WO2005116184A1

WO2005116184A1 - 生体試料操作装置

Info

Publication number: WO2005116184A1
Application number: PCT/JP2004/007170
Authority: WO
Inventors: Toshihiko Nagamura
Original assignee: Yunisoku Corporation
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US20080014573A1; CN1954064B; CN1954064A; JP4645912B2; JPWO2005116184A1

Abstract

本生体試料操作装置（１）は、基端が片持ち支持された梁部（１５）と、該梁部（１５）の先端に突設され内部に空洞（１６）が設けられてなる探針（１７）と、前記空洞（１６）から前記探針（１７）の外部へと前記探針（１７）を貫通して形成された微細孔（２１）と、前記空洞（１６）内に充填された流体（１９）と、該流体（１９）を前記微細孔（２１）から流出させるとともに生体試料（２）に注入する流体注入手段（４，１２，２０）と、を具備するものである。

Description

明細書

生体試料操作装置

技術分野

[0001] 本発明は、細胞等の生体試料に対して、遺伝子、蛋白質、又は酵素等を含む薬液を注入又は滴下する生体試料操作装置に関し、特に、カンチレバーを用いた生体試料操作装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、生物研究や病理研究等の分野においては、細胞の内部に遺伝子等を注入して発現させることが行われる。ここで、細胞等の生体試料の内部に遺伝子等を注入する手段としては、走査型プローブ顕微鏡に備えられたカンチレバーを用いる方法が従来提唱されている（特許文献 1参照)。図 8は、従来の生体試料操作装置の一例を示す図である。図に示すように、生体試料操作装置は 80、図示しない走査型プローブ顕微鏡に備えられ先端部に先鋭な形状の探針 81が突設されたカンチレバー 82 と、該カンチレバー 82の先端に取り付けられカーボンナノチューブ等からなる針状物 83と、を具備してなるものである。本生体試料操作装置 80の使用に際しては、針状物 83の先端に遺伝子等を固定化し、カンチレバー 82を走査して針状物 83を細胞 8 4内へ揷入することにより遺伝子等を細胞 84内に導入し、この状態で保持して遺伝子の発現を行う。

[0003] 一方、本出願人は、カンチレバーを用いた微細加工装置を従来提唱している（特許文献 2参照）。この微細加工装置は、片持ち支持されたカンチレバー部と、該カンチレバー部の先端に突設された突出部とを備えてなるものであり、突出部には空洞が形成されるとともに、該空洞から突出部の外部へと通じる微細孔が突出部を貫通して形成されている。ここで、突出部の空洞の内部には、インジウム、ガリウム、又はインジゥムとガリウムの合金等の流体が充填されてレ、る。微細加工装置の使用に際しては、カンチレバーに対してパルス電圧を印加することにより、流体が微細孔を通じて外部へ流出し、試料の表面に Inや Ga等の超微小ドットや超微細線が形成される。このようにして、高速光通信用の半導体発光素子等が作製されるものとなっている。 [0004] しかし、従来の生体試料操作装置 80では、細胞 84内に導入すべき遺伝子等を針状物 83の先端に固定化する必要があるため、遺伝子や薬品等が溶け込んだ薬液や反応性ガス等の流体を、細胞 84に対して注入又は滴下することができなレ、、という問題がある。

[0005] また、直径が 10nm 30nm程度の針状物 83を細胞内に挿入するので、細胞膜 8 5にはこの針状物 83の径より大きい孔 86が開き、また、針状物 83で細胞核 87を傷付けてしまう場合もある。これにより、細胞 84が大きなダメージを受けて死滅してしまつたり、細胞 84の自己修復機能により孔 86や傷が修復されるとしても、その修復に長時間を要する、という問題もある。

[0006] 特許文献 1 :日本国特許出願公開番号特開 2003—325161号公報

特許文献 2 :日本国特許出願公開番号特開 2004 - 34277号公報

発明の開示

[0007] 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、遺伝子等が溶け込んだ薬液等の流体を、生体試料に注入又は滴下することを可能とし、且つ、その際に生体試料に与えるダメージを最小限とする手段を提供することを目的とする。

[0008] 本発明に係る生体試料操作装置は、生理活性物質又は化学反応を励起する物質を、生体試料に注入する生体試料操作装置において、基端が片持ち支持された梁部と、該梁部の先端に突設され内部に空洞が設けられてなる探金十と、前記空洞から前記探針の外部へと前記探針を貫通して形成された微細孔と、前記空洞内に充填された流体と、該流体を前記微細孔から流出させるとともに生体試料に注入する流体注入手段と、を具備するものである。本発明によれば、探針の空洞内に充填された微小量の流体を、流体注入手段によって微細孔から流出させるとともに生体試料に注人すること力 Sできる。

[0009] また、本発明は、前記流体注入手段が、前記流体に接触して設けられた第 1電極と、前記生体試料に接触して設けられた第 2電極と、該第 1電極及び第 2電極の間にパルス電圧を印加するパルス電源と、を具備するものである。本発明によれば、流体にパルス電圧が印加されることで、流体を構成する各粒子間に作用する結合力が切断され、凝集力を失った流体が微細孔から流出する。また、生体試料に対してパルス電圧が印加されることにより、一過性の絶縁破壊で生体試料の表面に孔が開き、流体は電気泳動により孔を通って生体試料内に取り込まれる。また、この孔は非常に微小なものであり、生体試料の自己修復機能ですぐに修復されるので、生体試料に大きなダメージを与えることもなレ、。これにより、生体試料に与えるダメージを極力低減しつつ、生体試料内に流体を注入することができる。

[0010] また、本発明は、生理活性物質又は化学反応を励起する物質を、生体試料に滴下する生体試料操作装置において、基端が片持ち支持された梁部と、該梁部の先端に突設され内部に空洞が設けられてなる探金十と、前記空洞から前記探 ^"の外部へと前記探針を貫通して形成された微細孔と、前記空洞内に充填された流体と、該流体を前記微細孔から流出させる流体流出手段と、を具備するものである。本発明によれば、探針の空洞内に充填された微小量の流体を、流体流出手段によって微細孔から流出させて生体試料上に滴下することができる。

[0011] また、本発明は、前記流体流出手段が、前記流体に接触して設けられた一対の電極と、該各電極の間にパルス電圧を印加するパルス電源と、を具備するものである。本発明によれば、流体にノ^レス電圧を印加することで、流体を構成する各粒子間に作用する結合力を切断し、微細孔から流出させることができる。

[0012] また、本発明は、前記梁部、前記探針、及び前記微細孔が、走査型プローブ顕微鏡の探針を構成するものである。本発明によれば、生体試料の操作後に、薬液等が確実に生体試料内に注入又は滴下されたカまた、ノ^レス電圧を印加したことによる生体試料の壊れ具合はどの程度か等を確認することができる。

[0013] また、本発明は、前記生体試料の操作及び操作後の前記生体試料の変化を観測するための操作観測手段を具備するものである。本発明によれば、複数個並べた生体試料の中から、操作すべき生体試料を容易に選択することができ、且つ、操作観測手段で観測しながらより正確に生体試料を操作することができる。また、操作後の生体試料に生じる内部変化を観測することもできる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の実施形態に係る生体試料操作装置 1， 30, 40, 50， 60を示す模式図 [図 2]図 1におレ、て細胞 2の近傍を拡大した部分拡大断面図。

[図 3]第 1の実施形態に係るカンチレバー 9の構成を示す概略斜視図。

[図 4]第 2の実施形態に係るカンチレバー 31の構成を示す概略斜視図。

[図 5]第 3の実施形態に係るカンチレバー 41の構成を示す概略斜視図。

[図 6]第 4の実施形態に係るカンチレバー 51の構成を示す概略斜視図。

[図 7]第 5の実施形態に係るカンチレバー 61の構成を示す概略斜視図。

[図 8]従来例に係る生体試料操作装置 80を示す概略側面図。

[図 9]各図に用いた引用符号を説明する別紙。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の第 1の実施形態を図面に基づいて説明する。図 1は、本実施形態に係る生体試料操作装置 1を示す模式図である。図に示すように、生体試料操作装置 1は、操作対象である細胞（生体試料） 2を操作すると共に該細胞 2の表面の変化を観測するための原子間力顕微鏡（以下、「AFM」という） 3と、該 AFM3に対してパルス電圧を印加するパルス電源 4と、 AFM3及びパルス電源 4の動作を制御する制御部 5と、該制御部 5の入出力部であるコンピュータ 6と、細胞操作及び操作後の細胞 2の内部変化を観測するための光学顕微鏡 (操作観測手段） 7と、を具備してなるものである。尚、本実施形態では、生体試料の一例として細胞 2を用いて説明するが、これ以外にも、例えば、生物の組織片ゃ、蛋白'酵素等の生体高分子を用いることも可能である。

[0016] AFM3は、走查型プローブ顕微鏡の一種であり、細胞 2の表面形状を観測するとともに、該細胞 2を操作するためのものである。該 AFM3は、図 1に示すように、細胞 2 が載置される走查ステージ 8と、該走查ステージ 8上の細胞 2の表面をスキャンする力ンチレバー 9と、を備えている。

[0017] 図 2は、図 1において細胞 2の近傍を拡大した部分拡大断面図である。図 1及び図 2に示すように、走査ステージ 8は、図示しない圧電素子ァクチユエータを内蔵したステージ本体 10と、該ステージ本体 10の最上部に配設されたガラス板 11と、該ガラス板 11の上面に貼設された透明な導電性薄膜 (第 2電極） 12と、を有している。走查ステージ 8は、導電性薄膜 12上に細胞 2が載置された状態で、圧電素子ァクチユエ一タに電圧を印加して伸縮させることにより、細胞 2を XYZ軸方向に移動させることが可能となっている。また、図 1に示すように、ステージ本体 10には、該ステージ本体 10を上下方向に貫通する空隙 13が形成され、該空隙 13の下方に前記光学顕微鏡 7が配置されている。これにより、ガラス板 11と導電性薄膜 12を通して、細胞 2を操作する様子及び細胞 2内に生じる変化等を光学顕微鏡 7で観測できるものとなっている。

[0018] 図 3は、カンチレバー 9の構成を示す概略斜視図である。図 1乃至図 3に示すように、カンチレバー 9は、基端がホルダ 14によって片持ち支持された梁部 15と、該梁部 1 5の先端に突設され空洞 16が設けられてなる探針 17と、該探針 17の内壁面に塗布されたマスク 18と、空洞 16内に充填された薬液 19と、梁部 15の表面から探針 17の内壁面へと配設された導電性薄膜 (第 1電極） 20と、空洞 16から探針 17の外部へと探針 17を貫通して形成された微細孔 21と、を有してレ、る。

[0019] 探針 17は、細胞 2の表面と極微接近してその表面形状を検出するものである。この探針 17は、図 3に示すように、四角錐形状を有し、該四角錐の底面側から頂点側へ向かって四角錐形状の空洞 16が形成されている。また、マスク 18は、前記薬液 19の表面張力を低減させることにより、薬液 19が微細孔 21から外部へ流出しやすくするものである。本実施形態では、探針 17の内壁面に金を塗布して薄膜を形成している。尚、本発明においてマスク 18は任意の構成であり、その成分や膜厚等は適宜設計変更が可能である。また、薬液 19は、 DNA等の核酸物質、又は抗原 ·酵素 ·ホルモン等の蛋白物質（以下、これらを「生理活性物質」とレ、う）を緩衝液に溶力たものであり、導電性を有している。この薬液 19は、微細孔 21の開口径が超微小であること、加えて、薬液 19を構成する各粒子は原子間力等の作用によって互いに結合していることにより、微細孔 21を通じて探針 17の外部に流出することなく探針 17内に保持されている。尚、薬液 19は、本実施形態の他にも例えば、細胞 2に微小量滴下することにより化学反応を励起するようなものであってもよレ、。また、微細孔 21は、空洞 16内に充填された薬液 19を探針 17の外部へ流出させる流出口の役割を果たすものである。該微細孔 21は、横断面が円形であって、その開口径が 20— 500nmの超微小な孔である。この微細孔 21は、図 3に示すように、空洞 16の頂点から探針 17の頂点に向かって形成されている。従って、探針 17はその頂点が欠落し、その先端は微細孔 21の断面により構成されており、この断面を細胞 2の表面に極微接近させることによりその形状をスキャンするものとなっている。尚、微細孔 21の横断面の大きさを変えることで薬液 19の流出量を調節することができる。また、導電性薄膜 20は、薬液 19及び細胞 2に対してパルス電圧を印加するためのものである。この導電性薄膜 20は、図 2及び図 3に示すように、梁部 15の上面にその長手方向に沿って貼設され、その先端部は下方に曲折されて探針 17の内壁面に沿って貼設されている。従って、空洞 16内に薬液 19を充填した時に、導電性薄膜 20の先端部が薬液 19と接触した状態となっている。

パルス電源 4は、薬液 19及び細胞 2に対してパルス電圧を印加するものである。このパルス電源 4は、図 1及び図 2に示すように、カンチレバー 9の導電性薄膜 20、及び走査ステージ 8の導電性薄膜 12にそれぞれ接続され、導電性薄膜 20と導電性薄膜 12との間にパルス電圧を印加するものとなっている。ここで、薬液 19は導電性を有するものであり、また、細胞 2を構成する細胞膜 22及び細胞液 23もまた導電性を有するものなので、導電性薄膜 20と導電性薄膜 12の間には電流が流れる。この時、薬液 19を構成する各粒子間に作用する結合力が、電気的なショックを受けることで切断され、凝集力を失った薬液 19は微細孔 21を通って探針 17の外部へと流出する。この薬液 19の流出量は、パルス電圧の大きさを制御することにより調節することができる。更に、細胞 2にも電流が流れるため、一過性の絶縁破壊で細胞膜 22には微細な破壊孔 24が開き、パルス電圧により電気泳動する薬液 19は、細胞膜 22の破壊孔 24を通って細胞 2内に取り込まれる。この細胞膜 22に生じた破壊孔 24は、非常に微細なものなので、細胞 2の自己修復機能によりすぐに塞がれ、細胞 2は大きなダメージを受けないものとなっている。このようにして、空洞 16内に充填された薬液 19が細胞 2内に注入されるものとなっている。尚、本実施形態では、微細孔 21から流出させた薬液 19を細胞 2に注入している力これに限られず、流出させた薬液 19を細胞 2 上に滴下することも可能である。この場合、図に詳細は示さないが、一対の電極を共に薬液 19に接触させて設け、該各電極間にパルス電圧を印加すれば、細胞 2には絶縁破壊が起こらず、流出した薬液 19は細胞 2内に取り込まれることなく細胞 2上に滴下される。また、薬液 19の各粒子間に作用する結合力を切断する手段としては、本実施形態のように薬液 19に電気的なショックを与える以外にも、例えば、パルスレ一ザにより機械的なショックを与える方法を用いることもできる。

[0021] 制御部 5は、前記 AFM3と前記ノルス電源 4の動作を制御するものである。この制御部 5は、走查ステージ 8を水平方向すなわち XY軸方向に走査し、この間、カンチレバー 9の探針 17と細胞 2との間に作用する原子間力が一定となるように、 Z軸方向すなわち垂直方向への走查を制御する。この時、走查ステージ 8の XY軸方向の位置に対応した Z軸方向のフィードバック量を制御部 5の出力電圧として検出し、これをコンピュータ 6の図示しない演算装置を介して画面上に 3次元画像として出力することにより、細胞 2の表面の形状を超精密に測定することが可能となっている。尚、本実施形態では、カンチレバー 9を位置固定して走查ステージ 8を移動させることで細胞 2 の表面をスキャンしている力これとは逆に、走查ステージ 8を位置固定してカンチレバー 9を移動させることで細胞 2の表面をスキャンすることも可能であり、この場合、制御部 5でカンチレバー 9の動作を制御すればよい。また、制御部 5は、前記パルス電源 4の動作も制御しており、走査ステージ 8を走査して細胞 2の表面を観測しながら、カンチレバー 9が所望の位置に達した時に、電圧パルスを印加して薬液 19を細胞 2 に注入又は滴下することが可能となっている。尚、本実施形態では、走査ステージ 8 上に 1個の細胞 2を載置した場合を例にして説明している力 S、走査ステージ 8上に複数個の細胞 2を並べて、その中から選択した任意の細胞 2のみに対して薬液 19を注入又は滴下するものとしてもよい。このように、薬液 19を細胞 2に注入した後、 AFM3 で細胞 2の表面の形状を観測して、薬液 19が確実に細胞 2内に注入されたか、また、パルス電圧を印加したことによる細胞 2の壊れ具合はどの程度か等を確認することができ、より正確な細胞操作を行うことが可能となっている。

[0022] 以下、生体試料操作装置 1を使用して細胞操作を行う手順について説明する。まず、細胞 2内に注入又は滴下する所定の薬液 19をカンチレバー 9の空洞 16内に充填しておく。次に、操作対象となる細胞 2を走查ステージ 8上に載置し、光学顕微鏡 7 で観測しながら、カンチレバー 9の探針 17が細胞 2の真上にくるように位置合わせを行う。次に、走查ステージ 8を Z軸方向に走査して探針 17を細胞 2に近接させた後、走查ステージ 8を XY軸方向に走査し、探針 17が所望の位置に達した時に、パルス電源 4を操作して各導電性薄膜 12, 20の間に所定の大きさのパルス電圧を印加する。これにより、カンチレバー 9の微細孔 21から薬液 19が流出し、細胞 2に注入又は滴下される。その後、細胞 2の表面の形状変化を AFM3で観測すると共に、細胞 2内に生じる変化、例えば、細胞 2内に注入した遺伝子が発現する様子を光学顕微鏡 7で観測する。

[0023] 次に、本発明の第 2の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る生体試料操作装置 30は、第 1の実施形態の生体試料操作装置 1と比較してカンチレバ一 31の構成が異なることを特徴とし、それ以外の構成については第 1の実施形態と同じ構成であり、ここでは詳細な説明は省略する。図 4は、本実施形態に係るカンチレバー 31の構成を示す概略斜視図である。尚、図 4において図 3と同じ構成に付いては同じ符号を付している。図 4に示すように、カンチレバー 31は、基端がホルダ 14 によって片持ち支持された梁部 15と、該梁部 15の先端に突設され空洞 16が設けられてなる探針 17と、探針 17の内壁面に塗布されたマスク 18と、空洞 16の内部に充填された薬液 19と、梁部 15の表面から探針 17の内壁面へと配設された導電性薄膜 20と、空洞 16と探針 17の外部とを連通する微細孔 32と、を有している。

[0024] 該カンチレバー 9では、微細孔 32が、空洞 16の頂点と探針 17の頂点とを結ぶ線上には位置せず、若干位置ズレして形成されている。これにより、探針 17の頂点は欠落することなく先鋭な形状の探針点 33として残存している。この探針点 33は、曲率半径が略 10nm程度に形成されているため、探針 17の先端が 20— 500nm程度の開口径を有する微細孔 21で構成される前記カンチレバー 9と比較して、細胞 2の表面をより高分解能にスキャンすることが可能となっている。ここで、探針点 33で指定した所定位置に対して、より正確に薬液 19を流出させるためには、微細孔 32をより探針点 33に近い位置に形成することが好適である。

[0025] 次に、本発明の第 3の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る生体試料操作装置 40も、第 1の実施形態の生体試料操作装置 1と比較してカンチレバ一 41の構成が異なることを特徴とし、それ以外の構成については第 1の実施形態と同じ構成であり、ここでは詳細な説明は省略する。図 5は、本実施形態に係るカンチレバー 41の構成を示す概略斜視図である。尚、図 5において図 3と同じ構成に付いては同じ符号を付している。図 5に示すように、カンチレバー 41は、基端がホルダ 14 によって片持ち支持された梁部 15と、該梁部 15の先端に突設され空洞 16が設けられてなる探針 17と、該探針 17の内壁面に塗布されたマスク 18と、空洞 16の内部に充填された薬液 19と、梁部 15の表面から探針 17の内壁面へと配設された導電性薄膜 20と、空洞 16と探針 17の外部とを連通する微細孔 21と、探針 17の先端部に設けられ探針点として機能する突起部 42と、を有している。

[0026] 該カンチレバー 41では、微細孔 21は、第 1の実施形態のカンチレバー 9と同様に、空洞 16の頂点から探針 17の頂点に向かって形成されており、探針 17はその頂点が欠落している。一方、突起部 42は、先鋭な角部 43を有する三角形状に形成され、該先鋭な角部 43を微細孔 21の下方に位置させるようにして、その一端縁が探針 17の外壁面に固着されている。この突起部 42の先鋭な角部 43を細胞 2の表面に極微接近させることにより、第 1の実施形態のカンチレバー 9と比較して、細胞 2の表面をより高分解能にスキャンすることが可能となっている。尚、突起部 42は先鋭な角部 43を有していればよぐその形状は三角形に限られず適宜設計変更が可能である。

[0027] 次に、本発明の第 4の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る生体試料操作装置 50も、第 1の実施形態の生体試料操作装置 1と比較してカンチレバ一 51の構成が異なることを特徴とし、それ以外の構成については第 1の実施形態と同じ構成であり、ここでは詳細な説明は省略する。図 6は、本実施形態に係るカンチレバー 51の構成を示す概略斜視図である。尚、図 6において図 3と同じ構成に付いては同じ符号を付している。図 6に示すように、カンチレバー 51は、基端がホルダ 14 によって片持ち支持された梁部 15と、該梁部 15の先端に突設され空洞 16が設けられてなる探針 17と、該探針 17の内壁面に塗布されたマスク 18と、空洞 16の内部に充填された薬液 19と、梁部 15の表面から探針 17の内壁面へと配設された導電性薄膜 20と、空洞 16と探針 17の外部とを連通する微細孔 21と、探針 17の先端部に取り付けられたナノチューブ 52と、を有している。

[0028] 該カンチレバー 51では、微細孔 21は、第 1の実施形態に係るカンチレバー 9と同様に、空洞 16の頂点から探針 17の頂点に向かって形成されており、探針 17はその頂点が欠落している。一方、ナノチューブ 52は、カーボン等からなり、その基端部は探針 17の外壁面に固着され、その先端部は探針 17の先端よりも下方に突出して設けられている。このナノチューブ 52の開口径は極めて微小であり、その先端を細胞 2 の表面に極微接近させることにより、第 1の実施形態のカンチレバー 9と比較して、細胞 2の表面をより高分解能にスキャンすることが可能となっている。

[0029] 次に、本発明の第 5の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る生体試料操作装置 60も、第 1の実施形態の生体試料操作装置 1と比較してカンチレバ一 61の構成が異なることを特徴とし、それ以外の構成については第 1の実施形態と同じ構成であり、ここでは詳細な説明は省略する。図 7は、本実施形態に係るカンチレバー 61の構成を示す概略斜視図である。尚、図 7において図 3と同じ構成に付いては同じ符号を付している。図 7に示すように、カンチレバー 61は、基端がホルダ 14 によって片持ち支持された梁部 15と、該梁部 15の先端に突設され空洞 16が設けられてなる探針 17と、該探針 17の内壁面に塗布されたマスク 18と、図示しないタンク内に充填された反応性ガス（流体） 62と、該反応性ガス 62をカンチレバー 61に給送する給送ノズル 63と、梁部 15の表面から探針 17の内壁面へと配設された導電性薄膜 20と、空洞 16と探針 17の外部とを連通する微細孔 21と、を有している。

[0030] 反応性ガス 62は、真空中でも蒸発せず、物質の表面と種々の化学反応を励起する気体状の物質の総称であり、単体は勿論のこと化合物や混合物等も包含している。この反応性ガス 62としては、例えば、 HFまたは HC1に代表されるハロゲンガスや、 C 4H5Nまたは CH3CH2CNに代表されるシアン化ガス等を用いることが可能であり、その他にも、常温で固体や液体であるものは加熱する等して気化した上で用いることが可能である。この反応性ガス 62は、図に詳細は示さなレ、が、真空チャンバ一である前記タンク内に充填されている。一方、給送ノズル 63は、その一端が前記タンクに接続されると共に、他端は細く絞られてカンチレバー 61の空洞 16内に差し込まれている。この給送ノズル 63から噴射された反応性ガス 62は、前記薬液 19と同様に、微細孔 21の開口径が超微小であること、且つ、反応性ガス 62を構成する各粒子は原子間力等の作用により互いに結合していることにより、微細孔 21を通じて探針 17の外部には噴出せず空洞 16内に滞留するものとなっている。また、この反応性ガス 62に対して、導電性薄膜 20からパルス電圧が印加されることにより、各粒子間の結合力が切断され、反応性ガス 62は探針 17の外部に流出するものとなっている。このようにして微細孔 21から反応性ガス 62を流出させて、細胞 2の表面に付着させることにより、細胞 2と反応性ガス 62との間に種々の化学反応が励起され、この変化を AFM3や光学顕微鏡 7により観測する。

産業上の利用可能性

本発明では、原子間力顕微鏡に限られず、他の走査型プローブ顕微鏡に備えられたカンチレバーを使用することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 生理活性物質又は化学反応を励起する物質を、生体試料に注入する生体試料操作装置において、

基端が片持ち支持された梁部と、該梁部の先端に突設され内部に空洞が設けられてなる探針と、前記空洞から前記探針の外部へと前記探針を貫通して形成された微細孔と、前記空洞内に充填された流体と、該流体を前記微細孔から流出させるとともに生体試料に注入する流体注入手段と、を具備することを特徴とする生体試料操作装置。

[2] 前記流体注入手段が、前記流体に接触して設けられた第 1電極と、前記生体試料に接触して設けられた第 2電極と、該第 1電極及び第 2電極の間にパルス電圧を印加するパルス電源と、を具備することを特徴とする請求項 1に記載の生体試料操作装置

[3] 生理活性物質又は化学反応を励起する物質を、生体試料に滴下する生体試料操作装置において、

基端が片持ち支持された梁部と、該梁部の先端に突設され内部に空洞が設けられてなる探針と、前記空洞から前記探針の外部へと前記探針を貫通して形成された微細孔と、前記空洞内に充填された流体と、該流体を前記微細孔から流出させる流体流出手段と、を具備することを特徴とする生体試料操作装置。

[4] 前記流体流出手段が、前記流体に接触して設けられた一対の電極と、該各電極の間にパルス電圧を印加するパルス電源と、を具備することを特徴とする請求項 3に記載の生体試料操作装置。

[5] 前記梁部、前記探針、及び前記微細孔が、走査型プローブ顕微鏡の探針を構成することを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の生体試料操作装置。

[6] 前記生体試料の操作及び操作後の前記生体試料の変化を観測するための操作観測手段を具備することを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の生体試料操作装置。