(57)【要約】本発明は、試料（５）の光学的分析中に試料（５）を入れる容器（４）に関する。この容器（４）は、その下方から撮像素子（６）により容器（４）内の試料（５）を光学的に分析することができるよう少なくとも部分的に透明な底部（１９）を備える。底部（１９）は非常に薄く、これにより前記撮像素子（６）が生成する画像のコントラスト及びシャープネスが向上する。また、本発明は、試料（５）の光学的分析を行うシステムに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料（５）の光学的分析中に試料（５）を入れる容器（４）であって、
前記容器（４）は、その下方から撮像素子（６）により前記容器（４）内の前記試料（５）を光学的に分析することができるよう少なくとも部分的に透明な底部（１９）を備え、
前記容器（４）の前記底部（１９）は、厚さが５００μｍ未満、２００μｍ未満、１５０μｍ未満、又は１２０μｍ未満である、容器（４）。
【請求項２】
請求項１に記載の容器（４）であって、
前記容器（４）の前記底部（１９）の厚さは、前記底部（１９）を介してガス拡散が可能なほど小さい、容器（４）。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の容器（４）であって、
（ａ）上部偏光フィルタ（１４）が、前記試料（５）の上方で、前記試料（５）と前記試料（５）に上から光を当てる光源との間に配置され、
（ｂ）下部偏光フィルタ（１５）が、前記試料（５）の下方で、前記試料（５）と前記試料（５）を下から見る前記撮像素子（６）との間に配置され、
（ｃ）光導波路構造（１６）が、前記上部偏光フィルタ（１４）と前記下部偏光フィルタ（１５）との間に配置され、
（ｄ）前記上部偏光フィルタ（１４）及び前記下部偏光フィルタ（１５）は、互いに直交するよう配置され、これによって前記撮像素子（６）が前記光源から受ける光を特定の光学モードに制限する、容器（４）。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の容器（４）であって、さらに、
（ａ）前記試料（５）の上方で、前記試料（５）と前記試料（５）に上から光を当てる光源（８）との間に配置される上部カラーフィルタと、
（ｂ）前記試料（５）の下方で、前記試料（５）と前記試料（５）を下から見る前記撮像素子（６）との間に配置される下部カラーフィルタとを備える、容器（４）。
【請求項５】
請求項４に記載の容器（４）であって、
（ａ）前記光源（８）からの光の波長は、前記光源（８）からの光が前記上部カラーフィルタを通過するよう、前記上部カラーフィルタの通過帯域内にあり、
（ｂ）前記光源（８）からの光に応えて前記試料（５）が発する光の波長は、前記試料（５）が発する光が前記下部カラーフィルタを通過するよう、前記下部カラーフィルタの通過帯域内にある、容器（４）。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の容器（４）であって、
（ａ）前記容器（４）の前記底部（１９）の上側は、前記光源からの光に応えて発光するｐＨ感受性蛍光染料で覆われており、
（ｂ）前記ｐＨ感受性蛍光染料の前記試料（５）に接触していない部分は、前記下部カラーフィルタの通過帯域外の発光波長の光を発し、
（ｃ）前記ｐＨ感受性蛍光染料の前記試料（５）と接触する部分は、前記試料（５）によりｐＨシフトされ、これによって前記ｐＨ感受性蛍光染料の発光波長がシフトし、前記シフトしたｐＨ感受性蛍光染料の発光波長は、前記下部カラーフィルタの通過帯域内にある、容器（４）。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の容器（４）であって、
（ａ）前記上部偏光フィルタ（１４）は、前記容器（４）のカバー（９）に配置され、及び／又は
（ｂ）前記下部偏光フィルタ（１５）は、前記容器（４）の前記底部（１９）に配置され、及び／又は
（ｃ）前記上部カラーフィルタは、前記容器（４）のカバー（９）に配置され、及び／又は
（ｄ）前記下部カラーフィルタは、前記容器（４）の前記底部（１９）に配置される、容器（４）。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の容器（４）であって、さらに、
光学的較正を行う較正要素（１７）を備える、容器（４）。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の容器（４）であって、
（ａ）光源（８，１１，１２，１３，１８）は、前記容器（４）内の前記試料（５）に上から光を当てるために、前記容器（４）に一体化され、及び／又は
（ｂ）前記容器（４）はカバー（９）を備え、前記光源（８，１１，１２，１３，１８）は少なくとも部分的に前記カバー（９）内に配置され、及び／又は、
（ｃ）前記光源（８，１１，１８）は点状である、容器（４）。
【請求項１０】
請求項９に記載の容器（４）であって、
（ａ）前記光源（８，１１，１２，１３，１８）は、前記容器（４）の前記カバー（９）内に配置されたランプ（８，１２，１３）、特にＬＥＤ又はＯＬＥＤを備え、又は、
（ｂ）前記光源（８，１１，１２，１３，１８）は、前記容器（４）の前記カバー（９）に設けられた穴部（１８）を備え、又は、
（ｃ）前記光源（８，１１，１２，１３，１８）は、前記試料（５）の上方、特に前記カバー（９）の下側に配置された反射要素（１１）と、前記反射要素（１１）に下から光を当てるランプ（１２，１３）とを備え、前記反射要素（１１）は円形形状又は半球形状であることが好ましい、容器（４）。
【請求項１１】
試料（５）の光学的分析を行うシステムであって、
（ａ）複数の感光性ピクセルを有する感光性領域（２０）を含む撮像素子（６）、特にＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサと、
（ｂ）試料（５）の光学的分析中に試料（５）を入れる容器（４）、特に請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の容器（４）とを備え、
（ｃ）前記容器（４）は、前記容器（４）と前記撮像素子（６）との間に光学レンズをはさむことなく、前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）に直接配置される、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、さらに、
前記容器（４）を前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）に対して押圧し、前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）と前記容器（４）の前記底部（１９）との間に空隙（２１）ができることを防止する押圧機構（７）を備える、システム。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２に記載のシステムであって、
前記容器（４）の前記底部（１９）と前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）との間の空隙（２１）には、液体（２２）、好ましくは液浸油又は高分子膜が、少なくとも部分的に充填される、システム。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のシステムであって、さらに、
測定における光学的分解能を高めるために、前記撮像素子（６）を、前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）の面内で、前記容器（４）に対して相対移動させるアクチュエータ（１０）を備え、
前記相対移動の振幅は、好ましくは、前記撮像素子（６）の隣接するピクセル間の距離よりも小さい、システム。
【請求項１５】
請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のシステムであって、さらに、
前記容器（４）内の前記試料（５）に当てる光の方向を変化させる手段（１１，１２，１３）を備える、システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、
前記光の方向を変化させる手段（１１，１２，１３）は、多数のランプ（１２，１３）及び／又はミラー（１１）を含み、
前記多数のランプ（１２，１３）又はミラー（１１）は、異なる角度から連続して前記試料（５）に光を当てることができるように、前記試料（５）の上方の異なる位置に配置される、システム。
【請求項１７】
請求項１１から請求項１６のいずれか一項に記載のシステムであって、
（ａ）前記撮像素子（６）の前記感光性領域（２０）は、２００ｍｍ２、５００ｍｍ２、又は１ｃｍ２よりも大きい、及び／又は
（ｂ）前記試料（５）を通過する光束は、前記試料（５）の露光量が低減されるように、光学顕微鏡において前記試料（５）を通過する光束よりも大変小さくなっている、システム。
【請求項１８】
請求項１１から請求項１７のいずれか一項に記載のシステムであって、さらに、
インキュベーターを備え、
前記容器（４）は前記インキュベーター内に配置される、システム。
【請求項１９】
請求項１１から請求項１８のいずれか一項に記載のシステムであって、さらに、
前記撮像素子（６）により記録された画像の画像ベース評価を行う評価部（３）を備え、
前記評価部（３）は、
（ａ）前記撮像素子（６）により記録された画像内の生体細胞を検出するステップと、
（ｂ）前記画像内の前記生体細胞の位置を追跡するステップと、
（ｃ）前記生体細胞のアポトーシスを検出するステップと、
（ｄ）前記生体細胞の壊死を検出するステップと、
（ｅ）前記生体細胞の有糸分裂を検出するステップと、
（ｆ）前記撮像素子（６）により記録された画像の画像エントロピーを判定するステップと、
（ｇ）サイトメトリデータ、特に、
（ｇ１）前記画像内の生体細胞の総数と、
（ｇ２）前記画像内の細胞の細胞増殖と、
（ｇ３）前記画像内の生体細胞の有糸分裂の頻度と、
（ｇ４）前記生体細胞の形態学的パラメータ、特に前記生体細胞の大きさ、長さ、及び／又は、輝度と、
（ｇ５）細胞周期の継続時間と、を判定するステップと、
のうち少なくとも一つのステップを行う、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の光学的分析中に、試料、例えば細胞培養物などの生体試料を入れる容器に関する。また、本発明は、試料、例えば細胞培養物などの生体試料の光学的分析を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
先端技術には、いわゆる微速度顕微鏡法があり、これは生命細胞の撮像に用いられる。従来の微速度顕微鏡システムは、光学顕微鏡と、デジタルカメラと、コンピュータソフトウェアと、試料の細胞環境を制御するインキュベーターとを備える。しかしながら、従来の微速度顕微鏡システムは、非常に高価かつ複雑である。また、微速度顕微鏡システムは、従来のインキュベーターに組み込むには大きすぎ、また複雑すぎるために、実験室内の作業環境に組み込むことが難しい。さらに、従来の微速度顕微鏡システムは、臨床応用で必要とされる自動細胞培養（「セルファーム」）と合わせて用いることが難しい。
【０００３】
また、先端技術は、試料の光学的分析中に、例えば上記の微速度顕微鏡法の間に、試料を入れる容器である、いわゆるペトリ皿を備える。
【０００４】
また、Zheng他「The ePetri dish, an on-chip cell imaging platform based on sub-pixel perspective sweeping microscopy (SPSM)」，Proceedings of the national Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)（２０１１年）において、いわゆるＥペトリ皿が開示されている。この発想によれば、間に光学レンズをはさむことなく、細胞培養物が直接ＣＭＯＳ撮像素子の表面に配置される。しかしながら、ＣＭＯＳ撮像素子は、細胞培養物と直接接触することにより汚染される。したがって、細胞培養物の測定ごとに、新しいＣＭＯＳ撮像素子、又は使用済みのＣＭＯＳ撮像素子の完全な洗浄が必要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Zheng他「The ePetri dish, an on-chip cell imaging platform based on sub-pixel perspective sweeping microscopy (SPSM)」，Proceedings of the national Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)（２０１１年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、試料、例えば細胞培養物などの生体試料の光学的分析を行う改良されたシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、試料の光学的分析を行う新規なシステムに適した改良された容器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】
上記の目的は、独立請求項に記載のシステム及び容器によって実現することができる。
【０００９】
まず、本発明が提供する新規な容器は、試料の光学的分析中に試料を入れる容器であって、その下方から撮像素子により容器内の試料を光学的に分析することができるよう少なくとも部分的に透明な底部を備える。
【００１０】
従来のペトリ皿とは対照的に、本発明に記載の容器の底部は非常に薄く、その厚さが５００μｍ未満、２００μｍ未満、１５０μｍ未満、又は１２０μｍ未満である。容器の底部が薄いことにより、容器内の試料を光学的に分析する、いわゆる「シャドウイメージング」の使用が可能となるという利点がある。いわゆるシャドウイメージング中には、試料が配置された容器が、容器と撮像素子との間に光学レンズをはさむことなく、撮像素子（例えばＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサ）の感光性領域に直接配置される。シャドウイメージングにおけるコントラスト及びシャープネスの向上のためには、容器の底部を非常に薄くすることが重要である。いわゆるシャドウイメージングの原理は、Zheng他「The ePetri dish, an on-chip cell imaging platform based on sub-pixel perspective sweeping microscopy (SPSM)」，Proceedings of the national Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)（２０１１年）において説明されている。したがって、当該出版物の内容は、参照により本明細書の一部とみなされる。
【００１１】
また、容器の底部が薄いことにより、この容器の底部を介したガス拡散が可能となって、従来のＣＯ２交換用の隔壁（炭酸緩衝剤）が不要となる。
【００１２】
また、本発明にかかる容器は、撮像における光学コントラストを向上するために機能化してもよい。一実施形態においては、試料の上方で、試料と容器内の試料に上から光を当てる光源との間に、上部偏光フィルタが配置される。また、試料の下方で、試料と試料を下から見る撮像素子との間に、下部偏光フィルタが配置される。また、上部偏光フィルタと下部偏光フィルタとの間に、光導波路構造が配置される。上部偏光フィルタ及び下部偏光フィルタは、互いに直交するよう配置され、これによって撮像素子が光源から受ける光を特定の光学モードに制限し、これによって従来の撮像方法に比べて光学コントラストの向上を実現する。
【００１３】
上部偏光フィルタが容器のカバーに配置されてもよく、下部偏光フィルタが容器の底部に配置されてもよい。また、上記導波路構造も、容器の底部の試料に面する表面に配置されてもよい。
【００１４】
本発明の別の実施形態においては、試料の上方で、試料と試料に上から光を当てる光源との間に、上部カラーフィルタが配置され、好ましくは、光源からの光の波長は、光源からの光が上部カラーフィルタを通過するよう、上部カラーフィルタの通過帯域内にある。また、試料の下方で、試料と試料を下から見る撮像素子との間に、下部カラーフィルタが配置されてもよい。好ましくは、光源からの光に応えて試料が発する光の波長は、試料が発する光が下部カラーフィルタを通過するよう、下部カラーフィルタの通過帯域内にある。
【００１５】
上部カラーフィルタが容器のカバーに配置されてもよく、下部カラーフィルタが容器の底部に配置されてもよい。
【００１６】
この上部カラーフィルタ及び下部カラーフィルタを備える容器の実施形態において、光源からの光に応えて発光するｐＨ感受性蛍光染料で容器の底部の上側が覆われていることが好ましい。ｐＨ感受性蛍光染料の試料に接触していない部分は、下部カラーフィルタの通過帯域外の発光波長の光を発する。ｐＨ感受性蛍光染料の試料と接触する部分は、試料によりｐＨシフトされ、これによってｐＨ感受性蛍光染料の発光波長がシフトし、シフトしたｐＨ感受性蛍光染料の発光波長は、下部カラーフィルタの通過帯域内にある。言い換えると、光源は、上部カラーフィルタを通してｐＨ感受性蛍光染料の励起波長の光を試料に当て、撮像素子は試料によって覆われている部分の蛍光発光を検出する。この関連で、上部カラーフィルタの通過帯域がｐＨ感受性蛍光染料の励起波長と合い、下部カラーフィルタの通過帯域がシフトしたｐＨ感受性蛍光染料の発光波長と合うことに注目したい。
【００１７】
本発明の別の実施形態において、容器は、容器の光学的較正を行う較正要素を少なくとも一つ備える。較正要素は、光学システムの伝達関数の判定用いることができ、これにより容器内の試料をより正確に分析することができる。
【００１８】
本発明の好適な実施形態において、光源は、容器内の試料に上から光を当てるために、容器に一体化される。例えば、光源は、少なくとも部分的に容器のカバー内に配置されてもよい。また、光源は点状であることが好ましく、これにより試料の画像の光学コントラスト及びシャープネスが向上されることに注目したい。
【００１９】
本発明の一実施形態において、光源は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などのランプを備え、これは容器のカバーに配置されることが好ましい。本発明の別の実施形態において、光源は、容器のカバーに穴部を備え、試料には容器のカバーの穴を通して上から光が当てられる。
【００２０】
また、光源は、試料の上方、特にカバーの下側に配置された反射要素と、反射要素に下から光を当てるランプを備え、この反射要素は円形形状又は半球形状であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、試料の光学的分析を行うシステムの保護を請求するものでもある。本発明にかかるシステムは、複数の感光性ピクセルを有する感光性領域を含む撮像素子、特にＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサを備える。
【００２２】
また、本発明にかかるシステムは、試料の分析中に試料を入れる容器を備える。この容器は、上述したような構成であることが好ましい。冒頭で述べた従来の微速度顕微鏡法とは対照的に、この容器は、容器と撮像素子との間に光学レンズをはさむことなく、撮像素子の感光性領域に直接配置される。したがって、本発明にかかるシステムは、好ましくは、複雑な光学要素を用いることなく、いわゆるシャドウイメージングを行うことができる。
【００２３】
なお、容器の底部の下面と撮像素子の感光性領域との間に空隙があると、多重反射が起こり、撮像プロセスにおける品質が劣化する。この空隙は、容器を感光性領域に押圧することにより防止することができる。したがって、本発明にかかるシステムは、容器を撮像素子の感光性領域に押圧して、これにより容器と撮像素子との間の空隙を防止する押圧機構を備えることが好ましい。
【００２４】
また、容器の底部と撮像素子の感光性領域との間の空隙は、この空隙に、液体、好ましくは液浸油又は高分子膜が、少なくとも部分的に充填されることにより防止することができる。
【００２５】
また、撮像素子を、光軸に直交する方向、すなわち撮像素子の感光性領域の面内で、容器に対して相対的に移動させることにより、光学的分解能を向上させることができる。そして、撮像素子に対して異なる相対位置での容器の画像を、複数撮影することができる。各画像は、その後、向上した光学的分解能の画像生成に用いることができる。したがって、本発明にかかるシステムは、測定における光学的分解能を高めるために、撮像素子を、撮像素子の感光性領域の面内で、容器に対して相対的に移動させるアクチュエータ、例えば圧電アクチュエータを備えることが好ましい。この関連で、容器と撮像素子の間の相対移動の振幅は、撮像素子の隣接するピクセル間の距離よりも小さいことが好ましいことに注目したい。
【００２６】
また、容器内の試料に当てる光の方向を変化させることによっても、光学的分解能を向上させることができる。例えば、この光の方向は、多数のランプ又はミラーを設けることにより変化させることができる。これらのランプ又はミラーは、異なる角度から連続的に試料に光を当てることができるように、試料の上方の異なる位置に配置される。
【００２７】
好ましくは、本発明の光学システムは、試料の極めて大きな面積の分析を可能とする。したがって、撮像素子の感光性領域は、２００ｍｍ２又は１ｃｍ２よりも大きいことが好ましい。
【００２８】
また、試料を通過する光束は、試料の露光量が低減されるように、光学顕微鏡において試料を通過する光束よりも大変小さくなっていることに注目したい。これは、長期間強い光を当てることにより損傷するおそれのある生細胞を長期間にわたって分析する際には、重要となりうる。
【００２９】
本発明の構想により、システム全体を既存の実験室の作業環境に組み込むことができるよう、システム全体の小型化が可能となる。例えば、システムを従来のインキュベーターに組み込むことができる。
【００３０】
最後に、本発明は、撮像素子により記録された画像の画像ベース評価を行う評価部を備えることが好ましい。評価部は、好ましくは、以下のステップのうち少なくとも一つを行う。
・撮像素子により記録された画像内の生体細胞の検出。
・画像内の生体細胞の位置の追跡。
・生体細胞のアポトーシスの検出。
・生体細胞の壊死の検出。
・生体細胞の有糸分裂の検出。
・撮像素子により記録された画像の画像エントロピーの判定。
・サイトメトリデータの判定、例えば、画像内の生体細胞の総数、画像内の細胞の細胞増殖、画像内の生体細胞の有糸分裂の頻度、生体細胞の形態学的パラメータ、特に生体細胞の大きさ、長さ、及び／又は輝度、又は細胞周期の継続時間。
【００３１】
評価部の詳細については、Rapoport他「A novel validation algorithm allows for automated cell tracking and the extraction of biologically meaningful parameters」，PLoS ONE 6(11): e27315. doi: 10.1371/journal.pone.0027315においても説明されている。したがって、当該出版物の内容は、参照により本明細書の一部とみなされる。
【００３２】
本発明ならびにその具体的な特徴及び利点は、添付の図面を参照して検討される以下の詳細な説明により、さらに明らかなものとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明の、生体試料を分析するシステムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の、試料に上から光を当てる点状の光源を備える容器の断面図である。
【図３】図３は、図２の容器の、試料に光を当てるカバーに設けられたミラーを備える変更例を示す図である。
【図４】図４は、カバーと容器底部の双方に偏光フィルタを備える容器の別の変更例の断面図である。
【図５】図５は、図３の実施形態の、容器を光学的に較正する較正要素を備える別の変更例の断面図である。
【図６】図６は、これを通して試料に光を当てるカバーに設けられた穴部を備える容器の別の変更例の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、容器底部と撮像素子の間の空隙を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、多重反射防止のために液体が充填された空隙を示す図である。
【図８】図８は、本発明のシステムの操作手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に、本発明の、例えば細胞培養物などの生体試料を光学的に分析するシステムを模式的に示す。本システムは、試料の光学画像２を生成する画像取得システム１と、画像２を分析してサイトメトリデータを生成する評価部３とを備える。
【００３５】
画像取得システム１は分析対象の光学試料５を含む容器４を備える。容器４は透明な底部を備えており、Zheng他「The ePetri dish, an on-chip cell imaging platform based on subpixel perspective sweeping microscopy (SPSM)」，Proceedings of the national Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)（２０１１年）で説明される「シャドウイメージング」により、容器４内の試料５を容器４の下方から撮像素子６により光学的に分析することができるようにする。したがって、当該出版物の内容は、参照により本明細書の一部とみなされる。
【００３６】
また、容器４が厚さ１５０μｍ未満の透明な薄い底部を備えることに注目すべきである。
【００３７】
これにより、まず、容器４を容器４と撮像素子６との間にレンズをはさむことなく撮像素子６の感光性領域に直接配置する、いわゆるシャドウイメージングが可能となる。容器４の底部が薄いことにより、撮像素子６が生成する画像２のコントラスト及びシャープネスが向上する。
【００３８】
また、容器４の底部が薄いことにより、この底部を介したガス拡散が可能となって、従来のＣＯ２交換用の隔壁が不要となる。
【００３９】
また、画像取得システム１は、容器４を撮像素子６の感光性領域に押圧して、これにより容器４の底部下面と撮像素子６の感光性領域との間の空隙を最小限にする押圧機構７を備える。これが重要なのは、容器４と撮像素子６の間に少しでも空隙があると、多重反射が起こり、画像２の品質を損なうためである。
【００４０】
また、画像取得システム１は、容器４の取り外し可能なカバー９の上に配置された点状の光源８を備え、光源８から容器４内の試料５に上から光を当てることができるようになっている。
【００４１】
また、画像取得システム１は、撮像素子６の感光性領域の面内ですなわち光軸に直交する方向に、容器４に対して撮像素子６を相対的に移動させるアクチュエータ１０（例えば、圧電アクチュエータ）を備える。そして、撮像素子６は、容器４に対して撮像素子６の位置が異なる相対位置で試料５の画像を複数枚撮影する。これにより、評価部３は、結果としてより高い光学的分解能の画像を算出することができる。言い換えると、容器４に対する撮像素子６のサブピクセル移動により、有効な光学的分解能が向上する。
【００４２】
図２に、図１の画像取得システム１の容器４の断面を、点状の光源８とともに示す。
【００４３】
図３に、上述の図２の変更例を示す。対応する細部の指定には、同じ参照符号を用いる。
【００４４】
図３の実施形態では、点状の光源８に換えて、容器４のカバー９の下側に配置された反射要素１１（すなわち、ミラー）が設けられ、反射要素１１は、容器４の両側に配置される２つの光源１２，１３によって光が当てられる。したがって、容器４内の試料５には、光源１２又は光源１３によって異なる方向から光を当てることができる。画像取得システム１は、異なる照明方向で試料５を撮影し、これにより評価部３は、結果として光学的分解能が向上した画像を算出することができる。
【００４５】
図４に、上述の図２に示す容器４の別の変更例を示す。対応する細部の指定には、同じ参照符号を用いる。
【００４６】
本発明の本実施形態では、容器４のカバー９に上部偏光フィルタ１４が設けられる。また、容器４の底部には下部偏光フィルタ１５が設けられ、上部偏光フィルタ１４及び下部偏光フィルタ１５は互いに直交するよう配置される。また、容器４の底部上面に光導波路構造１６が取り付けられる。上部及び下部偏光フィルタ１４，１５と光導波路構造１６とを組み合わせることにより、Y.Nazirizadeh「Photonic crystal slabs for surface contrast enhancement in microscopy of transparent objects」，Optics Express，第２０巻，第１３号，１４４５１〜１４４５９頁（２０１２年）に説明されるように、光学的コントラストが向上する。したがって、当該出版物の内容は、参照により本明細書の一部とみなされる。
【００４７】
また、図４の容器４は、容器４の底部の上側に配置された較正要素１７を備える。較正要素１７により、データ取得システム１の伝達関数を測定することができ、ひいては光学的分解能を向上させることができる。
【００４８】
図５は、大部分は図３に対応するが、さらに上述の較正要素１７を備える。
【００４９】
図６に、図２〜図５に示す容器４のさらに別の変更例を示す。容器４は、光源８の代わりに、カバー９の中央に穴部１８を備え、この穴部１８を通して周辺光により容器４内の試料５に光が当たるようになっている。
【００５０】
図７Ａは、撮像素子６の感光性面２０に配置された容器４の底部１９の断面を示す。この断面からは、容器４の底部１９と撮像素子６の感光性面２０との間に空隙２１があることがわかる。しかし、空隙２１は、多重反射を引き起こし、これによって画像２の品質が損なわれるものである。
【００５１】
図７Ｂに、図７Ａを改善したものを示す。空隙２１には多重反射が防止されるよう液浸油２２が充填され、これにより画質が向上する。
【００５２】
図８に、図１に示すシステムの操作方法を示すフローチャートを示す。
【００５３】
最初のステップＳ１において、容器４内の容器４の底部に生体試料５が配置される。
【００５４】
次のステップＳ２において、図示しないインキュベーター内の撮像素子６の感光性面２０に容器４が配置される。
【００５５】
そして、ステップＳ３において、容器４内の生体試料５に光を当て、ステップＳ４において、撮像素子６によって生体試料５の画像２が記録される。
【００５６】
その後、ステップＳ５において、評価部３が画像２内の生体細胞を検出する。
【００５７】
続くステップＳ６において、評価部３は、画像２内の細胞の有糸分裂、アポトーシス、及び壊死を検出する。
【００５８】
別のステップＳ７において、評価部３は、画像２内に示された細胞に関するサイトメトリデータを判定する。
【００５９】
最後に、ステップＳ８において、サイトメトリデータが図示される。
【００６０】
以上、本発明を要素及び特徴などの具体的な構成を参照して説明したが、これらの構成は可能な全ての構成を排除するものではなく、当業者にはその他多数の変更例及び変形例が認められるものである。
【符号の説明】
【００６１】
１：画像取得システム
２：画像
３：評価部
４：容器
５：試料
６：撮像素子
７：押圧機構
８：光源
９：カバー
１０：アクチュエータ
１１：反射要素
１２：光源
１３：光源
１４：上部偏光
１５：下部偏光フィルタ
１６：光導波路構造
１７：較正要素
１８：カバーの穴部
１９：容器底部
２０：光学センサの感光性面
２１：空隙
２２：液浸油
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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