JP4652906B2 - 振動型マイクロインジェクション装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動型マイクロインジェクション装置に関するものである。

従来、このような技術分野においては、圧電素子を用いた微小移動装置（下記特許文献１参照）や、その圧電素子による駆動力発生体を用いたマイクロマニピュレータ（下記特許文献２参照）や、その圧電素子による駆動力発生体を用いた微小インジェクション装置（下記特許文献３参照）が提案されている。また、刺激により膜変性反応が誘起される膜変性体を、膜の一部に接触あるいは近接させ、膜変性体に刺激を与えることで膜を変性させて膜破壊部材によって膜を穿孔する方法が提案されている（下記特許文献４参照）。さらに、シャーレなどの容器内で先端が曲がったマイクロピペットを用いたマイクロインジェクション装置が提案されている（下記特許文献５参照）。また、被処理側の先端に鋭利なエッジを有する微小器具本体と、この微小器具本体をその軸と直角方向に振動させるための振動手段とを備えたマイクロマニピュレータ用微小器具が提案されている（下記特許文献６参照）。
特開昭６３−２９９７８５号公報 特開平０２−２６９５８３号公報 特開平０３−１１９９８９号公報 ＷＯ０１／０１９９５３号公報 特開２００３−１２５７５０号公報 特開平０６−０９０７７０号公報

しかしながら、上記した特許文献１〜３に開示された微小移動機構を有するマイクロマニピュレータや微小インジェクション装置は、専ら圧電素子の駆動により直線運動を行わせる型の駆動機構である。
また、上記した特許文献４に開示された膜の穿孔方法では、刺激により膜変性反応が誘起されるようにしている。しかし、受精卵へ外来ＤＮＡを注入するための、マイクロピペットを用いたマイクロインジェクションにおいては、このような膜の変性を招来する方法は好ましい方法とは言えなかった。

さらに、上記した特許文献５に開示された方法では、マイクロピペットの先端部に曲がりを有するため、マイクロピペットの的確な操作が従来方式では難があった。
また、マイクロピペットの先端部に曲がりを有する場合には、その先端部の軸方向の振動を行わせるには、難があった。
また、上記した特許文献６に開示された方法では、マニピュレータのステージを駆動する方式であり、駆動周波数が低い帯域に限定されるという問題があった。

本発明は、上記状況に鑑みて、受精卵などの透明帯、細胞膜、核膜といった性質の異なる膜を貫通させる場合に円滑な刺し入れと、その精確さ、効率の向上を図ることができる振動型マイクロインジェクション装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、マイクロピペットの先端部に曲がりがある場合にも、軸方向に振動を付与して円滑な膜への刺し入れを行うことができる振動型マイクロインジェクション装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕振動型マイクロインジェクション装置において、マイクロピペット８とインジェクションコントローラ部材１０との間に直列に嵌合され、中心部に通路４が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジング３と、前記通路４を中心にして前記ハウジング３に装着される円筒形状からなる圧電アクチュエータ２とを有し、この圧電アクチュエータ２によって前記ハウジング３に振動が付与される振動子１と、前記圧電アクチュエータ２に印加される電気信号を調節する信号調節装置２１とを備え、前記圧電アクチュエータ２に電気信号を入力することにより、前記ハウジング３を有する振動子１を介して前記マイクロピペット８の軸方向に振動を付与することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置２１は、少なくとも可変周波数発振器２２と、この可変周波数発振器２２に接続される振幅調整用アンプ２３と、この振幅調整用アンプ２３に接続されるスイッチ２４と、このスイッチ２４が接続されるとともに、可変型のオフセット用直流電源２５が接続される加算回路２６とを備え、前記加算回路２６に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータ２９に電気信号を供給するパワーアンプ２７を具備することを特徴とする。

〔３〕上記〔２〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記可変周波数発振器４２，４４を複数個設け、前記スイッチを切替型のスイッチ４６となし、この切替型のスイッチ４６の切替えにより前記複数の可変周波数発振器４２，４４の何れかに切替える回路を有することを特徴とする。
〔４〕上記〔１〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置４１は、少なくとも複数個の可変周波数発振器Ａ１，Ａ２，…ＡＮと、この複数個の可変周波数発振器Ａ１，Ａ２，…ＡＮに接続される振幅調整用アンプＢ１，Ｂ２，…，ＢＮと、この複数個の振幅調整用アンプＢ１，Ｂ２，…，ＢＮからの出力信号を同時に入力する第１の加算回路Ｃ１と、この加算回路Ｃ１に接続されるスイッチＳと、このスイッチＳに接続されるとともに、可変型のオフセット用直流電源Ｄが接続される第２の加算回路Ｃ２とを備え、前記第２の加算回路Ｃ２に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータ２９に電気信号を供給するパワーアンプＥを具備し、複数の周波数の振動を同時に付与することを特徴とする。

〔５〕上記〔１〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、複数段切替型スイッチ５１と、この複数段切替型スイッチ５１に接続されるバイアスされた電圧印加回路５２と、この電圧印加回路５２に接続されるコンピュータ５３と、このコンピュータ５３に接続されるＤＡ変換器５４とを備え、前記ＤＡ変換器５４に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータ２９に電気信号を供給するパワーアンプ５５を具備することを特徴とする。

〔６〕上記〔１〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット６３の先端部を撮像する撮像装置６９付きの顕微鏡６８と、前記撮像装置６９からの画像を入力する画像入力インターフェース７０と、この画像入力インターフェース７０からのデジタル出力信号を取り込むコンピュータ６５と、このコンピュータ６５に接続されるＤＡ変換器６６とを備え、前記ＤＡ変換器６６に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータ６２に電気信号を供給するパワーアンプ６７を具備し、前記マイクロピペット６３の先端部の位置に応じて前記パワーアンプ６７からの電気信号を調整することを特徴とする。

〔７〕上記〔６〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット６３の先端部が処理対象物７１から所定距離に到達した時から前記マイクロピペット６３を加振して、加振したままの状態で前記処理対象物７１に前記マイクロピペット６３を刺し入れ、前記処理対象物７１中において加振条件を調整することを特徴とする。
〔８〕上記〔７〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記処理対象物７１が受精卵であり、この受精卵の透明帯に刺し入れる場合と、核膜に刺し入れる場合とで加振条件を切り替えることを特徴とする。

〔９〕上記〔７〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記処理対象物７１が受精卵であり、この受精卵の細胞膜と核膜とで加振条件を調整することを特徴とする。
〔１０〕振動型マイクロインジェクション装置において、先端部に曲がり部１０８Ａを有するマイクロピペット１０８とマイクロピペット保持部材１１０との間に直列に嵌合され、中心部に通路１０４が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジングと、前記通路１０４を中心として前記ハウジングに装着される複数の柱状の圧電アクチュエータ１０１，１０２とを有する振動子１００と、前記圧電アクチュエータ１０１，１０２に印加される電気信号を調節する信号調節装置１２０とを備え、前記圧電アクチュエータ１０１，１０２に電気信号を入力することにより、前記ハウジング１０３を有する振動子１００を介して前記マイクロピペット１０８の少なくとも前記先端部の曲がり部１０８Ａの軸方向に振動を付与することを特徴とする。

〔１１〕上記〔１０〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置１２０は少なくとも可変周波数発振器１２１と、この可変周波数発振器１２１に接続される第１の振幅調整用アンプ１２２と、この第１の振幅調整用アンプ１２２に接続される第１のスイッチ１２３と、この第１のスイッチ１２３に接続されるとともに、第１の可変型のオフセット用直流電源１２４が接続される第１の加算回路１２５と、前記可変周波数発振器１２１に接続される可変位相制御器１２７と、この可変位相制御器１２７に接続される第２の振幅調整用アンプ１２８と、この第２の振幅調整用アンプ１２８に接続される前記第１のスイッチ１２３に連動する第２のスイッチ１２９と、この第２のスイッチ１２９に接続されるとともに、第２の可変型のオフセット用直流電源１３０が接続される第２の加算回路１３１とを備え、さらに前記第１の加算回路１２５に接続されるとともに、第１の圧電アクチュエータ１０１に接続される第１のパワーアンプ１２６と、前記第２の加算回路１３１に接続されるとともに、第２の圧電アクチュエータ１０２に接続される第２のパワーアンプ１３２とを備え、前記マイクロピペット１０８の先端部の曲がり部１０８Ａの軸方向に加振することを特徴とする。

〔１２〕上記〔１０〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置２２０は少なくとも第１の可変周波数発振器２２１と、この第１の可変周波数発振器２２１に接続される第１の振幅調整用アンプ２２２と、この第１の振幅調整用アンプ２２２に接続されるとともに、第２の可変周波数発振器２３５に接続される第２の振幅調整用アンプ２３６からの出力信号が印加される第１の加算回路２２３と、この第１の加算回路２２３に接続される第１のスイッチ２２４と、この第１のスイッチ２２４に接続されるとともに、第１の可変型のオフセット用直流電源２２５が接続される第２の加算回路２２６とを備え、一方、前記第１の可変周波数発振器２２１に接続される第１の可変位相制御器２２８と、この第１の可変位相制御器２２８に接続される第３の振幅調整用アンプ２２９と、この第３の振幅調整用アンプ２２９に接続されるとともに、前記第２の可変周波数発振器２３５に接続される第２の可変位相制御器２３７とこの第２の可変位相制御器２３７に接続される第４の振幅調整用アンプ２３８からの出力信号が印加される第３の加算回路２３０と、この第３の加算回路２３０に接続され、前記第１のスイッチ２２４と連動する第２のスイッチ２３１と、この第２のスイッチ２３１に接続されるとともに、第２の可変型のオフセット用直流電源２３２が接続される第４の加算回路２３３とを備え、前記第２の加算回路２２６に接続されるとともに、第１の圧電アクチュエータ２１１に出力信号を供給する第１のパワーアンプ２２７と、前記第４の加算回路２３３に接続されるとともに、第２の圧電アクチュエータ２１２に出力信号を供給する第２のパワーアンプ２３４とを備え、前記マイクロピペット１０８の先端部が曲げられた曲がり部１０８Ａの軸方向及び軸方向と直角方向に加振することを特徴とする。

〔１３〕上記〔１１〕又は〔１２〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット３０３先端部の曲がり部３０４を撮像する撮像装置３１１を備え、この撮像装置３１１からの撮像情報をコンピュータ３１２に取り込み、このコンピュータ３１２で前記撮像情報により検出した前記マイクロピペット３０３先端部の曲がり部３０４の位置・角度情報に基づいて前記信号調節装置３１３を調整し、前記複数の圧電アクチュエータ３０１，３０２のそれぞれを駆動することにより、前記マイクロピペット３０３の先端部の曲がり部３０４の位置と角度に対応したマイクロピペット３０３の先端部に付与する振動の振幅、周波数、位相を自動に設定可能にすることを特徴とする。

〔１４〕上記〔１３〕記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット３０３先端部の曲がり部３０４を撮像する撮像装置３１１と、受精卵とマイクロピペット３０３先端検出用撮像装置３２２とを備え、これらの撮像装置３１１，３２２からの撮像情報をコンピュータ３１２に取り込み、このコンピュータ３１２で前記撮像情報により検出した前記マイクロピペット３０３先端部の曲がり部３０４の位置・角度情報および受精卵とマイクロピペット３０３先端検出情報に基づいて前記信号調節装置３１３を調整し、前記複数の圧電アクチュエータ３０１，３０２のそれぞれを駆動するとともに、受精卵および前記マイクロピペット３０３先端の位置を検出して、前記マイクロピペット３０３に付与する振動を自動的に制御することを特徴とする。

〔１５〕上記〔１１〕から〔１４〕の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペットに円または楕円状の振動を付与することを特徴とする。
〔１６〕上記〔１〕から〔１５〕の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、付与する振動がサブミクロンからミクロンオーダーの可聴領域から超音波領域の振動であることを特徴とする。

〔１７〕上記〔１〕から〔１５〕の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、少なくとも１つの振動は超音波領域の振動周波数を有することを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）単一もしくは複数の圧電アクチュエータ（積層型圧電アクチュエータ）を使用することにより、サブミクロンからミクロンオーダーの可聴領域から超音波領域の振動を付与することができる。
（２）マイクロピペットの加振方向を軸方向と設定し、かつ加振条件を調整することにより、マイクロピペットの処理対象物への円滑な刺し入れを行うことができる。

（３）特にマイクロピペット先端部に曲がりがある場合、複数の圧電アクチュエータを使用し、個別に振動振幅、位相等を制御することにより、マイクロピペット先端部で近似的に軸方向、軸に垂直な方向の振動ないし円または楕円状の振動を付与することができる。
（４）処理対象物が受精卵の場合、透明帯と細胞膜と核膜とでマイクロピペット先端部の振動の周波数、振幅、位相等を瞬時に切替えて最適化を図る。

（５）複数の周波数の振動を同時に、あるいは方向別に付与することによりインジェクションの精確さと効率を高めることができる。
（６）マイクロピペット先端部を曲げる場合には、現場でその都度処理するため、曲げの位置、角度等はその都度異なる。このマイクロピペットに最適な方向の振動を付与するため、マイクロピペットの画像をパーソナルコンピュータで処理し、マイクロピペットの曲げの位置および角度を算出して、あらかじめ登録してあるデータと照合することにより最適な振幅、周波数等を決定することができる。

（７）ピペットへの振動付与は、受精卵の場合、透明帯や細胞膜、核膜を貫く時のみでよい。この動作にフットスイッチを使用することで効率よく加振することが可能である。また、フットスイッチに２段階のものや可変抵抗型のものを使用することで、周波数や振幅の切替も可能である。また、一歩進めて、顕微鏡下の画像をパーソナルコンピュータで処理して受精卵およびマイクロピペット先端部の輪郭を抽出して相対位置関係を算出し、その状況に応じて自動的に加振状態を制御することで、さらに作業効率の向上を図ることができる。

（１）振動型マイクロインジェクション装置において、マイクロピペットとインジェクションコントローラ保持部材との間に直列に嵌合され、中心部に通路が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジングと、前記通路を中心にして前記ハウジングに装着される円筒形状からなる圧電アクチュエータとを有し、この圧電アクチュエータによって前記ハウジングに振動が付与される振動子と、前記圧電アクチュエータに印加される電気信号を調節する信号調節装置とを備え、前記圧電アクチュエータに電気信号を入力することにより、前記ハウジングを有する振動子を介して前記マイクロピペットの軸方向に振動を付与することを特徴とする。

（２）振動型マイクロインジェクション装置において、先端部に曲がり部を有するマイクロピペットとインジェクションコントローラ保持部材との間に直列に嵌合され、中心部に通路が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジングと、前記通路を中心として前記ハウジングに装着される複数の柱状の圧電アクチュエータとを有する振動子と、前記圧電アクチュエータに印加される電気信号を調節する信号調節装置とを備え、前記圧電アクチュエータに電気信号を入力することにより、前記ハウジングを有する振動子を介して前記マイクロピペットの少なくとも前記先端部の曲がり部の軸方向に振動を付与することを特徴とする。

よって、
（１）マイクロピペットの先端部の軸方向への加振制御により、処理対象物としての受精卵などの膜へのマイクロピペットの先端部の刺し入れを円滑に行うことができる。
（２）マイクロピペットに曲がりがある場合においても、近似的に曲がり部分から先端に向けた軸方向の振動、軸に垂直な方向の振動ないし円または楕円状の振動を付与することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の振動子の構造を示す模式図、図２はその振動型マイクロインジェクション装置の円筒状体の圧電アクチュエータの斜視図である。
これらの図において、１は振動子であり、この振動子１は圧電アクチュエータ２（例えば図２に示すような円筒状の積層圧電アクチュエータ）と、この圧電アクチュエータ２が装着される弾性変形が可能な部材（例えば、ジュラルミン）からなるハウジング３を備え、このハウジング３は中央に微小な通路４が形成されるテフロン（登録商標）チューブ５を有するとともに、そのハウジング３の一方にはマイクロピぺット８の基部が嵌合される嵌合凹部６、他方にはインジェクションコントローラ部材１０が嵌合される嵌合凸部７が形成されている。なお、マイクロピぺット８の基部には上記した嵌合凹部６に嵌合される嵌合凸部９と微小な通路４が形成されている。また、インジェクションコントローラ部材１０の端部１１には上記した嵌合凸部７が嵌合される嵌合凹部１２と微小な通路４が形成されており、インジェクションコントローラ部材１０と振動子１とマイクロピぺット８が結合されると、それらの中心線上には上記通路４が連通されるように構成されている。

圧電アクチュエータ２は、詳細は後述するが、リード線２Ａを介して外部から電気入力が付与されるように構成されている。また、圧電アクチュエータ２としては、例えば、積層圧電アクチュエータであり、圧電縦効果を利用して電気エネルギーを変位や力などの機械的エネルギーに変換するセラミック素子（ＮＥＣトーキン製）を用いる。この積層圧電アクチュエータは、高歪率圧電セラミック材料を用いて、従来の圧電アクチュエータに比べて小型・低電圧で大きな変位・力を発生させることができる。

そして、振動子１は、図１に示すように、圧電アクチュエータ２をハウジング３で挟み込む構造となっており、この振動子１を通常のマイクロインジェクション装置の本体とマイクロピペット８の間に挿入して使用する。すると、圧電アクチュエータ２の伸び縮みの振動がハウジング３に伝えられ、振動子１に取り付けられたマイクロピペット８を軸方向に加振する。圧電アクチュエータ２として、上記したような積層型の圧電アクチュエータを使用することによりサブミクロンからミクロンオーダーの加振を実現することができる。特に、円筒状の積層圧電アクチュエータを使用することで軸方向に対称性を持つバランスの良い振動を加えることが可能となる。この構造の振動子１では、一般に超音波機器で使用される共振型の振動子と異なり、広い周波数範囲での駆動や、任意の複数の周波数を同時に使用した駆動が実現可能となる。

このような振動子を用いた本発明の振動型マイクロインジェクション装置による実験結果を以下に示す。
本実験においては、振動型マイクロインジェクション法の周波数を５ｋＨｚとし、振幅は１５Ｖの電圧付加で調整した。従来型のマイクロインジェクション法（無振動型）による実験を比較対象とし、組換えＤＮＡは蛍光タンパク質ｖｅｎｕｓ、マウスはＢＤＦ１を使用した。なお、本装置は、現在のところ、連続的に可変な周波数帯域は１５ｋＨｚ以下であり、振幅もある範囲で可変であり、付加電圧で調整するようにしている。

また、本実験に際し、ｖｅｎｕｓをインジェクションピペットに入れ、上記の振動条件で１時間振動した後に、電気泳動を行ったが、ｖｅｎｕｓの断片化は全く認められなかった。
インジェクション実験は、同一マウスから採卵した受精卵を均等に分配し、無作為に評価した。１本のピペットで１セットの操作を行い、合計１４セット施行した。操作卵数はそれぞれ４７０個であった。ただし、インジェクション中に全く組換えＤＮＡが出なかった場合、振動子に異常が発生した場合は評価の対象外とした。

このような実験で、以下の結果が得られた。
（ａ）受精卵刺し入れ時変形率：マイクロピペット刺し入れ時の受精卵の変形率は、無振動型で３２．７±６．０％、振動型で２６．２±５．９％であり、本発明の振動型の方が変形が少なかった。
（ｂ）発生率：前記操作後の卵の発生状況を培養液中で４日間観察した（培養卵は胚盤胞までしか分裂せず、通常４日後に胚盤胞期に達する）。無振動型では、４６５個中７２個（１５．５％）が胚盤胞期まで進み、そのうち３０個（全操作卵中６．５％）にｖｅｎｕｓが発現していた。一方、振動型では、３０５個中８７個（２８．５％）が胚盤胞期まで進み、そのうち２７個（全操作卵中８．９％）が発現していた。すなわち、本発明である振動型の方が有意に胚盤胞期まで進展したことが分かる。

また、無振動型では、核ＤＮＡの引きずり出し現象は、１４本のピペット中６本（４３％）で認められたが、本発明の振動型では１４本中２本（１４％）しか認められなかった。
以上の結果は、本発明の振動型マイクロインジェクション装置の有効性を示すものと考えられる。

以下、本発明の振動型マイクロインジェクション装置に用いる振動子を駆動するための信号調節装置について説明する。
図３は本発明の基本となる信号調節装置（その１）の構成図である。
この図において、信号調節装置２１は、可変周波数発振器２２と、この可変周波数発振器２２に接続される振幅調整用アンプ２３と、この振幅調整用アンプ２３に接続されるフットスイッチ２４と、オフセット用直流電源２５と、前記フットスイッチ２４からの出力とオフセット用の直流電源２５からの出力とが入力される加算回路２６を備え、この加算回路２６は直流結合型のパワーアンプ２７に接続され、このパワーアンプ２７からの出力信号が振動子２８の積層型の圧電アクチュエータ２９に印加される。

一般に積層型の圧電アクチュエータ２９は圧縮力には強いが引っ張り力には弱い。そこで、図３に示すように、オフセット用直流電源２５からの直流電圧（オフセット用）をあらかじめ印加して、常に積層型の圧電アクチュエータ２９が圧縮を保った状態で振動を付与するように構成する。
すなわち、信号調節装置２１は加振用信号を発生する可変周波数発振器２２と振幅調整用アンプ２３、オフセット用直流電源２５および加算回路２６からなり、直流結合型のパワーアンプ２７を通して振動子２８を駆動する。振動の付与は受精卵の透明帯や核膜を貫く時のみでかまわないので、フットスイッチ２４などを使用して必要なときのみ振動を付与する。ただし、直流分まで切ってしまうとピペット全体が移動してしまうため、フットスイッチ２４がオフの状態でもオフセット電圧だけは振動子２８に加わるように構成する。

ここで、マイクロインジェクションの対象となる受精卵の構造について説明する。
図４は受精卵を示す模式図、図５はその細胞膜の構造を示す模式図、図６は核と核膜とを示す模式図、図７は核膜と核膜孔を示す模式図、図８は核膜と核膜孔の電子顕微鏡写真である。
マイクロピペットが受精卵３１の核３４に到達するまでには３種類の膜（透明帯、細胞膜、核膜）を貫通しなければならない。これら３種類の膜の構造は全く異なる。

まず、受精卵３１の最外層は透明帯３２とよばれる層で覆われている。この厚さはマウスで約７μｍ、無構造であり、主要成分は糖タンパク質である。受精卵３１のほぼ中央に核３４が見える。
透明帯３２の直下には細胞膜３３が存在する。受精卵３１の細胞膜３３は通常の細胞膜と同じであり、図５に示すように、リン脂質分子が二重の層（脂質二重層）となって並び、１枚の細胞膜３３を構成している。また、細胞膜３３には多くのタンパク質が存在する。

核３４は核膜３５で覆われ、細胞質と隔離されている。核膜３５は図６，図７に示すように、内膜３６と外膜３７からなり、それぞれの膜は細胞膜３３と基本構造が同じで脂質二重層からなっている。核膜３５には核膜孔３８と呼ばれる孔が多数有り、この核膜孔３８を通ってタンパク質が核３４と細胞質の間を移動できるようになっている。核膜３５と細胞膜３３の構造的な相違点を要約すると、核膜３５は２枚の脂質二重層から構成されているが、細胞膜３３は１枚の脂質二重層から構成されている点である。図８において、直径約１００ｎｍの核膜孔３８が多数見えている。

以上を要約すると、受精卵３１の最外層の透明帯３２は比較的固い膜であり、細胞膜３３は流動性の高い脂質の膜である。核膜３５はその細胞膜が２層に重なった構造となっている。以上から、これら３種類の膜にマイクロピペットを刺し入れる際の抵抗はそれぞれ異なる。特に、核膜３５を貫くときに一番“手応え”がある。
このように、受精卵３１の透明帯３２と細胞膜３３と核膜３５とでは刺し入れる際の抵抗がそれぞれ異なるので、貫くのに最適となるように振動の周波数や振幅を異ならせた方がよい。そこで、信号調節装置（その２）を以下のように構成した。

図９は本発明の基本となる信号調節装置（その２）の構成図である。
この図において、信号調節装置４１は、第１の可変周波数発振器４２と、この第１の可変周波数発振器４２に接続される第１の振幅調整用アンプ４３と、更に、第２の可変周波数発振器４４と、この第２の可変周波数発振器４４に接続される第２の振幅調整用アンプ４５と、第１の振幅調整用アンプ４３又は第２の振幅調整用アンプ４５の何れか一方に切替接続できる２段切替型のフットスイッチ４６と、オフセット用直流電源４７と、前記フットスイッチ４６からの出力とオフセット用直流電源４７からの出力とが入力される加算回路４８とを備え、この加算回路４８は直流結合型のパワーアンプ４９に接続され、このパワーアンプ４９からの出力信号が振動子（図示なし）の積層型の圧電アクチュエータに印加されるように構成されている。

そこで、図９に示すように、２段切替型のフットスイッチ４６などで可変周波数発振器と振幅調整用アンプを瞬時に切替えて最適化を図る。切り替えるのは図９のように回路全体でも良いし、周波数や振幅を制御するための要素部品（抵抗，ディップスイッチ等）だけでも構わない。また、図１０に示すように、同時に複数の可変周波数発振器Ａ１〜ＡＮと振幅調整用アンプＢ１〜ＢＮの振動を加算回路Ｃ１，Ｃ２に付与して最適化を図ることも可能であるし、図９と図１０の組み合わせも考えられる。なお、Ｓはスイッチ、Ｄはオフセット用直流電源、Ｅは直流結合型のパワーアンプである。

また、この実施例の信号調整用回路は、図１１に示すようにパーソナルコンピュータとＤＡ変換器の組み合わせでも実現できる。
図１１は本発明の基本となる信号調節装置（その３）の構成図である。
この図において、５１は複数段切替型のフットスイッチ、５２はバイアス抵抗、５３はパーソナルコンピュータ、５４はＤＡ変換器、５５は直流結合型のパワーアンプである。

この図に示すように、複数段切替型のフットスイッチ５１等の信号をパーソナルコンピュータ５３に入力し、状態に応じた出力信号をパーソナルコンピュータ５３で計算してＤＡ変換器５４で出力し、パワーアンプ５５を通して振動子（図示なし）を駆動する。
加振や周波数等切替のタイミングは、フットスイッチなどを利用してもよいが、顕微鏡下の画像をパーソナルコンピュータで処理して受精卵およびピペット先端部の輪郭を抽出して相対位置関係を算出し、その状況に応じて自動的に加振状態を制御することで、さらに作業効率の向上が可能である。

図１２は本発明の実施例を示す画像処理による加振制御システムの模式図、図１３はその制御のイメージを示す図である。
これらの図において、６１は振動子、６２はその圧電アクチュエータ、６３はマイクロピペット、６４はインジェクションコントローラ部材、６５はパーソナルコンピュータ、６６はＤＡ変換器、６７は直流結合型のパワーアンプ、６８はＣＣＤカメラ６９付きの顕微鏡、７０はＣＣＤカメラ６９に接続される画像入力インターフェースであり、この画像入力インターフェース７０はパーソナルコンピュータ６５に接続されている。また、図１３において、７１は受精卵である。

そこで、マイクロピペット６３の先端と受精卵７１の画像を顕微鏡６８に接続したＣＣＤカメラ６９で撮影し、画像入力インターフェース７０を介してパーソナルコンピュータ６５に取り込む。パーソナルコンピュータ６５では画像中からマイクロピペット６３先端部と受精卵７１の輪郭を抽出する。この処理には微分法等の通常の画像処理技術を使用する。

図１３（Ａ）に示すようにマイクロピペット６３の加振オフの状態でマイクロピペット６３を受精卵７１へ近づけていき、図１３（Ｂ）に示すように受精卵７１とマイクロピペット６３の先端の距離が一定値ａ以内になった時点でマイクロピペット６３の軸方向への加振を開始する。次いで、図１３（Ｃ）に示すようにマイクロピペット先端が受精卵７１内に一定距離ｂ以上挿入された時点（すなわち、透明帯を貫入し細胞膜に刺し入れる時点、及び細胞膜を貫入し核膜に刺し入れる時点）で加振パターンを変更する。マイクロピペット６３を抜く場合には逆の処理を行うことも可能である。

次に、振動子の振動方向の制御について説明する。
実際マイクロインジェクションを行う場合には、容器内の受精卵にマイクロピペットを導入しやすいようにマイクロピペットの先端が曲げられている場合が多い（上記特許文献５参照）。このようにマイクロピペットの先端が曲げられている場合には、上記した振動子の制御方法ではマイクロピペットの先端部が斜め方向に振動してしまうことになり、不具合である。

したがって、最適なマイクロインジェクションを行うためにはマイクロピペットの先端部の振動の方向を自由に制御することが好ましい。
図１４は本発明の第２実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の振動子の構造を示す模式図、図１５はその振動型マイクロインジェクション装置の振動子の角柱状の圧電アクチュエータの単体の斜視図、図１６はその振動型マイクロインジェクション装置においてマイクロピペットの先端部が曲げられている場合の振動制御イメージを示す図である。

これらの図において、少なくとも振動子１００は、図１５に示すように、角柱状体がマイクロピペット方向に並列に複数個配置される圧電アクチュエータ１０１，１０２と、これらの圧電アクチュエータ１０１，１０２が装着されるハウジング１０３を備え、このハウジング１０３には中央に微小な通路１０４が形成される。そのハウジング１０３の一方にマイクロピぺット１０８の基部が嵌合される嵌合凹部１０６が形成されるとともに、他方にはインジェクションコントローラ部材１１０が嵌合される嵌合凸部１０７が形成されている。なお、マイクロピぺット１０８の基部には上記した嵌合凹部１０６に嵌合される嵌合凸部１０９と通路１０４が形成されている。また、インジェクションコントローラ部材１１０の端部１１１には上記した嵌合凸部１０７が嵌合される嵌合凹部１１２と通路１０４が形成されており、インジェクションコントローラ部材１１０と振動子１００とマイクロピぺット１０８が結合されると、それらの中心線上には上記通路１０４が連通されるように構成されている。なお、ここでは、４個の角柱状の圧電アクチュエータは２個ずつを電気的に並列または直列に接続し、２組の圧電アクチュエータ１０１，１０２として使用している。また、圧電アクチュエータの形状は、角柱状に限定されるものではなく、円柱状や楕円柱状であってもよい。つまり、柱状であればよい。

このように、この実施例でも、基本構造は上記した第１実施例の場合と同様であるが、圧電アクチュエータを少なくとも４個使用し、出力信号を印加し、それぞれ加振できる構造にしている。１０１Ａ，１０２Ａは各圧電アクチュエータ１０１，１０２のリード線である。
更に、マイクロピペット１０８の先端部１０８Ａが曲がっている場合に、このマイクロピペット先端部１０８Ａを軸方向に加振するには、図１６に示すように、２つの圧電アクチュエータ１０１，１０２に共通の周波数ではあるが振幅，位相，オフセットの値を調整した異なる振動を加えることで、近似的に、図１６に示すように、曲がったマイクロピペット先端部１０８Ａの軸方向への振動を強調できる。

同様にして、曲がったマイクロピペット先端部１０８Ａの軸に垂直な方向の振動を強調することもできるし、特に、位相差を９０°近辺に制御することにより、曲がったマイクロピペット先端部１０８Ａに円ないし楕円の運動を行わせることも可能である。
図１７は本発明の第２実施例の振動子の振動方向制御用の駆動装置の構成図である。
この図において、振動子１００の構造は、図１４及び図１６と同様である。

その振動子１００へ信号を供給する信号調節装置１２０は、可変周波数発振器１２１と、この可変周波数発振器１２１に接続される第１の振幅調整用アンプ１２２と、この第１の振幅調整用アンプ１２２に接続される第１のフットスイッチ１２３と、第１のオフセット用直流電源１２４と、前記第１のフットスイッチ１２３からの出力と第１のオフセット用直流電源１２４からの出力とが入力される第１の加算回路１２５が設けられ、この第１の加算回路１２５に直流結合型の第１のパワーアンプ１２６が接続され、この第１のパワーアンプ１２６からの出力信号が第１の圧電アクチュエータ１０１に印加される。一方、可変周波数発振器１２１から分岐された、可変位相制御器（０〜３６０°）１２７と、この可変位相制御器１２７に接続される第２の振幅調整用アンプ１２８と、この第２の振幅調整用アンプ１２８に接続され、第１のフットスイッチ１２３と連動する第２のフットスイッチ１２９と、第２のオフセット用直流電源１３０と、前記フットスイッチ１２９からの出力と第２のオフセット用直流電源１３０からの出力とが入力される第２の加算回路１３１が設けられ、この第２の加算回路１３１に直流結合型の第２のパワーアンプ１３２が接続され、この第２のパワーアンプ１３２からの出力信号が第２の圧電アクチュエータ１０２に印加される。

このように、共通の可変周波数発振器１２１からの信号を、一方はそのまま、一方は０〜３６０°の可変位相制御器１２７を通して、それぞれ独立に振幅調整用アンプ１２２，１２８を介し、オフセット用直流電源１２４，１３０からの出力を加え、２つのアクチュエータ１０１，１０２を個別に駆動して、マイクロピペット先端部１０８Ａの軸方向への加振を実現する。

図１８は本発明の第３実施例の振動子の２方向同時加振制御用の駆動装置の構成図である。
この図において、振動子２１０の構造は、図１４及び図１６と同様である。
振動子２１０へ信号を供給する信号調節装置２２０は、第１の可変周波数発振器２２１と、この第１の可変周波数発振器２２１に接続される第１の振幅調整用アンプ２２２と、この第１の振幅調整用アンプ２２２に接続される第１の加算回路２２３を備える。また、この第１の加算回路２２３には、第２の可変周波数発振器２３５と、これに接続される第２の振幅調整用アンプ２３６からの出力信号が印加される。また、この第１の加算回路２２３に接続される第１のフットスイッチ２２４と、第１のオフセット用直流電源２２５と、前記第１のフットスイッチ２２４からの出力と第１のオフセット用直流電源２２５からの出力とが入力される第２の加算回路２２６とが設けられ、この加算回路２２６に直流結合型の第１のパワーアンプ２２７が接続され、このパワーアンプ２２７からの出力信号が第１の圧電アクチュエータ２１１に印加される。一方、第１の可変周波数発振器２２１から分岐された第１の可変位相制御器（０〜３６０°）２２８の出力は、これに接続される第３の振幅調整用アンプ２２９を介して第３の加算回路２３０に接続されている。また、この第３の加算回路２３０には、第２の可変周波数発振器２３５から分岐された、第２の可変位相制御器（０〜３６０°）２３７と、この可変位相制御器２３７に接続される第４の振幅調整用アンプ２３８からの出力信号が印加される。この第３の加算回路２３０には第１のフットスイッチ２２４と連動する第２のフットスイッチ２３１が接続され、さらに、このフットスイッチ２３１の出力と第２のオフセット用直流電源２３２からの出力とが入力される第４の加算回路２３３が設けられ、この加算回路２３３に直流結合型の第２のパワーアンプ２３４が接続され、この第２のパワーアンプ２３４からの出力信号が第２の圧電アクチュエータ２１２に印加される。

このように、振動制御用の信号調節回路を２個用意し、マイクロピペット先端部１０８Ａの軸方向と軸に垂直な方向への加振が強調されるように周波数や振幅を変えることも可能である。この場合、片方の振動周波数は超音波領域でも良い。さらに図９、図１０と同様、周波数の切替や多重化も利用可能である。信号発生部は、図１１と同様にしてパーソナルコンピュータと２つのＤＡ変換器を使用することもできる。

マイクロピペットの先端部を曲げる場合には、現場でその都度処理するため、曲げの位置、角度等はその都度異なる。このマイクロピペットの状態に応じて最適な振動を付与するためには、周波数，位相差，振幅，オフセット等個別に調整する必要がある。このため、以下のような構成にする。
図１９は本発明の第４実施例を示す曲げられたマイクロピペット先端部の形状を検出して、そのマイクロピペット先端部の形状に合わせて加振制御を行うシステムの模式図である。

この図において、３００は複数の圧電アクチュエータ３０１，３０２を有する振動子、３０３はその振動子３００に接続されるマイクロピペット、３０４はそのマイクロピペット３０３の曲げられた先端部、θはその曲げられた先端部３０４の曲げ角度、３１１はそのマイクロピペット３０３の曲げられた先端部３０４を撮像するための第１のＣＣＤカメラ、３２２はマイクロピペット先端部３０４の受精卵への挿入状態を検出する第２のＣＣＤカメラであり、これらのＣＣＤカメラ３１１，３２２からの撮像情報はパーソナルコンピュータ３１２に取り込まれ、マイクロピペット３０３の曲げられた先端部３０４の曲げ状態と受精卵への挿入状態の情報が検出される。この検出された曲げ状態と受精卵への挿入状態の情報に基づいて、信号調節装置３１３が調整されて、それぞれのパワーアンプ３１４，３１５を介してその調整された出力信号がそれぞれ複数の圧電アクチュエータ３０１，３０２に印加されて、マイクロピペット３０３の曲げられた先端部３０４の加振制御を精確に行うことができる。なお、受精卵への挿入状態を検出する第２のＣＣＤカメラ３２２は顕微鏡３２１を付設することが必須である。一方、マイクロピペット３０３の曲がりを検出する第１のＣＣＤカメラ３１１は顕微鏡を付設せず、マイクロピペット３０３の曲がりを正確に検出するためには真横から撮像する必要がある。

すなわち、図１９に示すように、マイクロピペット３０３の曲げられた先端部３０４を横方向からＣＣＤカメラ３１１で撮影し、画像データをパーソナルコンピュータ３１２に転送して、画像処理により曲げの位置（ｘ）および角度（θ）を算出する。この値を、あらかじめ実験的に求めてパーソナルコンピュータのデータベースに登録してあるデータと照合し、補間処理等を行って信号調節装置３１３の信号の設定を決定する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の振動型マイクロインジェクション装置は、遺伝子組換えなどのマイクロインジェクションツールとしての利用が可能である。

本発明の第１実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の振動子の構造を示す模式図である。 本発明の第１実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の円筒状体の圧電アクチュエータの斜視図である。 本発明の基本となる信号調節装置（その１）の構成図である。 受精卵を示す模式図である。 受精卵の細胞膜の構造を示す模式図である。 受精卵の核と核膜とを示す模式図である。 受精卵の核膜と核膜孔を示す模式図である。 受精卵の核膜と核膜孔の電子顕微鏡写真である。 本発明の基本となる信号調節装置（その２）の構成図である。 本発明の基本となる信号調節装置の変形例を示す図である。 本発明の基本となる信号調節装置（その３）の構成図である。 本発明の実施例を示す画像処理による加振制御システムの模式図である。 本発明の実施例を示す画像処理による加振制御システムによる制御のイメージを示す図である。 本発明の第２実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の振動子の構造を示す模式図である。 本発明の第２実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置の振動子の角柱状の圧電アクチュエータの単体の斜視図である。 本発明の第２実施例を示す振動型マイクロインジェクション装置においてマイクロピペットの先端部が曲げられている場合の振動制御イメージを示す図である。 本発明の第２実施例の振動子の振動方向制御用の駆動装置の構成図である。 本発明の第３実施例の振動子の２方向同時加振制御用の駆動装置の構成図である。 本発明の第４実施例を示す曲げられたマイクロピペット先端部の形状を検出して、そのマイクロピペット先端部の形状に合わせて加振制御を行うシステムの模式図である。

１，２８，６１，１００，２１０，３００ 振動子
２，２９，６２，１０１，１０２，２１１，２１２，３０１，３０２ 圧電アクチュエータ
２Ａ，１０１Ａ，１０２Ａ リード線
３，１０３ ハウジング
４，１０４ 通路
５ テフロン（登録商標）チューブ
６，１２，１０６，１１２ 嵌合凹部
７，９，１０７，１０９ 嵌合凸部
８，６３，１０８，３０３ マイクロピぺット
１０，６４，１１０ インジェクションコントローラ部材
１１，１１１ インジェクションコントローラ部材の端部
２１，４１，１２０，２２０，３１３ 信号調節装置
２２，１２１，Ａ１，Ａ２，…ＡＮ 可変周波数発振器
２３，Ｂ１，Ｂ２，…，ＢＮ 振幅調整用アンプ
２４ フットスイッチ
２５，４７ オフセット用直流電源
２６，４８ 加算回路
Ｃ１ 第１の加算回路
Ｃ２ 第２の加算回路
Ｓ スイッチ
Ｄ 可変型のオフセット用直流電源
Ｅ パワーアンプ
２７，４９，５５，６７，３１４，３１５ 直流結合型のパワーアンプ
３１，７１ 受精卵
３２ 透明帯
３３ 細胞膜
３４ 核
３５ 核膜
３６ 内膜
３７ 外膜
３８ 核膜孔
４２，２２１ 第１の可変周波数発振器
４３，１２２，２２２ 第１の振幅調整用アンプ
４４，２３５ 第２の可変周波数発振器
４５，１２８，２３６ 第２の振幅調整用アンプ
４６ ２段切替型のフットスイッチ
５１ 複数段切替型のフットスイッチ
５２ バイアス抵抗
５３，６５，３１２ パーソナルコンピュータ
５４，６６ ＤＡ変換器
６８，３２１ ＣＣＤカメラ付きの顕微鏡
６９，３１１，３２２ ＣＣＤカメラ
７０ 画像入力インターフェース
１０８Ａ マイクロピペット先端部
１２３，２２４ 第１のフットスイッチ
１２４，２２５ 第１のオフセット用直流電源
１２５，２２３ 第１の加算回路
１２６，２２７ 直流結合型の第１のパワーアンプ
１２７，２２８，２３７ 可変位相制御器（０〜３６０°）
１２９，２３１ 第２のフットスイッチ
１３０，２３２ 第２のオフセット用直流電源
１３１，２２６ 第２の加算回路
１３２，２３４ 直流結合型の第２のパワーアンプ
２２９ 第３の振幅調整用アンプ
２３０ 第３の加算回路
２３３ 第４の加算回路
２３８ 第４の振幅調整用アンプ
３０４ マイクロピペットの曲げられた先端部
θ マイクロピペットの曲げられた先端部の曲げ角度

Claims (17)

1. （ａ）マイクロピペットとインジェクションコントローラ部材との間に直列に嵌合され、中心部に通路が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジングと、前記通路を中心にして前記ハウジングに装着される円筒状体からなる圧電アクチュエータとを有し、該圧電アクチュエータによって前記ハウジングに振動が付与される振動子と、
   （ｂ）前記圧電アクチュエータに印加される電気信号を調節する信号調節装置とを備え、
   （ｃ）前記圧電アクチュエータに電気信号を入力することにより、前記ハウジングを有する振動子を介して前記マイクロピペットの軸方向に振動を付与することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
2. 請求項１記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置は、少なくとも可変周波数発振器と、該可変周波数発振器に接続される振幅調整用アンプと、該振幅調整用アンプに接続されるスイッチと、該スイッチが接続されるとともに、可変型のオフセット用直流電源が接続される加算回路とを備え、前記加算回路に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータに電気信号を供給するパワーアンプを具備することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
3. 請求項２記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記可変周波数発振器を複数個設け、前記スイッチを切替型のスイッチとなし、該切替型のスイッチの切替えにより前記複数の可変周波数発振器の何れかに切替える回路を有することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
4. 請求項１記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置は、少なくとも複数個の可変周波数発振器と、該複数個の可変周波数発振器に接続される複数個の振幅調整用アンプと、該複数個の振幅調整用アンプからの出力信号を同時に入力する第１の加算回路と、該第１の加算回路に接続されるスイッチと、該スイッチに接続されるとともに、可変型のオフセット用直流電源が接続される第２の加算回路とを備え、前記第２の加算回路に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータに電気信号を供給するパワーアンプを具備し、複数の周波数の振動を同時に付与することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
5. 請求項１記載の振動型マイクロインジェクション装置において、複数段切替型スイッチと、該複数段切替型スイッチに接続されるバイアスされた電圧印加回路と、該電圧印加回路に接続されるコンピュータと、該コンピュータに接続されるＤＡ変換器とを備え、前記ＤＡ変換器に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータに電気信号を供給するパワーアンプを具備することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
6. 請求項１記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペットの先端部を撮像する撮像装置付きの顕微鏡と、前記撮像装置からの画像を入力する画像入力インターフェースと、該画像入力インターフェースからのデジタル出力信号を取り込むコンピュータと、該コンピュータに接続されるＤＡ変換器とを備え、前記ＤＡ変換器に接続されるとともに、前記圧電アクチュエータに電気信号を供給するパワーアンプを具備し、前記マイクロピペットの先端部の位置に応じて前記パワーアンプからの電気信号を調整することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
7. 請求項６記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペットの先端部が処理対象物から所定距離に到達した時から前記マイクロピペットを加振して、加振したままの状態で前記処理対象物に前記マイクロピペットを刺し入れ、前記処理対象物中において加振条件を調整することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
8. 請求項７記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記処理対象物が受精卵であり、該受精卵の透明帯に刺し入れる場合と、核膜に刺し入れる場合とで加振条件を切り替えることを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
9. 請求項７記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記処理対象物が受精卵であり、該受精卵の細胞膜と核膜とで加振条件を調整することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
10. （ａ）先端部に曲がり部を有するマイクロピペットとインジェクションコントローラ部材との間に直列に嵌合され、中心部に通路が形成されるとともに、弾性変形が可能な部材からなるハウジングと、前記通路を中心にして前記ハウジングに装着される複数の柱状の圧電アクチュエータとを有する振動子と、
    （ｂ）前記圧電アクチュエータに印加される電気信号を調節する信号調節装置とを備え、
    （ｃ）前記圧電アクチュエータに電気信号を入力することにより、前記ハウジングを有する振動子を介して前記マイクロピペットの少なくとも前記先端部の曲がり部の軸方向に振動を付与することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
11. 請求項１０記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置は少なくとも可変周波数発振器と、該可変周波数発振器に接続される第１の振幅調整用アンプと、該第１の振幅調整用アンプに接続される第１のスイッチと、該第１のスイッチに接続されるとともに、第１の可変型のオフセット用直流電源が接続される第１の加算回路と、前記可変周波数発振器に接続される可変位相制御器と、該可変位相制御器に接続される第２の振幅調整用アンプと、該第２の振幅調整用アンプに接続される前記第１のスイッチに連動する第２のスイッチと、該第２のスイッチに接続されるとともに、第２の可変型のオフセット用直流電源が接続される第２の加算回路とを備え、さらに前記第１の加算回路に接続されるとともに、第１の圧電アクチュエータに接続される第１のパワーアンプと、前記第２の加算回路に接続されるとともに、第２の圧電アクチュエータに接続される第２のパワーアンプとを備え、前記マイクロピペットの先端部の曲がり部の軸方向に加振することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
12. 請求項１０記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記信号調節装置は少なくとも第１の可変周波数発振器と、該第１の可変周波数発振器に接続される第１の振幅調整用アンプと、該第１の振幅調整用アンプに接続されるとともに、第２の可変周波数発振器に接続される第２の振幅調整用アンプからの出力信号が印加される第１の加算回路と、該第１の加算回路に接続される第１のスイッチと、該第１のスイッチに接続されるとともに、第１の可変型のオフセット用直流電源が接続される第２の加算回路とを備え、一方、前記第１の可変周波数発振器に接続される第１の可変位相制御器と、該第１の可変位相制御器に接続される第３の振幅調整用アンプと、該第３の振幅調整用アンプに接続されるとともに、前記第２の可変周波数発振器に接続される第２の可変位相制御器と該第２の可変位相制御器に接続される第４の振幅調整用アンプからの出力信号が印加される第３の加算回路と、該第３の加算回路に接続され、前記第１のスイッチと連動する第２のスイッチと、該第２のスイッチに接続されるとともに、第２の可変型のオフセット用直流電源が接続される第４の加算回路とを備え、前記第２の加算回路に接続されるとともに、第１の圧電アクチュエータに出力信号を供給する第１のパワーアンプと、前記第４の加算回路に接続されるとともに、第２の圧電アクチュエータに出力信号を供給する第２のパワーアンプとを備え、前記マイクロピペットの先端部が曲げられた曲がり部の軸方向及び軸方向と直角方向に加振することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
13. 請求項１１又は１２記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット先端部の曲がり部を撮像する撮像装置を備え、該撮像装置からの撮像情報をコンピュータに取り込み、該コンピュータで前記撮像情報により検出した前記マイクロピペット先端部の曲がり部の位置・角度情報に基づいて前記信号調節装置を調整し、前記複数の圧電アクチュエータのそれぞれを駆動することにより、前記マイクロピペット先端部の曲がり部の位置と角度に対応したマイクロピペットの先端部に付与する振動の振幅、周波数、位相を自動に設定可能にすることを特徴とするマイクロインジェクション装置。
14. 請求項１３記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペット先端部の曲がり部を撮像する撮像装置と、受精卵とマイクロピペット先端検出用撮像装置とを備え、該撮像装置からの撮像情報をコンピュータに取り込み、該コンピュータで前記撮像情報により検出した前記マイクロピペット先端部の曲がり部の位置・角度情報および受精卵とマイクロピペット先端検出情報に基づいて前記信号調節装置を調整し、前記複数の圧電アクチュエータのそれぞれを駆動するとともに、受精卵および前記マイクロピペット先端の位置を検出して、前記マイクロピペットに付与する振動を自動的に制御することを特徴とするマイクロインジェクション装置。
15. 請求項１１から１４の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、前記マイクロピペットに円または楕円状の振動を付与することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
16. 請求項１から１５の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、付与する振動がサブミクロンからミクロンオーダーの可聴領域から超音波領域の振動であることを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。
17. 請求項１から１５の何れか一項記載の振動型マイクロインジェクション装置において、少なくとも１つの振動は超音波領域の振動周波数を有することを特徴とする振動型マイクロインジェクション装置。