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技術 培養観察装置

出願人 オリンパス株式会社
発明者 河野芳弘木村博之
出願日 2015年5月11日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2016-519240
公開日 2017年4月20日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 WO2015-174356
状態 特許登録済
技術分野 微生物・酵素関連装置
主要キーワード 保持棚 積み重ね方向 多湿状態 積み重ね状態 培養観察装置 細胞培養バッグ 計時結果 斜照明
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題・解決手段

細胞培養時の確認作業の煩わしさを低減する。細胞を培養している光学的に透明な培養容器(C)の側面から所定の角度範囲で培養容器(C)内に照明光照射する光源部(3)と、該光源部(3)から照射された照明光が培養容器C内の細胞において散乱され、この散乱光の一部が培養容器(C)の底面を透過し、透過した散乱光を撮影して画像を取得する撮像部(4)と、該撮像部4により取得された画像を外部に送信する送信部(5)とを備える培養観察装置(1)を提供する。

概要

背景

従来、細胞の培養には、細胞がコンフルエントになる都度にインキュベータから培養容器を取り出して、培養容器から細胞を剥がし、新たな培養容器に播種して培養する工程が繰り返される(例えば、特許文献1参照。)。

概要

細胞培養時の確認作業の煩わしさを低減する。細胞を培養している光学的に透明な培養容器(C)の側面から所定の角度範囲で培養容器(C)内に照明光照射する光源部(3)と、該光源部(3)から照射された照明光が培養容器C内の細胞において散乱され、この散乱光の一部が培養容器(C)の底面を透過し、透過した散乱光を撮影して画像を取得する撮像部(4)と、該撮像部4により取得された画像を外部に送信する送信部(5)とを備える培養観察装置(1)を提供する。

目的

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞培養時の確認作業の煩わしさを低減することができる培養観察装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

透明な培養容器の側面から培養容器内照明光照射する光源部と、該光源部から照射された照明光の培養容器内部からの散乱光撮影して画像を取得する撮像部と、該撮像部により取得された画像を外部に送信する送信部とを備える培養観察装置

請求項2

前記光源部が、水平方向に対して±30°の範囲内の光軸に沿って照明光を照射する請求項1に記載の培養観察装置。

請求項3

前記光源部が、前記培養容器の底面と、該培養容器内に貯留されている培養液の液面との間の高さ位置に照明光を入射させる請求項1または請求項2に記載の培養観察装置。

請求項4

前記撮像部が、前記培養容器内部から該培養容器の底面を透過した散乱光を撮影する請求項1から請求項3のいずれかに記載の培養観察装置。

請求項5

前記撮像部が、前記培養容器の底面に対して光軸を傾斜させて配置された集光レンズと、該集光レンズの前記光軸に対して前記底面とは逆方向に傾斜して配置された撮像面を有する撮像素子とを備える請求項4に記載の培養観察装置。

請求項6

前記撮像部が、前記培養容器の底面に沿って複数配列されたマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイを挟んで前記培養容器の底面とは反対側に配置される撮像素子とを備える請求項4に記載の培養観察装置。

請求項7

複数の前記培養容器が積み重ね状態に配置され、前記撮像部が、前記培養容器の側面よりも外方に配置され、前記撮像部を上下方向に移動させる移動機構を備える請求項5に記載の培養観察装置。

請求項8

複数の前記培養容器が積み重ね状態に配置され、前記撮像部が、前記培養容器の積み重ね方向に沿う光軸を有し前記培養容器の上方または下方に配置された焦点距離を調節可能な観察光学系と、該観察光学系の焦点位置に配置された標本からの散乱光を撮影する撮像素子とを備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の培養観察装置。

請求項9

前記光源部が、各前記培養容器の側面に対向して配置され、前記撮像部の前記対物光学系の焦点位置に配置されている標本に対応する光源部から照明光を選択的に射出させる光源制御部を備える請求項8に記載の培養観察装置。

技術分野

0001

本発明は、培養観察装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、細胞の培養には、細胞がコンフルエントになる都度にインキュベータから培養容器を取り出して、培養容器から細胞を剥がし、新たな培養容器に播種して培養する工程が繰り返される(例えば、特許文献1参照。)。

先行技術

0003

特開平6−217989号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、この作業は、観察者が1日1〜2回インキュベータ内培養容器内の細胞を確認することにより行われなければならず、非常に煩わしい。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、細胞培養時の確認作業の煩わしさを低減することができる培養観察装置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

0005

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。
本発明の一態様は、透明な培養容器の側面から培養容器内に照明光照射する光源部と、該光源部から照射された照明光の培養容器内部からの散乱光撮影して画像を取得する撮像部と、該撮像部により取得された画像を外部に送信する送信部とを備える培養観察装置を提供する。

0006

上記態様によれば、光源部から発せられた照明光が、細胞を培養している透明な培養容器の側面から培養容器内に入射されることにより、照明光が細胞において散乱され、その散乱光が培養容器から外部に射出されるので、撮像部により撮影して画像を取得することにより培養容器内部における細胞の培養状態を検出することができる。そして、取得された画像を送信部が外部に送信するので、例えば、培養容器を収容しているインキュベータの外部において送信されてきた画像を受信することにより、インキュベータの蓋をあけて培養容器を取り出すことなく、培養容器内部の細胞の培養状態を確認することができる。これにより、細胞培養時の煩わしさを低減することができる。

0007

上記態様においては、前記光源部が、水平方向に対して±30°の範囲内の光軸に沿って照明光を照射してもよい。
このようにすることで、光源部からの照明光は暗視野照明あるいは斜照明となり、培養容器内において培養されている細胞に影をつけることができる。これにより、撮像部には細胞の立体的な画像が取得され、細胞の培養状態をより明確に観察することが可能となる。

0008

また、上記態様においては、前記光源部が、前記培養容器の底面と、該培養容器内に貯留されている培養液の液面との間の高さ位置に照明光を入射させてもよい。
このようにすることで、照明光の入射に際して、照明光が培養液の液面や培養容器の底面を通過しないので、培養容器のより広い範囲に照明光を行き渡らせることができる。

0009

また、上記態様においては、前記撮像部が、前記培養容器内部から該培養容器の底面を透過した散乱光を撮影してもよい。
このようにすることで、培養容器内において培養される細胞が培養容器の底面に接着して成長する細胞である場合に、培養容器の底面のみを介して最も障害物の少ない位置から細胞を観察することができる。また、培養容器の上面には培養液の蒸発により液滴が露結することがあるため、液滴が観察の障害となるが、培養容器の底面を介した観察によればそのような不都合はない。

0010

また、上記態様においては、前記撮像部が、前記培養容器の底面に対して光軸を傾斜させて配置された集光レンズと、該集光レンズの前記光軸に対して前記底面とは逆方向に傾斜して配置された撮像面を有する撮像素子とを備えていてもよい。
このようにすることで、集光レンズと細胞との距離を長く確保するとともに、高さ方向の寸法を抑えることができ、光学系の低倍率化による観察範囲の拡大と、装置のコンパクト化とを図ることができる。

0011

また、上記態様においては、前記撮像部が、前記培養容器の底面に沿って複数配列されたマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、該マイクロレンズアレイを挟んで前記培養容器の底面とは反対側に配置される撮像素子とを備えていてもよい。
このようにすることで、マイクロレンズによって細胞の像を撮像素子に結像させ、鮮明な画像を取得することができる。マイクロレンズの焦点距離は十分に小さく設定でき、高さ方向の寸法を抑えて装置をコンパクトに構成することができる。

0012

また、上記態様においては、複数の前記培養容器が積み重ね状態に配置され、前記撮像部が、前記培養容器の側面よりも外方に配置され、前記撮像部を上下方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。
このようにすることで、移動機構の作動により撮像部を上下方向に移動させて観察したい培養容器内部から底面から透過した散乱光を撮像部により撮影し、培養状態を監視することができる。積み重ね状態に配置した複数の培養容器をインキュベータ内に収容して、一度に多量の細胞を培養する場合に、各培養容器内の細胞の培養状態を効率的に監視することができる。

0013

また、上記態様においては、複数の前記培養容器が積み重ね状態に配置され、前記撮像部が、前記培養容器の積み重ね方向に沿う光軸を有し前記培養容器の上方または下方に配置された焦点距離を調節可能な観察光学系と、該観察光学系の焦点位置に配置された標本からの散乱光を撮影する撮像素子とを備えていてもよい。
このようにすることで、観察光学系の焦点距離を調節して観察したい培養容器内の細胞に焦点位置を一致させることにより、撮像素子によって鮮明な画像を取得することができる。積み重ね状態に配置した複数の培養容器をインキュベータ内に収容して、一度に多量の細胞を培養する場合に、各培養容器内の細胞の培養状態を効率的に監視することができる。

0014

また、上記態様においては、前記光源部が、各前記培養容器の側面に対向して配置され、前記撮像部の前記対物光学系の焦点位置に配置されている標本に対応する光源部から照明光を選択的に射出させる光源制御部を備えていてもよい。
このようにすることで、観察光学系の焦点位置が一致している細胞に対してのみ照明光を照射して撮影することができ、他の培養容器への照明光の照射を行わないことによって取得される画像へのフレアの形成を防止して見やすい画像を取得することができる。

発明の効果

0015

本発明によれば、細胞培養時の確認作業の煩わしさを低減することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0016

本発明の第1の実施形態に係る培養観察装置を示す縦断面図である。
図1の培養観察装置を示す斜視図である。
図1の培養観察装置の変形例を示す縦断面図である。
図1の培養観察装置の他の変形例を示す縦断面図である。
本発明の第2の実施形態に係る培養観察装置を示す縦断面図である。
本発明の第3の実施形態に係る培養観察装置を示す縦断面図である。
図6の培養観察装置の可動部を上昇させた状態を示す縦断面図である。
本発明の第4の実施形態に係る培養観察装置を示す縦断面図である。
図1の培養観察装置の他の変形例を示す縦断面図である。
図6の培養観察装置の他の変形例を示す縦断面図である。
図1の培養観察装置の他の変形例を示す縦断面図である。

実施例

0017

本発明の第1の実施形態に係る培養観察装置1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る培養観察装置1は、図1に示されるように、培養すべき細胞Aを培養液Bとともに収容した培養容器Cを搭載するベース2と、該ベース2に設けられた光源部3、撮像部4、送信部5および制御部6とを備えている。

0018

培養容器Cは、例えば、細胞培養用フラスコであって、光学的に透明な材質からなっている。
ベース2は、図1および図2に示されるように、培養容器Cの下面を密着させる光学的に透明な材質からなる搭載面2aと、該搭載面2aから直立して設けられ搭載面2aに搭載した培養容器Cの一側面を密着させる突当面2bとを備えている。インキュベータ内部は多湿状態となるので、ベース2は防水構造となっている。

0019

光源部3は、突当面2bに配置され、搭載面2aから所定の間隔をあけて、かつ、搭載面2aに平行な方向に複数配列されたLED光源3aを備えている。搭載面2aからの所定の間隔は、搭載する培養容器Cの下面から培養容器C内部の底面までの距離と同じか若干大きく、培養容器C内に貯留されることが予想される培養液Bの液面までの距離より小さくなるように設定されている。
また、各LED光源3aから射出される照明光の光軸3bは、搭載面2aに対して略平行となるように設定されている。

0020

撮像部4は、ベース2内部の搭載面2aの下方に配置された集光レンズ4aと、該集光レンズ4aにより集光された光を撮影して画像を取得する撮像素子4bとを備えている。
集光レンズ4aは、搭載面2aに対して光軸4cを傾斜させ、該光軸4cが搭載面2aおよび搭載面2aに搭載されている培養容器C内の底面に交差するように配置されている。

0021

撮像素子4bも、集光レンズ4aを挟んで搭載面2aとは反対側に配置されるとともに、集光レンズ4aの光軸4c上に配置されている。撮像素子4bは、図1に示されるように、集光レンズ4aの光軸4cに対して搭載面2aの傾斜方向とは逆方向に傾斜する撮像面を有している。これにより、集光レンズ4aから離れた位置P1からの光は集光レンズ4aに近い位置Q1の撮像面に結像される一方、集光レンズ4aに近い位置P2からの光は集光レンズ4aから離れた位置Q2の撮像面に結像される。したがって、集光レンズ4aの光軸4cに対して傾斜して配置されている搭載面2aに搭載された培養容器Cの底面からの光を広い範囲にわたって撮像素子4bの撮像面に結像させることができるようになっている。

0022

送信部5は、撮像素子4bにより取得された画像を無線によって外部に送信するようになっている。
また、制御部6は、例えば、図示しないタイマーを備えており、定期的に光源部3、撮像部4および送信部5を作動させるようになっている。

0023

このように構成された本実施形態に係る培養観察装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る培養観察装置1を用いて細胞Aの培養状態を観察するには、培養すべき細胞Aおよび培養液Bを収容した培養容器Cを、その下面がベース2の搭載面2aに密着し、一側面がベース2の突当面2bに突き当たるようにベース2に搭載する。

0024

この状態で、培養容器Cを搭載した培養観察装置1をインキュベータ(図示略)内に収容し、搭載面2aが水平となるように配置することにより、インキュベータ内の温度および湿度が管理された環境下で培養容器C内の細胞Aの培養が開始される。また、この時点で制御部6内のタイマーを作動させ、計時を開始しておく。

0025

培養が開始されると、タイマーの計時結果に応じて予め設定されているスケジュールに従って、制御部6が光源部3を作動させ、LED光源3aを点灯させるとともに、撮像素子4bによる撮影を行わせる。
LED光源3aは培養容器Cの側面を突き当てる突当面2bに設けられ、培養容器Cの側面から培養容器C内に、培養容器Cの底面に沿う光軸3bの方向に照明光を入射させる。これにより、斜照明あるいは暗視野照明と同様にして、培養容器Cの底面に接着して成長している細胞Aが側方から照明され、細胞Aの影が形成される。

0026

細胞Aにおいて散乱した散乱光は、その一部が培養容器Cの底面およびベース2の搭載面2aを透過してベース2内の集光レンズ4aによって集光され、撮像素子4bにより撮影される。この場合に、本実施形態に係る培養観察装置1によれば、集光レンズ4aが搭載面2aに対して光軸4cを傾斜させて配置されているので、光軸4cを中心として光軸4cの傾斜方向に長く延びる範囲Dからの散乱光が撮像素子4bに結像させられる。

0027

本実施形態においては、撮像素子4bが、搭載面2aとは反対方向に傾斜して配置されているので、図1に示されるように、培養容器Cの底面のうち、集光レンズ4aから遠い位置P1に配置されている部分からの散乱光は、集光レンズ4aに近い位置Q1に配置されている撮像素子4bに結像され、集光レンズ4aから近い位置P2に配置されている部分からの散乱光は、集光レンズ4aから遠い位置Q2に配置されている撮像素子4bに結像される。

0028

その結果、撮像素子4bには広い範囲にわたってピントのあった培養容器Cの底面の像が結像され、培養容器Cの底面の広範囲にわたる画像を取得することができる。また、集光レンズ4aの光軸4cを培養容器Cの底面に対して傾斜させているので、集光レンズ4aおよび撮像素子4bの収容される搭載面2a下方の空間の厚さ寸法を抑えながら、集光レンズ4aと搭載面2aとの光軸4cに沿う距離を長く確保し、低倍率で広い範囲の培養容器Cの底面を撮影することができるという利点がある。

0029

画像が取得された後には、その都度、LED光源3aを消灯する。このように光源部3等を間欠動作させることにより、装置の温度上昇を抑えて、細胞に対する熱の影響を低減することができる。

0030

そして、撮像素子4bにより取得された画像は、制御部6から送信部5に送られ、送信部5によって外部に送信される。したがって、インキュベータの外部において送信部5から送信されてきた画像を受信し、モニタに表示することにより、インキュベータ内から培養容器Cを取り出して観察を行うことなく、さらには、インキュベータの扉を開けることなく、インキュベータの外部で培養容器C内の細胞Aの培養状態を確認することができる。すなわち、培養細胞時の確認作業の煩わしさを大幅に低減することができるという利点がある。また、培養容器Cをインキュベータ外に出さなくて済むので、細胞に対する環境変化(温度、pH等の変化)をなくすことができる。

0031

特に、本実施形態によれば、光源部3が、細胞Aを接着させている培養容器Cの底面に対して平行に照明光を入射させているので、培養容器C内において培養されている細胞Aに影をつけることができる。これにより、撮像部4には細胞Aの立体的な画像が取得され、細胞Aの培養状態をより明確に観察することができる。

0032

また、光源部3が培養容器Cの底面と培養液Bの液面との間に照明光を入射させるので、照明光が培養液Bの液面や培養容器Cの底面を通過せずに済み、照明光の散乱を抑えて培養液B内をより遠くまで伝播させることができ、広い範囲にわたって照明することができる。
また、撮像部4が、培養されている細胞Aにおける散乱光の内、培養容器Cの底面を透過した散乱光を撮影するので、高温多湿の環境下で培養されている場合に培養容器Cの上面に露結により形成される水滴の影響を受けることなく鮮明な画像を取得することができる。

0033

また、本実施形態においては、光源部3としてLED光源3aを用いているので、発熱を抑えて、細胞への影響を少なくし、電力消費も抑えることができるという利点がある。

0034

なお、本実施形態においては、図3に示されるように、集光レンズ4aの光軸4cを1以上のミラー4dによって折り曲げることにしてもよい。このようにすることで、ベース2の厚さ寸法をさらに薄く抑えながら、集光レンズ4aと搭載面2aとの距離を長く確保し、低倍率で広い範囲の培養容器Cの底面を撮影することができるという利点がある。ベース2の厚さ寸法を薄くすることで、インキュベータ内へ収容する際のスペースを低減することができ、多くの培養容器Cを一度にインキュベータ内に収容したい場合に効果的である。

0035

また、本実施形態においては、光源部3からの照明光が、底面と平行な光軸3bに沿って水平方向に培養容器C内に入射されることとしたが、これに限定されるものではなく、水平方向に対して±30°以下の角度をなして入射されることにしてもよい。このような角度を採用しても、細胞Aに対して暗視野照明あるいは斜照明と同様の影を形成することができ、立体的な像を撮影することができる。

0036

また、本実施形態においては、集光レンズ4aの光軸4cを培養容器Cの底面に対して傾斜させて広範囲にわたる培養容器Cの底面の画像を取得することとしたが、これに代えて、図4に示されるように、集光レンズ4aの光軸4cを底面に直交させて、底面の部分的な画像を取得することにしてもよい。この場合には、底面全体あるいは底面の比較的広い部分を撮影する場合と比較して培養状態の判定の確実性は低下するが、この部分領域の画像から培養状態を推定することとしてもよい。

0037

また、本実施形態においては、制御部6がタイマーを備えていて定期的に光源部3等を作動させることとしたが、これに代えて、制御部6に受信部(図示略)が接続されていて、インキュベータ外部からの指令信号を受信し、該指令信号に応じて制御部6が光源部3等を駆動することにしてもよい。このようにすることで、操作者が任意のタイミングで、光源部3のオンオフや撮影を遠隔操作によって行うことができる。
画像信号や指令信号の送受信は、無線で行ってもよいし、有線で行ってもよい。

0038

次に、本発明の第2の実施形態に係る培養観察装置10について、図面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1の実施形態に係る培養観察装置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。

0039

本実施形態に係る培養観察装置10は、撮像部11において第1の実施形態に係る培養観察装置1と相違している。
本実施形態において撮像部11は、図5に示されるように、搭載面2aの下方に、搭載面2aと略平行な平面上に配列された複数のマイクロレンズ12aを備えるマイクロレンズアレイ12と、該マイクロレンズアレイ12のさらに下方に配置された撮像素子4bとを備えている。マイクロレンズアレイ12のマイクロレンズ12aは、撮像素子4bの1画素毎に対応して配置されている。

0040

各マイクロレンズ12aの焦点距離は、搭載面2aを構成する透明部材の厚さ寸法と搭載面2aに搭載された培養容器Cの底面の厚さ寸法とを加えた厚さ寸法より大きく設定されており、培養容器Cの底面に接着している細胞Aに焦点位置を合わせて搭載面2aの下方に配置されることで、細胞Aの像を撮像素子4bの撮像面に投影することができるようになっている。
なお、撮像素子4bが培養容器Cの底面全体の画像を撮影することは必ずしも必要ではなく、細胞Aの存在する確率の高い中央部分等、任意の部分領域について画像を取得し、取得された画像に基づいて、培養状態を推定することにしてもよい。

0041

次に、本発明の第3の実施形態に係る培養観察装置20について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明においては、上述した第1の実施形態に係る培養観察装置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。

0042

本実施形態に係る培養観察装置20は、図6および図7に示されるように、複数の培養容器Cを積み重ね状態に配置してインキュベータ内に収容する場合に使用される培養観察装置20であって、培養容器Cに対して位置決めされるベース2と、該ベース2に対して上下方向に移動可能に設けられた可動部21と、ベース2に対して可動部21を移動させる移動機構22とを備えている。

0043

ベース2は、例えば、積み重ね状態の複数の培養容器Cの内の最下位の培養容器Cの下面を密着させる搭載面2aと、培養容器Cの側面を突き当てる突当面2bとを備えている。
ベース2の搭載面2aおよびその下方の一部の側面2cは、光学的に透明な材質からなり、搭載面2aに搭載した培養容器Cの底面からの散乱光を、搭載面2aおよび側面2cを介して外部から観察することができるようになっている。

0044

可動部21は、照明光を発生する光源部3と撮像部4とを相対的に位置決めされた状態に支持している。
光源部3は、第1の実施形態と同様のLED光源3aであり、培養容器Cの側面に対向配置されており、培養容器Cの側面を透過させて培養容器Cの内部に照明光を略水平方向に照射するようになっている。

0045

撮像部4も、第1の実施形態と同様に、培養容器Cの底面に対して光軸4cを傾斜させた集光レンズ4aと、該集光レンズ4aによって集光された散乱光を撮影する撮像素子4bとを備え、撮像素子4bが集光レンズ4aの光軸4cに対して培養容器Cの底面とは逆方向に傾斜して配置されている。撮像部4は、光源部3を構成しているLED光源3aがいずれかの培養容器Cの底面と、その培養容器Cに貯留されている培養液Bの液面との間の高さ位置に配置されたときには、LED光源3aにより照明光が照射されている培養容器Cの斜め下方に配置されて、当該培養容器Cにおいて培養されている細胞Aを撮影する位置に配置されるようになっている。

0046

これにより、培養容器Cの底面に接着している細胞Aにおける散乱光の内、培養容器Cの底面およびその下方の培養容器Cの上面および側面または、培養容器Cの底面およびベース2の搭載面2aおよび側面2cを透過した散乱光を集光レンズ4aによって集光し撮像素子4bによって撮影することができるようになっている。

0047

移動機構22は、例えば、ボールネジ22aと、該ボールネジ22aを軸線回りに回転させるモータ22bと、可動部21に固定されボールねじ22aと噛み合うナット22cと、可動部21を上下移動可能に支持するガイドレール22dとを備えているもの等を採用することができる。
制御部6は、タイマーによって定期的に駆動されるとともに、駆動されたときには、光源部3からの照明光の照射および撮像部4による撮影と、移動機構22による可動部21の昇降動作とを繰り返し行って、各培養容器C内において培養されている細胞Aの培養状態を撮影するようになっている。
移動機構22による可動部21の昇降動作は、培養容器Cの厚さ分だけ断続的に行われるようになっている。

0048

このように構成された本実施形態に係る培養観察装置20によれば、制御部6が光源部3を作動させて、内部に照明光が入射された培養容器Cの底面を撮像部4により撮影させ、撮影終了後には、図7に示されるように、移動機構22の作動により可動部21を昇降させて、光源部3および撮像部4の作動を繰り返すことにより、積み重ね状態の全ての培養容器C内の細胞Aの培養状態を順次観察することができる。したがって、一度に多数の培養容器Cをインキュベータに収容して培養する際にも各培養容器C内の細胞Aの培養状態をインキュベータの外部において観察することができるという利点がある。

0049

なお、上記各実施形態においては、集光レンズ4aの光軸4cに対して撮像素子4bを傾斜させることにより、広い範囲にわたってピントの合った画像を取得することとしたが、単一の集光レンズ4aの代わりに、焦点距離の異なる複数のマイクロレンズ(図示略)を備えたマイクロレンズアレイを採用してもよい。これによれば、マイクロレンズアレイの光軸に直交して撮像素子4bを配置しても、広い範囲にわたってピントの合った画像を取得することができる。

0050

次に、本発明の第4の実施形態に係る培養観察装置30について、図面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1の実施形態に係る培養観察装置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。

0051

本実施形態に係る培養観察装置30は、図8に示されるように、突当部2bに上下方向に間隔をあけて複数段のLED光源3aを配置した光源部31を備えている点、および、積み重ね状態に配置される培養容器Cの上方に配置された撮像部32を備える点において第1の実施形態に係る培養観察装置1と相違している。

0052

本実施形態における光源部31のLED光源3aの上下方向の間隔は、培養容器Cの高さ寸法と一致している。最下段のLED光源3aは、第1の実施形態と同様に、培養容器Cを搭載するベース2の搭載面2aと最下段の培養容器C内に貯留される培養液Bの液面との間の高さから培養容器C内に照明光を入射させることができる位置に配置されている。したがって、全てのLED光源3aは、対応する培養容器Cの底面と培養液Bの液面との間の高さから培養容器C内に照明光を入射させることができるようになっている。

0053

撮像部32は、鉛直方向に光軸32cを向けて配置された集光レンズ32aと、該集光レンズ32aにより集光された光を撮影する撮像素子32bとを備えている。集光レンズ32aは、焦点距離を切り替え可能な可変フォーカスレンズである。可変フォーカスレンズは、レンズを切り替える方式のものでもよいし、液体レンズのように印加電圧によって焦点距離を変更できるものであってもよい。

0054

また、本実施形態においては、制御部6が、照明光を射出させるLED光源3aを選択したときには、当該LED光源3aが対向配置されている培養容器Cの底面位置に集光レンズ32aの焦点を一致させるように集光レンズ32aを制御するようになっている。
図中、符号2dは光学的に透明な材質からなる壁面である。

0055

このように構成された本実施形態に係る培養観察装置30によれば、制御部6により選択されたいずれか(図8に示す例では最下位)のLED光源3aから照明光を培養容器C内に入射させたときには、当該LED光源3aに対応する(最下位の)培養容器Cの底面に集光レンズ32aの焦点位置が一致させられるので、当該培養容器Cの底面において培養されている細胞Aの画像を取得することができる。画像の取得後は、照明光を発生させるLED光源3aを切り替えるとともに、集光レンズ32aの焦点位置を変更することにより、積み重ね状態の培養容器C内の細胞Aの画像を順次取得することができる。

0056

この場合に、撮影が行われる培養容器Cに対応するLED光源3aのみを作動させ、他のLED光源3aからは照明光を発しないので、他のLED光源3aからの照明光がフレアとなって画像に写り込むことを防止し、鮮明な画像を取得することができる。
なお、本実施形態においては、培養容器Cの上方に配置された撮像部32によって、上方から複数の培養容器Cの底面の画像を取得することとしたが、これに代えて、撮像部32を搭載面2aの下方に配置し、焦点距離を切り替えて、下方から複数の培養容器Cの底面の画像を撮影することにしてもよい。また、積み重ね数が多い場合には、焦点距離が長いほど画像が不鮮明となるので、上方および下方の両方に撮像部32を配置して、焦点距離を短縮することにしてもよい。

0057

また、培養容器Cの種類によっては、下面から底面までの距離が異なるので、図9に示されるように、LED光源3aを上下方向に複数段配置して、培養容器Cの種類に合わせて発光させるLED光源3aを選択することにしてもよい。

0058

上記した第3の実施形態または第4の実施形態に係る培養観察装置のように、複数の培養容器を積み重ねた状態に配置する態様において、培養容器として、細胞培養バッグを用いる場合には、例えば、図10に示されるように、複数の保持棚39a,39b,39cを有する保持棚ユニット39を設けることができる。このようにすることで、複数の細胞培養バッグを鉛直方向に配置することができる。ここで、保持棚は、撮像部による画像の取得を妨げない構造をしており、例えば、光学的に透明な材質からできていても良いし、観察領域に開口部を有する構造であっても良い。

0059

上記した各実施例に係る培養観察装置において、図11に示されるように、搭載される培養容器に振動を与えるための振動手段40を設けることができる。このようにすることで、培養容器内の細胞が接着性の細胞である場合、トリプシン処理等の細胞を剥がす処理を行う際に、振動手段40により培養容器に振動を与えることによって細胞を剥がし易くすることができ、併せて細胞が剥がれたか否かを観察することができる。振動手段40は、制御部により制御されていても良い。

0060

B培養液
C培養容器
1,10,20,30培養観察装置
3光源部
3b光軸
4,11,32撮像部
4a集光レンズ
4b撮像素子
4c 光軸
5 送信部
6 制御部(光源制御部)
12マイクロレンズアレイ
12aマイクロレンズ
22移動機構
32a 集光レンズ(観察光学系)

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