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機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法

文檔序號(hào):2309719閱讀:536來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及操作細(xì)胞等微小的對(duì)象物的機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法。
背景技術(shù)
在生物技術(shù)領(lǐng)域中,公知有以在顯微鏡觀察下向卵子或細(xì)胞注入(注射)精子或DNA溶液等方式對(duì)卵子等微小的對(duì)象物進(jìn)行細(xì)微的操作的微操作系統(tǒng)(例如,參照專利文獻(xiàn)I)。在顯微鏡的視野內(nèi),通過使用微機(jī)械手操作微小針(毛細(xì)管),對(duì)受驗(yàn)體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作或顯微受精操作等細(xì)微操作。在非專利文獻(xiàn)I中記載有對(duì)受精卵子原核直接注入微量DNA的微注射法,注射操 作前的卵子進(jìn)入滴劑的上方,注射操作后的卵子移到滴劑的下方,與未處理卵子區(qū)別操作。在非專利文獻(xiàn)2中記載有具有在卵細(xì)胞的周圍配置4個(gè)電極,施加相位錯(cuò)開的電壓,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場(chǎng),使卵子旋轉(zhuǎn)的卵細(xì)胞旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的微操作系統(tǒng)。在非專利文獻(xiàn)3中詳細(xì)地說明了細(xì)胞質(zhì)內(nèi)精子注入(ICSI)的順序。在生物技術(shù)領(lǐng)域中,公知有以在顯微鏡觀察下向卵細(xì)胞注入核或精子等方式對(duì)細(xì)胞等微小的對(duì)象物進(jìn)行操作的機(jī)械手(例如,參照下述專利文獻(xiàn)2)。如圖41所示,專利文獻(xiàn)2中公開的微機(jī)械手1000具有支架塊1300、移動(dòng)工作臺(tái)1400、壓電元件1500、移動(dòng)載物臺(tái)1600、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1700。吸移管1100安裝于吸移管支架1200上,在吸移管1100的前端連接有向卵子等細(xì)胞注入核或精子的玻璃制的注射毛細(xì)管1110。支架塊1300安裝于移動(dòng)工作臺(tái)1400上,移動(dòng)工作臺(tái)1400能夠沿著設(shè)于移動(dòng)載物臺(tái)1600的導(dǎo)軌1900直線移動(dòng)。在移動(dòng)載物臺(tái)1600上安裝步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1700,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1700的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由未圖示的螺紋機(jī)構(gòu)等向移動(dòng)工作臺(tái)1400傳遞。由此,移動(dòng)工作臺(tái)1400沿著導(dǎo)軌1900直線移動(dòng),使支架塊1300移動(dòng),經(jīng)由支架塊1300及吸移管支架1200使吸移管1100、毛細(xì)管1110直線移動(dòng)到希望位置。壓電元件1500由因施加電壓而產(chǎn)生變形的壓電元件構(gòu)成,其直接安裝于支架塊1300上。若對(duì)壓電元件1500施加脈沖電壓,則經(jīng)由支架塊1300使注射毛細(xì)管1110進(jìn)行微小振動(dòng)。參照?qǐng)D42對(duì)微機(jī)械手1000進(jìn)行的注射毛細(xì)管1110的動(dòng)作進(jìn)行說明。利用移動(dòng)工作臺(tái)1400使注射毛細(xì)管1110向方向AA移動(dòng),利用壓電元件1500使注射毛細(xì)管1110進(jìn)行微小振動(dòng)。由此,如圖42所示,在覆蓋細(xì)胞3000的細(xì)胞質(zhì)3100的細(xì)胞膜3200及細(xì)胞膜3200的周圍,在保護(hù)細(xì)胞3000的透明帶3300上形成穿孔3400。接著,利用移動(dòng)工作臺(tái)1400使注射毛細(xì)管1110通過穿孔3400并進(jìn)入細(xì)胞3000內(nèi),從注射毛細(xì)管1110向細(xì)胞3000內(nèi)注入核或精子。在注入后,通過使移動(dòng)工作臺(tái)1400向與方向AA相反的方向V移動(dòng),將注射毛細(xì)管1110從細(xì)胞3000拔出。另外,在進(jìn)行上述動(dòng)作時(shí),利用保持毛細(xì)管2100保持細(xì)胞 3000。上述的注射毛細(xì)管1110進(jìn)行的穿孔動(dòng)作通過驅(qū)動(dòng)壓電元件1500而進(jìn)行,從細(xì)胞3000拔出注射毛細(xì)管1110的動(dòng)作通過驅(qū)動(dòng)機(jī)械手1000而進(jìn)行。
另外,在對(duì)上述那樣的細(xì)胞等微小的對(duì)象物使用進(jìn)行細(xì)微操作的機(jī)械手時(shí),收錄顯微鏡圖像并在個(gè)人電腦(PC)等的顯示器上顯示,觀察顯示器上的顯微鏡圖像并進(jìn)行操作。或者,操作者由顯微鏡的目鏡觀察對(duì)象試樣并進(jìn)行操作。另外,專利文獻(xiàn)3公開在顯微鏡下,操作者可利用刻度盤通過油壓等液壓微動(dòng)地遠(yuǎn)程操作玻璃電極等微型工具的液壓遠(yuǎn)程操作型微機(jī)械手裝置。另外,專利文獻(xiàn)4公開細(xì)胞操作用途的操作系統(tǒng),即操作者看著顯微鏡目鏡并操作操縱桿的系統(tǒng)。專利文獻(xiàn)I :(日本)特開2005 - 258413號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :(日本)特開2004 - 325836號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 :(日本)專利3341151號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 :國(guó)際公開公報(bào)W02004 / 015055A1非專利文獻(xiàn)I 修訂第四版新基因工程學(xué)手冊(cè)”(「改訂第4版新遺伝子工學(xué)〃 >K 7" ^ J)羊土社 248 253 頁(yè)非專利文獻(xiàn)2 微操作系統(tǒng)”(「74夕口7二匕°二>一'>3>->77么」)醫(yī)學(xué)、科學(xué)、文摘2002年28卷4號(hào)35 37頁(yè)非專利文獻(xiàn)3:“小鼠胚胎的操作手冊(cè)<第三版>”(「7々^胚Θ操作^ 二二 7 ><第三版 >」)近代出版549 559頁(yè)變更在上述的PC顯示器上顯示的顯微鏡圖像的顯示倍率或顯微鏡倍率時(shí),必須變更顯示器上的顯示設(shè)定,或改變顯微鏡的物鏡的倍率。因此,每次在需要變更倍率時(shí),需要用于倍率變更的操作,阻礙機(jī)械手進(jìn)行的迅速的操作處理。另外,如專利文獻(xiàn)3所示,在操作具有由液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)的促動(dòng)器的機(jī)械手的情況下,由軟管將機(jī)械手和操作的接口連接來(lái)傳遞壓力,但傳遞壓力的軟管變長(zhǎng)時(shí),可能對(duì)動(dòng)作帶來(lái)不良影響,因此,難以遠(yuǎn)程操作。另外,在遠(yuǎn)距離分離的情況下,不可能遠(yuǎn)程操作。另夕卜,在需要在潔凈操作臺(tái)內(nèi)設(shè)置機(jī)械手的情況下,不能遠(yuǎn)程操作機(jī)械手,因此,必須使操作者的上肢進(jìn)入潔凈操作臺(tái)內(nèi)進(jìn)行操作,對(duì)操作者的負(fù)擔(dān)大。另外,現(xiàn)有的大多機(jī)械手在顯微鏡設(shè)置部位設(shè)置操縱桿等,操作者觀察目鏡并進(jìn)行操作,但在這樣的操作中,由于在不目視操縱桿的操作的狀態(tài)下進(jìn)行操作,因此,在使用時(shí)需要熟練的技術(shù),另外,操作操縱桿時(shí)的向顯微鏡傳遞的振動(dòng)也進(jìn)行操作的方面成為問題。在顯微鏡的視野內(nèi),在利用毛細(xì)管進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作或顯微受精操作等細(xì)微操作的情況下,在操作對(duì)象物(卵子或細(xì)胞等)的前后,將毛細(xì)管向規(guī)定位置設(shè)定的操作需要熟習(xí)機(jī)械手的基本操作的熟練技術(shù)。非專利文獻(xiàn)I的微注射法是為了在進(jìn)行注射作業(yè)的培養(yǎng)基中不使操作后的卵子和未操作的卵子在滴劑中混合的方式使操作后的卵子向滴劑的下方移動(dòng),然后,從上方取來(lái)未操作卵子的方法,但根據(jù)該方法,具有熟習(xí)機(jī)械手本身的基本操作的必要性,當(dāng)不熟習(xí)的操作者進(jìn)行操作時(shí),具有操作效率降低的問題。非專利文獻(xiàn)2的卵細(xì)胞旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)新設(shè)有電極功能,在操作的卵子周邊產(chǎn)生電場(chǎng),使卵子旋轉(zhuǎn),根據(jù)其結(jié)果,不會(huì)阻礙受精能力、發(fā)育能力,但在使用中需要新導(dǎo)入設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而設(shè)立的,其第一目的在于提供一種能夠自動(dòng)地執(zhí)行與卵子等微小操作對(duì)象物相關(guān)的、以往需要熟練操作的各種作業(yè)的機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法。如上所述從卵子等細(xì)胞拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作是人為操作,需要迅速地向注射方向的反方向進(jìn)行,這樣快速的動(dòng)作依賴于操作者的技能,因此,具有在從細(xì)胞拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作中易于產(chǎn)生人為誤差的問題。另外,在注射毛細(xì)管進(jìn)行的穿孔和注射的各動(dòng)作中也存在同樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題而設(shè)立的,其第二目的在于提供一種在由毛細(xì)管對(duì)細(xì)胞等微小對(duì)象·物進(jìn)行注射操作時(shí),能夠可靠地高精度地反復(fù)進(jìn)行用于所述操作的動(dòng)作的機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法。本發(fā)明的機(jī)械手系統(tǒng)的基本構(gòu)成具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸的三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;控制所述機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手的操作裝置。S卩,為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的,本發(fā)明第一方面的機(jī)械手系統(tǒng)具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作裝置,在所述機(jī)械手上安裝有操作工具,所述控制裝置存儲(chǔ)所述操作工具對(duì)于就所述操作對(duì)象物而設(shè)定的多個(gè)區(qū)域的各位置信息,基于所述存儲(chǔ)的位置信息自動(dòng)地進(jìn)行基于所述試樣載物臺(tái)及/或所述機(jī)械手進(jìn)行的所述操作工具在所述區(qū)域間的相對(duì)移動(dòng)的至少一個(gè)。根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),基于存儲(chǔ)的位置信息自動(dòng)地進(jìn)行操作工具在區(qū)域間(例如,培養(yǎng)皿上的培養(yǎng)基之間或滴劑之間)的相對(duì)移動(dòng)的至少一個(gè),因此,能夠節(jié)省移動(dòng)后調(diào)節(jié)操作工具位置等的時(shí)間,并且,總是能夠在相同的位置操作操作工具。,能夠自動(dòng)地執(zhí)行與卵子等微小的操作對(duì)象物有關(guān)的、以往需要熟練技能的作業(yè)。在所述機(jī)械手系統(tǒng)中,優(yōu)選的是,在所述操作工具進(jìn)行所述相對(duì)移動(dòng)時(shí),所述試樣載物臺(tái)進(jìn)行在所述區(qū)域間的相對(duì)移動(dòng),并且,所述機(jī)械手進(jìn)行所述操作工具的退避移動(dòng)。另外,優(yōu)選通過對(duì)所述操作裝置的操作執(zhí)行所述位置信息的存儲(chǔ)。由此,在作業(yè)中能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行存儲(chǔ)動(dòng)作。本發(fā)明第二方面的微小操作對(duì)象物的操作方法,上述的機(jī)械手系統(tǒng),使安裝于機(jī)械手的操作工具在關(guān)于微小操作對(duì)象物而設(shè)置的多個(gè)培養(yǎng)基之間自動(dòng)地移動(dòng),在所述移動(dòng)后的培養(yǎng)基中操作所述操作工具后,自動(dòng)地返回到原培養(yǎng)基。根據(jù)該操作方法,從某個(gè)培養(yǎng)基自動(dòng)地移動(dòng)到其它培養(yǎng)基,在該培養(yǎng)基的操作后,自動(dòng)地返回到原培養(yǎng)基,因此,無(wú)需調(diào)節(jié)操作工具位置等的時(shí)間,總是能夠在相同的位置操作操作工具。本發(fā)明第三方面的機(jī)械手系統(tǒng)具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;控制所述機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手的操作裝置,為了由所述操作工具進(jìn)行后操作,所述控制裝置存儲(chǔ)利用安裝于所述機(jī)械手的操作工具對(duì)所述微小的操作對(duì)象物進(jìn)行第一操作時(shí)的所述操作工具的位置信息。
根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),由于存儲(chǔ)第一操作中操作工具對(duì)微小的操作對(duì)象物的位置信息,故而為了其他的操作而使工具移動(dòng)后,也能夠自動(dòng)地返回到第一操作時(shí)的位置,能夠容易地執(zhí)行之后的操作。能夠自動(dòng)地執(zhí)行與卵子等微小的操作對(duì)象物有關(guān)的、以往需要熟練技能的作業(yè)。在上述機(jī)械手系統(tǒng)中,優(yōu)選所述控制裝置以自動(dòng)地進(jìn)行所述操作工具用于第二操作的移動(dòng)及所述移動(dòng)后的所述顯微鏡裝置的對(duì)焦的方式進(jìn)行控制。另外,優(yōu)選所述控制裝置以在所述第二操作之后,基于所述存儲(chǔ)的位置信息使所述操作工具返回到所述第一操作位置且自動(dòng)地進(jìn)行所述顯微鏡裝置的對(duì)焦的方式進(jìn)行控制。 本發(fā)明第四方面的微小操作對(duì)象物的操作方法,使用上述的機(jī)械手系統(tǒng),利用安裝于機(jī)械手的操作工具的前端對(duì)微小的操作對(duì)象物即卵子進(jìn)行透明帶穿孔,之后,所述操作工具移動(dòng)而進(jìn)行精子的取樣操作后自動(dòng)地返回所述透明帶穿孔的位置,進(jìn)行精子的注射操作。根據(jù)該微小操作對(duì)象物的操作方法,存儲(chǔ)相對(duì)于卵子的透明帶穿孔位置,在之后的精子取樣操作后,自動(dòng)地返回到存儲(chǔ)的透明帶穿孔的位置,因此,能夠容易地進(jìn)行精子的注射操作。本發(fā)明第五方面的機(jī)械手系統(tǒng),具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置 ’為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;控制所述機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手的操作裝置,在安裝于所述機(jī)械手的操作工具前端配置有電極裝置,該電極裝置用于對(duì)所述微小的操作對(duì)象物進(jìn)行穿孔操作。根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),能夠利用在操作工具的前端配置的電極裝置進(jìn)行對(duì)微小的操作對(duì)象物的穿孔操作,能夠低損傷地進(jìn)行微小的穿孔。根據(jù)上述機(jī)械手系統(tǒng),優(yōu)選在所述操作工具的前端并列配置作為所述電極裝置的細(xì)微電極和注射毛細(xì)管。在細(xì)微電極進(jìn)行的穿孔操作后,僅平行移動(dòng)操作工具就能夠利用注射毛細(xì)管進(jìn)行操作。本發(fā)明第六方面的微小操作對(duì)象物的操作方法,使用上述的機(jī)械手系統(tǒng),對(duì)作為微小的操作對(duì)象物的卵子在利用在安裝于機(jī)械手的操作工具的前端配置的細(xì)微電極進(jìn)行透明帶穿孔后,利用與所述所述細(xì)微電極并列配置的注射毛細(xì)管進(jìn)行精子的注射操作。根據(jù)該微小操作對(duì)象物的操作方法,通過在利用配置于操作工具的前端的細(xì)微電極對(duì)卵子進(jìn)行透明帶穿孔后,利用并列配置于細(xì)微電極的注射毛細(xì)管進(jìn)行精子的注射操作,能夠由低損傷形成的微小的穿孔簡(jiǎn)單且可靠地進(jìn)行注射操作。本發(fā)明第七方面的機(jī)械手系統(tǒng),具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作裝置,所述控制裝置以自動(dòng)地進(jìn)行安裝于所述機(jī)械手的操作工具的前端向用于進(jìn)行毛細(xì)管更換的更換位置的移動(dòng)和所述毛細(xì)管向顯微鏡視野下的移動(dòng)的方式,控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),自動(dòng)地進(jìn)行向用于毛細(xì)管更換的更換位置的移動(dòng)和毛細(xì)管向顯微鏡視野下的返回移動(dòng),因此,在向更換位置移動(dòng)后,能夠?qū)⒃佻F(xiàn)性良好地使毛細(xì)管返回至顯微鏡視野下。在上述機(jī)械手系統(tǒng)中,為了進(jìn)行所述順序操作,優(yōu)選在所述顯微鏡裝置附近配置開關(guān)操作部,其操作性提高。在上述各機(jī)械手系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的,所述機(jī)械手具有納米定位的構(gòu)造,通過進(jìn)行所述操作工具前端的毛細(xì)管的微動(dòng)動(dòng)作,能夠?qū)ξ⑿?duì)象物進(jìn)行注射,作為所述操作裝置,具備由操作者操作的、對(duì)所述控制裝置指示所述毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部,所述操作部具有通過扭轉(zhuǎn)所述操作部的至少一部分而執(zhí)行的扭轉(zhuǎn)操作部,通過扭轉(zhuǎn)所述扭轉(zhuǎn)操作部,進(jìn)行基于所述毛細(xì)管進(jìn)行的注射操作的至少一部分動(dòng)作。根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),在指示毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部設(shè)置扭轉(zhuǎn)操作部,毛細(xì)管的注射操作的至少一部分動(dòng)作通過扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)操作部進(jìn)行,因此,能夠抑制人為誤差的發(fā)生,可靠地高精度地反復(fù)進(jìn)行用于對(duì)細(xì)胞或卵子等微小對(duì)象物的注射的動(dòng)作。 在上述機(jī)械手系統(tǒng)中,在所述毛細(xì)管進(jìn)行的注射操作中,包含對(duì)所述微小對(duì)象物的穿孔動(dòng)作、向所述微小對(duì)象物內(nèi)的注射動(dòng)作以及從所述微小對(duì)象物拔出所述毛細(xì)管的動(dòng)作。例如,通過扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)操作部,向微小對(duì)象物進(jìn)行注射,由此,能夠利用一個(gè)操作部驅(qū)動(dòng)針管并驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,注射操作變得更容易。另外,優(yōu)選具備至少一個(gè)所述扭轉(zhuǎn)操作部,通過分別操作與所述扭轉(zhuǎn)操作部不同的操作部,進(jìn)行向所述微小對(duì)象物內(nèi)的注射動(dòng)作。另外,通過并列配置至少兩個(gè)所述操作部,提高操作性。另外,在上述各機(jī)械手系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的,具有納米定位的構(gòu)造,通過進(jìn)行所述操作工具前端的毛細(xì)管的微動(dòng)動(dòng)作,能夠?qū)ξ⑿?duì)象物進(jìn)行注射,作為所述操作裝置,具備由操作者操作的、對(duì)所述控制裝置指示所述毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部,所述操作部具有通過扭轉(zhuǎn)所述操作部的至少一部分而執(zhí)行的扭轉(zhuǎn)操作部,通過扭轉(zhuǎn)所述扭轉(zhuǎn)操作部,對(duì)所述微小對(duì)象物內(nèi)進(jìn)行注射動(dòng)作。根據(jù)該機(jī)械手系統(tǒng),在指示毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部設(shè)置扭轉(zhuǎn)操作部,毛細(xì)管的注射操作時(shí)的針管的動(dòng)作通過扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)操作部進(jìn)行,因此,能夠利用一個(gè)操作部操作針管、機(jī)械手,能夠容易地、可靠地、高精度地反復(fù)進(jìn)行用于對(duì)細(xì)胞或卵子等微小對(duì)象物的注射的動(dòng)作。在上述各機(jī)械手中,優(yōu)選所述扭轉(zhuǎn)操作部配置在所述操作部附近。能夠操作操作部并簡(jiǎn)單地扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)操作部,操作性提高。另外,所述機(jī)械手具備粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述毛細(xì)管的粗動(dòng)部和微動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述毛細(xì)管的微動(dòng)部,基于所述操作部的操作,所述控制裝置對(duì)所述毛細(xì)管的粗動(dòng)和微動(dòng)進(jìn)行切換。另外,所述操作部能夠由所謂的指示器和扭轉(zhuǎn)操作部構(gòu)成,能夠利用該指示器的操作指示毛細(xì)管的動(dòng)作。本發(fā)明第八方面的微小操作對(duì)象物的操作方法使用上述的具有扭轉(zhuǎn)操作部的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行注射操作。根據(jù)該微小操作對(duì)象物的操作方法,能夠通過毛細(xì)管可靠地進(jìn)行注射操作,此時(shí)的注射操作進(jìn)行的動(dòng)作的一部分通過扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)操作部進(jìn)行,因此,能夠抑制人為誤差的發(fā)生,可靠地高精度地反復(fù)進(jìn)行用于對(duì)微小對(duì)象物的注射的動(dòng)作。另外,上述機(jī)械手系統(tǒng)還能夠具備可觀察所述各毛細(xì)管的前端和所述微小對(duì)象物的顯微鏡;由基于來(lái)自所述顯微鏡的圖像信號(hào)顯示顯微鏡圖像的CRT及液晶面板等構(gòu)成的顯示部(顯示器),在所述顯示部顯示所述操作部的一部分,在所述顯示部的畫面上操作鼠標(biāo)等指示器,執(zhí)行按鈕操作等。根據(jù)本發(fā)明,能夠提供可自動(dòng)地執(zhí)行關(guān)于卵子等微小的操作對(duì)象物的、以往需要熟練技能的各種作業(yè)的機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法。另外,能夠提供在由毛細(xì)管對(duì)細(xì)胞等微小對(duì)象物進(jìn)行注射操作時(shí),能夠可靠地高精度地反復(fù)進(jìn)行用于所述操作的動(dòng)作的機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法。


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圖I是概略性地表示第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成的圖;圖2是能夠在圖I的機(jī)械手系統(tǒng)中使用的壓電促動(dòng)器的正面圖;圖3是沿著圖2的A — A線的剖面圖;圖4是圖2的壓電促動(dòng)器的立體圖;圖5是表示將圖I的機(jī)械手向顯微鏡作業(yè)部位導(dǎo)入前的狀態(tài)的立體圖;圖6是表示將圖I的機(jī)械手向顯微鏡作業(yè)部位配置時(shí)的狀態(tài)的立體圖;圖7是表示圖I的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)43的控制系統(tǒng)主要部分的框圖;圖8是表示圖I、圖7的操縱桿的具體例的立體圖;圖9是示意性地表示圖I的顯微鏡單元12的顯微鏡視野的圖,是表示毛細(xì)管25、35的各前端位置及操作對(duì)象物的卵子,且用于說明對(duì)操作對(duì)象物即卵子的更換等各操作步驟(a) (e)的圖;圖10是示意性地表示圖I的顯微鏡單元12的顯微鏡視野的圖,是表示毛細(xì)管25、35的各前端位置及操作對(duì)象物的卵子,且用于說明對(duì)操作對(duì)象物即卵子的定位等各操作步驟(a) (e)的圖;圖11是為了說明第二實(shí)施方式而表示在圖7的顯示部45顯示的顯微鏡圖像及控制畫面的例子的圖;圖12是表示在圖11的顯微鏡圖像中進(jìn)行樣板圖像的選擇的例子的、與圖11同樣的圖;圖13是表示進(jìn)行在圖12中選擇的樣板圖像的存儲(chǔ)的例子的、與圖11同樣的圖;圖14是表示生成的樣板圖像的例子的、與圖11同樣的圖;圖15是用于在顯微鏡圖像中說明位置關(guān)系等的運(yùn)算的例子的圖;圖16是用于說明利用第二實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)生成樣板圖像的步驟的流程圖;圖17是用于說明圖16的樣板圖像生成后的步驟的流程圖;圖18是用于說明圖16、圖17的運(yùn)算步驟的具體例的流程圖;圖19是說明第三實(shí)施方式的圖;圖20是概略性地表示第四實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成的圖;圖21是表示控制圖20的機(jī)械手系統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)的控制系統(tǒng)主要部分的框圖; 圖22是表示圖21的操縱桿的具體例的立體圖;圖23是表示載置于圖20的試樣載物臺(tái)上的培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基BI B3的概略平面圖,表示顯微鏡視野處于培養(yǎng)基BI (a)、培養(yǎng)基B2 (b)、培養(yǎng)基B3 (c)的各狀態(tài);圖24 (a) (c)是概略性地表示利用圖20的操縱桿的桿的操作進(jìn)行移動(dòng)時(shí)的毛細(xì)管和培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基的各個(gè)位置關(guān)系的側(cè)面圖;圖25 (a) (f)是概略性地表示第四實(shí)施方式中的毛細(xì)管和培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基的各個(gè)位置關(guān)系的側(cè)面圖;圖26 Ca) (h)是表示安裝于第五實(shí)施方式的機(jī)械手的各毛細(xì)管和微小的操作對(duì)象物的各個(gè)位置關(guān)系的圖;·
圖27 (a) (d)是表示圖26的精子取樣結(jié)束后的各狀態(tài)的圖;圖28 Ca) (f)是表示安裝于第六實(shí)施方式的各機(jī)械手的毛細(xì)管和微小的操作對(duì)象物的各個(gè)位置關(guān)系的圖;圖29是表示控制第七實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的控制系統(tǒng)主要部分的框圖;圖30是表示配置于第七實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的開關(guān)操作部的例子的圖;圖31 Ca) (e)是表示圖30的開關(guān)操作部的各操作例的圖;圖32 Ca) (d)是用于說明第七實(shí)施方式的機(jī)械手進(jìn)行的向毛細(xì)管更換位置的移動(dòng)動(dòng)作的圖;圖33 (a) (d)是用于說明從圖32的毛細(xì)管更換位置返回到原位置的動(dòng)作的圖;圖34是從側(cè)面(圖20的機(jī)械手16側(cè))觀察到的第七實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的光源部的概略圖;圖35是表示第八實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖;圖36是表示附加于圖35的XY軸工作臺(tái)36、Z軸工作臺(tái)38的微動(dòng)機(jī)構(gòu)的例子的剖面圖;圖37是表示圖35的控制器43的控制系統(tǒng)主要部分的框圖;圖38是表示圖35、圖37的操縱桿的具體例的立體圖;圖39 Ca) (d)是示意性地表示圖35的顯微鏡單元12的顯微鏡視野且用于說明對(duì)卵子進(jìn)行注射的各步驟的圖;圖40是為了說明代替圖37、圖38的操縱桿而使用鼠標(biāo)的例子,示意性地表示圖35的顯示部45的畫面的圖;圖41是表示現(xiàn)有的機(jī)械手的構(gòu)成的側(cè)面圖;圖42是用于說明圖41的機(jī)械手的操作的圖;圖43是表示第九實(shí)施方式的圖35的控制器43的控制系統(tǒng)主要部分的框圖;圖44是表示圖43的顯示部的分割的畫面的例子的圖;圖45是表示圖43的操縱桿的具體例的立體圖;圖46是表示第十實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的概略構(gòu)成的立體圖;圖47是表示圖46的注射用電動(dòng)3軸機(jī)械手的概略構(gòu)成的立體圖48是由與Θ載物臺(tái)164的平面平行的面剖切圖47的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170而觀察到的剖面圖;圖49是圖47、圖48的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170的立體圖;圖50是表示圖46的試樣載物臺(tái)110的立體圖;圖51是用于說明關(guān)于圖46 圖50的機(jī)械手系統(tǒng)500的個(gè)人電腦的控制系統(tǒng)的主要部分框圖;圖52是表示圖51的操縱桿的例子的立體圖;圖53是表示在圖51的個(gè)人電腦430的顯示部433顯示的控制器畫面的一例的圖; 圖54是用于說明第十一實(shí)施方式的經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程操作的操作系統(tǒng)的示意圖;圖55是用于說明圖54的變形例的操作系統(tǒng)的示意圖;圖56是用于說明第十一實(shí)施方式的經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程操作的操作系統(tǒng)的其它例的示意圖;圖57是用于說明圖56的變形例的操作系統(tǒng)的示意圖;圖58是用于說明關(guān)于第十二實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的主要部分框圖;圖59是表示能夠在圖58的機(jī)械手系統(tǒng)中使用的無(wú)線接口的例子的平面圖。標(biāo)記說明10 :機(jī)械手系統(tǒng)12 :顯微鏡單元14 :保持用機(jī)械手、機(jī)械手16 :注射用機(jī)械手、機(jī)械手18:照相機(jī)20 :顯微鏡25:保持毛細(xì)管、毛細(xì)管29 :注射泵30、32:驅(qū)動(dòng)裝置35:注射毛細(xì)管、毛細(xì)管39 :注入泵40、42 :驅(qū)動(dòng)裝置43:個(gè)人計(jì)算機(jī)、控制器45 :顯示部46:控制部47 :操縱桿70:電動(dòng)機(jī)92:壓電元件104 :是否生成樣板圖像按鈕110、111:樣板圖像D :卵子、細(xì)胞
Dl:已操作卵子D2 :未操作卵子d:核120 :機(jī)械手系統(tǒng)121 :試樣載物臺(tái)125 :顯微鏡單元126 :光源部 143 :個(gè)人計(jì)算機(jī)、控制器147 :操縱桿47h :桿BI B3:多個(gè)培養(yǎng)基R:培養(yǎng)皿130:電極150:開關(guān)操作部
具體實(shí)施例方式以下,使用附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明?!吹谝粚?shí)施方式〉圖I是概略性地表示第一實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。在圖I中,機(jī)械手系統(tǒng)10作為用于在顯微鏡觀察下對(duì)試樣實(shí)施人工操作的系統(tǒng),具備顯微鏡單元12、機(jī)械手14、機(jī)械手16,在顯微鏡單元12的兩側(cè)分別配置有機(jī)械手14、16。顯微鏡單元12具備作為拍攝元件的照相機(jī)18、顯微鏡20、作為試樣臺(tái)的基座
22。成為在該基座22的正上方配置顯微鏡20的構(gòu)造。另外,顯微鏡20和照相機(jī)18 —體構(gòu)造,雖然省略圖示,但具備向基座22照射光的光源。在基座22上載置試樣(未圖示)。在該狀態(tài)下,當(dāng)從顯微鏡20向基座22上的試樣照射光,且由基座22上的細(xì)胞反射的光入射到顯微鏡20時(shí),與細(xì)胞相關(guān)的光學(xué)圖像被顯微鏡20放大后,由照相機(jī)18拍攝,能夠以照相機(jī)18拍攝的圖像為基礎(chǔ)觀察試樣。如圖I所示,機(jī)械手14作為X軸一 Y軸一 Z軸的3軸構(gòu)成的機(jī)械手,具備吸移管24,X - Y軸工作臺(tái)26、Z軸工作臺(tái)28、驅(qū)動(dòng)X — Y軸工作臺(tái)26的驅(qū)動(dòng)裝置30、驅(qū)動(dòng)Z軸工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置32而構(gòu)成。在吸移管24的前端安裝有作為毛細(xì)管尖的毛細(xì)管25。吸移管24與Z軸工作臺(tái)28連接,Z軸工作臺(tái)28上下移動(dòng)自如地配置于X — Y軸工作臺(tái)26上,驅(qū)動(dòng)裝置30、32與控制器43連接。另外,控制器43也能夠由個(gè)人計(jì)算機(jī)(個(gè)人電腦、PC)構(gòu)成。X-Y軸工作臺(tái)26以通過驅(qū)動(dòng)裝置30的驅(qū)動(dòng),沿著X軸或Y軸移動(dòng)的方式構(gòu)成,Z軸工作臺(tái)28以通過驅(qū)動(dòng)裝置32的驅(qū)動(dòng),沿著Z軸(沿著垂直軸向)移動(dòng)的方式構(gòu)成。與Z軸工作臺(tái)28連接的吸移管24構(gòu)成為,根據(jù)X — Y軸工作臺(tái)26和Z軸工作臺(tái)28的移動(dòng),將三維空間作為移動(dòng)區(qū)域而進(jìn)行移動(dòng),保持基座22上的細(xì)胞等。機(jī)械手16作為正交3軸構(gòu)成的機(jī)械手,具備吸移管(注射吸移管)34、X — Y軸工作臺(tái)36、Z軸工作臺(tái)38、驅(qū)動(dòng)X — Y軸工作臺(tái)36的驅(qū)動(dòng)裝置40、驅(qū)動(dòng)Z軸工作臺(tái)38的驅(qū)動(dòng)裝置42,吸移管34與Z軸工作臺(tái)38連接,Z軸工作臺(tái)38上下移動(dòng)自如地配置于X — Y軸工作臺(tái)36上,驅(qū)動(dòng)裝置40、42與控制器43連接。在吸移管34的前端安裝有毛細(xì)管(玻璃毛細(xì)管)35。X-Y軸工作臺(tái)36以通過驅(qū)動(dòng)裝置40的驅(qū)動(dòng),沿著X軸或Y軸移動(dòng)的方式構(gòu)成,Z軸工作臺(tái)38以通過驅(qū)動(dòng)裝置42的驅(qū)動(dòng),沿著Z軸(沿著垂直軸向)移動(dòng)的方式構(gòu)成。與Z軸工作臺(tái)38連接的吸移管34構(gòu)成為,根據(jù)X — Y軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38的移動(dòng),將三維空間作為移動(dòng)區(qū)域而進(jìn)行移動(dòng),對(duì)基座22上的試樣進(jìn)行人工操作。這樣,機(jī)械手14、16大致為同一構(gòu)成,以下,以連接有吸移管34的機(jī)械手16為例進(jìn)行說明。X-Y軸工作臺(tái)36以通過驅(qū)動(dòng)裝置40的驅(qū)動(dòng)(電動(dòng)機(jī)),沿著X軸或Y軸移動(dòng)的方式構(gòu)成,Z軸工作臺(tái)38以通過驅(qū)動(dòng)裝置42的驅(qū)動(dòng)(電動(dòng)機(jī)),沿著Z軸(沿著垂直軸向)移動(dòng)的方式構(gòu)成,并且,連接有以基座22上的細(xì)胞等作為插入針的插入對(duì)象的吸移管34。
·
即,X — Y軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38通過驅(qū)動(dòng)裝置40、42的驅(qū)動(dòng),將包含基座22上的細(xì)胞等在內(nèi)的三維空間作為移動(dòng)區(qū)域而進(jìn)行移動(dòng),作為將吸移管34例如從吸移管34的前端側(cè)相對(duì)于基座22上的細(xì)胞(試樣)粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)到用于插入針的插入位置的粗動(dòng)機(jī)構(gòu)(三維軸移動(dòng)工作臺(tái))而構(gòu)成。另外,Z軸工作臺(tái)38和吸移管34的連接部具備作為納米定位的功能。納米定位以能夠向設(shè)置有吸移管34的方向自如移動(dòng)地支承,并且將吸移管34沿著其長(zhǎng)度方向(軸線方向)進(jìn)行微動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式構(gòu)成。具體而言,作為納米定位,在Z軸工作臺(tái)38和吸移管34的連接部具備微動(dòng)機(jī)構(gòu)44。如圖2 圖4所示,微動(dòng)機(jī)構(gòu)44具備構(gòu)成壓電促動(dòng)器主體的殼體48,在大致形成筒狀的殼體48內(nèi)插通有以吸移管34為驅(qū)動(dòng)對(duì)象且在外周側(cè)具有螺紋部的螺紋軸52和包圍螺紋軸52的中空狀的旋轉(zhuǎn)軸54。殼體48的底部固定于基座56上。在螺紋軸52的前端側(cè)經(jīng)由夾具58連接吸移管34的根側(cè),在螺紋軸52的中間安裝有作為與螺紋軸52外周的螺紋部螺紋結(jié)合的螺紋構(gòu)件的滾珠絲杠螺母(BS螺母)60,在夾具58與螺紋軸52之間連接有滑塊62A?;瑝K62A配置于與基座56大致正交的方向上,夾著切口 64而與直線導(dǎo)軌66連接。直線導(dǎo)軌66配置在基座56底部側(cè),經(jīng)由軸承68沿著螺紋軸52的軸向移動(dòng)自如地與基座56連接。S卩,直線導(dǎo)軌66配合螺紋軸52的軸向的移動(dòng),使支承螺紋軸52的前端側(cè)的滑塊62A沿著基座56往返移動(dòng)。此時(shí),螺紋軸52中比滾珠絲杠螺母60更靠吸移管34側(cè)的部位經(jīng)由滑塊62A,被直線導(dǎo)軌66滑動(dòng)自如地支承,因此,能夠?qū)⒙菁y軸52的直線運(yùn)動(dòng)向吸移管34傳遞。滾珠絲杠螺母60固定在旋轉(zhuǎn)軸54的軸向一端側(cè)(前端側(cè))的臺(tái)階部54a,并且,與螺紋軸52外周的螺紋部螺紋結(jié)合,支承螺紋軸52使其自如地沿著其軸向往返移動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng))。即,滾珠絲杠螺母60作為用于將旋轉(zhuǎn)軸54的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成螺紋軸52的直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件而構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)軸54的軸向另一端側(cè)與中空電動(dòng)機(jī)70內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部連接。中空電動(dòng)機(jī)70的殼體74的底部側(cè),在基座56上經(jīng)由作為彈性體的橡膠墊圈76固定有螺栓78。當(dāng)驅(qū)動(dòng)中空電動(dòng)機(jī)70時(shí),旋轉(zhuǎn)軸54旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)軸54的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由滾珠絲杠螺母60傳遞到螺紋軸52,螺紋軸52沿著其軸向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。另外,電動(dòng)機(jī)70和旋轉(zhuǎn)軸54的連接中也可以使用聯(lián)軸器。另一方面,與旋轉(zhuǎn)軸54的臺(tái)階部54a鄰接,夾著內(nèi)圈襯圈84而收納有軸承80、82。軸承80、82分別具備內(nèi)圈80a、82A、外圈80b、82b、插入于內(nèi)圈與外圈之間的滾珠80c、82c,各內(nèi)圈80a、82A嵌合于旋轉(zhuǎn)軸54的外周面,各外圈80b、82b嵌合于殼體48的內(nèi)周面,旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸54。軸承80、82夾著內(nèi)圈襯圈84,利用鎖止螺母86固定于旋轉(zhuǎn)軸54。軸承80通過與殼體48內(nèi)的臺(tái)階部54a和圓環(huán)狀的墊片90抵接,被限制向旋轉(zhuǎn)軸54的軸向的移動(dòng)。在軸承82的外圈82b與殼體48的蓋88之間配置有圓環(huán)狀的壓電元件92和圓環(huán)狀的墊片90。另外,各軸承80、82、壓電元件92通過調(diào)節(jié)墊片90的長(zhǎng)度,且關(guān)閉蓋88,被賦予預(yù)壓?!?br> 具體而言,當(dāng)調(diào)節(jié)墊片90的長(zhǎng)度,關(guān)閉蓋88時(shí),與其位置對(duì)應(yīng)的聯(lián)接力作為沿軸向的按壓力對(duì)軸承82和軸承80的外圈82b、80b賦予預(yù)壓,同時(shí),對(duì)壓電元件92也賦予預(yù)壓。由此,對(duì)軸承80、82及壓電元件92賦予規(guī)定的預(yù)壓,在軸承80、82的外圈之間形成作為軸向間的距離的間隙94。壓電元件92經(jīng)由引線(未圖示)與作為控制電路的控制器43連接,作為根據(jù)來(lái)自控制器43的電壓,沿著旋轉(zhuǎn)軸54的長(zhǎng)度方向(軸向)伸縮的壓電促動(dòng)器的一構(gòu)件而構(gòu)成。即,壓電元件92相應(yīng)與來(lái)自控制器43的施加電壓,沿著旋轉(zhuǎn)軸54的軸向伸縮,使旋轉(zhuǎn)軸54沿著其軸向微動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸54沿著軸向微動(dòng)時(shí),該微動(dòng)經(jīng)由螺紋軸52傳遞到吸移管34,微調(diào)節(jié)吸移管34的位置。在上述構(gòu)成中,在驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16時(shí),粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)XY軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38,將注射吸移管34向基座22上的細(xì)胞靠近定位之后,使用微動(dòng)機(jī)構(gòu)44微動(dòng)驅(qū)動(dòng)吸移管34。具體而言,在吸移管34作為毛細(xì)管35設(shè)定玻璃毛細(xì)管時(shí),如圖5所示,以成為使吸移管34從配置于顯微鏡作業(yè)部位的基座22退避的狀態(tài)的方式,驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16。由此,在將玻璃毛細(xì)管35設(shè)定于吸移管34時(shí),可得到足夠的作業(yè)空間。在將玻璃毛細(xì)管35安裝于吸移管34上之后,根據(jù)來(lái)自控制器43的指令,驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16,如圖6所示,使安裝了玻璃毛細(xì)管35的吸移管34向顯微鏡作業(yè)部位的基座22上移動(dòng)。此時(shí)的作業(yè)方法也能夠采用使用操縱桿47或按鈕43B或鼠標(biāo)49 (圖7)的方法。在使玻璃毛細(xì)管35移動(dòng)到顯微鏡作業(yè)部位時(shí),第一次(最初)操作的情況下,通過使顯微鏡視野倍率為低倍率并驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器,在顯微鏡20的視野內(nèi)可確認(rèn)玻璃毛細(xì)管35并立即停止促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。之后,通過利用控制器43的圖像處理,驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器,在顯微鏡20的視野內(nèi),將玻璃毛細(xì)管35向最佳位置移動(dòng),停止促動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。此時(shí),將在第一次操作時(shí)驅(qū)動(dòng)的促動(dòng)器的移動(dòng)量存儲(chǔ)在控制器43。此時(shí),也能夠?qū)⒁苿?dòng)量或移動(dòng)后的位置作為距規(guī)定的基準(zhǔn)位置的X、Y、Z坐標(biāo)而存儲(chǔ)。另外,如果此時(shí)需要,則也能夠驅(qū)動(dòng)XYZ的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。另外,同時(shí),也能夠?qū)@微鏡20的物鏡聚焦的狀態(tài)的物鏡位置作為距規(guī)定的基準(zhǔn)位置的坐標(biāo)而存儲(chǔ)。接著,在操作機(jī)械手16,需要更換培養(yǎng)皿或更換玻璃毛細(xì)管35的情況下,驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器,進(jìn)行用于使玻璃毛細(xì)管35從顯微鏡作業(yè)部位退避的操作。此時(shí),也能夠通過操作按鈕43B,將玻璃毛細(xì)管35驅(qū)動(dòng)到設(shè)定的位置或存儲(chǔ)于控制器43的規(guī)定的基準(zhǔn)位置,也能夠使用操縱桿47等退避到任意的位置。另一方面,在使玻璃毛細(xì)管35再次向顯微鏡作業(yè)部位移動(dòng)的情況下,由于控制器43存儲(chǔ)有第一次設(shè)定時(shí)的位置,因此,利用機(jī)械手16能夠容易地調(diào)節(jié)玻璃毛細(xì)管35的位置。另外,即使在一連串的細(xì)胞操作作業(yè)中需要更換玻璃毛細(xì)管35的情況下,吸移管34也不會(huì)從機(jī)械手16脫離,能夠設(shè)定玻璃毛細(xì)管35,因此,能夠提高作業(yè)效率。作為玻璃毛細(xì)管35,在使用其形狀均一的毛細(xì)管的情況下,通過使用本發(fā)明的機(jī)械手16,與現(xiàn)有的毛細(xì)管相比,更能夠提高效率。另外,即使在玻璃毛細(xì)管35的形狀有偏差的情況下,能夠通過促動(dòng)器(螺紋軸52) 的驅(qū)動(dòng)使吸移管34直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),因此,能夠細(xì)微地調(diào)節(jié)玻璃毛細(xì)管35的位置。另外,在玻璃毛細(xì)管35定位在細(xì)胞的插入位置時(shí),通過對(duì)壓電元件92施加注射用的電壓,微動(dòng)驅(qū)動(dòng)微動(dòng)機(jī)構(gòu)44,能夠進(jìn)行吸移管34的注射動(dòng)作。此時(shí),不在從壓電元件92到支承吸移管34的夾具58之間配置弱彈簧構(gòu)件,使用高剛性的彈簧構(gòu)件即軸承,因此,能夠得到高的響應(yīng)性。作為施加于壓電元件92的電壓的電壓波形,能夠使用正弦波、矩形波、三角波等。另外,作為對(duì)壓電元件92施加電壓的方法,也能夠在操作者按壓按鈕43B期間,連續(xù)輸出信號(hào)波形進(jìn)行驅(qū)動(dòng),也能夠使用脈沖串波形。在本實(shí)施方式中,將軸承80、82中軸承80的內(nèi)圈80a和外圈80b的位移量即壓電元件92的位移的一半位移量設(shè)定為吸移管34的位移量,因此,對(duì)壓電元件92施加將用于賦予微動(dòng)位移量的2倍位移的控制電壓和初始設(shè)定電壓相加后的微動(dòng)用電壓。例如,在壓電元件92產(chǎn)生2x的拉伸時(shí),該拉伸產(chǎn)生的按壓力加上進(jìn)行微動(dòng)控制前的預(yù)壓荷重,按壓軸承82的外圈82b,使軸承80的外圈80b在軸向移動(dòng),軸承80、82的各外圈間的間隙94進(jìn)一步變窄2x量,吸收壓電元件92的軸向的拉伸。該間隙94的位移通過如下方式產(chǎn)生,S卩,伴隨著彈性變形,軸承80、82分別向軸向每次位移X,軸承80的外圈80b配合軸向而進(jìn)行2x的位移。相反,當(dāng)壓電元件92進(jìn)行2x縮小時(shí),按壓力減少,軸承80、82的彈性變形分別每次減少X,軸承80的外圈80b配合軸向,向間隙94擴(kuò)展的方向位移2x,吸收壓電元件92縮小的量。這樣,軸承80、82每次分開X而吸收間隙94的位移x,因此,在相互按壓軸承80、82的力平衡時(shí),軸承80、82的內(nèi)圈80a、80b與旋轉(zhuǎn)軸54 —起在軸向位移X。由此,經(jīng)由螺紋軸52連接于旋轉(zhuǎn)軸54的吸移管34在軸向僅位移X。即,壓電元件92的2x —半的位移量成為吸移管34的微動(dòng)位移量,在插入位置插入吸移管34。在將吸移管34定位于插入位置后,當(dāng)對(duì)壓電元件92施加注射用電壓時(shí),吸移管34進(jìn)行注射動(dòng)作。根據(jù)本實(shí)施方式,將隨著中空電動(dòng)機(jī)70的驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸54的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由滾珠絲杠螺母60變換成直線運(yùn)動(dòng)并傳遞到螺紋軸52,通過伴隨著中空電動(dòng)機(jī)70的粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)的螺紋軸52的直線運(yùn)動(dòng)使吸移管34沿著其軸向進(jìn)行粗動(dòng)驅(qū)動(dòng),通過伴隨著微動(dòng)機(jī)構(gòu)44的微動(dòng)驅(qū)動(dòng)的螺紋軸52的直線運(yùn)動(dòng)使吸移管34沿著其軸向進(jìn)行微動(dòng)驅(qū)動(dòng),因此,僅通過將玻璃毛細(xì)管35安裝于吸移管34就能夠使吸移管34進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng),在使吸移管34向配置于顯微鏡作業(yè)部位的基座22移動(dòng),或使吸移管34從基座22退避時(shí),能夠不需要繁雜的作業(yè)。另夕卜,在控制器43中存儲(chǔ)有設(shè)定位置信息等,基于此也能夠自動(dòng)地進(jìn)行定位,因此,能夠進(jìn)行更有效的作業(yè)。接著,參照?qǐng)D7對(duì)圖I的機(jī)械手系統(tǒng)10的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)43的控制進(jìn)行說明。圖7是表示圖I的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)43的控制系統(tǒng)的主要部分的框圖。圖I、圖7的個(gè)人計(jì)算機(jī)43具備作為運(yùn)算裝置的CPU (中央運(yùn)算處理裝置)及作為存儲(chǔ)裝置的硬盤、RAM、R0M等硬件資源,基于規(guī)定的程序進(jìn)行各種運(yùn)算,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果,控制部46A以進(jìn)行各種控制的方式輸出驅(qū)動(dòng)指令。即,控制部46A控制圖I的顯微鏡單元12的對(duì)焦機(jī)構(gòu)81、機(jī)械手14的驅(qū)動(dòng)裝置30、32、注射泵29及機(jī)械手16的驅(qū)動(dòng)裝置40、42、注入泵39、微動(dòng)機(jī)構(gòu)44的壓電元件92,經(jīng)由根據(jù)必要而設(shè)置的驅(qū)動(dòng)器或放大器等分別輸出驅(qū)動(dòng)指令。
另外,作為信息輸入裝置,在個(gè)人計(jì)算機(jī)43除了連接有鍵盤之外,還連接有操縱桿47、鼠標(biāo)49、按鈕43B (圖1),還連接有由CRT或液晶面板構(gòu)成的顯示部45,在顯示部45中顯示由照相機(jī)18取得的顯微鏡圖像及各種控制用畫面。另外,控制部46A按照規(guī)定的順序自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16。上述的順序驅(qū)動(dòng)通過由控制部46A基于規(guī)定的程序的CPU的運(yùn)算結(jié)果依次分別輸出驅(qū)動(dòng)指令而進(jìn)行,例如,在基座22上操作多個(gè)卵子的情況下,機(jī)械手14、16進(jìn)行用于區(qū)別已操作的卵子和操作前的卵子的操作。另外,個(gè)人計(jì)算機(jī)43具備由照相機(jī)18拍攝的顯微鏡視野的圖像信號(hào)通過顯微鏡20而輸入的圖像輸入部82B ;基于來(lái)自圖像輸入部82B的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理的圖像處理部83 ;將圖像處理前后的圖像信息向顯示部45輸出的圖像輸出部84A ;基于圖像處理后的圖像信息檢測(cè)由照相機(jī)18拍攝的操作對(duì)象物的卵子的核等位置及保持毛細(xì)管25和注射毛細(xì)管35的位置等的位置檢測(cè)部85,各部82 85由控制部46A控制。圖像處理部83為了例如檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象物的位置,進(jìn)行邊緣抽出處理或圖形匹配,位置檢測(cè)部85基于該處理結(jié)果檢測(cè)卵子的核及毛細(xì)管25、35的位置,基于這些檢測(cè)位置或它們的檢測(cè)位置信息和預(yù)先設(shè)定或在作業(yè)中設(shè)定的位置信息,控制毛細(xì)管25、35等的驅(qū)動(dòng)。另外,在顯示部45顯示包含由照相機(jī)18拍攝的毛細(xì)管25、35的圖像在內(nèi)的、關(guān)于卵子等微小的操作對(duì)象物的顯微鏡圖像及運(yùn)算結(jié)果的信息等。圖I、圖7的顯微鏡單元12、機(jī)械手14、16的各動(dòng)作基于操縱桿47的操作的輸入信息,由圖7的控制部46A控制。在本實(shí)施方式中,操縱桿47相對(duì)于保持用機(jī)械手14及注射用機(jī)械手16分別一個(gè)個(gè)地準(zhǔn)備。圖8為表示圖I、圖7的操縱桿的具體例的立體圖。另夕卜,也能夠利用一個(gè)操縱桿進(jìn)行顯微鏡單元12、機(jī)械手14、16的操作,也能夠利用3個(gè)以上的操縱桿進(jìn)行操作。如圖8,操縱桿47具備直立于基臺(tái),由操作者握持,且能夠以向右側(cè)R、左側(cè)L傾斜的方式,還能夠以扭曲的方式操作的主體部(手柄)47e ;在其上部并列配置第一、第二及第三按鈕開關(guān)47a、47b、47c ;還配置于其上部的4方向或8方向等多方向帽形開關(guān)47d ;配置于按鈕開關(guān)47a 47c的相反側(cè)的觸發(fā)開關(guān)47g。對(duì)圖I、圖7的操縱桿47的按鈕開關(guān)47a 47c、多方向帽形開關(guān)47d、主體部47e、觸發(fā)開關(guān)47g分別分配有驅(qū)動(dòng)顯微鏡單元12的對(duì)焦機(jī)構(gòu)81、各機(jī)械手14、16的XYZ軸、注射泵29、注入泵39、壓電元件92的操作功能。例如,通過拉拽觸發(fā)開關(guān)47g并使主體部47e向右側(cè)R、左側(cè)L傾斜,能夠進(jìn)行機(jī)械手14、16的XY驅(qū)動(dòng),通過扭曲主體部47e,能夠進(jìn)行Z驅(qū)動(dòng)。另外,關(guān)于保持用機(jī)械手14,當(dāng)按壓多方向帽形開關(guān)47d的上方向、下方向按鈕時(shí),對(duì)焦機(jī)構(gòu)81驅(qū)動(dòng),能夠進(jìn)行顯微鏡20的對(duì)焦,當(dāng)按壓右方向、左方向按鈕時(shí),能夠進(jìn)行相對(duì)于卵子等操作對(duì)象物的XY平面旋轉(zhuǎn)、YZ平面旋轉(zhuǎn),另外,按鈕開關(guān)47b、47c是用于注射調(diào)節(jié)的開關(guān),當(dāng)按壓一個(gè)按鈕開關(guān)47b、47c時(shí),可調(diào)節(jié)注射泵29的保持毛細(xì)管25的吸引壓(負(fù)壓)。另外,例如,能夠使用按鈕開關(guān)47a對(duì)機(jī)械手14、16自動(dòng)地進(jìn)行順序驅(qū)動(dòng)。另外,控制器43也能夠?qū)⑴c顯微鏡20的對(duì)焦相關(guān)聯(lián)的各部位的位置信息作為移動(dòng)量或坐標(biāo)等存儲(chǔ)。
另外,關(guān)于注射用機(jī)械手16,可使用多方向帽形開關(guān)47d控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的XY平面的微動(dòng),按鈕開關(guān)47b、47c用于注射調(diào)節(jié),按鈕開關(guān)47a是用于穿孔驅(qū)動(dòng)的接通和切斷控制的開關(guān)。通過圖8的操縱桿47的上述開關(guān)的操作,驅(qū)動(dòng)圖I、圖7的機(jī)械手14,該保持毛細(xì)管25保持基座22上的卵子等,還控制該保持的吸引壓(負(fù)壓)。另外,通過操縱桿47的上述開關(guān)的操作,驅(qū)動(dòng)機(jī)械手16,該注射毛細(xì)管35的前端在注射方向上進(jìn)行直線性地位移,通過注入泵39的驅(qū)動(dòng),從插入卵子的注射毛細(xì)管35對(duì)卵子注射規(guī)定的溶液,另外,如果需要,則在該毛細(xì)管35的驅(qū)動(dòng)期間或驅(qū)動(dòng)之后,對(duì)壓電元件92施加穿孔用電壓,驅(qū)動(dòng)壓電元件92,注射毛細(xì)管35在接近或抵接卵子的位置進(jìn)行微小量的移動(dòng),由此,進(jìn)行對(duì)卵子的穿孔動(dòng)作,通過注入泵39的驅(qū)動(dòng),從插入的注射毛細(xì)管35對(duì)卵子注入(注射)規(guī)定的溶液。之后,以從卵子內(nèi)的位置拔出注射毛細(xì)管35的方式驅(qū)動(dòng)。接著,參照?qǐng)D9、圖10對(duì)圖I 圖8的機(jī)械手系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行進(jìn)一步的說明。圖9 (a) (e)是示意性地表示圖I的顯微鏡單元12的顯微鏡視野的圖,即表示毛細(xì)管25、35的各前端位置及操作對(duì)象物的卵子,且用于說明對(duì)操作對(duì)象物的卵子的更換等各操作步驟的圖。圖10 (a) (e)同樣是表示毛細(xì)管25、35的各前端位置及操作對(duì)象物的卵子,且用于說明對(duì)操作對(duì)象物的卵子的定位等各操作步驟的圖。例如,在圖I的基座22上進(jìn)行對(duì)多個(gè)卵子的DNA顯微注射時(shí),使已注射操作卵子與未操作卵子區(qū)別并移動(dòng),為了重新設(shè)定未操作卵子,需要依次更換卵子,利用機(jī)械手系統(tǒng)10的順序驅(qū)動(dòng),如下自動(dòng)地執(zhí)行所述的卵子更換步驟。圖9 (a)表示通過注射毛細(xì)管35的注射操作結(jié)束的已操作卵子Dl以規(guī)定的負(fù)壓被保持于保持毛細(xì)管25,從已操作卵子Dl拔出注射毛細(xì)管35的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,當(dāng)接通圖8的操縱桿47的觸發(fā)開關(guān)47g時(shí),如下順序驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16。S卩,控制部46A基于圖7的位置檢測(cè)部85的檢測(cè)結(jié)果識(shí)別圖9 (a)所示的現(xiàn)狀的注射毛細(xì)管35和保持毛細(xì)管25的位置關(guān)系。接著,如圖9 (b),驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,使注射毛細(xì)管35從圖中的虛線位置向?qū)嵕€的規(guī)定位置移動(dòng)。該規(guī)定位置通過例如使注射毛細(xì)管35的前端35a在保持毛細(xì)管25的前端位于圖中的下方附近,且注射毛細(xì)管35位于未操作卵子D2與已操作卵子Dl之間,區(qū)別未操作卵子D2和已操作卵子Dl。
接著,如圖9 (c)所示,在圖9 (b)的移動(dòng)動(dòng)作的執(zhí)行中或執(zhí)行后,控制圖7的注射泵29,以預(yù)先設(shè)定了保持毛細(xì)管25的負(fù)壓的壓力狀態(tài)的量形成正壓,減弱負(fù)壓,緩解對(duì)卵子的保持力。該操作不形成為完全釋放卵子那樣的壓力狀態(tài),優(yōu)選設(shè)為輕輕地保持的程度的壓力狀態(tài)。接著,如圖9 (d)所示,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,使注射毛細(xì)管35在圖上方從圖中的虛線位置向?qū)嵕€位置移動(dòng)。此時(shí),輕輕地保持的已操作卵子Dl也離開保持毛細(xì)管25,與注射毛細(xì)管35的移動(dòng)一同從圖的虛線位置向?qū)嵕€位置移動(dòng)。而且,如圖9 (e)所示,保持毛細(xì)管25的壓力狀態(tài)為較弱的負(fù)壓,因此,處于圖的下方的下一操作的未操作卵子D2自動(dòng)地從圖中的虛線位置向?qū)嵕€位置移動(dòng)并由保持毛細(xì)管25保持。此時(shí),以注射毛細(xì)管35位于已操作卵子Dl與未 操作卵子D2之間,且以不將已操作卵子Dl和未操作卵子D2混合的方式發(fā)揮分隔開功能,因此,能夠防止這些卵子混合。如上所述,能夠使注射毛細(xì)管35進(jìn)行的注射操作結(jié)束后的已操作卵子Dl離開保持毛細(xì)管25而移動(dòng),將下一未操作卵子D2保持于保持毛細(xì)管25而進(jìn)行設(shè)定,可自動(dòng)地執(zhí)行已操作卵子和未操作卵子的更換。而且,已操作卵子Dl被注射毛細(xì)管35分隔開,可防止與未操作卵子D2混合。接著,如圖10 (a)所示,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,使注射毛細(xì)管35向規(guī)定位置移動(dòng)。該規(guī)定位置例如是未操作卵子D2的時(shí)鐘4 5點(diǎn)鐘方向的下方附近。在該狀態(tài)下,如果未操作卵子D2的核d可在規(guī)定位置以顯示部45的顯微鏡圖像確認(rèn),則控制注射泵29,增強(qiáng)保持毛細(xì)管25的握力,可靠地保持未操作卵子D2。可靠地保持上述的未操作卵子D2時(shí),優(yōu)選要注射的核d以顯微鏡圖像在時(shí)鐘3點(diǎn)鐘方向可確認(rèn)。即,核d的規(guī)定位置為時(shí)鐘3點(diǎn)鐘方向。作為其理由,是因?yàn)?,通過將注射的部位設(shè)定為時(shí)鐘3點(diǎn)鐘方向,保持和注射的軸一致,易于操作者注射。另外,例如,在未操作卵子D2的核d位于9點(diǎn)鐘方向的情況下,在注射時(shí),注射毛細(xì)管35可能與保持毛細(xì)管25接觸而折損,因此,優(yōu)選設(shè)定為3點(diǎn)鐘方向。另外,如圖10 (b)所示,在未操作卵子D2中,在規(guī)定位置(時(shí)鐘3點(diǎn)鐘方向)不能確認(rèn)核d的情況下,控制部46A自動(dòng)地控制注射毛細(xì)管35,使未操作卵子D2在圖中的YZ平面以第一旋轉(zhuǎn)模式或在XY平面以第二旋轉(zhuǎn)模式旋轉(zhuǎn)。此時(shí),保持毛細(xì)管25的負(fù)壓為較弱的狀態(tài),旋轉(zhuǎn)操作通過如下方式進(jìn)行,即,利用注射毛細(xì)管35在第一旋轉(zhuǎn)模式下彈開未操作卵子D2那樣的動(dòng)作或在第二旋轉(zhuǎn)模式下沖撞未操作卵子D2的動(dòng)作,控制部46A基于位置檢測(cè)部85對(duì)核d的檢測(cè)結(jié)果對(duì)來(lái)自照相機(jī)18的圖像信息判別使未操作卵子D2以哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn),并繼續(xù)動(dòng)作到可在規(guī)定位置確認(rèn)核d。此時(shí),每次旋轉(zhuǎn)操作時(shí),都利用操縱桿47的規(guī)定開關(guān)操作顯微鏡單元12的對(duì)焦機(jī)構(gòu)81,在顯示部45確認(rèn)未操作卵子D2的核d的位置并驅(qū)動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)81。如上所述,如圖10 (C)所示,將未操作卵子D2的核d定位在規(guī)定位置后,以核d和注射毛細(xì)管35的焦點(diǎn)一致的方式驅(qū)動(dòng)安裝有注射毛細(xì)管35的注射用機(jī)械手16的Z軸并使之上下移動(dòng),進(jìn)行以圖像信息為判定值的對(duì)焦,由此,將注射毛細(xì)管35置于Z軸方向的位置。另外,在未操作卵子D2的核d向規(guī)定位置的置位后,控制注射泵29,增強(qiáng)保持毛細(xì)管25的握力,可靠地保持未操作卵子D2。接著,如圖10 (d)所示,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16的XY軸,使機(jī)械手16在XY平面從圖中的虛線位置向?qū)嵕€位置移動(dòng),由此,將注射毛細(xì)管35設(shè)定在XY軸方向的位置。如上所述,當(dāng)向注射毛細(xì)管35的可注射操作的位置的設(shè)定完成時(shí),操作者通過如下方式進(jìn)行注射操作,即,在顯示部45觀察未操作卵子D2的核d的位置,同時(shí)操作圖8的操縱桿47的開關(guān),由此,如圖10 (e)那樣地驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,向未操作卵子D2插入注射毛細(xì)管35,驅(qū)動(dòng)注入泵39。當(dāng)上述的注射操作結(jié)束時(shí),通過驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,從卵子拔出注射毛細(xì)管35,成為上述圖9 Ca)的狀態(tài)。如以上那樣,將未操作卵子D2設(shè)定在保持毛細(xì)管25后(圖9 (e)),確認(rèn)未操作卵子D2的核d的位置,在必要的情況下,調(diào)節(jié)核d的位置,因此,能夠自動(dòng)地順序驅(qū)動(dòng)進(jìn)行注射毛細(xì)管35將向可注射操作的位置的設(shè)定。如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式,通過順序驅(qū)動(dòng)并自動(dòng)地執(zhí)行圖9 (a) (e)及圖10·
(a) (e)的各操作,操作者不進(jìn)行復(fù)雜的操作就能夠設(shè)定卵子及注射毛細(xì)管35,減輕對(duì)操作者的負(fù)擔(dān),即使熟練技術(shù)者以外的操作者也能夠不進(jìn)行手動(dòng)操作,而使用機(jī)械手系統(tǒng)。另外,除了 DNA顯微注射以外,圖9 (a) (e)及圖10 (a) (e)中的各操作在向卵子注入精子的作業(yè)時(shí)也能夠以易于操作者作業(yè)的方式設(shè)定,在該情況下,也是有效的操作方法。目前,在轉(zhuǎn)基因操作或顯微受精操作時(shí),在操作細(xì)胞或卵子等操作對(duì)象物的前后將其設(shè)定在規(guī)定位置的操作需要熟習(xí)機(jī)械手的基本操作的熟練技術(shù),但根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng),以能夠容易地進(jìn)行上述操作的方式順序驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)械手,即使不會(huì)熟練技術(shù),也能夠操作處理,并且,由于自動(dòng)地操作與以往手動(dòng)操作相同的動(dòng)作,因此,操作者沒有不適感可進(jìn)行高效的作業(yè)。〈第二實(shí)施方式〉參照?qǐng)D11 圖18對(duì)第二實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)為與圖I 圖8的機(jī)械手系統(tǒng)基本相同的構(gòu)成,與圖9、圖10同樣地,通過按壓操縱桿的按鈕,能夠自動(dòng)地進(jìn)行細(xì)胞、卵子的更換作業(yè),利用樣板圖像提高自動(dòng)化效率。圖11是表示用于說明第二實(shí)施方式的、顯示于圖7的顯示部45的顯微鏡圖像及控制畫面的例子的圖。圖12是表示在圖11的顯微鏡圖像中進(jìn)行樣板圖像的選擇的例子的、與圖11同樣的圖。圖13是表示進(jìn)行在圖12中選擇的樣板圖像的存儲(chǔ)的例子的、與圖11同樣的圖。圖14是表示生成的樣板圖像的例子的、與圖11同樣的圖。圖15是用于在顯微鏡圖像中說明位置關(guān)系等運(yùn)算的例子的圖。圖16是用于說明第二實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)中生成樣板圖像的步驟的流程圖。圖17是用于說明圖16的樣板圖像生成后的步驟的流程圖。圖18是用于說明圖16、圖17的運(yùn)算步驟的具體例的流程圖。本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)能夠使圖11 圖14那樣的樣板圖像生成畫面45a顯示于圖7的顯示部45。在該畫面45a中顯示以規(guī)定倍率顯示由照相機(jī)18取得的顯微鏡圖像的顯微鏡畫面部101 ;顯示注射側(cè)的樣板圖像的樣板圖像顯示部102 ;顯示保持側(cè)的樣板圖像的樣板圖像顯示部103 ;為了選擇是否生成樣板圖像,作為有無(wú)樣板圖像的生成的輸入裝置而設(shè)置的是否生成樣板圖像按鈕104 ;注射側(cè)按鈕105 ;保持側(cè)按鈕106。另外,樣板圖像生成畫面45a能夠通過例如圖7的顯示部45上的鼠標(biāo)49進(jìn)行的操作顯示。
如圖9所示,本實(shí)施方式的卵子更換動(dòng)作通過按壓操縱桿47上的各按鈕,自動(dòng)地執(zhí)行注射毛細(xì)管35與保持毛細(xì)管25之間的位置關(guān)系的計(jì)測(cè)(a)、注射毛細(xì)管35的移動(dòng)
(b)、保持毛細(xì)管25的負(fù)壓降低(C)、注射毛細(xì)管35的移動(dòng)(d)及未操作卵子D2的移動(dòng)后(e)的保持毛細(xì)管25進(jìn)行的負(fù)壓上升的各動(dòng)作,但在圖9 (a)中,參照?qǐng)D16對(duì)生成樣板圖像的步驟SOl SlO進(jìn)行說明。首先,使圖11的畫面45a顯示于圖7的顯示部45后,通過鼠標(biāo)49的操作單擊圖11的是否生成樣板圖像按鈕104,設(shè)為ON (要生成)(S01)。接著,通過按壓操縱桿47上的被分配的例如按鈕47f (S02),利用安裝于顯微鏡20的照相機(jī)18取得顯微鏡圖像(S03),并將該取得的顯微鏡圖像顯示于圖11的顯微鏡畫面部101 (S04)。如圖11所示,在顯微鏡畫面部101中放大顯示保持卵子D的保持毛細(xì)管25和注射毛細(xì)管35。接著,如圖12所示,通過鼠標(biāo)49的拖動(dòng)操作選擇用于圖形匹配的注射側(cè)的樣板圖像IlOA (由圖12的長(zhǎng)方形狀的虛線表示)(S05)。接著,通過鼠標(biāo)49的操作單擊圖13的注射側(cè)按鈕105,使上述選擇的樣板圖像IlOA存儲(chǔ)于硬盤等存儲(chǔ)裝置中(S06)。如圖13所示,該存儲(chǔ)的樣板圖像IlOA顯示于樣板圖像顯示部102中。接著,在不生成保持側(cè)的樣板圖像的情況下(S07),通過與上述同樣的步驟S05、S06選擇保持側(cè)的樣板圖像Illa (圖14),通過鼠標(biāo)49的操作單擊保持側(cè)按鈕106,存儲(chǔ)上述選擇的樣板圖像110A。如圖14所示,該存儲(chǔ)的樣板圖像Illa顯示于樣板圖像顯示部103中。如上所述,生成兩側(cè)的樣板圖像IlOAUlla后,當(dāng)通過鼠標(biāo)49的操作單擊是否生成樣板圖像按鈕104并設(shè)為OFF (不生成)時(shí)(S08),自動(dòng)地執(zhí)行圖形匹配的解析(S09),在對(duì)顯示于顯微鏡畫面部101的顯微鏡圖像檢測(cè)與樣板圖像IlOAUlla相同部分(或接近的部分)的情況下,執(zhí)行坐標(biāo)值算出等運(yùn)算(S10),進(jìn)行圖9 (a)那樣的毛細(xì)管35與毛細(xì)管25之間的位置關(guān)系的計(jì)測(cè),自動(dòng)開始自上述圖9 (b)的操作(S11)。另外,在利用步驟S09的圖形匹配不能檢測(cè)與樣板圖像IlOAUlla相同的部分(或接近的部分)時(shí),不開始自動(dòng)操作,在該情況下,例如,再次執(zhí)行取得樣板圖像等對(duì)策。接著,如上所述,參照?qǐng)D17對(duì)生成樣板圖像后的第二次以后的動(dòng)作進(jìn)行說明。首先,判斷是否需要生成樣板圖像(S21),如果需要,則返回圖16的步驟S01,重復(fù)上述步驟。接著,如果不需要生成樣板圖像,則通過操作操縱桿47的按鈕47f或鼠標(biāo)49(S22),與圖16同樣地依次自動(dòng)地執(zhí)行顯微鏡圖像(S23)的取得、該圖像的顯示(S24)、圖形匹配的解析(S25)、坐標(biāo)值算出等運(yùn)算(S26)、自動(dòng)操作開始(S27)。在下一卵子更換作業(yè)剩余,作業(yè)未結(jié)束的情況下(S28),返回步驟S21,重復(fù)上述的步驟。另外,在利用步驟S25的圖形匹配不能檢測(cè)與樣板圖像相同的部分(或接近的部分)的情況下也返回步驟S21,再次采取生成樣板圖像等的對(duì)策。接著,參照?qǐng)D15、圖18對(duì)圖16、圖17的運(yùn)算步驟S10、S26進(jìn)行說明。首先,在圖16的步驟S05、S06的樣板圖像生成時(shí),計(jì)測(cè)與樣板圖像有關(guān)的坐標(biāo)值等數(shù)據(jù),并存儲(chǔ)于控制器43或內(nèi)置并連接于控制器43的硬盤等存儲(chǔ)裝置中。而且,如圖15所示,基于坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)算出樣板圖像IlOA的橫方向長(zhǎng)度XI、縱方向長(zhǎng)度Yl及樣板圖像Illa的橫方向長(zhǎng)度X2、縱方向長(zhǎng)度Y2,并算出上述步驟S09、S25的圖形匹配結(jié)果的各樣板圖像IlOAUlla的重心位置(用圖15的各“x”符號(hào)表示)(S31)。接著,由上述兩個(gè)樣板圖像110A、llla的圖形匹配結(jié)果算出注射毛細(xì)管35與保持毛細(xì)管25之間的位置關(guān)系m (圖15) (S32)。接著,基于上述位置關(guān)系m算出用于進(jìn)行圖9 (b)的移動(dòng)動(dòng)作的注射毛細(xì)管35的需要進(jìn)程量(S33)。S卩,算出圖15的注射毛細(xì)管35的樣板圖像IlOA以虛線所示那樣向箭頭標(biāo)記方向N移動(dòng)時(shí)的進(jìn)程量。接著,為了使注射毛細(xì)管35移動(dòng)所述進(jìn)程量,變換成對(duì)注射用機(jī)械手16的指令值(S34)。通過這樣變換的指令值,注射毛細(xì)管35能夠如圖9 (b)所示地移動(dòng)。如以上那樣,根據(jù)本實(shí)施方式的動(dòng)作(圖16 圖18),在重復(fù)進(jìn)行與圖9同樣的卵子更換作業(yè)的情況下,通過只按壓一次操縱桿47上的按鈕,能夠自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16、 注射泵29或注入泵39等,因此,無(wú)需如現(xiàn)有那樣手動(dòng)進(jìn)行機(jī)械手的操作及針管的操作。S卩,根據(jù)非專利文獻(xiàn)I所示的現(xiàn)有的微注射法,在進(jìn)行注射作業(yè)的培養(yǎng)基中,為了使已操作卵子和未操作卵子在滴劑中不混合,已操作卵子向滴劑上方移動(dòng),然后,由下方拿來(lái)未操作卵子,但在該方法中,具有熟習(xí)機(jī)械手本身的基本操作的必要性,在不熟習(xí)的操作者進(jìn)行操作時(shí),存在產(chǎn)生作業(yè)效率降低的問題,對(duì)此,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠容易且精確地自動(dòng)進(jìn)行卵子更換作業(yè),即使不熟習(xí)的操作者操作也不會(huì)產(chǎn)生作業(yè)效率的降低。另外,在通過本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)自動(dòng)地進(jìn)行卵子更換作業(yè)時(shí),操作者根據(jù)需要,生成樣板圖像,通過圖形匹配,在個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)43上進(jìn)行解析,基于其結(jié)果驅(qū)動(dòng)機(jī)械手14、16等,由此,能夠提高自動(dòng)化效率。即,能夠使用先生成的樣板圖像進(jìn)行下一圖形匹配的解析及運(yùn)算,通過利用樣板圖像能夠提高本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的自動(dòng)化效率。另外,重復(fù)卵子更換作業(yè)中,在改變毛細(xì)管25、35的觀察方式的情況下,在圖17的步驟S21中判斷,返回圖16的步驟SOl,將是否生成樣板圖像按鈕104設(shè)為0N,能夠再次生成樣板圖像,每次都能夠更新樣板圖像。這樣,樣板圖像生成能夠只在操作者判斷為必要的情況下進(jìn)行。其結(jié)果,能夠防止圖形匹配時(shí)的誤識(shí)別及圖形匹配造成的不檢測(cè)。如以上那樣,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限于此,在本發(fā)明的技術(shù)的思想范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形。例如,所述的順序驅(qū)動(dòng)從圖9 (a)那樣的狀態(tài)開始,但本發(fā)明不限于此,也能夠從其它的狀態(tài)開始,例如,也能夠從圖10 Ce)的注射操作后開始,由從卵子拔出注射毛細(xì)管35的動(dòng)作開始順序驅(qū)動(dòng)。另外,例如,也能夠依次驅(qū)動(dòng)圖9(a) (e)的操作,將圖10 (a) (e)的操作設(shè)為手動(dòng)。另外,圖7的對(duì)焦機(jī)構(gòu)81也能夠以自動(dòng)地進(jìn)行聚焦動(dòng)作的方式構(gòu)成。另外,也能夠預(yù)先或基于存儲(chǔ)于作業(yè)中的焦點(diǎn)位置信息進(jìn)行聚焦動(dòng)作。另外,本實(shí)施方式的操作方法適用于細(xì)胞操作、轉(zhuǎn)基因操作、顯微受精等細(xì)微操作,該機(jī)械手系統(tǒng)優(yōu)選適用于細(xì)胞或卵子等電子設(shè)備檢查、分析裝置等。另外,例如,圖16 圖18的動(dòng)作不限于本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng),只要是安裝有用于對(duì)能夠向XYZ方向驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)械手輸入顯微鏡圖像的照相機(jī)的系統(tǒng)就能夠適用,因此,機(jī)械手也能夠是其它的形式。
〈第三實(shí)施方式〉接著,說明圖19所示的第三實(shí)施方式。圖19順次機(jī)構(gòu)性地表示一個(gè)培養(yǎng)皿中具有多個(gè)滴劑時(shí)的注射針、聚焦機(jī)構(gòu)的操作及動(dòng)作。該操作及動(dòng)作中所使用的機(jī)械手及顯微鏡等與第一及第二實(shí)施方式的機(jī)械手及顯微鏡相同,因此,省略其說明。在圖19中示例具有洗凈滴劑、卵子滴劑、細(xì)胞滴劑3種滴劑的情況。該情況下的具體的操作及動(dòng)作如下。首先,在機(jī)械手上安裝玻璃針。接著,從工序O開始進(jìn)行操作及動(dòng)作。工序O.驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái),向顯微鏡視野下移動(dòng)洗凈滴劑,進(jìn)行注射玻璃針的洗凈。工序I.將該試樣載物臺(tái)的位置信息向控制器存儲(chǔ)。工序2.驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái),將卵子進(jìn)入的滴劑向顯微鏡視野下移動(dòng)?!すば?.通過操縱桿操作,驅(qū)動(dòng)對(duì)焦促動(dòng)器,對(duì)卵子進(jìn)行對(duì)焦。工序4.通過操縱桿操作驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,調(diào)節(jié)注射玻璃針的焦點(diǎn)。工序5.保存對(duì)焦促動(dòng)器、注射側(cè)機(jī)械手的位置信息。工序6.驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái),將細(xì)胞或精子進(jìn)入的滴劑向顯微鏡視野下移動(dòng)。工序7.將該試樣載物臺(tái)的位置信息向控制器存儲(chǔ)。工序8.通過操縱桿操作驅(qū)動(dòng)對(duì)焦促動(dòng)器,對(duì)細(xì)胞(精子)進(jìn)行對(duì)焦。工序9.通過操縱桿操作驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,調(diào)節(jié)注射玻璃針的焦點(diǎn)。工序10.在將對(duì)焦促動(dòng)器、注射側(cè)機(jī)械手的位置信息保存于控制器。工序11.進(jìn)行細(xì)胞(精子)的處理操作,保持于注射玻璃針內(nèi)。工序12.驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái),將卵子進(jìn)入的滴劑向顯微鏡視野下移動(dòng),進(jìn)行第一次注射操作。工序13.按壓操縱桿上的規(guī)定的按鈕。工序14.通過對(duì)焦促動(dòng)器、Z軸機(jī)械手向工序5中存儲(chǔ)的位置信息的位置驅(qū)動(dòng)。工序15.保持卵子,在第二次注射操作后,釋放卵子。工序16.按壓控制器畫面上的規(guī)定的按鈕,將試樣載物臺(tái)自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)到工序7中存儲(chǔ)的位置信息位置,向細(xì)胞(精子)進(jìn)入的滴劑移動(dòng)。進(jìn)一步存儲(chǔ)該動(dòng)作前的位置信息。工序17.按壓操縱桿上的規(guī)定的按鈕。工序18.通過對(duì)焦促動(dòng)器、Z軸機(jī)械手向工序10中向存儲(chǔ)的位置信息驅(qū)動(dòng)。工序19.進(jìn)行細(xì)胞(精子)的處理。工序20.按壓控制器畫面上的規(guī)定的按鈕,自動(dòng)向工序16中存儲(chǔ)的位置信息的位置移動(dòng)。工序21.按壓操縱桿的規(guī)定的按鈕,驅(qū)動(dòng)對(duì)焦促動(dòng)器、Z軸機(jī)械手,使焦點(diǎn)與卵子—致。工序22.保持卵子,進(jìn)行第三次注射操作。結(jié)束后釋放卵子。在進(jìn)行四次以上的注射操作的情況下,重復(fù)工序17 22。在上述那樣的重復(fù)注射操作中,在要進(jìn)行注射玻璃針的洗凈的情況下,當(dāng)按壓控制器畫面上的規(guī)定的按鈕時(shí),自動(dòng)地向洗凈滴劑移動(dòng),在洗凈結(jié)束后,通過按壓規(guī)定的按鈕向卵子的滴劑移動(dòng)(與所述工序16、17相同的動(dòng)作)。通過上述方法,通過重復(fù)使用第一次注射操作中存儲(chǔ)的位置信息,調(diào)節(jié)注射操作、取樣操作時(shí)的焦點(diǎn)位置,能夠容易地進(jìn)行機(jī)械手Z軸位置對(duì)齊。另外,滴劑之間的移動(dòng)也能夠只通過按鈕操作進(jìn)行,也能夠在每次注射操作不進(jìn)行驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)且以目視進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的動(dòng)作。另外,在操作中,在要再次調(diào)節(jié)存儲(chǔ)信息位置的情況下,也能夠在位置調(diào)節(jié)后,改位移置存儲(chǔ)操作而進(jìn)行。另外,也能夠?qū)Σ倏v桿的各種按鈕分配上述動(dòng)作,只利用操縱桿操作驅(qū)動(dòng)對(duì)焦促動(dòng)器、機(jī)械手Z軸等,另外,也能夠?qū)刂破鞯陌粹o等分配上述動(dòng)作,只利用控制器驅(qū)動(dòng)。另夕卜,也能夠與試樣載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)作連動(dòng),向存儲(chǔ)有對(duì)焦促動(dòng)器、機(jī)械手Z軸的位置信息交接。在此,第三實(shí)施方式的所述機(jī)械手能夠相當(dāng)于第一及第二實(shí)施方式或第四實(shí)施方式的機(jī)械手14、16,試樣載物臺(tái)相當(dāng)于基座22,玻璃針相當(dāng)于注射毛細(xì)管35,顯微鏡相當(dāng)于 顯微鏡20,控制器相當(dāng)于控制器43,操縱桿相當(dāng)于操縱桿47,對(duì)焦促動(dòng)器相當(dāng)于對(duì)焦機(jī)構(gòu)
81(第四實(shí)施方式中對(duì)焦機(jī)構(gòu)124)所包含的促動(dòng)器,Z軸機(jī)械手相當(dāng)于包含驅(qū)動(dòng)裝置40、42的機(jī)械手14、16。如上所述,通過存儲(chǔ)至少兩點(diǎn)存儲(chǔ)物鏡位置、機(jī)械手Z軸位置,通過操縱桿操作及/或控制器的按鈕操作,能夠容易往返于兩個(gè)位置之間的操作系統(tǒng),由此能夠進(jìn)行更高效率的作業(yè)。另外,通過形成為通過操縱桿操作及/或控制器的按鈕操作進(jìn)行動(dòng)作時(shí),物鏡、機(jī)械手進(jìn)行連動(dòng)而驅(qū)動(dòng)的操作系統(tǒng),能夠進(jìn)行更高效率的作業(yè)。另外,通過存儲(chǔ)卵子、細(xì)胞(精子)、洗凈用的各滴劑位置的位置信息,并基于此驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái),由此,能夠形成可容易地在各滴劑之間往來(lái)的操作系統(tǒng)?!吹谒膶?shí)施方式〉接著,參照?qǐng)D20 圖25對(duì)第四實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成與圖I 圖8的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成基本相同,但配置試樣載物臺(tái),構(gòu)成倒
置顯微鏡型。圖20是概略性地表示第四實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。如圖20所示,本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)120作為用于在顯微鏡觀察下對(duì)微小的操作對(duì)象物的試樣實(shí)施人工操作的系統(tǒng),具備一對(duì)機(jī)械手14、16 ;試樣載物臺(tái)121 ;顯微鏡單元125 ;光源部126。顯微鏡單元125具備由物鏡122a等構(gòu)成且具有顯微鏡功能的顯微鏡122 ;作為拍攝元件的照相機(jī)123 ;可自動(dòng)進(jìn)行的聚焦動(dòng)作的對(duì)焦機(jī)構(gòu)124。顯微鏡122的物鏡122a位于收納觀察對(duì)象物的試樣的培養(yǎng)皿R的下方,構(gòu)成倒置型顯微鏡。試樣載物臺(tái)121載置由玻璃材料等透光性材料構(gòu)成的培養(yǎng)皿R等,并且,能夠以向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式由X — Y軸工作臺(tái)構(gòu)成,通過驅(qū)動(dòng)裝置121a (圖21)的驅(qū)動(dòng)能夠沿著X軸移動(dòng),驅(qū)動(dòng)裝置121b (圖21)的驅(qū)動(dòng)能夠沿著Y軸移動(dòng)。另外,光源部126以位于試樣載物臺(tái)121上的培養(yǎng)皿R的正上方的方式配置,向培養(yǎng)皿R內(nèi)的試樣照射光。當(dāng)從光源部126向試樣載物臺(tái)121上的培養(yǎng)皿R內(nèi)的試樣照射光,且透過培養(yǎng)皿R內(nèi)的試樣的光入射到顯微鏡122時(shí),與細(xì)胞相關(guān)的光學(xué)圖像在顯微鏡122放大規(guī)定倍率之后,由照相機(jī)123拍攝,能夠以照相機(jī)123拍攝的圖像為基礎(chǔ)觀察試樣。此時(shí),通過在XY軸的平面方向驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121,能夠?qū)⑴囵B(yǎng)皿R內(nèi)的試樣置位于適于觀察的位置。機(jī)械手14、16與圖I 圖6同樣地構(gòu)成,配置在試樣載物臺(tái)121的左右,操作工具即吸移管24、34相對(duì)于配置在光源部126的正下方的培養(yǎng)皿R從兩側(cè)延伸,能夠利用由安裝于吸移管24、34各前端側(cè)的玻璃針構(gòu)成 的毛細(xì)管25、35對(duì)培養(yǎng)皿R內(nèi)的微小的操作對(duì)象物即試樣進(jìn)行規(guī)定的操作。 接著,參照?qǐng)D21對(duì)圖20的機(jī)械手系統(tǒng)120中的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的控制進(jìn)行說明。圖21是表示控制圖20的機(jī)械手系統(tǒng)120的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的控制系統(tǒng)主要部分的框圖。圖21的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的構(gòu)成與圖7的控制器43的構(gòu)成基本相同,控制試樣載物臺(tái)121的由促動(dòng)器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置121a、121b等的驅(qū)動(dòng),使試樣載物臺(tái)121在XY軸方向移動(dòng)。控制器143控制試樣載物臺(tái)121,驅(qū)動(dòng)安裝于機(jī)械手14的吸移管24的毛細(xì)管25和安裝于機(jī)械手16的吸移管34的毛細(xì)管35并置位在規(guī)定位置時(shí),存儲(chǔ)在該操作時(shí)驅(qū)動(dòng)的促動(dòng)器的移動(dòng)量。此時(shí),也能夠?qū)⒁苿?dòng)量或移動(dòng)后的位置作為距規(guī)定的基準(zhǔn)位置的X、Y坐標(biāo)而存儲(chǔ)。例如,通過由控制器143存儲(chǔ)毛細(xì)管25、35的第二位置,在毛細(xì)管25、35移動(dòng)到離開第二位置的第一位置或第三位置后,根據(jù)操縱桿147等的操作指示,可返回到第二位置。另外,毛細(xì)管25、35的各位置是指,相對(duì)于培養(yǎng)皿R內(nèi)的特定位置的相對(duì)位置,試樣載物臺(tái)121通過使在其上載置的培養(yǎng)皿R在XY軸的平面方向移動(dòng),使毛細(xì)管25、35在各位置間相對(duì)移動(dòng)。另外,如圖21的虛線,試樣載物臺(tái)121也可以具備檢測(cè)其X — Y軸工作臺(tái)的X軸方向及Y軸方向的各位置的由編碼器等構(gòu)成的位置傳感器121c??刂破?43存儲(chǔ)由位置傳感器121c檢測(cè)所述毛細(xì)管25、35的各位置而得到的XY坐標(biāo)信息,基于該XY坐標(biāo)信息,通過控制器143的控制,試樣載物臺(tái)121使毛細(xì)管25、35向第一位置、第二位置、第三位置移動(dòng)。本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)120在控制器143的顯示部45確認(rèn)照相機(jī)123拍攝的圖像,并通過操縱桿147等的操作驅(qū)動(dòng)安裝于倒置顯微鏡122的機(jī)械手14、16及試樣載物臺(tái) 121。通過機(jī)械手系統(tǒng)120進(jìn)行注射操作時(shí),在將培養(yǎng)皿置位在試樣載物臺(tái)121上的狀態(tài)下,驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121,進(jìn)行在控制器143存儲(chǔ)其它培養(yǎng)基的位置信息的操作。該位置存儲(chǔ)操作也能夠在注射操作中進(jìn)行,也能夠每次變更存儲(chǔ)位置。接著,參照?qǐng)D22、圖23對(duì)作為與圖21的控制器連接的操作裝置的操縱桿147及其操作例進(jìn)行說明。圖22是表示圖21的操縱桿的具體例的立體圖。圖23是表示載置于圖20的試樣載物臺(tái)上的培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基BI B3的概略的平面圖,Ca)表示顯微鏡視野處于培養(yǎng)基BI的狀態(tài),(b)表不顯微鏡視野處于培養(yǎng)基B2的狀態(tài),(c)表不不顯微鏡視野處于培養(yǎng)基B3的狀態(tài)。如圖22所示,操縱桿147的構(gòu)成與圖8所示的操縱桿基本相同,但在下部具有桿47h。桿47h能夠向圖中的方向A、其相反的方向B轉(zhuǎn)動(dòng),且能夠在向方向A轉(zhuǎn)動(dòng)的上端位置、向方向B轉(zhuǎn)動(dòng)的下端位置以及它們的中間位置之間切換。桿47h的切換開關(guān)的上端位置、中間位置、下端位置與毛細(xì)管25、35的第一位置、第二位置、第三位置對(duì)應(yīng)。S卩,通過使操縱桿147的桿47h上下動(dòng)作,向預(yù)先存儲(chǔ)的位置驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121。例如,在以圖23 Ca) (c)那樣的配置在培養(yǎng)皿R上形成有多個(gè)培養(yǎng)基BI B3的情況下,當(dāng)使桿47h向上方向方向A轉(zhuǎn)動(dòng)并位于上端位置時(shí),驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121,使培養(yǎng)基BI向顯微鏡視野KF下移動(dòng),當(dāng)使桿47h向下方向方向B轉(zhuǎn)動(dòng)并位于下端位置時(shí),使培養(yǎng)基B3向顯微鏡視野KF下移動(dòng),當(dāng)使桿47h位于中間位置時(shí),使培養(yǎng)基B2向顯微鏡視野KF下移動(dòng)。在想要培養(yǎng)基B2返回最初的位置的情況下,通過使桿47h從上端位置或下端位置置于中間位置,能夠返回到最初的位置。另外,多個(gè)培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿R上能夠?qū)⒗缗囵B(yǎng)基BI設(shè)為洗凈用,將培養(yǎng)基B2設(shè) 為卵子用,將培養(yǎng)基B3設(shè)為細(xì)胞(精子)用。通過上述操縱桿147的桿47h的操作,不使用手幾乎不離開操作機(jī)械手14、16的操縱桿147的其它的操作裝置,就能夠在培養(yǎng)基BI B3之間移動(dòng),且在從一個(gè)培養(yǎng)基向其它培養(yǎng)基移動(dòng)時(shí),為了找到該培養(yǎng)基位置,也能夠不進(jìn)行變更物鏡倍率的操作,誰(shuí)都能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行容易地在培養(yǎng)基之間移動(dòng)的操作。如上所述,毛細(xì)管25、35在培養(yǎng)基之間移動(dòng)時(shí),培養(yǎng)基中的微小的操作對(duì)象物即卵子與毛細(xì)管(玻璃針)接觸,為了已操作的卵子和未操作的卵子混合,與試樣載物臺(tái)121的驅(qū)動(dòng)連動(dòng),使毛細(xì)管向上方退避。參照?qǐng)D24對(duì)毛細(xì)管在形成于圖20的試樣載物臺(tái)121上的培養(yǎng)皿R內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基之間移動(dòng)時(shí)的上述退避動(dòng)作進(jìn)行說明。圖24是概略性地表示通過圖20的操縱桿147的桿47h的操作移動(dòng)時(shí)的毛細(xì)管和培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基的位置關(guān)系的側(cè)面圖,(a)表示在培養(yǎng)基B2的相對(duì)于操作對(duì)象物的操作位置,(b)表示Z軸方向的移動(dòng)位置,(c)表示培養(yǎng)基B3的移動(dòng)位置。例如,在使毛細(xì)管25、35從培養(yǎng)皿R上的圖23 (b)的培養(yǎng)基B2向圖23 (C)的培養(yǎng)基B3移動(dòng)的情況下,如圖24 (a)所示,在毛細(xì)管25、35對(duì)培養(yǎng)皿R上的圖23 (b)的培養(yǎng)基B2內(nèi)的微小的操作對(duì)象物C2進(jìn)行規(guī)定操作的規(guī)定位置,將操縱桿147的桿47h從中間位置降低到下端位置時(shí),控制器143存儲(chǔ)培養(yǎng)基B2內(nèi)的機(jī)械手14、16的各XYZ位置和試樣載物臺(tái)121的XY位置。接著,如圖24 (b)所示,機(jī)械手14、16使毛細(xì)管25、35向Z軸上方移動(dòng)規(guī)定量而退避。接著,如圖23 (C)所示,試樣載物臺(tái)121使培養(yǎng)皿R以毛細(xì)管25、35從圖23 (b)的培養(yǎng)基B2向圖23 (c)的培養(yǎng)基B3移動(dòng)的方式移動(dòng)。接著,機(jī)械手I6使注射側(cè)的毛細(xì)管35向Z軸下方移動(dòng)規(guī)定量,操作者操作操縱桿147,對(duì)培養(yǎng)基B3內(nèi)的微小的操作對(duì)象物C3進(jìn)行必要的操作。接著,當(dāng)桿47h位于中間位置時(shí),進(jìn)行與上述相反的動(dòng)作,機(jī)械手14、16和試樣載物臺(tái)121返回到上述存儲(chǔ)的圖24 Ca)的培養(yǎng)基B2的規(guī)定位置。如上所述,在使毛細(xì)管25、35從培養(yǎng)基B2向培養(yǎng)基B3移動(dòng)時(shí),通過預(yù)先向Z軸上方退避,可防止培養(yǎng)基B2中的微小的操作對(duì)象物C2 (例如卵子)和毛細(xì)管25、35的接觸,因此,能夠防止操作結(jié)束的卵子和操作前的卵子的混合。另外,也能夠在所述移動(dòng)前,使毛細(xì)管25、35以在X軸方向(圖的橫方向)上相互離開的方式后退。
接著,參照?qǐng)D25對(duì)通過圖20 圖22的機(jī)械手系統(tǒng)120使毛細(xì)管25、35在培養(yǎng)皿R上的多個(gè)培養(yǎng)基之間移動(dòng)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖25是概略性地表示本實(shí)施方式中的毛細(xì)管和培養(yǎng)皿內(nèi)的多個(gè)培養(yǎng)基的位置關(guān)系的側(cè)面圖,(a)表示在以培養(yǎng)基B2的對(duì)操作對(duì)象物的操作位置存儲(chǔ)的位置,(b)表示向X軸方向的移動(dòng)位置,(C)表不向Z軸方向的移動(dòng)位置,Cd)表不其它培養(yǎng)基的移動(dòng)位置,Ce)表示注射側(cè)毛細(xì)管的Z軸方向的移動(dòng)位置,Cf)表示注射側(cè)毛細(xì)管的操作位置。如圖25 (a),機(jī)械手系統(tǒng)120通過操縱桿147的操作移動(dòng)到毛細(xì)管25、35對(duì)培養(yǎng)皿R上的培養(yǎng)基B2內(nèi)的微小的操作對(duì)象物C2進(jìn)行規(guī)定操作的規(guī)定位置后,將操縱桿147的桿47h從中間位置降低到下端位置時(shí),按照如下的規(guī)定順序進(jìn)行移動(dòng)動(dòng)作。首先,控制器143存儲(chǔ)進(jìn)行圖25 (a)的規(guī)定操作的規(guī)定位置的機(jī)械手14、16的各XYZ位置和試樣載物臺(tái)121的XY位置。接著,如圖25 (b)所示,機(jī)械手14、16使毛細(xì)管25、35以在X軸方向相互分離后退的方式移動(dòng)規(guī)定量,接著,如圖25 (c)所示,向Z軸上方移動(dòng)規(guī)定量。這樣,在向下一培養(yǎng)基移動(dòng)前使毛細(xì)管25、35向X軸方向及Z軸方向退避。接著,如圖25 (d)所示,驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121,使毛細(xì)管25、35向培養(yǎng)皿R上的下一培養(yǎng)基B3移動(dòng)。接著,如圖25 (e)所示,利用機(jī)械手16使注射側(cè)的毛細(xì)管35向Z軸下方移動(dòng)規(guī)定量。接著,如圖25 Cf)所示,利用機(jī)械手16使注射側(cè)的毛細(xì)管35向X軸的圖中左方移動(dòng)規(guī)定量,操作者操作操縱桿147,對(duì)培養(yǎng)基B3內(nèi)的微小的操作對(duì)象物C3進(jìn)行必要的操作。例如,在操作對(duì)象物C3為精子的情況下,利用毛細(xì)管35進(jìn)行取樣操作,對(duì)精子取樣并保持于毛細(xì)管35中。接著,將桿47h置于中間位置時(shí),進(jìn)行與上述相反的動(dòng)作,機(jī)械手14、16和試樣載物臺(tái)121返回到存儲(chǔ)的圖25 (a)的培養(yǎng)基B2的規(guī)定位置。而且,在培養(yǎng)基B2,例如,在微小的操作對(duì)象物C2為卵子的情況下,從毛細(xì)管35對(duì)由毛細(xì)管25保持的卵子注射精子。如以上那樣,能夠使毛細(xì)管25、35從培養(yǎng)基B2內(nèi)的規(guī)定位置移動(dòng)到用于下一操作的培養(yǎng)基B3內(nèi)的規(guī)定位置。此時(shí),試樣載物臺(tái)121和機(jī)械手14、16連動(dòng),利用試樣載物臺(tái)121進(jìn)行培養(yǎng)基之間的較長(zhǎng)距離的移動(dòng),并且,利用機(jī)械手14、16進(jìn)行毛細(xì)管25、35的用于退避的較短距離的移動(dòng)。另外,如果存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121之前的機(jī)械手14、16的XYZ位置,在培養(yǎng)基間的移動(dòng)后,如果將機(jī)械手14、16向存儲(chǔ)的XYZ位置驅(qū)動(dòng),則能夠節(jié)省調(diào)節(jié)毛細(xì)管25、35的位置的時(shí)間。通過使用上述的功能,操作者不用大幅度地驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)操作機(jī)械手14、16,就總是能夠在相同的位置操作毛細(xì)管25、35。另外,在培養(yǎng)基B2與培養(yǎng)基BI之間與上述同樣地使毛細(xì)管25、35移動(dòng)的情況下,通過使桿47h向上方轉(zhuǎn)動(dòng)并處于上端位置,也能夠按照?qǐng)D24或圖25的順序以相同的方式動(dòng)作。以往,非專利文獻(xiàn)3那樣的注射操作時(shí),特別是在向卵細(xì)胞注射細(xì)胞、精子的情況下,卵子、細(xì)胞、與洗凈不同的用途的培養(yǎng)基存在于培養(yǎng)皿上,但根據(jù)操作內(nèi)容,操作者必須在這些培養(yǎng)基之間往返操作毛細(xì)管,此時(shí),顯微鏡視野下被放大,因此,難以掌握所有的培養(yǎng)基之間的位置關(guān)系,使顯微鏡倍率為低倍率,操作者驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)在培養(yǎng)基間移動(dòng)。即,利用現(xiàn)有的機(jī)械手進(jìn)行注射操作時(shí),具有如下的問題點(diǎn)。(I)在進(jìn)行注射操作的顯微鏡倍率下的視野下,不能掌握培養(yǎng)皿整體的狀況。因此,為了在培養(yǎng)皿上的培養(yǎng)基間移動(dòng),將顯微鏡倍率設(shè)為低倍,在掌握位置關(guān)系后,必須操作試樣載物臺(tái)。(2)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)使其在培養(yǎng)基間移動(dòng)時(shí),為了返回至移動(dòng)前的注射操作部位,必須記住該位置,若是不熟習(xí)的操作者,則記不住最初的操作位置。(3)進(jìn)行培養(yǎng)基間的移動(dòng)時(shí),當(dāng)驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)時(shí),培養(yǎng)基內(nèi)的操作對(duì)象可能與玻璃針(毛細(xì)管)接觸,其結(jié)果,已操作的卵子和未操作的卵子混合,因此,進(jìn)行注射操作的玻璃針必須以不干涉操作對(duì)象的方式操作試樣載物臺(tái)。因此,有時(shí)在 培養(yǎng)基間的移動(dòng)后,還需要再次進(jìn)行玻璃針的位置調(diào)節(jié)作業(yè),若只單純地進(jìn)行試樣載物臺(tái)的操作,則難以操作。本實(shí)施方式的目的在于提供沒有顯微鏡倍率的變更操作,能夠容易地在培養(yǎng)基間移動(dòng),操作者不需要尋找要移動(dòng)的培養(yǎng)基,即使在滴劑之間或培養(yǎng)基之間移動(dòng),也不需要再次位置調(diào)節(jié)等的機(jī)械手系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)120,通過操作操縱桿147的桿47h,試樣載物臺(tái)121及機(jī)械手14、16能夠按照規(guī)定的順序動(dòng)作,且使毛細(xì)管25、35在多個(gè)培養(yǎng)基間或多個(gè)滴劑間移動(dòng),因此,不進(jìn)行將顯微鏡倍率變更成低倍率的操作,就能夠容易地在培養(yǎng)基間移動(dòng),操作者不需要尋找要移動(dòng)的培養(yǎng)基或滴劑。另外,在培養(yǎng)基間或滴劑間移動(dòng)時(shí),使作為進(jìn)行注射操作的玻璃針的毛細(xì)管25、35以不干涉操作對(duì)象物的方式自動(dòng)退避后,返回到最初的位置,因此,即使在培養(yǎng)基間或滴劑間移動(dòng),也不需要毛細(xì)管25、35的再次位置調(diào)節(jié)等,作業(yè)變得容易。另外,可通過容易的操作實(shí)現(xiàn)玻璃針(毛細(xì)管)在圖19那樣的洗凈滴劑、卵子滴劑、細(xì)胞滴劑三種滴劑之間的的移動(dòng)。通過桿操作上述一連串的動(dòng)作,試樣載物臺(tái)121及機(jī)械手14、16連動(dòng)執(zhí)行,因此,可通過容易的操作實(shí)現(xiàn)?!吹谖鍖?shí)施方式〉接著,參照?qǐng)D26、圖27對(duì)第五實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行說明。第五實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成與圖20 圖22的構(gòu)成基本相同,由控制器143的顯示部45確認(rèn)照相機(jī)123拍攝的圖像,并且通過操縱桿147或鼠標(biāo)49等的操作驅(qū)動(dòng)安裝于倒置顯微鏡122的機(jī)械手14、16及試樣載物臺(tái)121,操作進(jìn)行注射操作的機(jī)械手的XYZ軸方向的移動(dòng),且對(duì)精子取樣后,根據(jù)操作者的指示,自動(dòng)返回到透明帶穿孔位置,且也自動(dòng)調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置。圖26是表示安裝于第五實(shí)施方式的機(jī)械手的各毛細(xì)管和微小的操作對(duì)象物的位置關(guān)系的圖,(a)表示注射毛細(xì)管接近保持毛細(xì)管保持的卵子的狀態(tài),(b)表示注射毛細(xì)管穿孔卵子的透明帶的狀態(tài),(c)表示從卵子拔出透明帶穿孔后注射毛細(xì)管的狀態(tài),Cd)表示變更為精子取樣模式的狀態(tài),Ce)表示利用注射機(jī)械手操作精子取樣的狀態(tài),Cf)表示精子取樣完成的狀態(tài),(g)表示在該精子取樣時(shí),驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)移動(dòng)到易于取樣的位置的狀態(tài),(h)表示該移動(dòng)后取樣完成的狀態(tài)。圖27 (a)表示圖26的精子取樣完成后,變更為注射模式的狀態(tài),(b)表示從透明帶穿孔位置向卵子的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)刺入注射毛細(xì)管的狀態(tài),(C)表示向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)注入精子的狀態(tài),Cd)表不從卵子拔出注射毛細(xì)管的狀態(tài)。首先,如圖26 (a)所示,操作保持側(cè)機(jī)械手14,與圖9 (a)及圖10 (a)同樣,利用保持毛細(xì)管25以負(fù)壓保持卵子D。另外,在圖26 (a)中,以粗線表示的位置是調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的Z軸(上下)位置,在以下的附圖中也一樣。接著,如圖26 (b)所示,操作機(jī)械手16,向注射位置移動(dòng)注射毛細(xì)管35,驅(qū)動(dòng)圖21的壓電元件92,對(duì)卵子D的透明帶T穿孔之后,如圖26 (c)所示,從卵子D拔出注射毛細(xì)管
35。此時(shí),在卵子D的透明帶T形成穿孔的孔Tl。接著,操作控制器143,如圖26 (d)所示,變更為精子取樣模式,開始精子取樣操作,但此時(shí),控制器143存儲(chǔ)對(duì)焦機(jī)構(gòu)124的位置、注射側(cè)和保持側(cè)的各機(jī)械手14、16的XYZ軸的位置、試樣載物臺(tái)121的XY軸的位置。該存儲(chǔ)通過例如將圖22的操縱桿147的桿47h置于下端位置來(lái)執(zhí)行。
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之后,如圖26 (d)所示,將對(duì)焦機(jī)構(gòu)124及機(jī)械手16的Z軸自動(dòng)驅(qū)動(dòng)到顯微鏡焦點(diǎn)與精子U—致的位置。從培養(yǎng)皿底到透明帶穿孔位置的高度大致一定,因此,該位置使用在控制器143上使焦點(diǎn)與卵子D —致的位置算出的位置。接著,如圖26 Ce)所示,通過注射側(cè)機(jī)械手16的XYZ軸方向移動(dòng),操作注射毛細(xì)管35,對(duì)精子U取樣。而且,如圖26 (f)所示,通過在注射毛細(xì)管35的前端附近來(lái)保持取樣的精子U,精子的取樣完成。對(duì)該精子取樣時(shí),如圖26 (g)所示,驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)121,并且,與其同步,保持側(cè)機(jī)械手14也以向XY軸方向移動(dòng)相同移動(dòng)量的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并進(jìn)行取樣操作,如圖26 (h)所示,精子U的取樣完成。接著,如上所述,在將精子U保持于注射毛細(xì)管35之后,操作控制器143,如圖27
(a)所示,變更為精子注射模式。而且,通過操作控制器143,向XYZ軸方向自動(dòng)驅(qū)動(dòng)注射側(cè)機(jī)械手16,由此,注射毛細(xì)管35返回到圖26 Cd)中存儲(chǔ)的透明帶穿孔位置,同時(shí)向相同地存儲(chǔ)的位置驅(qū)動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)124。此時(shí),如圖26 (g)所示,如果試樣載物臺(tái)121也驅(qū)動(dòng),則使保持側(cè)機(jī)械手14及試樣載物臺(tái)121向之前存儲(chǔ)的位置移動(dòng)。這樣,在精子取樣操作中,試樣載物臺(tái)121和保持側(cè)機(jī)械手14的XY軸同步地以相同移動(dòng)量驅(qū)動(dòng),因此,精子取樣后,在注射毛細(xì)管35向透明帶穿孔位置返回的情況下,能夠防止偏離穿孔的孔Tl。接著,如圖27 (b)所示,驅(qū)動(dòng)壓電元件92,從利用注射毛細(xì)管35穿孔的孔Tl對(duì)細(xì)胞膜穿孔,并向細(xì)胞質(zhì)S內(nèi)刺入注射毛細(xì)管35。接著,如圖27 (C)所示,從注射毛細(xì)管35向細(xì)胞質(zhì)S內(nèi)注射精子U。接著,如圖27 (d)所示,從卵子D拔出注射毛細(xì)管35。如以上那樣,將卵子D的透明帶T穿孔后,對(duì)精子U取樣后,能夠自動(dòng)返回到穿孔的位置,向卵子D的細(xì)胞質(zhì)S內(nèi)進(jìn)行注射。以往,在非專利文獻(xiàn)3那樣的ICSI (顯微受精)操作中,在注射毛細(xì)管內(nèi)保持有注射的精子后,對(duì)卵子的透明帶穿孔并進(jìn)行注射操作。此時(shí),在向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)注射精子的操作中,具有要保持的精子掛在、附著在注射毛細(xì)管的玻璃針內(nèi)的問題。另外,在注射精子時(shí),注入多余的溶液會(huì)導(dǎo)致之后的胎兒發(fā)育率的降低。為了避免該問題,手動(dòng)地操作針管,并控制操作玻璃針內(nèi)的精子的位置,但該方法需要熟練的技術(shù)。即,在利用現(xiàn)有的機(jī)械手進(jìn)行注射操作時(shí),具有與第四實(shí)施方式中說明的相同的問題點(diǎn)(I) (3 )。本實(shí)施方式的目的在于提供將精子取樣操作的難度抑制到最小限度,并且,在向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)注射時(shí),將精子以外的多余物質(zhì)的注入抑制到最小限度,可提高胎兒發(fā)育效率的操作系統(tǒng)。在本實(shí)施方式中,如上所述,在卵子的透明帶穿孔后,將精子保持在注射毛細(xì)管內(nèi),之后,向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行注射。這種方法用于老鼠的顯微受精,但在以手動(dòng)操作進(jìn)行的情況下,在以10 μ m以下(程度)穿孔透明帶的部位進(jìn)行精子取樣后,具有必須可靠地將注射毛 細(xì)管的位置向穿孔的位置移動(dòng)的困難。因此,在本實(shí)施方式中,透明帶穿孔后,在進(jìn)行精子取樣的操作之前,存儲(chǔ)注射側(cè)機(jī)械手16的XYZ軸的位置,在進(jìn)行精子的取樣操作后,使注射毛細(xì)管自動(dòng)向存儲(chǔ)的位置返回,且對(duì)焦也自動(dòng)地進(jìn)行。根據(jù)本實(shí)施方式,注射側(cè)機(jī)械手16在控制器143存儲(chǔ)卵子的透明帶穿孔后的注射側(cè)機(jī)械手16的XYZ軸的位置之后,當(dāng)操作者指示精子取樣時(shí),自動(dòng)地向精子取樣位置移動(dòng)注射毛細(xì)管且進(jìn)行對(duì)焦。在操作注射側(cè)機(jī)械手16并對(duì)精子取樣后,根據(jù)操作者的指示,自動(dòng)返回到存儲(chǔ)的透明帶穿孔位置,且焦點(diǎn)位置也自動(dòng)調(diào)節(jié),由此,能夠?qū)⒕尤硬僮鞯碾y度抑制到最小限度,并且,在向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)注射時(shí),能夠?qū)⒕右酝獾亩嘤辔镔|(zhì)的注入抑制到最小限度,能夠提聞胎兒發(fā)育效率?!吹诹鶎?shí)施方式〉接著,參照?qǐng)D28對(duì)第六實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行說明。第六實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成與圖20 圖22的構(gòu)成基本相同,其具備電動(dòng)的試樣載物臺(tái)121、電動(dòng)的對(duì)焦機(jī)構(gòu)124、兩臺(tái)機(jī)械手14、16及設(shè)置有照相機(jī)123的顯微鏡單元125,在一方的機(jī)械手14設(shè)置可保持操作對(duì)象的操作工具(保持毛細(xì)管),在另一方的機(jī)械手16配置細(xì)微電極和玻璃針(注射毛細(xì)管),利用保持工具保持卵子等微小的操作對(duì)象物,對(duì)細(xì)微電極作用電場(chǎng),進(jìn)行操作對(duì)象物的透明帶的穿孔操作,之后,利用注射毛細(xì)管進(jìn)行注射操作。圖28是表示安裝于第六實(shí)施方式的各機(jī)械手的毛細(xì)管和微小的操作對(duì)象物的位置關(guān)系的圖,(a)表示微小的操作對(duì)象物即卵子保持于保持毛細(xì)管,注射毛細(xì)管接近電極的狀態(tài),(b)表示電極穿孔卵子的透明帶的狀態(tài),(C)表示在透明帶形成有穿孔的孔的狀態(tài),Cd)表示驅(qū)動(dòng)注射毛細(xì)管,可對(duì)穿孔的卵子操作的狀態(tài),Ce)表示注射毛細(xì)管的注射操作的狀態(tài),Cf)表示注射操作完成的狀態(tài)。在本實(shí)施方式中,使用圖20、圖21的操作系統(tǒng),如圖28 (a)所示,在保持用機(jī)械手14的前端安裝有用于保持卵子的保持毛細(xì)管25,在注射用機(jī)械手16的前端安裝有注射毛細(xì)管35和前端尖的細(xì)微的電極130。電極130為了對(duì)卵子D的透明帶T穿孔而使用,與用于施加電壓的放大器及信號(hào)發(fā)生器連接。注射毛細(xì)管35與針管連接。電極130和注射毛細(xì)管35并列設(shè)置于機(jī)械手16的前端。首先,如圖28 Ca)所示,利用保持用機(jī)械手14保持由保持毛細(xì)管25操作的卵子D0
接著,如圖28 (b)所示,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,將電極130的前端靠近卵子D,對(duì)電極130施加電壓,對(duì)卵子D的透明帶T穿孔。此時(shí),電極130的前端也能夠卵子D接觸,也能夠不接觸。接著,如圖28 (C),利用電極130對(duì)透明帶T穿孔后,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,使電極130向圖中的右方向退避。在卵子D的透明帶T上形成有穿孔的孔Tl。接著,如圖28 (d),驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,平行移動(dòng)注射毛細(xì)管35,設(shè)定到對(duì)卵子D的操作位置。在注射毛細(xì)管35的前端保持精子U。接著,如圖28 Ce)所示,驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16,使注射毛細(xì)管35從最初對(duì)透明帶T穿孔的孔Tl刺入,進(jìn)行注射操作,向細(xì)胞質(zhì)S內(nèi)注入精子U。接著,如圖28 (f)所示,使注射毛細(xì)管35向圖中的右方向退避,注射操作完成。
另外,在注射毛細(xì)管35的前端保持有精子U,但該操作優(yōu)選在電極130對(duì)透明帶穿孔操作前進(jìn)行準(zhǔn)備。另外,注射毛細(xì)管35與電極130之間的距離優(yōu)選,以在各操作中使注射毛細(xì)管35和電極130不相干涉而成為至少I個(gè)卵子量的直徑以上的方式設(shè)置。以往,在對(duì)卵子的透明帶穿孔的方法中,主要具有壓電促動(dòng)器的情況和激光的情況這兩種。在使用壓電促動(dòng)器的情況下,對(duì)玻璃針賦予瞬間的振動(dòng),利用在玻璃針內(nèi)部產(chǎn)生的壓力差,對(duì)透明帶穿孔。在使用激光的情況下,對(duì)卵子向垂直方向擊中激光,在該部分進(jìn)行狹縫上的穿孔。但是,本發(fā)明以前的現(xiàn)有的壓電促動(dòng)器有時(shí)與透明帶穿孔同時(shí)因玻璃針對(duì)細(xì)胞質(zhì)造成損傷,為了操作需要熟練的技術(shù)。在使用激光的情況下,雖然可對(duì)透明帶容易地穿孔,但是不是小孔,而進(jìn)行狹縫狀穿孔。因此,在卵子上存在大的裂縫,由此,增大對(duì)卵子的負(fù)擔(dān)。本實(shí)施方式的目的在于提供在卵子的透明帶的穿孔操作中,盡可能地抑制對(duì)細(xì)胞質(zhì)的損傷且穿孔小孔的機(jī)械手系統(tǒng)。在本實(shí)施方式中,為了在透明帶穿孔中不使用壓電促動(dòng)器或激光,如上所述,在透明帶穿孔中使用微小電極。在需要顯微受精等注射作業(yè)的情況下,與機(jī)械手的電極安裝部并列地安裝注射毛細(xì)管。利用機(jī)械手操作該毛細(xì)管,且進(jìn)行電極的穿孔操作后,進(jìn)行注射操作。根據(jù)本實(shí)施方式,通過電極的穿孔操作,與以往使用的壓電促動(dòng)器相比,可降低穿孔時(shí)對(duì)卵子賦予振動(dòng)的情況,且能夠防止透明帶穿孔時(shí)因玻璃針破壞細(xì)胞質(zhì)而使之破滅的情況。另外,如本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)那樣,為了透明帶穿孔而使用激光時(shí),對(duì)卵子進(jìn)行狹縫狀穿孔,損傷大,對(duì)此,在本實(shí)施方式中,未使用高價(jià)的激光裝置,而使用廉價(jià)的電極,能夠進(jìn)行微小的穿孔,能夠低損傷地開設(shè)小孔。這樣,在穿孔后,僅平行移動(dòng)操作工具就能夠從以低損傷形成的微小孔簡(jiǎn)單且可靠地進(jìn)行注射操作?!吹谄邔?shí)施方式〉接著,參照?qǐng)D29 圖34對(duì)第七實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行說明。圖29是表示控制第七實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的控制系統(tǒng)主要部分的框圖。圖30是表示配置于本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的開關(guān)操作部的例子的圖。圖31 (a) (e)是表示圖30的開關(guān)操作部的各操作例的圖。圖32 (a) (d)是用于說明第七實(shí)施方式的機(jī)械手進(jìn)行的向毛細(xì)管更換位置的移動(dòng)動(dòng)作的圖。圖33 (a) Cd)是用于說明從圖32的毛細(xì)管更換位置返回到最初的位置的動(dòng)作的圖。圖34是從側(cè)面(圖20的機(jī)械手16側(cè))觀察本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的光源部的概略圖。本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成與圖20 圖22的構(gòu)成基本相同,電動(dòng)的機(jī)械手14,16及電動(dòng)的試樣載物臺(tái)121安裝于倒置顯微鏡上,在控制器143的顯示部45上確認(rèn)安裝于顯微鏡的照相機(jī)圖像,并利用操縱桿147等進(jìn)行操作,通過開關(guān)操作向可容易地安裝更換玻璃針(毛細(xì)管)的位置移動(dòng),在更換后,可自動(dòng)地返回到最初的顯微鏡視野下。圖29的個(gè)人計(jì)算機(jī)(控制器)143的構(gòu)成與圖21的構(gòu)成基本相同,但輸入開關(guān)操作部150、傳感器161a、Z軸限位開關(guān)162、163的信號(hào)。在本實(shí)施方式中,毛細(xì)管(玻璃針)的顯微鏡視野下的位置沿機(jī)械手14、16的Z軸(上下方向)配置圖29所示的限位開關(guān)162、163,限位開關(guān)162、163掌握距反應(yīng)的位置的坐標(biāo),向控制器143輸入該各坐標(biāo)信息并進(jìn)行存儲(chǔ)。例如,如圖32 (a),限位開關(guān)162配置于Z軸上方。限位開關(guān)163也同樣地配置。·如圖34的虛線所示,為了確保用于毛細(xì)管更換的作業(yè)空間,圖20的倒置顯微鏡的光源部126以倒向箭頭方向的方式以軸126b為中心轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜而進(jìn)行退避。使光源部126傾斜后進(jìn)行毛細(xì)管更換操作。如圖34所示,在光源部126的腿部126a附近設(shè)置圖29所示的傳感器161a,如果光源部126不傾斜,則接觸型傳感器161a檢測(cè)該狀態(tài),控制機(jī)械手14、16不執(zhí)行毛細(xì)管更換動(dòng)作。其結(jié)果,能夠防止誤操作引起的光源部126和毛細(xì)管的接觸。另夕卜,傳感器161a也可以為由顯微傳感器和遮光板構(gòu)成的光傳感器等非接觸型傳感器。如圖30所示,在機(jī)械手系統(tǒng)中配置開關(guān)操作部150,例如,設(shè)置于顯微鏡設(shè)置部位的附近。開關(guān)操作部150具備電動(dòng)手動(dòng)切換開關(guān)151 ;切換保持側(cè)、注射側(cè)的機(jī)械手14、16的驅(qū)動(dòng)軸切換開關(guān)152 ;退避置位動(dòng)作切換開關(guān)153。各開關(guān)為ON或OFF的按鈕切換方式,開關(guān)151具有電動(dòng)按鈕151a和手動(dòng)按鈕151b,開關(guān)152具有保持按鈕152a和注射按鈕152b,開關(guān)153具有退避按鈕153a、中立按鈕153b、置位按鈕153c。通過操作開關(guān)操作部150的各開關(guān)151 153,能夠向更換毛細(xì)管的位置移動(dòng)。從顯微鏡視野下到更換毛細(xì)管的位置的移動(dòng)能夠如下進(jìn)行。如圖34的虛線所示,通過手動(dòng)使圖20的光源部126傾斜。接著,如圖31 Ca)所示,按壓電動(dòng)手動(dòng)切換開關(guān)151的電動(dòng)按鈕151a,利用驅(qū)動(dòng)軸切換開關(guān)152選擇要驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手14或16。例如,按壓保持按鈕152a,選擇保持側(cè)機(jī)械手14,待機(jī)至基于電動(dòng)按鈕151a的電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁成為ON狀態(tài)。接著,在圖31 Ca)中,退避置位動(dòng)作切換開關(guān)153的中立按鈕153b為0N,但例如圖31 (b)所示,當(dāng)選擇退避按鈕153a時(shí),保持側(cè)機(jī)械手14開始退避動(dòng)作。參照?qǐng)D32對(duì)該退避動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖32 (a)所示,安裝于保持側(cè)機(jī)械手14的吸移管24前端的毛細(xì)管從位于收納操作對(duì)象物的培養(yǎng)皿R的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)保持側(cè)機(jī)械手14,以如圖32 (b)所示地不干涉毛細(xì)管的方式向X軸方向退避規(guī)定量。接著,如圖32 (C)所示,使限位開關(guān)162向Z軸方向上方移動(dòng)到(圖29)反應(yīng)的位置。接著,如圖32 Cd)所示,向Y軸方向驅(qū)動(dòng),使吸移管24的安裝部向操作者跟前方向移動(dòng)規(guī)定量。在上述的移動(dòng)后,如圖31 (c)所示,使中立按鈕153b為ON。如上所述,利用保持側(cè)機(jī)械手14使吸移管24前端的毛細(xì)管向XYZ軸的各方向移動(dòng),在向更換位置移動(dòng)后,進(jìn)行毛細(xì)管的安裝和更換。接著,如圖31 (d)所示,當(dāng)退避中立置位動(dòng)作切換開關(guān)153的置位按鈕153c設(shè)為ON時(shí),保持側(cè)機(jī)械手14使吸移管24前端的毛細(xì)管向顯微鏡視野下移動(dòng)。S卩,如圖33 (b)所示,保持側(cè)機(jī)械手14的XYZ軸從圖33 Ca)的毛細(xì)管更換位置的狀態(tài)向Y軸方向移動(dòng),接著,如圖33 (C)所示,向Z軸方向移動(dòng),接著,如圖33 (d)所示,向X軸方向移動(dòng)。此時(shí),X軸、Y軸的移動(dòng)量與圖32 (b) (d)的移動(dòng)量分別相同,移動(dòng)方向相反。Z軸的移動(dòng)量是由上方向的限位開關(guān)163的位置設(shè)定的規(guī)定量,移動(dòng)方向?yàn)橄路健_@樣,保持側(cè)機(jī)械手14能夠在最初的顯微鏡視野下高再現(xiàn)性地使毛細(xì)管25返回。接著,如圖31 Ce)所示,將退避置位動(dòng)作切換開關(guān)153的中立按鈕153b設(shè)為0N,使光源部126動(dòng)作并返回到圖34的實(shí)線表示的最初的位置時(shí),本程序結(jié)束。另外,如果需要,利用電動(dòng)手動(dòng)切換開關(guān)151將電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁設(shè)為OFF后,進(jìn)行毛細(xì)管的位置的微調(diào)節(jié)。另外,注射側(cè)機(jī)械手16也能夠按照同樣的順序移動(dòng)到毛細(xì)管的更換位置,并返回最初的顯微鏡視野下的位置。另外,在本實(shí)施方式中,在上述實(shí)施例中,對(duì)機(jī)械手每次驅(qū)動(dòng)一方,但也能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩方的機(jī)械手。此時(shí),如果以x、Y軸方向的移動(dòng)量不同的方式設(shè)定,則能夠錯(cuò)開毛細(xì)管更換和安裝的作業(yè)位置,因此,不妨礙作業(yè)。另外,向XYZ軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)械手時(shí),進(jìn)行一連串的動(dòng)作的程序開始、結(jié)束時(shí),在Z軸上方限位開關(guān)識(shí)別后,重置控制器143上的位置信息。另外,向Z軸方向的驅(qū)動(dòng)必定在最初識(shí)別上方的限位開關(guān)162 (圖29)的動(dòng)作后執(zhí)行。由此,能夠避免例如開關(guān)的誤操作導(dǎo)致的毛細(xì)管的折損。以往,在機(jī)械手上安裝毛細(xì)管且向顯微鏡視野下進(jìn)行位置對(duì)齊時(shí),大幅度移動(dòng)機(jī)械手,確保易于安裝毛細(xì)管的作業(yè)空間而進(jìn)行作業(yè),但此時(shí),機(jī)械手多以手動(dòng)進(jìn)行操作,因此,具有難以進(jìn)行毛細(xì)管向顯微鏡視野下返回的位置對(duì)齊的問題。本實(shí)施方式提供盡可能減少操作者的機(jī)械手的手動(dòng)操作,可容易地實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管的安裝和更換操作的機(jī)械手系統(tǒng),通過順序驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)安裝及更換毛細(xì)管、將毛細(xì)管向顯微鏡視野下再置這兩個(gè)操作。以往,在毛細(xì)管更換作業(yè)后,難以通過手動(dòng)操作使機(jī)械手移動(dòng)適當(dāng)量后返回到最初的位置,對(duì)此,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠高再現(xiàn)性地在相同位置操作毛細(xì)管更換作業(yè),且將毛細(xì)管向顯微鏡視野下進(jìn)行位置調(diào)節(jié)時(shí)也無(wú)需通過手動(dòng)大幅度驅(qū)動(dòng)機(jī)械手,能夠高再現(xiàn)性地將毛細(xì)管向顯微鏡視野下附近移動(dòng),因此,作業(yè)變得容易。如上所述,能夠?qū)崿F(xiàn)通過一連串的順序動(dòng)作,機(jī)械手可使毛細(xì)管在易于更換及安裝毛細(xì)管的位置和顯微鏡視野下往返的操作系統(tǒng)?!吹诎藢?shí)施方式〉圖35是表示第八實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的概略的構(gòu)成的圖。在圖35中,機(jī)械手系統(tǒng)10作為用于在顯微鏡觀察下對(duì)細(xì)胞等微小對(duì)象物實(shí)施人工操作的系統(tǒng),具備顯微鏡單元12、保持用機(jī)械手14、注射用機(jī)械手16,在顯微鏡單元12的左右配置有機(jī)械手14、16。
顯微鏡單元12具備照相機(jī)18、顯微鏡20、基座22,在基座22的上方配置有顯微鏡20,照相機(jī)18與顯微鏡20連接。在基座22上能夠載置細(xì)胞等微小對(duì)象物,從顯微鏡20對(duì)基座22上的細(xì)胞(未圖示)照射光。當(dāng)由基座22上的細(xì)胞反射后的光入射到顯微鏡20時(shí),與細(xì)胞相關(guān)的光學(xué)圖像在顯微鏡20被放大后,被照相機(jī)18拍攝,在顯示部45顯示照相機(jī)18拍攝的圖像,可觀察細(xì)胞。保持用機(jī)械手14作為正交3軸構(gòu)成的機(jī)械手,具備保持吸移管24、XY軸工作臺(tái)26、Z軸工作臺(tái)28、驅(qū)動(dòng)XY軸工作臺(tái)26的驅(qū)動(dòng)裝置30、驅(qū)動(dòng)Z軸工作臺(tái)28的驅(qū)動(dòng)裝置32。保持吸移管24與Z軸工作臺(tái)28連接,Z軸工作臺(tái)28上下移動(dòng)自如地配置在XY軸工作臺(tái)26上。XY軸工作臺(tái)26以通過驅(qū)動(dòng)裝置30的驅(qū)動(dòng)沿著X軸或Y軸移動(dòng)的方式構(gòu)成,Z軸工作臺(tái)28以通過驅(qū)動(dòng)裝置32的驅(qū)動(dòng)沿著Z軸(沿著垂直軸向)移動(dòng)的方式構(gòu)成。與Z軸工作臺(tái)28連接的保持吸移管24以如下方式構(gòu)成,即,在其前端安裝有保持毛細(xì)管25,根據(jù)XY軸工作臺(tái)26和Z軸工作臺(tái)28的移動(dòng),以三次元空間為移動(dòng)區(qū)域進(jìn)行移動(dòng),利用保持毛細(xì)管25保持基座22上的細(xì)胞等。 注射用機(jī)械手16作為正交3軸構(gòu)成的機(jī)械手,具備注射吸移管34、XY軸工作臺(tái)
36、Z軸工作臺(tái)38、驅(qū)動(dòng)XY軸工作臺(tái)36的驅(qū)動(dòng)裝置40、驅(qū)動(dòng)Z軸工作臺(tái)38的驅(qū)動(dòng)裝置42,注射吸移管34與Z軸工作臺(tái)38連接,Z軸工作臺(tái)38上下移動(dòng)自如地配置于XY軸工作臺(tái)36上,驅(qū)動(dòng)裝置40、42與控制器43連接。另外,在圖35中,機(jī)械手14、16是從下方按照X軸Y軸Z軸的順序進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成,但不限定于該構(gòu)成順序(配置方法),也能夠按照其它順序構(gòu)成,例如,也能夠是將吸移管24、34與X軸或Y軸的工作臺(tái)連接的構(gòu)成。XY軸工作臺(tái)36以通過驅(qū)動(dòng)裝置40的驅(qū)動(dòng),沿著X軸或Y軸移動(dòng)的方式構(gòu)成,Z軸工作臺(tái)38以通過驅(qū)動(dòng)裝置42的驅(qū)動(dòng),沿著Z軸(沿著垂直軸向)移動(dòng)的方式構(gòu)成。在與Z軸工作臺(tái)38連接的注射吸移管34的前端安裝注射毛細(xì)管35,注射毛細(xì)管35為針狀,插入基座22上的細(xì)胞等。XY軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38通過驅(qū)動(dòng)裝置40、42的驅(qū)動(dòng),以包含基座22上的細(xì)胞等的三次元空間為移動(dòng)區(qū)域進(jìn)行移動(dòng),并作為將注射吸移管34粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)到例如注射毛細(xì)管35插入基座22上的細(xì)胞的插入位置的粗動(dòng)機(jī)構(gòu)(三次元軸移動(dòng)工作臺(tái))而構(gòu)成。另外,這些工作臺(tái)36、38除了作為移動(dòng)工作臺(tái)的功能之外,還具備作為納米定位的功能,以往返移動(dòng)自如地支承注射吸移管34,且沿著其長(zhǎng)度方向(軸向)微動(dòng)驅(qū)動(dòng)注射吸移管34的方式構(gòu)成。具體而言,作為納米定位,在XY軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38上附加(內(nèi)置)有圖2所示的微動(dòng)機(jī)構(gòu)44。圖36是表示附加于圖35的XY軸工作臺(tái)36、Z軸工作臺(tái)38的微動(dòng)機(jī)構(gòu)的例子的剖面圖。圖36的微動(dòng)機(jī)構(gòu)44具備構(gòu)成壓電促動(dòng)器主體的殼體48,在形成大致圓筒狀的殼體48內(nèi)插通有螺紋軸50,并且,在螺紋軸50的外周側(cè)收納有圓筒狀的壓電元件54、圓筒狀的襯圈56a,軸承58A、60A夾著內(nèi)圈襯圈62而通過鎖止螺母66A固定收納于螺紋軸50。軸承58A、60A分別具備內(nèi)圈58a、60a ;外圈58b>60b ;插入內(nèi)圈58a、60a與外圈58b>60b之間的滾珠58c、60c,各內(nèi)圈58a、60a經(jīng)由內(nèi)圈襯圈62嵌合于螺紋軸50的外周面,各外圈58b、60b嵌合于殼體48的內(nèi)周面,可旋轉(zhuǎn)地支承螺紋軸50。軸承58A通過與嵌合于殼體48的內(nèi)周面的襯圈56a的抵接,經(jīng)由壓電元件緊固蓋64,由此,賦予預(yù)壓。在殼體48的一端側(cè)形成有用于通過用于對(duì)壓電元件施加電壓的信號(hào)線的孔48a、48b。預(yù)壓調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)襯圈56a的長(zhǎng)度,而調(diào)節(jié)按壓力,對(duì)軸承58A、60A賦予適當(dāng)?shù)念A(yù)壓力。由此,對(duì)軸承58A、60A賦予規(guī)定的預(yù)壓,并且在軸承58A、60A的外圈之間形成作為軸向間距離的間隙63。壓電元件54經(jīng)由分別插入孔48a、48b內(nèi)的引線70A、72A與圖35的控制器43連接,作為根據(jù)來(lái)自控制器43的電壓,沿著注射吸移管34的軸長(zhǎng)度方向伸縮的壓電促動(dòng)器的一構(gòu)件而構(gòu)成。
若從控制器43對(duì)壓電元件54施加注射用電壓,則對(duì)注射毛細(xì)管35進(jìn)行用于插入基座22上的細(xì)胞的穿孔動(dòng)作,另外,若從控制器43施加微動(dòng)用電壓,使螺紋軸50沿著其的長(zhǎng)度方向(軸向)微動(dòng),微調(diào)節(jié)注射毛細(xì)管35的位置。另外,在設(shè)定對(duì)壓電元件54的注射用電壓時(shí),配合操作對(duì)象的細(xì)胞的性質(zhì)等,可調(diào)節(jié)電壓振幅及電壓波形。另外,在圖36中,使用圓筒型的壓電元件,但不限于此,例如也能夠是方筒型。在控制器43驅(qū)動(dòng)注射用機(jī)械手16時(shí),粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)XY軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38,將安裝于注射吸移管34前端的注射毛細(xì)管35向基座22上的細(xì)胞接近定位后,使用微動(dòng)機(jī)構(gòu)44對(duì)注射毛細(xì)管35進(jìn)行微動(dòng)驅(qū)動(dòng)。圖35的控制器43由具備例如作為運(yùn)算裝置的CPU (中央運(yùn)算處理裝置)及作為存儲(chǔ)裝置的RAM、ROM等硬件資源的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成,以規(guī)定的程序?yàn)榛A(chǔ)進(jìn)行各種運(yùn)算,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果,向驅(qū)動(dòng)裝置40、42等輸出驅(qū)動(dòng)指令,并且,作為使照相機(jī)18拍攝的細(xì)胞的圖像及運(yùn)算結(jié)果相關(guān)的信息等顯示于由CRT或液晶面板構(gòu)成的顯示部(個(gè)人電腦顯示器)45的畫面上的控制裝置構(gòu)成。圖37是表示圖35的控制器43的控制系統(tǒng)主要部分的框圖。圖38是表示圖35、圖37的操縱桿的具體例的立體圖。作為粗動(dòng)用電動(dòng)機(jī),在圖35的機(jī)械手16的驅(qū)動(dòng)裝置40、42中內(nèi)置有例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46 (圖37),以通過直線導(dǎo)軌或滾珠絲杠等將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的方式構(gòu)成。如圖37所示,控制器43的CPU44A在粗動(dòng)時(shí)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器(省略圖示)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46指令驅(qū)動(dòng),另外,在微動(dòng)時(shí)經(jīng)由放大器(省略圖示)對(duì)壓電元件54指令驅(qū)動(dòng)。為了切換圖35的機(jī)械手16的粗動(dòng)和微動(dòng)的驅(qū)動(dòng),如圖I、圖37所示,使用與控制器43連接的操縱桿47。圖37的控制器43的CPU44A從操縱桿47輸入與操作方向有關(guān)的信號(hào)時(shí),判別操縱桿47的操作方向,例如,如圖38所示,從操縱桿47位于中立位置、注射用機(jī)械手16停止的狀態(tài),操作者握住主體部(手柄)47e使其倒向右側(cè)R進(jìn)行操作時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)注射毛細(xì)管35。另外,如圖38所示,操縱桿47具有手柄479被彈簧47j支承,且通過向左右方向旋轉(zhuǎn)手柄479來(lái)指示操作的機(jī)構(gòu)。在圖37中,當(dāng)手柄479向右扭轉(zhuǎn)時(shí),針管以玻璃針內(nèi)成為正(負(fù))壓的方式驅(qū)動(dòng),當(dāng)向相反側(cè)扭轉(zhuǎn)時(shí),進(jìn)行相反的動(dòng)作。另外,如圖38所示,操縱桿47也能夠具備在其上部并列配置的第一及第二按鈕開關(guān)47a、47b。在該情況下,在圖38中,當(dāng)按壓第一按鈕開關(guān)47a使其接通時(shí),驅(qū)動(dòng)壓電元件54,注射毛細(xì)管35在接近細(xì)胞的位置進(jìn)行微小量的移動(dòng),由此,進(jìn)行對(duì)細(xì)胞的穿孔動(dòng)作。另夕卜,當(dāng)按壓第二按鈕開關(guān)47b使其接通時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,以從細(xì)胞內(nèi)的位置拔出注射毛細(xì)管35的方式向后退方向C (圖39)驅(qū)動(dòng)。另外,代替第二按鈕開關(guān)47b,也能夠通過按壓第三按鈕開關(guān)47c,進(jìn)行向后退方向C的驅(qū)動(dòng)。如上所述,扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479的方向和針管的驅(qū)動(dòng)方向能夠以易于使用者使用的方式設(shè)定。通過扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479,控制器43讀取其位置信息,乘以增益,變換成速度指令,驅(qū)動(dòng)與針管連接的電動(dòng)機(jī)。因此,如果大幅度扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479,能夠以快速的速度驅(qū)動(dòng)針管。該增益能夠以易于用戶使用的方式設(shè)定。例如,即使對(duì)使用不熟習(xí)的用戶較小地設(shè)定增益且大幅度地扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479,那么,如果以不用高速驅(qū)動(dòng)針管的方式設(shè)定,則可防止操作中的誤動(dòng)作,且也能夠較小微量的調(diào)節(jié)。需要在注射玻璃針內(nèi)保持細(xì)胞或精子的操作時(shí),細(xì)胞或精子有時(shí)附著于培養(yǎng)皿底,針管的速度需要總是可變,或快速地進(jìn)行負(fù)壓和正壓驅(qū)動(dòng)的切換。此時(shí),可根據(jù)扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479的大小來(lái)改變速度,通過切換扭轉(zhuǎn)的方向,切換針管的驅(qū)動(dòng)方向,因此,能夠進(jìn)行操作性良好進(jìn)行處理操作。這樣,可利用一個(gè)操作部(手柄)操作機(jī)械手、針管,因此,與以往相比,沒有更換操作部的煩惱。另外,通過扭轉(zhuǎn)操縱桿的手柄,能夠容易地驅(qū)動(dòng)針 管,因此,即使大幅度扭轉(zhuǎn)操縱桿的手柄,通過以微小地驅(qū)動(dòng)針管的方式設(shè)定并使用,與通過手動(dòng)微小地旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)相比,可避免操作的難度。接著,參照?qǐng)D35 圖39對(duì)圖35 圖38的機(jī)械手系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖39
(a) (d)是示意性地表示圖35的顯微鏡單元12的顯微鏡視野,且用于說明用于對(duì)卵子的注射的各步驟的圖。如圖39 Ca)所示,在驅(qū)動(dòng)保持用機(jī)械手14,利用保持毛細(xì)管25保持基座22上的卵子D的狀態(tài)下,將圖37、圖38的操縱桿47向右側(cè)R操作,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,使注射毛細(xì)管35的前端35a向卵子D接近。接著,如圖39 (b)所示,將操縱桿47向左側(cè)L操作,利用控制器43驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,使注射毛細(xì)管35的前端35a與卵子D抵接。接著,如圖39 (C)所示,從圖37、圖38的控制器43施加注射用電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電元件54,基于初始設(shè)定的注射用電壓的信號(hào)波形,利用壓電元件54,注射毛細(xì)管35由前端35a進(jìn)行穿孔動(dòng)作,注射毛細(xì)管35的前端35a向前進(jìn)方向B通過卵子D的透明帶而插入卵子D內(nèi),從注射毛細(xì)管35注入精子進(jìn)入的溶液。另外,壓電元件54的穿孔動(dòng)作優(yōu)選為,壓電元件54的驅(qū)動(dòng)時(shí)間根據(jù)卵子個(gè)體差異而不同,因此,在按壓按鈕開關(guān)47a期間,繼續(xù)驅(qū)動(dòng)壓電元件54,當(dāng)松開按鈕開關(guān)47a時(shí),壓電元件54斷開。另外,也能夠根據(jù)扭轉(zhuǎn)手柄479的力的大小、扭轉(zhuǎn)的速度,驅(qū)動(dòng)針管,可改變來(lái)自注射毛細(xì)管35的溶液的注入速度。在該情況下,優(yōu)選的是,在以慢的速度、較弱的力扭轉(zhuǎn)手柄479的情況下,減慢注入速度,相反,在以快速的速度、較強(qiáng)的力扭轉(zhuǎn)手柄479的情況下,加快注入速度。另外,在手柄479的操作速度及操作力在操作中途變化的情況下,也能夠?qū)?yīng)于此而改變注入速度。接著,為了進(jìn)行上述注射動(dòng)作后的操作,如圖39 Cd)所示,圖37、圖38的操縱桿47也能夠具備上部的第二按鈕開關(guān)47b。當(dāng)按壓第二按鈕開關(guān)47b時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,沿著注射吸移管34的軸長(zhǎng)度方向驅(qū)動(dòng),且向后退方向C驅(qū)動(dòng)注射毛細(xì)管35,由此,從細(xì)胞D內(nèi)拔出。如上所述,根據(jù)圖35 圖39的本實(shí)施方式,能夠利用一個(gè)操縱桿進(jìn)行壓電元件54的穿孔動(dòng)作及從注射開始到從細(xì)胞(卵子D)拔出注射毛細(xì)管35的操作,不需要操縱桿47的其它部分的操作,并且,能夠只用操縱桿47操作,因此,作為整體,操作變得容易。另外,通過形成為扭轉(zhuǎn)所述操作的操作,能夠穩(wěn)定地執(zhí)行初始設(shè)定的動(dòng)作,因此,能夠減少人為的誤差,并且,穩(wěn)定地反復(fù)進(jìn)行各操作。另外,在使用按鈕開關(guān)的情況下,在上述的基礎(chǔ)上,第一及第二按鈕開關(guān)47a、47b在操縱桿47的上部并列,因此,能夠簡(jiǎn)單地持續(xù)按壓按鈕開關(guān)47a、47b,能夠連續(xù)地精確且容易地進(jìn)行穿孔動(dòng)作、注射動(dòng)作及拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作。接著,也可以代替上述操縱 桿47的操作,以使用圖35的鼠標(biāo)49在顯示部45的畫面上操作的方式構(gòu)成。即,在圖40的顯示部45的畫面45a上,顯示例如圖39那樣的顯微鏡視野的圖像,并且,顯示通過圖35的鼠標(biāo)49進(jìn)行單擊,進(jìn)行與開關(guān)同樣的動(dòng)作的按鈕41a 41e。通過利用鼠標(biāo)49操作這些按鈕41a 41e,能夠進(jìn)行與圖39 (a) (d)同樣的操作。S卩,通過鼠標(biāo)49單擊顯示于畫面45a上的粗動(dòng)按鈕41a,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,如圖39 (a)所示,使注射毛細(xì)管35的前端35a向卵子D接近。在此,也能夠單擊停止按鈕41b
并停止。接著,單擊粗動(dòng)按鈕41a,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,如圖39 (b)所示,移動(dòng)注射毛細(xì)管35并使前端35a與卵子D抵接。接著,當(dāng)單擊注入按鈕41d時(shí),施加注射用電壓,驅(qū)動(dòng)壓電元件54,如圖39 (C)所示,注射毛細(xì)管35利用前端35a進(jìn)行穿孔動(dòng)作,進(jìn)行注入。接著,在上述的注射動(dòng)作后,當(dāng)單擊后退按鈕41e時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,如圖39
(d)所示,通過向后退方向C驅(qū)動(dòng)注射毛細(xì)管35,從細(xì)胞D內(nèi)拔出。另外,在上述的圖37 圖39及圖4中,利用兩個(gè)按鈕分別進(jìn)行了穿孔動(dòng)作和注射動(dòng)作、拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作,但也能夠通過按壓一個(gè)按鈕,自動(dòng)地連續(xù)進(jìn)行從穿孔動(dòng)作和注射動(dòng)作到拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作。以上,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳的方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限于此,能夠在本發(fā)明的技術(shù)的思想范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。例如,在圖38中,以手柄479的扭轉(zhuǎn)操作及按鈕開關(guān)47a、47b為例子進(jìn)行了說明,但其它按鈕開關(guān)也能夠具備相同的功能,操作者能夠?qū)σ子诓僮鞯钠渌粹o開關(guān)分配相同的功能。另外,作為圖35的鼠標(biāo)49,也能夠以如下方式構(gòu)成,S卩,使用具有按鈕開關(guān)的鼠標(biāo),通過按壓付屬于該的鼠標(biāo)49的按鈕開關(guān),進(jìn)行與操縱桿47的第一及第二按鈕開關(guān)47a、47b相同的操作。在該情況下,粗動(dòng)和微動(dòng)的切換也能夠利用例如與圖40相同的按鈕41a、41b、41c 進(jìn)行。另外,也能夠使用操縱桿及鼠標(biāo)以外的指示器,例如,也能夠使用手寫板等,在按鈕不足時(shí),優(yōu)選在畫面上設(shè)置可單擊的按鈕。〈第九實(shí)施方式〉第九實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)10的構(gòu)成與圖35的構(gòu)成相同。即,如圖35所示,機(jī)械手系統(tǒng)10作為用于在顯微鏡觀察下對(duì)細(xì)胞等微小對(duì)象物實(shí)施細(xì)微的人工操作的系統(tǒng),具備顯微鏡單元12、保持用機(jī)械手14、注射用機(jī)械手16,在顯微鏡單元12的左右配置有機(jī)械手14、16。顯微鏡單元12具備照相機(jī)18、顯微鏡20、基座22,在基座22的上方配置有顯微鏡20,在顯微鏡20上連接有使用了 CXD及CMOS等拍攝元件的照相機(jī)18。在基座22上可載置細(xì)胞等微小對(duì)象物,從顯微鏡20對(duì)基座22上的細(xì)胞(未圖示)照射光。當(dāng)被基座22上的細(xì)胞反射的光入射到顯微鏡20時(shí),與細(xì)胞相關(guān)的光學(xué)圖像被顯微鏡20放大后,被照相機(jī)18拍攝,并在顯示部45顯示照相機(jī)18拍攝的圖像,可觀察細(xì)胞。另外,機(jī)械手系統(tǒng)10的各部與圖35的各部一樣,因此,省略其說明。另外,作為納米定位,在XY軸工作臺(tái)36和Z軸工作臺(tái)38上附加(內(nèi)置)有微動(dòng)機(jī)構(gòu)44,但該微動(dòng)機(jī)構(gòu)44與圖36所不的微動(dòng)機(jī)構(gòu)相同,因此,其說明省略。圖43是表示第九實(shí)施方式的圖35的控制器43的控制系統(tǒng)主要部分的框圖。圖44是表示分割圖43的顯示部的畫面的例子的圖?!?br> 作為粗動(dòng)用電動(dòng)機(jī),在圖35的機(jī)械手16的驅(qū)動(dòng)裝置40、42中內(nèi)置有例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46 (圖37),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46的旋轉(zhuǎn)以利用直線導(dǎo)軌或滾珠絲杠等變換成直線運(yùn)動(dòng)的方式構(gòu)成。如圖43所示,控制器43的CPU44A在粗動(dòng)時(shí)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器(省略圖示)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46指令驅(qū)動(dòng),另外,在微動(dòng)時(shí),經(jīng)由放大器(省略圖示)對(duì)壓電元件54指令驅(qū)動(dòng)。通過圖43的顯示部45、圖像處理部80A、控制顯示部45和圖像處理部80A的CPU44A構(gòu)成圖像顯示裝置。S卩,圖43的CPU44A控制顯示部45的畫面顯示方式,如圖44所示,將顯示部45的畫面45a分割成例如畫面81A、82A這兩個(gè)畫面。由設(shè)于圖I的顯微鏡20的照相機(jī)18拍攝的顯微鏡圖像作為細(xì)胞等微小對(duì)象物的圖像分別顯示于各分割畫面81A、82A。來(lái)自照相機(jī)18的圖像在圖43的圖像處理部80A實(shí)施各種圖像處理,例如,能夠?qū)⑽⑿?duì)象物的顯微鏡圖像按照希望的倍率進(jìn)行縮小或放大處理。即,圖像處理部80A對(duì)輸入圖像按照規(guī)定的算法柔性地進(jìn)行縮小處理或放大處理,形成縮小或放大的輸出圖像。如圖44所示,在圖像處理部80A進(jìn)行了放大處理后的例如顯示倍率為10倍(X 10)的顯微鏡圖像顯示于畫面81A,顯示倍率為40倍(X40)的同一顯微鏡圖像顯示于畫面82A。圖45為表示圖43的操縱桿的具體例的立體圖。如圖35、圖43所示,使用與控制器43連接的操縱桿47,例如,如圖44所示,從操縱桿47位于中立位置、注射用機(jī)械手16停止的狀態(tài),操作者握住主體部47e將其向右側(cè)R或左側(cè)L操作時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)注射毛細(xì)管35。另外,如圖45所示,操縱桿47具備在其上部并列配置的第一及第二按鈕開關(guān)47a、47b,當(dāng)按壓第一按鈕開關(guān)47a接通時(shí),通過驅(qū)動(dòng)壓電元件54,注射毛細(xì)管35在接近細(xì)胞的位置進(jìn)行微小量的移動(dòng),進(jìn)行對(duì)細(xì)胞的穿孔動(dòng)作。另外,當(dāng)按壓第二按鈕開關(guān)47b接通時(shí),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,以從細(xì)胞內(nèi)的位置拔出注射毛細(xì)管35的方式向后退方向C (圖39)驅(qū)動(dòng)。另外,該動(dòng)作也能夠通過扭轉(zhuǎn)操縱桿47的手柄479而進(jìn)行動(dòng)作指示。另外,如圖45所示,也可以使用設(shè)置于操縱桿47上部的帽形開關(guān)47d來(lái)代替第二按鈕開關(guān)47b的所述按鈕操作。另外,圖45的按鈕開關(guān)47a旁邊的第三按鈕開關(guān)47c等其它按鈕開關(guān)也能夠具備相同的功能,操作者也能夠?qū)σ子诓僮鞯钠渌粹o開關(guān)分配相同的功能。
接著,參照?qǐng)D43 圖45,進(jìn)而參照上述的圖39對(duì)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)10的動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖39 Ca)所示,在驅(qū)動(dòng)保持用機(jī)械手14,且利用保持毛細(xì)管25保持基座22上的卵子D的狀態(tài)下,將圖43、圖45的操縱桿47向右側(cè)R操作,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,使注射毛細(xì)管35的前端35a接近卵子D。接著,如圖39 (b)所示,將操縱桿47向左側(cè)L操作,利用控制器43驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,使注射毛細(xì)管35的前端35a與卵子D抵接。接著,如圖39 (C)所示,當(dāng)按壓圖45的操縱桿47的上部的第一按鈕開關(guān)47a時(shí),從控制器43施加注射用電壓,驅(qū)動(dòng)壓電元件54,基于初始設(shè)定的注射用電壓的信號(hào)波形,利用壓電元件54,注射毛細(xì)管35由前端35a進(jìn)行穿孔動(dòng)作,注射毛細(xì)管35的前端35a向前進(jìn)方向B通過卵子D的透明帶而插入于卵子D內(nèi),利用注射毛細(xì)管35注入精子進(jìn)入的溶液?!?br> 另外,壓電元件54的穿孔動(dòng)作優(yōu)選構(gòu)成為,由于壓電元件54的驅(qū)動(dòng)時(shí)間因卵子的個(gè)體差異而不同,故而在按壓按鈕開關(guān)47a的期間繼續(xù)驅(qū)動(dòng)壓電元件54,當(dāng)松開按鈕開關(guān)47a時(shí),壓電兀件54斷開。接著,上述的注射動(dòng)作后,如圖39 (d)所示,當(dāng)按壓圖45的操縱桿47上部的第二按鈕開關(guān)47b時(shí),通過驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)46,沿著注射吸移管34的軸長(zhǎng)度方向驅(qū)動(dòng),將注射毛細(xì)管35向后退方向C驅(qū)動(dòng),從細(xì)胞D內(nèi)拔出。如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式,只通過按鈕開關(guān)47a、47b的按壓動(dòng)作,就能夠執(zhí)行從壓電元件54的穿孔動(dòng)作及注射開始到從細(xì)胞(卵子D)拔出注射毛細(xì)管35的操作,不需要操縱桿的桿操作,操作變得容易。另外,通過按鈕操作進(jìn)行上述操作,能夠穩(wěn)定地執(zhí)行初始設(shè)定的動(dòng)作,因此,能夠減少人為的誤差,并且,穩(wěn)定地反復(fù)進(jìn)行各操作。另外,第一及第二按鈕開關(guān)47a、47b在操縱桿47的上部并列設(shè)置,因此,能夠簡(jiǎn)單地持續(xù)按壓按鈕開關(guān)47a、47b,能夠連續(xù)地精確且容易地進(jìn)行穿孔動(dòng)作及注射動(dòng)作及拔出注射毛細(xì)管的動(dòng)作。在進(jìn)行上述圖39 Ca) (d)的各操作時(shí),如圖44所示,能夠在顯示部45的二等分了畫面81A、82A上同時(shí)顯示關(guān)于同一顯微鏡圖像的低倍率圖像和高倍率圖像,以低倍率圖像掌握細(xì)胞D的狀態(tài),且以高倍率圖像執(zhí)行對(duì)細(xì)胞D的細(xì)微的各操作。例如,在進(jìn)行圖39
(b)的操作時(shí),如圖10所示,在二等分后的畫面81A、82A中顯示低倍率圖像和高倍率圖像,操作操縱桿47,能夠以畫面81A的低倍率圖像掌握細(xì)胞D的整體,一邊觀察畫面82A的高倍率圖像一邊使注射毛細(xì)管35的前端35a與卵子D抵接。以上,根據(jù)本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)10,在利用機(jī)械手14、16操作細(xì)胞等微小對(duì)象物時(shí),利用一個(gè)照相機(jī)18進(jìn)行顯微鏡圖像的收錄,例如,能夠收錄于PC (個(gè)人電腦)等中。將收錄的顯微鏡圖像分成顯示部45的兩個(gè)畫面81A、82A并能夠以不同的顯示倍率顯示,例如,在畫面81A中,顯示倍率為10倍,在畫面82A中,顯示倍率為40倍。由此,總是能夠一邊以低倍率圖像掌握顯微鏡下的試樣狀態(tài)一邊以高倍率圖像進(jìn)行細(xì)微的操作。另外,可省略更換顯微鏡的物鏡的時(shí)間,并且,不需要高倍率的物鏡。另外,顯微鏡方面,也能夠不使用電動(dòng)旋轉(zhuǎn)器等高價(jià)的產(chǎn)品,可有助于機(jī)械手系統(tǒng)整體的成本降低。以上,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行了說明,但本發(fā)明不限于此,能夠在本發(fā)明的技術(shù)的思想范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形。例如,能夠變更圖44的畫面81A、82A的顯示倍率,例如,也能夠?qū)⒁环皆O(shè)為大致等倍,將另一方設(shè)為基于數(shù)碼變焦的希望的倍率。另外,顯示部45的分割畫面不限于兩個(gè)畫面,也能夠如3個(gè)畫面、4個(gè)畫面那樣進(jìn)行多個(gè)分割?!吹谑畬?shí)施方式〉
圖46是表示第十實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)的概略的構(gòu)成的立體圖。圖47是表示圖46的注射用電動(dòng)3軸機(jī)械手的概略的構(gòu)成的立體圖。圖46表示將圖35的機(jī)械手系統(tǒng)10更具體化的機(jī)械手系統(tǒng)500。S卩,如圖46所示,本實(shí)施方式的機(jī)械手系統(tǒng)500具備保持用的電動(dòng)3軸(XYZ)機(jī)械手140、注射用的電動(dòng)3軸(XYZ)機(jī)械手160、倒置顯微鏡120A、電動(dòng)的試樣載物臺(tái)110,各電動(dòng)3軸機(jī)械手140、160以與倒置顯微鏡120A成為一體的方式安裝。另外,電動(dòng)3軸機(jī)械手140、160也能夠以與試樣載物臺(tái)110成為一體構(gòu)造的方式安裝,由此,不易受到來(lái)自外部的振動(dòng)等影響。在注射用的電動(dòng)3軸機(jī)械手160上,以使可利用電動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的針管340在設(shè)置軸方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式安裝有可電動(dòng)驅(qū)動(dòng)及壓電元件驅(qū)動(dòng)的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170。在保持用的電動(dòng)3軸機(jī)械手140上也安裝有相同的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器191。倒置顯微鏡120A具有電動(dòng)對(duì)焦促動(dòng)器、切換物鏡的旋轉(zhuǎn)器部及用于向觀察對(duì)象物照射光的光源。另外,為了提高各電動(dòng)3軸機(jī)械手140、160設(shè)置時(shí)的穩(wěn)定性,設(shè)置有用于沿重力方向支承各電動(dòng)3軸機(jī)械手140、160的腳部149、169。在圖46中,各腳部149、169相對(duì)于各電動(dòng)3軸機(jī)械手140、160各配置于一處,但也能夠配置于多處。如圖47所示,電動(dòng)3軸機(jī)械手160沿3軸(XYZ)方向組合三個(gè)單軸促動(dòng)器161、162、163而構(gòu)成。各單軸促動(dòng)器161 163由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、BS (滾珠絲杠)、導(dǎo)向構(gòu)件和滑塊構(gòu)成,為了防止超程,在驅(qū)動(dòng)軸向兩端設(shè)置有限位開關(guān)。另外,通過切斷各單軸促動(dòng)器161 163的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁,也能夠成為利用各單軸促動(dòng)器161 163的各手動(dòng)旋鈕161a、162a、163a,將機(jī)械手160在各軸向上手動(dòng)操作的構(gòu)成。電動(dòng)3軸機(jī)械手140也同樣地構(gòu)成。將單軸促動(dòng)器163作為Z軸方向的驅(qū)動(dòng)用,在該Z軸滑塊163b上配置有Θ載物臺(tái)164,另外,在Θ載物臺(tái)164上配置有螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170。Θ載物臺(tái)164用于調(diào)節(jié)螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170的設(shè)置角度,為手動(dòng)型,但也能夠構(gòu)成為電動(dòng)類型。Θ載物臺(tái)164的設(shè)置角度以與安裝于針管340的玻璃制的注射毛細(xì)管341的折彎角度或注射角度一致的方式設(shè)定。接著,參照?qǐng)D48、圖49對(duì)圖46、圖47的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170進(jìn)行說明。圖48是沿與Θ載物臺(tái)164的平面平行的方向剖切圖47的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170觀察到的剖面圖。圖49是圖47、圖48的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170的立體圖。如圖48、圖49所示,螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170具備構(gòu)成作 為壓電促動(dòng)器的主體的殼體480,以吸移管狀的針管340為驅(qū)動(dòng)對(duì)象,在形成大致筒狀的殼體480內(nèi)插通有在外周側(cè)具有螺紋部的螺紋軸520和包圍螺紋軸520的中空狀的旋轉(zhuǎn)軸540。殼體480的底部固定于基座560,作為微動(dòng)機(jī)構(gòu)、納米定位而構(gòu)成。在螺紋軸520的前端側(cè),經(jīng)由夾具580連接吸移管狀的針管340的根側(cè),在螺紋軸520的中間,安裝有螺紋軸520外周的螺紋部和作為螺紋結(jié)合的螺紋構(gòu)件的滾珠絲杠螺母(BS螺母)600,在夾具580與螺紋軸520之間連接有滑塊620?;瑝K620配置在與基座560大致正交的方向,夾著切口 640而與直線導(dǎo)軌660連接。直線導(dǎo)軌660配置在基座560底部側(cè),經(jīng)由軸承680沿著螺紋軸520的軸向移動(dòng)自如地與基座560連接。S卩,直線導(dǎo)軌660對(duì)照螺紋軸520軸向的移動(dòng),使支承螺紋軸520前端側(cè)的滑塊620沿著基座560進(jìn)行往返移動(dòng)。此時(shí),經(jīng)由滑塊620,利用直線導(dǎo)軌660滑動(dòng)自如地支承螺紋軸520中比滾珠絲杠螺母600更靠針管340側(cè)的部位,因此,能夠向針管340傳遞螺紋軸520的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠螺母600固定于旋轉(zhuǎn)軸540的軸向一端側(cè)(前端側(cè))的臺(tái)階部540a,并且,與螺紋軸520外周的螺紋部進(jìn)行螺紋結(jié)合,自如地支承螺紋軸520沿著其軸向進(jìn)行往返移動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng))。即,滾珠絲杠螺母600作為用于將旋轉(zhuǎn)軸540的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成螺紋軸520的直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件而構(gòu)成。
·
旋轉(zhuǎn)軸540的軸向另一端側(cè)與中空電動(dòng)機(jī)700內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部連接。中空電動(dòng)機(jī)700的殼體740的底部側(cè)在基座560上經(jīng)由作為彈性體的橡膠墊圈760固定有螺栓780。當(dāng)驅(qū)動(dòng)中空電動(dòng)機(jī)700時(shí),旋轉(zhuǎn)軸540旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)軸540的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由滾珠絲杠螺母600傳遞到螺紋軸520,螺紋軸520沿著其軸向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。另一方面,與旋轉(zhuǎn)軸540的臺(tái)階部540a鄰接,將內(nèi)圈襯圈840置于中間而收納有軸承800、820。軸承800、820分別具備:內(nèi)圈800a、820a ;外圈800b,820b ;插入內(nèi)圈與外圈之間的滾珠800c、820c,各內(nèi)圈800a、820a與旋轉(zhuǎn)軸540的外周面嵌合,各外圈800b、820b與殼體480的內(nèi)周面嵌合,旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸540。軸承800、820將內(nèi)圈襯圈840置于中間,利用鎖止螺母860固定于旋轉(zhuǎn)軸540。軸承800通過與殼體480內(nèi)的臺(tái)階部540a和圓環(huán)狀墊片900抵接,限制旋轉(zhuǎn)軸540向軸向的移動(dòng)。在軸承820的外圈820b與殼體480的蓋880之間壓入有圓環(huán)狀壓電元件920和圓環(huán)狀墊片900。另外,各軸承800、820、壓電元件920通過調(diào)節(jié)墊片900的長(zhǎng)度,關(guān)閉蓋880,來(lái)賦予預(yù)壓。具體而言,當(dāng)調(diào)節(jié)墊片900的長(zhǎng)度,關(guān)閉蓋880時(shí),與該位置對(duì)應(yīng)的聯(lián)接力作為沿著軸向的按壓力對(duì)軸承820和軸承800的外圈820b、800b賦予預(yù)壓,同時(shí)對(duì)壓電元件920也賦予預(yù)壓。由此,對(duì)軸承800、820及壓電元件920賦予規(guī)定的預(yù)壓,在軸承800、820的外圈之間形成作為軸向間的距離的間隙940。壓電元件920經(jīng)由引線(未圖示)與作為控制器的個(gè)人電腦(PC) 430 (參照?qǐng)D51)連接,作為根據(jù)來(lái)自個(gè)人電腦430的電壓沿著旋轉(zhuǎn)軸540的長(zhǎng)度方向(軸向)進(jìn)行伸縮的壓電促動(dòng)器的一構(gòu)件而構(gòu)成。即,壓電元件920響應(yīng)來(lái)自個(gè)人電腦430的施加電壓,沿著旋轉(zhuǎn)軸540的軸向伸縮,并使旋轉(zhuǎn)軸540沿著其軸向微動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸540沿著軸向微動(dòng)時(shí),該微動(dòng)經(jīng)由螺紋軸520向針管340傳遞,微調(diào)節(jié)針管340的位置。如上所述,螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170利用中空電動(dòng)機(jī)700將滾珠絲杠螺母600的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成螺紋軸520的直線運(yùn)動(dòng)并使螺紋軸520直動(dòng),但安裝于螺紋軸520的針管340在中空電動(dòng)機(jī)700的驅(qū)動(dòng)時(shí),利用直線導(dǎo)軌660不旋轉(zhuǎn),而具有止轉(zhuǎn)的功能。因此,通過中空電動(dòng)機(jī)700的驅(qū)動(dòng),針管340可直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖48、圖49的螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170通過驅(qū)動(dòng)中空電動(dòng)機(jī)700,驅(qū)動(dòng)針管340,并置位于顯微鏡視野中央部,另外,具有從顯微鏡視野中央部退避的功能,通過驅(qū)動(dòng)壓電元件920,能夠協(xié)助安裝于針管340前端的玻璃毛細(xì)管341 (圖47)進(jìn)行的對(duì)細(xì)胞(卵子)的穿孔動(dòng)作。接著,參照?qǐng)D50對(duì)圖46的試樣載物臺(tái)110進(jìn)行說明。圖50是表示圖46的試樣載物臺(tái)110的立體圖。如圖50所示,試樣載物臺(tái)110以兩個(gè)單軸促動(dòng)器111、112雙軸向地配置,使試樣臺(tái)113向雙軸向移動(dòng)的方式構(gòu)成,其安裝于圖46的倒置顯微鏡120A上。在驅(qū)動(dòng)試樣載物臺(tái)HO的各促動(dòng)器111、112的各電動(dòng)機(jī)的軸端分別安裝有手動(dòng)旋鈕11 la、112a,通過切斷各電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁,也能夠手動(dòng)操作。接著,參照?qǐng)D51對(duì)作為控制圖46的機(jī)械手系統(tǒng)500的控制器的個(gè)人電腦進(jìn)行說明。圖51是用于說明關(guān)于圖46 圖50的機(jī)械手系統(tǒng)500的個(gè)人電腦的控制系統(tǒng)的主要部分框圖。圖51的個(gè)人電腦(個(gè)人計(jì)算機(jī))430具備進(jìn)行各種控制的CPU (中央運(yùn)算處理裝置)431 ;存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置且在使用機(jī)械手系統(tǒng)500時(shí)讀出的程序432 ;由液晶面板及CRT等構(gòu)成的顯示部433 ;能夠在硬盤或光盤等記錄介質(zhì)保存顯微鏡圖像等的存儲(chǔ)部430A ;經(jīng)由 因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)與外部通信的接口的通信部430b。另外,由操作者操作的操縱桿470及鼠標(biāo)470a是向經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可與個(gè)人電腦430連接的其它個(gè)人電腦的輸入裝置。個(gè)人電腦430利用CPU431基于由通信部430b經(jīng)由程序432的動(dòng)作及網(wǎng)絡(luò)從外部接收的操縱桿470及鼠標(biāo)470a的各操作的操作信號(hào),控制機(jī)械手系統(tǒng)500的各部分。S卩,個(gè)人電腦430驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器438,通過該信號(hào),經(jīng)由壓電放大器434,驅(qū)動(dòng)由螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170的壓電元件構(gòu)成的壓電元件920。另外,個(gè)人電腦430經(jīng)由接線盒435分別電連接螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170 ;電動(dòng)三軸機(jī)械手140、160 ;試樣載物臺(tái)110 ;使顯微鏡120A的手柄電動(dòng)旋轉(zhuǎn)的對(duì)焦促動(dòng)器436,并且分別驅(qū)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)型促動(dòng)器170的中空電動(dòng)機(jī)700、電動(dòng)三軸機(jī)械手160的各單軸促動(dòng)器161 163、試樣載物臺(tái)110的各單軸促動(dòng)器111、112及對(duì)焦促動(dòng)器436。另外,關(guān)于顯微鏡120A,物鏡的旋轉(zhuǎn)器部及光源的光量調(diào)節(jié)也能夠進(jìn)行電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。另外,在機(jī)械手160上含有進(jìn)行針管340的壓力調(diào)節(jié)的注射電動(dòng)機(jī),通過同樣地驅(qū)動(dòng)控制該電動(dòng)機(jī),能夠調(diào)節(jié)注射的壓力。另外,在顯微鏡120A上配置有由拍攝元件構(gòu)成的照相機(jī)437,由照相機(jī)437拍攝到的顯微鏡圖像顯示于個(gè)人電腦430的顯示部433。另外,也同樣地驅(qū)動(dòng)保持用的機(jī)械手140,但在機(jī)械手140上含有進(jìn)行保持毛細(xì)管的壓力(負(fù)壓)調(diào)節(jié)的注射電動(dòng)機(jī),通過同樣地驅(qū)動(dòng)控制該電動(dòng)機(jī),能夠調(diào)節(jié)注射的壓力(負(fù)壓)。接著,參照?qǐng)D52對(duì)圖51的操縱桿進(jìn)行說明。圖52是表示圖51的操縱桿的例子的立體圖。所述的機(jī)械手系統(tǒng)500使用至少兩個(gè)操縱桿470進(jìn)行操作。作為一個(gè)例子,操縱桿470使用圖52所示那樣的手柄479和配置有多個(gè)按鈕471 477的操縱桿。通過圖52的操縱桿470的手柄479和多個(gè)按鈕471 477在機(jī)械手系統(tǒng)500中可執(zhí)行下表I所示例那樣的操作。保持側(cè)的操縱桿470的手柄479通過向右方向R、左方向L傾斜(倒),可向X軸方向、Y軸方向驅(qū)動(dòng)機(jī)械手140、160,通過旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)),可向Z軸方向驅(qū)動(dòng)。另外,注射側(cè)的操縱桿470與第一實(shí)施方式同樣,通過扭轉(zhuǎn)手柄479,也能夠控制注射動(dòng)作。另外,在表I中,四方向的帽形開關(guān)477的“e”為左右方向的兩個(gè)開關(guān),同樣,“丨t ”為上下方向的兩個(gè)開關(guān)。另外,負(fù)壓+、壓力+是各注射電動(dòng)機(jī)的壓力絕對(duì)值的增加,負(fù)壓一、壓力一是壓力絕對(duì)值的減少。微動(dòng)驅(qū)動(dòng)Z +、一是相對(duì)于Z軸方向的移動(dòng)量的增加、減少。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,具備 觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作裝置, 在所述機(jī)械手上安裝有操作工具,所述控制裝置存儲(chǔ)所述操作工具對(duì)于就所述操作對(duì)象物而設(shè)定的多個(gè)區(qū)域的各位置信息, 基于所述存儲(chǔ)的位置信息自動(dòng)地進(jìn)行基于所述試樣載物臺(tái)及/或所述機(jī)械手進(jìn)行的所述操作工具在所述區(qū)域間的相對(duì)移動(dòng)的至少一個(gè)。
2.一種機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,具備 觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作裝置, 在所述機(jī)械手上安裝有操作工具,所述控制裝置存儲(chǔ)所述操作工具對(duì)于就所述操作對(duì)象物而設(shè)定的多個(gè)區(qū)域的各位置信息, 基于所述存儲(chǔ)的位置信息自動(dòng)地進(jìn)行基于所述試樣載物臺(tái)及/或所述機(jī)械手進(jìn)行的所述操作工具在所述區(qū)域間的相對(duì)移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,在所述操作工具進(jìn)行所述相對(duì)移動(dòng)時(shí),所述試樣載物臺(tái)進(jìn)行在所述區(qū)域間的相對(duì)移動(dòng),并且,所述機(jī)械手進(jìn)行所述操作工具的退避移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,通過對(duì)所述操作裝置的操作執(zhí)行所述位置信息的存儲(chǔ)。
5.一種微小操作對(duì)象物的操作方法,其特征在于,使用權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng),使安裝于機(jī)械手的操作工具在關(guān)于微小操作對(duì)象物而設(shè)置的多個(gè)培養(yǎng)基之間自動(dòng)地移動(dòng),在所述移動(dòng)后的培養(yǎng)基中操作所述操作工具后,自動(dòng)地返回到原培養(yǎng)基。
6.—種機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,具備 觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;控制所述機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手的操作裝置, 為了由所述操作工具進(jìn)行后操作,所述控制裝置存儲(chǔ)利用安裝于所述機(jī)械手的操作工具對(duì)所述微小的操作對(duì)象物進(jìn)行第一操作時(shí)的所述操作工具的位置信息。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 所述控制裝置以自動(dòng)地進(jìn)行所述操作工具用于第二操作的移動(dòng)及所述移動(dòng)后的所述顯微鏡裝置的對(duì)焦的方式進(jìn)行控制。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 所述控制裝置以在所述第二操作之后,基于所述存儲(chǔ)的位置信息使所述操作工具返回到所述第一操作位置且自動(dòng)地進(jìn)行所述顯微鏡裝置的對(duì)焦的方式進(jìn)行控制。
9.一種微小操作對(duì)象物的操作方法,其特征在于,使用權(quán)利要求6 8中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng),利用安裝于機(jī)械手的操作工具的前端對(duì)微小的操作對(duì)象物即卵子進(jìn)行透明帶穿孔,之后,所述操作工具移動(dòng)而進(jìn)行精子的取樣操作后自動(dòng)地返回所述透明帶穿孔的位置,進(jìn)行精子的注射操作。
10.一種機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,具備 觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;控制所述機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手的操作裝置, 在安裝于所述機(jī)械手的操作工具前端配置有電極裝置,該電極裝置用于對(duì)所述微小的操作對(duì)象物進(jìn)行穿孔操作。
11.如權(quán)利要求10所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,在所述操作工具的前端并列配置作為所述電極裝置的細(xì)微電極和注射毛細(xì)管。
12.—種微小操作對(duì)象物的操作方法,其特征在于, 使用權(quán)利要求11所述的機(jī)械手系統(tǒng),對(duì)作為微小的操作對(duì)象物的卵子在利用在安裝于機(jī)械手的操作工具的前端配置的細(xì)微電極進(jìn)行透明帶穿孔后,利用與所述細(xì)微電極并列配置的注射毛細(xì)管進(jìn)行精子的注射操作。
13.一種機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,具備 觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡裝置;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制裝置;經(jīng)由所述控制裝置驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作裝置, 所述控制裝置以自動(dòng)地進(jìn)行安裝于所述機(jī)械手的操作工具的前端向用于進(jìn)行毛細(xì)管更換的更換位置的移動(dòng)和所述毛細(xì)管向顯微鏡視野下的移動(dòng)的方式,控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求13所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 為了進(jìn)行所述順序操作,在所述顯微鏡裝置附近配置開關(guān)操作部。
15.如權(quán)利要求1、2、6、10或13所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 所述機(jī)械手具有納米定位的構(gòu)造,通過進(jìn)行所述操作工具前端的毛細(xì)管的微動(dòng)動(dòng)作,能夠?qū)ξ⑿?duì)象物進(jìn)行注射, 作為所述操作裝置,具備由操作者操作的、對(duì)所述控制裝置指示所述毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部, 所述操作部具有通過扭轉(zhuǎn)所述操作部的至少一部分而執(zhí)行的扭轉(zhuǎn)操作部,通過扭轉(zhuǎn)所述扭轉(zhuǎn)操作部,進(jìn)行基于所述毛細(xì)管進(jìn)行的注射操作的至少一部分動(dòng)作。
16.如權(quán)利要求15所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 在所述毛細(xì)管進(jìn)行的注射操作中,包含對(duì)所述微小對(duì)象物的穿孔動(dòng)作、向所述微小對(duì)象物內(nèi)的注射動(dòng)作以及從所述微小對(duì)象物拔出所述毛細(xì)管的動(dòng)作。
17.如權(quán)利要求15或16所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 具備至少一個(gè)所述扭轉(zhuǎn)操作部,通過分別操作與所述扭轉(zhuǎn)操作部不同的操作部,進(jìn)行向所述微小對(duì)象物內(nèi)的注射動(dòng)作、從所述微小對(duì)象物拔出所述毛細(xì)管的動(dòng)作。
18.如權(quán)利要求1、2、6、10或13所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于,所述機(jī)械手具有納米定位的構(gòu)造,通過進(jìn)行所述操作工具前端的毛細(xì)管的微動(dòng)動(dòng)作,能夠?qū)ξ⑿?duì)象物進(jìn)行注射, 作為所述操作裝置,具備由操作者操作的、對(duì)所述控制裝置指示所述毛細(xì)管的動(dòng)作的操作部, 所述操作部具有通過扭轉(zhuǎn)所述操作部的至少一部分而執(zhí)行的扭轉(zhuǎn)操作部,通過扭轉(zhuǎn)所述扭轉(zhuǎn)操作部,對(duì)所述微小對(duì)象物內(nèi)進(jìn)行注射動(dòng)作。
19.如權(quán)利要求15 18中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 所述扭轉(zhuǎn)操作部配置在所述操作部附近。
20.如權(quán)利要求15 19中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng),其特征在于, 所述機(jī)械手具備粗動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述毛細(xì)管的粗動(dòng)部和微動(dòng)驅(qū)動(dòng)所述毛細(xì)管的微動(dòng)部, 基于所述操作部的操作,所述控制裝置對(duì)所述毛細(xì)管的粗動(dòng)和微動(dòng)進(jìn)行切換。
21.—種微小操作對(duì)象物的操作方法,其特征在于,使用權(quán)利要求15 20中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行注射操作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)械手系統(tǒng)及微小操作對(duì)象物的操作方法,能夠自動(dòng)地執(zhí)行與卵子等微小操作對(duì)象物相關(guān)的、以往需要熟練操作的各種作業(yè)。機(jī)械手系統(tǒng)具備觀察微小的操作對(duì)象物的顯微鏡;為了操作所述操作對(duì)象物,能夠向XYZ軸的三個(gè)方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的一對(duì)機(jī)械手;載置所述操作對(duì)象物且能夠向XY軸的平面方向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的試樣載物臺(tái);控制所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的驅(qū)動(dòng)的控制部;經(jīng)由所述控制部驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手及所述試樣載物臺(tái)的操作部,在所述機(jī)械手上安裝有操作工具,所述控制部存儲(chǔ)所述操作工具對(duì)于就所述操作對(duì)象物而設(shè)定的多個(gè)區(qū)域的各位置信息,基于所述存儲(chǔ)的位置信息自動(dòng)地進(jìn)行基于所述試樣載物臺(tái)及/或所述機(jī)械手進(jìn)行的所述操作工具在所述區(qū)域之間的相對(duì)移動(dòng)。
文檔編號(hào)B25J7/00GK102959452SQ20118003223
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者田中伸明 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社
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