(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向へ光を通す透光部を有し顕微鏡のステージに載置されるベース部と、天面部の少なくとも一部が透明であり上記ベース部の上にスライド自在に載置されて該ベース部と協働して閉鎖空間を画成すると共にこの閉鎖空間に対する作業を外から行うための作業口が上記天面部に設けられたスライドカバーと、上記作業口を開閉するための蓋とを備え、
前記ベース部には、前記閉鎖空間内に所定のガスを供給するためのガス噴気部と、前記閉鎖空間を加温するためのヒーターを設けたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項２】
請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記作業口は、前記スライドカバーのスライド方向とほぼ直交する方向に長い形で形成したことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ベース部にはその透光部を避けた位置に前記閉鎖空間の加湿用の貯水池を設け、前記貯水池に外部から水を供給するための給水手段を付設し、この給水手段は、前記貯水池の水量の減少に伴って自動的に給水が行われる構造のものであることを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項４】
請求項３に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ヒーターにより前記貯水池の水が加温されて積極的に蒸発することで、前記閉鎖空間がその蒸気で満たされると共に加温されることを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項５】
請求項３又は４に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ガス噴気部の口を前記貯水池の中に位置させたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項６】
請求項４に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ガス噴気部は前記貯水池の中を這わせた被加温部を備えたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項７】
請求項３から６のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記透光部の少なくとも上部は前記ベース部のほぼ中央に位置する筒状に形成し、前記透光部の周囲を前記貯水池にしたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記透光部の少なくとも上部を、試料容器が着脱自在に嵌合される筒状の容器装着部にしたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項９】
請求項８に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記容器装着部に着脱自在に装着される容器アダプターを備えたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【請求項１０】
請求項３から９のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記閉鎖空間内に突出した可撓性を有する部材の先端に温度センサーを設けたことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡観察用培養器に係り、特に、顕微鏡のステージに乗せた状態で観察試料を培養しながら観察することができる顕微鏡観察用培養器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、生命工学や生物工学といったバイオテクノロジー分野とか病理学分野において、細胞や菌などの生体を培養しながら顕微鏡観察するには、通常、目的の観察試料を温度や湿度もしくは所定のガス濃度などの培養条件が管理された雰囲気下に置くことが必要になる。
このような条件での顕微鏡観察を行う場合、従来は、顕微鏡から離れた別置きの培養器で観察試料を培養しながら、それを随時取り出しては顕微鏡のステージに乗せるといった方法が採られたり、培養条件を管理できるほぼ密閉状の大きな容器で顕微鏡全体を囲って、その顕微鏡のステージ上に観察試料を置いて観察するといった方法が取られていた。
【０００３】
ところが、前者の方法では、観察に手間が掛かるだけで無く、観察試料を連続して観察したり撮影することが不可能であると共に、その観察や撮影は培養条件が管理されない状態で行われることになるため、正確な観察が行えないという問題がある。
また、後者の方法では、装置が大掛かりになって場所を取り、コストも高くつき、顕微鏡にダメージを与えることもある。しかも、観察試料はその大きさの割に極めて大きな空間に置かれるので、観察試料に対する培養条件の作用が不安定になり易く、加温のための熱エネルギーやガスの消費量にも無駄が多くなるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明者は、先に、顕微鏡のステージに乗せた状態で観察試料を培養しながら観察することができる顕微鏡用透明恒温培養器を提案した（特開平１０−２８５４６号公報に記載）。
この培養器は、顕微鏡のステージにちょうど載る程度の大きさを有し一側部のヒンジで上下開閉自在にした薄い箱形の容器を備えており、この容器の底面部と天面部はいずれも透明発熱プレートになっていて、容器内には加湿用の蒸発皿が置かれ、容器内に二酸化炭酸ガスを供給するためのガス噴気口などが設けられている。
【０００５】
このような構造の培養器によれば、容器内は、蒸発皿から蒸発する蒸気で適度な湿度に保たれると共に、透明発熱プレートの発熱によって加温され、ガス噴気口からは二酸化炭酸ガスが供給されるので、この二酸化炭酸ガスの供給量や透明発熱プレートの発熱量等を制御することで所望の培養条件に調節される。そして、容器の底面部と天面部は透明であるから、上下方向へ光を通すことができる。従って、この容器を顕微鏡のステージに乗せたまま、その中で細胞などを所望の培養条件で培養しながら顕微鏡観察することができ、その観察は、当然間断無く続けることができる。その上、容器の大きさは顕微鏡のステージにちょうど載る程度の大きさであるから、加温に必要なエネルギーやガス供給量は必要最小限の量で済む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この培養器には未だ幾つかの問題が残されている。
先ず、観察途中で観察試料に何らかの処置を行う際は容器を開かざるを得ない。この場合、容器内に置く容器としては通常深皿状のシャーレが用いられるため、そのシャーレの中に器具を差し入れるには、容器をほぼ完全に開放しなければならない。この開放によって、湿度や温度、ガス濃度等の培養条件が完全に崩されてしまって、その後培養条件が元に戻るまでは、観察を中断しなければならない。
【０００７】
また、容器内にはシャーレ等の試料容器が収納されるので、加湿手段である蒸発皿として大きな容量のものを用いることは不可能であり、その貯水量には自ずと限度がある。このため、加湿下での観察を行う場合は、蒸発皿の貯水量以上での連続観察が不可能になり、これに水を加える際も、容器を完全に開放してしまうため、培養条件が崩れてしまう。
更に、ガスの供給によって容器内の雰囲気温度や湿度が変動しないようにするには、ガスを加温及び加湿された状態で容器内に供給することが必要になるのであるが、そのためには、培養器の外でガスの供給系をヒーターや加湿器に通すといった面倒な手当てが別途必要になる。
【０００８】
しかも、容器内に置くシャーレなどの位置を固定する手段が無かったので、例えば無人撮影している間に何らかの原因でこれが動いてしまうと、観察記録が取れなくなってしまう。
【０００９】
本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為されたものであり、顕微鏡のステージに乗せた状態のまま観察試料の培養と観察を行うことができると共に、設定された培養条件による雰囲気を殆ど崩さないで観察試料に対する処置を容易に行うことができる新規な顕微鏡観察用培養器を提供することを目的とする。
また本発明は、上記目的のほかに、場所を取らないで加湿手段を長時間機能させたり、この加湿手段を上手く利用してガスを加温や加湿することができ、或いは、シャーレ等の試料容器の位置を安定に保持することができる等、使い勝手に優れた新規な顕微鏡観察用培養器を提供することを目的とする。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器は、上下方向へ光を通す透光部を有し顕微鏡のステージに載置されるベース部と、天面部の少なくとも一部が透明であり上記ベース部の上にスライド自在に載置されて該ベース部と協働して閉鎖空間を画成すると共にこの閉鎖空間に対する作業を外から行うための作業口が上記天面部に設けられたスライドカバーと、上記作業口を開閉するための蓋とを備え、前記ベース部には、前記閉鎖空間内に所定のガスを供給するためのガス噴気部と、前記閉鎖空間を加温するためのヒーターを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
この顕微鏡観察用培養器にあっては、観察試料を入れたガラスシャーレなど透明な試料容器をベース部の透光部の上に置いてスライドカバーをベース部に載置すると、当該試料容器が閉鎖空間に位置するので、ヒーターによる加温温度やガス供給手段からのガス供給量等を調節することで当該観察試料を所望の培養条件で培養することができる。そして、ベース部をその透光部が顕微鏡の対物レンズの光軸上に位置するようにステージに乗せておけば、当該顕微鏡の照明光はスライドカバーの透明な天面部と当該試料容器とベース部の透光部を透過して対物レンズに入射するので、培養中の観察試料を顕微鏡観察することができる。
【００１２】
しかも、そのように培養されている観察試料に何らかの処置を施すときは、作業口から蓋を外して該作業口が試料容器の真上に来るようにスライドカバーを移動させれば、その作業口を通して目的の処置を行うことができ、多くの場合、この処置は顕微鏡を覗きながら行うことができる。この場合、閉鎖空間は作業口において外気に開放されることにはなるが、その開放の程度は、スライドカバーをベース部から外して閉鎖空間を完全に開放してしまう場合に比較すれば極く僅かであって、閉鎖空間内の温度やガス濃度等の培養条件が崩れることは殆ど無い。従って、設定した培養条件を殆ど崩さないで必要な処置を行うことができると共に、必要な処置を終えた後直ちに観察を続けることも可能になる。
【００１３】
本発明のベース部とスライドカバーの具体的な形態、特に、これら両部材によって試料容器などを収納できる大きさの閉鎖空間を画成するための形態としては幾つか考えられる。例えば、上面が開口した空間をベース部に設けておいてこれに平板状のスライドカバーを乗せる形態とか、逆に、下面が開口した空間をスライドカバーに設けておいてこれを平板状のベース部に乗せる形態とか、或いは、ベース部とスライドカバーの両方に設けた空間で閉鎖空間を画成する形態などが考えられる。
この場合、ベース部に設ける透光部は上下方向へ貫通した孔、又は、下面が透明部材で閉鎖された穴にすれば良い。スライドカバーの天面部はその全体を透明にしても良いし、一部だけ透明にして、その透明な部分がベース部の透光部に対向する位置へとスライドカバーを移動させた状態で観察するようにしても良い。
【００１４】
また、本発明のスライドカバーのスライド方向は直線方向に限らず、何らかの必要があれば弧を描く方向としても良い。
作業口の形態も特に限定されるものでは無いが、この作業口を、請求項２のように、スライドカバーのスライド方向とほぼ直交する方向に長い形で形成すると、作業口を通しての作業を非常にやり易いものにすることができる。即ち、この培養器をスライドカバーのスライド方向が観察者から見て前後方向となる向きでステージに乗せると、作業口は左右方向に長い形になるので、処置に必要な器具を対物レンズやコンデンスレンズを避けた方向から作業口に挿入することができるからである。
【００１５】
請求項３に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項１又は２に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ベース部にはその透光部を避けた位置に前記閉鎖空間の加湿用の貯水池を設け、前記貯水池に外部から水を供給するための給水手段を付設し、この給水手段は、前記貯水池の水量の減少に伴って自動的に給水が行われる構造のものであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明を実施するに当たって、閉鎖空間を加湿するための加湿手段としては、適宜な蒸発皿を置くだけの形態も考えられるが、この請求項３のように構成すれば、培養器には小さな容量の貯水池を設けるだけで済むし、水を補充するのにいちいちスライドカバーを外す必要が無く、長時間連続して観察することができる。特に、対物レンズが捉えた映像をビデオカメラなどで長時間自動撮影する場合でも、水の補充のためにその顕微鏡に人が付いている必要が無くなる。
【００１７】
付設する給水手段としては、例えば、貯水池に設けた液面センサーからの信号に従って給水を制御する方式のものでも良いが、貯水池より高い位置に密閉形の適宜な給水タンクを置いて該給水タンクから延ばした給水パイプの給水口を貯水池に挿入しておき、貯水池の液面が給水口より下がる度に給水タンクから水が落ちる方式のものを用いれば非常に安価で済む。
【００１８】
本発明の実施に当たり、加湿手段として前記貯水池を設ける場合は、請求項４のように、貯水池を加温するためのヒーターを設ければ、貯水池の水が加温されて積極的に蒸発することで湿度を安定的に保持できると共に、ヒーターの発熱度を制御することで湿度管理を行うこともでき、加温された蒸気で閉鎖空間の加温も行なわせることができる。
この場合のヒーターは、貯水池の中に配置する構造のものでも良いが、貯水池の底壁を兼ねるプレート形のものにすれば、構造を複雑にしないで済む。
【００１９】
請求項５に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項３又は４に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ガス噴気部の口を前記貯水池の中に位置させたことを特徴とするものである。
従って、供給されて来るガスは、貯水池の水に混合された後閉鎖空間に放出されるので、そのガスは加湿された状態で閉鎖空間に供給されることになる。これによって、閉鎖空間の湿度がガスによって変動するのをほぼ確実に防止でき、しかも、ガスを加湿するための特別な加湿手段は全く必要としない。
【００２０】
請求項６に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項４に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記ガス噴気部は前記貯水池の中を這わせた被加温部を備えたことを特徴とするものである。
従って、供給されて来るガスは、貯水池の加温された水で間接的に加温されて閉鎖空間に放出されるので、閉鎖空間の温度がガスによって変動するのをほぼ確実に防止でき、しかも、ガスを加温するための特別なヒーターを全く必要としない。
【００２１】
請求項７に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項３から６のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記透光部の少なくとも上部は前記ベース部のほぼ中央に位置する筒状に形成し、前記透光部の周囲を前記貯水池にしたことを特徴とするものである。
このようにすると、ガラスシャーレなどの試料容器は必然的に閉鎖空間の中央部に置かれることになり、貯水池はその試料容器を囲うように位置するので、試料容器内の湿度をより安定に保つことができる。
【００２２】
請求項８に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項１から６のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記透光部の少なくとも上部を、試料容器が着脱自在に嵌合される筒状の容器装着部にしたことを特徴とするものである。
【００２３】
従って、シャーレなどの試料容器を透光部上に確実に置くことができると共に、培養器の中で試料容器の位置が固定するので、資料容器が不用意に動いてしまうことも無くて、観察に失敗が生じ難い。
また、少なくとも使用時においては、容器装着部はシャーレ等の試料容器によって必然的に塞がれるので、閉鎖空間が容器装着部を通して下に開放したままの構造であっても差し支えなく、ここを透明部材等であえて塞ぐ必要は無い。従って、その分構造を簡素化できると共に、試料容器の下に透明部材が存在しないことで、培養器を通る光の透過率を高めることができる。この場合、容器装着部の内周面に試料容器が密着するシール部材、例えばＯリングを嵌めておけば、閉鎖空間の気密性や水密性を高めることができる。
【００２４】
この請求項８の発明を実施する場合、容器装着部の下端部に内フランジ様の位置決め座を設けておけば、これに装着される試料容器の底の高さが一律に定まるので、扱いが一層楽になる。
【００２５】
請求項９に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項８に記載した顕微鏡観察用培養器において、前記容器装着部に着脱自在に装着される容器アダプターを備えたことを特徴とするものである。
細胞などの培養には一般に円形深皿状をしたガラスシャーレが用いられるが、このシャーレにもサイズは幾つかあるため、外径を容器装着部の内径に合う寸法に統一し内径をサイズ違いの複数のシャーレの外径に各別に合わせたアダプターを用意しておけば、所望のサイズのシャーレを選択的に使用することができて、使い勝手が広がる。
【００２６】
このアダプターにも、内周面にＯリングなどのシール部材を取り付けておいて、シャーレがぴったり嵌るようにしておけば、閉鎖空間の気密性を高めたり、貯水池の水が外へこぼれるのを防止できる。
このアダプターを容器装着部に着脱自在に装着する形態は、単なる嵌め合いでも良いが、ネジによる螺合とか弾性係合爪による係合といった着脱自在な固定形態を採れば、シャーレなどを取り外す際、そのシャーレ等にアダプターが付いて来て容器装着部から外れてしまうようなことを確実に防止できる。
【００２７】
請求項１０に記載した顕微鏡観察用培養器は、請求項３から９のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、前記閉鎖空間内に突出した可撓性を有する部材の先端に温度センサーを設けたことを特徴とするものである。
従って、この温度センサーは、これが支持されている可撓性を有する部材を適宜屈曲させることで、閉鎖空間の雰囲気温度や、貯水池の水温、試料容器内の培養液温度など、側温対象物を任意に選んで温度計測することができる。
温度センサーを支持する部材としては、当該温度センサーに接続された被覆コード自体であっても良いし、それとは別の線材等を用いても良い。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器１を図面に従って説明する。
この顕微鏡観察用培養器１は、顕微鏡のステージ６３に乗せるベース部３と、このベース部３上にスライド自在に載置されるスライドカバー５とで構成され、これに小型の給水タンク３２と、図示しないＣＯ2ガスボンベやコントローラーなどが付属する。
【００２９】
〔Ａ．ベース部〕（図１、図２、図４〜図６）
ベース部３は、その基部を為すベースプレート１１と、プレート型のヒーター１３と、シャーレなどの試料容器を着脱自在に装着する容器装着部２１と、容器アダプター２５と、給水パイプ３１と、ガス噴気管３５と、温度センサー３７などから構成される。
【００３０】
〔Ａ−１．ベースプレート〕（図１、図２、図４〜図６）
ベースプレート１１は、前後方向（図１における左下方へ向かう方向を前側とし、左上方へ向かう方向を左側とする。）に多少長い長方形の比較的厚い板状をしていて、その中央部を厚み方向へ貫通した平面視円形の大きな閉鎖空間形成孔１１ａ（図２等参照）が形成されると共に、その上面の左右両側端部には前後方向へ真っ直ぐ延びる背の低いガイド壁１１ｂが立ち上がっている。従って、ベースプレート１１の上面は左右のガイド壁１１ｂの間が幅の広い溝状になっていて、この溝状をした部分にスライドカバー５が摺動自在に載置される。
【００３１】
この溝状をした部分の四隅には、それぞれ、厚み方向へ貫通した大小２つの取付け孔１１ｃ、１１ｄが形成されている。これら取付け孔１１ｃ、１１ｄはベース部３を顕微鏡のステージに固定するためのボルトを通す孔であり、いずれも段付き孔になっていて、それぞれ矩形の４頂点を為す配置形態で配置されている。この取付け孔１１ｃ、１１ｄの配置形態や口径は目的のステージに設けられているツール取付け孔の配置形態や口径に合わせて設定される。
【００３２】
ベースプレート１１の底面には、閉鎖空間形成孔１１ａの下開口を囲うように延びる丈の低い環状凸部１１ｅ（図６参照）が形成されると共に、この環状凸部１１ｅの内周面沿いに延びる溝１１ｆが形成されている。
また、ベースプレート１１には、図２に示すように、その左側面から閉鎖空間形成孔１１ａまで貫通した前後２つのパイプ通し孔１１ｇ、１１ｈ及びセンサー取付け孔１１ｉと、その前側面から上記溝１１ｆまで貫通したコード通し孔１１ｈ（図２参照）が形成されている。
【００３３】
〔Ａ−２．ヒーター〕（図２、図６）
ヒーター１３は、アルニウム製の加熱プレート１４及び保護プレート１５と、これらの間に位置した発熱シート１６とが互いに接着された積層構造をしており、これら３つの部材はベースプレート１１の底面に設けられている前記環状凸部１１ｅの内径より多少小さい外径を持った円板形をしている。加熱プレート１４と保護プレート１５には、酸化防止と表面硬化のためにアルマイトコーティングが為されている。
【００３４】
加熱プレート１４には、閉鎖空間形成孔１１ａの内径の３分の１程度の大きさの円形をした透光孔１４ａが形成され、保護プレート１５には透光孔１４ａより一回り大きい矩形の孔１５ａが形成されている。
発熱シート１６は、例えば、電気的絶縁性を有する耐熱性の良い材料に発熱体としての図示しない導線を這わせると共に、図示しない温度センサーを取り付けた構造のもので、これにも中央に円形の孔１６ａが形成されている。
【００３５】
このような構造のヒーター１３は、図６に示すように、その透光孔１４ａが閉鎖空間形成孔１１ａと同軸上に位置する状態で、その外周部がベースプレート１１の底面に接着される。これにより、閉鎖空間形成孔１１ａの下開口は、透光孔１４ａを残してヒーター１３で塞がれる。
尚、発熱シート１６に代えて、板ガラスの表面に導電膜をコーティングした発熱ガラスを用いても良い。
【００３６】
ベースプレート１１のコード通し孔１１ｊには図示しないコントローラから延びた接続コード１８の先端部が挿入され、この接続コード１８の動力線は発熱シート１６に設けられている発熱体に、信号線は発熱シート１６に設けられている温度センサーに、それぞれ接続される。ベースプレート１１の底面に設けられている前記溝１１ｆはこの配線処理を行うためのもので、所要の配線が終了したのち、絶縁性の接着剤等で埋められる。
【００３７】
〔Ａ−３．容器装着部、貯水池、容器アダプター〕（図１、図２、図４〜図６）
容器装着部２１は、軸方向長さが短い円筒形を為し、その一端部に内フランジ様の位置決め座２１ａが一体に形成されると共に、内周面にはネジ溝２１ｂが形成されており、位置決め座２１ａが下にある向きで、透光孔１４ａと同軸になるように位置合わせしてヒーター１３の上面に接着されている。この位置決め座２１ａの内径は透光孔１４ａよりある程度大きく、容器装着部２１の高さは閉鎖空間形成孔１１ａの深さの半分程度になっている。
しかして、この容器装着部２１とヒーター１３の透光孔１４ａとで、ベース部３に上下方向へ光を通す透光部が形成されると共に、閉鎖空間形成孔１１ａの下半分は、容器装着部２１の内側とその外側とに区画され、この外側の部分は下面がヒーター１３で塞がれた環状の凹部を為す。この環状の凹部が加湿用の貯水池２３を成す。
【００３８】
容器アダプター２５は、軸方向長さが短い円筒形をしており、その外周面には容器装着部２１のネジ溝２１ｂに螺合するネジ山２５ａが形成され、内周面の軸方向中間部に形成された溝にＯリング２６が取り付けられている。この容器アダプター２５は、図６に示すように、容器装着部２１の内側にネジ入れることで、該容器装着部２１に着脱自在に取り付けられる。
図面では、この容器アダプター２５を１つだけ示してあるが、実際には、市販されているシャーレ６１のサイズに応じて内径サイズが異なる複数個用意され、使用するシャーレのサイズに応じたものを選んで容器装着部２１に取り付けるようになっている。
【００３９】
シャーレ６１は、容器アダプター２５に図６に示すように装着される。即ち、シャーレ６１は、その開口面を上にして、外周壁をＯリング２６に多少きつ目に嵌めながらヒーター１３に軽く乗るように装着する。
このようにしてシャーレ６１が装着されると、透光孔１４ａの直ぐ上にシャーレ６１の底壁が位置すると共に、容器装着部２１の内側空間の下面が当該シャーレ６１によって塞がれるので、閉鎖空間形成孔１１ａの下面の全体が塞がれることになる。
【００４０】
〔Ａ−４．給水パイプ、ガス噴気管、温度センサー〕（図１、図２、図４〜図６）
ベースプレート１１に形成されているパイプ通し孔１１ｇ、１１ｈの一方１１ｇには給水パイプ３１が通され、別のパイプ通し孔１１ｈにはガス噴気管３５が通される。また、センサー取付け孔１１ｉには温度センサー３７を備えたセンサーホルダー３８が取り付けられる。
【００４１】
給水パイプ３１は、給水タンク３２と協働して貯水池２３に水を供給したり、その貯水量を一定に保持するための補給を行うものであって、その一端部３１ａは、閉鎖空間形成孔１１ａ内に突出して下向きに屈曲しており、この屈曲した部分の口が、容器装着部２１の上端より稍低い高さで貯水池２３に臨むように設けられる。この給水パイプ３１の他端部には、給水タンク３２の底部にある排水口から延びた給水チューブ３３が連結される。給水タンク３２は、排水口以外密閉される構造になっている。
【００４２】
ガス噴気管３５は、閉鎖空間５５へＣＯ2ガスを供給するためのものであり、その一端には図示しないＣＯ2ガスボンベから延びたチューブが接続される。また、このガス噴気管３５のうち、パイプ通し孔１１ｈから閉鎖空間形成孔１１ａ内へ出た部分は、容器装着部２１の周りをほぼ一周する円環形に屈曲した被加温部３５ａになっていて、貯水池２３の底面を這うように延びている。従って、この円環形に屈曲した被加温部３５ａは、貯水池２３に蓄えられた水の中を通される。
【００４３】
センサーホルダー３８には図示しないコントローラーから延びた被覆コード３９が通されており、この被覆コード３９は、貯水池２３の半径余りの長さがセンサーホルダー３８から閉鎖空間形成孔１１ａ内に引き出されていて、この引き出された部分の先端に温度センサー３７が取り付けられている。この温度センサー３７は、通常は、図６に示すように貯水池２３の上方に置いて使用されるが、必要に応じて、被覆コード３９を曲げて別の位置へ移す。
【００４４】
〔Ｂ．スライドカバー〕（図１、図３〜図６）
〔Ｂ−１．構造〕
スライドカバー５は、カバー本体４１と、このカバー本体４１に取り付けられたトッププレート４３と、このトッププレート４３の作業口を開閉するための蓋５３等から構成され、カバー本体４１とトッププレート４３とで、下面が開口した薄い箱形を為す。
【００４５】
カバー本体４１は、大きな窓４１ｅを有する平面視ほぼ正方形の枠形を為す天板４１ａと、その下面の外周部に沿って延びる丈の低い周壁４１ｂとが合成樹脂で一体に形成されており、左右幅は、ベースプレート１１の左右のガイド壁１１ｂ間に摺動自在にぴったり収まる寸法になっている。
天板４１ａの前端部下面には左右方向へ延びる配線溝４１ｃ（図３等参照）が形成され、周壁４１ｂの前側部中央にはコード通し孔４１ｄが形成されている。
【００４６】
トッププレート４３（図６に断面構造を示してある）は、透明で矩形の平板状をした強化ガラス４４を２枚有し、この一方のガラスの一面には所謂ＩＴＯ膜などの透明な導電膜４５がコーティングされると共に、該導電膜４５の互いに対向する側端部に一対の電極４６（図３参照）が各別に設けられており、この導電膜４５を挟む形で２枚の強化ガラス４４を互いに貼り合わせた構造になっている。従って、トッププレート４３は、導電膜４５に通電されることで発熱するヒーター機能を持つ。
そして、トッププレート４３の中央部から前側へある程度外れた位置には左右方向に長い長孔状の作業口４３ａが形成されている。この作業口４３ａは、その中央部がトッププレート４３の左右方向における中央部に位置し、その長さはベース部３の容器装着部２１の直径より稍長い。
【００４７】
トッププレート４３の上面にはセンサー保持板４８が取り付けられる。このセンサー保持板４８の先端部下面にはトッププレート４３の温度を検出するための温度センサー４９が取り付けられていて、この温度センサー４９が作業口４３ａの前脇の位置でトッププレート４３の上面に接するように、センサー保持板４８がトッププレート４３に固定される。
このようなトッププレート４３は、その外周部がカバー本体４１の天板４１ａに下から接着される。これによって、カバー本体４１の窓４１ｅが作業口４３ａだけを残してトッププレート４３で塞がれる。
尚、カバー本体４１の天板４１ａにおける前端部下面の中間位置には浅い切欠が形成されており、この切欠に上記センサー保持板４８の前端部が収まる。
【００４８】
そして、カバー本体４１のコード通し孔４１ｄには、図示しないコントローラから延びた接続コード５０の先端部が挿入され、この接続コード５０の動力線は配線溝４１ｃを這わされてトッププレート４３の電極４６に接続され、信号線は温度センサー４９から延びている図示しないリード線に接続される。
従って、電極４６を経て導電膜４５に通電が為されると、この導電膜４５が発熱して２枚の強化ガラス４４が加熱される。強化ガラス４４の温度は温度センサー４９によってコントローラーへフィードバックされ、それによって、導電膜４５の発熱温度が制御される。
【００４９】
トッププレート４３の作業口４３ａには、着脱自在な蓋５３が設けられる。この蓋５３はプラスチック製のもので、作業口４３ａより一回り大きい板状を為すと共に、その下面に作業口４３ａにぴったり嵌る大きさの栓部５３ａが一体に形成されており、この栓部５３ａを作業口４３ａに嵌めることで当該作業口４３ａが塞がれる。
尚、この蓋５３は、ガラスで形成しても良い。
【００５０】
〔Ｂ−２．ベース部への載置と空間の画成等〕
以上のように構成されたスライドカバー５は、図１に示すようにベース部３に乗せる。即ち、スライドカバー５は、ベースプレート１１の上面を覆うように、左右のガイド壁１１ｂの間に置く。従って、スライドカバー５は、ガイド壁１１ｂによって案内されることで、ベース部３上を前後方向へスライドできる状態で置かれ、その作業口４３ａはスライドカバー５のスライド方向と直交する方向に長い形となる。
スライドカバー５は、ベース部３から外れない範囲において、図４に示す観察位置すなわちベースプレート１１の後端寄りに寄った位置と、図１及び図５に示す処置位置すなわちベースプレート１１の前端寄りに寄った位置との間で移動できる。
【００５１】
スライドカバー５を観察位置へと移動させた状態では、図４を見て分かるように、その作業口４３ａ及びこれに取り付けた蓋５３が、ベース部３のヒーター１３の透光孔１４ａや、容器装着部２１に取り付けられたシャーレ６１から完全に外れたところに来る。また、スライドカバー５を処置位置へと移動させた状態では、図５を見て分かるように、その作業口４３ａが、容器装着部２１に取り付けられたシャーレ６１や透光孔１４ａの中央部に真上から臨む。
【００５２】
そして、スライドカバー５が少なくとも観察位置から処置位置までの間にある状態では、ベースプレート１１の上面は常にスライドカバー５によって覆われ、それにより、スライドカバー５の内部空間と閉鎖空間形成孔１１ａとで、貯水池２３と容器装着部２１を底部とする閉鎖空間５５が画成され、この閉鎖空間５５内に前記温度センサー３７が位置する。
顕微鏡観察用培養器１は以上のように構成されている。
【００５３】
〔Ｃ．使用方法と作用〕（図１、図４〜図６）
次に、顕微鏡観察用培養器１の使用方法と作用を説明する。
〔Ｃ−１．培養器の取付け、給水と蒸気の発生、ＣＯ2ガス供給〕
培養器１を使用するときは、これを図１、図６に示すように顕微鏡のステージ６３に乗せる。この場合、ベースプレート１１の環状凸部１１ｅはステージ６３のツール嵌込み孔６３ａに収める。また、当該ステージ６３に前記取付け孔１１ｃと１１ｄのいずれかが一致するツール取付け孔が設けられている場合は、該当する方の取付け孔１１ｃ又は１１ｄを通して当該ツール取付け孔にボルトを取り付けることで、ベース部３をステージ６３に固定する。
【００５４】
給水タンク３２は、これに水を入れて、適宜なハンガーに掛けることで、ステージ６１上のベース部３より高い位置に置く。すると、給水タンク３２内の水は、自重で給水チューブ３３から給水パイプ３１を経て、ベース部３の貯水池２３に流れ落ちて行き、この貯水池２３に溜まる。そして、貯水池２３に溜まった水の水面が給水パイプ３１の一端部３１ａの口に達すると貯水池２３への水の供給が停止する。蒸発などによってこの水面が下がると、吸水パイプ３１の口から給水タンク３２に空気が入って、それと入れ替わりに給水パイプ３１内の水が貯水池２３に落ちる。これを繰り返すことで貯水池２３の水面が一定に保持される。従って、給水パイプ３１内が空にならない限り、貯水池２３には常時一定量の、即ち、容器装着部２１の上端より稍低い高さに水面がある量の水が蓄えられる。
前記ガス噴気管３５の円環形をした被加温部３５ａはこのように蓄えられる水に沈む。
【００５５】
図示しないコントローラーを操作してヒーター１３を駆動させると、その発熱シート１６が発熱して貯水池２３の水を加熱するので、その水が積極的に蒸発する。従って、ベース部３にスライドカバー５が乗っている状態では、閉鎖空間５５が蒸気で満たされ、当然、容器装着部２１に装着されたシャーレ６１の中もこの蒸気に晒される。この蒸気によって、閉鎖空間５５は、湿度９０〜９５％に保たれると共に、ヒーター１３の発熱度に応じた温度に保持される。この場合、シャーレ６１は閉鎖空間５５の中央部に位置し、それを囲うように貯水池２３が位置するので、シャーレ６１内の湿度はムラ無く均一に保たれる。
【００５６】
閉鎖空間５５に蒸気が発生すると、トッププレート４３が曇るが、この曇りは、該トッププレート４３の導電膜４５に通電することで防止できる。即ち、導電膜４５に通電すると、これが発熱してガラス４４を加熱するので、トッププレート４３上での結露が防止されるからである。
【００５７】
前記したように、ガス噴気管３５の被加温部３５ａは貯水池２３の水に沈むので、この水が加温されると被加温部３５ａも加温される。従って、ガス噴気管３５に送給されて来るＣＯ2ガスは、被加温部３５ａを通る間に貯水池２３の水とほぼ同じ温度に加温されると共に、噴気口３５ｂから水中に噴射して加湿され、その状態で蒸気と共に閉鎖空間５５内に拡がる。従って、閉鎖空間５５内の湿度と温度が、供給されてくるガスによって変動されることは殆ど無い。
【００５８】
〔Ｃ−２．培養条件の選択的設定と観察〕
ヒーター１３の駆動やＣＯ2ガスの供給は、観察意図に応じて選ぶ。例えば、ＣＯ2ガスの雰囲気だけで観察したい場合は、ヒーター１３を駆動しないでＣＯ2ガスの供給だけを行えば、シャーレ６１内の試料は、ほぼ室温の主としてＣＯ2ガスのみの雰囲気下に置かれる。また、加温高湿度下だけで観察したい場合は、ＣＯ2ガスの供給はしないで、ヒーター１３を駆動すれば、シャーレ６１内の試料は、湿度９０〜９５％程度の雰囲気下におかれる。この場合の雰囲気温度は、ヒーター１３に対する通電量を調節することでかなり正確に設定できる。
そして、ヒーター１３の駆動とＣＯ2ガスの供給の両方を行えば、シャーレ６１内の試料Ｓは、ＣＯ2ガスを含む湿度９０〜９５％程度であってヒーター１３の発熱量に応じた温度に加温された雰囲気に置かれる。
【００５９】
尚、これらいずれの場合でも、トッププレート４３には貯水池２３から蒸発する蒸気が着くので、トッププレート４３は発熱モードにしておくのが良い。この場合、導電膜４５への通電は、温度センサー４９が検知するトッププレート４３の温度とコントローラーで設定した温度とを比較して制御される。
【００６０】
観察資料を入れたシャーレ６１を培養器１に装着するタイミングは任意であるが、基本的には、培養雰囲気を作った状態で行うのが良い。すなわち、所望のシャーレ６１に合う容器アダプター２５を容器装着部２１に装着した状態で、スライドカバー５を一旦ベース部３に乗せて閉鎖空間５５を画成し、貯水池２３に水を蓄え、ヒーター１３を所要の温度に駆動して蒸気を発生させ、所要量のＣＯ2ガスを供給して所望の培養雰囲気を作る。そして、シャーレ６１には目的の培養液と試料Ｓを入れておき、容器アダプター２１の上方を開放するのに必要最小限の距離スライドカバー５を滑らせて、そのシャーレ６１を容器アダプター２５に装着して、スライドカバー５を観察位置に戻す。シャーレ６１は、ヒーター１３に軽く乗るまで押し込む。作業口４３ａは蓋５３で塞いでおく。
【００６１】
閉鎖空間５５は、直に設定雰囲気に達して安定するので、シャーレ６１内の観察資料は、ほぼ当初から、設定された培養雰囲気に置かれて培養が進行する。
シャーレ６１は透光孔１４ａの真上において閉鎖空間５５の中央部にしっかり装着されるので、その位置が不用意に動くことは有り得ないし、コンデンサレンズ６６から射出した光がトッププレート４３、目的の試料Ｓ、シャーレ６１の底壁、透光孔１４ａを透過して対物レンズ６５に入射する。
【００６２】
ベース部３に設けられている前記温度センサー３７は、次のように使用する。閉鎖空間５５の雰囲気温度を測定したいときは、図６に示すように貯水池２３の上方に置き、水温を測定したいときは貯水池２３の水に漬け、観察試料Ｓの温度を測定したいときは、シャーレ６１内の培養液に漬けて代理的に測定する。これらいずれの場合も、温度センサー３７と被覆コード３９は、上方から見て、透光孔１４ａを外れた位置に置く。
この温度センサー３７が検出した温度は、図示しない温度表示部に表示される。
【００６３】
〔Ｃ−３．観察試料に対する処置〕
このようにして観察を行っている途中で、シャーレ６１内の試料Ｓに対して何らかの処置を行うとき、例えば、核を入れたり、異なる培養液を足したり、薬剤を加えたりするときは、蓋５３を取り外してスライドカバー５を処置位置へと滑らせる。これにより、開放された作業口４３ａがシャーレ６１内の中央部辺りに真上から臨むので、この作業口４３ａを通して必要な処置を施す。この場合、作業口４３ａの端は、コンデンサレンズ６５から側方へ外れているため、コンデンサレンズ６５を避けた方向から所要の器具を作業口４３ａに挿入することができる。必要な処置が終わったら、スライドカバー５を観察位置に戻して蓋５３を取り付ける。
【００６４】
このように処置を行っている間、閉鎖空間５５は、小さな作業口４３ａが開放されるだけであるから、閉鎖空間５５の温度や湿度、ＣＯ2ガス濃度が目立って変化することは無い。従って、観察途中で観察試料に何らかの処置を行う場合でも、雰囲気を安定に保つことができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の具体的構成がこの実施の形態に限定されるものでは無く、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施の形態では、スライドカバーの天面部のほぼ全体を透明にしたが、この天面部の透明な部分はベース部の透光部に対応した範囲に限っても良い。
また、作業口を開閉する蓋は、天面部上でスライドする構造や、天面部にヒンジで回動自在に支持された構造にすることも考えられる。実施の形態においては、この蓋をプラスチック又はガラスで形成するようにしたが、作業口に高い気密性を要求する場合は、その全体又は一部をゴムで形成すると良い。
更に、ガス噴気部を水中に這わす場合、その水中の部分に多数の噴気孔を設けておいて、広い範囲からガスが噴射するようにすれば、閉鎖空間内にほぼ均等にガスを供給できる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、顕微鏡のステージに乗せた状態のまま観察試料の培養と観察を行うことができると共に、設定された培養条件による雰囲気を殆ど崩さないで観察試料に対する処置を容易に行うことができる。
また、場所を取らないで加湿手段を長時間機能させたり、この加湿手段を利用して供給ガスの加温や加湿を行わせることができ、或いは、シャーレ等の試料容器の位置を安定に保持することができる等、使い勝手に優れた顕微鏡観察用培養器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器を、顕微鏡のステージに乗せた状態で示す斜視図である。
【図２】図１に示す顕微鏡観察用培養器のベース部を分解した拡大斜視図である。
【図３】図１に示す顕微鏡観察用培養器のスライドカバーを分解した拡大斜視図である。
【図４】図１に示す顕微鏡観察用培養器を、スライドカバーが観察位置に来ている状態で示す拡大平面図である。
【図５】図１に示す顕微鏡観察用培養器を、スライドカバーが処置位置に来ている状態で示す拡大平面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線に沿って切断した拡大断面図である。
【符号の説明】
１…顕微鏡観察用培養器 ３…ベース部 ５…スライドカバー
１３…ヒーター １４ａ、２１…透光部 ２１…容器装着部
２３…貯水池 ２５…容器アダプター
３１、３２、３３…給水手段 ３５…ガス噴気部 ３５ａ…被加温部
３５ｂ…ガス噴気部の口 ３７…温度センサー ３９…可撓性を有する部材
４３…天面部 ４３ａ…作業口 ５３…蓋 ５５…閉鎖空間
６３…ステージ
【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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