(57)【要約】【課題】液体培地は特に加温されずに培養環境に供給されているが、最近では、観察結果の信頼性を高めるために、特に、温度変動が少ない高精度な培養環境が求められている。【解決手段】チューブ接続型ヒーター２９は、熱伝導性管３１、３１、……と、これを抱持する抱持部３３と、抱持部３３に内蔵された電熱手段とを備え、熱伝導性管３１、３１は液体供給系のチューブに着脱自在に接続されて、液体供給系を備える装置の一部をなす。培養容器への液体培地等の液体の供給前に、当該液体を培養環境の設定温度まで予め加温できるよう、顕微鏡観察用培養装置の液体供給系に組み込むことができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性管と、前記熱伝導性管を１または複数抱持する抱持部と、前記抱持部に内蔵された電熱手段とを備え、前記熱伝導性管は液体供給系のチューブに着脱自在に接続されて、前記液体供給系を備える装置の一部をなすことを特徴とするチューブ接続型ヒーター。
【請求項２】
請求項１に記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、
抱持部は一対の平板状部材の抱持面側の重ね合せにより構成されており、前記抱持面の一方または両側には抱持溝が複数互いに平行に直線状に延びていることを特徴とするヒーター。
【請求項３】
請求項１または２に記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、
抱持部を挟み込んだ状態で支持する支持部と、前記支持部が一端側に固定され、他端側にクリップ等の取付け部材が設けられた可撓性連結部とで構成された取付け用付属品を備え、前記取付け部材による取付け先に応じて前記可撓性連結部が撓んで前記ヒーターの向きを変更可能になっていることを特徴とするヒーター。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、
電熱手段への出力を制御する電力制御部を備えており、液体供給系を流通する液体の流量の変化に基づき、前記電力制御部が抱持部の出口温度を一定にする方向で出力を調整することを特徴とするヒーター。
【請求項５】
顕微鏡ステージ上に設置される培養容器と、前記培養容器への液体の供給と排出を行う給排部と、前記給排部をプログラム動作により制御可能なコントローラとを備え、更に請求項４に記載したチューブ接続型ヒーターを組み込んだ顕微鏡観察用培養装置において、
前記給排部の液体供給・排出系のチューブに、前記ヒーターの熱伝導性管が接続され、前記コントローラの備える電力制御部により出力が調整されることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡観察用培養装置へ供給する液体の加温に適したヒーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された顕微鏡観察用培養装置では、培養容器を顕微鏡ステージに設置して使用するようになっている。
この培養容器内では、温度や湿度と言った培養環境を維持できるよう、培養容器側にヒーターや水槽部が設けられている。
【０００３】
現在のところ、液体培地は特に加温されずに培養環境に供給されており、その供給による培養環境の温度低下をヒーターの駆動によって戻している。従って、その温度戻しに対してはタイムラグが不可避的に生じている。
また、持続潅流のような場合には、絶えず新しい液体培地が供給されるが、培地の交換のような場合には、一旦供給が停止する。このように供給流量も変動すると、上記したタイムラグに対する影響も大きくなる。
而して、最近では、観察結果の信頼性を高めるために、特に、温度変動が少ない高精度な培養環境が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５９４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為されたものであり、培養容器への液体培地等の液体の供給前に、当該液体を培養環境の設定温度まで予め加温できるよう、顕微鏡観察用培養装置の液体供給系に組み込むことができる、新規且つ有用なヒーターを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、熱伝導性管と、前記熱伝導性管を１または複数抱持する抱持部と、前記抱持部に内蔵された電熱手段とを備え、前記熱伝導性管は液体供給系のチューブに着脱自在に接続されて、前記液体供給系を備える装置の一部をなすことを特徴とするチューブ接続型ヒーターである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、抱持部は一対の平板状部材の抱持面側の重ね合せにより構成されており、前記抱持面の一方または両側には抱持溝が複数互いに平行に直線状に延びていることを特徴とするヒーターである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、抱持部を挟み込んだ状態で支持する支持部と、前記支持部が一端側に固定され、他端側にクリップ等の取付け部材が設けられた可撓性連結部とで構成された取付け用付属品を備え、前記取付け部材による取付け先に応じて前記可撓性連結部が撓んで前記ヒーターの向きを変更可能になっていることを特徴とするヒーターである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載したチューブ接続型ヒーターにおいて、電熱手段への出力を制御する電力制御部を備えており、液体供給系を流通する液体の流量の変化に基づき、前記電力制御部が抱持部の出口温度を一定にする方向で出力を調整することを特徴とするヒーターである。
【００１０】
請求項５の発明は、顕微鏡ステージ上に設置される培養容器と、前記培養容器への液体の供給と排出を行う給排部と、前記給排部をプログラム動作により制御可能なコントローラとを備え、更に請求項４に記載したチューブ接続型ヒーターを組み込んだ顕微鏡観察用培養装置において、前記給排部の液体供給・排出系のチューブに、前記ヒーターの熱伝導性管が接続され、前記コントローラの備える電力制御部により出力が調整されることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のチューブ接続型ヒーターは、顕微鏡観察用培養装置の液体供給系に組み込んで、培養容器への液体培地等の液体の供給前に、当該液体を培養環境の設定温度まで予め加温できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養装置の全体の斜視図である。
【図２】図１とは別の方向からの、図１の顕微鏡観察用培養装置の全体の斜視図である。
【図３】図１のチューブ接続型ヒーターの拡大斜視図である。
【図４】図３の管抱持前と管抱持後の説明図である。
【図５】図３の平面図である。
【図６】図５の断面図である。
【図７】図１のコントローラの論理的構成図である。
【図８】取付け用付属品の支持部の拡大斜視図である。
【図９】図８の取付け用付属品の使用方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養装置１を、図面にしたがって以下で説明する。
図１、図２に示すように、この顕微鏡観察用培養装置１では、コントローラ３（図７）を利用して制御している。コントローラ３を収容したボックス状筐体５の外面にチューブポンプ７、９が取付けられている。これらのチューブポンプ７、９は互いに独立して駆動されて、チューブポンプ７は正逆回転可能になっている。
【００１４】
チューブポンプ７に配設された可撓性チューブは、流通方向一方側が二つに分岐しており、一方が潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、他方が潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３になっている。筐体５の同じ面側には、ピンチバルブ１５も設けられており、潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３が、このピンチバルブ１５に取付けられており、このピンチバルブ１５の動作により、潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１と潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３が択一的に開通される。流通方向他方側は廃液系（図示省略）に繋がっている。
【００１５】
チューブポンプ９に配設された可撓性チューブは、潅流ＩＮチューブ１７になっている。この潅流ＩＮチューブ１７の流通方向一方側は液体培地の供給系（図示省略）に繋がっている。
筐体５の外面には、更に、薬液セット部１９を介して可撓性チューブが接続されており、これが薬液ＩＮチューブ２１になっている。この薬液ＩＮチューブ２１の流通方向一方側はエアーポンプ２３（図７）に接続されている。
潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１と潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３の流通方向一方側と、潅流ＩＮチューブ１７と薬液ＩＮチューブ２１の流通方向他方側は、それぞれ剛性のパイプに接続されており、各々のパイプが蓋付きの培養容器２５の内部に入り込んでいる。
【００１６】
この培養容器２５の本体はディッシュで構成されており、培養器（図示省略）に収容した状態で、この培養器を顕微鏡ステージに設置して顕微鏡観察するようになっている。培養器には水槽等の加湿手段や透明ヒーター等の加温手段が設けられており、培養容器２５内の湿度や温度がこれらの手段によって一定に維持される。培養容器２５には、観察対象の細胞等が入れられ、給排出部を構成するチューブ１１、１３、１７、２１を介して液体培地や薬液が供給されたり、排出されるようになっている。
【００１７】
コントローラ３は、マイクロコンピュータのプログラム動作によって実現された制御手段になっており、上記したチューブポンプ７、９、ピンチバルブ１５、エアーポンプ２３の動作が制御されて、潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３、潅流ＩＮチューブ１７、薬液ＩＮチューブ２１による液体培地の供給・排出、薬液の投与が行われるようになっており、持続潅流、培地の交換、薬液の投与、薬液の混合の作業が自動的に所定のタイミングで実施される。
培養器の加湿手段や加温手段も、コントローラ３側で実現された制御手段によって動作が制御されて、培養環境が所望条件で維持されるようになっている。
【００１８】
潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３、潅流ＩＮチューブ１７、薬液ＩＮチューブ２１は途中で連結して多連チューブ２７になった部分があり、この多連チューブ２７が分断されてその間にチューブ接続型ヒーター２９が着脱自在に取付けられて、顕微鏡観察用培養装置１側に組み込まれている。
【００１９】
このチューブ接続型ヒーター２９は、図３〜図６に示すように、液体、この実施の形態では、液体培地や薬液を流通させるために、熱伝導性管３１が利用されている。この熱伝導性管３１は熱伝導性の良いＳＵＳ製の円筒パイプで構成されている。熱伝導性管３１は複数並列している。
この並列した熱伝導性管３１、３１、……を、抱持部３３が抱持するようになっている。この抱持部３３は、一対の平板状部材３５、３７で構成されている。この一対の平板状部材３５、３７はほぼ同じ長方形をしており、板面どうしを重ね合せて抱持形態にする。平板状部材３５、３７は、熱伝導性管３１に当たる側の面、すなわち抱持面側が凹状になっており、そこには、空気断熱層３９を介して長方形の発熱板４１が嵌め込まれており、抱持面側の上面は面一になっている。この空気断熱層３９と発熱板４１とで構成される二層部分は、平板状部材３５、３７の両側の長辺縁より中央に寄せて一定の短辺寸法を有して設けられている。発熱板４１は通電されて発熱する電熱タイプのものである。
【００２０】
一方の平板状部材３５の発熱板４１には複数の抱持溝４３、４３、……が形成されている。抱持溝４３、４３、……は互いに平行に一定の間隔をあけて長方形の発熱板４１の長辺方向に平行に長く延びており、その両端は両側の平板状部材３５の短辺縁を貫通している。抱持溝４３の長手方向に直交する断面は、熱伝導性管３１の外形に合わせて円弧状凹曲面になっている。
また、平板状部材３５の四隅に、それぞれネジ孔４５、４５、……が設けられている。
【００２１】
他方の平板状部材３７の四隅には、それぞれ貫通孔４７、４７、……が設けられており、平板状部材３５、３７を発熱板４１、４１どうしが相対するように重ね合せると、ネジ孔４５、４５、……と貫通孔４７、４７、……が各別に対応する。平板状部材３７側から差し込まれた固定ネジ４９が、貫通孔４７を貫通してネジ孔４５に螺合締結されると、この重ね合された状態で一体化されて、扁平な薄型のチューブ接続型ヒーター２９になる。
【００２２】
平板状部材３５、３７の長辺縁方向の側部には、内部への出入り口５１、５３が設けられている。この出入り口５１、５３は平板状部材３５、３７を、それぞれの長辺縁方向の側部が平行になるように並べたときに、対向する側に位置している。
ヒーターケーブル５５の一端側には接続コネクタ５７（図２）が取付けられており、この接続コネクタ５７はコントローラ３の筐体５の背面側に接続されている。他端側は、平板状部材３５の出入り口５１から内部に引き込まれた後に引き出されて、平板状部材３７の出入り口５３から内部に引き込まれている。すなわち、一対の平板状部材３５、３７は、出入り口５１、５３の間でヒーターケーブル５５が架け渡された状態になっている。
平板状部材３５、３７の内部では、ヒーターケーブル５５から発熱線５９（図７）が裸出されており、それぞれの発熱板４１、４１に導通接続されている。
【００２３】
図４に示すように、平板状部材３５側の抱持溝４３、４３、……に熱伝導性管３１、３１、……を載せて、平板状部材３７を上側から重ね合せ、固定ネジ４９を螺合させて固定すると、チューブ接続型ヒーター２９が使用可能に組み立てられた状態となる。
熱伝導性管３１、３１、……を挟み込んで割締め方式で抱持させているので、熱伝導性管３１、３１のパイプ径を培養環境側の事情に応じて変更しても有る程度ならば対応できるようになっている。
【００２４】
図５に示すように、熱伝導性管３１、３１、……の軸方向両端側は平板状部材３５、３７からそれぞれ延出しており、この延出部分に、多連チューブ２７の端部、すなわち潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３、潅流ＩＮチューブ１７、薬液ＩＮチューブ２１のそれぞれの端部が外嵌されて接続されている。
チューブ１１、１３、……側は熱伝導性管３１、３１、……からの取外しが容易になっており、使い捨て可能になっている。一方、熱伝導性管３１は殺菌処理して繰り返し使用可能になっている。
【００２５】
コントローラ３は、このチューブ接続型ヒーター２９の発熱線５９への（電力）出力を制御する機能も備えており、チューブ接続型ヒーター２９は設定温度に温度調整されるようになっている。
図７に示すように、コントローラ３からの制御指令によりチューブポンプ７、９、ピンチバルブ１５、エアーポンプ２３の動作が制御されると共に、特に、新しい液体培地や薬液の供給側となるチューブ１７、２１に関わるチューブポンプ９、エアーポンプ２３を動作させた場合と、停止した場合とに対応して各別に、チューブ接続型ヒーター２９には設定温度が用意されており、ポンプの動作中でも停止中でもチューブ接続型ヒーター２９は継続して動作中となる。但し、ポンプの動作中では供給モード、停止中では待機モードとなる。この待機モードは供給モードよりも設定温度が低くなっている。
チューブ接続型ヒーター２９を供給モードで継続動作させると、ポンプの動作開始直後に熱伝導性管３１から出てきた液体培地等は過熱され、一方、ポンプの停止中にチューブ接続型ヒーター２９の動作を一旦停止にすると、ポンプの動作開始直後に熱伝導性管３１から出てきた液体培地等は昇温不足となる。
これに対して、チューブ接続型ヒーター２９では、上記のように、ポンプの動作・停止に伴う流量の変化を考慮して、常時動作中としつつも、２種類の設定温度を設けて抱持部３３の供給方向の出口温度を一定にする方向で調整されており、チューブ接続型ヒーター２９の加温機能が効果的に働くようになっている。
【００２６】
チューブ接続型ヒーター２９は、取付け用付属品６１を使用して、図８、９に示すように、顕微鏡の傍の適当な場所に取付けることができる。
図８に示すように、この取付け用付属品６１の支持部６３は、四角形平板状の主部６５、６５が隙間をあけて平行になっており、それらの対向する一辺縁が縁壁部６７により連結されると共に閉塞されて一体になっている。すなわち、支持部６３は、残りの三辺縁側が開放されており、縁壁部６７を下側にすると、縁壁部６７を凹底とする断面Ｕ字形をなしている。主部６５、６５の縁壁部６７と反対側の縁寄りには、貫通孔６９とネジ孔７１がそれぞれ形成されており、主部６５側から差し込まれた固定ネジ７３が、貫通孔６９を貫通してネジ孔７１に螺合締結されると、固定ネジ７３の軸が隙間を縦断する。
【００２７】
図９に示すように、主部６５、６５のうちネジ孔７１が形成された側の主部６５は相対的に厚くなっており、その外面の中心部には可撓性蛇腹パイプ７５の軸方向一端が固定されている。この蛇腹パイプ７５の軸方向他端にはクリップ７７が固定されている。
この蛇腹パイプ７５を伸ばしたり種々の角度で屈曲させたりすることで、クリップ７７に対する支持部６３の距離や向きを変更できる。
【００２８】
チューブ接続型ヒーター２９は平板状部材３５、３７により扁平な平面状外面になっており、支持部６３の隙間に差し込んで挟み込ませ、固定ネジ７３の軸を縦断させてストッパ軸にすることで、チューブ接続型ヒーター２９が脱落不能に支持される。
そして、クリップ７７で適当な取付対象物７９に取付ければ、顕微鏡の傍で邪魔にならないようにチューブ接続型ヒーター２９をもってくることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１、潅流ＯＵＴ（下限）チューブ１３を併用することで、培養容器２５内の液体培地の交換や薬液の混合を図っており、潅流ＯＵＴ（上限）チューブ１１は排出専用になっているが、このチューブ１１も多連チューブ２７の一部となっているので、その構造上これを流通する液体培地もチューブ接続型ヒーター２９により加温されるにすぎない。
また、顕微鏡観察用培養装置としては、特許文献１に記載のものに限定されず、熱伝導性管にできる液体供給系のチューブを備えているものであれば、いずれのものにも、本発明のチューブ接続型ヒーターを組み込むことができる。
【符号の説明】
【００３０】
１…顕微鏡観察用培養装置          ３…コントローラ        ５…筐体
７、９…チューブポンプ          １１…潅流ＯＵＴ（上限）チューブ
１３…潅流ＯＵＴ（下限）チューブ  １５…ピンチバルブ      １７…潅流ＩＮチューブ
１９…薬液セット部                ２１…薬液ＩＮチューブ  ２３…エアーポンプ
２５…培養容器                    ２７…多連チューブ
２９…チューブ接続型ヒーター      ３１…熱伝導性管        ３３…抱持部
３５、３７…平板状部材            ３９…空気断熱層        ４１…発熱板
４３…抱持溝      ４５…ネジ孔    ４７…貫通孔            ４９…固定ネジ
５１、５３…出入り口              ５５…ヒーターケーブル  ５７…接続コネクタ
５９…発熱線      ６１…取付け用付属品                    ６３…支持部
６５…主部        ６７…縁壁部    ６９…貫通孔            ７１…ネジ孔
７３…固定ネジ    ７５…可撓性蛇腹パイプ                  ７７…クリップ
７９…取付対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020022370.tif 000009
【図８】
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【図９】
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