細胞内微細作業のための顕微画像3次元再生と組織認識

用于细胞内微工作的 3D 显微图像再现和组织识别

• 批准号: 16760194
• 负责人: 見崎 大悟
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Shizuoka Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760194/
• 关键词: 顕微作業; 受精作業; 画像認識; ロボット; 3次元再生; 微細作業; 顕微授精; マイクロポンプ

本研究課題は,安価で柔軟性の高い細胞内の微細作業のシステムの構築を目指して,顕微鏡下に配置が可能でナノオーダの制御が可能な超小型自走ロボットを開発すること,ならびに顕微鏡画像を用いてロボットの位置や姿勢,また制御対象の細胞を高速で認識し,複数台のロボットで協調して微細操作をおこなう手法を検討することを目的としている.以下に平成16・17年度の研究成果を列挙する.1 顕微鏡下で微細作業を実施するために,XYΘに自由度を持つ超小型ロボットの製作をおよび改良をおこなった.2 オリンパスの倒立顕微鏡(IX-71)を導入し,超小型自走ロボットを用いて微細作業をおこなうための実験システムを構築した.3 複数台のロボットを用いた協調微細作業の基礎実験として,顕微鏡下のシャーレに無作為に配置した100[μm]のガラスビーズを,ロボットに搭載したマイクロピペットを用いて移動させ,微小サイズのアルファベット文字を描画した.4 細胞内微細作業に必要となる,微少量の流量制御が可能なポンプシステムをロボットに搭載可能なサイズで開発した.ロボットと開発したポンプを用いて,シャーレ上に配置した細胞を模倣した100[μm]のアルギン酸ボールに対して吸引固定およびインジェクションの実験をおこなった.5 細胞の立体観察をおこなうための,微小振動回転機構を作成した.微小振動回転機構の基本特性として,圧電素子の振動数と細胞の回転に関する特性や,シャーレ内の細胞の位置による回転特性など実験・検証した.6 実験によって得られた結果により,任意の方向に細胞を回転させることが可能となったために,ロボットに搭載した振動回転機構をもちいて,さまざまな方向から細胞の観察をおこなった.7 さまざまな方向から取得された複数毎の細胞の画像から,CT技術を応用して細胞の3次元的な情報を再構築するための手法について,検討・実験をおこなった.

这项研究的目的是开发一种可放置在显微镜下并能够进行纳米级控制的超紧凑自走机器人，目的是构建一种廉价且高度灵活的系统，用于细胞内的微观工作。该项目的目的是利用机器人高速识别机器人的位置和姿态以及需要控制的细胞，并研究一种允许多个机器人协作并进行精细操作的方法。列出研究成果1。为了在显微镜下进行精细工作，我们创建并改进了具有XYθ自由度的超小型机器人。2我们引入了奥林巴斯倒置显微镜（IX-71）并使用了超小型自行式机器人。构建了一个用于进行微观工作的实验系统3。作为使用多个机器人进行协作微工作的基本实验，我们使用安装在机器人上的微量移液器在显微镜下移动随机放置在培养皿中的 100 [μm] 玻璃珠绘制字符。4。我们开发了一种泵系统，可以控制细胞内显微工作所必需的微小流速，其尺寸可以安装在机器人上。使用机器人和开发的泵，我们创建了一个模拟放置在机器人上的细胞的系统我们对[μm].5的藻酸盐球进行了抽吸固定和注射实验。我们创建了一种用于细胞三维观察的微振动旋转机构。作为微振动旋转机构的基本特性，我们进行了压电元件的振动频率和细胞旋转相关的特性等实验，以及取决于细胞在培养皿中的位置的旋转特性。・已验证。6 根据实验获得的结果，细胞可以向任何方向旋转，因此我们使用了安装在机器人从各个方向观察细胞。7我们研究并实验了一种通过应用 CT 技术从不同方向拍摄的多个细胞图像重建细胞三维信息的方法。