JP2596897Y2 - マニピュレータ付き顕微鏡 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、遺伝子工学の実験やバ
イオテクノロジーとして実用化されている標本に対し
て、顕微鏡観察下でマニピュレータを使って刺す，切
る，注入するなどの作業を行うことのできるマニピュレ
ータ付き顕微鏡に係り、さらに詳しくは標本に対してマ
ニピュレータを位置決めするための機構の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、牛の受精卵の分割による双子牛
の大量生産技術や、マウス受精卵の初期胚に外来遺伝子
を注入するという生物実験においては、受精卵に不必要
なダメージや傷を与えないように最大の注意を払う必要
がある。

【０００３】従来、顕微鏡観察下で例えば受精卵に対し
て微細操作を行う場合は、図４に示すように、先端部を
丸めたガラス製のマイクロピペット１を使って受精卵２
を吸引し、その受精卵２を顕微鏡視野内に固定してい
る。

【０００４】受精卵２を吸引固定する際に、受精卵２の
極体付近を吸引することにより受精卵２にかかるダメー
ジを少なくすることができる。そのため、顕微鏡観察を
しながらもう一台のマニピュレータ３を使って、受精卵
２を突いたり、回転させたりして、マイクロピペット１
の先端に受精卵２の極体付近が対向するような微細操作
を行っていた。この様な作業は、時間と熟練を必要とす
るものである。

【０００５】また分子遺伝学を背景とした医学研究で
は、疾病の遺伝子レベルでの解析が試みられている。例
えば患者に特異的に見られる染色体の欠失、転座等の染
色体構造異常を解析し、原因遺伝子の染色体上の位置を
特定し、その領域のＤＮＡを解析してクローニングする
といった試みがなされている。

【０００６】マイクロマニピュレータとガラス針を使
い、分裂中期の染色体が得られるように、スライドガラ
ス上でプレパレーション処理した後に、必要とする染色
体を選び出し、マニピュレータに固定されたガラス針を
使って特定の部位を切り取った後に、ガラス針の先端で
かき取るという作業を行うことがある。

【０００７】一般に、染色体は細い糸状をなしてスライ
ドガラス上に薄く広がっている。この状態で、マニピュ
レータのガラス針を使って損傷を与えることなくかき取
るためには、染色体の長手方向に対して直交する方向に
マニピュレータを位置させる必要がある。

【０００８】そこで従来は、スライドガラスの載ったス
テージを回転させたり、標本の入った容器を回転させた
りして、マニピュレータに対して染色体の長手方向が直
交するようにしていた。

【０００９】また電気生理実験では、培養細胞を生かし
続けるため、灌流容器を顕微鏡下にセットし、培養細胞
の活動電位の測定を行っている。この灌流容器では、細
胞の状態を保つための養分，緩衝液を含んだ灌流液を流
入ピペットと流出ピペットとを組み合わせて灌流させる
ため、灌流容器にこれら２本のピペットが固定されてい
る。

【００１０】しかしながら、上述したようにマイクロピ
ペットの先端に受精卵の極体付近を対向させる微細操作
は、時間と熟練を必要とするものであり、操作性の改善
が望まれていた。

【００１１】また、スライドガラスの載ったステージや
標本の入った容器を回転させて、マニピュレータに対し
て染色体の長手方向を直交させるような場合には、その
回転によって顕微鏡観察像が移動するため狙っている染
色体を見失う可能性がある。さらに、灌流容器内の培養
細胞に活動電位測定のためのガラス電極をマニピュレー
タを使って刺すような場合に、狙った細胞の部位とマニ
ピュレータの挿入方向とが上手く合わないことがある。
灌流ピペットが固定されている標本側を回転させること
は灌流チューブが絡み合うために容易にはできないの
で、マニピュレータのセッティングからやり直さねばな
らず煩わしい作業を必要とした。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】この様に、従来のマニ
ピュレータ付き顕微鏡は、微細操作を行う際に標本に対
してマニピュレータで狙う方位を自由に設定できないた
め、標本を移動、回転させることによって狙ったいた細
胞を見失う可能性があったり、マニピュレータの位置を
移し換えることからセットアップに手間や時間がかかる
という問題があった。

【００１３】本考案は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、種々の標本に対して容易に最適な方位からマ
ニピュレータで狙うことができ、操作性に優れたマニピ
ュレータ付き顕微鏡を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案のマニピュレータ付き顕微鏡は、標本に対し
て微細操作を施すためのマニピュレータを備えた顕微鏡
において、前記標本が載置される標本載置ステージ及び
顕微鏡の対物レンズのいずれとも別体として顕微鏡本体
に固定され、顕微鏡の観察光軸を中心として回転可能な
回転板と、この回転板を回転操作するための減速機構を
有する操作部材とを有するマニピュレータステージを備
え、このマニピュレータステージの回転板上に前記マニ
ピュレータを支持したことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】本考案のマニピュレータ付き顕微鏡では、マニ
ピュレータを回転可能に支持するマニピュレータステー
ジを対物レンズとも標本載置ステージとも別体として、
顕微鏡本体に固定する構成としたことにより、支持する
マニピュレータの大きさに制約がなく、標本に対する操
作針の操作方向を自在に選択可能にできる。さらに本考
案のマニピュレータ付き顕微鏡では、微動機構を有する
操作部材によって回転板が操作されるので、微細な標本
に対してもマニピュレータの操作力向を細かく正確に設
定することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら本考案の実施例を
説明する。図１には、本考案の第１実施例に係るマニピ
ュレータ付き顕微鏡の全体構成が示されている。

【００１７】本実施例のマニピュレータ付き顕微鏡は、
正立顕微鏡１０にマニピュレータステージ１１が設けら
れており、そのマニピュレータステージ１１にマニピュ
レータ１２が観察光軸を中心として回転自在に支持され
ている。

【００１８】上記正立顕微鏡１０のアーム１３には、対
物レンズ１４、レボルバ１５及び観察鏡筒８（接眼レン
ズを含む）が支持されており、鏡体に設けられたフォー
カスハンドル１７により対物レンズ１４のピント合わせ
を行うことができるように構成されている。

【００１９】上記マニピュレータステージ１１の下方に
は、標本が載置される標本載置ステージ１８が鏡体に支
持されて配置されている。そして標本載置ステージ１８
の下方にコンデンサレンズ１９がコンデンサレンズ受け
２１に支持されて配置されている。

【００２０】また正立顕微鏡１０のベース２２の背面に
光源ボックス２３が取付けられており、この光源ボック
ス２３から供給される照明光がコンデンサレンズ１９に
よって標本載置ステージ１８上の標本に入射するように
なっている。そして上記マニピュレータステージ１１
が、ベース２２及び鏡体にそれぞれ固定された固定板２
４，２５にて支持されている。図２には、上記マニピュ
レータステージ１１及び標本載置ステージ１８の具体的
な構成が示されている。

【００２１】マニピュレータステージ１１は、中央部に
円形の開口部が形成された外枠部材３１が、上記固定板
２４，２５に固定されている。外枠部材３１の開口部の
縁には、その上面から所定の深さで開口部よりも径の大
きい段部３２が形成されている。外枠部材３１の開口部
には、その開口部よりも外径が若干小さく、かつ外枠部
材３１の肉厚よりも厚い回転板３３が挿入されている。

【００２２】上記回転板３３は、その外周面に上記段部
３２と同じ長さの径を有するフランジ３４が形成されて
おり、そのフランジ３４を外枠部材３１の段部３２に係
合させることにより、外枠部材３１の開口部に回転自在
に保持されるものとなっている。また回転板３３の中央
部には開口部３５が形成されており、この開口部３５内
に、標本載置ステージ１８に載置された標本容器３６が
配置される。

【００２３】また回転板３３の外周には歯３７が形成さ
れており、この歯３７と噛合する中間歯車３８が外枠部
材３１の裏面に回転自在に設けられている。さらに中間
歯車３８と噛合するダイヤル歯車３９が外枠部材３１の
裏面に中間歯車３８に隣接して設けられている。このダ
イヤル歯車３９の一部が外枠部材３１の端部から外部に
突出していて、外部から操作可能になっている。

【００２４】上記マニピュレータ１２は、Ｘ，Ｙ，Ｚの
三次元方向に油圧又はラック・ピニオン機構などで駆動
される構造となっており、回転板３３の上面に例えばマ
グネットスタンドによって磁力固定されている。そして
回転板３３の開口部３５を介して観察容器３６内の標本
に向かけてガラスピペット４０を伸延させている。

【００２５】上記標本載置ステージ１８は、鏡体に固定
された固定ステージ４１と、この固定ステージ４１上に
支持された移動ステージ４２とからなる。なお、移動ス
テージ４２はボールガイド等の案内機構４３によって固
定ステージ４１に支持されており、所定方向への移動が
可能になっている。以上のように構成された本実施例の
動作を、染色体の一部をかき取るマニピュレーションを
例に説明する。

【００２６】観察容器３６内に配置された標本Ｓの所望
の染色体が上手く狙い通りにプレパレーションできてい
ることが顕微鏡を使って確認されたならば、その染色体
をガラスピペット４０を使ってかき取る作業を行うこと
になる。

【００２７】最初から糸状の染色体がその長手方向がガ
ラスピペット４０に直交し、ガラスピペット４０でかき
取り易くなっていることは希である。よって、マニピュ
レータ１２が染色体の長手方向と直交する位置にない場
合を前提にして説明する。ここで標本Ｓを回転させたり
標本容器３６を回転させると、上述したように狙ってい
る染色体を見失う可能性があるので望ましくない。

【００２８】そこで本実施例では、操作部材例えばダイ
ヤル歯車３９を操作することで回転板３３と共にマニピ
ュレータ１２を移動させる。なお、回転板３３の回転中
心が観察視野の中心になるように予めマニピュレータス
テージ１１をセットアップする際に調整しておく。また
マニピュレータ１２のガラスピペット４０の先端が、観
察視野中心に来るように調整しておく。

【００２９】ダイヤル歯車３９を回転させると、このダ
イヤル歯車３９と中間歯車３８を介して結合されている
回転板３３が回転力を受ける。この回転板３３は外枠部
材３１の開口部に回転可能に支持されているため、上記
回転力を受けると光軸を中心に回転する。その結果、観
察視野は固定したままで、回転板３３に固定されたマニ
ピュレータ１２が回転板３３と共に回転し、狙っている
染色体に対するガラスピペット４０の対向方向が変化し
ていく。

【００３０】この様に本実施例によれば、標本載置ステ
ージ１８とは別体としてマニピュレータステージ１１を
備え、そのマニピュレータステージ１１に観察光軸の回
りを回転する回転板３３を設け、この回転板３３にマニ
ピュレータ１２を固定するようにしたので、狙った染色
体を観察視野の中心に配置しておけば、染色体に対する
ガラスピペット４０の対向位置を自由に設定することが
できる。従って、染色体の一部をかき取るマニピュレー
ションの作業効率を改善できる。

【００３１】また染色体に限らず、受精卵や培養細胞に
対しても、前述した従来の種々の問題を発生させること
無く、最適なマニピュレータ１２の位置決めを容易に行
うことができる。図３には、本考案の第２実施例が示さ
れている。

【００３２】本実施例は、倒立型顕微鏡５０のコンデン
サレンズ受にマニピュレータステージ５１を備え、その
マニピュレータステージ５１にマニピュレータ１２を光
軸を中心に回転可能に支持したものである。

【００３３】なお、同図に示す倒立型顕微鏡５０は公知
のものであり、各構成要素の機能は前記第１実施例で説
明した正立型顕微鏡１０の構成要素と同じであるので、
同一機能の構成要素には第１実施例と同一の符号にダッ
シュを付して示し、詳しい説明は省略する。

【００３４】マニピュレータステージ５１は、前記第１
実施例で説明したステージ１１と同一構造のものであ
る。第１実施例ではステージ１１を固定板に固定してい
たが、本実施例ではマニピュレータステージ５１の外枠
部材３１′をコンデンサレンズ受２１′の裏面に固定
し、回転板３３′の裏面にマニピュレータ１２′を固定
している。この様な本実施例によっても、前記第１実施
例と同様の作用効果を奏することができる。

【００３５】なお、本考案は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えばマニピュレータを複数台備えた
り、マニピュレータを光軸の回りを回転させる機構を他
の構造のもにしてもよい。

【００３６】

【考案の効果】本考案によれば、微細操作を行う際に標
本に対してマニピュレータで狙う方位を自由に設定で
き、狙った標本を見失う不具合を防止できる。よって、
受精卵の分割や注入に当たっては、細胞のダメージが少
ない部位を正確に、かつ素早くマニピュレータで補足し
観察視野内に固定することができる。

【００３７】また染色体の特定部位をかき取ったり、つ
り上げたりする際に、最も作業がし易く、損傷も与えな
い方向からガラスピペットで狙うことができ、作業効率
が向上する。

【００３８】さらに電気生物実験においても、観察容器
の周辺のセッティングに影響されない方向から電極等を
挿入することができるので、一度に数台のマニピュレー
タのセッティングをしなければならないときでも限られ
たスペース内で最適なセットアップを効率的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係るマニピュレータ付き
顕微鏡の全体図。

【図２】第１実施例に係るマニピュレータ付き顕微鏡の
要部の構成図。

【図３】本考案の第２実施例に係るマニピュレータ付き
顕微鏡の全体図。

【図４】マニピュレータを使った微細操作を説明するた
めの図。

【符号の説明】

１０…正立顕微鏡、１１…マニピュレータステージ、１
２…マニピュレータ、１８…標本載置ステージ、３１…
外枠部材、３３…回転板。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 標本に対して微細操作を施すためのマニ
   ピュレータを備えた顕微鏡において、 前記標本が載置される標本載置ステージ及び顕微鏡の対
   物レンズのいずれとも別体として顕微鏡本体に固定さ
   れ、顕微鏡の観察光軸を中心として回転可能な回転板
   と、この回転板を回転操作するための減速機構を有する
   操作部材とを有するマニピュレータステージを備え、 このマニピュレータステージの回転板上に前記マニピュ
   レータを支持したことを特徴とするマニピュレータ付き
   顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記操作部材の減速機構は歯車で構成さ
   れ、かつ回転板と操作部材との間に中間歯車を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のマニピュレータ付き顕微
   鏡。