(57)【要約】【課題】  生体試料から発せられる微弱な蛍光などの光を観察することができる生体試料観察システムを提供する。【解決手段】  被観察体となる生体試料ＣＥの情報を取得する生体試料観察システムにおいて、生体試料ＣＥを格納するとともに内部で培養する培養容器１３０と、生体試料ＣＥを観察する観察手段４８と、を有し、生体試料ＣＥが播種される被播種部材１４０が、培養容器１３０の上面を構成するとともに観察手段４８に対向して配置され、被播種部材１４０と観察手段４８との間に、空気よりも屈折率の高い媒体Ｗが配置されている生体試料観察システムを提供する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、
前記生体試料を格納するとともに内部で培養する培養容器と、前記生体試料を観察する観察手段と、を有し、
前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の上面を構成するとともに前記観察手段に対向して配置され、
前記被播種部材と前記観察手段との間に、空気よりも屈折率の高い媒体が配置されている生体試料観察システム。
【請求項２】
前記生体試料の観察領域を取り囲み、前記媒体を貯留可能な凹部を形成する段差部を備える請求項１記載の生体試料観察システム。
【請求項３】
前記媒体を前記被播種部材と前記観察手段との間に供給する供給手段が備えられている請求項１または２に記載の生体試料観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料を培養すると同時にその生体試料を観察するのに用いる生体試料観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子解析技術の進歩に伴って、人を含む多くの生物における遺伝子配列が明らかになると共に解析されたタンパク質等の遺伝子産物と疾病との因果関係も少しずつ解明され始めている。また、今後さらに、各種タンパク質や遺伝子等を網羅的且つ統計的に解析するため、生体試料、特に細胞を用いた様々な検査方法や装置が考えられ始めている。
【０００３】
通常、細胞は、プラスチック製又はガラス製のディッシュやフラスコ等に播種され、インキュベータ内で培養されている。このインキュンベータは、内部が例えば、二酸化炭素濃度５％、温度３７℃、湿度１００％に設定され、細胞の育成に適した環境に保たれている。
更に、インキュベータは、細胞に養分を与えると共に培養に適したｐＨを保つために２〜３日毎に培養液の交換がなされている。
【０００４】
このような培養中の細胞を観察する方法は、いくつかの方法が知られているが、その一つとして、インキュベータから上述したディッシュやフラスコ等を取り出し、位相差顕微鏡等の倒立型顕微鏡を用いて観察を行う方法が知られている。
上記の方法では、可能な限り速やかに細胞の観察を行い、観察終了後、細胞をインキュベータ内に戻す必要がある。これは、細胞が通常環境（培養に適した環境とは異なる環境）下に長く置かれることにより、細胞の活性が損なわれるのを防止するためである。
即ち、細胞の活性が不安定であると、正確な評価を行うことが困難になるためである。また、細胞をインキュベータから取り出す際は、コンタミネーション等が起こらないように十分注意して行われている。
また、別の細胞観察方法として、各種の細胞の培養条件を設定可能な顕微鏡観察用透明恒温培養容器を使用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２８５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１においては、温度調節器により所定温度に制御可能な一対の透明発熱プレートと、二酸化炭素濃度を調整するための二酸化炭素供給口及び排出口を有する密閉容器と、密閉された容器内に湿度を保つための蒸発皿と、を有している顕微鏡観察用透明恒温培養容器が開示されている。
この顕微鏡観察用透明恒温培養容器を用いることで、容器内部の温度、二酸化炭素濃度及び湿度の制御が可能となり、細胞培養しながら観察を行うことが可能となっていた。つまり、例えば、透明発熱プレートの下方から対物レンズで観察することにより、細胞の培養状態の経時変化を連続的に、かつ簡単に観察・記録することが可能であった。
【０００６】
しかしながら、上述の透明恒温培養容器では、対物レンズと観察対象である細胞との間に透明発熱プレートおよび培養容器が介在するため、焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを使用することができなかった。そのため、細胞から発せられる微弱な蛍光などの光を検出することが困難という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、生体試料から発せられる微弱な蛍光などの光を観察することができる生体試料観察システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、前記生体試料を格納するとともに内部で培養する培養容器と、前記生体試料を観察する観察手段と、を有し、前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の上面を構成するとともに前記観察手段に対向して配置され、前記被播種部材と前記観察手段との間に、空気よりも屈折率の高い媒体が配置されている生体試料観察システムを提供する。
【０００９】
本発明によれば、被播種部材と観察手段との間に空気よりも屈折率の高い媒体が配置されているため、空気のみが介在している場合と比較して、観察手段によって生体試料から発せられる光をより確実に捉えることができる。例えば、媒体として液体を用いる場合、液浸対物レンズなどを観察手段として用いることができる。
被播種部材が培養容器の上面を構成しているため、被播種部材が上面以外の面（例えば下面など）を構成している場合と比較して、被播種部材と観察手段との間に媒体を容易に配置することができる。つまり、被播種部材の上に媒体を載せるだけでよく、常に媒体を供給するなど特別な手段を用いることなく、被播種部材と観察手段との間に媒体を安定して保持することができる。媒体は落下する心配がないことから、量も少量で済む。また、生体試料が培養容器の上面に配置されているため、正立型顕微鏡を用いた観察を行うことができる。
観察手段と生体試料との間に介在する構成要素は媒体と被播種部材のみであるため、培養容器とウェルプレートとを介在させる場合と比較して、観察手段を生体試料により接近させることができる。そのため、例えば観察手段に焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを用いることができ、生体試料から発せられる光をより確実に捉えることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記生体試料の観察領域を取り囲み、前記媒体を貯留可能な凹部を形成する段差部を備えることが望ましい。
本発明によれば、段差部に取り囲まれた領域内に媒体を貯めることができるため、観察時には、常に観察手段と被播種部材との間に媒体を介在させることができる。
また、媒体が生体試料の観察領域上から落ちることを防止することができるため、媒体を常に供給する必要がなく、同時に落ちた媒体を回収する構成要素を設ける必要がない。さらに、本発明の他の構成要素に、媒体に対する処理（例えば防錆処理など）を施す必要がない。
【００１１】
さらに、上記発明においては、前記媒体を前記被播種部材と前記観察手段との間に供給する供給手段が備えられていることが望ましい。
本発明によれば、観測者が媒体を供給する場合と比較して、被播種部材と観察手段との間に媒体を容易に供給することができる。
また、観測者の指示に基づき供給手段が媒体を供給する構成とすることで、所定のタイミングで媒体を供給することができ、生体試料の観察を円滑に行うことができる。
さらに、培養容器が観測手段の下に配置されたことを検知するセンサを備え、センサの出力に基づき供給手段が媒体を供給することで、媒体の供給を自動化して観測者の負担を軽くするとともに、生体試料の観察を円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の生体試料観察システムによれば、被播種部材と観察手段との間に空気よりも屈折率の高い媒体を介在させることにより、生体試料から発せられる微弱な蛍光などの光を観察することができるという効果を奏する。
また、被播種部材が培養容器の上面を構成することにより、観察手段を生体試料により接近させることができるため、生体試料から発せられる微弱な蛍光などの光を観察することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態である生体試料観察システムについて図１から図１３を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【００１４】
生体試料観察システム１０は、図１に示すように、検出ユニット２０と培養ユニット７０とから概略構成されている。これら検出ユニット２０および培養ユニット７０は、接近して配置されることが望ましく、より好ましくは両ユニット２０、７０が接して配置されることが望ましい。
検出ユニット２０は、図１に示すように、インキュベータボックス２２０と、細胞（生体試料）ＣＥを測定する検出部４０とから概略構成されている。
【００１５】
図２は、生体試料観察システムのインキュベータボックスの構成を示す斜視図である。図３は、インキュベータボックスの平面図である。
インキュベータボックス２２０は、図２および図３に示すように、筐体２２１と、筐体２２１の上面に設けられた開閉蓋２２２と、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘと、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと、小型または帯状のヒータ２２０Ｈと、放熱板２２３と、ファン２２４と、から概略構成されている。
【００１６】
筐体２２１は、例えば、アルマイト処理されたアルミニウムやＳＵＳ３１６のようなステンレススチールなど防食性の高い遮光性の材料で制作するのが好ましく、より好ましくは、保温性の観点から熱伝導率の低い材料を選択するとよい。
筐体２２１の内部は、培養した細胞の観察を行うための測定エリア２２６と、細胞の培養のみを行う非測定エリア２２７とに分割されている。そして、インキュベータボックス２２０では、細胞の培養を行うとともに、細胞を保持するチャンバ（培養容器）１３０を内部に収納し、インキュベータボックス２２０の外部からチャンバ１３０内の細胞を観察することが可能な構成とされる。ここでは、図３に示すように、培養容器としてチャンバ１３０を使用する場合について説明するが、マイクロプレートやディッシュやフラスコ等を使用することも可能である。
【００１７】
筐体２２１の非測定エリア２２７における側壁には、ファン２２４と、培養液供給コネクタ（図示せず）とが配置されている。また、ファン２２４が配置されていない領域（測定エリア２２６も含む）には、ヒータ２２０Ｈとヒータ２２０Ｈの熱を拡散させる放熱板２２３が配置されている。
ファン２２４は、インキュベータボックス２２０内の空気を対流させるとともに、チャンバ１３０に直接風が当たらない位置に配置されている。インキュベータボックス２２０内の温度は、ヒータ２２０Ｈにより昇温され、３６．５℃±０．５℃に制御される。
培養液供給コネクタには、インキュベータボックス２２０の外側から後述する培養液循環配管７７が接続され、内側から培養液供給チューブ２３４が接続されている。培養液供給チューブ２３４はチャンバ１３０に接続されているため、培養液をチャンバ１３０に供給することができる。
【００１８】
筐体２２１の底面には、図３に示すように、互いに直交方向に相対移動するＸ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙが設置され、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙは、例えばモータとボールネジにより駆動されるとともに、ステージ走査部２９により走査制御されている。
Ｙ軸動作ステージ２２Ｙには、チャンバ１３０が保持されるとともに、小型もしくは帯状のヒータ（図示せず）が取り付けられている。ヒータは、チャンバ１３０が均等に温められる位置に配置されている。
【００１９】
ステージ走査部２９は、Ｘ軸動作ステージ２２ＸのＸ軸座標値を検出するＸ軸座標検出部３０と、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘの動作（走査）を制御するＸ軸走査制御部３１と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ軸座標値を検出するＹ軸座標検出部３２と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの動作（走査）を制御するＹ軸走査制御部３３と、から構成されている。
Ｘ軸座標検出部３０およびＹ軸座標検出部３２は、それぞれ検出したＸ軸動作ステージ２２ＸのＸ座標と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ座標と、をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。Ｘ軸走査制御部３１およびＹ軸走査制御部３３は、それぞれコンピュータＰＣからの指示に基づきＸ軸動作ステージ２２Ｘの走査と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査とを制御するように配置されている。
【００２０】
コンピュータＰＣは、上述のように、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査と、を制御するとともに、後述するように、細胞ＣＥの検出系の制御、撮像した細胞ＣＥの画像の解析なども行い、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと検出系と解析系とを連動して制御している。
【００２１】
測定エリア２２６および非測定エリア２２７は、筐体２２１に固定された天板２２８および一対の仕切り受け２２９により、インキュベータボックス２２０内がＸ軸方向に分割されたものである。すなわち、図３において仕切り受け２２９の左側領域が測定エリア２２６とされ、右側の領域が非測定エリア２２７とされている。
また、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘには、筐体２２１の断面形状と略一致する形状に形成された仕切り板２２９ａが取り付けられている。
この仕切り板２２９ａは、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘを非測定エリア２２７側へ移動させることにより、仕切り板２２９ａの両端部（Ｙ軸方向の端部）の側面が仕切り受け２２９と接触して筐体２２１の内部空間を左右（Ｘ軸）方向に２分割するように配置されている。
さらに、仕切り板２２９ａの天板２２８側の端部が天板２２８の下面と接触するように配置されているため、測定エリア２２６および非測定エリア２２７を、互いに分割された２つの空間とすることができる。
【００２２】
測定エリア２２６の上部開口領域には、図２および図３に示すように、シート２５０が取り付けられる開口上蓋２３０が筐体２２１に着脱可能に取り付けられ、測定エリア２２６の上部開口領域を覆うように配置されている。開口上蓋２３０の取り付け方法としては、例えば、開口上蓋２３０を筐体２２１にビス止め固定する方法やロック機構、つめ、磁石などで取り付ける方法を挙げることができる。
開口上蓋２３０は、全面あるいは周囲の枠部分を除いた略全面に開口部２３１が形成されている。開口部２３１には、後述する対物レンズ４８が差し込まれ、細胞ＣＥの観察が行われる。なお、開口部２３１の開口面積は、細胞ＣＥの観察に支障のない範囲内であれば最小限の面積であってもよい。また、天板２２８にも略同じ位置に開口部２３１が形成されている。
【００２３】
シート２５０は開口上蓋２３０と検出ユニット２０との間に配置され、開口部２３１と対物レンズ４８との間を隙間なく塞ぐように配置されている。シート２５０は筒状に形成され、その一端が開口部２３１を覆うように配置され、他端が対物レンズ４８を覆うように配置されている。シート２５０はゴムなどから形成されており、対物レンズ４８とチャンバ１３０との相対移動を阻害しないように形成されている。
【００２４】
非測定エリア２２７の上部開口領域には、図３に示すように、開閉蓋２２２がヒンジなどを用いて開閉可能に取り付けられている。開閉蓋２２２が閉じた状態では、開閉蓋２２２の一端が天板２２８と接触し、支持されている。
開閉蓋２２２は、全体が遮光性の材料（例えば筐体２２１と同じ材料）で構成されており、ＵＶ照射穴（図示せず）が形成されているとともにＵＶランプ２２５が配置されている。また、必要に応じて非測定エリア２２７を覗く覗き穴や、覗き穴を塞ぐ覗き穴カバーが設けられてもよい。
ＵＶランプ２２５は、ＵＶ照射穴を介して紫外線（ＵＶ光）を非測定エリア２２７内に照射し、非測定エリア２２７内を殺菌するために配置されている。
【００２５】
図４は、チャンバの概略を示す平面図である。図５は、チャンバの断面視図である。
チャンバ１３０は、図４に示すように、後述する培養液瓶７２と、培養液循環配管７７と、培養液チューブ２３４とともに、培養液が循環する循環流路を形成するように構成されている。
また、チャンバ１３０は、図４および図５に示すように、チャンバ１３０の側壁を形成する枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるとともにチャンバ１３０の上面となるスライドガラス（被播種部材）１４０と、枠部１３１に取り付けられる蓋１５０と、チャンバ１３０の下面となるガラス板１６０とから概略構成されている。
【００２６】
枠部１３１は矩形状に形成されるとともに、継ぎ手１４３が枠部１３１の対向する位置に設けられている。継ぎ手１４３および枠部１３１には、培養液が流れる流路１４５が貫通して形成されている。
枠部１３１の上面には、スライドガラス１４０を下方から保持する支持部（段差部）１４６が形成され、支持部１４６の高さは、スライドガラス１４０の厚さよりも高く形成されている。
支持部１４６のスライドガラス１４０を受ける面には、Ｏリング１４４を配置するための配置溝１４７が形成されている。Ｏリング１４４は、枠部１３１とスライドガラス１４０との間、およびスライドガラス１４０と蓋１５０との間に配置されている。
枠部１３１は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂など）から形成されている。
【００２７】
スライドガラス１４０のチャンバ１３０内部となる面（図中の下面）には、細胞ＣＥの接着を促すコーティング（例えばＰＬＬ（Ｐｏｌｙ−Ｌ−Ｌｙｓｉｎｅ）コート等）が施されている。
蓋１５０は、板状の部材から形成されているとともに、スライドガラス１４０の細部ＣＥ播種領域が観察できるように蓋開口部１５１が形成されている。蓋１５０は枠部１３１に取り付けられることにより、Ｏリング１４４を接触してチャンバ１３０内の気密性を確保するように配置されている。
なお、蓋１５０を枠部１３１に取り付ける方法としては、ネジやロック機構による取り付けを例示することができる。
【００２８】
ガラス板１６０は、枠部１３１の下面に気密性を確保するように固定されている。また、ガラス板１６０の外気と接する面（図中の下面）には、光の反射防止膜が形成されているとともに、培養液と接する面（図中の上面）には、高親水膜が形成されている。
スライドガラス１４０の上面には、水（媒体）Ｗが、少なくとも、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間を満たすように配置されている。
なお、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間を満たすものとしては、周囲の媒体（空気）よりも屈折率が高い媒体であればよく、より好ましくは、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との相対移動を許容する媒体（液体）が望ましい。
【００２９】
検出部４０には、図１および図２に示すように、検出部４０側から細胞ＣＥを照射する落射光源４１Ａ、４１Ｂと、落射光源４１Ａ、４１Ｂからの光路を切り替える光路切替部４２と、照射光の光量を調節する光量調整機構４３と、照射光を細胞ＣＥに向けて集光するレンズ系４４と、照射光の波長および検出光の波長を制御するフィルタユニット４５と、細胞ＣＥに対して合焦動作を行うオートフォーカス（ＡＦ）ユニット４６と、複数の倍率や性質の異なる対物レンズ４８を備えたレボルバ４７と、細胞ＣＥからの検出光を検出する検出器４９と、検出光の光量を測定する光量モニタ５０と、が備えられている。
【００３０】
落射光源４１Ａ、４１Ｂは、例えば水銀ランプなどからなり、検出部４０の外部に配置されており、それぞれ電力を供給する電源５３に接続されている。また、落射光源４１Ａ、４１Ｂには、後述するコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき落射光源４１Ａ、４１Ｂを制御する光路制御部５４が配置されている。
通常は１つの落射光源、例えば落射光源４１Ａを用いるが、落射光源４１Ａの光量が所定の規定値以下に減少した場合には、落射光源４１Ｂから照明光が照射され、落射光源４１Ａの電源はＯＦＦされる。
【００３１】
光路切替部４２は、落射光源４１Ａまたは落射光源４１Ｂどちらか一方の照明光を光量調整機構４３に導くように形成されている。また、光路切替部４２には、後述コンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光路切替部４２を制御する光路制御部５４が配置されている。
なお、光路切替部４２の照明光射出側にはシャッタを配置して、照明光の透過・遮断制御を行ってもよい。
【００３２】
光路切替部４２の照明光射出側には光量調整機構４３が配置され、光路切替部４２から射出された照明光の光量を調整している。その機構としては、例えば公知の絞り機構などを用いても良いし、その他の光量を調節できる公知の機構、技術を用いても良い。
また、光量調整機構４３には、後述のコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光量調整機構４３を制御する光量制御部５５が配置されている。
なお、光量調整機構４３の照明光射出側には、照明光を集光するレンズ系が配置されてもよい。レンズ系の構成としては、例えば、一対のレンズと、レンズの間に配置された絞りと、から構成されているものを挙げることができる。
【００３３】
フィルタユニット４５は、励起フィルタ５６と、ダイクロイックミラー５７と、吸収フィルタ５８とから構成されている。励起フィルタ５６は、照明光の中から細胞ＣＥの蛍光発光に寄与する波長（励起光）を透過するフィルタであり、レンズ系４４から射出された照明光が励起フィルタ５６に入射するように配置されている。ダイクロイックミラー５７は、励起光と蛍光とを分離する光学素子であり、励起フィルタ５６を透過した励起光を、細胞ＣＥに向けて反射するとともに、細胞ＣＥからの蛍光を透過するように配置されている。吸収フィルタ５８は、細胞ＣＥからの蛍光とその他の不要な散乱光とを分離する光学素子であり、ダイクロイックミラー５７を透過した光が入射するように配置されている。
フィルタユニット４５には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、フィルタユニット４５から射出される励起光や検出光（蛍光）の波長を制御するフィルタ制御部４６Ｃが配置されている。
なお、励起フィルタ５６、ダイクロイックミラー５７、吸収フィルタ５８は１枚ずつ用いられてもよいし、複数枚用いられてもよい。
【００３４】
ＡＦユニット４６はフィルタユニット４５の励起光射出側に配置されていて、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光を、対物レンズ（観察手段）４８を介して細胞ＣＥに集光させるように配置されている。
レボルバ４７は、ＡＦユニット４６の励起光射出光側に配置されていて、倍率の異なる複数の対物レンズ４８が配置されている。レボルバ４７には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光が入射される対物レンズ４８を選択・制御する対物レンズ制御部５９が配置されている。
【００３５】
フィルタユニット４５の検出光射出側には、検出光を検出する検出器４９およびモニタする光量モニタ５０が配置されている。また、検出光の一部を検出器４９に向けて反射し、残りの検出光を光量モニタ５０に向けて透過するハーフミラー６１が配置されている。
なお、フィルタユニット４５とハーフミラー６１との間には検出光を検出器４９および光量モニタ５０に集光する集光レンズを配置してもよい。
【００３６】
検出器４９は、ハーフミラー６１を透過した検出光が入射される位置に配置されている。また、検出器４９には、検出器４９からの検出信号を演算して後述するコンピュータＰＣに出力する検出器演算部６２が接続されている。
なお、検出器４９はラインセンサを用いても良いし、エリアセンサを用いても良いし、ラインセンサとエリアセンサとを共用してもよく、特に限定するものではない。
光量モニタ５０は、ハーフミラー６１に反射された検出光を測定し、測定した値をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。
なお、上述のように、光量モニタ５０を用いて検出光の光量を測定しても良いし、照度計やパワーメータなどを用いて検出光の光量を測定しても良い。
【００３７】
培養ユニット７０は、図１および図４に示すように、培養液を内部に蓄える培養液瓶７２と、インキュベータボックス２２０に供給する培養ガス中の二酸化炭素ガス濃度を調節する培養ガス混合槽９１と、培養ガス混合槽９１に培養ユニット７０の外部に配置されたＣＯ２タンク９２から二酸化炭素ガスを供給するＣＯ２ポンプ９３と、から概略構成されている。
【００３８】
培養液瓶７２には、インキュベータボックス２２０との間で培養液を循環させる培養液循環配管７７と、培養液温度センサ（図示せず）と、培養液瓶ヒータ（図示せず）と、が配置されている。
培養液循環配管７７には、培養液を培養液瓶７２からインキュベータボックス２２０に送り出し、培養液を循環させる培養液ポンプ８０が配置されている。培養液ポンプ８０には、コンピュータＰＣの指示に基づき、培養液の循環を制御する培養液ポンプ制御部８６が配置されている。
【００３９】
培養液温度センサは培養液瓶７２内の培養液温度を検出し、培養液温度検出部８３を介してコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。また、コンピュータＰＣに入力された培養液温度のデータは、テキストデータなどとしてメモリに蓄積され、細胞ＣＥの検出結果との比較・検証などに用いることができる。
培養液瓶ヒータは、培養液温度制御部８４を介してコンピュータＰＣから与えられる指示に基づき、培養液瓶７２内の培養液温度を制御するように配置されている。培養液温度制御部８４により、培養液瓶７２から供給される培養液の温度は、ほぼ３７℃に保たれ、培養液の温度変化による細胞ＣＥの活性低下が防がれている。
【００４０】
培養ガス混合槽９１には、内部の二酸化炭素ガス濃度を検出するＣＯ２濃度検出部９４が配置され、ＣＯ２濃度検出部９４の出力がコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。ＣＯ２ポンプ９３には、コンピュータＰＣの指示に基づいて、培養ガス混合槽９１に供給する二酸化炭素ガス量を制御するＣＯ２濃度制御部９５が配置されている。
さらには、培養ガス混合槽９１と培養液瓶７２との間に培養ガス供給配管９７が配置されている。そのため、培養ガス供給配管９７を介して培養液に培養ガスが供給され、培養液中に培養ガスを十分に溶け込ませることができる。このように、培養液瓶７２内で二酸化炭素ガスの濃度が５％の培養ガスが溶解された培養液を生成することにより、培養気体および細胞ＣＥの育成に必要な栄養素が含まれた培養液がチャンバ１３０に供給される。また、培養ガスを培養液に溶解させることにより、培養液のｐＨなどを調整することができる。
【００４１】
次に、上記の構成からなる生体試料観察システム１０における観察方法について説明する。
まず、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択について図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【００４２】
図６（ａ）に示す例では、表示された画像上において測定対象範囲Ｍの左上の点ａと右下の点ｂとを指定することにより、測定対象範囲Ｍ（図中の破線で囲まれた範囲）を設定している。具体的には、点ａ−点ｂ間をマウスのような機器を用いてドラッグして測定対象範囲Ｍを設定しても良いし、点ａおよび点ｂの座標値を入力して指示しても良い。
検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、設定された測定対象範囲Ｍ内を左右方向に走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際には、Ｘ軸方向と平行に走査され、右から左へ走査される際には、左斜め下方向に走査される。このうち、左から右へ走査される時に細胞ＣＥの撮像が行われる。
【００４３】
図６（ｂ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例である。まず、上述した方法で２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが設定される。測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、Ｙ軸方向において、その全てが重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢを並列に測定するように走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際に、測定対象範囲ＭＡから測定対象範囲ＭＢへ走査され、右から左へ走査される際には、測定対象範囲ＭＢから測定対象範囲ＭＡへ走査される。
【００４４】
図６（ｃ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲が２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が異なっている例である。ここでは、測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、図中のＹ軸方向において、その一部分が重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢのＹ軸方向に重複する部分のみが連続して走査されている。つまり、まず、測定対象範囲ＭＡの重複していない部分の走査が行われる。次に、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの重複している部分の走査が連続して行われる。そして、測定対象範囲ＭＢの重複していない部分の走査が行われる。
【００４５】
図６（ｄ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が図６（ｂ）と同様であるが、走査方法が異なる例である。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが別個に走査されている。つまり、まず測定対象範囲ＭＡの全範囲の走査が行われた後に、測定対象範囲ＭＢの全範囲の走査が行われる。
【００４６】
また、上述した図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す走査方法のうち、トータルの移動距離または走査時間が最短になる走査方法が、後述する設定されたパラメータおよび測定モードに基づいて、コンピュータＰＣにより自動的に選択される。
【００４７】
なお、細胞を培養する範囲を撮像するとき、このように測定対象範囲Ｍを設定するなど複数の領域（検出範囲）分けて撮像できる構成であれば、必要に応じて必要な部分だけの撮像を行うことが可能となる。
例えば、コンピュータＰＣの設定を変更して、走査対象となる全範囲の走査と、所定の一部の領域の走査とが交互に行われるようにしておけば、短い期間しか起こらない生体試料特有の現象を捉えることができる。一例として、走査対象となる全範囲の走査を３０分毎に行う場合、その合間に注目すべき細胞が存在する所定の測定対象範囲Ｍの走査が行われるようにしておけば、１５分程度しか発現しない特有の現象が注目すべき細胞に起こったことを捉えることも可能となる。
また、必要なときに必要な測定対象範囲Ｍだけを走査するため、走査時間が短縮できるとともに、他の細胞に対する光の照射時間を短くすることができる。
【００４８】
次に、細胞ＣＥの測定にかかる手順にについて、各フローチャートを用いながら説明する。
まず、細胞ＣＥの測定の前に、測定パラメータの設定が行われる。そこで、測定パラメータの設定の流れを、図７を参照しながら説明する。
図７は、測定パラメータの設定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定パラメータの設定が行われる（ＳＴＥＰ１）。
その後、デフォルトの条件設定が行われる（ＳＴＥＰ２）。ここで設定される条件は、例えばＣＯ２濃度５％、温度３７℃などの培養条件および測定条件であり、これらの設定条件はユーザによって所定の条件に変更することができる。
【００４９】
次に、測定対象の選択を行う（ＳＴＥＰ３）。測定対象とは、例えばチャンバ１３０など、細胞ＣＥの容器である。
次に、測定モードの選択を行う（ＳＴＥＰ４）。測定モードには、エリア撮像モードや、ライン撮像モードや、自動モード等がある。自動モードとは他の測定モードの中から測定時間の短い測定モードを自動的に選択するモードである。
【００５０】
次に、測定倍率を選択し（ＳＴＥＰ５）、その後、検出波長を選択する（ＳＴＥＰ６）。測定倍率の選択、および検出波長の選択は、それぞれ２種類以上の選択肢の中から選択することも可能である。
ここで、検出波長の選択方法としては、使用する蛍光タンパク、例えば、ＧＦＰ、ＨＣ−Ｒｅｄ等のリストをコンピュータＰＣに予め記憶させておき、記憶させたリストの中から選択する。コンピュータＰＣは、選択された蛍光タンパクに基づいて自動的に観測に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。このようにして、細胞ＣＥから所定の蛍光を検出することができる。
なお、測定中の励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８、対物レンズ４８等の変更は、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの駆動に同期して自動的に行なわれる。
【００５１】
次に、測定間隔が設定される（ＳＴＥＰ７）。
そして、プレビュー画面が取り込まれ（ＳＴＥＰ８）、プレビュー画像がモニタに表示される（ＳＴＥＰ９）。ここでは、ユーザがプレビュー画像のモニタへの表示を指示するプレビューボタンなどを用いて指示を出すことにより、プレビュー画像がモニタに表示される。そして、ユーザがモニタに表示されたプレビュー画像を確認することができる。
【００５２】
次に、測定範囲の選択が行われる（ＳＴＥＰ１０）。測定範囲の選択後、再度プレビュー画像をモニタに表示させて、測定範囲が所定の範囲であるか確認してもよい。
次に、設定された複数の測定間隔から所定の測定間隔を選択する（ＳＴＥＰ１１）。
そして、測定開始スイッチ（図示せず）が押されたら（ＳＴＥＰ１２）、細胞ＣＥの測定が開始される（ＳＴＥＰ１３）。測定開始スイッチが押されない場合には、測定開始スイッチが押されるまで待機している（ＳＴＥＰ１２）。
【００５３】
なお、ＳＴＥＰ１２において、測定開始スイッチが押されない場合には、各種設定を再設定できるように、種々所定のＳＴＥＰに戻ることが可能な設定にしてもよい。
【００５４】
測定パラメータの設定が完了したら、次に、細胞ＣＥの測定が行われる。そこで、細胞ＣＥの測定の流れを、図８を参照しながら説明する。
図８は、測定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定が開始されると、測定対象範囲が読み込まれる（ＳＴＥＰ２１）。その後、倍率が読み込まれ（ＳＴＥＰ２２）、検出波長が読み込まれる（ＳＴＥＰ２３）。
次に、測定モードが読み込まれる（ＳＴＥＰ２４）。ここでは、読み込まれた測定対象範囲、倍率、検出波長（蛍光波長）などに基づき、最適なステージ走査方法が決定される。測定モードが自動モードに設定されている場合には、撮像モードもここで決定される。
【００５５】
次に、決定されたステージ走査方法に応じたＸ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙ等の動作方法が解析され（ＳＴＥＰ２５）、解析された動作方法のデータ（動作データ）は、コンピュータＰＣのテーブルに保存される（ＳＴＥＰ２６）。
その後、エリアセンサモードが選択されているか否かにより、異なる測定方法で測定が行われる（ＳＴＥＰ２７）。
【００５６】
まず、エリアセンサモードが選択されている場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ３０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ３２）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
【００５７】
次に、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ３３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６、吸収フィルタ５８などを選択する。
以上の測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ３０からＳＴＥＰ３３まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
その後、フォーカス位置が検出され（ＳＴＥＰ３４）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ３５）。
【００５８】
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ３５）までの動作が、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ３６）。
必要な画像の取得が完了すると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが１ステップ駆動される（ＳＴＥＰ３７）。そして、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが移動した位置が測定対象範囲内であれば、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から１ステップステージ駆動（ＳＴＥＰ３７）までの動作が繰り返される。この繰り返し作業は、ステージ２２の移動した位置が測定対象範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ３８）。
【００５９】
Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙの移動先が測定対象範囲外となると、次に測定時間間隔が判定される。所定の測定時間間隔になると、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から測定対象範囲の判定が行われる（ＳＴＥＰ３８）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ４０）。
【００６０】
次に、エリアセンサモードが選択されていない場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ５０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、フォーカス位置が検出される（ＳＴＥＰ５２）。
【００６１】
次に、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ５３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
そして、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ５４）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。これら測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ５０からＳＴＥＰ５４まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
【００６２】
その後、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙの駆動が開始され（ＳＴＥＰ５５）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ５６）。
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ５３）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ５６）までの動作が繰り返され、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５７）。
【００６３】
必要な画像の取得が完了すると、測定時間間隔が判定される。所定の測定時間間隔になると、再びフォーカス位置の検出（ＳＴＥＰ５２）から必要な画像の取得（ＳＴＥＰ５７）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５９）。
【００６４】
細胞ＣＥの撮像が終了すると、次には撮像された画像の処理が行われる。そこで、撮像された画像の処理方法について、図９を参照しながら説明する。
図９は、画像の処理方法を説明するフローチャートである。
まず、コンピュータＰＣの画像処理部は、メモリ部に蓄積された撮像画像から、背景画像を抽出する（ＳＴＥＰ７１）と共に、撮像画像から背景画像（バックグラウンド）を除去する（ＳＴＥＰ７２）。
次に、強調できる画像の最大輝度範囲を読み込み（ＳＴＥＰ７３）、最大輝度範囲に応じて、例えば所定係数を掛けて画像を強調する（ＳＴＥＰ７４）。これらの処理により、バックグラウンドを除去した画像から１つ１つの細胞ＣＥを粒状に認識し易いように画像が強調される。
【００６５】
そして、強調された画像から、例えば所定の閾値以上の輝度を有する部分を抽出することで、細胞ＣＥの１つ１つの輝度を明確な粒状として認識する（ＳＴＥＰ７５）。
次に、細胞ＣＥの重心位置や面積等の幾何学的特徴量や、化学的特徴量や、蛍光輝度等の光学的特徴量をより正確に認識するとともに、細胞ＣＥの位置情報とも関連付けて抽出する（ＳＴＥＰ７６）。これら特徴量を抽出することにより、１つ１つの細胞ＣＥを識別することができる。
細胞ＣＥの特徴量を抽出した後、細胞ＣＥを認識するために行った強調作業（ＳＴＥＰ７４）の補正を行う（ＳＴＥＰ７７）。この補正により、画像の強調のために用いられた所定係数の影響が除去される。
次に、補正後の特徴量を、例えばファイルに出力するとともにそのファイルに蓄積する（ＳＴＥＰ７８）。
【００６６】
そのため、コンピュータＰＣの画像処理部は、スライドガラス、マイクロプレートなどの全面の各位置における細胞ＣＥの蛍光量分布等を画像化することができる。また、画像処理部は、１つ１つの細胞ＣＥを正確に追跡可能であるので、例えば、所定の数の細胞ＣＥだけに注目し、培養を行いながら細胞ＣＥ内部の蛍光分布を局所的に長時間測定することも可能である。更に、細胞ＣＥを培養しながら、例えば、一定時間毎にスライドガラスや、マイクロプレートなどの全面を測定し、時間経過に対する細胞ＣＥの蛍光量を自動測定することも可能である。
【００６７】
次に、撮像画像から細胞ＣＥの特徴量などのデータが抽出された後に行われるデータ処理について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は、データ処理の流れを説明するフローチャートである。
ここでは、コンピュータＰＣのデータ処理部によって、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥのデータ（特徴量）の処理が行われる。
まず、データ処理部は、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥの生データ（特徴量）を読み込む（ＳＴＥＰ８１）とともに、細胞ＣＥごとに時系列に並ぶようにデータの並べ替えが行われる（ＳＴＥＰ８２）。データが並べ替えられると、データ処理部は、細胞ＣＥごとに輝度、すなわち発現量の経時的変化をグラフ化する（ＳＴＥＰ８３）。
グラフ化が完了すると、データ処理部は、グラフをプレビュー表示し（ＳＴＥＰ８４）、グラフ化データをファイルに出力する（ＳＴＥＰ８５）。
【００６８】
この処理を行うことにより、細胞ＣＥを長期間培養した場合における１つの細胞の経時的変化を容易に観察することができる。従って、培養中の時間経過に伴う細胞ＣＥの発現量の変化等を正確、かつ容易に測定することができる。
【００６９】
次に、細胞ＣＥの測定時に行われる照射光量の調整について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は、光量の調整の流れを説明するフローチャートである。
まず、細胞ＣＥに照射される照射光量が測定される（ＳＴＥＰ９１）。照射光量は、光量モニタ５０の出力から算出されてもよいし、照度計を設けて測定しても良いし、パワーメータを設けてパワーメータの出力から算出してもよい。
【００７０】
測定された照射光量が許容範囲内であれば、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量が許容範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ９２）。
照射光量が許容範囲外になると、光量調整機構４３に含まれるＮＤフィルタ（図示せず）が交換され（ＳＴＥＰ９３）、照射光量が許容範囲内になるように調節される。その後、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量の調節が繰り返される。
【００７１】
次に、チャンバ１３０への培養液の補給・交換の制御方法を、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、培養液の補給・交換方法を説明するフローチャートである。
まず、撮像された画像のバックグラウンド（背景）値が解析される（ＳＴＥＰ１０１）。撮像された画像のバックグラウンドには培養溶液の自家蛍光が撮像されており、この培養溶液の自家蛍光の輝度が解析される。
ここで、培養液は古くなるほど自家蛍光の輝度が高くなるため、自家蛍光の輝度を測定することにより、培養液の交換時期を検出することができる。
【００７２】
そして、解析されたバックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値以内であれば、再びバックグラウンド値の解析（ＳＴＥＰ１０１）に戻り、バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなるまで繰り返される（ＳＴＥＰ１０２）。
バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなると、培養液の廃液ポンプ８２が駆動され（ＳＴＥＰ１０３）、次いで培養液の補給ポンプ８１が駆動される（ＳＴＥＰ１０４）。
【００７３】
なお、培養液の補給・交換の時期は、上述のように、培養液の自家蛍光により決定しても良いし、連続して行ってもよいし、予めユーザが指定した時間間隔で自動的に補給・交換を行っても良いし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換時期を指定できるようにしてもよい。また、交換する量もユーザが設定しても良いし、培養液の自家蛍光により決定してもよいし、チャンバ１３０内の培養液を一括して全て交換してもよいし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換量を指定できるようにしてもよい。
重量などで換算して自動で設定しても良い。
なお、本実施の形態においては、撮像された画像を用いてバックグラウンドの自家蛍光の値を検出しているが、この検出は細胞ＣＥが存在しない場所を撮像した画像から検出しても良いし、培養液瓶７２近傍に例えば光学的検出器を設けて検出してもよい。
上述したような測定手順により、図１３に示すような、１つ１つの細胞の経時的位置変化を表した細胞追跡画像を取得できる。
【００７４】
上記の構成によれば、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に空気よりも屈折率の高い水Ｗが配置されているため、空気のみが介在している場合と比較して、対物レンズ４８によって生体試料から発せられる光をより多く捉えることができる。そのため、細胞ＣＥから発せられる微弱な蛍光などの光を観察することができる。
スライドガラス１４０がチャンバ１３０の上面を構成しているため、スライドガラス１４０が上面以外の面を構成している場合と比較して、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に水Ｗを容易に配置することができる。つまり、スライドガラス１４０の上に水Ｗを載せるだけでよく、常に水Ｗを供給するなど特別な手段を用いることなく、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に水Ｗを保持することができる。
また、細胞ＣＥがチャンバ１３０の上面に配置されているため、正立型顕微鏡を用いた観察を行うことができる。
【００７５】
細胞ＣＥと対物レンズ４８との間にチャンバ１３０とウェルプレートなどを介在させている場合と比較して、スライドガラス１４０のみを介在させているため、対物レンズ４８を細胞ＣＥにより接近させることができる。そのため、例えば対物レンズ４８に焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを用いることができ、細胞ＣＥから発せられる光をより多く捉えることができる。
【００７６】
支持部１４６の高さをスライドガラス１４０の厚さよりも高く形成しているため、蓋１５０を枠部１３１に取り付けたときに、Ｏリング１４４および蓋１５０がスライドガラス１４０よりも上に配置される。そのため、水Ｗをスライドガラス１４０の上に保持し、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に保持することができる。
また、水Ｗがスライドガラス１４０の上から落下することを防止することができるため、水Ｗを頻繁に供給する必要がない。同時に、落下した水Ｗを回収する必要がなく、他の構成要素を汚損したり破損したりする恐れがない。
【００７７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１４および図１５を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４および図１５を用いてチャンバ周辺のみを説明し、検出ユニット等の説明を省略する。
図１４は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図である。図１５は、チャンバの断面図である。
なお、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
チャンバ（培養容器）３３０は、図１４および図１５に示すように、チャンバ３３０の外側側壁および上面の一部を形成する外枠部３３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部３３１内に配置される中子３４１と、外枠部３３１に取り付けられる蓋３５０と、から概略構成されている。
【００７９】
外枠部３３１は、矩形状に配置された枠部側壁３３２と、天板開口部３３４が形成された天板３３３とから構成されている。外枠部３３１は、耐腐食性のある金属（例えばステンレススチール）などから形成されている。
枠部側壁３３２には、継ぎ手１４３が配置されるＵ字型の溝部３３５が形成されているとともに、その下面（図中の下方向の面）には、ネジ穴３３６が形成されている。天板３３３には、スライドガラス１４０より一回り小さな天板開口部３３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する支持部３３７が形成されている。支持部３３７は、図１５に示すように、スライドガラス１４０を図中の上側から支持するように形成されている。また、天板開口部３３４の側壁は、スライドガラス１４０とともに、段差部３４０を形成している。
【００８０】
中子３４１は、矩形状の中子枠３４２と、中子枠３４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠３４２の上下面に配置されたＯリング（シール部材）１４４とから構成されている。中子枠３４２および継ぎ手１４３は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂など）から形成されている。
継ぎ手１４３および中子枠３４２には、培養液が流れる流路３４５が貫通して形成されている。中子枠３４２の上下面には、Ｏリング１４４を配置するための配置溝３４６が形成されている。Ｏリング１４４は、スライドガラス１４０と蓋３５０とに接触することで、スライドガラス１４０と中子３４１と蓋３５０とで密閉容器を形成し、培養液を保持するように配置されている。
【００８１】
蓋３５０は、照明光を透過する蓋ガラス３５１と、蓋ガラス３５１を支持するガラス支持部３５２とから形成されている。蓋ガラス３５１の外気と接する面（図中の下面）には、光の反射防止膜が形成されているとともに、培養液と接する面（図中の上面）には、高親水膜が形成されている。ガラス支持部３５２には、蓋３５０と外枠部３３１とを固定するネジ３５５用の貫通穴３５３が形成されている。
【００８２】
上記の構成によれば、段差部３４０が形成されているため、水Ｗをスライドガラス１４０の上に保持し、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に保持することができる。
また、水Ｗがスライドガラス１４０の上から落下することを防止することができるため、水Ｗを頻繁に供給する必要がない。同時に、落下した水Ｗを回収する必要がなく、他の構成要素を汚損したり破損させたりする恐れがない。
【００８３】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１６を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第２の実施の形態と同様であるが、第２の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１６を用いてチャンバ周辺のみを説明し、検出ユニット等の説明を省略する。
図１６は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
なお、第２の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
チャンバ（培養容器）４３０は、図１６に示すように、チャンバ４３０の外側側壁および上面の一部を形成する外枠部４３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部３３１内に配置される中子３４１と、外枠部３３１に取り付けられる蓋３５０と、から概略構成されている。
外枠部４３１は、矩形状に配置された枠部側壁３３２と、天板開口部３３４が形成された天板４３３とから構成されている。外枠部４３１は、耐腐食性のある金属（例えばステンレススチール）などから形成されている。
【００８５】
天板４３３の上面には、上方向に突出した壁部（段差部）４３４が形成され、壁部４３４は天板４３３の縁を囲うように配置されている。また、天板４３３には天板開口部３３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する支持部３３７が形成されている。支持部３３７は、スライドガラス１４０を図中の上側から支持するように形成されている。
【００８６】
インキュベータボックス２２０には、壁部４３４に囲われたスライドガラス１４０の上に水Ｗを供給する供給部（供給手段）４５０が配置されている。供給部４５０には、水Ｗをスライドガラス１４０の上に導く供給管４５１が備えられている。
供給部４５０は、インキュベータボックス２２０に備えられたチャンバ４３０の配置を検出する検出センサ（図示せず）の出力に基づいて、水Ｗをスライドガラス１４０の上に供給するように構成されている。
なお、上述のように、検出センサの出力に基づいて供給部４５０が自動的に水Ｗを供給してもよいし、観察者の指示に基づいて供給部４５０が水Ｗを供給するように構成されていてもよい。さらには、観察者が自ら水Ｗを供給してもよい。
【００８７】
上記の構成によれば、壁部４３４に取り囲まれた領域内に水Ｗを所定の深さに貯めることができるため、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間のみに水Ｗを配置する場合と比較して、常に対物レンズ４８とスライドガラス１４０との間に水Ｗを介在させることができる。
また、水Ｗがスライドガラス１４０の上から落ちることを防止することができるため、水Ｗを常に供給する必要がない。同時に落ちた水Ｗを回収する構成要素を設ける必要がない。
【００８８】
供給部４５０により自動的に水Ｗをスライドガラス１４０の上に供給することができるため、観測者が水Ｗを供給する場合と比較して、スライドガラス１４０と対物レンズ４８との間に水Ｗを容易に供給することができる。また、チャンバ４３０をインキュベータボックス２２０に配置すると、自動的に水Ｗがスライドガラス１４０の上に供給されるため、細胞ＣＥの観察を円滑に行うことができる。
【００８９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、蛍光強度を検出する構成に適応して説明したが、この蛍光強度を検出する構成に限られることなく、細胞の形態変化等、その他各種の指標を検出する構成に適応することができるものである。
本発明によれば、細菌類、微生物、卵といった、細胞以外の生体試料に対しても用いることが可能である。
本発明のインキュベータボックスやチャンバは、専用の、または既存の一般の顕微鏡に対して取り付けて用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【図２】同、インキュベータボックスの概略構成を示す斜視図である。
【図３】同、インキュベータボックスの概略構成を示す平面図である。
【図４】同、チャンバの概略構成を示す図である。
【図５】同、チャンバの概略構成を示す断面図である。
【図６】同、走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【図７】同、測定パラメータの設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】同、測定の流れを示すフローチャートである。
【図９】同、画像の処理方法を示すフローチャートである。
【図１０】同、データ処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】同、光量の調整の流れを示すフローチャートである。
【図１２】同、培養液の補給・交換方法を示すフローチャートである。
【図１３】細胞の経時変化を表した細胞追跡画像を示す図である。
【図１４】第２の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図１５】同、チャンバの断面図である。
【図１６】第３の実施形態に係るチャンバの断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  生体試料観察システム
４８  対物レンズ（観察手段）
１３０、３３０、４３０  チャンバ（培養容器）
１４０  スライドガラス（被播種部材）
１４６  支持部（段差部）
３４０  段差部
４３４  壁部（段差部）
４５０  供給部（供給手段）
ＣＥ  細胞（生体試料）
Ｗ  水（媒体）
【図１】
2006000052.tif 000003
【図２】
2006000052.tif 000004
【図３】
2006000052.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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