JP2022151137A - manipulation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マニピュレーションシステムに関する。 The present invention relates to manipulation systems.
バイオテクノロジ分野において、顕微鏡観察下で微小対象物(例えば、細胞など)に対して微細操作を実施するためのマニピュレーションシステムが知られている(特許文献1参照)。このようなマニピュレーションシステムでは、所定の環境下で微小対象物の微細操作を行うことが要求される場合がある(特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art In the field of biotechnology, there is known a manipulation system for finely manipulating minute objects (eg, cells) under microscope observation (see Patent Document 1). Such a manipulation system may be required to perform fine manipulation of a microscopic object under a predetermined environment (see Patent Document 2).
特許文献2では、マニピュレータ、操作場所、イメージャを含むマニピュレーションシステムが、チャンバ内に配置される。このため、アクチュエータなどの駆動装置からの発塵により、チャンバ内の環境が汚染される可能性がある。また、チャンバ内が高温多湿の環境に設定された場合、マニピュレータの可動部にサビが発生するなど、良好に微細操作を行うことが困難となる可能性がある。 In US Pat. No. 5,400,004, a manipulation system including a manipulator, a manipulation site, and an imager is placed inside the chamber. Therefore, there is a possibility that the environment inside the chamber will be contaminated by dust generated from a driving device such as an actuator. In addition, if the chamber is set in a hot and humid environment, it may become difficult to finely manipulate the manipulator, for example, rust may occur in the movable portion of the manipulator.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができるマニピュレーションシステムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a manipulation system capable of satisfactorily manipulating a minute object under a predetermined environment.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムは、微小対象物を収容するための容器が載置される試料ステージと、前記微小対象物を操作するためのピペットを備えるマニピュレータと、前記ピペットを内部空間に挿入するための第1開口が設けられ、少なくとも前記微小対象物及び前記容器を収容するためのチャンバと、前記第1開口の外縁と前記ピペットとの間の隙間を封止する第1封止部材と、を有する。 A manipulation system according to an aspect of the present invention comprises a sample stage on which a container for containing a microscopic object is mounted, a manipulator equipped with a pipette for manipulating the microscopic object, and the pipette in an internal space. A first sealing member for sealing a gap between an outer edge of the first opening and the pipette and a chamber for accommodating at least the micro-object and the container, the first opening being provided for insertion. and have
これによれば、マニピュレーションシステムは、第1封止部材によりチャンバの内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。そして、チャンバに設けられた第1開口を介してピペットが内部空間に挿入され、チャンバ内の所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができる。また、マニピュレータの駆動装置等の可動部は、チャンバの外部に配置されているので、チャンバ内の環境(例えば、高温多湿環境)に晒されることを抑制できる。 According to this, in the manipulation system, the internal space and the outside of the chamber are shielded by the first sealing member, so that the environment inside the chamber can be favorably maintained. Then, the pipette is inserted into the internal space through the first opening provided in the chamber, and the minute object can be satisfactorily manipulated under the predetermined environment in the chamber. In addition, since the movable parts such as the driving device of the manipulator are arranged outside the chamber, they can be prevented from being exposed to the environment inside the chamber (for example, a high temperature and high humidity environment).
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第1封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、ピペットを内部空間で移動させて微小対象物の操作を行う際に、第1封止部材は、ピペットの移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステムは、第1開口の外縁とピペットとの間の隙間を良好に封止して、チャンバ内の環境を保ちつつ微小対象物の操作を行うことができる。 In the manipulation system according to one aspect of the present invention, the first sealing member is made of flexible material. According to this, when the pipette is moved in the internal space to manipulate the minute object, the first sealing member is provided so as to be deformable along with the movement of the pipette. Thereby, the manipulation system can satisfactorily seal the gap between the outer edge of the first opening and the pipette and manipulate the minute object while maintaining the environment inside the chamber.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバの側板には、前記試料ステージの少なくとも一部を前記内部空間に挿入するための第2開口が設けられ、前記第2開口の外縁と前記試料ステージとの間の隙間を封止する第2封止部材を有する。これによれば、マニピュレーションシステムは、チャンバの内部空間で、試料ステージに載置された微小対象物及び容器の移動が可能である。また、第2封止部材により、チャンバの内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。 In the manipulation system according to an aspect of the present invention, the side plate of the chamber is provided with a second opening for inserting at least a part of the sample stage into the internal space, and the outer edge of the second opening and the sample are separated from each other. It has a second sealing member that seals the gap with the stage. According to this, the manipulation system can move the micro-object placed on the sample stage and the container in the internal space of the chamber. Moreover, since the inner space of the chamber is shielded from the outside by the second sealing member, the environment inside the chamber can be favorably maintained.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第2封止部材は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、試料ステージを内部空間で移動させる際に、第2封止部材は、試料ステージの移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステムは、第2開口の外縁と試料ステージとの間の隙間を良好に封止して、チャンバ内の環境を保ちつつ試料ステージを移動させることができる。 In the manipulation system according to one aspect of the present invention, the second sealing member is made of flexible material. According to this, when the sample stage is moved in the internal space, the second sealing member is provided so as to be deformable along with the movement of the sample stage. Thereby, the manipulation system can well seal the gap between the outer edge of the second opening and the sample stage, and move the sample stage while maintaining the environment inside the chamber.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記試料ステージ及び前記チャンバの上方に配置される顕微鏡を有し、前記チャンバの天板には、少なくとも前記顕微鏡と重畳する位置に透光性の透光領域を有する。これによれば、顕微鏡により、透光領域を介してチャンバの内部空間を観察することができる。したがって、マニピュレーションシステムは、チャンバの内部空間で良好に微小対象物の操作を行うことができる。 In the manipulation system according to an aspect of the present invention, the microscope is arranged above the specimen stage and the chamber, and a top plate of the chamber has a translucent light-transmitting device at least at a position overlapping with the microscope. have an area. According to this, the internal space of the chamber can be observed through the light-transmitting region with a microscope. Therefore, the manipulation system can manipulate minute objects well in the internal space of the chamber.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバは、前記内部空間の環境を制御するための、少なくとも1つ以上の貫通孔を有する。これによれば、チャンバの内部空間は、貫通孔を介して、例えば湿度調整装置、CO2ガス濃度調整装置等と接続可能である。あるいは、貫通孔を介して、ヒータや各種センサをチャンバの内部空間に設置することができる。 In the manipulation system according to one aspect of the present invention, the chamber has at least one or more through holes for controlling the environment of the internal space. According to this, the internal space of the chamber can be connected to, for example, a humidity control device, a CO 2 gas concentration control device, etc. through the through hole. Alternatively, heaters and various sensors can be installed in the internal space of the chamber via through holes.
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記チャンバが載置される基台を有し、前記チャンバは、固定部材により前記基台に固定される。これによれば、チャンバが基台に固定されているので、チャンバが移動可能に設けられる構成に比べて、第1開口及び第2開口の密閉性を向上させることができる。 A manipulation system according to an aspect of the present invention has a base on which the chamber is placed, and the chamber is fixed to the base by a fixing member. According to this, since the chamber is fixed to the base, it is possible to improve the airtightness of the first opening and the second opening compared to a configuration in which the chamber is provided movably.
本発明によれば、所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができるマニピュレーションシステムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manipulation system which can operate a micro-object satisfactorily under a predetermined environment can be provided.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 A form (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.
(実施形態)
図1は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示すマニピュレーションシステムの一部を拡大して示す斜視図である。図1及び図2に示すマニピュレーションシステム100は、顕微鏡観察下で、容器38に収容された微小対象物の操作を行う装置である。微小対象物は、例えば細胞である。
(embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a manipulation system according to an embodiment. 2 is an enlarged perspective view of a portion of the manipulation system shown in FIG. 1; FIG. A
図1及び図2に示すように、マニピュレーションシステム100は、基台101と、ピペット10と、ピペット保持部15と、マニピュレータ20と、試料ステージ30と、顕微鏡ユニット40と、チャンバ60と、を備える。なお、本実施形態では、試料ステージ30の載置面30a(図3参照)に平行な一方向をX軸方向とする。載置面30aに平行で、かつ、X軸方向と直交する方向をY軸方向とする。載置面30aの法線方向をZ軸方向とする。例えば、載置面30aが鉛直方向と直交する水平面となるように、基台1の配置が調整されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
マニピュレータ20は、ピペット保持部15及びピペット10をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させるための装置である。マニピュレータ20は、X軸-Y軸-Z軸の3軸構成のマニピュレータである。
The
ピペット保持部15は、ピペット10を保持するための管状器具である。ピペット保持部15の材質は、例えばガラス又は金属である。ピペット保持部15の一端は、ピペット10に連結される。また、ピペット保持部15の他端は、マニピュレータ20に連結される。また、ピペット保持部15は、マニピュレータ20が有する電動マイクロポンプ29(図3参照)に接続されている。ピペット保持部15及びピペット10の内部圧力は、電動マイクロポンプ29から供給される圧力Pにより減圧又は増圧される。
Pipette
ピペット10は、微小対象物のインジェクション操作手段として用いられるインジェクションピペットである。微小対象物は、例えば、ピペット10と連通されている電動マイクロポンプ29によって、ピペット10の先端から溶液等が注入される。なお、ピペット10は、インジェクションピペットに限定されず、微小対象物を採取するための採取用ピペットであってもよい。
A
試料ステージ30は、X軸ステージ31及びY軸ステージ32に接続される。X軸ステージ31は、駆動装置36aが駆動することによって、X軸方向に移動する。Y軸ステージ32は、駆動装置36bが駆動することによって、Y軸方向に移動する。X軸ステージ31はY軸ステージ32上に取り付けられている。試料ステージ30は、X軸ステージ31及びY軸ステージ32の移動により、X-Y平面内を2軸移動可能に設けられる。また、駆動装置36(駆動装置36a及び駆動装置36b)は、コントローラ50(図3参照)に接続されている。
The
試料ステージ30の載置面30aに容器38が載置される。容器38は、例えば、ディッシュ又はウェルプレートである。細胞等の微小対象物は、容器38に収容される。
A
チャンバ60は、内部空間を有する箱状の部材である。チャンバ60の内部空間は密閉され、チャンバ60の外部と遮断される。チャンバ60の内部空間は、細胞等の微小対象物の操作を行うための所定の環境(例えば、クリーン環境、高温多湿環境、CO2等のガス環境等)に維持、管理される。なお、本明細書において、「密閉」及び「封止」は、チャンバ60の内部空間が外部と完全に遮断された状態に限定されず、ピペット10及び試料ステージ30を移動して微小対象物の操作を行う際に、チャンバ60の内部空間が所定の環境を維持できる気密性を有していればよい。
The
チャンバ60は、基台101の上に載置される。チャンバ60は、固定部材102により基台101に固定される。固定部材102は、例えばボルトである。チャンバ60の内部空間には、微小対象物及び容器38が収容される。ピペット10及びピペット保持部15は、第1開口OP1を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。また、試料ステージ30の一部は、第2開口OP2を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。なお、第1開口OP1及び第2開口OP2の封止構造については、後述する。
顕微鏡ユニット40は、試料ステージ30及びチャンバ60の上方に配置されている。顕微鏡ユニット40は、顕微鏡41と、撮像装置45と、試料ステージ30の載置面30aに向けて光を照射する光源(図示せず)と、を有する。図2に示すように、顕微鏡41は、鏡筒411と、対物レンズ412と、接眼レンズ413と、駆動装置414(図3参照)とを有する。顕微鏡41は、対物レンズ412が容器38及びチャンバ60の上方に位置する実体顕微鏡である。顕微鏡ユニット40の鏡筒411は、駆動装置414が駆動することによって、Z軸方向に移動する。これにより、顕微鏡41は、焦点位置を調節することができる。対物レンズ412は、所望の倍率に合わせて複数種類が用意されていてもよい。撮像装置45は、顕微鏡41を介して、ピペット10の先端及び微小対象物をZ軸方向から撮像することができる。
The
なお、顕微鏡ユニット40は、1つに限定されず、2つ以上設けられていてもよい。この場合、複数の顕微鏡ユニットは、ピペット10の先端及び微小対象物を異なる方向から観察することができる。
Note that the number of
図3は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示す模式図である。図3に示すように、マニピュレーションシステム100は、さらに、コントローラ50と、ジョイスティック57と、入力部58と、表示部80と、を備える。入力部58は、キーボードやタッチパネル等である。ジョイスティック57及び入力部58は、コントローラ50に接続されている。オペレータは、ジョイスティック57及び入力部58を介して、コントローラ50にコマンドを入力することができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of the manipulation system according to the embodiment. As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、マニピュレータ20は、X軸テーブル21と、Y軸テーブル22と、Z軸テーブル23と、駆動装置26、27と、電動マイクロポンプ29と、を備える。X軸テーブル21は、駆動装置26が駆動することによって、X軸方向に移動する。Y軸テーブル22は、駆動装置26が駆動することによって、Y軸方向に移動する。Z軸テーブル23は、駆動装置27が駆動することによって、Z軸方向に移動する。駆動装置26、27と、電動マイクロポンプ29は、コントローラ50に接続されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
マニピュレータ20において、Z軸テーブル23はY軸テーブル22上に取り付けられている。これにより、ピペット保持部15及びピペット10は、Y軸テーブル22の移動にしたがって、Y軸テーブル22と同じ距離だけY軸方向に移動することができる。さらに、Y軸テーブル22はX軸テーブル21上に取り付けられている。これにより、ピペット保持部15及びピペット10は、X軸テーブル21の移動にしたがって、X軸テーブル21と同じ距離だけX軸方向に移動することができる。また、ピペット保持部15及びピペット10は、Z軸テーブル23の移動にしたがって、Z軸テーブル23と同じ距離だけZ軸方向に移動することができる。
In
次に、コントローラ50の機能について、図4を参照して説明する。図4は、実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成例を示すブロック図である。コントローラ50は、演算手段としてのCPU(中央演算処理装置)及び記憶手段としてのハードディスク、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のハードウェア資源を備える。
Next, functions of the
図4に示すように、コントローラ50は、その機能として、画像入力部51a、画像出力部51b、画像処理部52、検出部53、画像編集部54、制御部55及び記憶部56を有する。画像入力部51a、画像出力部51b、画像処理部52、検出部53、画像編集部54及び制御部55は、上記の演算手段により実現される。記憶部56は、上記の記憶手段により実現される。コントローラ50は、記憶部56に格納されたプログラムに基づいて各種の演算を行い、演算結果にしたがって制御部55が各種の制御を行うように駆動信号を出力する。
As shown in FIG. 4, the
制御部55は、顕微鏡ユニット40の駆動装置414と、マニピュレータ20の駆動装置26、27及び電動マイクロポンプ29と、試料ステージ30の駆動装置36と、を制御する。制御部55は、駆動装置414、26、27に駆動信号Vz1、Vxy2、Vz2、Vxy3(図3参照)をそれぞれ供給する。また、制御部55は、電動マイクロポンプ29に駆動信号Vmp(図3参照)を供給する。なお、制御部55は、必要に応じて設けられたドライバやアンプ等を介して、駆動信号Vz1、Vxy2、Vz2、Vxy3、Vmpをそれぞれ供給してもよい。
The
撮像装置45から出力される画像信号Vpix1(図3参照)は、画像入力部51aに入力される。画像処理部52は、画像入力部51aから画像信号Vpix1を受け取って、画像処理を行う。画像出力部51bは、画像処理部52で画像処理された画像情報を記憶部56及び表示部80へ出力する。
An image signal Vpix1 (see FIG. 3) output from the
検出部53は、画像処理部52から画像情報を受け取り、受け取った画像情報に基づいて、微小対象物の位置や個数を自動で検出する。そして、検出部53は検出結果を画像編集部54及び制御部55に出力する。なお、本開示において「自動」とは、装置が作業者の判断を介さずに動作することを意味する。また、コントローラ50は、微小対象物の検出に限定されず、ピペット10の位置を検出することもできる。
The detection unit 53 receives image information from the image processing unit 52 and automatically detects the positions and the number of minute objects based on the received image information. The detection unit 53 then outputs the detection result to the
次に、チャンバ60の詳細な構成について説明する。図5は、チャンバ、ピペット保持部及びピペットの配置関係を説明するための上面図である。図6は、チャンバ及び試料ステージの配置関係を説明するための正面図である。図7は、チャンバの側面図である。
Next, the detailed configuration of the
図5から図7に示すように、チャンバ60は、底板61と、カバー部62と、を有する。底板61は、平板状の部材であり、基台101と対向して配置される。また、試料ステージ30の少なくとも一部は、底板61の上面と対向して配置される。カバー部62は、天板62aと側板62bとを有する。側板62bの下部が底板61と連結されて、チャンバ60の内部空間が密閉される。
As shown in FIGS. 5-7, the
図5に示すように、チャンバ60は、上面から見たときに、四角形状である。ただし、これに限定されず、チャンバ60は、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、チャンバ60の天板62aには、第1開口OP1が設けられる。上述したように、ピペット10及びピペット保持部15は、第1開口OP1を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。第1開口OP1は、上面から見たときに、X軸方向に沿った長辺を有する矩形状である。第1開口OP1の各辺の長さは、ピペット10及びピペット保持部15の直径よりも大きく形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、第1開口OP1内でピペット保持部15を移動させることができ、チャンバ60内の微小対象物の操作を行うことができる。なお、第1開口OP1は、矩形状に限定されず、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。第1開口OP1は、微小対象物の操作に応じて適切な形状を採用することができる。
As shown in FIG. 5, the
第1開口OP1を覆って第1封止部材71が設けられる。なお、図5では、図面を見やすくするために第1封止部材71に斜線を付けて示している。第1封止部材71は、第1開口OP1の外縁と、ピペット保持部15(及びピペット10)との間の隙間を封止する。第1封止部材71は、取付部材16によりピペット保持部15の外周に取り付けられる。
A first sealing
第1封止部材71は、柔軟性を有する材料で形成されている。具体的には、第1封止部材71は、ナイロンやビニール等の樹脂フィルム材料や、シート状のゴムで形成することができる。第1封止部材71は、ピペット保持部15(及びピペット10)が第1開口OP1内を移動する際に、変形可能に設けられている。
The
図8は、チャンバ、ピペット保持部及び第1封止部材の一部を拡大して示す断面図である。図8は、図5のVIII-VIII’断面図である。図8に示すように、第1封止部材71は、天板62aの下面と、固定部材68及びOリング69との間に挟み込まれる。なお、図8では図面を見やすくするために、天板62aの下面と、固定部材68とを離して示しているが、天板62a、第1封止部材71、Oリング69及び固定部材68が密着するように固定される。固定部材68は、例えばボルトにより天板62aに固定される。また、図8は、Y-Z断面図を示しているが、固定部材68及びOリング69は、第1開口OP1の外縁に沿って形成された環状の部材である。これにより、第1封止部材71は、固定部材68及びOリング69により、第1開口OP1の外縁に沿って固定されて、第1開口OP1を封止できる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the chamber, the pipette holder, and the first sealing member. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII' of FIG. As shown in FIG. 8, the first sealing
なお、天板62aの下面には、溝部62cが形成され、固定部材68には、溝部68aが形成される。Oリング69は、対向する溝部62c、68aの間に配置される。ただし、溝部62c、68aの少なくとも一方は設けられなくてもよい。固定部材68及びOリング69の構成はあくまで一例であり、第1開口OP1の外縁と第1封止部材71との間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。
A
図9は、取付部材の構成例を説明するための断面図である。取付部材16は、第1ナット17と、第2ナット18と、を有する。ピペット保持部15の外周面にねじ加工が施されており、第1ナット17及び第2ナット18がピペット保持部15に螺合される。ピペット保持部15の軸方向に沿った方向で、第1ナット17と第2ナット18との間に、第1封止部材71及びOリング19が挟み込まれる。これにより、ピペット保持部15と、第1封止部材71との間が封止される。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a configuration example of the mounting member. The mounting
より具体的には、第1ナット17は、第1ナット17の下面から突出する突出部17aを有する。突出部17aは、ピペット保持部15を囲む環状に形成される。第2ナット18は、第2ナット18の上面から突出する突出部18aを有する。第2ナット18の突出部18aは、第1ナット17の突出部17aの外周を囲む環状に形成される。第1封止部材71及びOリング19は、第2ナット18の突出部18aと、ピペット保持部15の外周面との間に形成される凹部に配置される。第1ナット17及び第2ナット18が互いに近づく向きに回転することで、第1封止部材71及びOリング19は、突出部17aと凹部の底部を形成する第2ナット18との間に挟み込まれる。
More specifically, the
なお、図9に示す取付部材16の構成はあくまで一例である。取付部材16は、ピペット保持部15と第1封止部材71との間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。例えば、突出部17a、18aはなくてもよい。
Note that the configuration of the mounting
次に、図5に戻って、チャンバ60の天板62aには、透光性の透光領域CLが設けられる。透光領域CLの材料は、例えばガラスが用いられる。透光領域CLは、顕微鏡ユニット40の顕微鏡41(図1、2参照)と重畳する領域に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、顕微鏡41により、透光領域CLを介してチャンバ60の内部空間のピペット10及び微小対象物を観察することができる。
Next, returning to FIG. 5, the
なお、第1開口OP1と透光領域CLとは、X軸方向に隣り合って配置されている。これに限定されず、第1開口OP1及び透光領域CLの位置関係は、顕微鏡41、マニピュレータ20、ピペット保持部15及びピペット10の配置に応じて適宜変更することができる。
Note that the first opening OP1 and the translucent region CL are arranged adjacent to each other in the X-axis direction. Not limited to this, the positional relationship between the first opening OP1 and the translucent region CL can be appropriately changed according to the arrangement of the
次に、図6に示すように、チャンバ60の側板62bには、第2開口OP2が設けられている。上述したように、試料ステージ30の少なくとも一部は、第2開口OP2を介してチャンバ60の内部空間に挿入される。第2開口OP2は、側面から見たときに、X軸方向に沿った長辺を有する矩形状である。より具体的には、第2開口OP2は、側板62bの下部に形成された矩形状の切り欠き部と、底板61とで囲まれて形成される。
Next, as shown in FIG. 6, the
第2開口OP2のX軸方向の長さは、試料ステージ30のX軸方向の長さよりも長く形成される。第2開口OP2のZ軸方向の長さは、試料ステージ30のZ軸方向の長さ(厚さ)よりも長く形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、第2開口OP2内で試料ステージ30を移動させることができる。すなわち、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60内で、試料ステージ30上に載置された容器38及び容器38に収容された微小対象物を移動させることができる。なお、第2開口OP2は、矩形状に限定されず、多角形状、円形状等、他の形状であってもよい。
The length of the second opening OP2 in the X-axis direction is formed longer than the length of the
第2開口OP2を覆って第2封止部材72が設けられる。なお、図6では、図面を見やすくするために第2封止部材72に斜線を付けて示している。第2封止部材72は、第2開口OP2の外縁と、試料ステージ30との間の隙間を封止する。
A
第2封止部材72は、第1封止部材71と同様に、柔軟性を有する材料で形成されている。具体的には、第2封止部材72は、ナイロンやビニール等の樹脂フィルム材料や、シート状のゴムで形成することができる。第2封止部材72は、試料ステージ30が第2開口OP2内を移動する際に、変形可能に設けられている。
Like the first sealing
図10は、チャンバ、試料ステージ及び第2封止部材の一部を拡大して示す断面図である。図10は、図6のX-X’断面図である。図10に示すように、第2封止部材72は、側板62bと、固定部材75及びOリング77との間に挟み込まれる。固定部材75は、例えばボルトにより側板62bに固定される。また、図8は、Y-Z断面図を示しているが、固定部材75及びOリング77は、第2開口OP2の外縁に沿って形成される。これにより、第2封止部材72は、第2開口OP2の外縁に固定されて、第2開口OP2を封止できる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the chamber, sample stage, and second sealing member. 10 is a cross-sectional view taken along line XX' of FIG. 6. FIG. As shown in FIG. 10, the second sealing
また、第2封止部材72は、試料ステージ30の上面と、固定部材76及びOリング78との間に挟み込まれる。固定部材76は、例えばボルトにより試料ステージ30に固定される。これにより、第2封止部材72は、試料ステージ30に固定されて、第2開口OP2と試料ステージ30との間の隙間を封止できる。なお、第2開口OP2のZ軸方向の長さは、試料ステージ30と固定部材76との合計の厚さよりも長く形成され、固定部材76と側板62bとの接触が抑制される。あるいは、固定部材76は、側板62bと接触しないように、Y軸方向で側板62bから十分に離れた位置に設けられる。
Also, the second sealing
なお、図10に示す固定部材75、76及びOリング77、78の構成はあくまで一例である。固定部材75、76及びOリング77、78は、第2開口OP2と試料ステージ30との間の隙間を封止するように設けられていれば、どのような構造であってもよい。
The configuration of the fixing
次に、図7に示すように、チャンバ60は、内部空間の環境を制御するための、貫通孔65、66を有する。貫通孔65は、例えば湿度調整装置(図示しない)に接続される。貫通孔65は、湿度調整装置から供給された所定の湿度に調整された空気を、チャンバ60の内部空間に導入する通気孔として形成される。これにより、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60内の湿度を調整することができる。あるいは、貫通孔65は、CO2濃度調整装置(図示しない)に接続されてもよい。この場合、貫通孔65は、CO2濃度調整装置から供給されたCO2ガスを、チャンバ60の内部空間に導入する通気孔として形成される。これに限定されず。貫通孔65は、チャンバ60の環境に応じたガスを供給することができる。
Next, as shown in FIG. 7, the
また、貫通孔66は、ヒータや各種センサをチャンバ60の内部空間に設置するために設けられる。貫通孔66は、例えば、ヒータや各種センサに接続される配線等が挿入される。本実施形態のマニピュレーションシステム100は、貫通孔65、66を設けることにより、チャンバ60内の環境を容易に調整、管理することができる。
A through
図7に示す例では、貫通孔65、66は2つ設けられている。これに限定されず、貫通孔は、1つ、又は、3つ以上設けられていてもよい。
In the example shown in FIG. 7, two through
なお、第1開口OP1、第2開口OP2及び貫通孔65、66の位置、大きさ、形状は適宜変更することができる。例えば、第1開口OP1は、天板62aに設けられる構成に限定されず、側板62bに設けられてもよい。また、第2開口OP2は、側板62bのY軸方向と交差する部分(正面側)に設けられているが、これに限定されず、X軸方向と交差する部分(側面側)に設けられていてもよい。また、貫通孔65、66の位置も適宜変更することができる。
The positions, sizes, and shapes of the first opening OP1, the second opening OP2, and the through
なお、チャンバ60は、2つの部材(底板61及びカバー部62)で構成されているが、これに限定されない。図11は、変形例に係るチャンバの構成例を示す正面図である。図11に示すように、変形例に係るチャンバ60Aは、底板61A、天板62A及び側板62Bの3つの部材が連結されて構成される。
Although the
これに限定されず、チャンバ60、60Aは、基台101への固定方法や、試料ステージ30及びマニピュレータ20との配置関係に応じて、適宜異なる構成とすることができる。例えば、チャンバ60、60Aは、4つ以上の部材で構成されていてもよい。
The
以上説明したように、本実施形態のマニピュレーションシステム100は、微小対象物を収容するための容器38が載置される試料ステージ30と、微小対象物を操作するためのピペット10を備えるマニピュレータ20と、ピペット10を内部空間に挿入するための第1開口OP1が設けられ、少なくとも微小対象物及び容器38を収容するためのチャンバ60と、第1開口OP1の外縁とピペット10(及びピペット保持部15)との間の隙間を封止する第1封止部材71と、を有する。
As described above, the
これによれば、マニピュレーションシステム100は、第1封止部材71によりチャンバ60の内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ60内の環境を良好に維持することができる。そして、チャンバ60に設けられた第1開口OP1を介してピペット10が内部空間に挿入され、チャンバ60内の所定の環境下で良好に微小対象物の操作を行うことができる。また、マニピュレータ20の駆動装置26、27等の可動部は、チャンバ60の外部に配置されるので、チャンバ60内の環境(例えば、高温多湿環境)に晒されることを抑制できる。したがって、マニピュレーションシステム100は、マニピュレータ20の駆動装置26、27等の可動部における、腐食やサビの発生を抑制することができる。
According to this, in the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、第1封止部材71は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、ピペット10を内部空間で移動させて微小対象物の操作を行う際に、第1封止部材71は、ピペット10の移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、第1開口OP1の外縁とピペット10との間の隙間を良好に封止して、チャンバ60内の環境を保ちつつ微小対象物の操作を行うことができる。
Moreover, in the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60の側板62bには、試料ステージ30の少なくとも一部を内部空間に挿入するための第2開口OP2が設けられ、第2開口OP2の外縁と試料ステージ30との間の隙間を封止する第2封止部材72を有する。これによれば、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60の内部空間で、試料ステージ30に載置された微小対象物及び容器38の移動が可能である。また、第2封止部材72によりチャンバ60の内部空間と外部とが遮蔽されるので、チャンバ内の環境を良好に維持することができる。
In the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、第2封止部材72は、柔軟性を有する材料で形成されている。これによれば、試料ステージ30を内部空間で移動させる際に、第2封止部材72は、試料ステージ30の移動に伴って変形可能に設けられる。これにより、マニピュレーションシステム100は、第2開口OP2の外縁と試料ステージ30との間の隙間を良好に封止して、チャンバ60内の環境を保ちつつ試料ステージ30を移動させることができる。
Moreover, in the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、試料ステージ30及びチャンバ60の上方に配置される顕微鏡41を有し、チャンバ60の天板62aには、少なくとも顕微鏡41と重畳する位置に透光性の透光領域CLを有する。これによれば、顕微鏡41により、透光領域CLを介してチャンバ60の内部空間を観察することができる。したがって、マニピュレーションシステム100は、チャンバ60の内部空間で良好に微小対象物の操作を行うことができる。
Further, in the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60は、内部空間の環境を制御するための、少なくとも1つ以上の貫通孔65、66を有する。これによれば、チャンバ60の内部空間は、貫通孔65、66を介して、例えば湿度調整装置、CO2ガス濃度調整装置等と接続可能である。あるいは、貫通孔65、66を介して、ヒータや各種センサをチャンバ60の内部空間に設置することができる。
Moreover, in the
また、本実施形態のマニピュレーションシステム100において、チャンバ60が載置される基台101を有し、チャンバ60は、固定部材102により基台101に固定される。これによれば、チャンバ60が基台101に固定されているので、チャンバ60が移動可能に設けられる構成に比べて、第1開口OP1及び第2開口OP2の密閉性を向上させることができる。さらに、チャンバ60が移動可能に設けられる構成に比べて、透光領域CLの面積を小さくすることができる。
Further, the
10 ピペット
15 ピペット保持部
16 取付部材
17 第1ナット
18 第2ナット
20 マニピュレータ
30 試料ステージ
31 X軸ステージ
32 Y軸ステージ
38 容器
40 顕微鏡ユニット
41 顕微鏡
60 チャンバ
61 底板
62 カバー部
62a、62A 天板
62b、62B 側板
65、66 貫通孔
71 第1封止部材
72 第2封止部材
100 マニピュレーションシステム
101 基台
OP1 第1開口
OP2 第2開口
CL 透光領域
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記微小対象物を操作するためのピペットを備えるマニピュレータと、
前記ピペットを内部空間に挿入するための第1開口が設けられ、少なくとも前記微小対象物及び前記容器を収容するためのチャンバと、
前記第1開口の外縁と前記ピペットとの間の隙間を封止する第1封止部材と、を有する
マニピュレーションシステム。 a sample stage on which a container for containing a microscopic object is mounted;
a manipulator equipped with a pipette for manipulating the microscopic object;
a chamber for containing at least the micro-object and the container, provided with a first opening for inserting the pipette into the interior space;
A manipulation system, comprising: a first sealing member that seals a gap between an outer edge of the first opening and the pipette.
請求項1に記載のマニピュレーションシステム。 The manipulation system according to claim 1, wherein the first sealing member is made of flexible material.
前記第2開口の外縁と前記試料ステージとの間の隙間を封止する第2封止部材を有する
請求項1又は請求項2に記載のマニピュレーションシステム。 A side plate of the chamber is provided with a second opening for inserting at least part of the sample stage into the internal space,
3. The manipulation system according to claim 1, further comprising a second sealing member that seals a gap between the outer edge of the second opening and the sample stage.
請求項3に記載のマニピュレーションシステム。 4. The manipulation system according to claim 3, wherein the second sealing member is made of flexible material.
前記チャンバの天板には、少なくとも前記顕微鏡と重畳する位置に透光性の透光領域を有する
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のマニピュレーションシステム。 a microscope disposed above the sample stage and the chamber;
The manipulation system according to any one of claims 1 to 4, wherein the top plate of the chamber has a translucent translucent area at least at a position overlapping with the microscope.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のマニピュレーションシステム。 The manipulation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the chamber has at least one or more through holes for controlling the environment of the internal space.
前記チャンバは、固定部材により前記基台に固定される
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のマニピュレーションシステム。 Having a base on which the chamber is mounted,
The manipulation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the chamber is fixed to the base by a fixing member.
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