本發(fā)明涉及氣泡噴出構(gòu)件、氣液噴出構(gòu)件、局部消融裝置以及局部注射裝置。尤其涉及通過(guò)對(duì)以往的氣泡噴出構(gòu)件的前端進(jìn)行厚壁加工而使氣泡噴出口縮小且即使施加高電壓也不易破損的氣泡噴出構(gòu)件、通過(guò)形成能夠與氣泡噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng)的外側(cè)輪廓部而能夠容易地調(diào)整對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行加工時(shí)的氣泡噴出構(gòu)件的位置的氣液噴出構(gòu)件、包含氣泡噴出構(gòu)件或氣液噴出構(gòu)件的局部消融裝置、以及包含氣液噴出構(gòu)件的局部注射裝置。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)生物科技的發(fā)展，對(duì)在細(xì)胞的膜、壁上開(kāi)孔并從細(xì)胞去除核或向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入DNA等核酸物質(zhì)等、細(xì)胞等的局部加工的要求提高。作為局部加工技術(shù)(以下，有時(shí)記載為“局部消融”)，利用使用電動(dòng)手術(shù)刀等的探針的接觸加工技術(shù)、使用激光等的非接觸消融技術(shù)等方法廣為人知。

然而，在以往的使用電動(dòng)手術(shù)刀等的探針的接觸加工技術(shù)中存在以下問(wèn)題：(1)具有因連續(xù)高頻產(chǎn)生的焦耳熱而燒斷對(duì)象物的性質(zhì)，因此切斷面的粗糙度和熱量對(duì)周圍組織的熱侵襲的影響大，尤其在液相中的活體材料加工中熱量對(duì)切斷面的損害大；(2)由于蛋白質(zhì)的變性和酰胺鍵的斷裂而難以進(jìn)行再結(jié)合、再生；(3)另外，在持續(xù)加工中由于熱改性蛋白質(zhì)等向探針的吸附、因熱量產(chǎn)生的氣泡向探針的吸附，從而切開(kāi)面的觀察環(huán)境顯著惡化，難以進(jìn)行高分辨率加工。

另外，在利用飛秒激光等激光的非接觸加工技術(shù)中也存在以下問(wèn)題：由于高密度能量局部地接觸而存在切斷面周圍組織的熱量的影響，尤其在液相中的對(duì)象物的加工中，由于加工時(shí)產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生氣泡等，難以進(jìn)行持續(xù)加工。

另一方面，作為用于向細(xì)胞等導(dǎo)入核酸物質(zhì)等注射物質(zhì)的局部的物理性注射技術(shù)(以下，有時(shí)記載為“局部注射”)，電穿孔法、使用了超聲波的聲孔效應(yīng)技術(shù)以及粒子槍法等廣為人知。然而，在以往的電穿孔法技術(shù)中存在以下問(wèn)題：在通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)提高細(xì)胞膜的透過(guò)性方面存在極限，難以對(duì)具有較硬細(xì)胞膜、細(xì)胞壁而非柔軟的脂質(zhì)雙層膜的對(duì)象物進(jìn)行注射，因電極的配置等限制而難以對(duì)局部的目標(biāo)部位進(jìn)行注射。另外，在利用超聲波的聲孔效應(yīng)技術(shù)中存在以下問(wèn)題：超聲波的會(huì)聚較為困難，難以產(chǎn)生局部的氣泡的氣蝕來(lái)提高分辨率。而且，在利用粒子槍法的注射方法中也存在附著于粒子表面的物質(zhì)在打入粒子時(shí)從表面脫離而造成導(dǎo)入效率低等問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明人等制作了如下氣泡噴出構(gòu)件，該氣泡噴出構(gòu)件包括：芯材，其由導(dǎo)電材料形成；輪廓部，其由絕緣材料形成，覆蓋所述芯材且包含從所述芯材的前端延伸出的部分；以及空隙，其形成在所述輪廓部的延伸后的部分與所述芯材的前端之間，并最新發(fā)現(xiàn)將該氣泡噴出構(gòu)件浸漬于溶液中，在溶液中施加高頻電壓而產(chǎn)生氣泡，通過(guò)向加工對(duì)象物連續(xù)地排出該氣泡而能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行切削(局部消融)。而且發(fā)現(xiàn)：在所述氣泡噴出構(gòu)件的輪廓部的外側(cè)以與輪廓部之間具有空間的方式設(shè)置外側(cè)輪廓部，向所述空間導(dǎo)入溶解及/或分散有注射物質(zhì)的溶液，由此能夠產(chǎn)生在界面吸附有溶解及/或分散有注射物質(zhì)而成的溶液的氣泡，通過(guò)將向加工對(duì)象物連續(xù)地排出該氣泡而能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行切削，并且能夠?qū)⒏采w氣泡的溶液中包含的注射物質(zhì)注射到加工對(duì)象物中，并進(jìn)行了專利申請(qǐng)(參照專利文獻(xiàn)1)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特許第5526345號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

在使用專利文獻(xiàn)1所述的氣泡噴出構(gòu)件進(jìn)行局部消融時(shí)，在加工對(duì)象物是細(xì)胞等柔軟物的情況下能夠局部消融。另一方面，在對(duì)比較硬的加工對(duì)象物進(jìn)行局部消融的情況下，為了加快氣泡的噴出速度而提高碰撞能量，需要對(duì)氣泡噴出構(gòu)件施加高電壓。然而，若對(duì)專利文獻(xiàn)1所述的氣泡噴出構(gòu)件施加高電壓，則會(huì)產(chǎn)生氣泡噴出構(gòu)件的前端部分破損這一新的問(wèn)題。

另外，在對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行局部消融時(shí)，需要在顯微鏡觀察下一邊觀察氣泡噴出構(gòu)件的氣泡噴出口一邊調(diào)整氣泡噴出口與加工對(duì)象物的位置關(guān)系。然而，氣泡噴出構(gòu)件通過(guò)將玻璃等拉斷而作成，因而氣泡噴出口呈銳利的形狀，從而會(huì)產(chǎn)生在進(jìn)行局部注射時(shí)損傷加工對(duì)象物這一新的問(wèn)題。

并且，專利文獻(xiàn)1所述的氣液噴出構(gòu)件將外側(cè)輪廓部外插到與氣泡噴出構(gòu)件嵌合的定位墊圈，因此無(wú)法改變氣泡噴出構(gòu)件的氣泡噴出口與外側(cè)輪廓部前端之間的距離。因此，會(huì)產(chǎn)生在界面吸附有包含噴出的注射物質(zhì)的液體的氣泡(以下，有時(shí)記載為“氣液”)在到達(dá)加工對(duì)象物之前損失能量，由于加工對(duì)象物的不同，產(chǎn)生氣液被加工對(duì)象物反彈這一新的問(wèn)題。因此，雖然需要提高對(duì)氣泡噴出構(gòu)件施加的電壓從而增大氣液的碰撞能量，但如上所述，若施加高電壓則會(huì)產(chǎn)生氣泡噴出構(gòu)件的前端部分破損這一新的問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的發(fā)明，經(jīng)深入研究最新發(fā)現(xiàn)：(1)通過(guò)將絕緣材料拉斷而制成的延伸部的前端進(jìn)行加厚從而即使對(duì)氣泡噴出構(gòu)件施加高電壓其前端部分也不會(huì)破損；(2)由于前端部分成為厚壁因此突刺加工對(duì)象物也不易破損；(3)在將前端部分加工成厚壁時(shí)能夠縮小氣泡噴出口的口徑，因此前端部分不會(huì)破損而能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行更細(xì)微的加工；(4)通過(guò)以氣泡噴出構(gòu)件與外側(cè)輪廓部能夠相對(duì)移動(dòng)的方式制作氣液噴出構(gòu)件，從而能夠容易地進(jìn)行局部消融或局部注射時(shí)的氣泡噴出構(gòu)件和加工對(duì)象物的位置調(diào)整；(5)并且，通過(guò)使外側(cè)輪廓部抵接于加工對(duì)象物，能夠防止包含注射物質(zhì)的溶液從外側(cè)輪廓部漏出至外部，并且能夠在該狀態(tài)下調(diào)整氣泡噴出構(gòu)件與加工對(duì)象物的位置關(guān)系。因此，包含本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件的局部消融裝置或局部注射裝置在大氣中也能夠使用，例如，能夠應(yīng)用于無(wú)針注射裝置。

即，本發(fā)明的目的在于提供氣泡噴出構(gòu)件、氣液噴出構(gòu)件、局部消融裝置以及局部注射裝置。

用于解決課題的方案

本發(fā)明涉及以下所示的氣泡噴出構(gòu)件、氣液噴出構(gòu)件、局部消融裝置以及局部注射裝置。

(1)一種氣泡噴出構(gòu)件，包括：芯材，其由導(dǎo)電材料形成；輪廓部，其由絕緣材料形成，包含與所述芯材的前端相比進(jìn)一步延伸而成的延伸部，且所述輪廓部以至少一部分與所述芯材緊貼的方式覆蓋芯材；以及空隙，其形成在所述延伸部與所述芯材的前端之間且具有氣泡噴出口，所述氣泡噴出構(gòu)件的特征在于，在所述延伸部的前端形成有厚度比延伸部的其他部分厚的厚壁部。

(2)一種氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，包括：上述(1)所述的氣泡噴出構(gòu)件；以及外側(cè)輪廓部，其形成在所述氣泡噴出構(gòu)件的輪廓部的外側(cè)，且以所述外側(cè)輪廓部與所述輪廓部之間具有空間的方式形成在與所述輪廓部分離的位置。

(3)根據(jù)上述(2)所述的氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，所述外側(cè)輪廓部與所述氣泡噴出構(gòu)件形成為能夠相對(duì)移動(dòng)。

(4)根據(jù)上述(3)所述的氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，所述外側(cè)輪廓部的端部經(jīng)由伸縮構(gòu)件而與所述氣泡噴出構(gòu)件連接。

(5)根據(jù)上述(2)至(4)中任一項(xiàng)所述的氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，在所述外側(cè)輪廓部形成有狹窄部，該狹窄部在所述外側(cè)輪廓部與所述氣泡噴出構(gòu)件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)起引導(dǎo)作用。

(6)根據(jù)上述(2)至(5)中任一項(xiàng)所述的氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，所述氣液噴出構(gòu)件還包括對(duì)置電極，該對(duì)置電極與所述氣液噴出構(gòu)件的芯材構(gòu)成一對(duì)電極，所述對(duì)置電極形成在所述輪廓部的外表面或所述外側(cè)輪廓部的內(nèi)表面。

(7)根據(jù)上述(2)至(6)中任一項(xiàng)所述的氣液噴出構(gòu)件，其特征在于，所述外側(cè)輪廓部的前端部分形成為厚度比外側(cè)輪廓部的其他部分厚。

(8)一種局部消融裝置，其包括上述(1)所述的氣泡噴出構(gòu)件、或上述(2)至(7)中任一項(xiàng)所述的氣液噴出構(gòu)件。

(9)一種局部注射裝置，其包括上述(2)至(7)中任一項(xiàng)所述的氣液噴出構(gòu)件。

發(fā)明效果

本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件的前端部分形成為厚壁，因此使用了本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件或氣液噴出構(gòu)件的局部消融裝置即便施加高電壓其前端部分也不易破損。因此，能夠增大噴出的氣泡的碰撞能量，從而即便是更加堅(jiān)固的加工對(duì)象物也能夠進(jìn)行局部消融。另外，氣泡噴出構(gòu)件的氣泡噴出口在厚壁加工時(shí)能縮小，因此能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行精細(xì)加工。并且，本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件的前端能夠呈平面狀，因此局部注射時(shí)不易損傷加工對(duì)象物。

本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件被制作為氣泡噴出構(gòu)件與外側(cè)輪廓部能夠相對(duì)移動(dòng)。因此，在利用使用了本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件的局部消融裝置或局部注射裝置對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行局部消融或局部注射的情況下，能夠容易地調(diào)整加工對(duì)象物與氣泡噴出口的位置關(guān)系。并且，在調(diào)整位置時(shí)，通過(guò)使外側(cè)輪廓部與加工對(duì)象物抵接，能夠防止包含導(dǎo)電性溶液或注射物質(zhì)的溶液漏出至外部，并且能夠在該狀態(tài)下調(diào)整氣泡噴出構(gòu)件與加工對(duì)象物的位置關(guān)系，因此本發(fā)明的局部消融裝置或局部注射裝置在大氣中也能夠使用。從而，例如，能夠作為無(wú)針注射裝置使用。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1的制作方法的一例的圖。

圖2是示出本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件10的實(shí)施方式的一例的制作方法的圖。

圖3是示出外側(cè)輪廓部13的其他制作步驟的圖。

圖4是示出局部消融裝置20的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是示出本發(fā)明的局部注射裝置的實(shí)施方式的一例的圖。

圖6的(1)是附圖代用照片，是在實(shí)施例1中制作的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片。圖6的(2)是附圖代用照片，是在比較例1中制作的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片。

圖7是附圖代用照片，是在實(shí)施例2中制作的局部注射裝置的整體照片、以及將氣液噴出構(gòu)件10的前端部分以及伸縮部分放大后的照片。

圖8是附圖代用照片，圖8的(1)是將在實(shí)施例2中制作的局部注射裝置的前端與加工對(duì)象物抵接之前的照片，圖8的(2)是將前端按壓于加工對(duì)象物之后的照片。

圖9是附圖代用照片，是在實(shí)施例3中制作的局部注射裝置的整體照片、以及將氣液噴出構(gòu)件10的前端部分以及伸縮部分放大后的照片。

圖10是附圖代用照片，圖10的(1)是在實(shí)施例4中施加電力前的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片，圖10的(2)是因電力的施加而剛破損后的前端部分的照片。另外，圖10的(3)是在比較例3中施加電力前的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片，圖10的(4)是因電力的施加而剛破損后的前端部分的照片。

圖11是附圖代用照片，圖11的(1)是在實(shí)施例5中向非洲爪蟾未受精卵剛噴出氣泡后的照片，圖11的(2)是在比較例4中向非洲爪蟾未受精卵剛噴出氣泡后的照片。

圖12是附圖代用照片，圖12的(1)至(4)是在實(shí)施例6中向非洲爪蟾未受精卵進(jìn)行局部注射時(shí)的時(shí)間序列的照片。圖12的(5)至(8)是在比較例5中向非洲爪蟾未受精卵進(jìn)行局部注射時(shí)的時(shí)間序列的照片。

圖13是對(duì)實(shí)施例6的使氣泡碰撞而經(jīng)過(guò)10秒后的未受精卵照射汞燈并由CCD相機(jī)拍攝到的照片。

圖14是在實(shí)施例7中進(jìn)行局部注射后的西紅柿的照片。

圖15是附圖代用照片，是局部注射后的蘿卜芽葉在暗視野下的照片。

圖16是附圖代用照片，是局部注射后的雞胸肉在暗視野下的照片。

圖17是附圖代用照片，是局部注射后的糙米在暗視野下的照片。

圖18是附圖代用照片，是本發(fā)明的局部注射裝置的另一實(shí)施方式，是示出在實(shí)施例11中制作的局部注射裝置的外觀的照片。

圖19是附圖代用照片，是示出在本發(fā)明的實(shí)施例8中制作的局部注射裝置的前端部分的動(dòng)作的照片。

具體實(shí)施方式

圖1是示出本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1的制作方法的一例的圖。本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1能夠通過(guò)以下的步驟形成。

(1)準(zhǔn)備中空的絕緣材料2，向所述中空的絕緣材料2插入由導(dǎo)電材料形成的芯材3并加熱拉斷。

(2)由于絕緣材料2與芯材3的粘彈性的差異，包括絕緣材料2從芯材3的前端進(jìn)一步延伸而成的延伸部4的輪廓部5形成為與芯材3的外周緊貼。

(3)在延伸部4的前端配置加熱機(jī)構(gòu)6，使該加熱機(jī)構(gòu)6與延伸部4抵接。

(4)能夠制作氣泡噴出構(gòu)件1，該氣泡噴出構(gòu)件1在所述延伸部4的前端形成有厚壁部41，包含由所述芯材3的前端部分與延伸部4形成且具有氣泡噴出口8的空隙7。

(5)需要說(shuō)明的是，為了易于與局部消融裝置或局部注射裝置的電極連接，也可以由導(dǎo)電材料9填充芯材3的周圍且將周圍由絕緣材料91覆蓋。

作為絕緣材料2，只要是絕緣的材料則沒(méi)有特別限定，例如可以舉出玻璃、云母、石英、氮化硅、氧化硅、陶瓷、氧化鋁等無(wú)機(jī)系絕緣材料；硅橡膠、乙丙橡膠等橡膠材料；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹(shù)脂、硅烷改性烯烴樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、氯乙烯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、氟系樹(shù)脂、硅系樹(shù)脂、聚硫化物系樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚乙烯、聚丙烯、纖維素系樹(shù)脂、UV固化樹(shù)脂等絕緣性樹(shù)脂。

作為形成芯材3的導(dǎo)電材料，只要是能夠用作通電的電極的材料則沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選為金屬，例如可以舉出金、銀、銅、鋁等；以及在上述的金、銀、銅、鋁等中加入少量的錫、鎂、鉻、鎳、鋯、鐵、硅等而形成的合金等。如上所述，空隙7由芯材3的前端以及絕緣材料2從該前端進(jìn)一步延伸而成的延伸部5形成，因此以絕緣材料2的粘彈性比芯材3的粘彈性大的方式適當(dāng)組合材料即可。例如，作為絕緣材料2與芯材3的組合，可以舉出玻璃與銅、玻璃與鉑、玻璃與鋁、玻璃與金、玻璃與銀、玻璃與鎳、環(huán)氧樹(shù)脂與銅、環(huán)氧樹(shù)脂與鉑、環(huán)氧樹(shù)脂與鋁、環(huán)氧樹(shù)脂與金、環(huán)氧樹(shù)脂與銀、環(huán)氧樹(shù)脂與鎳、丙烯酸樹(shù)脂與銅、丙烯酸樹(shù)脂與鉑、丙烯酸樹(shù)脂與鋁、丙烯酸樹(shù)脂與金、丙烯酸樹(shù)脂與銀、丙烯酸樹(shù)脂與鎳、硅樹(shù)脂與銅、硅樹(shù)脂與鉑、硅樹(shù)脂與鋁、硅樹(shù)脂與金、硅樹(shù)脂與銀、硅樹(shù)脂與鎳等。

需要說(shuō)明的是，在使用氣泡噴出構(gòu)件1噴出氣泡時(shí)，若輸出電力，則一端形成在空隙7的氣泡以被扯碎的方式從氣泡噴出口8噴出，因此不需要從外部向氣泡噴出構(gòu)件1供給氣體。因此，如圖1所示，本發(fā)明的芯材3以導(dǎo)電材料延伸后的實(shí)心狀態(tài)形成，在芯材3的內(nèi)部未形成有供給空氣的管等。另外，因絕緣材料2與芯材3的粘彈性的差異，在氣泡噴出構(gòu)件1的前端附近，輪廓部5的至少一部分緊貼在芯材3上。

能夠通過(guò)改變氣泡噴出口8的直徑來(lái)調(diào)整噴出的氣泡的大小。需要說(shuō)明的是，在使用局部消融裝置或局部注射裝置時(shí)，需要利用毛細(xì)現(xiàn)象向氣泡噴出構(gòu)件1的空隙7填充通電的溶液(以下，有時(shí)記載為“導(dǎo)電性溶液”)。因此，氣泡噴出口8的直徑需要為能夠利用毛細(xì)現(xiàn)象使通電的導(dǎo)電性溶液通過(guò)的大小，優(yōu)選為約100nm以上，更優(yōu)選為200nm以上，尤其優(yōu)選為500nm以上。另一方面，對(duì)于氣泡噴出口8的直徑的上限而言，只要處于能夠噴出氣泡且不會(huì)對(duì)加工對(duì)象物帶來(lái)?yè)p害的范圍內(nèi)則沒(méi)有特別限制，但在用于細(xì)胞的消融、對(duì)動(dòng)物等的注射的情況下，優(yōu)選為100μm以下，更優(yōu)選為50μm以下，尤其優(yōu)選為15μm以下。氣泡噴出口的直徑能夠通過(guò)加熱時(shí)的溫度、拉斷速度以及加熱機(jī)構(gòu)6的按壓程度來(lái)調(diào)整。

加熱機(jī)構(gòu)6只要是能夠加熱至絕緣材料2的熔點(diǎn)以上的溫度而使延伸部4的前端部分熔融并且對(duì)其進(jìn)行按壓而進(jìn)行厚壁加工的機(jī)構(gòu)則沒(méi)有特別限制。例如，使用煅燒儀等公知的裝置即可。需要說(shuō)明的是，以往的氣泡噴出構(gòu)件的延伸部4直接使用將絕緣材料2拉斷而成的部分。因此，氣泡噴出口8越小，氣泡噴出口8附近的延伸部4的厚度越薄，越易損傷加工對(duì)象物。此外，為了提高噴出的氣泡的指向性，以使延伸部整體成為錐狀那樣的速度進(jìn)行拉斷，因此延伸部成為薄壁。

另一方面，本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1的氣泡噴出口8的大小能夠通過(guò)利用加熱機(jī)構(gòu)6使延伸部4的前端部分熔融來(lái)進(jìn)行調(diào)整。因此，芯材3以及絕緣材料2能夠使用比以往氣泡噴出構(gòu)件1大的材料。另外，(1)在比期望的氣泡噴出口8大的狀態(tài)下中止拉伸，也就是說(shuō)，雖然芯材3由于拉伸而拉斷，但延伸部4由于粘彈性的差異而處于拉斷前的厚壁的狀態(tài)下中止拉伸，(2)通過(guò)將延伸后的部分切斷而形成開(kāi)口部，(3)接下來(lái)，利用加熱機(jī)構(gòu)6使開(kāi)口部熔融，在形成厚壁部的同時(shí)形成氣泡噴出口8，(4)由此能夠進(jìn)一步確保延伸部4的厚度并且縮小氣泡噴出口8。因此，在制作具有與以往的氣泡噴出構(gòu)件1的氣泡噴出口8相同大小的氣泡噴出口8的氣泡噴出構(gòu)件的情況下，本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1能夠進(jìn)一步加厚延伸部4從而能夠提高耐久性。需要說(shuō)明的是，在利用煅燒儀形成厚壁部時(shí)，若將延伸部4的前端部分設(shè)為厚壁則不易破損，因此對(duì)厚壁部的形狀沒(méi)有特別限制，但若以延伸部4的內(nèi)側(cè)朝向前端而成為錐狀的方式形成為厚壁，則能夠提高噴出的氣泡的指向性而優(yōu)選。

需要說(shuō)明的是，為了在對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行局部消融時(shí)不損傷加工對(duì)象物，優(yōu)選通過(guò)加熱并按壓氣泡噴出口8部分的延伸部4而將形成為厚壁，并且以與加工對(duì)象物接觸的面為平面的方式利用加熱機(jī)構(gòu)6進(jìn)行加工。

圖2是示出本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件10的實(shí)施方式的一例的制作方法的圖。圖2所示的氣液噴出構(gòu)件10能夠通過(guò)以下的步驟形成。

(1)準(zhǔn)備內(nèi)徑比圖1所示的中空的絕緣材料2大的絕緣材料11，加熱并拉伸。

(2)通過(guò)拉斷來(lái)制作前端尖細(xì)的管12。

(3)使用加熱機(jī)構(gòu)6加熱管12的前端部分。

(4)通過(guò)切割管12的前端部分來(lái)制作外側(cè)輪廓部13。需要說(shuō)明的是，雖未圖示，但也可以切割前端部分，并通過(guò)與氣泡噴出構(gòu)件1的延伸部4的前端部分同樣的步驟在外側(cè)輪廓部13的前端部分形成厚壁部。

(5)為了形成在外側(cè)輪廓部13與氣泡噴出構(gòu)件1進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)用于對(duì)氣泡噴出構(gòu)件1進(jìn)行引導(dǎo)的狹窄部，將加熱機(jī)構(gòu)6與外側(cè)輪廓部13抵接。

(6)在外側(cè)輪廓部13形成狹窄部14。

(7)將埋入有第一環(huán)15的墊圈16嵌入氣泡噴出構(gòu)件1。

(8)將外側(cè)輪廓部13插入氣泡噴出構(gòu)件1的外側(cè)。

(9)將第一環(huán)15與外側(cè)輪廓部13的端部通過(guò)伸縮構(gòu)件17連接，由此制作氣液噴出構(gòu)件10。

需要說(shuō)明的是，在上述工序中根據(jù)需要形成狹窄部14即可，狹窄部14的形成不是必須的。

絕緣材料1使用與上述絕緣材料2相同的材料即可。在形成狹窄部14的情況下，為了抑制氣泡噴出構(gòu)件1移動(dòng)時(shí)的位置偏移，優(yōu)選以至少在三處成為對(duì)稱形狀的方式形成。第一環(huán)15也可以使用與絕緣材料2相同的材料。墊圈16利用使用聚合物膜、硅、橡膠、或PDMS(聚二甲基硅氧烷)并通過(guò)軟光刻-三維光學(xué)立體光刻法等方法制作的材料即可。伸縮構(gòu)件17只要能夠與第一環(huán)15和外側(cè)輪廓部13的端部連接并且能夠通過(guò)伸縮使氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)則沒(méi)有特別限制，例如可以舉出PDMS片、橡膠、彈簧等。優(yōu)選伸縮構(gòu)件17在未抵接于加工對(duì)象物的狀態(tài)下，向壓出方向施力以使外側(cè)輪廓部13位于比氣泡噴出口8靠前方的位置，因此優(yōu)選伸縮構(gòu)件17由在停止按壓后能夠恢復(fù)為原來(lái)的形狀的材料構(gòu)成。

圖3是示出外側(cè)輪廓部13的其他制作步驟的圖。圖3所示的外側(cè)輪廓部13能夠通過(guò)如下方式來(lái)制作：對(duì)絕緣材料11加熱并進(jìn)行拉伸，且在加熱部分達(dá)到比氣泡噴出構(gòu)件1的外徑稍大的狀態(tài)下停止。作為圖2的(8)、(9)的外側(cè)輪廓部13，能夠通過(guò)使用圖3所示的外側(cè)輪廓部13來(lái)制作與圖2不同的實(shí)施方式的氣液噴出構(gòu)件10。在加工對(duì)象物為細(xì)胞等較小的對(duì)象的情況下，使用圖2所示的實(shí)施方式的氣液噴出構(gòu)件10即可。另外，在對(duì)人等動(dòng)物進(jìn)行局部注射的情況下，若外側(cè)輪廓部13的開(kāi)口部分小則可能會(huì)傷害人、動(dòng)物，因此使用包含圖3所示那樣的開(kāi)口部分大的外側(cè)輪廓部13的氣液噴出構(gòu)件10即可。

需要說(shuō)明的是，在圖2所示的制作步驟中，將第一環(huán)15與外側(cè)輪廓部13通過(guò)伸縮構(gòu)件17連接，但只要是氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13能夠相對(duì)移動(dòng)且在氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13之間填充的導(dǎo)電性溶液不泄漏那樣的結(jié)構(gòu)則沒(méi)有特別限制。例如，可以在外側(cè)輪廓部13的端部安裝第二環(huán)，將第一環(huán)15與第二環(huán)通過(guò)伸縮構(gòu)件17連接，也可以不形成第一環(huán)15而將伸縮構(gòu)件17的一個(gè)端部與外側(cè)輪廓部13的端部粘接，將伸縮構(gòu)件17的另一個(gè)端部與氣泡噴出構(gòu)件1粘接。另外，伸縮構(gòu)件17不限定于單一的材料，也可以通過(guò)組合材料而形成。例如，也可以將彈簧等具有間隙的可伸縮的材料嵌合于第一環(huán)15和外側(cè)輪廓部13的端部并通過(guò)粘接劑固定，然后通過(guò)薄膜將彈簧等的周圍密封以使導(dǎo)電性溶液不泄漏，由此形成伸縮構(gòu)件17。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的“外側(cè)輪廓部與所述氣泡噴出構(gòu)件形成為能夠相對(duì)移動(dòng)”并不限定于將圖2以及圖3所示的形狀不會(huì)發(fā)生變化的硬質(zhì)的外側(cè)輪廓部13借助伸縮構(gòu)件17而以能夠與氣泡噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng)的方式與氣泡噴出構(gòu)件連接的例子，只要是能夠改變外側(cè)輪廓部13的端部與氣泡噴出構(gòu)件1的氣泡噴出口8的位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)則沒(méi)有特別限制。例如，也可以通過(guò)樹(shù)脂等材料形成外側(cè)輪廓部13整體，通過(guò)將其一部分制成蛇腹?fàn)疃鴮⑼鈧?cè)輪廓部13的一部分形成為易于伸縮的構(gòu)造。另外，也可以由具有撓性的材料形成外側(cè)輪廓部13整體，通過(guò)向加工對(duì)象物按壓而使外側(cè)輪廓部13向外側(cè)膨脹，從而能夠調(diào)整氣泡噴出構(gòu)件1的位置。

需要說(shuō)明的是，上述氣液噴出構(gòu)件10形成為氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13能夠相對(duì)移動(dòng)，本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1為與以往的氣泡噴出構(gòu)件相比呈現(xiàn)出優(yōu)異的效果的構(gòu)件，因此也可以僅將公知的氣液噴出構(gòu)件的氣泡噴出構(gòu)件置換成本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1。在該情況下，例如，將使用聚合物膜、橡膠墊圈、PDMS(PDMS)并通過(guò)軟光刻-三維光學(xué)立體光刻法等方法制作的定位墊圈嵌入圖1所示的氣泡噴出構(gòu)件1，將圖2的(5)或(6)所示的外側(cè)輪廓部13外插于墊圈即可。

圖4是示出局部消融裝置20的整體結(jié)構(gòu)的圖。電力輸出機(jī)構(gòu)至少包含電線23，該電線23用于與一般商用交流電源裝置21、以及氣泡噴出構(gòu)件1或氣液噴出構(gòu)件10的芯材3(有源電極)、對(duì)置電極22形成回路，根據(jù)需要也可以設(shè)置無(wú)感電阻24、電壓放大電路25以及未圖示的DIO(數(shù)字輸入輸出)端口等。電力輸出機(jī)構(gòu)能夠通過(guò)將無(wú)感電阻24、DIO端口等裝入以往的電動(dòng)手術(shù)刀用電路并設(shè)置為微小對(duì)象用的輸出結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)單地制成。

需要說(shuō)明的是，對(duì)置電極22可以與氣泡噴出構(gòu)件1或氣液噴出構(gòu)件10形成為分體構(gòu)件，但在使用氣液噴出構(gòu)件10的情況下，也可以配置于輪廓部的外表面或外側(cè)輪廓部10的內(nèi)表面。在將對(duì)置電極22設(shè)置于氣液噴出構(gòu)件10的情況下，對(duì)置電極22與芯材3能夠形成回路即可，因此只要是同在氣泡噴出構(gòu)件1的輪廓部5與外側(cè)輪廓部13之間填充的導(dǎo)電性溶液接觸的位置則沒(méi)有特別限制。對(duì)置電極22使用芯材3所例示的材料即可。

從電力輸出機(jī)構(gòu)向芯材3以及對(duì)置電極22輸出的電流、電壓以及頻率只要處于能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行局部消融、局部注射且不損傷氣泡噴出構(gòu)件1、氣液噴出構(gòu)件10的范圍內(nèi)則沒(méi)有特別限制。例如，電流優(yōu)選為1mA～10A，更優(yōu)選為1mA～80mA，尤其優(yōu)選為2mA～75mA。若電流小于1mA則有時(shí)不能順利地生成氣泡，若電流大于10A則會(huì)產(chǎn)生電極損耗而不優(yōu)選。電壓優(yōu)選為0.1V～100KV，更優(yōu)選為100V～1800V，尤其優(yōu)選為200V～1200V。若電壓小于0.1V則難以生成氣泡，若電壓大于100kV則可能會(huì)造成芯材3的損耗、氣泡噴出構(gòu)件1的破損而不優(yōu)選。頻率優(yōu)選0.1kHz～10GHz，更優(yōu)選為1kHz～1GHz，進(jìn)一步優(yōu)選為5kHz～1MHz，尤其優(yōu)選為10kHz～60kHz。若頻率小于0.1kHz則給加工對(duì)象物帶來(lái)的沖擊大，并且氣泡噴出構(gòu)件1可能會(huì)破損，若頻率大于10GHz則可能無(wú)法生成氣泡而不優(yōu)選。

在使用局部消融裝置的情況下，將氣泡噴出構(gòu)件1或氣液噴出構(gòu)件10以及對(duì)置電極22浸漬于導(dǎo)電性溶液并施加電壓即可。作為加工對(duì)象物，只要是能夠通過(guò)使氣泡碰撞而開(kāi)孔、切削的對(duì)象物則沒(méi)有特別限制。例如，可以舉出從人或非人動(dòng)物的組織分離出的干細(xì)胞、皮膚細(xì)胞、粘膜細(xì)胞、肝細(xì)胞、胰島細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、骨細(xì)胞、肌細(xì)胞、卵細(xì)胞等、以及植物細(xì)胞、昆蟲(chóng)細(xì)胞、大腸桿菌、酵母、霉菌等微生物細(xì)胞等細(xì)胞、和蛋白質(zhì)等有機(jī)結(jié)晶等。

在專利文件1中，本發(fā)明人等明確了從氣泡噴出構(gòu)件噴出的氣泡能夠吸附注射物質(zhì)。認(rèn)為通過(guò)對(duì)芯材3通電而產(chǎn)生的氣泡帶電，通過(guò)電使氣泡吸附注射物質(zhì)。因此，在使用氣液噴出構(gòu)件10進(jìn)行局部消融時(shí)，若使浸漬氣液噴出構(gòu)件10的導(dǎo)電性溶液包含注射物質(zhì)，則能夠噴出周圍吸附有注射物質(zhì)的氣泡。因此，能夠作為在對(duì)加工對(duì)象物進(jìn)行局部消融的同時(shí)導(dǎo)入注射物質(zhì)的局部注射裝置而使用。

注射物質(zhì)不論是氣體、固體還是液體均可，只要是能夠溶解及/或分散在溶液中的物質(zhì)則沒(méi)有特別限制，作為氣體可以舉出空氣、氮、氦、二氧化碳、一氧化碳、氬、氧等，作為液體可以舉出含有DNA、RNA、蛋白質(zhì)、氨基酸等活體分子的溶液、藥劑溶液等。

圖5是示出本發(fā)明的局部注射裝置的實(shí)施方式的一例的圖。本發(fā)明的局部注射裝置也能夠與以往同樣地將氣液噴出構(gòu)件10浸漬于導(dǎo)電性溶液內(nèi)而使用。然而，本發(fā)明的氣液噴出構(gòu)件10如圖5的(1)所示，在氣液噴出構(gòu)件10的外側(cè)輪廓部13的內(nèi)側(cè)的空間填充有含有注射物質(zhì)的溶液(以下，有時(shí)記載為“注射溶液”)，通過(guò)與加工對(duì)象物30抵接而使注射溶液不向外泄漏出，并且如圖5的(2)所示，能夠按壓氣泡噴出構(gòu)件1而將氣泡噴出口8配置在適于局部注射的位置。因此，本發(fā)明的局部注射裝置能夠在大氣中使用。

并且，如上所述，在氣泡噴出構(gòu)件1的延伸部形成有厚壁部41而能夠施加高電壓，因此除了以往的細(xì)胞等之外還能夠用于對(duì)動(dòng)物等的局部注射。另外，本發(fā)明的局部注射裝置能夠在空氣中使用并且能夠施加高電壓，因此也能夠作為無(wú)針注射裝置使用。特別是以往使用注射針的注射器不僅具有扎針的痛感，還存在針的重復(fù)使用和誤用已使用針進(jìn)行如此而導(dǎo)致的病毒感染等問(wèn)題，通過(guò)將本發(fā)明的局部注射裝置用作無(wú)針注射裝置能夠解決上述問(wèn)題。

向氣液噴出構(gòu)件10的外側(cè)輪廓部13的內(nèi)側(cè)的空間填充注射溶液時(shí)，可以將氣液噴出構(gòu)件10的前端浸漬于注射溶液中并利用毛細(xì)現(xiàn)象進(jìn)行填充，也可以在氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)外殼部13之間的空間連接管等而進(jìn)行注入。

以下舉出實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明，但該實(shí)施例僅用于本發(fā)明的說(shuō)明，是為了其具體方式的參考而提供的。上述的例示用于說(shuō)明本發(fā)明的特定的具體方式，但并不限定或限制本發(fā)明公開(kāi)的范圍。

實(shí)施例

[氣泡噴出構(gòu)件1的制作]

<實(shí)施例1>

在微型移液管用硼硅玻璃管(外徑1.37mm，內(nèi)徑0.93mm，Drummond Scientific Company)內(nèi)插入直徑30μm的Cu線，在通過(guò)玻璃拉伸器(glass puller)(SUTTER公司制，P-1000IVF)加熱的同時(shí)拉斷而使玻璃與Cu線相比進(jìn)一步延伸。接下來(lái)，使用煅燒儀(microforge)(MF-900，株式會(huì)社NARISHIGE)使延伸后的玻璃的前端部分熔融并且按壓蓋前端部分從而形成厚壁部，制作出本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1。圖6的(1)是在實(shí)施例I中制作的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片。由照片可知，能夠確認(rèn)延伸部4的內(nèi)側(cè)朝著前端呈錐狀形成為厚壁。另外，芯材3的直徑約為30μm，氣泡噴出口8為直徑約6μm的圓形狀。

<比較例1>

不對(duì)延伸后的玻璃的前端部分進(jìn)行厚壁加工，而將拉斷后的構(gòu)件作為比較例1的氣泡噴出構(gòu)件。圖6的(2)是在比較例1中制作的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片。由照片可以，能夠確認(rèn)延伸部4整體較薄且形成為錐狀。另外，氣泡噴出口8為直徑約14μm的圓形狀。

[局部注射裝置(注射裝置)的制作]

<實(shí)施例2>

(1)外側(cè)輪廓部13的制作

通過(guò)玻璃拉伸器(SUTTER公司制，P-1000IVF)將微型移液管用硼硅玻璃管(外徑2.03mm，內(nèi)徑1.68mm，Drummond Scientific Company)加熱并拉斷。將拉斷的玻璃管設(shè)置于煅燒儀(MF-900，株式會(huì)社NARISHIGE)并以直徑成為約100μm的方式切割。此外，使煅燒儀與從前端起向后300μm的位置抵接，以90°間隔在四處進(jìn)行加熱而制作狹窄部14。外側(cè)輪廓部13的前端部分的內(nèi)徑約為100μm。

(2)局部注射裝置的組裝

首先，利用Ag膠(H20E，株式會(huì)社理經(jīng))使實(shí)施例1中制作的氣泡噴出構(gòu)件1與醫(yī)用電動(dòng)手術(shù)刀(CONMED公司制，714-S)連接。之后，用熱板以120℃加熱15分鐘而使連接部固化。

接下來(lái)，在OHP膜(住友3M公司)上涂布進(jìn)行了30分鐘真空脫泡的PDMS(溶劑∶固化劑＝25∶1)(東麗·道康寧(株))，使用旋涂機(jī)以4000rpm的速度旋涂20秒。之后，利用烘箱以120℃加熱60分鐘而使其固化。

然后，將切割為2cm左右的硅管(內(nèi)徑2mm、外徑3mm)套在切割為1.5cm左右的微型移液管用硼硅玻璃管(外徑2.03mm，內(nèi)徑1.68mm，Drummond Scientific Company)上，且在硅管的中央設(shè)置縫隙，將氣泡噴出構(gòu)件1從縫隙部位插入至根部并使用粘接劑(超級(jí)X，CEMEDINE株式會(huì)社)結(jié)合以防空氣泄漏。最后，將在上述(1)中制作的外側(cè)輪廓部13外插于氣泡噴出構(gòu)件1，在使上述切割為1.5cm左右的玻璃管端部與外側(cè)輪廓部13的端部相隔3mm左右的位置，將之前制作的上述PDMS片從HP膜剝離并將玻璃管與外側(cè)輪廓部13的端部彼此包裹而結(jié)合，從而制作實(shí)施例2的局部注射裝置。圖7是在實(shí)施例2中制作的局部注射裝置的整體照片、以及將氣液噴出構(gòu)件10的前端部分以及伸縮部分放大后的照片。

另外，圖8是示出使用在實(shí)施例2中制作的局部注射裝置時(shí)的前端部分的動(dòng)作的照片。圖8的(1)是使在實(shí)施例2中制作的注射裝置的前端與加工對(duì)象抵接之前的照片，圖8的(2)是將前端按壓于加工對(duì)象物之后的照片。如圖8所示，可知?dú)馀輫姵鰳?gòu)件1與外側(cè)輪廓部3能夠相對(duì)移動(dòng)，從而調(diào)整加工對(duì)象物與氣泡噴出口8的位置關(guān)系。

<實(shí)施例3>

(1)外側(cè)輪廓部13的制作

通過(guò)玻璃拉伸器(SUTTER公司制，P-1000IVF)將微型移液管用硼硅玻璃管(外徑2.03mm，內(nèi)徑1.68mm，Drummond Scientific Company)加熱并拉伸，在中央做出縮頸構(gòu)造，通過(guò)將縮頸構(gòu)造的兩端切割為適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度而制作出外側(cè)輪廓部13。外側(cè)輪廓部13的內(nèi)徑約為1.6mm。

(2)局部注射裝置的組裝

接下來(lái)，使進(jìn)行了30分鐘真空脫泡的PDMS(溶劑∶固化劑＝10∶1)(東麗·道康寧(株))流入約7cm×7cm×3cm的塑料制的托盤(pán)使得高度成為3mm左右，再次進(jìn)行20分鐘真空脫泡后在90℃的烘箱內(nèi)烘焙20分鐘。之后，從塑料容器中取出固化的PDMS，用孔徑8mm的活檢環(huán)鉆(貝印(株))挖通并進(jìn)一步用孔徑2mm的活檢環(huán)鉆(貝印(株))在其中心來(lái)制作環(huán)墊片。

接下來(lái)，在實(shí)施例2的(2)的步驟中，將上述環(huán)墊片插入切割為1.5cm左右的玻璃管的端部，將外側(cè)輪廓部13替代為將上述環(huán)墊片插入實(shí)施例3(1)中制作的外側(cè)輪廓部13的端部而成的構(gòu)件，并使兩個(gè)環(huán)墊片相隔約1cm左右，將兩個(gè)環(huán)墊片通過(guò)PDMS片包裹，除此之外，通過(guò)與實(shí)施例2同樣的步驟制作局部注射裝置。圖9是在實(shí)施例3制作的局部注射裝置的整體照片、和將氣液噴出構(gòu)件10以及伸縮部分放大后的照片。

<比較例2>

除了代替實(shí)施例2的氣泡噴出構(gòu)件1而使用比較例1的氣泡噴出構(gòu)件以外，通過(guò)與實(shí)施例2同樣的步驟制作局部注射裝置。需要說(shuō)明的是，為了使氣泡噴出口8接近加工對(duì)象物，氣泡噴出口8與外側(cè)輪廓部13以成為大致相同的平面狀的方式配置。

[氣泡噴出構(gòu)件1的前端的強(qiáng)度試驗(yàn)]

<實(shí)施例4>

將在實(shí)施例3中制作的局部注射裝置的氣液噴出構(gòu)件10以及由銅板制作的對(duì)置電極22浸漬于Steinberg溶液中(NaCl 3.4g/L、KCl 0.05g/L、Ca(NO₃)₂·4H₂O 0.08g/L、MgSo₄·7H₂O 0.205g/L、HEPES 0.715g/L、超純水1L)。接下來(lái)，緩慢提高對(duì)芯材3與對(duì)置電極22施加的電力，在約8.80mA、2160V時(shí)氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分破損。圖10的(1)是施加電力前的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片，圖10的(2)是因施加電力而剛破損后的前端部分的照片。圖10的(2)的箭頭示出破損部位，輪廓部5在芯材3與輪廓部5的邊界附近破損。

<比較例3>

除了代替實(shí)施例3的局部注射裝置而使用比較例2的局部注射裝置以外，與實(shí)施例4同樣地施加電力，在約5.33mA、1560V時(shí)氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分破損。圖10的(3)是施加電力前的氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分的照片，圖10的(4)是因施加電力而剛破損后的前端部分的照片。圖10的(4)的箭頭示出破損部位，延伸部4的前端部分破損。

根據(jù)以上的結(jié)果可知，通過(guò)在氣泡噴出構(gòu)件1的前端形成厚壁部能夠提高向氣泡噴出構(gòu)件1施加的電力。

[局部注射裝置對(duì)加工對(duì)象物的損傷實(shí)驗(yàn)]

<實(shí)施例5>

在顯微鏡下觀察實(shí)施例2中制作的局部注射裝置的氣泡噴出口8(口徑6μm)，同時(shí)使氣泡噴出口8從相反側(cè)接近利用由PDMS制作的卵子把持用具固定的非洲爪蟾未受精卵(以下，有時(shí)記載為“未受精卵)，接下來(lái)施加1.8mA、440V的電力。圖11的(1)是施加電力并剛噴出氣泡后的照片。在向未受精卵噴出氣泡時(shí)，由于氣泡的碰撞能量未受精卵在氣泡的前進(jìn)方向上的一端而按壓，但在停止氣泡的噴出時(shí)，未受精卵有時(shí)會(huì)由于反作用而被壓回到氣泡噴出口8側(cè)并與氣泡噴出口8接觸。然而，氣泡噴出構(gòu)件1的前端為平面狀因而不會(huì)損傷未受精卵。

<比較例4>

除使用在比較例2中制作的局部注射裝置以外，與實(shí)施例5同樣地使氣泡噴出口8(口徑14μm)接近未受精卵并施加電力。圖11的(2)是施加電力并剛噴出氣泡后的照片。在比較例4中，氣泡噴出構(gòu)件的前端尖細(xì)，因此在未受精卵由于反作用而向氣泡噴出口8側(cè)變形時(shí)，氣泡噴出口8會(huì)刺入未受精卵。

<實(shí)施例6>

在實(shí)施例5中確認(rèn)了在使用本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件1時(shí)不會(huì)在氣泡噴出時(shí)損傷未受精卵，對(duì)局部注射的一系列操作對(duì)未受精卵的影響進(jìn)行了調(diào)查。需要說(shuō)明的是，為了觀察未受精卵的損傷程度而在Steinberg溶液中添加了熒光試劑(Dextran，Alexa FluorR 59410000MW；Life Technologies Japan公司制)。如果未受精卵損傷而內(nèi)容物漏出至外部，熒光試劑會(huì)與內(nèi)容物結(jié)合從而能夠可視化。其他步驟與實(shí)施例5同樣地進(jìn)行。圖12的(1)是施加電力前(t＝0秒)的照片，圖12的(2)是施加電力后噴出的氣泡碰撞的瞬間(t＝0.3秒)的照片，圖12的(3)是將氣泡噴出口8從未受精卵剛離開(kāi)后(t＝5秒)的照片，圖12的(4)是與氣泡碰撞后經(jīng)過(guò)10秒后的照片。

<比較例5>

除了使用在比較例2中制作的局部注射裝置以外，通過(guò)與實(shí)施例6同樣的步驟施加電力。圖12的(5)是施加電力前(t＝0秒)的照片，圖12的(6)是施加電力后噴出氣泡碰撞的瞬間(t＝0.3秒)的照片，圖12的(7)是將氣泡噴出口8(口徑14μm)從未受精卵剛離開(kāi)后的(t＝5秒)照片，圖12的(8)是與氣泡碰撞后經(jīng)過(guò)10秒后的照片。

由圖12可知，能夠確認(rèn)在使用了以往的氣液噴出構(gòu)件10的情況下內(nèi)容物從未受精卵飛出。認(rèn)為其原因在于：以往的氣液噴出構(gòu)件10的氣液噴出口8的口徑大，因此氣泡與未受精卵碰撞時(shí)的沖擊大；以及氣泡噴出口8的前端部分是通過(guò)拉斷玻璃而形成的，因此在氣泡噴出時(shí)氣泡噴出口8可能會(huì)損傷未受精卵。

另一方面，在使用本發(fā)明的局部注射裝置時(shí)，氣泡噴出構(gòu)件1的前端部分為厚壁且呈平滑的形狀，因此在使氣泡噴出口8接近未受精卵時(shí)不易損傷未受精卵。此外，認(rèn)為其原因在于：氣泡噴出口8的直徑比以往的氣泡噴出構(gòu)件1小，因此在氣泡與未受精卵碰撞時(shí)帶來(lái)的沖擊小。

圖13是對(duì)實(shí)施例6的與氣泡碰撞而經(jīng)過(guò)10秒后的未受精卵照射汞燈并由CCD相機(jī)拍攝到的照片。如圖13的照片的箭頭所示，確認(rèn)到實(shí)現(xiàn)了局部注射熒光試劑。根據(jù)以上結(jié)果，確認(rèn)到通過(guò)使用本發(fā)明的局部注射裝置，能夠在抑制加工對(duì)象物的損傷的同時(shí)進(jìn)行局部注射。

[在空氣中使用局部注射裝置(注射裝置)的注射]

<實(shí)施例7：對(duì)西紅柿的注射>

除了使用氣泡噴出口的直徑為4μm的氣泡噴出構(gòu)件1以外，通過(guò)與實(shí)施例3同樣的步驟制作局部注射裝置。接下來(lái)，向外側(cè)輪廓部13的內(nèi)部填充實(shí)施例4的Steinberg溶液并將其按壓于西紅柿。另外，將對(duì)置電極22配置為與西紅柿底部接觸。接下來(lái)，施加2.3mA、1740V的電壓。圖14是局部注射后的西紅柿的照片，箭頭的部分是注射后的部位。

<實(shí)施例8：對(duì)蘿卜芽葉的局部注射>

向在實(shí)施例3中制作的外側(cè)輪廓部13的內(nèi)部填充純水并按壓于蘿卜芽葉。需要說(shuō)明的是，純水中添加了熒光試劑(Fluorescein Isothiocyanate-Dextran(10000MW；SIGMA-Aldrich公司制)。另外，將對(duì)置電極22配置在蘿卜芽葉的內(nèi)側(cè)。接下來(lái)，施加81.8mA、1.3kV的電壓。圖15是局部注射后的蘿卜芽葉在暗視野下的照片。如圖15所示，確認(rèn)到了熒光，因此實(shí)現(xiàn)了向蘿卜芽葉注射熒光試劑。

<實(shí)施例9：對(duì)雞胸肉的局部注射>

除代替直徑30μm的Cu線而使用直徑100μm的Cu線以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的步驟制作了氣泡噴出構(gòu)件1。芯材的直徑約為100μm，氣泡噴出口8是直徑約6μm的圓形狀。接下來(lái)，除使用制作的氣泡噴出構(gòu)件1以外，通過(guò)與實(shí)施例3同樣的步驟制作局部注射裝置。

向制作的局部注射裝置的外側(cè)輪廓部13的內(nèi)部填充NaCl溶液(0.9％w/V)并按壓于雞胸肉。NaCl溶液中添加了熒光珠(φ2.1μm；Thermo Scientrific公司制)。需要說(shuō)明的是，在實(shí)施例9中使用熒光珠是由于實(shí)施例8的熒光試劑會(huì)滲入到雞胸肉內(nèi)。另外，對(duì)置電極22放置在雞胸肉的下方。接下來(lái)，施加200mA、1.3kV的電壓。圖16是局部注射后的雞胸肉在暗視野下的照片。如圖16所示，實(shí)現(xiàn)了向雞胸肉局部注射熒光珠。

<實(shí)施例10：對(duì)糙米(去除糠后)的注射>

使用糙米(去除糠后)代替雞胸肉，將該糙米固定于由PDMS制作的夾具，將對(duì)置電極22配置為同氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13之間的NaCl溶液接觸，施加420mA、1.8kV的電壓，除此之外通過(guò)與實(shí)施例9同樣的步驟進(jìn)行局部注射。圖17是局部注射后的糙米在暗視野下的照片。如圖17所示，實(shí)現(xiàn)了向糙米進(jìn)行局部注射。

如實(shí)施例7至10所示，確認(rèn)了若使用本發(fā)明的局部注射裝置，則能夠在空氣中實(shí)現(xiàn)對(duì)從軟到硬的加工對(duì)象物的局部注射。

[局部注射裝置(注射裝置)的另一實(shí)施方式的制作]

<實(shí)施例11>

代替實(shí)施例2的外側(cè)輪廓部13，使用PDMS并以形成為中空?qǐng)A筒形狀的方式利用塑膠模型、玻璃-金屬棒等進(jìn)行轉(zhuǎn)印以及成形為三維形狀，由此利用PDMS制作外側(cè)輪廓部13整體。圖18是示出制作的局部注射裝置的外觀的照片。

圖19是示出在實(shí)施例11中制作的局部注射裝置的前端部分的動(dòng)作的照片。圖19的(1)是抵接前的照片，圖19的(2)是抵接后的照片，并且圖19的(1)以及(2)的上段是外側(cè)輪廓部13的整體照片，下段是將前端部分放大后的照片。由圖19可知，通過(guò)使用具有撓性的材料形成外側(cè)輪廓部13整體，即使不使用伸縮構(gòu)件17也能夠使氣泡噴出構(gòu)件1與外側(cè)輪廓部13相對(duì)移動(dòng)從而調(diào)整加工對(duì)象物與氣泡噴出口8的位置關(guān)系。

工業(yè)實(shí)用性

通過(guò)使用本發(fā)明的氣泡噴出構(gòu)件、氣液噴出構(gòu)件、局部消融裝置以及局部注射裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠?qū)庸?duì)象物進(jìn)行更細(xì)微的加工。并且，本發(fā)明的局部注射裝置在大氣中也能夠使用，也能夠作為無(wú)針注射裝置使用。因此，除了能夠在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)等研究機(jī)構(gòu)用于加工對(duì)象物的細(xì)微加工外，也能夠在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、畜牧/農(nóng)林水產(chǎn)機(jī)構(gòu)等作為無(wú)針注射裝置使用。