JPH05123993A - マイクロマニピユレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微動器具の荷重に起因する移動装置の動作不
良を改善する。 【構成】 マイクロマニピュレータ用移動装置３は、マ
イクログリッパ１５を移動するためのものである。この
装置は、微動部１１と荷重軽減装置１２とを備えてい
る。微動部１１は、マイクログリッパ１５を保持しかつ
移動するためのものである。荷重軽減装置１２は、微動
部１１が受けるマイクログリッパ１５による荷重を軽減
するので、微動部１１はマイクログリッパ１５を滑らか
に移動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマニピュレー
タ、特に、微小器具を移動するためのマイクロマニピュ
レータに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば細胞等に微小注射を行ったり、
細胞内の電位を測定しようとする場合は、マイクロマニ
ピュレータが用いられる。一般的なマイクロマニピュレ
ータでは、顕微鏡視野下で微小針や微小ピペット等の微
小器具を操作して、シャーレ等の容器内に入れられた細
胞等の微小な被処理物に所定の処理を施すことができ
る。

【０００３】微小器具は、移動装置によって前後左右上
下方向（ＸＹＺ方向）に駆動するアームの先端に取り付
けられており、移動装置によるアームの駆動によって微
小器具が被処理物に対し処理を施す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のマイクロマ
ニピュレータでは、微小器具の荷重により、移動装置が
正常に動作しない場合がある。本発明の目的は、微小器
具の荷重に起因する移動装置の動作不良を改善すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロマ
ニピュレータは、微小器具により被処理物に処理を施す
ためのものである。このマイクロマニピュレータは、駆
動装置と荷重軽減装置とを備えている。前記駆動装置
は、微小器具を保持しかつ移動するためのものである。
前記荷重軽減装置は、駆動装置が受ける微小器具による
荷重を軽減するためのものである。

【０００６】

【作用】本発明に係るマイクロマニピュレータでは、駆
動装置が受ける微小器具による荷重を荷重軽減装置が軽
減する。そのため、駆動装置は微小器具の荷重による動
作不良を起こしにくい。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例のマイクロマニピ
ュレータの概略図である。図において、マイクロマニピ
ュレータは、ベース１上に載置された顕微鏡２と、顕微
鏡２の側方に配置された１対の移動装置３，４と、顕微
鏡２及び移動装置３，４を制御するための制御装置５と
を有している。

【０００８】顕微鏡２は、その中央部に操作台６を有し
ており、操作台６には被処理物が入れられたシャーレ等
の容器７が載置されるようになっている。操作台６の下
方には対物レンズ８が載置されており、対物レンズ８の
下端部にはテレビカメラ９が接続されている。操作台６
は、図示しない駆動機構によって水平方向及び上下方向
に駆動され得る。

【０００９】移動装置３，４は、ベース１上に載置され
ており、ベース１上に固定された粗動部１０と、粗動部
１０の上部に取り付けられた微動部１１と、微動部１１
の上部に取り付けられた荷重軽減装置１２とを主に有し
ている。粗動部１０は、図示しないステッピングモータ
により、ベース１に対して数十μｍ単位の動きを垂直方
向及び水平方向に行い得る。各微動部１１の顕微鏡２側
端部には、アーム１３，１４が設けられている。このア
ーム１３，１４は、微動部１１内に設けられた電磁駆動
装置により、垂直方向及び水平方向に１μｍ単位の動き
を行い得る。一方のアーム１３の先端には、マイクログ
リッパ１５が取り付けられている。マイクログリッパ１
５は、先端に微小物を挟持するための挟持部（図示せ
ず）を有しており、被処理物を捕足するために用いられ
るものである。マイクログリッパ１５は、図２に示すよ
うに、上方に延びる吊り上げ部１５ａを有している。他
方のアーム１４の先端には、マイクロピペット１６が取
り付けられている。マイクロピペット１６は、ガラスキ
ャピラリーであり、容器７側先端が円錐状に成形されて
いる。マイクロピペット１６の他端には、図示しないポ
ンプから延びるチューブ１６ａの一端が接続されてい
る。

【００１０】制御装置５は、ＣＲＴ１７と、操作パネル
１８と、制御ユニット１９とを有している。操作パネル
１８には、粗動部１０及び微動部１１を遠隔操作するた
めのジョイスティックや種々のボタンが設けられてい
る。また、制御ユニット１９内には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，
ＲＡＭ等から構成されるマイクロコンピュータ（図示せ
ず）が設けられている。このマイクロコンピュータによ
って、顕微鏡２、移動装置３，４、ＣＲＴ１７、吸引ポ
ンプ（図示せず）等が制御される。

【００１１】図２を参照して、荷重軽減装置１２を説明
する。ここでは、マイクログリッパ１５が取り付けられ
た微動部１１側の荷重軽減装置１２について説明する。
荷重軽減装置１２は、微動部１１上に固定された箱状の
カバー２１と、カバー２１の側面に設けられた蓋部２２
とで外形を形成している。カバー２１の図左端部には、
開口２１ａが設けられている。カバー２１と蓋部２２
は、それぞれのヒンジ部２１ｂとヒンジ２２ａとが回動
自在に連結されている。そのため、蓋部２２の側方に設
けられた把手２４を上方に移動させると、荷重軽減装置
１２の内部を操作できる。

【００１２】荷重軽減装置１２の内部は、２つの滑車２
５，２６と、ワイヤ２７と、おもり２９とから主に構成
されている。２つの滑車２５，２６は、回転軸が互いに
平行になるよう配置されている。ワイヤ２７は、回転ロ
ーラ２５，２６間に掛けられている。ワイヤ２７の一端
は開口２１ａから外部に突出しており、マイクログリッ
パ１５の吊り上げ部１５ａに固定されている。ワイヤ２
７の他端には、係止棒２８が取り付けられている。

【００１３】おもり２９は、ブロック状の部材であり、
上部に複数の係止部３０を有している。各係止部３０
は、紙面と直交する方向に並べて配置された１対のフッ
クから構成されている。各係止部３０には、ワイヤ２７
の一端に取り付けられた係止棒２８を引っかけて固定し
得る。また、おもり２９のマイクログリッパ１５側に
は、ヒンジ部３１が設けられている。このヒンジ部３１
はカバー２１内に設けられたヒンジ部２１ｃと回動自在
に連結されている。

【００１４】マイクロピペット１６側の駆動装置４の荷
重軽減装置１２は、上述の構造と同様であり、マイクロ
グリッパ１５側の荷重軽減装置１２とは形状が対称に構
成されている。次に、前記実施例の作用効果について説
明する。移動装置３側の荷重軽減装置１２では、ワイヤ
２７の先端に取り付けられた係止棒２８が、１の係止部
３０に係止されて固定される。ここでは、ワイヤ２７が
おもり２９により図２の矢印方向に引っ張られ、マイク
ログリッパ１５は上方に引き上げられた状態となる。こ
れにより、アーム１３にはマイクログリッパ１５の荷重
が加わりにくくなる。したがって、微動部１１内に設け
られた電磁駆動装置は、アーム１３がマイクログリッパ
１５を保持しているにもかかわらず、アーム１３を滑ら
かに移動することができる。

【００１５】なお、マイクログリッパ１５とおもり２９
とのバランスは、おもり２９に設けられた係止部３０を
適宜選択してワイヤ２７の係止棒２８を係止することに
より調整できる。たとえばマイクログリッパ１５の重量
が小さければ図２の左端の係止部３０に係止棒２８を係
止し、マイクログリッパ１５の重量が大きくなるにした
がって図２より右側の係止部３０を選択して係止棒２８
を係止する。したがって、荷重軽減装置１２は、マイク
ログリッパ１５の重量が異なる場合でも、マイクログリ
ッパ１５の重量に応じて微動部１１が受ける荷重を軽減
できる。

【００１６】移動装置４側の微動部１１も、荷重軽減装
置１２による同様の作用により、マイクロピペット１６
を滑らかに移動することができる。次に、上述のマイク
ロマニピュレータによる細胞の処理操作について説明す
る。ここでは、ＤＮＡ溶液を細胞に注入する場合を例と
して説明する。なお、被処理細胞は、予め緩衝液ととも
に容器７内に入れられているものとする。また、マイク
ロピペット１６の本体内には、予めＤＮＡ溶液が吸入さ
れているものとする。

【００１７】操作パネル１８から移動装置３の移動指令
を入力すると、粗動部１０と微動部１１とがそれにした
がって作動し、マイクログリッパ１５は指令通りに操作
台６上を垂直方向及び水平方向に移動する。このような
移動により、マイクログリッパ１５の先端は、容器７内
に配置される。そして、マイクログリッパ１５の先端を
被処理細胞に近づけて被処理細胞を挟持する。同様に移
動装置４を駆動してアーム１４を操作台６上で水平方向
及び垂直方向に移動させ、マイクロピペット１６の先端
を容器７内に配置する。さらに、アーム１４を移動して
マイクロピペット１６の先端を被処理細胞に突き刺す。
この状態で、図示しないポンプによりマイクロピペット
１６の内圧を高めると、ピペット内のＤＮＡ溶液が被処
理細胞内に注入される。これにより、ＤＮＡ溶液の注入
動作が完了する。

【００１８】このような処理操作は、上述のようにマイ
クログリッパ１５及びマイクロピペット１６が滑らかに
移動するため、滞りなく行える。さらに、荷重軽減装置
１２内のおもり２９は、ヒンジ部３１によりカバー２１
に固定されているため、マイクログリッパ１５等の移動
時に振動しにくい。よって、マイクログリッパ１５等
は、おもり２９の振動を受けにくく、被処理細胞に対し
て正確な処理が施せる。

【００１９】〔他の実施例〕 （ａ） 前記実施例では、おもり２９とワイヤ２７とに
より微小器具を上方に引き上げて微動部が受ける荷重を
軽減させたが、本発明はこれに限られない。たとえば、
図３に示すような荷重軽減装置４０を用いてもよい。こ
の荷重軽減装置４０は、突出部４１とコイルスプリング
４２とから構成されている。突出部４１は、微動部１１
上に固定された棒状の部材であり、先端がマイクログリ
ッパ１５の上方に位置するよう屈曲されている。コイル
スプリング４２は、突出部４１の先端に設けられたフッ
ク部４１ａとマイクログリッパ１５の係止部１５ａとの
間に着脱可能に取り付けられている。このコイルスプリ
ング４２がマイクログリッパ１５を上方に引き上げるこ
とで、マイクログリッパ１５が微動部１１に加える荷重
は軽減される。なお、マイクログリッパ１５を異なる重
量のものと交換する場合には、マイクログリッパの重量
に合わせてコイルスプリング４２を交換する。 （ｂ） 顕微鏡は実施例で述べたものに限らず、通常の
倒立顕微鏡あるいは（ＩＣ状の微小物をグリップする目
的等の場合に）金属顕微鏡であってもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係るマイクロマニピュレータ用
移動装置では、駆動装置が受ける微小器具による荷重は
荷重軽減装置により軽減されている。そのため、駆動装
置は動作不良を起こしにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略図。

【図２】前記実施例の一部断面正面図。

【図３】他の実施例の図２に相当する図。

【符号の説明】

３，４ 移動装置 １０ 粗動部 １１ 微動部 １２，４０ 荷重軽減装置 １５ マイクログリッパ １６ マイクロピペット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微小器具により被処理物に処理を施すため
   のマイクロマニピュレータであって、 前記微小器具を保持しかつ移動するための駆動装置と、 前記駆動装置が受ける前記微小器具による荷重を軽減す
   るための荷重軽減装置と、 を備えたマイクロマニピュレータ。