(57)【要約】【課題】液体中の被検体を高拡大率で鮮明な画像として観察ができる液体中の被検体を観察する装置を提供する。【解決手段】培養細胞２を包含する培養液３を収容する収容部４の底板１２に、培養液３が漏れることなく培養液３の表面張力の作用で留まる大きさの貫通穴１２ａを有する容器５と、下方から貫通穴１２ａを通して、容器５に収容された培養液３中の培養細胞２を観察する顕微鏡６と、容器５を顕微鏡６に対して、位置決めするハンド７およびマニピュレータ８とを備えたことを特徴とする液体中の被検体を観察する装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を包含する液体を収容する収容部の底板に、前記液体が漏れることなく前記液体の表面張力の作用で留まる大きさの貫通穴を有する容器と、
下方から前記貫通穴を通して、前記容器に収容された前記液体中の被検体を観察する観察手段と、
前記容器を、前記観察手段に対して、位置決めする位置決め手段と、
を備えたことを特徴とする液体中の被検体を観察する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体中の被検体を観察する装置において、
前記観察手段は光学顕微鏡である液体中の被検体を観察する装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体中の被検体を観察する装置において、
前記被検体は生物の細胞であり、前記液体は細胞の培養液である液体中の被検体を観察する装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体中の被検体を観察する装置において、
前記容器は前記貫通穴を有する前記収容部を複数具備し、
前記位置決め手段は、前記容器を保持する保持部と前記容器を移動する移動部を有することを特徴とする液体中の被検体を観察する装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体中の被検体を観察する装置において、
前記位置決め手段の移動部を制御し、前記複数の収容部を個別に前記観察手段に対して位置決めする位置決め制御手段を有することを特徴とする液体中の被検体を観察する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、電磁波を用いて液体中の被検体を観察する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  液体中の被検体に対し、レーザー、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ線、ガンマー線等の電磁波を用いて観察が行われている。【０００３】  電磁波を用いた液体中の被検体の観察は、被検体によって反射または散乱された電磁波、または被検体を透過した電磁波を検出することで行われる。【０００４】  観察は、寸法、形状、面積、体積、質量、員数、配置、構造、状態、材質、色彩、異物、キズ、また、その他の物理量の観察である。【０００５】  上述した観察装置として、例えば、培養液の中で培養される生物の細胞を光学顕微鏡で観察する装置などがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−４９４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上述した細胞の観察装置において、液体中の被検体を高拡大率で鮮明な画像として観察することが要求されている。しかし、液体を収容した容器を上面側から顕微鏡で観察する場合、容器の上端が干渉するため顕微鏡の先端と被検体との距離が短くできず、このため、拡大率を高くできない問題があり、また、下面側から観察する場合、（透明な）容器の底板を通した観察となるため画像の鮮明度が低下する問題がある。【０００８】  本発明の実施形態は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、液体中の被検体を高拡大率で鮮明な画像として観察ができる液体中の被検体を観察する装置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】
【０００９】  上記目的を達成するために、実施形態の液体中の被検体を観察する装置は、被検体を包含する液体を収容する収容部の底板に、前記液体が漏れることなく前記液体の表面張力の作用で留まる大きさの貫通穴を有する容器と、下方から前記貫通穴を通して、前記容器に収容された前記液体中の被検体を観察する観察手段と、前記容器を、前記観察手段に対して、位置決めする位置決め手段と、を備えたことを要旨とする。【００１０】  また、実施形態の液体中の被検体を観察する装置において、前記観察手段は光学顕微鏡であることを要旨とする。【００１１】  また、実施形態の液体中の被検体を観察する装置において、前記被検体は生物の細胞であり、前記液体は細胞の培養液であることを要旨とする。【００１２】  また、実施形態の液体中の被検体を観察する装置において、前記容器は前記貫通穴を有する前記収容部を複数具備し、前記位置決め手段は前記容器を保持する保持部と前記容器を移動する移動部を有することを要旨とする。【００１３】  また、実施形態の液体中の被検体を観察する装置において、前記位置決め手段の移動部を制御し、前記複数の収容部を個別に前記観察手段に対して位置決めする位置決め制御手段を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】  本発明の実施形態による液体中の被検体を観察する装置によれば、被検体を包含する液体を収容する収容部の底板に液体が漏れることなく、液体の表面張力の作用で留まる大きさの貫通穴を設け、この貫通穴を通して、下方より容器に収容された液体中の被検体を観察するので、観察手段と容器の上端との干渉がなくなって、観察手段と被検体との距離が短くでき、また、底板を通さずに観察でき、コントラストが良く、高拡大率の観察をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液体中の被検体を観察する装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る容器５の概念図（側面から見た図）。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る容器５の概念図（上面から見た図）。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る観察時の容器５と顕微鏡６の状態を示す模式図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の変形２に係る観察時の容器５と顕微鏡６の状態を示す模式図。（（ａ）は、顕微鏡６を倒立姿勢に切り換えた場合の模式図で、（ｂ）は、顕微鏡６を正立姿勢に切り換えた場合の模式図。）
【発明を実施するための形態】
【００１６】  （第１の実施の形態）
図１ないし図３を参照して、第１の実施の形態の構成について説明する。
【００１７】  図１は、第１の実施の形態の構成図である。図２は容器５の概念図（側面から見た図）、図３は容器５の概念図（上面から見た図）である。観察装置（液体中の被検体を観察する装置）１は、容器５に収容された培養液３の中の培養細胞２を観察する装置である。観察装置１は、培養細胞（被検体）２を包含する培養液（液体）３を収容部４に収容する容器５と、培養液３の中の培養細胞２を観察する（光学）顕微鏡（観察手段）６と、容器５を把持し移動させ、顕微鏡６に対して位置決めするハンド（位置決め手段の保持部）７が付いたマニピュレータ（位置決め手段の移動部）８と、ハンド７の把持動作と、マニピュレータ８の移動動作を制御する制御部９より成る。
【００１８】  ハンド７は、容器５と係合する２つの部材で容器をはさんで固定するものである。マニピュレータ８はハンド７を直交３方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に移動させるものである。また、観察装置１は、搬送された容器５を仮置きする搬入載置台１０と、搬出前の容器５を仮置きする搬出載置台１１を有する。搬入載置台１０と搬出載置台１１の上にはそれぞれ容器５を受ける台座１０ａ、１１ａが配置される。
【００１９】  図２を参照して、容器５は、１個ないし複数個の収容部４を有し（図では４個）、それぞれの収容部４は底板１２に１個ないし複数個（図では５個）の貫通穴１２ａが開けられている。
【００２０】  容器５は、少なくとも底板１２（の少なくとも貫通穴１２ａの周辺）は培養液３をはじく材質が用いられ、培養液３が漏れることなく表面張力の作用で留まる大きさ（直径α）の貫通穴１２ａが開けられる。
【００２１】  貫通穴１２ａの直径αとしては、漏れることがなく、なるべく大きくするのが好ましい。漏れない最大の直径αは、底板１２や培養液３の材質、また、収納部４に入れる培養液３の深さ等で多少の変化はあるが、直径αとして概略０．８〜０．３ｍｍ程度を用いる。
【００２２】  図１に戻り、制御部９は、通常のパソコンであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、機器制御ボード、入出力部、表示部等を有する。
【００２３】  制御部９は、搬入載置台１０に置かれている容器５をハンド７により把持し、さらに、マニピュレータ８により移動させて、容器５の複数の収容部４を個別に、さらに、収容部４の複数の貫通穴１２ａごとに顕微鏡６の視野位置に位置決めする。
【００２４】  制御部９はＣＰＵによりプログラムに従って順次、収容部４ごと、貫通穴１２ａごとに位置決めする。あるいは入出力部より操作者が入力した所望の収容部４と貫通穴１２ａを位置決めする。
【００２５】  顕微鏡６は通常の光学顕微鏡で、対物レンズ６ａの先端から距離βの位置にピントが合い、この位置の像を拡大して観察できる。距離βは、顕微鏡６により定まる距離で、拡大率を上げると小さくなる。
【００２６】  顕微鏡６は、操作者が接眼レンズ（不図示）から直接覗いて観察するものでも、テレビカメラで撮影して表示器に表示するものでもよい。後者のタイプでデジタル出力付のテレビカメラを付けたものの場合、この出力を制御部９に取込んで制御部９の表示部に表示させたり、メモリに記憶させたりすることができる。
【００２７】  図１、図４を参照して、第１の実施の形態の作用について説明する。図４は、観察時の容器５と顕微鏡６の状態を示す模式図である。
【００２８】  まず、培養細胞２を包含する培養液３を収容した容器５を用意し、搬入載置台１０の上の台座１０ａに係合させるよう搬入載置する。この時、搬入は手持ちでもよいが、自動的な搬入装置を別に用いてもよい。
【００２９】  制御部９に開始を入力すると、制御部９は、ハンド７とマニピュレータ８により搬入載置台１０上の容器５を把持し、移動させて、所定の順で、収容部４と貫通穴１２ａごとに、貫通穴１２ａの位置を顕微鏡６の視野に合わせる。
【００３０】  顕微鏡６は容器５の下方から貫通穴１２ａを通して、培養液３の中の培養細胞２を撮影して表示し、観察する。概略０．８ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の貫通穴１２ａを通して、倒立姿勢の顕微鏡６により視野範囲として、概略０．１ｍｍ×０．１ｍｍ程度で培養液３の中の培養細胞２が観察される。この時、対物レンズ６ａの先端からβの位置が焦点面ｆｐで、焦点面ｆｐにピントの合った像が観察される。
【００３１】  操作者は、制御部９に指令を入力して、容器５を上下に微動させ、容器５に対して焦点面ｆｐを変えることができる。このとき、容器５のかわりに顕微鏡６を動かして焦点面ｆｐを変えることもできる。
【００３２】  所定の順で貫通穴１２ａごとに撮影、表示、観察を繰り返し、終了すると、制御部９は、ハンド７とマニピュレータ８により、容器５を移動させ、搬出載置台１１上の台座１１ａに係合するように載置し、ハンド７とマニピュレータ８を容器５から退避させる。操作者は観察終了した容器５を搬出載置台１１から搬出するが、このとき手持ちでもよいが、自動的な搬出装置を別に用いてもよい。
【００３３】  （第１の実施の形態の変形）
（１）第１の実施の形態では、図２、図３に示すように、容器５は複数の収容部４を有しているが、単数の収容部４の場合もある。
【００３４】  （２）第１の実施の形態では、顕微鏡６により、容器５を下側からのみ観察するが、観察方向を下側と上側からに切り換えるようにしてもよい。
【００３５】  図５は、変形２による観察時の容器５と顕微鏡６の状態を示す模式図である。図５（ａ）は、顕微鏡６を倒立姿勢に切り換えた場合、図５（ｂ）は、顕微鏡６を正立姿勢に切り換えた場合を示す。
【００３６】  培養液３の中の培養細胞２を、高拡大率で鮮明な像で観察する場合は、図５（ａ）に示すように、顕微鏡６の倒立姿勢を用いる。
【００３７】  培養液３の中の上面に浮遊している培養細胞２、コンタミネーション、コロニーなどの像を観測する場合は、図５（ｂ）に示すように、顕微鏡６の正立姿勢を用いる。なお、図５に示すように、顕微鏡６を倒立姿勢と正立姿勢に切り換えできるのは、架台１３に取り付けられているロック機能付き回転軸１４によるものである。なお、図５には図示しないが、ロック機能付き回転軸１４により容器５に対して側面方向からや、斜め方向からの観察もできる。
【００３８】  （３）第１の実施の形態では、ハンド７とマニピュレータ８は、代りに載置台（位置決め手段）で置き換えてもよい。この場合、操作者は手持ちで載置台に置き、載置台を手動で動かして位置決めすることになる。あるいは、載置台を動かすかわりに顕微鏡６を動かしてもよい。
【００３９】  （４）第１の実施の形態では、位置決めの手段として、ハンド（保持部）７とマニピュレータ（移動部）８を用いたが、他の構成としてもよい。例えば、ハンド７のかわりに、容器５と係合する台座を用いてもよい。また、例えば、マニピュレータ８のかわりにＸ、Ｙ、Ｚ移動を行うテーブルを用いてもよく、かわりに、多関節ロボットアームを用いてもよい。
【００４０】  （５）第１の実施の形態では、被検体は培養細胞２であるが、被検体は培養細胞２に限定されることなく、一般的な細胞、医薬、工業・食品業・化学産業の製品や材料、微生物、農作物、漁獲物などのあらゆる微細物品を、液体に包含させ観察することができ、同様の効果を得ることができる。
【００４１】  （６）第１の実施の形態の観察装置（被検体を観察する装置）１において、観察
手段は、（光学）顕微鏡６であるが、観察手段は（光学）顕微鏡６には限られず、他の観察手段を用いてもよい。観察手段としては、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、可視光、紫外線、Ｘ線、γ線等の電磁波の発生源を、被検体によって反射、散乱または、透過した電磁波を検出するＣＣＤカメラ、蛍光倍増管、フィルム、フラットパネルディテクタなどの検出器を組合せて構成してもよい。この場合も、観察手段である電磁波が容器５の底板を透過しないこと、および、観察対象に近づくことができることによって、前記と同様にコントラストが良く、高解像度の観察対象の像を得ることができる。
【００４２】  （７）第１の実施の形態では、位置決め機構６を有するが、被検体や検査内容に応じ、位置決め機構は無しとしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】１・・・観察装置（液体中の被検体を観察する装置）、２・・・培養細胞、３・・・培養液（液体）、４・・・収容部、５・・・容器、６・・・（光学）顕微鏡、６ａ・・・対物レンズ、７・・・ハンド（位置決め手段の保持部）、８・・・マニピュレータ、９・・・制御部、１０・・・搬入載置台、１０ａ・・・台座、１１・・・搬出載置台、１１ａ・・・台座、１２・・・底板、１２ａ・・・貫通穴、１３・・・架台、１４・・・ロック機能付回転軸、α・・・貫通穴の直径、β・・・対物レンズの先端から焦点面までの距離（ワーキングディスタンス）
【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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