(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に設けられた透明面の内面側に付着した生化学物質を前記透明面の外面側から光学系を備えた観察装置によって観察する生化学物質の観察方法であって、生化学物質が付着する前記透明面の内面または外面に前記光学系の焦点位置を合わせる際の参照となる合焦マークが設けられた容器内に生化学物質を収容する工程と、前記光学系によって容器の内面に付着した生化学物質を観察するに先立って前記合焦マークに光学系の焦点を合わせる工程と、予め求められた前記合焦マークの位置と所望の観察位置との間の距離に相当する焦点移動量だけ光学系の焦点を移動させて観察位置に焦点を合わせる工程と、前記光学系により生化学物質を観察する工程とを含むことを特徴とする生化学物質の観察方法。
【請求項２】
容器に設けられた透明面の内面側に付着した生化学物質を前記透明面の外面側から光学系を備えた観察装置によって観察する生化学物質の観察方法であって、生化学物質が付着する前記透明面の内面または外面に前記光学系の焦点位置を合わせる際の参照となる合焦マークが設けられた容器内に生化学物質を収容する工程と、前記光学系によって容器の内面に付着した生化学物質を観察するに先立って前記合焦マークに光学系の焦点を合わせる工程と、次いで焦点位置を徐々に移動させながら所望の観察画像が得られる観察焦点位置を求める工程と、この観察焦点位置と前記合焦マークの位置との間の距離に相当する焦点移動量を求めて記憶させる工程と、この焦点移動量と合焦マークの位置とに基づいて観察焦点位置に光学系の焦点を合わせる工程と、前記光学系により生化学物質を観察する工程とを含むことを特徴とする生化学物質の観察方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロプレートなどの容器に収容された生体細胞などの生化学物質を観察する生化学物質の観察方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生化学分野等の実験においては、マイクロプレートなどの容器中に付着した状態の動植物細胞やバクテリアなどの生化学物質を顕微鏡により観察することが行われる。この観察を必要とする場合の方法として、透明材質で製作されたマイクロプレートのウェルの底面に付着した観察対象を、ウェルの下方から顕微鏡によって観察する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、観察対象とされる動植物細胞等の生化学物質を顕微鏡によって観察して得られる画像は、淡い色調で輪郭が明瞭でない場合が多い。このため、精細な観察を行うために観察対象に焦点を合わせる際に正確に焦点があっているか否かを判断することが難しく、手動で焦点を合わせる場合にはこの合焦操作に時間を要するという問題点があった。またこの問題点は、観察作業の自動化を図るために必要とされるオートフォーカス機能を生化学物質を対象とする観察に適用する上での課題ともなっていた。
【０００４】
そこで本発明は、容器に付着した生化学物質に対して正確・迅速に焦点を合わせることができ、高精度の観察を効率よく行うことができる生化学物質の観察方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の生化学物質の観察方法は、容器に設けられた透明面の内面側に付着した生化学物質を前記透明面の外面側から光学系を備えた観察装置によって観察する生化学物質の観察方法であって、生化学物質が付着する前記透明面の内面または外面に前記光学系の焦点位置を合わせる際の参照となる合焦マークが設けられた容器内に生化学物質を収容する工程と、前記光学系によって容器の内面に付着した生化学物質を観察するに先立って前記合焦マークに光学系の焦点を合わせる工程と、予め求められた前記合焦マークの位置と所望の観察位置との間の距離に相当する焦点移動量だけ光学系の焦点を移動させて観察位置に焦点を合わせる工程と、前記光学系により生化学物質を観察する工程とを含む。
【０００７】
請求項２記載の生化学物質の観察方法は、容器に設けられた透明面の内面側に付着した生化学物質を前記透明面の外面側から光学系を備えた観察装置によって観察する生化学物質の観察方法であって、生化学物質が付着する前記透明面の内面または外面に前記光学系の焦点位置を合わせる際の参照となる合焦マークが設けられた容器内に生化学物質を収容する工程と、前記光学系によって容器の内面に付着した生化学物質を観察するに先立って前記合焦マークに光学系の焦点を合わせる工程と、次いで焦点位置を徐々に移動させながら所望の観察画像が得られる観察焦点位置を求める工程と、この観察焦点位置と前記合焦マークの位置との間の距離に相当する焦点移動量を求めて記憶させる工程と、この焦点移動量と合焦マークの位置とに基づいて観察焦点位置に光学系の焦点を合わせる工程と、前記光学系により生化学物質を観察する工程とを含む。
【０００８】
本発明によれば、生化学物質を収容する容器に光学系の焦点位置を合わせる際の参照位置となる合焦マークを設けてこの合焦マークの位置と所望の観察対象位置との間の距離に相当する焦点移動量を予め求めておき、生化学物質を観察するための焦点あわせの際には合焦マークに光学系の焦点を合わせた後にこの焦点移動量だけ焦点を移動させることにより、観察画像が不明瞭な対象を観察する場合にも焦点を正確・迅速に合わせることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の生化学物質観察装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の生化学物質観察装置の機能ブロック図、図３は本発明の一実施の形態のマイクロプレートの部分断面図、図４、図５は本発明の一実施の形態の生化学物質観察方法の説明図である。
【００１０】
まず図１を参照して、生化学物質観察装置の構造を説明する。図１において、生化学物質観察装置１の本体部２は前方に突出した突部２ａと後部に立設された後壁部２ｂを備えた形状となっている。本体部２の上面には鏡筒３が突設されており、鏡筒３は複数の対物レンズ３ａを備え拡大倍率を変えることができるようになっている。また、突部２ａの上面には接眼レンズ４が設けられている。本体部２の内部に配設された光学系により、対物レンズ３ａの上方に位置する観察対象を接眼レンズ４から拡大して観察することができる。
【００１１】
鏡筒３の上方には、容器保持部６が移動テーブル５によって移動可能に配設されている。容器保持部６には容器であるマイクロプレート（以下、「プレート」と略称。）７が保持されている。プレート７には液状試料を収容する凹部であるウェル８が多数形成されており、ウェル８内には後述するように観察対象の生化学物質が収容される。後壁部２ｂの前面にはモニタ１０および操作盤１１が設けられており、後壁部２ｂの上部からは容器保持部６の上方に照明装置９が延出している。
【００１２】
照明装置９を点灯して容器保持部６に保持されたプレート７を照明した状態で、対物レンズ３ａおよび接眼レンズ４を含む顕微光学系によってウェル内を観察することにより、ウェル８内に収容された生化学物質を顕微観察することができる。このとき、移動テーブル５を駆動することにより、プレート７を移動させて任意位置を観察可能となっている。また、本体部２内にはカメラが内蔵されており、対物レンズ３ａを介して顕微画像を取得することができる。この顕微画像はモニタ１０に表示される。
【００１３】
次に図２を参照して、生化学物質観察装置の機能を説明する。図２において、容器保持部６には開口部６ａが設けられており、開口部６ａの下方には対物レンズ３ａを含む光学系１３が配設されている。容器保持部６上にはプレート７が保持されており、プレート７のウェル８の下方に光学系１３が位置するように容器保持部６の位置が調整される。光学系１３の下方にはカメラ１４が配設されており、カメラ１４は光学系１３を介してウェル８内の顕微画像を取得する。
【００１４】
光学系１３はフォーカス制御部１５を備えており、フォーカス制御部１５はカメラ１４による撮像時に、また接眼レンズ４によって直接観察する際に、光学系１３の焦点の位置を変更することができるようになっている。また、フォーカス制御部１５は光学系１３の焦点の位置を変更する際の焦点移動量を数値データとして出力できるようになっている。したがって、フォーカス制御部１５は焦点位置移動手段と焦点移動量出力手段を兼ねたものとなっている。
【００１５】
操作部１６は操作盤１１の盤面に設けられたスイッチや入力用のキーボードであり、焦点位置移動操作や、カメラ１４の撮像操作を行う。表示部１７はモニタ１０であり、カメラ１４によって撮像された顕微画面を表示するほか、操作入力時の案内画面を表示する。制御部１８はＣＰＵであり、生化学物質観察装置の全体機能を制御する。焦点位置記憶部１９は予め設定された光学系１３の焦点位置を記憶する。すなわち、焦点位置記憶部１９に記憶された焦点位置が出力されると、フォーカス制御部１５は光学系１３を制御して所定の焦点位置に光学系１３の焦点を合わせることができる。
【００１６】
次に図３を参照して生化学物質を収容するプレート７のウェル８について説明する。プレート７は樹脂などの透明材質で製作されており、図３（ａ）において、ウェル８の内底面は観察対象の生化学物質が付着する付着面８ａ（透明面）となっている。ウェル８の外底面８ｂには、下面図に示すように十字状の刻印が形成されており、下面からウェル８内を観察する際の合焦マークＭとなっている。合焦マークＭは以下に説明するように、観察対象に光学系１３の焦点を合わせる際の参照として用いられる。
【００１７】
図３（ｂ）は観察状態でのウェル８を示している。ウェル８内には培養液２０が注入されており、付着面８ａには観察対象の生化学物質１２が付着している。生化学物質１２の観察対象部位の高さ方向の位置は、観察対象の生化学物質の特性によって定められる付着面８ａからの微少距離ｄによって指定される。すなわち微少距離ｄを指定することにより観察対象部位の高さ方向の位置は、既知の底面厚さｔに上記微少距離ｄを加えた距離によって特定される。
【００１８】
したがって、この距離ｄ＋ｔに相当する焦点移動量Ｆ１を求めて生化学物質の種類ごとに焦点位置データとして記憶させておけば、観察時には外底面８ｂの合焦マークＭ（焦点位置Ｆ０）に焦点を合わせた後に焦点位置を上記焦点移動量Ｆ１だけ上方に移動させることにより、正しい観察位置に焦点を合致させることができる。すなわち合焦マークＭは、観察対象に焦点を合わせる際の参照として用いられる。
【００１９】
なお、合焦マークＭの形成方法は、刻印による方法のほかマークを記した透明のシートを作成し、このシートを貼付する方法を用いてもよい。また、合焦マークＭの形成面は、外底面８ｂでなく付着面８ａに直接形成するようにしてもよい。
【００２０】
この生化学物質の観察装置は上記のように構成されており、次に生化学物質の観察方法について図４、図５を参照して説明する。図４（ａ）において、プレート７のウェル８の付着面８ａには観察対象の生化学物質１２が付着している。生化学物質１２は培養液２０に覆われている。観察時には、図４（ｂ）に示すようにまず合焦マークＭに光学系１３の焦点を合致させる。これにより、外底面８ｂの焦点位置Ｆ０が検出される。
【００２１】
次に、図４（ｃ）に示すようにフォーカス制御部１５により光学系１３の焦点位置を、上記焦点位置Ｆ０から予め記憶された焦点移動量Ｆ１だけ上方に移動させる。これにより、図４（ｄ）に示すように観察位置と合焦マークＭとの焦点のずれが補正され、光学系１３の焦点の位置は観察位置と一致する。そしてこの状態で、生化学物質１２を光学系１３を介してカメラ１４により撮像し観察する。
【００２２】
すなわち上記生化学物質の観察方法は、ウェル８内の生化学物質１２を観察するに先立って合焦マークＭに光学系１３の焦点を合わせ、予め求められた合焦マークＭの位置と所望の観察位置との間の距離に対応した焦点移動量Ｆ１だけ光学系１３の焦点を移動させることにより観察位置に焦点を合わせるものである。
【００２３】
次に図５を参照して、生化学物質の観察方法の他の実施の形態を説明する。この観察方法においては、上述の観察方法を実行するに先立って下記の操作を行う。以下図５に則して説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）は、前述の図４（ａ）、図４（ｂ）と同様であり、この状態では、光学系１３は外底面８ｂの合焦マークＭに焦点が合わされている。次に、図５（ｃ）に示すように、フォーカス制御部１５により光学系１３の焦点を上記焦点位置Ｆ０から徐々に上方に移動させながら、生化学物質１２を観察する。そして所望の観察画像が得られたならば、図５（ｄ）に示すようにこの観察画像が得られる焦点位置を、合焦マークＭの焦点位置Ｆ０からの焦点移動量Ｆ２として特定する。そしてこの焦点移動量Ｆ２は焦点位置記憶部１９に記憶される。
【００２４】
この後、図４に示す手順と同様にして生化学物質の観察作業が行われる。このとき、図４（ｃ）に示す焦点ずれ量Ｆ１の替わりに、上記図５（ｃ）の操作で求められた焦点移動量Ｆ２が用いられる。すなわち、図５に示す生化学物質の観察方法は、ウェル８内の生化学物質１２を観察するに先立って、合焦マークＭに光学系１３の焦点を合わせ、次いで光学系１３の焦点を徐々に移動させながら所望の観察画像が得られる観察焦点位置を求めてこの観察焦点位置と合焦マークＭの位置との間の距離に相当する焦点移動量Ｆ２を求めて記憶させる操作を予め行う。そして観察実行時には、この焦点移動量Ｆ２と合焦マークＭの位置とに基づいて観察焦点位置に光学系１３の焦点を合わせるものである。
【００２５】
上記各実施の形態によれば、画像上での合焦確認が困難な生化学物質を観察対象とする場合においても、明瞭に確認できる合焦マークを参照して容易に合焦操作を行える。これにより作業効率を向上させることができるとともに、合焦精度が向上するためオートフォーカス機能の適用が容易となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、生化学物質を収容する容器に光学系の焦点位置を合わせる際の参照位置となる合焦マークを設けてこの合焦マークの位置と所望の観察対象位置との間の距離に相当する焦点移動量を予め求めておき、生化学物質を観察するための焦点あわせの際には合焦マークに光学系の焦点を合わせた後にこの焦点移動量だけ焦点を移動させるようにしたので、観察画像が不明瞭な対象を観察する場合にも焦点を正確・迅速に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の生化学物質観察装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の生化学物質観察装置の機能ブロック図
【図３】本発明の一実施の形態のマイクロプレートの部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の生化学物質観察方法の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の生化学物質観察方法の説明図
【符号の説明】
３ａ  対物レンズ
４  接眼レンズ
６  容器保持部
７  プレート（マイクロプレート）
８  ウェル
１０  モニタ
１２  生化学物質
１３  光学系
１４  カメラ
１５  フォーカス制御部
１８  制御部
１９  焦点位置記憶部
【図１】
0003736278.tif 000002
【図２】
0003736278.tif 000003
【図３】
0003736278.tif 000004
【図４】
0003736278.tif 000005
【図５】
0003736278.tif 000006