(57)【要約】  本発明は、細胞を培養する培養容器を収容する培養装置に関し、恒温容器内への観察部の熱的影響を低減することを目的とする。  細胞を培養する複数の培養容器を収容するスタッカーを備えた恒温容器と、前記恒温容器内の雰囲気と隔離して配置され、前記恒温容器内の観察位置に設置される前記培養容器内の細胞を観察するための対物レンズと対物レンズ駆動部とカメラ部を有する観察部とを有することを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養する複数の培養容器を収容するスタッカーを備えた恒温容器と、
前記恒温容器内の雰囲気と隔離して配置され、前記恒温容器内の観察位置に設置される前記培養容器内の細胞を観察するための対物レンズと対物レンズ駆動部とカメラ部を有する観察部とを有することを特徴とする培養装置。
【請求項２】
請求項１に記載の培養装置において、
前記恒温容器内には、前記培養容器を観察位置に搬送する、前記スタッカーと前記観察位置の間に設けられた搬送手段を有し、
前記観察部は、前記観察位置に搬送された前記培養容器内の細胞を観察することを特徴とする培養装置。
【請求項３】
請求項１に記載の培養装置において、
前記恒温容器内には、前記搬送手段により搬送された前記培養容器の観察位置の位置決めを行うステージ部を有することを特徴とする培養装置。
【請求項４】
請求項１に記載の培養装置において、
前記観察部は、前記恒温容器の下部に設けられ、
前記観察部は観察試料に照明光を照射するための照明装置を備え、
前記照明装置は前記恒温容器内に突出して配置されることを特徴とする培養装置。
【請求項５】
請求項４に記載の培養装置において、
前記照明装置は光源を有し、
前記光源は、前記恒温容器内に突出して配置された観察部内の領域、または前記恒温容器の下部の観察部内に配置されることを特徴とする培養装置。
【請求項６】
請求項４に記載の培養装置において
前記照明装置は、前記恒温容器の下部に設けられた前記観察部及び前記恒温容器の両者に対して隔離されていることを特徴とする培養装置。
【請求項７】
請求項６に記載の培養装置において、
前記照明装置が有する光源は、前記恒温容器及び前記観察部の両者の外部に設けられることを特徴とする培養装置。
【請求項８】
請求項４に記載の培養装置において、
前記照明装置が有する光源は複数個設置され、前記複数個の光源の内の１つは、前記恒温容器内に突出して配置された観察部内の領域に設置されることを特徴とする培養装置。
【請求項９】
請求項１に記載の培養装置において、
前記恒温容器は、前記観察部で被検物を観察する開口部を有し、前記開口部には透明部材が配置されていることを特徴とする培養装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の培養装置において、
前記透明部材には、前記透明部材への結露を防止する結露防止手段を有することを特徴とする培養装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の培養装置において、
前記観察部は、マクロ観察手段とミクロ観察手段とを有することを特徴とする培養装置。
【請求項１２】
請求項４に記載の培養装置において、
前記恒温容器に突出して設けられた観察部内の照明装置には、観察位置に設置された標本を撮像する撮像装置を備えることを特徴とする培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞を培養する培養容器を収容する培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の雰囲気に維持される恒温容器内に、多数の棚を備えたスタッカーを配置し、各棚に収容される培養容器内の細胞を培養する培養装置が知られている。そして、このような培養装置では、恒温容器内に顕微鏡を備えた観察部を設け、恒温容器内で培養容器内の細胞を観察することが行われている(例えば特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００４−１８０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、恒温容器内に観察部を設け、培養容器内の細胞を顕微鏡により観察しようとすると、顕微鏡の作動を行うモータ、観察用の照明手段等からの発熱により恒温容器内の温度が上昇するという問題がある。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、恒温容器内への観察部の熱的影響を低減することができる培養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】
【０００４】
第１の発明の培養装置は、細胞を培養する複数の培養容器を収容するスタッカーを備えた恒温容器と、前記恒温容器内の雰囲気と隔離して配置され、前記恒温容器内の観察位置に設置される前記培養容器内の細胞を観察するための対物レンズと対物レンズ駆動部とカメラ部を有する観察部とを有することを特徴とする。
第２の発明の培養装置は、第１の発明の培養装置において、前記恒温容器内には、前記培養容器を観察位置に搬送する、前記スタッカーと前記観察位置の間に設けられた搬送手段を有し、前記観察部は、前記観察位置に搬送された前記培養容器内の細胞を観察することを特徴とする。【０００５】
第３の発明の培養装置は、第１の発明の培養装置において、前記恒温容器内には、前記搬送手段により搬送された前記培養容器の観察位置の位置決めを行うステージ部を有することを特徴とする。
第４の発明の培養装置は、第１の発明の培養装置において、前記観察部は、前記恒温容器の下部に設けられ、前記観察部は観察試料に照明光を照射するための照明装置を備え、前記照明装置は前記恒温容器内に突出して配置されることを特徴とする。【０００６】
第５の発明の培養装置は、第４の発明の培養装置において、前記照明装置は光源を有し、前記光源は、前記恒温容器内に突出して配置された観察部内の領域、または前記恒温容器の下部の観察部内に配置されることを特徴とする。
第６の発明の培養装置は、第４の発明の培養装置において、前記照明装置は、前記恒温容器の下部に設けられた前記観察部及び前記恒温容器の両者に対して隔離されていることを特徴とする。【０００７】
第７の発明の培養装置は、第６の発明の培養装置において、前記照明装置が有する光源は、前記恒温容器及び前記観察部の両者の外部に設けられることを特徴とする。
第８の発明の培養装置は、第４の発明の培養装置において、前記照明装置が有する光源は複数個設置され、前記複数個の光源の内の１つは、前記恒温容器内に突出して配置された観察部内の領域に設置されることを特徴とする。【０００８】
第９の発明の培養装置は、第１の発明の培養装置において、前記恒温容器は、前記観察部で被検物を観察する開口部を有し、前記開口部には透明部材が配置されていることを特徴とする。
第１０の発明の培養装置は、第９の発明の培養装置において、前記透明部材には、前記透明部材への結露を防止する結露防止手段を有することを特徴とする。【０００９】
第１１の発明の培養装置は、第１の発明の培養装置において、前記観察部は、マクロ観察手段とミクロ観察手段とを有することを特徴とする。
第１２の発明の培養装置は、第４の発明の培養装置において、前記恒温容器に突出して設けられた観察部内の照明装置には、観察位置に設置された標本を撮像する撮像装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の培養装置では、恒温容器内への観察部の熱的影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の培養装置の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の観察装置の詳細を示す説明図である。
【図３】本発明の培養装置の第２の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の培養装置の第３の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の培養装置の第４の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の培養装置の第５の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明の培養装置の第１の実施形態を示している。
この培養装置は、恒温および恒湿の雰囲気に維持される恒温容器１１を有している。
恒温容器１１内には、スタッカー１３および搬送装置１５が配置されている。また、恒温容器１１の下側には、観察装置１７が配置されている。【００１３】
スタッカー１３は、複数の棚１３ａにより上下方向に仕切られている。各棚１３ａの上面には、ホルダー２１が載置されている。各ホルダー２１には、細胞を培養する培養容器２３が保持されている。培養容器２３には、ウェルプレート、フラスコ、ディッシュ等の容器が使用される。
搬送装置１５は、フレーム２５を有している。フレーム２５の中心には、上下方向に螺子軸２７が配置されている。螺子軸２７には移動部材２９が螺合されており、モータ３１により螺子軸２７を回転すると上下方向に移動可能とされている。移動部材２９の下側には、移動部材２９とともに上下に移動する搬送アーム３３が配置されている。この搬送アーム３３はモータ３５により作動される駆動機構(不図示)により水平方向に移動可能とされている。この実施形態では、モータ３１，３５は、恒温容器１１の外側に配置されており、モータ３１，３５の発熱により恒温容器１１内の温度が上昇することが防止される。【００１４】
観察装置１７は、観察部３７、照明部３９およびステージ部４１を有している。観察部３７は、恒温容器１１の底面１１ａの下側に配置されている。照明部３９およびステージ部４１は、恒温容器１１の内部に配置されている。
図２は、観察装置１７の詳細を示している。
観察部３７は、顕微鏡ケーシング４３を有している。顕微鏡ケーシング４３内には、マクロ観察手段であるマクロ顕微鏡４５とミクロ観察手段であるミクロ顕微鏡４７が配置されている。マクロ顕微鏡４５は、例えば２０ｍｍ角の範囲を一度に観察可能とされている。これにより、培養容器２３内の細胞の育成分布を全体的に観察することが可能である。ミクロ顕微鏡４７は、一般の顕微鏡で使用される対物レンズ相当の観察倍率を有している。これにより、培養容器２３内の細胞を微視的に観察することが可能である。【００１５】
ミクロ顕微鏡４７は、対物レンズの切り換え用のモータ４９、ピント合わせ用のモータ５１、中間変倍レンズの駆動用のモータ５３(中間変倍レンズは対物レンズの下部に設置される)を有している。マクロ顕微鏡４５およびミクロ顕微鏡４７は、顕微鏡４５，４７で観察される画像を撮像するＣＣＤ等を備えたカメラ部５５，５７を有している。
顕微鏡ケーシング４３の側面には、外部インターフェース５９が配置されている。この外部インターフェース５９を介してモータ４９，５１，５３への駆動信号が出力される。また、カメラ部５５，５７からの画像信号が取り出される。顕微鏡ケーシング４３の側面には、開口部４３ａが形成され、この開口部４３ａに空冷ファン６１が配置されている。この空冷ファン６１により、顕微鏡ケーシング４３内の空気が排気され、顕微鏡ケーシング４３内の温度の上昇が抑制される。【００１６】
顕微鏡ケーシング４３の上面には、マクロ顕微鏡４５およびミクロ顕微鏡４７の上方となる位置に開口部４３ｂが形成されている。そして、恒温容器１１の底面１１ａには、開口部４３ｂに重なる位置に開口部１１ｂが形成されている。恒温容器１１の開口部１１ｂの上方には、例えばガラスからなる透明部材６３が配置されている。この透明部材６３には、反射防止膜を形成することが好ましい。【００１７】
透明部材６３は、外周を環状の支持部材６５により支持されている。また、透明部材６３はシール材(不図示)を介して支持部材６５に支持されている。支持部材６５の外周と恒温容器１１の底面１１ａとの間には、Ｏリングからなるシール部材６７が配置されている。これにより、恒温容器１１内の雰囲気と顕微鏡ケーシング４３内の雰囲気とが隔離される。【００１８】
透明部材６３の下面には、結露防止手段であるヒータ６９が配置されている。また、ヒータ６９の下方には、顕微鏡ケーシング４３内の温度を測定する温度センサ７１が配置されている。そして、温度センサ７１で測定される温度が例えば２４℃以下になった時に、ヒータ６９への通電が行われ透明部材６３に結露が付着することが防止される。すなわち、恒温容器１１内は、例えば、温度３７℃、湿度９５％程度に常時保持されている。従って、顕微鏡ケーシング４３内の温度が例えば２４℃以下になると透明部材６３に結露が付着し、透明部材６３が曇ることになるが、ヒータ６９への通電により結露の付着が防止される。なお、マクロ顕微鏡４５およびミクロ顕微鏡４７による観察時にのみヒータ６９に通電するようにしても良い。【００１９】
透明部材６３の上方には、ステージ部４１が配置されている。このステージ部４１は水平方向(Ｘ方向およびＹ方向)に移動可能とされている。そして、搬送装置１５により搬送されたホルダー２１に保持される培養容器２３の位置決めを行う。ステージ部４１には、培養容器２３の底面に付着している細胞を下方から観察するための開口部４１ａが形成されている。また、ステージ部４１は、基台７３を介して恒温容器１１の底面１１ａに支持されている。【００２０】
ステージ部４１の上方には、照明部３９が配置されている。照明部３９は照明ケーシング７５を有している。照明ケーシング７５の下端には、開口部７５ａが形成されている。開口部７５ａには、フランジ部７５ｂが形成されている。フランジ部７５ｂは、Ｏリングからなるシール部材７７を介して、恒温容器１１の底面１１ａに固定されている。これにより、恒温容器１１内の雰囲気と照明ケーシング７５内の雰囲気とが隔離される。そして、恒温容器１１の底面１１ａおよび顕微鏡ケーシング４３の上面４３ｃには、照明ケーシング７５の開口部７５ａに重なる位置に開口部１１ｄ，４５ｄが形成され、照明ケーシング７５内が顕微鏡ケーシング４３内に連通されている。【００２１】
照明ケーシング７５のステージ部４１の上方となる位置には、開口部７５ｃが形成されている。この開口部７５ｃの上方には、ガラスからなる透明部材７９が配置されている。透明部材７９は、外周を環状の支持部材８１により支持されている。透明部材７９はシール材(不図示)を介して支持部材８１に支持されている。支持部材８１の外周と照明ケーシング７５との間には、Ｏリングからなるシール部材８３が配置されている。これにより、恒温容器１１内の雰囲気と照明ケーシング７５内の雰囲気とが隔離される。【００２２】
照明ケーシング７５内には、マクロ顕微鏡４５用の発光部８５およびミクロ顕微鏡４７用の発光部８７が配置されている。マクロ顕微鏡４５用の発光部８５の基板８９には、赤、青、緑のＬＥＤ８５ａ，８５ｂ，８５ｃが配置されている。発光部８５からの光は、反射鏡９１、電動絞り９３、反射鏡９５を介して、マクロ顕微鏡４５の上方に導かれる。そして、レンズ９７および透明部材７９を介して培養容器２３内の細胞の照明を行う。ミクロ顕微鏡４７用の発光部８７の基板９９には、赤、青、緑のＬＥＤ８７ａ，８７ｂ，８７ｃが配置されている。発光部８７からの光は、透明部材７９を介して培養容器２３内の細胞の照明を行う。照明は、赤、青、緑のＬＥＤ８５ａ，８５ｂ，８５ｃまたは８７ａ，８７ｂ，８７ｃを順次発光することにより行われる。このようにすることにより、複数の波長の光で細胞を観察することが可能になり、光吸収帯の異なる細胞を確実に観察することが可能になる。【００２３】
マクロ顕微鏡４５用の発光部８５の基板８９の近傍には、ヒートパイプ１０１の一端が配置され、他端が冷却ファン６１の近傍に延存されている。このヒートパイプ１０１により、発光部８５で発生した熱が冷却ファン６１に導かれ、顕微鏡ケーシング４３内から排出される。なお、ミクロ顕微鏡４７用の発光部８７の近傍にもヒートパイプを設け、発光部８７で発生した熱を冷却ファン６１に導くようにするのが望ましい。【００２４】
上述した培養装置では、搬送装置１５の搬送アーム３３により、培養容器２３を保持するホルダー２１がステージ部４１に搬送される。そして、先ず、ステージ部４１を移動してホルダー２１に保持される培養容器２３をマクロ顕微鏡４５の上方に位置させ、培養容器２３に発光部８５からの光を照射することにより、マクロ顕微鏡４５による観察が行われる。次に、ステージ部４１を移動してホルダー２１に保持される培養容器２３をミクロ顕微鏡４７の上方に位置させ、培養容器２３に発光部８７からの光を照射することにより、ミクロ顕微鏡４７による観察が行われる。【００２５】
上述した培養装置では、観察部３７を、恒温容器１１の底面１１ａの下側に、恒温容器１１内の雰囲気と隔離して配置したので、恒温容器１１内への観察部３７の熱的影響を低減することができる。
また、恒温容器１１内であり、ステージ部４１の試料の設置位置に対し側方側に、培養容器２３を保持するホルダー２１をステージ部４１に搬送する搬送装置１５を配置したので、ステージ部４１への培養容器２３の移動は水平方向となるので観察の必要な培養容器２３をステージ部４１に容易に搬送することができる。【００２６】
さらに、水平方向に移動可能なステージ部４１を設けたので、培養容器２３をマクロ顕微鏡４５またはミクロ顕微鏡４７の上方位置に確実に位置させることができる。
そして、上述した培養装置では、透明部材６３の下方にヒータ６９を設けたので、透明部材６３が結露することを確実に防止することができる。
また、観察部３７にマクロ顕微鏡４５とミクロ顕微鏡４７を配置したので、培養容器２３内の細胞の育成分布および細胞の詳細を確実に観察することができる。【００２７】
そして、照明部３９を、恒温容器１１内の雰囲気と隔離して配置し、照明部３９を開口部７５ａにより観察部３７内に連通したので、恒温容器１１内への照明部３９の熱的影響を低減することができる。
また、顕微鏡ケーシング４３内には、パソコン(ＰＣ)本体を備え、これに外部からの操作手段やモニター等を接続するシステムとすることも可能である。この場合、顕微鏡ケーシング４３は制御ボックスとなる。また、恒温容器と顕微鏡ケーシングからなる装置をパソコンとラン(ＬＡＮ)等で接続し、パソコンからの操作指示や装置からの状態データ等のやり取りを可能とすれば、装置の遠隔操作が可能となる。
(第２の実施形態)
図３は、本発明の培養装置の第２の実施形態を示している。【００２８】
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、マクロ顕微鏡４５用の光源である発光部８５が、恒温容器１１の下部の観察部３７内に配置されている。より具体的には、空冷ファン６１の上方近傍に配置されている。【００２９】
すなわち、恒温容器１１内の雰囲気に対する熱の影響を考慮すれば、発光部８５は観察部３７内に設置することが好ましく、さらに、発光部８５としてＬＥＤを用いることにより恒温容器１１内の雰囲気への熱の影響を軽減することができる。
(第３の実施形態)
図４は、本発明の培養装置の第３の実施形態を示している。【００３０】
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、マクロ顕微鏡４５用の光源である発光部８５が、恒温容器１１の側面の外部に配置される筐体１０３内に収容されている。筐体１０３は、観察部３７とは連結されておらず、恒温容器１１の側面に設けられた照明部３９との開口部１１ｄを介して接続されている。照明部３９への電力の供給は、観察部３７および恒温容器１１の外部に設けられた電力供給部（不図示）から行われる。【００３１】
この実施形態では、観察部３７および恒温容器１１の両者に与える照明部３９で発生する熱の影響をより低減させることができる。
(第４の実施形態)
図５は、本発明の培養装置の第４の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００３２】
この実施形態では、第２の実施形態と同様に、マクロ顕微鏡４５用の光源である発光部８５が、恒温容器１１の下部の観察部３７内に配置されている。そして、第１の実施形態において照明部３９内に配置されていた発光部８７が無くなっており、照明部３９の光源が発光部８５のみとされている。そして、マクロ顕微鏡４５とミクロ顕微鏡４７の観察位置への切替えが、顕微鏡４５，４７側を図示しない移動手段によりスライドさせることで行われる。【００３３】
この実施形態では、発光部８７を無くしたので、照明部３９で発生する熱量を低減することができる。
(第５の実施形態)
図６は、本発明の培養装置の第５の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。【００３４】
この実施形態では、恒温容器１１内に突出して設けられた照明部３９内には、ステージ部４１に対向して、観察位置に位置する観察試料を撮像する撮像装置１０５が配置されている。
この実施形態では、ステージ部４１上に載置された観察試料のマクロ像を撮像装置１０５により撮像することにより、ステージ部４１の観察位置に載置された観察試料のマクロ画像を得ることができる。そして、顕微鏡４５，４７では得られない観察試料の全体の状態を、顕微鏡４５，４７による観察に先立って得ることができ、顕微鏡４５，４７による観察に当たって有効な情報を得ることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。【００３５】
(１)上述した実施形態では、恒温容器１１の底面１１ａの下側に観察部３７を設けた例について説明したが、例えば、恒温容器１１と隔てることを条件とし、恒温容器１１の上面、側面等の外側に設けても良い。しかし、この場合、各顕微鏡へは、リレー光学系を備えることが必須である。
(２)上述した実施形態では、培養容器２３の上方から光を照射した例について説明したが、例えば、培養容器２３の下方から光を照射するようにしても良い。【００３６】
(３)上述した実施形態では、ヒータ６９により透明部材６３の結露を防止した例について説明したが、例えば、透明部材６３に結露防止膜をコーティングしても良いし、両者を併用しても良い。
(４)上述した実施形態では、透明部材６３にガラスを用いた例について説明したが、例えば、プラスチックを用いても良い。【００３７】
(５)上述した実施形態では、発光部８５，８７にＬＥＤ８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，８７ａ，８７ｂ，８７ｃを用いた例について説明したが、例えば、通常顕微鏡で使用される光源、あるいは、光ファイバー等を用いても良い。
【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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【国際調査報告】
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2007004385.tif 000009
2007004385.tif 000010
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