JP2016198059A - 表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタ、及び表面ナノ凹凸構造の製造方法 - Google Patents

表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタ、及び表面ナノ凹凸構造の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】細胞等の微小対象物の緻密な把持、移動、脱着操作を提供する。【解決手段】エンドエフェクタは、先端から挟持部(フィンガー)、頚部(ネック)、把柄部(ハンドル)で構成される。挟持部には、直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群の操作を行うため、表面ナノ凹凸構造を少なくとも挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に配置する。前記100平方マイクロメートル以上の領域内において、任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造を配置する。【選択図】図1

Description

本発明は、表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタ、及び表面ナノ凹凸構造の製造方法に関する。
一般的に、エンドエフェクタは、人間の手(ハンド)と同じ働きをすることのできるロボットアームの先端として知られている。人の操作では困難な作業の代替技術として、ロボットアームによる様々な操作支援技術が行われている。近年、ロボットアームによる操作支援技術の応用として、生物細胞等のマイクロスケールの対象物を自在に操作することが可能なマイクロマニピュレーションに関する研究が注目されている。細胞を自在に操作できるため、細胞の形態変化及び細胞の機能発現の解明・制御等への応用が期待されている。
医療・バイオ分野においてマイクロスケールの細胞操作が要求されており、微小対象物の操作技術の1つとして、マイクロマニピュレーションシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。マイクロマニピュレーションシステムの主な構成は、直接対象物と接触するエンドエフェクタ、それを動かすための駆動システムからなるロボットアーム、そしてこれらを顕微鏡と組み合わせたものである。また、マイクロマニピュレーションを取り扱うには熟練操作を要するため、作業者の負担が大きいため操作性の改善が望まれている。操作支援技術としてハード、ソフト両面で様々な開発研究が行われている。
マイクロスケールでは、対象物がエンドエフェクタに一度接触すると、付着し続け、脱着することが困難であるという問題が生じる。これは“寸法効果”“スケール効果” と呼ばれ、例えば塗れたティッシュ片が腕に付いた際に腕を素早く振っても落ちない現象と同じである。質量は体積に比例するが、表面力は面積に比例するので、対象物のスケールが小さくなるにつれてこの付着の問題が顕著になる。エンドエフェクタからリリースする際には、対象物をスライドガラス等の底面に擦りつけながら操作するようなさらに高度な作業が必要である。
特許文献2に記載のマイクロマニピュレーションシステムでは、エンドエフェクタとなるマイクロインジェクターそのものに付加機能を搭載し、微小対象物の操作方法が提示されている。振動を抑制した圧電アクチュエータを利用し、付着の防止が期待できる。
特許文献3には、エンドエフェクタとなるマイクロマニピュレータの構造を工夫した微小対象物の操作方法が提示されている。エンドエフェクタにくぼみを形成し、付着力を軽減させる。また、対象物と接触面が接触したときに生じる閉じた空間の温度を変化させる。この温度変化による圧力変化を利用して対象物を吸着したり脱着する方法が提示されている。
特開2005−258413号公報 特開2013−240879号公報 特開平9−201783号公報
しかしながら、特許文献2に記載されたマイクロマニピュレーションシステムでは、圧電アクチュエータを兼ね備えたシステムが必要であり、振動を制御する機構等も特殊な設備が必要となる。
また、特許文献3に記載されたマイクロマニピュレータでは、脱着に温度変化を利用するため、細胞等のマニピュレーションを想定した場合、温度変化による細胞への影響が懸念される。そのため、例えば、医療または生命科学といった現在急速に注目されている細胞を扱うような研究または産業への応用が困難である。
エンドエフェクタに付着する大きな要因として表面間力が挙げられる。この表面間力は物体同士の接触面積と相関がある。そのため、エンドエフェクタ先端付近において、細胞に直接接触する面を凸凹に加工することで細胞との接触面積を減らし、表面間力を低減させる。
マイクロマニピュレーションにおいては、細胞のような数マイクロメートル〜数十マイクロメートル程の、100マイクロメートル以下の大きさの微小対象物を操作する必要がある。操作対象物のサイズを考慮した場合、エンドエフェクタに施す凹凸加工の寸法は1マイクロメートル以下のナノスケールが必要である。
マイクロ・ナノスケールの微細構造を製造するために、半導体プロセスを採用するMicro Electro Mechanical Systems(MEMS)技術を用いる。具体的な設計指針として、MEMS技術や半導体プロセスで主に用いられる、微細加工に適したシリコン(Si)をエンドエフェクタの材料とする。また、エンドエフェクタの対象物との接触面に表面ナノ凹凸構造を施す。
表面ナノ凹凸構造を施す加工は、半導体プロセスで主たる製造方法であるフォトリソグラフィ技術では製作が困難である。一方、ナノスケール加工が可能である電子ビーム描画技術を採用すると、製作時間・費用コストが大幅に増す。そこで、低コスト・短時間でナノスケール加工を実現する反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching; RIE)によるナノ凹凸加工を採用する。反応性イオンエッチングはドライエッチングに分類される微細加工技術の一つであり、反応性ガスの選択によって加工特性が変化する。通常シリコンの加工には四フッ化炭素(CF4)ガスを用いるが、本研究では四フッ化炭素ガスと酸素(O2)ガスの両方を混合させる。混合ガスによる、表面粗さが増加する。本発明ではこの表面粗さをナノ凹凸構造の製造方法として用いる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、細胞操作が容易に可能なマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタの製造方法を提供することにある。また、細胞のような直径10マイクロメートル以下の対象物の付着力を、接触面積の軽減による効果だけで実現させるためには、ナノスケールで複数の凹凸をエンドエフェクタ表面に形成する必要がある。本発明では、細胞操作に適したナノ凹凸構造の製造方法も提供する。
本発明の第1の観点によれば、エンドエフェクタは、先端から挟持部(フィンガー)、頚部(ネック)、把柄部(ハンドル)で構成される。把柄部はロボットアームに搭載されるガラスロッドに集積可能な形状を備える。頚部は構造物の径、幅、厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備える。ここで、径、幅、厚みはそれぞれ図2の、D2方向、D1方向、D3方向に対応する(実施例1参照)。挟持部は径、幅、厚みの1つもしくは複数が1000マイクロメートル以下の片持ち梁形状を備える。対象物と接触する挟持部表面には、直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を備え、さらに直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群との接触領域に複数の表面ナノ凹凸構造を備える。また、挟持部には、直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群の操作を行うため、表面ナノ凹凸構造を少なくとも挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に配置する。前記100平方マイクロメートル以上の領域内において、任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造を配置する。
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記挟持部表面における表面ナノ凹凸構造の形状は、表面ナノ凹凸構造を備えた領域の平均表面粗さが5ナノメートル以上となる形状が好ましい。
本発明の第2の観点によれば、エンドエフェクタにおいて、前記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料は、微細加工に適したシリコンであることが好ましい。
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料は、生体適合性の高いガラス材料、またはガラス材料と同じ組成の二酸化ケイ素で表面が覆われたシリコン材料であることが好ましい。
本発明の第3の観点によれば、製造方法は、表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタの製造方法である。前記エンドエフェクタは、先端から挟持部、頚部、把柄部で構成される。把柄部はロボットアームに搭載されるガラスロッドに集積可能な形状を備える。頚部は構造物の径、幅、厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備える。挟持部は径、幅、厚みの1つもしくは複数が1000マイクロメートル以下の片持ち梁形状を備える。対象物と接触する挟持部表面には、直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を備え、さらに直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群との接触領域に複数の表面ナノ凹凸構造を備える。また、挟持部には、直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群の操作を行うため、表面ナノ凹凸構造を少なくとも挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に配置する。前記100平方マイクロメートル以上の領域内において、任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造を配置する。製造方法は、エンドエフェクタの形状を形成する工程と、表面ナノ凹凸構造を形成する工程とを含む。
前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程は、直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を、挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に、前記両機上の任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造を配置する工程であり、反応性イオンエッチングにより施行することが好ましい。
前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程は、細胞脱着に効果のある平均表面粗さが10ナノメートル以上となる加工条件下で施行することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理して、前記表面ナノ凹凸構造を形成することが好ましい。
本発明の第4の観点によれば、エンドエフェクタは、細胞操作をおこなう環境の用途に特化したものであり、本発明の第1、第2、第3の観点のすくなくとも1つの観点を含むエンドエフェクタと、細胞培養可能な培養液とを備える。
本発明によれば、操作対象の緻密な把持、移動、脱着制御が可能である。特に細胞のような直径100マイクロメートル以下の微小対象物においては、付着の問題が顕著であるが、本発明により対象物とエンドエフェクタとの間に付着を起こさずに操作することが可能となる。そのため、操作支援技術、および熟練技術が不要である。また、細胞把持操作に適した材質・形状を選定したことにより、医療・バイオ分野において高まる細胞操要求に応用可能である。
本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタを示す斜視図である。 本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの挟持部、頚部、把柄部を説明する斜視図である。 (a)〜(c)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程を説明する図である。 (a)〜(c)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程を説明する図である。 (a)〜(c)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程を説明する図である。 (a)〜(d)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程を説明する図である。 (a)〜(d)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程を説明する図である。 (a)〜(b)本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程を説明する図である。 シリコン表面において、反応性イオンエッチングを施行した際の、エッチング時間と平均表面粗さの関係を説明する図である。 本発明の実施形態2に係るエンドエフェクタの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態3に係るエンドエフェクタの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態4に係るエンドエフェクタの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態5に係る細胞操作設備を示す斜視図である。 (a)本発明の実施例1に係るエンドエフェクタの顕微鏡画像を示す図である。(b)本発明の実施例1に係るエンドエフェクタの顕微鏡画像の一部を拡大する図である。 (a)(b)本発明の実施例2に係るエンドエフェクタの顕微鏡画像を示す図である。(c)(d)本発明の実施例1に係るエンドエフェクタの顕微鏡画像の一部を拡大する図である。 本発明の実施例3に係る表面ナノ凹凸構造をもたないエンドエフェクタと細胞との接着実験を示す図である。(a)はエンドエフェクタの移動開始時(b)エンドエフェクタと細胞の接着時(c)エンドエフェクタの押し込みにより細胞移動時(d)エンドエフェクタを細胞と反対側へ戻す動作時(e)エンドエフェクタを開始時の位置に戻した時。 本発明の実施例3に係る表面ナノ凹凸構造をもつエンドエフェクタと細胞との接着実験を示す図である。(a)エンドエフェクタの移動開始時(b)エンドエフェクタと細胞の接着時(c)エンドエフェクタの押し込みにより細胞移動時(d)エンドエフェクタを細胞と反対側へ戻す動作時(e)エンドエフェクタを開始時の位置に戻した時。 本発明の実施例4に係る表面ナノ凹凸構造をもつエンドエフェクタと細胞との接着実験を示す図である。(a)1対のマニピュレータにより細胞の把持時(b)細胞移動時(c)エンドエフェクタの片方を細胞と反対側へ戻す動作時(d)エンドエフェクタの片方を開始時の位置に戻した時。 (a)発明の実施例5に係るエンドエフェクタの顕微鏡画像を示す図である。(b)細胞との接着実験を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
(実施形態1)
§1 構造例
図1は、本発明の実施形態1に係るエンドエフェクタ100を示す斜視図である。エンドエフェクタ100は、例えば、表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタである。対象物と接触する挟持部表面には、表面ナノ凹凸構造を備える。表面ナノ凹凸構造は、MEMS(微小電気機械素子:Micro Electro Mechanical Systems)技術で製作される、直径1マイクロメートル以下の凹凸で、数マイクロメートル〜数十マイクロメートル程の、100マイクロメートル以下の大きさの細胞と直接接触する面を凸凹に加工することで、細胞との接触面積を減らし、表面間力を低減させる。換言すれば、表面ナノ凹凸構造は、直径1マイクロメートル以下のナノスケール凹形状、もしくは凸形状である。
エンドエフェクタ100は、ガラスロッド1、エンドエフェクタ2、操作対象となる微小対象物3を備える。エンドエフェクタ2は、先端から挟持部E1、頚部E2、把柄部E3から構成される。エンドエフェクタ2の材料は、実施形態1では、シリコン(Si)である。微小対象物3は、実施形態1では、ネズミの繊維芽細胞(NIH3T3)であり、直径は20マイクロメートルである。
本発明のエンドエフェクタは、前記挟持部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える片持ち梁形状が好ましい。
本発明のエンドエフェクタは、前記頚部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える形状が好ましい。
本発明のエンドエフェクタは、前記把柄部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える形状が好ましい。
本発明のエンドエフェクタは、ロボットアームおよび前記把柄部が細胞操作の動作範囲を妨げることなく確保する目的で、把柄部および対象物と接触する挟持部との接続部となる前記頚部において、挟持部よりも径、幅、厚みの1つもしくは複数が大きいことが好ましい。
図2は、エンドエフェクタの挟持部E1、頚部E2、把柄部E3を示す説明
する図である。挟持部E1において、対象物と接触する挟持部表面S1を備える。頚部E2において、エンドエフェクタの形状を形成する面SAを備える。把柄部E3において、エンドエフェクタの形状を形成する面SBを備える。実施形態1では、挟持部E1の、対象物と接触する挟持部表面S1を構成する第1方向D1と第2方向D2に対して垂直な方向(つまり、第3方向D3)の長さは、頚部E2の第3方向D3の長さよりも短い。また、把柄部E3の第3方向D3の長さは、頚部E2の第3方向D3の長さと同じである。
さらに、実施形態1によれば、挟持部表面S1とエンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBが、同一面である。挟持部表面S1とエンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBが同一面で構成されることにより、製造プロセスの簡素化及び製造時間の短縮化を実現でき、ひいては製造コストを低減できる。
さらに、実施形態1によれば、挟持部表面S1とエンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBの形状は、フォトリソグラフィ技術を用いるため、最小分解能1マイクロメートルから10マイクロメートルの精度で製作することができる。
さらに、実施形態1によれば、挟持部表面S1に施行する表面ナノ凹凸構造は、エンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBにも施行した。
§2 原料例
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記頚部および把柄部の少なくとも1つもしくは複数の原料は、製作時間・費用コストを簡略化する目的で、前記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料と同じであることが好ましい。
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記頚部の原料は、細胞操作時に培養液に接触するため、生体適合性の高いガラス材料、もしくは二酸化ケイ素で覆われたシリコン材料であることが好ましい。
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記頚部の原料は、前記頚部の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備えるため、微細加工に適したシリコンであることが好ましい。
さらに、実施形態1によれば、挟持部E1と、頚部E2、および把柄部E3が、同一材料である。挟持部E1と、頚部E2、および把柄部E3が、同一材料で構成されることにより、製造プロセスの簡素化及び製造時間の短縮化を実現でき、ひいては製造コストを低減できる。また、実施形態1によれば、微細加工に適したシリコン材料を用いた。
§3 製作方法
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、前記把柄部はロボットアームに搭載されるガラスロッドに集積可能な形状、および前記頚部の径、幅、厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状、および把柄部片持ち梁形状を形成する工程であり、フォトリソグラフィ技術とシリコンの深堀ドライエッチング技術により施行することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、前記把柄部はロボットアームに搭載されるガラスロッドに集積可能な形状、および前記頚部の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状、および把柄部片持ち梁形状を形成する工程であり、フォトリソグラフィ技術とシリコンのウェットエッチング技術により施行することが好ましい。
前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程は、四フッ化炭素ガスと酸素ガスの両方を混合したガスを用いて、反応性イオンエッチングにより施行することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、前記表面ナノ凹凸構造を形成及び処理して、前記エンドエフェクタの形状を形成することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理する工程を分割し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程を、前記エンドエフェクタの形状の形成開始後から処理完了までに挿入することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理して、前記表面ナノ凹凸構造を形成することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記表面ナノ凹凸構造を形成及び処理して、前記エンドエフェクタの形状を形成することが好ましい。
本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理する工程を分割し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程を、前記エンドエフェクタの形状の形成開始後から処理完了までに挿入することが好ましい。
図3〜図5を参照して、エンドエフェクタ100の製造方法について説明する。エンドエフェクタ100の製造方法は、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程P100、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程P200、及びエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を含む。図3はエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程P100を説明する図であり、図4はエンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程P200を説明する図であり、図5はエンドエフェクタの対象物と接触
する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を説明する図である。挟持部表面側ET、および挟持部表面の反対側EBはエンドエフェクタ2の1部である。実施形態1では、E1、E2、およびE3は同一の基板4から構成されている。
図3(a)は、対象物と接触する挟持部表面側ET、およびETの形状を決定するレイヤーL1を示す斜視図である。図3(b)は、挟持部表面側の製造工程P100での処理後の挟持部表面側ET、およびレイヤーL1を説明する斜視図である。図3(c)は、図3(b)のIVC−IVC線に沿った断面図である。
図3(b)および図3(c)に示すように、挟持部表面側の製造工程P100では、エッチング(例えば、フォトリソグラフィによるパターニング)により、レイヤーL1を処理して、エッチング(例えば、ドライエッチング)により、挟持部表面側ETを形成する。従って、挟持部E1と、頚部E2、および把柄部E3は、挟持部表面側ETの一部である。処理後のレイヤーL1、つまり、挟持部表面S1、エンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBをL1と記載する場合もある。
レイヤーL1の原料は、実施形態1では、フォトレジストである。
挟持部表面側の製造工程P100の完了後、挟持部表面の反対側の製造工程P200が実行される。
図4(a)は、対象物と接触する挟持部表面の反対側EB、およびEBの形状を決定するレイヤーL2を示す斜視図である。図4(b)は、挟持部表面の反対側の製造工程P200での処理後の挟持部表面の反対側EB、およびレイヤーL2を説明する斜視図である。図4(c)は、図4(b)のVC−VC線に沿った断面図である。
図4(b)および図3(c)に示すように、挟持部表面の反対側の製造工程P200では、エッチング(例えば、フォトリソグラフィによるパターニング)により、レイヤーL1を処理して、エッチング(例えば、ドライエッチング)により、挟持部表面の反対側EBを形成する。従って、頚部E2、および把柄部E3は、挟持部表面の反対側EBの一部である。
レイヤーL2の原料は、実施形態1では、フォトレジストである。
レイヤーL1、およびL2の原料は、深堀ドライエッチングのマスキング材料となる、フォトレジスト、金属、酸化ケイ素、樹脂で形成することが好ましい。
レイヤーL1、およびL2の原料は、ウェットエッチングのマスキング材料となる、金属、酸化ケイ素で形成することが好ましい。
挟持部表面の反対側の製造工程P200の完了後、挟持部表面上のナノ凹凸構造の製造工程P300が実行される。
図5(a)は、挟持部表面上のナノ凹凸構造を施行するレイヤーL3を示す斜視図である。図5(b)は、挟挟持部表面上のナノ凹凸構造の製造工程P300での処理後のナノ凹凸構造を施行するレイヤーL3を説明する斜視図である。図5(c)は、図5(b)のVIC−VIC線に沿った断面図である。
図5(b)および図5(c)に示すように、挟持部表面上のナノ凹凸構造の製造工程P300では、反応性イオンエッチングにより、レイヤーL3を処理して、ナノ凹凸構造を形成する。従って、挟持部表面S1、エンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBは、レイヤーL3の一部である。処理後のレイヤーL3、つまり、挟持部表面S1、エンドエフェクタの形状を形成する面SA、および面SBをL3と記載する場合もある。
図6〜図8を参照して、エンドエフェクタ100の製造方法の詳細について説明する。図6は、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程P100を説明する断面図である。図6(a)〜図6(d)は、それぞれ、工程P1〜工程P4を説明する。
図6(a)に示すように、工程P1において、基板4を用意し、洗浄する。図6(b)に示すように、工程P2において、レイヤーL1の原料であるフォトレジストをET側に成膜する。その結果、基板4上にレイヤーL1が形成される。図6(c)に示すように、工程P3において、挟持部E1、頚部E2、把柄部E3に対応するマスクを使用して、フォトリソグラフィにより、挟持部E1、頚部E2、把柄部E3に対応するパターンをレジストに露光する。その後現像液を用いて、レイヤーL1aを形成する。工程P4において、シリコンの深堀ドライエッチング技術により、挟持部表面側ETを形成する。ET形成後、ドライ洗浄又はウエット洗浄を実行して、レイヤーL1aを構成する、残ったレジストを除去する。
以上、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造工程P100が完了した。次に、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程P200が実行される。
図7は、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程P200を説明する断面図である。図7(a)〜図7(d)は、それぞれ、工程P5〜工程P8を説明する。
図7(a)に示すように、工程P5において、工程P4まで完了した、基板4aを用意し、洗浄する。図7(b)に示すように、工程P5において、レイヤーL2の原料であるフォトレジストをEB側に成膜する。その結果、基板4a下部側にレイヤーL2が形成される。図7(c)に示すように、工程P7において、頚部E2、把柄部E3に対応するマスクを使用して、フォトリソグラフィにより、頚部E2、把柄部E3に対応するパターンをレジストに露光する。その後現像液を用いて、レイヤーL2aを形成する。工程P8において、シリコンの深堀ドライエッチング技術により、挟持部表面側EBを形成する。EB形成後、ドライ洗浄又はウエット洗浄を実行して、レイヤーL2aを構成する、残ったレジストを除去する。
以上、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造工程P200が完了した。次に、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300が実行される。
図8は、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を説明する断面図である。図8(a)、および図8(b)は、それぞれ、工程P9〜工程P10を説明する。
図8(a)に示すように、工程P9において、工程P8まで完了した、基板4bを用意し、洗浄する。図8(b)に示すように、工程P10において、レイヤーL3となるナノ凹凸構造を、反応性イオンエッチング技術により形成する。
以上、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300が完了した。
以上、図3〜図9を参照して説明したように、実施形態1に係る製造方法によって、図1に示すエンドエフェクタ100を好適に製造できる。また、エフェクタ2をシリコン材料のみで形成でき、製造コストを低減できる。さらに、MEMS技術を採用しているため、容易にエンドエフェクタ100を製造できる。MEMS技術は、高精度な微細加工及び大面積アレイ化に最適だからである。また、MEMS技術の採用により、エンドエフェクタ100は、センサ、アクチュエータ、及び/又は回路素子との集積化も可能である。
また、エンドエフェクタ100は、把持を容易にするだけでなく、付着の問題を低減できる素材・構造を安価に製作することが可能であるため、微小対象物の把持・操作・脱着の制御が可能である。
また、エンドエフェクタ100は、ガラスロッド1を備えており、ロボットアームに接続可能である。市販されているマイクロマニピュレータシステムには種類が多いが、エンドエフェクタそのものには互換性があるため、多くのマイクロマニピュレータシステムに適応可能である。
また、エンドエフェクタ100は、培養液と組み合わせることにより、応用範囲さらに広げることが可能である(例えば、実施形態5)。微生物、又は細胞を、把持したり、操作したり、脱着したりして、高効率で位置決め精度の高い生体のスクリーニング操作、物理刺激、および化学刺激に対する動態の解明、を実行できる。
また、図3を参照して説明したように、実施形態1によれば、対象物と接触する挟持部表面側ETは、フォトリソグラフィ工程P3で形成される。従って、重要なパーツである挟持部表面側ETの形状に不具合が発生していれば、P4に進むことなく、再びレイヤーL1を製膜する工程P2をやり直すことで、プロセスの無駄を省くことができる。
また、図4を参照して説明したように、実施形態1によれば、対象物と接触する挟持部表面の反対側EBは、フォトリソグラフィ工程P7で形成される。従って、重要なパーツである挟持部表面の反対側EBの形状に不具合が発生していれば、P8に進むことなく、再びレイヤーL2を製膜する工程P6をやり直すことで、プロセスの無駄を省くことができる。
また、図9を参照して、エンドエフェクタ2のナノ凹凸構造の製造方法について説明する。図9は四フッ化炭素ガス59sccm、酸素ガス10sccm、圧力16Pa、RF(Radio Frequency)200Wの条件下における、反応性イオンエッチングを施行する時間と表面粗さの平均の関係である。実施形態1によれば、反応性イオンエッチングの試行時間は、平均表面粗さが10ナノメートル以上となる3分以上行う。
§4 変形例
<4.1>挟持部
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記挟持部の形状は、多面体のみならず、角錐、円錐、円柱、球形の変形状を含み、対象物と接触する挟持部表面には、前記表面ナノ凹凸構造を備える。
<4.2>頚部
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記頚部の形状は、多面体のみならず、角錐、円錐、円柱、球形の変形状を含む、径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備える。
<4.3>把柄部
本発明のエンドエフェクタにおいて、前記把柄部の形状は、多面体のみならず、角錐、円錐、円柱、球形の変形状を含む、ロボットアームに搭載されるガラスロッドに集積可能な形状を備える。
本発明のエンドエフェクタにおいて、多くのマイクロマニピュレーションのロボットアームが直径1ミリメートルのガラスロッド、およびガラスチューブを搭載する仕様となっているが、ロボットアームへの搭載が可能であれば、ガラスロッドの形状は、円柱のみならず、多面体、角錐、円錐、球形の変形状を含む。
本発明のエンドエフェクタにおいて、把柄部を集積するガラスロッドの材質は、ロボットアームへの搭載が可能であれば、ガラスのみならず、金属、樹脂、その他の材質を含む。
(実施形態2)
図1及び図10を参照して、本発明の実施形態2に係るエンドエフェクタ100の製造方法について説明する。実施形態2に係る製造方法によって、図1に示すエンドエフェクタ100を製造する。
図10は、エンドエフェクタ100の製造方法を示すフローチャートである。製造方法は、工程P11、および工程P12を含む。工程P11は、挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を構成する。工程P12は、挟持部、頸部、および把柄部の形成工程であり、エンドエフェクタ2の製造工程P400を構成する。
工程P11において、挟持部表面上のナノ凹凸構造を形成する。工程P11は、図5で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作と同様である。工程P12において、エンドエフェクタ2の構造を形成する。工程P12は、図3、および図4で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造と同様である。
以上、実施形態2に係る製造方法によれば、図1に示すエンドエフェクタ100を容易に製造できる。その他、実施形態1に係る製造方法と同様の効果を有する。
(実施形態3)
図1及び図11を参照して、本発明の実施形態3に係るエンドエフェクタ100の製造方法について説明する。実施形態3に係る製造方法によって、図1に示すエンドエフェクタ100を製造する。
図11は、エンドエフェクタ100の製造方法を示すフローチャートである。製造方法は、工程P13、および工程P14を含む。工程P13は、挟持部、頸部、および把柄部の形成工程であり、エンドエフェクタ2の製造工程P400を構成する。工程P14は、挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を構成する。
工程P13において、エンドエフェクタ2の構造を形成する。工程P13は、図3、および図4で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造と同様である。工程P14において、挟持部表面上のナノ凹凸構造を形成する。工程P14は、図5で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作と同様である。
以上、実施形態3に係る製造方法によれば、図1に示すエンドエフェクタ100を容易に製造できる。その他、実施形態1に係る製造方法と同様の効果を有する。
(実施形態4)
図1及び図12を参照して、本発明の実施形態4に係るエンドエフェクタ100の製造方法について説明する。実施形態3に係る製造方法によって、図1に示すエンドエフェクタ100を製造する。
図12は、エンドエフェクタ100の製造方法を示すフローチャートである。製造方法は、工程P15〜工程P17を含む。工程P16は、挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作工程P300を構成する。工程P15、および工程P16は、挟持部、頸部、および把柄部の形成工程であり、それぞれエンドエフェクタ2の製造工程P500、およびエンドエフェクタ2の製造工程P600から構成される。工程P500、および工程P600はエンドエフェクタ2の製造工程P400の1部である。実施形態4ではエンドエフェクタ2の形状を形成及び処理する工程を分割し、表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程を、前記エンドエフェクタの形状の形成開始後から処理完了までに挿入する構成である。
工程P15、および工程P16において、エンドエフェクタ2の構造を形成する。工程P15、および工程P16は、図3、および図4で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面側の製造、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面の反対側の製造と同様である。工程P16において、挟持部表面上のナノ凹凸構造を形成する。工程P16は、図5で説明した、エンドエフェクタの対象物と接触する挟持部表面上のナノ凹凸構造の製作と同様である。
以上、実施形態4に係る製造方法によれば、図1に示すエンドエフェクタ100を容易に製造できる。その他、実施形態1に係る製造方法と同様の効果を有する。
(実施形態5)
図13を参照して、本発明の実施形態5に係る細胞操作設備800について説明する。図13は、本発明の実施形態5に係る細胞操作設備800を説明する斜視図である。細胞操作設備800は、エンドエフェクタ100と、培養液700とを備える。エンドエフェクタ100は、図1に示したエンドエフェクタ100と同じである。培養液700は細胞を含有することが可能である。つまり、細胞等の微小対象物の緻密な把持、移動、脱着操作を行うことが可能である。培養液700は、エンドエフェクタの挟持部E1を覆うように形成される。なお、図13では、培養液は透明又は半透明な物質700を示している。ただし、培養液700の色彩は特に限定されない。
次に、本発明が実施例に基づき具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例によって限定されない。
(実施例1)
本発明の実施例1では、図3〜図8を参照して説明した製造方法により、図1に示すエンドエフェクタ100を製作した。そして、エンドエフェクタ100の顕微鏡画像を撮影した。
図14(a)及び図14(b)を参照して実施例1を説明する。図14(a)は、実施例1に係るエンドエフェクタ100の顕微鏡画像を示す。エンドエフェクタ100が良好に形成されていることを確認できた。図14(b)は、図14(a)の領域20を拡大している。エンドエフェクタ2の形状を決定する、パターニングが良好に形成されていることが確認できた。
エンドエフェクタ100を以下の条件で製造した。基板4は厚さ200マイクロメートルの両面研磨シリコンウェハを用いた。
工程P2(図6(b))では、厚みが4マイクロメートルのフォトレジストを用いた。フォトレジストとして、AZ1500(AZエレクトロニックマテリアルズ社)を使用した。工程P6(図7(b))では、厚みが10マイクロメートルのフォトレジストを用いた。フォトレジストとして、SU−8 3005(マイクロケム社)を使用した。
工程P4(図6(d))では、深堀エッチング装置により、160マイクロメートルの深さの加工をドライエッチングにて行った。工程P8(図7(d))では、深堀エッチング装置により、40マイクロメートルの深さの加工をドライエッチングにて行った。
工程P4(図6(d))ではドライ洗浄を実行して、残ったレジストを除去した。ドライ洗浄で使用した気体は酸素(O)であった。また、工程P8(図7(d))でも、ドライ洗浄を実行して、残ったレジストを除去した。ドライ洗浄で使用した気体は酸素(O)であった。
工程P10(図8(b))では、四フッ化炭素ガス59sccm、酸素ガス10sccm、圧力16Pa、RF(Radio Frequency)200W、エッチング時間5分の加工条件下で、平均表面粗さが12ナノメートルとなる条件を採用した。
(実施例2)
本発明の実施例2では、図5、および図8を参照して説明した製造方法により、表面ナノ凹凸構造を製作した。図3、図4、図6および図7を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタの顕微鏡画像を撮影した。また図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタの顕微鏡画像を撮影した。
図15(a)〜図15(d)を参照して実施例2を説明する。図15(a)は、図3、図4、図6および図7を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタの顕微鏡画像を示す。図15(c)は、図15(a)の領域21を拡大している。図15(b)は、図33〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタの顕微鏡画像を示す。図15(d)は、図15(b)の領域22を拡大している。図5、および図8を参照して説明した製造方法により、表面ナノ凹凸構造が良好に形成されていることを確認できた。図15(d)より直径1マイクロメートル〜2マイクロメートルのクレータ上の構造の内部に、1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造(図内の黒い複数の点形状)が形成できていることが確認できる。実施例3で示す、細胞の接着実験により、その効果が示された。
(実施例3)
本発明の実施例3では、エンドエフェクタと細胞との接着試験を行った。図3、図4、図6および図7を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタを用いた細胞との接着試験結果の顕微鏡画像を撮影した。また、図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタを用いた細胞との接着試験結果の顕微鏡画像を撮影した。
図16、及び図17を参照して実施例3を説明する。図16は、図3、図4、図6および図7を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタ細胞との接着試験結果の顕微鏡画像を示す。図17は、図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタによる、細胞との接着試験結果の顕微鏡画像を示す。図16(a)および図17(a)はエンドエフェクタの移動開始時、図16(b)および図17(b)はエンドエフェクタと細胞との接着時、図16(c)および図17(c)はエンドエフェクタの押し込みにより細胞移動時、図16(d)および図17(d)はエンドエフェクタを細胞と反対側へ戻す動作時、図16(e)および図17(e)はエンドエフェクタを開始時の位置に戻した時を示す。図16の凹凸構造を施していない場合では、細胞の脱着は確認できなかった。一方、図17の凹凸構造を施していない場合では、細胞の脱着が確認できた。表面ナノ凹凸構造による優位性が確認できた。
また、図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタにおいて、本発明で提示した表面ナノ凹凸構造、およびの表面ナノ凹凸構造の製造方法の効果が示せた。
(実施例4)
本発明の実施例4では、1対のマニピュレータによる細胞の搬送試験を行った。図1に示すように、図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作したエンドエフェクタを2つ設置し、さらにナノ凹凸構造を有する面を向かい合うように設置し、細胞を把持し、移動、脱着を行った。搬送試験結果の顕微鏡画像を撮影した。
本発明の実施例4では、1対のマニピュレータによる細胞の搬送試験を行った。図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作した1対のマニピュレータによる、細胞の搬送試験結果の顕微鏡画像を図18示す。図18(a)は1対のマニピュレータにより細胞の把持時、図18(b)は細胞移動時、図18(c)はエンドエフェクタの片方を細胞と反対側へ戻す動作時、図18(d)はエンドエフェクタの片方を開始時の位置に戻した時を示す。図18より細胞がエンドエフェクタに接着することなく、脱着できていることが確認できた。
(実施例5)
本発明の実施例5では、エンドエフェクタの変形例として、挟持部が四角錐形状のものを示す。図3〜図8を参照して説明した製造方法により製作した。また、細胞への接着試験を行った。製作したエンドエフェクタ、および製作したエンドエフェクタを用いた細胞との接着試験結果の顕微鏡画像を撮影した。
図19(a)は、実施例5に係るエンドエフェクタ100の顕微鏡画像を示す。エンドエフェクタ100が良好に形成されていることを確認できた。また、図19(b)は、実施例3、および実施例4と同様に細胞への付着試験を行った。図19(b)Aはエンドエフェクタの移動開始時。図19(b)Bはエンドエフェクタと細胞との設置時、図19(b)Cは細胞移動時、図19(b)Dはエンドエフェクタを細胞と反対側へ戻す動作時は細胞移動時エンドエフェクタの移動開始時を示す。表面ナノ凹凸構造により付着が起こらなかったことが確認できた。本実施例により、変形例でも効果が確認できた。
本発明は、すべてのマイクロマニピュレーションの分野に利用可能である。特に近年のマイクロマニピュレーション技術を用いた、バイオ応用の報告例の増加が非常に顕著であるが、細胞操作に適した、素材・構造を考慮した発明であるため、その汎用性拡大に大いに期待できる。本発明の利用により、熟練技術を必要とせずに簡易の手動マイクロマニピュレータでも容易な操作が可能となる。また、市販されているマイクロマニピュレータシステムには種類が多いが、エンドエフェクタそのものには互換性があり、マイクロマニピュレータの普及を高めることも期待できる。
1・・・ガラスロッド
2・・・エンドエフェクタ
3・・・操作対象物
4・・・基板
100・・・表面ナノ凹凸構造を有するマイクロマニピュレーション用エンドエフェクタ
700・・・培養液
800・・・細胞操作設備
E1・・・挟持部
E2・・・頚部
E3・・・把柄部
ET・・・挟持部表面側
EB・・・挟持部表面の反対側
L1・・・第1レイヤー
L2・・・第2レイヤー
L3・・・第3レイヤー

Claims (24)

  1. 先端から挟持部、頚部、把柄部で構成され、
    前記把柄部はロボットアームへの搭載をおこなうため、ロボットアームに搭載可能なガラスロッドに集積可能な形状を備え、
    前記頚部は構造物の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備え、
    前記挟持部は径・幅・厚みの1つもしくは複数が1000マイクロメートル以下の片持ち梁形状を備え、
    対象物と接触する前記挟持部の表面には、直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を備え、
    前記挟持部の表面には直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群との接触領域に複数の表面ナノ凹凸構造を備え、
    前記複数の表面ナノ凹凸構造は、少なくとも挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域にわたって配置され、
    前記100平方マイクロメートル以上の領域内において、任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造が配置される、エンドエフェクタ。
  2. 前記挟持部表面における表面ナノ凹凸構造の形状は、
    表面ナノ凹凸構造を備えた領域の平均表面粗さが5ナノメートル以上となる、請求項1に記載のエンドエフェクタ。
  3. 前記挟持部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える片持ち梁形状を備える、請求項1または請求項2に記載のエンドエフェクタ。
  4. 前記頚部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える形状を備える、請求項1または請求項2に記載のエンドエフェクタ。
  5. 前記把柄部において、細胞との接触時に受ける細胞からの反力4000ナノニュートンに対して耐える形状を備える、請求項1または請求項2に記載のエンドエフェクタ。
  6. 把柄部および対象物と接触する挟持部との接続部となる前記頚部において、挟持部よりも径・幅・厚みの1つもしくは複数が大きい形状を備える、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  7. 前記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料は、微細加工に適したシリコン材料である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  8. 前記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料は、生体適合性の高いガラス材料、またはガラス材料と同じ組成の二酸化ケイ素で表面が覆われたシリコン材料である、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  9. 前記頚部および把柄部の少なくとも1つもしくは複数の原料は記挟持部における表面ナノ凹凸構造の原料と同じである、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  10. 前記頚部の原料は、生体適合性の高いガラス材料、もしくは二酸化ケイ素で覆われたシリコン材料である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  11. 前記頚部の原料は、前記頚部の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備えるため、微細加工に適したシリコン材料である、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のエンドエフェクタ。
  12. エンドエフェクタの製造方法であって、
    前記エンドエフェクタは、
    先端から挟持部、頚部、把柄部を構成し、
    把柄部はロボットアームへの搭載をおこなうため、ロボットアームに搭載可能なガラスロッドと集積可能な形状を備え、
    頚部は構造物の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状を備え、
    挟持部は径・幅・厚みの1つもしくは複数が1000マイクロメートル以下の片持ち梁形状を備え、
    対象物と接触する挟持部表面には、直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を備え、
    直径1マイクロメートルから1000マイクロメートルの細胞および細胞群との接触領域に複数の表面ナノ凹凸構造を備え、
    表面ナノ凹凸構造は少なくとも挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に配置され、
    前記100平方マイクロメートル以上の領域内において、任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造が配置される、
    エンドエフェクタの形状を形成する工程と、表面ナノ凹凸構造を形成する工程とを含む製造方法。
  13. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程とは、
    前記挟持部のガラスロッドと集積可能な形状、前記頚部の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状、および把柄部片持ち梁形状を形成する工程であり、
    フォトリソグラフィ技術とシリコンの深堀ドライエッチング技術により形成する、請求項12に記載の製造方法。
  14. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程とは、
    前記挟持部のガラスロッドと集積可能な形状、前記頚部の径・幅・厚みの1つもしくは複数が先細りになるテーパ形状、および把柄部片持ち梁形状を形成する工程であり、
    フォトリソグラフィ技術とシリコンのウェットエッチング技術により形成する、請求項12に記載の製造方法。
  15. 前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程とは、
    直径1マイクロメートル以下の表面ナノ凹凸構造を、挟持部表面上の100平方マイクロメートル以上の領域に、前記両機上の任意の直径1マイクロメートルの領域に最低1つの表面ナノ凹凸構造を配置する工程であり、
    反応性イオンエッチングにより形成する、請求項12から請求項14までのいずれか1項に記載の製造方法。
  16. 前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程とは、
    四フッ化炭素ガスと酸素ガスの両方を混合したガスを用いた反応性イオンエッチングにより形成する、請求項12から請求項15までのいずれか1項に記載の製造方法。
  17. 前記表面ナノ凹凸構造を形成する工程とは、
    細胞脱着に効果のある平均表面粗さが10ナノメートル以上となる加工表面を形成する、請求項12から請求項16までのいずれか1項に記載の製造方法。
  18. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    第1面工程を構成し、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理して、前記表面ナノ凹凸構造を形成する、請求項12に記載の製造方法。
  19. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    第1面工程を構成し、前記表面ナノ凹凸構造を形成及び処理して、前記エンドエフェクタの形状を形成する、請求項12に記載の製造方法。
  20. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    第1面工程を構成し、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理する工程を分割し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程を、前記エンドエフェクタの形状の形成開始後から処理完了までに挿入する、請求項12に記載の製造方法。
  21. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理して、前記表面ナノ凹凸構造を形成する、請求項12に記載の製造方法。
  22. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記表面ナノ凹凸構造を形成及び処理して、前記エンドエフェクタの形状を形成する、請求項12に記載の製造方法。
  23. 前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程と前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程とは、
    本発明のエンドエフェクタの製造方法において、前記エンドエフェクタの形状を形成する前記工程は、第A面工程を構成し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程は、第1面工程を構成し、第A面と第1面が同一平面上にない場合、前記エンドエフェクタの形状を形成及び処理する工程を分割し、前期表面ナノ凹凸構造を形成する前記工程を、前記エンドエフェクタの形状の形成開始後から処理完了までに挿入する、請求項12に記載の製造方法。
  24. 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のエンドフェクタと、
    細胞培養可能な培養液と
    を備える、細胞操作設備。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019202650A1 (ja) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 顕微鏡用スライド、顕微鏡用スライドの製造方法、観察方法及び分析方法

Cited By (1)

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WO2019202650A1 (ja) * 2018-04-17 2019-10-24 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 顕微鏡用スライド、顕微鏡用スライドの製造方法、観察方法及び分析方法

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