精密化を実現：実験ワークフローにおけるピエゾモーター

デジタルスキャナーにおける高速な安定時間と短い応答時間

応答時間と安定化時間の短縮は、精密機器における重要な動作パラメータである。応答時間とは指令後アクチュエータが動作を開始するまでの時間を指し、安定化時間とはシステムが許容範囲内で目標位置に到達し安定するまでの時間を示す。いずれかのパラメータで過剰な遅延が生じると、位置決め遅延が発生し、実効スループットが低下する。さらに走査アプリケーションでは画像のぼやけや位置合わせ誤差を引き起こす可能性がある。 両特性を最適化したモーションシステムは、軸の高速遷移と即時的な位置安定性を実現し、高周波イメージング、オートフォーカスルーチン、体積データ取得に不可欠です。ここでは、Piezo LEGS® 活用された代表的な3つのユースケースを紹介します：

ハイコンテンツスクリーニング（HCS）

HCS装置において、速度と精度は処理能力を直接決定します。短い応答時間はステージや対物レンズの位置間移動を高速化し、高速な安定化は画像取得前にシステムが瞬時に安定することを保証しますPiezo LEGS®の二大特長Piezo LEGS®これらの特長が相まって、数千ウェルにわたる高速オートフォーカスとZスタック取得を実現し、画質を損なうことなく生産性の向上を推進しますPiezo LEGS®

当社が提供したソリューションの一例：
XYZロボットステージまたは完全OEMターレット：高速サブマイクロメートルZスタック＆ティリング画像取得
PiezoLEGS：LT20、LT40 – 対物レンズ・Z軸移動による連続オートフォーカス用高速サブマイクロメートル位置決め
コントローラー：PMD/301/401/501

イメージングサイトメトリー

プレートやマイクロ流体チャンバーを走査するイメージングサイトメーターにおいて、ウェル間や視野間の移動はすべて潜在的な遅延要因となる。短い応答時間は不要な移動を最小限に抑え、高速な安定化によりステージが正確な撮像位置で安定することを保証する。この組み合わせによりウェルあたりのサイクルタイムが短縮され、高スループットサイトメトリー測定が速度と信頼性の高い測定精度を同時に実現する。

当社が提供したソリューションの例：
XYZロボットステージまたは完全OEMターレット：高速サブマイクロメートルZスタック＆ティリング画像取得
PiezoLEGS：LL06、LL10、LT20、LT40 – 独立したZ軸レンズ移動（一部モデル）
コントローラー：PMD/301/401/501/502

デジタル病理スキャナー

全スライドイメージングでは、不均一な組織サンプル全体にわたる高速タイリングと頻繁な再焦点化が求められる。Piezo LEGS® による高速応答の焦点機構により、各タイルで対物レンズが素早く調整され、高速安定化時間により振動によるブレなく即時イメージングを開始可能。これらの特性は日常のスライド処理能力を直接向上させ、高処理量ラボにおいて一貫した診断画像品質を維持する。

当社が提供したソリューションの一例：
XYZロボットステージまたは完全OEMターレット：高速・高解像度による全スライドデジタル化
PiezoLEGS：LL10、LT20、LT40 – 全スライド画像取得時の精密焦点調整およびオートフォーカスマッピング用、対物レンズ・Z軸・サブマイクロメートル級動作
コントローラー：PMD/301/401/501

SEMおよびライトシート顕微鏡アプリケーションにおけるバックラッシュゼロ

バックラッシュゼロは精密運動システムにおける基本要件である。歯車やねじ駆動機構の機械的遊びは、ソフトウェアでは補正不可能な位置決め誤差、ヒステリシス、不安定性を引き起こす。バックラッシュの排除は真の再現性と安定性を保証し、サブマイクロメートルまたはナノメートル単位の精度を要求するアプリケーションにおいて極めて重要である。以下の2つの使用事例が、バックラッシュゼロが実践的に重要な理由を示す：

走査型電子顕微鏡（SEM）

SEMステージは、小さなチップから数キログラムのサンプルマウントまで幅広いサイズに対応し、高負荷下でもサブマイクロメートル単位の再現性のある位置決めを実現する必要があります。ステージのXY軸、傾斜軸、回転軸における機械的なバックラッシュは、位置決め誤差、ビームのずれ、自動イメージング時の再現性低下を引き起こします。 バックラッシュゼロPiezo LEGS®ステージは、機械的遊びのない滑らかで精密なサンプル位置決めを実現し、画像の安定性と再現性を直接向上させます。

当社が提供したソリューションの一例：
XYZTR ロボティックステージ（高負荷対応）：グラム～数キログラムの試料をサブマイクロメートル精度で微細位置決め
PiezoLEGS: LL06, LL10, LT20 – コンデンサーと対物レンズ開口部の精密XY調整
コントローラー: PMD401/501/502

光シート顕微鏡法

光シートシステムは、繊細な生体試料や透明化試料を照明面内で精密なXYZ（および多くの場合回転）移動させることに依存しています。わずかなバックラッシュでも、試料のドリフト、ボリュームのぼやけ、3D再構成におけるスティッチングエラーを引き起こす可能性があります。バックラッシュゼロPiezo LEGS® はこの誤差要因を排除し、一貫した位置合わせによる鮮明な高解像度ボリュームイメージングと多角度取得を実現します。

当社が提供したソリューションの一例：
XYZθ 4軸 LPS & RPS PiezoLEGS ロボティックステージ：粗動・微動によるXYZサンプル移動と3Dサンプル回転
PiezoLEGS: LL10, LT20, LT40 - 格子光シート応用における対物レンズ・Z軸・サブμm級動作
コントローラ：PMD/301/401/501

非磁性、TEMおよびX線顕微鏡における高真空対応性

非磁性動作と高真空互換性は、先進的なイメージング技術や加速器技術におけるモーションシステムにとって不可欠な要件です。 磁性部品は電子ビームやイオンビームを歪ませる可能性があり、またアウトガスや不適切な材料は高真空環境を損ないます。非磁性・真空条件向けに特別に設計されたモーションソリューションは、干渉のない安定した動作を保証し、これらの要求の厳しいシステムにおいて信頼性の高い位置合わせ、集束、試料操作を可能にします。以下のユースケースは、非磁性設計と真空互換性の組み合わせが、過酷な環境下での信頼性の高い動作をいかに実現するかを示しています：

透過型電子顕微鏡（TEM）

TEMは、高真空カラム内での極めて安定したビームアライメントとナノメートル単位の試料位置決めを必要とします。磁気的影響は電子ビームを偏向させ、互換性のない材料からのアウトガスは真空の完全性を損なう可能性があります。非磁性で真空対応のPiezo LEGS® 、ビーム経路の安定性を妨げることなくグリッドや開口部の精密位置決めを保証し、高解像度イメージングや回折研究を可能にします。

当社が提供したソリューションの一例：
ゴニオメーター XYZRxRyRz PiezoLEGSステージ：ナノメートル単位の試料位置決めと角度制御
PiezoLEGS：LL10、LT20、高真空対応・非磁性 – 凝縮レンズ、対物レンズ、SAおよび回折アパーチャのサブマイクロメートル単位XY調整
コントローラー：PMD401/501/502

X線顕微鏡法

X線顕微鏡は、真空と非磁性要件を組み合わせた制御環境内で、ビーム定義用開口部、コリメータ、試料ステージを使用する。わずかな位置誤差や磁気干渉でも、長時間露光中の再構成画像を歪ませる可能性がある。真空対応Piezo LEGS® 、試料と光学系の安定したXYZ位置決めを実現し、サブマイクロメートル精度で数時間にわたる信頼性の高いイメージングを保証する。

当社が提供したソリューションの一例：
XYZ PiezoLEGS ロボティックステージ：高真空・非磁性環境下におけるサブμm単位の試料位置決め
PiezoLEGS:LL10 & LT20、高真空・非磁性 – ビームアライメントおよび開口制御のためのサブμm単位のコリメータ駆動
コントローラ：PMD401/501/502

サイクロトロン

コンパクトサイクロトロン技術の登場は、医療画像診断施設や研究センターがPET用同位体にアクセスする方法を変革している。従来、サイクロトロンは大型で複雑な設備であり、大規模機関でのみ導入が可能であった。現代のコンパクトシステムにより、病院、大学、小規模研究施設における現地での同位体生産が可能となり、中央集約型施設への依存を解消するとともに、輸送中の同位体崩壊損失を低減している。

コンパクトなサイクロトロンでは、ビーム抽出経路の周囲に複数のターゲットスロットが配置されることがある。同位体やターゲット材料を切り替えるには、ビームまたはターゲットホルダーをマイクロメートル単位の精度で再配置する必要がある。Piezo LEGS® のような非磁性リニアアクチュエータは、抽出領域に近い真空チャンバー内で成功裏に使用Piezo LEGS® 。非磁性であるため、ビームを誘導する磁界を乱さない。さらに、真空対応（低アウトガス材料と真空適合構造を採用）であるため、チャンバーの真空度を低下させない。

このアクチュエータはターゲット間の迅速な切り替えを可能にし、スループットと柔軟性を向上させます。一方、アクチュエータを真空チャンバー外に配置する場合、複雑な機械的フィードスルー、より長いリンク機構、そして潜在的な真空漏れが必要となります。このようなコンパクトで非磁性のモーションソリューションは、Piezo LEGS® 実現された次世代ベンチトップサイクロトロンにおける、信頼性が高く効率的な同位体生産の鍵となる要素です。

当社が提供したソリューションの一例：
LT20、非磁性、真空対応：真空内および放射性環境下における電子ビームのターゲット調整。LR23-50、非磁性、真空対応：ゼロ磁場環境下での稼働中のシステム校正。

マイクロマニピュレーター駆動アプリケーションにおけるゼロドリフト

ゼロドリフトは精密マイクロマニピュレーションにおける決定的な性能特性である。従来のステージにおける機械的クリープや熱膨張は位置誤差を徐々に蓄積させ、長時間の実験中に操作者が絶えず再調整を強いられる。これに対し、真のゼロドリフトシステムはナノメートル解像度でも数時間にわたり安定した位置決めを維持する。これは継続的な安定性が不可欠な応用分野において極めて重要である。本稿では二つの使用事例を用いてこの点を強調する：

電気生理学：パッチクランプ法とニューロピクセル記録

電気生理学において、パッチクランプ法とニューロピクセル法の両実験は絶対的な位置安定性を要求する。マイクロピペットやプローブがニューロンに封入された後、たとえナノメートル単位のドリフトでも封入が破れたり記録部位がずれたりする可能性がある。 ゼロドリフトマイクロマニピュレーターは電極の安定性を無期限に維持し、操作者の補正なしに長期記録を可能にする。この安定性は特に高チャネル数ニューロピクセルプローブにおいて重要であり、ドリフトが生じると同時多サイト記録が損なわれる。

当社が提供したソリューションの一例：
Sensapexマイクロマニピュレーター一式（顕微鏡・コントローラー含む）：パッチクランプ、生体神経ピクセル記録、光遺伝学

細胞質内精子注入法（ICSI – 近日公開予定）

体外受精（IVF）におけるICSI（顕微授精）では、マイクロインジェクションピペットを用いた卵子膜の繊細かつ再現性のある穿孔が要求される。位置合わせ後のいかなるドリフトも細胞損傷や注入位置の誤りを招くリスクがある。ゼロドリフトマイクロマニピュレーターは、処置全体を通じて注入ピペットが卵子と正確に位置合わせされた状態を維持し、再現性を確保するとともに操作者の負担を軽減し、受精成功率を直接向上させる。

当社が提供するソリューションの一例：
Sensapexマイクロマニピュレーター一式（顕微鏡・コントローラー含む）：パッチクランプ、生体神経ピクセル記録、光遺伝学

光学対物レンズのZ軸運動における高い推力比と保持強度

光学系はしばしば重量があり、ナノメートル単位の精度で位置決めされ、撮像中に絶対的な安定性を維持する必要があります。PiezoLEGS®アクチュエータはコンパクトな形状でありながら卓越した推力 、かさばる機構なしでこれらの負荷を保持・移動させます。電磁式やねじ駆動式ソリューションとは異なり、推力 消費電力なしで完全な推力 維持するため、光学系が垂直方向に配置されていてもドリフトやたわみが発生しません。

コンパクト性、推力、安定した保持力を兼ね備えているため、様々な機器クラスにおける対物レンズの位置決め用途に最適です。デジタル病理スキャナーでは、広範囲の組織領域において高速かつ精密な焦点調整を実現します。 HCSおよびイメージサイトメトリーシステムでは、振動や沈降誤差なしに高速オートフォーカスと反復Zスタックを実現します。ライトシート顕微鏡では、ステージ移動中に固定を要する高NA対物レンズを安定化させます。電子顕微鏡においても、高真空カラム内の開口部および対物レンズ位置決めには同様の特性が不可欠です。

ラボ自動化ソリューション：コスト効率に優れ、正確で堅牢、コンパクトな多軸モーション

当社のカスタマイズ可能なロボットステージは、1軸、2軸、3軸、または4軸構成で提供され、ステッピング駆動のXY動作とオプションのピエゾ駆動Z軸を組み合わせることでサブミクロン精度を実現し、現代の実験室自動化の基盤を形成します。これらのコンパクトなロボットは、プレートハンドリング、コロニーピッキング、シーケンシングワークフロー、PCRセットアップ、サンプル調製などのアプリケーションをサポートし、既存プラットフォームへのシームレスな統合を保証します。

当社のXYZステージは、マイクロプレートや実験器具を低マイクロメートルレベルで一貫して配置しながら、サイクルタイムを短縮する高速かつ信頼性の高い動作を実現します。複数のデッキ位置間でのプレート移動を自動化することで、ステージは無人運転時間を延長し、手動介入を削減します。

PCR、NGSライブラリ調製、ハイスループットスクリーニングなどの上流・下流ワークフローにおいて、同じコンパクトなプラットフォームが、装置間のプレート搬送、液体ハンドリングステーションへの供給、イメージング・分析のための実験器具の配置といった堅牢な補助動作を提供します。 250g～500g（0.55～1.1ポンド）の積載容量と、最小215mm×250mm（8.5インチ×9.8インチ）という非常にコンパクトな設置面積により、貴重なデッキスペースを消費することなくモジュラーシステムに直接組み込むことが可能です。

コスト効率性、速度、精度、堅牢性、柔軟な軸構成を組み合わせることで、AcuviステージAcuviスケーラブルなモーションソリューションを提供し、エンドツーエンドの液体処理ワークフローを強化するとともに、ラボ全体の自動化機能を拡大します。エンドツーエンドの液体処理ワークフローを強化するとともに、ラボ全体の自動化機能を拡大します。