液中動作可能な閉磁構造型マイクロマグネティックマニピュレータの開発

摘要

マイクロスケールのマニピュレータ技術はマイクロマシンやエレクトロニクス，医療·生体分野などで広く使われている．一般的なマイクロマニピュレータとしては，プローブやピペットなどを用いた接触型マニピュレータや光を用いた非接触型のレーザトラップなどが広く用いられている．しかし，接触型マニピュレータは物理的接触による試料の破壊の危険性がある.また非接触型のレーザトラップでは光が透過しない環境下での操作は困難であり，光の照射により変質してしまう対象の操作には不向きである．とりわけ生物, 医学等の分野では生体細胞など数10～数100μm の脆弱な対象を扱うことが多く，光の照射による変質が問題とされている．我々はこれまでに非加熱非接触の操作技術として，光学顕微鏡下で，局在化した磁場を用いて，マイクロスケールの磁性体を操作するマイクロマグネティックマニピュレータ（Micro Magnetic Manipulator: MMM ）の開発を行ってきた．MMM では生物，医学等の分野で広く用いられている磁性微粒子を用いて，特定の細胞·DNA などの生体試料に固定し，顕微鏡下で特定の生体試料の操作を可能にした。さらに閉磁場を形成するようプローブ改良を行い，磁性体の最小間隔2μm での磁気配列をも実現した．しかし、下方の磁気プロ－ブと試料間にカバ－ガラスを隔てているために，3次元空間的なマニピュレーションやさらなる微小領域での選択的なマニピュレーションは困難であった．本研究では，この閉磁構造を有するピペットプローブを液中に挿入して，直接的に微粒子を操作する方法について述べる．閉磁構造を用いたことで，プローブ先端に局所的に磁界を形成できる本プローブは，先端付近のみの微粒子をトラップできるため3次元的な操作が可能である．液中での直接操作における開磁プローブとの比較実験について報告する．