JP2004065051A - 細胞培養装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】細胞培養装置1は、複数の区画を有する培養容器配置用トレイ10に容れられた培養容器20と、培養容器20及び培養容器20に容れられたカルス110の画像を取得するCCDカメラ30と、培養容器20及びカルス110の画像に基づいて光を投射する投射領域120を求める演算部40と、演算部40により求められた投射領域120に基づいてカルス110に三原色光源による光を選択的に投射するプロジェクタ50と、カルス110の画像及び光の投射領域120並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを記憶するメモリ部60とを備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞培養装置及び細胞培養方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、植物による物質生産など、産業上及び環境対策上有用な植物品種を開発する研究において、対象植物の培養細胞から植物体を再生させる技術が重要な要素となっている。
【0003】
植物組織の一部より脱分化した培養細胞から植物体を再生させる過程における細胞培養の生長条件は、物理的、化学的及び生物的条件により影響を受ける。そのため、細胞培養は、温度、湿度、光、炭酸ガス濃度及び肥料等の生長条件が制御された無菌環境下で行われ、それぞれの生長条件を適切に調整することで分化が制御される。しかし、これらの生長条件は、植物の品種によって異なり、条件設定が難しいため分化技術が確立されている植物は少ない。特に、光の照射条件については、強度、波長及び照射時間の3つの要素それぞれが分化に影響していると考えられており、分化に最適な光の照射条件を見つけ出すことが困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、複数の培養細胞それぞれに対して投射領域並びに強度、波長及び投射時間それぞれが異なった光を投射することができ、培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を複数の培養細胞において同時に並行して探索することができる細胞培養装置及び細胞培養方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る細胞培養装置は、(1)複数の培養容器と、(2)複数の培養容器及び複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞の画像を取得する画像取得手段と、(3)画像取得手段により取得された複数の培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を求める画像処理手段と、(4)画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射する投射手段と、(5)画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により光の投射された投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを記憶する培養条件記憶手段と、を備え、画像取得手段は、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、複数の培養容器及び光投射後の培養細胞の画像を取得し、画像処理手段は、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを判定する、ことを特徴とする。
【0006】
本発明に係る細胞培養装置によれば、複数の培養容器及び複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、画像取得手段により取得された複数の培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域が画像処理手段により求められる。そして、画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光が投射手段により選択的に投射される。
【0007】
また、画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれが培養条件記憶手段により記憶される。
【0008】
次に、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、複数の培養容器及び光投射後の培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態が画像処理手段により判断される。
【0009】
そして、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれが画像処理手段により判定される。
【0010】
本発明に係る細胞培養装置は、(1)複数の区画を有する培養容器と、(2)培養容器及び複数の区画それぞれに容れられた培養細胞の画像を取得する画像取得手段と、(3)画像取得手段により取得された培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を求める画像処理手段と、(4)画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射する投射手段と、(5)画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により光の投射された投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを記憶する培養条件記憶手段と、を備え、画像取得手段は、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、培養容器及び光投射後の培養細胞の画像を取得し、画像処理手段は、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを判定する、ことを特徴とする。
【0011】
本発明に係る細胞培養装置によれば、複数の区画を有する培養容器及び複数の区画それぞれに容れられた培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、画像取得手段により取得された培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域が画像処理手段により求められる。そして、画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光が投射手段により選択的に投射される。
【0012】
また、画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれが培養条件記憶手段により記憶される。
【0013】
次に、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、培養容器及び光投射後の培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態が画像処理手段により判断される。
【0014】
そして、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれが画像処理手段により判定される。
【0015】
本発明に係る細胞培養装置は、培養細胞に対して投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を設定する投射条件設定手段をさらに有し、投射手段は、画像処理手段により求められた光の投射領域並びに投射条件設定手段により設定された光の強度、波長及び投射時間それぞれに応じて培養細胞に対して光を選択的に投射する、ことが好ましい。この場合には、培養細胞に対して投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件が投射条件設定手段により設定され、画像処理手段により求められた光の投射領域並びに投射条件設定手段により設定された光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞に対して光が投射手段により選択的に投射される。
【0016】
本発明に係る細胞培養装置は、投射手段が画像取得手段に並んで設置されている、ことが好ましい。このようにすれば、画像取得手段により取得された培養容器及び培養細胞の画像情報に対して角度補正等の情報処理を行うことなく光の投射領域を求めることができる。
【0017】
本発明に係る細胞培養装置は、投射手段が培養細胞に励起光を投射し、画像取得手段が培養細胞から発生した蛍光を取得し、画像処理手段が蛍光に基づいて培養細胞の生長もしくは分化の状態を判定する、ことが好ましい。この場合には、培養細胞に励起光が投射手段により投射され、励起光が投射されることにより培養細胞から発生した蛍光が画像取得手段により取得され、その蛍光に基づいて培養細胞の生長もしくは分化の状態が画像処理手段により判定される。
【0018】
本発明に係る細胞培養方法は、複数の培養容器を備え、複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞に光を投射して培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を判定する細胞培養方法であって、(1)複数の培養容器及び複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、(2)画像取得手段により取得された複数の培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を画像処理手段により求め、(3)画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射手段により投射し、(4)画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを培養条件記憶手段により記憶し、(5)培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、複数の培養容器及び光投射後の培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、(6)培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、(7)培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを画像処理手段により判定する、ことを特徴とする。
【0019】
本発明に係る細胞培養方法によれば、複数の培養容器及び複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、画像取得手段により取得された複数の培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域が画像処理手段により求められる。そして、画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光が選択的に投射手段により投射される。
【0020】
また、画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれが培養条件記憶手段により記憶される。
【0021】
次に、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、複数の培養容器及び光投射後の培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態が判断される。
【0022】
そして、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれが画像処理手段により判定される。
【0023】
本発明に係る細胞培養方法は、複数の区画を有する培養容器を備え、培養容器の複数の区画それぞれに容れられた培養細胞に光を投射して培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を判定する細胞培養方法であって、(1)培養容器及び複数の区画それぞれに容れられた培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、(2)画像取得手段により取得された培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を画像処理手段により求め、(3)画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射手段により投射し、(4)画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを培養条件記憶手段により記憶し、(5)培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、培養容器及び光投射後の培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、(6)培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、(7)培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを画像処理手段により判定する、ことを特徴とする。
【0024】
本発明に係る細胞培養方法によれば、培養容器及び複数の区画それぞれに容れられた培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、画像取得手段により取得された培養容器及び培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域が画像処理手段により求められる。そして、画像処理手段により求められた投射領域に応じて培養細胞に三原色光源による光が選択的に投射手段により投射される。
【0025】
また、画像取得手段により取得された培養細胞の画像及び投射手段により投射された光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれが培養条件記憶手段により記憶される。
【0026】
次に、培養細胞に対して適宜の時間光を投射手段により投射した後に、培養容器及び光投射後の培養細胞の画像が画像取得手段により取得され、培養条件記憶手段に記憶されている培養細胞の画像と画像取得手段により取得された光投射後の培養細胞の画像とにおける培養細胞の形態差に基づいて培養細胞の生長状態及び分化状態が判断される。
【0027】
そして、培養細胞の生長状態、分化状態及び培養条件記憶手段に記憶されている光の投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれが画像処理手段により判定される。
【0028】
本発明に係る細胞培養方法は、培養細胞に投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を投射条件設定手段によりさらに設定し、画像処理手段により求められた光の投射領域並びに投射条件設定手段により設定された光の強度、波長及び投射時間それぞれに応じて培養細胞に対して光を投射手段により選択的に投射する、ことが好ましい。この場合には、培養細胞に投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件が投射条件設定手段によりさらに設定され、画像処理手段により求められた光の投射領域並びに投射条件設定手段により設定された光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて培養細胞に対して光が投射手段により選択的に投射される。
【0029】
本発明に係る細胞培養方法は、培養細胞に励起光を投射手段により投射し、励起光が投射されることにより培養細胞から発生した蛍光を画像取得手段により取得し、蛍光に基づいて培養細胞の生長もしくは分化の状態を画像処理手段により判定する、ことが好ましい。この場合には、培養細胞に励起光が投射手段により投射され、励起光が投射されることにより培養細胞から発生した蛍光が画像取得手段により取得され、その蛍光に基づいて培養細胞の生長もしくは分化の状態が画像処理手段により判定される。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0031】
まず、本実施形態に係る細胞培養装置1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る細胞培養装置1の全体構成を示す図である。細胞培養装置1は、培養容器配置用トレイ10、培養容器20、CCDカメラ30(画像取得手段)、演算部40(画像処理手段及び投射条件設定手段)、プロジェクタ50(投射手段)及びメモリ部60(培養条件記憶手段)を備えている。
【0032】
培養容器配置用トレイ10は、反射光の影響を最小限にするため黒い仕切りで区切られた複数の区画を有するトレイであり、その複数の区画それぞれに培養容器20が容れられている。この培養容器配置用トレイ10は、それぞれの培養容器20の光条件を独立して管理可能となっており、黒い仕切りは、培養容器20の高さよりも高い。
【0033】
図2は、本実施形態に係る細胞培養装置1に含まれる培養容器配置用トレイ10、培養容器20及びカルス110(培養細胞)を上方から見た図である。培養容器配置用トレイ10は、マトリックス状に16の区画に区分されており、その区画それぞれに培養容器20が設置され、培養容器20それぞれにカルス110が容れられている。
【0034】
使用される培養容器配置用トレイ10の区画数は16に限定されるものではない。また、培養容器20が配置されるトレイ10のマトリックス上の区画は格子状の区画となっているが、これも限定されるものではない。また、培養容器配置トレイ10および培養容器20は、市販のマイクロタイタープレートであってもよい。
【0035】
CCDカメラ30は、培養容器配置用トレイ10の上方に配置され、培養容器配置用トレイ10、培養容器配置用トレイ10内の培養容器20および、培養容器20内のカルス110の画像を取得し、この取得された画像情報は演算部40により読み出される。また、CCDカメラ30は、励起光がプロジェクタ50によりカルス110に投射されることによりカルス110から発生したクロロフィル蛍光及び遅延蛍光を取得する。
【0036】
演算部40は、CCDカメラ30により取得された培養容器配置用トレイ10、培養容器配置用トレイ10内の培養容器20および培養容器20内のカルス110の画像に基づいて光を投射する投射領域120を求める。また、演算部40は、カルス110それぞれに対して投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を設定する。このように、演算部40は、請求項の記載中にある画像処理手段及び投射条件設定手段の双方として作用するものであり、コンピュータ等が好適に用いられる。
【0037】
また、演算部40は、メモリ部60に記憶されているCCDカメラ30により取得されたカルス110の画像と光投射後のカルス110の画像とにおけるカルス110の形状、大きさ及び色等の変化に基づいてカルス110の生長状態及び分化状態を判定し、カルス110の生長状態、分化状態及びメモリ部60に記憶されている光の投射領域120並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいてカルス110の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを判定する。
【0038】
さらに、演算部40は、励起光がプロジェクタ50によりカルス110に投射されることによりカルス110から発生し、CCDカメラ30により取得されたクロロフィル蛍光及び遅延蛍光それぞれに基づいてカルス110の生長もしくは分化の状態を判定する。これは、細胞の分化に伴い葉緑素が形成されるため、クロロフィル蛍光及び遅延蛍光を計測することにより分化が起こったか否かを判定することができるためである。
【0039】
プロジェクタ50は、CCDカメラ30に並んで設置されており、演算部40により求められた光の投射領域120並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれに応じて三原色光源によるR(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの光をカルス110に対して選択的に投射するものである。
【0040】
さらに、プロジェクタ50によりカルス110に投射される光は可視光だけではなく紫外光(波長200nm〜400nm)から近赤外光〜赤外光(波長700nm〜2000nm)までをも含む。よって、赤外光の照射によりカルス110に対して温度刺激を同時に与えることも可能である。さらに、プロジェクタ50は、カルス110に励起光(波長400nm〜700nm)を投射することも可能である。
【0041】
メモリ部60は、CCDカメラ30により取得されたカルス110の画像情報及びプロジェクタ50により投射された光の投射領域120並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれの光投射情報を記憶するものであり、ハードディスク、磁気光ディスク等が好適に用いられる。
【0042】
図3は、本実施形態に係る細胞培養方法の全体処理を示す流れ図である。次に、図3に従って本実施形態に係る細胞培養方法の全体処理について説明する。
【0043】
ステップS100では、培養容器配置用トレイ10上にマトリックス状に並んだ16の区画内に設置された培養容器20それぞれに容れられたカルス110の画像を、上方に設置したCCDカメラ30で取得する。また、このCCDカメラ30により取得した画像情報をハードディスク等のメモリ部60に記憶する。
【0044】
ステップS110では、ステップS100でCCDカメラ30により取得された画像における各培養容器20内の培地領域とカルス110との色の違いに基づいてカルス領域とそれ以外の培地領域とを区別し、カルス領域を演算部40により抽出する。そして、抽出されたカルス領域に基づいて光を投射する投射領域120を演算部40により求める。また、この光を投射する投射領域120をメモリ部60に記憶する。
【0045】
ステップS120では、ステップS110で求められた投射領域120に対して投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を演算部40により設定する。また、この投射条件をメモリ部60に記憶する。
【0046】
ステップS130では、ステップS110で求められた光の投射領域120並びにステップS120で演算部40により設定された光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて一以上のカルス110それぞれに対してプロジェクタ50により強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件が異なった光を投射する。また、投射した光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件をメモリ部60に記憶する。
【0047】
ここで、図4〜図6に、本実施形態に係る細胞培養装置1における光投射状態を示す。なお、図4〜図6における培養容器配置用トレイ10は、図2における培養容器配置用トレイ10の一列のみを記載したものである。
【0048】
図4に示す通り、本実施形態に係る細胞培養装置1では、培養容器配置用トレイ10上の複数の培養容器20内の複数のカルス110の1つ1つに対して光の強度、波長及び投射時間それぞれが異なる複数の光を投射することが可能である。
【0049】
また、図5に示す通り、本実施形態に係る細胞培養装置1では、培養容器配置用トレイ10上の複数の培養容器20内のカルス110それぞれに対して光の強度、波長及び投射時間それぞれが異なる光を投射することが可能である。
【0050】
さらに、図6に示す通り、培養容器配置用トレイ10が複数配置されている場合、培養容器20それぞれの内にあるカルス110に対して光の強度、波長及び投射時間それぞれが異なる光を投射することも可能である。
【0051】
ステップS140では、一以上のカルス110に対して一定時間(1時間〜数週間)光をプロジェクタ50により投射した後に培養容器配置用トレイ10上の培養容器20及び光投射後のカルス110をCCDカメラ30により取得する。また、その画像情報をメモリ部60に記憶する。
【0052】
ステップS150では、全てのカルス110に対して励起光をプロジェクタ50により同時に投射する。
【0053】
ステップS160では、ステップS150で励起光をプロジェクタ50により投射されたカルス110から発生するクロロフィル蛍光をCCDカメラ30により取得し、その結果得られたスペクトルデータをメモリ部60に記憶する。さらに、クロロフィル蛍光を測定後、励起光を遮断して遅延蛍光をCCDカメラ30により取得する。そして、その結果得られたスペクトルデータをクロロフィル蛍光の場合と同様にメモリ部60に記録する。
【0054】
ステップS170では、ステップS100で取得されメモリ部60に記憶されたカルス110の画像と、ステップS140で取得されメモリ部60に記憶された光投射後のカルス110の画像とにおけるカルス110の形状、大きさ及び色等の変化、並びに、ステップS160で取得されたクロロフィル蛍光及び遅延蛍光のスペクトルデータに基づいて、カルス110の生長状態及び分化状況を演算部40により判定する。そして、生長状態及び分化状況の判定結果に基づいてカルス110が分化していないと判定した場合にはステップS100〜S160の処理を繰り返し行い、カルス110が分化したと判断した場合には、ステップS180に処理が移行する。
【0055】
ステップS180では、メモリ部60により記憶されている光の投射領域120並びに投射した光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいてカルス110の生長もしくは分化に最適な光条件を決定する。
【0056】
以上のように、脱分化したカルス110それぞれに、強度、波長及び投射時間それぞれが異なる光を同時に並行して投射することにより、短期間にカルス110の生長もしくは分化に適した光の投射条件を探索する事ができる。
【0057】
上記実施形態では、カルス110からの生長もしくは分化に適した光の投射条件を探索する場合について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、組織切片から脱分化させる場合に適した光の投射条件を探索する場合にも使用することができる。また、培養細胞は、カルス110に限定されるものではなく、動物細胞等を用いることも可能である。
【0058】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、複数の培養細胞それぞれに対して照射領域並びに強度、波長及び投射時間それぞれが異なった光を投射することができ、培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を複数の培養細胞において同時に並行して探索することができる細胞培養装置及び細胞培養方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る細胞培養装置の全体構成を示す図である。
【図2】本実施形態に係る細胞培養装置に含まれる培養容器及びカルスを示す図である。
【図3】本実施形態に係る細胞培養方法の全体処理を示す流れ図である。
【図4】本実施形態に係る細胞培養装置における光投射状態の一例を示す図である。
【図5】本実施形態に係る細胞培養装置における光投射状態の一例を示す図である。
【図6】本実施形態に係る細胞培養装置における光投射状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
1…細胞培養装置、10…培養容器配置用トレイ、20…培養容器、30…CCDカメラ、40…演算部、50…プロジェクタ、60…メモリ部、110…カルス、120…投射領域。
Claims (9)
- 複数の培養容器と、
前記複数の培養容器及び前記複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された前記複数の培養容器及び前記培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を求める画像処理手段と、
前記画像処理手段により求められた前記投射領域に応じて前記培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射する投射手段と、
前記画像取得手段により取得された前記培養細胞の画像及び前記投射手段により光の投射された前記投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを記憶する培養条件記憶手段と、
を備え、
前記画像取得手段は、前記培養細胞に対して適宜の時間光を前記投射手段により投射した後に、前記複数の培養容器及び光投射後の前記培養細胞の画像を取得し、
前記画像処理手段は、前記培養条件記憶手段に記憶されている前記培養細胞の画像と前記画像取得手段により取得された光投射後の前記培養細胞の画像とにおける前記培養細胞の形態差に基づいて前記培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、前記培養細胞の生長状態、分化状態及び前記培養条件記憶手段に記憶されている光の前記投射領域並びに前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを判定する、
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 複数の区画を有する培養容器と、
前記培養容器及び前記複数の区画それぞれに容れられた培養細胞の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により取得された前記培養容器及び前記培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を求める画像処理手段と、
前記画像処理手段により求められた前記投射領域に応じて前記培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射する投射手段と、
前記画像取得手段により取得された前記培養細胞の画像及び前記投射手段により光の投射された前記投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを記憶する培養条件記憶手段と、
を備え、
前記画像取得手段は、前記培養細胞に対して適宜の時間光を前記投射手段により投射した後に、前記培養容器及び光投射後の前記培養細胞の画像を取得し、
前記画像処理手段は、前記培養条件記憶手段に記憶されている前記培養細胞の画像と前記画像取得手段により取得された光投射後の前記培養細胞の画像とにおける前記培養細胞の形態差に基づいて前記培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、前記培養細胞の生長状態、分化状態及び前記培養条件記憶手段に記憶されている光の前記投射領域並びに前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを判定する、
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 前記培養細胞に投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を設定する投射条件設定手段をさらに有し、
前記投射手段は、前記画像処理手段により求められた光の前記投射領域並びに前記投射条件設定手段により設定された前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに応じて前記培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の細胞培養装置。 - 前記投射手段は、前記画像取得手段に並んで設置されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の細胞培養装置。 - 前記投射手段は、前記培養細胞に励起光を投射し、
前記画像取得手段は、前記励起光が投射されることにより前記培養細胞から発生した蛍光を取得し、
前記画像処理手段は、前記蛍光に基づいて前記培養細胞の生長もしくは分化の状態を判定する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の細胞培養装置。 - 複数の培養容器を備え、前記複数の培養容器それぞれに容れられた培養細胞に光を投射して前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を判定する細胞培養方法において、
前記複数の培養容器及び前記複数の培養容器それぞれに容れられた前記培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、
前記画像取得手段により取得された前記複数の培養容器及び前記培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を画像処理手段により求め、
前記画像処理手段により求められた前記投射領域に応じて前記培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射手段により投射し、
前記画像取得手段により取得された前記培養細胞の画像及び前記投射手段により光の投射された前記投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを培養条件記憶手段により記憶し、
前記培養細胞に対して適宜の時間光を前記投射手段により投射した後に、前記複数の培養容器及び光投射後の前記培養細胞の画像を前記画像取得手段により取得し、
前記培養条件記憶手段に記憶されている前記培養細胞の画像と前記画像取得手段により取得された前記光投射後の前記培養細胞の画像とにおける前記培養細胞の形態差に基づいて前記培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、前記培養細胞の生長状態、分化状態及び前記培養条件記憶手段に記憶されている光の前記投射領域並びに前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを前記画像処理手段により判定する、
ことを特徴とする細胞培養方法。 - 複数の区画を有する培養容器を備え、前記培養容器の複数の区画それぞれに容れられた培養細胞に光を投射して前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の投射条件を判定する細胞培養方法において、
前記培養容器及び前記複数の区画それぞれに容れられた前記培養細胞の画像を画像取得手段により取得し、
前記画像取得手段により取得された前記培養容器及び前記培養細胞の画像に基づいて光を投射する投射領域を画像処理手段により求め、
前記画像処理手段により求められた前記投射領域に応じて前記培養細胞に三原色光源による光を選択的に投射手段により投射し、
前記画像取得手段により取得された前記培養細胞の画像及び前記投射手段により光の投射された前記投射領域並びに光の強度、波長及び投射時間それぞれを培養条件記憶手段により記憶し、
前記培養細胞に対して適宜の時間光を前記投射手段により投射した後に、前記培養容器及び光投射後の前記培養細胞の画像を前記画像取得手段により取得し、
前記培養条件記憶手段に記憶されている前記培養細胞の画像と前記画像取得手段により取得された前記光投射後の前記培養細胞の画像とにおける前記培養細胞の形態差に基づいて前記培養細胞の生長状態及び分化状態を判断し、前記培養細胞の生長状態、分化状態及び前記培養条件記憶手段に記憶されている光の前記投射領域並びに前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに基づいて前記培養細胞の生長もしくは分化に適した光の強度、波長及び投射時間それぞれを前記画像処理手段により判定する、
ことを特徴とする細胞培養方法。 - 前記培養細胞に投射する光の強度、波長及び投射時間それぞれの投射条件を投射条件設定手段によりさらに設定し、
前記画像処理手段により求められた光の前記投射領域並びに前記投射条件設定手段により設定された前記光の強度、波長及び投射時間それぞれに応じて前記培養細胞に三原色光源による光を前記投射手段により選択的に投射する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の細胞培養方法。 - 前記培養細胞に励起光を前記投射手段により投射し、
前記励起光が投射されることにより前記培養細胞から発生した蛍光を前記画像取得手段により取得し、
前記蛍光に基づいて前記培養細胞それぞれの生長もしくは分化の状態を前記画像処理手段により判定する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の細胞培養方法。
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