WO2004015055A1

WO2004015055A1 - 単一細胞操作支援ロボット

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Publication number: WO2004015055A1
Application number: PCT/JP2002/008139
Authority: WO
Inventors: Hideaki Matsuoka; Mikako Saito
Original assignee: Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Current assignee: Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-02-19
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Description

明細書単一細胞操作支援口ポット技術分野

この発明は、動植物細胞の単一細胞（直径が十数 i m以上）を 1個ずつ操作する作業を支援するロポットに関するものである。

背景技術

従来、顕微鏡ステージ上での、単一細胞の保持、移動および配置、細胞内への遺伝子や薬剤等種々の試料のインジェクション、細胞への刺激（電気的、熱、機械的、電気化学的）の印加、そして細胞応答および細胞分子動態の計測からなる一連の操作の中の多くは、繊細で熟練を要し、作業者が自ら実行することが困難な作業であった。また従来は、多くの単一細胞を個々に識別して扱うことが困難であったため、単一細胞を集団として操作するか、あるいは 1個ずつ操作しても各操作の後は単一細胞を個々に識別せず集団として扱わざるをえなかった。それゆえこの発明は、作業者が自ら実行することが困難な作業を作業者の指示に従つて実行することによって多目的な単一細胞操作作業を支援する口ポットを提供することを目的とする。またこの発明は、多くの単一細胞をナンバリングして識別可能にするロポットを提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成する、この発明の単一細胞操作支援口ポットは、顕微鏡と、前記顕微鏡のステージ上にそれぞれ設けられた細胞収納用マイクロウエルおよび単一細胞刺激装置と、単一細胞に試料を注入する試料注入手段を前記細胞収納用マィクロウエルに対して相対移動させる試料注入移動手段と、単一細胞を保持する細胞保持手段を前記細胞収納用マイクロウエルと前記単一細胞刺激装置と前記試料注入手段とのそれぞれに対し相対移動させる細胞移動手段と、前記顕微鏡に組み合わされた単一細胞計測装置と、前記顕微鏡と前記試料注入移動手段と前記細胞移動手段と前記単一細胞刺激装置と前記単一細胞計測装置との内の少なくとも一つの作動をあらかじめ与えられたプログラムに基づき自動制御する少なくとも一つのコンピューターと、作業者による操作に基づき前記コンピュー夕一に信号を入力して前記顕微鏡と前記試料注入移動手段と前記細胞移動手段と前記単一細胞刺激装置と前記単一細胞計測装置との内の少なくとも一つを前記操作に対応させて作動させるマニュアル操作手段と、を具えてなるものである。

かかる単一細胞操作支援ロボットにあっては、顕微鏡と、単一細胞に試料を注入する試料注入手段を顕微鏡のステージ上に設けられた細胞収納用マイクロゥェルに対して相対移動させる試料注入移動手段と、単一細胞を保持する細胞保持手段を顕微鏡のステージ上にそれぞれ設けられた細胞収納用マイクロウェルおよび単一細胞刺激装置と試料注入手段とのそれぞれに対し相対移動させる細胞移動手段と、単一細胞刺激装置と、顕微分光計測装置等の単一細胞計測装置との内の少なくとも一つの作動を、少なくとも一つのコンピュータが、あらかじめ与えられたプログラムに基づき自動制御するとともに、それら顕微鏡と試料注入移動手段と細胞移動手段と単一細胞刺激装置と単一細胞計測装置との内の少なくとも一つを、マニュアル操作手段がコンピューターに信号を入力して作動させる。

従って、この発明の単一細胞操作支援口ポットによれば、高い位置精度と迅速な移動とが要求される、単一細胞の保持 ·移動や、単一細胞に近接する位置への試料注入手段の移動や、それらの作業の間の顕微鏡の倍率変更や、単一細胞の剌激ゃ、その後の、顕微分光計測装置等の単一細胞計測装置による計測を自動的に行うことができるので、所要に応じてそれらの操作の一部または全てを自動ィ匕し得て、作業者の負担を大幅に削減することができ、これにより作業者は、特に注意を要する単一細胞内への試料の注入や計測結果の分析判断等の作業に専念することができる。

なお、この発明の単一細胞操作支援口ポットにおいては、前記細胞収納用マイクロウェルが、 1個の単一細胞に対する専用ゥエルとしてそれぞれ使用し得る複数のゥエルが所定配置で並べて配置されているマルチマイクロウエルであると好ましい。一連の細胞操作を通じて複数のゥエルをそれぞれ 1個の単一細胞に対する専用ゥエルとして使用でき、しかも複数のゥエルが所定配置で並べて配置されているので、複数の単一細胞をそれらを収納するゥエルの位置に基づきナンパリングして識別し得て、より条件設定の細かい細胞操作を行い得るからである。また、この発明の単一細胞操作支援口ポットにおいては、前記試料注入移動手段が、 '前記顕微鏡のステージ上に設けられて前記細胞収納用マイクロウエルおよび単一細胞刺激装置を前記ステージに対し移動させるオートステージを有していると好ましい。試料注入手段側の移動範囲を狭め得て、細胞移動手段との干渉を容易に防止し得るからである。

さらに、この発明の単一細胞操作支援口ポットにおいては、前記試料注入移動手段が、前記試料注入手段を前記ステージに対し移動させるマニピュレーターを有していると好ましい。より細かい注入操作ができるからである。

さらに、この発明の単一細胞操作支援口ポットにおいては、前記細胞移動手段が、前記顕微鏡のステージ上に設けられて前記細胞収納用マイクロウエルおよび単一細胞刺激装置を前記ステージに対し移動させるオートステージを有していると好ましい。細胞保持手段側の移動範囲を狭め得て、試料注入移動手段との干渉を容易に防止し得るからである。そして、そのオートステージは前記試料注入移動手段と共用すると、移動のための機構を簡略化し得て、スペース効率上および製作コスト上、より好ましい。

そして、この発明の単一細胞操作支援口ポットにおいては、前記細胞移動手段が、前記細胞保持手段を前記ステージに対し移動させるマニピュレーターを有していると好ましい。より細かい移動操作ができるからである。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の単一細胞操作支援ロポットのー実施例を模式的に示す構成図である。図 2は、上記実施例の単一細胞操作支援ロボットを使用した遺伝子発現実験に用いたプラスミドを示す説明図である。図 3は、上記実施例の単一細胞操作支援ロポットを使用した遺伝子発現実験における遺伝子注入の操作を示す説明図である。図 4は、上記実施例の単一細胞操作支援口ポットを使用した遺伝子発現実験における C a ^{2 +}注入の操作を示す説明図である。図 5は、上記実施例の単一細胞操作支援口ポットを使用した遺伝子発現実験における顕微蛍光計測の方法を示す説明図である。図 6は、上記実施例の単一細胞操作支援口ポットを使用した他の遺伝子発現実験における遺伝子注入の操作を示す説明図である。図 7は、上記実施例の単一細胞操作支援ロボットを使用した上記他の遺伝子発現実験における電気的刺激印加の操作を示す説明図である。図 8は、上記実施例の単一細胞操作支援ロポットにおける単一細胞刺激装置の構成を示す説明図である。そして図 9は、上記実施例の単一細胞操作支援ロボットを使用した上記他の遺伝子発現実験における電気的刺激印加後の操作を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図 1は、この発明の単一細胞操作支援口ポットの一実施例を示す構成図であり、この実施例の単一細胞操作支援ロボットは、図示のように、顕微鏡 1と、その顕微鏡 1のステージ 1 a上に設けられたオートステージ 2上に固定された培養ディッシュ 3内にそれぞれ設けられた細胞収納用マイクロウエルとしての細胞収納用マルチマイクロウェル 4および単一細胞刺激装置 5と、単一細胞に試料を注入する試料注入手段としてのガラスキヤピラリー 6を細胞収納用マルチマイクロウエル 4に対して相対移動させる試料注入移動手段を構成する試料注入移動装置 7と、単一細胞を保持する細胞保持手段としてのもう一つのガラスキヤピラリー 8を細胞収納用マルチマイクロウエル 4と単一細胞刺激装置 5と先のガラスキヤピラリー 6とのそれぞれに対し相対移動させる細胞移動手段を構成する細胞移動装置 9と、顕微鏡 1に組み合わされた単一細胞計測装置としての顕微分光計測装置 1 0と、これも試料注入移動手段と細胞移動手段とに共用されてそれらを構成する上記オートステージ 2と、を具えている。

さらに、この実施例の単一細胞操作支援口ポットは、顕微鏡 1と顕微分光計測装置 1 0との内の少なくとも一つの作動をあらかじめ与えられたプログラムに基づき自動制御するパーソナルコンピューター（P C) 1 1と、単一細胞刺激装置 5と試料注入移動装置 7と細胞移動装置 9とォ一トステージ 2との内の少なくとも一つの作動をあらかじめ与えられたプログラムに基づき自動制御するもう一つのパーソナルコンピューター'（P C) 1 2と、作業者による操作に基づき P C 1 1 , 1 2に信号を入力して顕微鏡 1と単一細胞刺激装置 5と試料注入移動装置 7 と細胞移動装置 9と顕微分光計測装置 1 0とォートステージ 2との内の少なくとも一つを上記操作に対応させて作動させるマニュアル操作手段としての、二つのジョイスティック型コントローラー 1 3， 1 4およびキーボード 1 5とインタ一フェース 1 6とを有するマニュアル操作装置 1 7と、を具えている。なお、作業者 Pは、顕微鏡 1を視きながらあるいは顕微鏡像のモニタ一画像を見ながら、ジョィスティック型コントローラー 1 3， 1 4を操作することで、オートステージ 2、試料注入移動装置 7および細胞移動装置 9の作動を制御することができる。そして P C 1 1 , 1 2は、インターフェース 1 6を介した上記各要素の監視、自動制御およびマニュアル制御、計測データの記録および画像処理等に必要な演算や解析を行う。

この実施例の単一細胞操作支援口ポットでは、顕微鏡 1には、ォリンパス光学工業株式会社製の、落射蛍光装置（励起光照射装置）付きの倒立型蛍光顕微鏡 I MT— 2を用いる。また、オートステージ 2は、中央精機株式会社製の通常の 2 軸直交座標型移動テーブル（2軸電動制御）からなる。さらに、試料注入移動装置 7は、エツペンドルフ社製の 3自由度マニピュレーター（x， y , z軸、 x y 平面からの角度 0の内の 3自由度を電動制御）で株式会社ナリシゲ製の 1軸直線作動型マイクロマニピュレーター（手動操作油圧作動式）を支持し、その 1軸直線作動型マニピュレーターで通常のィンジェクションホルダ一を支持してなり、単一細胞に試料を注入するガラスキヤビラリ一 6は、そのィンジェクションホルダ一に取り付けて 4自由度で移動可能としている。

またこの実施例の単一細胞操作支援口ポットでは、細胞移動装置 9は、通常の 3軸直交座標型マニピュレーターで 1軸直線作動型マニピュレー夕一を支持し、その 1軸直線作動型マニピュレーターで通常のインジェクションホルダーを支持してなり、単一細胞を保持するもう一つのガラスキヤビラリ一 8は、そのインジェクシヨンホルダーに取り付けて 4自由度で移動可能としている。

さらにこの実施例の単一細胞操作支援ロボットでは、細胞収納用マルチマイクロウェル 4は、顕微鏡視野内において、ゥエル内溶液中への細胞 1個の収納、ゥエル内での刺激印加の操作、細胞の光学的 ·電気的 ·電気化学的 ·物理的測定、ゥエルから他の場所への移送等を行うため、塩化ビニル板の表面に単一細胞の収納用の直径約 1 0 0 xmの窪みであるゥエル 4 aを所定の 2箇所に所定間隔で縦 5個 X横 1 0個ずつ合計 1 0 0個並べて形成したマルチマイクロウェルであり、また単一細胞刺激装置 5は、細胞収納用マルチマイクロウエルから取り出した細胞に、顕微鏡視野内の他所で、電気的 ·熱的'機械的あるいは化学的刺激を印加する微小デバイスであり、図 1に示す例では、細胞に電気的刺激を印加するために、図 8に示すように 2枚の P t (プラチナ）板電極 5 aをそれぞれアクリル板 5 bと透析膜 5 cとで挟み、各 P t板電極 5 aに P tリード線 5 dを設けてなるものである。なお、ここでは試料注入移動装置 7も、細胞収納用マルチマイクロゥエル内に挿入されて細胞に電気的，熱的，機械的または化学的刺激を印加する微小デバイスとなり、単一細胞刺激装置を構成する。そして、この実施例の単一細胞操作支援口ポットでは、顕微分光計測装置 1 0 には、東京農工大学と株式会社ジエネシァとが共同で開発し、既に公知にした、空間解像度が 1 mX 1 xm以上、波長分解能が 400 nm〜800 nmの範囲で 5 nm以上、時間分解能が 5秒毎に 1画像記録可能、という性能を有するスぺクトロイメ一ジング装置を用いる。

次に、上記実施例の単一細胞操作支援口ポットを使用した、イネ単一細胞への遺伝子導入と C a ²⁺導入刺激による遺伝子発現実験について説明する。

〔細胞の培養〕

イネ (Oryza saUva i. japonica cv. Nipponbare) の種籾を培養し、カルス化させたものを 1. 0mmメッシュの金網で濾別して用いた。 1 00m lフラスコに 27m 1の専用培地を入れ、そこで回転培養（1 00 r pm、 25°C、暗所）した。一週毎に継代して培養を続け、最終の継代後、 4日目の培養細胞を以下の実験に用いた。

〔プラスミドの調製（プラスミドとは環状 DNAで、このリングの中に遺伝子を組み込むことができる）〕

クロンテック（CL0NTECH) 社より購入したプラスミド 35 S— G F Pは、植物細胞の中ではいつでも遺伝子発現をさせることができる「3 5 S」と呼ばれるプ口モーターにグリーン蛍光タンパク（g_reen fluorescent protein; GF P) の遺伝子を結合させたものが組み込まれている。従って、これを植物細胞に導入すれば細胞内に G F Pが生成し緑色の蛍光を発するようになる。

このプラスミドの 3 5 Sプロモーターの部分を、イネキチナーゼ（CH I) 遺伝子のプロモーターと入れ換えたものである、図 2に示す如き pCH I一 GFP を作成し、以後の実験で使用した。これを導入した細胞では、ェリシター（カビの細胞壁の構成成分であるキチンの構造をもったオリゴ糖）を作用させると、元々キチナーゼ遺伝子が発現するはずであるが、キチナーゼの代わりに G F Pの遺伝子が組み込まれているので、「キチナ一ゼ遺伝子発現」の情報が「GFP」の生成によって可視化できる。これを顕微蛍光計測する。

〔イネプロトプラストの調製〕

植え継ぎ後 4日のイネカルスを用いてプロトプラストを調製した。即ち、カルス懸濁液から上清を除去した後、洗い液（0. 4Mマンニトール溶液）を加え洗浄した。これに、酵素液 1 Omlを加え、 30°C、 30 r pm、暗所で一時間振とうし、引き続き 2時間、 30°Cで静置培養した。培養後、プロトプラストは、 40 πιφのナイロンメッシュを通して、 50m 1遠心管に回収した。次に、遠心管を再度、 1000 r pmで 60秒遠心し、プロトプラストを沈殿させた。上清の酵素液を除去した後、プロトプラスト用培地を 5m 1加えてプロトプラストを懸濁させた。プロトプラストとは細胞壁を除去した細胞であるが、以下では単に「細胞」と表記することとする。

なお、上記洗い液と酵素液の組成は次の通りである。

a. 洗い液（0. 4 Mマンニトール溶液）

マンニ 1 ル 36. 43 g

蒸留水 500ml

b. 酵素液（pH5. 6)

ぺクトリア一ゼ Y— 23 0. 05 g

セルラーゼオノズカ RS 2. 0 g

C a C 1₂_ 2H₂〇 0. 23ml

Kデキストランサルフエ一ト 0. 1 g

マンニ 1 ル 9. 0 g

蒸留水 200ml

〔細胞の保持および移動に用いるガラスキヤピラリー 6の作製〕

一本型ガラスキヤピラリー（直径 lmm) (GD— 1、株式会社ナリシゲ製）をエタノールで洗浄し、 3時間乾熱機で滅菌した。これを二段引きブラ一（PP8 3、株式会社ナリシゲ製）で引き、さらにマイクロフォージ（MF— 83、株式会社ナリシゲ製）で先端を丸めた。最終的にキヤピラリーの先端部は外径 =約 5 0 u rn, 内径 =約 2 0 mになるようにした。

〔細胞の剌入に用いるガラスキヤピラリー 8の作製〕

滅菌したガラスキヤビラリ一をレーザ一ブラー（P— 2 0 0 0、 SUTTER INSTRUMENT Co. )で引き、先端径が 1 m以下になるようにした。

〔プラスミドのインジェクション〕

図 3に示すように、先ず、 1 . 0 z g · 1 ^{_ 1}に調整したプラスミド 3 5 S— G F P溶液を、細胞刺入用のガラスキヤビラリ一 8内に注入した。このガラスキャピラリー 8を前記ィンジェクションホルダーに保持させるとともにピコポンプに接続して、窒素ガスの圧力をかけて G F Pの遺伝子 G eを注入できるようにした。一方、細胞保持用のガラスキヤピラリー 6は、もう一方の前記インジェクションホルダ一に固定し、内部を純水で充填するとともにインジェクターに接続して、そのィンジェクタ一で細胞 C eを吸引保持できるようにした。

次いで、マルチマイクロウェル 4を装着した培養ディッシュ 3を、顕微鏡 1のステージ 1 a上に載せて固定し、図 3中①で示すように、ディッシュ 3の底に分散された細胞（直径約 2 0〜3 0 m) C e l個を選び、これを図 3中②で示すように、細胞保持用のガラスキヤピラリー 6で吸引保持した。この細胞 C eの原形質内に試料注入移動装置 7を用いて、図 3中③で示すように細胞刺入用のガラスキヤピラリー 8を剌入し、ピコポンプでガラスキヤピラリー 8内に圧力をかけて遺伝子 G eを細胞内部に注入した。遺伝子注入 (マイクロインジェクション) を行った細胞 C eは、 P C 1 2で自動制御したオートステージ 2と細胞移動装置 9の各マニピュレーターとにより、図 3中④， ⑤で示すように移動させて、マルチマイクロウェル 4の所定番地のゥエル 4 a内に収納し、ナンバリング（番号付け）した。このようにして 5 0個あるいは 1 0 0個の細胞に対するマイクロインジェクシヨン及び細胞収納操作を終了した後、図 3中⑥で示すように、それらの細胞 C eを 2 5 で 2 4時間静置培養した。〔C a ²⁺の細胞内インジェクション〕

24時間の培養によって、細胞 Ceはゥエルの底面に接着した。この細胞 Ce に試料注入移動装置 7を用いて、図 4に示すように、 C aC l ₂ (Ι Μ, 10

ULM, または 1 0 0 ZM) を充填した細胞剌入用のガラスキヤピラリー 8を剌入し、 Ca^{2 +}を注入した。その後さらに 24時間 25 °Cで培養を続けた後、図 5に示すように、顕微鏡 1及び顕微分光分析装置 10を用いて細胞 Ceを撮影し、 G

FPの生成の有無を顕微蛍光計測で調べた。なお、図中符号 18はグリズム、 1

9は CCDカメラを示す。

〔キチナーゼ遺伝子の発現測定〕

C a²⁺のインジェクションによってキチナ一ゼ遺伝子が発現した頻度は、 C a C l ₂の濃度がl _i M， 1 0 μ,Μ, 100 のときそれぞれ、 18% (50細胞中 9個）， 12% (50細胞中 6個）， 0% (50細胞中0個）であった。最後に、上記実施例の単一細胞操作支援口ポットを使用した、イネ単一細胞への遺伝子導入と電気的刺激による遺伝子発現実験について説明する。なお、細胞の培養と、プラスミドの調製と、イネプロトプラストの調製と、細胞の保持および移動に用いるキヤピラリー 6の作製と、細胞剌入用のキヤピラリー 8の作製との手順は、先の実験と同様ゆえ説明を省略する。

〔プラスミドのインジェクション〕

図 6に示すように、各ゥエル 4 aの直径が 100〜200 であるマルチマイクロウェル 4に細胞 C eを収納する以外は、先の実験と同様である。

CFu r a 2の細胞内への導入〕

マルチマイクロウエル 4で培養した細胞に対して、 D M S Oに溶解させた F u r a 2 -AM (DOJIND0)を終濃度 4 zMになるように添加し、これを 30°C、暗所、静置にて 1時間取り込ませた。そして細胞外液を新鮮な培地と交換した後、以下の電気刺激実験を行つた。

〔電気刺激の印加〕図 7中①で示すように、マルチマイクロウェル 4内の細胞 C eを、ホールド用のキヤビラリ一 6で保持し、図 7中②〜④で示すように、図 8に示す如き単一細胞剌激装置 5の P t板電極 5 a間に移動して、図 7中⑤で示すように静置し、 P t電極 5 a間にパルサー 5 eからアイソレー夕一 5 fおよび P tリ一ド線 5 dを介して 3 0 Vの直流パルス電圧を 3 0秒間印加した。この電気的刺激の印加後、図 9中①〜⑤で示すようにして細胞 C eを再び元のゥエル 4 aに収納し、 2 5 °C で 2 4時間培養した。

〔キチナ一ゼ遺伝子の発現測定〕

先の実験と同様にして顕微蛍光計測で 1 0 0個の細胞を調べた結果、電気的剌激によって細胞内 C a ^{2 +}濃度の一過性の上昇（2 5秒程度でピークに達し、 5 0 秒後に元のレベルにもどった）が見られた細胞が 6個あった。これらの細胞は全て遺伝子も発現した。次のケースは、徐々に増大するパターン（1 0 0秒くらいでピークに達し、その後徐々に減少したが元のレベルには戻らなかった) を示した細胞が 2個認められた。この細胞でも遺伝子発現が認められた。一方、 C a ^{2 +} 濃度変化の見られなかった細胞では、遺伝子発現が認められなかったが、最後にエリシタ一を作用させたところ、遺伝子発現がみとめられたものが 6個あった。以上の結果、電気的刺激によって C a ^{2 +}の細胞内への流入を介してキチナ一ゼ遺伝子発現が誘導されることが示された。

かくしてこの実施例の単一細胞操作支援口ポットによれば、高い位置精度と迅速な移動とが要求される、単一細胞 C eの保持 ·移動や、単一細胞 C eに近接する位置への細胞刺入用ガラスキヤピラリー 8の移動や、単一細胞 C eの刺激や、その後の顕微分光計測等を自動的に行うことができるので、所要に応じてそれらの操作の一部または全てを自動化し得て、作業者の負担を大幅に削減することができ、これにより作業者は、特に注意を要する単一細胞 C e内への試料（遺伝子や C a ^{2 +}) の注入や計測結果の分析判断等の作業に専念することができる。しかもこの実施例の単一細胞操作支援ロポットによれば、細胞収納用マイクロゥエルが、 1個の単一細胞に対する専用ゥエルとしてそれぞれ使用し得る複数のゥエル 4 aが所定配置で並べて配置されたマルチマイクロウエル 4であることから、一連の細胞操作を通じて複数のゥエル 4 aをそれぞれ 1個の単一細胞に対する専用ゥエルとして使用でき、しかも複数のゥエル 4 aが所定配置で並べて配置されているので、複数の単一細胞をそれらを収納するゥエル 4 aの位置に基づきナンパリングして識別し得て、より条件設定の細かい細胞操作を行うことができる。

またこの実施例の単一細胞操作支援口ポットによれば、試料注入移動手段が、顕微鏡 1のステージ 1 a上に設けられて細胞収納用マルチマイクロウェル 4および単一細胞刺激装置 5をステージ 1 aに対し移動させるオートステージ 2を有しているので、試料注入移動装置 7によるガラスキヤビラリ一 8の移動範囲を狭め得て、細胞移動装置 9との干渉を容易に防止することができる。

さらにこの実施例の単一細胞操作支援ロボットによれば、試料注入移動手段を構成する試料注入移動装置 7が、ガラスキヤビラリ一 8をステージ 1 aに対し移動させるマニピュレータ一を有しているので、より細かい注入操作ができる。さらにこの実施例の単一細胞操作支援口ポットによれば、細胞移動手段が、顕微鏡 1のステージ 1 a上に設けられて細胞収納用マルチマイクロウェル 4および単一細胞刺激装置 5をステージ 1 aに対し移動させるォートステージ 2を有しているので、細胞移動装置 9によるガラスキヤピラリー 6の移動範囲を狭め得て、試料注入移動装置 7との干渉を容易に防止することができる。そして細胞移動手段が、そのオートステージ 2を試料注入移動手段と共用しているので、移動のための機構を簡略ィ匕し得て、スペース効率を高め得るとともに製作コストを削減することができる。

そしてこの実施例の単一細胞操作支援ロポットによれば、細胞移動手段を構成する細胞移動装置 9が、ガラスキヤピラリー 6をステージ 1 aに対し移動させるマニピュレーターを有しているので、より細かい移動操作ができる。以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、試料注入移動手段及び細胞移動手段をオートステージ 2なしでマ二ピユレ一夕のみで構成しても良く、また試料を注入するインジェクターの操作も電磁ソレノィド等で行ってコンピュータ一制御で自動化しても良い。さらにマ二ュアル操作手段は押しポタンスィッチや足踏みスィッチ等を有していても良い。また顕微鏡 1はパーソナルコンピューター 1 1により自動制御またはマニュアル制御される対物レンズ倍率電動切換え装置を具えていても良い。そして単一細胞計測装置は顕微分光計測装置以外のものでも良い。産業上の利用可能性

以上のようにこの発明の単一細胞操作支援ロポットによれば、高い位置精度と迅速な移動とが要求される、単一細胞の保持 ·移動や、単一細胞に近接する位置への試料注入手段の移動や、それらの作業の間の顕微鏡の倍率変更や、単一細胞の刺激や、その後の、顕微分光計測装置等の単一細胞計測装置による計測を自動的に行うことができるので、所要に応じてそれらの操作の一部または全てを自動化し得て、作業者の負担を大幅に削減することができ、これにより作業者は、特に注意を要する単一細胞内への試料の注入や計測結果の分析判断等の作業に専念することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 顕微鏡と、

前記顕微鏡のステージ上にそれぞれ設けられた細胞収納用マイクロウェルおよび単一細胞刺激装置と、

単一細胞に試料を注入する試料注入手段を前記細胞収納用マイクロウエルに対して相対移動させる試料注入移動手段と、

単一細胞を保持する細胞保持手段を前記細胞収納用マイクロウェルと前記単一細胞刺激装置と前記試料注入手段とのそれぞれに対し相対移動させる細胞移動手段と、

前記顕微鏡に組み合わされた単一細胞計測装置と、

前記顕微鏡と前記試料注入移動手段と前記細胞移動手段と前記単一細胞刺激装置と前記単一細胞計測装置との内の少なくとも一つの作動をあらかじめ与えられたプログラムに基づき自動制御する少なくとも一つのコンピュータ一と、作業者による操作に基づき前記コンピューターに信号を入力して前記顕微鏡と前記試料注入移動手段と前記細胞移動手段と前記単一細胞刺激装置と前記単一細胞計測装置との内の少なくとも一つを前記操作に対応させて作動させるマ二ユアル操作手段と、

を具えてなる、単一細胞操作支援ロボット。

2 . 前記細胞収納用マイクロウェルは、 1個の単一細胞に対する専用ゥエルとしてそれぞれ使用し得る複数のゥエルが所定配置で並べて配置されているマルチマィクロウエルであることを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の単一細胞操作支援ロポット。

3 . 前記試料注入移動手段は、前記顕微鏡のステージ上に設けられて前記細胞収納用マイクロウェルおよび単一細胞刺激装置を前記ステージに対し移動させるォ

—トステージを有することを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の単一細胞操作支援ロボット。

4. 前記試料注入移動手段は、前記試料注入手段を前記ステージに対し移動させるマニピュレーターを有することを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の単一細胞操作支援ロポット。

5 . 前記細胞移動手段は、前記顕微鏡のステージ上に設けられて前記細胞収納用マイクロウェルおよび単一細胞刺激装置を前記ステージに対し移動させるオートステージを有することを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の単一細胞操作支援ロポッ卜。

6 . 前記細胞移動手段は、前記細胞保持手段を前記ステージに対し移動させるマニピュレー夕一を有することを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の単一細胞操作支援ロポッ卜。