JP2000023657A - マイクロキャピラリーアレイ、その製造方法、及び物質注入装置 - Google Patents
マイクロキャピラリーアレイ、その製造方法、及び物質注入装置Info
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- JP2000023657A JP2000023657A JP10193931A JP19393198A JP2000023657A JP 2000023657 A JP2000023657 A JP 2000023657A JP 10193931 A JP10193931 A JP 10193931A JP 19393198 A JP19393198 A JP 19393198A JP 2000023657 A JP2000023657 A JP 2000023657A
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- microcapillary
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 細胞を個別的にかつ正確にハンドリングする
ことのできる操作ツールを提供する。 【解決手段】 マイクロチャンバーアレイ１０と、マイ
クロキャピラリーアレイ１５を用いる。マイクロチャン
バー１１は表面から窪んだピットとピットの底部に連通
する連通孔１２からなり、各チャンバー１１に細胞１３
を一個ずつ負圧吸引固定する。マイクロキャピラリーア
レイ１５は、マイクロチャンバー１１の配列と同じ配列
でアレイ状に並べて形成された外形１〜２μｍ程度の先
端を有する多数のマイクロキャピラリー１６を備え、そ
のマイクロキャピラリー１６を用いて、マイクロチャン
バー１１に保持されたすべての細胞１３に対してＤＮＡ
注入を一括して行なう。
ことのできる操作ツールを提供する。 【解決手段】 マイクロチャンバーアレイ１０と、マイ
クロキャピラリーアレイ１５を用いる。マイクロチャン
バー１１は表面から窪んだピットとピットの底部に連通
する連通孔１２からなり、各チャンバー１１に細胞１３
を一個ずつ負圧吸引固定する。マイクロキャピラリーア
レイ１５は、マイクロチャンバー１１の配列と同じ配列
でアレイ状に並べて形成された外形１〜２μｍ程度の先
端を有する多数のマイクロキャピラリー１６を備え、そ
のマイクロキャピラリー１６を用いて、マイクロチャン
バー１１に保持されたすべての細胞１３に対してＤＮＡ
注入を一括して行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、細胞に遺伝子等を
注入するのに使用されるマイクロインジェクションアレ
イシステムと、それに使用されるマイクロキャピラリー
アレイ及びその製造方法に関する。
注入するのに使用されるマイクロインジェクションアレ
イシステムと、それに使用されるマイクロキャピラリー
アレイ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、生物学、医学、薬学、生化学、遺
伝子工学などを基礎として急速に進歩しつつあるいわゆ
るバイオテクノロジーの研究と開発は、日進月歩のスピ
ードで進んでおり、組織や細胞レベルでの研究からＤＮ
Ａレベルでの生物機能の解明へと進展している。なかで
も、将来バイオテクノロジーの応用面で中核技術と目さ
れている遺伝子組換えＤＮＡ技術は、当初の微生物を対
象とした医薬品生産から発展し、農作物、家畜などの高
等動植物の改良、食品素材や化学品の生産、遺伝子治
療、さらには動物複製（cloning）など広範多岐にわた
った研究開発が進められている。このようなバイオテク
ノロジーの研究では、細胞、核、染色体、ＤＮＡ、タン
パクなどの生体高分子のハンドリングに対するニーズが
高く、また生物の持っている優れた機能を工学的にある
いは産業的に応用しようとする試みも数多くなされてい
る。
伝子工学などを基礎として急速に進歩しつつあるいわゆ
るバイオテクノロジーの研究と開発は、日進月歩のスピ
ードで進んでおり、組織や細胞レベルでの研究からＤＮ
Ａレベルでの生物機能の解明へと進展している。なかで
も、将来バイオテクノロジーの応用面で中核技術と目さ
れている遺伝子組換えＤＮＡ技術は、当初の微生物を対
象とした医薬品生産から発展し、農作物、家畜などの高
等動植物の改良、食品素材や化学品の生産、遺伝子治
療、さらには動物複製（cloning）など広範多岐にわた
った研究開発が進められている。このようなバイオテク
ノロジーの研究では、細胞、核、染色体、ＤＮＡ、タン
パクなどの生体高分子のハンドリングに対するニーズが
高く、また生物の持っている優れた機能を工学的にある
いは産業的に応用しようとする試みも数多くなされてい
る。
【０００３】細胞にＤＮＡ等の物質を注入する方法とし
ては、エレクトロポレーション法、パーティクルガン
法、マイクロインジェクション法、膜融合法などが知ら
れている。エレクトロポレーション法は、細胞に電場パ
ルスをかけてその細胞を一時的に透過性にする方法であ
る。パーティクルガン法は、ＤＮＡ等の物質を付着させ
た金属粒子を加速して細胞に当て、細胞内に打ち込む方
法、マイクロインジェクション法は細胞にマイクロキャ
ピラリーを刺入してＤＮＡ等の物質を注入する方法、膜
融合法は物質を封入したリポソーム等をポリエチレング
リコール等の化学物質を用いて細胞膜に融合させ細胞と
一体化させる方法である。細胞は数μｍから数十μｍと
マイクロメータサイズの大きさを持つので、これらの微
細な対象を上手に扱うには、対象にあわせた微細なツー
ルが必要となる。細胞に遺伝子を注入するツールとして
は、上記の方法が用いられている。
ては、エレクトロポレーション法、パーティクルガン
法、マイクロインジェクション法、膜融合法などが知ら
れている。エレクトロポレーション法は、細胞に電場パ
ルスをかけてその細胞を一時的に透過性にする方法であ
る。パーティクルガン法は、ＤＮＡ等の物質を付着させ
た金属粒子を加速して細胞に当て、細胞内に打ち込む方
法、マイクロインジェクション法は細胞にマイクロキャ
ピラリーを刺入してＤＮＡ等の物質を注入する方法、膜
融合法は物質を封入したリポソーム等をポリエチレング
リコール等の化学物質を用いて細胞膜に融合させ細胞と
一体化させる方法である。細胞は数μｍから数十μｍと
マイクロメータサイズの大きさを持つので、これらの微
細な対象を上手に扱うには、対象にあわせた微細なツー
ルが必要となる。細胞に遺伝子を注入するツールとして
は、上記の方法が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】バイオテクノロジーの
研究に当っては細胞に遺伝子を注入することから作業が
始まるが、現在まで、多数の細胞に効率よく遺伝子を注
入することの出来る方法あるいはツールは開発されてい
ない。前述のエレクトロポレーション法は、細胞を個別
的ではなく集団として扱って注入を行う方法であるた
め、細胞の無駄遣いが多く、また遺伝子導入操作の効率
が非常に悪いという問題があった。パーティクルガン法
も同様である。マイクロインジェクション法は確実に遺
伝子導入を行える方法ではあるが、一回に一個の細胞に
しか遺伝子導入ができないので遺伝子導入操作の効率が
非常に悪いという問題があった。
研究に当っては細胞に遺伝子を注入することから作業が
始まるが、現在まで、多数の細胞に効率よく遺伝子を注
入することの出来る方法あるいはツールは開発されてい
ない。前述のエレクトロポレーション法は、細胞を個別
的ではなく集団として扱って注入を行う方法であるた
め、細胞の無駄遣いが多く、また遺伝子導入操作の効率
が非常に悪いという問題があった。パーティクルガン法
も同様である。マイクロインジェクション法は確実に遺
伝子導入を行える方法ではあるが、一回に一個の細胞に
しか遺伝子導入ができないので遺伝子導入操作の効率が
非常に悪いという問題があった。
【０００５】本発明は、このように細胞を個別的にかつ
正確にハンドリングできる操作ツールや操作技術が確立
されていない現状に鑑みてなされたもので、細胞を個別
的にかつ正確にハンドリングすることのできる操作ツー
ルを提供することを目的とする。本発明は、また、個別
操作の特性を保持した上で大量の細胞を処理することの
できる処理方法を提供することを目的とする。
正確にハンドリングできる操作ツールや操作技術が確立
されていない現状に鑑みてなされたもので、細胞を個別
的にかつ正確にハンドリングすることのできる操作ツー
ルを提供することを目的とする。本発明は、また、個別
操作の特性を保持した上で大量の細胞を処理することの
できる処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体デバイ
スの製造などに用いられている微細加工技術を利用して
微細キャピラリーをアレイ化することにより、細胞の個
別的な操作と同時に多くの細胞を対象として遺伝子導入
操作の一括処理が可能なマイクロインジェクションアレ
イシステムを開発し、遺伝子導入作業の効率向上を図る
ものである。
スの製造などに用いられている微細加工技術を利用して
微細キャピラリーをアレイ化することにより、細胞の個
別的な操作と同時に多くの細胞を対象として遺伝子導入
操作の一括処理が可能なマイクロインジェクションアレ
イシステムを開発し、遺伝子導入作業の効率向上を図る
ものである。
【０００７】図１は、本発明のマイクロインジェクショ
ンアレイシステムによる遺伝子注入法の概念図である。
本発明のマイクロインジェクションアレイシステムは、
マイクロチャンバーアレイ１０とマイクロキャピラリー
アレイ１５を備える。マイクロチャンバーアレイ１０
は、一個一個の細胞１３を個別に保持することのできる
多数のマイクロチャンバー１１を備える。マイクロチャ
ンバー１１は表面から窪んだピットとピットの底部に連
通する連通孔１２からなり、ピットの大きさを細胞１３
の直径より少し小さめに作れば、一個の細胞だけの捕捉
が可能となる。細胞捕捉の時は、マイクロチャンバー１
１の上に細胞が入った浮遊液を流し、そして連通孔１２
を介して背後からピットに陰圧をかけてやると一つのチ
ャンバー１１に一個の細胞１３が負圧吸引固定される。
マイクロチャンバーをアレイ化することにより、多くの
細胞を一括してアレイ状に配列、固定することができ
る。
ンアレイシステムによる遺伝子注入法の概念図である。
本発明のマイクロインジェクションアレイシステムは、
マイクロチャンバーアレイ１０とマイクロキャピラリー
アレイ１５を備える。マイクロチャンバーアレイ１０
は、一個一個の細胞１３を個別に保持することのできる
多数のマイクロチャンバー１１を備える。マイクロチャ
ンバー１１は表面から窪んだピットとピットの底部に連
通する連通孔１２からなり、ピットの大きさを細胞１３
の直径より少し小さめに作れば、一個の細胞だけの捕捉
が可能となる。細胞捕捉の時は、マイクロチャンバー１
１の上に細胞が入った浮遊液を流し、そして連通孔１２
を介して背後からピットに陰圧をかけてやると一つのチ
ャンバー１１に一個の細胞１３が負圧吸引固定される。
マイクロチャンバーをアレイ化することにより、多くの
細胞を一括してアレイ状に配列、固定することができ
る。
【０００８】マイクロキャピラリーアレイ１５は、マイ
クロチャンバー１１の配列と同じ配列でアレイ状に並べ
て形成された外径２〜１０μｍ程度の先端を有する多数
のマイクロキャピラリー１６を備え、そのマイクロキャ
ピラリー１６を用いて、マイクロチャンバー１１に保持
されたすべての細胞１３に対してＤＮＡ等の物質注入を
一括して行なう。本発明によるマイクロキャピラリーア
レイは、外径２〜１０μｍの複数の中空キャピラリー
が、基板を貫通し、基板の一方の表面から突出して設け
られていることを特徴とする。
クロチャンバー１１の配列と同じ配列でアレイ状に並べ
て形成された外径２〜１０μｍ程度の先端を有する多数
のマイクロキャピラリー１６を備え、そのマイクロキャ
ピラリー１６を用いて、マイクロチャンバー１１に保持
されたすべての細胞１３に対してＤＮＡ等の物質注入を
一括して行なう。本発明によるマイクロキャピラリーア
レイは、外径２〜１０μｍの複数の中空キャピラリー
が、基板を貫通し、基板の一方の表面から突出して設け
られていることを特徴とする。
【０００９】本発明によるマイクロキャピラリーアレイ
は、また、基板表面に形成される薄膜材質からなる複数
の中空キャピラリーが、基板を貫通し、基板の一方の表
面から突出して設けられていることを特徴とする。基板
はシリコン基板とすることができ、薄膜材質は酸化シリ
コン又は窒化シリコンとすることができる。中空キャピ
ラリーの先端部は、最先端部以外の部分で外部と連通し
ているのが好ましい。
は、また、基板表面に形成される薄膜材質からなる複数
の中空キャピラリーが、基板を貫通し、基板の一方の表
面から突出して設けられていることを特徴とする。基板
はシリコン基板とすることができ、薄膜材質は酸化シリ
コン又は窒化シリコンとすることができる。中空キャピ
ラリーの先端部は、最先端部以外の部分で外部と連通し
ているのが好ましい。
【００１０】本発明によるマイクロキャピラリーの作製
方法は、基板の一方の表面から内部に向かって細穴を加
工する工程と、穴の内壁に薄膜を形成する工程と、穴を
加工した表面と反対側の表面から基板をエッチングして
細穴の内壁に形成した薄膜からなる中空構造を露出させ
る工程と、薄膜からなる中空構造の先端部を開口させる
工程とを含むことを特徴とする。先端部を開口させる工
程では、中空構造の最先端部を残して開口させるのが好
ましい。
方法は、基板の一方の表面から内部に向かって細穴を加
工する工程と、穴の内壁に薄膜を形成する工程と、穴を
加工した表面と反対側の表面から基板をエッチングして
細穴の内壁に形成した薄膜からなる中空構造を露出させ
る工程と、薄膜からなる中空構造の先端部を開口させる
工程とを含むことを特徴とする。先端部を開口させる工
程では、中空構造の最先端部を残して開口させるのが好
ましい。
【００１１】本発明によるマイクロキャピラリーアレイ
の作製方法は、また、基板の一方の表面から内部に向か
って所定の配列で複数の細穴を加工する工程と、複数の
細穴の内壁に薄膜を形成する工程と、細穴を加工した表
面と反対側の表面から基板をエッチングして細穴の内壁
に形成した薄膜からなる複数の中空構造を露出させる工
程と、薄膜からなる複数の中空構造の先端部を開口させ
る工程とを含むことを特徴とする。先端部を開口させる
工程では、中空構造の最先端部を残して開口させるのが
好ましい。複数の細穴を加工する工程及び中空構造の先
端部を開口させる工程は集束イオンビーム加工、あるい
はＩＣＰ・ＲＩＥ加工によって行うことができる。
の作製方法は、また、基板の一方の表面から内部に向か
って所定の配列で複数の細穴を加工する工程と、複数の
細穴の内壁に薄膜を形成する工程と、細穴を加工した表
面と反対側の表面から基板をエッチングして細穴の内壁
に形成した薄膜からなる複数の中空構造を露出させる工
程と、薄膜からなる複数の中空構造の先端部を開口させ
る工程とを含むことを特徴とする。先端部を開口させる
工程では、中空構造の最先端部を残して開口させるのが
好ましい。複数の細穴を加工する工程及び中空構造の先
端部を開口させる工程は集束イオンビーム加工、あるい
はＩＣＰ・ＲＩＥ加工によって行うことができる。
【００１２】基板はシリコン基板とすることができ、薄
膜は酸化シリコン又は窒化シリコンで形成することがで
きる。薄膜は、蒸着等の方法で形成した金属薄膜として
もよい。本発明による物質注入装置は、複数の細胞を所
定のピッチ配列で保持する細胞保持手段と、先端が基板
から突出した外径２〜１０μｍの複数の中空キャピラリ
ーを前記所定のピッチ配列で備えるマイクロキャピラリ
ーアレイと、マイクロキャピラリーアレイに物質を吸入
あるいは吐出させるための手段と、細胞保持手段と前記
マイクロキャピラリーアレイとを相対的に駆動する手段
とを含むことを特徴とする。
膜は酸化シリコン又は窒化シリコンで形成することがで
きる。薄膜は、蒸着等の方法で形成した金属薄膜として
もよい。本発明による物質注入装置は、複数の細胞を所
定のピッチ配列で保持する細胞保持手段と、先端が基板
から突出した外径２〜１０μｍの複数の中空キャピラリ
ーを前記所定のピッチ配列で備えるマイクロキャピラリ
ーアレイと、マイクロキャピラリーアレイに物質を吸入
あるいは吐出させるための手段と、細胞保持手段と前記
マイクロキャピラリーアレイとを相対的に駆動する手段
とを含むことを特徴とする。
【００１３】また、本発明による物質注入方法は、複数
の細胞を所定のピッチで保持するステップと、前記所定
のピッチで配列されたマイクロキャピラリーアレイに物
質を吸引するステップと、物質を吸引したマイクロキャ
ピラリーアレイの先端を各キャピラリーに対応する細胞
に突き刺すステップと、キャピラリー中の物質を細胞に
注入するステップとを含むことを特徴とする。
の細胞を所定のピッチで保持するステップと、前記所定
のピッチで配列されたマイクロキャピラリーアレイに物
質を吸引するステップと、物質を吸引したマイクロキャ
ピラリーアレイの先端を各キャピラリーに対応する細胞
に突き刺すステップと、キャピラリー中の物質を細胞に
注入するステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】本発明による物質注入方法は、また、複数
の細胞を所定のピッチで保持するステップと、前記所定
のピッチで配列されたマイクロキャピラリーアレイの先
端を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺すステップ
と、キャピラリーを突き刺された細胞中の物質をキャピ
ラリー中に吸引するステップと、キャピラリー中に吸引
された物質を他の細胞に注入するステップとを含むこと
を特徴とする。本発明は、また、前述の方法によって物
質を注入された細胞及びその細胞から分裂増殖した細胞
である。本発明は、また、前述の方法によって物質を注
入された細胞から分裂増殖して得られた成体である。
の細胞を所定のピッチで保持するステップと、前記所定
のピッチで配列されたマイクロキャピラリーアレイの先
端を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺すステップ
と、キャピラリーを突き刺された細胞中の物質をキャピ
ラリー中に吸引するステップと、キャピラリー中に吸引
された物質を他の細胞に注入するステップとを含むこと
を特徴とする。本発明は、また、前述の方法によって物
質を注入された細胞及びその細胞から分裂増殖した細胞
である。本発明は、また、前述の方法によって物質を注
入された細胞から分裂増殖して得られた成体である。
【００１５】本発明の物質注入装置あるいは物質注入方
法は、細胞にＤＮＡや蛋白質等の生体高分子、標識用の
蛍光色素等を注入するために利用することができ、動植
物の人工的改良・育種に利用することができる。本発明
によると、遺伝子導入機構のアレイ化により、多くの細
胞を対象とした遺伝子導入操作が可能となり、作業効率
やＤＮＡ導入効率を大幅に向上することができる。ま
た、本発明の遺伝子注入法は、直接注入方式であるた
め、他の方式と比べ遺伝子導入を確実に行うことができ
る。
法は、細胞にＤＮＡや蛋白質等の生体高分子、標識用の
蛍光色素等を注入するために利用することができ、動植
物の人工的改良・育種に利用することができる。本発明
によると、遺伝子導入機構のアレイ化により、多くの細
胞を対象とした遺伝子導入操作が可能となり、作業効率
やＤＮＡ導入効率を大幅に向上することができる。ま
た、本発明の遺伝子注入法は、直接注入方式であるた
め、他の方式と比べ遺伝子導入を確実に行うことができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。最初に、図２〜図４を用いてマイ
クロキャピラリーアレイの作製方法について説明する。
図２は、マイクロキャピラリーが形成されるシリコン基
板の加工工程を示すものである。図２（ａ）のように、
例えば厚さ２００〜４００μｍ程度のシリコン基板２０
を用意し、それに図２（ｂ）に示すように、２〜１０μ
ｍ程度の外径を有し、５０μｍ以上の深さを有する多数
の穴２１を格子状に整列させて形成する。この穴２１を
形成する工程は、例えば集束イオンビーム（Focused Io
n Beam：ＦＩＢ）を用いた加工によって、あるいは高密
度プラズマエッチング（Inductively Coupled Plasma R
eactive Ion Etching：ＩＣＰ−ＲＩＥ）によって行う
ことができる。
施の形態を説明する。最初に、図２〜図４を用いてマイ
クロキャピラリーアレイの作製方法について説明する。
図２は、マイクロキャピラリーが形成されるシリコン基
板の加工工程を示すものである。図２（ａ）のように、
例えば厚さ２００〜４００μｍ程度のシリコン基板２０
を用意し、それに図２（ｂ）に示すように、２〜１０μ
ｍ程度の外径を有し、５０μｍ以上の深さを有する多数
の穴２１を格子状に整列させて形成する。この穴２１を
形成する工程は、例えば集束イオンビーム（Focused Io
n Beam：ＦＩＢ）を用いた加工によって、あるいは高密
度プラズマエッチング（Inductively Coupled Plasma R
eactive Ion Etching：ＩＣＰ−ＲＩＥ）によって行う
ことができる。
【００１７】ＦＩＢによる加工は、シリコン基板２０を
精密ステージでステップ的に移動させながら穴２１を１
個ずつ開けるため、加工に時間を要するものの、穴の先
端部が尖った構造を形成することができる。その結果、
後述の工程を経て、先端部の曲率半径が約０．１μｍと
鋭く尖ったマイクロキャピラリーを作製することができ
る。遺伝子導入用のキャピラリー構造としては当然なが
ら先端部が鋭く尖った方が望ましい。
精密ステージでステップ的に移動させながら穴２１を１
個ずつ開けるため、加工に時間を要するものの、穴の先
端部が尖った構造を形成することができる。その結果、
後述の工程を経て、先端部の曲率半径が約０．１μｍと
鋭く尖ったマイクロキャピラリーを作製することができ
る。遺伝子導入用のキャピラリー構造としては当然なが
ら先端部が鋭く尖った方が望ましい。
【００１８】また、ＩＣＰ−ＲＩＥによる加工は、シリ
コン基板表面に塗布したフォトレジストにフォトリソグ
ラフィ工程によって穴のパターンを形成し、そのフォト
レジストをマスクとして反応性イオンの高密度プラズマ
によるエッチングで穴を形成するものである。ＩＣＰ−
ＲＩＥ法は、短時間の処理で多数の穴を一度に形成する
ことができるが、ＦＩＢ加工のようには穴の先端を細く
することができない。
コン基板表面に塗布したフォトレジストにフォトリソグ
ラフィ工程によって穴のパターンを形成し、そのフォト
レジストをマスクとして反応性イオンの高密度プラズマ
によるエッチングで穴を形成するものである。ＩＣＰ−
ＲＩＥ法は、短時間の処理で多数の穴を一度に形成する
ことができるが、ＦＩＢ加工のようには穴の先端を細く
することができない。
【００１９】穴を形成したシリコン基板２０に対して、
その後、熱酸化、ヘビードープ、気相堆積法、スパッタ
リング等の方法を用いて薄膜形成を行う。例えば、図２
（ｃ）に示すように、全面を酸化させて、穴２１の内壁
部分も含めて酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜２２で覆う。
基板表面及び穴２１の内壁への酸化シリコン膜２２の形
成は、例えば酸素雰囲気中でシリコン基板を１１５０℃
程度に加熱することで行うことができる。１時間の加熱
で０．２μｍ程度の厚さの酸化膜が形成され、１０時間
の加熱で１μｍ程度の厚さの酸化膜を形成することがで
きる。最終的に形成されるマイクロキャピラリーの強度
を確保するためには、酸化シリコン膜２２の膜厚は１μ
ｍ程度とする必要がある。酸化シリコン膜に代えて窒化
シリコン膜を形成する場合には、低圧気相堆積法（ＬＰ
ＣＶＤ）でＳｉＨ4とアンモニアを混合して８００℃で
反応させることにより形成することができる。
その後、熱酸化、ヘビードープ、気相堆積法、スパッタ
リング等の方法を用いて薄膜形成を行う。例えば、図２
（ｃ）に示すように、全面を酸化させて、穴２１の内壁
部分も含めて酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜２２で覆う。
基板表面及び穴２１の内壁への酸化シリコン膜２２の形
成は、例えば酸素雰囲気中でシリコン基板を１１５０℃
程度に加熱することで行うことができる。１時間の加熱
で０．２μｍ程度の厚さの酸化膜が形成され、１０時間
の加熱で１μｍ程度の厚さの酸化膜を形成することがで
きる。最終的に形成されるマイクロキャピラリーの強度
を確保するためには、酸化シリコン膜２２の膜厚は１μ
ｍ程度とする必要がある。酸化シリコン膜に代えて窒化
シリコン膜を形成する場合には、低圧気相堆積法（ＬＰ
ＣＶＤ）でＳｉＨ4とアンモニアを混合して８００℃で
反応させることにより形成することができる。
【００２０】次に、図３に示すように、ガラス基板を加
工する。図３（ａ）に示すように、厚さ０．５ｍｍ程度
のガラス基板３０を用意する。そのガラス基板３０をク
ロム・金をレジストとしてフッ酸中でエッチングするこ
とにより、図３（ｂ）に示すように、片面に周縁部３１
を残して凹部３２を形成して、皿状に加工する。更に、
図３（ｃ）に示すように、ガラス基板３０の中心付近
に、ドリルあるいは超音波加工によって凹部３２から基
板の反対側の面まで連通する貫通孔３３を形成する。
工する。図３（ａ）に示すように、厚さ０．５ｍｍ程度
のガラス基板３０を用意する。そのガラス基板３０をク
ロム・金をレジストとしてフッ酸中でエッチングするこ
とにより、図３（ｂ）に示すように、片面に周縁部３１
を残して凹部３２を形成して、皿状に加工する。更に、
図３（ｃ）に示すように、ガラス基板３０の中心付近
に、ドリルあるいは超音波加工によって凹部３２から基
板の反対側の面まで連通する貫通孔３３を形成する。
【００２１】次に、図４に示すように、図２の工程で作
製したシリコン基板２０と、図３の工程で作製したガラ
ス基板３０とを接合し、更に加工してマイクロキャピラ
リーアレイを作製する。まず、図４（ａ）に示すよう
に、図２の工程で作製したシリコン基板２０の穴２１が
開口している側の面と、図３の工程で作製したガラス基
板３０の凹部３２が形成された側の面を合わせ、陽極接
合する。次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板
２０を、穴２１が開口している側と反対側の面２４から
ＴＭＡＨが薄く含まれている有機アルカリ溶液を用いて
大きくエッチングする。酸化シリコンあるいは窒化シリ
コンはエッチングされないので、図示するように、酸化
シリコンあるいは窒化シリコンからなる中空針を基板か
ら突出させることができる。しかしながら、酸化シリコ
ンあるいは窒化シリコン膜も少しずつエッチングされて
しまうので、酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜２２
に対する保護膜が必要である。シリコン基板２０の穴２
１が開口している側の面に接合したガラス基板３０は、
この保護膜の役割を果たす。また、エッチング後、シリ
コン基板２０の厚さが非常に薄くなるので、シリコン基
板２０の保持の面からもガラス基板３０は必要である。
製したシリコン基板２０と、図３の工程で作製したガラ
ス基板３０とを接合し、更に加工してマイクロキャピラ
リーアレイを作製する。まず、図４（ａ）に示すよう
に、図２の工程で作製したシリコン基板２０の穴２１が
開口している側の面と、図３の工程で作製したガラス基
板３０の凹部３２が形成された側の面を合わせ、陽極接
合する。次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基板
２０を、穴２１が開口している側と反対側の面２４から
ＴＭＡＨが薄く含まれている有機アルカリ溶液を用いて
大きくエッチングする。酸化シリコンあるいは窒化シリ
コンはエッチングされないので、図示するように、酸化
シリコンあるいは窒化シリコンからなる中空針を基板か
ら突出させることができる。しかしながら、酸化シリコ
ンあるいは窒化シリコン膜も少しずつエッチングされて
しまうので、酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜２２
に対する保護膜が必要である。シリコン基板２０の穴２
１が開口している側の面に接合したガラス基板３０は、
この保護膜の役割を果たす。また、エッチング後、シリ
コン基板２０の厚さが非常に薄くなるので、シリコン基
板２０の保持の面からもガラス基板３０は必要である。
【００２２】こうして、シリコン基板２０から多数の酸
化シリコンあるいは窒化シリコン膜製の袋状中空針２５
が突出した状態となる。ただし、この段階では袋状中空
針２５は有底であり、上面のみが開放している。なお、
シリコンをエッチングしていく間に酸化シリコンあるい
は窒化シリコン膜２２も次第に薄くなっていくので、中
空針２５の長さを充分に確保するためには、図２（ｃ）
の工程で形成する酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜
２２を充分厚くしておかなければならない。
化シリコンあるいは窒化シリコン膜製の袋状中空針２５
が突出した状態となる。ただし、この段階では袋状中空
針２５は有底であり、上面のみが開放している。なお、
シリコンをエッチングしていく間に酸化シリコンあるい
は窒化シリコン膜２２も次第に薄くなっていくので、中
空針２５の長さを充分に確保するためには、図２（ｃ）
の工程で形成する酸化シリコンあるいは窒化シリコン膜
２２を充分厚くしておかなければならない。
【００２３】酸化シリコンあるいは窒化シリコン以外の
薄膜を用いる場合も同様であり、薄膜材質に比べてシリ
コンのエッチング速度が十分に速くなる条件でエッチン
グを行う。それによって、薄膜材質からなる中空針を基
板から突出させて形成することができる。酸化シリコン
あるいは窒化シリコン以外の薄膜としては、例えば蒸着
によって形成した金属薄膜などがある。続いて、図４
（ｃ）に示すように、袋状中空針２５の先端付近に穴２
６を開けて軸方向に連通するキャピラリー２７とする。
この袋状中空針２５の穴開け加工について、次に説明す
る。この穴開け加工の方法としては、ＦＩＢ加工あるい
はＲＩＥ加工を利用することができる。
薄膜を用いる場合も同様であり、薄膜材質に比べてシリ
コンのエッチング速度が十分に速くなる条件でエッチン
グを行う。それによって、薄膜材質からなる中空針を基
板から突出させて形成することができる。酸化シリコン
あるいは窒化シリコン以外の薄膜としては、例えば蒸着
によって形成した金属薄膜などがある。続いて、図４
（ｃ）に示すように、袋状中空針２５の先端付近に穴２
６を開けて軸方向に連通するキャピラリー２７とする。
この袋状中空針２５の穴開け加工について、次に説明す
る。この穴開け加工の方法としては、ＦＩＢ加工あるい
はＲＩＥ加工を利用することができる。
【００２４】図５は、ＦＩＢ加工によって袋状中空針に
穴を開ける方法の説明図である。ＦＩＢ加工装置は、試
料に対して弱いイオンビームを走査することで試料から
放出される二次電子を検出して走査イオン顕微鏡（ＳＩ
Ｍ）像を観察することができる。ＳＩＭ像によって袋状
中空針５０を観察しながら、所定の位置で照射するＦＩ
Ｂ５１を強くして、図５（ａ）に示すように袋状中空針
２５の先端付近に穴５２を開ける。この方法によると、
図示したように袋状中空針５０の先端位置を外して側面
に穴５２を開けることができる。そのため、図５（ｂ）
に模式的に示すように、中空針５０の先端部の鋭さを維
持することができ、細胞に刺しやすいマイクロキャピラ
リー５５を形成することができる。
穴を開ける方法の説明図である。ＦＩＢ加工装置は、試
料に対して弱いイオンビームを走査することで試料から
放出される二次電子を検出して走査イオン顕微鏡（ＳＩ
Ｍ）像を観察することができる。ＳＩＭ像によって袋状
中空針５０を観察しながら、所定の位置で照射するＦＩ
Ｂ５１を強くして、図５（ａ）に示すように袋状中空針
２５の先端付近に穴５２を開ける。この方法によると、
図示したように袋状中空針５０の先端位置を外して側面
に穴５２を開けることができる。そのため、図５（ｂ）
に模式的に示すように、中空針５０の先端部の鋭さを維
持することができ、細胞に刺しやすいマイクロキャピラ
リー５５を形成することができる。
【００２５】図６は、ＲＩＥ加工によって袋状中空針に
穴を開ける方法の説明図である。この場合には、まず図
６（ａ）に示すように、シリコン基板２０の酸化シリコ
ン膜２２からなる袋状中空針２５が突出している側に、
袋状中空針２５が埋まるまでレジスト６３を塗布する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、レジスト６３を塗布
したシリコン基板２０を電極６６，６７間に配置して、
ＲＩＥでレジスト６５をエッチングしていく。袋状中空
針２５の先端が出ると、レジスト６３とともに袋状中空
針２５の先端もエッチングする。レジスト層６３の厚さ
を計測しながらエッチングしていき、袋状中空針２５の
先端に穴が開いた段階でエッチングを停止する。こうし
て図６（ｃ）に断面模式図を示し、図６（ｄ）に模式的
に斜視図を示すように、先端に穴６２が開いて、軸方向
に連通したマイクロキャピラリー６５を形成することが
できる。ＲＩＥ加工によると、多数の袋状中空針２５に
一度に穴を開けることができる利点がある。
穴を開ける方法の説明図である。この場合には、まず図
６（ａ）に示すように、シリコン基板２０の酸化シリコ
ン膜２２からなる袋状中空針２５が突出している側に、
袋状中空針２５が埋まるまでレジスト６３を塗布する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、レジスト６３を塗布
したシリコン基板２０を電極６６，６７間に配置して、
ＲＩＥでレジスト６５をエッチングしていく。袋状中空
針２５の先端が出ると、レジスト６３とともに袋状中空
針２５の先端もエッチングする。レジスト層６３の厚さ
を計測しながらエッチングしていき、袋状中空針２５の
先端に穴が開いた段階でエッチングを停止する。こうし
て図６（ｃ）に断面模式図を示し、図６（ｄ）に模式的
に斜視図を示すように、先端に穴６２が開いて、軸方向
に連通したマイクロキャピラリー６５を形成することが
できる。ＲＩＥ加工によると、多数の袋状中空針２５に
一度に穴を開けることができる利点がある。
【００２６】以上のようにして、マイクロキャピラリー
アレイが作製される。このマイクロキャピラリーアレイ
は、マイクロチャンバーアレイと対で用いられる。マイ
クロチャンバーアレイは、遺伝子導入操作の際に対象細
胞が逃げないように特定の場所に保持する微細ツールで
ある。以下に、マイクロチャンバーアレイの作製方法を
説明する。
アレイが作製される。このマイクロキャピラリーアレイ
は、マイクロチャンバーアレイと対で用いられる。マイ
クロチャンバーアレイは、遺伝子導入操作の際に対象細
胞が逃げないように特定の場所に保持する微細ツールで
ある。以下に、マイクロチャンバーアレイの作製方法を
説明する。
【００２７】図７は、マイクロチャンバーアレイの作製
方法の一例を説明する工程図である。まず、図７（ａ）
に示すように、厚さ約１００μｍの石英基板７０を用意
し、表面及び裏面に金属レジスト層７１ａ，７１ｂを形
成する。表面側のレジスト層７１ａはフォトリソグラフ
ィー工程により、マイクロキャピラリーアレイの配列ピ
ッチと同じピッチで直径１０μｍ程度の円形領域のレジ
ストを除去しておく。このレジスト層７１ａ，７１ｂが
形成された石英基板７０をフッ酸で図７（ｂ）に示すよ
うに異方性エッチングする。異方性エッチング終了後、
レジスト層７１ａ，７１ｂを除去すると、図７（ｃ）に
示すように、マイクロキャピラリーアレイの配列ピッチ
と同じピッチでテーパ状の貫通孔（マイクロチャンバ
ー）７２が形成された石英基板が得られる。
方法の一例を説明する工程図である。まず、図７（ａ）
に示すように、厚さ約１００μｍの石英基板７０を用意
し、表面及び裏面に金属レジスト層７１ａ，７１ｂを形
成する。表面側のレジスト層７１ａはフォトリソグラフ
ィー工程により、マイクロキャピラリーアレイの配列ピ
ッチと同じピッチで直径１０μｍ程度の円形領域のレジ
ストを除去しておく。このレジスト層７１ａ，７１ｂが
形成された石英基板７０をフッ酸で図７（ｂ）に示すよ
うに異方性エッチングする。異方性エッチング終了後、
レジスト層７１ａ，７１ｂを除去すると、図７（ｃ）に
示すように、マイクロキャピラリーアレイの配列ピッチ
と同じピッチでテーパ状の貫通孔（マイクロチャンバ
ー）７２が形成された石英基板が得られる。
【００２８】次に、図７（ｄ）に示すように、このテー
パ状の貫通孔７２が形成された石英基板７０に、図３に
示したのと同様の工程で作製された凹部７５及び貫通孔
７６を有する下地ガラス基板７４を接着する。その後、
図７（ｅ）に示すように、下地ガラス基板７４の下面に
ガラスもしくは透明プラスチック材料からなるポンプ接
続部材７７を接着する。ポンプ接続部材７７は、下地ガ
ラス基板７４の貫通孔７６を図示しないポンプに連通さ
せるためのものであり、貫通孔７６に連通る流路７８
と、側面にその流路７８に接続する接続部７９を有する
板状の部材である。接続部７９とポンプの間をチューブ
９０で接続して吸引することにより、図７（ｅ）に模式
的に示すように、細胞９１を１個ずつ石英基板７０のテ
ーパ状の貫通孔７２の中に吸引して保持することができ
る。部材７４と部材７７は別体とせず、一体化した１つ
の部材としても良い。マイクロチャンバーアレイの基板
として石英基板７０を用いると、石英基板は透明である
ため、後述のように基板の下面から倒立顕微鏡を用いた
位置決めが可能となり、位置合わせが容易になるという
利点がある。
パ状の貫通孔７２が形成された石英基板７０に、図３に
示したのと同様の工程で作製された凹部７５及び貫通孔
７６を有する下地ガラス基板７４を接着する。その後、
図７（ｅ）に示すように、下地ガラス基板７４の下面に
ガラスもしくは透明プラスチック材料からなるポンプ接
続部材７７を接着する。ポンプ接続部材７７は、下地ガ
ラス基板７４の貫通孔７６を図示しないポンプに連通さ
せるためのものであり、貫通孔７６に連通る流路７８
と、側面にその流路７８に接続する接続部７９を有する
板状の部材である。接続部７９とポンプの間をチューブ
９０で接続して吸引することにより、図７（ｅ）に模式
的に示すように、細胞９１を１個ずつ石英基板７０のテ
ーパ状の貫通孔７２の中に吸引して保持することができ
る。部材７４と部材７７は別体とせず、一体化した１つ
の部材としても良い。マイクロチャンバーアレイの基板
として石英基板７０を用いると、石英基板は透明である
ため、後述のように基板の下面から倒立顕微鏡を用いた
位置決めが可能となり、位置合わせが容易になるという
利点がある。
【００２９】図８は、マイクロチャンバーアレイの作製
方法の他の例を説明する工程図である。この例では、基
板として図８（ａ）に示すように、（１００）方位の単
結晶シリコン基板８０を用いる。このシリコン基板８０
の表面及び裏面にレジスト層８１ａ，８１ｂを形成す
る。表面側のレジスト層８１ａはフォトリソグラフィー
の工程により、マイクロキャピラリーアレイの配列ピッ
チと同じピッチで直径２０μｍ角程度の角形領域のレジ
ストを除去しておく。このレジスト層８１ａ，８１ｂを
形成したシリコン基板８０をＫＯＨ溶液に浸漬して、図
８（ｂ）に示すように異方性エッチングする。異方性エ
ッチング終了後、レジスト層８１ａ，８１ｂを除去する
と、図８（ｃ）に示すように、マイクロキャピラリーア
レイの配列ピッチと同じピッチでテーパ状のピット８２
が形成されたシリコン基板８０が得られる。
方法の他の例を説明する工程図である。この例では、基
板として図８（ａ）に示すように、（１００）方位の単
結晶シリコン基板８０を用いる。このシリコン基板８０
の表面及び裏面にレジスト層８１ａ，８１ｂを形成す
る。表面側のレジスト層８１ａはフォトリソグラフィー
の工程により、マイクロキャピラリーアレイの配列ピッ
チと同じピッチで直径２０μｍ角程度の角形領域のレジ
ストを除去しておく。このレジスト層８１ａ，８１ｂを
形成したシリコン基板８０をＫＯＨ溶液に浸漬して、図
８（ｂ）に示すように異方性エッチングする。異方性エ
ッチング終了後、レジスト層８１ａ，８１ｂを除去する
と、図８（ｃ）に示すように、マイクロキャピラリーア
レイの配列ピッチと同じピッチでテーパ状のピット８２
が形成されたシリコン基板８０が得られる。
【００３０】次に、表面側にテーパ状のピット８２が形
成されたシリコン基板８０の裏面側にレジスト層を形成
し、テーパ状のピット８２の真下に相当する部分のレジ
スト層を直径２〜５μｍ程度除去する。そして、このレ
ジスト層をマスクとしてＩＰＣ−ＲＩＥで加工すること
により、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板８０の
裏面から表面のテーパ状のピット８２に至る基板貫通孔
８３を形成する。
成されたシリコン基板８０の裏面側にレジスト層を形成
し、テーパ状のピット８２の真下に相当する部分のレジ
スト層を直径２〜５μｍ程度除去する。そして、このレ
ジスト層をマスクとしてＩＰＣ−ＲＩＥで加工すること
により、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板８０の
裏面から表面のテーパ状のピット８２に至る基板貫通孔
８３を形成する。
【００３１】続いて、図８（ｅ）に示すように、貫通孔
８３が形成されたシリコン基板８０に、図３に示したの
と同様の工程で作製された凹部８５及び貫通孔８６を有
する下地ガラス基板８４を陽極接合法により接着する。
更に、下地ガラス基板８４の下面にガラスもしくは透明
プラスチック材料からなるポンプ接続部材８７を接着す
る。ポンプ接続部材８７は、下地ガラス基板８４の貫通
孔８６を外部のポンプに連通させるためのものであり、
貫通孔８６に連通する流路８８を有し、側面にその流路
８８に連通する接続部８９を有する板状の部材である。
接続部８９とポンプの間をチューブ９０で接続して吸引
することにより、図８（ｅ）に模式的に示すように、細
胞９３を１個ずつシリコン基板８０のテーパ状のピット
８２の中に吸引して保持することができる。部材８４と
部材８７は別体とせず、一体化した一つの部材としても
良い。
８３が形成されたシリコン基板８０に、図３に示したの
と同様の工程で作製された凹部８５及び貫通孔８６を有
する下地ガラス基板８４を陽極接合法により接着する。
更に、下地ガラス基板８４の下面にガラスもしくは透明
プラスチック材料からなるポンプ接続部材８７を接着す
る。ポンプ接続部材８７は、下地ガラス基板８４の貫通
孔８６を外部のポンプに連通させるためのものであり、
貫通孔８６に連通する流路８８を有し、側面にその流路
８８に連通する接続部８９を有する板状の部材である。
接続部８９とポンプの間をチューブ９０で接続して吸引
することにより、図８（ｅ）に模式的に示すように、細
胞９３を１個ずつシリコン基板８０のテーパ状のピット
８２の中に吸引して保持することができる。部材８４と
部材８７は別体とせず、一体化した一つの部材としても
良い。
【００３２】マイクロチャンバーアレイの基板としてシ
リコン基板８０を用いた場合には、細胞９３を保持する
テーパ状のピット８２に接続する貫通孔８３の径を小さ
くできるため、小さな細胞でも保持することができると
いう利点がある。
リコン基板８０を用いた場合には、細胞９３を保持する
テーパ状のピット８２に接続する貫通孔８３の径を小さ
くできるため、小さな細胞でも保持することができると
いう利点がある。
【００３３】図９は、本発明によるマイクロインジェク
ションアレイシステムの一例の全体構成図である。この
システムは、石英基板によって構成されたマイクロチャ
ンバーアレイ１００とＤＮＡ容器１５０を載置して２次
元方向に移動可能な透明ＸＹステージ１１０、ＸＹステ
ージ１１０上でマイクロキャピラリーアレイ１２０を上
下方向（Ｚ方向）に移動操作可能なマニピュレータ１３
０を備える。マイクロチャンバーアレイ１００は圧電ア
クチュエータ１６０上に配置されている。マイクロチャ
ンバーアレイ１００にはチューブ１１１を介してポンプ
１１２が接続されており、マイクロキャピラリーアレイ
１２０にはチューブ１２１を介してシリンジ１２２が接
続されている。ＸＹステージ１１０の下方には、位置合
わせのための倒立顕微鏡１４０が配置されている。図９
に示したマイクロインジェクションアレイシステムを用
いた細胞へのＤＮＡ注入操作は、以下の手順に従って行
われる。
ションアレイシステムの一例の全体構成図である。この
システムは、石英基板によって構成されたマイクロチャ
ンバーアレイ１００とＤＮＡ容器１５０を載置して２次
元方向に移動可能な透明ＸＹステージ１１０、ＸＹステ
ージ１１０上でマイクロキャピラリーアレイ１２０を上
下方向（Ｚ方向）に移動操作可能なマニピュレータ１３
０を備える。マイクロチャンバーアレイ１００は圧電ア
クチュエータ１６０上に配置されている。マイクロチャ
ンバーアレイ１００にはチューブ１１１を介してポンプ
１１２が接続されており、マイクロキャピラリーアレイ
１２０にはチューブ１２１を介してシリンジ１２２が接
続されている。ＸＹステージ１１０の下方には、位置合
わせのための倒立顕微鏡１４０が配置されている。図９
に示したマイクロインジェクションアレイシステムを用
いた細胞へのＤＮＡ注入操作は、以下の手順に従って行
われる。
【００３４】(1) マイクロチャンバーアレイ上に細胞浮
遊液を流し、ポンプ１１２によって負圧をかけて各チャ
ンバーに細胞１１５を１個ずつ吸引固定する。固定され
なかった細胞は流し去る。 (2) ＸＹステージ１１０を移動してＤＮＡ容器１５０を
マイクロキャピラリーアレイ１２０の下方に位置決めす
る。 (3) マニピュレータ１３０を操作してマイクロキャピラ
リーアレイ１２０を下方に移動し、ＤＮＡ容器１５０の
溶液中に浸漬する。
遊液を流し、ポンプ１１２によって負圧をかけて各チャ
ンバーに細胞１１５を１個ずつ吸引固定する。固定され
なかった細胞は流し去る。 (2) ＸＹステージ１１０を移動してＤＮＡ容器１５０を
マイクロキャピラリーアレイ１２０の下方に位置決めす
る。 (3) マニピュレータ１３０を操作してマイクロキャピラ
リーアレイ１２０を下方に移動し、ＤＮＡ容器１５０の
溶液中に浸漬する。
【００３５】(4) シリンジ１２２を操作してマイクロキ
ャピラリーアレイ１２０にＤＮＡ容器１５０中のＤＮＡ
溶液を吸引する。ＤＮＡ溶液は個々のキャピラリーの内
部に吸引される。ＤＮＡ容器中のＤＮＡ濃度を適当に調
整することにより、全てのマイクロキャピラリーにＤＮ
Ａが吸引されるようにすることは十分可能である。 (5) マニピュレータ１３０を操作してマイクロキャピラ
リーアレイ１２０を上方に移動し、ＸＹステージ１１０
を移動してマイクロキャピラリーアレイ１２０の下方に
マイクロチャンバーアレイ１００を位置づける。 (6) 倒立顕微鏡１４０を用いてＸＹステージ１１０の下
方からマイクロチャンバーアレイ１００とマイクロキャ
ピラリーアレイ１２０を観察しながらＸＹステージ１１
０を微動させて両者を正確に位置合わせする。
ャピラリーアレイ１２０にＤＮＡ容器１５０中のＤＮＡ
溶液を吸引する。ＤＮＡ溶液は個々のキャピラリーの内
部に吸引される。ＤＮＡ容器中のＤＮＡ濃度を適当に調
整することにより、全てのマイクロキャピラリーにＤＮ
Ａが吸引されるようにすることは十分可能である。 (5) マニピュレータ１３０を操作してマイクロキャピラ
リーアレイ１２０を上方に移動し、ＸＹステージ１１０
を移動してマイクロキャピラリーアレイ１２０の下方に
マイクロチャンバーアレイ１００を位置づける。 (6) 倒立顕微鏡１４０を用いてＸＹステージ１１０の下
方からマイクロチャンバーアレイ１００とマイクロキャ
ピラリーアレイ１２０を観察しながらＸＹステージ１１
０を微動させて両者を正確に位置合わせする。
【００３６】(7) マニピュレータ１３０を操作してマイ
クロキャピラリーアレイ１２０を下方に移動し、マイク
ロキャピラリーアレイ１２０の先端をマイクロチャンバ
ーアレイ１００に保持されている個々の細胞１１５に突
き刺す。このとき、マイクロチャンバーアレイ１００を
載せている圧電アクチュエータ１６０を駆動してマイク
ロチャンバーアレイ１００に吸着されている細胞１１５
を振動させることで、細胞にマイクロキャピラリーを刺
す操作が容易になる。 (8) マイクロチャンバーアレイ１００に吸着されている
各細胞１１５にマイクロキャピラリー１２０のマイクロ
キャピラリーが突き刺さっている状態でシリンジ１２２
を操作して、マイクロキャピラリー中のＤＮＡを細胞１
１５に注入する。
クロキャピラリーアレイ１２０を下方に移動し、マイク
ロキャピラリーアレイ１２０の先端をマイクロチャンバ
ーアレイ１００に保持されている個々の細胞１１５に突
き刺す。このとき、マイクロチャンバーアレイ１００を
載せている圧電アクチュエータ１６０を駆動してマイク
ロチャンバーアレイ１００に吸着されている細胞１１５
を振動させることで、細胞にマイクロキャピラリーを刺
す操作が容易になる。 (8) マイクロチャンバーアレイ１００に吸着されている
各細胞１１５にマイクロキャピラリー１２０のマイクロ
キャピラリーが突き刺さっている状態でシリンジ１２２
を操作して、マイクロキャピラリー中のＤＮＡを細胞１
１５に注入する。
【００３７】(9)マニピュレータ１３０を操作してマイ
クロキャピラリーアレイ１２０を上方に移動し、ＸＹス
テージ１１０を例えば図１０に矢印で示す方向に移動し
て、マイクロチャンバーアレイ１００の別のブロックの
新しい細胞をマイクロキャピラリーアレイ１２０の下方
に位置づける。 (10)前記(6)から(9)の操作を繰り返し、必要に応じてＤ
ＮＡ容器１５０からＤＮＡを補充しながら、マイクロチ
ャンバーアレイ１００に吸着されている全ての細胞に対
してＤＮＡ注入操作を行う。 (11)すべての細胞にＤＮＡ注入を行った後、ポンプ１１
２を逆転駆動することでマイクロチャンバーアレイに正
圧を与えて細胞の吸引固定を解除し、ＤＮＡが注入され
た細胞を回収する。このような操作により、大量の細胞
に対して個々に確実にＤＮＡを注入することができる。
クロキャピラリーアレイ１２０を上方に移動し、ＸＹス
テージ１１０を例えば図１０に矢印で示す方向に移動し
て、マイクロチャンバーアレイ１００の別のブロックの
新しい細胞をマイクロキャピラリーアレイ１２０の下方
に位置づける。 (10)前記(6)から(9)の操作を繰り返し、必要に応じてＤ
ＮＡ容器１５０からＤＮＡを補充しながら、マイクロチ
ャンバーアレイ１００に吸着されている全ての細胞に対
してＤＮＡ注入操作を行う。 (11)すべての細胞にＤＮＡ注入を行った後、ポンプ１１
２を逆転駆動することでマイクロチャンバーアレイに正
圧を与えて細胞の吸引固定を解除し、ＤＮＡが注入され
た細胞を回収する。このような操作により、大量の細胞
に対して個々に確実にＤＮＡを注入することができる。
【００３８】また、マイクロチャンバーアレイ１００に
保持した細胞１１５にマイクロキャピラリーを突き刺
し、細胞内の核を含む物質を吸引した後、マイクロチャ
ンバーアレイ１１０に他の細胞を保持し、マイクロキャ
ピラリーを突き刺してキャピラリー中に吸引した物質を
注入することで、核を含む物質を細胞間で移植すること
ができる。その際、１つのマイクロチャンバーアレイ１
００で細胞を交換しながら作業を行うこともできるが、
図９のＤＮＡ容器１５０の代わりにＸＹステージ１１０
上にもう一つのマイクロチャンバーアレイを置いて上記
の手順で作業を行えば、作業効率を高めることができ
る。
保持した細胞１１５にマイクロキャピラリーを突き刺
し、細胞内の核を含む物質を吸引した後、マイクロチャ
ンバーアレイ１１０に他の細胞を保持し、マイクロキャ
ピラリーを突き刺してキャピラリー中に吸引した物質を
注入することで、核を含む物質を細胞間で移植すること
ができる。その際、１つのマイクロチャンバーアレイ１
００で細胞を交換しながら作業を行うこともできるが、
図９のＤＮＡ容器１５０の代わりにＸＹステージ１１０
上にもう一つのマイクロチャンバーアレイを置いて上記
の手順で作業を行えば、作業効率を高めることができ
る。
【００３９】なお、図９に示した例では、マイクロチャ
ンバーアレイ１００とマイクロキャピラリーアレイ１２
０の位置決めを、透明なＸＹステージ１１０の下方から
倒立顕微鏡１４０を用いて行った。しかし、マイクロチ
ャンバーアレイとマイクロキャピラリーアレイの位置決
め方法は倒立顕微鏡を用いた方法だけに限定されるもの
ではない。例えば、図１１に示すように、マイクロチャ
ンバーアレイ１００のブロック１０１毎に位置合わせマ
ーク１０２を設けておき、マイクロキャピラリーアレイ
側に設置された正立顕微鏡で位置合わせマーク１０２を
確認することで両者の位置合わせを行うこともできる。
あるいは、送り精度の高いＸＹステージを用いること
で、マイクロチャンバーアレイとマイクロキャピラリー
アレイ位置合わせを顕微鏡による確認を必要とせずに行
うことも可能である。
ンバーアレイ１００とマイクロキャピラリーアレイ１２
０の位置決めを、透明なＸＹステージ１１０の下方から
倒立顕微鏡１４０を用いて行った。しかし、マイクロチ
ャンバーアレイとマイクロキャピラリーアレイの位置決
め方法は倒立顕微鏡を用いた方法だけに限定されるもの
ではない。例えば、図１１に示すように、マイクロチャ
ンバーアレイ１００のブロック１０１毎に位置合わせマ
ーク１０２を設けておき、マイクロキャピラリーアレイ
側に設置された正立顕微鏡で位置合わせマーク１０２を
確認することで両者の位置合わせを行うこともできる。
あるいは、送り精度の高いＸＹステージを用いること
で、マイクロチャンバーアレイとマイクロキャピラリー
アレイ位置合わせを顕微鏡による確認を必要とせずに行
うことも可能である。
【００４０】また、図９に示したシステムでは、マイク
ロキャピラリーアレイ中１２０のキャピラリーの数をマ
イクロチャンバーアレイ１００中のチャンバー数より少
なく設定し、マイクロキャピラリーアレイ１２０に対し
てマイクロチャンバーアレイ１００を相対的に移動させ
ながら、マイクロチャンバーアレイのブロック毎に順番
にＤＮＡを注入した。しかし、マイクロキャピラリーア
レイ中のキャピラリーの数とマイクロチャンバーアレイ
中のチャンバー数とを等しく設定すると、一度の操作で
マイクロチャンバーアレイに保持された全ての細胞にＤ
ＮＡを注入することができる。
ロキャピラリーアレイ中１２０のキャピラリーの数をマ
イクロチャンバーアレイ１００中のチャンバー数より少
なく設定し、マイクロキャピラリーアレイ１２０に対し
てマイクロチャンバーアレイ１００を相対的に移動させ
ながら、マイクロチャンバーアレイのブロック毎に順番
にＤＮＡを注入した。しかし、マイクロキャピラリーア
レイ中のキャピラリーの数とマイクロチャンバーアレイ
中のチャンバー数とを等しく設定すると、一度の操作で
マイクロチャンバーアレイに保持された全ての細胞にＤ
ＮＡを注入することができる。
【００４１】また、図９に示したシステムでは、マイク
ロチャンバーアレイ１００をＸ，Ｙ方向に移動させ、マ
イクロキャピラリーアレイ１２０を上下方向（Ｚ方向）
に駆動するようにしたが、マイクロチャンバーアレイ１
００は固定とし、マイクロキャピラリーアレイ１２０を
上下方向と共にＸ，Ｙ方向にも移動可能とすることで、
マイクロチャンバーアレイ１００に吸引固定されたすべ
ての細胞にＤＮＡ注入を行うことも勿論可能である。
ロチャンバーアレイ１００をＸ，Ｙ方向に移動させ、マ
イクロキャピラリーアレイ１２０を上下方向（Ｚ方向）
に駆動するようにしたが、マイクロチャンバーアレイ１
００は固定とし、マイクロキャピラリーアレイ１２０を
上下方向と共にＸ，Ｙ方向にも移動可能とすることで、
マイクロチャンバーアレイ１００に吸引固定されたすべ
ての細胞にＤＮＡ注入を行うことも勿論可能である。
【００４２】３００μｍ間隔、５０×５０配列のマイク
ロキャピラリーアレイ、マイクロチャンバーアレイを組
み込んだ本発明による装置で、ポプラプロトプラストを
用いた実験では、細胞１個の捕捉率は３０％、蛍光色素
を用いた注入試験では注入率は３０％であった。従っ
て、一度の操作で約２００個の細胞に物質を注入するこ
とができた。所用時間は約１分である。従来のマイクロ
インジェクション法では、ほぼ同じ時間で１個の細胞へ
の注入処理を行うのが限度であるから、本発明によって
処理効率が従来法に比較して約２００倍向上したことに
なる。
ロキャピラリーアレイ、マイクロチャンバーアレイを組
み込んだ本発明による装置で、ポプラプロトプラストを
用いた実験では、細胞１個の捕捉率は３０％、蛍光色素
を用いた注入試験では注入率は３０％であった。従っ
て、一度の操作で約２００個の細胞に物質を注入するこ
とができた。所用時間は約１分である。従来のマイクロ
インジェクション法では、ほぼ同じ時間で１個の細胞へ
の注入処理を行うのが限度であるから、本発明によって
処理効率が従来法に比較して約２００倍向上したことに
なる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によると、細胞に物質を注入する
ためのマイクロキャピラリーアレイを作製することが可
能になり、そのマイクロキャピラリーアレイを用いるこ
とにより大量の細胞に対して個々に確実に物質を導入す
ることが可能になる。
ためのマイクロキャピラリーアレイを作製することが可
能になり、そのマイクロキャピラリーアレイを用いるこ
とにより大量の細胞に対して個々に確実に物質を導入す
ることが可能になる。
【図１】本発明のマイクロインジェクションアレイシス
テムによる遺伝子注入法の概念図。
テムによる遺伝子注入法の概念図。
【図２】マイクロキャピラリーが形成されるシリコン基
板の加工工程を示す図。
板の加工工程を示す図。
【図３】ガラス基板加工工程の説明図。
【図４】シリコン基板とガラス基板を接合してマイクロ
キャピラリーアレイを作製する工程の説明図。
キャピラリーアレイを作製する工程の説明図。
【図５】ＦＩＢ加工によって中空針に穴を開ける方法の
説明図。
説明図。
【図６】ＲＩＥ加工によって中空針に穴を開ける方法の
説明図。
説明図。
【図７】マイクロチャンバーアレイの作製方法の一例を
説明する工程図。
説明する工程図。
【図８】マイクロチャンバーアレイの作製方法の他の例
を説明する工程図。
を説明する工程図。
【図９】本発明のマイクロインジェクションアレイシス
テムによる遺伝子注入操作を説明する概念図。
テムによる遺伝子注入操作を説明する概念図。
【図１０】マイクロキャピラリーアレイとマイクロチャ
ンバーアレイの位置関係を説明する図。
ンバーアレイの位置関係を説明する図。
【図１１】マイクロキャピラリーアレイとマイクロチャ
ンバーアレイの位置合わせ方法の一例を説明する図。
ンバーアレイの位置合わせ方法の一例を説明する図。
１０…マイクロチャンバーアレイ、１１…マイクロチャ
ンバー、１２…連通孔、１３…細胞、１５…マイクロキ
ャピラリーアレイ、１６…マイクロキャピラリー、２０
…シリコン基板、２１…穴、２２…酸化シリコン膜、２
５…袋状中空針、２６…穴、２７…キャピラリー、３０
…ガラス基板、３１…周縁部、３２…凹部、３３…貫通
孔、５０…袋状中空針、５１…ＦＩＢ、５２…穴、５５
…マイクロキャピラリー、６２…穴、６３…レジスト、
６５…マイクロキャピラリー、６６，６７…電極、７０
…石英基板、７１ａ，７１ｂ…レジスト層、７２…テー
パ状の貫通孔、７４…下地ガラス基板、７５…凹部、７
６…貫通孔、７７…ポンプ接続部材、７８…流路、７９
…接続部、８０…単結晶シリコン基板、８１ａ，８１ｂ
…レジスト層、８２…テーパ状のピット、８３…貫通
孔、８４…下地ガラス基板、８５…凹部、８６…貫通
孔、８７…ポンプ接続部材、８８…流路、８９…接続
部、９０…チューブ、９１…細胞、９３…細胞、１００
…マイクロチャンバーアレイ、１０１…ブロック、１０
２…位置合わせマーク、１１０…ＸＹステージ、１１１
…チューブ、１１２…ポンプ、１１５…細胞、１２０…
マイクロキャピラリーアレイ、１２１…チューブ、１２
２…シリンジ、１３０…マニピュレータ、１４０…倒立
顕微鏡、１５０…ＤＮＡ容器、１６０…圧電アクチュエ
ータ
ンバー、１２…連通孔、１３…細胞、１５…マイクロキ
ャピラリーアレイ、１６…マイクロキャピラリー、２０
…シリコン基板、２１…穴、２２…酸化シリコン膜、２
５…袋状中空針、２６…穴、２７…キャピラリー、３０
…ガラス基板、３１…周縁部、３２…凹部、３３…貫通
孔、５０…袋状中空針、５１…ＦＩＢ、５２…穴、５５
…マイクロキャピラリー、６２…穴、６３…レジスト、
６５…マイクロキャピラリー、６６，６７…電極、７０
…石英基板、７１ａ，７１ｂ…レジスト層、７２…テー
パ状の貫通孔、７４…下地ガラス基板、７５…凹部、７
６…貫通孔、７７…ポンプ接続部材、７８…流路、７９
…接続部、８０…単結晶シリコン基板、８１ａ，８１ｂ
…レジスト層、８２…テーパ状のピット、８３…貫通
孔、８４…下地ガラス基板、８５…凹部、８６…貫通
孔、８７…ポンプ接続部材、８８…流路、８９…接続
部、９０…チューブ、９１…細胞、９３…細胞、１００
…マイクロチャンバーアレイ、１０１…ブロック、１０
２…位置合わせマーク、１１０…ＸＹステージ、１１１
…チューブ、１１２…ポンプ、１１５…細胞、１２０…
マイクロキャピラリーアレイ、１２１…チューブ、１２
２…シリンジ、１３０…マニピュレータ、１４０…倒立
顕微鏡、１５０…ＤＮＡ容器、１６０…圧電アクチュエ
ータ
【手続補正書】
【提出日】平成１１年５月２８日（１９９９．５．２
８）
８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１４】 複数の細胞を所定のピッチで保持する
ステップと、 前記所定のピッチで配列されたマイクロキャピラリーア
レイの先端を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺す
ステップと、 キャピラリーを突き刺された細胞中の物質をキャピラリ
ー中に吸引するステップと、 キャピラリー中に吸引された物質を他の細胞に注入する
ステップとを含むことを特徴とする物質注入方法。
ステップと、 前記所定のピッチで配列されたマイクロキャピラリーア
レイの先端を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺す
ステップと、 キャピラリーを突き刺された細胞中の物質をキャピラリ
ー中に吸引するステップと、 キャピラリー中に吸引された物質を他の細胞に注入する
ステップとを含むことを特徴とする物質注入方法。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月２９日（１９９９．９．２
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】前記基板はシリコン基板であり、前記薄膜
材質は酸化シリコン又は窒化シリコンであることを特徴
とする請求項１記載のマイクロキャピラリーアレイ。
材質は酸化シリコン又は窒化シリコンであることを特徴
とする請求項１記載のマイクロキャピラリーアレイ。
【請求項３】前記中空キャピラリーの先端部は、最先端
部以外の部分で外部と連通していることを特徴とする請
求項１又は２記載のマイクロキャピラリーアレイ。
部以外の部分で外部と連通していることを特徴とする請
求項１又は２記載のマイクロキャピラリーアレイ。
【請求項４】基板の一方の表面から内部に向かって細穴
を加工する工程と、 前記穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板をエ
ッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる中
空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる中空構造の先端部を開口させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロキャピラリーの作製方
法。
を加工する工程と、 前記穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板をエ
ッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる中
空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる中空構造の先端部を開口させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロキャピラリーの作製方
法。
【請求項５】前記先端部を開口させる工程は、前記中空
構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする請
求項４記載のマイクロキャピラリーの作製方法。
構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする請
求項４記載のマイクロキャピラリーの作製方法。
【請求項６】基板の一方の表面から内部に向かって所定
の配列で複数の細穴を加工する工程と、 前記複数の細穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記細穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板を
エッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる
複数の中空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる複数の中空構造の先端部を開口させる
工程とを含むことを特徴とするマイクロキャピラリーア
レイの作製方法。
の配列で複数の細穴を加工する工程と、 前記複数の細穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記細穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板を
エッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる
複数の中空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる複数の中空構造の先端部を開口させる
工程とを含むことを特徴とするマイクロキャピラリーア
レイの作製方法。
【請求項７】前記先端部を開口させる工程は、前記中空
構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする請
求項６記載のマイクロキャピラリーアレイの作製方法。
構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする請
求項６記載のマイクロキャピラリーアレイの作製方法。
【請求項８】前記複数の細穴を加工する工程及び中空構
造の先端部を開口させる工程は集束イオンビーム加工に
よって行うことを特徴とする請求項６又は７記載のマイ
クロキャピラリーアレイの作製方法。
造の先端部を開口させる工程は集束イオンビーム加工に
よって行うことを特徴とする請求項６又は７記載のマイ
クロキャピラリーアレイの作製方法。
【請求項９】前記複数の細穴を加工する工程及び中空構
造の先端部を開口させる工程はＩＣＰ・ＲＩＥ加工によ
って行うことを特徴とする請求項６又は７記載のマイク
ロキャピラリーアレイの作製方法。
造の先端部を開口させる工程はＩＣＰ・ＲＩＥ加工によ
って行うことを特徴とする請求項６又は７記載のマイク
ロキャピラリーアレイの作製方法。
【請求項１０】前記基板はシリコン基板であり、前記薄
膜は酸化シリコン又は窒化シリコンからなることを特徴
とする請求項４〜９のいずれか１項記載のマイクロキャ
ピラリーアレイの作製方法。
膜は酸化シリコン又は窒化シリコンからなることを特徴
とする請求項４〜９のいずれか１項記載のマイクロキャ
ピラリーアレイの作製方法。
【請求項１１】複数の細胞を所定のピッチ配列で２次元
アレイ状に保持する細胞保持手段と、 先端が基板から突出した外径２〜１０μｍの薄膜材質か
らなる複数の中空キャピラリーを前記所定のピッチ配列
で２次元アレイ状に備えるマイクロキャピラリーアレイ
と、 前記マイクロキャピラリーアレイに物質を吸入あるいは
吐出させるための手段と、 前記細胞保持手段と前記マイクロキャピラリーアレイと
を相対的に駆動する手段とを含むことを特徴とする物質
注入装置。
アレイ状に保持する細胞保持手段と、 先端が基板から突出した外径２〜１０μｍの薄膜材質か
らなる複数の中空キャピラリーを前記所定のピッチ配列
で２次元アレイ状に備えるマイクロキャピラリーアレイ
と、 前記マイクロキャピラリーアレイに物質を吸入あるいは
吐出させるための手段と、 前記細胞保持手段と前記マイクロキャピラリーアレイと
を相対的に駆動する手段とを含むことを特徴とする物質
注入装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (72)発明者 藤田 博之 東京都豊島区千川一丁目９−14 Ｆターム(参考） 4B024 AA19 AA20 CA01 CA11 DA01 DA02 GA12 GA17 GA18 HA20 4B029 AA23 AA25 BB11 BB12 BB20 CC03 CC08 4B065 AA87X AA87Y AB01 AB10 BA04 BD50 CA53 CA60
Claims (16)
- 【請求項１】 外径２〜１０μｍの複数の中空キャピラ
リーが、基板を貫通し、前記基板の一方の表面から突出
して設けられていることを特徴とするマイクロキャピラ
リーアレイ。 - 【請求項２】 基板表面に形成される薄膜材質からなる
複数の中空キャピラリーが、前記基板を貫通し、前記基
板の一方の表面から突出して設けられていることを特徴
とするマイクロキャピラリーアレイ。 - 【請求項３】 前記基板はシリコン基板であり、前記薄
膜材質は酸化シリコン又は窒化シリコンであることを特
徴とする請求項２記載のマイクロキャピラリーアレイ。 - 【請求項４】 前記中空キャピラリーの先端部は、最先
端部以外の部分で外部と連通していることを特徴とする
請求項１、２又は３記載のマイクロキャピラリーアレ
イ。 - 【請求項５】 基板の一方の表面から内部に向かって細
穴を加工する工程と、 前記穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板をエ
ッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる中
空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる中空構造の先端部を開口させる工程と
を含むことを特徴とするマイクロキャピラリーの作製方
法。 - 【請求項６】 前記先端部を開口させる工程は、前記中
空構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする
請求項５記載のマイクロキャピラリーの作製方法。 - 【請求項７】 基板の一方の表面から内部に向かって所
定の配列で複数の細穴を加工する工程と、 前記複数の細穴の内壁に薄膜を形成する工程と、 前記細穴を加工した表面と反対側の表面から前記基板を
エッチングして前記細穴の内壁に形成した薄膜からなる
複数の中空構造を露出させる工程と、 前記薄膜からなる複数の中空構造の先端部を開口させる
工程とを含むことを特徴とするマイクロキャピラリーア
レイの作製方法。 - 【請求項８】 前記先端部を開口させる工程は、前記中
空構造の最先端部を残して開口させることを特徴とする
請求項７記載のマイクロキャピラリーアレイの作製方
法。 - 【請求項９】 前記複数の細穴を加工する工程及び中空
構造の先端部を開口させる工程は集束イオンビーム加工
によって行うことを特徴とする請求項７又は８記載のマ
イクロキャピラリーアレイの作製方法。 - 【請求項１０】 前記複数の細穴を加工する工程及び中
空構造の先端部を開口させる工程はＩＣＰ・ＲＩＥ加工
によって行うことを特徴とする請求項７又は８記載のマ
イクロキャピラリーアレイの作製方法。 - 【請求項１１】 前記基板はシリコン基板であり、前記
薄膜は酸化シリコン又は窒化シリコンからなることを特
徴とする請求項５〜１０のいずれか１項記載のマイクロ
キャピラリーアレイの作成方法。 - 【請求項１２】 複数の細胞を所定のピッチ配列で保持
する細胞保持手段と、 先端が基板から突出した外径２〜１０μｍの複数の中空
キャピラリーを前記所定のピッチ配列で備えるマイクロ
キャピラリーアレイと、 前記マイクロキャピラリーアレイに物質を吸入あるいは
吐出させるための手段と、 前記細胞保持手段と前記マイクロキャピラリーアレイと
を相対的に駆動する手段とを含むことを特徴とする物質
注入装置。 - 【請求項１３】 複数の細胞を所定のピッチで保持する
ステップと、 前記所定のピッチで配列されたマイクロキャピラリーア
レイに物質を吸引するステップと、 前記物質を吸引したマイクロキャピラリーアレイの先端
を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺すステップ
と、 キャピラリー中の物質を細胞に注入するステップとを含
むことを特徴とする物質注入方法。 - 【請求項１４】 複数の細胞を所定のピッチで保持する
ステップと、 前記所定のピッチで配列されたマイクロキャピラリーア
レイの先端を各キャピラリーに対応する細胞に突き刺す
ステップと、 キャピラリーを突き刺された細胞中の物質をキャピラリ
ー中に吸引するステップと、 キャピラリー中に吸引された物質を他の細胞に注入する
ステップとを含むことを特徴とする物質注入方法。 - 【請求項１５】 請求項１３又は１４記載の方法によっ
て物質を注入された細胞及びその細胞から分裂増殖した
細胞。 - 【請求項１６】 請求項１３又は１４記載の方法によっ
て物質を注入された細胞から分裂増殖して得られた成
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193931A JP3035608B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | マイクロキャピラリーアレイ、その製造方法、及び物質注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193931A JP3035608B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | マイクロキャピラリーアレイ、その製造方法、及び物質注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023657A true JP2000023657A (ja) | 2000-01-25 |
| JP3035608B2 JP3035608B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16316135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10193931A Expired - Lifetime JP3035608B2 (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | マイクロキャピラリーアレイ、その製造方法、及び物質注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035608B2 (ja) |
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| US10982217B2 (en) | 2013-03-15 | 2021-04-20 | The Regents Of The University Of California | High-throughput cargo delivery into live cells using photothermal platforms |
-
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