JP4942181B2 - Substance supply probe device and scanning probe microscope - Google Patents

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Description

本発明は、物質を試料表面に塗布および試料内に導入可能であって、試料表面の状態を計測する物質供給プローブ装置、及び該物質供給プローブ装置を有する走査型プローブ顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to a substance supply probe apparatus that can apply a substance to a sample surface and introduce the substance into the sample and measure the state of the sample surface, and a scanning probe microscope having the substance supply probe apparatus.

従来、例えば生体試料が収容された容器内に、蛍光物質や遺伝子等の反応物質が混入された溶液を加え、生体試料の所定の反応箇所のみを蛍光させたり、遺伝子等を取り込んだ生体試料を発現させる方法が知られている。
しかしながら、このような方法では、容器内に反応物質が分散配置されることから、所望の反応を発生させる確率を増大させることが困難であるという問題が生じる。このような問題に対して、例えば反応物質の濃度を増加させることで反応物質が生体試料に取り込まれる確率を増大させると、生体試料において所望の反応以外の他の反応が発生したり、例えば蛍光物質が所望の反応箇所以外の他の箇所に吸着し、過剰に生体試料に取り込まれることにより、所望の反応状態を検出する際の雑音が増大してしまうという問題が生じる。
また、このような方法において、生体試料内に取り込ませた遺伝子等の反応物質を発現させる場合には、発現の発生確率を増大させるために、例えばガラス管を生体試料に差し込み、反応物質をガラス管から導入する方法が知られているが、この方法では、ガラス管を生体試料に突き刺す工程で生体試料が損傷し、死滅してしまう虞がある。
これらの問題に対して、従来、例えばカンチレバーの探針に遺伝子を付着させ、この探針を細胞に差し込む方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５４２６９号公報 Conventionally, for example, in a container containing a biological sample, a solution mixed with a reactive substance such as a fluorescent substance or a gene is added to fluoresce only a predetermined reaction site of the biological sample, or a biological sample incorporating a gene or the like is used. Methods for expression are known.
However, in such a method, since the reactants are dispersedly arranged in the container, there is a problem that it is difficult to increase the probability of generating a desired reaction. In response to such a problem, for example, when the probability that the reactant is incorporated into the biological sample is increased by increasing the concentration of the reactant, other reactions other than the desired reaction may occur in the biological sample, for example, fluorescence A problem arises in that noise is detected when a desired reaction state is detected because a substance is adsorbed at a place other than the desired reaction place and excessively taken into the biological sample.
Further, in such a method, when a reactive substance such as a gene incorporated into a biological sample is expressed, for example, a glass tube is inserted into the biological sample to increase the probability of occurrence of the expression, and the reactive substance is made of glass. A method of introducing from a tube is known, but in this method, the biological sample may be damaged and killed in the step of piercing the biological sample with the glass tube.
In order to solve these problems, conventionally, for example, a method is known in which a gene is attached to a cantilever probe and the probe is inserted into a cell (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-54269 A

しかしながら、上述した従来技術に係る方法では、カンチレバーの探針が生体試料の膜を貫通する際に、反応物質を付着させた探針先端が損傷したり、探針に付着させた遺伝子が膜を貫通するより以前に変質したり、剥がれてしまう虞がある。
また、この方法では、生体試料の表面で反応を発生させたい場合に、試料表面で反応物質を探針から分離することが困難であって、試料表面に所望量の反応物質を供給することが困難であるという問題が生じる。 However, in the method according to the prior art described above, when the cantilever probe penetrates the membrane of the biological sample, the tip of the probe to which the reactive substance is attached is damaged, or the gene attached to the probe causes the membrane to penetrate the membrane. There is a risk that it will be altered or peeled off before it penetrates.
In this method, when a reaction is desired to occur on the surface of the biological sample, it is difficult to separate the reactant from the probe on the sample surface, and a desired amount of the reactant can be supplied to the sample surface. The problem of difficulty arises.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、物質を試料表面に塗布および試料内に導入可能であって、試料表面の状態を適切に計測することが可能な物質供給プローブ装置、及び該物質供給プローブ装置を有する走査型プローブ顕微鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, a substance supply probe device capable of applying a substance to a sample surface and introducing the substance into the sample, and capable of appropriately measuring the state of the sample surface, and the substance An object of the present invention is to provide a scanning probe microscope having a supply probe device.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の物質供給プローブ装置は、先鋭化された先端部（例えば、実施の形態での先端部２１ａ）を有する中空ガラスキャピラリー（例えば、実施の形態での中空ガラスキャピラリー２１）と、前記中空ガラスキャピラリー内の圧力を制御する圧力制御手段（例えば、実施の形態での制御装置３、プランジャー２２およびリニアアクチュエータ２３、加減圧装置７１）と、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部の変位を検出する変位検出手段（例えば、実施の形態での測定部１４）と、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部を試料（例えば、実施の形態での生体試料Ｓ）に対して相対移動させる移動部（例えば、実施の形態での移動部１３）と、前記変位検出手段による検出結果に基づき、前記移動部を制御する制御装置と、を備える。 In order to solve the above problems and achieve the object, the substance supply probe apparatus of the present invention has a hollow glass capillary (for example, implementation) having a sharpened tip (for example, the tip 21a in the embodiment). A hollow glass capillary 21) in the form of the above, and pressure control means for controlling the pressure in the hollow glass capillary (for example, the control device 3, the plunger 22, the linear actuator 23, and the pressure increasing / decreasing device 71 in the embodiment) displacement detecting means for detecting a displacement of the tip portion of the hollow glass capillaries (eg, measurement unit 14 in the embodiment) and, the distal portion of the front Symbol hollow glass capillary sample (e.g., in the embodiment moving unit that relatively moves with respect to the biological sample S) (e.g., moving unit 13 in the embodiment), based on the detection result by the displacement detecting means Can, and a control unit for controlling the moving unit.

この発明の物質供給プローブ装置によれば、圧力制御手段によって中空ガラスキャピラリー内の圧力を制御することにより、この中空ガラスキャピラリー内に所望量の物質を容易に導入および保持することができる。しかも、中空ガラスキャピラリーの先端部が先鋭化されていることから、試料表面に加えて、中空ガラスキャピラリーの先端部を試料に穿刺させることで試料内部において、この中空ガラスキャピラリー内に保持された物質を適宜に排出することができる。しかも、変位検出手段によって中空ガラスキャピラリーの先端部の変位を検出することができ、中空ガラスキャピラリーの先端部を試料表面上で走査させることで試料表面の状態を精度良く検出することができる。   According to the substance supply probe apparatus of the present invention, a desired amount of substance can be easily introduced and held in the hollow glass capillary by controlling the pressure in the hollow glass capillary by the pressure control means. In addition, since the tip of the hollow glass capillary is sharpened, the substance held in the hollow glass capillary inside the sample by puncturing the tip of the hollow glass capillary in addition to the sample surface. Can be discharged appropriately. Moreover, the displacement of the tip of the hollow glass capillary can be detected by the displacement detection means, and the state of the sample surface can be accurately detected by scanning the tip of the hollow glass capillary on the sample surface.

さらに、本発明の物質供給プローブ装置では、前記圧力制御手段は、前記中空ガラスキャピラリー内を往復移動可能なプランジャー（例えば、実施の形態でのプランジャー２２）と、前記プランジャーを往復移動させるリニアアクチュエータ（例えば、実施の形態でのリニアアクチュエータ２３）とを備え、前記制御装置は、前記リニアアクチュエータを制御する。 Furthermore, in the substance supply probe device of the present invention, the pressure control means reciprocally moves the plunger that can reciprocate within the hollow glass capillary (for example, the plunger 22 in the embodiment) and the plunger . A linear actuator (for example, the linear actuator 23 in the embodiment), and the control device controls the linear actuator .

この発明の物質供給プローブ装置によれば、中空ガラスキャピラリー内を往復移動可能なプランジャーを備えることで、装置構成が複雑化することを抑制しつつ、中空ガラスキャピラリー内の圧力を容易に制御することができる。   According to the substance supply probe device of the present invention, the pressure in the hollow glass capillary is easily controlled while suppressing the complication of the device configuration by providing the plunger that can reciprocate in the hollow glass capillary. be able to.

さらに、本発明の物質供給プローブ装置では、前記プランジャーは、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部から突出可能な探針（例えば、実施の形態での探針部材６１）を備える。   Furthermore, in the substance supply probe apparatus of the present invention, the plunger includes a probe (for example, the probe member 61 in the embodiment) that can protrude from the tip of the hollow glass capillary.

この発明の物質供給プローブ装置によれば、プランジャーは中空ガラスキャピラリーの先端部から突出可能な探針を備えることから、圧力制御手段は、中空ガラスキャピラリー内でのプランジャーの往復移動を制御することによって、中空ガラスキャピラリー内の圧力に加えて、探針の突出状態を制御することができ、この探針を試料表面上で走査させることで試料表面の状態を、より一層、精度良く検出することができる。   According to the substance supply probe device of the present invention, since the plunger includes the probe that can protrude from the tip of the hollow glass capillary, the pressure control means controls the reciprocating movement of the plunger in the hollow glass capillary. Thus, in addition to the pressure in the hollow glass capillary, the protruding state of the probe can be controlled, and the state of the sample surface can be detected with higher accuracy by scanning the probe on the sample surface. be able to.

さらに、本発明の物質供給プローブ装置では、前記探針は、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部を気密に閉塞可能である。   Furthermore, in the substance supply probe device of the present invention, the probe can airtightly close the tip of the hollow glass capillary.

この発明の物質供給プローブ装置によれば、中空ガラスキャピラリーの先端部を探針によって気密に閉塞することにより、例えば中空ガラスキャピラリー内に保持された物質が試料表面や試料内部に過剰に排出されてしまうことを防止することができると共に、例えば中空ガラスキャピラリー内に保持された物質に中空ガラスキャピラリーの先端部から不純物が混入してしまうことを防止することができる。   According to the substance supply probe apparatus of the present invention, for example, the substance held in the hollow glass capillary is excessively discharged to the surface of the sample or inside the sample by closing the tip of the hollow glass capillary with the probe. In addition, it is possible to prevent impurities from being mixed into the substance held in the hollow glass capillary from the tip of the hollow glass capillary, for example.

また、本発明の走査型プローブ顕微鏡は、上記本発明の何れか１つの物質供給プローブ装置（例えば、実施の形態での物質供給プローブ装置１ａ）を備え、前記移動部は、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部に対向配置された前記試料（例えば、実施の形態での生体試料Ｓ）を載置するＸＹＺステージ（例えば、実施の形態でのＸＹＺステージ４５）を備え、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料とを、試料表面に平行な方向に相対的に走査させると共に、試料表面に垂直な方向に相対的に移動させ、前記制御装置は、前記変位検出手段による検出結果に基づいて、前記走査時に前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料表面との距離を制御すると共に、前記試料の状態に係るデータを取得する。 Further, the scanning probe microscope of the present invention includes any one of the substance supply probe devices of the present invention (for example, the substance supply probe device 1a in the embodiment) , and the moving unit is formed of the hollow glass capillary. the oppositely disposed the sample tip (e.g., the biological sample S in the embodiment) XYZ stage for placing a (e.g., XYZ stage 45 in the embodiment) wherein the distal end of said hollow glass capillaries parts and the said sample, dissipate relatively scanned in a direction parallel to the sample surface, is relatively moved in a direction perpendicular to the sample surface, wherein the control device, based on a detection result by the displacement detecting means controls the distance between the tip and the sample surface of the hollow glass capillary during the scan, obtain data relating to the state of the sample.

この発明の走査型プローブ顕微鏡によれば、物質供給プローブ装置の中空ガラスキャピラリーによって、所望量の物質を容易に導入および保持することができ、この中空ガラスキャピラリー内に保持された物質を試料表面および試料内部に適宜に排出することができると共に、移動手段により中空ガラスキャピラリーの先端部と試料とを相対的に移動させて走査を行う際に、変位検出手段による検出結果に基づいて、例えば中空ガラスキャピラリーの先端部の振動状態（例えば、振動振幅や励発振時の周波数等）が一定となるように、中空ガラスキャピラリーの先端部と試料表面との距離を制御することで、試料表面の状態を容易かつ精度良く検出することができる。   According to the scanning probe microscope of the present invention, a desired amount of substance can be easily introduced and held by the hollow glass capillary of the substance supply probe apparatus, and the substance held in the hollow glass capillary can be introduced into the sample surface and the sample. Based on the detection result by the displacement detection means, for example, the hollow glass can be appropriately discharged into the sample and scanned by relatively moving the tip of the hollow glass capillary and the sample by the moving means. By controlling the distance between the tip of the hollow glass capillary and the sample surface so that the vibration state of the tip of the capillary (for example, vibration amplitude, frequency during excitation oscillation, etc.) is constant, the state of the sample surface can be controlled. It can be detected easily and accurately.

また、本発明の走査型プローブ顕微鏡では、前記探針は導電性であって、前記制御装置は、前記試料の電気状態を検出する。 In the scanning probe microscope of the present invention, the probe is conductive, and the control device detects the electrical state of the sample.

この発明の走査型プローブ顕微鏡によれば、物質供給プローブ装置の中空ガラスキャピラリーによって、所望量の物質を容易に導入および保持することができ、この中空ガラスキャピラリー内に保持された物質を試料表面および試料内部に適宜に排出することができると共に、移動手段により中空ガラスキャピラリーの先端部と試料とを相対的に移動させて走査を行う際に、変位検出手段による検出結果に基づいて、例えば中空ガラスキャピラリーの先端部から突出した探針の振動状態（例えば、振動振幅や励発振時の周波数等）が一定となるように、中空ガラスキャピラリーの先端部から突出した探針と、試料表面との距離を制御することで、試料の電気状態（例えば、磁気力や電位等）を容易かつ精度良く検出することができる。   According to the scanning probe microscope of the present invention, a desired amount of substance can be easily introduced and held by the hollow glass capillary of the substance supply probe apparatus, and the substance held in the hollow glass capillary can be introduced into the sample surface and the sample. Based on the detection result by the displacement detection means, for example, the hollow glass can be appropriately discharged into the sample and scanned by relatively moving the tip of the hollow glass capillary and the sample by the moving means. Distance between the probe protruding from the tip of the hollow glass capillary and the sample surface so that the vibration state of the probe protruding from the tip of the capillary (for example, vibration amplitude, frequency at excitation oscillation, etc.) is constant. By controlling the above, it is possible to easily and accurately detect the electrical state (for example, magnetic force or potential) of the sample.

本発明の物質供給プローブ装置によれば、試料表面および試料内部の所望の反応箇所に所望量の物質を容易に供給することができ、例えば過剰な量の物質が試料に供給されてしまったり、所望の反応箇所以外の他の箇所に物質が拡散してしまう等の不具合が発生することを防止することができ、所望の反応を効率良く発生させることができる。
また、本発明の走査型プローブ顕微鏡によれば、試料に物質を供給可能な先鋭化された先端部を有する中空ガラスキャピラリーをプローブとして兼用することができ、装置構成が複雑化することを防止しつつ、試料での所望の反応状態を検出する際の信頼性を向上させることができる。 According to the substance supply probe apparatus of the present invention, a desired amount of substance can be easily supplied to a desired reaction site on the sample surface and inside the sample, for example, an excessive amount of substance is supplied to the sample, It is possible to prevent the occurrence of problems such as the diffusion of substances to other locations other than the desired reaction location, and the desired reaction can be efficiently generated.
Further, according to the scanning probe microscope of the present invention, a hollow glass capillary having a sharpened tip capable of supplying a substance to a sample can be used as a probe, and the apparatus configuration is prevented from becoming complicated. On the other hand, the reliability when detecting a desired reaction state in the sample can be improved.

以下、本発明の物質供給プローブ装置及び走査型プローブ顕微鏡の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態による物質供給プローブ装置１ａを有する走査型プローブ顕微鏡１は、例えばシャーレセルＣ内に貯留された溶液Ｗ内に存在する生体試料Ｓの状態に係る各種データを取得する測定装置１０に搭載され、この測定装置１０は、例えば図１に示すように、物質供給プローブ装置１ａと、試料捕捉プローブ装置１ｂと、走査型プローブ顕微鏡１と、光学顕微鏡２と、制御装置３とを備えて構成されている。 Hereinafter, embodiments of a substance supply probe device and a scanning probe microscope of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A scanning probe microscope 1 having a substance supply probe device 1a according to this embodiment is mounted on a measurement device 10 that acquires various data relating to the state of a biological sample S present in a solution W stored in a petri dish C, for example. The measurement apparatus 10 includes a substance supply probe apparatus 1a, a sample capturing probe apparatus 1b, a scanning probe microscope 1, an optical microscope 2, and a control apparatus 3, for example, as shown in FIG. Has been.

走査型プローブ顕微鏡１は、例えば、物質供給プローブ１１と、加振源１２と、物質供給プローブ１１をシャーレセルＣの底面（例えば、水平面）に平行なＸＹ方向及びＸＹ方向に垂直なＺ方向（例えば、鉛直方向）に相対移動させる移動部１３と、物質供給プローブ１１の変位を測定する測定部１４と、試料捕捉プローブ１５と、試料捕捉プローブ１５をＸＹ方向及びＺ方向に相対移動させる移動部１６とを備えて構成されている。
なお、物質供給プローブ装置１ａは、例えば、物質供給プローブ１１と、加振源１２と、移動部１３とを備えて構成され、試料捕捉プローブ装置１ｂは、例えば、試料捕捉プローブ１５と、移動部１６とを備えて構成されている。
また、光学顕微鏡２は、顕微鏡本体２ａと、モニタ２ｂとを備えて構成され、顕微鏡本体２ａから出力される生体試料Ｓの観察画像は、モニタ２ｂ上に表示されると共に制御装置３に入力される。 The scanning probe microscope 1 includes, for example, a substance supply probe 11, an excitation source 12, and a substance supply probe 11 in the XY direction parallel to the bottom surface (for example, a horizontal plane) of the petri dish C and the Z direction perpendicular to the XY direction ( For example, a moving unit 13 that relatively moves in the vertical direction), a measuring unit 14 that measures the displacement of the substance supply probe 11, a sample capturing probe 15, and a moving unit that relatively moves the sample capturing probe 15 in the XY and Z directions. 16.
The substance supply probe device 1a includes, for example, a substance supply probe 11, an excitation source 12, and a moving unit 13. The sample capturing probe device 1b includes, for example, a sample capturing probe 15 and a moving unit. 16.
The optical microscope 2 includes a microscope main body 2a and a monitor 2b. An observation image of the biological sample S output from the microscope main body 2a is displayed on the monitor 2b and input to the control device 3. The

物質供給プローブ１１は、例えば図２に示すように、略鈎型に湾曲すると共に先鋭化された先端部２１ａを具備する中空ガラスキャピラリー２１と、中空ガラスキャピラリー２１内を往復移動可能なプランジャー２２と、制御装置３から入力される制御信号に応じてプランジャー２２を往復移動させるリニアアクチュエータ２３とを備えて構成されている。そして、中空ガラスキャピラリー２１およびリニアアクチュエータ２３はシリコン基板（図示略）上に配置され、例えば、中空ガラスキャピラリー２１は、先端部２１ａをシリコン基板から突出させた状態で自由端とし、シリコン基板の表面上に形成されたＶ字状等の凹溝に装着された基端部２１ｂにおいて、紫外線硬化樹脂等により片持ち状態に固定されている。
なお、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの直径は、例えば生体試料Ｓが細胞（例えば、大きさが数μｍから数百μｍ程度の細胞）である場合、１０〜５０ｎｍ程度とされている。 For example, as shown in FIG. 2, the substance supply probe 11 has a hollow glass capillary 21 having a substantially bowl-shaped and sharpened tip 21 a and a plunger 22 capable of reciprocating in the hollow glass capillary 21. And a linear actuator 23 that reciprocally moves the plunger 22 in accordance with a control signal input from the control device 3. The hollow glass capillary 21 and the linear actuator 23 are arranged on a silicon substrate (not shown). For example, the hollow glass capillary 21 has a free end in a state where the tip 21a protrudes from the silicon substrate, and the surface of the silicon substrate. A base end portion 21b mounted in a concave groove such as a V-shape formed above is fixed in a cantilever state by an ultraviolet curable resin or the like.
Note that the diameter of the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is, for example, about 10 to 50 nm when the biological sample S is a cell (for example, a cell having a size of about several μm to several hundred μm).

プランジャー２２は、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内を往復移動することによって、中空ガラスキャピラリー２１内の圧力を可変とし、例えば蛍光物質や遺伝子等の反応物質が混入された溶液を、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから採取して中空ガラスキャピラリー２１の内部に貯留したり、中空ガラスキャピラリー２１の内部に貯留された溶液を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから排出する。   The plunger 22 is reciprocated in the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23 to change the pressure in the hollow glass capillary 21, and for example, a solution mixed with a reactive substance such as a fluorescent substance or a gene is applied to the hollow glass capillary 21. The sample is collected from the tip 21 a of the capillary 21 and stored in the hollow glass capillary 21, or the solution stored in the hollow glass capillary 21 is discharged from the tip 21 a of the hollow glass capillary 21.

加振源１２は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電素子であって、中空ガラスキャピラリー２１およびリニアアクチュエータ２３が配置されるシリコン基板（図示略）上に設けられ、制御装置３の制御により加振電源２４から入力される波形信号に応じた位相及び振幅でＺ方向に振動し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを微小振動させる。   The vibration source 12 is a piezoelectric element made of, for example, PZT (lead zirconate titanate), and is provided on a silicon substrate (not shown) on which the hollow glass capillary 21 and the linear actuator 23 are arranged. With this control, the tip glass 21 vibrates in the Z direction with a phase and amplitude corresponding to the waveform signal input from the vibration power supply 24, and the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is minutely vibrated.

移動部１３は、加振源１２を介して物質供給プローブ１１が載置されるＸＹＺステージ２５と、駆動部２６とを備えて構成され、駆動部２６は制御装置３から入力される制御信号に応じてＸＹＺステージ２５に載置された物質供給プローブ１１をＸＹ方向及びＺ方向に移動させる。
ＸＹＺステージ２５は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電素子であって、駆動部２６から印加される電圧波形に応じて物質供給プローブ１１をＸＹ方向及びＺ方向に移動させることで、例えば中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓに対して所定位置に位置合わせをしたり、例えば中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓに穿刺させる。 The moving unit 13 includes an XYZ stage 25 on which the substance supply probe 11 is placed via the vibration source 12 and a driving unit 26, and the driving unit 26 receives a control signal input from the control device 3. In response, the substance supply probe 11 placed on the XYZ stage 25 is moved in the XY direction and the Z direction.
The XYZ stage 25 is a piezoelectric element made of PZT (lead zirconate titanate), for example, and moves the substance supply probe 11 in the XY and Z directions according to the voltage waveform applied from the drive unit 26. For example, the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is aligned with a predetermined position with respect to the biological sample S, or the biological sample S is punctured with the tip 21a of the hollow glass capillary 21, for example.

測定部１４は、例えば光てこ方式により中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの変位（例えば、振動の振幅や撓み等）を測定しており、例えば図１に示すように、ミラー３１を介して、中空ガラスキャピラリー２１の表面上に形成された反射面Ｍに向けてレーザ光Ｌを照射する光照射部３２と、ミラー３３を介して、中空ガラスキャピラリー２１の反射面Ｍで反射されたレーザ光Ｌを受光し、このレーザ光Ｌの入射位置から中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの変位をＤＩＦ信号として出力する光検出部３４と、光検出部３４から出力されたＤＩＦ信号を増幅するプリアンプ３５と、プリアンプ３５の交流出力を直流変換して出力する交流−直流変換回路３６とを備えて構成されている。   The measurement unit 14 measures the displacement (for example, vibration amplitude, deflection, etc.) of the tip 21a of the hollow glass capillary 21 by, for example, an optical lever method. For example, as shown in FIG. The laser beam L reflected by the reflecting surface M of the hollow glass capillary 21 through the mirror 33 and the light irradiation part 32 that irradiates the laser beam L toward the reflecting surface M formed on the surface of the hollow glass capillary 21. And a pre-amplifier 35 that amplifies the DIF signal output from the light detection unit 34, and outputs the displacement of the tip 21a of the hollow glass capillary 21 from the incident position of the laser light L as a DIF signal. And an AC-DC conversion circuit 36 for converting the AC output of the preamplifier 35 to DC and outputting it.

試料捕捉プローブ１５は、例えば図３に示すように、シャーレセルＣの底面（例えば、水平面）に対向し、基端側から先端側に向かう長手方向に延びる平板状のレバー部４１と、このレバー部４１の先端部に形成された開口部４１ａと、このレバー部４１を片持ち状態に支持するホルダ部４２と、レバー部４１の撓みを測定する撓み測定部４３とを備えて構成されている。   For example, as shown in FIG. 3, the sample capturing probe 15 is a flat lever portion 41 that faces the bottom surface (for example, a horizontal plane) of the petri dish cell C and extends in the longitudinal direction from the proximal end side toward the distal end side. An opening 41 a formed at the tip of the portion 41, a holder portion 42 that supports the lever portion 41 in a cantilever state, and a deflection measuring portion 43 that measures the deflection of the lever portion 41 are configured. .

この試料捕捉プローブ１５は、例えばシリコン支持層及び酸化層及びシリコン活性層の３層を熱的に貼り合わせたＳＯＩ基板から形成され、レバー部４１及びホルダ部４２が一体的に形成されている。
レバー部４１の先端部には、例えば円形状等の開口部４１ａが形成され、この開口部４１ａは、生体試料Ｓの最大直径よりも若干小さい内径（例えば、数１０μｍ〜１００μｍ等）を有し、生体試料Ｓを捕捉可能とされている。 The sample capturing probe 15 is formed of, for example, an SOI substrate in which three layers of a silicon support layer, an oxide layer, and a silicon active layer are thermally bonded, and a lever portion 41 and a holder portion 42 are integrally formed.
An opening 41a having a circular shape, for example, is formed at the tip of the lever portion 41. The opening 41a has an inner diameter (for example, several tens to 100 μm) that is slightly smaller than the maximum diameter of the biological sample S. The biological sample S can be captured.

撓み測定部４３は、例えばレバー部４１の撓み量に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子であって、レバー部４１とホルダ部４２との接合部であるレバー部４１の基端部に形成されている。なお、このピエゾ抵抗素子は、レバー部４１のＳＯＩ基板にイオン注入法や拡散法等により不純物が注入されて形成されている。
そして、レバー部４１及びホルダ部４２に設けられた接続端子（図示略）および金属配線（図示略）にバイアス電圧が印加されることで、レバー部４１の撓み、つまりピエゾ抵抗素子に生じる歪に応じてレベル変化する電気的信号が出力信号として接続端子から制御装置３に出力されている。 The deflection measuring unit 43 is, for example, a piezoresistive element whose resistance value changes according to the amount of deflection of the lever portion 41, and is formed at the base end portion of the lever portion 41 that is a joint portion between the lever portion 41 and the holder portion 42. Has been. The piezoresistive element is formed by implanting impurities into the SOI substrate of the lever portion 41 by an ion implantation method, a diffusion method, or the like.
The bias voltage is applied to the connection terminals (not shown) and the metal wiring (not shown) provided in the lever part 41 and the holder part 42, whereby the bending of the lever part 41, that is, the distortion generated in the piezoresistive element. In response to this, an electric signal whose level changes is output from the connection terminal to the control device 3 as an output signal.

移動部１６は、例えば試料捕捉プローブ１５が載置されるＸＹＺステージ４５と、駆動部４６とを備えて構成され、駆動部４６は制御装置３から入力される制御信号に応じてＸＹＺステージ４５をＸＹ方向及びＺ方向に移動させる。
ＸＹＺステージ４５は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等からなる圧電素子であって、駆動部４６から印加される電圧波形に応じて試料捕捉プローブ１５をＸＹ方向及びＺ方向に移動させることで、例えばレバー部４１の開口部４１ａを生体試料Ｓに対して所定位置に位置合わせをしたり、例えば開口部４１ａを生体試料Ｓに嵌め込むようにして生体試料Ｓをレバー部４１とシャーレセルＣの底面とにより捕捉および固定する。 The moving unit 16 includes, for example, an XYZ stage 45 on which the sample capturing probe 15 is placed and a driving unit 46, and the driving unit 46 moves the XYZ stage 45 in accordance with a control signal input from the control device 3. Move in the XY and Z directions.
The XYZ stage 45 is a piezoelectric element made of, for example, PZT (lead zirconate titanate), and moves the sample capturing probe 15 in the XY and Z directions according to the voltage waveform applied from the drive unit 46. For example, the opening portion 41a of the lever portion 41 is aligned with a predetermined position with respect to the biological sample S, or the biological sample S is placed on the bottom surface of the lever portion 41 and the petri dish C, for example, by fitting the opening portion 41a into the biological sample S. And capture and fix with.

制御装置３は、リニアアクチュエータ２３および加振電源２４および各駆動部２６，４６に制御信号を出力しており、例えば光学顕微鏡２のモニタ２ｂ上に表示される生体試料Ｓの観察画像等に基づき操作者から入力される操作入力に応じて、物質供給プローブ１１および試料捕捉プローブ１５を移動させる。
また、制御装置３は、試料捕捉プローブ１５の撓み測定部４３から入力されたレバー部４１の撓みに係る出力信号に基づきレバー部４１の撓み量を検出し、レバー部４１の開口部４１ａにより生体試料Ｓを捕捉する際の押し付け力を制御しており、例えばレバー部４１の撓み量が所定値に到達した時点で、レバー部４１のＺ方向への移動を停止することで、過剰な押し付け力が生体試料Ｓに作用することを防止している。 The control device 3 outputs control signals to the linear actuator 23, the excitation power source 24, and the drive units 26 and 46, and is based on, for example, an observation image of the biological sample S displayed on the monitor 2b of the optical microscope 2. The substance supply probe 11 and the sample capturing probe 15 are moved in accordance with an operation input input from the operator.
Further, the control device 3 detects the amount of bending of the lever portion 41 based on the output signal related to the bending of the lever portion 41 input from the bending measuring portion 43 of the sample capturing probe 15, and the living body is detected by the opening 41 a of the lever portion 41. The pressing force at the time of capturing the sample S is controlled. For example, when the amount of bending of the lever portion 41 reaches a predetermined value, the movement of the lever portion 41 in the Z direction is stopped, thereby causing an excessive pressing force. Is prevented from acting on the biological sample S.

また、制御装置３は、例えば物質供給プローブ１１を振動させつつ走査型プローブ顕微鏡１により測定を行う振動モードＳＰＭ（Scanning Probe Microscope）の実行時や、例えば中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓに穿刺させる際等において加振源１２を振動させる。   Further, the control device 3 performs, for example, a vibration sample SPM (Scanning Probe Microscope) in which measurement is performed by the scanning probe microscope 1 while vibrating the substance supply probe 11, or the tip 21 a of the hollow glass capillary 21 is biological sample, for example. When the S is punctured, the vibration source 12 is vibrated.

また、制御装置３はＺ電圧フィードバック回路５１を備え、このＺ電圧フィードバック回路５１は、例えば走査型プローブ顕微鏡１による振動モードＳＰＭの実行時等において、直流変換されたＤＩＦ信号が所定値となるように駆動部２６をフィードバック制御する。これにより、例えばＸＹＺステージ２５による走査時に中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと生体試料Ｓの表面との距離は、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの振動状態（例えば、振幅や周波数や角度等）が所定状態となるように制御される。
そして、制御装置３は、交流−直流変換回路３６からＺ電圧フィードバック回路５１に入力される直流変換されたＤＩＦ信号に基づいて、例えば生体試料Ｓの表面形状および各種の物性情報(例えば、磁気力や電位等)を検出する。 In addition, the control device 3 includes a Z voltage feedback circuit 51. The Z voltage feedback circuit 51 is configured so that, for example, when the vibration mode SPM is executed by the scanning probe microscope 1, the DC converted DIF signal becomes a predetermined value. Then, the drive unit 26 is feedback-controlled. Thereby, for example, the distance between the tip 21a of the hollow glass capillary 21 and the surface of the biological sample S during scanning by the XYZ stage 25 is the vibration state (for example, amplitude, frequency, angle, etc.) of the tip 21a of the hollow glass capillary 21. Is controlled to be in a predetermined state.
Then, the control device 3, for example, the surface shape of the biological sample S and various physical property information (for example, magnetic force) based on the DC-converted DIF signal input from the AC-DC conversion circuit 36 to the Z voltage feedback circuit 51. And potential).

本実施の形態による物質供給プローブ装置１ａを有する走査型プローブ顕微鏡１は上記構成を備えており、次に、この走査型プローブ顕微鏡１の動作、特に、物質供給プローブ装置１ａにより、生体試料Ｓ内に反応物質を導入したり、生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する動作について説明する。   The scanning probe microscope 1 having the substance supply probe device 1a according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the scanning probe microscope 1, particularly, the substance supply probe device 1a causes the inside of the biological sample S. The operation of introducing the reactive substance into the sample or applying the reactive substance to the sample surface of the biological sample S will be described.

先ず、例えば図３に示ステップＳ０１においては、例えば図４（ａ）に示すように、例えば蛍光物質や遺伝子等の反応物質が混入および分散配置された溶液Ｕが貯留された容器Ｄまで物質供給プローブ１１を移動させ、リニアアクチュエータ２３によってプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１内の所定の基準位置に配置した状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを溶液Ｕ内に浸漬する。   First, in step S01 shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 4A, for example, the substance is supplied to the container D in which a solution U in which a reactive substance such as a fluorescent substance or a gene is mixed and dispersed is stored. The probe 11 is moved, and the tip 21 a of the hollow glass capillary 21 is immersed in the solution U in a state where the plunger 22 is arranged at a predetermined reference position in the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23.

次に、ステップＳ０２においては、例えば図４（ｂ）に示すように、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内のプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１の基端部に向かい所定位置まで引き込み、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから所定量の溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に取り込む。   Next, in step S02, for example, as shown in FIG. 4B, the plunger 22 in the hollow glass capillary 21 is drawn toward the base end of the hollow glass capillary 21 to a predetermined position by the linear actuator 23, and the hollow glass capillary 21 is pulled. A predetermined amount of the solution U is taken into the hollow glass capillary 21 from the tip 21 a of the capillary 21.

次に、ステップＳ０３においては、例えば図４（ｃ）に示すように、リニアアクチュエータ２３によってプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１内の所定位置に停止させた状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを容器Ｄの溶液Ｕ内から引き出し、所定量の溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に保持する。   Next, in step S03, for example, as shown in FIG. 4C, the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 with the plunger 22 stopped at a predetermined position in the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23 is used. Is pulled out from the solution U in the container D, and a predetermined amount of the solution U is held in the hollow glass capillary 21.

次に、ステップＳ０４においては、例えば図４（ｄ）に示すように、シャーレセルＣに貯留された溶液Ｗ中に存在する複数の生体試料Ｓのうち適宜の生体試料Ｓを選択して試料捕捉プローブ１５により捕捉固定した状態で、この生体試料Ｓの表面上を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａで走査させる。このとき、例えば振動モードＳＰＭでは、物質供給プローブ１１を加振源１２により振動させつつ、測定部１４でのレーザ光Ｌによる測定に応じて、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと生体試料Ｓの表面との距離を、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの振動状態（例えば、振幅等）が所定状態となるように制御する。そして、Ｚ電圧フィードバック回路５１により駆動部２６をフィードバック制御する制御信号に基づき、生体試料Ｓの表面形状を測定し、生体試料Ｓ内に反応物質を導入する位置あるいは生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する位置を設定する。   Next, in step S04, for example, as shown in FIG. 4 (d), an appropriate biological sample S is selected from a plurality of biological samples S existing in the solution W stored in the petri dish C to capture the sample. While being captured and fixed by the probe 15, the surface of the biological sample S is scanned with the tip 21 a of the hollow glass capillary 21. At this time, for example, in the vibration mode SPM, while the substance supply probe 11 is vibrated by the vibration source 12, the tip 21a of the hollow glass capillary 21 and the biological sample S are measured according to the measurement by the laser light L in the measurement unit 14. The distance to the surface is controlled so that the vibration state (for example, amplitude) of the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is in a predetermined state. The surface shape of the biological sample S is measured based on a control signal for feedback control of the driving unit 26 by the Z voltage feedback circuit 51, and the reaction is performed on the position where the reactant is introduced into the biological sample S or the sample surface of the biological sample S. Set the position to apply the substance.

次に、ステップＳ０５においては、例えば図４（ｅ）または図４（ｆ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを加振源１２により振動させつつ生体試料Ｓに穿刺させた状態または中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓの試料表面上の所定位置に配置させた状態で、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内のプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａに向かい押し出し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから所定量の溶液Ｕを排出し、生体試料Ｓ内に反応物質を導入または生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する。   Next, in step S05, for example, as shown in FIG. 4 (e) or FIG. 4 (f), the biological sample S is punctured while the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is vibrated by the vibration source 12. Alternatively, the plunger 22 in the hollow glass capillary 21 is moved to the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23 in a state where the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 is arranged at a predetermined position on the sample surface of the biological sample S. A predetermined amount of the solution U is discharged from the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21, and the reactive substance is introduced into the biological sample S or applied to the sample surface of the biological sample S.

次に、ステップＳ０６においては、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを所定位置まで退避させ、一連の処理を終了する。   Next, in step S06, the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is retracted to a predetermined position, and a series of processes is completed.

上述したように、この実施の形態に係る物質供給プローブ装置１ａによれば、中空ガラスキャピラリー２１内を往復移動可能なプランジャー２２を備えることで、装置構成が複雑化することを抑制しつつ、中空ガラスキャピラリー２１内の圧力を容易に制御することができる。そして、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内の圧力を制御することにより、この中空ガラスキャピラリー２１内に所望量の反応物質を容易に導入および保持することができる。しかも、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａが先鋭化されていることから、生体試料Ｓの試料表面に加えて、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓ内に穿刺させることで試料内部において、この中空ガラスキャピラリー２１内に保持された反応物質を適宜に排出することができる。しかも、測定部１４によって中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの変位を検出することができ、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを試料表面上で走査させることで試料表面の状態を精度良く検出することができる。   As described above, according to the substance supply probe device 1a according to this embodiment, by including the plunger 22 capable of reciprocating in the hollow glass capillary 21, it is possible to prevent the device configuration from becoming complicated, The pressure in the hollow glass capillary 21 can be easily controlled. Then, by controlling the pressure in the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23, a desired amount of reactant can be easily introduced and held in the hollow glass capillary 21. Moreover, since the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is sharpened, in addition to the sample surface of the biological sample S, the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is punctured into the biological sample S so as to be inside the sample. The reactant held in the hollow glass capillary 21 can be appropriately discharged. In addition, the displacement of the tip 21a of the hollow glass capillary 21 can be detected by the measuring unit 14, and the state of the sample surface can be detected with high accuracy by scanning the tip 21a of the hollow glass capillary 21 on the sample surface. Can do.

さらに、この実施の形態に係る物質供給プローブ装置１ａを有する走査型プローブ顕微鏡１によれば、物質供給プローブ装置１ａの中空ガラスキャピラリー２１によって、所望量の反応物質を容易に導入および保持することができ、この中空ガラスキャピラリー２１内に保持された反応物質を生体試料Ｓの試料表面および試料内部に適宜に排出することができると共に、移動部１３により中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと生体試料Ｓとを相対的に移動させて走査を行う際に、測定部１４による検出結果に基づいて、例えば中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの振動状態（例えば、振動振幅や励発振時の周波数等）が一定となるように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと試料表面との距離を制御することで、試料表面の状態を容易かつ精度良く検出することができる。   Furthermore, according to the scanning probe microscope 1 having the substance supply probe apparatus 1a according to this embodiment, a desired amount of reactant can be easily introduced and held by the hollow glass capillary 21 of the substance supply probe apparatus 1a. The reactive substance held in the hollow glass capillary 21 can be appropriately discharged to the surface of the biological sample S and the inside of the sample, and the moving part 13 and the distal end 21a of the hollow glass capillary 21 and the biological sample S can be discharged. Are moved relative to each other, based on the detection result by the measurement unit 14, for example, the vibration state (for example, vibration amplitude, frequency at the time of excitation oscillation, etc.) of the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is determined. By controlling the distance between the tip 21a of the hollow glass capillary 21 and the sample surface so as to be constant, The state of charge the surface can be easily and accurately detected.

なお、上述した実施の形態においては、例えば図５に示す第１変形例に係る物質供給プローブ装置１ａのように、プランジャー２２は、中空ガラスキャピラリー２１内を往復移動可能であって中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから突出可能な探針部材６１を具備してもよい。
この探針部材６１は、例えば金やプラチナやタングステン等の金属からなるワイヤー状部材であって、基端部がプランジャー２２に固定されると共に、先鋭化された先端部６１ａを備えている。 In the above-described embodiment, for example, as in the substance supply probe device 1a according to the first modification shown in FIG. 5, the plunger 22 can reciprocate in the hollow glass capillary 21, and the hollow glass capillary A probe member 61 that can protrude from the tip 21a of the 21 may be provided.
The probe member 61 is a wire-like member made of metal such as gold, platinum, or tungsten, for example, and has a proximal end portion fixed to the plunger 22 and a sharpened distal end portion 61a.

この第１変形例による物質供給プローブ装置１ａでは、探針部材６１に接続された電流検出部（図示略）を備えることで、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから突出した探針部材６１の先端部６１ａを電極として、試料表面での局所的なイオン電流や電位勾配などの電気的シグナルを検出したり、局所的に所望の電気化学的反応を発生させることができる。これにより、物質供給プローブ１１を、ＡＦＭ（Atomic Force Mode）またはＳＴＭ（Scanning Tunneling Microscope）での観察動作や距離検出動作に加え、電気化学的プローブとして用いることができる。   In the substance supply probe device 1a according to the first modification, the tip of the probe member 61 protruding from the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is provided with a current detector (not shown) connected to the probe member 61. Using the part 61a as an electrode, it is possible to detect an electrical signal such as a local ion current or a potential gradient on the sample surface, or to generate a desired electrochemical reaction locally. Thereby, the substance supply probe 11 can be used as an electrochemical probe in addition to the observation operation and the distance detection operation in AFM (Atomic Force Mode) or STM (Scanning Tunneling Microscope).

すなわち、探針部材６１の先端部６１ａが、試料面との間で作用する原子間力を受けることで、試料の表面形状を検出することができ、試料表面と、試料表面に所定距離を置いて対峙する先端部６１ａとの間にバイアス電圧を印加した際に流れるイオン電流または、トンネル電流を電流検出部により検出することで、試料表面と先端部６１ａとの間の距離を精度良く検出することができ、さらに、試料表面と先端部６１ａとの間に電解液を介在させた状態で電圧を印加することで、先端部６１ａを電解加工の電極として作用させ、局所限定的に所望の電気化学的反応を発生させることができる。   That is, the tip 61a of the probe member 61 receives an atomic force acting between the sample surface and the surface shape of the sample can be detected, and a predetermined distance is placed between the sample surface and the sample surface. The distance between the sample surface and the tip 61a is accurately detected by detecting the ion current or tunnel current that flows when a bias voltage is applied between the tip 61a and the tip 61a facing each other. Furthermore, by applying a voltage with the electrolyte solution interposed between the sample surface and the tip portion 61a, the tip portion 61a acts as an electrode for electrolytic processing, and the desired electric power can be locally limited. A chemical reaction can occur.

さらに、この第１変形例においては、試料捕捉プローブ１５のレバー部４１の開口部４１ａの内壁部に導電性部材４１ｂを備え、この導電性部材４１ｂを介して開口部４１ａに捕捉された生体試料Ｓに所定電圧を印加する電圧印加部（図示略）を備えることで、生体試料Ｓを電気的に観察することができる。   Furthermore, in this first modification, a conductive sample 41b is provided on the inner wall of the opening 41a of the lever 41 of the sample capturing probe 15, and the biological sample captured by the opening 41a via the conductive member 41b. By providing a voltage application unit (not shown) that applies a predetermined voltage to S, the biological sample S can be electrically observed.

また、この第１変形例においては、走査型プローブ顕微鏡１を、例えば探針部材６１の先端部６１ａを磁気検知可能とし、加振源１２により振動させた際の中空ガラスキャピラリー２１の撓み振幅や位相を検出することで磁気試料の磁気分布や磁区構造等の測定を行うＭＦＭ（Magnetic Force Microscope：磁気力顕微鏡）としてもよい。   In the first modification, the scanning probe microscope 1 can detect the bending amplitude of the hollow glass capillary 21 when the tip 61a of the probe member 61 can be magnetically detected and vibrated by the excitation source 12, for example. An MFM (Magnetic Force Microscope) that measures the magnetic distribution and domain structure of the magnetic sample by detecting the phase may be used.

さらに、上述したＭＦＭに限定されず、走査型プローブ顕微鏡１を、例えば試料表面と、試料表面に所定距離を置いて対峙する先端部６１ａを樹脂等の薄膜（図示略）で電気的に絶縁処理をした後、先端部６１ａとの間に、ＡＣバイアス電圧を印加し、先端部６１ａと生体試料Ｓとの静電結合によって中空ガラスキャピラリー２１を振動させ、この際の中空ガラスキャピラリー２１の撓み振幅を検知することで生体試料Ｓの表面電位分布等の測定を行うＫＦＭ（Kelvin Prove Force Microscope：ケルビンプローブフォース顕微鏡）やＳＭＭ（Scanning Maxwell-stress Microscope：走査型マクスウェル応力顕微鏡）等のＳＰＭとしてもよい。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described MFM, and the scanning probe microscope 1 is electrically insulated with a thin film (not shown) such as a resin, for example, on the sample surface and the tip 61a facing the sample surface at a predetermined distance. Then, an AC bias voltage is applied between the tip 61a and the hollow glass capillary 21 is vibrated by electrostatic coupling between the tip 61a and the biological sample S. The deflection amplitude of the hollow glass capillary 21 at this time SPM such as KFM (Kelvin Prove Force Microscope) or SMM (Scanning Maxwell-stress Microscope) that measures the surface potential distribution of the biological sample S by sensing .

さらに、この第１変形例においては、例えば図６（ａ）〜（ｇ）に示すように、探針部材６１の先端部６１ａは、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞可能なシール部材６１ｂを備えてもよい。
このシール部材６１ｂは、例えばゴム等からなる略環状に形成され、探針部材６１の先端部６１ａから基端側にずれた位置に配置され、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの内径よりも小さな直径を有する探針部材６１の本体部の外周面と、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの内周面との間を気密にシール可能とされている。 Furthermore, in this first modification, for example, as shown in FIGS. 6A to 6G, the tip portion 61a of the probe member 61 is a seal capable of airtightly closing the tip portion 21a of the hollow glass capillary 21. The member 61b may be provided.
The seal member 61b is formed in a substantially annular shape made of rubber, for example, and is disposed at a position shifted from the distal end portion 61a of the probe member 61 to the proximal end side, and is smaller than the inner diameter of the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21. The space between the outer peripheral surface of the main body portion of the probe member 61 having a diameter and the inner peripheral surface of the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 can be hermetically sealed.

この場合、生体試料Ｓ内に反応物質を導入する際には、先ず、例えば図６（ａ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの位置に探針部材６１のシール部材６１ｂを配置し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞した状態で、例えば蛍光物質や遺伝子等の反応物質が混入および分散配置された溶液Ｕが貯留された容器Ｄまで物質供給プローブ１１を移動させる。
そして、例えば図６（ｂ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞した状態で、この先端部２１ａを溶液Ｕ内に浸漬する。
そして、例えば図６（ｃ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを溶液Ｕ内に浸漬した状態で、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内のプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａに向かい押し出すことにより、探針部材６１のシール部材６１ｂを中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから突出させ、シール部材６１ｂによる先端部２１ａの閉塞を解除する。 In this case, when introducing the reactant into the biological sample S, first, as shown in FIG. 6A, for example, the seal member 61b of the probe member 61 is placed at the position of the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21. The substance supply probe 11 is moved to a container D in which a solution U in which a reactive substance such as a fluorescent substance or a gene is mixed and dispersed is stored, with the tip 21a of the hollow glass capillary 21 being airtightly closed. Let
For example, as shown in FIG. 6B, the tip 21 a is immersed in the solution U in a state where the tip 21 a of the hollow glass capillary 21 is airtightly closed.
Then, for example, as shown in FIG. 6C, the plunger 22 in the hollow glass capillary 21 is moved by the linear actuator 23 while the tip 21 a of the hollow glass capillary 21 is immersed in the solution U. By pushing out toward the distal end portion 21a, the seal member 61b of the probe member 61 protrudes from the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21, and the blocking of the distal end portion 21a by the seal member 61b is released.

そして、例えば図６（ｄ）に示すように、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内のプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１の基端部に向かい引き込み、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に取り込むと共に、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの位置に探針部材６１のシール部材６１ｂを配置し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞する。
そして、例えば図６（ｅ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞した状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを容器Ｄの溶液Ｕ内から引き出し、溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に保持する。 For example, as shown in FIG. 6 (d), the plunger 22 in the hollow glass capillary 21 is drawn toward the proximal end portion of the hollow glass capillary 21 by the linear actuator 23, and the solution U is drawn from the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21. Is inserted into the hollow glass capillary 21, and the seal member 61 b of the probe member 61 is disposed at the position of the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 to airtightly close the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21.
Then, for example, as shown in FIG. 6 (e), the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is drawn out from the solution U in the container D in a state where the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is airtightly closed. Hold in the hollow glass capillary 21.

そして、例えば図６（ｆ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞した状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓに穿刺させる。
そして、例えば図６（ｇ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓに穿刺させた状態で、リニアアクチュエータ２３によって中空ガラスキャピラリー２１内のプランジャー２２を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａに向かい押し出すことにより、探針部材６１のシール部材６１ｂを中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから突出させ、シール部材６１ｂによる先端部２１ａの閉塞を解除すると共に、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから中空ガラスキャピラリー２１内の溶液Ｕを排出し、生体試料Ｓ内に反応物質を導入する。 Then, for example, as shown in FIG. 6 (f), the biological sample S is punctured with the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 while the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 is airtightly closed.
For example, as shown in FIG. 6G, the plunger 22 in the hollow glass capillary 21 is moved by the linear actuator 23 with the tip 21a of the hollow glass capillary 21 inserted into the biological sample S. The seal member 61b of the probe member 61 is protruded from the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 by pushing out toward the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 to release the blockage of the distal end portion 21a by the seal member 61b. The solution U in the hollow glass capillary 21 is discharged from the tip 21a, and the reactant is introduced into the biological sample S.

この場合には、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを気密に閉塞可能であることから、中空ガラスキャピラリー２１内に不純物等が混入してしまうことを防止することができる。   In this case, the tip 21a of the hollow glass capillary 21 can be hermetically closed, so that impurities or the like can be prevented from being mixed into the hollow glass capillary 21.

なお、上述した実施の形態においては、物質供給プローブ装置１ａの物質供給プローブ１１はプランジャー２２とリニアアクチュエータ２３とを備えるとしたが、これに限定されず、例えば図７に示す第２変形例に係る物質供給プローブ１１のように、プランジャー２２とリニアアクチュエータ２３とを省略し、中空ガラスキャピラリー２１の基端部に配置された加減圧装置７１を備えてもよい。
この加減圧装置７１は、例えば半導体プロセスを利用したマイクロダイヤフラムポンプ（例えば、ＭＥＭＳダイヤフラム式ポンプ等）であって、制御装置３から入力される制御信号に応じて中空ガラスキャピラリー２１内の圧力を制御する。 In the above-described embodiment, the substance supply probe 11 of the substance supply probe apparatus 1a is provided with the plunger 22 and the linear actuator 23. However, the present invention is not limited to this. For example, the second modification shown in FIG. Like the substance supply probe 11, the plunger 22 and the linear actuator 23 may be omitted, and a pressure-increasing / decreasing device 71 disposed at the proximal end of the hollow glass capillary 21 may be provided.
The pressurizing / depressurizing device 71 is, for example, a micro diaphragm pump (for example, a MEMS diaphragm pump) using a semiconductor process, and controls the pressure in the hollow glass capillary 21 according to a control signal input from the control device 3. To do.

この第２変形例に係る物質供給プローブ１１を具備する物質供給プローブ装置１ａにより、生体試料Ｓ内に反応物質を導入したり、生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する動作について説明する。   An operation of introducing a reactive substance into the biological sample S or applying a reactive substance to the sample surface of the biological sample S by the substance supply probe apparatus 1a including the substance supply probe 11 according to the second modification will be described.

先ず、例えばステップＳ０１においては、例えば図８（ａ）に示すように、例えば蛍光物質や遺伝子等の反応物質が混入および分散配置された溶液Ｕが貯留された容器Ｄまで物質供給プローブ１１を移動させ、加減圧装置７１を停止させ、中空ガラスキャピラリー２１内の圧力を大気圧に設定した状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを溶液Ｕ内に浸漬する。   First, in step S01, for example, as shown in FIG. 8A, for example, the substance supply probe 11 is moved to a container D in which a solution U in which reactive substances such as fluorescent substances and genes are mixed and dispersed is stored. Then, the pressurizing / depressurizing device 71 is stopped, and the tip 21a of the hollow glass capillary 21 is immersed in the solution U in a state where the pressure in the hollow glass capillary 21 is set to atmospheric pressure.

次に、ステップＳ０２においては、例えば図８（ｂ）に示すように、加減圧装置７１によって中空ガラスキャピラリー２１内を減圧し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから所定量の溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に取り込む。   Next, in step S02, for example, as shown in FIG. 8B, the inside of the hollow glass capillary 21 is depressurized by the pressure-intensifying device 71, and a predetermined amount of the solution U is discharged from the tip 21a of the hollow glass capillary 21 to the hollow glass. Taking in the capillary 21.

次に、ステップＳ０３においては、例えば図８（ｃ）に示すように、加減圧装置７１による所定の減圧状態を保持した状態で、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを容器Ｄの溶液Ｕ内から引き出し、所定量の溶液Ｕを中空ガラスキャピラリー２１内に保持する。   Next, in step S03, for example, as shown in FIG. 8C, the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is moved from the solution U in the container D in a state where a predetermined reduced pressure state by the pressure increasing / decreasing device 71 is maintained. A predetermined amount of the solution U is drawn out and held in the hollow glass capillary 21.

次に、ステップＳ０４においては、例えば図８（ｄ）に示すように、シャーレセルＣに貯留された溶液Ｗ中に存在する複数の生体試料Ｓのうち適宜の生体試料Ｓを選択して試料捕捉プローブ１５により捕捉固定した状態で、この生体試料Ｓの表面上を中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａで走査させる。このとき、例えば振動モードＳＰＭでは、物質供給プローブ１１を加振源１２により振動させつつ、測定部１４でのレーザ光Ｌによる測定に応じて、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと生体試料Ｓの表面との距離を、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａの振動状態（例えば、振幅等）が所定状態となるように制御する。そして、Ｚ電圧フィードバック回路５１により駆動部２６をフィードバック制御する制御信号に基づき、生体試料Ｓの表面形状を測定し、生体試料Ｓ内に反応物質を導入する位置あるいは生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する位置を設定する。   Next, in step S04, for example, as shown in FIG. 8 (d), an appropriate biological sample S is selected from a plurality of biological samples S existing in the solution W stored in the petri dish C to capture the sample. While being captured and fixed by the probe 15, the surface of the biological sample S is scanned with the tip 21 a of the hollow glass capillary 21. At this time, for example, in the vibration mode SPM, while the substance supply probe 11 is vibrated by the vibration source 12, the tip 21a of the hollow glass capillary 21 and the biological sample S are measured according to the measurement by the laser light L in the measurement unit 14. The distance to the surface is controlled so that the vibration state (for example, amplitude) of the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is in a predetermined state. The surface shape of the biological sample S is measured based on a control signal for feedback control of the driving unit 26 by the Z voltage feedback circuit 51, and the reaction is performed on the position where the reactant is introduced into the biological sample S or the sample surface of the biological sample S. Set the position to apply the substance.

次に、ステップＳ０５においては、例えば図８（ｅ）または図８（ｆ）に示すように、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを加振源１２により振動させつつ生体試料Ｓに穿刺させた状態または中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを生体試料Ｓの試料表面上の所定位置に配置させた状態で、加減圧装置７１によって中空ガラスキャピラリー２１内を加圧し、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａから所定量の溶液Ｕを排出し、生体試料Ｓ内に反応物質を導入または生体試料Ｓの試料表面に反応物質を塗布する。   Next, in step S05, for example, as shown in FIG. 8 (e) or FIG. 8 (f), the biological sample S is punctured while the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is vibrated by the vibration source 12. Alternatively, the inside of the hollow glass capillary 21 is pressurized by the pressurizing / depressurizing device 71 in a state where the distal end portion 21 a of the hollow glass capillary 21 is arranged at a predetermined position on the sample surface of the biological sample S. A predetermined amount of the solution U is discharged, and the reactive substance is introduced into the biological sample S or the reactive substance is applied to the sample surface of the biological sample S.

次に、ステップＳ０６においては、中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａを所定位置まで退避させ、一連の処理を終了する。   Next, in step S06, the distal end portion 21a of the hollow glass capillary 21 is retracted to a predetermined position, and a series of processes is completed.

この第２変形例に係る物質供給プローブ１１を具備する物質供給プローブ装置１ａによれば、物質供給プローブ装置１ａの装置構成を簡略化することができる。   According to the substance supply probe device 1a including the substance supply probe 11 according to the second modification, the device configuration of the substance supply probe device 1a can be simplified.

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

また、上述した実施の形態では、走査型プローブ顕微鏡１の測定部１４は、光てこ方式により物質供給プローブ１１の変位検出をおこなうとしたが、これに限定されず、例えば図９に示す第３変形例に係る走査型プローブ顕微鏡１のように、中空ガラスキャピラリー２１にピエゾ抵抗素子等からなる変位検出部７２を備え、自己検知方式により物質供給プローブ１１の変位検出をおこなってもよい。   In the above-described embodiment, the measurement unit 14 of the scanning probe microscope 1 detects the displacement of the substance supply probe 11 by the optical lever method. However, the present invention is not limited to this. For example, the third embodiment shown in FIG. Like the scanning probe microscope 1 according to the modification, the hollow glass capillary 21 may be provided with a displacement detection unit 72 made of a piezoresistive element or the like, and the displacement detection of the substance supply probe 11 may be performed by a self-sensing method.

また、上述した実施形態では、物質供給プローブ装置１ａは、物質供給プローブ１１を移動部１３により３次元方向に移動させるとしたが、これに限定されず、例えば生体試料Ｓ側を物質供給プローブ１１に対して３次元方向に相対移動させる移動部（図示略）を走査型プローブ顕微鏡１に備え、生体試料Ｓを物質供給プローブ１１に対して３次元方向に相対移動させてもよいし、あるいは、生体試料Ｓと物質供給プローブ１１とを３次元方向に相対移動させてもよい。   In the above-described embodiment, the substance supply probe apparatus 1a moves the substance supply probe 11 in the three-dimensional direction by the moving unit 13. However, the present invention is not limited to this. For example, the substance supply probe 11 is placed on the biological sample S side. The scanning probe microscope 1 may be provided with a moving part (not shown) that moves relative to the substance supply probe 11 relative to the substance supply probe 11 in a three-dimensional direction. The biological sample S and the substance supply probe 11 may be relatively moved in the three-dimensional direction.

また、上述した実施形態では、走査型プローブ顕微鏡１を、振動モードＳＰＭの一例として、共振させた中空ガラスキャピラリー２１の振動状態が所定状態になるように中空ガラスキャピラリー２１の先端部２１ａと生体試料Ｓとの間の距離を制御しながら走査を行うＤＦＭ（共振モード測定−原子間力顕微鏡：Dynamic Force Mode Microscope）としてもよい。   In the above-described embodiment, the scanning probe microscope 1 is used as an example of the vibration mode SPM, and the tip 21a of the hollow glass capillary 21 and the biological sample are set so that the vibration state of the hollow glass capillary 21 resonated becomes a predetermined state. A DFM (resonance mode measurement—atomic force microscope) that performs scanning while controlling the distance to S may be used.

更には、走査型プローブ顕微鏡１を、ＡＦＭ動作中に、生体試料Ｓを試料表面に平行な水平方向に横振動させ、又は中空ガラスキャピラリー２１を試料表面に平行な水平方向に横振動させ、この際の中空ガラスキャピラリー２１のねじれ振動振幅を検出することで摩擦力分布を測定するＬＭ−ＦＦＭ（Lateral Force Modulation Friction Force Microscope：横振動摩擦力顕微鏡）や、ＡＦＭ動作中に、生体試料Ｓを試料表面に垂直なＺ方向に微小振動させて、又は、中空ガラスキャピラリー２１を試料表面に垂直なＺ方向に微小移動させて、周期的な力を加え、この際の中空ガラスキャピラリー２１の撓み振幅や、ｓｉｎ成分、ｃｏｓ成分を検出することで粘弾性分布を測定するＶＥ−ＡＦＭ（Viscoelastic AFM：マイクロ粘弾性測定−原子間力顕微鏡）としてもよい。   Further, during the AFM operation, the scanning probe microscope 1 causes the biological sample S to vibrate in the horizontal direction parallel to the sample surface, or the hollow glass capillary 21 to vibrate in the horizontal direction parallel to the sample surface. LM-FFM (Lateral Force Modulation Friction Force Microscope) that measures the frictional force distribution by detecting the torsional vibration amplitude of the hollow glass capillary 21 at the time, and the biological sample S during the AFM operation Microvibration is performed in the Z direction perpendicular to the surface, or the hollow glass capillary 21 is moved minutely in the Z direction perpendicular to the sample surface, and a periodic force is applied. VE-AFM (Viscoelastic AFM: Atomic Force Microscope) that measures viscoelasticity distribution by detecting sine and cos components There.

また、上述した実施形態において、試料捕捉プローブ装置１ｂは、試料捕捉プローブ１５をＸＹ方向及びＺ方向の３方向に適宜移動させて、生体試料Ｓをレバー部４１の開口部４１ａに捕捉する際に、レーザ光を利用した光ピンセット技術を利用して生体試料Ｓの捕捉を補助してもよい。   In the above-described embodiment, the sample capturing probe device 1b moves the sample capturing probe 15 appropriately in the three directions of the XY direction and the Z direction to capture the biological sample S in the opening 41a of the lever portion 41. The capture of the biological sample S may be assisted by using an optical tweezer technology using laser light.

本発明の実施形態に係る物質供給プローブ装置および走査型プローブ顕微鏡の構成図である。It is a block diagram of the substance supply probe apparatus and scanning probe microscope which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物質供給プローブ装置の構成図である。It is a block diagram of the substance supply probe apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物質供給プローブ装置および走査型プローブ顕微鏡の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the substance supply probe apparatus and scanning probe microscope which concern on embodiment of this invention. 図４（ａ）から図４（ｆ）は、本発明の実施形態に係る物質供給プローブの状態を示す図である。FIG. 4A to FIG. 4F are views showing the state of the substance supply probe according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第１変形例に係る物質供給プローブ装置の構成図である。It is a block diagram of the substance supply probe apparatus which concerns on the 1st modification of embodiment of this invention. 図６（ａ）から図６（ｇ）は、本発明の実施形態の第１変形例に係る物質供給プローブの状態を示す図である。FIG. 6A to FIG. 6G are views showing the state of the substance supply probe according to the first modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第２変形例に係る物質供給プローブ装置の構成図である。It is a block diagram of the substance supply probe apparatus which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention. 図８（ａ）から図８（ｆ）は、本発明の実施形態の第２変形例に係る物質供給プローブの状態を示す図である。FIG. 8A to FIG. 8F are views showing the state of the substance supply probe according to the second modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の第３変形例に係る物質供給プローブ装置および走査型プローブ顕微鏡の構成図である。It is a block diagram of the substance supply probe apparatus and scanning probe microscope which concern on the 3rd modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｓ生体試料（試料） Ｓ１試料表面 １走査型プローブ顕微鏡 １ａ物質供給プローブ装置 ３制御装置 １３移動部 １４測定部（変位検出手段） ２１中空ガラスキャピラリー ２１ａ先端部 ２２プランジャー（圧力制御手段） ２３リニアアクチュエータ（圧力制御手段） ４５ＸＹＺステージ ６１探針部材（探針） ７１加減圧装置（圧力制御手段） S biological specimen (sample) S1 sample surface 1 a scanning probe microscope 1a substance supply probe apparatus 3 controls equipment 13 moving unit 14 measuring unit (displacement detection unit) 21 hollow glass capillary 21a tip 22 the plunger (pressure control means) 23 Linear actuator (pressure control means) 45XYZ stage 61 probe member (probe) 71 pressure increase / decrease device (pressure control means)

Claims (5)

先鋭化された先端部を有する中空ガラスキャピラリーと、
前記中空ガラスキャピラリー内の圧力を制御する圧力制御手段と、
前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部の変位を検出する変位検出手段と、
前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部を試料に対して相対移動させる移動部と、
前記変位検出手段による検出結果に基づき、前記移動部を制御する制御装置と、を備え、
前記圧力制御手段は、前記中空ガラスキャピラリー内を往復移動可能なプランジャーと、前記プランジャーを往復移動させるリニアアクチュエータとを備え、
前記制御装置は、前記リニアアクチュエータを制御することを特徴とする物質供給プローブ装置。 A hollow glass capillary having a sharpened tip;
Pressure control means for controlling the pressure in the hollow glass capillary;
A displacement detecting means for detecting the displacement of the tip of the hollow glass capillary;
A moving unit for relatively moving the distal end portion of the front Symbol hollow glass capillary to the sample,
A control device for controlling the moving unit based on a detection result by the displacement detection means ,
The pressure control means comprises a plunger capable of reciprocating in the hollow glass capillary, and a linear actuator for reciprocating the plunger,
The substance supply probe apparatus , wherein the control device controls the linear actuator . 前記プランジャーは、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部から突出可能な探針を備えることを特徴とする請求項１に記載の物質供給プローブ装置。 It said plunger the substance supply probe apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises the possible probe projecting from the distal end portion of the hollow glass capillaries. 前記探針は、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部を気密に閉塞可能であることを特徴とする請求項２に記載の物質供給プローブ装置。 3. The substance supply probe apparatus according to claim 2 , wherein the probe is capable of airtightly closing the tip of the hollow glass capillary. 請求項１から請求項３の何れか１つに記載の物質供給プローブ装置を備え、
前記移動部は、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部に対向配置された前記試料を載置するＸＹＺステージを備え、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料とを、試料表面に平行な方向に相対的に走査させると共に、試料表面に垂直な方向に相対的に移動させ、
前記制御装置は、前記変位検出手段による検出結果に基づいて、前記走査時に前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料表面との距離を制御すると共に、前記試料の状態に係るデータを取得することを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 A substance supply probe device according to any one of claims 1 to 3 , comprising:
The mobile unit includes an XYZ stage for placing the sample that is opposed to the tip portion of the hollow glass capillary, and the sample and the tip of the hollow glass capillaries, in a direction parallel to the sample surface Relatively scan and move relatively in the direction perpendicular to the sample surface ,
Wherein the control device, based on a detection result by the displacement detecting means, to control the distance between the tip and the sample surface of the hollow glass capillary during the scan, you obtain data relating to the state of the sample scanning probe microscope characterized by and this. 請求項２または請求項３に記載の物質供給プローブ装置を備え、
前記移動部は、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部に対向配置された前記試料を載置するＸＹＺステージと、を備え、前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料とを、試料表面に平行な方向に相対的に走査させると共に、試料表面に垂直な方向に相対的に移動させ、
前記制御装置は、前記変位検出手段による検出結果に基づいて、前記走査時に前記中空ガラスキャピラリーの前記先端部と前記試料表面との距離を制御すると共に、前記試料の状態に係るデータを取得し、
前記探針は導電性であって、
前記制御装置は、前記試料の電気状態を検出することを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。 A substance supply probe device according to claim 2 or claim 3 ,
The moving unit, and a XYZ stage for mounting the sample that is opposed to the tip portion of the hollow glass capillary, and the leading end portion of the hollow glass capillaries and the sample, parallel to the sample surface The relative scanning in the direction and the relative movement in the direction perpendicular to the sample surface ,
The control device controls the distance between the tip of the hollow glass capillary and the sample surface during the scanning based on the detection result by the displacement detection means , and acquires data related to the state of the sample ,
The probe is electrically conductive;
The scanning probe microscope, wherein the control device detects an electrical state of the sample.
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