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WO2019235089A1 - 試料分析支援装置 - Google Patents

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Publication number
WO2019235089A1
WO2019235089A1 PCT/JP2019/017075 JP2019017075W WO2019235089A1 WO 2019235089 A1 WO2019235089 A1 WO 2019235089A1 JP 2019017075 W JP2019017075 W JP 2019017075W WO 2019235089 A1 WO2019235089 A1 WO 2019235089A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample
chip
operation unit
unit
tip
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/017075
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
虹之 景
Original Assignee
横河電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 横河電機株式会社 filed Critical 横河電機株式会社
Priority to EP19814438.8A priority Critical patent/EP3805359B1/en
Priority to US17/050,681 priority patent/US11852646B2/en
Publication of WO2019235089A1 publication Critical patent/WO2019235089A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065—Multiple transfer devices
    • G01N35/1072—Multiple transfer devices with provision for selective pipetting of individual channels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1081—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices characterised by the means for relatively moving the transfer device and the containers in an horizontal plane
    • G01N35/109—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices characterised by the means for relatively moving the transfer device and the containers in an horizontal plane with two horizontal degrees of freedom
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/103—General features of the devices using disposable tips
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1034—Transferring microquantities of liquid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065—Multiple transfer devices
    • G01N2035/1076—Multiple transfer devices plurality or independently movable heads

Definitions

  • This disclosure relates to a sample analysis support device.
  • Patent Document 1 discloses an apparatus that automates the work of collecting the sample on a chip such as a nanospray chip.
  • Patent Document 2 discloses a technique for increasing the accuracy of chip position control in the device.
  • Patent Document 3 discloses a technique for administering a substance such as a compound to a sample such as a cell using a nanopipette.
  • the apparatus disclosed in Patent Documents 1 and 2 includes a sample region in which a sample is disposed, a chip region in which a chip is disposed, and an operation unit that is detachable and capable of performing operations such as sample collection with the chip. And.
  • the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 have only one operation unit, there is room for improvement in terms of throughput and application range.
  • an object of the present disclosure is to provide a sample analysis support device that can improve throughput and / or expand applications.
  • a sample analysis support apparatus includes a sample region in which a sample is disposed, a chip region in which a chip is disposed, and a first operation unit in which the chip can be attached and detached and the sample can be operated with the chip. And a second operation unit that can attach and detach the chip and that can operate the sample by the chip, and supports the first operation unit and the second operation unit movably between the chip region and the sample region, respectively.
  • a transport unit, and an operation control unit capable of controlling the transport unit to move the first operation unit and the second operation unit between the chip region and the sample region, respectively. According to such a configuration, it is possible to improve the throughput and / or expand the application as compared with the case where the number of operation units is one.
  • the operation on the sample by the first operating unit may include collecting the sample and / or applying a substance to the sample
  • the operation on the sample by the second operating unit may include collecting the sample and / or the substance on the sample. May be included.
  • the tip may have a tip opening located at the tip of the tip to allow sampling and / or application of a substance to the sample. According to such a configuration, it is possible to accurately collect a sample and / or apply a substance to the sample through the tip opening.
  • the operation on the sample by the first operation unit may include sampling
  • the operation on the sample by the second operation unit may include sampling
  • the chip may include a first chip that can be attached to and detached from the first operation unit, and a second chip that can be attached to and detached from the second operation unit.
  • the tip opening may be the same size. According to such a configuration, it is possible to shorten the transport time of the collected sample and improve the throughput as compared with the case where there is one operation unit.
  • the chip may include a first chip that can be attached to and detached from the first operation unit, and a second chip that can be attached to and detached from the second operation unit. It may be smaller than the tip opening. According to such a configuration, for example, a part of a specific sample can be collected with the first chip, and the whole sample can be collected with the second chip. Can do.
  • the operation on the sample by the first operation unit may include collection of intracellular substances of specific cells
  • the operation on the sample by the second operation unit may include collection of specific cells
  • the operation on the sample by the first operation unit may include applying a substance to the sample
  • the operation on the sample by the second operation unit may include sampling of the sample. According to such a configuration, it is possible to collect a sample to which a substance has been applied, so that the application can be expanded.
  • the manipulation on the sample by the first manipulation unit may include applying a substance to a specific cell
  • the manipulation on the sample by the second manipulation unit may be a specific cell, an intracellular substance of a specific cell, or It may also include the collection of cells proximate to a particular cell. According to such a configuration, it is possible to observe the influence due to the substance being given to specific cells.
  • the sample region may have a predetermined operation position where an operation on the sample by the first operation unit and an operation on the sample by the second operation unit are alternatively performed.
  • the operation control unit causes the first operation unit to be mounted on the first operation unit in the chip region, moves the first operation unit from the chip region to the sample region, and performs an operation on the sample by the first chip in the sample region. It may be possible to move the first operation unit from the sample area to the chip area, and the operation control unit attaches the second chip to the second operation unit in the chip area and performs the second operation. It may be possible to move the unit from the chip area to the sample area, execute an operation on the sample by the second chip in the sample area, and move the second operation unit from the sample area to the chip area. According to such a configuration, the operation on the sample can be performed stably.
  • the transfer unit may be a transfer stage shared by the first operation unit and the second operation unit. According to such a configuration, space saving and cost reduction can be achieved.
  • the transfer stage includes a Z-direction support that supports the first operation unit so as to be movable in the vertical Z direction, a Z-direction guide that can guide the Z-direction support in the Z direction, and Z
  • a Y-direction support body having a direction guide section and supporting the Z-direction support body so as to be movable in a Y direction which is a predetermined direction in a horizontal plane; a Y-direction guide section capable of guiding the Y-direction support body in the Y direction;
  • An X direction support having a direction guide portion and supporting the Y direction support so as to be movable in the X direction which is a direction orthogonal to the Y direction in the horizontal plane, and an X direction guide capable of guiding the X direction support in the X direction And may have a part.
  • the transport stage includes a Z-direction support that supports the second operation unit so as to be movable in the vertical Z direction, a Z-direction guide that can guide the Z-direction support in the Z direction, and Z
  • a Y-direction support body having a direction guide section and supporting the Z-direction support body so as to be movable in a Y direction which is a predetermined direction in a horizontal plane; a Y-direction guide section capable of guiding the Y-direction support body in the Y direction;
  • An X direction support having a direction guide portion and supporting the Y direction support so as to be movable in the X direction which is a direction orthogonal to the Y direction in the horizontal plane, and an X direction guide capable of guiding the X direction support in the X direction And may have a part.
  • the X direction guide for the first operation unit may be shared as the X direction guide for the second operation unit. According to such a configuration, space saving and cost reduction can be achieved.
  • the X direction guide for the first operation unit is also used as the X direction guide for the second operation unit, and the Y direction guide for the first operation unit is the second operation. It may be configured to be shared as a Y-direction guide for the unit. According to such a configuration, space saving and cost reduction can be achieved.
  • the X direction guide for the first operation unit is also used as the X direction guide for the second operation unit, and the Y direction guide for the first operation unit is the second operation.
  • the Y-direction guide unit for the unit may be shared, and the Z-direction guide unit for the first operation unit may be shared as the Z-direction guide unit for the second operation unit. According to such a configuration, space saving and cost reduction can be achieved.
  • the sample region and the chip region may be adjacent to or separated from each other in the X direction.
  • the sample region and the chip region may be arranged adjacent to or separated from each other in the Y direction.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining a first operation example of the sample analysis support apparatus of FIG. 1.
  • 6 is a flowchart for explaining a second operation example of the sample analysis support apparatus of FIG. 1.
  • 6 is a flowchart for explaining a third operation example of the sample analysis support apparatus in FIG. 1.
  • the Z direction means the vertical direction (vertical direction in FIG. 1 and the like)
  • the Y direction means a predetermined direction in the horizontal plane (the depth direction in FIG. 1 and the like)
  • the X direction is the Y direction in the horizontal plane.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a sample analysis support device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the sample analysis support apparatus 1 includes an operation unit 300, an optical system unit 200, and an information processing device 400.
  • the operation unit 300 includes a sample region 100, a chip region 340, a first operation unit 20, a second operation unit 30, and a transport unit 310.
  • the transfer unit 310 is configured as a transfer stage shared by the first operation unit 20 and the second operation unit 30.
  • the transport unit 310 may be configured by a transport stage provided for each of the first operation unit 20 and the second operation unit 30.
  • Samples such as cells or intracellular substances are arranged in the sample region 100.
  • the sample is stored in a sample storage unit 110 such as a cell culture container in which a plurality of wells are formed.
  • FIG. 1 illustrates a microplate as a cell culture container as the sample container 110, but the sample container 110 is not limited to a microplate, and may be a cell culture dish, a cover glass chamber, a petri dish, or the like. Good.
  • the sample storage unit 110 is supported by the XY stage 201. Details of the XY stage 201 will be described later.
  • Chips are arranged in the chip area 340. Specifically, in the chip region 340, the first chip storage unit 341 before use that stores the first chip 10 before use, the second chip storage unit 341a before use that stores the second chip 15 before use, An after-use first chip accommodating part 342 that accommodates the first chip 10 after use and an after-use second chip accommodating part 342a that accommodates the second chip 15 after use are arranged.
  • the tip is before use means that the tip is not yet used for the operation on the sample
  • that the tip is after use means that the tip is already used for the operation on the sample.
  • the chip region 340 and the sample region 100 are arranged apart from each other in the X direction. Specifically, the chip region 340 is disposed on one side in the X direction (left side in FIG. 1) with respect to the sample region 100.
  • a substance container 343 that contains a substance to be applied to the sample may be further arranged.
  • the substance to be applied to the sample include compounds that are drug candidates such as anticancer agents.
  • the first chip 10 is detachable from the first operation unit 20.
  • the first chip 10 is used for operations on the sample.
  • the operation on the sample using the first chip 10 includes collecting the sample and / or applying a substance to the sample.
  • the first chip 10 is mounted on the first operation unit 20 with the tip 11 being the lower end.
  • FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part including the tip 11 of the first chip 10.
  • the first chip 10 has a tip opening 12 located at the tip 11 and a hollow portion 13 communicating with the outside through the tip opening 12.
  • the tip opening 12 of the first chip 10 makes it possible to collect a sample and / or apply a substance to the sample. That is, the first chip 10 collects a sample through the tip opening 12 and holds the collected sample in the hollow portion 13 and / or applies a substance held in the hollow portion 13 to the sample through the tip opening 12. Is possible.
  • the substance held in the hollow portion 13 of the first chip 10 is the same as the substance that is accommodated in the substance accommodating portion 343 and applied to the sample.
  • the substance held in the hollow part 13 of the first chip 10 may be one obtained by collecting the substance accommodated in the substance accommodating part 343 through the tip opening 12, or in advance in the hollow part 13 of the first chip 10. It may be held.
  • the first chip 10 may be, for example, a nanospray chip for selectively collecting a specific cell or a specific intracellular substance as a sample when used for collecting a sample.
  • the inner diameter ⁇ 1 of the tip opening 12 of the nanospray tip as the first tip 10 is about 1 to 10 micrometers.
  • the inner diameter ⁇ 1 of the tip opening 12 is set so as not to damage the cell when the tip 11 is punctured into the sample cell and the substance is injected. It is preferred to use a nanopipette that is smaller than the nanospray tip.
  • the inner diameter ⁇ 1 of the tip opening 12 of the nanopipette as the first tip 10 is several tens of nanometers or less.
  • the second chip 15 can be attached to and detached from the second operation unit 30.
  • the second chip 15 is used for operations on the sample.
  • the operation on the sample using the second chip 15 includes collecting the sample and / or applying a substance to the sample.
  • the second chip 15 is attached to the second operation unit 30 in a direction in which the tip 16 is the lower end.
  • FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a part including the tip 16 of the second chip 15.
  • the second chip 15 has a tip opening 17 located at the tip 16 and a hollow portion 18 communicating with the outside through the tip opening 17.
  • the tip opening 17 of the second chip 15 makes it possible to collect a sample and / or apply a substance to the sample. That is, the second chip 15 collects a sample through the tip opening 17 and holds the collected sample in the hollow portion 18 and / or applies a substance held in the hollow portion 18 to the sample through the tip opening 17. Is possible.
  • the substance held in the hollow part 18 of the second chip 15 is the same as the substance to be applied to the sample, which is accommodated in the substance accommodating part 343.
  • the substance held in the hollow part 18 of the second chip 15 may be one obtained by collecting the substance accommodated in the substance accommodating part 343 through the tip opening 17, or in advance in the hollow part 18 of the second chip 15. It may be held.
  • the second chip 15 may be, for example, a nanospray chip for selectively collecting a specific cell or a specific intracellular substance as a sample when used for collecting a sample.
  • the inner diameter ⁇ 2 of the tip opening 17 of the nanospray tip as the second tip 15 is about 1 to 10 micrometers.
  • the inner diameter ⁇ 2 of the tip opening 17 is set so as not to damage the cell when the tip 16 is punctured into the sample cell and the substance is injected. It is preferred to use a nanopipette that is smaller than the nanospray tip.
  • the inner diameter ⁇ 2 of the tip opening 17 of the nanopipette as the second tip 15 is several tens of nanometers or less.
  • the first operation unit 20 shown in FIG. 1 is capable of attaching and detaching the first chip 10 and can operate the sample by the first chip 10.
  • the operation on the sample by the first operation unit 20 includes collecting the sample and / or applying a substance to the sample as described above.
  • the first operation unit 20 may be a suction unit capable of sucking a sample from the tip opening 12 when collecting a sample.
  • the suction unit as the first operation unit 20 is, for example, by reciprocating the first chip 10 in the Z direction with the tip 11 of the first chip 10 in contact with the surface of the sample, thereby causing capillary action and inertia. The sample can be sucked from the tip opening 12 by the force.
  • the reciprocating motion of the first chip 10 in the Z direction may be performed by the transport unit 310.
  • the first operation unit 20 is an injection unit capable of injecting a substance held in the hollow portion 13 with the tip 11 of the first chip 10 punctured into a cell as a sample when a substance is applied to the sample. There may be.
  • the injection unit as the first operation unit 20 is a voltage for discharging the substance held in the hollow portion 13 to the electrode provided in the nanopipette.
  • the substance can be discharged from the tip opening 12 by applying.
  • the injection unit as the first operation unit 20 may be capable of collecting the substance accommodated in the substance accommodating part 343 into the hollow part 13 through the tip opening 12 of the first chip 10.
  • the first operation unit 20 may have both functions of the above-described suction unit and injection unit.
  • the second operation unit 30 can attach and detach the second chip 15 and can operate the sample with the second chip 15.
  • the operation on the sample by the second operation unit 30 includes collecting the sample and / or applying a substance to the sample as described above.
  • the second operation unit 30 may be a suction unit capable of sucking the sample from the tip opening 17 when collecting the sample.
  • the suction unit serving as the second operation unit 30 is, for example, reciprocating the second chip 15 in the Z direction with the tip 16 of the second chip 15 in contact with the surface of the sample, thereby causing capillary action and inertia.
  • the sample can be sucked from the tip opening 17 by the force.
  • the reciprocating motion of the second chip 15 in the Z direction may be performed by the transport unit 310.
  • the second operation unit 30 is an injection unit capable of injecting a substance held in the hollow portion 18 with the tip 16 of the second chip 15 punctured into a cell as a sample when applying a substance to the sample.
  • the injection unit as the second operation unit 30 is a voltage for discharging the substance held in the hollow portion 18 to the electrode provided in the nanopipette.
  • the substance can be discharged from the tip opening 17 by applying.
  • the injection unit as the second operation unit 30 may be capable of collecting the substance accommodated in the substance accommodating part 343 into the hollow part 18 through the distal end opening 17 of the second chip 15.
  • the second operation unit 30 may have both functions of the above-described suction unit and injection unit.
  • the transport unit 310 supports the first operation unit 20 and the second operation unit 30 so as to be movable between the chip region 340 and the sample region 100, respectively. Specifically, as illustrated in FIG. 1, the transport unit 310 supports the first operation unit 20 and the second operation unit 30 so as to be movable in the X direction, the Y direction, and the Z direction. The transport unit 310 can control the positions of the tip 11 of the first chip 10 and the tip 16 of the second chip 15 with high accuracy.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the transport unit 310.
  • the transport unit 310 includes a Z direction support 311, a Z direction guide 313, a Y direction support 312, a Y direction guide 315, an X direction support 314, and an X direction guide. Part 317.
  • the Z direction support body 311 supports the first operation unit 20 so as to be movable in the Z direction.
  • the Z direction guide part 313 can guide the Z direction support body 311 in the Z direction.
  • the Y-direction support body 312 has a Z-direction guide portion 313 and supports the Z-direction support body 311 so as to be movable in the Y direction.
  • the Y direction guide part 315 can guide the Y direction support body 312 in the Y direction.
  • the X direction support body 314 includes a Y direction guide portion 315 and supports the Y direction support body 312 so as to be movable in the X direction.
  • the X direction guide 317 can guide the X direction support body 314 in the X direction.
  • the fixed body 316 does not move in any of the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • One of the Z-direction guide part 313 provided on the Y-direction support body 312 and the non-guide part guided by the Z-direction guide part 313 may be rail-shaped.
  • One of the Y direction guide part 315 provided on the X direction support body 314 and the non-guide part guided by the Y direction guide part 315 may be rail-shaped.
  • One of the X-direction guide part 317 provided on the fixed body 316 and the non-guide part guided by the X-direction guide part 317 may be rail-shaped.
  • the transport unit 310 includes a Z-direction support 311a, a Z-direction guide 313a, a Y-direction support 312a, a Y-direction guide 315a, an X-direction support 314a, and an X-direction guide.
  • Part 317a The Z direction support body 311a supports the second operation unit 30 so as to be movable in the Z direction.
  • the Z direction guide part 313a can guide the Z direction support body 311a in the Z direction.
  • the Y direction support body 312a has a Z direction guide portion 313a and supports the Z direction support body 311a so as to be movable in the Y direction.
  • the Y direction guide part 315a can guide the Y direction support body 312a in the Y direction.
  • the X direction support body 314a has a Y direction guide portion 315a and supports the Y direction support body 312a so as to be movable in the X direction.
  • the X direction guide 317a can guide the X direction support body 314a in the X direction.
  • the fixed body 316a does not move in any of the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • One of the Z-direction guide portion 313a provided on the Y-direction support body 312a and the non-guide portion guided by the Z-direction guide portion 313a may be rail-shaped.
  • One of the Y-direction guide portion 315a provided on the X-direction support body 314a and the non-guide portion guided by the Y-direction guide portion 315a may be rail-shaped.
  • One of the X-direction guide part 317a provided on the fixed body 316a and the non-guide part guided by the X-direction guide part 317a may be rail-shaped.
  • the fixed body 316 and the X direction guide part 317 for the first operation unit 20 and the fixed body 316a and the X direction guide part 317a for the second operation unit 30 are shared with each other. It may be a configuration.
  • the X direction support body 314 for the first operation unit 20 and the X direction support body 314a for the second operation unit 30 interfere with each other in the X direction. Is restricted to one side in the X direction (left side in FIG. 4) with respect to the position of the second operation unit 30. Therefore, as shown in FIG. 1, the position of the first operation unit 20 is more restricted to the chip region 340 side than the position of the second operation unit 30. In other words, the position of the second operation unit 30 is more restricted to the sample region 100 side than the position of the first operation unit 20.
  • the X-direction guide 317 for the first operation unit 20 is also used as the X-direction guide 317a for the second operation unit 30, and the Y-direction guide 315 for the first operation unit 20 is provided.
  • the Y direction guide part 315a for the second operation unit 30 may be shared.
  • the X-direction guide 317 for the first operation unit 20 is also used as the X-direction guide 317a for the second operation unit 30, and the Y-direction guide 315 for the first operation unit 20 is the second.
  • the Y-direction guide 315a for the operation unit is also shared, and the Z-direction guide 313 for the first operation unit 20 is also used as the Z-direction guide 313a for the second operation unit 30. It may be.
  • the optical system unit 200 includes an XY stage 201 that supports the sample storage unit 110, a microscope 210 including an objective lens 211, a bright field illumination source 213, a dichroic mirror 220, and a variable power lens. 221, a bright field observation camera 222, and a confocal scanner unit 230.
  • the XY stage 201 supports the sample storage unit 110 so as to be movable in the X direction and the Y direction. That is, the XY stage 201 supports the sample storage unit 110 so as to be movable along a horizontal plane.
  • the optical system unit 200 will be described as having a configuration capable of confocal two-color fluorescence observation and bright field observation.
  • the optical system unit 200 is not limited to such a configuration.
  • the confocal scanner unit 230 includes a dichroic mirror 231, a pinhole array disk (Nipou disk) 232, a microlens array disk 233, a relay lens 234, a dichroic mirror 235, a first band pass filter 236a, and a first lens. 237a, a first fluorescence observation camera 238a, a second bandpass filter 236b, a second lens 237b, a second fluorescence observation camera 238b, and an excitation light source unit 239.
  • the bright field illumination source 213 emits bright field signal light toward the sample storage unit 110.
  • the irradiated bright field signal light is reflected by the dichroic mirror 220 through the microscope 210 and is imaged by the bright field observation camera 222 by the variable power lens 221.
  • the bright-field illumination source 213 defines a hole 214 that communicates in the vertical direction, and is, for example, an annular body (doughnut shape).
  • the bright-field illumination source 213 is not limited to a torus, and it is sufficient that the central portion is a space when viewed from above.
  • an excitation light beam having a specific wavelength is emitted from the excitation light source unit 239 toward the sample storage unit 110. Thereafter, a fluorescence signal having a wavelength longer than that of the excitation light beam is emitted from the sample excited by the excitation light beam, and the fluorescence signal passes through the pinhole array disk 232 and becomes a confocal image. Thereafter, the fluorescence signal is reflected by the dichroic mirror 231 and is imaged by the first fluorescence observation camera 238 a and the second fluorescence observation camera 238 b via the relay lens 234.
  • the dichroic mirror 235 has a characteristic of splitting a fluorescent signal and is used to cope with simultaneous use of excitation light sources having a plurality of wavelengths.
  • the first band-pass filter 236a and the second band-pass filter 236b are installed to improve the S / N ratio of the image and to pass only the necessary wavelength band of the fluorescent signal. Since the fluorescence wavelengths emitted from the sample are various, each of the first band-pass filter 236a and the second band-pass filter 236b includes, for example, a plurality of band-pass filters and a band corresponding to a necessary wavelength using a filter wheel or the like. It is desirable to configure the path filter so that it can be switched.
  • the information processing apparatus 400 includes a personal computer (PC) or the like, and includes an image acquisition unit 410, an image processing unit 420, a display unit 430, an operation reception unit 440, and an operation control unit 450. And a storage unit 460.
  • PC personal computer
  • the image acquisition unit 410 acquires images from the bright-field observation camera 222, the first fluorescent observation camera 238a, and the second fluorescent observation camera 238b.
  • the image acquisition unit 410 may be capable of controlling the timing of acquiring an image by controlling each of the bright-field observation camera 222, the fluorescence observation first camera 238a, and the fluorescence observation second camera 238b.
  • the image processing unit 420 includes a processor and the like, and performs image processing and various analyzes on the image acquired by the image acquisition unit 410. Specifically, the image processing unit 420 uses a template matching or the like as a sample for images acquired from the bright field observation camera 222, the first fluorescence observation camera 238a, and the second fluorescence observation camera 238b. A cell / organ is identified, and feature quantities such as size, brightness, protein content, ion content, etc. are calculated for each identified cell. In addition, the image processing unit 420 performs processing such as listing of information about cells and graphing using the calculated feature amount.
  • the display unit 430 includes an arbitrary display device, and performs display processing of an image acquired by the image acquisition unit 410, image processing of the image processing unit 420, and analysis results.
  • the operation receiving unit 440 includes an arbitrary input device such as a keyboard and a mouse, and receives various operations from the operator.
  • the operation control unit 450 includes a processor and the like, and can control the operation of the XY stage 201 to move the sample storage unit 110.
  • the operation control unit 450 can control the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 between the chip region 340 and the sample region 100, respectively.
  • the operation control unit 450 can control the operation of the first operation unit 20 to attach and detach the first chip 10, and can execute an operation on the sample by the attached first chip 10.
  • the operation control unit 450 can control the operation of the second operation unit 30 to attach and detach the second chip 15, and can execute an operation on the sample by the attached second chip 15.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 directly above the first chip storage unit 341 before use in the chip region 340 and to the first operation unit 20 before use.
  • the arbitrary first chip 10 accommodated in the first chip accommodating portion 341 is mounted.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 directly above the sample storage unit 110 in the sample region 100, and the sample by the first chip 10 at a predetermined operation position. Execute the operation for.
  • the operation position can be on the optical axis of the microscope 210, for example.
  • the XY stage 201 moves the sample storage unit 110 so that the sample to be operated is located at the operation position.
  • the operation control unit 450 performs an operation on the sample by the first chip 10 and then controls the operation of the transport unit 310 to place the first chip 10 directly on the first chip storage unit 342 after using the chip region 340. By moving and detaching the first chip 10 from the first operation unit 20, the first chip 10 can be accommodated in the first chip accommodating portion 342 after use. The same applies to the second operation unit 30 and the second chip 15. At the operation position, the operation on the sample by the first operation unit 20 and the operation on the sample by the second operation unit 30 are alternatively performed.
  • the storage unit 460 stores the image acquired by the image acquisition unit 410, the analysis result of the image processing unit 420, and the like.
  • the storage unit 460 stores in advance a program and data for each unit of the information processing apparatus 400 to execute various processes.
  • the storage unit 460 may store in advance information of a predetermined time used in a third operation example described later.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining a first operation example of the sample analysis support apparatus 1.
  • the tip opening 12 of the first chip 10 and the tip opening 17 of the second chip 15 have the same size.
  • the inner diameter ⁇ 1 of the tip opening 12 of the first chip 10 and the inner diameter ⁇ 2 of the tip opening 17 of the second chip 15 are substantially equal.
  • the operation on the sample by the first operation unit 20 includes sampling
  • the operation on the sample by the second operation unit 30 includes sampling. Description will be made assuming that the first operation unit 20 and the second operation unit 30 are located in the chip region 340 at the start of this operation example.
  • the operation control unit 450 of the sample analysis support apparatus 1 controls the operation of the XY stage 201 to move the operation target sample to a predetermined operation position (step S101). Specifically, the sample analysis support apparatus 1 receives input of setting information such as a sample photographing condition, a photographing range, a sample detection condition, and the like by an operation of the operation receiving unit 440 by the operator. In accordance with the input setting information, imaging is executed by at least one of the bright field observation camera 222, the fluorescence observation first camera 238a, and the fluorescence observation second camera 238b. After shooting, the image acquisition unit 410 acquires an image, and the image processing unit 420 performs analysis by image processing.
  • setting information such as a sample photographing condition, a photographing range, a sample detection condition, and the like.
  • the display unit 430 displays the analysis result, and receives an operation target sample designation by the operator via the operation reception unit 440.
  • the sample analysis support apparatus 1 automatically designates the operation target sample based on the analysis result.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the XY stage 201 to move the operation target sample to the operation position.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to mount the first chip 10 on the first operation unit 20, and controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30.
  • the second chip 15 is mounted on the second operation unit 30 by controlling (step S102).
  • the process of step S102 may be executed before the process of step S101, may be executed simultaneously with the process of step S101, or may be executed after the process of step S101.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the sample region 100 (step S103).
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20, moves the first chip 10 to the operation position, and causes the first chip 10 to collect a sample ( Step S104).
  • the sample collected by the first chip 10 is, for example, specific cells or intracellular substances.
  • step S104 the operation control unit 450 controls the operation of the XY stage 201 to move the next operation target sample to the operation position (step S105). Details of the process of step S105 are the same as the process of step S101 described above.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30, moves the second chip 15 to the operation position, and causes the second chip 15 to collect a sample ( Step S106).
  • the sample collected by the second chip 15 is, for example, specific cells or intracellular substances.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 after the process of step S105 and before the process of step S106 to retract the first chip 10 from the operation position.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the chip area 340 (step S107).
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to detach the first chip 10 from the first operation unit 20, and the transport unit 310 and The operation of the second operation unit 30 is controlled to detach the second chip 15 from the second operation unit 30 (step S108).
  • the sample analysis support apparatus 1 determines whether or not to continue the sample operation (step S109).
  • the sample analysis support apparatus 1 returns to the process of step S101 when the operation of the sample is continued (Yes in step S109).
  • the sample analysis support apparatus 1 does not continue the sample operation (No in step S109)
  • the operation example ends.
  • Whether or not to continue the sample operation is determined based on whether or not the operator inputs an operation end instruction via the operation receiving unit 440, whether or not the operation target sample is specified based on the analysis result of the process in step S101, and the like. can do.
  • the first operation unit 20 may execute the processes in steps S107 and S108 regardless of the progress of the processes in steps S105 and S106. That is, the operation control unit 450 may move the first operation unit 20 to the chip region 340 regardless of the progress of the processing in steps S105 and S106 after the first chip 10 has collected the sample.
  • the first chip 10 may be detached from the operation unit 20. Accordingly, after the first chip 10 collects the sample, the first chip 10 can be quickly accommodated in the first chip accommodating portion 342 after use. Therefore, deterioration due to vaporization of the sample in the first chip 10 or the like. Can be suppressed.
  • step S104 and the process in step S106 are executed may be reversed.
  • the second chip 15 collects the sample.
  • samples are collected using the first operation unit 20 and the second operation unit 30 corresponding to the first chip 10 and the second chip, respectively, having the same size of the tip opening. Therefore, compared with the case where there is only one operation unit, the transport time of the collected sample can be shortened and the throughput can be improved.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining a second operation example of the sample analysis support apparatus 1.
  • the tip opening 12 of the first chip 10 is smaller than the tip opening 17 of the second chip 15.
  • the inner diameter ⁇ 1 of the tip opening 12 of the first chip 10 is smaller than the inner diameter ⁇ 2 of the tip opening 17 of the second chip 15.
  • the operation on the sample by the first operation unit 20 includes sampling
  • the operation on the sample by the second operation unit 30 includes sampling. Description will be made assuming that the first operation unit 20 and the second operation unit 30 are located in the chip region 340 at the start of this operation example.
  • the operation control unit 450 of the sample analysis support apparatus 1 controls the operation of the XY stage 201 to move the operation target sample to the operation position (step S201). Details of the process of step S201 are the same as the process of step S101 of the first operation example.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to mount the first chip 10 on the first operation unit 20, and controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30.
  • the second chip 15 is mounted on the second operation unit 30 by controlling (step S202).
  • the process of step S202 may be executed before the process of step S201, may be executed simultaneously with the process of step S201, or may be executed after the process of step S201.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the sample region 100 (step S203).
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20, moves the first chip 10 to the operation position, and places a part of the sample on the first chip 10. Collect (step S204).
  • a part of the sample collected by the first chip 10 is, for example, an intracellular substance of a specific cell.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30, moves the second chip 15 to the operation position, and causes the second chip 15 to collect a sample ( Step S205).
  • the sample collected by the second chip 15 is, for example, a specific cell containing the intracellular substance collected by the first chip 10.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 after the process of step S204 and before the process of step S205 to retract the first chip 10 from the operation position.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the chip area 340 (step S206).
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to detach the first chip 10 from the first operation unit 20, and the transport unit 310 and The operation of the second operation unit 30 is controlled to detach the second chip 15 from the second operation unit 30 (step S207).
  • the sample analysis support apparatus 1 determines whether or not to continue the sample operation (step S208). When continuing the sample operation (Yes in step S208), the sample analysis support apparatus 1 returns to the process in step S201. When the sample analysis support apparatus 1 does not continue the sample operation (No in step S208), the operation example ends.
  • the determination as to whether or not to continue the sample operation is performed based on whether or not the operator has input an operation end instruction via the operation receiving unit 440, whether or not the operation target sample can be specified based on the analysis result of the process in step S201, and the like. can do.
  • the first operation unit 20 may execute the processes of steps S206 and S207 regardless of the progress of the process of step S205. That is, the operation control unit 450 may move the first operation unit 20 to the chip area 340 regardless of the progress of the process in step S205 after the first chip 10 has collected a sample.
  • the first chip 10 may be detached from the 20. Accordingly, after the first chip 10 collects the sample, the first chip 10 can be quickly accommodated in the first chip accommodating portion 342 after use. Therefore, deterioration due to vaporization of the sample in the first chip 10 or the like. Can be suppressed.
  • the intracellular substance of a specific cell is collected using the first chip 10 having the small tip opening 12 and the specific cell is collected using the second chip 15 having the large tip opening 17. Therefore, for example, mass analysis using the intracellular substance of the first chip 10 and RNA analysis using the cells of the second chip 15 can be simultaneously performed on the same cell. Therefore, the scope of the analysis application can be expanded.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining a third operation example of the sample analysis support apparatus 1.
  • the operation on the sample by the first operation unit 20 includes application of a substance to the sample
  • the operation on the sample by the second operation unit 30 includes sampling of the sample. Description will be made assuming that the first operation unit 20 and the second operation unit 30 are located in the chip region 340 at the start of this operation example.
  • the operation control unit 450 of the sample analysis support apparatus 1 controls the operation of the XY stage 201 to move the operation target sample to the operation position (step S301). Details of the process of step S301 are the same as the process of step S101 of the first operation example.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to mount the first chip 10 on the first operation unit 20, and controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30.
  • the second chip 15 is mounted on the second operation unit 30 by controlling (step S302).
  • the process of step S302 may be executed before the process of step S301, may be executed simultaneously with the process of step S301, or may be executed after the process of step S301.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20, collects the material stored in the material storage unit 343, and stores the material in the first chip 10. (Step S303). When the first chip 10 holds the substance in advance, the process of step S303 may not be executed.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the sample region 100 (step S304).
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20, moves the first chip 10 to the operation position, and uses the substance in the first chip 10 as a sample. (Step S305).
  • the sample to which the substance is applied with the first chip 10 is, for example, a specific cell.
  • the operation control unit 450 waits for a predetermined time based on the information on the predetermined time stored in the storage unit 460 (step S306).
  • the predetermined time here is, for example, the time required for observing a change caused by a substance such as a compound reacting with a sample such as a cell.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the second operation unit 30, moves the second chip 15 to the operation position, and causes the second chip 15 to collect a sample ( Step S307).
  • the sample collected by the second chip 15 is, for example, a specific cell to which a substance is applied by the first chip 10, an intracellular substance of the specific cell, or a cell close to the specific cell.
  • the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 after the process of step S305 and before the process of step S307 to retract the first chip 10 from the operation position.
  • the operation control unit 450 controls the operation of the transport unit 310 to move the first operation unit 20 and the second operation unit 30 to the chip area 340 (step S308).
  • step S308 the operation control unit 450 controls the operations of the transport unit 310 and the first operation unit 20 to detach the first chip 10 from the first operation unit 20, and the transport unit 310 and The operation of the second operation unit 30 is controlled to detach the second chip 15 from the second operation unit 30 (step S309).
  • the sample analysis support apparatus 1 determines whether or not to continue the sample operation (step S310). When continuing the sample operation (Yes in step S310), the sample analysis support apparatus 1 returns to the process in step S301. When the sample analysis support apparatus 1 does not continue the sample operation (No in step S310), the operation example ends. Whether or not to continue the sample operation is determined based on whether or not the operator has input an operation end instruction via the operation receiving unit 440, whether or not the operation target sample is designated based on the analysis result of the process in step S301, and the like. can do.
  • a substance such as a compound is given to a specific cell using the first chip 10, and the specific cell and the intracellular substance of the specific cell are used using the second chip 15.
  • cells that are close to the specific cell can be collected, it is possible to observe the influence caused by the substance added to the specific cell.
  • an anticancer agent is injected into a cancer cell using the first chip 10 and a cell adjacent to the cancer cell is collected using the second chip 15, the anti-adhesion against the adjacent cell is detected.
  • the effects of cancer drugs can be observed.
  • the operation unit provided in the sample analysis support apparatus 1 is not limited to the first operation unit 20 and the second operation unit 30 and may include three or more operation units. In that case, for example, a plurality of types of substances may be applied to a sample using a plurality of operation units, and the sample may be collected using another operation unit.
  • This disclosure relates to a sample analysis support device.
  • Sample analysis support device 10 first tip 11: tip 12 of the first tip 12: tip opening 13 of the first tip 13: hollow portion 15 of the first tip 15: second tip 16: tip 17 of the second tip 17: second Tip opening 18 of chip: hollow part 20 of second chip 20: first operation unit 30: second operation unit 100: sample region 110: sample storage unit 200: optical system unit 201: XY stage 210: microscope 211: objective lens 213 : Bright field illumination source 214: Hole 220: Dichroic mirror 221: Variable magnification lens 222: Bright field observation camera 230: Confocal scanner unit 231: Dichroic mirror 232: Pinhole array disk 233: Micro lens array disk 234: Relay Lens 235: Dichroic mirror 236a: First band pass filter 236b: Second band Sfilter 237a: first lens 237b: second lens 238a: first camera for fluorescence observation 238b: second camera for fluorescence observation 239: light source unit for excitation 300: operation unit 310: transport unit 311, 311a

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Abstract

試料分析支援装置は、試料が配置される試料領域と、チップが配置されるチップ領域と、前記チップを着脱可能であるとともに前記チップによる前記試料に対する操作が可能な第１操作ユニットと、前記チップを着脱可能であるとともに前記チップによる前記試料に対する操作が可能な第２操作ユニットと、前記第１操作ユニット及び前記第２操作ユニットを、それぞれ、前記チップ領域と前記試料領域との間で移動可能に支持する搬送部と、前記第１操作ユニット及び前記第２操作ユニットを、それぞれ、前記チップ領域と前記試料領域との間で移動させるように前記搬送部を制御可能な動作制御部と、を備える。

Description

試料分析支援装置 関連出願へのクロスリファレンス
　本出願は、日本国特許出願２０１８－１１０５４８号（２０１８年６月８日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本開示は、試料分析支援装置に関する。
　従来、例えば創薬スクリーニングの分野において、生物の基本構成要素である細胞等の試料に、薬の候補となる化合物等の物質を投与し、当該物質と反応した当該試料を採取することが行われている。例えば、特許文献１には、当該試料をナノスプレーチップ等のチップに採取する作業を自動化した装置が開示されている。また、特許文献２には、当該装置におけるチップの位置制御を高精度化する技術が開示されている。特許文献３には、ナノピペットを用いて細胞等の試料に化合物等の物質を投与する技術が開示されている。
特許第６０６６１１０号公報 特許第６０９０３８７号公報 国際公開第２０１３／０１２４５２号
　特許文献１及び２に開示された装置は、試料が配置される試料領域と、チップが配置されるチップ領域と、チップを着脱可能であるとともにチップによる試料の採取等の操作が可能な操作ユニットと、を備えている。しかしながら、特許文献１及び２に開示された装置は、操作ユニットを１つしか備えていないため、スループットと用途範囲の観点で改善の余地があった。
　そこで、本開示は、スループットの向上及び／又は用途の拡大が可能な試料分析支援装置を提供することを目的とする。
　幾つかの実施形態に係る試料分析支援装置は、試料が配置される試料領域と、チップが配置されるチップ領域と、チップを着脱可能であるとともにチップによる試料に対する操作が可能な第１操作ユニットと、チップを着脱可能であるとともにチップによる試料に対する操作が可能な第２操作ユニットと、第１操作ユニット及び第２操作ユニットを、それぞれ、チップ領域と試料領域との間で移動可能に支持する搬送部と、第１操作ユニット及び第２操作ユニットを、それぞれ、チップ領域と試料領域との間で移動させるように搬送部を制御可能な動作制御部と、を備える。このような構成によれば、操作ユニットが１つである場合に比べて、スループットの向上及び／又は用途の拡大が可能となる。
　一実施形態において、第１操作ユニットによる試料に対する操作は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含んでもよく、第２操作ユニットによる試料に対する操作は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含んでもよい。
　一実施形態において、チップは、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を可能にするための、チップの先端に位置する先端開口を有してもよい。このような構成によれば、先端開口を通じて、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を、精密に行うことができる。
　一実施形態において、第１操作ユニットによる試料に対する操作は、試料の採取を含んでもよく、第２操作ユニットによる試料に対する操作は、試料の採取を含んでもよい。このような構成によれば、スループットの向上及び／又は用途の拡大が可能となる。
　一実施形態において、チップは、第１操作ユニットに着脱可能な第１チップと、第２操作ユニットに着脱可能な第２チップと、を含んでもよく、第１チップの先端開口と第２チップの先端開口とは同等の大きさであってもよい。このような構成によれば、操作ユニットが１つである場合に比べて、採取した試料の搬送時間を短縮し、スループットを向上することができる。
　一実施形態において、チップは、第１操作ユニットに着脱可能な第１チップと、第２操作ユニットに着脱可能な第２チップと、を含んでもよく、第１チップの先端開口は、第２チップの先端開口より小さくてもよい。このような構成によれば、例えば特定の試料の一部を第１チップで採取し、当該試料の全体を第２チップで採取することができるので、用途として、解析アプリケーションの範囲を拡大することができる。
　一実施形態において、第１操作ユニットによる試料に対する操作は、特定の細胞の細胞内物質の採取を含んでもよく、第２操作ユニットによる試料に対する操作は、特定の細胞の採取を含んでもよい。
　一実施形態において、第１操作ユニットによる試料に対する操作は、試料に対する物質の付与を含んでもよく、第２操作ユニットによる試料に対する操作は、試料の採取を含んでもよい。このような構成によれば、物質が付与された試料を採取することができるので、用途を拡大することができる。
　一実施形態において、第１操作ユニットによる試料に対する操作は、特定の細胞に対する物質の付与を含んでもよく、第２操作ユニットによる試料に対する操作は、特定の細胞、特定の細胞の細胞内物質、又は特定の細胞に近接する細胞の採取を含んでもよい。このような構成によれば、特定の細胞に物質が付与されたことによる影響を観測することができる。
　一実施形態において、試料領域は、第１操作ユニットによる試料に対する操作と、第２操作ユニットによる試料に対する操作とが択一的に行われる所定の操作位置を有してもよい。
　一実施形態において、動作制御部は、チップ領域で第１操作ユニットに第１チップを装着させ、第１操作ユニットをチップ領域から試料領域に移動させ、試料領域で第１チップによる試料に対する操作を実行させ、第１操作ユニットを試料領域からチップ領域に移動させることが可能であってもよく、また、動作制御部は、チップ領域で第２操作ユニットに第２チップを装着させ、第２操作ユニットをチップ領域から試料領域に移動させ、試料領域で第２チップによる試料に対する操作を実行させ、第２操作ユニットを試料領域からチップ領域に移動させることが可能であってもよい。このような構成によれば、試料に対する操作を安定して行うことができる。
　一実施形態において、搬送部は、第１操作ユニットと第２操作ユニットとで共有される搬送ステージであってもよい。このような構成によれば、省スペース化やコスト削減を図ることができる。
　一実施形態において、搬送ステージは、第１操作ユニットを鉛直方向であるＺ方向に移動可能に支持するＺ方向支持体と、Ｚ方向支持体をＺ方向に案内可能なＺ方向案内部と、Ｚ方向案内部を有するとともにＺ方向支持体を水平面内の所定方向であるＹ方向に移動可能に支持するＹ方向支持体と、Ｙ方向支持体をＹ方向に案内可能なＹ方向案内部と、Ｙ方向案内部を有するとともにＹ方向支持体を水平面内のＹ方向と直交する方向であるＸ方向に移動可能に支持するＸ方向支持体と、Ｘ方向支持体をＸ方向に案内可能なＸ方向案内部と、を有してもよい。
　一実施形態において、搬送ステージは、第２操作ユニットを鉛直方向であるＺ方向に移動可能に支持するＺ方向支持体と、Ｚ方向支持体をＺ方向に案内可能なＺ方向案内部と、Ｚ方向案内部を有するとともにＺ方向支持体を水平面内の所定方向であるＹ方向に移動可能に支持するＹ方向支持体と、Ｙ方向支持体をＹ方向に案内可能なＹ方向案内部と、Ｙ方向案内部を有するとともにＹ方向支持体を水平面内のＹ方向と直交する方向であるＸ方向に移動可能に支持するＸ方向支持体と、Ｘ方向支持体をＸ方向に案内可能なＸ方向案内部と、を有してもよい。
　一実施形態において、第１操作ユニットのためのＸ方向案内部が第２操作ユニットのためのＸ方向案内部としても共用される構成であってもよい。このような構成によれば、省スペース化やコスト削減を図ることができる。
　一実施形態において、第１操作ユニットのためのＸ方向案内部が第２操作ユニットのためのＸ方向案内部としても共用され、また、第１操作ユニットのためのＹ方向案内部が第２操作ユニットのためのＹ方向案内部としても共用される構成であってもよい。このような構成によれば、省スペース化やコスト削減を図ることができる。
　一実施形態において、第１操作ユニットのためのＸ方向案内部が第２操作ユニットのためのＸ方向案内部としても共用され、また、第１操作ユニットのためのＹ方向案内部が第２操作ユニットのためのＹ方向案内部としても共用され、さらに、第１操作ユニットのためのＺ方向案内部が第２操作ユニットのためのＺ方向案内部としても共用される構成であってもよい。このような構成によれば、省スペース化やコスト削減を図ることができる。
　一実施形態において、試料領域とチップ領域とはＸ方向に隣接又は分離して並んでいてもよい。
　一実施形態において、試料領域とチップ領域とはＹ方向に隣接又は分離して並んでいてもよい。
　本開示によれば、スループットの向上及び／又は用途の拡大が可能な試料分析支援装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る試料分析支援装置の構成を示す図である。 図１の第１チップの先端を含む一部を拡大して示す縦断面図である。 図１の第２チップの先端を含む一部を拡大して示す縦断面図である。 図１の搬送部の構成例を示す概略図である。 図１の試料分析支援装置の第１の動作例を説明するフローチャートである。 図１の試料分析支援装置の第２の動作例を説明するフローチャートである。 図１の試料分析支援装置の第３の動作例を説明するフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して例示説明する。各図において共通の要素には、同一の符号を付している。本明細書において、Ｚ方向は鉛直方向（図１等における上下方向）を意味し、Ｙ方向は水平面内の所定方向（図１等における奥行方向）を意味し、Ｘ方向は水平面内のＹ方向と直交する方向（図１等における左右方向）を意味する。
（試料分析支援装置１の構成）
　まず、本発明の一実施形態に係る試料分析支援装置１の構成について、図１～図４を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る試料分析支援装置１の構成を示す図である。図１に示すように、試料分析支援装置１は、動作部３００と、光学系部２００と、情報処理装置４００と、を備える。
　図１に示すように、動作部３００は、試料領域１００と、チップ領域３４０と、第１操作ユニット２０と、第２操作ユニット３０と、搬送部３１０と、を備える。本実施形態では、搬送部３１０は、第１操作ユニット２０と第２操作ユニット３０とで共用される搬送ステージとして構成されている。しかし、搬送部３１０は、第１操作ユニット２０と第２操作ユニット３０とのためにそれぞれ設けられた搬送ステージで構成されてもよい。
　試料領域１００には、細胞又は細胞内物質等の試料が配置されている。試料は、複数のウェルが形成された細胞培養容器等の試料収容部１１０に収容されている。図１には、試料収容部１１０として、細胞培養容器としてのマイクロプレートを図示するが、試料収容部１１０はマイクロプレートには限られず、細胞培養ディッシュ、カバーガラスチャンバ、又はシャーレ等であってもよい。試料収容部１１０は、ＸＹステージ２０１に支持されている。ＸＹステージ２０１の詳細については後述する。
　チップ領域３４０には、チップが配置される。具体的に、チップ領域３４０には、使用前の第１チップ１０を収容した使用前第１チップ収容部３４１と、使用前の第２チップ１５を収容した使用前第２チップ収容部３４１ａと、使用後の第１チップ１０を収容した使用後第１チップ収容部３４２と、使用後の第２チップ１５を収容した使用後第２チップ収容部３４２ａと、が配置されている。ここで、チップが使用前であるとは、試料に対する操作に当該チップがまだ用いられていないことを意味し、チップが使用後であるとは、試料に対する操作に当該チップが既に用いられていることを意味する。図１に示すように、本実施形態では、チップ領域３４０と試料領域１００とは、Ｘ方向に離れて配置されている。具体的に、チップ領域３４０は、試料領域１００に対して、Ｘ方向の一方側（図１の左側）に配置されている。
　チップ領域３４０には、試料に付与するための物質を収容した物質収容部３４３がさらに配置されていてもよい。試料に付与するための物質としては、例えば抗がん剤等、薬の候補となる化合物が挙げられる。
　第１チップ１０は、第１操作ユニット２０に着脱可能である。第１チップ１０は、試料に対する操作に使用される。本実施形態では、第１チップ１０を用いた試料に対する操作は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含む。図１に示すように、本実施形態では、第１チップ１０は、先端１１が下端となる向きで、第１操作ユニット２０に装着される。
　図２は、第１チップ１０の先端１１を含む一部を拡大して示す縦断面図である。図２に示すように、第１チップ１０は、先端１１に位置する先端開口１２と、先端開口１２で外部と連通する中空部１３と、を有する。第１チップ１０の先端開口１２は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を可能にする。すなわち、第１チップ１０は、先端開口１２を通じて試料を採取して、採取した試料を中空部１３で保持する、及び／又は、中空部１３に保持された物質を、先端開口１２を通じて試料に付与することが可能である。第１チップ１０の中空部１３に保持された物質は、物質収容部３４３に収容された、試料に付与するための物質と同一である。第１チップ１０の中空部１３に保持された物質は、物質収容部３４３に収容された物質が先端開口１２を通じて採取されたものであってもよいし、第１チップ１０の中空部１３に予め保持されたものであってもよい。
　第１チップ１０は、試料の採取に使用される場合、例えば、特定の細胞又は特定の細胞内物質を試料として選択的に採取するためのナノスプレーチップであってもよい。第１チップ１０としてのナノスプレーチップの先端開口１２の内径φ１は、１マイクロメートル～１０マイクロメートル程度である。第１チップ１０は、試料に対する物質の付与に使用される場合、試料としての細胞に先端１１を穿刺して物質を注入する際に細胞に損傷を与えないために、先端開口１２の内径φ１がナノスプレーチップより小さいナノピペットを使用することが好ましい。第１チップ１０としてのナノピペットの先端開口１２の内径φ１は、数十ナノメートル以下である。
　第２チップ１５は、第２操作ユニット３０に着脱可能である。第２チップ１５は、試料に対する操作に使用される。本実施形態では、第２チップ１５を用いた試料に対する操作は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含む。図１に示すように、本実施形態では、第２チップ１５は、先端１６が下端となる向きで、第２操作ユニット３０に装着される。
　図３は、第２チップ１５の先端１６を含む一部を拡大して示す縦断面図である。図３に示すように、第２チップ１５は、先端１６に位置する先端開口１７と、先端開口１７で外部と連通する中空部１８と、を有する。第２チップ１５の先端開口１７は、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を可能にする。すなわち、第２チップ１５は、先端開口１７を通じて試料を採取して、採取した試料を中空部１８で保持する、及び／又は、中空部１８に保持された物質を、先端開口１７を通じて試料に付与することが可能である。第２チップ１５の中空部１８に保持された物質は、物質収容部３４３に収容された、試料に付与するための物質と同一である。第２チップ１５の中空部１８に保持された物質は、物質収容部３４３に収容された物質が先端開口１７を通じて採取されたものであってもよいし、第２チップ１５の中空部１８に予め保持されたものであってもよい。
　第２チップ１５は、試料の採取に使用される場合、例えば、特定の細胞又は特定の細胞内物質を試料として選択的に採取するためのナノスプレーチップであってもよい。第２チップ１５としてのナノスプレーチップの先端開口１７の内径φ２は、１マイクロメートル～１０マイクロメートル程度である。第２チップ１５は、試料に対する物質の付与に使用される場合、試料としての細胞に先端１６を穿刺して物質を注入する際に細胞に損傷を与えないために、先端開口１７の内径φ２がナノスプレーチップより小さいナノピペットを使用することが好ましい。第２チップ１５としてのナノピペットの先端開口１７の内径φ２は、数十ナノメートル以下である。
　図１に示す第１操作ユニット２０は、第１チップ１０を着脱可能であるとともに、第１チップ１０による試料に対する操作が可能である。本実施形態では、第１操作ユニット２０による試料に対する操作は、上述の通り、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含む。第１操作ユニット２０は、試料の採取を行う場合、先端開口１２から試料を吸引可能な吸引用ユニットであってもよい。第１操作ユニット２０としての吸引用ユニットは、例えば、第１チップ１０の先端１１を試料の表面に接触させた状態で、第１チップ１０をＺ方向に往復運動させることで、毛細管現象と慣性力とにより、先端開口１２から試料を吸引することができる。第１チップ１０のＺ方向の往復運動は、搬送部３１０によって実行されてもよい。第１操作ユニット２０は、試料に対する物質の付与を行う場合、第１チップ１０の先端１１を試料としての細胞に穿刺した状態で、中空部１３に保持された物質を注入可能な注入用ユニットであってもよい。第１操作ユニット２０としての注入用ユニットは、例えば、第１チップ１０として上述のナノピペットを用いる場合、ナノピペットに設けられた電極に、中空部１３に保持された物質を排出するための電圧を印加することで、先端開口１２から物質を排出することができる。第１操作ユニット２０としての注入用ユニットは、物質収容部３４３に収容された物質を、第１チップ１０の先端開口１２を通じて中空部１３内に採取可能であってもよい。第１操作ユニット２０は、上述の吸引用ユニットと注入用ユニットとの両方の機能を備えていてもよい。
　第２操作ユニット３０は、第２チップ１５を着脱可能であるとともに、第２チップ１５による試料に対する操作が可能である。本実施形態では、第２操作ユニット３０による試料に対する操作は、上述の通り、試料の採取及び／又は試料に対する物質の付与を含む。第２操作ユニット３０は、試料の採取を行う場合、先端開口１７から試料を吸引可能な吸引用ユニットであってもよい。第２操作ユニット３０としての吸引用ユニットは、例えば、第２チップ１５の先端１６を試料の表面に接触させた状態で、第２チップ１５をＺ方向に往復運動させることで、毛細管現象と慣性力とにより、先端開口１７から試料を吸引することができる。第２チップ１５のＺ方向の往復運動は、搬送部３１０によって実行されてもよい。第２操作ユニット３０は、試料に対する物質の付与を行う場合、第２チップ１５の先端１６を試料としての細胞に穿刺した状態で、中空部１８に保持された物質を注入可能な注入用ユニットであってもよい。第２操作ユニット３０としての注入用ユニットは、例えば、第２チップ１５として上述のナノピペットを用いる場合、ナノピペットに設けられた電極に、中空部１８に保持された物質を排出するための電圧を印加することで、先端開口１７から物質を排出することができる。第２操作ユニット３０としての注入用ユニットは、物質収容部３４３に収容された物質を、第２チップ１５の先端開口１７を通じて中空部１８内に採取可能であってもよい。第２操作ユニット３０は、上述の吸引用ユニットと注入用ユニットとの両方の機能を備えていてもよい。
　搬送部３１０は、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を、それぞれ、チップ領域３４０と試料領域１００との間で移動可能に支持する。具体的に、搬送部３１０は、図１に示すように、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向それぞれに移動可能に支持する。搬送部３１０は、第１チップ１０の先端１１及び第２チップ１５の先端１６の位置を高精度に制御可能である。
　図４は、搬送部３１０の構成例を示す概略図である。図４に示すように、搬送部３１０は、Ｚ方向支持体３１１と、Ｚ方向案内部３１３と、Ｙ方向支持体３１２と、Ｙ方向案内部３１５と、Ｘ方向支持体３１４と、Ｘ方向案内部３１７と、を有してもよい。Ｚ方向支持体３１１は、第１操作ユニット２０をＺ方向に移動可能に支持する。Ｚ方向案内部３１３は、Ｚ方向支持体３１１をＺ方向に案内可能である。Ｙ方向支持体３１２は、Ｚ方向案内部３１３を有するとともにＺ方向支持体３１１をＹ方向に移動可能に支持する。Ｙ方向案内部３１５は、Ｙ方向支持体３１２をＹ方向に案内可能である。Ｘ方向支持体３１４は、Ｙ方向案内部３１５を有するとともにＹ方向支持体３１２をＸ方向に移動可能に支持する。Ｘ方向案内部３１７は、Ｘ方向支持体３１４をＸ方向に案内可能である。ここで、固定体３１６は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のいずれにも移動しない。Ｙ方向支持体３１２に設けられたＺ方向案内部３１３と、Ｚ方向案内部３１３に案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。Ｘ方向支持体３１４に設けられたＹ方向案内部３１５と、Ｙ方向案内部３１５に案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。固定体３１６に設けられたＸ方向案内部３１７と、Ｘ方向案内部３１７に案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。
　図４に示すように、搬送部３１０は、Ｚ方向支持体３１１ａと、Ｚ方向案内部３１３ａと、Ｙ方向支持体３１２ａと、Ｙ方向案内部３１５ａと、Ｘ方向支持体３１４ａと、Ｘ方向案内部３１７ａと、を有してもよい。Ｚ方向支持体３１１ａは、第２操作ユニット３０をＺ方向に移動可能に支持する。Ｚ方向案内部３１３ａは、Ｚ方向支持体３１１ａをＺ方向に案内可能である。Ｙ方向支持体３１２ａは、Ｚ方向案内部３１３ａを有するとともにＺ方向支持体３１１ａをＹ方向に移動可能に支持する。Ｙ方向案内部３１５ａは、Ｙ方向支持体３１２ａをＹ方向に案内可能である。Ｘ方向支持体３１４ａは、Ｙ方向案内部３１５ａを有するとともにＹ方向支持体３１２ａをＸ方向に移動可能に支持する。Ｘ方向案内部３１７ａは、Ｘ方向支持体３１４ａをＸ方向に案内可能である。ここで、固定体３１６ａは、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のいずれにも移動しない。Ｙ方向支持体３１２aに設けられたＺ方向案内部３１３ａと、Ｚ方向案内部３１３ａに案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。Ｘ方向支持体３１４ａに設けられたＹ方向案内部３１５ａと、Ｙ方向案内部３１５ａに案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。固定体３１６ａに設けられたＸ方向案内部３１７ａと、Ｘ方向案内部３１７ａに案内される非案内部との一方がレール状であってもよい。
　図４に示すように、第１操作ユニット２０のための固定体３１６及びＸ方向案内部３１７と、第２操作ユニット３０のための固定体３１６ａ及びＸ方向案内部３１７ａとは、互いに共用される構成であってもよい。この場合、第１操作ユニット２０のためのＸ方向支持体３１４と、第２操作ユニット３０のためのＸ方向支持体３１４ａとは、互いにＸ方向に干渉し合うため、第１操作ユニット２０の位置は、第２操作ユニット３０の位置に対して、Ｘ方向の一方側（図４の左側）に規制される。従って、図１に示すように、第１操作ユニット２０の位置は、第２操作ユニット３０の位置よりも、チップ領域３４０側に規制される。換言すれば、第２操作ユニット３０の位置は、第１操作ユニット２０の位置よりも、試料領域１００側に規制される。
　なお、第１操作ユニット２０のためのＸ方向案内部３１７が第２操作ユニット３０のためのＸ方向案内部３１７ａとしても共用され、また、第１操作ユニット２０のためのＹ方向案内部３１５が第２操作ユニット３０のためのＹ方向案内部３１５ａとしても共用される構成であってもよい。第１操作ユニット２０のためのＸ方向案内部３１７が第２操作ユニット３０のためのＸ方向案内部３１７ａとしても共用され、また、第１操作ユニット２０のためのＹ方向案内部３１５が第２操作ユニットのためのＹ方向案内部３１５ａとしても共用され、さらに、第１操作ユニット２０のためのＺ方向案内部３１３が第２操作ユニット３０のためのＺ方向案内部３１３ａとしても共用される構成であってもよい。
　図１に示すように、光学系部２００は、試料収容部１１０を支持するＸＹステージ２０１と、対物レンズ２１１を含んだ顕微鏡２１０と、明視野照明源２１３と、ダイクロイックミラー２２０と、変倍レンズ２２１と、明視野観察用カメラ２２２と、共焦点スキャナ部２３０と、を備えている。
　ＸＹステージ２０１は、試料収容部１１０をＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持する。すなわち、ＸＹステージ２０１は、試料収容部１１０を水平面に沿って移動可能に支持する。
　本実施形態では、光学系部２００が、共焦点２色の蛍光観察と明視野観察とが可能な構成であるとして説明する。なお、光学系部２００は、このような構成には限定されない。
　共焦点スキャナ部２３０は、ダイクロイックミラー２３１と、ピンホールアレイディスク（ニポウディスク）２３２と、マイクロレンズアレイディスク２３３と、リレーレンズ２３４と、ダイクロイックミラー２３５と、第１バンドパスフィルタ２３６ａと、第１レンズ２３７ａと、蛍光観察用第１カメラ２３８ａと、第２バンドパスフィルタ２３６ｂと、第２レンズ２３７ｂと、蛍光観察用第２カメラ２３８ｂと、励起用光源部２３９と、を備えている。
　明視野観察では、明視野照明源２１３は、明視野信号光を試料収容部１１０に向けて照射する。照射された明視野信号光は、顕微鏡２１０を通ってダイクロイックミラー２２０によって反射され、変倍レンズ２２１によって明視野観察用カメラ２２２で結像する。なお、明視野照明源２１３は、上下方向に連通する孔部２１４を区画し、例えば、円環体（ドーナツ状）である。明視野照明源２１３は、円環体には限定されず、上面視で中央部分が空間となっていればよい。
　蛍光観察では、特定の波長を持つ励起光束を励起用光源部２３９から試料収容部１１０に向けて出射する。その後、励起光束により励起された試料から、励起光束よりも長い波長の蛍光信号が発せられ、当該蛍光信号はピンホールアレイディスク２３２を通過して、共焦点画像となる。その後、当該蛍光信号は、ダイクロイックミラー２３１によって反射され、リレーレンズ２３４を介して、蛍光観察用第１カメラ２３８ａおよび蛍光観察用第２カメラ２３８ｂで結像する。
　ダイクロイックミラー２３５は、蛍光信号を分光する特性を有し、複数波長の励起光源を同時に用いることに対応するために用いられる。また、第１バンドパスフィルタ２３６ａ及び第２バンドパスフィルタ２３６ｂは、画像のＳ／Ｎ比向上のため、及び、蛍光信号の必要な波長帯域のみを通すために設置されている。試料が発する蛍光波長は様々であるため、第１バンドパスフィルタ２３６ａ及び第２バンドパスフィルタ２３６ｂそれぞれは、例えば、複数のバンドパスフィルタを含み、フィルタホイール等を用いて必要な波長に対応したバンドパスフィルタを切り替え可能に構成することが望ましい。
　図１に示すように、情報処理装置４００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等で構成され、画像取得部４１０と、画像処理部４２０と、表示部４３０と、操作受付部４４０と、動作制御部４５０と、記憶部４６０と、を備える。
　画像取得部４１０は、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂから画像を取得する。画像取得部４１０は、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂそれぞれを制御して、画像を取得するタイミングを制御可能であってもよい。
　画像処理部４２０は、プロセッサ等を含んで構成され、画像取得部４１０が取得した画像に対して、画像処理や種々の解析を行なう。具体的には、画像処理部４２０は、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂから取得した画像に対して、テンプレートマッチング等により、試料としての細胞・細胞器官を識別し、識別されたそれぞれの細胞について、大きさ・輝度・タンパク量・イオン量等の特徴量を算出する。また、画像処理部４２０は、算出された特徴量を用いて細胞に関する情報のリスト化、グラフ化等の処理を行なう。
　表示部４３０は、任意の表示デバイスを含んで構成され、画像取得部４１０が取得した画像や、画像処理部４２０の画像処理や解析結果の表示処理を行なう。操作受付部４４０は、キーボードやマウス等の任意の入力デバイスを含んで構成され、オペレータからの各種操作を受け付ける。
　動作制御部４５０は、プロセッサ等を含んで構成され、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、試料収容部１１０を移動させることができる。動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を、それぞれ、チップ領域３４０と試料領域１００との間で移動させることができる。動作制御部４５０は、第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を装着及び脱離させることができ、装着された第１チップ１０による試料に対する操作を実行させることができる。動作制御部４５０は、第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２チップ１５を装着及び脱離させることができ、装着された第２チップ１５による試料に対する操作を実行させることができる。
　例えば、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０をチップ領域３４０の使用前第１チップ収容部３４１の直上に移動させ、第１操作ユニット２０に使用前第１チップ収容部３４１に収容された任意の第１チップ１０を装着させる。その後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０を試料領域１００の試料収容部１１０の直上に移動させ、所定の操作位置で、第１チップ１０による試料に対する操作を実行させる。操作位置は、例えば、顕微鏡２１０の光軸上とすることができる。このとき、ＸＹステージ２０１は、操作対象の試料が操作位置に位置するように、試料収容部１１０を移動させる。これにより、第１チップ１０の先端１１と操作対象の試料とがＺ方向に重なることになる。なお、操作位置を、明視野照明源２１３の孔部２１４に対応する位置とすることで、試料の操作時に、第１チップ１０及び第１操作ユニット２０が明視野照明源２１３と干渉することを防ぐことができる。動作制御部４５０は、第１チップ１０による試料に対する操作を実行させた後、搬送部３１０の動作を制御して、第１チップ１０をチップ領域３４０の使用後第１チップ収容部３４２の直上に移動させ、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させることで、第１チップ１０を使用後第１チップ収容部３４２に収容させることができる。上記のことは、第２操作ユニット３０及び第２チップ１５についても同様である。操作位置では、第１操作ユニット２０による試料に対する操作と、第２操作ユニット３０による試料に対する操作とが、択一的に行われる。
　記憶部４６０は、画像取得部４１０が取得した画像や画像処理部４２０の解析結果等を記憶する。記憶部４６０は、情報処理装置４００の各部が各種の処理を実行するためのプログラム及びデータを予め記憶する。記憶部４６０は、後述する第３の動作例で用いる所定時間の情報を予め記憶していてもよい。
（試料分析支援装置１の動作）
　次に、本開示の一実施形態に係る試料分析支援装置１の動作例について、図５～図７を参照して説明する。なお、試料分析支援装置１の動作は、以下に説明する動作例には限定されない。
　図５は、試料分析支援装置１の第１の動作例を説明するフローチャートである。本動作例で用いる第１チップ１０及び第２チップ１５は、第１チップ１０の先端開口１２と第２チップ１５の先端開口１７とが同等の大きさである。換言すれば、第１チップ１０の先端開口１２の内径φ１と、第２チップ１５の先端開口１７の内径φ２とが略等しい。また、本動作例では、第１操作ユニット２０による試料に対する操作は、試料の採取を含み、第２操作ユニット３０による試料に対する操作は、試料の採取を含む。本動作例の開始時点において、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０は、チップ領域３４０に位置しているとして説明する。
　まず、試料分析支援装置１の動作制御部４５０は、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、操作対象試料を所定の操作位置に移動させる（ステップＳ１０１）。詳細には、試料分析支援装置１は、試料の撮影条件、撮影範囲、試料の検出条件等の設定情報の入力を、オペレータによる操作受付部４４０の操作によって受け付ける。入力された設定情報に従って、明視野観察用カメラ２２２、蛍光観察用第１カメラ２３８ａ、及び蛍光観察用第２カメラ２３８ｂの少なくともいずれか１つによって撮影を実行する。撮影後、画像取得部４１０が画像を取得し、画像処理部４２０が画像処理による解析を行う。表示部４３０が解析結果を表示し、操作受付部４４０を介してオペレータによる操作対象試料の指定を受け付ける。あるいは、試料分析支援装置１は、解析結果に基づいて、自動的に操作対象試料を指定する。そして、動作制御部４５０は、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、操作対象試料を操作位置に移動させる。
　動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０に第１チップ１０を装着させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０に第２チップ１５を装着させる（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理は、ステップＳ１０１の処理の前に実行してもよいし、ステップＳ１０１の処理と同時に実行してもよいし、ステップＳ１０１の処理の後に実行してもよい。
　ステップＳ１０２の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を試料領域１００に移動させる（ステップＳ１０３）。
　ステップＳ１０３の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置に移動させ、第１チップ１０に試料を採取させる（ステップＳ１０４）。第１チップ１０に採取させる試料は、例えば特定の細胞又は細胞内物質である。
　ステップＳ１０４の処理の後、動作制御部４５０は、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、次の操作対象試料を操作位置に移動させる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の処理の詳細は、上述のステップＳ１０１の処理と同様である。
　ステップＳ１０５の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２チップ１５を操作位置に移動させ、第２チップ１５に試料を採取させる（ステップＳ１０６）。第２チップ１５に採取させる試料は、例えば特定の細胞又は細胞内物質である。動作制御部４５０は、ステップＳ１０５の処理の後、ステップＳ１０６の処理の前に、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置から退避させる。
　ステップＳ１０６の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０をチップ領域３４０に移動させる（ステップＳ１０７）。
　ステップＳ１０７の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０から第２チップ１５を脱離させる（ステップＳ１０８）。
　試料分析支援装置１は、試料の操作を継続するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続する場合には（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続しない場合には（ステップＳ１０９のＮｏ）、本動作例を終了する。試料の操作を継続するか否かの判定は、オペレータによる操作受付部４４０を介した操作終了指示の入力有無、ステップＳ１０１の処理の解析結果に基づく操作対象試料の指定可否等に基づいて、実行することができる。
　ステップＳ１０４の処理の後、第１操作ユニット２０については、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理の進捗に関わらず、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理を実行してもよい。すなわち、動作制御部４５０は、第１チップ１０に試料を採取させた後、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理の進捗に関わらず、第１操作ユニット２０をチップ領域３４０に移動させてもよく、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させてもよい。これにより、第１チップ１０に試料を採取させた後、迅速に使用後第１チップ収容部３４２に第１チップ１０を収容することができるので、第１チップ１０内の試料の気化等による劣化を抑制することができる。
　ステップＳ１０４の処理とステップＳ１０６の処理とは、実行される順番が逆でもよい。ただし、図１及び図４に示すように、第２操作ユニット３０の位置が、第１操作ユニット２０の位置よりも、試料領域１００側に規制される場合、第２チップ１５に試料を採取させた後（ステップＳ１０６）、第１チップ１０の試料の採取（ステップＳ１０４）を待ってから、ステップＳ１０７の処理に進む必要がある。そのため、第１チップ１０内の試料の気化等による劣化を抑制することができる点で、ステップＳ１０４の処理をステップＳ１０６の処理よりも先に実行することが好ましい。
　このように、本動作例によれば、先端開口が同等の大きさである第１チップ１０及び第２チップそれぞれに、対応する第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を用いて試料を採取させることができるので、操作ユニットが１つである場合に比べて、採取した試料の搬送時間を短縮し、スループットを向上することができる。
　図６は、試料分析支援装置１の第２の動作例を説明するフローチャートである。本動作例で用いる第１チップ１０及び第２チップ１５は、第１チップ１０の先端開口１２が、第２チップ１５の先端開口１７より小さい。換言すれば、第１チップ１０の先端開口１２の内径φ１が、第２チップ１５の先端開口１７の内径φ２より小さい。また、本動作例では、第１操作ユニット２０による試料に対する操作は、試料の採取を含み、第２操作ユニット３０による試料に対する操作は、試料の採取を含む。本動作例の開始時点において、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０は、チップ領域３４０に位置しているとして説明する。
　まず、試料分析支援装置１の動作制御部４５０は、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、操作対象試料を操作位置に移動させる（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１の処理の詳細は、第１動作例のステップＳ１０１の処理と同様である。
　動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０に第１チップ１０を装着させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０に第２チップ１５を装着させる（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理は、ステップＳ２０１の処理の前に実行してもよいし、ステップＳ２０１の処理と同時に実行してもよいし、ステップＳ２０１の処理の後に実行してもよい。
　ステップＳ２０２の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を試料領域１００に移動させる（ステップＳ２０３）。
　ステップＳ２０３の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置に移動させ、第１チップ１０に試料の一部を採取させる（ステップＳ２０４）。第１チップ１０に採取させる試料の一部は、例えば特定の細胞の細胞内物質である。
　ステップＳ２０４の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２チップ１５を操作位置に移動させ、第２チップ１５に試料を採取させる（ステップＳ２０５）。第２チップ１５に採取させる試料は、例えば、第１チップ１０に採取させた細胞内物質を含む特定の細胞である。動作制御部４５０は、ステップＳ２０４の処理の後、ステップＳ２０５の処理の前に、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置から退避させる。
　ステップＳ２０５の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０をチップ領域３４０に移動させる（ステップＳ２０６）。
　ステップＳ２０６の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０から第２チップ１５を脱離させる（ステップＳ２０７）。
　試料分析支援装置１は、試料の操作を継続するか否かを判定する（ステップＳ２０８）。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続する場合には（ステップＳ２０８のＹｅｓ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続しない場合には（ステップＳ２０８のＮｏ）、本動作例を終了する。試料の操作を継続するか否かの判定は、オペレータによる操作受付部４４０を介した操作終了指示の入力有無、ステップＳ２０１の処理の解析結果に基づく操作対象試料の指定可否等に基づいて、実行することができる。
　ステップＳ２０４の処理の後、第１操作ユニット２０については、ステップＳ２０５の処理の進捗に関わらず、ステップＳ２０６及びＳ２０７の処理を実行してもよい。すなわち、動作制御部４５０は、第１チップ１０に試料を採取させた後、ステップＳ２０５の処理の進捗に関わらず、第１操作ユニット２０をチップ領域３４０に移動させてもよく、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させてもよい。これにより、第１チップ１０に試料を採取させた後、迅速に使用後第１チップ収容部３４２に第１チップ１０を収容することができるので、第１チップ１０内の試料の気化等による劣化を抑制することができる。
　このように、本動作例によれば、先端開口１２の小さい第１チップ１０を用いて特定の細胞の細胞内物質を採取し、先端開口１７の大きい第２チップ１５を用いて当該特定の細胞を採取することができるので、同じ細胞について、例えば第１チップ１０の細胞内物質を用いた質量分析と、第２チップ１５の細胞を用いたＲＮＡ解析と、を同時に行うことができる。従って、解析アプリケーションの範囲を拡大することができる。
　図７は、試料分析支援装置１の第３の動作例を説明するフローチャートである。本動作例では、第１操作ユニット２０による試料に対する操作は、試料に対する物質の付与を含み、第２操作ユニット３０による試料に対する操作は、試料の採取を含む。本動作例の開始時点において、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０は、チップ領域３４０に位置しているとして説明する。
　まず、試料分析支援装置１の動作制御部４５０は、ＸＹステージ２０１の動作を制御して、操作対象試料を操作位置に移動させる（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の処理の詳細は、第１動作例のステップＳ１０１の処理と同様である。
　動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０に第１チップ１０を装着させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０に第２チップ１５を装着させる（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２の処理は、ステップＳ３０１の処理の前に実行してもよいし、ステップＳ３０１の処理と同時に実行してもよいし、ステップＳ３０１の処理の後に実行してもよい。
　ステップＳ３０３の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、物質収容部３４３に収容された物質を採取させて、第１チップ１０内に収容させる（ステップＳ３０３）。第１チップ１０が物質を予め保持している場合、ステップＳ３０３の処理は実行しなくてもよい。
　ステップＳ３０３の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０を試料領域１００に移動させる（ステップＳ３０４）。
　ステップＳ３０４の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置に移動させ、第１チップ１０内の物質を試料に付与する（ステップＳ３０５）。第１チップ１０で物質を付与する対象の試料は、例えば特定の細胞である。
　ステップＳ３０５の処理の後、動作制御部４５０は、記憶部４６０に記憶された所定時間の情報に基づいて、所定時間待機する（ステップＳ３０６）。ここでの所定時間は、例えば、化合物等の物質が、細胞等の試料に反応等することで生じる変化を観測可能となるのに要する時間である。
　ステップＳ３０６の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２チップ１５を操作位置に移動させ、第２チップ１５に試料を採取させる（ステップＳ３０７）。第２チップ１５に採取させる試料は、例えば、第１チップ１０により物質を付与した特定の細胞、当該特定の細胞の細胞内物質、又は当該特定の細胞に近接する細胞である。動作制御部４５０は、ステップＳ３０５の処理の後、ステップＳ３０７の処理の前に、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１チップ１０を操作位置から退避させる。
　ステップＳ３０７の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０の動作を制御して、第１操作ユニット２０及び第２操作ユニット３０をチップ領域３４０に移動させる（ステップＳ３０８）。
　ステップＳ３０８の処理の後、動作制御部４５０は、搬送部３１０及び第１操作ユニット２０の動作を制御して、第１操作ユニット２０から第１チップ１０を脱離させ、また、搬送部３１０及び第２操作ユニット３０の動作を制御して、第２操作ユニット３０から第２チップ１５を脱離させる（ステップＳ３０９）。
　試料分析支援装置１は、試料の操作を継続するか否かを判定する（ステップＳ３１０）。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続する場合には（ステップＳ３１０のＹｅｓ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。試料分析支援装置１は、試料の操作を継続しない場合には（ステップＳ３１０のＮｏ）、本動作例を終了する。試料の操作を継続するか否かの判定は、オペレータによる操作受付部４４０を介した操作終了指示の入力有無、ステップＳ３０１の処理の解析結果に基づく操作対象試料の指定可否等に基づいて、実行することができる。
　このように、本動作例によれば、第１チップ１０を用いて特定の細胞に化合物等の物質を付与し、第２チップ１５を用いて当該特定の細胞、当該特定の細胞の細胞内物質、又は当該特定の細胞に近接する細胞を採取することができるので、特定の細胞に物質が付与されたことによる影響を観測することができる。具体的に、例えば第１チップ１０を用いてがん細胞に抗がん剤を注入し、第２チップ１５を用いて当該がん細胞に近接する細胞を採取すれば、当該近接する細胞に対する抗がん剤による影響等を観測することができる。
　本発明は、上述した実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、試料分析支援装置１が備える操作ユニットは、第１操作ユニット２０と、第２操作ユニット３０とには限定されず３つ以上の操作ユニットを備えてもよい。その場合、例えば、複数の操作ユニットを用いて複数種類の物質を試料に付与し、他の操作ユニットで当該試料を採取してもよい。
　本開示は、試料分析支援装置に関する。
１：試料分析支援装置
１０：第１チップ
１１：第１チップの先端
１２：第１チップの先端開口
１３：第１チップの中空部
１５：第２チップ
１６：第２チップの先端
１７：第２チップの先端開口
１８：第２チップの中空部
２０：第１操作ユニット
３０：第２操作ユニット
１００：試料領域
１１０：試料収容部
２００：光学系部
２０１：ＸＹステージ
２１０：顕微鏡
２１１：対物レンズ
２１３：明視野照明源
２１４：孔部
２２０：ダイクロイックミラー
２２１：変倍レンズ
２２２：明視野観察用カメラ
２３０：共焦点スキャナ部
２３１：ダイクロイックミラー
２３２：ピンホールアレイディスク
２３３：マイクロレンズアレイディスク
２３４：リレーレンズ
２３５：ダイクロイックミラー
２３６ａ：第１バンドパスフィルタ
２３６ｂ：第２バンドパスフィルタ
２３７ａ：第１レンズ
２３７ｂ：第２レンズ
２３８ａ：蛍光観察用第１カメラ
２３８ｂ：蛍光観察用第２カメラ
２３９：励起用光源部
３００：動作部
３１０：搬送部
３１１、３１１ａ：Ｚ方向支持体
３１２、３１２ａ：Ｙ方向支持体
３１３、３１３ａ：Ｚ方向案内部
３１４、３１４ａ：Ｘ方向支持体
３１５、３１５ａ：Ｙ方向案内部
３１６、３１６ａ：固定体
３１７、３１７ａ：Ｘ方向案内部
３４０：チップ領域
３４１：使用前第１チップ収容部
３４１ａ：使用前第２チップ収容部
３４２：使用後第１チップ収容部
３４２ａ：使用後第２チップ収容部
３４３：物質収容部
４００：情報処理装置
４１０：画像取得部
４２０：画像処理部
４３０：表示部
４４０：操作受付部
４５０：動作制御部
４６０：記憶部
φ１：第１チップの先端開口の内径
φ２：第２チップの先端開口の内径

Claims (10)

  1. 　試料が配置される試料領域と、
    　チップが配置されるチップ領域と、
    　前記チップを着脱可能であるとともに前記チップによる前記試料に対する操作が可能な第１操作ユニットと、
    　前記チップを着脱可能であるとともに前記チップによる前記試料に対する操作が可能な第２操作ユニットと、
    　前記第１操作ユニット及び前記第２操作ユニットを、それぞれ、前記チップ領域と前記試料領域との間で移動可能に支持する搬送部と、
    　前記第１操作ユニット及び前記第２操作ユニットを、それぞれ、前記チップ領域と前記試料領域との間で移動させるように前記搬送部を制御可能な動作制御部と、
    を備える試料分析支援装置。
  2. 　前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料の採取及び／又は前記試料に対する物質の付与を含み、
    　前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料の採取及び／又は前記試料に対する物質の付与を含む、
    請求項１に記載の試料分析支援装置。
  3. 　前記チップは、前記試料の採取及び／又は前記試料に対する物質の付与を可能にするための、前記チップの先端に位置する先端開口を有する、請求項２に記載の試料分析支援装置。
  4. 　前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料の採取を含み、
    　前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料の採取を含む、
    請求項３に記載の試料分析支援装置。
  5. 　前記チップは、前記第１操作ユニットに着脱可能な第１チップと、前記第２操作ユニットに着脱可能な第２チップと、を含み、
    　前記第１チップの前記先端開口と前記第２チップの前記先端開口とは同等の大きさである、
    請求項４に記載の試料分析支援装置。
  6. 　前記チップは、前記第１操作ユニットに着脱可能な第１チップと、前記第２操作ユニットに着脱可能な第２チップと、を含み、
    　前記第１チップの前記先端開口は、前記第２チップの前記先端開口より小さい、
    請求項４に記載の試料分析支援装置。
  7. 　前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作は、特定の細胞の細胞内物質の採取を含み、
    　前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記特定の細胞の採取を含む、請求項６に記載の試料分析支援装置。
  8. 　前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料に対する物質の付与を含み、
    　前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記試料の採取を含む、
    請求項３に記載の試料分析支援装置。
  9. 　前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作は、特定の細胞に対する物質の付与を含み、
    　前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作は、前記特定の細胞、前記特定の細胞の細胞内物質、又は前記特定の細胞に近接する細胞の採取を含む、
    請求項８に記載の試料分析支援装置。
  10. 　前記試料領域は、前記第１操作ユニットによる前記試料に対する操作と、前記第２操作ユニットによる前記試料に対する操作とが択一的に行われる所定の操作位置を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の試料分析支援装置。
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