werden kann.
Lasermanipulationsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei in der Oberfläche des Hauptkörpers (10) der Platte Ausnehmungen (13A–13C) ausgebildet sind, um die Deckel (14A–14C), welche die oberen Öffnungen jeder Zelle (11A–11C) verschließen, in das in den Zellen (11A–11C) aufbewahrte flüssige Medium einzutauchen.