JP2000010016A - マイクロインジェクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロインジェクターによる吸引・注入と
いった操作を実感を持って行うことができるようにす
る。 【解決手段】 シリンダ１２に形成されたシリンダ室１
５にインジェクション液Ｉが充填され、シリンダ１２に
嵌合するピストン１４が移動スライダ１３に固設されて
いる。シリンダ室１５は、ホース２４を介して顕微鏡に
載置されたシャーレなどに溜められたインジェクション
Ｉ液内に連通する吸引・注入管３と連通する。移動スラ
イダ１３を移動する操作杆１９を備えている。操作杆１
９を操作してシリンダ室１５の容積を増減し、シリンダ
室１５内におけるインジェクション液Ｉを出し入れする
ことにより、吸引・注入管３による吸引・注入動作が行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマニピュ
レータなどに取り付けて使用されるマイクロインジェク
ターに関する。

【０００２】

【従来の技術】基礎医学やバイオテクノロジーの分野で
は、生物の器官や生体組織、卵細胞や単一細胞等の細胞
類をホールドし、吸引、注入、分割等の細胞処理を行う
ために細胞類を操作する、いわゆるマイクロマニピュレ
ーションが行われる。このマイクロマニピュレーション
において、細胞類をホールドし、吸引・注入などの操作
を行うために、マイクロマニピュレータのホルダーに取
り付けられたマイクロインジェクターが用いられる。

【０００３】これらの操作を行う従来のマイクロインジ
ェクターとしては、たとえば、図６に示すものが知られ
ている。このマイクロインジェクター５０においては、
基台５１′にシリンダ５１が固定されており、シリンダ
５１にピストン５２が嵌合されてシリンダ室５３を形成
している。また、ピストン５２の基端には、螺子軸５４
の先端部が取り付けられ、螺子軸５４の進退に伴ってピ
ストン５２が進退するように構成されている。この螺子
軸５４は、基台５１′の起立片５１Ａに形成された雌螺
子孔に螺合しており、螺子軸５４の基端部には、ハンド
ル５５が固定されている。そして、作業者がハンドル５
５を握って回転させることにより、ピストン５２がシリ
ンダ５１内に進退する構成となっている。

【０００４】ピストン５２がシリンダ５１に進入した場
合には、シリンダ室５３内のインジェクション液がホー
ス５６を介して、ホルダー５７の先端部に取り付けられ
たマイクロピペット５８の先端から注入される。このと
き、マイクロピペット５８の先端は、たとえば図示しな
い顕微鏡に載置されたシャーレなどに溜められたインジ
ェクション液内に挿入されており、このシャーレに溜め
られたインジェクション液内に対してインジェクション
液の注入が行われる。あるいは、マイクロピペット５８
の先端を図示しない卵子内に挿入し、マイクロピペット
５８内に貯留している図示しない精子を注入する操作な
どが行われる。逆に、ピストン５２が後退した場合に
は、図示しない顕微鏡に載置されたシャーレなどに溜め
られたインジェクション液が毛管現象により吸引され
る。この性質を利用して、インジェクション液やインジ
ェクション液内を泳ぐ精子を吸引したり、あるいはイン
ジェクション液内の卵子などをホールドするといった操
作が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のマイクロイ
ンジェクター５０において、吸引・注入操作といった
は、作業者がハンドル５５を握って回転させることによ
り行われていた。具体的にたとえば、ハンドル５５を時
計回りに回せば注入が行われ、反時計回りに回せば吸引
が行われるといったような具合である。

【０００６】ところが、このような操作では、作業者
は、ハンドルを回転させるという感覚と、実際に注入ま
たは吸引が行われるという事実の整合を図らなければな
らない。換言すれば、ハンドル５５を握って回転させる
という操作では、インジェクター液を吸引または注入す
るという実感に欠けるものである。

【０００７】そこで、本発明の課題は、マイクロインジ
ェクターによる吸引・注入といった操作を実感を持って
行うことができるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明に係るマイクロインジェクターは、シリンダに形成さ
れたシリンダ室にインジェクション液が充填されている
とともに、このシリンダ室の容積を増減する調整手段を
有し、前記シリンダ室とホースを介して連通し、顕微鏡
に載置されたシャーレなどに溜められたインジェクショ
ン液内に連通する吸引・注入管を備え、固定部材に取り
付けられる取付部を有し、この取付部を中心として、把
持部が前後方向に揺動可能とされ、この把持部を揺動さ
せることにより、前記調整手段によって前記シリンダ室
の容積を増減する操作杆を備えており、前記操作杆を操
作して前記シリンダ室の容積を増減し、前記シリンダ室
内におけるインジェクション液を出し入れすることによ
り、前記吸引・注入管による吸引・注入動作が行われる
ように構成されていることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。図１は、本発明
に係るマイクロインジェクターの斜視図、図２はその組
立斜視図である。図１に示すように、マイクロインジェ
クター１は、操作部２および吸引・注入管３を備えてい
る。操作部２においては、基台１１にシリンダ１２が固
定状態で載置されている。図１から図４に示すように、
シリンダ１２には、移動スライダ１３における内スライ
ダ１３Ｂの側面に固設された本発明の調整手段となるピ
ストン１４が嵌合しており、シリンダ１２とピストン１
４とによってシリンダ室１５が形成されている。また、
移動スライダ１３は、図示しないリニアウェーベアリン
グを介して固定スライダ１６に摺動自在に取り付けられ
ており、固定スライダ１６は、基台１１の張出部１１Ａ
の上面に固設されている。

【００１０】さらに、移動スライダ１３は、図２に示す
ように、側断面略Ｌ字状の外スライダ１３Ａと、その内
側に位置する内スライダ１３Ｂとを備えている。この外
スライダ１３Ａの立ち上がり片１３Ｃには、雌螺子１３
ａが刻設されており、この雌螺子１３ａには、ハンドル
１７における摘み１７Ａに突設された雄螺子部材１７Ｂ
が螺合している。さらに、雄螺子部材１７Ｂの先端部に
は、円盤１７Ｃが固定されており、内スライダ１３Ｂに
空回りする状態で取り付けられている。そして、摘み１
７Ａを握ってハンドル１７を回転させると、内スライダ
１３Ｂが外スライダ１３Ａに対して相対的に移動するよ
うに構成されている。

【００１１】また、図３に示すように、内スライダ１３
Ｂには、その上面側から固定螺子１８がねじ込まれて固
定されている。固定螺子１８においては、摘み１８Ａの
下側に螺子部１８Ｂが取り付けられており、この螺子部
１８Ｂの下側に、下方に延在する頸部１８Ｃを有してい
る。そして、この頸部１８Ｃの下端部に小径の小球体１
８Ｄが設けられている。また、螺子部１８Ｂは、内スラ
イダ１３Ｂに形成された雌螺子部１３ｂに螺合して固定
されており、外スライダ１３Ａに形成された孔部１３ｃ
および固定スライダ１６に形成された孔部１６ａに挿通
されている。

【００１２】一方、図２および図４に示すように、操作
杆１９は、基台１１から垂下するように取り付けられ、
いわゆる懸下式のジョイスティックタイプとされてい
る。この操作杆１９は、吸引・注入を行う作業者が把持
する把持部１９Ａを備えており、把持部１９Ａの上端部
に、本発明の取付部となる大径の大球体２０が設けられ
ている。この大球体２０には、略円筒状の嵌合孔２０ａ
が形成されている。この嵌合孔２０ａの径は、小球体１
８Ｄの径と実質的に同一であり、かつ高さがその径より
も大きくされて、嵌合孔２０ａに小球体１８Ｄが嵌合可
能となるように構成されている。また、固定スライダ１
６の下側には、大球体用ケース２１がねじ込まれてい
る。この大球体用ケース２１には、大球体２０を挿通し
て、これを係止する係止孔２１ａが形成されている。こ
の係止孔２１ａは、上部が大球体２０と同じ曲率を有す
る曲面部とされ、大球体２０の上部を支持し上側への逃
げを防止している。係止孔２１ａの下部は、大球体２０
と実質的に同径の円柱形状の円柱部とされている。さら
に、この大球体用ケース２１の下側には、大球体固定具
２２がねじ込まれている。この大球体固定具２２は、上
部が螺子部とされ、その下側には、鍔部が取り付けられ
ている。また、内周が下方向に向かって拡径された貫通
孔２２ａが形成されており、螺子部における貫通孔２２
ａの上端外周部には、大球体２０の下部を支持し下側へ
の逃げを防ぐ湾曲面が形成されている。これらの固定ス
ライダ１６、大球体用ケース２１、大球体固定具２２な
どにより、本発明の固定部材が構成される。

【００１３】また、大球体２０に形成された嵌合孔２０
ａには、小球体１８Ｄの外周面が当接し、大球体２０の
下側には、操作杆１９の基端部が螺合されている。この
とき、図３に示すように、小球体１８Ｄの中心点Ｏは、
大球体２０の中心点Ｃの鉛直方向上側に位置するように
配置されている。このように配置されているので、操作
杆１９における把持部１９Ａは、大球体２０を中心とし
て前後方向に揺動可能であり、把持部１９Ａを前後方向
に操作することにより、移動スライダ１３が固定スライ
ダ１６に対して相対的に移動することになる。

【００１４】そして、シリンダ１３の先端部には、シリ
ンダ室１５に挿通するインジェクション液取出口が形成
され、このインジェクション液取出口には、アダプター
２３が取り付けられている。このアダプター２３にホー
ス２４の一端部が取り付けられ、このインジェクション
液取出口とホース２４とを挿通している。このホース２
４の他端部には、シリンダ室１５内のインジェクション
液Ｉを図示しない顕微鏡のステージに載置されたやはり
図示しないシャーレに溜められたインジェクション液Ｉ
内に注入し、またはこのシャーレ内に溜められたインジ
ェクション液Ｉを吸引するマイクロピペット３Ａが先端
部に取り付けられたホルダー３Ｂに取り付けられてい
る。これらマイクロピペット３Ａおよびホルダー３Ｂに
より、吸引・注入管３が構成される。また、ホルダー３
Ｂは、図１に示すように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方
向の３次元方向に移動可能なマイクロマニピュレータＭ
のマイクロツール取付部によって把持され、Ｘ軸方向、
Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３次元方向に移動可能となるよう
に構成されている。なお、本発明にいうインジェクショ
ン液Ｉの吸引・注入動作とは、インジェクション液Ｉの
みの吸引・注入操作を意味するものではなく、たとえ
ば、インジェクション液Ｉ内における精子などを吸引し
たり、インジェクション液Ｉ内で卵子をホールドした
り、あるいはインジェクション液Ｉ内における卵子内に
精子を注入する動作などを含むものである。

【００１５】次に、本発明に係るマイクロインジェクタ
ーの作用について、図１および図４を参照しながら説明
する。まず、注入操作について説明する。作業者が操作
杆１９を握ってこれを手前に引くと、小球体１８Ｄの中
心Ｏは大球体２０の中心Ｃよりも上方に位置しているの
で、小球体１８Ｄは図面左方向に移動する。この小球体
１８Ｄは、移動スライダ１３に固定状態で取り付けられ
ている一方、大球体２０は、大球体用ケース２１に嵌合
し、水平方向の移動を抑制されている。また、大球体用
ケース２１は、固定スライダ１６に対して螺合して固定
状態となっていることから、この小球体１８Ｄの移動に
伴って、固定スライダ１６に対して移動スライダ１３が
相対的に図面左方向に移動する。

【００１６】移動スライダ１３が同方向に移動すると、
移動スライダ１３の内スライダ１３Ｂに固設されている
ピストン１４も同方向に移動し、シリンダ１２に進入し
てシリンダ室１５の容積を減少させる。シリンダ室１５
の容積が減少すると、その分シリンダ室１５内のインジ
ェクション液Ｉがホース２４を介して図１に示すマイク
ロピペット３Ａの先端部から図示しないシャーレなどに
注入される。かかる注入は、シャーレに溜められたイン
ジェクション液内でホールドされる卵子に精子を注入す
る場合にも行われるのはもちろんである。

【００１７】さらに、注入作業は、操作杆１９を手前に
引く代わりにハンドル１７を回すことによっても行うこ
とができる。ハンドル１７を用いた吸引作業について説
明すると、作業者は、ハンドル１７を握って例えば時計
回りに回す。すると、雄螺子部材１７Ｂが外スライダ１
３Ａに形成された１３ａにねじ込まれて、円盤１７Ｃが
内スライダ１３Ｂを押出す。その後の動作は、操作杆１
９を用いた場合と同様である。

【００１８】次に、吸引作業について説明する。作業者
が操作杆１９を握ってこれを押出すと、小球体１８Ｄの
中心Ｏは大球体２０の中心Ｃよりも上方に位置している
ので、小球体１８Ｄは図面右方向に移動し、ピストン１
４も同方向に移動して、シリンダ室１５の容積が増加す
る。シリンダ室１５の容積が増加すると、毛管現象によ
り、ホース２４を介して、マイクロピペット３Ａが挿入
されている図示しないシャーレなどに溜められたインジ
ェクション液Ｉがシリンダ室１５に吸引される。このよ
うにして吸引操作を行うことができる。この吸引操作
は、インジェクション液Ｉを吸入する場合の他、体外受
精に使用する精子を吸引する場合や、あるいはシャーレ
内などにおける卵子をホールドする場合などにも同様の
操作が行われる。

【００１９】また、ハンドル１７を用いた場合は、ハン
ドル１７をたとえば反時計回りに回して、外スライダ１
３Ａを図面右方向に移動させればよい。

【００２０】次に、上述した第１の実施形態と異なる第
２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２
の実施形態を示す組立斜視図である。なお、第１の実施
形態と同一の機能を有する部材については、同一の番号
を付し、その説明を省略する。本実施形態においては、
固定スライダ１６に対して、矩形の嵌合部材３１が固定
されている。なお、固定スライダ１６は、第１の形態同
様、図示しない基台に取り付けられ、この下側に操作杆
１９が垂下するように構成されている。嵌合部材３１の
中央部には、ピストン１４が貫入する貫入孔３１ａが形
成されている。この貫入孔３１ａにおけるピストン１４
が貫入される側の反対側からは、一面が開放面とされた
鋼製の円筒部材３２が嵌入されている。この円筒部材３
２における貫入孔３１ａに嵌入される側には、開放面を
覆う、たとえば可撓性を有するゴム製の密閉部材３３が
取り付けられている。これらの円筒部材３２および密閉
部材３３によって油室３４が形成されており、この油室
３４には、作動油Ｓが充填されている。そして、円筒部
材３２における開放面の反対側に、ホース接続口３５が
設けられており、一端部がホース接続口３５に取り付け
られるホース３６と油室３４が挿通可能となっている。
また、円筒部材３２の外周には、鍔部３７が設けられて
いる。そして、ホース３６の他端部は、シリンダ部４０
に接続されている。シリンダ部４０は、基台４１に載置
されたシリンダ４２を備えている。このシリンダ４２の
基端部には、シリンダ側油室４３が配置されている。シ
リンダ側油室４３は、油室３４同様、一面が開放面とさ
れた鋼製の円筒部材４４と、この開放面を覆う、たとえ
ば可撓性を有するゴム製の密閉部材４５により形成され
ている。そして、この円筒部材４４がシリンダ４２の基
端部に嵌合し、密閉部材４５を隔てて、シリンダ側油室
４３に隣接してシリンダ室４６が形成されており、この
シリンダ室４６には、インジェクション液Ｉが充填され
ている。なお、円筒部材４４には、ホース接続口４７お
よび鍔部４８が形成されている。また、作動油Ｓの代わ
りに、水など他の液体を用いることもできる。本実施形
態では、これらの油室３４、シリンダ側油室４３などに
より、調整手段が構成される。

【００２１】かかる本実施形態における作用を簡単に説
明すると、作業者が操作杆１９を握ってこれを手前に引
くと、移動スライダ１３およびこれに突設されるピスト
ン１４は、油室３４方向に移動する。ピストン１４の移
動により、密閉部材３３が押圧されて、油室３４の容積
が減少すると、油室３４内の作動油Ｓがシリンダ側油室
４３内に流入してシリンダ側油室４３の容積が増加す
る。シリンダ側油室４３の容積が増加すると、シリンダ
室４６の容積が減少し、シリンダ室４６内のインジェク
ション液Ｉが図示しない吸引・注入管に送られ、注入動
作が行われる。そして、操作杆１９を逆に押し出すと、
吸引動作が行われる。

【００２２】なお、上記各実施形態においては、操作杆
１９とハンドル１７のいずれによっても移動スライダを
移動させ、吸引・注入動作を行うことができる構成とし
たが、操作杆１９のみによって操作する構成としてもよ
い。また、操作杆１９は、上記各実施例のように懸下式
のほか、立ち上げる形状のものであってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、操作杆
を前後させることにより、インジェクション液の吸引・
注入を行うことができるようにしたので、マイクロイン
ジェクターによる吸引・注入といった操作を実感を持っ
て行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロインジェクターの斜視図
である。

【図２】本発明に係るマイクロインジェクターの操作部
の組立斜視図である。

【図３】本発明に係るマイクロインジェクターの操作部
の横断面図である。

【図４】本発明に係るマイクロインジェクターの操作部
の縦断面図である。

【図５】本発明に係るマイクロインジェクターの第２実
施形態における操作部の組立斜視図である。

【図６】従来のマイクロインジェクターの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ マイクロインジェクター ２ 操作部 ３ 吸引・注入管 ３Ａ マイクロピペット ３Ｂ ホルダー １１ 基台 １２ シリンダ １３ 移動スライダ １３Ａ 外スライダ １３Ｂ 内スライダ １３ａ 雌螺子部 １３ｂ 孔部 １４ ピストン １５ シリンダ室 １６ 固定スライダ １６ａ 孔部 １７ ハンドル １７Ａ 摘み １７Ｂ 雄螺子部材 １７Ｃ 円盤 １８ 固定螺子 １８Ａ 摘み １８Ｂ 螺子部 １８Ｃ 頸部 １８Ｄ 小球体 １９ 操作杆 １９Ａ 把持部 ２０ 大球体 ２０ａ 嵌合孔 ２１ 大球体用ケース ２１ａ 係止孔 ２２ 大球体固定具 ２２ａ 貫通孔 ２３ アダプター ２４ ホース Ｉ インジェクション液 Ｍ マイクロマニピュレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダに形成されたシリンダ室にイン
   ジェクション液が充填されているとともに、このシリン
   ダ室の容積を増減する調整手段を有し、 前記シリンダ室とホースを介して連通し、顕微鏡に載置
   されたシャーレなどに溜められたインジェクション液内
   に連通する吸引・注入管を備え、 固定部材に取り付けられる取付部を有し、この取付部を
   中心として、把持部が前後方向に揺動可能とされ、この
   把持部が揺動することにより、前記調整手段によって前
   記シリンダ室の容積を増減させる操作杆を備えており、 前記操作杆を操作して前記シリンダ室の容積を増減し、
   前記シリンダ室内におけるインジェクション液を出し入
   れすることにより、前記吸引・注入管による吸引・注入
   動作が行われるように構成されていることを特徴とする
   マイクロインジェクター。