(57)【要約】【課題】試料とともに容器内に収容される培養液の量およびその変動にかかわらず、試料（細胞や組織）の構成成分や産生物質の変化を定量化する。【解決手段】培養液２とともに試料３を収容する分光検査用容器１であって、試料３を載置する底面４ｂと、該底面４ｂに対して間隔をあけて配置され、収容される培養液２の液面下に配置される天面部４ｃとを備え、該天面部４ｃおよび前記底面４ｂの少なくとも一部に、近赤外光Ｌを透過可能な窓部４ｄ，４ｅが設けられている分光検査用容器１を提供する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液とともに試料を収容する分光検査用容器であって、
試料を載置する底面と、該底面に対して間隔をあけて配置され、収容される培養液の液面下に配置される天面部とを備え、
該天面部および前記底面の少なくとも一部に、近赤外光を透過可能な窓部が設けられている分光検査用容器。
【請求項２】
培養液および試料を収容する容器本体と、該容器本体の上部開口を閉塞する蓋体とを備え、
前記天面部が前記容器本体に設けられている請求項１に記載の分光検査用容器。
【請求項３】
培養液および試料を収容する容器本体と、
該容器本体の上部開口を閉塞する蓋体とを備え、
該蓋体に、前記容器本体の上部開口を閉塞したときに、容器本体に対して突き当たり上下方向に位置決めする突当部が設けられ、
前記天面部が前記蓋体に設けられている請求項１に記載の分光検査用容器。
【請求項４】
底面の少なくとも一部に近赤外光を透過可能な窓部を備え、培養液とともに試料を収容する容器内の試料に対して照射する近赤外光を発生する光源と、
該光源から照射され、前記試料を透過した近赤外光を受光するセンサと、
前記容器の底面に対向する平坦な底部を有し、該底部に近赤外光を透過可能な窓部を有するカップ状の対向部材と、
前記光源と前記センサとの間の光路上において、前記対向部材の前記底部を前記容器内の培養液の液面下の前記底面から所定の距離をあけた位置に制御する位置制御装置と、
該センサにより受光された近赤外光を分光して波長特性を測定する分光測定部とを備える分光検査装置。
【請求項５】
前記対向部材が、前記光源または前記センサに固定されている請求項４に記載の分光検査装置。
【請求項６】
容器の底面と、該底面に所定の間隔をあけて対向配置される平板部材との間に、気層を介在させることなく試料および培養液を配置し、
前記底面または前記平板部材のいずれかの外側から近赤外光を照射し、
前記底面、試料、培養液および前記平板部材を透過した近赤外光を受光し、
受光された近赤外光を分光して波長特性を測定する分光検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光検査用容器、分光検査装置および分光検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステージに載置された試料を透過あるいは反射した赤外光を検出し、試料の赤外スペクトルを得る分光分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−５２７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的な培養容器に入った培養液中の試料（細胞や組織）の構成成分を特許文献１のような分光分析装置で測定する場合、培養液内に存在する試料に光を照射するために、試料の周囲に満たされている培養液（主として水）が光を強く吸収してしまい、試料そのものからの信号が相対的に非常に小さくなる。すなわち、得られる分光分析の結果が主として培養液に依存し、また、測定毎に培養液の量を一定にすることが困難であるため、試料の成分のみの変化を調べることが困難であるという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであって、試料とともに容器内に収容される培養液の量およびその変動にかかわらず、試料（細胞や組織）の構成成分や産生物質の変化を定量化することができる分光検査用容器、分光検査装置および分光検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、培養液とともに試料を収容する分光検査用容器であって、試料を載置する底面と、該底面に対して間隔をあけて配置され、収容される培養液の液面下に配置される天面部とを備え、該天面部および前記底面の少なくとも一部に、近赤外光を透過可能な窓部が設けられている分光検査用容器を提供する。
【０００７】
本発明によれば、培養液とともに試料を収容すると、試料が底面上に載置され、底面と天面部との間に挟まれた状態に配置される。天面部は、収容される培養液の液面下に配置されるので、天面部と底面との間には気層は形成されず、予め定められた天面部と底面との間隔寸法に一致する厚さ寸法の中に培養液と試料とが配置される。天面部および底面には、それらの少なくとも一部に窓部が設けられているので、天面部または底面の外側から近赤外光を照射して培養液および試料を透過させた後検出して分光分析することができる。この場合に、収容される培養液の量が異なっても、あるいは、培養中に培養液の量が変動しても、天面部と底面との間に挟まれる水の量に変化はなく、したがって、分光分析によって、試料（細胞や組織）の構成成分や産生物質の変化を定量化することができる。
【０００８】
上記発明においては、培養液および試料を収容する容器本体と、該容器本体の上部開口を閉塞する蓋体とを備え、前記天面部が前記容器本体に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、容器本体内に培養液および試料を収容して、上部開口を蓋体で閉塞し、試料への塵埃等の混入を防止しつつ、試料の培養を行うことができる。分光分析を行う際には、容器本体に設けられた底面と天面部との間に試料および培養液を配置することにより、外部から近赤外光を照射して、透過させ、外部において検出した近赤外光のスペクトルを分析することにより、培養液の量の変動にかかわらず、試料の成分の変化を定量化することができる。この場合に、蓋体には培養液を接触させずに済むので、蓋体に培養液が付着することがなく、蓋体を開いたときに外部に垂れる不都合の発生を防止することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、培養液および試料を収容する容器本体と、該容器本体の上部開口を閉塞する蓋体とを備え、該蓋体に、前記容器本体の上部開口を閉塞したときに、容器本体に対して突き当たり上下方向に位置決めする突当部が設けられ、前記天面部が前記蓋体に設けられていることとしてもよい。
【００１０】
このようにすることで、容器本体内に培養液および試料を収容して、上部開口を蓋体で閉塞し、試料への塵埃等の混入を防止しつつ、試料の培養を行うことができる。蓋体に天面部が設けられているので、容器本体の上部開口を蓋体で閉塞すると、天面部が培養液の液面下に挿入され、底面に対して平行間隔をあけて対向配置される。この場合に、蓋体に設けられた突当部を容器本体に突き当てることで、容器本体と蓋体とが上下方向の位置決めされるので、底面と天面部との距離が所定の値に設定される。容器本体の底面に載置された試料に対して、後から底面との間に上下に挟むように天面部を配置することができ、分光分析時に、容器本体内において試料を移動させる必要がない。
【００１１】
また、本発明は、底面の少なくとも一部に近赤外光を透過可能な窓部を備え、培養液とともに試料を収容する容器内の試料に対して照射する近赤外光を発生する光源と、該光源から照射され、前記試料を透過した近赤外光を受光するセンサと、前記容器の底面に対向する平坦な底部を有し、該底部に近赤外光を透過可能な窓部を有するカップ状の対向部材と、前記光源と前記センサとの間の光路上において、前記対向部材の前記底部を前記容器内の培養液の液面下の前記底面から所定の距離をあけた位置に制御する位置制御装置と、該センサにより受光された近赤外光を分光して波長特性を測定する分光測定部とを備える分光検査装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、位置制御部の作動により、試料および培養液を収容した容器の上方から対向部材を近接させ、該対向部材の底部が、容器内の培養液の液面下の容器の底面から所定の距離をあけた位置に位置決めされる。この状態で、光源から近赤外光を照射して、底面の窓部、試料、培養液および底部の窓部を透過した近赤外光をセンサにより受光し、受光された近赤外光を分光測定部により分光して波長特性を測定することにより、試料における成分の変化を検査することができる。対向部材が容器の底面に対して位置決めされることで、間に挟まれる培養液および試料に含まれる水の量が一定の値に設定されるので、試料における成分のみの変化を定量化することができる。
上記発明においては、前記対向部材が、前記光源または前記センサに固定されていることとしてもよい。また、センサと対向部材の代わりに、防水機構を備えたファイバプローブとしてもよい。
【００１３】
また、本発明は、容器の底面と、該底面に所定の間隔をあけて対向配置される平板部材との間に、気層を介在させることなく試料および培養液を配置し、前記底面または前記平板部材のいずれかの外側から近赤外光を照射し、前記底面、試料、培養液および前記平板部材を透過した近赤外光を受光し、受光された近赤外光を分光して波長特性を測定する分光検査方法を提供する。
本発明によれば、底面と平板部材との間に気層を介在させずに培養液および試料を配置しているので、培養液の量の相違あるいは変動によっても近赤外光を通過させる水の量が変化せず、試料の成分のみの変化を定量化することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、試料とともに容器内に収容される培養液の量およびその変動にかかわらず、試料の構成成分や産生物質の変化を定量化することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態に係る分光検査用容器１について、図１〜図５を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る分光検査用容器１は、図１〜図３に示されるように、培養液２とともに試料３を収容する容器本体４と、該容器本体４の上部開口４ａを開閉可能に閉塞する蓋体５とを備えている。
【００１６】
容器本体４は、平坦な底面４ｂと、該底面４ｂの一部の上方に、一定の平行間隔をあけて対向配置される天面部４ｃとを備えている。相互に対向する底面４ｂおよび天面部４ｃには、近赤外光を透過可能な透明な石英やプラスチック等の材料からなる窓部４ｄ，４ｅが設けられている。天面部４ｃ以外の領域には、さらに高い側壁が設けられ、天面部４ｃの内面の高さを超える十分な量の培養液２を収容することができるようになっている。
【００１７】
このように構成された本実施形態に係る分光検査用容器１を用いて試料３を培養し、かつ、培養された試料３の分光検査を行う場合について説明する。
まず、図２に示されるように、容器本体４をその底面４ｂが水平となるように配置して、上部開口４ａから内部に培養液２および試料３を収容する。培養液２は、その液面が前記天面部４ｃより高い位置となるように供給する。この状態で蓋体５により上部開口４ａを閉塞し、図示しないインキュベータ内に収容して所定の培養条件に従って培養する。
【００１８】
収容された試料３は、底面４ｂ上の任意の位置、例えば、図２に示されるように、上部開口４ａの鉛直下方に配される位置において培養され成長させられる。
次いで、試料３の分光検査を行うには、図３に示されるように、容器本体４内において培養された試料３を底面４ｂおよび天面部４ｃに設けられた窓部４ｄ，４ｅに一致する位置（図中実線で示される位置）まで容器本体４内においてスライドさせる。そして、例えば、底面４ｂの窓部４ｄの鉛直下方に近赤外光Ｌを出射する光源６を配置し、天面部４ｃの鉛直上方にセンサ７を配置する。
【００１９】
光源６から出射された近赤外光Ｌは、底面４ｂの窓部４ｄ、試料３、培養液２および天面部４ｃの窓部４ｅを透過した後に、センサ７により受光される。
この場合において、本実施形態に係る分光検査用容器１によれば、天面部４ｃより高い位置に液面を配する量だけ培養液２が貯留されているので、底面４ｂと天面部４ｃとの間には培養液２と試料３のみが配置され、気層が形成されない。これにより、近赤外光Ｌが透過する光路上における水の量は一定となり、光源６から出射され試料３および培養液２を透過する間に水により吸収される近赤外光Ｌも一定となる。
【００２０】
したがって、容器本体４内に供給する培養液２の量を精度よく計測しながら供給しなくても、あるいは、培養中に培養液２の量が変動しても、分光検査において近赤外光Ｌを透過させる光路上における水の量が一定に維持される。したがって、同じ試料３について、時刻を異ならせて行われる分光検査結果を対比する場合や、異なる複数の試料３についての分光検査結果を対比する場合等において、水による吸収の影響を一定にして、試料３の成分のみの変化を明確にすることができる。
【００２１】
図４は、光路上の水の量を異ならせた場合の分光検査により得られた近赤外光Ｌのスペクトル、図５は本実施形態に係る分光検査用容器１を用いて行った分光検査により得られた近赤外光Ｌのスペクトルをそれぞれ示している。図５によれば、試料３の成分、例えば、コラーゲン量を示す波長Ａの信号を明確に対比することができることがわかる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る分光検査用容器１０について、図６〜図８を参照して説明する。本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る分光検査容器１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る分光検査用容器１０は、図６に示されるように、容器本体１１と該容器本体１１の上部開口１１ａを閉塞する蓋体１２とを備え、天面部４ｃが蓋体１２に設けられている点において第１の実施形態に係る分光検査用容器１と相違している。
【００２３】
蓋体１２は、容器本体１１の上端縁１１ｂに突き当たる突当部１２ａを有している。また、蓋体１２の略中央部には、カップ状に窪む凹部１２ｂが設けられ、その底面に前記天面部４ｃが設けられている。凹部１２ｂの高さは、蓋体１２が容器本体１１の上部開口１１ａを閉塞し、突当部１２ａが容器本体１１の上端縁１１ｂに突き当たったときに、天面部４ｃが容器本体１１の底面１１ｃに対して所定の距離の平行間隔をあけて配置される寸法に設定されている。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係る分光検査用容器１０によれば、図７に示されるように、蓋体１２を取り外した状態の容器本体１１をその底面１１ｃが水平となるように配置して、上部開口１１ａから内部に培養液２および試料３を収容する。この状態で、蓋体１２を上部開口１１ａの上方から容器本体１１に近接させ、その中央の凹部１２ｂを容器本体１１内に挿入していく。これにより、凹部１２ｂの底面に設けられた天面部４ｃは容器本体１１内に貯留されている培養液２内に浸漬されていき、蓋体１２の突当部１２ａが容器本体１１の上端縁１１ｂに突き当たることにより、天面部４ｃが容器本体１１の底面１１ｃに対して所定の距離の間隔をあけて上下方向に位置決めされる。
【００２５】
この状態で、容器本体１１内に収容されていた試料３は容器本体１１の底面１１ｃと蓋体１２の天面部４ｃとの間に挟まれた位置に配置される。また、容器本体１１に貯留されていた培養液２の液面は、蓋体１２の凹部１２ｂに設けられた天面部４ｃの下面よりも高い位置に配置される。これにより、容器本体１１の底面１１ｃと蓋体１２の天面部４ｃとの間には、気層が形成されることがなく、試料３と培養液２のみで満たされる。
【００２６】
容器本体１１の底面１１ｃおよび蓋体１２の天面部４ｃには窓部４ｄ，４ｅが設けられているので、第１の実施形態と同様にして、図８に示されるように、光源６から発せられた近赤外光Ｌを透過させてセンサ７により検出し、分光検査を行うことにより、培養液２の量にかかわらず、試料３の成分のみの変化を明確に定量化することが可能となる。
【００２７】
本実施形態に係る分光検査用容器１０によれば、天面部４ｃが蓋体１２に設けられているので、試料３の収容時には、蓋体１２を取り外して大きく開いた容器本体１１の上部開口１１ａを介して試料３を収容することができ、収容作業を容易に行うことができる。また、分光検査を行う際に試料３を容器本体１１内においてスライドさせる必要がないという利点もある。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態に係る分光検査装置２０について、図９および図１０を参照して以下に説明する。本実施形態の説明において、上述した第２の実施形態に係る分光検査用容器１０と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施形態に係る分光検査装置２０は、図９に示されるように、試料３とともに培養液２を収容する上方に開口した容器本体１１の上部開口１１ａから容器本体１１内に挿入されるカップ状の対向部材２１と、容器本体１１の下方から近赤外光Ｌを出射する光源６と、対向部材２１の上方において、近赤外光Ｌを検出するセンサ７と、センサ７により検出された近赤外光Ｌを分光して波長特性を測定する分光測定部２２と、前記対向部材２１を上下方向に駆動する位置制御部２３とを備えている。
【００３０】
容器本体１１の底面１１ｃおよび対向部材２１の底面（底部）２１ａには近赤外光Ｌを透過可能な窓部４ｄ，４ｅが設けられている。対向部材２１とセンサ７とは相互に固定され、位置制御部２３によって一体的に上下動させられるようになっている。位置制御部２３は公知の直線移動機構２４を備え、対向部材２１の底面２１ａを容器本体１１の底面１１ｃに対して所定の距離に精度よく位置制御することができるようになっている。
【００３１】
このように構成された分光検査装置２０によれば、図１０に示されるように、水平に配置した容器本体１１の底面１１ｃの窓部４ｄ上に試料３を配置するとともに容器本体１１内に培養液２を貯留し、位置制御部２３および直線移動機構２４の作動により、センサ７および対向部材２１を下降させて、その底面２１ａを培養液２の液面下まで挿入する。そして、対向部材２１の底面２１ａを容器本体１１の底面１１ｃに対して所定の距離だけ正確に離れた位置に位置決め状態に配置し、光源６から近赤外光Ｌを出射させ、透過した近赤外光Ｌをセンサ７により受光して分光測定部２２により波長特性を測定する。
【００３２】
対向部材２１の底面２１ａが培養液２の液面より下方に配置されるので、容器本体１１の底面１１ｃと対向部材２１の底面２１ａとの間には気層が形成されることがなく、培養液２と試料３のみによって満たされる。したがって、近赤外光Ｌを透過させる光路上における水の量を正確に一定に維持することができ、試料３の成分のみの変化を定量化することができる。
【００３３】
なお、上記各実施形態においては、容器本体４，１１の下方に配置した光源６から出射された近赤外光Ｌを容器本体４，１１の上方に配置したセンサ７により検出することとしたが、これに代えて、光源６を上方、センサ７を下方に配置してもよい。この場合、第３の実施形態においては、光源６と対向部材２１とを一体的に上下動させることとすればよい。
【００３４】
また、第３の実施形態においては、センサ７と対向部材２１とを一体的に上下動させることとしたが、これに代えて、センサ７を固定し、対向部材２１のみを上下動させることにしてもよい。また、センサ７と対向部材２１の代わりに、分光測定部２２から導入された防水機構を備えたファイバプローブとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る分光検査用容器を示す縦断面図である。
【図２】図１の分光検査用容器を用いて試料を培養する状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の分光検査用容器を用いて培養した試料を分光検査する状態を示す縦断面図である。
【図４】培養液の量を変化させた場合の近赤外光の分光特性を示すグラフである。
【図５】図１の分光検査用容器を用いて、異なる試料に対する近赤外光の分光特性の比較を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る分光検査用容器を示す縦断面図である。
【図７】図６の分光検査用容器の容器本体に培養液と試料とを収容する作業を説明する縦断面図である。
【図８】図６の分光検査用容器を用いて培養した試料を分光検査する状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る分光検査装置を示す模式図である。
【図１０】図９の分光検査装置を用いて試料を分光検査する状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｌ  近赤外光
１，１０  分光検査用容器
２  培養液
３  試料
４，１１  容器本体
４ａ，１１ａ  上部開口
４ｂ，１１ｃ  底面
４ｃ  天面部
４ｄ，４ｅ  窓部
５，１２  蓋体
６  光源
７  センサ
１２ａ  突当部
２０  分光検査装置
２１  対向部材
２１ａ  底面（底部）
２２  分光測定部
２３  位置制御部（位置制御装置）
２４  直線移動機構（位置制御装置）
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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