阅读说明：本技术 生物对象物的拾取装置 (Pickup device for biological object ) 是由 坂本大 熊谷京彦 于 2018-12-17 设计创作，主要内容包括：细胞移动装置(S)具备：在其下端安装尖端(10)的头(61)；通过控制头(61)的动作使尖端(10)执行抽吸细胞(C)的抽吸动作的控制部(7)；可以向控制部(7)输入信息的输入部(75)。输入部75将有关容器(2、3)的第一信息、有关培养基的第二信息以及有关细胞的第三信息之中的至少一个信息作为抽吸控制信息(D1)来受理。控制部(7),在执行所述抽吸动作之际,基于抽吸控制信息(D1),控制尖端(10)在上下方向的移动量和/或从抽吸孔(t)向尖端(10)内抽吸细胞(C)以及培养基(L)的抽吸量。(A cell transfer device (S) is provided with: a head (61) having a tip (10) mounted at a lower end thereof; a control unit (7) for causing the tip (10) to perform a cell (C) aspiration operation by controlling the operation of the head (61); an input unit (75) capable of inputting information to the control unit (7). The input unit 75 receives at least one of first information on the containers (2, 3), second information on the culture medium, and third information on the cells as the pumping control information (D1). And a control unit (7) which controls the amount of movement of the tip (10) in the vertical direction and/or the amount of suction of the cells (C) and the culture medium (L) from the suction hole (t) into the tip (10) based on the suction control information (D1) when the suction operation is performed.)

生物对象物的拾取装置

技术领域

本发明涉及一种利用抽吸用尖端从容器中拾取被收容在所述容器中的例如细胞或细胞块的生物对象物的拾取装置。

背景技术

例如，在医疗或生物学的研究用途中，有时会进行在移动源容器分选细胞或细胞块等生物对象物，并将所分选的生物对象物移动到移动目的地容器中的作业。作为所述移动源容器，例如，例如有试图分别收容生物对象物的具有多个孔的孔板、或具有让多个生物对象物附着的平坦的底面的培养皿等。

在所述移动作业过程中进行以下的作业，用摄像装置对被收容在所述移动目的地容器中的生物对象物进行摄像，基于所获得的图像分选所期望的生物对象物胞，用尖端抽吸(拾取)所分选的生物对象物并将其移载到移动目的地容器(例如，专利文献1)。所述尖端在其下端具备生物对象物的抽吸孔，被安装在可沿着水平方向以及上下方向移动的头。所述头具备在所述抽吸孔产生抽吸力的抽吸机构。

在用尖端抽吸生物对象物之际，执行使所述头下降从而使所述尖端的抽吸孔接近目标的生物对象物，通过所述抽吸机构在所述抽吸孔产生抽吸力的抽吸系列动作。通过该抽吸系列动作，生物对象物与培养基一起被抽吸到所述尖端内。以往，抽吸系列动作无论容器或培养基的种类、生物对象物的性质等如何，在一定的条件下都执行。即，无论在什么样的条件下都使所述尖端的抽吸孔相对于生物对象物接近一定的距离，以一定的抽吸量进行抽吸。在这种固定的抽吸系列动作过程中，有时会产生对生物对象物的抽吸失败、将多个生物对象物同时抽吸的抽吸错误。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:国际申请公开公报第2015/087371号

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种生物对象物的拾取装置，在用尖端抽吸被收容在容器中的生物对象物之际，可以抑制抽吸错误。

本发明的一个方面涉及的生物对象物的拾取装置包括：被载置有用于收容生物对象物以及培养基的上面开口的容器的基座；被配置在所述基座的上方，可在水平方向以及上下方向移动的头，具有从所述容器抽吸所述生物对象物的抽吸孔的尖端被安装在该头的下端，所述头具备在所述抽吸孔产生抽吸力的抽吸机构；通过控制所述头的动作，使所述尖端执行抽吸所述生物对象物的抽吸动作的控制部；以及，可以向所述控制部输入信息的输入部，其中，所述输入部受理有关所述容器的第一信息、有关所述培养基的第二信息以及有关所述生物对象物的第三信息之中的至少一个信息作为抽吸控制信息，所述控制部，在执行所述抽吸动作之际，基于所述抽吸控制信息控制被安装在所述头的所述尖端在上下方向的移动量和/或从所述抽吸孔向所述尖端内抽吸所述生物对象物以及培养基的抽吸量。

附图说明

图1概要性地表示适用了本发明涉及的生物对象物的拾取装置的细胞移动装置的构成例的示意图。

图2A是安装在头的尖端的剖面图、该尖端的移动机构以及抽吸机构的示意图，图2B是抽吸动作时尖端的剖面图，图2C是图2B的q部的放大图。

图3(A)是尖端的抽吸范围的说明图，图3(B)是表示用尖端对生物对象物的抽吸成功率与高度以及距离之间的关系的示意图。

图4是概要性地表示本实施方式涉及的抽吸系列动作的第一例子的示意图。

图5(A)以及图5(B)是表示上述第一例子的动作的示意图。

图6是概要性地表示抽吸系列动作的第二例子的示意图。

图7A以及7B是表示上述第二例子的动作的示意图。

图8(A)以及图8(B)是概要性地表示抽吸系列动作的第三例子的示意图。

图9是概要性地表示抽吸系列动作的第四例子的示意图。

图10是表示上述细胞移动装置的构成的方框图。

图11是表示在显示部的显示例的示意图。

图12是利用了上述细胞移动装置的细胞拾取动作的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。本发明涉及的生物对象物的拾取装置可以将多个方面的生物对象物作为拾取(抽吸)的对象。作为本发明可以适用的生物对象物可以代表性地例举源自生物体的细胞。这里的源自生物体的细胞例如是造血系细胞或单体化的细胞(single cell)等的单细胞(细胞)、Histoculture或CTOS等的组织碎片(tissue fragment)、球体和类器官等的细胞凝集块、斑马鱼、线虫、受精卵等的单体、2D或3D的菌落(colony)等。此外，作为生物对象物也可以例举组织、微生物、小尺寸的种等。在以下说明的实施方式中，以生物对象物为细胞或者数个至数十万个细胞凝集而成的细胞凝集块(以下统称为“细胞C”)为例。

(细胞移动装置的整体构成)

图1是概要性地表示适用了本发明涉及的生物对象物的拾取装置的细胞移动装置S的整体构成的示意图。在此，示意了使细胞C在两个容器之间、具体而言是在第一容器2或第二容器3与微孔板4之间移动的细胞移动装置S。

细胞移动装置S包含具有作为水平载置面的上面的透光性的基座1、配置在基座1的下方侧的相机单元5、配置在基座1的上方侧的头单元6。在基座1的第一载置位置P1载置有具备格子状的孔的第一容器2或培养皿型的第二容器3的其中之一，在第二载置位置P2载置有微孔板4。第一容器2以及第二容器3是本发明的“容器”的一个例子。另外，在图1中，仅示意了两个容器2、3，但是在本实施方式还可以适用于其它形式的容器。即，可以将从三个以上的容器群中选择的任意一个或多个容器载置在基座1的第一载置位置P1。

头单元6被安装有进行细胞C的抽吸和吐出的尖端10，并具备多个可沿着Z方向(上下方向)移动的头61。相机单元5以及头单元6可在X方向(水平方向)和与图1的纸面垂直的方向(Y方向)移动。第一容器2或第二容器3与微孔板4，在头单元6的可移动范围内被载置在基座1的上面。

细胞移动装置S基本上是如下所示的装置，用多个尖端10的每一个尖端从保持多个细胞C的第一容器2或第二容器3分别拾取细胞C，并将所拾取的细胞移动到微孔板4，从多个尖端10分别或同时向该微孔板4的孔41吐出细胞C。在抽吸细胞C之前，用相机单元5对被保持在第一容器2或第二容器3中的细胞C进行摄像，进行分选作为向微孔板4的移动对象的优质细胞C的分选作业。

以下，对细胞移动装置S的各个部分进行说明。基座1是具有规定的刚性且其一部分或者全部由透光性材料而形成的长方形的平板。优选，基座1是玻璃板。通过用诸如玻璃板这样的透光性材料形成基座1，可以用配置在基座1的下方的相机单元5通过该基座1对配置在基座1的上面的第一、第二容器2、3以及微孔板4进行摄像。

第一容器2以及第二容器3是作为细胞C的移动源的容器。第一容器2、第二容器3是具有收容细胞C以及其培养基L的上面开口2H、3H的容器。通过这些上面开口2H、3H，将培养基3以及细胞C投入第一容器2、第二容器3内，而且，通过抽吸尖端10抽吸细胞C。作为第一容器2、第二容器3利用用透光性的树脂材料或玻璃制成的容器。这是为了可以用相机单元5观察被第一容器2以及第二容器3担载的细胞C。

第一容器2在该容器的内部具备由收容细胞C的格子状划分区构成的多个孔22。划分这些孔22的格子壁23被配置在第一容器2的底面21上。孔22，在培养基L中分散了多个细胞C的细胞悬浊液被从上面开口2H投入到第一容器2的情况下，是试图分别保持细胞C的划分区。细胞C在各孔22内附着在底面21上。

另一方面，第二容器3是不具备格子状的划分区等的培养皿型的容器。第二容器3的底面31整体上由平坦的平面部构成。另外，在底面31也可以具备试图分别收容多个细胞C的大致的划分区、例如被划分为两个划分区或四个划分区的划分区的壁部。如果所述细胞悬浊液被从上面开口3H投入到第二容器3中，多个细胞C就附着到底面31(平面部)上。

微孔板4具有收容被吐出的细胞C的多个孔41。孔41是在微孔板4的上面开口的有底的孔。在一个孔41中收容有需要个数的细胞C以及液体的培养基3。通常，需要个数是1个。微孔板4也利用透光性的树脂材料或玻璃而制成。这是为了让配置在微孔板4的下方的相机单元5可以观察被孔41担载的细胞C。

相机单元5，从第一、第二容器2、3或微孔板4的下面侧拍摄被第一、第二容器2、3或微孔板4保持的细胞C的图像，具备透镜部51和相机主体52。透镜部51是光学显微镜所使用的物镜，包含使规定倍率的光学影像成像的透镜群和收容该透镜群的透镜镜筒。相机主体52具备诸如CCD图像传感器的摄像元件。透镜部51使摄像对象物的光学影像成像在上述摄像元件的受光面。相机单元5可以沿着与基座1平行的在左右方向延伸的导轨5G，在基座1的下方可在X方向和Y方向移动。而且，透镜部51为了聚焦动作可在Z方向移动。

头单元6包含多个头61和安装有这些头61的头主体62，其中，多个头61是为了从第一、第二容器2、3拾取细胞C并将其移动到微孔板4而设置的。在各头61的前端安装有进行一个或多个细胞C的抽吸(拾取)以及吐出的抽吸尖端10。头主体62，以使头61在+Z以及－Z方向(上下方向)可升降地方式保持头61，并沿着导轨6G可在+X以及－X方向(水平方向)移动。另外，头主体62也可在Y方向移动。即，头61可在XYZ方向移动。

(尖端以及头的详细情况)

图2A是安装在头61的尖端10的剖面图和该尖端10的移动机构以及抽吸机构的示意图。尖端10由吸管(syringe)11和活塞12的组合件构成。吸管11在其内部具备作为细胞C的抽吸路径的管状通道11P。活塞12一边与划分管状通道11P的吸管11的内周壁滑动接触一边在管状通道11P内进退移动。

吸管11包含由大口径的圆筒体构成的吸管基端部111和由细口径长圆筒体构成的吸管主体部112。管状通道11P被形成在吸管主体部112。在作为吸管主体部112的下端的吸管前端部113设有成为进行抽吸或吐出被收容在容器2、3中的细胞C的开口的抽吸孔t。管状通道11P的一端与该抽吸孔t连通。吸管基端部111通过锥形部分与吸管主体部112的另一端连接。吸管基端部111的上端部被嵌入安装有头61的下端。

活塞12包含由圆筒体构成的活塞基端部121、与该活塞基端部121的下方连接的针状的活塞主体部122、作为活塞主体部122的下端的活塞前端部123。活塞基端部121的外径被设定成比吸管基端部111的内径小规定长度。活塞主体部122的外径被设定成略小于管状通道11P的内径。

活塞基端部121被收容在吸管基端部111内，在活塞主体部122被***到吸管主体部112的管状通道11P内的状态下，活塞12被组装到吸管11。在活塞主体部122最深地***到吸管主体部112的图2A所示的状态，活塞前端部123从抽吸孔t突出。在活塞基端部121的上端安装有可在头61的内部空间内在上下方向移动的杆61R。

在头61附设有头马达63，作为尖端10在上下方向的移动机构以及在尖端10的抽吸孔t产生抽吸力的抽吸机构而发挥作用。头马达63是组装在头主体62内的多个马达，包含头升降马达631和活塞升降马达632。活塞升降马达632是抽吸机构的一个例子。

头升降马达631是作为使头61相对于头主体62升降的驱动源的马达。如果通过头升降马达631的驱动头61升降，安装在该头61的下端的尖端10也升降。即，尖端10的抽吸孔t的高度位置可以通过头升降马达631的动作控制被设定在所期望的位置。

活塞升降马达632是作为使杆61R在头61的内部空间内升降的驱动源的马达。如果通过活塞升降马达632的驱动杆61R升降，安装在该杆61R上的活塞12也升降。通过使活塞12相对于吸管11上升在抽吸孔t产生抽吸力，通过使活塞12下降在抽吸孔t产生吐出力。即，通过活塞升降马达632的动作控制，可以控制通过尖端10对细胞C的抽吸动作以及吐出动作。

图2A表示活塞12下降到最低的状态。该状态是进行细胞C的抽吸之前的状态至吐出了被抽吸到尖端10的细胞C的状态。活塞前端部123比吸管前端部113略微向下突出。图2B表示活塞12上升了规定高度的状态。该状态是进行抽吸细胞C的抽吸动作时尖端10的状态。图2(C)示意了图2(B)的q部(抽吸孔t的周边部)的放大图。

在抽吸动作时，活塞前端部123缩到管状通道11P的内部。此时，在抽吸孔t产生抽吸力，该抽吸孔t周围的流体，在本实施方式为包含细胞C的培养基L，通过活塞前端部123的内缩被抽吸到被形成在管状通道11P内的抽吸空间H。即，包含细胞C的培养基L被保持在抽吸空间H中。在该抽吸动作之后，如果活塞12向下方移动，被保持在抽吸空间H内的所述流体从抽吸孔t吐出。所述流体的抽吸量可以通过活塞12的上升高度来调整，而且，所述流体的抽吸速度可以通过活塞12的上升速度来调整。即，所述抽吸量以及所述抽吸速度可以通过活塞升降马达632的动作控制而设定为所期望的值。

(尖端的抽吸特性)

图3A是尖端10的抽吸范围的说明图，图3B是表示尖端10对细胞C的抽吸成功率与高度以及距离之间的关系的示意图。图3A表示活塞12相对于吸管11相对地上升，活塞前端部123缩入管状通道11P内的状态，即，执行了抽吸动作的状态。抽吸孔t与附着在附着面13的细胞C正对面。

向吸管11内的液体的抽吸量在此为包含细胞C的培养基的抽吸量由管状通道11P的内径a1和活塞前端部123的缩入长度a2来决定。而且，在吸管前端部113的周边的所述液体中，因发生向抽吸孔t的抽吸力而产生朝向该抽吸孔t的流入方向的液体流动的范围即抽吸范围E，由吸管前端部113相对于附着面13的高度a3和所述抽吸量来决定。通过一次抽吸动作，在抽吸范围E内的体积部分的液体或者比其大的体积部分的液体几乎被抽吸到吸管11内。因此，在该抽吸范围E内，如果在收纳有一个或多个作为抽吸对象的细胞C的状态下进行抽吸动作，就可以提高使该细胞C抽吸到吸管11内的概率。即，可以使存在于抽吸范围E与附着面13交叉的距离a4(抽吸范围E的点径)内的细胞C抽吸到吸管11内。

图3B表示在培养基的粘度以及所述抽吸量固定的情况下、细胞C的抽吸成功率。所使用的吸管11的管状通道11P的内径a1为0.18mm。横轴表示相当于图3A所示的距离a4即距管状通道11P的轴心g的距离(mm)，纵轴表示相当于高度a3的高度(mm)。例如，距离＝0的点在高度为0.1至0.3的抽吸成功率表示在图3(A)所示的轴心g上的在高度方向的抽吸成功率。

图3(B)的区域(1)是高度为a3较高且细胞C离开轴心g、细胞C的抽吸成功率为最低(60％－70％)的区域。在区域(1)的内侧的区域(2)抽吸成功率略微上升(70％－80％)，在高度＝0.3mm以下、距离＝0.2mm以下的区域(3)抽吸成功率上升到80％－90％。并且，在高度＝0.2mm以下、距离＝0.1mm以下的区域(4)抽吸成功率达到90％－100％。对于各种尖端10，如果通过实验求出这样的抽吸特性，就可以通过设定抽吸量和高度a3将可以抽吸细胞C的抽吸范围E(距离a4)设定为所期望的范围。

在用尖端10抽吸细胞C之际，执行使尖端10的抽吸孔t接近目标细胞C并在抽吸孔t产生抽吸力这样的抽吸系列动作。通过该抽吸系列动作，细胞C与培养基一起被抽吸到尖端10内。此时，参照上述的抽吸范围E，设定抽吸孔t接近目标细胞C的接近距离。以往，所述抽吸系列动作无论收容细胞C的容器或培养基的种类、细胞C的性质等如何都在一定的条件下执行。即，无论是怎样的条件下，都使尖端10的抽吸孔t相对于细胞C接近一定的距离，以一定的抽吸量进行抽吸。在这种固定的抽吸系列动作过程中，有时会产生细胞C的抽吸失败、将多个细胞C同时抽吸的抽吸错误。在本实施方式，通过根据容器、培养基的种类、细胞C的性质等适当地设定抽吸系列动作，可以抑制上述抽吸错误。以下，对抽吸系列动作的具体例子进行说明。

(抽吸系列动作的第一例子)

图4是概要性地表示本实施方式涉及的抽吸系列动作的第一例子的示意图。在此，作为细胞C的移动源的容器采用存在多个孔22的第一容器2。在第一容器2的内部在其底面21上竖立设置有划分多个孔22的格子壁23。在第一容器2注入有培养基L。培养基L的注入量是使该培养基L的上面高于孔22的上端开口边缘23T的位置的量。即，格子壁23被浸渍在培养基L内。

细胞C从第一容器2的上面开口2H投入使得细胞C处于被分散在培养基L的细胞悬浊液的状态。孔22是试图分别收容一个细胞C的孔。然而，因为采取将细胞C投入所述细胞悬浊液的形式，所以，实际上有可能出现一个或两个以上的细胞C进入一个孔22或者没有任何细胞C进入孔22的情况。虽然是这样，还是存在在一些孔22中只有一个细胞C进入的状态。因为单个的细胞C通过相机单元5的摄像容易判断其好坏，其中被判断为“良”的细胞变为尖端10的抽吸(移动)对象。在图4中，示意了XY坐标与一个孔22对准后的尖端10被配置在孔22的上方的状态，该孔22收容成为执行抽吸动作的抽吸目标的一个细胞C(t)。

图5A以及5B是表示抽吸系列动作的第一例子的动作的示意图。在通过尖端10对被浸渍在培养基L内的孔22收容的目标细胞C(t)执行抽吸动作之际，尖端10下降从而抽吸孔t进入孔22内。具体而言，如图5(A)所示，控制尖端10的下降移动量，使得与吸管前端部113平齐的抽吸孔t的位置位于被孔22收容的目标细胞C(t)的上方并且位于孔22的上端开口边缘23T的下方。即，如果假设上端开口边缘23T距底面21的高度为b1，抽吸孔t就下降规定的进入长度b2从而位于比该高度b1更接近底面21。

进入长度b2可以选择成让尖端10的抽吸范围E的下端到达目标细胞C(t)所接触的底面21的深度。而且，优选，抽吸孔t最好位于目标细胞C(t)的正上方。另外，如果进入长度b2太深，因为安装有尖端10的头61的轴控制精度的误差等，吸管前端部113或活塞前端部123会接触到目标细胞C(t)从而给细胞带来损坏。因此，考虑到上述精度误差，进入长度b2被设定成使尖端10不会与目标细胞C(t)接触的程度的深度。

图5A是尖端10开始抽吸动作之前的状态。即，活塞12下降到最低，活塞前端部123从吸管前端部113的抽吸孔t稍微地突出的状态。另一方面，图5B是尖端10已经完成抽吸动作的状态。活塞前端部123以规定的缩入长度缩入管状通道11P内。通过该缩入动作，在抽吸孔t产生抽吸力，目标细胞C(t)与培养基L一起被抽吸到通过所述缩入在管状通道11P的下端附近产生的抽吸空间H内。

根据抽吸系列动作的第一例子，在抽吸孔t进入收容目标细胞C(t)的孔22内的状态下执行所述抽吸动作。为此，在与该孔22邻接的周边的孔22内难以产生培养基L伴随上述抽吸动作的流动。因此，在对目标细胞C(t)执行抽吸动作之际，可以防止被收容在周边的孔22的细胞C被附带地抽吸的情况发生。即，可以仅使目标细胞C(t)抽吸到尖端10内。

另外，通过所述抽吸动作，在存在目标细胞C(t)的孔22内相当于抽吸范围E那部分的培养基L被抽吸到尖端10内。为了填补该被吸入的培养基的量，产生培养基L从尖端10与上端开口边缘23T之间的缝隙进入该孔22内的流动。如果该流动较大，收容在邻接的孔22中的细胞C也有可能被尖端10同时抽吸。为此，希望活塞前端部123的缩入长度，即，来自抽吸孔t的培养基L的抽吸量最好为比一个孔22的容积少的量。由此，可以抑制从邻接的孔22抽吸细胞C而产生的流动。

(抽吸系列动作的第二例子)

图6是概要性地表示本实施方式涉及的抽吸系列动作的第二例子的示意图。在此，作为细胞C的移动源的容器是不具备格子状的划分区等的培养皿型的第二容器3。如上所述，第二容器3具有由平坦的平面部构成的底面31。通过从上面开口3H投入被分散有细胞C的培养基L的细胞悬浊液，多个细胞C附着在底面31上。细胞C以单体的状态或由多个细胞构成的块状的状态分散地附着于底面31。在图6中，示意了XY坐标与作为执行抽吸动作的抽吸目标的一个细胞C(t)对准的尖端10被配置在该目标细胞C(t)的上方的状态。另外，将存在于最接近目标细胞C(t)位置的其它的细胞C称为邻接细胞C(n)。

图7A以及7B是表示抽吸系列动作的第二例子的动作的示意图。在不存在如第一例子的第一容器2的格子壁23的第二容器3，由于抽吸目标细胞C(t)之际产生的抽吸流动，邻接细胞C(n)容易被同时抽吸。为了限制抽吸范围E从而可以防止这样的同时抽吸，设定抽吸孔t相对于目标细胞C(t)的高度位置。具体而言，当设抽吸孔t与目标细胞C(t)之间的距离为A、目标细胞C(t)与邻接细胞C(n)之间的距离为B时，以使抽吸孔t位于满足0＜距离A＜0.5×距离B的关系的高度位置的方式，控制尖端10的下降移动量。

图7A表示在抽吸孔t被配置在没有满足上述的条件式的高度位置(A＞0.5×B)的状态下执行抽吸动作之前的状态。在这种情况下，尖端10具备与其高度位置对应的抽吸范围E1。一般而言，在距离A为距离B的1/2以上的高度位置的情况下，在其抽吸范围E1内包含邻接细胞C(n)的概率变高。因此，如果执行上述抽吸动作，不仅是目标细胞C(t)、邻接细胞C(n)也会被同时抽吸的概率变高，不是所期望的。

与此相对应，图7(B)表示在抽吸孔t被配置在满足上述的条件式的高度位置(0＜A＜0.5×B)的状态下执行抽吸动作之前的状态。即，以使距离A变成距离B的1/2以下的方式使抽吸孔t接近目标细胞C(t)。在这种情况下，尖端10的范围变成比图7(A)的抽吸范围E1窄的抽吸范围E2。通过采用这样限制的抽吸范围E2，可以使邻接细胞C(n)处于该抽吸范围E2的范围外，能够抑制邻接细胞C(n)的同时抽吸。如该第二例子所示，在对多个细胞C存在于平面状的底面31这样的第二容器3执行抽吸动作的情况下，通过设定考虑到目标细胞C(t)相对于邻接细胞C(n)的距离B而设定抽吸孔t的高度位置的抽吸系列动作，可以提高仅将目标细胞C(t)抽吸到尖端10内的概率。

(抽吸系列动作的第三例子)

图8A以及8B是概要性地表示抽吸系列动作的第三例子的示意图。该第三例子表示根据培养基L的粘度的不同来变更抽吸系列动作的例子。一般来说，培养基L的粘度越高，尖端10的抽吸范围E即通过产生向抽吸孔t的抽吸力而在周边的培养基L产生抽吸流动的范围就越窄。而且，培养基L的粘度越高，如果不使抽吸到尖端10的培养基L的量变少，被抽吸到尖端10内的细胞C就会难以从抽吸孔t吐出。鉴于此，第三例子表示，在作为成为容器的收容对象的培养基存在粘度不同的多种培养基的情况下，以越是粘度高的培养基就越使抽吸孔t接近细胞C的方式来设定抽吸系列动作的例子。

假设在图8A所示的第二容器3中收容具有规定的第一粘度的第一培养基L1和细胞C。另一方面，假设在图8B所示的第二容器3中收容具有比上述第一粘度高的第二粘度的第二培养基L2和细胞C。例如，第一培养基L1是液体培养基，第二培养基L2是诸如基质胶(康宁公司商品名)的半固体培养基。如图8(A)所示，在抽吸第一培养基L1中的细胞C的情况下，抽吸孔t相对于底面31的高度被设定为规定高度a31。在这种情况下，形成与高度a31和抽吸量对应的抽吸范围E3。

另一方面，如图8(B)所示，在比第一培养基L1粘度高的第二培养基L2内进行抽吸动作的情况下，其抽吸范围E4比抽吸范围E3窄。为此，在将抽吸孔t设定为与第一培养基L1的情况相同的高度a31来执行抽吸动作时，不能将附着在底面31的细胞C抽吸到尖端10内。因此，在对第二培养基L2中的细胞C执行所述抽吸动作时，将抽吸孔t的高度位置设定为比第一培养基L1的情况下的高度a31低Δa的高度a32。即，将抽吸孔t设定在以Δa的量更接近细胞C的位置来执行抽吸动作。由此，细胞C被包含在抽吸范围E4内，可以将细胞C抽吸到尖端10内。根据上述的第三例子，即使是在假设利用粘度不同的培养基L1、L2的情况下，也可以抑制细胞C的抽吸错误的发生。

(抽吸系列动作的第四例子)

图9是概要性地表示抽吸系列动作的第四例子的示意图。该第四例子表示根据细胞C相对于第一容器2、第二容器3的底面21、31的粘着力的不同来变更抽吸系列动作的例子。根据细胞C的性质的不同细胞C相对于底面21、31的粘着力有时会不同。对于粘着力不同的细胞C，如果适用同样的抽吸系列动作，产生细胞C的抽吸错误的概率就会变高。第四例子表示在对更强粘着力的细胞C执行抽吸动作时，以使抽吸孔t更接近细胞C或者增加抽吸量的方式来设定抽吸系列动作的例子。

图9表示在第一容器2的两个孔22中分别存在以第一粘着力附着于底面21的第一细胞C1(第一生物对象物)和以比第一粘着力更强的第二粘着力附着于底面21的第二细胞C2(第二生物对象物)的例子。在此，表示了根据细胞C相对于底面21的粘着力来变更抽吸动作时的抽吸孔t的高度位置的例子。在使尖端10抽吸第一细胞C1的情况下，抽吸孔t相对于底面21的高度被设定为规定高度h1。在这种情况下，形成与高度h1和抽吸量对应的抽吸范围E5。

另一方面，在使尖端10执行对具有比第一细胞C1更高的粘着力的第二细胞C2的抽吸动作时，抽吸孔t的位置被设定在与对第一细胞C1执行抽吸动作时的高度h1相比更接近第二细胞C2的高度h2的位置。由此，抽吸范围E6与抽吸范围E5相比看上去变窄，在向尖端10的抽吸量相同的情况下即活塞前端部123的缩入量相同的情况下，可以使作用于第二细胞C2的抽吸力比作用于第一细胞C1的抽吸力大。因此，即使是在第二细胞C2比第一细胞C1更牢固地附着于底面21的情况下，也可以使第二细胞C2抽吸到尖端10。根据这样的第四例子，即使是在抽吸相对于底面21的粘着力不同的细胞C的情况下，也可以抑制抽吸错误的发生。

另外，上述第四例子中，在通过尖端10进行抽吸动作之际，只要是作用于具有更高粘着力的第二细胞C2的抽吸力比第一细胞C1时大，可以采用各种抽吸系列动作。例如，可以采用使向尖端10抽吸培养基L的抽吸量在抽吸第二细胞C2时比抽吸第一细胞C1时多的方式。在这种情况下，活塞前端部123的缩入量在抽吸第二细胞C2时比在抽吸第一细胞C1时变大。

或者，也可以通过加快活塞12的上升速度来加快来自抽吸孔t的培养基L的抽吸速度，从而增大抽吸力。而且，在通过尖端10进行的抽吸动作分成多次执行的情况下，也可以通过增加抽吸次数来增大作为整体的抽吸力。并且，也可以并用这些使抽吸力增加的方法和上述第四例子的使抽吸孔t更接近第二细胞C2的动作。

而且，在上述第四例子中，着眼于细胞C相对于底面21的粘着力，但是，也可以根据细胞C的其它的要素来变更抽吸系列动作。例如，也可以根据细胞C的大小、形状、细胞C在第一容器2、第二容器3的收容姿势等来变更抽吸系列动作。例如，接近球形的细胞C与畸变形状的细胞C相比，用比较弱的抽吸力就可以将其抽吸到尖端10内。而且，对于椭圆球形状的细胞C，该细胞C以接近直立的状态附着于底面21的情况与横卧附着于底面21的情况相比，用相对较弱的抽吸力就可以将其抽吸到尖端10内。并且，也可以根据细胞C的易崩溃程度、抽吸的细胞的个数等来变更抽吸系列动作。

(细胞移动装置的电气性结构)

图10是表示细胞移动装置S的电气性构成的方框图。细胞移动装置S具备对摄像光轴上的摄像对象物进行摄像的相机单元5、使透镜部51上下移动的透镜驱动马达53、进行第一容器2或第二容器3内的细胞C的拾取动作的头单元6内的头马达63、使头单元6沿着XY方向移动的轴马达64、控制部7。控制部7，控制透镜驱动马达53从而控制透镜部51的动作并对通过相机主体52获取的图像信息进行规定的处理，而且，还通过控制头马达63以及轴马达64来控制细胞C的拾取动作和移动动作。

透镜驱动马达53，通过正转或反转，介于图略的动力传递机构使透镜部51以规定的分辨率在上下方向移动。通过该移动，透镜部51的焦点位置对准附着于第一容器2、第二容器3的细胞C。另外，在图10中如虚线所示，也可以不让透镜部51移动，通过代替透镜驱动马达53的其它的马达使第一容器2、第二容器3本身或者作为载置第一容器2、第二容器3的平台的基座1上下移动。

头马达63是作为让头61相对于头主体62的升降动作、让安装在头61的尖端10的抽吸孔t产生抽吸力以及吐出力的动作的驱动源的马达。轴马达64是作为使头单元6(头主体62)沿着导轨6G(图1)移动的驱动源的马达。

控制部7例如由个人计算机等构成，通过执行规定的程序，以功能性地具备驱动控制部71、图像处理部72以及运算部73的方式进行动作。

驱动控制部71控制透镜驱动马达53、头马达63以及轴马达64的动作。具体而言，驱动控制部71，为了聚焦动作，向透镜驱动马达53提供用于使透镜单元51在上下方向以规定的间距例如数十μm间距移动的控制脉冲。而且，虽然在图10中省略了，驱动控制部71还控制使相机单元5沿着导轨5G移动的相机轴驱动马达的动作。并且，驱动控制部71还控制头单元6的机械动作。驱动控制部71控制头马达63从而控制头61的升降动作以及使尖端10的抽吸孔t产生抽吸力或吐出力的动作。

图像处理部72对通过相机主体52获取的图像数据实施伴随边缘检测处理和特征量提取的图形识别处理等的图像处理。图像处理部72，获取担载细胞C的第一容器2或第二容器3的图像数据，通过上述图像处理识别存在于第一容器2或第二容器3的细胞C。基于该识别结果，确定作为移动对象的细胞C。

运算部73主要通过控制头61的动作来控制使尖端10抽吸细胞C的抽吸动作。运算部73功能性地具备进行抽吸系列动作的设定的设定部731和存储各种数据和设定值的存储部732。显示部74是除了显示由相机单元5拍摄的细胞C的图像之外还进行有关抽吸系列动作的显示等的显示器。输入部75由键盘和鼠标等构成，是受理操作者对控制部7进行的各种输入信息的终端。

输入部75将有关收容细胞C的容器的第一信息、有关培养基L的第二信息以及有关细胞C的第三信息中的至少一个信息作为抽吸控制信息D1来受理。运算部73的设定部731，在让头61(尖端10)执行细胞C的抽吸动作之际，基于由输入部75受理的抽吸控制信息D1，设定尖端10在上下方向的移动量和/或从抽吸孔t向尖端10内抽吸细胞C以及培养基L的抽吸量。

所述第一信息的具体例子是有关在上述抽吸系列动作的第一例子中所示的存在多个孔22的容器即第一容器2、在上述第二例子中所示的具备作为平面部的底面31的容器即第二容器3的信息。所述第一信息即可以是例如所使用的容器的尺寸、容积、格子宽度和高度等的形状数据本身，也可以是该容器的种类、规格型号等的数据。在后者的情况下，与预计使用的容器的上述种类、规格型号相关联的形状数据被预先存储在存储部732中。设定部731，根据这样的第一信息，设定在抽吸动作时尖端10在上下方向的移动量即抽吸孔t的高度位置、向尖端10内抽吸包含细胞C的培养基L的抽吸量。驱动控制部71，根据该设定，控制头马达63(头升降马达631以及活塞升降马达632)，使头61执行上述设定所示的动作。

例如，在上述的第一例子中，如图5所示，设定部731以使抽吸孔t位于比孔22的上端开口边缘23T位于下方位置的方式设定尖端10的下降移动量。而且，在第二例子中，如图7所示，设定部731以使抽吸孔t位于满足“0＜距离A＜0.5×距离B”的关系的高度位置的方式设定尖端10的下降移动量。

所述第二信息的具体例子是有关在抽吸系列动作的第一例子所示的培养基L的量即位于比上端开口边缘23T高的位置的量或有关第三例子所示的培养基L的粘度的信息。所述第二信息例如即可以是培养基的状态例如液体、半固体、固体或材质等的种类、粘度、量等的数据本身，也可以是该培养基的管理编号等的数据。在后者的情况下，与预计使用的培养基的管理编号相关联的各种数据被预先存储到存储部732中。设定部731根据这样的第二信息来设定尖端10的下降移动量或抽吸量。例如，在上述的第三例子中，如图8所示，在对高粘度的第二培养基L2的细胞C执行抽吸动作的情况下，设定部731以使抽吸孔t位于比低粘度的第一培养基L1的情况更靠近细胞C的方式设定尖端10的下降移动量。

所述第三信息的具体例子，例如是如抽吸系列动作的第四例子所示的对细胞C相对于底面21的粘着力通过实验或经验求出的有关细胞C的数据，或者除此以外的有关细胞C的种类、形状、大小、色调、被收容在容器的收容姿势等的数据。设定部731根据这样的第三信息设定尖端10的下降移动量和抽吸量。例如，在上述的第四例子中，设定部731，以使抽吸孔t在抽吸高粘着力的第二细胞C2时比抽吸低粘着力的第一细胞C1时更接近细胞的方式，设定尖端10的下降移动量。除此之外，或者，取而代之，设定部731也可以设定向尖端10抽吸培养基L的抽吸量，使得在抽吸第二细胞C2时的抽吸量比抽吸第一细胞C1时多。

图11是表示显示部74的显示例的示意图。在此，显示了从输入部75向设定部731输入的有关尖端10、容器2、3、培养基L、细胞C的设定例。而且，显示了根据这些设定所选择的抽吸系列动作是“系列动作A”，该“系列动作A”的内容即抽吸高度(抽吸孔t的高度位置)、抽吸量。操作者，在确认了该显示之后，向控制部7发出执行抽吸动作的指示。

(细胞移动装置的动作流程)

图12是利用细胞移动装置S进行细胞抽吸动作的流程图。也参照图10，如果处理开始，输入部75受理包含上述的第一信息至第三信息中的至少一个信息的抽吸控制信息D1(步骤S1)。运算部73的设定部731根据该抽吸控制信息D1设定抽吸系列动作。即，选择最适合于容器、培养基、细胞的种类或性质等的抽吸系列动作(步骤S2)。

接着，驱动控制部71让相机单元5对被载置在第一载置位置P1(图1)的容器即第一容器2或第二容器3所担载的细胞C进行摄像(步骤S3)。具体而言，驱动控制部71，通过透镜驱动马达53驱动透镜部51，使透镜部51与容器内的细胞C聚焦并执行摄像动作。接着，图像处理部72对相机主体52获取的图像进行规定的图像处理。通过该图像处理，映入所获取的图像中的细胞C被识别，运算部73推导出将各个细胞C的外形轮廓、面积或体积等大小尺寸、形状、色调等数值化后的特征量(步骤S4)。

并且，运算部73，基于这些特征量，从图像内所包含的细胞C之中选择作为向微孔板4移动的移动对象即成为由被安装在头61上的尖端10进行抽吸的抽吸对象的细胞C。对所选择的细胞C附上编号n(步骤S5)。然后，驱动控制部71将n设定为n＝1开始抽吸动作(步骤S6)。

驱动控制部71使轴马达64动作，将头61(尖端10)在XY方向移动从而移动到第n号细胞C的上空(步骤S7)。在向XY方向移动之后或移动的中途，驱动控制部71使与在步骤S2设定的抽吸系列动作对应的抽吸动作开始。即，驱动控制部71驱动头马达63的头升降马达631(图2)使头61开始下降，使抽吸孔t在所述抽吸系列动作的设定值所示的高度位置停止(步骤S8)。在头61的下降完成之后或下降的中途，驱动控制部71驱动活塞升降马达632(抽吸机构)，以使抽吸量成为上述抽吸系列动作的设定值所述的抽吸量的方式使活塞12上升。由此，第n号细胞C被抽吸到尖端10内(步骤S9)。在抽吸之后或在抽吸的中途，驱动控制部71使头61上升(步骤S10)。

然后，驱动控制部71，判断是否已完成对附上编号的所有的细胞C的抽吸(步骤S11)。在还未完成的情况下(在步骤S11为“否”)，驱动控制部71，将n递加1(步骤S12)，返回到步骤S7重复处理。另一方面，在完成了抽吸的情况下(在步骤S11为“是”)，结束处理。

如上说明所述，根据本实施方式涉及的细胞移动装置S，细胞C的抽吸动作的尖端10在上下方向的移动量和/或抽吸量，由输入部75受理的抽吸控制信息D1来控制。即，上述抽吸动作的方式根据有关第一容器2或第二容器3、培养基L、细胞C(生物对象物)的信息来变更。因此，不是千篇一律的细胞C的抽吸系列动作，而是可以根据抽吸控制信息D1来设定优选的抽吸系列动作，其结果，可以抑制细胞C的抽吸错误的发生。

(上述实施方式所包含的发明)

另外，上述的具体实施方式主要包含具有以下构成的发明。

本发明的一个方面涉及的生物对象物的拾取装置包括：被载置有用于收容生物对象物以及培养基的上面开口的容器的基座；被配置在所述基座的上方，可在水平方向以及上下方向移动的头，具有从所述容器抽吸所述生物对象物的抽吸孔的尖端被安装在该头的下端，所述头具备在所述抽吸孔产生抽吸力的抽吸机构；通过控制所述头的动作，使所述尖端执行抽吸所述生物对象物的抽吸动作的控制部；以及，可以向所述控制部输入信息的输入部，其中，所述输入部受理有关所述容器的第一信息、有关所述培养基的第二信息以及有关所述生物对象物的第三信息之中的至少一个信息作为抽吸控制信息，所述控制部，在执行所述抽吸动作之际，基于所述抽吸控制信息控制被安装在所述头的所述尖端在上下方向的移动量和/或从所述抽吸孔向所述尖端内抽吸所述生物对象物以及培养基的抽吸量。

根据该拾取装置，所述抽吸动作时所述尖端在上下方向的移动量和/或抽吸量根据所述输入部受理的所述抽吸控制信息而被控制。即，可以根据有关容器、培养基、生物对象物的信息变更所述抽吸动作的方式。因此，不是千篇一律的生物对象物的抽吸系列动作，而是可以根据抽吸控制信息来设定优选的抽吸系列动作，其结果，可以抑制抽吸错误的发生。

在所述的生物对象物的拾取装置，优选，在所述第一信息是表示在所述容器的内部存在收容生物对象物的多个孔的容器的信息，所述第二信息是表示使所述培养基的上表面位于比所述孔的上端开口边缘高的位置的量的培养基被保持在所述容器内的信息的情况下，所述控制部，在执行对被收容在所述孔中的生物对象物进行所述抽吸动作之际，以使所述抽吸孔的位置位于被所述孔收容的所述生物对象物的上方、所述孔的上端开口边缘的下方的方式，控制所述尖端的移动量。

在上述的容器，预定在各个孔分别收容生物对象物。根据上述的拾取装置，在所述抽吸孔进入收容作为抽吸目标的生物对象物的孔的状态下，执行所述抽吸动作。为此，可以使邻接于该孔的周边的孔内难以产生伴随所述抽吸动作的流动。因此，在对所述抽吸目标的生物对象物执行抽吸动作之际，可以防止被收容在周边的孔内的生物对象物被附带地抽吸的情况发生。即，可以仅使所述抽吸目标的生物对象物抽吸到尖端内。

在所述的生物对象物的拾取装置，优选，在所述第一信息是表示具备能让多个生物对象物附着在所述容器的底面的平面部的容器的信息的情况下，所述控制部，在对附着在所述底面的某个生物对象物执行所述抽吸动作之际，以如下所示方式控制所述尖端的移动量，即，在假设所述抽吸孔与所述某个生物对象物之间的距离为A、所述某个生物对象物与最接近该某个生物对象物的其它的生物对象物之间的距离为B时，以使所述抽吸孔位于满足0＜距离A＜0.5×距离B的关系的位置的方式控制所述尖端的移动量。

在上述的容器，也有不用介于划分壁等而是让多个生物对象物存在于容器底面的平面部的容器。在这种情况下，因对某一生物对象物进行所述抽吸动作时所产生的抽吸流动，邻接的其它的生物对象物也容易被同时抽吸。然而，通过满足上述的关系式，以使距离A变成距离B的1/2以下的方式使所述抽吸孔接近抽吸目标的生物对象物，可以提高仅将该生物对象物抽吸到所述尖端内的概率。

在所述的生物对象物的拾取装置，优选，在所述第二信息是有关所述培养基的粘度的信息，成为向所述容器的收容对象的培养基存在具有规定的第一粘度的第一培养基和具有比所述第一粘度的粘度高的第二粘度的第二培养基的情况下，所述控制部，在对所述第二培养基中的生物对象物执行所述抽吸动作之际，以使所述抽吸孔的位置位于与对所述第一培养基中的生物对象物执行所述抽吸动作的情况相比更接近生物对象物的方式，控制所述尖端的移动量。

一般来说，在所述抽吸孔产生一定的抽吸力的情况下，存在培养基的粘度越高可以产生伴随抽吸的流动的范围就越窄的倾向。即，具有培养基的粘度越高抽吸范围就越变窄的倾向。根据上述的拾取装置，在对粘度高的所述第二培养基中的生物对象物执行所述抽吸动作之际，与对所述第一培养基中的生物对象物执行所述抽吸动作的情况相比，所述抽吸孔更接近生物对象物。因此，即使是在使用不同粘度的培养基的情况下，也能抑制抽吸错误的发生。

在所述的生物对象物的拾取装置，优选，在所述第三信息是有关生物对象物相对于所述容器的底面的粘着力的信息，作为所述容器的收容对象的生物对象物存在以第一粘着力附着在所述底面的第一生物对象物和以比第一粘着力强的第二粘着力附着在所述底面的第二生物对象物的情况下，所述控制部，在对所述第二生物对象物执行所述抽吸动作之际，以使所述抽吸孔的位置位于比对所述第一生物对象物执行所述抽吸动作时更接近生物对象物的方式控制所述尖端的移动量，和/或使所述尖端的所述抽吸量比对所述第一生物对象物执行所述抽吸动作时多的方式控制所述抽吸量。

根据生物对象物的性质的不同生物对象物相对于容器的底面的粘着力有时会不同。根据上述的拾取装置，在对粘着力强的第二生物对象物执行所述抽吸动作之际，与对所述第一生物对象物执行所述抽吸动作时相比，可以使所述抽吸孔更接近生物对象物，或者使抽吸量变多。即，在执行所述抽吸动作时作用在所述第二生物对象物的抽吸力比作用在所述第一生物对象物的抽吸力大。因此，即使是对相对于容器的底面的粘着力不同的生物对象物执行抽吸，也能抑制抽吸错误的发生。

根据本发明，在用尖端抽吸被收容在容器中的生物对象物之际，可以提供能抑制抽吸错误的生物对象物的拾取装置。