JPH0728714B2 - Multi-beam type small object processing device - Google Patents
Multi-beam type small object processing deviceInfo
- Publication number
- JPH0728714B2 JPH0728714B2 JP26523291A JP26523291A JPH0728714B2 JP H0728714 B2 JPH0728714 B2 JP H0728714B2 JP 26523291 A JP26523291 A JP 26523291A JP 26523291 A JP26523291 A JP 26523291A JP H0728714 B2 JPH0728714 B2 JP H0728714B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- cells
- minute
- projecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 210000005061 intracellular organelle Anatomy 0.000 description 7
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000000947 motile cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/04—Cell isolation or sorting
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主として、細胞・細胞
内小器官等の捕獲、分別、単離を行うための微小物体処
理装置に関するものであり、さらに詳しくは、細胞・細
胞内小器官に限らず、レーザービームにより捕獲するこ
とができる誘電体粒子等の微小物体に適用できる多重ビ
ーム式の微小物体操作分別収拾装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to a micro-object processing apparatus for capturing, sorting, and isolating cells / intracellular organelles, and more particularly to cells / intracellular organelles. The present invention relates to a multi-beam type minute object operation sorting / picking-up apparatus applicable to minute objects such as dielectric particles that can be captured by a laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、細胞・細胞内小器官等の捕獲、分
別、単離を行うに際しては、顕微鏡下で細胞等を観測し
ながら、マイクロピペットをアクチュエータにより上下
左右前後に移動させ、それにより所要の細胞を追跡し、
捕獲していた。しかしながら、細胞等の追跡、特に運動
性のある細胞の追跡には、高度の技術を要し、簡易に捕
獲できないという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, when capturing, sorting, or isolating cells or subcellular organelles, while observing the cells under a microscope, a micropipette is moved up, down, left, or right by an actuator. Track the cells you need,
I was capturing. However, tracking of cells and the like, particularly tracking of motile cells requires a high level of technology and there is a problem that they cannot be easily captured.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、細胞・細胞内小器官等の微小物体を簡便な操作によ
り捕獲・分別・収拾できるようにした多重ビーム式微小
物体処理装置を得ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The technical problem of the present invention is to obtain a multi-beam type micro object processing apparatus capable of capturing, sorting and collecting micro objects such as cells and subcellular organelles by a simple operation. Especially.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第1の微小物体処理装置は、微小物体の捕獲
のための対向するレーザービームを投射する一対のトラ
ップ用レーザービーム投射手段と、それらのレーザービ
ームにより捕獲された微小物体を弾き出すためのレーザ
ービームを上記対向するレーザービームに対して交差す
る方向から投射する取出し用レーザービーム投射手段
と、上記取出し用のレーザービームを微小物体の弾き出
しのために制御する制御装置とを備えたことを特徴とす
るものである。また、本発明の第2の微小物体処理装置
は、互いに交差する微小物体のガイドウエイに沿わせて
レーザービームを投射する多数のガイドウエイ用のレー
ザービーム投射手段と、それぞれのレーザービーム強度
を制御し、ガイドウエイの交差部分において微小物体を
所期のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移
動させる制御装置とを備えたことを特徴とするものであ
る。A first micro object processing apparatus of the present invention for solving the above problems is a pair of trapping laser beam projecting means for projecting opposed laser beams for capturing a micro object. And a take-out laser beam projecting means for projecting a laser beam for ejecting a minute object captured by these laser beams from a direction intersecting with the opposing laser beam, and a taking-out laser beam for the minute object. And a control device for controlling the playing of the. Further, the second minute object processing apparatus of the present invention controls the laser beam projecting means for a large number of guideways for projecting the laser beam along the guideways of the minute objects intersecting each other, and controlling the respective laser beam intensities. However, a control device for moving the minute object along the desired guideway side laser beam at the intersection of the guideways is provided.
【0005】[0005]
【作用】本発明の第1の微小物体処理装置においては、
対向するレーザービームの間に微小物体が順次引き込ま
れて捕獲されると、両ビームが対向して投射されている
ので、ビーム上に一列に並べて保持される。そして、そ
れらの微小物体は、取出し用のレーザービームの投射に
より弾き出すことができ、その先に配置した取出し装置
により分別収拾される。In the first minute object processing apparatus of the present invention,
When the minute objects are sequentially drawn between the facing laser beams and captured, both beams are projected facing each other and are thus held in line on the beam. Then, these minute objects can be ejected by projecting a laser beam for extraction, and are separated and collected by the extraction device arranged ahead of them.
【0006】また、本発明の第2の微小物体処理装置に
おいては、互いに交差する多数のガイドウエイに沿うレ
ーザービームに乗せて微小物体を移動させ、その際、制
御装置においてそれぞれのレーザービームの強度を制御
することにより、微小物体の乗るガイドウェイが切り替
えられる。これにより、1個ずつもしくは任意の個数の
微小物体を、任意のガイドウエイの出口へ移動させ、分
別収拾することができる。Further, in the second minute object processing apparatus of the present invention, the minute object is moved by being placed on the laser beams along a number of guideways intersecting with each other, and at that time, the intensity of each laser beam is controlled by the control apparatus. The guideway on which the minute object rides is switched by controlling the. As a result, it is possible to move one by one or an arbitrary number of minute objects to the exit of an arbitrary guideway and sort and collect them.
【0007】[0007]
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。図1は、本発明に係る多重ビーム
式微小物体処理装置の第1実施例を示すものであり、こ
の第1実施例として、2本の対向型レーザービームを用
いた対向ビーム式細胞操作分別収拾装置の構成を示して
いる。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a multi-beam type micro object processing apparatus according to the present invention. As the first embodiment, a counter beam type cell manipulation sorting and collection using two counter type laser beams is shown. The structure of an apparatus is shown.
【0008】この第1実施例の対向ビーム式細胞操作分
別収拾装置は、図1に示すように、微小物体10として
の細胞・細胞内小器官の捕獲のために、対向するレーザ
ービームB11,B12を投射するトラップ用レーザービー
ム投射手段(図示省略)を備えると共に、それらのレー
ザービームにより捕獲された微小物体を弾き出すための
レーザービームB13を上記レーザービームB11,B12に
対して交差する方向から投射する取出し用レーザービー
ム投射手段(図示省略)を備え、さらに、マイクロピペ
ット等の最終的な取出し装置18を備えている。As shown in FIG. 1, the opposed beam type cell manipulation sorting and collecting apparatus according to the first embodiment has opposed laser beams B11 and B12 for capturing cells and subcellular organelles as micro objects 10. Laser beam projection means (not shown) for projecting a laser beam, and a laser beam B13 for ejecting a minute object captured by these laser beams is projected from a direction intersecting the laser beams B11, B12. It is provided with a laser beam projecting means (not shown) for taking out, and further provided with a final taking-out device 18 such as a micropipette.
【0009】上述の対向するレーザービームB11,B12
の投射手段としては、レーザー装置が対向配置され、こ
れらのレーザー装置により、顕微鏡のステージ17上に
おいて微小物体10を浮かせた状態に捕獲、保持する捕
獲装置を構成させている。この捕獲装置により捕獲され
た細胞等の微小物体10は、後述する原理に基づいて中
間位置に非接触で保持され、そのまま顕微鏡下で観察す
ることができ、レーザービームB13によって取り出そう
とする細胞を確認することができる。The above-mentioned opposed laser beams B11 and B12
As the projection means, laser devices are arranged to face each other, and these laser devices form a capture device that captures and holds the minute object 10 in a floating state on the stage 17 of the microscope. The micro object 10 such as a cell captured by this capture device is held in an intermediate position in a non-contact manner based on the principle described later, and can be observed under a microscope as it is. can do.
【0010】取出し用のレーザービームB13は、トラッ
プ用のレーザービームB11,B12にステージ17上で直
交するように投射され、このビームB13は、捕獲された
細胞等の微小物体10に正確に当るように弱いビームを
用いて照準し、その後にビーム強度を上げて微小物体1
0をレーザービームB11,B12による捕獲から弾き出
し、かつ、取出し用のレーザービームB13に乗せて、取
出し装置18におけるチャネルやカラムの先端まで輸送
するものである。このようにして送り出された微小物体
10は、取出し装置18のチャネルやカラムの先端に吸
着させて外部へ取り出され、必要な分別、単離が行われ
る。The laser beam B13 for taking out is projected so as to be orthogonal to the laser beams B11, B12 for trapping on the stage 17, and the beam B13 accurately hits the minute object 10 such as the captured cells. Aiming with a very weak beam, and then increasing the beam intensity
0 is ejected from the capture by the laser beams B11 and B12, and is carried on the laser beam B13 for extraction and is transported to the channel of the extraction device 18 or the tip of the column. The minute object 10 sent out in this way is adsorbed to the channel of the take-out device 18 or the tip of the column and taken out to the outside, where necessary separation and isolation are performed.
【0011】トラップ用レーザービーム投射手段及び取
出し用レーザービーム投射手段に接続される制御装置
(図示省略)は、それらにおいて投射するレーザービー
ムを制御するものであり、特に、取出し用のレーザービ
ームB13により微小物体10の弾き出しを行うため、そ
のビーム投射手段については、ビームB13の位置と強度
の制御が行われる。A control device (not shown) connected to the trap laser beam projecting means and the take-out laser beam projecting means controls the laser beam projected therein, and particularly, by the take-out laser beam B13. In order to eject the minute object 10, the position and the intensity of the beam B13 are controlled for the beam projection means.
【0012】上記構成を有する細胞操作分別収拾装置に
おいては、対向するレーザービームB11,B12の間に細
胞・細胞内小器官等の微小物体10が順次引き込まれて
捕獲されると、それらの微小物体10がそれぞれのレー
ザービームB11,B12の進行方向へ押されるが、両ビー
ムB11,B12が対向して投射されているので、両レーザ
ービームの作るそれぞれの焦点の間に一列に並べて保持
される。そして、それらの微小物体10は、取出し用の
レーザービームB13の投射により、1個づつそのビーム
B13の方向に弾き出すことができ、その先に配置したチ
ャネルやカラムにより、一つずつ分別収拾することがで
きる。In the cell-manipulating / sorting / picking-up apparatus having the above-mentioned structure, when the minute objects 10 such as cells and intracellular organelles are sequentially drawn and captured between the opposing laser beams B11 and B12, those minute objects are captured. 10 is pushed in the direction of travel of the respective laser beams B11, B12, but since both beams B11, B12 are projected facing each other, they are held in line between the respective focal points made by both laser beams. Then, these minute objects 10 can be ejected one by one in the direction of the beam B13 by projecting a laser beam B13 for extraction, and can be separately collected one by one by a channel or column arranged ahead of them. You can
【0013】対向するレーザービームに微小物体を捕獲
させるに際しては、次のような方法を用いることができ
る。その第1は、レーザービームの間に微小物体が入っ
てくるのを待つ方法である。本発明者は、この方法によ
る捕獲実験に成功している。この方法で捕獲を行う場
合、常にビームを点灯しておくこともできるが、レーザ
ービーム上に目的とする細胞等が来たときにビームを点
灯することもできる。その第2は、レーザービームを平
行に移動させ、細胞等を追いかける方法である。このと
きも、ビームを点灯されたままにして掃引する途中にあ
る粒子をさらっていく方法と、目的とする粒子がビーム
上に来たときに点灯する方法がある。また、ビームの移
動は、ビームの光源を動かすことによりビームを移動さ
せる場合と、ビームを固定しておき、試料容器を移動さ
せて行う場合が考えられる。第3の方法は、ビームに細
胞を流し込む方法であり、これらの方法を適宜選択して
用いることができる。The following method can be used to capture a minute object with the opposing laser beams. The first is a method of waiting for a minute object to enter between the laser beams. The present inventor has succeeded in the capture experiment by this method. When the capture is performed by this method, the beam can be always turned on, but the beam can also be turned on when a target cell or the like comes on the laser beam. The second is a method of moving a laser beam in parallel to chase cells and the like. Also at this time, there is a method of exposing the particles which are in the middle of sweeping while keeping the beam turned on, and a method of turning on when the particles of interest come on the beam. The beam may be moved by moving the light source of the beam or by moving the sample container with the beam fixed. The third method is a method of pouring cells into the beam, and these methods can be appropriately selected and used.
【0014】図2は、本発明の微小物体処理装置の第2
実施例を示すものであり、この第2実施例としては、レ
ーザービームを投射した多数の交差するガイドウエイを
用いて、細胞・細胞内小器官等の微小物体の捕獲、分
別、単離を行うようにした多重ビーム式細胞分別収拾装
置の構成を示している。FIG. 2 shows a second embodiment of the minute object processing apparatus of the present invention.
An example is shown. In the second example, a large number of intersecting guideways projecting a laser beam are used to capture, sort, and isolate microscopic objects such as cells and intracellular organelles. The configuration of the multi-beam type cell sorting and collecting apparatus as described above is shown.
【0015】この第2実施例の多重ビーム式細胞分別収
拾装置においては、図2から分かるように、微小物体2
0を移動させるための複数のガイドウエイ21〜23に
沿わせたレーザービームB21〜B23と、他の複数のガイ
ドウエイ24〜26に沿わせたレーザービームB24〜B
26とを、互いに交差させて投射するように配置されたガ
イドウエイ用のレーザービーム投射手段(図示省略)を
備えている。さらに、ガイドウエイの出口側には、マイ
クロピペット等の最終的な取出し装置28を備えてい
る。In the multi-beam type cell sorting and collecting apparatus of the second embodiment, as can be seen from FIG.
Laser beams B21 to B23 along a plurality of guideways 21 to 23 for moving 0, and laser beams B24 to B along a plurality of other guideways 24 to 26.
26 and 26 are provided with a laser beam projection means (not shown) for the guide way, which is arranged so as to cross each other and project them. Further, a final take-out device 28 such as a micropipette is provided on the exit side of the guideway.
【0016】上述のレーザービームB21〜B26の投射手
段としては、個別的にレーザー装置が用いられ、これら
のレーザー装置により、観測装置のステージ27上にお
いて斜めに交差するガイドウェイ21〜26のそれぞれ
に沿わせて、レーザービームが投射される。そして、こ
のレーザービームにより、ガイドウエイ内の細胞等の微
小物体20が、後述する原理に基づいて出口側に送出さ
れる。A laser device is individually used as a means for projecting the above-mentioned laser beams B21 to B26, and these laser devices respectively guide the guideways 21 to 26 diagonally intersecting on the stage 27 of the observation device. A laser beam is projected along it. Then, by this laser beam, the minute object 20 such as a cell in the guideway is delivered to the exit side based on the principle described later.
【0017】レーザービーム投射手段に接続される制御
装置(図示省略)は、それらにおいて投射するそれぞれ
のレーザービームの強度を独立に制御するものであり、
特に、ガイドウエイの交差部分において微小物体を所期
のガイドウエイ側のレーザービームに沿うように移動さ
せるための制御を行うものである。A control device (not shown) connected to the laser beam projecting means independently controls the intensity of each laser beam projected on them.
In particular, control is performed to move a minute object along the intended guideway side laser beam at the intersection of the guideways.
【0018】上記各ガイドウェイの交差点の手前にはそ
れぞれ観測点が設定され、それらの観測点に観測装置が
設置される。上記観測装置は、その出力に基づき、上記
制御装置を介して、交差するガイドウェイを通るビーム
の強度を相互に変化させ、微小物体20がどちらかのガ
イドウエイに沿って移動するように制御するものであ
る。従って、制御装置において、目的とする細胞等の微
小物体が特定のレーザービームによって特定のガイドウ
ェイの出口に来るようにプログラムしておけば、その出
口における取出し装置28におけるチャネルやカラムに
より外部へ取り出し、結果的に複数の細胞等の分別、単
離、収拾を行うことができる。Observation points are set in front of the intersections of the guideways, and observation devices are installed at these observation points. Based on the output, the observation device mutually changes the intensities of the beams passing through the intersecting guideways through the control device, and controls the minute object 20 to move along one of the guideways. It is a thing. Therefore, if the control device is programmed so that a minute object such as a target cell comes to the outlet of a specific guideway by a specific laser beam, it is taken out to the outside by a channel or column in the extraction device 28 at the outlet. As a result, a plurality of cells can be sorted, isolated, and collected.
【0019】上記構成を有する多重ビーム式細胞分別収
拾装置においては、互いに交差する多数のガイドウエイ
に沿うレーザービームに乗せて細胞、細胞内小器官等を
移動させ、その際、制御装置においてそれぞれのレーザ
ービームの強度を制御することにより、細胞、細胞内小
器官等の乗るガイドウェイを切り替える。これにより、
1個ずつもしくは任意の個数の細胞、細胞内小器官を、
任意のガイドウエイの出口へ移動させ、カラム等を用い
て取り出すことができる。In the multi-beam type cell sorting and collecting apparatus having the above structure, cells, intracellular organelles, etc. are moved by being placed on a laser beam along a number of guideways intersecting with each other. By controlling the intensity of the laser beam, the guideways on which cells, organelles, etc. ride are switched. This allows
One by one or any number of cells, subcellular organelles,
It can be moved to the outlet of any guideway and taken out using a column or the like.
【0020】分別、収拾しようとする細胞等の微小物体
をガイドウエイのスタート地点にもっていくには、細胞
の混ざった溶液をスタート地点27aへ流し込む方法
と、細胞の混ざった溶液中に最初のレーザービームを通
しておき、このビームに引き込まれた粒子がガイドウェ
イに入るようにするなどの方式がある。In order to bring minute objects such as cells to be sorted and collected to the start point of the guideway, a method of pouring a solution mixed with cells into the start point 27a and a first laser in the solution mixed with cells are used. There is a method in which the beam is passed through and particles drawn into the beam enter the guideway.
【0021】ビームの交差する点の手前の観測点では、
例えば、顕微鏡下で、形状、大きさ等の観測を行った
り、分光を行うことにより、細胞のキャラクタリゼーシ
ョンを行い、細胞の丸いのは右、長細いのは左、大きい
のは右、小さいのは左、赤いのは右、青いのは左という
ように、細胞をつぎつぎに振り分けていくことにより、
数種類の細胞等をそれぞれのガイドウェイの出口に振り
分ける。それらは、出口に設置したカラムの先端部に吸
着して外部に取り出すことができる。従って、上記細胞
分別収拾装置によれば、細胞・細胞内小器官を捕獲し、
数種類の細胞を分別識別して取り出すことができる。At the observation point before the intersection of the beams,
For example, by observing the shape, size, etc. under a microscope, or by performing spectroscopy, the cells are characterized.The rounded cells are on the right, the long and slender are on the left, the large are on the right, and the small are By allocating cells one after another, such as is on the left, red is on the right, and blue is on the left.
Distribute several types of cells to the exit of each guideway. They can be adsorbed to the tip of the column installed at the outlet and taken out. Therefore, according to the above-mentioned cell sorting and collecting apparatus, cells / intracellular organelles are captured,
Several types of cells can be sorted out and taken out.
【0022】上述した第1及び第2実施例の処理装置に
おいては、レーザービームにより細胞等を捕獲して取出
すようにしているので、従来の装置のようにマイクロピ
ペットを右往左往させる必要はなく、細胞や細胞内小器
官等の微小物体を簡易に分別収拾することができる。ま
た、分別収拾する対象は、細胞や細胞内小器官に限ら
ず、水中・空中・真空中の微小粒子を分別収拾し、それ
らを加工するために用いることができる。In the processing apparatus of the first and second embodiments described above, since cells and the like are captured and taken out by the laser beam, it is not necessary to move the micropipette forward and backward as in the conventional apparatus. It is possible to easily sort and collect minute objects such as cells and organelles. Further, the object to be sorted and collected is not limited to cells and subcellular organelles, and it can be used to separately collect and process fine particles in water, air, and vacuum.
【0023】上述したレーザービームによる粒子の輸送
や、粒子トラップは、次のような原理に基づいて行われ
る。即ち、レーザービームが粒子に対して与える力とし
ては、光が粒子の中を通る際の屈折による運動量の移行
で起きる力等があり、これが粒子をレーザービームの軸
上に閉じ込め、かつ粒子をレーザービームの軸方向に押
す力として作用するものである。さらに、2本のビーム
を同軸上で互いに対向させて照射すると、粒子が前後か
ら押されて3次元的に捕獲、固定される。The transportation of particles by the laser beam and the particle trap described above are performed based on the following principle. That is, the force that a laser beam gives to a particle includes the force that occurs due to the transfer of momentum due to refraction when light passes through the particle, which confine the particle on the axis of the laser beam and It acts as a pushing force in the axial direction of the beam. Further, when the two beams are coaxially opposed to each other and irradiated, the particles are pushed from the front and the back to be three-dimensionally captured and fixed.
【0024】さらに具体的に説明すると、図3に示すよ
うに、レーザービーム1が球状の粒子2の表面で屈曲す
る時に、その粒子が運動量の移行による力FDi1,FD
i2,FDo1,FDo2を受ける。このとき、それぞれの半
球部分での力の積分をF1,F2とすると、これらの和
が粒子全体に加わる力となる。More specifically, as shown in FIG. 3, when the laser beam 1 bends on the surface of a spherical particle 2, the particle has forces FDi1 and FD due to the transfer of momentum.
Receive i2, FDo1 and FDo2. At this time, if the integrals of the forces in the respective hemispheres are F1 and F2, the sum of these becomes the force applied to the entire particle.
【0025】これらの力F1,F2をレーザービーム1
の軸方向と半径方向とに分けて考えると、レーザービー
ムの半径方向では、粒子の中心がレーザービームの軸上
からずれたとき、レーザービームの軸に近い半球部分が
強い電場の中にあることから、粒子2の軸に近い部分に
作用する力が強くなり、レーザービームの中心方向へ粒
子2が引き込まれる。そして、粒子2の中心がレーザー
ビームの軸上にあると、半径方向の力がつり合うため、
そこが安定点となる。一方、レーザービームの軸方向で
は、F1,F2の合力のレーザービームの軸方向への力
FFが粒子2に作用する。These forces F1 and F2 are applied to the laser beam 1
In the radial direction of the laser beam, when the center of the particle deviates from the axis of the laser beam, the hemispherical part near the axis of the laser beam is in a strong electric field. Therefore, the force acting on the portion of the particle 2 close to the axis becomes strong, and the particle 2 is drawn toward the center of the laser beam. Then, when the center of the particle 2 is on the axis of the laser beam, the forces in the radial direction are balanced,
That is the stable point. On the other hand, in the axial direction of the laser beam, the force FF of the resultant force of F1 and F2 in the axial direction of the laser beam acts on the particle 2.
【0026】レーザービーム1が、平行レーザービーム
や、鋭角にフォーカスされたレーザービームの場合は、
上記の力FFがレーザービームの進行方向を向き、前方
へ粒子2を押す力を産み出す。そのため、粒子はレーザ
ービームの進行方向へ押される。このように、単一レー
ザービームでは、粒子力FFが作用するため、粒子の3
次元トラップには、2本のレーザービームを対向させて
ぶつけることが必要となり、粒子はそれらのレーザービ
ームによる力FFが釣り合う点でトラップされる。トラ
ップされる位置を特定するためには、レーザービームを
鋭角にフォーカスするのが有効であり、それにより2本
のレーザービームのそれぞれの焦点の間に粒子は安定に
トラップされる。When the laser beam 1 is a parallel laser beam or a laser beam focused at an acute angle,
The force FF is directed in the traveling direction of the laser beam and produces a force that pushes the particles 2 forward. Therefore, the particles are pushed in the traveling direction of the laser beam. Thus, with a single laser beam, the particle force FF acts, so
In the dimensional trap, it is necessary to hit two laser beams facing each other, and the particles are trapped at a point where the forces FF by the laser beams are balanced. In order to identify the trapped position, it is effective to focus the laser beam at an acute angle, whereby the particles are stably trapped between the respective focal points of the two laser beams.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上に詳述した本発明の多重ビーム式微
小物体処理装置によれば、従来の装置のようにマイクロ
ピペットを右往左往させる必要はなく、細胞・細胞内小
器官等の微小物体を簡便な操作により捕獲・分別・収拾
することができる。According to the multi-beam type micro object processing apparatus of the present invention described in detail above, it is not necessary to move the micro pipette back and forth as in the conventional apparatus, and micro objects such as cells and intracellular organelles can be processed. Capable of capturing, sorting, and collecting by simple operation.
【図1】本発明の第1実施例の基本的構成を示す構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例の基本的構成を示す構成図
である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a basic configuration of a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明に基づいて微小物体を保持するための原
理を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a principle for holding a minute object based on the present invention.
10,20 微小物体、 21〜26
ガイドウエイ、B11,B12,B13,B21〜B26 レー
ザービーム。10, 20 Small objects, 21-26
Guide way, B11, B12, B13, B21-B26 laser beam.
Claims (2)
ビームを投射する一対のトラップ用レーザービーム投射
手段と、 それらのレーザービームにより捕獲された微小物体を弾
き出すためのレーザービームを上記対向するレーザービ
ームに対して交差する方向から投射する取出し用レーザ
ービーム投射手段と、 上記取出し用のレーザービームを微小物体の弾き出しの
ために制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする
多重ビーム式微小物体処理装置。1. A pair of trapping laser beam projecting means for projecting opposed laser beams for capturing a minute object, and a laser beam for ejecting a minute object captured by these laser beams. A multi-beam type micro beam characterized by comprising: a take-out laser beam projecting means for projecting from a direction intersecting the beam; and a control device for controlling the take-out laser beam for ejecting a micro object. Object processing device.
沿わせてレーザービームを投射する多数のガイドウエイ
用のレーザービーム投射手段と、 それぞれのレーザービーム強度を制御し、ガイドウエイ
の交差部分において微小物体を所期のガイドウエイ側の
レーザービームに沿うように移動させる制御装置と、を
備えたことを特徴とする多重ビーム式微小物体処理装
置。2. A plurality of guideway laser beam projecting means for projecting a laser beam along guideways of minute objects intersecting each other, and controlling the respective laser beam intensities so as to be minute at the intersections of the guideways. A multi-beam type micro object processing device, comprising: a control device that moves an object along a laser beam on a desired guideway side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523291A JPH0728714B2 (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Multi-beam type small object processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26523291A JPH0728714B2 (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Multi-beam type small object processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576342A JPH0576342A (en) | 1993-03-30 |
| JPH0728714B2 true JPH0728714B2 (en) | 1995-04-05 |
Family
ID=17414358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26523291A Expired - Lifetime JPH0728714B2 (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Multi-beam type small object processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728714B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997029354A1 (en) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Bayer Aktiengesellschaft | Process and device for sorting and for extraction of biological objects arranged on planar means, such as biological cells or cell organelles, histological sections, chromosome particles etc. using laser beams |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP26523291A patent/JPH0728714B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576342A (en) | 1993-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4887721A (en) | Laser particle sorter | |
| RU2142633C1 (en) | Process separating magnetic microparticles with their preliminary concentration and device for its implementation | |
| EP1667500B1 (en) | Apparatus and method for fabricating, sorting, and integrating materials with holographic optical traps | |
| US6890426B2 (en) | Magnetic separation apparatus and methods | |
| EP2877832B1 (en) | System for microfluidic orientation and sorting of particles | |
| US20040004043A1 (en) | Magnetic separation apparatus and methods | |
| DE102008060332B4 (en) | Method for sorting at least one particle with a microfluidic sorting device with optical tweezers | |
| US20020064809A1 (en) | Focused acoustic ejection cell sorting system and method | |
| EP2363828A1 (en) | Device for selectively targeting cells within a three-dimensional specimen | |
| CN104511325A (en) | Particle manipulation system with out-of-plane channel | |
| WO2004070361A1 (en) | Multiparametric detection in a fluidic microsystem | |
| EP1040355A1 (en) | Method and apparatus for wash, resuspension, recollection and localization of magnetizable particles in assays using magnetic separation technology | |
| WO1997029354A1 (en) | Process and device for sorting and for extraction of biological objects arranged on planar means, such as biological cells or cell organelles, histological sections, chromosome particles etc. using laser beams | |
| CN104511324A (en) | Particle manipulation system with out-of-plane channel and focusing element | |
| JP2512387B2 (en) | Cell sorting method and cell collection method | |
| WO2004039501A1 (en) | Method for sorting and recovering fine particle and apparatus for recovery | |
| JPH0728714B2 (en) | Multi-beam type small object processing device | |
| Perch-Nielsen et al. | Parallel particle identification and separation for active optical sorting | |
| US9666321B2 (en) | Optical capture and isolation of circulating tumor cells in a micro-fluidic device utilizing size selective trapping with optical cogwheel tweezers | |
| WO2006018840A3 (en) | Electron microscope array for inspection and lithography | |
| JP3624754B2 (en) | How to manipulate fine objects | |
| JP2003344260A (en) | Particle traveling direction control method and particle traveling direction control device | |
| KR102785966B1 (en) | Image-based Microfluidic Cell Sorter and Microfluidic Cell Sorting Method Using Deep Learning Algorithm | |
| Arai et al. | Synchronized laser micromanipulation of microtools for assembly of microbeads and indirect manipulation of microbe | |
| JP2019033688A (en) | Optical trap device, sample sorting device, and method for irradiating and capturing light on a sample |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |