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マイクロマニピュレータは、顕微鏡下で試料と物理的に相互作用するために使用される装置であり、人間の手だけでは達成できないレベルの精密な動きが必要とされる。[ 1 ]一般的には、入力ジョイスティック、動きの範囲を縮小する機構、およびマイクロツールを保持して対象物を保持、注入、切断、またはその他の方法で操作するための手段を備えた出力部から構成される。動きを縮小する機構では、通常、バックラッシュのない動きが求められる。これは、機構の各部分が選択された 1 つ以上の自由度でのみ動くように運動学的制約を使用することで実現され、通常は絶対精度を多少犠牲にして、動きの高精度と再現性を実現する。
動作の減速は、機械式レバー、非圧縮性流体を含むチューブで接続された異なる直径のピストンを用いた油圧式、ステッピングモーターまたはリニアアクチュエータを用いた電子式、あるいはこれらの技術を組み合わせた装置によって行うことができる。粗調整と微調整を可能にするため、異なる動作範囲または可変減速比を持つ機構を1つの装置に組み込むことも可能である。
用途に応じて、ユーザーは動作分解能、動作速度、可動範囲、精度など、さまざまなレベルの機能を必要とする場合があります。これらは、メーカーがマニピュレータの設計に組み込む重要な要素であり、通常は特定の用途に合わせて設計されます。
マイクロマニピュレータは通常、顕微鏡と組み合わせて使用されます。用途に応じて、1つまたは複数のマイクロマニピュレータを顕微鏡のステージに取り付けたり、顕微鏡の横のベンチに固定したりします。マイクロマニピュレーションの典型的な用途は、ヒトの卵細胞質内精子注入法です。この方法では、直径約100マイクロメートルの卵母細胞に、胚培養士の直接的な手動制御の下、直径約3～5マイクロメートルの精子を注入します。使い捨てのガラス製マイクロピペットは、マニピュレータの出力部に取り付けられたツールホルダーに装着されます。ツールホルダーは、さまざまなサイズのツールや、ツールを保持する角度に合わせて調整できます。
マイクロマニピュレーターは、マイクロエレクトロニクス分野において、小型から中型の集積回路やハイブリッドデバイス上にテストプローブを配置したり、生物学研究におけるパッチクランプ実験に用いられたりするなど、様々な用途で活用されている。