WO2018207454A1 - 対象物操作装置、及び対象物操作方法 - Google Patents

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WO2018207454A1
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wall
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洋一郎 松永
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株式会社ニコン
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Definitions

  • the present invention relates to an object operating device and an object operating method.
  • An object operation device that is an apparatus that performs an operation on an object such as particles or cells is known.
  • the particle or cell is, for example, a particle or cell having a diameter of about 100 micrometers or less.
  • a method of an apparatus for performing an operation on an object a method using an electrode array (see, for example, Patent Document 1) or a method in which an electric field is generated at an irradiation location by irradiating pattern light (for example, see Patent Document 2). There is.
  • an apparatus that can observe an object to be operated in an object operation apparatus.
  • the object operating device capable of observing the object the object can be distinguished by observing the observation image, which is an image in which the object is observed, so the object to be selected is selected from the observation image.
  • the observation image which is an image in which the object is observed
  • the object to be selected is selected from the observation image.
  • the chamber for storing the liquid and the target the target moving unit for moving the target stored in the chamber in the chamber, It is a target object operating device provided with the holding mechanism for holding a target object irrespective of the flow of a liquid.
  • moving an object contained in a chamber containing a liquid and an object within the chamber And holding the moved object in the movement regardless of the liquid flow when the liquid in the chamber flows.
  • selecting an object contained in a chamber containing a liquid and an object comprising: holding a selected object in selecting regardless of the flow of the liquid when the liquid in the chamber flows.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of the object operating device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is sectional drawing which shows an example of a structure of the target object operating device 1 by this embodiment.
  • the object operating device 1 is an apparatus that operates an object. In the following description, the case where the object is a cell will be described, but the object may be a particle.
  • the object operation device 1 includes a cell / water input port 2, a chamber 3, a cell / water recovery port 4, a control unit 5, a cell operation unit 6, a separation unit 7, a camera 8, and a light irradiation unit.
  • the cell / water inlet 2 is connected to the chamber 3.
  • the cell / water inlet 2 is a supply unit that supplies the liquid W to the chamber 3. That is, the chamber 3 includes a supply unit that supplies the liquid W to the chamber 3.
  • the liquid W is, for example, water or a buffer solution. In this embodiment, the liquid W is a buffer solution as an example.
  • the electric conductivity of this buffer solution is, for example, 10 mS / m.
  • the cell / water inlet 2 supplies the cells to the chamber 3.
  • the chamber 3 is filled with the liquid W supplied from the cell / water inlet 2.
  • cells are arranged in the filled liquid W. That is, the chamber 3 accommodates the liquid and the object.
  • the cells C1 and C2 are arranged in the liquid W.
  • the cell C1 is an example of a cell to be sorted
  • the cell C2 is an example of a cell that is not to be sorted.
  • the number of cells arranged in the chamber 3 may be two or more, and the object manipulating apparatus 1 can operate a plurality of cells among the cells arranged in the chamber 3 as selection targets at the same time.
  • the cell / water recovery port 4 is connected to the chamber 3.
  • the cell / water recovery port 4 can recover the liquid W discharged from the chamber 3 by the flow of the liquid W generated in the chamber 3.
  • the cell / water recovery port 4 can discharge cells excluding cells isolated by the isolation part 7 in the chamber 3 by the flow of the liquid W generated in the chamber 3.
  • the cell / water recovery port 4 allows the cell / water recovery port 4 to remove the cells except the cells isolated by the isolation unit 7 in the chamber 3. It is the discharge part discharged
  • the flow of the liquid W in the chamber 3 is generated, for example, when the liquid W is supplied from the cell / water inlet 2.
  • the control unit 5 controls the object operating device 1.
  • the control unit 5 controls the object operating device 1 by controlling the cell operation unit 6, the cell / water input port 2, and the cell / water recovery port 4.
  • the cell operation unit 6 moves the cells accommodated in the chamber 3.
  • the cell operation unit 6 is an example of a target moving unit that moves a target object accommodated in the chamber 3.
  • the cell operation unit 6 moves the cells accommodated in the chamber 3 by an electric field generated by irradiation of light around the cells accommodated in the chamber 3. That is, the cell operation unit 6 moves the object accommodated in the chamber 3 within the chamber 3.
  • the cell operation unit 6 moves the object accommodated in the chamber 3 by an electric field generated by light irradiation around the object accommodated in the chamber 3. That is, the cell operation unit 6 moves the object by the electric field E generated around the object.
  • the cell operation unit 6 includes a first electrode 60, a second electrode 61, and an AC voltage source 62.
  • the AC voltage source 62 is provided between the first electrode 60 and the second electrode 61, and applies an AC voltage between the first electrode 60 and the second electrode 61. That is, the cell operation unit 6 includes a first electrode and a second electrode to which a voltage is applied.
  • the isolation unit 7 is arranged in the chamber 3 and isolates the cells moved by the cell operation unit 6.
  • the isolation unit 7 isolates the object moved by the cell operation unit 6.
  • the isolation unit 7 can isolate the object from the flow of the liquid W generated in the chamber 3.
  • the isolation unit 7 includes an isolation unit 7-1 to an isolation unit 7-5.
  • the shape of the isolation part 7-1 to the isolation part 7-5 is, for example, a triangular prism.
  • an inlet 72 is formed by the first wall 70 of the isolation part 7-4 and the second wall 71 of the isolation part 7-5.
  • the first wall 70 is one of the side surfaces of the separating portion 7-4 having a triangular prism shape
  • the second wall 71 is one of the side surfaces of the separating portion 7-5 having a triangular prism shape.
  • the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 are non-parallel, and the distance between the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 is formed so as to extend along the X-axis direction. Is done.
  • the cell C ⁇ b> 1 moved by the cell operation unit 6 enters the isolation unit 7 from the inlet 72.
  • the wall surrounding the target object has the first wall 70 and the second wall 71, and the first wall 70 and the second wall 71 form the entrance 72, and the target movement
  • the object to be moved by the unit (cell manipulation unit 6) is surrounded by the first wall 70 and the second wall 71 through the inlet 72.
  • the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 of the isolation part 7 are non-parallel.
  • the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 face each other.
  • the camera 8 observes the cell C1 in the chamber 3.
  • the position of the cell C1 to be sorted in the chamber 3 is specified by observation with the camera 8, and the irradiation position of the light EL is determined as described above.
  • the light irradiation unit 9 irradiates the cell operation unit 6 with light EL for generating an electric field E for operation by the cell operation unit 6.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a method for moving the cell C1 by the cell operation unit 6 according to the present embodiment.
  • the cell operation unit 6 moves the cells using optoelectronic tweezers (OET: Optoelectronic tweezers).
  • OET optoelectronic tweezers
  • the OET changes the potential of the first electrode 60 with respect to the second electrode 61 using a light beam, and moves cells by dielectrophoresis (DEP: Dielectricphoresis) due to a non-uniform electric field generated by the change in the potential.
  • DEP dielectrophoresis
  • Technology. DEP is known as a technique for manipulating cells in the fields of cell biology and colloid science.
  • cell movement is controlled by exposing the cell to a non-uniform electric field.
  • a method of generating an electric field generated between the first electrode 60 and the second electrode 61 will be described.
  • the first electrode 60 includes, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) glass 600 and a photoelectric layer 601.
  • the first electrode 60 includes a photosensitive layer 601 on the surface of the upper layer.
  • the photoelectric layer 601 is, for example, amorphous silicon.
  • the second electrode 61 is a transparent electrode.
  • the transparent electrode is, for example, ITO glass.
  • the OET is biased by a single AC voltage source 62. In the absence of light EL illumination, most of the voltage drops across the photosensitive layer 601 of the first electrode 60 because its impedance is much higher than the liquid W.
  • the light irradiation unit 9 irradiates the surface of the first electrode 60 with the light EL from the second electrode 61 side.
  • the light EL that has passed through the second electrode 61 is irradiated onto the surface of the first electrode 60.
  • a non-uniform electric field E is generated between the light irradiation region VE that is the surface region of the first electrode 60 irradiated with the light EL and the second electrode 61. That is, an electric field E is generated between the light irradiation region VE irradiated by the light irradiation unit 9 and the second electrode 61. Therefore, in the object operating device 1, the electric field E is generated by irradiating light around the object.
  • the conductivity of the photoelectric layer 601 increases in the light irradiation region VE where the illumination strikes in orders of magnitude, shifting the voltage drop to the liquid W.
  • the light irradiation region VE that is a region irradiated with the light EL of the photoelectric layer 601 functions as an electrode when the light EL is irradiated. That is, the light irradiation region VE is a virtual electrode.
  • the 2nd electrode 61 is a transparent electrode, and the light EL which passed the transparent electrode is irradiated to the light irradiation area
  • the resulting DEP force moves the cell C1 to be sorted.
  • the DEP force is controlled by the frequency of the applied AC signal and can be positive or negative. Negative DEP forces repel cells from the high electric field region. On the other hand, positive DEP forces tend to attract multiple cells.
  • the AC voltage source 62 applies an AC voltage having a peak-to-peak voltage of about 10 Vpp at a frequency of 100 kHz to the first electrode 60 and the second electrode 61.
  • the cell operation unit 6 can move the cell C1 by irradiating the light EL so as to surround the cell C1 and moving the irradiation position.
  • the liquid W is filled between the first electrode 60 and the second electrode 61, and the cell C1 is arranged in the filled liquid W.
  • an electric field generated by irradiation with the light EL can be disposed between the first electrode 60 and the second electrode 61.
  • the cell C1 is attracted to the light wall by a positive DEP force.
  • this embodiment demonstrates an example using the positive DEP force in which the cell operation part 6 attracts several particle
  • the cell manipulation unit 6 may use a negative DEP force.
  • FIG. 4 an example when the cell operation part 6 uses a negative DEP force is demonstrated.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for moving the cell C1 by the cell operation unit 6 according to the present embodiment.
  • the cells Ca1 to Ca3 repel from the high electric field region due to the negative DEP force. Negative DEP forces are preferred for cages for capturing single cells, which can be easily formed by a wall of light around the cells.
  • the direction shown in FIG. 4 and the example shown in FIG. 3 are different in the direction in which the light EL is irradiated in the Z-axis direction.
  • the light EL is irradiated from the second electrode 61 side, and the light EL that has passed through the second electrode 61 is irradiated to the surface of the first electrode 60.
  • the light EL is irradiated from the first electrode 60 side, and the light EL that has passed through the first electrode 60 is irradiated to the surface of the first electrode 60.
  • the light EL is irradiated from the first electrode 60 side or the second electrode 61 side depends on the transmittance, electric conductivity, etc. of the first electrode 60, the second electrode 61, and the liquid W. It may be changed.
  • the DEP force is handled on the photoconductive surface of the first electrode 60 using a light beam.
  • OET optically forms a virtual electrode pattern on the photoconductive surface of the first electrode 60.
  • the virtual electrode pattern on the photoconductive surface of the first electrode 60 has the shape of the light irradiation region VE on the photoconductive surface of the first electrode 60.
  • the size of the virtual electrode can be continuously changed up to the diffraction limit of the objective lens of the camera 8 depending on the light spot size.
  • the cell operation unit 6 can use digital light projection using an incoherent light source to operate the cells.
  • the cell manipulation unit 6 uses “light walls” that confine a plurality of microparticles (cells) in a plurality of virtual microfluidic channels.
  • Amorphous silicon has a dark conductivity of about 0.01 ⁇ S / m to 1 ⁇ S / m. Thus, in the dark, amorphous silicon has a much lower conductivity than liquid W, which has a conductivity of 10 mS / m, resulting in a major drop in the voltage applied across the photosensitive layer 601.
  • the incident light focused on the photosensitive layer 601 has a substantial drop in voltage across the liquid W in the chamber 3, so that the electrical conductivity is substantially increased and the electric field E surrounding the light irradiation region VE is increased. Form. In this way, the light incident on the cell operation unit 6 can pattern the virtual electrode for dielectrophoresis.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the automatic light operation system S based on the microvision according to the present embodiment.
  • the automatic light manipulation system S pattern recognition based on microvision and an OET device D4 for processing fine particles are integrated.
  • the automatic light manipulation system S automatically recognizes the position and size of randomly dispersed cells, generates a direct image pattern for capturing and transporting the cell C1 to be selected, and moves the movement path of the cell C1. calculate.
  • the OET device D4 and a programmable digital micromirror device display (DMD: Digital Mirror Device) microdisplay D1 are integrated into an 800,000,000-mm effective area.
  • a virtual electrode of the pixel can be generated.
  • Each virtual electrode can be individually controlled for parallel operation of multiple cells.
  • the automatic light manipulation system S is constituted by an OET device D4 including a microscope imaging means and a mechanism for recording the characteristics and positions of cells.
  • the movement of the cells is controlled by projecting the light EL generated from the light source D2 and reflected from the DMD microdisplay D1 onto the OET device D4 through the objective lens D3.
  • the optical pattern is generated according to the position and characteristics of the cells recorded by the microscope imaging means combining image analysis and pattern recognition algorithm.
  • the image is collected through a lens D5 to a CCD imager D6 and the data is processed to control the pattern of light produced.
  • the microscope image is analyzed in an image analysis circuit and / or routine S1.
  • the image data is then processed using a pattern recognition circuit and / or routine S2.
  • the actual pattern recognition is performed for the desired purpose of the application, from which subsequent patterns are generated by the pattern generation circuit and / or routine S3.
  • the pattern is converted by the DMD circuit and / or routine S4 to control the operation of the programmable DMD microdisplay D1.
  • the OET device D4 corresponds to the cell operation unit 6 shown in FIGS.
  • the above-described image analysis circuit and / or routine S1, pattern recognition circuit and / or routine S2, pattern generation circuit and / or routine S3, and DMD circuit and / or routine S4 are included in the control unit 5 in FIGS. Realized as a configuration or function.
  • the DMD micro display D1, the light source D2, and the objective lens D3 function as the light irradiation unit 9 of the object operating device 1.
  • the light source D2 is a halogen lamp as an example, and illuminates the programmable DMD microdisplay D1.
  • an inverted microscope is used as the lens D5 and the CCD imager D6.
  • the software of the control unit 5 analyzes the real-time video frame and generates a corresponding optical pattern that captures and moves the cell C1. These patterns are then transferred to the DMD microdisplay D1, allowing direct control of individual pixels.
  • the resolution of the projected optical image on the OET device D4 is 1.3 ⁇ m defined by the pixel size (13 ⁇ m) of the DMD microdisplay D1.
  • the effective optical operation area on the OET device D4 is 1.3 mm ⁇ 1 mm.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the flow of the cell manipulation process according to the present embodiment.
  • the object operating device 1 inputs the cells C1 and C2 from the cell / water input port 2 into the chamber 3 (step S100).
  • the chamber 3 accommodates the input cells C1 and C2.
  • the cells C1 and C2 are introduced into the cell operation unit 6 by being accommodated in the chamber 3.
  • the introduction of the cell into the cell operation unit 6 means that the cell is disposed in the liquid W filled between the first electrode 60 and the second electrode 61.
  • the cell operation unit 6 repeats the process of arranging the cells in the isolation unit 7 for each cell to be selected (step S101).
  • the object manipulation device 1 observes the cells introduced into the cell manipulation unit 6 with the camera 8 (step S102).
  • the target object operating device 1 selects a desired cell from the cells introduced into the cell operation unit 6 using the observation image obtained by the camera 8 (step S103). That is, the object operating device 1 selects an object to be accommodated in the chamber 3 that accommodates the liquid and the object.
  • the cells to be selected may be marked in advance before introduction into the cell operation unit 6. Here, the marking on the cell may be performed, for example, by incorporating a fluorescent substance into the cell so that a specific wavelength is emitted from the cell.
  • Image analysis may also be used for cell selection. For example, in selecting a cell using image analysis, a cell to be selected may be selected from an observation image by the camera 8 based on a predetermined feature amount of the cell to be selected.
  • a cell to be selected may be selected by observing an observation image by the camera 8 by the user of the object manipulation device 1.
  • the control unit 5 receives an operation for selecting a cell by the user of the object operating device 1.
  • a specific type of cell may be selected from a plurality of types of cells.
  • the cell operation unit 6 calculates the coordinates of the selected cell in the cell operation unit 6 from the image observed by the camera 8 (step S104).
  • the cell operation unit 6 irradiates the light EL around the position indicated by the coordinates of the selected cell in the cell operation unit 6 and generates an electric field E around the position irradiated with the light EL (step S105).
  • the cell operation unit 6 moves the cell C1 surrounded by the electric field E by moving the generated electric field E (S106). That is, the cell operation unit 6 moves the object accommodated in the chamber 3 that accommodates the liquid and the object in the chamber 3.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of processing for moving the cell C1 surrounded by the electric field E by the cell operation unit 6 of the present embodiment.
  • the cell operation unit 6 irradiates the light EL around the position indicated by the coordinates of the selected cell in the cell operation unit 6, and generates an electric field E around the position irradiated with the light EL.
  • the coordinates in the cell operation unit 6 are coordinates on the first electrode 60 or the second electrode 61 indicated by the X coordinate and the Y coordinate in FIG.
  • the cell C1 to be selected is surrounded by an electric field E generated by the cell operation unit 6.
  • the cell operation unit 6 moves the cell C1 by moving the electric field E.
  • the cell operation unit 6 places the cell C1 in the isolation unit 7 (step S107).
  • the object operating device 1 ends the process of arranging the cells in the isolation unit 7 for each cell to be selected (step S108).
  • the cell operation unit 6 irradiates the isolation unit 7 in which the cell C1 is disposed with the light EL, generates an electric field EC, and holds the cell in the isolation unit 7 (step S109).
  • the object operating device 1 causes the liquid W to flow into the chamber 3 from the cell / water inlet 2 and discharges the cells C2 that have not been stored in the separator 7 from the cell / water recovery port 4 (step S110).
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a cell holding mechanism according to the present embodiment.
  • the cell C1 is isolated in the space between the first wall 70-2 of the isolation part 7-2 and the second wall 71-3 of the isolation part 7-3.
  • the electric field EC is generated by irradiating the isolation portion 7-2 and the isolation portion 7-3 with the light EL.
  • the electric field EC surrounds the cell C1 together with the first wall 70-2 and the second wall 71-3. That is, in the object operating device 1, the object is held by the holding mechanism in a state where at least a part of the object held by the holding mechanism is surrounded by the wall.
  • the object operating device 1 increases the amount of liquid W input from the cell / water input port 2 and increases the amount of liquid W recovered from the cell / water recovery port 4.
  • the fluid pressure rises above the cell operation unit 6, and the cells C 2 that have not been stored in the isolation unit 7 are discharged from the cell / water recovery port 4 due to the increased fluid pressure.
  • the cell / water recovery port 4 connected to the chamber 3 functions as a discharge unit that discharges the cells C2 that are not stored in the isolation unit 7 due to a change in the fluid pressure in the chamber 3. That is, the chamber 3 has a discharge unit that discharges the liquid W in the chamber 3.
  • the cell C1 stored in the isolation part 7 is held in the isolation part 7 by repelling from the electric field EC by a negative DEP force by the electric field EC. Since the electric field E is generated in the cell C ⁇ b> 1 stored in the isolation part 7, it is possible to suppress the recovery of the cell C ⁇ b> 1 to the cell / water recovery port 4 with the change in the liquid pressure of the liquid W.
  • the electric field EC is generated by irradiation of the light EL around the cell C ⁇ b> 1 accommodated in the chamber 3. That is, the generation method of the electric field E for operation by the target moving unit (cell operation unit 6) and the generation method of the electric field EC for holding by the holding mechanism of the target object operating device 1 are the same. Therefore, the electric field generation method of the holding mechanism and the electric field generation method of the target moving unit are the same.
  • the light EL for generating the electric field EC is generated by the light EL generated from the light source D2 shown in FIG. 5 and reflected from the DMD microdisplay D1 by being projected onto the OET device D4 via the objective lens D3.
  • the first electrode 60 is irradiated. That is, the DMD micro display D1, the light source D2, and the objective lens D3 are the light irradiation unit 9 that emits the light EL for generating the electric field EC for holding by the holding mechanism.
  • the object operating device 1 emits light EL for generating the electric field E for operation by the target moving unit (cell operating unit 6) and the electric field EC for holding by the holding mechanism.
  • An irradiation unit 9 is provided. That is, the target object operating device 1 includes a light irradiation unit 9 that irradiates light around the target object with the light EL.
  • the object operating device 1 includes a holding mechanism for holding the object isolated by the isolation unit 7 regardless of the flow of the liquid when the liquid in the chamber 3 flows.
  • This holding mechanism holds the object arranged in the isolation part 7 by the electric field EC generated by the irradiation of the light EL around the object arranged in the isolation part 7. That is, the holding mechanism holds the object by the electric field E generated around the object.
  • the control unit 5 determines whether or not the cell C1 stored in the isolation unit 7 is a desired cell, using an observation image obtained by the camera 8 (step S111). Whether or not the cell C1 stored in the isolation unit 7 is a desired cell is determined by observing an image observed by the camera 8 by the user of the object operating device 1 and storing the cell C1 stored in the isolation unit 7. May be performed based on an operation of confirming that the desired cell is a desired cell. The determination as to whether or not the cell C1 stored in the isolation unit 7 is a desired cell may be made based on image analysis. For example, it may be determined whether or not the cell C1 stored in the isolation unit 7 is a desired cell by analyzing the cell image of the cell C1 included in the observation image captured by the camera 8. .
  • step S111: YES When the control unit 5 determines that the cell C1 stored in the isolation unit 7 is a desired cell (step S111: YES), the control unit 5 ends the cell operation process. On the other hand, when the control unit 5 determines that the cell C1 stored in the isolation unit 7 is not a desired cell (step S111: NO), the control unit 5 releases the storage of the cell C1 that is not a desired cell (step S112). Here, to cancel the storage of the cell C1 which is not a desired cell, the irradiation of the light EL to the isolation part 7 in which the cell C1 is arranged is stopped, and the cell C1 together with the first wall 70-2 and the second wall 71-3 is stopped. Is to erase the electric field EC that surrounds the.
  • the object manipulation device 1 repeats the process of step S110. That is, the object operating device 1 again inputs the liquid W from the cell / water input port 2 into the chamber 3, and discharges the cell C 1 whose storage is released from the cell / water recovery port 4 by the liquid W. That is, in the object operating device 1, by introducing the liquid W and collecting the liquid W in a state where the light EL is not irradiated on the isolation unit 7, the cell C1 that is not a desired cell is removed from the cell / water recovery port 4. Can be discharged.
  • step S111 and step S112 may be omitted. That is, the object operating device 1 does not have to determine whether or not the cell stored in the isolation unit 7 is a desired cell.
  • the object operating device 1 of the present embodiment includes the chamber 3, the object moving unit (cell operating unit 6), and the holding mechanism.
  • the chamber 3 contains the liquid W and the object.
  • the object moving unit (cell operation unit 6) moves the object accommodated in the chamber 3.
  • the holding mechanism holds the object regardless of the flow of the liquid W when the liquid W in the chamber 3 flows.
  • the holding mechanism holds the target object accommodated in the chamber 3 by the electric field EC generated around the target object.
  • the object moving unit (cell operating unit 6) is chambered by an electric field E generated by irradiation of light EL around the object accommodated in the chamber 3.
  • the object accommodated in 3 is moved.
  • the object operating device 1 according to this embodiment can optically form a virtual electrode pattern and generate an electric field E. Therefore, the object operating apparatus 1 is more accurate than when using an electric field generated by a fixed electrode. The object can be moved to.
  • the method for generating the electric field EC for holding by the holding mechanism and the method for generating the electric field E of the target moving unit (cell operating unit 6) are the same.
  • the method for generating the electric field E for operation by the target moving unit (cell operating unit 6) is used. Since it can be used, there is no need to separately generate an electric field EC for holding by the holding mechanism.
  • the target object operating device 1 of the present embodiment generates an electric field (electric field E and electric field EC) by irradiating light around the target object.
  • the light EL can be used to generate the electric field (electric field E and electric field EC), so that the electric field (electric field E and electric field EC) can be easily generated. Can be generated.
  • the target object operating device 1 of the present embodiment includes a light irradiation unit 9 that irradiates light around the target object with the light EL.
  • the object operating device 1 according to the present embodiment can irradiate light EL around the object, so that it is not necessary to separately provide a device that irradiates light EL around the object.
  • the target moving unit (cell operating unit 6) includes the first electrode 60 and the second electrode 61 to which a voltage is applied, and the light irradiated by the light irradiation unit 9.
  • An electric field E is generated between the irradiation region VE and the second electrode 61.
  • the virtual electrode pattern can be optically formed and the electric field E can be generated between the light irradiation region VE and the second electrode 61.
  • produces the target object arrange
  • the first electrode 60 is a transparent electrode, and the light irradiation region VE is irradiated with the light EL that has passed through the transparent electrode.
  • the object operating device 1 according to the present embodiment can irradiate the light irradiation region VE with the light EL from the outside of the first electrode 60. Therefore, the position of the light irradiation unit 9 that irradiates the light EL can be selected. The width of.
  • the object is held by the holding mechanism in a state where at least a part of the object held by the holding mechanism is surrounded by a wall.
  • the object can be held using a wall that surrounds at least a part of the object held by the holding mechanism. Compared to the case of holding an object, the object can be held more stably.
  • the wall surrounding the target object has the first wall 70 and the second wall 71, and the first wall 70 and the second wall 71 form an inlet 72, An object to be moved by the object moving unit (cell operation unit 6) is surrounded by the first wall 70 and the second wall 71 through the inlet 72.
  • the object enters the area surrounded by the first wall 70 and the second wall 71 from the entrance formed by the first wall 70 and the second wall 71. Therefore, the entered object can be accommodated by the first wall 70 and the second wall 71.
  • the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 are non-parallel.
  • the object held by the holding mechanism is in the chamber 3 as compared with the case where the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 are parallel. Therefore, the object can be held more stably than when the wall surface of the first wall 70 and the wall surface of the second wall 71 are parallel to each other.
  • the chamber 3 has a discharge part (cell / water recovery port 4) for discharging the liquid W in the chamber 3.
  • the object excluding the object held by the holding mechanism can be discharged out of the chamber 3 due to a change in hydraulic pressure. It can remain in the chamber 3.
  • the chamber 3 includes a supply unit (cell / water input port 2) that supplies the liquid W to the chamber 3.
  • the object operating device 1 of the present embodiment can supply the liquid W to the chamber 3, so that the hydraulic pressure in the chamber 3 can be changed.
  • the target object is a cell.
  • a cell can be set as an operation target, a desired cell can be selected.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of the configuration of the object operating device 1a according to the first modification of the present embodiment.
  • the change in the fluid pressure of the liquid W in the chamber 3 mainly occurs at the fluid pressure change portion R, which is a portion sandwiched between the cell / water inlet 2 and the cell / water recovery port 4 in the chamber 3a.
  • the inlet 72a-1 to 72a-4, the inlet 72a-5 to 72a-8, and the inlet 72a-9 to 72a-12 of the isolation part 7a are surfaces on the hydraulic pressure change portion R. Not done.
  • the portion to be stored in the separating portion 7a does not face in the direction in which the hydraulic pressure is generated.
  • the interval L2 is wider than the interval L1.
  • the interval L3 is narrower than the interval L1.
  • the interval L4 is wider than the interval L1.
  • the interval L5 is narrower than the interval L1.
  • the cell C1 is sandwiched between the first wall 70a-1 of the isolation part 7a-1 and the second wall 71a-2 of the isolation part 7a-2 and is held by the electric field EC.
  • the cell C1 isolated in the isolation part 7a may be held by the electric field EC generated at the position of the interval L2.
  • the cell C1 is separated from the wall formed by the isolation parts 7a-1 to 7a-5 and the isolation part 7a. -6 to be sandwiched between the wall formed by the isolation part 7a-10.
  • the cell C1 isolated in the isolation part 7a may be held by the electric field EC generated at the position of the interval L3.
  • the cell C1 isolated in the isolation part 7a is held by the electric field EC generated at the position of the interval L3, the cell C1 is divided into a wall formed by the isolation part 7a-6 to the isolation part 7a-10, and the isolation part 7a. -11 to the wall formed by the isolation part 7a-15.
  • the isolation part in the above embodiment, in FIG. 1 and FIG. 2, in the cells arranged in the isolation part, the influence of the fluid pressure caused by the liquid that is input from the cell / water input port and recovered from the cell / water recovery port 4 is suppressed. Therefore, the isolation part is provided along the Y axis, and the wall of the isolation part is arranged along the Y axis. Furthermore, the distance between the walls of the isolation part is formed so as to extend along the X-axis direction. That is, on the XY plane, the walls of the isolation part were V-shaped. The shape of the walls of the isolation part is not limited to the above V shape.
  • the shape of the walls of the isolation part can be changed as long as the shape can suppress the influence of the fluid pressure on the cells.
  • a case where the shape of the walls of the isolation part is changed from the above V shape will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of the shape of the walls of the isolation portion 7b according to the present modification.
  • the isolation unit 7b includes isolation units 7b-i (i is a natural number).
  • the distance between the first wall 70b of the separating part 7b-i and the second wall 71b of the separating part 7b-i + 1 is formed so as to extend along the X-axis direction.
  • the first wall 70b is not parallel to the X axis
  • the second wall 71b is parallel to the X axis.
  • the first wall 70b and the second wall 71b have a crossing point. That is, the shape of the walls of the isolation part 7b is serrated.
  • the inlet 72b is formed by the first wall 70b and the second wall 71b.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of the shape of the walls of the isolation portion 7c according to the present modification.
  • the isolation unit 7c includes an isolation unit 7c-i (i is a natural number).
  • the distance between the first wall 70c of the isolation part 7c-i and the second wall 71c of the isolation part 7c-i + 1 is formed so as to extend along the X-axis direction.
  • the first wall 70c and the second wall 71c are not parallel to the X axis.
  • the first wall 70c and the second wall 71c do not have a crossing point.
  • the inlet 72c is formed by the first wall 70c and the second wall 71c.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of the shape of the walls of the isolation portion 7d according to the present modification.
  • the isolation unit 7d includes an isolation unit 7d-i (i is a natural number).
  • the distance between the first wall 70d of the isolation part 7d-i and the second wall 71d of the isolation part 7d-i + 1 is formed so as not to change along the X-axis direction. That is, the first wall 70d and the second wall 71d are parallel.
  • the first wall 70d and the second wall 71d do not have a crossing point.
  • the inlet 72d is formed by the first wall 70d and the second wall 71d.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of the shape of the walls of the isolation portion 7e according to the present modification.
  • the isolation unit 7e includes an isolation unit 7e-i (i is a natural number).
  • the first wall 70e-i of the isolation part 7e-i is parallel to the Y axis.
  • the isolator 7e-i has an outlet 73e-i in addition to the inlet 72-i.
  • the cell C1 enters the isolation part 7e-i from the inlet 72e-i and is stored in the isolation part 7e-i.
  • the electric field E generated by irradiating the isolation part 7e-i with the light EL blocks the inlet 72-i and the outlet 73e-i and surrounds the cell C1 stored in the isolation part 7e-i.
  • the cell C1 moves out of the isolation part 7e-i from the outlet 73e-i.
  • the inlet 72-i may function as an outlet, and the outlet 73e-i may function as an inlet.
  • the inlet 72-i may also serve as an outlet, and the outlet 73e-i may also serve as an inlet.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional view of the shape of the walls of the isolation portion 7f of the present embodiment.
  • the isolating unit 7f includes an isolating unit 7f-i (i is a natural number).
  • the distance between the first wall 70f of the isolation part 7f-i and the second wall 71f of the isolation part 7f-i + 1 is formed so as to extend along the X-axis direction.
  • the first wall 70f and the second wall 71f form a curved concave surface, and the shape of the walls of the isolation portion 7f is U-shaped.
  • the inlet 72f is formed by the first wall 70f and the second wall 71f.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the object operating device 1g of the present embodiment.
  • the object operating device 1g does not include the isolation part 7a included in the object operating device 1a of FIG.
  • the first wall 70g and the second wall 71g which are part of the inner wall of the chamber 3g, function as an isolation part that isolates the cell C1.
  • the cell C1 is moved to the isolation portion R1.
  • the isolation portion R1 is a portion on the negative side of the X axis with respect to the hydraulic pressure change portion R, which is a portion sandwiched between the cell / water inlet 2 and the cell / water recovery port 4 in the chamber 3g. It is.
  • the cell C1 enters the isolation part R1 from the inlet 72g and is stored in the isolation part R1.
  • the inlet 72g is formed in a cross section parallel to the Y axis on the negative side of the X axis from the hydraulic pressure change portion R in the chamber 3g.
  • the electric field ECg is generated in the vicinity of the entrance 72g, thereby holding the cell C1 stored in the isolation portion R1.
  • the electric field generated by the irradiation of light around the object is used for the operation of the object of the object moving unit, but the present invention is not limited to this.
  • An electrode array may be used for the operation of the object of the object moving unit.
  • the electrode array can be individually turned on or off by an electrical signal.
  • an electric field may be generated by turning on the electrodes around the object arranged in the isolating unit, and the object may be moved and stored in the isolating unit.
  • an electric field generated by light irradiation around the target object and an electric field generated by the electrode array may be used in combination.
  • the holding mechanism for holding the object to be isolated by the isolation part holds the object by an electric field generated by light irradiation around the object arranged at the isolation part.
  • the present invention is not limited to this.
  • An electric field generated by the electrode array may be used for the holding mechanism for holding the object to be isolated by the isolation part.
  • the holding mechanism for holding the object to be isolated by the isolation part is not limited to an electric field, and a mechanical shutter may be used.
  • the target moving unit includes an AC voltage source.
  • the present invention is not limited to this.
  • the target moving unit may include a DC voltage source instead of the AC voltage source.
  • the holding mechanism has been described with respect to the case where the object stored in the isolation unit is held by an electric field, but is not limited thereto.
  • the object In the chamber, the object may be held by an electric field without being stored in the isolator. That is, the holding mechanism may hold the object stored in the chamber 3 regardless of the flow of the liquid when the liquid in the chamber 3 flows without the object being stored in the isolation part.
  • the strength of the electric field used when the object is not stored in the isolator may be adjusted according to the magnitude of the change in hydraulic pressure in the chamber.
  • the program for performing each process of the control part 5 of the target object operating device 1 in the embodiment of the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is stored in the computer system.
  • the various processes described above may be performed by reading and executing.
  • the “computer system” referred to here may include an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
  • the “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc. that hold a program for a certain period of time.
  • the program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement
  • First wall 71, 71a, 71b, 71c, 71d, 71f, 71g ...
  • Second wall 72, 72a, 72b, 72c, 72d, 72f, 72g ... inlet, 73d ... exit, W ... liquid, VE ... light irradiation region VE, E, EC, ECg ... electric field, EL ... light EL

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Abstract

対象物操作装置は、液体と対象物とを収容するチャンバと、チャンバ内に収容される対象物をチャンバ内で移動させる対象移動部と、チャンバ内の液体が流れたときに、液体の流れによらず対象物を保持するための保持機構とを備える。

Description

対象物操作装置、及び対象物操作方法
　本発明は、対象物操作装置、及び対象物操作方法に関するものである。
　本願は、２０１７年５月１２日に出願された米国仮出願第６２／５０５，１４１号に基づく優先権を主張し、それらをここに援用する。
　粒子または細胞などの対象物の操作を実行する装置である対象物操作装置が知られている。ここで粒子または細胞とは、例えば、１００マイクロメートル程度以下の直径を有する粒子または細胞である。対象物の操作を実行する装置の方式には、電極アレイを用いた方式（例えば、特許文献１参照）や、パターン光を照射し照射箇所で電場が発生する方式（例えば、特許文献２参照）がある。
　対象物操作装置において、操作を実行する対象である対象物を観察することができる装置がある。対象物を観察することができる対象物操作装置では、対象物が観察された画像である観察画像を観察することにより対象物を区別することができるため、観察画像から選別対象の対象物を選択することが可能である。例えば、細胞を観察することができる対象物操作装置では、顕微鏡イメージングによる観察画像から選別対象の細胞を選択することが可能である。
国際公開第２０１６／９４３０８号 米国再発行特許発明第ＲＥ４４，７１１号明細書
　本発明の第１の態様によると、液体と対象物とを収容するチャンバと、チャンバ内に収容される対象物をチャンバ内で移動させる対象移動部と、チャンバ内の液体が流れたときに、液体の流れによらず対象物を保持するための保持機構とを備える、対象物操作装置である。
　本発明の第２の態様によると、液体と対象物とを収容するチャンバ内に収容される対象物をチャンバ内で移動させることと、
　チャンバ内の液体が流れたときに、液体の流れによらず移動させることにおいて移動させられた対象物を保持することとを有する、対象物操作方法である。
　本発明の第３の態様によると、液体と対象物とを収容するチャンバ内に収容される対象物を選択することと、
　チャンバ内の液体が流れたときに、液体の流れによらず選択することにおいて選択された対象物を保持することとを有する、対象物操作方法である。
本発明の第１実施形態による対象物操作装置の構成の一例を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による対象物操作装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による細胞操作部が細胞を移動させる方法の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による細胞操作部が細胞を移動させる方法の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態によるマイクロビジョンをベースとする自動光操作システムＳの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による細胞操作の処理の流れの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による細胞操作部が電場に囲まれた細胞を移動させる処理の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による細胞の保持機構の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例の対象物操作装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例の隔離部の壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第３変形例の隔離部の壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第４変形例の隔離部の壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の第５変形例の隔離部７ｅの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態の隔離部の壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態の対象物操作装置の構成の一例を示す断面図である。
　［第１実施形態］
　以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態による対象物操作装置１の構成の一例を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態による対象物操作装置１の構成の一例を示す断面図である。対象物操作装置１は、対象物を操作する装置である。
　以下の説明では、対象物が細胞である場合について説明するが、対象物は粒子であってもよい。
　対象物操作装置１は、細胞・水投入口２と、チャンバ３と、細胞・水回収口４と、制御部５と、細胞操作部６と、隔離部７と、カメラ８と、光照射部９とを備える。
　細胞・水投入口２は、チャンバ３に接続される。細胞・水投入口２は、液体Ｗをチャンバ３に供給する供給部である。つまり、チャンバ３は、液体Ｗをチャンバ３に供給する供給部を有する。液体Ｗとは、例えば、水や緩衝液である。本実施形態では、液体Ｗは、一例として、緩衝液である。この緩衝液の電気伝導率は、例えば、１０ｍＳ／ｍである。
　また、細胞・水投入口２は、細胞をチャンバ３に供給する。
　チャンバ３は、細胞・水投入口２から供給された液体Ｗが満たされている。チャンバ３では、満たされた液体Ｗ内に細胞が配置されている。つまり、チャンバ３は、液体と対象物とを収容する。図１に示す例では、液体Ｗ内に細胞Ｃ１及び細胞Ｃ２が配置されている。ここで細胞Ｃ１は、選別対象の細胞の一例であり、細胞Ｃ２は、選別対象でない細胞の一例である。
　なお、本実施形態では、選別対象の細胞と、選別対象でない細胞とがそれぞれ１個である場合について説明するが、チャンバ３に配置される細胞の数はこれに限らない。チャンバ３に配置される細胞の数は２個以上であってよく、対象物操作装置１は、チャンバ３に配置される細胞のうち複数の細胞を同時に選別対象として操作することができる。
　細胞・水回収口４は、チャンバ３に接続される。細胞・水回収口４は、チャンバ３で発生する液体Ｗの流れによりチャンバ３内から排出される液体Ｗを回収することができる。細胞・水回収口４は、チャンバ内３で発生する液体Ｗの流れにより、チャンバ内３の隔離部７に隔離される細胞を除く細胞を排出することができる。細胞・水回収口４は、チャンバ内３で発生する液体Ｗの流れにより液圧が変化する場合に、細胞・水回収口４は、隔離部７に隔離される細胞を除く細胞をチャンバ３内の液圧の変化により排出する排出部である。ここでチャンバ３内の液体Ｗの流れは、例えば、細胞・水投入口２から液体Ｗが供給されることによって生じる。
　制御部５は、対象物操作装置１を制御する。制御部５は、細胞操作部６、細胞・水投入口２、細胞・水回収口４の制御により、対象物操作装置１を制御する。
　細胞操作部６は、チャンバ３内に収容される細胞を移動させる。細胞操作部６とは、チャンバ３内に収容される対象物を移動させる対象移動部の一例である。ここで細胞操作部６は、チャンバ３内に収容される細胞の周囲への光の照射により発生する電場によって、チャンバ３内に収容される細胞を移動させる。つまり、細胞操作部６は、チャンバ３内に収容される対象物をチャンバ３内で移動させる。細胞操作部６は、チャンバ３内に収容される対象物の周囲への光の照射により発生する電場によって、チャンバ３内に収容される対象物を移動させる。つまり、細胞操作部６は、対象物の周囲に発生させられる電場Ｅにより、対象物を移動させる。
　細胞操作部６は、第１電極６０と、第２電極６１と、ＡＣ電圧源６２とを備える。ＡＣ電圧源６２は、第１電極６０と第２電極６１との間に設けられ、第１電極６０と第２電極６１との間に交流電圧を印加する。つまり、細胞操作部６は、電圧が印加される第１電極と第２電極とを備える。
　隔離部７は、チャンバ３内に配置され、細胞操作部６により移動された細胞を隔離する。隔離部７は、細胞操作部６により移動された対象物を隔離する。隔離部７は、チャンバ３内に発生する液体Ｗの流れから対象物を隔離することができる。隔離部７に細胞が配置されると、配置される細胞の少なくとも一部を後述する壁により囲うことが可能である。隔離部７は、隔離部７－１～隔離部７－５を備える。隔離部７－１～隔離部７－５の形状は、一例として三角柱である。
　隔離部７－４と隔離部７－５との間には、隔離部７－４の第１壁７０と、隔離部７－５の第２壁７１とにより入口７２が形成される。ここで第１壁７０は、三角柱の形状である隔離部７－４の側面の１つであり、第２壁７１は、三角柱の形状である隔離部７－５の側面の１つである。第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とは非平行であり、第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面との間の距離は、Ｘ軸方向に沿って広がるように形成される。細胞操作部６により移動される細胞Ｃ１は、入口７２から隔離部７に侵入する。
　このように、対象物操作装置１では、対象物を囲う壁には第１壁７０と第２壁７１とを有し、第１壁７０と第２壁７１は入口７２を形成し、対象移動部（細胞操作部６）により移動させられる対象物は、入口７２を通って第１壁７０と第２壁７１とに囲まれる。ここで隔離部７の第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とは非平行である。ここで第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とは向かい合っている。
　カメラ８は、チャンバ３内の細胞Ｃ１を観察する。カメラ８による観察により選別対象の細胞Ｃ１のチャンバ３内の位置が特定され、上述したように光ＥＬの照射位置が決定される。
　光照射部９は、細胞操作部６による操作のための電場Ｅを発生するための光ＥＬを細胞操作部６に照射する。
　ここで図３を参照し、細胞操作部６がチャンバ３内の細胞Ｃ１を移動させる方法について説明する。
　図３は、本実施形態の細胞操作部６が細胞Ｃ１を移動させる方法の一例を示す図である。
　細胞操作部６は、光電子ピンセット（ＯＥＴ：Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｔｗｅｅｚｅｒ）を用いて細胞を移動させる。ここでＯＥＴは、光ビームを用いて第１電極６０の第２電極６１に対する電位を変化させ、この電位の変化により発生した不均一な電場による誘電泳動（ＤＥＰ：Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）により、細胞を移動させる技術である。ＤＥＰは、細胞生物学及びコロイド科学の分野において細胞を操作するための技術として知られる。ＤＥＰでは、細胞を不均一な電場にさらすことにより、細胞の動きを制御する。
　以下では、第１電極６０と第２電極６１との間に発生する電場の発生の方式について説明する。
　第１電極６０は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）ガラス６００及び光電性層６０１を備える。第１電極６０は、光電性層６０１を上部層の表面に備える。ここで光電性層６０１は、例えば、非晶質シリコンである。
　第２電極６１は、透明電極である。ここで透明電極とは、例えば、ＩＴＯガラスである。
　上記ＯＥＴには、単一のＡＣ電圧源６２によってバイアスがかけられている。光ＥＬの照明がない場合、上記電圧のほとんどは、そのインピーダンスが液体Ｗよりもかなり高いため、第１電極６０の光電性層６０１に亘って降下する。
　光照射部９は、光ＥＬを第２電極６１の側から第１電極６０の表面にに照射する。ここで第２電極６１を通過した光ＥＬが第１電極６０の表面に照射される。光ＥＬが照射された第１電極６０の表面の領域である光照射領域ＶＥと、第２電極６１との間に不均一な電場Ｅが発生する。つまり、光照射部９により照射された光照射領域ＶＥと第２電極６１との間に電場Ｅが発生する。したがって、対象物操作装置１では、対象物の周囲に光照射することで、電場Ｅを発生させる。ここで光照明の下では、光電性層６０１の伝導率は、上記照明が桁違いの大きさで当たる光照射領域ＶＥ内で増加し、電圧降下を液体Ｗへシフトする。光電性層６０１の光ＥＬが照射された領域である光照射領域ＶＥは、光ＥＬが照射される場合に電極として機能する。つまり、光照射領域ＶＥは仮想電極である。
　このように第２電極６１は透明電極であり、透明電極を通過した光ＥＬが光照射領域ＶＥに照射される。
　その結果生じるＤＥＰ力は、選別対象である細胞Ｃ１を移動させる。上記ＤＥＰ力は、印加されるＡＣ信号の周波数によって制御され、正または負とすることができる。負のＤＥＰ力は、高電場領域から細胞を反発させる。一方、正のＤＥＰ力は、複数の細胞を引き付ける傾向がある。
　本実施形態では、ＡＣ電圧源６２は、一例として、１００ｋＨｚの周波数で約１０Ｖｐｐのピークピーク電圧のＡＣ電圧を、第１電極６０及び第２電極６１に印加する。
　細胞操作部６は、細胞Ｃ１を囲むように光ＥＬを照射し、この照射位置を移動させることにより細胞Ｃ１を移動させることができる。ここで第１電極６０と第２電極６１との間には液体Ｗが満たされており、満たされた液体Ｗ内に細胞Ｃ１が配置されている。満たされた液体Ｗは、光ＥＬの照射により発生する電場を第１電極６０と第２電極６１との間に配置することが可能である。
　図３に示す例では、細胞Ｃ１が正のＤＥＰ力により光の壁に引きつけられている。
　なお、本実施形態では、細胞操作部６が複数の粒子を引き付ける正のＤＥＰ力を用いる一例について説明するが、これに限らない。細胞操作部６は、負のＤＥＰ力を用いてもよい。
　ここで図４を参照し、細胞操作部６が負のＤＥＰ力を用いる場合の一例について説明する。
　図４は、本実施形態の細胞操作部６が細胞Ｃ１を移動させる方法の一例を示す図である。細胞Ｃａ１～細胞Ｃａ３は、負のＤＥＰ力により高電場領域から反発している。負のＤＥＰ力は、単一の細胞を捕獲するためのケージに好ましく、上記ケージは、細胞の周囲の光の壁によって容易に形成することができる。
　なお、図４に示す例と、図３に示す例とでは、Ｚ軸方向において光ＥＬを照射する向きが異なっている。図３に示す例では、光ＥＬは第２電極６１の側から照射され、第２電極６１を通過した光ＥＬが第１電極６０の表面に照射される。一方、図４に示す例では、光ＥＬは第１電極６０の側から照射され、第１電極６０を通過した光ＥＬが第１電極６０の表面に照射される。光ＥＬを第１電極６０の側から照射するか、第２電極６１の側から照射するかは、第１電極６０、第２電極６１、及び液体Ｗの透過率、電気伝導率などに応じて変更されてよい。
　細胞操作部６が用いるＯＥＴでは、光ビームを用いて、第１電極６０の光伝導性面上でＤＥＰ力を扱う。ＯＥＴは、第１電極６０の光伝導性面上に仮想電極パターンを光学的に形成する。第１電極６０の光伝導性面上に仮想電極パターンは、第１電極６０の光伝導性面上に光照射領域ＶＥの形状である。仮想電極のサイズは、光スポットサイズにより、カメラ８の対物レンズの回折限界まで連続的に変化させることができる。
　第１電極６０の光伝導性面の光電子ゲインのため、ＯＥＴに必要とされる光パワー密度は、従来の光ピンセットの所要光パワーよりも５桁低い。このため、細胞操作部６は、細胞を操作するために、インコヒーレント光源を用いたデジタル光投影を用いることができる。細胞操作部６は、複数の微小粒子（細胞）を複数の仮想微小流体チャネル内に閉じ込める、　“光の壁（ｌｉｇｈｔ　ｗａｌｌｓ）”を用いる。
　非晶質シリコンは、約０．０１μＳ／ｍ～１μＳ／ｍの暗伝導度を有する。従って、暗い状況で、非晶質シリコンは、１０ｍＳ／ｍの伝導率を有する液体Ｗよりもかなり低い伝導率を有し、光電性層６０１に亘って印加する電圧の大部分の降下をもたらす。光電性層６０１上に集束された入射光は、電圧の大部分がチャンバ３内の液体Ｗに亘って降下するため、電気伝導率を実質的に増加させ、光照射領域ＶＥを囲む電場Ｅを形成する。このようにして、細胞操作部６に入射する光は、誘電泳動のための仮想電極をパターン化することができる。
　ここで図５を参照し、光ＥＬの照射位置の決め方について説明する。
　図５は、本実施形態のマイクロビジョンをベースとする自動光操作システムＳの一例を示す図である。自動光操作システムＳでは、マイクロビジョンをベースとするパターン認識と、微細粒子を処理するＯＥＴ装置Ｄ４とが一体化されている。自動光操作システムＳは、ランダムに分散した細胞の位置及びサイズを自動的に認識し、選択対象の細胞Ｃ１を捕捉して輸送するための直接イメージパターンを生成して、細胞Ｃ１の移動経路を計算する。自動光操作システムＳでは、多数の細胞を並行して捕捉し、輸送し、かつ集合させるというクローズループ制御が可能である。
　自動光操作システムＳでは、ＯＥＴ装置Ｄ４とプログラム可能なデジタルマイクロミラーデバイスディスプレイ（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）マイクロディスプレイＤ１とを一体化することにより、１．３ｍｍ×１ｍｍの有効領域上に、８０万画素の仮想電極を生成することができる。各仮想電極は、多数の細胞の並行操作に対して、個別に制御可能である。この自動マイクロビジョン分析技術と強力な光学マニピュレータとを結合することにより、自動光操作システムＳでは、機能性が著しく向上され、かつ細胞の操作のための処理時間が低減される。
　自動光操作システムＳは、顕微鏡イメージング手段と、細胞の特性及び位置を記録するメカニズムとを含むＯＥＴ装置Ｄ４によって構成されている。
　細胞の動きは、光源Ｄ２から生成されてＤＭＤマイクロディスプレイＤ１から反射された光ＥＬを、対物レンズＤ３を介してＯＥＴ装置Ｄ４上に投影することにより制御される。上記光学パターンは、イメージ分析とパターン認識アルゴリズムとを組み合わせた顕微鏡イメージング手段によって記録された細胞の位置及び特性に応じて生成される。上記イメージは、レンズＤ５を通してＣＣＤイメージャＤ６に集められ、上記データは、生成される光のパターンを制御するように処理される。上記顕微鏡イメージは、イメージ分析回路および／またはルーチンＳ１内において分析される。次いで、上記イメージデータは、パターン認識回路および／またはルーチンＳ２を用いて処理される。実際のパターンの認識は、その用途の所望の目的に関して実行され、そこから後のパターンが、パターン生成回路および／またはルーチンＳ３によって生成される。上記パターンは、プログラム可能なＤＭＤマイクロディスプレイＤ１の動作を制御するように、ＤＭＤ回路および／またはルーチンＳ４によって変換される。
　ＯＥＴ装置Ｄ４は、図１及び図２の細胞操作部６に対応する。
　上述のイメージ分析回路および／またはルーチンＳ１、パターン認識回路および／またはルーチンＳ２、パターン生成回路および／またはルーチンＳ３、及びＤＭＤ回路および／またはルーチンＳ４は、図１及び図２における制御部５が備える構成または機能として実現される。
　また、ＤＭＤマイクロディスプレイＤ１と、光源Ｄ２と、対物レンズＤ３とは、対象物操作装置１の光照射部９として機能する。光源Ｄ２は、一例としてハロゲンランプであり、プログラム可能なＤＭＤマイクロディスプレイＤ１をを照明する。
　レンズＤ５及びＣＣＤイメージャＤ６には、例えば倒立顕微鏡を用いる。
　制御部５のソフトウェアは、リアルタイムビデオフレームを分析して、細胞Ｃ１を捕捉して移動させる、対応する光学パターンを生成する。そして、それらのパターンは、ＤＭＤマイクロディスプレイＤ１へ転送され、個々の画素の直接制御を可能にする。ＯＥＴ装置Ｄ４上の、投影された光イメージの分解能は、ＤＭＤマイクロディスプレイＤ１の画素サイズ（１３μｍ）により規定される１．３μｍである。ＯＥＴ装置Ｄ４上の有効光学操作領域は、１．３ｍｍ×１ｍｍである。ＤＭＤマイクロディスプレイＤ１とＯＥＴ装置Ｄ４とを組み合わせることにより、光電性層６０１は、１００万画素の光学マニピュレータに変わる。
　次に図６を参照し、対象物操作装置１が細胞操作の処理の流れについて説明する。
　図６は、本実施形態の細胞操作の処理の流れの一例を示す図である。
　対象物操作装置１は、細胞・水投入口２から細胞Ｃ１及び細胞Ｃ２を、チャンバ３に投入する（ステップＳ１００）。チャンバ３は、投入された細胞Ｃ１及び細胞Ｃ２を収容する。細胞Ｃ１及び細胞Ｃ２はチャンバ３に収容されることにより、細胞操作部６に導入される。ここで細胞が細胞操作部６に導入されるとは、第１電極６０と第２電極６１との間に満たされた液体Ｗ内に細胞が配置されることである。
　細胞操作部６は、選択対象の細胞毎に、細胞を隔離部７に配置する処理を繰り返す（ステップＳ１０１）。
　対象物操作装置１は、細胞操作部６に導入された細胞を、カメラ８により観察する（ステップＳ１０２）。
　対象物操作装置１は、カメラ８による観察画像を用いて、細胞操作部６に導入された細胞の中から所望の細胞を選択する（ステップＳ１０３）。つまり、対象物操作装置１は、液体と対象物とを収容するチャンバ３内に収容される対象物を選択する。
　選択対象となる細胞に、細胞操作部６への導入の前に予めマーキングをしてもよい。ここで細胞へのマーキングは、例えば、細胞に蛍光物質を組み込み、細胞から特定の波長が発せられるようにすることにより行われてよい。
　また、細胞の選択には、画像分析が用いられてもよい。例えば、画像分析を用いた細胞の選択には、選択対象となる細胞の所定の特徴量に基づいて、カメラ８による観察画像から選択対象となる細胞が選択されてもよい。
　また、選択対象となる細胞は、対象物操作装置１の使用者によってカメラ８による観察画像が観察されて選択されてもよい。この場合、制御部５は対象物操作装置１の使用者による細胞を選択する操作を受け付ける。
　なお、複数の種類の細胞のなかから、特定の種類の細胞が選択されてもよい。
　細胞操作部６は、選択した細胞の細胞操作部６における座標を、カメラ８による観察画像から算出する（ステップＳ１０４）。
　細胞操作部６は、選択した細胞の細胞操作部６における座標により示される位置の周囲に光ＥＬを照射し、光ＥＬが照射された位置の周囲に電場Ｅを発生させる（ステップＳ１０５）。
　細胞操作部６は、発生させた電場Ｅを移動させることにより、電場Ｅに囲まれた細胞Ｃ１を移動させる（Ｓ１０６）。つまり、細胞操作部６は、液体と対象物とを収容するチャンバ３内に収容される対象物をチャンバ３内で移動させる。
　ここで図７を参照し、細胞操作部６が電場Ｅに囲まれた細胞Ｃ１を移動させる処理の一例について説明する。
　図７は、本実施形態の細胞操作部６が電場Ｅに囲まれた細胞Ｃ１を移動させる処理の一例を示す図である。細胞操作部６は、選択した細胞の細胞操作部６における座標により示される位置の周囲に光ＥＬを照射し、光ＥＬが照射された位置の周囲に電場Ｅを発生させる。ここで細胞操作部６における座標とは、図７のＸ座標とＹ座標とによって示される第１電極６０上あるいは第２電極６１上における座標である。
　選択対象である細胞Ｃ１は、細胞操作部６が発生させた電場Ｅにより囲まれている。細胞操作部６は、電場Ｅを移動させることにより細胞Ｃ１を移動させる。
　図６に戻って、細胞操作の処理の流れの説明を続ける。
　細胞操作部６は、細胞Ｃ１を隔離部７に配置させる（ステップＳ１０７）。
　対象物操作装置１は、選択対象の細胞毎に細胞を隔離部７に配置する処理を終了する（ステップＳ１０８）。
　細胞操作部６は、細胞Ｃ１が配置された隔離部７に光ＥＬを照射し、電場ＥＣを発生させ細胞を隔離部７に保持する（ステップＳ１０９）。
　対象物操作装置１は、細胞・水投入口２からチャンバ３に液体Ｗを流入させ隔離部７に格納されなかった細胞Ｃ２を、細胞・水回収口４から排出する（ステップＳ１１０）。
　ここで図８を参照し、細胞操作部６が細胞Ｃ１を隔離部７に保持する機構の一例について説明する。
　図８は、本実施形態の細胞の保持機構の一例を示す図である。図８に示す例では、細胞Ｃ１が隔離部７－２の第１壁７０－２と隔離部７－３の第２壁７１－３との間の空間に隔離されている。ここで隔離部７－２と隔離部７－３とに光ＥＬが照射されることにより、電場ＥＣが発生している。電場ＥＣは、第１壁７０－２と第２壁７１－３とともに、細胞Ｃ１を囲う。つまり、対象物操作装置１では、保持機構に保持される対象物の少なくとも一部を壁で囲った状態で、保持機構により対象物を保持する。
　対象物操作装置１は、細胞・水投入口２からの液体Ｗの投入量を増やし、細胞・水回収口４から回収される液体Ｗの量を増やす。細胞操作部６の上部において液圧が上昇し、上昇した液圧により、隔離部７に格納されなかった細胞Ｃ２が細胞・水回収口４から排出される。
　このように、チャンバ３に接続された細胞・水回収口４は、隔離部７に格納されなかった細胞Ｃ２をチャンバ３内の液圧の変化により排出する排出部として機能する。つまり、チャンバ３は、チャンバ３内の液体Ｗを排出する排出部を有する。
　隔離部７に格納された細胞Ｃ１は、電場ＥＣによる負のＤＥＰ力により、電場ＥＣから反発することにより、隔離部７に保持される。隔離部７に格納された細胞Ｃ１には電場Ｅが生じているために、液体Ｗの液圧の変化に伴い細胞Ｃ１が細胞・水回収口４に回収されることを抑制することができる。
　ここで電場ＥＣは、チャンバ３内に収容される細胞Ｃ１の周囲への光ＥＬの照射により発生する。つまり、対象移動部（細胞操作部６）による操作のための電場Ｅの発生方法と、対象物操作装置１の保持機構による保持のための電場ＥＣの発生方法とは同じである。したがって、保持機構の電場の発生方法と、前記対象移動部の電場の発生方法とは同じである。
　電場ＥＣを発生するための光ＥＬは、図５に示した光源Ｄ２から生成されてＤＭＤマイクロディスプレイＤ１から反射された光ＥＬが、対物レンズＤ３を介してＯＥＴ装置Ｄ４上に投影されることにより、第１電極６０に照射される。つまり、ＤＭＤマイクロディスプレイＤ１と、光源Ｄ２と、対物レンズＤ３とは、保持機構による保持のための電場ＥＣを発生するための光ＥＬを照射する光照射部９である。このように、対象物操作装置１は、対象移動部（細胞操作部６）による操作のための電場Ｅと、保持機構による保持のための電場ＥＣとを発生するための光ＥＬを照射する光照射部９を備える。つまり、対象物操作装置１は、対象物の周囲に光ＥＬを照射する光照射部９を備える。
　上記のように、対象物操作装置１は、チャンバ３内の液体が流れたときに、液体の流れによらず隔離部７に隔離される対象物を保持するための保持機構を備える。この保持機構は、隔離部７に配置される対象物の周囲への光ＥＬの照射により発生する電場ＥＣによって、隔離部７に配置される対象物を保持する。つまり、保持機構は、対象物の周囲に発生させられる電場Ｅにより、対象物を保持する。
　図６に戻って、細胞操作の処理の流れの説明を続ける。
　制御部５は、カメラ８による観察画像を用いて、隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。
　隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であるか否かの判定は、対象物操作装置１の使用者によってカメラ８による観察画像が観察されて、隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であることを確認する操作に基づいて行われてよい。
　隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であるか否かの判定は、画像分析に基づいて行われてよい。例えば、カメラ８による撮像された観察画像に含まれる細胞Ｃ１の細胞画像が分析されることにより、隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であるか否かの判定が行われてよい。
　制御部５は、隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞であると判定する場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、細胞操作の処理を終了する。
　一方、制御部５は、隔離部７に格納された細胞Ｃ１が所望の細胞でないと判定する場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、所望の細胞でない細胞Ｃ１の格納を解除する（ステップＳ１１２）。ここで所望の細胞でない細胞Ｃ１の格納を解除するとは、細胞Ｃ１が配置された隔離部７への光ＥＬの照射を中止し、第１壁７０－２と第２壁７１－３とともに細胞Ｃ１を囲っていた電場ＥＣを消去することである。
　制御部５が所望の細胞でない細胞Ｃ１の格納を解除すると、対象物操作装置１は、ステップＳ１１０の処理を繰り返す。つまり、対象物操作装置１は、細胞・水投入口２から液体Ｗを再度チャンバ３に投入し、格納が解除された細胞Ｃ１を液体Ｗにより細胞・水回収口４から排出する。つまり、対象物操作装置１では、隔離部７への光ＥＬの照射をしない状態において、液体Ｗの導入と液体Ｗの回収を行うことにより、所望の細胞でない細胞Ｃ１を細胞・水回収口４に排出することができる。
　なお、細胞操作の処理の流れにおいて、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２の処理は省略されてもよい。つまり、対象物操作装置１は、隔離部７に格納された細胞が所望の細胞であるか否かを判定しなくてもよい。
　以上、説明したように本実施形態の対象物操作装置１は、チャンバ３と、対象移動部（細胞操作部６）と、保持機構とを備える。チャンバ３は、液体Ｗと対象物とを収容する。対象移動部（細胞操作部６）は、チャンバ３内に収容される対象物を移動させる。保持機構は、チャンバ３内の液体Ｗが流れたときに、液体Ｗの流れによらず対象物を保持する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、チャンバ内の液圧の変化によらず選別対象の対象物を保持できるため、選別対象の対象物を選別することができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構は、対象物の周囲に発生させられる電場ＥＣによって、チャンバ３内に収容される対象物を保持する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、隔離部７に対象物を保持するための部材を予め備える必要がないため、隔離部７に対象物を保持するための部材を予め備える場合に比べて広い空間を確保することができるため、対象物の隔離部７への格納、及び対象物の隔離部７からの取り出しが、隔離部７に対象物を保持するための部材を予め備える場合に比べて容易である。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、対象移動部（細胞操作部６）は、チャンバ３内に収容される対象物の周囲への光ＥＬの照射により発生させられる電場Ｅによって、チャンバ３内に収容される対象物を移動させる。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、仮想電極パターンを光学的に形成し電場Ｅを発生させることができるため、固定された電極が発生させる電場を用いる場合などに比べて精密に対象物を移動させることができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構による保持のための電場ＥＣの発生方法と、対象移動部（細胞操作部６）の電場Ｅの発生方法とは同じである。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構による保持のための電場ＥＣの発生させるために、対象移動部（細胞操作部６）による操作のための電場Ｅの発生方法を用いることができるため、保持機構による保持のための電場ＥＣを別途発生させる必要がない。
　また、本実施形態の対象物操作装置１は、対象物の周囲に光照射することで、電場（電場Ｅ、及び電場ＥＣ）を発生させる。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、電場（電場Ｅ、及び電場ＥＣ）を発生させるために光ＥＬを用いることができるため、簡便に電場（電場Ｅ、及び電場ＥＣ）を発生させることができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１は、対象物の周囲に光ＥＬを照射する光照射部９を備える。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、対象物の周囲に光ＥＬを照射することができるため、対象物の周囲に光ＥＬを照射する装置を別途設ける必要がない。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、対象移動部（細胞操作部６）は電圧が印加される第１電極６０と第２電極６１とを備え、光照射部９により照射された光照射領域ＶＥと第２電極６１との間に電場Ｅが発生する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、仮想電極パターンを光学的に形成し光照射領域ＶＥと第２電極６１との間に電場Ｅを発生させることができるため、第１電極６０と第２電極６１との間に配置された対象物を、固定された電極が発生させる電場を用いる場合などに比べて精密に対象物を移動させることができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、第１電極６０は透明電極であり、透明電極を通過した光ＥＬが光照射領域ＶＥに照射される。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、第１電極６０の外側から光ＥＬを光照射領域ＶＥに照射することができるため、光ＥＬを照射する光照射部９の位置の選択の幅が広がる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構に保持される対象物の少なくとも一部を壁で囲った状態で、保持機構により対象物を保持する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構に保持される対象物の少なくとも一部を囲う壁を用いて対象物を保持することができるため、電場ＥＣのみを用いて対象物を保持する場合に比べて、より安定して対象物を保持することができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、対象物を囲う壁には第１壁７０と第２壁７１とを有し、第１壁７０と第２壁７１は入口７２を形成し、対象移動部（細胞操作部６）により移動させられる対象物は入口７２を通って第１壁７０と第２壁７１とに囲まれる。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、第１壁７０と第２壁７１とにより形成される入口から対象物を第１壁７０と第２壁７１とにより囲まれる領域に進入させることができるため、進入した対象物を第１壁７０と第２壁７１とにより収容することができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とが非平行である。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構により保持された対象物は、第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とが平行である場合に比べてチャンバ３内の液圧の変化の影響を受けにくいため、対象物を第１壁７０の壁面と第２壁７１の壁面とが平行である場合に比べてより安定に保持することができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、チャンバ３は、チャンバ３内の液体Ｗを排出する排出部（細胞・水回収口４）を有する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、保持機構が保持する対象物を除く対象物をチャンバ３の外へ液圧の変化により排出することができるため、選択対象の対象物をチャンバ３内に残すことができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、チャンバ３は、液体Ｗをチャンバ３に供給する供給部（細胞・水投入口２）を有する。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、液体Ｗをチャンバ３に供給することができるため、チャンバ３内の液圧を変化させることができる。
　また、本実施形態の対象物操作装置１では、対象物とは、細胞である。
　この構成により、本実施形態の対象物操作装置１では、細胞を操作対象とすることができるため、所望の細胞を選択することができる。
　［第１変形例］
　上記の実施形態では、チャンバ内の液体の液圧の変化が発生する部分に、隔離部の入口が面している場合の一例について説明した。本変形例では、チャンバ内の液体の液圧の変化が発生する部分に、隔離部の入口が面していない場合の一例について説明する。
　本変形例の対象物操作装置を対象物操作装置１ａという。
　図９は、本実施形態の第１変形例の対象物操作装置１ａの構成の一例を示す断面図である。チャンバ３内の液体Ｗの液圧の変化は、チャンバ３ａ内の細胞・水投入口２と細胞・水回収口４との間に挟まれる部分である液圧変化部分Ｒにおいて主に発生する。対象物操作装置１ａでは、液圧変化部分Ｒに、隔離部７ａの入口７２ａ－１～入口７２ａ－４、入口７２ａ－５～入口７２ａ－８、及び入口７２ａ－９～入口７２ａ－１２は面していない。
　このように、対象物操作装置１ａでは、図９のように隔離部７ａと、液体Ｗの投入口である細胞・水投入口２と、液体Ｗの回収口である細胞・水回収口４とが配置され、液圧が発生する方向に隔離部７ａで格納する部分が面していない。
　チャンバ３ａ内において、間隔Ｌ２は、間隔Ｌ１よりも広い。間隔Ｌ３は、間隔Ｌ１よりも狭い。間隔Ｌ４は、間隔Ｌ１よりも広い。間隔Ｌ５は、間隔Ｌ１よりも狭い。
　図９では、細胞Ｃ１が、隔離部７ａ－１の第１壁７０ａ―１と隔離部７ａ－２の第２壁７１ａ―２との間に挟まれ、電場ＥＣにより保持されている。なお、間隔Ｌ２位置に発生する電場ＥＣにより、隔離部７ａに隔離された細胞Ｃ１を保持してもよい。間隔Ｌ２位置に発生する電場ＥＣにより、隔離部７ａに隔離された細胞Ｃ１を保持する場合、細胞Ｃ１は、隔離部７ａ－１～隔離部７ａ－５とにより形成される壁と、隔離部７ａ－６～隔離部７ａ－１０とにより形成される壁との間に挟まれる。
　同様に、間隔Ｌ３位置に発生する電場ＥＣにより、隔離部７ａに隔離された細胞Ｃ１を保持してもよい。間隔Ｌ３位置に発生する電場ＥＣにより、隔離部７ａに隔離された細胞Ｃ１を保持する場合、細胞Ｃ１は、隔離部７ａ－６～隔離部７ａ－１０とにより形成される壁と、隔離部７ａ－１１～隔離部７ａ－１５とにより形成される壁との間に挟まれる。
　［第２変形例］
　上記の実施形態では、図１及び図２では、隔離部にに配置された細胞では、細胞・水投入口から投入され細胞・水回収口４から回収される液体に伴う液圧の影響を抑制するため、Ｙ軸に沿って隔離部が設けられ、隔離部の壁がＹ軸に沿って配置されていた。さらに、隔離部の壁同士の距離はＸ軸方向に沿って広がるように形成されていた。つまり、ＸＹ平面では、隔離部の壁同士はＶ字形状であった。
　隔離部の壁同士の形状は上記のＶ字形状に限らない。隔離部の壁同士の形状は、細胞への液圧の影響を抑制できる形状であれば変更することが可能である。本実施形態の第２変形例では、図１０～図１２を参照し、隔離部の壁同士の形状が上記のＶ字形状から変更される場合について説明する。
　図１０は、本変形例の隔離部７ｂの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。隔離部７ｂは、隔離部７ｂ－ｉ（ｉは自然数）を備える。
　隔離部７ｂ－ｉの第１壁７０ｂと隔離部７ｂ－ｉ＋１の第２壁７１ｂとの距離はＸ軸方向に沿って広がるように形成される。ここで第１壁７０ｂはＸ軸に平行ではなく、第２壁７１ｂはＸ軸に平行である。また、第１壁７０ｂと第２壁７１ｂとは交差する点を有する。つまり、隔離部７ｂの壁同士の形状は鋸歯状である。入口７２ｂは、第１壁７０ｂと第２壁７１ｂとにより形成される。
　［第３変形例］
　図１１は、本変形例の隔離部７ｃの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。隔離部７ｃは、隔離部７ｃ－ｉ（ｉは自然数）を備える。
　隔離部７ｃ－ｉの第１壁７０ｃと隔離部７ｃ－ｉ＋１の第２壁７１ｃとの距離はＸ軸方向に沿って広がるように形成される。ここで第１壁７０ｃ及び第２壁７１ｃはＸ軸に平行ではない。第１壁７０ｃと第２壁７１ｃとは交差する点を有さない。入口７２ｃは、第１壁７０ｃと第２壁７１ｃとにより形成される。
　［第４変形例］
　図１２は、本変形例の隔離部７ｄの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。隔離部７ｄは、隔離部７ｄ－ｉ（ｉは自然数）を備える。
　隔離部７ｄ－ｉの第１壁７０ｄと隔離部７ｄ－ｉ＋１の第２壁７１ｄとの距離はＸ軸方向に沿って変わらないように形成される。つまり、第１壁７０ｄと第２壁７１ｄとは平行である。第１壁７０ｄと第２壁７１ｄとは交差する点を有さない。入口７２ｄは、第１壁７０ｄと第２壁７１ｄとにより形成される。
　［第５変形例］
　図１３は、本変形例の隔離部７ｅの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。隔離部７ｅは、隔離部７ｅ－ｉ（ｉは自然数）を備える。
　隔離部７ｅ－ｉの第１壁７０ｅ－ｉは、Ｙ軸と平行である。隔離部７ｅ－ｉは、入口７２－ｉに加え、さらに出口７３ｅ－ｉを有する。細胞Ｃ１は、入口７２ｅ－ｉから隔離部７ｅ－ｉに進入し、隔離部７ｅ－ｉに格納される。隔離部７ｅ－ｉに光ＥＬが照射されることにより発生する電場Ｅは、入口７２－ｉ及び出口７３ｅ－ｉを塞ぎ、隔離部７ｅ－ｉに格納された細胞Ｃ１を囲う。細胞Ｃ１を隔離部７ｅ－ｉから取り出す場合、細胞Ｃ１は出口７３ｅ－ｉから隔離部７ｅ－ｉの外へ移動する。
　なお、入口７２－ｉが出口として機能し、出口７３ｅ－ｉが入口として機能してもよい。また、入口７２－ｉは出口を兼ねてもよく、出口７３ｅ－ｉは入口を兼ねてもよい。
　［第２実施形態］
　第２実施形態では、隔離部の壁同士の形状について、第１実施形態及び第２変形例において説明した以外の例について説明する。
　図１４は、本実施形態の隔離部７ｆの壁同士の形状の断面図の一例を示す図である。隔離部７ｆは、隔離部７ｆ－ｉ（ｉは自然数）を備える。
　隔離部７ｆ－ｉの第１壁７０ｆと隔離部７ｆ－ｉ＋１の第２壁７１ｆとの距離はＸ軸方向に沿って広がるように形成される。ここで第１壁７０ｆと第２壁７１ｆとは、湾曲した凹面を形成し、隔離部７ｆの壁同士の形状はＵ字形状である。入口７２ｆは、第１壁７０ｆと第２壁７１ｆとにより形成される。
　［第３実施形態］
　第３実施形態では、第１実施形態の第１変形例において説明したチャンバ内の液体の液圧の変化が発生する部分に、隔離部の入口が面していない場合の他の例について説明する。
　本実施形態の対象物操作装置を対象物操作装置１ｇという。
　図１５は、本実施形態の対象物操作装置１ｇの構成の一例を示す断面図である。
　対象物操作装置１ｇは、図９の対象物操作装置１ａが備えていた隔離部７ａを備えていない。対象物操作装置１ｇでは、チャンバ３ｇの一部の内壁である第１壁７０ｇ及び第２壁７１ｇが、細胞Ｃ１を隔離する隔離部として機能する。
　対象物操作装置１ｇでは、隔離部分Ｒ１へ細胞Ｃ１が移動させられる。ここで隔離部分Ｒ１は、チャンバ３ｇ内において、細胞・水投入口２と細胞・水回収口４との間に挟まれる部分である液圧変化部分Ｒよりも、Ｘ軸の負の側の部分である。細胞Ｃ１は、入口７２ｇから隔離部分Ｒ１へと進入し、隔離部分Ｒ１に格納される。ここで入口７２ｇは、チャンバ３ｇ内において、液圧変化部分ＲよりもＸ軸の負の側のＹ軸と平行な断面により形成される。
　対象物操作装置１ｇでは、入口７２ｇの付近に電場ＥＣｇを発生させることにより、隔離部分Ｒ１に格納された細胞Ｃ１を保持する。
　上述の各実施形態では、対象移動部の対象物の操作には、対象物の周囲への光の照射により発生する電場を用いたが、これに限らない。対象移動部の対象物の操作には、電極アレイを用いてもよい。電極アレイは、電気信号によりアレイのそれぞれを個別にオンまたはオフにすることができる。対象移動部の対象物の操作に電極アレイを用いる場合、隔離部に配置された対象物の周辺の電極をオンにすることにより電場を発生し、対象物を移動させ隔離部に格納してよい。
　対象移動部の対象物の操作には、対象物の周囲への光の照射により発生する電場と、電極アレイが発生させる電場とを組み合わせて用いてもよい。
　上述の各実施形態では、隔離部に隔離される対象物を保持するための保持機構には、隔離部に配置される対象物の周囲への光の照射により発生する電場によって、対象物を保持する方法を用いたが、これに限らない。隔離部に隔離される対象物を保持するための保持機構には、電極アレイが発生させる電場を用いてもよい。また、隔離部に隔離される対象物を保持するための保持機構には、電場に限らず、機械式のシャッターを用いてもよい。
　上述の各実施形態では、対象移動部がＡＣ電圧源を備える場合について説明したが、これに限らない。対象移動部は、ＡＣ電圧源の代わりにＤＣ電圧源を備えてもよい。
　上述の実施形態では、保持機構は、隔離部に格納された対象物を電場によって保持する場合について説明したが、これに限らない。チャンバ内において、対象物は隔離部に格納されずに、電場によって保持されてもよい。つまり、保持機構は、対象物が隔離部に格納されずに、チャンバ３内の液体が流れたときに、液体の流れによらずチャンバ３内に収容される対象物を保持してもよい。対象物が隔離部に格納されない場合に用いられる電場の強さは、チャンバ内の液圧の変化の大きさに応じて調整されてよい。
　なお、本発明の実施形態における対象物操作装置１の制御部５の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、上述した種々の処理を行ってもよい。
　なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上述の各実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要件を用いない場合もある。
　また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
１、１ａ、１ｇ…対象物操作装置、２…細胞・水投入口、３、３ａ、３ｇ…チャンバ３、４…細胞・水回収口、５…制御部、６…細胞操作部、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ…隔離部、６０…第１電極、６０１…光電性層、６００、６０２…ＩＴＯガラス、６１…第２電極６１、６２…ＡＣ電圧源、８…カメラ、９…光照射部、Ｃ１、Ｃ２、Ｃａ１、Ｃａ２、Ｃａ３…細胞、７０、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｆ、７０ｇ…第１壁、７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ、７１ｆ、７１ｇ…第２壁、７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７２ｆ、７２ｇ…入口、７３ｄ…出口、Ｗ…液体、ＶＥ…光照射領域ＶＥ、Ｅ、ＥＣ、ＥＣｇ…電場、ＥＬ…光ＥＬ

Claims (16)

  1. 　液体と対象物とを収容するチャンバと、
    　前記チャンバ内に収容される対象物を前記チャンバ内で移動させる対象移動部と、
    　前記チャンバ内の液体が流れたときに、前記液体の流れによらず前記対象物を保持するための保持機構とを備える、対象物操作装置。
  2. 　前記保持機構は、前記対象物の周囲に発生させられる電場により、前記対象物を保持する、請求項１に記載の対象物操作装置。
  3. 　前記対象移動部は、前記対象物の周囲に発生させられる電場により、前記対象物を移動させる、請求項１または２に記載の対象物操作装置。
  4. 　前記保持機構の電場の発生方法と、前記対象移動部の電場の発生方法とは同じである、請求項２または３に記載の対象物操作装置。
  5. 　前記対象物の周囲に光照射することで、電場を発生させる、請求項２から４のいずれか一項に記載の対象物操作装置。
  6. 　前記対象物の周囲に光を照射する光照射部を備える請求項５に記載の対象物操作装置。
  7. 　前記対象移動部は電圧が印加される第１電極と第２電極とを備え、
    前記光照射部により照射された光照射領域と第２電極との間に電場が発生する、請求項６に記載の対象物操作装置。
  8. 　前記第１電極は透明電極であり、前記透明電極を通過した光が前記光照射領域に照射される、請求項７に記載の対象物操作装置。
  9. 　前記保持機構に保持される前記対象物の少なくとも一部を壁で囲った状態で、前記保持機構により前記対象物を保持する、請求項１から８のいずれか一項に記載の対象物操作装置。
  10. 　前記対象物を囲う壁には第１壁と第２壁とを有し、前記第１壁と前記第２壁は入口を形成し、前記対象移動部により移動させられる前記対象物は、前記入口を通って前記第１壁と前記第２壁とに囲まれる、請求項９に記載の対象物操作装置。
  11. 　前記第１壁の壁面と前記第２壁の壁面とが非平行である請求項１０に記載の対象物操作装置。
  12. 　前記チャンバは、前記チャンバ内の液体を排出する排出部を有する請求項１～１１のいずれか一項に記載の対象物操作装置。
  13. 　前記チャンバは、液体を前記チャンバに供給する供給部を有する請求項１～１２のいずれか一項に記載の対象物操作装置。
  14. 　前記対象物とは、細胞である請求項１～１３のいずれか一項に記載の対象物操作装置。
  15. 　液体と対象物とを収容するチャンバ内に収容される対象物を前記チャンバ内で移動させることと、
    　前記チャンバ内の液体が流れたときに、前記液体の流れによらず前記移動させることにおいて移動させられた前記対象物を保持することとを有する、対象物操作方法。
  16. 　液体と対象物とを収容するチャンバ内に収容される対象物を選択することと、
    　前記チャンバ内の液体が流れたときに、前記液体の流れによらず前記選択することにおいて選択された前記対象物を保持することとを有する、対象物操作方法。
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