WO2021019625A1 - 細胞ピッキング装置 - Google Patents

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WO2021019625A1
WO2021019625A1 PCT/JP2019/029515 JP2019029515W WO2021019625A1 WO 2021019625 A1 WO2021019625 A1 WO 2021019625A1 JP 2019029515 W JP2019029515 W JP 2019029515W WO 2021019625 A1 WO2021019625 A1 WO 2021019625A1
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WO
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suction
unit
rack
control
sample
Prior art date
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PCT/JP2019/029515
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English (en)
French (fr)
Inventor
明莉 武田
善丈 山本
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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Priority to JP2021536469A priority patent/JP7226556B2/ja
Priority to PCT/JP2019/029515 priority patent/WO2021019625A1/ja
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    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/103—General features of the devices using disposable tips

Definitions

  • the present invention relates to a cell picking device.
  • a rack holding a plurality of replacement pipette tips is arranged in the vicinity of the suction portion.
  • the suction section moves above one of the plurality of pipette tips held in the rack.
  • the suction portion rises and moves from above the rack to the outside of the rack.
  • the suction part can be raised sufficiently, no collision will occur between the pipette tip attached to the suction part and another pipette tip held in the rack.
  • the amount of vertical movement of the suction unit may be limited. In such a case, since the suction portion cannot be raised sufficiently, a collision may occur between the pipette tip attached to the suction portion and another pipette tip held in the rack.
  • An object of the present invention is to provide a cell picking device capable of preventing a collision of pipette tips.
  • a support portion for supporting a rack having a plurality of holes for holding a plurality of pipette tips, a suction portion used for sucking a sample, and the suction portion are moved in the vertical direction and described above.
  • the drive unit that relatively moves the suction portion and the support portion in the horizontal direction and one of the plurality of pipette tips held in the rack are sucked by the vertical movement of the suction portion.
  • the control unit includes a control unit that is attached to the unit and controls the drive unit so that the suction unit moves to the outside of the rack by the relative movement of the suction unit and the support unit.
  • the suction portion is located along the region between the plurality of holes in the rack, with the lower end of the pipette tip attached to the suction portion located below the upper end of the other pipette tip held in the rack.
  • the present invention relates to a cell picking device that controls the driving unit so as to move from above the rack to the outside of the rack through above the region between the plurality of holes.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a cell picking device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the suction device of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the rack.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining attachment of the tip to the suction portion and movement of the suction portion.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining attachment of the tip to the suction portion and movement of the suction portion.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining attachment of the tip to the suction portion and movement of the suction portion.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining attachment of the tip to the suction portion and movement of the suction portion.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the movement of the suction portion in the reference example.
  • FIG. 9 is a plan view for explaining the movement of the suction portion in the reference example.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the movement of the suction portion in the comparative example.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the movement of the suction portion in the comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a cell suction operation by the suction device.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a cell ejection operation by the suction device.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a cell ejection operation by the suction device.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the control unit of FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of an algorithm for cell containment processing executed by the control unit.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the cell suction processing algorithm of FIG. 16 executed by the suction processing unit.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the cell discharge processing algorithm of FIG. 16 executed by the discharge processing unit.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a cell picking device according to an embodiment of the present invention.
  • the cell picking device 100 includes a suction device 10, an observation device 20, a plate changer 30, and a control unit 50.
  • the cell picking device 100 is provided with a sample container 110, a culture plate 120, and a rack 130.
  • the sample container 110 is, for example, a petri dish and stores a sample containing cells.
  • the culture plate 120 is a multi-well plate in which a plurality of wells 121 are arranged, and is used for culturing cells.
  • the rack 130 holds a plurality of replacement pipette tips 131 (hereinafter, simply referred to as replacement tips 131). In this example, 24 wells 121 are arranged in 4 rows ⁇ 6 columns on the culture plate 120. Further, in the rack 130, 96 replacement chips 131 are held in a state of being arranged in 8 rows ⁇ 12 columns.
  • the suction device 10 includes a pipette type suction unit 11. Any replacement tip 131 held in the rack 130 is attached to the tip of the suction portion 11. (Hereinafter, the replacement tip 131 attached to the suction section 11 is simply referred to as a tip 12.)
  • the suction device 10 sucks the cells in the sample container 110 through the tip 12 and into any well 121 of the culture plate 120. Discharge (seed). After that, the same operation is repeated using the new replacement tip 131 and the well 121.
  • the detailed configuration and operation of the suction device 10 will be described later.
  • the observation device 20 includes a stage 21, a lighting unit 22, an imaging unit 23, and a microscope unit 24, and is arranged so as to be adjacent to the suction device 10.
  • a sample container 110 is placed on the stage 21.
  • the lighting unit 22 is arranged above the stage 21.
  • the illumination unit 22 includes a light source such as a light emitting diode and illuminates the sample container 110 placed on the stage 21.
  • the stage 21 is translucent. Alternatively, the stage 21 may be formed with an opening through which the light from the illumination unit 22 passes downward.
  • the imaging unit 23 is arranged below the stage 21.
  • the image pickup unit 23 includes a plurality of lenses, a camera, and the like, and takes an image while enlarging the sample in the sample container 110 illuminated by the illumination unit 22.
  • the microscope unit 24 includes an eyepiece, a lens barrel, an objective lens, and the like, and is used by the user when magnifying and observing the sample in the sample container 110 placed on the stage 21.
  • the plate changer 30 is an optional device arranged so as to face the observation device 20 with the suction device 10 interposed therebetween, and is configured to be removable from the suction device 10.
  • the plate changer 30 includes a base 31, a vertical shaft 32, a support 33, and a drive 34.
  • the vertical shaft 32 is provided so as to extend in the vertical direction in the base 31.
  • the upper part of the vertical shaft 32 protrudes from the base 31.
  • the support portion 33 is, for example, a plate member having a disk shape, and is attached to the upper end of the vertical shaft 32 in a horizontal posture.
  • the culture plate 120 and the rack 130 are supported on the support portion 33.
  • the drive unit 34 includes the rotating unit 35 and the moving unit 36, and is connected to the support unit 33 via the vertical shaft 32 in the base 31.
  • the rotating portion 35 includes, for example, an electric motor, and rotates the supporting portion 33 in a horizontal plane. As a result, the culture plate 120 and the rack 130 supported by the support portion 33 are selectively moved to the vicinity of the suction device 10.
  • the suction device 10 discharges the cells into any of the wells 121
  • the culture plate 120 is moved to the vicinity of the suction device 10.
  • the rack 130 is moved to the vicinity of the suction device 10. According to this configuration, it is possible to prevent the moving range of the support portion 33 from becoming large.
  • the moving portion 36 includes, for example, a stepping motor, and moves the supporting portion 33 in parallel in the horizontal plane. Specifically, the moving unit 36 moves any well 121 of the culture plate 120 or any replacement tip 131 of the rack 130 to a position accessible to the suction unit 11 (eg, below the suction unit 11). This makes it possible to discharge the cells from the suction device 10 to the well 121 or attach the replacement tip 131 to the suction unit 11.
  • the control unit 50 is, for example, a personal computer, and includes a CPU (central processing unit), a memory, and the like.
  • the control unit 50 may be a microcomputer provided in each of the suction device 10 and the plate changer 30.
  • the control unit 50 controls the operations of the suction device 10 and the plate changer 30.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the suction device 10 of FIG.
  • the suction device 10 includes a suction unit 11, a tip 12, a holder 13, a base 14, a vertical shaft 15, and a drive unit 16.
  • the drive unit 16 includes rotating units 17 and 18 and a suction drive unit 19.
  • the holder 13 holds the suction unit 11 in the suction drive unit 19.
  • the vertical shaft 15 is provided on the upper surface of the base 14 so as to extend in the vertical direction.
  • the rotating portion 17 includes, for example, an electric motor, and is rotatably attached to the upper end of the vertical shaft 15 in a horizontal plane.
  • the rotating portion 18 includes, for example, an electric motor and is rotatably attached to the rotating portion 17 in a vertical plane.
  • the rotating portion 17 and the rotating portion 18 may be configured by a single electric motor or the like that can rotate in a horizontal plane and in a vertical plane.
  • the suction drive unit 19 includes, for example, a stepping motor, and is attached to the rotating unit 18 so as to be able to advance and retreat along a predetermined direction (vertical direction in a state where the rotating unit 18 is not rotating in a vertical plane). Further, the suction driving unit 19 includes a suction mechanism, and is configured to be able to suck and discharge cells from the suction unit 11. Further, the suction drive unit 19 includes a tip removing mechanism, and the tip 12 can be removed from the tip of the suction unit 11.
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the rack 130.
  • the rack 130 has a rectangular shape in a plan view.
  • the short side direction of the rectangular rack 130 is referred to as a row direction
  • the long side direction is referred to as a column direction.
  • the short side direction or row direction is an example of the first direction
  • the long side direction or column direction is an example of the second direction.
  • the rack 130 is provided with 96 holes 132 arranged in 8 rows ⁇ 12 columns. Thereby, a strip-shaped region B1 extending in the column direction is defined between each of the two holes 132 adjacent to each other in the row direction. Further, a band-shaped region B2 extending in the row direction is defined between each of the two holes 132 adjacent to each other in the column direction. A replacement tip 131 is held in each hole 132.
  • FIG. 4 to 7 are diagrams for explaining the attachment of the tip 12 to the suction unit 11 and the movement of the suction unit 11.
  • the tip of the suction unit 11 is above the replacement chip 131 of the plurality of replacement chips 131 held in the rack 130.
  • the suction unit 11 moves so as to be positioned.
  • FIG. 5 as the suction portion 11 descends, the replacement tip 131 is attached to the tip of the suction portion 11 as a tip 12. Subsequently, as shown in FIG. 6, the suction unit 11 rises.
  • the suction unit 11 is positioned below the upper end of the other replacement chip 131 held by the rack 130, with the lower end of the chip 12 attached to the suction unit 11 being positioned below the upper end of the rack 130. It moves horizontally from above the rack 130 to the outside of the rack 130.
  • the suction unit 11 passes along the region between the plurality of holes 132 of the rack 130 and above the region between the plurality of holes 132. ..
  • the suction portion 11 passes along the strip-shaped region B2 and above the strip-shaped region B2, as shown by the thick dotted arrow in FIG.
  • the suction portion 11 may pass along the band-shaped region B1 and above the band-shaped region B1 instead of the band-shaped region B2.
  • the lower end of the tip 12 attached to the suction portion 11 is attached to the suction portion 11 even though the lower end is located below the upper end of the other replacement tip 131 held by the rack 130.
  • the suction unit 11 can be moved from above the rack 130 to the outside of the rack 130 with simple control without the tip 12 colliding with another replacement tip 131 held in the rack 130. Further, since the moving distance of the suction unit 11 in the vertical direction is short, the movement of the suction unit 11 from above the rack 130 to the outside of the rack 130 can be speeded up.
  • the suction unit 11 and the rack 130 may be relatively moved in the horizontal plane. Therefore, the rack 130 may be moved without moving the suction portion 11 in the horizontal plane. In this example, the rack 130 is moved in the horizontal plane by the moving portion 36 of FIG.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the movement of the suction unit 11 in the reference example.
  • 10 and 11 are diagrams for explaining the movement of the suction unit 11 in the comparative example.
  • the amount of movement of the suction portion 11 in the vertical direction is sufficiently large.
  • the suction portion 11 can be raised so that the tip of the tip 12 attached to the suction portion 11 is located above the upper end of the replacement tip 131 held by the rack 130. it can.
  • the suction unit 11 does not have to pass along the region between the plurality of holes 132 of the rack 130 and above the region between the plurality of holes 132 in the state where the chip 12 is attached. .. That is, as shown by the thick dotted arrow in FIG. 9, the suction portion 11 may pass above the hole 132 of the rack 130 so as to cross the hole 132 in the state where the chip 12 is attached. Even in this case, the suction portion 11 is moved from above the rack 130 to the outside of the rack 130 without colliding with the other replacement chips 131 held in the rack 130. Can be done.
  • the suction device 10 and the observation device 20 are shown so as to be sufficiently separated from each other in order to facilitate visual recognition.
  • a part of the suction drive unit 19 of the suction device 10 is located below a support member (not shown) for supporting the illumination unit 22 of the observation device 20. Therefore, in order to prevent the suction driving unit 19 from interfering with the support member, the amount of movement of the suction unit 11 in the vertical direction is limited. Specifically, the amount of movement of the suction unit 11 in the vertical direction is smaller than the axial length of the tip 12.
  • the suction portion 11 in the state where the tip 12 is attached moves by passing above the hole 132 so as to cross any hole 132 in the comparative example. Think of it as. Even in this configuration, when the replacement tip 131 is not held in the hole 132, the tip 12 and the replacement tip 131 do not collide with each other as shown in FIG. However, when the replacement tip 131 is held in the hole 132, a collision between the tip 12 and the replacement tip 131 occurs, as shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a cell suction operation by the suction device.
  • the sample container 110 placed on the stage 21 contains a liquid sample 1 having a predetermined volume.
  • Sample 1 contains cells 2 to be aspirated.
  • the cells 2 are adsorbed on the bottom surface of the sample container 110 at substantially the center of the sample container 110.
  • the microscope unit 24 is not shown.
  • the rotating unit 17 rotates in a horizontal plane so that the suction unit 11 and the chip 12 face the observation device 20. Further, the rotating portion 18 rotates in the vertical plane so that the tip 12 attached to the suction portion 11 is tilted at a predetermined angle.
  • the suction drive unit 19 moves toward the tip along the axial direction of the chip 12. As a result, the tip of the chip 12 comes into contact with the cell 2. By operating the suction mechanism of the suction drive unit 19 in this state, the cells 2 adsorbed on the bottom surface of the sample container 110 are sucked into the chip 12.
  • FIGS. 13 and 14 are diagrams for explaining the cell discharge operation by the suction device 10.
  • the rotating portion 17 rotates in a horizontal plane so that the suction portion 11 and the tip 12 face the plate changer 30.
  • the rotating portion 35 rotates in the horizontal plane so that the culture plate 120 is located closer to the suction device 10 than the rack 130.
  • the moving portion 36 moves in parallel in the horizontal plane so that any well 121 of the culture plate 120 is located below the chip 12 attached to the suction portion 11.
  • the suction mechanism of the suction drive unit 19 operates, so that the cells 2 in the chip 12 are discharged downward.
  • the discharged cells 2 are housed in the well 121 of the culture plate 120.
  • the chip removal mechanism of the suction driving unit 19 operates to remove the chip 12 from the tip of the suction unit 11.
  • the removed chip 12 is discarded in a disposal section (not shown).
  • the rotating portion 35 rotates in the horizontal plane so that the rack 130 is located closer to the suction device 10 than the culture plate 120. Further, the moving portion 36 moves in parallel in the horizontal plane so that any of the replacement tips 131 held by the rack 130 is located below the tip of the suction portion 11. In this state, the suction drive unit 19 moves downward. In this case, the replacement tip 131 held in the rack 130 is attached to the tip of the suction portion 11 as the tip 12. After that, the chip 12 is moved to the outside of the rack 130 as described above. This makes it possible to repeat the suction operation of the cell 2 in FIG.
  • the order of the wells 121 used for accommodating the cells 2 is registered in advance in the control unit 50.
  • the order of the replacement chips 131 attached to the suction unit 11 is registered in advance in the control unit 50.
  • the suction operation of the cell 2 is repeated, the ejection operation of the cell 2 is repeated using the new replacement tip 131 and the well 121 according to the order of the well 121 and the replacement tip 131 registered in the control unit 50. ..
  • the cells 2 can be automatically and chronologically contained in the plurality of wells 121 of the culture plate 120.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the control unit of FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of an algorithm for cell containment processing executed by the control unit 50.
  • the control unit 50 includes an information acquisition unit 51, a suction processing unit 60, and a discharge processing unit 70 as functional units.
  • the CPU of the control unit 50 executes the cell containment program stored in the memory
  • the functional unit of the control unit 50 is realized.
  • a part or all of the functional units of the control unit 50 may be realized by hardware such as an electronic circuit.
  • the cell containment process will be described with reference to the control unit 50 of FIG. 15 and the flowchart of FIG.
  • the information acquisition unit 51 acquires various information (hereinafter referred to as registration information) registered by the user (step S1).
  • the user can register a position in the sample container 110 where the cell 2 is likely to be present or a position in the vicinity thereof as a suction position.
  • the user can register the selection of "immediately move to the discharge position after picking” or “do not immediately move to the discharge position after picking”.
  • Information about the sample container 110 includes dimensions such as the depth of the sample container 110.
  • Information about the culture plate 120 includes the number of wells 121 and the order of wells 121 used to contain the cells 2.
  • Information about the rack 130 includes the number of replacement tips 131 held and the order of the replacement tips 131 attached to the suction section 11.
  • the cell aspiration process is a process of aspirating cells 2 into the chip 12 from the sample 1 contained in the sample container 110 based on the registration information acquired in step S51.
  • the tip 12 is attached to the suction unit 11 in the initial state, but when the tip 12 is not attached to the suction unit 11 in the initial state, it will be described later between steps S1 and S2. Steps S24 to S26 of FIG. 18 are executed.
  • the cell ejection process is a process of ejecting the cells 2 sucked into the chip 12 in the cell suction process of step S2 into any well 121 of the culture plate 120, and then replacing the chip 12. Details of the cell suction treatment and the cell discharge treatment will be described later. After the cell ejection process, the cell containment process is completed.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the cell suction processing algorithm of FIG. 16 executed by the suction processing unit 60.
  • the suction processing unit 60 includes a traveling unit 61, a suction control unit 63, and a retracting unit 64 as additional functional units.
  • the cell suction process will be described with reference to the suction unit 11 of FIG. 12, the suction processing unit 60 of FIG. 15, and the flowchart of FIG.
  • the advancing unit 61 registers the tip of the tip 12 attached to the suction unit 11 at the position of the sample 1 of the sample container 110 (in step S1) by controlling the rotating units 17 and 18 and the suction driving unit 19. (Suction position) (FIGS. 12, FIG. 4 and step S11).
  • the suction control unit 63 sucks the cells 2 into the chip 12 by controlling the suction drive unit 19 (step S12).
  • the suction control unit 63 determines whether or not to continue suction (step S13). If the continuous suction is not executed, the suction control unit 63 determines that the suction is not continued, and proceeds to step S14. When continuous suction is executed, the suction control unit 63 determines that the suction is continued, and returns to step S12. When continuous suction is repeated, the tip of the tip 12 may be slightly moved.
  • step S14 the retracting unit 64 retracts the chip 12 from the sample 1 by controlling the suction driving unit 19 (step S14).
  • the retracted portion 64 ends the cell suction process.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the cell ejection processing algorithm of FIG. 16 executed by the discharge processing unit 70.
  • the discharge processing unit 70 includes a first position adjusting unit 71, a discharge control unit 72, a removing unit 73, a second position adjusting unit 74, and a mounting unit 75 as further functional units.
  • the cell discharge process will be described with reference to the suction unit 11 of FIGS. 13 and 14, the discharge processing unit 70 of FIG. 15, and the flowchart of FIG.
  • the first position adjusting unit 71 controls the rotating units 17, 18, 35 and the moving unit 36 according to the order of the wells 121 acquired in step S1 to position the suction unit 11 and the culture plate 120. Adjust the relationship (FIG. 13 and step S21). In this case, in the culture plate 120, the well 121 in which the cell 2 should be housed next is located below the tip of the suction portion 11.
  • the discharge control unit 72 discharges the cells 2 in the chip 12 by controlling the suction drive unit 19 (step S22).
  • the cells 2 are housed in the well 121.
  • the removing unit 73 removes the chip 12 from the suction unit 11 by controlling the suction driving unit 19 (step S23).
  • step S24 the second position adjusting unit 74 controls the rotating units 17, 18, 35 and the moving unit 36 according to the order of the replacement inserts 131 acquired in step S1 to control the suction unit 11 and the rack 130.
  • the positional relationship with and is adjusted (FIG. 14 and step S24).
  • the replacement tip 131 to be attached to the suction unit 11 next is located below the tip of the suction unit 11.
  • the attachment unit 75 attaches the above-mentioned replacement tip 131 to the suction unit 11 by controlling the suction drive unit 19 (step S25). Specifically, the replacement tip 131 is attached to the suction section 11 as the tip 12 by moving the suction section 11 downward.
  • the movement control unit 76 moves the suction unit 11 from above the rack 130 to the outside of the rack 130 by controlling the rotating units 17, 18, 35 and the moving unit 36. At this time, the suction unit 11 passes along the region between the plurality of holes 132 of the rack 130 and above the region between the plurality of holes 132. (FIG. 14 and step S26). When the suction unit 11 moves to the outside of the rack 130, the movement control unit 76 ends the cell ejection process.
  • the suction unit 11 can be moved from above the rack 130 to the outside of the rack 130 with simple control.
  • the suction unit 11 can be moved from above the rack 130 to the outside of the rack 130 in a short time.
  • the cell picking device 100 can be miniaturized in the vertical direction.
  • the observation device 20 can be easily provided so as to be adjacent to the suction device 10 without interfering with the suction device 10. Therefore, the user can magnify and observe the sample by using the observation device 20.
  • the suction unit 11 is not configured to be movable in parallel in a horizontal plane, but the embodiment is not limited to this.
  • the suction unit 11 may be configured to be movable in parallel in a horizontal plane.
  • the suction device 10 may be provided with a moving portion similar to the moving portion 36.
  • the first position adjusting unit 71 or the second position adjusting unit 74 may control the moving unit of the suction device 10 instead of the moving unit 36.
  • the plate changer 30 does not have to be provided with the moving portion 36.
  • the drive unit 34 includes the rotating unit 35, but the embodiment is not limited to this.
  • the culture plate 120 and the rack 130 can be selectively moved to the vicinity of the suction device 10 by moving the support portion 33 sufficiently large in the horizontal plane by the moving portion 36, the driving portion 34 rotates.
  • Part 35 may not be included.
  • the cell picking device is A support that supports a rack with multiple holes to hold multiple pipette tips, The suction part used for sucking the sample and A drive unit that moves the suction unit in the vertical direction and relatively moves the suction unit and the support unit in the horizontal direction, and one of the plurality of pipette tips held in the rack.
  • the drive unit is controlled so that the suction unit is attached to the suction unit by moving the suction unit in the vertical direction and the suction unit moves to the outside of the rack by the relative movement of the suction unit and the support unit.
  • the suction unit is located between the plurality of holes in the rack while the lower end of the pipette tip attached to the suction unit is located below the upper end of another pipette tip held in the rack.
  • the drive unit may be controlled to move from above the rack to the outside of the rack along the region and above the region between the plurality of holes.
  • the suction part in the movement of the suction part with the chip attached, the suction part passes along the region between the plurality of holes of the rack and above the region between the plurality of holes.
  • the suction part can be racked without the tip attached to the suction part colliding with other replacement tips held in the rack. It can be moved to the outside of the rack from above.
  • the plurality of holes are formed on the rack at equal intervals in a first direction and a second direction intersecting the first direction.
  • a first band-shaped region extending in the second direction is formed between the two holes adjacent to each other in the first direction of the rack, and between the two holes adjacent to each other in the second direction.
  • a second band-shaped region extending in the first direction is formed.
  • the control unit drives the suction unit so as to move from above the rack to the outside of the rack along the first or second band-shaped region and above the first or second band-shaped region.
  • the unit may be controlled.
  • the suction part can be moved from above the rack to the outside of the rack with simple control without the tip attached to the suction part colliding with other replacement chips held in the rack.
  • a suction device including the suction part and An observation device provided adjacent to the suction device and used for observing the sample may be further provided.
  • the amount of movement of the suction unit in the vertical direction can be limited, so that the observation device can be easily provided so as to be adjacent to the suction device without interfering with the suction device.
  • the user can magnify and observe the sample using the observation device.
  • the drive unit is configured to cause the suction unit to perform a suction operation and a discharge operation under the control of the control unit, and is configured to remove the pipette tip from the suction unit.
  • the control unit has a first control of sucking a sample from a sample container containing a sample into a pipette tip by the suction unit.
  • a second control of discharging the sample sucked into the pipette tip by the suction unit to any well of the culture plate having a plurality of wells.
  • a third control for removing the pipette tip from the suction unit The drive unit may be controlled so as to sequentially perform a fourth control of attaching any of the pipette tips held in the rack to the suction unit.
  • the sample is sucked from the sample container to the pipette tip.
  • the sample is then ejected from the pipette tip into any well of the culture plate.
  • the pipette tip is removed from the suction section and any pipette tip held in the rack is attached to the suction section. This allows the aspirated sample to be automatically contained in any well of the culture plate.
  • the control unit may repeatedly perform the first, second, third, and fourth controls so that the sample is discharged into a well different from the well in which the sample has already been discharged in the second control. ..
  • the sample is sucked from the sample container to the pipette tip.
  • the sample is then ejected from the pipette tip into any well of the culture plate.
  • the pipette tip is removed from the suction section and one of the pipette tips held in the rack is attached to the suction section.
  • the drive unit is configured so that the support unit can rotate.
  • the support further supports the culture plate and
  • the control unit has the culture plate located closer to the suction unit than the rack.
  • the rotation of the support portion by the drive portion may be controlled so that the rack is located closer to the suction portion than the culture plate.
  • the culture plate and the rack can be selectively moved to an accessible position of the suction part without increasing the movement range of the support part.

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Abstract

細胞ピッキング装置は、複数のピペットチップを保持する複数の孔を有するラックを支持する支持部と、試料の吸引に用いられる吸引部と、吸引部を上下方向に移動させるとともに吸引部と支持部とを水平方向において相対的に移動させる駆動部と、ラックに保持された複数のピペットチップのうちいずれかのピペットチップが吸引部の上下方向の移動により吸引部に取り付けられるとともに、吸引部と支持部との相対的な移動により吸引部がラックの外方へ移動するように駆動部を制御する制御部とを備える。制御部は、吸引部に取り付けられたピペットチップの下端がラックに保持された他のピペットチップの上端よりも下方に位置する状態で、吸引部がラックの複数の孔間の領域に沿ってかつ複数の孔間の領域の上方を通してラックの上方からラックの外方へ移動するように駆動部を制御する。

Description

細胞ピッキング装置
　本発明は、細胞ピッキング装置に関する。
　細胞培養容器等の容器から特定の細胞を吸引する場合、作業者は、顕微鏡により対象の細胞の位置を確認しながらピペット等の吸引器具を用いて手作業で当該細胞を吸引する。また、このような作業は熟練を要するため、熟練していない作業者のために、細胞の吸引作業を支援する細胞吸引システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
　特許文献１に記載された細胞吸引システムにおいては、容器に収納された細胞を吸引する管状のチップが吸引部に取り付けられる。チップの先端部が検出部により光学的に検出され、その検出結果に基づいてチップ先端部が特定の細胞内に誘導されるように吸引部が搬送部により３次元的に移動される。
特開２０１６－１１２０１２号公報
　一般に、吸引部の近傍には、交換用の複数のピペットチップが保持されたラックが配置される。吸引部にピペットチップが取り付けられる際には、吸引部がラックに保持された複数のピペットチップのうちいずれかのピペットチップの上方に移動する。この状態で、吸引部が上昇し、ラックの上方からラックの外方に移動する。
　吸引部を十分に上昇させることが可能である場合には、吸引部に取り付けられたピペットチップと、ラックに保持された他のピペットチップとの間での衝突は発生しない。しかしながら、吸引部の駆動部が細胞ピッキング装置の他の構成要素と干渉しないようにするために、吸引部の上下方向の移動量が制限される場合がある。このような場合、吸引部を十分に上昇させることができないので、吸引部に取り付けられたピペットチップとラックに保持された他のピペットチップとの間での衝突が発生する可能性がある。
　本発明の目的は、ピペットチップの衝突を防止することが可能な細胞ピッキング装置を提供することである。
　本発明の一局面に従う態様は、複数のピペットチップを保持する複数の孔を有するラックを支持する支持部と、試料の吸引に用いられる吸引部と、前記吸引部を上下方向に移動させるとともに前記吸引部と前記支持部とを水平方向において相対的に移動させる駆動部と、前記ラックに保持された前記複数のピペットチップのうちいずれかのピペットチップが前記吸引部の上下方向の移動により前記吸引部に取り付けられるとともに、前記吸引部と前記支持部との相対的な移動により前記吸引部が前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記吸引部に取り付けられたピペットチップの下端が前記ラックに保持された他のピペットチップの上端よりも下方に位置する状態で、前記吸引部が前記ラックの前記複数の孔間の領域に沿ってかつ前記複数の孔間の領域の上方を通して前記ラックの上方から前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する細胞ピッキング装置に関する。
　本発明によれば、吸引部に取り付けられたピペットチップの下端がラックに保持された他のピペットチップの上端よりも下方に位置する状態であるにもかかわらず、ピペットチップの衝突を防止することができる。
図１は本発明の一実施の形態に係る細胞ピッキング装置の構成を示す模式図である。 図２は図１の吸引装置の構成を示す模式図である。 図３はラックの構成を示す平面図である。 図４は吸引部へのチップの取り付けおよび吸引部の移動を説明するための図である。 図５は吸引部へのチップの取り付けおよび吸引部の移動を説明するための図である。 図６は吸引部へのチップの取り付けおよび吸引部の移動を説明するための図である。 図７は吸引部へのチップの取り付けおよび吸引部の移動を説明するための図である。 図８は参考例における吸引部の移動を説明するための図である。 図９は参考例における吸引部の移動を説明するための平面図である。 図１０は比較例における吸引部の移動を説明するための図である。 図１１は比較例における吸引部の移動を説明するための図である。 図１２は吸引装置による細胞の吸引動作を説明するための図である。 図１３は吸引装置による細胞の吐出動作を説明するための図である。 図１４は吸引装置による細胞の吐出動作を説明するための図である。 図１５は図１の制御部の構成を示す図である。 図１６は制御部により実行される細胞収容処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。 図１７は吸引処理部により実行される図１６の細胞吸引処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。 図１８は吐出処理部により実行される図１６の細胞吐出処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
　（１）細胞ピッキング装置の構成
　以下、本発明の実施の形態に係る細胞ピッキング装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る細胞ピッキング装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、細胞ピッキング装置１００は、吸引装置１０、観察装置２０、プレートチェンジャ３０および制御部５０を備える。また、細胞ピッキング装置１００には、試料容器１１０、培養プレート１２０およびラック１３０が設けられる。
　試料容器１１０は、例えばシャーレであり、細胞を含む試料を収容する。培養プレート１２０は、複数のウェル１２１が配列されたマルチウェルプレートであり、細胞の培養に用いられる。ラック１３０は、複数の交換用ピペットチップ１３１（以下、単に交換用チップ１３１と呼ぶ。）を保持する。本例では、培養プレート１２０には、２４個のウェル１２１が４行×６列に配列される。また、ラック１３０には、９６個の交換用チップ１３１が８行×１２列に配列された状態で保持される。
　吸引装置１０は、ピペット型の吸引部１１を含む。吸引部１１の先端には、ラック１３０に保持されたいずれかの交換用チップ１３１が取り付けられる。（以下、吸引部１１に取り付けられた交換用チップ１３１を単にチップ１２と呼ぶ。）吸引装置１０は、チップ１２を通して試料容器１１０内の細胞を吸引し、培養プレート１２０のいずれかのウェル１２１に吐出（播種）する。その後、新たな交換用チップ１３１およびウェル１２１を用いて同様の動作が繰り返される。吸引装置１０の詳細な構成および動作については後述する。
　観察装置２０は、ステージ２１、照明部２２、撮像部２３および顕微鏡部２４を含み、吸引装置１０と隣接するように配置される。ステージ２１には、試料容器１１０が載置される。照明部２２は、ステージ２１の上方に配置される。照明部２２は、例えば発光ダイオード等の光源を含み、ステージ２１に載置された試料容器１１０を照明する。なお、ステージ２１は透光性を有する。あるいは、ステージ２１に照明部２２からの光を下方に通過させる開口が形成されていてもよい。
　撮像部２３は、ステージ２１の下方に配置される。撮像部２３は、複数のレンズおよびカメラ等を含み、照明部２２により照明された試料容器１１０内の試料を拡大しつつ撮像する。顕微鏡部２４は、接眼レンズ、鏡筒および対物レンズ等を含み、ステージ２１に載置された試料容器１１０内の試料を拡大観察する際に使用者により用いられる。
　プレートチェンジャ３０は、吸引装置１０を挟んで観察装置２０と対向するように配置されるオプション装置であり、吸引装置１０に着脱可能に構成される。プレートチェンジャ３０は、基台３１、鉛直軸３２、支持部３３および駆動部３４を含む。鉛直軸３２は、基台３１内において上下方向に延びるように設けられる。鉛直軸３２の上部は基台３１から突出する。支持部３３は、例えば円盤形状を有するプレート部材であり、鉛直軸３２の上端に水平姿勢で取り付けられる。支持部３３には、培養プレート１２０およびラック１３０が支持される。
　駆動部３４は、回転部３５および移動部３６を含み、基台３１内において鉛直軸３２を介して支持部３３に接続される。回転部３５は、例えば電動モータを含み、支持部３３を水平面内で回転させる。これにより、支持部３３に支持された培養プレート１２０とラック１３０とが、吸引装置１０の近傍に選択的に移動される。
　具体的には、吸引装置１０が細胞をいずれかのウェル１２１に吐出する際には、培養プレート１２０が吸引装置１０の近傍に移動される。一方、吸引部１１にいずれかの交換用チップ１３１が取り付けられる際には、ラック１３０が吸引装置１０の近傍に移動される。この構成によれば、支持部３３の移動範囲が大きくなることが防止される。
　移動部３６は、例えばステッピングモータを含み、支持部３３を水平面内で平行に移動させる。具体的には、移動部３６は、吸引部１１がアクセス可能な位置（例えば吸引部１１の下方）に培養プレート１２０の任意のウェル１２１またはラック１３０の任意の交換用チップ１３１を移動させる。これにより、吸引装置１０からウェル１２１への細胞の吐出、または吸引部１１への交換用チップ１３１の取り付けを行うことが可能となる。
　制御部５０は、例えばパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ等を含む。あるいは、制御部５０は、吸引装置１０およびプレートチェンジャ３０の各々に設けられたマイクロコンピュータであってもよい。制御部５０は、吸引装置１０およびプレートチェンジャ３０の動作を制御する。
　（２）吸引装置の構成
　図２は、図１の吸引装置１０の構成を示す模式図である。図２に示すように、吸引装置１０は、吸引部１１、チップ１２、保持具１３、基台１４、鉛直軸１５および駆動部１６を含む。駆動部１６は、回転部１７，１８および吸引駆動部１９を含む。保持具１３は、吸引部１１を吸引駆動部１９に保持する。鉛直軸１５は、上下方向に延びるように基台１４の上面に設けられる。
　回転部１７は、例えば電動モータを含み、水平面内において回転可能に鉛直軸１５の上端に取り付けられる。回転部１８は、例えば電動モータを含み、鉛直面内において回転可能に回転部１７に取り付けられる。回転部１７と回転部１８とは、水平面内および鉛直面内において回転可能な単一の電動モータ等により構成されてもよい。
　吸引駆動部１９は、例えばステッピングモータを含み、所定の方向（回転部１８が鉛直面内で回転していない状態における上下方向）に沿って進退可能に回転部１８に取り付けられる。また、吸引駆動部１９は、吸引機構を含み、吸引部１１から細胞を吸引および吐出可能に構成される。さらに、吸引駆動部１９は、チップ取り外し機構を含み、吸引部１１の先端からチップ１２を取り外し可能に構成される。
　（３）チップの取り付けおよび移動
　図３は、ラック１３０の構成を示す平面図である。図３に示すように、ラック１３０は、平面視において矩形状を有する。以下、矩形状のラック１３０の短辺方向を行方向と呼び、長辺方向を列方向と呼ぶ。短辺方向または行方向が第１の方向の例であり、長辺方向または列方向が第２の方向の例である。
　ラック１３０には、８行×１２列に配列された９６個の孔１３２が設けられる。これにより、行方向に隣り合う各２つの孔１３２の間において列方向に延びる帯状領域Ｂ１が定義される。また、列方向に隣り合う各２つの孔１３２の間において行方向に延びる帯状領域Ｂ２が定義される。各孔１３２には、交換用チップ１３１が保持される。
　図４～図７は、吸引部１１へのチップ１２の取り付けおよび吸引部１１の移動を説明するための図である。図４に示すように、吸引部１１にチップ１２が取り付けられる際には、吸引部１１の先端がラック１３０に保持された複数の交換用チップ１３１のうちいずれかの交換用チップ１３１の上方に位置するように吸引部１１が移動する。次に、図５に示すように、吸引部１１が下降することにより、上記の交換用チップ１３１がチップ１２として吸引部１１の先端に取り付けられる。続いて、図６に示すように、吸引部１１が上昇する。
　その後、図７に示すように、吸引部１１に取り付けられたチップ１２の下端がラック１３０に保持された他の交換用チップ１３１の上端よりも下方に位置する状態で、吸引部１１がラック１３０の上方からラック１３０の外方に水平に移動する。ここで、チップ１２が取り付けられた状態の吸引部１１の移動においては、吸引部１１は、ラック１３０の複数の孔１３２間の領域に沿ってかつ複数の孔１３２間の領域の上方を通過する。本例では、吸引部１１は、図３に太い点線の矢印で示すように、帯状領域Ｂ２に沿ってかつ帯状領域Ｂ２の上方を通過する。吸引部１１は、帯状領域Ｂ２ではなく帯状領域Ｂ１に沿ってかつ帯状領域Ｂ１の上方を通過してもよい。
　この構成によれば、吸引部１１に取り付けられたチップ１２の下端がラック１３０に保持された他の交換用チップ１３１の上端よりも下方に位置するにもかかわらず、吸引部１１に取り付けられたチップ１２がラック１３０に保持された他の交換用チップ１３１と衝突することなく、簡単な制御で吸引部１１をラック１３０の上方からラック１３０の外方に移動させることができる。また、吸引部１１の上下方向の移動距離が短いため、ラック１３０の上方からラック１３０の外方への吸引部１１の移動を迅速化することができる。
　なお、吸引部１１とラック１３０とは、水平面内においては相対的に移動されればよい。そのため、水平面内において吸引部１１が移動されずに、ラック１３０が移動されてもよい。本例では、図１の移動部３６により水平面内においてラック１３０が移動される。
　（４）参考例および比較例
　図８および図９は、参考例における吸引部１１の移動を説明するための図である。図１０および図１１は、比較例における吸引部１１の移動を説明するための図である。図８の参考例においては、上下方向における吸引部１１の移動量が十分に大きい。この場合、図８に示すように、吸引部１１に取り付けられたチップ１２の先端がラック１３０に保持された交換用チップ１３１の上端よりも上方に位置するように吸引部１１を上昇させることができる。
　そのため、参考例では、吸引部１１は、チップ１２が取り付けられた状態において、ラック１３０の複数の孔１３２間の領域に沿ってかつ複数の孔１３２間の領域の上方を通過しなくてもよい。すなわち、図９の太い点線の矢印で示すように、吸引部１１は、チップ１２が取り付けられた状態において、ラック１３０の孔１３２を横切るように当該孔１３２の上方を通過してもよい。この場合でも、吸引部１１に取り付けられたチップ１２がラック１３０に保持された他の交換用チップ１３１と衝突することなく、吸引部１１をラック１３０の上方からラック１３０の外方に移動させることができる。
　一方で、図１においては、視認を容易にするために吸引装置１０と観察装置２０とが十分に離間して図示されている。しかしながら、実際には、細胞ピッキング装置１００においては、吸引装置１０の吸引駆動部１９の一部は、観察装置２０の照明部２２を支持するための図示しない支持部材の下方に位置する。そのため、吸引駆動部１９が上記の支持部材と干渉しないようにするために、吸引部１１の上下方向の移動量が制限されている。具体的には、吸引部１１の上下方向の移動量は、チップ１２の軸方向の長さより小さい。
　上記の制限がある場合において、参考例と同様に、チップ１２が取り付けられた状態の吸引部１１がいずれかの孔１３２を横切るように当該孔１３２の上方を通過して移動することを比較例として考える。この構成においても、当該孔１３２に交換用チップ１３１が保持されていない場合には、図１０に示すように、チップ１２と交換用チップ１３１との衝突は発生しない。しかしながら、当該孔１３２に交換用チップ１３１が保持されている場合には、図１１に示すように、チップ１２と交換用チップ１３１との衝突が発生する。
　（５）細胞の吸引動作
　図１２は、吸引装置による細胞の吸引動作を説明するための図である。図１２に示すように、ステージ２１に載置された試料容器１１０には、所定容量の液体状の試料１が収容されている。試料１には、吸引対象の細胞２が含まれる。細胞２は、試料容器１１０の略中央部において、試料容器１１０の底面に吸着されている。なお、図１２においては、顕微鏡部２４の図示が省略されている。
　細胞の吸引動作時には、吸引部１１およびチップ１２が観察装置２０の方を向くように回転部１７が水平面内で回転する。また、吸引部１１に取り付けられたチップ１２が所定の角度に傾斜するように回転部１８が鉛直面内で回転する。
　次に、吸引駆動部１９がチップ１２の軸方向に沿って先端方向に移動する。これにより、チップ１２の先端が細胞２に接触する。この状態で吸引駆動部１９の吸引機構が動作することにより、試料容器１１０の底面に吸着されていた細胞２がチップ１２に吸引される。
　（６）細胞の吐出動作
　図１３および図１４は、吸引装置１０による細胞の吐出動作を説明するための図である。図１３に示すように、細胞の吐出動作時には、吸引部１１およびチップ１２がプレートチェンジャ３０の方を向くように回転部１７が水平面内で回転する。また、培養プレート１２０がラック１３０よりも吸引装置１０の近傍に位置するように回転部３５が水平面内で回転する。さらに、培養プレート１２０のいずれかのウェル１２１が吸引部１１に取り付けられたチップ１２の下方に位置するように移動部３６が水平面内で平行に移動する。
　この状態で、吸引駆動部１９の吸引機構が動作することにより、チップ１２内の細胞２が下方に吐出される。これにより、吐出された細胞２が培養プレート１２０の上記のウェル１２１に収容される。チップ１２から細胞２が吐出された後、吸引駆動部１９のチップ取り外し機構が動作することにより、吸引部１１の先端からチップ１２が取り外される。取り外されたチップ１２は、図示しない廃棄部に廃棄される。
　その後、図１４に示すように、ラック１３０が培養プレート１２０よりも吸引装置１０の近傍に位置するように回転部３５が水平面内で回転する。また、ラック１３０に保持されたいずれかの交換用チップ１３１が吸引部１１の先端の下方に位置するように移動部３６が水平面内で平行に移動する。この状態で、吸引駆動部１９が下方に移動する。この場合、ラック１３０に保持された上記の交換用チップ１３１がチップ１２として吸引部１１の先端に取り付けられる。その後、上記のようにチップ１２がラック１３０の外方に移動される。これにより、図１２における細胞２の吸引動作を繰り返すことが可能になる。
　培養プレート１２０において、細胞２の収容に使用されるウェル１２１の順序は、制御部５０に予め登録されている。同様に、ラック１３０において、吸引部１１に取り付けられる交換用チップ１３１の順序は、制御部５０に予め登録されている。細胞２の吸引動作が繰り返される場合には、制御部５０に登録されたウェル１２１および交換用チップ１３１の順序に従って、新たな交換用チップ１３１およびウェル１２１を用いて細胞２の吐出動作が繰り返される。これにより、細胞２を培養プレート１２０の複数のウェル１２１に自動的にかつ時系列的に収容することができる。
　（７）細胞収容処理
　図１５は、図１の制御部の構成を示す図である。図１６は、制御部５０により実行される細胞収容処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、制御部５０は、機能部として、情報取得部５１、吸引処理部６０および吐出処理部７０を含む。制御部５０のＣＰＵがメモリに記憶された細胞収容プログラムを実行することにより、制御部５０の機能部が実現される。制御部５０の機能部の一部または全部が電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。以下、図１５の制御部５０および図１６のフローチャートを用いて細胞収容処理を説明する。
　まず、情報取得部５１は、使用者により登録された種々の情報（以下、登録情報と呼ぶ。）を取得する（ステップＳ１）。使用者は、試料容器１１０において細胞２が存在する可能性が高い位置またはその近傍の位置を吸引位置として登録することができる。また、使用者は、「ピッキング後に吐出位置にすぐに移動する」または「ピッキング後に吐出位置にすぐに移動しない」の選択を登録することができる。
　さらに、使用者は、試料容器１１０、培養プレート１２０およびラック１３０に関する情報を登録することができる。試料容器１１０に関する情報は、試料容器１１０の深さ等の寸法を含む。培養プレート１２０に関する情報は、ウェル１２１の数、および細胞２の収容に使用されるウェル１２１の順序を含む。ラック１３０に関する情報は、保持された交換用チップ１３１の数、および吸引部１１に取り付けられる交換用チップ１３１の順序を含む。
　次に、吸引処理部６０は、細胞吸引処理を実行する（ステップＳ２）。細胞吸引処理は、ステップＳ５１で取得された登録情報に基づいて、試料容器１１０に収容された試料１からチップ１２内に細胞２を吸引する処理である。なお、本例では、初期状態において吸引部１１にチップ１２が取り付けられているが、初期状態において吸引部１１にチップ１２が取り付けられていない場合には、ステップＳ１とステップＳ２との間に後述する図１８のステップＳ２４～Ｓ２６が実行される。
　続いて、吐出処理部７０は、細胞吐出処理を実行する（ステップＳ３）。細胞吐出処理は、ステップＳ２の細胞吸引処理でチップ１２内に吸引された細胞２を培養プレート１２０のいずれかのウェル１２１に吐出した後、チップ１２を取り替える処理である。細胞吸引処理および細胞吐出処理の詳細については後述する。細胞吐出処理の後、細胞収容処理が終了する。
　（８）細胞吸引処理
　図１７は、吸引処理部６０により実行される図１６の細胞吸引処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、吸引処理部６０は、さらなる機能部として、進行部６１、吸引制御部６３および退避部６４を含む。以下、図１２の吸引部１１、図１５の吸引処理部６０および図１７のフローチャートを用いて細胞吸引処理を説明する。
　まず、進行部６１は、回転部１７，１８および吸引駆動部１９を制御することにより、吸引部１１に取り付けられたチップ１２の先端を試料容器１１０の試料１の位置（ステップＳ１で登録された吸引位置）に進行させる（図１２、図４およびステップＳ１１）。
　次に、吸引制御部６３は、吸引駆動部１９を制御することによりチップ１２内に細胞２を吸引する（ステップＳ１２）。
　その後、吸引制御部６３は、吸引を続行するか否かを判定する（ステップＳ１３）。連続吸引が実行されない場合には、吸引制御部６３は吸引を続行しないと判定し、ステップＳ１４に進む。連続吸引が実行される場合には、吸引制御部６３は吸引を続行すると判定し、ステップＳ１２に戻る。連続吸引が繰り返される場合には、チップ１２の先端がわずかに移動されてもよい。
　ステップＳ１４において、退避部６４は、吸引駆動部１９を制御することによりチップ１２を試料１から退避させる（ステップＳ１４）。チップ１２が退避した場合、退避部６４は細胞吸引処理を終了する。
　（９）細胞吐出処理
　図１８は、吐出処理部７０により実行される図１６の細胞吐出処理のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、吐出処理部７０は、さらなる機能部として、第１の位置調整部７１、吐出制御部７２、取り外し部７３、第２の位置調整部７４および取り付け部７５を含む。以下、図１３および図１４の吸引部１１、図１５の吐出処理部７０ならびに図１８のフローチャートを用いて細胞吐出処理を説明する。
　まず、第１の位置調整部７１は、ステップＳ１で取得されたウェル１２１の順序に従って、回転部１７，１８，３５および移動部３６を制御することにより、吸引部１１と培養プレート１２０との位置関係を調整する（図１３およびステップＳ２１）。この場合、培養プレート１２０において次に細胞２が収容されるべきウェル１２１が吸引部１１の先端の下方に位置する。
　次に、吐出制御部７２は、吸引駆動部１９を制御することによりチップ１２内の細胞２を吐出する（ステップＳ２２）。これにより、上記のウェル１２１に細胞２が収容される。続いて、取り外し部７３は、吸引駆動部１９を制御することにより吸引部１１からチップ１２を取り外す（ステップＳ２３）。
　ステップＳ２４において、第２の位置調整部７４は、ステップＳ１で取得された交換用チップ１３１の順序に従って、回転部１７，１８，３５および移動部３６を制御することにより、吸引部１１とラック１３０との位置関係を調整する（図１４およびステップＳ２４）。この場合、ラック１３０において次に吸引部１１に取り付けられるべき交換用チップ１３１が吸引部１１の先端の下方に位置する。
　次に、取り付け部７５は、吸引駆動部１９を制御することにより吸引部１１に上記の交換用チップ１３１を取り付ける（ステップＳ２５）。具体的には、吸引部１１が下方に移動されることにより吸引部１１に交換用チップ１３１がチップ１２として取り付けられる。
　次に、移動制御部７６は、回転部１７，１８，３５および移動部３６を制御することにより、吸引部１１をラック１３０の上方からラック１３０の外方に移動させる。このとき、吸引部１１は、ラック１３０の複数の孔１３２間の領域に沿ってかつ複数の孔１３２間の領域の上方を通過する。（図１４およびステップＳ２６）。吸引部１１がラック１３０の外方に移動した場合、移動制御部７６は、細胞吐出処理を終了する。
　（１０）効果
　この細胞ピッキング装置１００において、チップ１２が取り付けられた状態の吸引部１１の移動においては、吸引部１１は、帯状領域Ｂ１またはＢ２に沿ってかつ帯状領域Ｂ１またはＢ２の上方を通過する。
　この構成によれば、吸引部１１の上下方向の移動が制限される場合でも、吸引部１１に取り付けられたチップ１２がラック１３０に保持された他の交換用チップ１３１と衝突することはない。これにより、簡単な制御で吸引部１１をラック１３０の上方からラック１３０の外方に移動させることができる。
　また、吸引部１１を上下方向に大きく移動させる必要がないので、吸引部１１をラック１３０の上方からラック１３０の外方に短時間で移動させることができる。また、細胞ピッキング装置１００を上下方向に小型化することができる。
　さらに、吸引部１１の上下方向の移動量を制限することができるので、吸引装置１０と干渉することなく吸引装置１０と隣接するように観察装置２０を容易に設けることができる。そのため、使用者は、観察装置２０を用いて試料を拡大観察することができる。
　（１１）他の実施の形態
　（ａ）上記実施の形態において、吸引部１１は水平面内で平行に移動可能に構成されていないが、実施の形態はこれに限定されない。吸引部１１は水平面内で平行に移動可能に構成されてもよい。具体的には、移動部３６と同様の移動部が吸引装置１０に設けられてもよい。この場合、第１の位置調整部７１または第２の位置調整部７４は、移動部３６に代えて吸引装置１０の移動部を制御してもよい。また、プレートチェンジャ３０に移動部３６が設けられなくてもよい。
　（ｂ）上記実施の形態において、駆動部３４は回転部３５を含むが、実施の形態はこれに限定されない。移動部３６により支持部３３を水平面内で十分に大きく移動させることにより、培養プレート１２０とラック１３０とを吸引装置１０の近傍に選択的に移動させることができる場合には、駆動部３４は回転部３５を含まなくてもよい。
　（１２）態様
　上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
　（第１項）　一態様に係る細胞ピッキング装置は、
　複数のピペットチップを保持する複数の孔を有するラックを支持する支持部と、
　試料の吸引に用いられる吸引部と、
　前記吸引部を上下方向に移動させるとともに前記吸引部と前記支持部とを水平方向において相対的に移動させる駆動部と、前記ラックに保持された前記複数のピペットチップのうちいずれかのピペットチップが前記吸引部の上下方向の移動により前記吸引部に取り付けられるとともに、前記吸引部と前記支持部との相対的な移動により前記吸引部が前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記吸引部に取り付けられたピペットチップの下端が前記ラックに保持された他のピペットチップの上端よりも下方に位置する状態で、前記吸引部が前記ラックの前記複数の孔間の領域に沿ってかつ前記複数の孔間の領域の上方を通して前記ラックの上方から前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御させてもよい。
　この細胞ピッキング装置において、チップが取り付けられた状態の吸引部の移動においては、吸引部は、ラックの複数の孔間の領域に沿ってかつ複数の孔間の領域の上方を通過する。
　この構成によれば、吸引部の上下方向の移動量が制限されている場合でも、吸引部に取り付けられたチップがラックに保持された他の交換用チップと衝突することなく、吸引部をラックの上方からラックの外方に移動させることができる。
　（第２項）　第１項に記載の細胞ピッキング装置において、
　前記複数の孔は、第１の方向および前記第１の方向に交差する第２の方向に等間隔に前記ラック上に形成され、
　前記ラックの前記第１の方向に隣り合う各２つの孔の間において前記第２の方向に延びる第１の帯状領域が形成され、前記第２の方向に隣り合う各２つの前記孔の間において前記第１の方向に延びる第２の帯状領域が形成され、
　前記制御部は、前記吸引部が前記第１または第２の帯状領域に沿ってかつ前記第１または第２の帯状領域の上方を通して前記ラック上方から前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御させてもよい。
　この場合、吸引部に取り付けられたチップがラックに保持された他の交換用チップと衝突することなく、簡単な制御で吸引部をラックの上方からラックの外方に移動させることができる。
　（第３項）　第１または２項に記載の細胞ピッキング装置において、
　前記吸引部を含む吸引装置と、
　前記吸引装置と隣接して設けられ、試料の観察に用いられる観察装置とをさらに備えてもよい。
　この構成によれば、吸引部の上下方向の移動量を制限することができるので、吸引装置と干渉することなく吸引装置と隣接するように観察装置を容易に設けることができる。
　そのため、使用者は、観察装置を用いて試料を拡大観察することができる。
　（第４項）　第１または２項に記載の細胞ピッキング装置において、
　前記駆動部は、前記制御部による制御に従って前記吸引部に吸引動作および吐出動作を行なわせるように構成されるとともに、前記吸引部から前記ピペットチップを取り外すように構成され、
　前記制御部は、試料が収容された試料容器から試料をピペットチップに前記吸引部により吸引する第１の制御と、
　前記吸引部により前記ピペットチップに吸引された試料を複数のウェルを有する培養プレートのいずれかのウェルに吐出する第２の制御と、
　前記吸引部から前記ピペットチップを取り外す第３の制御と、
　前記ラックに保持されたいずれかのピペットチップを前記吸引部に取り付ける第４の制御とを順次行うように前記駆動部を制御させてもよい。
　この場合、試料容器からピペットチップに試料が吸引される。その後、ピペットチップから培養プレートのいずれかのウェルに試料が吐出される。また、吸引部からピペットチップが取り外され、ラックに保持されたいずれかのピペットチップが吸引部に取り付けられる。これにより、吸引された試料を自動的に培養プレートいずれかのウェルに収容することができる。
　（第５項）　第４項に記載の細胞ピッキング装置において、
前記制御部は、前記第２の制御において既に試料が吐出されたウェルとは異なるウェルに試料を吐出しするように前記第１、第２、第３および第４の制御を繰り返し行なってもよい。
　この場合、試料容器からピペットチップに試料が吸引される。その後、ピペットチップから培養プレートのいずれかのウェルに試料が吐出される。また、吸引部からピペットチップが取り外され、ラックに保持されたいずれかのピペットチップを吸引部に取り付ける。これらの制御の繰り返しにより、吸引された試料を自動的にかつ連続的に培養プレートの複数のウェルに収容することができる。
　（第６項）　第４項に記載の細胞ピッキング装置において、
　前記駆動部は、前記支持部を回転可能に構成され、
　前記支持部は、前記培養プレートをさらに支持し、
　前記制御部は、前記第２の制御において、前記培養プレートが、前記ラックよりも前記吸引部の近傍に位置し、
　前記第４の制御において、前記ラックが、前記培養プレートよりも前記吸引部の近傍に位置するように前記駆動部による前記支持部の回転を制御させてもよい。
　この場合、支持部の移動範囲を大きくすることなく、吸引部のアクセス可能な位置に培養プレートとラックとを選択的に移動させることができる。

Claims (6)

  1. 複数のピペットチップを保持する複数の孔を有するラックを支持する支持部と、
    　試料の吸引に用いられる吸引部と、
    　前記吸引部を上下方向に移動させるとともに前記吸引部と前記支持部とを水平方向において相対的に移動させる駆動部と、
    　前記ラックに保持された前記複数のピペットチップのうちいずれかのピペットチップが前記吸引部の上下方向の移動により前記吸引部に取り付けられるとともに、前記吸引部と前記支持部との相対的な移動により前記吸引部が前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部は、前記吸引部に取り付けられたピペットチップの下端が前記ラックに保持された他のピペットチップの上端よりも下方に位置する状態で、前記吸引部が前記ラックの前記複数の孔間の領域に沿ってかつ前記複数の孔間の領域の上方を通して前記ラックの上方から前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する、細胞ピッキング装置。
  2. 前記複数の孔は、第１の方向および前記第１の方向に交差する第２の方向に等間隔に前記ラック上に形成され、
    　前記ラックの前記第１の方向に隣り合う各２つの孔の間において前記第２の方向に延びる第１の帯状領域が形成され、前記第２の方向に隣り合う各２つの前記孔の間において前記第１の方向に延びる第２の帯状領域が形成され、
    　前記制御部は、前記吸引部が前記第１または第２の帯状領域に沿ってかつ前記第１または第２の帯状領域の上方を通して前記ラック上方から前記ラックの外方へ移動するように前記駆動部を制御する、請求項１記載の細胞ピッキング装置。
  3. 前記吸引部を含む吸引装置と、
    　前記吸引装置と隣接して設けられ、試料の観察に用いられる観察装置とをさらに備える、請求項１または２記載の細胞ピッキング装置。
  4. 前記駆動部は、前記制御部による制御に従って前記吸引部に吸引動作および吐出動作を行わせるように構成されるとともに、前記吸引部から前記ピペットチップを取り外すように構成され、
    　前記制御部は、試料が収容された試料容器から試料をピペットチップに前記吸引部により吸引する第１の制御と、
    　前記吸引部により前記ピペットチップに吸引された試料を複数のウェルを有する培養プレートのいずれかのウェルに吐出する第２の制御と、
    　前記吸引部から前記ピペットチップを取り外す第３の制御と、
    　前記ラックに保持されたいずれかのピペットチップを前記吸引部に取り付ける第４の制御とを順次行うように前記駆動部を制御する、請求項１または２記載の細胞ピッキング装置。
  5. 前記制御部は、前記第２の制御において既に試料が吐出されたウェルとは異なるウェルに試料を吐出しするように前記第１、第２、第３および第４の制御を繰り返し行う、請求項４記載の細胞ピッキング装置。
  6. 前記駆動部は、前記支持部を回転可能に構成され、
    　前記支持部は、前記培養プレートをさらに支持し、
    　前記制御部は、前記第２の制御において、前記培養プレートが、前記ラックよりも前記吸引部の近傍に位置し、
    　前記第４の制御において、前記ラックが、前記培養プレートよりも前記吸引部の近傍に位置するように前記駆動部による前記支持部の回転を制御する、請求項４記載の細胞ピッキング装置。
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