JPH04254735A - Minute tool for micromanipulator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable quick and highly precise machining of a substance to be machined even when the substance is hard relatively, by a method wherein a machining part for machining a minute substance to be machined is driven to rotate. CONSTITUTION:As an arm 14 is driven, a minute tool 16 is moved in directions X, Y and Z. When a cutter 20 is driven, a sucking operation is conducted by a suction pump through a suction hose 26. Thereby the air is sucked in from an opening 25a of a hood 25, a turbine 24 is rotated and the cutter 20 is rotated through a rotating shaft 19. By the rotation of the cutter 20, cutting can be executed quickly and precisely even for a substance to be machined which is hard relatively. For stopping the rotation of the cutter 20, the suction pump is stopped. Since the turbine 24 is driven by the sucked air, there is no possibility of contamination with various germs.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は、微小器具、特に、微小
な被処理物に処理を施すためのマイクロマニピュレータ
用微小器具に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro-instrument, and more particularly to a micro-instrument for a micromanipulator for processing a microscopic workpiece.

【０００２】0002

【従来の技術】たとえば細胞等に微小注射を行ったり、
細胞内の電位を測定しよとする場合等には、マイクロマ
ニピュレータが用いられる。一般的なマイクロマニピュ
レータでは、顕微鏡視野下で微小針や微小ピペット等の
微小器具を操作して、シャーレ等の容器内に入れられた
細胞等の微小な被処理物に所定の処理を施すようになっ
ている。[Prior art] For example, microinjection into cells, etc.
A micromanipulator is used when attempting to measure the intracellular potential. A typical micromanipulator operates micro instruments such as micro needles and micro pipettes under a microscope field to perform predetermined processing on microscopic objects such as cells placed in a container such as a petri dish. It has become.

【０００３】従来の微小器具は、駆動装置によって前後
左右上下方向（ＸＹＺ方向）に駆動されるアームの先端
に取り付けられており、駆動装置によるアームの移動に
よって微小器具が被処理物に対し処理を施す。たとえば
、微小器具としてナイフを用いた場合には、アームを往
復移動させることにより刃物を移動させて被処理物を切
断する。また、微小器具として針を用いた場合には、ア
ームの往復移動によって針を往復移動させることにより
被処理物に対し孔を開ける。[0003] Conventional micro instruments are attached to the tip of an arm that is driven by a drive device in the front, back, left, right, up and down directions (XYZ directions), and the movement of the arm by the drive device causes the micro instrument to process the object to be processed. give For example, when a knife is used as a microinstrument, the object to be processed is cut by moving the blade by reciprocating the arm. Furthermore, when a needle is used as the microinstrument, a hole is made in the object by reciprocating the needle by reciprocating the arm.

【０００４】なお、固い細胞壁を有している細胞を被処
理物とした場合等に、被処理物に対する加工を容易にす
るため、微小器具を振動させる手段を備えたものも既に
知られている。[0004] Furthermore, in order to facilitate processing of cells having a hard cell wall, there are already known devices equipped with means for vibrating the micro-instrument. .

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ナイフによる切断や針
による穿孔加工を行う場合に、固い細胞壁を有する細胞
の場合等のように被処理物が比較的固い場合には、振動
動作を伴った加工を行っても、容易には加工ができない
。極端な場合には、微小器具が破損する。[Problem to be Solved by the Invention] When cutting with a knife or perforating with a needle, if the object to be processed is relatively hard, such as cells with hard cell walls, it is necessary to perform processing accompanied by vibration motion. Even if you do this, it cannot be processed easily. In extreme cases, microdevices may be damaged.

【０００６】本発明の目的は、比較的固い被処理物に対
しても加工が迅速且つ精度良く行えるマイクロマニピュ
レータ用微小器具を提供することにある。An object of the present invention is to provide a microinstrument for a micromanipulator that can process even relatively hard objects quickly and with high precision.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る微小器具は
、微小な被処理物に処理を施すためのマイクロマニピュ
レータ用微小器具である。この微小器具は、被処理物に
対し処理を施す処理部と、その処理部を回転駆動する駆
動部とを備えている。[Means for Solving the Problems] A microinstrument according to the present invention is a microinstrument for a micromanipulator for processing a microscopic workpiece. This micro-instrument includes a processing section that processes an object to be processed, and a drive section that rotationally drives the processing section.

【０００８】[0008]

【作用】本発明に係る微小器具では、駆動部が処理部を
回転駆動する。これにより、処理部は回転しながら被処
理物に対し処理を施す。この場合には、往復移動による
被処理物に対する加工ではなく、回転による加工である
ので、比較的固い被処理物に対してでも加工が迅速かつ
精度良く行える。[Operation] In the microinstrument according to the present invention, the drive section rotationally drives the processing section. As a result, the processing section processes the object while rotating. In this case, the workpiece is not processed by reciprocating movement, but by rotation, so even relatively hard workpieces can be processed quickly and accurately.

【０００９】[0009]

【実施例】図１は、本発明の一実施例が採用されたマイ
クロマニピュレータの概略図である。図において、マイ
クロマニピュレータは、ベース１上に載置された顕微鏡
２と、顕微鏡２の側方に配置された１対の駆動装置３，
４と、顕微鏡２及び駆動装置３，４を制御するための制
御装置５とを有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram of a micromanipulator employing an embodiment of the present invention. In the figure, the micromanipulator includes a microscope 2 placed on a base 1, a pair of drive devices 3 placed on the sides of the microscope 2,
4, and a control device 5 for controlling the microscope 2 and the drive devices 3 and 4.

【００１０】顕微鏡２は、その中央部に操作台６を有し
ており、操作台６には被処理物が入れられたシャーレ等
の容器７が載置されるようになっている。操作台６の下
方には対物レンズ８が配置されており、対物レンズ８の
下端部にテレビカメラ９が接続されている。操作台６は
、図示しない駆動機構によって水平方向及び上下方向に
駆動され得る。The microscope 2 has an operation table 6 at its center, and a container 7 such as a petri dish containing an object to be processed is placed on the operation table 6. An objective lens 8 is arranged below the operation table 6, and a television camera 9 is connected to the lower end of the objective lens 8. The console 6 can be driven horizontally and vertically by a drive mechanism (not shown).

【００１１】駆動装置３，４は、ベース１上に載置され
ており、台１０と、台１０上に取り付けられた粗動部１
１と、粗動部１１の上部に取り付けられた微動部１２と
を主として有している。粗動部１１は、図示しないステ
ッピングモータにより、台１０に対して数１０μｍ単位
の動きを垂直方向及び水平方向に行い得る。微動部１２
は、電磁方式により、垂直方向及び水平方向に１μｍ単
位の動きを行い得る。各微動部１２の顕微鏡２側端部に
は、微動部１２によって垂直方向及び水平方向に駆動さ
れるアーム１３，１４が設けられている。一方のアーム
１３の先端には、捕捉針１５が取り付けられている。捕
捉針１５の先端は、容器７側に延びている。一方、アー
ム１４の先端には、本発明の一実施例としての微小器具
１６が設けられている。The drive devices 3 and 4 are placed on the base 1, and include a stand 10 and a coarse movement section 1 mounted on the stand 10.
1 and a fine movement section 12 attached to the upper part of the coarse movement section 11. The coarse movement section 11 can move in the vertical and horizontal directions with respect to the table 10 in units of several tens of micrometers by means of a stepping motor (not shown). Fine movement part 12
can perform movements in units of 1 μm in the vertical and horizontal directions using an electromagnetic method. Arms 13 and 14 that are driven by the fine movement section 12 in the vertical and horizontal directions are provided at the end of each fine movement section 12 on the microscope 2 side. A capture needle 15 is attached to the tip of one arm 13. The tip of the capture needle 15 extends toward the container 7 side. On the other hand, a micro instrument 16 as an embodiment of the present invention is provided at the tip of the arm 14.

【００１２】微小器具１６は、図２に示すように、容器
７内の被処理物Ｓに対し処理を施すための処理部１７と
、処理部１７を回転駆動するための駆動部１８とを有し
ている。処理部１７は、駆動部１８から被処理物Ｓ側に
延びる回転軸１９と、回転軸１９の先端に固定された円
板状のカッター２０とから構成されている。カッター２
０は、回転軸１９と同心である。As shown in FIG. 2, the micro instrument 16 includes a processing section 17 for processing the object S in the container 7, and a drive section 18 for rotationally driving the processing section 17. are doing. The processing section 17 includes a rotating shaft 19 extending from the driving section 18 toward the object S, and a disc-shaped cutter 20 fixed to the tip of the rotating shaft 19. cutter 2
0 is concentric with the rotation axis 19.

【００１３】駆動部１８は、アーム１４の先端部に、自
在継手２１を介して連結された支持台２２を有している
。支持台２２は、１対の軸受部２３を有しており、回転
軸１９の基部が軸受部２３に回転自在に支持されている
。両軸受部２３間において、回転軸１９にはタービン２
４が固定されている。The drive unit 18 has a support base 22 connected to the distal end of the arm 14 via a universal joint 21. The support base 22 has a pair of bearings 23, and the base of the rotating shaft 19 is rotatably supported by the bearings 23. A turbine 2 is mounted on the rotating shaft 19 between both bearing parts 23.
4 is fixed.

【００１４】支持台２２には、支持台２２を外方から覆
うようにフード２５が取り付けられている。フード２５
は、カッター２０側に開口２５ａを有する概ね釣鐘状に
形成された部材である。フード２５の後端部（図２の右
側部）には、吸引ホース２６の一端が連結される連結部
２５ｂが設けられている。吸引ホース２６の他端には、
吸引ポンプ（図示せず）が接続されている。A hood 25 is attached to the support base 22 so as to cover the support base 22 from the outside. food 25
is a generally bell-shaped member having an opening 25a on the cutter 20 side. A connecting portion 25b to which one end of the suction hose 26 is connected is provided at the rear end of the hood 25 (the right side in FIG. 2). At the other end of the suction hose 26,
A suction pump (not shown) is connected.

【００１５】連結部２５ｂに近い側の軸受部２３には、
回転止め２７が取り付けられている。回転止め２７は、
樹脂製であり、僅かな圧入状態でかつ貫通状態で軸受部
２３に支持されている。回転止め２７は、その後端部に
操作者が指で操作するための摘み部を、またその前端部
にタービン２４に圧接するための圧接部をそれぞれ有し
てれている。The bearing portion 23 on the side closer to the connecting portion 25b includes:
A rotation stopper 27 is attached. The rotation stopper 27 is
It is made of resin and is supported by the bearing portion 23 in a slightly press-fitted state and in a penetrating state. The rotation stopper 27 has a knob at its rear end that is operated by an operator's fingers, and a pressure contact section at its front end for contacting the turbine 24 with pressure.

【００１６】図１において、制御装置５は、ＣＲＴ３０
と、操作パネル３１と、制御ユニット３２とを有してい
る。操作パネル３１には、ジョイスティックや種々のボ
タンが設けられている。また、制御ユニット３２内には
、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成されるマイクロコ
ンピュータ（図示せず）が設けられている。このマイク
ロコンピュータによって、顕微鏡２、駆動装置３，４、
ＣＲＴ３０、吸引ポンプ（図示せず）等が制御される。In FIG. 1, the control device 5 includes a CRT 30
, an operation panel 31 , and a control unit 32 . The operation panel 31 is provided with a joystick and various buttons. Further, a microcomputer (not shown) including a CPU, ROM, RAM, etc. is provided within the control unit 32. By this microcomputer, the microscope 2, drive devices 3, 4,
The CRT 30, suction pump (not shown), etc. are controlled.

【００１７】次に、上述の実施例の動作を説明する。操
作パネル３１からの指令に基づいて、図１に示すマイク
ロマニピュレータが動作する際、本発明の一実施例とし
ての微小器具１６は、次のように動作する。Next, the operation of the above embodiment will be explained. When the micromanipulator shown in FIG. 1 operates based on commands from the operation panel 31, the microinstrument 16 as an embodiment of the present invention operates as follows.

【００１８】駆動装置４がアーム１４を駆動すれば、微
小器具１６はそれに伴ってＸＹＺ軸方向に移動する。カ
ッター２０を駆動する場合には、吸引ホース２６を通じ
て吸引ポンプ（図示せず）により吸引動作が行われる。 これにより、フード２５の開口２５ａから矢印のように
外気が吸引され、それに伴ってタービン２４が回転する
。これにより、回転軸１９を介してカッター２０が回転
する。カッター２０の回転を停止させる場合には、吸引
ポンプを停止する。この場合には、カッター２０が回転
することによって、比較的固い被処理物に対してでも、
切断が迅速かつ精度良く行える。なお、タービン２４は
吸引エアによって駆動されるので、雑菌によるコンタミ
ネーションの心配はない。When the drive device 4 drives the arm 14, the micro instrument 16 moves in the X, Y, and Z axis directions accordingly. When driving the cutter 20, a suction operation is performed by a suction pump (not shown) through the suction hose 26. As a result, outside air is sucked in from the opening 25a of the hood 25 as shown by the arrow, and the turbine 24 rotates accordingly. As a result, the cutter 20 rotates via the rotating shaft 19. When stopping the rotation of the cutter 20, the suction pump is stopped. In this case, by rotating the cutter 20, even relatively hard objects can be processed.
Cutting can be done quickly and accurately. Note that since the turbine 24 is driven by suction air, there is no fear of contamination by bacteria.

【００１９】回転軸１９を支持台２２に対し固定する場
合には、回転止め２７をタービン２４に当接させる。こ
れにより、回転軸１９は支持台２２に固定された状態と
なる。回転軸１９の固定を解除する場合には、回転止め
２７を引き出してタービン２４から離す。When the rotating shaft 19 is fixed to the support base 22, the rotation stopper 27 is brought into contact with the turbine 24. As a result, the rotating shaft 19 is fixed to the support base 22. To release the fixation of the rotating shaft 19, the rotation stopper 27 is pulled out and separated from the turbine 24.

【００２０】図２に示す微小器具１６の処理部１７に代
えて、図３及び図４に示す微小器具１６を使用してもよ
い。図３に示す微小器具１６では、タービン２４が固定
された回転軸４０の先端が錐４１となっている。この場
合には、錐４１をその軸線方向に移動させるだけでなく
、回転させることによって、比較的固い被処理物に対し
ても穿孔を迅速かつ精度良く形成し得る。In place of the processing section 17 of the micro instrument 16 shown in FIG. 2, the micro instrument 16 shown in FIGS. 3 and 4 may be used. In the micro instrument 16 shown in FIG. 3, the tip of the rotating shaft 40 to which the turbine 24 is fixed is a cone 41. In this case, by not only moving the awl 41 in its axial direction but also rotating it, a hole can be formed quickly and accurately even in a relatively hard workpiece.

【００２１】図４に示す微小器具１６は、タービン２４
が固定された回転軸４２の先端が捕捉針４２となってい
る。この場合には、回転軸４２及び捕捉針４３は中空で
あり、この後端（図示しない右上端）に吸引装置が接続
されている。この場合には、吸引装置による吸引動作に
基づいて、捕捉針４３の先端に細胞（被処理物Ｓ）が捕
捉される。ここでは、フード２５を支持台２２から取り
外し、タービン２４を操作者が指で回動させることによ
り、被処理物Ｓを回動させ得る。また、回転止め２７（
図２）によってタービン２４を固定することにより、被
処理物Ｓを固定できる。これにより、他方の微小器具に
よる被処理物Ｓの加工がしやすくなる。The micro instrument 16 shown in FIG.
The tip of the rotating shaft 42 to which is fixed serves as the capture needle 42. In this case, the rotation shaft 42 and the capture needle 43 are hollow, and a suction device is connected to the rear end (upper right end, not shown). In this case, cells (material to be processed S) are captured at the tip of the capture needle 43 based on the suction operation by the suction device. Here, the object to be processed S can be rotated by removing the hood 25 from the support base 22 and rotating the turbine 24 with the operator's fingers. In addition, the rotation stopper 27 (
By fixing the turbine 24 according to FIG. 2), the workpiece S can be fixed. This makes it easier to process the workpiece S using the other microinstrument.

【００２２】[0022]

【発明の効果】本発明に係るマイクロマニピュレータ用
微小器具は、処理部が駆動部により回転駆動されるよう
になっている。したがって、本発明によれば、比較的固
い被処理物に対してでも加工が迅速かつ精度良く行える
。[Effects of the Invention] In the microinstrument for a micromanipulator according to the present invention, the processing section is rotatably driven by the drive section. Therefore, according to the present invention, even a relatively hard workpiece can be processed quickly and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】本発明の一実施例が採用されたマイクロマニピ
ュレータの正面概略図。FIG. 1 is a schematic front view of a micromanipulator employing an embodiment of the present invention.

【図２】その微小器具の縦断面部分図。FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view of the microinstrument.

【図３】別の実施例の縦断面部分図。FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view of another embodiment.

【図４】さらに別の実施例の縦断面部分図。FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view of yet another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１６　　微小器具 １７　　処理部 １８　　駆動部 16 Micro instruments 17 Processing section 18 Drive section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】微小な被処理物に処理を施すためのマイク
ロマニピュレータ用微小器具であって、前記被処理物に
対し処理を施す処理部と、前記処理部を回転駆動する駆
動部と、を備えたマイクロマニピュレータ用微小器具。1. A micro-instrument for a micromanipulator for processing a minute object to be processed, comprising a processing section for processing the object to be processed, and a drive section for rotationally driving the processing section. A micro-instrument for micromanipulators.