(57)【要約】  試料ホルダは、１本または複数本の細長い試料管を備える。この１本または複数本の細長い試料管は、撮像される複数の試料を撮像位置で収容するようになされている。撮像位置は、顕微鏡の少なくとも１つの照明用対物レンズおよび少なくとも１つの検出用対物レンズによって定められる。撮像位置を定める少なくとも１つの照明用対物レンズおよび少なくとも１つの検出用対物レンズを備える顕微鏡が開示されている。この顕微鏡は、複数の試料を保持する試料ホルダをさらに備える。この試料ホルダは、撮像位置に対して移動可能である。顕微鏡によって複数の試料を撮像する方法が開示されている。
2021524927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の細長い試料管（１５）を備える試料ホルダ（１０）であって、前記複数本の細長い試料管（１５）は撮像される複数の試料（１６）を撮像位置（２５）で収容するようになされ、前記撮像位置（２５）は顕微鏡（１００）の少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）によって定められる、試料ホルダ（１０）。
【請求項２】
前記試料ホルダ（５）は、１本または複数本の前記細長い試料管（１５）を取り外し可能に保持する管支持体（１０）を備える、請求項１に記載の試料ホルダ（５）。
【請求項３】
前記管支持体（１０）は、１本または複数本の前記細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構（４２）をさらに備える、請求項１または２に記載の試料ホルダ（５）。
【請求項４】
撮像位置（２５）を定める少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を備える顕微鏡（１００）であって、複数の試料（１６）を保持する試料ホルダ（５）をさらに備え、前記試料ホルダ（５）は、１本または複数本の試料管（１５）を備え、前記撮像位置（２５）に対して移動可能である、顕微鏡（１００）。
【請求項５】
前記試料ホルダ（５）は、前記試料ホルダ（５）を回転および平行移動させるステージ（１１）上に配置される、請求項４に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項６】
前記試料ホルダ（５）は、前記１本または複数本の試料管（１５）を保持する管支持体（１０）をさらに備える、請求項４または５に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項７】
前記管支持体（１０）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構（４２）をさらに備える、請求項６に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項８】
前記ステージ（１１）上に配置され、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を回転させる回転機構（４５）をさらに備える、請求項５に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項９】
前記顕微鏡（１００）に配置され、管支持体（１０）に対して前記１本または複数本の細長い試料管（１５）を変位させる変位機構（４４）をさらに備える、請求項４、５、または８の一項に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項１０】
前記１本または複数本の細長い試料管、前記少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）、および前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）は、媒体（１８）中に浸漬される、請求項４から９のいずれかに記載の顕微鏡（１００）。
【請求項１１】
１本または複数本の試料管（１５）内に収容された複数の試料（１６）を撮像位置（２５）で撮像する方法であって、前記撮像位置（２５）は、顕微鏡（１００）の少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）によって定められており、
−  前記１本または複数本の試料管（１５）のうちの１本を選択するステップ（１００）と、
−  前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）と、
−  前記１本または複数本の試料管（１５）のうちの前記選択した１本に配置された前記複数の試料（１６）のうちの少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（３００）と、
−  前記１本または複数本の試料管（１５）のうちの前記選択した１本に配置された前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に配向するステップ（４００）と、
−  前記照明用対物レンズ（２０）を通じて前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを照明するステップ（５００）と、
−  前記撮像位置（２５）で前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つから到来する光を前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を用いて集めるステップ（６００）と、
−  前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を用いて集めた前記光を撮像するステップ（７００）と、を含む方法。
【請求項１２】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）を保持する試料ホルダ（５）を移動させるステップ（２１０）を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を、管ラック（１４）からピックアップするステップ（２２０）と、管支持体１０上で保持するステップ２２５と、前記撮像位置（２５）へ移動させるステップ（２３０）とを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記細長い試料管１５のうちの前記選択した１本を保持位置から前記撮像位置２５へ変位させるステップ２４０を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に配向するステップ（４００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を回転させるステップ（４１０）を含む、請求項１１から１４の一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像される複数の試料を保持する試料ホルダに関する。本発明は、この試料ホルダと、少なくとも１つの照明用対物レンズと、少なくとも１つの検出用対物レンズとを備える顕微鏡にさらに関する。本発明は、少なくとも１つの照明用対物レンズと、少なくとも１つの検出用対物レンズとを備える顕微鏡を用いて複数の試料を撮像する方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
光シート顕微鏡法は、高速で、高い３次元分解能で、および適度な光量を用いて、生体試料を撮像するますます人気の技法である。光シート顕微鏡は、照明光経路と検出光経路とを有する。照明光経路および検出光経路は、生体試料の位置で互いにほぼ直角に配置される。
【０００３】
光シート顕微鏡は、例えば、欧州特許ＥＰ２１０７４０８に説明されている。この開示では、セパレート・ステージは、検出光経路の焦点に対して撮像される生体試料を移動させる。生体試料は、照明用対物レンズおよび検出用対物レンズの光軸によって形成された平面に直角に配置されたサンプル・キャピラリまたは試料管に配置および保持される。試料管は、重力の方向に、垂直に配置することができる。試料管内の生体試料は、透明なゲルに埋め込まれる。試料ステージは、垂直軸周りに回転することができ、様々な角度から試料の撮像を可能にするようになっている。
【０００４】
典型的には、単一の試料管が、顕微鏡に一度で配置される。撮像される試料は、ある期間にわたって、例えば、試料（例えば、胚）の発育または成長中、撮像される。これは、数時間またはことによると数日にわたって一定間隔で生体試料の撮像を必要とし、これにより、他の試料を撮像する顕微鏡の使用が妨げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのような顕微鏡のスループットを向上させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
スループットの向上を実現するやり方の１つは、本開示による試料ホルダを顕微鏡に配置することによって、そのような顕微鏡においていくつかの試料を並列で撮像することである。本開示の試料ホルダは、複数の試料のそのような並列撮像を可能にする。試料ホルダは、１本または複数本の細長い試料管を備える。１本または複数本の細長い試料管は、撮像される複数の試料を撮像位置で収容するようになされている。撮像位置は、顕微鏡の少なくとも１つの照明用対物レンズおよび少なくとも１つの検出用対物レンズによって定められる。
【０００７】
試料ホルダは、１本または複数本の細長い試料管を取り外し可能に保持する管支持体を備えることができる。
【０００８】
試料ホルダは、１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構をさらに備えることができる。
【０００９】
本文献は、撮像位置を定める少なくとも１つの照明用対物レンズおよび少なくとも１つの検出用対物レンズを備える顕微鏡も教示する。顕微鏡は、複数の試料を保持する試料ホルダをさらに備える。試料ホルダは、１本または複数本の試料管を備え、撮像位置に対して移動可能である。
【００１０】
試料ホルダは、試料ホルダを回転および移動させるステージ上に配置することができる。
【００１１】
１本または複数本の試料管を保持する試料ホルダの管支持体は、１本または複数本の試料管のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構を備えてもよい。
【００１２】
顕微鏡は、ステージ上に配置され、１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本を試料ホルダに対して回転させる回転機構をさらに備えてもよい。
【００１３】
顕微鏡は、顕微鏡に配置され、管支持体に対して１本または複数本の試料管を変位させる変位機構をさらに備えてもよい。
【００１４】
１本または複数本の細長い試料管、少なくとも１つの照明用対物レンズ、および少なくとも１つの検出用対物レンズは、媒体中に浸漬されてもよい。
【００１５】
撮像位置で複数の試料を撮像する方法も開示されている。撮像位置は、顕微鏡の少なくとも１つの照明用対物レンズおよび少なくとも１つの検出用対物レンズによって定められる。この方法は、１本または複数本の試料管のうちの１本を選択するステップと、１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本を撮像位置に位置決めするステップと、１本または複数本の試料管のうちの選択した１本に配置された複数の試料のうちの少なくとも１つを撮像位置に位置決めするステップと、１本または複数本の試料管のうちの選択した１本に配置された複数の試料のうちの少なくとも１つを撮像位置に配向するステップと、照明用対物レンズを通じて複数の試料のうちに少なくとも１つを照明するステップと、撮像位置で複数の試料のうちの少なくとも１つから到来する光を少なくとも１つの検出用対物レンズを用いて集めるステップと、少なくとも１つの検出用対物レンズを用いて集めた光を撮像するステップと、を含む。
【００１６】
１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本について撮像位置で位置決めするステップは、試料ホルダを移動させるステップを含んでもよい。試料ホルダは、１本または複数本の細長い試料管を保持する。
【００１７】
１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本について撮像位置で位置決めするステップは、１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本を、管ラックからピックアップするステップと、撮像位置へ移動させるステップとを含んでもよい。
【００１８】
複数の試料のうちの少なくとも１つを撮像位置に配向するステップは、１本または複数本の細長い試料管のうちの選択した１本を回転させるステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】細長い試料管を撮像位置に位置決めした顕微鏡の一部を示す図である。
【００２０】
【図２】１本の細長い試料管を撮像位置に位置決めした状態で１本または複数本の細長い試料管を配置した、本発明の一態様による試料ホルダを備えた顕微鏡の一部を示す図である。
【００２１】
【図３Ａ】１本の細長い試料管を保持位置から変位させて撮像位置に位置決めした状態で１本または複数本の細長い試料管を配置した、本発明の別の態様による試料ホルダを備えた顕微鏡の一部を示す図である。
【００２２】
【図３Ｂ】図３Ａに示された顕微鏡の一部の側面図である。
【００２３】
【図４Ａ】１本の細長い試料管を保持位置から取り除いて撮像位置に位置決めした状態で１本または複数本の細長い試料管を配置した、本発明のさらなる一態様による顕微鏡の一部を示す図である。
【００２４】
【図４Ｂ】図４Ａに示された顕微鏡の一部の側平面の図である。
【００２５】
【図５Ａ】１本の細長い試料管を保持位置から取り除いて撮像位置に位置決めした状態で１本または複数本の細長い試料管を配置した、本発明のまたさらなるものによる顕微鏡の一部を示す図である。
【００２６】
【図５Ｂ】図５Ａに示された顕微鏡の一部の平面図である。
【００２７】
【図６】試料管の一例を示す図である。
【００２８】
【図７】顕微鏡の一例を示す図である。
【００２９】
【図８】本発明による方法を示す図である。
【００３０】
【図９】いくつかの試料管が管ラックに配置されている顕微鏡の一態様の平面図である。
【００３１】
【図１０Ａ】ピックアップ機構を備える顕微鏡の部分図である。
【００３２】
【図１０Ｂ】代替のピックアップ機構を示す図である。
【００３３】
【図１０Ｃ】さらなる代替のピックアップ機構を示す図である。
【００３４】
【図１１】細長い試料管を支持するステージを示す図である。
【００３５】
【図１２】細長い試料管の一態様を示す図である。
【００３６】
【図１３】回転機構を備える顕微鏡の一部を示す図である。
【００３７】
【図１４】変位機構を備える顕微鏡の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明を詳細に説明する。図面および例は、本発明をより良く例示するために与えられる。本明細書中に記載された本発明の実施形態および態様は、例に過ぎず、いかなる形でも保護範囲を限定するものではないことを理解されよう。本発明は、特許請求の範囲およびその均等物によって定められる。本発明の一態様または一実施形態の特徴は、本発明の異なる１つもしくは複数の態様および／または実施形態の特徴と組み合わされてもよいことを理解されよう。
【００３９】
図１は、最新技術による光シート顕微鏡１００の一部を示す。顕微鏡１００の非限定の例は、図７に概略で示されている。顕微鏡１００は、少なくとも１つの照明用対物レンズ２０と、少なくとも１つの検出用対物レンズ３０とを有する。図１に示された顕微鏡１００の態様では、２つの照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂ、および検出用対物レンズ３０が示されている。照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂ、および検出用対物レンズ３０は、顕微鏡１００の一部である。顕微鏡１００は、１つの単一照明用対物レンズ２０、または３つ以上の対物レンズ２０を備えているだけでもよい。同様に、顕微鏡１００は、２つ以上の検出用対物レンズ３０を備えていてもよい。顕微鏡１００は、欧州特許ＥＰ２１０７４０８から知られるよう仕様を有してもよく、その開示は、全体として、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４０】
少なくとも１つの照明用対物レンズ２０、および少なくとも１つの検出用対物レンズ３０は、撮像位置２５を定める。撮像のために、撮像される試料内または表面の位置は、撮像位置２５と一致する。
【００４１】
照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂは、光源２２から到来する少なくとも１つの照明光ビーム２１を撮像位置２５に向かって案内する。したがって、照明用対物レンズ２０ａは、複数の試料１６を撮像位置２５で照明することを可能にする。
【００４２】
検出用対物レンズ３０は、撮像位置２５から到来し、少なくとも１つの検出用対物レンズ３０に当たる光を集める。検出用対物レンズ３０は、集められた光から検出光ビーム３１を形成する。したがって、少なくとも１つの検出用対物レンズ３０は、複数の試料１６から到来する光を撮像位置２５で検出することを可能にする。複数の試料１６から到来する光は、放射光、反射光、蛍光、または散乱光を含み得る。したがって、検出用対物レンズ３０は、集められた光をＣＣＤ（電荷結合素子）検出器などの検出器３２、および／または接眼レンズに案内することによって複数の試料１６の撮像を可能にする。
【００４３】
細長い試料管またはサンプル・キャピラリ１５（図６および図１２を参照）は、顕微鏡１００内に配置される。細長い試料管１５は、ほぼ円筒形であるように示されている。図１２に示された態様では、細長い試料管１５は、細長い試料管１５の円柱体軸または対称軸１５ｃに沿って長手方向に反対側に配設された２つの開口端を備える。
【００４４】
１つまたは複数の試料１６は、細長い試料管１５内に配置される。１つまたは複数の試料１６は、ゲル１７中に埋め込まれる。ゲル１７は、透明とすることができる。
【００４５】
プランジャ１９は、細長い試料管１５の中に挿入することができる。プランジャ１９は、細長い試料管１５の内面で摺動するようになされている。プランジャ１９は、ゲル１７中で１つまたは複数の試料１６を懸濁するために使用することができる。ゲル１７は、硬化し、したがって、１つまたは複数の試料１６を内部に埋め込んだ状態で固体ゲル円柱体に変化することができ得る。硬化ゲル円柱体２６は、プランジャ１９によりゲル円柱体２６に押す力を加えることによって細長い試料管１５から押し出され得る。したがって、ゲル円柱体２６は、試料管１５の開口端の一方に向かっておよび試料管１５から移動する。したがって、１つまたは複数の試料１６は、照明光ビーム２１または検出光ビーム３１を用いて、細長い試料管１５により妨げられることなく、撮像位置２５で撮像することができる。
【００４６】
細長い試料管１５は、図６および図１２に示されたほぼ円筒形と比較して異なる形状を有することもできる。細長い試料管１５は、回転可能に対称形状または先細り形状を有することができる。例えば、細長い試料管１５は、フレア端またはフランジ端を有し得る。細長い試料管１５は、一端１５ａに、例えば、フレア端またはフランジ端に開口部を備えることができ、反対端１５ｂで閉じることができる。
【００４７】
細長い試料管１５が、撮像位置２５で位置決めされるように配置される。本開示全体にわたって、撮像位置２５で細長い試料管１５を位置決めすることは、配置の１つとして理解されるべきであり、撮像位置２５は、細長い試料管１５内の位置または細長い試料管１５への表面上の位置と一致する。
【００４８】
細長い試料管１５は、複数の試料１６のうちの少なくとも１つが撮像位置２５で位置決めされるように撮像位置２５で位置決めされるようにさらに配置される。本開示全体にわたって、複数の試料１６のうちの少なくとも１つを位置決めすることは、撮像位置２５が複数の試料１６のうちの少なくとも１つの試料内または試料の表面上の位置と一致する配置と理解されるべきである。
【００４９】
図１において、細長い試料管１５は照明用対物レンズ２０および検出用対物レンズ３０の光軸によって定められる平面にほぼ直角に配置される。一態様では、細長い試料管１５は、（重力の方向に）ほぼ垂直に配置され、照明用対物レンズ２０および検出用対物レンズ３０の光軸によって定められた平面は、細長い試料管１５の垂直線と直角を成すほぼ水平な平面である。
【００５０】
細長い試料管１５は、ステージ１１（図１１を参照）によって支持することができ、ステージ１１は、３次元Ｔに移動可能であり、回転軸Ｒ１周りに回転可能である。回転軸Ｒ１は、照明用対物レンズ２０および検出用対物レンズ３０の光軸によって定められる平面に直角に配置され得る。回転軸Ｒ１は、ほぼ垂直に配置され得る。それによって、細長い試料管１５は、３次元Ｔに平行移動することができるとともに、回転軸Ｒ１周りに回転することができ、したがって撮像位置２５に対して移動することができる。
【００５１】
本発明のこの態様は、複数の試料１６を撮像位置２５に位置決めすることおよび配向されることを可能にする。したがって、本発明のこの態様は、複数試料、および複数の試料１６のマルチ・アングル撮像を可能にする。しかしながら、１つまたは複数の試料１６のサイズ、あるいは位置決めおよび配向に関する要求により、大抵、試料１６のうちのたった１つの単一試料が、細長い試料管１５内に配置される。試料１６のうち単一の試料が細長い試料管１５内に配置されるとき、複数試料撮像は可能でないことを理解されよう。
【００５２】
図２は、本発明のさらなる態様を示す。試料ホルダ５は、顕微鏡１００に配置される。撮像される複数の試料１６を収容する細長い試料管１５のうちの１本または複数本は、管支持体１０上に配置される。一態様では、１本または複数本の細長い試料管１５は、例えば、ほぼ垂直な方向に沿って互いにほぼ平行に管支持体１０上に配置される。管支持体１０上の複数の試料管１５の配置は、複数の試料１６のパラレル・イメージングを可能にする。
【００５３】
管支持体１０は、１つまたは複数のソケットまたは開口部またはスロット１０ａ（図１３を参照）を備えることができ、これは、１本または複数本の細長い試料管１５を受け入れる。
【００５４】
管支持体１０および試料ホルダ５は、ステージ１１（図１１を参照）によって支持され、ステージ１１は、３次元Ｔに移動可能である。試料ホルダ５、１本または複数本の細長い試料管１５は、管支持体１０上に配置されているとともに、したがって、１本または複数本の細長い試料管１５内に収容された複数の試料１６は、撮像位置２５に対して移動可能である。
【００５５】
さらに、ステージ１１は、回転軸Ｒ１周りに回転可能である。したがって、１本または複数本の細長い試料管１５内に収容された複数の試料１６を有する試料ホルダ５、撮像位置に対して回転可能である。
【００５６】
図１１は、ステージ１１の一例を示す。ステージ１１は、Ｒステージ１１ｒと、ｘステージ、ｙステージ、およびｚステージを有するｘｙｚステージ１１ｔとを備える。Ｒステージ１１ｒは、回転軸Ｒ１周りに細長い試料管１５を回転させるようになされている。ｘステージは、細長い試料管１５をｘ方向に移動させるようになされている。ｙステージは、細長い試料管１５をｙ方向に移動させるようになされている。ｚステージは、細長い試料管１５をｚ方向に移動させるようになされている。
【００５７】
したがって、試料ホルダ５は、ステージ１１を移動させることによって撮像位置１５で位置決めされる１本または複数本の細長い試料管１５のうちの１本を選択することを可能にする。それによって、複数の試料１６が並列で撮像され得る。
【００５８】
さらに、試料ホルダ５は、細長い試料管１５のうちの選択した１本に収容された複数の試料１６のうちの１つの撮像される一部または配向を選ぶことを可能にする。それによって、複数の試料１６のうちの１つの選ばれた試料１６の様々な一部を撮像することができ、この複数の試料１６のうちの選ばれた試料１６を複数の配向で撮像することができる。
【００５９】
細長い試料管１５のうちの選択した１本が複数の試料１６のうちのいくつかの試料１６を備える場合には、試料ホルダ５は、撮像位置２５で、撮像される複数の試料１６のうちのいくつかの試料１６の間で選ばれた１つを選ぶことをさらに可能にする。
【００６０】
１本または複数本の細長い試料管１５の各試料管は、さらなる回転軸Ｒ２周りに回転可能であるように管支持体１０上に配置される。管支持体１０の開口部または穴１０ａは、１本または複数本の試料管１５を回転可能に受け入れることができる。回転軸Ｒ２は、ほぼ垂直に配置され得る。１本または複数本の細長い試料管１５がほぼ円筒形である場合、回転軸Ｒ２は、ほぼ円筒形の試料管１５の円柱体軸または対称軸１５ｃ（図６および図１２を参照）と平行または一致することができる。
【００６１】
回転軸Ｒ２の周りの回転については、一態様では、回転機構４５が、顕微鏡１００に配置され得る。図１３に示された態様では、回転機構４５は、ステージ１１上、詳細にはステージ１１のｘｙｚステージ上に配置される。回転機構４５は、回転移動を管キャップ１３に伝達するように構成された回転出力要素４５ａと、アーム４５ｂとを備える。アーム４５ｂは、ｘｙｚステージ１１ｔ上に配置され、ほぼ垂直な方向ＴＶ１に沿って移動することができる。アーム４５ｂは、屈曲部４５ｃを備え、回転出力要素４５ａを保持し、回転出力要素４５ａの係合端４５ｄが、細長い試料管１５のうちの選択した１本の方へ向けられるようになっている。
【００６２】
ほぼ垂直な方向ＴＶ１に回転機構４５を移動させることによって、回転出力要素４５ａは、細長い試料管１５のうちの選択した１本の管キャップ１３に向けて移動して接触するようにすることができる。それによって、係合端４５ｄは、管キャップ１３と接触する。管キャップ１３と細長い試料管１５のうちの選択した１本とは、互いに嵌め合わされる。図１３に示された態様では、管キャップ１３は、細長い試料管１５のうちの選択した１本に取り付けられる。図１３に示された態様では、管キャップ１３は、細長い試料管１５のうちの選択した１本の上端に取り付けられる。細長い試料管１５の他の試料管１５は、そこに取り付けられた管キャップ１３を有することもできる。
【００６３】
管キャップ１３に接触するとき、回転機構４５は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を回転させるために細長い試料管１５のうちの選択した１本を動作可能に結合する。回転機構４５および管キャップ１３は、係合端４５ｄと管キャップ１３の接触面１３ａとによって互いに結合する。係合端４５ｄは、１つまたは複数の凹部４５ｅの構成を備えることができ、接触面１３ａは、１つまたは複数の突出部１３ｂの対応する構成を備えることができる。凹部４５ｅおよび突出部１３ｂは、係合端４５ｄが管キャップ１３の接触面１３ａに接触し、圧力をかけるときに、接続および嵌合する。一態様では、突出部１３ｂは、接触面１３ａ上に配置された鋼球１３ｂとすることができ、凹部４５ｅは、鋼球１３ｂを少なくとも部分的に収容するようになされ得る。この態様は、回転機構４５と管キャップ１３との結合の際にマイクルメートルの精度を可能にする。本発明は前述の構成に限定されないことが理解される。例えば、係合端４５ｄは、突出部を備えてもよく、接触面１３ａは、対応する凹部を備えてもよい。さらに、突出部は、鋼球以外の形状であってもよい。
【００６４】
さらなる態様（図示せず）では、１本または複数本の細長い試料管１５を同時に回転させるために、細長い試料管１５の一部または全部と動作可能に結合する回転機構が配置され得る。
【００６５】
回転軸Ｒ２周りに細長い試料管１５のいずれか１つを回転させることによって、撮像位置２５に対して、細長い試料管１５のうちの選択した１本を配向させることを可能にする。したがって、細長い試料管１５内の試料１６は、撮像位置２５に対していずれかの方向に配向することができる。結果として、試料１６の撮像の影の影響が、試料１６の配向を変えることによって低減され得る。同様に、試料１６の撮像の吸収作用も、撮像された試料１６の配向を変えることによって低減され得る。この構成は、試料１６のマルチ・アングル撮像を可能にし、複数の試料１６の関心の一部を、異なる角度から撮像することができる。
【００６６】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明のさらなる態様を示す。この態様は、１本または複数本の細長い試料管１５が回転軸Ｒ２（図２を参照）周りに回転可能でないいという点で図２に示された態様とは異なる。言い換えれば、１本または複数本の試料管１５は、（すなわち、回転軸Ｒ２周りに）個々には回転可能でないが、（ステージ１１の回転軸Ｒ１周りに）集合的な全体として単に回転可能である。
【００６７】
図３に示された態様では、１本または複数本の細長い試料管１５は、１本または複数本の細長い試料管１５が管支持体１０上に配置される保持位置に対して変位可能である。顕微鏡１００または管支持体１０は、変位機構（図１４を参照）を備える。変位機構は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を変位させる。
【００６８】
図１４は、変位機構４４の一態様を示す。変位機構４４は、撮像位置２５（図１４に図示せず）の近くで顕微鏡１００に配置される。変位機構は、ステージ１１のＲステージ１１ｒに取り付けられる。変位機構４４は、変位要素４４ａの１つまたは複数を備える。一態様では、変位要素４４ａのうちのいくつかのものは、管支持体１０の穴または開口部１０ａのいずれか１つに配置される。別の態様では、変位機構４４は、平行移動ｘｙｚステージ１１ｔのさらなる１つおよび／または回転Ｒステージ１１ｒのさらなる１つに配置されたたった１つの変位要素４４ａを備える。
【００６９】
さらなる態様では、回転機構４５は変位機構４４を備えることができ、回転出力要素４５ａは変位要素４４ａを備える。回転機構４５をほぼ垂直な方向ＴＶ１に移動させるとき、回転出力要素４５ａは、細長い試料管１５のうちの選択した１本の管キャップ１３に接触させられ得る。接触した後、回転機構４５は、ほぼ垂直な方向ＴＶ１にさらに移動し、したがって細長い試料管１５のうちの選択した１本を変位させることができる。回転機構４５が変位機構４４を備えるとき、数ある中で１本または複数本の試料管が配置される（後述される）水または培養培地１８で満たされたチャンバは、より小さいサイズとすることができ、したがって、より小さい体積の水または培養培地１８を必要とする。
【００７０】
変位要素４４ａは、ロッド４４ａであり得る。ロッド４４ａは、モータ、例えば、ステッピングモータ（図示せず）などの電動モータによって、撮像位置２５に向かって、変位方向ＴＶ２に、例えば、ほぼ垂直な変位方向ＴＶ２に変位可能である。
【００７１】
ロッド４４ａが変位させられ、細長い試料管１５のうちの選択した１本がロッド４４ａに対して変位方向ＴＶ２に所定の距離で位置決めされるとき、ロッド４４ａは、細長い試料管１５のうちの選択した１本の管キャップ１３と接触する結果となる。一態様では、管キャップ１３のうちのいくつかのものが、管支持体１０の穴またはスロット１０ａ内に配置される。次いで、ロッド４４ａは、変位機構４４のばね４４ｂのばね力に逆らって、細長い試料管１５のうちの選択した１本を撮像位置２５の方へ押す。一態様では、ばね４４ｂのうちのいくつかもものは、穴または開口部またはスロット１０ａ内で管支持体１０上に配置される。ばね４４ｂは、管キャップ１３を支持する。ばね４４ｂのばね力は、管キャップ１３、およびそれに嵌合された試料管１５を保持位置へ付勢する。
【００７２】
したがって、１本または複数本の細長い試料管１５は、保持位置から撮像位置２５に向けて変位可能である。試料管１５のうちの選択した１本は、ステージ１１によって撮像位置２５で位置決めされ得る。それによって、試料管１５のうちの選択した１本に収容される試料１６は、撮像のために撮像位置２５に位置決めされ得る。
【００７３】
変位機構４４は、１本または複数本の細長い試料管１５の撮像位置２５と保持位置を分離することを可能にする。この分離は、少なくとも１つの照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂと少なくとも１つの検出用対物レンズ３０との間で撮像位置２５における空間が限られているときに有利である。したがって、試料管１５は、撮像位置２５に配置できるよりも保持位置により多く配置することができる。
【００７４】
さらに、変位機構４４に関しては、回転軸Ｒ２（図２参照）周りに細長い試料管１５を個々に回転させるようになされている回転機構４５の必要がない。変位機構４４は、ステージ１１と組み合わせて、回転軸Ｒ１周りに試料ホルダ５を回転させることによって、および管支持体５を平行移動させることによって、細長い試料管１５のうちの選択した１本を撮像位置２５に対して配向することを可能にし、細長い試料管１５のうちの選択した１本が、ロッド４４ａと撮像位置２５の間に位置決めされるようになっている。この構成は、複数の試料１６のマルチ・アングル撮像を可能にする。したがって、複数の試料１６の関心の一部を、異なる角度からより詳細に撮像することができる。
【００７５】
しかしながら、上述したように、別の態様では、回転機構４５は、変位機構を備えてもよい。この場合には、細長い試料管１５のうちの選択した１本の個々の回転が行われる。この態様は、撮像位置２５で利用できる空間が少ないときに、複数の試料１６の観察を可能にする。さらに、この態様は、培養培地１８をあまり必要としない。
【００７６】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明のさらなる一態様を示す。この態様では、細長い試料管１５が、管ラックまたはマガジン１４（図１０Ａを参照）上に直線的に配置される。本発明のこの態様は、細長い試料管１５の全てが管支持体１０上に配置されるのではないという点で図２、図３Ａ、および図３Ｂに示された態様とは異なる。ピックアップ機構４２は、上述したように、管ラック１４と撮像位置２５の間で細長い試料管１５を移動させる。
【００７７】
管ラック１４は、撮像位置２５からある距離で顕微鏡１００に配置される。上述したように、試料ホルダ５は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を移動させ、撮像位置２５で位置決めし、このようにしてそこに配置できる細長い試料管１５の本数を制限内に留める。したがって、少なくとも１つの照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂと少なくとも１つの検出用対物レンズ３０との間の撮像位置２５における空間の制限は、顕微鏡１００における管ラック１４の構成によってなくすことができる。管ラック１４のそうした構成および配置は、顕微鏡１００に１本または複数本の細長い試料管１５を多数配置することを可能にする。
【００７８】
さらに、本発明のこの態様による管ラック１４は、管ラック１４が配置される顕微鏡１００および／または撮像システムの幾何学的形状に適合される形状および構成を有することができる。
【００７９】
図４Ａおよび図４Ｂの態様では、管ラック１４は、方向ＴＬに沿って直線的に平行移動可能である。この態様では、管ラック１４は、方向ＴＬに沿って直線的に平行移動可能である管ラック・ステージ（図示せず）によって支持される。管ラック１４を直線的に平行移動することによって、細長い試料管１５のうちの選択した１本は、ピックアップ機構４２によってアクセス可能な位置へ移動することができる。
【００８０】
図４Ａおよび図４Ｂに示された態様による顕微鏡１００は、細長い試料管１５のうちの選択した１本をピックアップするためのピックアップ機構４２をさらに備える。
【００８１】
図１０Ａに示された態様では、試料ホルダ５は、ピックアップ機構４２を備える。ピックアップ機構４２は、管ラック１４から細長い試料管１５のうちの選択した１本を取り除く。管支持体１０は、電源（図示せず）に電気的に接続されたコイル４３を備える。この電源に接続されるとき、コイル４３は、磁場を発生させる。試料管１５のうちの選択した１本は、その上部に取り付けられた管キャップ１３を備えることができる。他の細長い試料管１５が、その上部に取り付けられた管キャップ１３を備えることもできる。この態様では、管キャップ１３は、磁石または磁性材料を備える。管キャップ１３は、全体が磁性材料で作製され得る。管支持体１０が、細長い試料管１５のうちの選択した１本の上方に位置決めされるとき、コイル４３が発生する磁場は、管キャップ１３の磁石または磁性材料を引き寄せ、したがって、細長い試料管１５のうちの選択した１本を管ラック１４からピックアップするおよび取り出すことができる。
【００８２】
この態様では、試料ホルダ５のステージ１１は、３次元Ｔに細長い試料管１５のうちの選択した１本を移動させ、細長い試料管１５のうちの選択した１本を撮像位置２５で位置決めすることができる。さらに、試料ホルダ５は、回転軸Ｒ２周りに細長い試料管１５のうちの選択した１本を回転させることができる。
【００８３】
本発明のさらなる態様では、コイル４３、および管キャップ１３の磁石または磁性材料について他の構成が考えられる。例えば、管キャップ１３の磁石または磁性材料は、細長い試料管１５の円柱体軸１５ｃに対して方位角位置で管キャップ１３の縁部に配置され得る。磁石または磁性材料は、細長い試料管１５のそれぞれの試料管１５の外面にさらに配置されてもよい。次いで、ピックアップ機構４３は、細長い試料管１５のうちの選択した１本に水平に近づくことができ、それに応じてコイル４３は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を垂直にピックアップする代わりに配置される。
【００８４】
細長い試料管１５のうちの選択した１本をピックアップするピックアップ機構４２の他の態様が考えられる。例えば、ピックアップ機構４２は、把持手段、フック手段、プラグ接続手段、係合手段、または差込み支持手段などの細長い試料管１５のうちの選択した１本を機械的に支持する機械的デバイスを備えてもよい。細長い試料管１５または管キャップ１３のそれぞれのものは、ピックアップ機構４２の機械的デバイスと操作可能に通じている把持用スリーブ、フック用フランジもしくは突出部、プラグ接続部、係合部、または差込み状フランジもしくは突出部などの対応する機械的デバイスを備えることができる。図１０Ｂおよび図１０Ｃは、ピックアップ機構４２の２つの例示的な代替の態様を示す。
【００８５】
図１０Ｂでは、１本または複数本の試料管１５のうちの選択した１本に嵌合された管キャップ１３は、ピックアップ機構４２を掴むことができる。図１０Ｂに示されたピックアップ機構４２は、２つの対向側面から管キャップ１３に接触することができるアーム４２ａを備えるこのようにして、アーム４２ａは、管キャップ１３、および１本または複数本の試料管１５のうちの選択した１本を掴み、保持することができる。アーム４２ａは、突出部４２ｂを備えることができ、管キャップ１３は、対応する凹部１３ｃを備えることができる。したがって、正確なピックアップが可能である。
【００８６】
図１０Ｃにおいて、ピックアップ機構４２は、ポンプ（図示せず）に流体接続されるとともに管キャップ１３に面する下側４２ｅに開口部４２ｄを有するベント４２ｃを備える。ポンプは、ベント４２ｃ内および開口部４２ｄに真空を作り出すことができる。作り出された真空は、管キャップ１３を下側４２ｅの方へ引き寄せ、したがって、管キャップ１３および１本または複数本の試料管１５のうちの選択した１本を保持することができる。
【００８７】
試料ホルダ５、管ラック１４、少なくとも１つの照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂ、および少なくとも１つの検出用対物レンズ３０は、部分的にまたは全体として水または培養培地１８（図６を参照）に浸漬され得る。試料ホルダ５、管ラック１４、少なくとも１つの照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂ、および少なくとも１つの検出用対物レンズ３０は、水または培養培地１８で満たされたチャンバ（図示せず）内に配置され得る。チャンバ内のこの共通配置は、複数の試料１６が曝される連続的な培養条件を可能にし、したがって、培養条件を変更することによる任意の好ましくない影響を防ぐ。
【００８８】
しかしながら、試料ホルダ５、管ラック１４、照明用対物レンズ２０ａ、２０ｂ、および検出用対物レンズ３０は、異なるチャンバ、例えば、培養の培地１８のうち第１の培地で満たされた培養チャンバ（図示せず）、および培養の培地１８のうち光学的に好ましい第２の培地で満たされた撮像チャンバ（図示せず）に配置することもできる。培養チャンバおよび撮像チャンバのそのような別々の構成は、培養の培地１８が光学的にあまり好ましくない特性を有するときに、複数の試料１６の撮像の改善を可能にする。
【００８９】
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明のさらなる一態様を示す。本発明のこの態様は、１本または複数本の細長い試料管１５が管ラック１４（図９を参照）上に円形に配置されるという点で図４Ａおよび図４Ｂに示された態様とは異なる。本発明のこの態様は、細長い試料管１５の全部が管支持体１０上に配置されないという点で図２、図３Ａ、および図３Ｂに示された態様とは異なる。ピックアップ機構４２（図１０を参照）は、管ラック１４と撮像位置２５の間で細長い試料管１５を移動させる。
【００９０】
図５および図９に示された態様では、管ラック１４は、回転軸Ｒ３周りに回転可能である。管ラック１４は、この態様において回転可能である管ラック・ステージ（図示せず）によって支持される。管ラック１４を回転させることによって、細長い試料管１５のうちの選択した１本は、ピックアップ機構４２によってアクセス可能な位置へ移動することができる。この構成は、図４Ａおよび図４Ｂに示された本発明の態様の管ラック１４と比較して、よりコンパクトな管ラック１４を可能にする。
【００９１】
この文献は、撮像位置２５（図８を参照）で複数の試料１６を撮像する方法をさらに教示する。撮像位置２５は、顕微鏡１００の少なくとも１つの照明用対物レンズ２０および少なくとも１つの検出用対物レンズ３０によって定められる。
【００９２】
本方法は、観察される複数の試料１６のうちの少なくとも１つが収容される１本または複数本の試料管１５のうちの１つを選択するステップ１００を含む。
【００９３】
本方法は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を撮像位置２５に位置決めするステップ２００と、試料管１５のうちの選択した１本に配置された複数の試料１６のうちの少なくとも１つを撮像位置２５に位置決めするステップ３００とをさらに含む。
【００９４】
さらなるステップでは、本方法は、試料管１５のうちの選択した１本に配置された複数の試料１６のうちの少なくとも１つを撮像位置２５に配向するステップ４００を含む。
【００９５】
またさらなるステップでは、本方法は、照明用対物レンズを通じて複数の試料１６のうちの少なくとも１つを照明するステップ５００と、撮像位置２５で複数の試料１６のうちの少なくとも１つから到来する光を少なくとも１つの検出用対物レンズ３０を用いて集めるステップ６００とを含む。この方法は、少なくとも１つの検出用対物レンズ３０を用いて集めた光を撮像するステップ７００をさらに含む。
【００９６】
細長い試料管１５のうちの選択した１本について撮像位置２５で位置決めするステップ２００は、試料ホルダ５を移動させるステップ２１０を含んでもよい。
【００９７】
細長い試料管１５のうちの選択した１本について撮像位置２５で位置決めするステップ２００は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を、管ラック１４からピックアップするステップ２２０と、管支持体１０上で支持するまたは保持するステップ２２５と、撮像位置２５へ移動させるステップ２３０とを含んでもよい。
【００９８】
細長い試料管１５のうちの選択した１つについて管支持体１０上で支持するステップ２２５は、磁力によって、掴持および保持によって、または真空によって細長い試料管１５のうちの選択した１本を管支持体１０へ取り付けるステップを含んでもよい。
【００９９】
位置決めするステップ２００は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を保持位置から撮像位置２５へ変位させるステップ２４０を含んでもよい。
【０１００】
複数の試料１６のうちの少なくとも１つについて撮像位置２５に配向するステップ４００は、細長い試料管１５のうちの選択した１本を回転させるステップ４１０を含んでもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和3年8月4日(2021.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本または複数本の細長い試料管（１５）を備える試料ホルダ（１０）であって、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）は撮像される複数の試料（１６）を撮像位置（２５）で収容するようになされ、前記撮像位置（２５）は顕微鏡（１００）の少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）によって定められる、試料ホルダ（１０）。
【請求項２】
前記試料ホルダ（５）は、１本または複数本の前記細長い試料管（１５）を取り外し可能に保持する管支持体（１０）を備える、請求項１に記載の試料ホルダ（５）。
【請求項３】
前記管支持体（１０）は、１本または複数本の前記細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構（４２）をさらに備える、請求項１または２に記載の試料ホルダ（５）。
【請求項４】
撮像位置（２５）を定める少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を備える顕微鏡（１００）であって、複数の試料（１６）を保持する試料ホルダ（５）をさらに備え、前記試料ホルダ（５）は、１本または複数本の細長い試料管（１５）を備え、前記撮像位置（２５）に対して移動可能である、顕微鏡（１００）。
【請求項５】
前記試料ホルダ（５）は、前記試料ホルダ（５）を回転および平行移動させるステージ（１１）上に配置される、請求項４に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項６】
前記試料ホルダ（５）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）を保持する管支持体（１０）をさらに備える、請求項４または５に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項７】
前記管支持体（１０）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を保持位置からピックアップするピックアップ機構（４２）をさらに備える、請求項６に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項８】
前記ステージ（１１）上に配置され、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの選択した１本を回転させる回転機構（４５）をさらに備える、請求項５に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項９】
前記顕微鏡（１００）に配置され、管支持体（１０）に対して前記１本または複数本の細長い試料管（１５）を変位させる変位機構（４４）をさらに備える、請求項４、５、または８の一項に記載の顕微鏡（１００）。
【請求項１０】
前記１本または複数本の細長い試料管、前記少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）、および前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）は、媒体（１８）中に浸漬される、請求項４から９のいずれかに記載の顕微鏡（１００）。
【請求項１１】
１本または複数本の細長い試料管（１５）内に収容された複数の試料（１６）を撮像位置（２５）で撮像する方法であって、前記撮像位置（２５）は、顕微鏡（１００）の少なくとも１つの照明用対物レンズ（２０）および少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）によって定められており、
−  前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの１本を選択するステップ（１００）と、
−  前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）と、
−  前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本に配置された前記複数の試料（１６）のうちの少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（３００）と、
−  前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本に配置された前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に配向するステップ（４００）と、
−  前記照明用対物レンズ（２０）を通じて前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを照明するステップ（５００）と、
−  前記撮像位置（２５）で前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つから到来する光を前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を用いて集めるステップ（６００）と、
−  前記少なくとも１つの検出用対物レンズ（３０）を用いて集めた前記光を撮像するステップ（７００）と、を含む方法。
【請求項１２】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）を保持する試料ホルダ（５）を移動させるステップ（２１０）を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を、管ラック（１４）からピックアップするステップ（２２０）と、管支持体１０上で保持するステップ２２５と、前記撮像位置（２５）へ移動させるステップ（２３０）とを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を前記撮像位置（２５）に位置決めするステップ（２００）は、前記細長い試料管１５のうちの前記選択した１本を保持位置から前記撮像位置２５へ変位させるステップ２４０を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の試料（１６）のうちの前記少なくとも１つを前記撮像位置（２５）に配向するステップ（４００）は、前記１本または複数本の細長い試料管（１５）のうちの前記選択した１本を回転させるステップ（４１０）を含む、請求項１１から１４の一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2021524927.tif 000022
2021524927.tif 000023
2021524927.tif 000024