JP5823112B2 - 魚卵を処理する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数の魚卵を処理する方法に関し、特に遺伝子注入などのために多数の受精魚卵をほとんど自動的に処理する方法に関する。本発明は、受精魚卵から遺伝子組換蛋白質などをほとんど自動的に製造するための製造方法に用いられることができる。

受精魚卵に遺伝子材料を注入することにより特定蛋白質を製造する方法が公知となっている。ゼブラフィッシュのような特殊な魚はほぼ毎日産卵するので、この蛋白質製造方法は高い生産性をもつ。

遺伝子材料は、受精魚卵の分裂が開始される前に、各魚卵に注入されねばならない。けれども、遺伝子注入に用いられる非常に多数の魚卵は非常に小さい。たとえば、ゼブラフィッシュ卵は約１ｍｍの直径をもつ。短時間内に、非常に多数の小さい魚卵を処理することは容易ではない。更に、小さい魚卵に遺伝子材料を注入する注入装置は非常に高価である。なぜなら、注入針が非常に小さい魚卵に遺伝子材料を注入するために、正確な制御が要求される。

特許文献１は、魚卵を配列するための卵配列プレートを提案している。多数の凹部が卵配列プレートの表面に形成される。各凹部の底は水を排出するための細い通路をもつ排水孔を有する。魚卵の各一つは、凹部を通過する水により各一つの凹部に捕捉されねばならない。けれども、凹部に落下する魚卵は、卵配列プレートの動きにより凹部から容易に離脱する。

特許文献１は、凹部の魚卵が凹部から離脱するのを防止するための狭い開口をもつ凹部も提案している。けれども、魚卵が凹部に落ち込むことも困難となる。更に、凹部の負圧は魚卵を吸い込むために増大されねばならないため、魚卵はダメージを受ける。

次に、殆どの凹部への魚卵の落下は、長時間を必要とする。更に、卵配列プレート上の魚卵の残留は、遺伝子注入の失敗を生起させる。更に、遺伝子材料注入用のニードルの刺突は、容易ではない。なぜなら、魚卵は非常に小さくてニードルの付勢により動きやすい。
特許文献２は、凹部の負圧で魚卵を吸い込むことにより、魚卵の動きを防止することを提案している。けれども、魚卵は小孔により強く吸われねばならない。その結果、魚卵はダメージを受けてしまう。

特開2007/222,132号公報 U. S. Patent No.2008/0077329A1

本発明は、多数の魚卵を処理する方法及び装置を提供することをその目的としている。本発明は、遺伝子注入などのために多数の受精魚卵をほとんど自動的に処理可能な高性能の卵配列方法及び装置を提供することをその他の目的としている。

本発明の一観点によれば、卵ケース、卵配列装置及び注入装置が用いられる。卵ケースは、多数の凹部がその上面の所定位置に形成された卵配列プレートをもつ。卵配列装置は、卵配列プレートの各凹部に魚卵を配列する。注入装置は、各凹部に配列された多数の魚卵に物質を注入する。

本発明の方法は更に、第1ケースセット工程、卵配列工程、第２ケースセット工程及び注入工程を含む。第1ケースセット工程は、卵配列装置の所定位置に卵ケースをセットする。卵配列工程は、各凹部を通じて排水することにより各凹部に各魚卵を配列する。

第２ケースセット工程は、注入装置の所定位置に卵ケースをセットする。注入装置は、卵配列プレートの凹部に配列された多数の魚卵に物質を注入する。言い換えれば、魚卵は卵ケース上に所定位置をもつので、卵ケースが注入装置の所定位置にセットされた時に注入装置上の各魚卵の位置が決定される。したがって、注入装置による注入ニードルの位置制御は容易となる。

好適な態様によれば、各凹部は、各凹部の水が下方へ流れる排水孔を有する。卵ケースは卵配列プレート上をスライド可能なカバープレートをもつ。カバープレートが第１位置にある時、カバープレートは、凹部を開く。魚卵は凹部に収容される。カバープレートが第２位置にある時、カバープレートは、凹部を閉じる。魚卵は凹部から離脱できない。したがって、たとえ魚卵が動いても、卵ケースは、卵配列プレート上の所定位置に各魚卵を保持することができる。

好適な態様によれば、角箱状の卵ケースは、互いに平行な卵配列プレート及びカバープレートを囲み保持する側壁をもつ。その結果、魚卵入りの水が卵配列プレートから流れ出すのを防止することができる。更に、卵配列プレート上の魚卵は、卵配列プレート上の水層内に保持され、保護される。

好適な態様によれば、カバープレートは、卵配列工程の前に第1位置にスライドする。そして卵配列工程の後で第2位置にスライドする。したがって、魚卵の配列と魚卵位置の保持が簡単な構造によりなされる。

好適な態様によれば、カバープレートは、凹部に注入ニードルを刺突可能な注入孔をもつ。ニードルは、この注入孔を通じて凹部内の魚卵に刺突される。注入孔は、魚卵より小径である。これにより、凹部内の魚卵が注入装置のニードルにより動かされるのが防止される。

好適な態様によれば、卵配列装置は、凹部及び排水孔を通じて落下する水を卵配列プレートの上方位置に戻す水循環経路をもつ。その結果、上記水層は、卵配列動作において、卵配列動作中、卵配列プレートの上に維持されることができる。魚卵は凹部に落ちるまで動くことができる。魚卵のダメージは低減される。

好適な態様によれば、卵配列装置は、ノズルとノズル走査アクチュエータとをもつ。卵配列プレートの上方に配置されたノズルは、卵配列プレートの上面に水を散布する。ノズル走査アクチュエータは、卵配列プレートの上面と平行にノズルを走査する。これにより、凹部近傍の魚卵は、ノズルから散布される水に付勢されて凹部に落ち込む。

好適な態様によれば、卵配列装置は、卵ケースを傾斜させるケース傾動アクチュエータをもつ。ケース傾動アクチュエータは、卵ケースを傾斜させることにより、卵配列プレートの上面から水を落下させる。水の中の魚卵も落下する。好適な態様によれば、卵ケースは、卵ケースの４つの内側面の一つに設けられた斜めの傾斜面を有する。その結果、卵ケースが傾斜される時、卵ケース上に残留している魚卵はこの斜めの斜面を容易に滑り落ちることができる。

図１は、実施例の蛋白質製造システムの模式図である。 図２は、図１に示されるシステムで処理される蛋白質製造プロセスを示す工程図である。 図３は、卵ケースの斜視図である。 図４は、卵配列工程を示す模式断面図である。 図５は、卵配列プレートの一つの凹部及びカバープレートを示す拡大部分断面図である。 図６は、ノズルが走査開始位置に位置する姿勢をもつ卵配列装置の斜視図である。 図７は、ノズルが走査中の卵配列装置の斜視図である。 図８は、卵配列装置が卵ケースを傾斜させた姿勢をもつ卵配列装置の斜視図である。 図９は、実施例の卵配列動作を示すフローチャートである。

(生産方法の説明)
受精魚卵から遺伝子組換蛋白質を製造する製造方法が図１、図２を参照して説明される。図１は、実施例の蛋白質製造システムの模式図である。図２は、図１に示されるシステムで処理される蛋白質製造プロセスを示す工程図である。

この蛋白質生産装置は、卵生産装置１と、卵収集装置２と、卵配列装置３と、注入装置４とをもつ。卵生産ステージS100を実行するこの卵生産装置1は、所定数のゼブラフィッシュの対を飼育する水槽装置を有する。

卵収集ステージS１０２を実行する装置2卵収集装置2は、水槽装置の排水から魚卵を収集する。排水は、水槽装置に戻る。卵卵配列装ステージS104を実行する配列装置3は、魚卵を配列する。遺伝子注入ステージS106を実行する注入装置4は、遺伝子材料を魚卵にそれぞれ注入する。

水槽装置の水は、卵収集装置2に排出される。魚卵は、卵収集装置2内の卵収集ケース５上により収集される。卵収集ケース５は、卵収集装置2から卵配列装置3に移送される。魚卵は、卵配列装置3内の卵配列ケース上に配列される。卵配列ケース6は、魚卵配列後、卵配列装置3から遺伝子注入装置４に移送される。

(卵ケース６の説明）
図３は、卵ケース６の斜視図である。図４は、卵配列工程を示す模式断面図である。図５は、卵配列プレート７の一つの凹部及びカバープレート８を示す拡大部分断面図である。

図３にて、角箱状の卵ケース６は、底板６１と、底板６１を囲む側壁６２をもつ。角形の側壁６２は、底板61の周縁部から立ち上がっている。卵ケース６の上側開口は側壁62により区画されている。図３において、凹部７１をもつ卵配列プレート７が底板６１の上に示されている。更に、側壁６２の４つの内側面の一つは、２つの傾斜する斜面６００を有している。卵ケース６が残留魚卵を排出するために傾けられる時、カバープレート８上の水内の魚卵は、傾斜する斜面６００を超えて排出される。傾けられた卵ケース６は、図８に示されている。

図４において、側壁６２の内面は、卵配列プレート６２が載置される段差部６２をもつ。底板６１と平行である卵配列プレート７は、卵ケース７の内部空間を上室６５と下室６６とに区画している。更に、側壁６２は、下室６６に連通する入口６８をもつ排水孔６７を有する。排水孔６７の出口は、側壁６２の上面に形成されている。

図４において、後述の卵配列装置９の吸引ポンプ９０は、排水孔６７を通じて下室６６から水を吸引する。吸引ポンプ９０の入口は、卵配列装置９の入口パイプ９１に接続されている。吸引ポンプ９０の出口は、給水パイプ９２に接続されている。入口パイプ９１は、排水孔６７の出口６９に接続されている。給水パイプ９２は卵ケース６に給水する。入口パイプ９１、吸引ポンプ９０及び給水パイプ９２は、後述の卵配列装置９の水循環経路を構成している。

図３に示されるように、行列状に配列された多数の凹部７１が卵配列プレート７の上面に形成されている。円錐状の各凹部７１は、卵配列プレート７の裏面に形成された円錐状の各排水孔７２により、下室６６に連通している。したがって、凹部71の水は、排水孔７１を通じて下室６６に落下する。凹部７１の最小径は、魚卵１０００の径より小さい。

卵ケース６は、卵配列プレート７上を滑動可能なカバープレート８を保持する。非常に薄いカバープレート８は、卵配列プレート７の上面に載置されている。カバープレート８が第１位置にある時、カバープレート８は凹部７１を開く。カバープレート８が第２位置にある時、カバープレート８は凹部７１を閉じる。図５は、第２位置をもつカバープレート８を示す。

カバープレート８は、カバープレート８を滑らせるための突起を有する。けれども、この突起の図示は省略されている。カバープレート８は、図略の大孔と小孔８１とをもつ。カバープレート８が第１位置をもつ時、卵通過孔を構成する各大孔は各凹部７１の上に位置している。カバープレート８上の各魚卵は、各大孔を通過して各凹部７１に落下する。

カバープレート８が第２位置をもつ時、各小孔８１は各凹部７１の上に位置している。各凹部７１内の各魚卵１０００は、各小孔８１を通過することができない。遺伝子注入ニードルは、注入用貫通孔を構成する小孔８１を通じて挿入されることができる。しかしながら、小孔８１は省略されることができる。小孔８１が省略される場合には、遺伝子注入ニードルは上記大孔を通じて挿入されるべきである。この実施例では、卵ケース６は樹脂製である。卵配列プレート７及びカバープレート８はステンレス板により形成されている。

(卵配列装置９の構造)
卵配列装置９が図６乃至図８を参照して説明される。図６は、ノズル１１が走査開始位置に位置する姿勢をもつ卵配列装置９の斜視図である。図７は、ノズル１１が走査中の場合の卵配列装置９の斜視図である。図８は、卵ケース６を傾斜させる姿勢をもつ卵配列装置９の斜視図である。

卵配列装置９は、ベースプレート９３、主要部９４及び傾動アクチュエータ９５を有している。傾動アクチュエータ９５は、ベースプレート９３に固定されている。ケース傾動アクチュエータを構成する傾動アクチュエータ９５は、垂直面内にて主要部９４をスイングする図略の軸を有している。傾動アクチュエータ９５のこの軸は、傾動アクチュエータ９５に収容された図略の減速モータにより駆動される。

傾動アクチュエータ９５が主要部９４を傾斜させるとき、主要部９４の上に固定された卵ケース６が傾斜する。その結果として、図８にしめされるように、２枚の案内ゲート９６の間の排水路を通じて、魚卵を含む水層が落下する。

主要部９４は、テーブル部９４１及び壁部９４２を構成するL字状のアングル板９４０を有している。図６において、テーブル部９４１は水平に延在し、壁部９４２が垂直に延在している。一つの卵ケース６が図６乃至図８のテーブル部９４１に固定されている。

図４に示される吸引ポンプ９０は、図６に示される壁部９４２に固定されている。卵ケース６の側壁６２の上面にセットされた入口パイプ９１は、卵ケース６の排水孔６７の上端部に連通している。入口パイプ９１の出口部は、入口パイプ９１の出口部に巻かれた図略のコイルスプリングにより下方へ付勢されている。その結果、入口パイプ９１の出口部は、卵ケース６の側壁６２の上面に押しつけられている。多くの接続方法が、入口パイプ９１を排水孔６７に接続するために採用されることができる。たとえば、入口パイプは、昇降アクチュエータによりH方向へ移動することができる。

給水パイプ９２は、W方向へ延在している。給水パイプ９２の下部は、卵配列プレート７の一側部の上に散水するための複数の小孔を有している。吸引ポンプ９０は給水パイプ９２を通じて散水する。入口パイプ９１は、吸引ポンプ９０により支持され、給水パイプ９２は壁部９４２により支持されている。

更に、ノズル走査アクチュエータ１０は、ノズル駆動アクチュエータ１０A及びノズル揺動アクチュエータ１０Bにより構成されている。リニアアクチュエータであるノズル駆動アクチュエータ１０Aは、壁部９４２に固定されている。ノズル揺動アクチュエータ１０Bは、ノズル駆動アクチュエータ１０Aによって、図６に示される長手方向Lに駆動される。

ノズル揺動アクチュエータ１０Bは、図６に示されるW方向及びH方向を含む平面内をスイングする揺動バー１０Cを有している。揺動バー１０Cに固定されたノズル１１は、ノズル揺動アクチュエータ１０Bにより揺動バー１０Cとともにスイングされる。ノズル１１は卵ケース６内の卵配列プレート７を走査する。

カバープレート８は、図６にて省略されている。言い換えると、ノズル駆動アクチュエータ１０Aは、ノズル揺動アクチュエータ１０Bを介してノズル１１をL方向に移動させる。ノズル揺動アクチュエータ１０Bは、W方向にノズル１１をスイングする。

したがって、ノズル１１から流れる水は、卵配列プレート７に載置されたカバープレート８の全上面の上に散布される。ノズルから流れる水は、図略の制御バルブにより制御される。カバープレート８の上の魚卵は、卵配列プレート７の凹部７１に付勢される。

(卵配列装置９の動作)
この実施例における卵配列装置９の逐次動作が、図９に示されるフローチャートを参照して説明される。この動作は、卵配列装置９に収容された図略のコントローラーにより制御される。

最初に、一つの卵ケース６がテーブル部９４１上に固定され、 入口パイプ９１が排水孔６７に連通される（ステップS１０２）。次のステップS１０２にて、カバープレート８が第１位置に変位される。卵配列プレート７の凹部７１が開放される。次のステップS１０４にて、吸引ポンプ９０が駆動される。水がプレート７、８の上面に供給される。

ステップS１０８にて、魚卵を含む水がプレート７、８の上に落下される。ステップS１１０にて、ノズル１１が走査される。ノズル１１から出る水流はプレート７、８上の魚卵を付勢する。付勢された魚卵は、卵配列プレート７の凹部７１内に落下する。ステップS１１２にて、カバープレート８が第２位置に移動される。卵配列プレート７の凹部７１は閉鎖される。次のステップS１１４にて、卵ケース６が傾動される。卵を含む残留水が下方に排出される。

ステップS１１６にて、ノズル１１が再び走査される。ノズル１１から出る水流がプレート７、８からの魚卵の落下を促進する。ステップS１１８にて、卵ケース６が初期姿勢に戻され、水が所定の短時間だけ卵ケース６に供給される。

Claims (2)

1. それぞれ所定位置に形成された多数の卵収容凹部をもつ配列プレートを有する卵配列ケースと、配列プレートの各卵収容凹部に魚卵を配列するための卵配列装置と、配列プレートに配列された多数の魚卵に物質を注入する注入装置とを備えた装置を用い、
   卵配列ケースを卵配列装置の所定の配列位置にセットするケース配列ステップと、卵配列装置が、配列プレートの上面に魚卵を含む水を供給し、各卵収容凹部を通過する水を排出する魚卵配列ステップと、魚卵が配列された卵配列ケースを注入装置の所定の注入位置にセットするケース移送ステップと、卵配列ケースに配列された多数の魚卵に物質を注入する注入ステップとを有し、
   各卵収容凹部は、平坦な卵配列プレートの上面に行列状に配列され、卵配列プレートは、各卵収容凹部に流入する水を下方へ排出する小径の排出孔を有し、卵配列ケースは、卵配列プレートの上方に配置された遮蔽板を移動可能に保持し、遮蔽板は、卵を含む水を卵配列プレートの上面の上に流す開放位置と、魚卵が卵収容凹部から離脱するのを防止する遮蔽位置とを有する多数の受精魚卵を処理する方法であって、
   卵配列装置は、卵配列プレートの上面の上に水を流す散水ノズルを卵配列プレートの上面と平行方向に走査するノズル駆動装置を有し、
   ノズル駆動装置は、魚卵配列ステップの開始から所定時間後に散水ノズルを走査することにより、魚卵を付勢する散水ステップを実行することを特徴とする多数の受精魚卵を処理する方法。
2. それぞれ所定位置に形成された多数の卵収容凹部をもつ配列プレートを有する卵配列ケースと、配列プレートの各卵収容凹部に魚卵を配列するための卵配列装置とを備え、各卵収容凹部は、平坦な卵配列プレートの上面に行列状に配列され、卵配列プレートは、各卵収容凹部に流入する水を下方へ排出する小径の排出孔を有し、卵配列ケースは、卵配列プレートの上方に配置された遮蔽板を移動可能に保持し、遮蔽板は、卵を含む水を卵配列プレートの上面の上に流す開放位置と、魚卵が卵収容凹部から離脱するのを防止する遮蔽位置とを有する遺伝子注入のために多数の受精魚卵を処理する装置であって、
   卵配列装置は、卵配列プレートの上面の上に水を流す散水ノズルを卵配列プレートの上面と平行方向に走査するノズル駆動装置とを有することを特徴とする遺伝子注入のために多数の受精魚卵を処理する装置。
   

Images