JP2008246568A - マイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】穿刺性能に優れたマイクロインジェクション用針を製造すること。
【解決手段】研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御し、研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出し、顕微鏡によって研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する垂直方向の接触位置を検出する研磨板上の領域である接触領域と、マイクロインジェクション用針を研磨板で研磨する研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域とを備えるように構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法に関し、特に、穿刺性能に優れたマイクロインジェクション用針を製造することができるマイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法に関する。

遺伝子溶液や薬剤溶液といった導入液体を、細胞あるいは細胞様といった微細粒子（以下、「細胞」と記載する）内に針（以下、「マイクロインジェクション用針」と記載する）を用いて導入するマイクロインジェクション技術が知られている。

このマイクロインジェクション用針は、針先の先鋭化が求められており、特に、対象細胞を一般体細胞（直径１０μｍ程度）とする場合には、従来の針先（先端が１μｍ程度で形状が平面的）では、細胞膜を突き破ることが難しかった。

このため、研磨板で研磨することによって針先を先鋭化する手法が提案されている。たとえば、非特許文献１には、表面を科学的に粗化処理したシリコンウエハからなる研磨板で針先を研磨する技術が開示されている。

ショーシンＥＭ株式会社、「Ｓｕｔｔｅｒ（インジェクション用）」、［online］、［平成１９年３月９日検索］、インターネット＜URL:http://www.shoshinem.com/bv-10.htm＞

しかしながら、非特許文献１の技術を用いた場合、研磨時に発生するガラス粉等の破砕片がマイクロインジェクション用針に付着するので、この破砕片の影響で針先の研磨精度が悪化するという問題があった。特に、針先を繰り返し研磨する工程を繰り返す場合には、研磨精度の悪化が顕著となる。

したがって、非特許文献１の技術を用いたとしても一般体細胞にも対応する穿刺性能をもったマイクロインジェクション用針を得ることは困難である。このため、一般体細胞にも対応しうるマイクロインジェクション用針を高精度に研磨することによって製造する手法が求められている。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、穿刺性能に優れたマイクロインジェクション用針を製造することができるマイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造装置であって、前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御部と、前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡と、前記顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する前記研磨板上の領域である接触領域と、マイクロインジェクション用針を前記研磨板で研磨する前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記研磨領域において研磨されたマイクロインジェクション用針を洗浄する前記研磨板上の領域を液体で満たした洗浄領域をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記接触領域、前記研磨領域および前記洗浄領域は、前記研磨板の上面を壁面で包囲して液体を満たした水槽内に配置されたことを特徴とする。

また、本発明は、前記研磨領域および前記洗浄領域は、それぞれが、前記研磨板の上面を堤防で包囲して液体を満たした領域であることを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージ制御部は、前記垂直方向の接触位置を検出する以前に、前記研磨板の垂直上方の任意の地点でマイクロインジェクション用針の先端と前記顕微鏡に接続されたカメラの画像座標系の中心とを合わせることによって前記相対位置の初期値を取得することを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージ制御部は、マイクロインジェクション用針を前記接触領域で前記研磨板に接触させたうえで、マイクロインジェクション用針の針先を前記接触領域上方に向けて所定の上昇量だけ移動させ、前記研磨領域上方に平行移動させた後に、前記上昇量と同じ距離を下降させることによって、前記研磨領域における研磨を行うことを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージは、前記保持部をマイクロインジェクション用針の軸中心まわりに回転させる機構を備え、前記ステージ制御部は、前記研磨領域においてマイクロインジェクション用針における所定の一面の研磨を終了したならば、前記保持部を所定角度だけ回転させたうえで、前記相対位置の初期値取得、前記接触領域における接触および前記研磨領域における研磨を繰り返すことを特徴とする。

また、本発明は、前記研磨領域におけるマイクロインジェクション用針の研磨中において、研磨領域を満たした液体の毛細管上昇圧よりも高い圧力の気体をマイクロインジェクション用針の内部に対して送り込むポンプ装置をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明は、前記ステージ制御部は、前記研磨領域における研磨を終了したならば、前記洗浄領域までマイクロインジェクション用針の針先を移動させ、前記洗浄領域に満たされた液体中で針先を往復動作させることを特徴とする。

また、本発明は、保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造方法であって、前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御工程と、前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する接触工程と、前記接触工程で検出した前記垂直方向の接触位置に基づき、前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域でマイクロインジェクション用針を研磨する研磨工程とを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御し、研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出し、顕微鏡によって研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する垂直方向の接触位置を検出する研磨板上の領域である接触領域と、マイクロインジェクション用針を研磨板で研磨する研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域とを備えるように構成したので、研磨によって生じるマイクロインジェクション用針の破砕片を液体に常時浮遊させることによって、穿刺性能に優れたマイクロインジェクション用針を製造することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、研磨領域において研磨されたマイクロインジェクション用針を洗浄する研磨板上の領域を液体で満たした洗浄領域をさらに備えるように構成したので、研磨によってマイクロインジェクション用針の表面に付着した破砕片を容易に除去することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、接触領域、研磨領域および洗浄領域は、研磨板の上面を壁面で包囲して液体を満たした水槽内に配置されるように構成したので、接触領域、研磨領域および洗浄領域を全て液相内に配置することによって、各領域の高さを同一にしつつ、顕微鏡によって各領域を観察する場合における屈折率を等しくすることででき、高精度な接触検知と効率良い破砕片の除去とを両立することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、研磨領域および洗浄領域は、それぞれが、研磨板の上面を堤防で包囲して液体を満たした領域であるように構成したので、研磨領域および洗浄領域の高さと接触領域の高さとを同一にしつつ、接触領域は気相、研磨領域および洗浄領域は液相とすることで、光学系の構成に依存することなく、高精度な接触検知と効率良い破砕片の除去とを両立することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、垂直方向の接触位置を検出する以前に、マイクロインジェクション用針の先端と顕微鏡に接続されたカメラの画像座標系の中心とを研磨板の垂直上方の任意の地点で合わせることによって相対位置の初期値を取得するように構成したので、研磨板と針先端との相対的位置関係を接触検知に先だって高精度に調整することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、マイクロインジェクション用針を接触領域で研磨板に接触させたうえで、マイクロインジェクション用針の針先を接触領域上方に向けて所定の上昇量だけ移動させ、研磨領域上方に平行移動させた後に、上昇量と同じ距離を下降させることによって、研磨領域における研磨を行うように構成したので、接触領域と研磨領域との高さが同一であることを前提としつつ、接触検知で取得した研磨板の高さを研磨時に使用することで、高精度に針先を研磨することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、研磨領域においてマイクロインジェクション用針における所定の一面の研磨を終了したならば、保持部を所定角度だけ回転させたうえで、相対位置の初期値取得、接触領域における接触および研磨領域における研磨を繰り返すように構成したので、針先を多方向から研磨することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、研磨領域におけるマイクロインジェクション用針の研磨中において、研磨領域を満たした液体の毛細管上昇圧よりも高い圧力の気体をマイクロインジェクション用針の内部に対して送り込むように構成したので、研磨領域における研磨中に、毛細管現象によるマイクロインジェクション用針内部への液体流入を抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、研磨領域における研磨を終了したならば、洗浄領域までマイクロインジェクション用針の針先を移動させ、洗浄領域に満たされた液体中で針先を往復動作させるように構成したので、針先に付着した破砕片を効率良く除去することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るマイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例では、マイクロインジェクション用針の製造装置を単に「製造装置」と記載する。

まず、本実施例に係る製造装置の概要について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係る製造装置の概要構成を示す図である。

図１に示すように、製造装置１は、大別して台座部１０と、保持部２０と、監視部３０とからなる。台座部１０は、マイクロインジェクション用針１００を研磨する研磨板１１と、この研磨板１１を同図に示す座標軸におけるＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸ステージ１２およびＹ軸ステージ１３とから構成されている。

また、保持部２０は、マイクロインジェクション用針１００を同図に示す座標軸におけるＺ軸方向に移動させるＺ軸ステージ２１と、Ｙ軸周りに回転させるＹ軸周り回転ステージ２２と、マイクロインジェクション用針１００の針軸周りに回転させる針軸周り回転ステージ２３と、マイクロインジェクション用針を固定するホルダー２４と、マイクロインジェクション用針内部に高圧気体を送り込むポンプ装置２５とから構成されている。

また、監視部３０は、研磨板１１とマイクロインジェクション用針１００の針先との位置関係を検出する顕微鏡３１と、この顕微鏡３１に接続されたＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラ３２とから構成される。

なお、この監視部３０は、上記したＸ軸ステージ１２、Ｙ軸ステージ１３およびＺ軸ステージ２１とともに移動するように構成されている。また、これらのＸ軸ステージ１２、Ｙ軸ステージ１３およびＺ軸ステージ２１、マイクロインジェクション用針１００を移動／回転させるＹ軸周り回転ステージ２２および針軸周り回転ステージ２３、の各ステージは、図示しないステージ制御部によって動作制御される。

ここで、研磨板１１は、表面粗さが１〜１０ｎｍ（算術平均粗さを示すＲａ値）となるように適当な手法で形成されている。また、研磨板１１の硬さは、マイクロインジェクション用針１００の硬さより硬ければ良く、その材質および生成手法は問わない。なお、本願と関連する出願（特願２００７−０１０６０５号）には、研磨板１１の構成例が示されている。

ところで、この研磨板１１上には、研磨領域、接触領域および洗浄領域の３種類の領域が設けられており、研磨領域および洗浄領域は、研磨板１１上に配置された研磨領域用堤防１４ａおよび洗浄領域用堤防１４ｂ内に液体を満たすことによって構成されている。

そして、製造装置１による製造工程は、接触領域における接触検知工程、研磨領域における研磨工程、洗浄領域における洗浄工程の順序で実行され、各ステージを動作させることで、マイクロインジェクション用針１００の針先を各領域へ移動させる。なお、針先の移動経路例については、同図に破線で示している。

また、各堤防の材質はマスキングテープやシリコーンゴムシートなど液体の漏れがないものであればその種類を問わない。また、各堤防の高さは、各領域にマイクロインジェクション用針１００を移動させる際に、堤防に接触しないように上昇させることを考慮して１ｍｍ未満の高さとすることが好ましい。

ここで、接触検知工程とは、研磨工程においてマイクロインジェクション用針１００の針先を研磨板１１に接触させるＺ軸方向の高さを、あらかじめ取得しておく工程である。なお、接触検知工程において取得したＺ軸方向の高さは、上記したステージ制御部によって図示しないメモリなどの記憶部に記憶され、研磨工程あるいは洗浄工程における針先の高さ調整に用いられる。

そして、本願発明の主な特徴点は、研磨工程が実行される研磨領域を液相雰囲気下に置き、研磨によって生じるマイクロインジェクション用針１００の破砕片を、常時、液体によって浮遊させる点にある。また、マイクロインジェクション用針１００に残留した破砕片を除去するために、研磨領域とは区別された液相雰囲気下に洗浄領域を置く。

このように、研磨領域および洗浄領域が液相中に置かれると、液相で光が屈折することによって顕微鏡３１による針先の監視精度が低下する。このため、研磨領域および洗浄領域では接触検知を行わず、これらの領域とは別に気相内に設けた接触領域で接触検知を行うこととしている。

ところで、研磨領域および洗浄領域が液相中に置かれると、液相で光が屈折する旨を説明したが、顕微鏡３１が液相内における接触検知が可能な構成である場合には、この顕微鏡３１を液相内に置くことができるので、研磨領域、接触領域および洗浄領域を全て液相内に置くように製造装置１を構成することも可能である。

研磨領域、接触領域および洗浄領域を全て液相内に置くように構成した製造装置１を図２に示す。図２は、製造装置の変形例１を示す図である。同図に示すように、研磨板１１の上方は水槽１５で囲われており、この水槽１５中には液体が満たされている。このように、光学系（顕微鏡３１）に対応する接触領域と、研磨領域および洗浄領域とを全て一つの液相に収めることによって、光の屈折に起因する針先監視精度悪化の防止と、研磨によって発生する破砕片の除去とを両立することができる。なお、水槽１５内に仕切りを設け、研磨領域あるいは洗浄領域に浮遊する破砕片が、接触領域に侵入しないように構成してもよい。

また、光学系（顕微鏡３１）が液相に配置不可能な構成である場合には、図１に示したように、接触領域のみを気相内に、研磨領域および洗浄領域を液相内に、それぞれ配置することが好ましい。このようにすることで、光学系（顕微鏡３１）の構成によらず、光の屈折に起因する針先監視精度悪化の防止と、研磨によって発生する破砕片の除去とを両立することができる。

なお、図１には、研磨板１１上に堤防を配置して液体を満たすことで研磨領域および洗浄領域を構成する場合について示したが、研磨領域および洗浄領域は、液体が満たされていれば足りるので、堤防とは異なる手法でこれらの領域を構成してもよい。

たとえば、図３には、研磨領域および洗浄領域を、研磨板１１を掘り下げた領域として構成する例を示している。図３は、製造装置の変形例２を示す図である。同図に示すように、研磨板１１を掘り下げることによって、研磨領域用凹み１６ａおよび洗浄領域用凹み１６ｂが設けられており、各凹みには液体が満たされている。

なお、図１あるいは図２に示したように、研磨領域および洗浄領域を閉じた領域とする必要はなく、接触領域への液体の流出を抑えるための直線状の堤防を、接触領域と研磨領域および洗浄領域との間に設けたり、各領域を満たす液体の粘度を調整することによって表面張力で液体が流れないようにし、堤防や凹みを設けない構成としたりすることもできる。

また、図１や図３では、洗浄領域を研磨板１１上に設けているが、これに限らず、洗浄領域を研磨板１１の外側に設けることとしてもよい。たとえば、研磨板１１の付近に洗浄液を満たした皿上の容器を設け、これを洗浄領域とすることができる。また、図１や図３では、研磨領域、接触領域および洗浄領域をこの順序で直線上に設けているが、各領域の配置順序や配置関係は問わない。

図１や図３のような領域構成とする理由は、研磨領域および洗浄領域が液相内にあることが必須であるのに対し、接触領域は気相内である方が監視部３０の構成を制限せず、製造装置１を構成しやすいためである。なお、図１の場合には堤防で、図３の場合には研磨面上の領域を掘り下げることで、液相の研磨領域および洗浄領域を実現している。

これに対し、図２の場合には、研磨板１１上に水槽１５を設け、研磨領域および洗浄領域のみならず、接触領域までをも液相としている。この場合、接触領域における針先監視の難易度が増すが、水槽１５の壁面に適当な開口部を設けて顕微鏡３１の鏡筒を通過させ、開口部をパテ等で埋めることで、顕微鏡３１の先端部分を液相に位置づけることが可能となる。このようにすることで、屈折率の違いによる悪影響を受けない製造装置１を得ることができる。

なお、各領域を満たす液体の種類については、特に制限はないが、研磨領域においては毛細管現象による液体流入を抑えるため、比較的表面張力が高い液体（たとえば、水）を用いることが好ましい。また、洗浄領域においては、破砕片の除去を行いやすくするため、表面張力が低い液体（たとえば、エタノールや界面活性剤）を用いることが好ましい。

次に、図１に示した製造装置１におけるマイクロインジェクション用針１００の製造工程について図４〜図７を用いて説明する。なお、製造工程は、光学系の粗調整工程、接触領域における接触検知工程、研磨領域における研磨工程および洗浄領域における洗浄工程に大別される。これらの４つの工程は、それぞれ、図４、図５、図６および図７に対応している。

図４は、粗調整時における画像座標系上の針先動作を示す図である。接触領域にマイクロインジェクション用針１００の針先を近づけるためには、研磨板１１と針先端との相対的位置関係の初期値を取得しておく必要がある。このため、ホルダー２４にマイクロインジェクション用針１００を装着した後、研磨板１１上方の任意の点（接触領域の上方が好ましい）において、顕微鏡３１（必要に応じてＣＣＤカメラ３２等の画像処理系を含む）が有する画像座標系の中に針先を移動し、焦点を合わせる工程が必要となる。なお、この工程のことを粗調整工程と呼ぶ。

同図に示すように、マイクロインジェクション用針１００の先端部を、各ステージを動作させることによって移動させ、画像座標系中心に合わせる。なお、粗調整工程において取得されたマイクロインジェクション用針１００の先端部（針先）と研磨板１１との相対位置の初期値は、上記したステージ制御部によって図示しないメモリなどの記憶部に記憶され、接触検知工程、研磨工程あるいは洗浄工程における針先の高さ調整に用いられる。そして、粗調整工程が完了すると、次に、接触検知工程が実行される。

図５は、接触領域における接触検知動作を示す図である。なお、同図における（ａ）〜（ｃ）の下部に示した斜線部分は、研磨板１１の研磨面である。同図の（ａ）に示すように、粗調整工程が完了すると、粗調整工程を実行した高さからＺ軸ステージ２１を研磨板１１の研磨面に向けて降下させる。

そして、針先が研磨面に近づくと、同図の（ｂ）に示すように、針先の実像および針先が研磨面で反射した鏡像が、双方とも撮像視野内に入るようになる。さらに、Ｚ軸ステージ２１を研磨面に向けて降下させると実像の先端部と鏡像の先端部とが接触するので、この位置でＺ軸ステージ２１を停止し、接触した位置におけるＺ軸方向の高さを取得する。

なお、この接触検知工程において取得されたＺ軸方向の高さは、上記したステージ制御部によって図示しないメモリなどの記憶部に記憶され、研磨工程あるいは洗浄工程における針先の高さ調整に用いられる。

次に、研磨領域における研磨工程について説明する。図６は、研磨領域における研磨動作を示す図である。同図の（ａ）に示すように、接触領域上方における粗調整工程および接触領域における接触検知工程が完了すると、同図の（ｂ）に示すように、研磨領域用堤防１４ａへのマイクロインジェクション用針１００の接触を避けるため、針先をＺ軸方向上方に所定の距離だけ上昇させる。

なお、かかる上昇距離は、研磨領域用堤防１４ａをマスキングテープやシリコーンゴムシートで構成した場合、１ｍｍ程度とすることが好ましい。そして、上昇後は、針先を研磨領域における研磨開始位置の上方に向けて研磨面と平行方向に移動させたうえで、上昇距離と等しい距離だけ針先を下降させることで、針先を研磨開始位置に移動させる。

また、接触領域／研磨領域間の距離は任意のものとすることができるが、研磨面の傾きやＸ軸ステージ１２の移動精度を考慮すると、距離は短い方が良く、たとえば、５〜６ｍｍとすることが好ましい。

そして、同図の（ｃ）に示すように、研磨開始位置に針先を置いた状態で、Ｘ軸ステージ１２をＸ軸の正方向に移動させることで研磨が開始される。なお、研磨時における針先のＸ軸方向の移動距離（研磨距離）は２．５ｍｍ、研磨速度は２５０μｍ／ｓとすることが好ましいが、研磨面の状態や研磨対象であるマイクロインジェクション用針１００の状態に応じてこれらの値を変更することができる。

次に、洗浄領域における洗浄工程について説明する。図７は、洗浄領域における洗浄動作を示す図である。同図の（ａ）に示すように、研磨領域における研磨が完了したならば、マイクロインジェクション用針１００をＺ軸方向上方に適当な距離だけ上昇させる。なお、この上昇距離は、研磨領域用堤防１４ａおよび洗浄領域用堤防１４ｂの高さに応じて決定する。

上昇後は、同図の（ｂ）に示すように、針先を洗浄領域の上方に向けて研磨面と平行方向に移動させたうえで、上昇距離よりも短い距離だけ針先を下降させることで、針先を洗浄領域に満たした液体中の洗浄開始位置に位置づける。なお、かかる下降距離は、洗浄領域における液体表面高さよりも低く、研磨板１１の研磨面よりも高い位置に針先が位置するように調整される。

なお、研磨領域／洗浄領域間の距離は任意のものとすることができるが、研磨面の傾きやＸ軸ステージ１２の移動精度を考慮すると、距離は短い方が良く、たとえば、１０〜３０ｍｍとすることが好ましい。

そして、同図の（ｃ）に示すように、洗浄開始位置に針先を置いた状態で、Ｘ軸ステージ１２あるいはＹ軸ステージ１３をＸ軸あるいはＹ軸の正／負方向に往復運動させることで、針先に付着した破砕片を洗浄する。

このようにして、図４〜図７に示した、光学系の粗調整工程、接触領域における接触検知工程、研磨領域における研磨工程および洗浄領域における洗浄工程が完了したならば、マイクロインジェクション用針１００は、研磨板１１から十分離れた待避位置（図示せず）に移動され、針の交換が行われる。

ところで、マイクロインジェクション用針１００の製造中は、研磨領域あるいは洗浄領域の液体が毛細管現象によってマイクロインジェクション用針１００の内部に流入しないように、針の内部に十分に濾過した高圧気体を充填する必要がある。この高圧気体の充填はポンプ装置２５によって行われるが、必要な圧力は針先端の内径に応じて異なる。たとえば、先端内径が１μｍの場合、圧力は５００ｋＰａ程度とすることが好ましい。

なお、マイクロインジェクション用針１００を保持するホルダー２４側の針軸周り回転ステージ２３は、針の研磨を複数面について行う場合に使用される。この針軸周り回転ステージ２３を用いる場合には、針の所定面について粗調整工程、接触検知工程および研磨工程の終了後に、針軸周り回転ステージ２３を所定角度回転させ、針の他の面について粗調整工程、接触検知工程および研磨工程を実行する処理を繰り返し、全ての面の研磨が完了した後に洗浄工程を実行することになる。なお、粗調整工程、接触検知工程、研磨工程および洗浄工程を針の各面について繰り返すこととしてもよい。

上述してきたように、本実施例では、研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御し、研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出し、顕微鏡によって研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する垂直方向の接触位置を検出する研磨板上の領域である接触領域と、マイクロインジェクション用針を研磨板で研磨する研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域とを備えるように構成したので、研磨によって生じるマイクロインジェクション用針の破砕片を液体に常時浮遊させることによって、穿刺性能に優れたマイクロインジェクション用針を製造することができる。

（付記１）保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造装置であって、
前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御部と、
前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡と、
前記顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する前記研磨板上の領域である接触領域と、
マイクロインジェクション用針を前記研磨板で研磨する前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域と
を備えたことを特徴とするマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記２）前記研磨領域において研磨されたマイクロインジェクション用針を洗浄する前記研磨板上の領域を液体で満たした洗浄領域をさらに備えたことを特徴とする付記１に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記３）前記接触領域、前記研磨領域および前記洗浄領域は、前記研磨板の上面を壁面で包囲して液体を満たした水槽内に配置されたことを特徴とする付記２に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記４）前記研磨領域および前記洗浄領域は、それぞれが、前記研磨板の上面を堤防で包囲して液体を満たした領域であることを特徴とする付記２に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記５）前記ステージ制御部は、
前記垂直方向の接触位置を検出する以前に、マイクロインジェクション用針の先端と前記顕微鏡に接続されたカメラの画像座標系の中心とを前記研磨板の垂直上方の任意の地点で合わせることによって前記相対位置の初期値を取得することを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記６）前記ステージ制御部は、
マイクロインジェクション用針を前記接触領域で前記研磨板に接触させたうえで、マイクロインジェクション用針の針先を前記接触領域上方に向けて所定の上昇量だけ移動させ、前記研磨領域上方に平行移動させた後に、前記上昇量と同じ距離を下降させることによって、前記研磨領域における研磨を行うことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記７）前記ステージは、
前記保持部をマイクロインジェクション用針の軸中心まわりに回転させる機構を備え、
前記ステージ制御部は、
前記研磨領域においてマイクロインジェクション用針における所定の一面の研磨を終了したならば、前記保持部を所定角度だけ回転させたうえで、前記相対位置の初期値取得、前記接触領域における接触および前記研磨領域における研磨を繰り返すことを特徴とする付記６に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記８）前記研磨領域におけるマイクロインジェクション用針の研磨中において、研磨領域を満たした液体の毛細管上昇圧よりも高い圧力の気体をマイクロインジェクション用針の内部に対して送り込むポンプ装置をさらに備えたことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記９）前記ステージ制御部は、
前記研磨領域における研磨を終了したならば、前記洗浄領域までマイクロインジェクション用針の針先を移動させ、前記洗浄領域に満たされた液体中で針先を往復動作させることを特徴とする付記２〜８のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。

（付記１０）保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造方法であって、
前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御工程と、
前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する接触工程と、
前記接触工程で検出した前記垂直方向の接触位置に基づき、前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域でマイクロインジェクション用針を研磨する研磨工程と
を含んだことを特徴とするマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１１）前記研磨領域において研磨されたマイクロインジェクション用針を前記研磨板上の領域を液体で満たした洗浄領域で洗浄する洗浄工程をさらに含んだことを特徴とする付記１０に記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１２）前記接触領域、前記研磨領域および前記洗浄領域は、前記研磨板の上面を壁面で包囲して液体を満たした水槽内に配置されたことを特徴とする付記１１に記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１３）前記研磨領域および前記洗浄領域は、それぞれが、前記研磨板の上面を堤防で包囲して液体を満たした領域であることを特徴とする付記１１に記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１４）前記ステージ制御工程は、
前記垂直方向の接触位置を検出する以前に、マイクロインジェクション用針の先端と前記顕微鏡に接続されたカメラの画像座標系の中心とを前記研磨板の垂直上方の任意の地点で合わせることによって前記相対位置の初期値を取得することを特徴とする付記１０〜１３のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１５）前記ステージ制御工程は、
マイクロインジェクション用針を前記接触領域で前記研磨板に接触させたうえで、マイクロインジェクション用針の針先を前記接触領域上方に向けて所定の上昇量だけ移動させ、前記研磨領域上方に平行移動させた後に、前記上昇量と同じ距離を下降させることによって、前記研磨領域における研磨を行うことを特徴とする付記１０〜１４のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１６）前記ステージは、
前記保持部をマイクロインジェクション用針の軸中心まわりに回転させる機構を備え、
前記ステージ制御工程は、
前記研磨領域においてマイクロインジェクション用針における所定の一面の研磨を終了したならば、前記保持部を所定角度だけ回転させたうえで、前記相対位置の初期値取得、前記接触領域における接触および前記研磨領域における研磨を繰り返すことを特徴とする付記１５に記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１７）前記研磨領域におけるマイクロインジェクション用針の研磨中において、研磨領域を満たした液体の毛細管上昇圧よりも高い圧力の気体をマイクロインジェクション用針の内部に対して送り込む加圧工程をさらに含んだことを特徴とする付記１０〜１６のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

（付記１８）前記ステージ制御工程は、
前記研磨領域における研磨を終了したならば、前記洗浄領域までマイクロインジェクション用針の針先を移動させ、前記洗浄領域に満たされた液体中で針先を往復動作させることを特徴とする付記１１〜１７のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造方法。

以上のように、本発明に係るマイクロインジェクション用針の製造装置および製造方法は、針先を先鋭化したマイクロインジェクション用針の製造に有用であり、特に、一般体細胞を対象とするマイクロインジェクション用針の製造に適している。

本実施例に係る製造装置の概要構成を示す図である。 製造装置の変形例１を示す図である。 製造装置の変形例２を示す図である。 粗調整時における画像座標系上の針先動作を示す図である。 接触領域における接触検知動作を示す図である。 研磨領域における研磨動作を示す図である。 洗浄領域における洗浄動作を示す図である。

符号の説明

１ 製造装置
１０ 台座部
１１ 研磨板
１２ Ｘ軸ステージ
１３ Ｙ軸ステージ
１４ａ 研磨領域用堤防
１４ｂ 洗浄領域用堤防
１５ 水槽
１６ａ 研磨領域用凹み
１６ｂ 洗浄領域用凹み
２０ 保持部
２１ Ｚ軸ステージ
２２ Ｙ軸周り回転ステージ
２３ 針軸周り回転ステージ
２４ ホルダー
２５ ポンプ装置
３０ 監視部
３１ 顕微鏡
３２ ＣＣＤカメラ
１００ マイクロインジェクション用針

Claims (10)

1. 保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造装置であって、
   前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御部と、
   前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡と、
   前記顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する前記研磨板上の領域である接触領域と、
   マイクロインジェクション用針を前記研磨板で研磨する前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域と
   を備えたことを特徴とするマイクロインジェクション用針の製造装置。
2. 前記研磨領域において研磨されたマイクロインジェクション用針を洗浄する前記研磨板上の領域を液体で満たした洗浄領域をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
3. 前記接触領域、前記研磨領域および前記洗浄領域は、前記研磨板の上面を壁面で包囲して液体を満たした水槽内に配置されたことを特徴とする請求項２に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
4. 前記研磨領域および前記洗浄領域は、それぞれが、前記研磨板の上面を堤防で包囲して液体を満たした領域であることを特徴とする請求項２に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
5. 前記ステージ制御部は、
   前記垂直方向の接触位置を検出する以前に、マイクロインジェクション用針の先端と前記顕微鏡に接続されたカメラの画像座標系の中心とを前記研磨板の垂直上方の任意の地点で合わせることによって前記相対位置の初期値を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
6. 前記ステージ制御部は、
   マイクロインジェクション用針を前記接触領域で前記研磨板に接触させたうえで、マイクロインジェクション用針の針先を前記接触領域上方に向けて所定の上昇量だけ移動させ、前記研磨領域上方に平行移動させた後に、前記上昇量と同じ距離を下降させることによって、前記研磨領域における研磨を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
7. 前記ステージは、
   前記保持部をマイクロインジェクション用針の軸中心まわりに回転させる機構を備え、
   前記ステージ制御部は、
   前記研磨領域においてマイクロインジェクション用針における所定の一面の研磨を終了したならば、前記保持部を所定角度だけ回転させたうえで、前記相対位置の初期値取得、前記接触領域における接触および前記研磨領域における研磨を繰り返すことを特徴とする請求項６に記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
8. 前記研磨領域におけるマイクロインジェクション用針の研磨中において、研磨領域を満たした液体の毛細管上昇圧よりも高い圧力の気体をマイクロインジェクション用針の内部に対して送り込むポンプ装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
9. 前記ステージ制御部は、
   前記研磨領域における研磨を終了したならば、前記洗浄領域までマイクロインジェクション用針の針先を移動させ、前記洗浄領域に満たされた液体中で針先を往復動作させることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一つに記載のマイクロインジェクション用針の製造装置。
10. 保持部に固定されたマイクロインジェクション用針を研磨板で研磨することによって製造するマイクロインジェクション用針の製造方法であって、
    前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を前記研磨板と平行方向および垂直方向に変化させるステージの動作を制御するステージ制御工程と、
    前記研磨板に対するマイクロインジェクション用針の相対位置を検出する顕微鏡によって前記研磨板とマイクロインジェクション用針とが接触する前記垂直方向の接触位置を検出する接触工程と、
    前記接触工程で検出した前記垂直方向の接触位置に基づき、前記研磨板上の領域を液体で満たした研磨領域でマイクロインジェクション用針を研磨する研磨工程と
    を含んだことを特徴とするマイクロインジェクション用針の製造方法。

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