JPH0576342A - 多重ビーム式微小物体処理装置 - Google Patents
多重ビーム式微小物体処理装置Info
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- JPH0576342A JPH0576342A JP26523291A JP26523291A JPH0576342A JP H0576342 A JPH0576342 A JP H0576342A JP 26523291 A JP26523291 A JP 26523291A JP 26523291 A JP26523291 A JP 26523291A JP H0576342 A JPH0576342 A JP H0576342A
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- laser
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/04—Cell isolation or sorting
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Biomedical Technology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】細胞・細胞内小器官等の微小物体を簡便な操作
により捕獲・分別・収拾できるようにした多重ビーム式
微小物体処理装置を提供する。 【構成】微小物体１０の捕獲のために対向するレーザー
ビームＢ11，Ｂ12を投射する一対のトラップ用レーザー
装置と、それらのレーザービームにより捕獲された微小
物体を弾き出すためのレーザービームＢ13を投射する取
出し用レーザー装置とを備え、制御装置により取出し用
のレーザー装置による微小物体の弾き出しを制御する。
により捕獲・分別・収拾できるようにした多重ビーム式
微小物体処理装置を提供する。 【構成】微小物体１０の捕獲のために対向するレーザー
ビームＢ11，Ｂ12を投射する一対のトラップ用レーザー
装置と、それらのレーザービームにより捕獲された微小
物体を弾き出すためのレーザービームＢ13を投射する取
出し用レーザー装置とを備え、制御装置により取出し用
のレーザー装置による微小物体の弾き出しを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として、細胞・細胞
内小器官等の捕獲、分別、単離を行うための微小物体処
理装置に関するものであり、さらに詳しくは、細胞・細
胞内小器官に限らず、レーザービームにより捕獲するこ
とができる誘電体粒子等の微小物体に適用できる多重ビ
ーム式の微小物体操作分別収拾装置に関するものであ
る。
内小器官等の捕獲、分別、単離を行うための微小物体処
理装置に関するものであり、さらに詳しくは、細胞・細
胞内小器官に限らず、レーザービームにより捕獲するこ
とができる誘電体粒子等の微小物体に適用できる多重ビ
ーム式の微小物体操作分別収拾装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、細胞・細胞内小器官等の捕獲、分
別、単離を行うに際しては、顕微鏡下で細胞等を観測し
ながら、マイクロピペットをアクチュエータにより上下
左右前後に移動させ、それにより所要の細胞を追跡し、
捕獲していた。しかしながら、細胞等の追跡、特に運動
性のある細胞の追跡には、高度の技術を要し、簡易に捕
獲できないという問題があった。
別、単離を行うに際しては、顕微鏡下で細胞等を観測し
ながら、マイクロピペットをアクチュエータにより上下
左右前後に移動させ、それにより所要の細胞を追跡し、
捕獲していた。しかしながら、細胞等の追跡、特に運動
性のある細胞の追跡には、高度の技術を要し、簡易に捕
獲できないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、細胞・細胞内小器官等の微小物体を簡便な操作によ
り捕獲・分別・収拾できるようにした多重ビーム式微小
物体処理装置を得ることにある。
は、細胞・細胞内小器官等の微小物体を簡便な操作によ
り捕獲・分別・収拾できるようにした多重ビーム式微小
物体処理装置を得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の微小物体処理装置は、微小物体の捕獲
のための対向するレーザービームを投射する一対のトラ
ップ用レーザービーム投射手段と、それらのレーザービ
ームにより捕獲された微小物体を弾き出すためのレーザ
ービームを上記対向するレーザービームに対して交差す
る方向から投射する取出し用レーザービーム投射手段
と、上記取出し用のレーザービームを微小物体の弾き出
しのために制御する制御装置とを備えたことを特徴とす
るものである。また、本発明の第２の微小物体処理装置
は、互いに交差する微小物体のガイドウエイに沿わせて
レーザービームを投射する多数のガイドウエイ用のレー
ザービーム投射手段と、それぞれのレーザービーム強度
を制御し、ガイドウエイの交差部分において微小物体を
所期のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移
動させる制御装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。
の本発明の第１の微小物体処理装置は、微小物体の捕獲
のための対向するレーザービームを投射する一対のトラ
ップ用レーザービーム投射手段と、それらのレーザービ
ームにより捕獲された微小物体を弾き出すためのレーザ
ービームを上記対向するレーザービームに対して交差す
る方向から投射する取出し用レーザービーム投射手段
と、上記取出し用のレーザービームを微小物体の弾き出
しのために制御する制御装置とを備えたことを特徴とす
るものである。また、本発明の第２の微小物体処理装置
は、互いに交差する微小物体のガイドウエイに沿わせて
レーザービームを投射する多数のガイドウエイ用のレー
ザービーム投射手段と、それぞれのレーザービーム強度
を制御し、ガイドウエイの交差部分において微小物体を
所期のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移
動させる制御装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。
【０００５】
【作用】本発明の第１の微小物体処理装置においては、
対向するレーザービームの間に微小物体が順次引き込ま
れて捕獲されると、両ビームが対向して投射されている
ので、ビーム上に一列に並べて保持される。そして、そ
れらの微小物体は、取出し用のレーザービームの投射に
より弾き出すことができ、その先に配置した取出し装置
により分別収拾される。
対向するレーザービームの間に微小物体が順次引き込ま
れて捕獲されると、両ビームが対向して投射されている
ので、ビーム上に一列に並べて保持される。そして、そ
れらの微小物体は、取出し用のレーザービームの投射に
より弾き出すことができ、その先に配置した取出し装置
により分別収拾される。
【０００６】また、本発明の第２の微小物体処理装置に
おいては、互いに交差する多数のガイドウエイに沿うレ
ーザービームに乗せて微小物体を移動させ、その際、制
御装置においてそれぞれのレーザービームの強度を制御
することにより、微小物体の乗るガイドウェイが切り替
えられる。これにより、１個ずつもしくは任意の個数の
微小物体を、任意のガイドウエイの出口へ移動させ、分
別収拾することができる。
おいては、互いに交差する多数のガイドウエイに沿うレ
ーザービームに乗せて微小物体を移動させ、その際、制
御装置においてそれぞれのレーザービームの強度を制御
することにより、微小物体の乗るガイドウェイが切り替
えられる。これにより、１個ずつもしくは任意の個数の
微小物体を、任意のガイドウエイの出口へ移動させ、分
別収拾することができる。
【０００７】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る多重ビーム
式微小物体処理装置の第１実施例を示すものであり、こ
の第１実施例として、２本の対向型レーザービームを用
いた対向ビーム式細胞操作分別収拾装置の構成を示して
いる。
いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る多重ビーム
式微小物体処理装置の第１実施例を示すものであり、こ
の第１実施例として、２本の対向型レーザービームを用
いた対向ビーム式細胞操作分別収拾装置の構成を示して
いる。
【０００８】この第１実施例の対向ビーム式細胞操作分
別収拾装置は、図１に示すように、微小物体１０として
の細胞・細胞内小器官の捕獲のために、対向するレーザ
ービームＢ11，Ｂ12を投射するトラップ用レーザービー
ム投射手段（図示省略）を備えると共に、それらのレー
ザービームにより捕獲された微小物体を弾き出すための
レーザービームＢ13を上記レーザービームＢ11，Ｂ12に
対して交差する方向から投射する取出し用レーザービー
ム投射手段（図示省略）を備え、さらに、マイクロピペ
ット等の最終的な取出し装置１８を備えている。
別収拾装置は、図１に示すように、微小物体１０として
の細胞・細胞内小器官の捕獲のために、対向するレーザ
ービームＢ11，Ｂ12を投射するトラップ用レーザービー
ム投射手段（図示省略）を備えると共に、それらのレー
ザービームにより捕獲された微小物体を弾き出すための
レーザービームＢ13を上記レーザービームＢ11，Ｂ12に
対して交差する方向から投射する取出し用レーザービー
ム投射手段（図示省略）を備え、さらに、マイクロピペ
ット等の最終的な取出し装置１８を備えている。
【０００９】上述の対向するレーザービームＢ11，Ｂ12
の投射手段としては、レーザー装置が対向配置され、こ
れらのレーザー装置により、顕微鏡のステージ１７上に
おいて微小物体１０を浮かせた状態に捕獲、保持する捕
獲装置を構成させている。この捕獲装置により捕獲され
た細胞等の微小物体１０は、後述する原理に基づいて中
間位置に非接触で保持され、そのまま顕微鏡下で観察す
ることができ、レーザービームＢ13によって取り出そう
とする細胞を確認することができる。
の投射手段としては、レーザー装置が対向配置され、こ
れらのレーザー装置により、顕微鏡のステージ１７上に
おいて微小物体１０を浮かせた状態に捕獲、保持する捕
獲装置を構成させている。この捕獲装置により捕獲され
た細胞等の微小物体１０は、後述する原理に基づいて中
間位置に非接触で保持され、そのまま顕微鏡下で観察す
ることができ、レーザービームＢ13によって取り出そう
とする細胞を確認することができる。
【００１０】取出し用のレーザービームＢ13は、トラッ
プ用のレーザービームＢ11，Ｂ12にステージ１７上で直
交するように投射され、このビームＢ13は、捕獲された
細胞等の微小物体１０に正確に当るように弱いビームを
用いて照準し、その後にビーム強度を上げて微小物体１
０をレーザービームＢ11，Ｂ12による捕獲から弾き出
し、かつ、取出し用のレーザービームＢ13に乗せて、取
出し装置１８におけるチャネルやカラムの先端まで輸送
するものである。このようにして送り出された微小物体
１０は、取出し装置１８のチャネルやカラムの先端に吸
着させて外部へ取り出され、必要な分別、単離が行われ
る。
プ用のレーザービームＢ11，Ｂ12にステージ１７上で直
交するように投射され、このビームＢ13は、捕獲された
細胞等の微小物体１０に正確に当るように弱いビームを
用いて照準し、その後にビーム強度を上げて微小物体１
０をレーザービームＢ11，Ｂ12による捕獲から弾き出
し、かつ、取出し用のレーザービームＢ13に乗せて、取
出し装置１８におけるチャネルやカラムの先端まで輸送
するものである。このようにして送り出された微小物体
１０は、取出し装置１８のチャネルやカラムの先端に吸
着させて外部へ取り出され、必要な分別、単離が行われ
る。
【００１１】トラップ用レーザービーム投射手段及び取
出し用レーザービーム投射手段に接続される制御装置
（図示省略）は、それらにおいて投射するレーザービー
ムを制御するものであり、特に、取出し用のレーザービ
ームＢ13により微小物体１０の弾き出しを行うため、そ
のビーム投射手段については、ビームＢ13の位置と強度
の制御が行われる。
出し用レーザービーム投射手段に接続される制御装置
（図示省略）は、それらにおいて投射するレーザービー
ムを制御するものであり、特に、取出し用のレーザービ
ームＢ13により微小物体１０の弾き出しを行うため、そ
のビーム投射手段については、ビームＢ13の位置と強度
の制御が行われる。
【００１２】上記構成を有する細胞操作分別収拾装置に
おいては、対向するレーザービームＢ11，Ｂ12の間に細
胞・細胞内小器官等の微小物体１０が順次引き込まれて
捕獲されると、それらの微小物体１０がそれぞれのレー
ザービームＢ11，Ｂ12の進行方向へ押されるが、両ビー
ムＢ11，Ｂ12が対向して投射されているので、両レーザ
ービームの作るそれぞれの焦点の間に一列に並べて保持
される。そして、それらの微小物体１０は、取出し用の
レーザービームＢ13の投射により、１個づつそのビーム
Ｂ13の方向に弾き出すことができ、その先に配置したチ
ャネルやカラムにより、一つずつ分別収拾することがで
きる。
おいては、対向するレーザービームＢ11，Ｂ12の間に細
胞・細胞内小器官等の微小物体１０が順次引き込まれて
捕獲されると、それらの微小物体１０がそれぞれのレー
ザービームＢ11，Ｂ12の進行方向へ押されるが、両ビー
ムＢ11，Ｂ12が対向して投射されているので、両レーザ
ービームの作るそれぞれの焦点の間に一列に並べて保持
される。そして、それらの微小物体１０は、取出し用の
レーザービームＢ13の投射により、１個づつそのビーム
Ｂ13の方向に弾き出すことができ、その先に配置したチ
ャネルやカラムにより、一つずつ分別収拾することがで
きる。
【００１３】対向するレーザービームに微小物体を捕獲
させるに際しては、次のような方法を用いることができ
る。その第１は、レーザービームの間に微小物体が入っ
てくるのを待つ方法である。本発明者は、この方法によ
る捕獲実験に成功している。この方法で捕獲を行う場
合、常にビームを点灯しておくこともできるが、レーザ
ービーム上に目的とする細胞等が来たときにビームを点
灯することもできる。その第２は、レーザービームを平
行に移動させ、細胞等を追いかける方法である。このと
きも、ビームを点灯されたままにして掃引する途中にあ
る粒子をさらっていく方法と、目的とする粒子がビーム
上に来たときに点灯する方法がある。また、ビームの移
動は、ビームの光源を動かすことによりビームを移動さ
せる場合と、ビームを固定しておき、試料容器を移動さ
せて行う場合が考えられる。第３の方法は、ビームに細
胞を流し込む方法であり、これらの方法を適宜選択して
用いることができる。
させるに際しては、次のような方法を用いることができ
る。その第１は、レーザービームの間に微小物体が入っ
てくるのを待つ方法である。本発明者は、この方法によ
る捕獲実験に成功している。この方法で捕獲を行う場
合、常にビームを点灯しておくこともできるが、レーザ
ービーム上に目的とする細胞等が来たときにビームを点
灯することもできる。その第２は、レーザービームを平
行に移動させ、細胞等を追いかける方法である。このと
きも、ビームを点灯されたままにして掃引する途中にあ
る粒子をさらっていく方法と、目的とする粒子がビーム
上に来たときに点灯する方法がある。また、ビームの移
動は、ビームの光源を動かすことによりビームを移動さ
せる場合と、ビームを固定しておき、試料容器を移動さ
せて行う場合が考えられる。第３の方法は、ビームに細
胞を流し込む方法であり、これらの方法を適宜選択して
用いることができる。
【００１４】図２は、本発明の微小物体処理装置の第２
実施例を示すものであり、この第２実施例としては、レ
ーザービームを投射した多数の交差するガイドウエイを
用いて、細胞・細胞内小器官等の微小物体の捕獲、分
別、単離を行うようにした多重ビーム式細胞分別収拾装
置の構成を示している。
実施例を示すものであり、この第２実施例としては、レ
ーザービームを投射した多数の交差するガイドウエイを
用いて、細胞・細胞内小器官等の微小物体の捕獲、分
別、単離を行うようにした多重ビーム式細胞分別収拾装
置の構成を示している。
【００１５】この第２実施例の多重ビーム式細胞分別収
拾装置においては、図２から分かるように、微小物体２
０を移動させるための複数のガイドウエイ２１〜２３に
沿わせたレーザービームＢ21〜Ｂ23と、他の複数のガイ
ドウエイ２４〜２６に沿わせたレーザービームＢ24〜Ｂ
26とを、互いに交差させて投射するように配置されたガ
イドウエイ用のレーザービーム投射手段（図示省略）を
備えている。さらに、ガイドウエイの出口側には、マイ
クロピペット等の最終的な取出し装置２８を備えてい
る。
拾装置においては、図２から分かるように、微小物体２
０を移動させるための複数のガイドウエイ２１〜２３に
沿わせたレーザービームＢ21〜Ｂ23と、他の複数のガイ
ドウエイ２４〜２６に沿わせたレーザービームＢ24〜Ｂ
26とを、互いに交差させて投射するように配置されたガ
イドウエイ用のレーザービーム投射手段（図示省略）を
備えている。さらに、ガイドウエイの出口側には、マイ
クロピペット等の最終的な取出し装置２８を備えてい
る。
【００１６】上述のレーザービームＢ21〜Ｂ26の投射手
段としては、個別的にレーザー装置が用いられ、これら
のレーザー装置により、観測装置のステージ２７上にお
いて斜めに交差するガイドウェイ２１〜２６のそれぞれ
に沿わせて、レーザービームが投射される。そして、こ
のレーザービームにより、ガイドウエイ内の細胞等の微
小物体２０が、後述する原理に基づいて出口側に送出さ
れる。
段としては、個別的にレーザー装置が用いられ、これら
のレーザー装置により、観測装置のステージ２７上にお
いて斜めに交差するガイドウェイ２１〜２６のそれぞれ
に沿わせて、レーザービームが投射される。そして、こ
のレーザービームにより、ガイドウエイ内の細胞等の微
小物体２０が、後述する原理に基づいて出口側に送出さ
れる。
【００１７】レーザービーム投射手段に接続される制御
装置（図示省略）は、それらにおいて投射するそれぞれ
のレーザービームの強度を独立に制御するものであり、
特に、ガイドウエイの交差部分において微小物体を所期
のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移動さ
せるための制御を行うものである。
装置（図示省略）は、それらにおいて投射するそれぞれ
のレーザービームの強度を独立に制御するものであり、
特に、ガイドウエイの交差部分において微小物体を所期
のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移動さ
せるための制御を行うものである。
【００１８】上記各ガイドウェイの交差点の手前にはそ
れぞれ観測点が設定され、それらの観測点に観測装置が
設置される。上記観測装置は、その出力に基づき、上記
制御装置を介して、交差するガイドウェイを通るビーム
の強度を相互に変化させ、微小物体２０がどちらかのガ
イドウエイに沿って移動するように制御するものであ
る。従って、制御装置において、目的とする細胞等の微
小物体が特定のレーザービームによって特定のガイドウ
ェイの出口に来るようにプログラムしておけば、その出
口における取出し装置２８におけるチャネルやカラムに
より外部へ取り出し、結果的に複数の細胞等の分別、単
離、収拾を行うことができる。
れぞれ観測点が設定され、それらの観測点に観測装置が
設置される。上記観測装置は、その出力に基づき、上記
制御装置を介して、交差するガイドウェイを通るビーム
の強度を相互に変化させ、微小物体２０がどちらかのガ
イドウエイに沿って移動するように制御するものであ
る。従って、制御装置において、目的とする細胞等の微
小物体が特定のレーザービームによって特定のガイドウ
ェイの出口に来るようにプログラムしておけば、その出
口における取出し装置２８におけるチャネルやカラムに
より外部へ取り出し、結果的に複数の細胞等の分別、単
離、収拾を行うことができる。
【００１９】上記構成を有する多重ビーム式細胞分別収
拾装置においては、互いに交差する多数のガイドウエイ
に沿うレーザービームに乗せて細胞、細胞内小器官等を
移動させ、その際、制御装置においてそれぞれのレーザ
ービームの強度を制御することにより、細胞、細胞内小
器官等の乗るガイドウェイを切り替える。これにより、
１個ずつもしくは任意の個数の細胞、細胞内小器官を、
任意のガイドウエイの出口へ移動させ、カラム等を用い
て取り出すことができる。
拾装置においては、互いに交差する多数のガイドウエイ
に沿うレーザービームに乗せて細胞、細胞内小器官等を
移動させ、その際、制御装置においてそれぞれのレーザ
ービームの強度を制御することにより、細胞、細胞内小
器官等の乗るガイドウェイを切り替える。これにより、
１個ずつもしくは任意の個数の細胞、細胞内小器官を、
任意のガイドウエイの出口へ移動させ、カラム等を用い
て取り出すことができる。
【００２０】分別、収拾しようとする細胞等の微小物体
をガイドウエイのスタート地点にもっていくには、細胞
の混ざった溶液をスタート地点２７ａへ流し込む方法
と、細胞の混ざった溶液中に最初のレーザービームを通
しておき、このビームに引き込まれた粒子がガイドウェ
イに入るようにするなどの方式がある。
をガイドウエイのスタート地点にもっていくには、細胞
の混ざった溶液をスタート地点２７ａへ流し込む方法
と、細胞の混ざった溶液中に最初のレーザービームを通
しておき、このビームに引き込まれた粒子がガイドウェ
イに入るようにするなどの方式がある。
【００２１】ビームの交差する点の手前の観測点では、
例えば、顕微鏡下で、形状、大きさ等の観測を行った
り、分光を行うことにより、細胞のキャラクタリゼーシ
ョンを行い、細胞の丸いのは右、長細いのは左、大きい
のは右、小さいのは左、赤いのは右、青いのは左という
ように、細胞をつぎつぎに振り分けていくことにより、
数種類の細胞等をそれぞれのガイドウェイの出口に振り
分ける。それらは、出口に設置したカラムの先端部に吸
着して外部に取り出すことができる。従って、上記細胞
分別収拾装置によれば、細胞・細胞内小器官を捕獲し、
数種類の細胞を分別識別して取り出すことができる。
例えば、顕微鏡下で、形状、大きさ等の観測を行った
り、分光を行うことにより、細胞のキャラクタリゼーシ
ョンを行い、細胞の丸いのは右、長細いのは左、大きい
のは右、小さいのは左、赤いのは右、青いのは左という
ように、細胞をつぎつぎに振り分けていくことにより、
数種類の細胞等をそれぞれのガイドウェイの出口に振り
分ける。それらは、出口に設置したカラムの先端部に吸
着して外部に取り出すことができる。従って、上記細胞
分別収拾装置によれば、細胞・細胞内小器官を捕獲し、
数種類の細胞を分別識別して取り出すことができる。
【００２２】上述した第１及び第２実施例の処理装置に
おいては、レーザービームにより細胞等を捕獲して取出
すようにしているので、従来の装置のようにマイクロピ
ペットを右往左往させる必要はなく、細胞や細胞内小器
官等の微小物体を簡易に分別収拾することができる。ま
た、分別収拾する対象は、細胞や細胞内小器官に限ら
ず、水中・空中・真空中の微小粒子を分別収拾し、それ
らを加工するために用いることができる。
おいては、レーザービームにより細胞等を捕獲して取出
すようにしているので、従来の装置のようにマイクロピ
ペットを右往左往させる必要はなく、細胞や細胞内小器
官等の微小物体を簡易に分別収拾することができる。ま
た、分別収拾する対象は、細胞や細胞内小器官に限ら
ず、水中・空中・真空中の微小粒子を分別収拾し、それ
らを加工するために用いることができる。
【００２３】上述したレーザービームによる粒子の輸送
や、粒子トラップは、次のような原理に基づいて行われ
る。即ち、レーザービームが粒子に対して与える力とし
ては、光が粒子の中を通る際の屈折による運動量の移行
で起きる力等があり、これが粒子をレーザービームの軸
上に閉じ込め、かつ粒子をレーザービームの軸方向に押
す力として作用するものである。さらに、２本のビーム
を同軸上で互いに対向させて照射すると、粒子が前後か
ら押されて３次元的に捕獲、固定される。
や、粒子トラップは、次のような原理に基づいて行われ
る。即ち、レーザービームが粒子に対して与える力とし
ては、光が粒子の中を通る際の屈折による運動量の移行
で起きる力等があり、これが粒子をレーザービームの軸
上に閉じ込め、かつ粒子をレーザービームの軸方向に押
す力として作用するものである。さらに、２本のビーム
を同軸上で互いに対向させて照射すると、粒子が前後か
ら押されて３次元的に捕獲、固定される。
【００２４】さらに具体的に説明すると、図３に示すよ
うに、レーザービーム１が球状の粒子２の表面で屈曲す
る時に、その粒子が運動量の移行による力ＦＤi1，ＦＤ
i2，ＦＤo1，ＦＤo2を受ける。このとき、それぞれの半
球部分での力の積分をＦ１，Ｆ２とすると、これらの和
が粒子全体に加わる力となる。
うに、レーザービーム１が球状の粒子２の表面で屈曲す
る時に、その粒子が運動量の移行による力ＦＤi1，ＦＤ
i2，ＦＤo1，ＦＤo2を受ける。このとき、それぞれの半
球部分での力の積分をＦ１，Ｆ２とすると、これらの和
が粒子全体に加わる力となる。
【００２５】これらの力Ｆ１，Ｆ２をレーザービーム１
の軸方向と半径方向とに分けて考えると、レーザービー
ムの半径方向では、粒子の中心がレーザービームの軸上
からずれたとき、レーザービームの軸に近い半球部分が
強い電場の中にあることから、粒子２の軸に近い部分に
作用する力が強くなり、レーザービームの中心方向へ粒
子２が引き込まれる。そして、粒子２の中心がレーザー
ビームの軸上にあると、半径方向の力がつり合うため、
そこが安定点となる。一方、レーザービームの軸方向で
は、Ｆ１，Ｆ２の合力のレーザービームの軸方向への力
ＦＦが粒子２に作用する。
の軸方向と半径方向とに分けて考えると、レーザービー
ムの半径方向では、粒子の中心がレーザービームの軸上
からずれたとき、レーザービームの軸に近い半球部分が
強い電場の中にあることから、粒子２の軸に近い部分に
作用する力が強くなり、レーザービームの中心方向へ粒
子２が引き込まれる。そして、粒子２の中心がレーザー
ビームの軸上にあると、半径方向の力がつり合うため、
そこが安定点となる。一方、レーザービームの軸方向で
は、Ｆ１，Ｆ２の合力のレーザービームの軸方向への力
ＦＦが粒子２に作用する。
【００２６】レーザービーム１が、平行レーザービーム
や、鋭角にフォーカスされたレーザービームの場合は、
上記の力ＦＦがレーザービームの進行方向を向き、前方
へ粒子２を押す力を産み出す。そのため、粒子はレーザ
ービームの進行方向へ押される。このように、単一レー
ザービームでは、粒子力ＦＦが作用するため、粒子の３
次元トラップには、２本のレーザービームを対向させて
ぶつけることが必要となり、粒子はそれらのレーザービ
ームによる力ＦＦが釣り合う点でトラップされる。トラ
ップされる位置を特定するためには、レーザービームを
鋭角にフォーカスするのが有効であり、それにより２本
のレーザービームのそれぞれの焦点の間に粒子は安定に
トラップされる。
や、鋭角にフォーカスされたレーザービームの場合は、
上記の力ＦＦがレーザービームの進行方向を向き、前方
へ粒子２を押す力を産み出す。そのため、粒子はレーザ
ービームの進行方向へ押される。このように、単一レー
ザービームでは、粒子力ＦＦが作用するため、粒子の３
次元トラップには、２本のレーザービームを対向させて
ぶつけることが必要となり、粒子はそれらのレーザービ
ームによる力ＦＦが釣り合う点でトラップされる。トラ
ップされる位置を特定するためには、レーザービームを
鋭角にフォーカスするのが有効であり、それにより２本
のレーザービームのそれぞれの焦点の間に粒子は安定に
トラップされる。
【００２７】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の多重ビーム式微
小物体処理装置によれば、従来の装置のようにマイクロ
ピペットを右往左往させる必要はなく、細胞・細胞内小
器官等の微小物体を簡便な操作により捕獲・分別・収拾
することができる。
小物体処理装置によれば、従来の装置のようにマイクロ
ピペットを右往左往させる必要はなく、細胞・細胞内小
器官等の微小物体を簡便な操作により捕獲・分別・収拾
することができる。
【図１】本発明の第１実施例の基本的構成を示す構成図
である。
である。
【図２】本発明の第２実施例の基本的構成を示す構成図
である。
である。
【図３】本発明に基づいて微小物体を保持するための原
理を説明するための説明図である。
理を説明するための説明図である。
１０，２０ 微小物体、 ２１〜２６
ガイドウエイ、Ｂ11，Ｂ12，Ｂ13，Ｂ21〜Ｂ26 レー
ザービーム。
ガイドウエイ、Ｂ11，Ｂ12，Ｂ13，Ｂ21〜Ｂ26 レー
ザービーム。
Claims (2)
- 【請求項１】微小物体の捕獲のための対向するレーザー
ビームを投射する一対のトラップ用レーザービーム投射
手段と、 それらのレーザービームにより捕獲された微小物体を弾
き出すためのレーザービームを上記対向するレーザービ
ームに対して交差する方向から投射する取出し用レーザ
ービーム投射手段と、 上記取出し用のレーザービームを微小物体の弾き出しの
ために制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする
多重ビーム式微小物体処理装置。 - 【請求項２】互いに交差する微小物体のガイドウエイに
沿わせてレーザービームを投射する多数のガイドウエイ
用のレーザービーム投射手段と、 それぞれのレーザービーム強度を制御し、ガイドウエイ
の交差部分において微小物体を所期のガイドウエイ側の
レーザービームに沿うように移動させる制御装置と、を
備えたことを特徴とする多重ビーム式微小物体処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523291A JPH0728714B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 多重ビーム式微小物体処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523291A JPH0728714B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 多重ビーム式微小物体処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576342A true JPH0576342A (ja) | 1993-03-30 |
| JPH0728714B2 JPH0728714B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17414358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26523291A Expired - Lifetime JPH0728714B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 多重ビーム式微小物体処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728714B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029354A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Bayer Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum sortieren und zur gewinnung von planar ausgebrachten biologischen objekten wie biologische zellen bzw. zellorganellen, histologischen schnitten, chromosomenteilchen etc. mit laserstrahlen |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP26523291A patent/JPH0728714B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029354A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Bayer Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum sortieren und zur gewinnung von planar ausgebrachten biologischen objekten wie biologische zellen bzw. zellorganellen, histologischen schnitten, chromosomenteilchen etc. mit laserstrahlen |
| WO1997029355A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | P.A.L.M. Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur berührungslosen mikroinjektion sowie zum sortieren und zur gewinnung von planar ausgebrachten biologischen objekten mit laserstrahlen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0728714B2 (ja) | 1995-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |