JP6101697B2 - 細胞材料を捕捉する方法およびその方法を実行する装置 - Google Patents
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Description
細胞材料に向けて捕捉ツールを変位させ、
捕捉ツールと細胞材料の接触を判定し、
細胞材料から捕捉ツールを後退させ、それにより細胞材料を捕捉し、その際、捕捉ツールと細胞材料との接触を判定する工程は静電容量の測定により行う工程を含む方法を提供することにより達成される。接触の判定は静電容量の測定により行われるので、捕捉ツールと細胞材料および/または培地との接触を判定するのに、追加の電極を培地に直接接触させることが不要である。さらに、静電容量の測定を用いることにより、接触したことを判定するためには表面的接触で十分であり、そのため捕捉ツールは接触を実現するために細胞材料中に進入する必要がまったくなく、そのため細胞材料のみを捕捉することが可能となる。加えて、かかる測定を行うのに必要とされる電圧のレベルは十分に低く、細胞材料の生長に何ら有害な影響を与えない。
培養皿を導電材料製の支持体上に配置し、
絶縁材料製の培養皿を用い、
導電材料製の捕捉ツールを用い、
培養皿の十分に上方の出発位置に捕捉ツールを配置し、
捕捉ツールと支持体からなる系の出発静電容量を捕捉ツールの出発位置において測定し、
出発位置から培養皿に向けて捕捉ツールを下降させ、
捕捉ツールの下降中、捕捉ツールと支持体からなる系の静電容量を測定する工程を含む。
導電材料製の捕捉ツールホルダを備える捕捉ツール装置であって、前記捕捉ツールホルダは前記捕捉ツール装置に電気的に絶縁された状態で載置されるとともに導電材料性の捕捉ツールを保持し、前記捕捉ツールは前記捕捉ツールホルダにより電気的に導通された状態で保持される捕捉ツール装置と、
絶縁材料製の培養皿と、
前記培養皿を支持する導電材料製の支持体と、
前記培養皿の上方の出発位置に捕捉ツールを位置決めし、前記捕捉ツールを前記培養皿に対してそれぞれ下降接近/上昇後退させるための位置決め装置と、
前記位置決め装置の移動を制御するためのコントローラと、
前記捕捉ツールと支持体からなる系の静電容量を決定するための容量測定を行う測定装置であって、前記測定装置は、前記捕捉ツールの出発位置における前記捕捉ツールと支持体からなる系の出発静電容量を決定し、前記出発静電容量を表す信号を前記コントローラに供給し、前記測定装置は、前記測定ツールを前記培養皿に向けて下降させるときに前記捕捉ツールと支持体からなる系の静電容量を決定し、前記測定された静電容量を表す信号を前記コントローラに供給するように構成された測定装置とを備え、
前記コントローラは、前記捕捉ツールの下降の際に前記静電容量の出発静電容量との比較を行い、前記比較を示す比較信号を発生するコンパレータ(比較器)を備え、前記コントローラは少なくとも前記比較信号に基づいて前記位置決め装置の運動を制御する。
Claims (15)
- 培養皿内の培地面から細胞材料を捕捉する方法であって、
絶縁材料製の層を包囲する導電材料製の環状要素を有する支持体上に培養皿を配置する工程と、
発振回路によって生成された信号をマイクロプロセッサに提供する工程であって、前記信号は測定回路の静電容量を表す発振周波数であり、前記測定回路は、導電性の捕捉ツールを保持する導電性の捕捉ツールホルダに電気的に接続された第1のリード線と前記環状要素に電気的に接続された第2のリード線とを有し、前記測定回路は前記第1のリード線および前記第2のリード線を介して前記発振回路に電気的に接続された工程と、
前記支持体上の前記培養皿内に載置された細胞材料に向けて前記捕捉ツールを変位させる工程と、
前記培養皿に向けて前記捕捉ツールが変位する際に前記信号を前記マイクロプロセッサに継続して提供する工程と、
前記捕捉ツールと前記細胞材料の接触を示す前記発振周波数の変化を検出する工程と、
前記発振周波数の変化が検出されると前記捕捉ツールの変位を停止する工程と、
前記細胞材料から前記捕捉ツールを後退させることにより前記細胞材料を捕捉する工程とを含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記発振周波数の変化を示す比較信号を前記マイクロプロセッサに提供する工程と、
前記比較信号を利用して位置決め装置の運動を制御する工程とをさらに含む方法。 - 請求項1または2に記載の方法であって、
前記発振回路は鋸歯状電圧である交流電圧を提供する方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記交流電圧は100から150kHzの間の固定周波数を有する方法。 - 請求項4に記載の方法であって、
前記捕捉ツールを前記接触位置からチェック位置に向けて所定の距離後退させる工程と、
前記捕捉ツールを前記チェック位置に保持する工程と、
前記チェック位置において前記発振周波数を測定する工程とをさらに含む方法。 - 請求項5に記載の方法であって、さらに、
前記チェック位置において前記発振周波数が出発発振周波数から逸れると警告信号を提供する工程をさらに含む方法。 - 請求項5または6に記載の方法であって、さらに、
前記チェック位置において前記発振周波数が出発発振周波数から逸れた場合、前記捕捉ツールホルダから前記捕捉ツールを解放する工程を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の方法であって、
前記支持体と前記培養皿との間に透明な絶縁材料製の要素または層を配置する工程とを含む方法。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法であって、
前記捕捉ツールの変位の際に出発発振周波数との比較を行うコンパレータによって前記発振周波数の変化を検出する方法。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法であって、
前記培養皿内の培地面から前記細胞材料を捕捉しなければならなくなった都度、新しい捕捉ツールを使用する工程を含む方法。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の、培養皿内の培地面から細胞材料を捕捉する方法を実行する装置であって、
導電材料製の捕捉ツールホルダを備える捕捉ツール装置であって、前記捕捉ツールホルダは前記捕捉ツール装置に電気的に絶縁された状態で載置され、前記捕捉ツールホルダは導電材料製の捕捉ツールを保持し、前記捕捉ツールは前記捕捉ツールホルダにより電気的に導通された状態で保持され、前記捕捉ツールホルダは第1のリード線と電気的に接続された捕捉ツール装置と、
絶縁材料製の培養皿と、
絶縁材料製の培養皿支持部を包囲する導電材料製の環状要素を有し、前記培養皿を支持する支持体であって、前記環状要素が第2のリード線と電気的に接続された支持体と、
前記培養皿の上方の出発位置に前記捕捉ツールを位置決めし、前記捕捉ツールを前記培養皿に対してそれぞれ下降接近/上昇後退させるための位置決め装置と、
前記位置決め装置の移動を制御するためのコントローラと、
前記第1のリード線および前記第2のリード線と接続され、前記第1のリード線、前記捕捉ツールホルダ、前記捕捉ツール、前記第2のリード線、前記支持体、および前記培養皿を備える測定回路の静電容量を示す発振周波数を表す信号を提供するように構成された発振回路と、
前記捕捉ツールの下降の際に前記発振周波数と出発発振周波数との比較を行い、前記比較を示す比較信号を提供するコンパレータとを備え、前記コントローラは少なくとも前記比較信号に基づいて前記位置決め装置の運動を制御する装置。 - 請求項11に記載の装置であって、
前記コントローラは前記発振回路の前記発振周波数が変化すると前記捕捉ツールの下降を停止するように構成されている装置。 - 請求項11または12に記載の装置であって、
前記発振回路はオペアンプ・マルチバイブレーター発振器である装置。 - 請求項11、12または13に記載の装置であって、
前記絶縁材料製の前記培養皿支持部は透明であり、および/または、前記支持体と前記培養皿との間に透明絶縁材料製の要素または層が配置されている装置。 - 請求項11、12、13または14に記載の装置であって、
前記捕捉ツールは導電性プラスチック材料製である装置。
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