JPH11187861A - 細胞検査用器具の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の器具の選択と位置合わせを簡単且つ確
実にできる細胞検査用器具を提供する。 【解決手段】 保持基部を有し、該保持基部は、別々に
動かすことができる少なくとも２個の保持器をそれぞれ
１個の器具のために設け、該保持器は、それぞれ１個の
駆動装置と連結され、該駆動装置を用いてこれら保持器
は規定された２つの位置の間を動くことができ、上記位
置の一方が作業位置に対応し、該作業位置で保持器中に
ある器具は、細胞学的手術中に取り扱うべき細胞材料の
近傍にあるその自由端で位置合わせを行い、上記位置の
他方は待機位置に対応し、該位置では該保持器に保持さ
れた器具が、取り扱うべき細胞材料に対して安全な距離
に保持されるようにした細胞検査用器具の操作装置にお
いて、駆動装置（18）が、少なくとも２個の保持器（1
4，14′）をそれぞれ起動する際に、待機位置又は作業
位置へ切り換え移動させるように互いに連係されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求の範囲の
請求項１の上位概念に係る技術的な細胞学的検査に用い
る操作装置に関する。

【０００２】かかる操作装置は、細胞工学的手術に用い
られる。細胞工学なる概念は、広い意味で細胞培養ない
し組織的細胞培養によって個々に動物、植物、ないし細
菌の細胞などを研究し、且つ取り扱うことを意味してい
る。重要な応用目的は、例えば出生前の子宮粘膜への着
床前診断であって、そこでは細胞試料として胚が採り出
され、場合により遺伝学的に問題のある病気の有無を判
定したり、性別診断を試みたりするのである。

【０００３】

【従来の技術】細胞工学的手術に用いられる器具は、こ
の出願の範囲内では細胞工学的器具と呼ばれる。その
際、特に毛細管ないしピペットが対象になるが、所望の
応用目的によっては微細な刺し器具又は切断器具や電極
も重要である。

【０００４】代表的な細胞工学的手術は、大体次のとお
りである。

【０００５】例えば、胚のような取り扱おうとする細胞
材料を、ペトリ皿内の１滴の培養基中に置いて油で蔽
う。それから、この細胞材料を例えば保持用毛細管と接
触させ、その開口に陰圧で固着させる。顕微鏡で管理し
ながら、別の毛細管（食刻用毛細管）で酸性培養液を胚
の細胞壁に印加して、これで壁に孔を食刻させる。それ
から食刻用毛細管を引き離し、別の毛細管（生検用毛細
管）で胚の細胞壁に穿った孔を通して卵割球を採り出
す。

【０００６】細胞工学的手術は、普通高倍率の顕微鏡で
光学的に管理しながら行うので、オペレータは極めて限
られた視野しか見られない。例えば、前述のような食刻
用毛細管と生検用毛細管との交換のような器具交換時の
問題は、次に欲しい器具が時に視野内になかったり、視
野の焦点面内でその自由端を再配置したり調整したりす
るのに、比較的手間取ることである。

【０００７】したがって、かかる操作装置は、例えばそ
れぞれの器具に対して別々に動かすことができる保持器
が使える保持基部を１個備える。これらの保持器はそれ
ぞれ駆動装置と連結され、保持器を待機位置と作業位置
との間で移動させることができる。手術開始前に器具を
取り付けた保持基部は、おおまかに事前の位置合わせを
してから、例えば調節ネジでその保持器を微調節して、
保持器の作業位置で、該保持器に固着された器具の自由
端が顕微鏡の視野内に現れるようにする。このようにし
て、所定の保持器を作業位置へ移動する場合は、保持器
に保持された器具の自由端は、視野内に配置されると共
に取り扱おうとする細胞材料の直近に自動的に配置さ
れ、オペレータが改めて手間を掛けて、位置を合わせ直
す必要などないことが保証される。

【０００８】この作業位置においては、まさに挿入した
器具の自由端が、取り扱おうとする細胞と同一平面にあ
り、且つその直近にある。それからペトリ皿を動かし、
又は保持基部さえ動かすことによって、例えば注射針や
その他の器具の自由端を、細胞表面の所望の位置へ持っ
てくることができる。

【０００９】前述のとおり、これら保持器は上記作業位
置と待機位置との間を移動することができる。待機位置
の調節は、処理しようとする細胞材料の試料交換時に特
に必要になる。大抵この種の複数の試料は直線状に並べ
るか、さもなければ任意にペトリ皿に載せてある。２個
の試料を交換するとき、ペトリ皿を動かして所望の試料
を顕微鏡の視野内に来るように位置合わせをする。その
とき作業位置にあるいかなる器具（ないし器具を保持す
る保持器）も、つまりその自由端が細胞材料の高さにな
いことを保証する必要がある。というのは、さもなけれ
ばペトリ皿の動きが制御し切れない場合に、細胞材料を
器具によって傷つけるおそれがあるからである。

【００１０】そのため、本発明においては、駆動装置
は、保持器を所定の作業位置ばかりでなく、この位置か
ら所定の待機位置へも移動できるように設計してある。
待機位置で器具は位置合わせされ、ペトリ皿に載置した
生物材料に対して充分安全な間隔を保証し、ペトリ皿
が、顕微鏡を用いた光学的な管理範囲を拡張しなくと
も、顕微鏡テーブルに沿って安全に動かせるように構成
している。

【００１１】在来の保持基部の場合、各保持器はそれぞ
れの位置を調節するためには別々に起動されなければな
らない。例えば、食刻用毛細管を作業位置から待機位置
へ移動したいような場合、該当する保持器は例えば空気
圧、電気、その他適切な手段で起動される。それと行き
違いに生検用毛細管を待機位置から作業位置へ移動しよ
うとすると、そのためには改めて別に起動することが必
要になる。したがって、複数の注射針を待機位置と作業
位置との間で置換するのに、どの保持器をどのように起
動しなければならないか正確に前もって考慮することが
必要になる。このことはオペレータにとって比較的厄介
なことであり、それにもまして長時間の手術では集中力
が減退するため、好ましくないオペレータのエラーを来
たし、少なくとも時間的に損であり、しかも場合によっ
ては細胞材料まで傷つけかねないのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、上記上位概念に従う装置の取り扱いを改良して、
それぞれのケースにおいて所望の器具の選択と位置合わ
せとを一層簡単且つ確実に可能にすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題は、特許請求の
範囲の請求項１の卓抜な特徴が指向する装置を用いて解
決される。

【００１４】それによれば、保持器を制御している駆動
装置は協働するように設計してあって、少なくとも２個
の保持器を起動すると、各保持器を作業位置と待機位置
とへそれぞれ切り換え移動するようになっている。した
がって手術の最中に、前述の食刻用毛細管が作業位置
に、生検用毛細管が待機位置にあれば、本発明によって
１回の起動で（したがって１操作手順で）目的とする両
注射針間の位置交換が行えるのである。

【００１５】当然、本発明は２個の保持器を有する保持
基部に限定されない。更にこの保持基部はより以上の保
持器を提供することが可能である。その場合、起動と共
に２個だけでなくそれ以上の保持器を所望の位置に移動
することが可能である。

【００１６】本発明によって、一連の起動で常に保持基
部の少なくとも２個の保持器が所望の位置へ配置される
ように設計してある。配置という概念は、本発明の範囲
では広い意味で読解されるべきである。この概念は、保
持器が起動によって配置されるはずの位置にたまたま放
置されている場合も含んでいる。この例が起こりやすい
のは例えば、位置合わせに関連して保持基部の両保持器
が作業位置へ沈下しているまさにその時、手術のために
最初に必要でない器具が作業位置から待機位置へ反転離
脱することになる場合である。したがって、この場合に
起動すると、一方の食刻用毛細管を保持する保持器は、
それが既に存在する作業位置に“配置”されるのに、生
検用毛細管の方は事実上待機位置へ移動することになっ
てしまうのである。

【００１７】本発明の好ましい実施の形態は、従属請求
項に提示している。

【００１８】前述のとおり、保持器の作業位置は、器具
がその自由端を用いた手術の最中に観察している顕微鏡
の視野内に配置されている位置を表している。それに対
して待機位置は、試料台の表面と相対的且つほぼ平行
に、試料台に載った細胞材料を傷つけるおそれなく器具
を動かせることを保証している。器具が待機位置にある
とき、器具全体が細胞材料の上に配置される場合を特に
確実に排除できる。好ましいのは、この待機位置を選ん
で、器具の自由端が試料を取り囲みその上に載っている
油膜を離れないようにすることである。そうすること
で、例えば気泡が注射針へ吸い込まれることなどが避け
られる。

【００１９】本発明においては、少なくとも２個の保持
器は起動の結果、使用可能な両位置のうちの一方である
待機位置ないし作業位置へ移動するように設計してあ
る。両保持器の移動は、必要ならば、時間間隔をおいて
実施することができる。ところで、特に好ましいのは、
両保持器が時間的に相前後して移動すること、つまり食
刻用注射針が作業位置から待機位置へ動く間に、生検用
注射針が待機位置から作業位置へ沈下するような仕方と
結びつく時間の節約に配慮することである。

【００２０】通常、本発明による保持基部は、例えば
（それが可能であるにしても）顕微鏡ステージに固定し
て取り付けられるのではなく、３次元的に動かすことが
できる微動装置を備えた調節装置に固定される。つま
り、保持基部は３つの空間軸全てでそれに対応する制御
によって高精度で動かすことができるが、このことは例
えば大まかな事前の位置合わせなどと連係することが必
要である。

【００２１】これに関連する本発明の他の実施の形態
は、器具の微細位置合わせに関する。この微細位置合わ
せがとりわけ必要なのは、製造公差が極めて少ない場合
でも、少なくとも顕微鏡で検出できる器具間の狂いが基
本的に同じ寸法でも生じるためである。したがって、保
持基部の保持器に固定してある器具は全て手術の開始前
に位置合わせをして、それらの自由端がそれぞれの保持
器を作業位置に設置した際に顕微鏡の視野内に見出さ
れ、鮮鋭に結像するようにしなければならない。

【００２２】実現可能なことは、保持基部をまず事前に
位置合わせしてから事前位置合わせした位置に固定し、
個々のそれぞれの保持器を別々に、例えばそれに取り付
けた調節ネジを用いて、これらの器具が所望の位置を占
めるまで位置合わせ（微細位置合わせ）することであ
る。この種の微細位置合わせは、場合によっては保持器
あたり多数の調節ネジの操作が必要になり、特に２個以
上の保持器が保持基部に設けてある場合は比較的高価に
なる。

【００２３】位置合わせのため、例えば保持基部の一方
の保持器がそのつど作業位置へ移動され、保持器によっ
て保持されている器具の自由端が顕微鏡の視野内に結像
するまで、調節ユニットが保持基部を駆動する。この数
値は基準値として記憶装置に格納され、この過程は保持
基部の次の保持器に対して繰り返される。

【００２４】好ましい実施例では、この記憶装置は保持
基部の駆動装置と協働していて、記憶装置が所望の基準
値を選択するように起動されると、保持基部全体が、前
述の微動装置により動かされ、特定の基準値が決定され
ている保持基部の保持器が、作業位置へ移動する。この
実施の形態では、個々の保持器を調節ネジで位置合わせ
する手間が省かれ、その上操作性が向上するという長所
がある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を２つ
の図面を用いて詳述する。

【００２６】図１に、取り付け具11ａ，12ａ内に設けた
注射針11ｂ，12ｂのそれぞれからなる、技術的な細胞学
的検査用器具11及び12を操作するための装置10を示して
ある。装置10は保持基部13を有し、それには該器具のた
めの複数の保持器14，14′（図２）が含まれており、そ
れらのうち図１では保持器14だけが図示されている。保
持器14は器具12を例えば噛み合い締めで固定するバー部
材15を備える。バー部材15はその一端で保持基部13に枢
動自在に支承されている。その他端は調節ネジ16を介し
て保持基部13の偏平な調節要素17上に突っ張るように支
承されている。調節要素17は、その一端で保持基部13に
支承され、駆動装置18により２つの異なる末端位置へ動
くことができる。この末端位置は、保持器のための作業
位置及び待機位置として前もって規定した位置に対応す
る。図示の例では器具12の注射針12ｂの自由端が作業位
置にあり、他方器具11は待機位置に置かれた描示してい
ない保持器内に固定されている。保持基部13自体は、保
持基部13を微動装置を用いて高精度で３次元的に動かせ
る調節装置19に取り付けられている。

【００２７】さまざまな位置を更に説明するため、図１
にペトリ皿20が描示されており、その中には純粋に模式
的な細胞材料の試料21が配置されている。通常、ここで
図示しているように、試料21は１滴の培養基22に囲繞さ
れ、全体的に油膜23によって取り囲まれている。

【００２８】模式的に図示してあるのは顕微鏡ステージ
24であって、その上にペトリ皿20が細胞工学的手術を光
学的に管理するために必要な顕微鏡対物レンズ25と一緒
に図示されている。図示例では、器具12の注射針12ｂを
保持器14によって位置を合わせ、その自由端が細胞試料
21の直近で可能なかぎり培養基22中にあって、いつでも
鮮鋭に結像した対物レンズ25の視野内にあるようにす
る。それに対して、器具11はこの図では見えない保持器
によって待機位置に配置され、そこで注射針11ｂの自由
端は、細胞試料21の上方に離れてはいるが、まだ油膜中
に浸ったままにある。図示した位置は理想的な位置を示
している。限界内なら他に選ぶ調節位置も当然考えられ
る。

【００２９】すでにしばしば言及しているとおり、手術
の開始前に器具11及び12それぞれは、それらを担持する
保持器の位置合わせで、例えば保持器14を作業位置に調
節すると、それに填め込んだ器具12の自由端が顕微鏡対
物レンズ25の視野内に鮮鋭に結像されることが必要であ
る。そのため、前述のとおり、保持基部13はおおまかに
事前の位置合わせをされ、それから保持基部13の保持器
14がそれぞれ相前後して作業位置へ動き、微細位置合わ
せで調節してそれぞれの器具に所望の方位を取らせる。
微細位置合わせは図示の調節ネジ16を用いて行われ、こ
のネジ16で器具12を填め込んだ締め付けバー部材15は、
駆動装置18で動かされる台架（調節要素）17に対して限
界内で枢動でき、その際、更に別の調節ネジないし類似
のものを他の調節方向に対して設けてもよろしい。

【００３０】しかしながらこの位置合わせは、保持基部
13が固定してある調節装置19を用いても行うことができ
る。そのためには、更に保持基部13の保持器が相前後し
てそれぞれまず作業位置へ動き、次いで器具がその自由
端で所望の仕方で調節装置19を用いて位置を合わせら
れ、それから調節装置19の位置が基準点としてメモリに
記憶される。メモリへの後続の記憶を伴うこの位置合わ
せは、各保持器に対しても別々に行われる。手術の最中
には、まさに使用が必要とされる精密器具に対して、メ
モリに格納してある基準位置を必要に応じて呼び出すこ
とができるが、その場合には調節装置19が保持基部13を
まず適切な位置へ動かし、次いで更に当該保持器を作業
位置へ沈下させるため駆動ユニットが起動される。これ
により、極めて手軽に位置合わせがしやすく取り扱いや
すい装置を提供することができる。

【００３１】図２は、組み込まれた保持基部13だけを更
に説明するために用いる。ここには改めて、締め付けバ
ー部材15及び15′に固定した挿し込み式取り付け具11ａ
及び12ａが図示されている。締め付けバー部材15及び1
5′は保持基部13に枢着され、調節ネジ16，16′を介し
て、この図には現れない各駆動装置とそれぞれ連係する
調節要素17及び17′上に支えられている。この図は、単
に図１の図示を完成させるために用いるものであって、
特に保持器14，14′の保持基部13への取り付け方を一層
よく理解するのに役立たせるための図である。

【００３２】本発明は当然のことながら例示した装置に
限定されるものではない。一連の異なる実施例が想定可
能である。例えば、このテキストでは器具の待機位置と
作業位置との間の移動は、それぞれ保持器の枢動によっ
て達せられている。しかし、器具は例えばその長軸方向
へ摺動させたり、全体的に浮揚させたり、さもなければ
両位置間を何か他の方法で動かすことも考えられる。器
具の自由端がオペレータのための作業位置で顕微鏡によ
って認識可能なこと、且つ待機位置では細胞試料の損傷
が阻止されることが、まさに重要なのである。保持器の
駆動はさまざまな方法で行うことができる。空気圧で作
動する駆動装置は、サーボ電動機や圧電素子と全く同様
に考えられる。当然のことながら、本発明は例示した毛
細管や微細注射針に限定されるものではない。前述のと
おり、本発明による装置を用いて電極やそれ以外の道具
を操作することも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】技術的な細胞学的検査用器具を操作するための
装置の断面図を示す。

【図２】この装置に取り付けられた保持基部を上方から
示している図である。

【符号の説明】

10 細胞学的検査用器具の操作装置 11 細胞学的検査用器具 11ａ 取り付け具 11ｂ 注射針 12 細胞学的検査用器具 12ａ 取り付け具 12ｂ 注射針 13 保持基部 14，14′ 保持器 15，15′ バー部材 16 調節ネジ 17，17′ 調節要素（台架） 18 駆動装置 19 調節装置 20 ペトリ皿 21 試料 22 培養基 23 油膜 24 顕微鏡ステージ 25 対物レンズ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保持基部を有し、該保持基部は、別々に
   動かすことができる少なくとも２個の保持器をそれぞれ
   １個の器具のために設けられており、該保持器は、それ
   ぞれ１個の駆動装置と連結され、該駆動装置を用いてこ
   れら保持器は規定された２つの位置の間を動くことがで
   き、それらの位置のうちの一方が作業位置に対応し、該
   作業位置で保持器中にある器具は、細胞学的手術の最中
   に取り扱うべき細胞材料の近傍にあるその自由端で位置
   合わせを行い、それらの位置のうちの他方は待機位置に
   対応し、該位置では該保持器に保持される器具が、取り
   扱うべき細胞材料に対して安全な距離に保持されるよう
   にした細胞検査用器具の操作装置において、駆動装置
   （18）が、少なくとも２個の保持器（14，14′）をそれ
   ぞれ起動する際に、待機位置又は作業位置へ切り換え移
   動させるように互いに連係されていることを特徴とする
   細胞検査用器具の操作装置。
2. 【請求項２】 細胞材料（21）が配置されている平面を
   基準に細胞材料（21）の上方の充分な距離にある前記待
   機位置は、前記待機位置にある器具（11）が細胞材料
   （21）を超えて自由に移動可能なように設定されている
   ことを特徴とする請求項１に係る細胞検査用器具の操作
   装置。
3. 【請求項３】 前記保持器（14，14′）を起動する際、
   同時又は時間差を設けて異なる前記位置間を移動させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に係る細胞検査用器具
   の操作装置。
4. 【請求項４】 前記保持基部（13）が、調節装置（19）
   に担持されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に係る細胞検査用器具の操作装置。
5. 【請求項５】 前記調節装置（19）は、前記保持基部
   （13）を３次元的に動かすことができる微動装置を備え
   ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
   係る細胞検査用器具の操作装置。
6. 【請求項６】 前記微動装置は、設定位置を復元自在に
   記憶させるための記憶装置を備えており、また該微動装
   置は駆動装置（18）と連係され、前記記憶装置が基準位
   置を設定するために起動される際には、前記保持基部
   （13）が該微動装置によって動かされ保持器（14，1
   4′）中の少なくとも一方を慎重に前記作業位置へ切り
   換え移動させるように構成されていることを特徴とする
   請求項５に係る細胞検査用器具の操作装置。