JP2000241715A - 粒子移動／固定ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リード線接続作業が不要であって、組み付け
性、交換性、操作性等に優れた構造の粒子移動／固定ユ
ニットを提供すること。 【解決手段】 この粒子移動／固定ユニットＵＮ１は、
粒子移動／固定装置２とホルダ３とを備える。装置２
は、基材１５に形成された電極１７への電圧印加時に発
生する電界のもたらす誘電泳動力により、媒質１３中の
粒子１２を移動または固定させる。ホルダ３は、その装
置２を顕微鏡ステージ５に取り付ける際に用いられると
ともに、媒質１３を満たしておくための容器を兼ねる。
ユニットＵＮ１には、電極１７から引き出された導体部
１９に対して圧接される導電性のコンタクト６１，６２
が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒質中の粒子を移
動または固定させる粒子移動／固定装置と、同装置を顕
微鏡ステージに取り付ける際に用いられるホルダとを備
えるユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、粒子状の微小な対象物を操作する
マイクロマニピュレーション技術の一種として、マイク
ロインジェクションという技術が知られている。

【０００３】マイクロインジェクションとは、例えばガ
ラス管を加工してなるマイクロピペットと呼ばれる注射
針を用い、細胞内にＤＮＡ、ＲＮＡ、オルガネラ、各種
蛋白質、各種薬液等を注入する手法のことを指す。この
ような技術は、特定遺伝子などを細胞内に選択的に導入
しうる有効な手法として近年特に注目を浴びている。か
かる手法は、類似の手法であるレーザーインジェクショ
ン等に比べて導入効率が高くてしかも安価といった利点
を有している。

【０００４】上記技術においては、媒質中に浮遊してい
る細胞に対してマイクロピペットを突き刺した状態で細
胞内に液体を注入するため、突き刺し時には細胞を何ら
かの手段により固定しておく必要がある。また、細胞に
おける特定の部位に遺伝子等を導入したい場合には、ピ
ペットを突き刺しやすい所定の方向に当該部位を向けた
状態で細胞を固定する必要がある。そして、従来では、
突き刺し用のマイクロピペットと別のピペットを用いて
その先端に細胞を吸い付けることにより、細胞の固定を
図っていた。

【０００５】しかし、細胞を吸い付けて固定するという
従来方法は、面倒で時間がかかるため、生産性の向上を
期待することが難しかった。そこで、これに代わるもの
として、本発明者らは図６に示すような細胞移動／固定
装置８１を備えるユニットを想到した。同図において細
胞移動／固定装置８１は、媒質８２を満たすための容器
を兼ねる取り付け用ホルダ８３内にて支持されている。
装置８１を構成する基材８４の中央部には、細胞８５を
１つ１つ収容するための細胞チャンバ８６が設けられて
いる。粒子収容部である細胞チャンバ８６は、基材８４
の両側面にて開口するテーパ状の貫通孔である。細胞チ
ャンバ８６の周囲には複数の電極８７が隣接して配置さ
れている。電極８７は配線パターン８８を介してパッド
８９に接続されていて、それらのパッド８９にはリード
線９０が接合されている。また、同装置８１はホルダ８
３とともに顕微鏡の観察ステージ９１上に固定される。
ステージ９１の下方には対物レンズ９２が配置されてい
て、ステージ９１の上方にはマイクロピペット９３が配
置されている。

【０００６】従って、各リード線９０を介して各電極８
７へ高周波電圧を印加すると、細胞チャンバ８６内に電
界が発生し、その電界が細胞８５に対して好適な誘電泳
動力をもたらす。よって、細胞８５を細胞チャンバ８６
内にて移動させて位置修正した後、その細胞８５を固定
させることが可能である。ゆえに、オペレータは装置８
１の下方側から細胞８５の観察を行ないながら、マイク
ロピペット９３を操作してその先端を細胞８５に突き刺
すことができるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電極８７に
接続されるパッド８９は複数個存在し、かつリード線９
０は個々のパッド８９に対して導電性接着剤９４等を用
いて接合される。また、媒質８２との電気的な絶縁を図
るために、導電性接着剤９４はさらに樹脂層９５によっ
て全体的に被覆されることで保護される。従って、図６
のものにおいては上記の面倒なリード線接続作業を装置
８１ごとに実施しなければならず、組み付け性に劣って
いた。また、パッド８９に対してリード線９０を一旦接
合してしまうと、装置８１の交換が不能になるという欠
点があった。

【０００８】さらに、装置８１の上面側から引き出され
たリード線９０がマイクロピペット９３による細胞操作
の邪魔になったり、装置８１の下面側から引き出された
リード線９０が対物レンズ９２による観察の邪魔になる
等の欠点もあった。

【０００９】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、リード線接続作業が不要であっ
て、組み付け性、交換性、操作性等に優れた構造の粒子
移動／固定ユニットを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、基材に形成された電
極への電圧印加時に発生する電界のもたらす誘電泳動力
により、媒質中の粒子を移動または固定させる粒子移動
／固定装置と、同装置を顕微鏡ステージに取り付ける際
に用いられるとともに前記媒質を満たしておくための容
器を兼ねるホルダとを備えるユニットであって、前記電
極から引き出された導体部に対して圧接される導電性の
コンタクトを設けたことを特徴とした粒子移動／固定ユ
ニットをその要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記ホルダは、前記基材を両面側から挟み込むこと
で同基材を着脱可能に保持する一対の治具からなり、前
記コンタクトは、前記治具に設けられるとともに両治具
による挟み込み動作に伴い前記導体部に対して圧接する
とした。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記コンタクトは、前記ホルダに前記装置
を保持して媒質を満たした場合、前記媒質の満たされて
いる領域からシール部材を介して隔離される領域に配設
されているとした。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項において、前記ホルダは、絶縁性の樹脂
成形材料内に前記コンタクトをインサートしてなるイン
サート成形品であるとした。

【００１４】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、導電性のコンタク
トが導体部に対して圧接したとき、給電側と装置側とが
電気的に接続され、誘電泳動力をもたらす電界を発生さ
せるための電圧が電極に印加される。この構成である
と、導体部に対する面倒なリード線接続作業が不要にな
ることから、ユニットの組み付け性が向上する。また、
装置にはリード線が直かに接続されているわけではな
く、単にコンタクトが圧接されているにすぎないので、
後に装置を交換することが可能である。さらに、リード
線はコンタクトに対して接続されるものであって、装置
から直接引き出されるわけではないので、操作時に特に
邪魔になることもない。

【００１５】請求項２に記載の発明によると、両治具に
よる挟み込み動作に伴ってコンタクトが導体部に対して
圧接するため、挟み込み動作と圧接動作とをそれぞれ独
立して行なう必要がない。この点において、本発明のユ
ニットは組み付け性に優れたものとなっている。また、
治具にコンタクトを設けた構成であれば、操作時にコン
タクト自体が邪魔になることも回避される。

【００１６】請求項３に記載の発明によると、シール部
材のシール作用によって、コンタクトや導電部等の通電
部分が媒質に晒される心配がなくなる。ゆえに、それら
を保護する構造を別段設けなくてもショート不良等が未
然に回避され、ユニットの信頼性も向上する。

【００１７】請求項４に記載の発明によると、インサー
ト成形法によれば比較的簡単にホルダを製造できるとと
もに、治具とコンタクトとの間の絶縁性も確保される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の粒子移動／固定装
置取り付け用ホルダを具体化した一実施形態のセルマニ
ピュレーションシステム１を図１〜図４に基づき詳細に
説明する。

【００１９】このセルマニピュレーションシステム１
は、細胞移動／固定装置２、取り付け用ホルダ３、下部
観察手段としての対物レンズ４、顕微鏡ステージ５、マ
イクロピペット６、マニピュレータ(図示略)、光源(図
示略)等を含んで構成されている。また、細胞移動／固
定装置２及び取り付け用ホルダ３によって、１つの細胞
移動／固定ユニットＵＮ１が構成されている。

【００２０】図１に示されるように、顕微鏡ステージ５
の中央部には透孔１１が設けられている。この透孔１１
の下方には対物レンズ４が上向き状態で配設されてい
る。対物レンズ４は、図示しない操作手段を操作するこ
とにより垂直方向に移動することができる。光源は透孔
１１の上方に離間して配置されている。マイクロピペッ
ト６は、顕微鏡ステージ５の上側に配置されている。マ
イクロピペット６は、加熱溶融したガラス管を細く引き
延ばすことによって製造される。マイクロピペット６の
先端部は、直径数十μｍ〜数百μｍ程度の植物細胞１２
を突き刺すことができるように尖った形状に形成されて
いる。なお、マイクロピペット６はマニピュレータを操
作することにより三次元的に駆動される。マニピュレー
タの駆動方式としては、例えば油圧式、エア式、機械式
などがある。マイクロピペット６の基端部は、図示しな
いシリンジ等の加圧器に接続されている。加圧器からは
例えばＤＮＡを含む溶液等が圧送されてくる。

【００２１】図１に示されるように、取り付け用ホルダ
３は、観察ステージ５の上面中央部に対して取り付けら
れている。ホルダ３の取り付け時には、透孔１１の上部
開口は塞がれた状態となる。ホルダ３は、装置２を顕微
鏡ステージ５に取り付けるためのものであって、媒質で
ある培養液１３を満たすための容器をも兼ねている。

【００２２】図２（ａ）に示されるように、細胞移動／
固定装置２を構成する基材１５は、円盤状をなしてい
る。本実施形態では、透過性材料の一種であるガラス
（具体的にはほう珪酸ガラス）製の基材１５が用いられ
ている。ほう珪酸ガラス製基材１５の厚さは０．２ｍｍ
〜１ｍｍ程度に設定されている。この基材１５の中央部
には、粒子状対象物である植物細胞１２を１つ１つ収容
するための細胞チャンバ４２が形成されている。粒子収
容部である細胞チャンバ４２は、基材１５に複数個設け
られていてもよい。この細胞チャンバ４２は、基材１５
の上側面のみにて開口する非貫通の凹部である。この凹
部は等方性エッチングにより断面円形状に形成されてい
る。エッチング凹部の内側面下部は、基材１５の厚さ方
向に対して０°〜９０°の角度をなすアール面となって
いる。また、エッチング凹部の底面は、基材１５の面方
向に対して略平行になっている。この細部チャンバ４２
はいわば略椀状をなしている。また、エッチング凹部か
らなる細胞チャンバ４２の深さは５０μｍ〜１５０μｍ
程度に設定され、その直径は１５０μｍ〜３００μｍ程
度に設定されている。

【００２３】図１，図２，図４（ｂ）に示されるよう
に、基材１５において細胞チャンバ４２の付近には、複
数個の電極１７が隣接して配置されている。本実施形態
では、基材１５の上面側及び下面側にそれぞれ４個ずつ
電極１７が形成されている。各電極１７の位置関係を説
明する便宜上、図４（ｂ）では基材１５の上面側におけ
る４つの電極１７にU１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が付されて
いる。同図では、基材１５の下面側における４つの電極
１７に、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が付されている。これ
によると、電極U１−Ｄ１、Ｕ２−Ｄ２、Ｕ３−Ｄ３、
Ｕ４−Ｄ４がそれぞれ対応する位置関係にあることがわ
かる。

【００２４】基材１５の両面外周部にはパッド１９が形
成されている。各電極１７は、これらのパッド１９に対
し配線パターン１８を介して電気的に接続されている。
パッド１９以外の導体部分は、ポリイミド等のような絶
縁性材料からなる絶縁層２１によって保護されている。

【００２５】図１に示されるように、取り付け用ホルダ
３は、基材１５を両面側から挟み込むことで基材１５を
着脱可能に保持する一対の治具４３，４４を主要な構成
要素としている。下治具４３及び上治具４４はともに環
状をなしている。下治具４３は顕微鏡ステージ５上に水
平に固定された状態で使用される。顕微鏡ステージ５上
かつ透孔１１の周囲には、下治具４３を位置決めした状
態で固定するための嵌合凹部５ａが形成されている。下
治具４３はこの嵌合凹部５ａに嵌脱可能な寸法となるよ
うに形成されている。上治具４４は下治具４３の上端面
側に対して嵌合された状態で使用される。下治具４３の
内周縁上側には、その全周にわたって基材挟持部４５が
設けられている。上治具４４の内周縁下側には、その全
周にわたって基材挟持部４６が設けられている。基材挟
持部４５，４６同士はちょうど対向する位置関係にあ
る。基板挟持部４５，４６の外周側には、それぞれ環状
溝４７，４８が形成されている。

【００２６】基材挟持部４５において基材１５と接触す
る部位（ここでは下端縁）には、全周にわたって環状凹
部４９が形成されている。その環状凹部４９内には、シ
ール部材としてのＯリング５０が装着されている。Ｏリ
ング５０は無端状かつ断面楕円形状であって、ゴム等の
弾性体からなる。図２（ａ）にて二点鎖線で示されるよ
うに、Ｏリング５０は、基材１５において配線パターン
１８の形成領域（言い換えると各電極１７と各パッド１
９との間の領域）に当接する位置関係にある。

【００２７】上治具４４の外周部における複数箇所に
は、ねじ挿通孔５１が透設されている。下治具４３の外
周部において前記各ねじ挿通孔５１に対応する箇所に
は、めすねじ穴５２が設けられている。締結手段である
ねじ５３は、各ねじ挿通孔５１に挿通された状態で各め
すねじ穴５２に螺着される。従って、上治具４４を下治
具４３に嵌合した状態で各ねじ５３を締め付けることに
より、両治具４３，４４の固定が図られる。下治具４３
の上面側には、基材１５の外形寸法にほぼ等しい内径を
有する嵌合凹部５４が形成されている。従って、粒子移
動／固定装置２は嵌合凹部５４に嵌合することが可能で
ある。粒子移動／固定装置２の嵌合時において、同装置
２は基材挟持部４５上に水平に支持されるとともに、位
置決めされた状態で下治具４３に固定される。

【００２８】図１に示されるように、一対の治具４３，
４４はコンタクト６１，６２を複数本ずつ備えている。
コンタクト６１，６２は、導電性を有するばね材料を用
いて形成されている。ばね材料の具体例としては銅系の
合金が挙げられる。下治具４３の有するコンタクト６１
は略直線状であり、内端側に略Ｃ字状の屈曲部６１ａを
持つ。上治具４４の有するコンタクト６２は2箇所を直
角に屈曲させた形状であり、内端側に略Ｃ字状の屈曲部
６２ａを持つ。各屈曲部６１ａ，６２ａにおける凸面は
パッド１９側を向いている。コンタクト６１，６２は、
両治具４３，４４による挟み込み動作に伴い、各パッド
１９に対して圧接される。コンタクト６１，６２の屈曲
部６１ａ，６２ａは、ホルダ３に装置２を保持させて培
養液１３を満たした場合、培養液１３の満たされている
領域Ａ１からＯリング５０を介して隔離される領域Ａ２
に配設されている。具体的にいうと、領域Ａ１とはＯリ
ング５０よりも内周側となる領域をいい、領域Ａ２とは
Ｏリング５０よりも外周側となる領域をいう。なお、本
実施形態のホルダ３を構成する治具４３，４４は、絶縁
性の樹脂成形材料内にコンタクト６１，６２をインサー
トしてなるインサート成形品である。絶縁性の樹脂成形
材料の具体例としては、エポキシのほか、ナイロン等の
ポリエステルやＰＢＴ等が挙げられる。

【００２９】各コンタクト６１，６２の外端は治具４
３，４４の外周面から突出していて、そこにはリード線
２０の先端に設けられためす型ソケット６３が着脱可能
になっている。そして、ソケット６３の装着時には、各
リード線２０を介して各コンタクト６１，６２に数１０
ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波交流電圧を印加できるように
なっている。

【００３０】図４（ａ）は、８つの電極１７（Ｕ１〜Ｕ
４，Ｄ１〜Ｄ４）に対する通電の仕方を説明するための
表である。植物細胞１２を右回転させたい場合には、Ｕ
１→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ４というように、特定の１つの電極
１７のみに対してプラス電圧を印加することを、右回り
で順に行なえばよい。これをＵ４→Ｕ３→Ｕ２→Ｕ１と
いうように反対回りで順に行なえば、植物細胞１２を左
回転させることができる。植物細胞１２を上昇させたい
場合には、Ｕ１及びＵ２にプラスの電圧を印加し、Ｕ３
及びＵ４にマイナスの電圧を印加すればよい。植物細胞
１２を下降させたい場合には、Ｕ１〜Ｕ４にプラスの電
圧を印加すればよい。また、植物細胞１２を動かさずに
固定したい場合には、Ｕ１〜Ｕ４，Ｄ１〜Ｄ４に印加す
る電圧値を固定すればよい。

【００３１】以上のような動作制御が可能なのは、コン
タクト６１，６２を介して電極１７へ高周波電圧を印加
すると、細胞チャンバ４２内に電界が発生し、その電界
が植物細胞１２に対して好適な誘電泳動力をもたらすか
らである。この場合、粒子状対象物である植物細胞１２
の誘電率は、一般的に媒質である培養液１３の誘電率と
異なるため、電界が働くことで植物細胞１２が静電分極
を起こす。上記のごとく細胞チャンバ４２の内側面は基
材１５の厚さ方向に対して所定の角度をなしているの
で、電圧を印加すると、電界の強さにアンバランスが生
じる。その結果、細胞チャンバ４２内にて好適な誘電泳
動力が発生し、静電分極した植物細胞１２が電界の強い
ほうへと引き寄せられる。

【００３２】次に、図３に基づいて細胞移動／固定装置
２を製造する方法を述べる。まず、ほう珪酸ガラスから
なる基材１５を準備するとともに、この基材１５に対し
て従来公知の手法によりパターニングを行ない、電極１
７、配線パターン１８及びパッド１９等の導体部分をそ
れぞれ形成する（図３(a)参照）。パターニングの手法
としては、一般的なめっき法のほか、焼成印刷法、スパ
ッタリング、ＣＶＤ等がある。導体部分の形成に用いら
れる導電性金属材料としては、例えば銅、スズ、ニッケ
ル、鉛、鉄、クロム、チタン、金、白金等がある。ガラ
スに対する等方性エッチングを行なう場合、前記金属材
料はエッチャントであるふっ酸に耐性のものであること
が望ましい。このことに鑑み、本実施形態では、金及び
クロムの２種からなる金／クロム層（即ちクロム層を下
地とする金層）を採用している。

【００３３】パターニングを行なった後、基材１５の両
面のほぼ全域に感光性ポリイミド樹脂を均一に塗布しか
つ乾燥させる。この状態でフォトマスクを配置して露光
・現像を行ない、電極１７及び配線パターン１８を保護
するための絶縁層２１を形成する（図３(b)参照）。基
材１５の中央部や各パッド１９は、絶縁層２１で被覆さ
れておらず、外部に露出している。

【００３４】絶縁層形成工程を行なった後、基材１５上
にエッチングマスク６５を設ける（図３（c）参照）。
このエッチングマスク６５は、基材１５の上面側中央
部、即ち細胞チャンバ４２が形成されるべき箇所に開口
部６６を備えている。開口部６６の径は細胞チャンバ４
２の内径よりも小さく（数十μm程度に）設定される。
なお、エッチングマスク６５の形成材料としては、エッ
チャントであるふっ酸に耐えうるものであることが望ま
しい。

【００３５】そして、マスク配設状態でふっ酸を用いた
等方性エッチングを行なうことにより、基材１５の上面
側に細胞チャンバ４２となる非貫通のエッチング凹部を
形成する（図３(d)参照）。その後、不要となったエッ
チングマスク６５を除去すれば、所望の細胞移動／固定
装置２が完成する（図３(e)参照）。

【００３６】続いて、細胞移動／固定ユニットＵＮ１の
組み付け手順を説明する。まず、下治具４３の嵌合凹部
５４に対して、細胞移動／固定装置２を嵌合させる。装
置２はこのとき基材挟持部４５上に水平に支持される。
次に、各ねじ挿通孔５１とめすねじ穴５２とを位置合わ
せして、上治具４４を下治具４３の上端面側に嵌合す
る。この状態で各ねじ５３を締め付けることにより、両
治具４３，４４を固定する。その際、対向する位置関係
にある基材挟持部４５，４６によって基材１５が上下両
面側から挟み込まれる結果、装置２がホルダ３に確実に
保持される。

【００３７】この場合、ねじ５３の締め付け力が作用す
ることにより、Oリング５０が自身の軸線方向へ圧縮さ
れる。その結果、Oリング５０が弾性変形した状態で装
置２の上面に密着する。この密着により、領域Ａ1と領
域Ａ２との間に高いシール性が得られる。つまり、パッ
ド１９やコンタクト６１，６２の屈曲部６１ａ，６２ａ
等のある領域Ａ２に、領域Ａ１の培養液１３が浸入して
こなくなる。

【００３８】また、ねじ５３の締め付け力が作用するこ
とにより、対応するパッド１９に対して各屈曲部６１
ａ，６２ａが圧接した状態となる。この圧接により、ホ
ルダ３側の導電部分（即ちコンタクト６１，６２）と、
装置２側の導電部分（パッド１９、配線パターン１８、
電極１７）とが導通する。ゆえに、各コンタクト６１，
６２の外端にソケット６３を装着して通電を行なえば、
各電極１７に対して高周波電圧を印加することが可能と
なる。

【００３９】次に、本システム１の具体的な使用方法の
一例を述べておく。顕微鏡ステージ５上にホルダ３をセ
ットし、かつそのホルダ３の内底面に細胞移動／固定装
置２を固定しておく。この状態でホルダ３内を滅菌した
培養液１３で満たしておく。その結果、基材１５の上側
面及び下側面がともに培養液１３のある環境となり、細
胞チャンバ４２内が確実に培養液１３で満たされた状態
となる。よって、乾燥に弱い植物細胞１２の死滅が未然
に回避される。植物細胞１２は、プロトプラストや花粉
等のような単細胞であってもよいほか、胚珠などの特定
器官やカルス等のような細胞群（即ち多細胞）であって
もよい。

【００４０】オペレータは図示しない別のマイクロピペ
ットにより細胞チャンバ４２内に１つの植物細胞１２を
移し入れる。次いで、オペレータは顕微鏡観察を行ない
ながら電極１７に高周波電圧を印加し、植物細胞１２の
位置修正を行なう。この場合、特定遺伝子を導入したい
部位が例えば胚であれば、胚の部分をマイクロピペット
６の先端部に向けるように調整する。

【００４１】次いでオペレータは、顕微鏡を観察しなが
らマイクロピペット６を駆動操作して、その先端部をタ
ーゲットである植物細胞１２に向けてゆっくりと前進さ
せる。マイクロピペット６の先端部が植物細胞１２の胚
に突き刺さったことを顕微鏡により確認した後、オペレ
ータはシリンジの頭部を静かに押圧し、外部にＤＮＡの
入った液体を押し出すようにする。すると、マイクロピ
ペット６を経由してその先端部から当該液体が吐出され
る。従って、植物細胞１２の胚にＤＮＡを注入すること
ができる。上記のような導入処理が終了した後、オペレ
ータはマイクロピペット６を後退させて、その先端部を
植物細胞１２から抜き去る必要がある。以上の結果、特
定遺伝子を植物細胞１２内に選択的にかつ効率よく導入
することができる。この後、遺伝子導入がなされた植物
細胞１２は、再び別のマイクロピペットによって細胞チ
ャンバ４２から静かに吸い出される。

【００４２】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１）本実施形態のセルマニピュレーションシステム１
によると、電極１７に電圧を印加することにより、好適
な誘電泳動力が植物細胞１２に作用する。その結果、固
定用マイクロピペット等の器具を植物細胞１２に対して
何ら接触させることなく、その植物細胞１２を細胞チャ
ンバ４２内にて移動または固定させることができる。よ
って、粒子状対象物を吸い付けて固定するという従来方
法とは異なり、柔らかい植物細胞１２にダメージを与え
ることなく各種の操作を行なうことができる。また、こ
のシステム１によれば、面倒な固定用マイクロピペット
の操作を伴わないため、生産性の向上も期待できる。

【００４３】（２）本実施形態のユニットＵＮ１では、
電極１７から引き出された各パッド１９に対して圧接さ
れる導電性のコンタクト６１，６２が複数本設けられて
いる。従って、各コンタクト６１，６２が各パッド１９
に対して圧接したとき、給電側と装置２側とが電気的に
接続され、高周波電圧が電極１７に印加されるようにな
っている。この構成であると、複数あるパッド１９に対
する面倒なリード線接続作業が不要になることから、ユ
ニットＵＮ１の組み付け性が向上する。また、装置２の
各パッド１９には、リード線２０が直かに接続されてい
るわけではなく、単にコンタクト６１，６２が圧接され
ているにすぎない。よって、後にホルダ３から装置２を
取り外して別のものに交換することも勿論可能である。
さらに、本実施形態においてリード線２０は、コンタク
ト６１，６２の基端部に対して接続されていて、装置２
から直接引き出されているわけではない。つまり、リー
ド線２０はホルダ３の外周面側に位置しているものの、
装置２の上面側にも下面側にも位置してはいない。ゆえ
に、リード線２０がマイクロピペット６による細胞操作
の邪魔になったり、対物レンズ４による観察の邪魔にな
ることが回避される。即ち、本実施形態のユニットＵＮ
１は、操作性及び観察性に優れたものとなっている。

【００４４】（３）本実施形態のホルダ３は、基材１５
を上下両面側から挟み込むことで同基材１５を着脱可能
に保持する一対の治具４３，４４からなる。また、治具
４３，４４に設けられたコンタクト６１，６２は、両治
具４３，４４による挟み込み動作に伴い、各パッド１９
に対して圧接する。従って、挟み込み動作と圧接動作と
をそれぞれ独立して行なう必要がなく、この点において
同ユニットＵＮ１は組み付け性に優れたものとなってい
る。また、治具４３，４４にコンタクト６１，６２を内
蔵した構成であれば、操作時や観察時にコンタクト６
１，６２自体が邪魔になることも回避される。

【００４５】（４）本実施形態においてコンタクト６
１，６２やパッド１９は、ホルダ３に装置２を保持して
培養液１３を満たした場合、領域Ａ１からＯリング５０
を介して隔離される領域Ａ２に配設されている。従っ
て、領域Ａ１側に満たされている培養液１３に通電部分
が晒される心配がなくなる。ゆえに、コンタクト６１，
６２等を保護する構造を別段設けなくてもショート不良
等が未然に回避され、ユニットＵＮ１の信頼性も確実に
向上する。また、培養液１３の漏洩が防止されることに
より、ホルダ３に容器としての機能が付与される。

【００４６】（５）本実施形態のホルダ３は、絶縁性の
樹脂成形材料内にコンタクト６１，６２をインサートし
てなるインサート成形品である。このようなインサート
成形法によれば、比較的簡単に所望のホルダ３を製造す
ることができる。また、治具４３，４４とコンタクト６
１，６２との間の絶縁性も確保することができる。

【００４７】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 図５（ａ）に示される別例のシステム７１では、リ
ード線２０の先端に設けられるソケット構造がメス型か
らオス型に変更されている。ピンを有するオス型ソケッ
ト７２の採用に伴って、コンタクト６１，６２の外端に
はメス型ソケット構造としてのピン嵌合穴６１ｂ，６２
ｂが設けられている。従って、各ピン嵌合穴６１ｂ，６
２ｂに対して各ソケット７２を着脱することができる。

【００４８】・ 治具４３，４４を固定する場合、ねじ
５３以外の締結手段を用いてもよく、さらには締結手段
に代わる別の手段を用いてもよい。例えば、図５（ｂ）
に示す別例のシステム７６では、上治具４４の外周部下
面側に係止手段としてのフック７７が設けられている。
下治具４３の外周部上面側においてフック７７に対応す
る箇所には、被係止部としての係止溝７８が設けられて
いる。従って、フック７７が係止溝７８に係止すること
により、上治具４３が下治具４４に対して着脱可能に固
定される。

【００４９】・ 治具４３，４４の形成材料は、樹脂等
のような絶縁材料のみに限定されない。従って、ステン
レス鋼等のような導電性材料を用いて治具４３，４４を
作製することも許容される。この場合、コンタクト６
１，６２の外表面を絶縁膜等により被覆しておく等の対
策をあらかじめ講じておけばよい。

【００５０】・ コンタクト６１，６２を下治具４３の
みに設けた構成や、上治具４４のみに設けた構成を採用
することも可能である。 ・ コンタクト６１，６２の形状は実施形態のような棒
状ないし板状に限定されることはなく、必要に応じて任
意の形状に変更されることが可能である。例えば、コン
タクト６１，６２を導電性材料からなるコイルばね等の
ようなものに置き換えてもよい。

【００５１】・ コンタクト６１，６２付きの治具４
３，４４はインサート成形法以外の方法により製造され
たものであっても構わない。即ち、あらかじめ作製され
た治具４３，４４に対して孔をあけ、後からそこにコン
タクト６１，６２を挿通させる等の製造手順を採ること
も可能である。

【００５２】・ 実施形態にて示した植物用の培養液１
３を媒質として用いるのみならず、養分を殆ど含まない
単なる蒸留水等を媒質として用いても構わない。勿論、
媒質は粒子の種類の変更に応じて、適宜変更することが
可能である。また、本発明に適用される粒子は、植物、
動物、微生物等のような生物のみに限定されることはな
く、例えば非生物であってもよい。

【００５３】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、前記
導体部は前記基材の外周部に配置されたパッドであっ
て、前記パッドは配線パターンを介して前記電極に電気
的に接続されていること。従って、この技術的思想１に
記載の発明によれば、コンタクトをパッドに圧接させる
ことにより、配線パターンを介して電極に高周波電圧を
印加することができる。

【００５４】（２） 請求項１乃至４、技術的思想１の
いずれか１つにおいて、前記コンタクトは導電性を有す
るばね材からなること。従って、この技術的思想２に記
載の発明によれば、ばね力によりコンタクトが導電部に
対して確実に圧接でき、かつその状態で電気を良く流す
ことができる。

【００５５】（３） 請求項２乃至４、技術的思想１，
２のいずれか１つにおいて、前記ホルダは上治具と下治
具とからなり、前記コンタクトは各治具にそれぞれ設け
られていること。従って、この技術的思想３に記載の発
明によれば、挟み込み動作に伴い、基材の上下両面側に
ある導体部に対して各コンタクトを同時に圧接させるこ
とができる。

【００５６】（４） 請求項１乃至４、技術的思想１乃
至３のいずれか１つにおいて、前記コンタクトの外端は
前記ホルダの外周面側に配置されていること。従って、
この技術的思想４に記載の発明によれば、外端にリード
線を接続したときでも、操作や観察の邪魔にならない。

【００５７】（５） 請求項１乃至４、技術的思想１乃
至４のいずれか１つにおいて、前記コンタクトの外端は
ソケット構造を備えること。従って、この技術的思想５
に記載の発明によれば、リード線の先端に対応するソケ
ット構造を設けておけば、リード線をコンタクト側に着
脱することができる。

【００５８】（６） ステージ及びレンズを有する顕微
鏡ユニットと、請求項１乃至４、技術的思想１乃至５の
いずれか１つに記載された粒子移動／固定ユニットと、
細胞操作用のマイクロピペットとを備えたセルマニピュ
レーションシステム。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、リード線接続作業が不要であって、
組み付け性、交換性、操作性等に優れた構造の粒子移動
／固定ユニットを提供することができる。

【００６０】請求項２に記載の発明によれば、組み付け
性及び操作性にいっそう優れたユニットとすることがで
きる。請求項３に記載の発明によれば、ショート不良等
が未然に回避される結果、ユニットの信頼性向上を図る
ことができる。

【００６１】請求項４に記載の発明によれば、信頼性に
優れるとともに製造が比較的簡単なユニットとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態の細胞移動／固
定装置を備えるユニットを利用したセルマニピュレーシ
ョンシステムを示す概略断面図。

【図２】（ａ）は実施形態の細胞移動／固定装置の平面
図、（ｂ）は同装置の断面図。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は実施形態の細胞移動／固定装
置を製造する手順を説明するための断面図。

【図４】（ａ）は各電極に対する通電の仕方を説明する
ための表、（ｂ）は各電極の位置関係を説明するための
概略図。

【図５】（ａ），（ｂ）は別例の細胞移動／固定ユニッ
トを示す部分概略断面図。

【図６】本発明者が以前に案出した細胞移動／固定装置
を備えるユニットを利用したセルマニピュレーションシ
ステムを示す概略断面図。

【符号の説明】

２…粒子移動／固定装置としての細胞移動／固定装置、
３…ホルダ、５…顕微鏡ステージ、１２…粒子としての
植物細胞、１３…媒質としての培養液、１５…基材、１
７（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ
４）…電極、１９…導体部としてのパッド、４３…下治
具、４４…上治具、５０…シール部材としてのＯリン
グ、６１，６２…コンタクト、ＵＮ１…粒子移動／固定
ユニット、Ａ１…媒質の満たされている領域、Ａ２…隔
離される領域。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材に形成された電極への電圧印加時に発
   生する電界のもたらす誘電泳動力により、媒質中の粒子
   を移動または固定させる粒子移動／固定装置と、同装置
   を顕微鏡ステージに取り付ける際に用いられるとともに
   前記媒質を満たしておくための容器を兼ねるホルダとを
   備えるユニットであって、前記電極から引き出された導
   体部に対して圧接される導電性のコンタクトを設けたこ
   とを特徴とした粒子移動／固定ユニット。
2. 【請求項２】前記ホルダは、前記基材を両面側から挟み
   込むことで同基材を着脱可能に保持する一対の治具から
   なり、前記コンタクトは、前記治具に設けられるととも
   に両治具による挟み込み動作に伴い前記導体部に対して
   圧接することを特徴とする請求項１に記載の粒子移動／
   固定ユニット。
3. 【請求項３】前記コンタクトは、前記ホルダに前記装置
   を保持して媒質を満たした場合、前記媒質の満たされて
   いる領域からシール部材を介して隔離される領域に配設
   されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
   粒子移動／固定ユニット。
4. 【請求項４】前記ホルダは、絶縁性の樹脂成形材料内に
   前記コンタクトをインサートしてなるインサート成形品
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   に記載の粒子移動／固定ユニット。