(57)【要約】      （修正有）【課題】細胞培養に好適な湿度環境を維持できる顕微鏡観察用培養装置を提供する。【解決手段】生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養装置において、ＸＹステージユニット３０を上下から挟むようにトップヒータユニット２０とボトムヒータユニット４０が設けられ、ＸＹステージユニット３０には、培養中の試料が収容されたウェルプレート５１を保持するプレートホルダ５２が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養装置において、
ＸＹステージユニットを上下から挟むようにトップヒータユニットとボトムヒータユニットが設けられ、
前記ＸＹステージユニットには、培養中の試料が収容されたウェルプレートを保持するプレートホルダが設けられていることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
【請求項２】
前記ＸＹステージユニットは、前記ウェルプレートの着脱ができるように、少なくともＸＹいずれかの方向に大きく駆動できることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡観察用培養装置。
【請求項３】
前記プレートホルダには、加温用ヒータと外部からＣＯ２ガスを供給するためのＣＯ２ポートの少なくともいずれかが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の顕微鏡観察用培養装置。
【請求項４】
前記ボトムヒータユニットには、一方の面にヒータホルダとメタルプレートよりなる流路が形成され、他方の面にはヒータが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の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に関し、特に、生きた細胞を長期間観察するのに好適な顕微鏡観察用培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば細胞分野の研究にあたっては、細胞を長期に培養しながらその現象を観察することが行われている。一般に細胞を長期間培養するためには、細胞にとって好適な環境を維持することが好ましい。たとえば一般的な細胞を培養する環境としては、温度３７度、湿度９０％、ＣＯ２濃度５％に維持することが好ましいとされている。
【０００３】
図５は、従来の顕微鏡観察用培養器の一例を示す構成説明図である（特許文献１）。図５において、観察資料である細胞を入れたシャーレ１を密閉された培養器内部に保持するとともに、シャーレの周囲に貯水池２を設け、さらに貯水池２の下部にヒータ３を配置することによって、培養器内部の湿度を高湿度状態に保つ例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０７３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５に示すように単に細胞周辺に貯水池２を設けて下面から加熱するだけでは十分に蒸発を促進することはできず、湿度を細胞培養に好適な高湿度に維持することは困難である。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養装置において、細胞培養に好適な湿度環境を維持できる顕微鏡観察用培養装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養装置において、
ＸＹステージユニットを上下から挟むようにトップヒータユニットとボトムヒータユニットが設けられ、
前記ＸＹステージユニットには、培養中の試料が収容されたウェルプレートを保持するプレートホルダが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の顕微鏡観察用培養装置において、
前記ＸＹステージユニットは、前記ウェルプレートの着脱ができるように、少なくともＸＹいずれかの方向に大きく駆動できることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の顕微鏡観察用培養装置において、
前記プレートホルダには、加温用ヒータと外部からＣＯ２ガスを供給するためのＣＯ２ポートの少なくともいずれかが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の顕微鏡観察用培養装置において、
前記ボトムヒータユニットには、一方の面にヒータホルダとメタルプレートよりなる流路が形成され、他方の面にはヒータが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
これらにより、細胞培養に好適な湿度環境を維持できる顕微鏡観察用培養装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の内部構成を示す斜視図である。
【図４】図１のボトムヒータ６の分解図である。
【図５】従来の顕微鏡観察用培養器の一例を示す構成説明図である
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
本発明に基づく培養装置１０の上部にはトップヒータユニット２０が設けられ、トップヒータユニット２０の下部にはＸＹステージユニット３０が設けられ、ＸＹステージユニット３０の下部にはボトムヒータユニット４０が設けられている。
【００１５】
トップヒータユニット２０は、透明のヒータパネル２１と、ヒータパネル２１を保持するホルダ２２と、これらを図示しない固定部に固定する固定プレート２３によって構成されている。ヒータパネル２１の中心には、薬液添加用の穴２１ａが設けられている。
【００１６】
ＸＹステージユニット３０には、培養中の試料が収容されたウェルプレート５１を保持するプレートホルダ５２が設けられている。さらにＸＹステージユニット３０は、図示しないアクチュエータによってウェルプレート５１をＸ方向に駆動するＸテーブル３１とＹ方向に駆動するＹテーブル３２を有し、ウェルプレート５１をＸＹ方向に駆動可能に構成されている。
【００１７】
また、ＸＹステージユニット３０は、Ｙ方向に大きく駆動することにより、プレートホルダ５２をトップヒータユニット２０で覆われる位置よりも外部に移動させて、ウェルプレート５１の着脱ができるように構成されている。
【００１８】
プレートホルダ５２には図示しないヒータが貼付され、加温可能に構成されている。また、プレートホルダ５２には図示しないＣＯ２ポートが設けられていて、たとえば５％に調整されたＣＯ２ガスを外部から供給できるように構成されている。
【００１９】
なお、プレートホルダ５２にはシールゴム５３が設けられており、ヒータパネル２１との間を気密に保つように構成されている。
【００２０】
そして、Ｙテーブル３２の底面にはシールゴム３３が設けられており、ボトムヒータ４０との間を気密に保つように構成されている。
【００２１】
図３は図１および図２からヒータパネル２１とウェルプレート５１を取り除いた説明図であり、図４はボトムヒータユニット４０の分解図である。
【００２２】
図４において、ボトムヒータユニット４０の中心部には開口穴ｈが設けられており、対物レンズ６０が配置されている。対物レンズ６０は図示しないアクチュエータによってその光軸方向に駆動可能に構成されている。さらに対物レンズ６０の辺縁部とボトムヒータユニット４０の開口部にはベローズ６１が設けられていて、対物レンズ６０が上昇した際には、内部の温度、湿度、ＣＯ２などの環境が外部に漏れないように構成されている。
【００２３】
また、詳細は省略するが、対物レンズ６０によって撮影されるウェルプレート５１内部の細胞の画像は、図示しない光学系およびカメラによって撮影可能に構成されている。
【００２４】
ボトムヒータユニット４０は、ヒータホルダ４１と、ヒータホルダ４１の両端を固定支持するヒータフレーム４２ａ、４２ｂとで構成されている。ヒータホルダ４１の下面にはシート状のヒータ４３が貼付され、加温可能に構成されている。さらに、ヒータホルダ４１の中心には前述のように開口穴ｈが設けられており、前述のベローズ６１が固定されている。
【００２５】
ヒータホルダ４１において、その表面の開口穴ｈの周辺部４１ａは流路を形成するように周辺部４１ａの外周部４１ｂに対してわずかに低く（たとえば０．５ｍｍ程度）なるように加工されている。
【００２６】
また、ヒータホルダ４１の表面には給水穴４１ｃと排水穴４１ｄが設けられており図示しない底面のポートから給水および排水が行えるように構成されている。
【００２７】
ヒータホルダ４１の表面に形成された周辺部４１ａにはこの周辺部４１ａに嵌合するように加工形成されたメタルメッシュ４４を介してメタルプレート４５が貼付され、これらヒータホルダ４１とメタルプレート４５により流路が形成されている。なお、メタルプレート４５の所定の領域４５aには、たとえば径0.5ｍｍの微小穴がピッチ１ｍｍの間隔で千鳥状に形成されている。
【００２８】
このような構成において、観察試料が貼付されたウェルプレート５１をプレートホルダ５２にセットするのにあたっては、ＸＹステージユニット３０をＹ方向に大きく駆動させてプレートホルダ５２をトップヒータユニット２０で覆われる位置よりも外部に移動させて、観察試料が貼付されたウェルプレート５１をプレートホルダ５２にセットする。その後、ＸＹステージユニット３０を観察位置に戻す。
【００２９】
この状態で、対物レンズ６０を移動させることにより、図示しない光学系およびカメラによってウェルプレート５１に貼付された試料を観察できる。ここで、上方より図示しないランプによって透明のヒータパネル２１越しに照明を行ってもよいし、光学系側から対物レンズ６０の内部を通して照明を行ってもよい。またＸＹステージユニット３０を駆動することにより、ウェルプレート５１内部の所望の位置を観察することができる。
【００３０】
温度については、透明ヒータパネル２１、プレートホルダ５２に添付された図示しないヒータおよびボトムヒータユニット４０のヒータ４３に通電することによりヒータを加熱し、図示しない熱電対によりウェルプレート５１の内部がたとえば３７℃になるようにコントロールする。
【００３１】
ＣＯ２については、外部よりＣＯ２濃度がたとえば５％に調整された混合気体をプレートホルダ５２の図示しないＣＯ２ポートから供給することにより、培養装置１０内部のウェルプレート５１近傍のＣＯ２濃度を５％にすることができる。
【００３２】
湿度については、ボトムヒータユニット４０の給水穴４１ｃから純水を供給する。この水はヒータホルダ４１とメタルプレート４５によって形成された薄い流路を毛細管現象によって入っていく。この流路にはメタルメッシュ４４が配置されており、より一層流路が狭くなって毛細管現象が増強されるため、水は効率良く流路内部を導かれる。
【００３３】
また、メタルプレート４５に設けた多数の微小穴から水があふれないように、給水穴４１ｃからの水の供給量および排水穴４１ｄからの水の排水量を調節する。ここで、微小穴の径がたとえば0.5ｍｍと小さいため、表面張力が働いてこの微小穴から水が出てくるのを妨げることになり、より効率良く水を流路内部に導く。
【００３４】
また、流路内部の水の層は非常に薄くて体積も微小な量のために、ヒータ４３によって容易に加熱され、メタルプレート４５に設けた多数の微小穴から積極的に蒸発が促進される。このため、効率良く湿度が向上する。また、流路内部に配置したメタルメッシュ４４も熱をより一層効率良く伝える役割を果たす。
【００３５】
また、ヒータ１３は内部温度３７度よりも若干高めの３８．５度に設定する。水の蒸発はメタルプレート４５に設けた多数の微小穴で行われるが、これらの微小穴とヒータ１３との距離が近いために、この部分の温度がヒータ１３とほぼ同じ温度に加熱される。
【００３６】
したがって、蒸発した飽和蒸気も温度が３７度よりも高いため、対流が生じて飽和蒸気が培養装置内部に対流するとともに、飽和していない気体がメタルプレート４５近傍に対流してくるために、次の蒸発が促進される。これらの効果によって、通常よりも効率良くかつ高い湿度環境を構築できる。
【００３７】
なお、メタルプレート４５の代わりに、同様の外形に加工されてはっ水加工が施されたメタルメッシュでも構わない。
【００３８】
また、メタルメッシュに限らず、スチールウールや脱脂綿などの同様の効果を有するものを用いてもよい。
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、細胞培養に好適な湿度環境を維持できる顕微鏡観察用培養装置が実現できる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  培養装置
２０  トップヒータユニット
３０  ＸＹステージユニット
４０  ボトムヒータユニット
【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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