JP2004503223A

JP2004503223A - 培地中の細胞の試験方法

Info

Publication number: JP2004503223A
Application number: JP2002509746A
Authority: JP
Inventors: ビットナー、クリストフ
Original assignee: インノバティス・アーゲー
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2004-02-05
Also published as: CN1441899A; WO2002004924A1; DE10033268A1; US20040048330A1; US7094562B2; AU2001283934A1; DE10033268C2; CN1187437C; EP1299707B1; ATE286247T1; DE50104979D1; EP1299707A1

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は、培地内の細胞（２０，３８）の試験方法と、この方法を実行する装置とに関し、深さ（ｄ）が顕微鏡（１８）の光学軸の方向でウィンドウ（１４，１６）によって規定されている試料ボリューム（１２）内の細胞は、顕微鏡を用いて映され、画像処理システム（３０）によって自動的に記録されて処理される。前記方法は、試料ボリューム（１２）の深さ（ｄ）が、ウィンドウの離間値（ｄ）を連続的に小さくすることによって細胞（２０，３８）のサイズに合わせて調節されるとともに、この細胞の画像サイズ（Ｇ）が大きくなり始める離間値（Ｄ）が決定されるように、細胞の画像サイズ（Ｇ）が画像処理システム（３０）によって同時に照合されて、ウィンドウの接触圧力によって生じる平坦化に対応することと、前記ウィンドウ（１４，１６）の離間値（ｄ）が、試験のために、離間値（Ｄ）に設定されることとを特徴とする。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前段のように、特にバイオリアクター内のインサイチュでの顕微鏡の使用に対する培地中の細胞の試験方法と、この方法を実行するための装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置は、例えば、ドイツ国特許（ＤＥ）第４０　２３　００２　Ｃ２号明細書に開示されており、工業的なスケールでの細胞の培養のためにも用いられるバイオリアクター内での使用に特に効果がある。リアクター内での細胞の培養工程の自動的な調整は、培地の状態についての情報を提供する測定値を必要とする。原理的には、この方法は、有機細胞に限定されないだけでなく、オイル懸濁液など、他の培地中にある無機粒子の試験に対しても用いられ得る。このため、“細胞”という用語は、広義に理解されるべきであるが、言及は、有機細胞に対してなされる。
【０００３】
公知の方法において、細胞は、自動的な画像処理システムによって撮られた画像より、顕微鏡的に映されている。試験される試料ボリュームは、この試料ボリュームの収容を確実にするウィンドウによって、顕微鏡の光学軸の方向で規定されている。
【０００４】
特に関心が集まっているのは、細胞のサイズと組織形態である。また、インサイチュでの顕微鏡よって、細胞のサイズの分布を決定することが可能であり、かくして、無水のバイオマスを決定するための情報を提供する。これらパラメータは、上述の方法によって即座に提供されるが、試料の手動での取扱いを必要とするオフライン分析法（ｏｆｆｌｉｎｅ　ａｎａｌｙｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄｓ）は、細胞培養工程の十分な調整を達成するのには適していない。
【０００５】
【特許文献１】
ドイツ国特許（ＤＥ）第４０　２３　００２　Ｃ２号。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、試料ボリューム内のすべての細胞を確実に記録するときに、画像処理システムによって強いられる拘束のために、バイオリアクター内の細胞数についての詳細な情報を得るのが難しいということが示されている。できるだけ多くの細胞を試験するために、両ウィンドウの間の距離と、試料ボリュームの深さとに対して選択される値は、できるだけ大きくなければならない。レンズの視野の限定的な深さは、鮮鋭な焦点である狭い視野のみを許容し、かくして少ない細胞だけがはっきりと詳細に映されて、各測定サイクルにおける画像処理システムによって記録され得るので、今度は、これが問題となる。また、懸濁液中で浮遊している細胞が互いに視界を遮るとき、各細胞を識別することが難しい。画像が適切に評価され得ることを保証するために、かなり高価であるが、必ずしも信頼できる結果をもたらさない画像処理用ソフトウェアを使用する必要がある。さらに、ある試験法は、細胞を映すとき、長い露光時間を必要とする。しかし、細胞が試料ボリューム中を自由に動き回れることができる場合には、これは必要ない。
【０００７】
一方、厚さが顕微鏡用レンズの視野の深さに一致している地点まで、試料ボリュームが光学軸に沿って狭くされる場合、これは、試験のための試料ボリューム内に細胞がほとんど存在しないという結果をもたらす。試料ボリュームがかなり狭い場合、これはまた、両ウィンドウ間の培地の妨げられていない流れを防止してしまう。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、一測定サイクル中に、比較的多くの細胞を記録して処理することを可能にするが上記問題を解消する上述されたタイプの方法と、この方法に使用するための装置とを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１に係る方法と、請求項９に係る装置とにしたがう本発明により解決される。
【００１０】
インサイチュでの顕微鏡に関する本発明に係る方法において、試料ボリュームの深さは、細胞の画像サイズが画像処理システムによって測定される間、両ウィンドウの離間がだんだん小さくされるように、試験される細胞のサイズに対して調節される。両ウィンドウが両側の細胞に接触するほどウィンドウの離間が小さくなる場合、細胞は、圧縮されて平たくされ、結果的に、これらの画像サイズは、この地点で大きくなり始める。画像サイズについてのこの拡大は、画像処理システムによって記録され、ウィンドウの離間は、画像サイズが細胞の平坦化によって大きくなり始める地点となる一定の離間値で設定される。
【００１１】
この離間値において、両ウィンドウは、両側で試料ボリューム内の細胞と接触し、したがって、試料ボリュームの厚さが細胞の厚さとほぼ一致するように、細胞に小さなクランプ圧力を生じる。この形式において、試料ボリュームは、かなり小さくされるが、比較的多くの試験され得る細胞を含んでいる。これら細胞のすべては、すべての細胞が良く映るように、顕微鏡の光学軸に直交する対象物レベルで、視野の深さの範囲内に位置されている。また、これは、細胞のいかなる重なりをも避け、すべての細胞をそれぞれ識別することを可能とする。細胞は、両ウィンドウ間の位置に支持され得るので、長い露光時間を必要とする画像を形成することが可能であり、これは必要性が証明されている。
【００１２】
両ウィンドウが互いに近づくときに生じる細胞への損傷の危険性のために、この処理は、かなり正確に実行されなければならない。細胞の平坦化が示された場合、両ウィンドウの離間距離は、細胞の平坦化が開始される前に記録された最後の値に戻される。細胞の試験は、この地点で実行される。
【００１３】
培地が異なるサイズの細胞を含む場合、これらは、選択されたサイズのグループの細胞だけが試料ボリュームの厚さを決定するために用いられるように、画像処理システムによって、サイズに応じて分類され得る。これは、ウィンドウの離間距離が、上述のように、このサイズカテゴリーの細胞の画像サイズが大きくなり始める地点で、一定値に設定されることを意味する。ここでは、画像サイズ、すなわち細胞の平坦化は考慮に入れられない。例えば、試料ボリュームの厚さが最も大きい細胞に一致して設定される場合、ウィンドウの離間距離が小さくされるときに、他の細胞には平坦化が生じず、これらは、試料ボリューム中で比較的自由な位置を取る。ウィンドウの離間が小さい方の細胞に一致されて設定される場合、大きい方の細胞は、ウィンドウがこの小さい離間距離に対して動くときに壊れる。これら壊れた細胞の画像は、画像処理システムによって識別され得、試験中には、小さい方の細胞だけが分析されるように無視される。
【００１４】
また、好ましくは、板形状のキャリアに付着した細胞を試験することもできる。これらキャリアは、培地内を自由に浮遊し、約０．１ｍｍの径と２０μｍの厚さとを有するポリエチレンの板状体である。これらキャリアは、例えば、細胞を吸着支持しており、これら細胞は、平坦面にコロニーを作る傾向にある。キャリアに付着している細胞は、本発明に係る形式で互いに試料ボリュームのウィンドウを動かすことによって容易に観察され得る。この工程中、キャリアは、両ウィンドウ間の平らな位置を取る。キャリアの片側、例えば顕微鏡用レンズに面している側に位置された細胞の画像サイズを観察することによって、映された細胞の平坦化が始まるまで、上述の形式で、両ウィンドウの離間を小さくすることができる。かくして、設定された測定距離は、おおよそ、キャリアの厚さに二列分の細胞の径を加えた厚さに一致する。この工程中、顕微鏡の画像レベルは、好ましくは、試験される細胞層と、この層にある細胞のみに焦点が合う地点に制限された視野の深さとにシフトされる。かくして、キャリアの反対側の表面にある細胞は、映されず、重なっている細胞の重なった画像によって生じる画像処理システム上のいかなる問題も避ける。視野の深さは、試料ボリューム内のすべての細胞が分離的に観察され得るように、キャリアの両側にある２つの細胞層の間でシフトされ得る。
【００１５】
顕微鏡レンズの視野の深さは、好ましくは、顕微鏡用レンズの開口数を変えることによって、例えばダイアフラムによって調整され得る。
【００１６】
離間距離を決定するのに必要とされるかなりの高精度のために、新たな測定サイクルごとの始めに離間値を決定するのに比較的時間を費やす。したがって、特定の細胞タイプに対する離間値を測定サイクルに記録することが好ましく、連続した測定サイクル時に検索され得、かくして、ウィンドウの離間距離は、記録された値に即時に設定され得る。
【００１７】
培地が、浮遊している細胞だけでなく、付着した細胞も備えたキャリアを含む場合、画像処理システムは、好ましくは、一致したウィンドウの離間値を選択することができるようにするために、キャリアもしくは細胞が試料ボリューム内に存在しているかどうかを決める。例えば、キャリアが試料スペースに存在している場合、キャリアに対する所定の離間値が戻され、厚さが適切な値に設定される。同様に、試料スペース内には、細胞のみが存在しているので、厚さは、細胞に合わせて調節される。好ましくは、ウィンドウの少なくとも一方は、透明な表面に付着している細胞を除去するために、測定工程の前後に、ワイパーによってクリーニングされる。
【００１８】
本発明に係る方法に用いる装置は、請求項９に開示されている。従属している請求項１０ないし１２は、この装置の効果的な態様を開示している。
【００１９】
以下に、本発明に係る好ましい実施の形態が、図面を参照して詳細に説明されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
培地中の細胞のインサイチュでの顕微鏡の使用のための、図１に示されている装置１０は、試料ボリューム１２中の細胞２０を画像に映すように用いられる顕微鏡用レンズ１８の光学軸に直交してアライメントされた両ウィンドウ１４，１６の間にある試料ボリューム１２を挟んでいる。単なる一実施の形態において、両ウィンドウ１４，１６は、ガラスの板である。本明細書に示されている実施の形態は、主に、有機細胞２０を試験するのに利用できる。しかし、原理上、本発明は、このような細胞に限定されず、液体の培地に懸濁している非有機粒子を試験するためにも適している。
【００２１】
試料ボリューム１２は、いわゆる透過光モードで作動する集光レンズ２６と、光源２４とを有する照明装置２２によって照らされている。本明細書に示されている場合、明視野照明が採用されているが、他のいかなるタイプの照明装置も可能である。照明源とレンズ１８とが対象物の同じ側に位置されている場合、入射光装置における場合と同様に、反対側のウィンドウは、必ずしも透明である必要はなく、原理的には、試料チャンバの不透明な後壁であってもよい。
【００２２】
顕微鏡用レンズ１８は、画像の電気的記録と処理のために用いられる画像処理システム３０に接続された電気画像センサ２８に細胞２０を映す。また、画像処理システム３０は、顕微鏡用レンズ１８から離間して向かい合っている試料ボリューム１２のウィンドウ１６の直線的なシフトに影響を与えるアクチュエータ３４を制御するための制御ユニット３２にも接続されている。かくして、試料ボリューム１２の光学軸方向の深さｄは、アクチュエータ３４によって変化され得る。さらに、調節可能なダイアフラム３６は、顕微鏡用レンズ１８と画像センサ２８との間に配置されており、制御ユニット３２によって位置決めされ得る。
【００２３】
前記レンズ１８の視野深さは、開口数によって決められる。高い開口数値は、浅い視野をもたらす。すなわち、試料ボリューム１２の狭い範囲でのみ、焦点が合って映される。開口数は、ダイアフラム３６の開閉によって変化され得る。焦点を合わせて試料ボリューム内の多数の細胞２０を映すために、分析の前に、厚さｄは、すべての細胞が両ウィンドウ１４，１６の間にある単一の層内にくるまでだんだん大きくされる。
【００２４】
この工程は、図２ないし４に示されている。図２は、図１の状態にほぼ対応しており、この状態では、培地は、試料ボリューム１２を通って自由に循環でき、これら細胞２０もまた、自由に動き回ることができる。厚さｄは、図４に示された状態に達するまで、図３に示されているようにアクチュエータ３４によって小さくされる。図４に示された状態では、細胞は、ウィンドウ１４，１６により加えられる押圧力によって著しく平らにされている。細胞２０の画像は、画像処理システム３０によって連続的に制御されているので、平らにされたことを検出するとすぐに、制御ユニット３２に信号が送られ、この信号は、両ウィンドウ１４，１６が、平らにされていない細胞２０に接触されている図３の離間値Ｄを回復するために反対方向にアクチュエータ３４を駆動する。この離間値Ｄは、細胞２０の分析のための最適な値であり、かくして、図３の状態において得られる画像は、濃度、サイズ、組織形態、活性度などの様々な細胞パラメータの分析に用いられ得る。
【００２５】
図５は、試料ボリューム１２の厚さｄを連続的に小さくする処理をグラフによって示している図である。このグラフでは、単一の細胞２０の画像における径Ｇが、両ウィンドウ１４，１６の離間値ｄに従ってプロットされている。初期値の大きい離間値ｄがだんだん小さくされると、細胞の見た目の径Ｇは、細胞２０が図３に示されているように両ウィンドウ１４，１６に最終的に挟まれるまで、最初一定のままである。この地点で離間値Ｄに一致し、前記径Ｇは、離間値ｄの減少にしたがって著しく大きくなり始める。パラメータＧは、ウィンドウ１６が移動するのにしたがって画像処理システム３０により常に測定されているので、平らにする工程が開始する離間値Ｄに、厚さｄが正確に設定されるように、この地点は正確に決定され得る。この地点が、すでに平らにされているものを測定可能にするオーバーショット（ｏｖｅｒｓｈｏｔ）であり、かつ離間値Ｄがアンダーショット（ｕｎｄｅｒｓｈｏｔ）である場合、制御ユニット３２は、状態がｄ＝Ｄに達するまで可変距離ｄを大きくすることができる。
【００２６】
平坦化が開始する前記地点は、画像処理システム３０によって保存され得るので、新たな測定サイクルのそれぞれの開始において決定する必要はなく、離間値Ｄの即時の設定のために記憶装置から検索され得、かくして、測定サイクルを短縮することができる。
【００２７】
図６ないし８は、それぞれ、図２ないし４に割り当てられ得る形式で、画像センサ２８によって記録され、画像処理システム３０によって処理された細胞２０の画像を示している。図６は、単に、レンズ１８の鮮鋭なレベルにある焦点の外側に位置されている細胞２０の焦点外画像を示している。離間距離Ｄが到達されると、この地点で、細胞２０の層が、両ウィンドウ１４，１６の間に正確に位置し、そして、すべての細胞２０が、鮮鋭なレベルの焦点内に位置されてはっきり映される。この状態において、各細胞パラメータの最適な分析が行われ得る。また、両ウィンドウ１４，１６が互いに近づいていく場合、細胞は、図８にはっきり示されているように平らにされる。前記径Ｇは大きくなって、この拡大は、前記試料ボリューム１２の深さｄが上述の形式で設定され得るように適切にプログラムされている画像処理システム３０によって検出され得る。
【００２８】
異なるサイズの複数の細胞２０，３８が試料ボリューム１２内に存在することを除いて、図９ないし１１は、図２ないし４に対応している。この場合、所定のサイズの細胞３８は、選択されたサイズの細胞３８の平坦化が生じるところに離間距離Ｄが達するまで、前記両ウィンドウ１４，１６が互いに近づくように、これらウィンドウ１４，１６の離間値Ｄを設定するのに用いられ得る。残りの細胞２０は、ここでは無視されている。小さい方の細胞３８が、距離Ｄを設定するために、上記例において用いられる場合、大きい方の細胞２０は、これらが図１１に示された状態に達するまで、かなりの程度で平らにされる。画像処理システムは、分析される細胞３８とこれら細胞２０を容易に区別することができるので、大きい方の細胞２０の極端な変形もしくは破壊であっても、この場合には許容され得る。例えば、破壊された細胞２０は、画像の試験領域から単に除去されるだけである。また、前記両ウィンドウ１４，１６が、大きい方の細胞２０の平坦化が開始される地点まで互いに近づいていくように、前記距離を設定する際に大きい方の細胞２０を含むことも可能である。これは、おおよそ図１０に示された状態である。
【００２９】
図１２は、浮遊キャリア４０と、これに付着している複数の細胞３８とを示している。キャリア４０は、０．１ないし０．２ｍｍの径と２０μｍの厚さを有するポリエチレンの板状体を構成要件とする。付着した細胞３８を観察するために、図１３に係るキャリア４０は、両ウィンドウ１４，１６との間でその方向に平坦であり、それぞれ対向する面側の細胞３８が表面圧力によって平らにされるように、厚さｄは、薄くされている。しかし、この場合、前記キャリア４０の表面の両側での細胞３８の付着のために、細胞３８の２つの層が試料ボリューム１２に位置されている。これら細胞３８を試験するために、レンズの低い焦点深さを選択する必要があり、また、前記２つの細胞層のうち１つに対して、対象物レベル、すなわちレンズ１８による鮮鋭な焦点の領域を移動する必要がある。したがって、この場合、レンズに面している細胞層、すなわちキャリア４０の背面側に位置した細胞層が選択されて映される。これは、顕微鏡用レンズ１８、もしくは画像センサ２８の対応させる調整によって達成される。視野の適切な深さは、画像細胞層の前面もしくは背面にある細胞層が、映すことの妨げにならないように、開口数を大きくすることと、前記ダイアフラム３６を開くこととによって達成され得る。試料ボリューム１２の厚さの設定の工程は、本質的に上述した場合と対応するが、細胞３８が、直接両ウィンドウ１４，１６の間にあるのではなく、ウィンドウ１４，１６の一方とキャリアとの間にあるという点で異なる。細胞３８の最初の平坦化の地点において、これらウィンドウ１４，１６の距離Ｄは、おおよそ、細胞の径の２倍の値を加えたキャリア４０の厚さの距離である。この工程によって、例えば、キャリアに付着した細胞のインターグロース（ｉｎｔｅｒｇｒｏｗｔｈ）の程度と、汚染度とを極めて容易に決定することができる。
【００３０】
図１４は、測定する工程の後、両ウィンドウ１４，１６に付着している細胞を除去するワイパー４２を備えた試料ボリューム１２を示している。これは、付着した細胞３８が、新たな測定サイクルごとに記録されて、得られる結果を乱すので効果がある。ワイパー４２は、本質的に、両ウィンドウ１４，１６に当接している、シリコンゴムからなる互いに対向する２つのリップ４６，４８を備えたアーム４４である。図１５に示されているように、このアーム４４は、一端部で回動軸５０に取着され、ウィンドウ１４，１６の間で前後に動くので、これらウィンドウ１４，１６をクリーンにするように、表面に交差してラバーリップ４６，４８を通す。前記画像処理システム３０は、拭取り動作の効果をチェックして、必要ならば繰り返すようにプログラムされ得る。
【００３１】
培地が、キャリア４０だけでなく浮遊する細胞を含む場合、画像処理システム３０は、キャリア４０もしくは浮遊する細胞だけが試料ボリューム内に浮遊しているかどうかについて、評価を画像に基づかせることができ、これら２つの場合のそれぞれに対するあらかじめ記録された値にしたがって離間値Ｄを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る方法を実行するための装置の一実施の形態を概略的に示す図。
【図２】
図１の装置の試料ボリュームの詳細図。
【図３】
図１の装置の試料ボリュームの詳細図。
【図４】
図１の装置の試料ボリュームの詳細図。
【図５】
試料ボリュームの厚さの関数である画像サイズを示すグラフ。
【図６】
図２ないし４にしたがう試料ボリュームの図。
【図７】
図２ないし４にしたがう試料ボリュームの図。
【図８】
図２ないし４にしたがう試料ボリュームの図。
【図９】
異なるサイズの細胞を有する図２ないし４に対応している試料ボリューム。
【図１０】
異なるサイズの細胞を有する図２ないし４に対応している試料ボリューム。
【図１１】
異なるサイズの細胞を有する図２ないし４に対応している試料ボリューム。
【図１２】
キャリアを備えた試料ボリュームの図である。
【図１３】
キャリアを備えた試料ボリュームの図である。
【図１４】
ワイパーを備えた試料ボリュームの図である。
【図１５】
ワイパーを備えた試料ボリュームの図である。

Claims

深さ（ｄ）が顕微鏡（１８）の光学軸の方向で複数のウィンドウ（１４，１６）によって規定されている試料ボリューム（１２）内の細胞は、顕微鏡を用いて映され、画像処理システム（３０）によって自動的に記録されて処理される、特にバイオリアクター中でインサイチュでの顕微鏡観察のための培地内の細胞（２０，３８）の試験方法において、前記試料ボリューム（１２）の深さ（ｄ）は、ウィンドウの離間値（ｄ）を連続的に小さくすることによって細胞（２０，３８）のサイズに調節されるとともに、この細胞の画像サイズ（Ｇ）が大きくなり始める離間値（Ｄ）が決定されるように、細胞の画像サイズ（Ｇ）が前記画像処理システム（３０）によって同時に照合されて、ウィンドウの接触圧力によって生じる平坦化に対応することと、前記ウィンドウ（１４，１６）の離間値（ｄ）が、試験のために、前記離間値（Ｄ）に設定されることとを特徴とする培地中の細胞の試験方法。
前記画像処理システム（３０）は、異なるサイズカテゴリーに細胞（２０，３８）を分類して、所定のサイズカテゴリーにある細胞（２０，３８）の画像サイズ（Ｇ）が大きくなり始める地点である離間値（Ｄ）を決定することと、前記離間値（ｄ）が試験のために離間値（Ｄ）に設定されることとを特徴とする請求項１に記載の培地中の細胞の試験方法。
板形状のキャリア（４０）に付着している細胞の試験のために、前記ウィンドウ（１４，１６）間で平らに置かれているキャリアの面側にある細胞（３８）の画像サイズ（Ｇ）が大きくなり始める離間値（Ｄ）が決定されることと、試験のために、離間値（ｄ）が、離間値（Ｄ）に設定されることとを特徴とする請求項１に記載の培地中の細胞の試験方法。
前記キャリア（４０）の所定の面側にある細胞の試験のために、映される顕微鏡用レンズ（８１）の対象物レベルは、対象物層にじかに置かれている細胞（３８）のみが前記画像処理システム（３０）によって記録されるように選択された視野の深さを備えた試験される細胞層に合わせてシフトされることを特徴とする請求項３に記載の培地中の細胞の試験方法。
前記視野の深さは、顕微鏡用レンズ（１８）の開口数を調整することによって変えられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
一測定サイクルにおいて決められた離間値（Ｄ）は、記録され、次の測定サイクルにおいて、ウィンドウ（１４，１６）の離間値（ｄ）は、記録された値（Ｄ）に即座に設定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の培地中の細胞の試験方法。
キャリア（４０）もしくは細胞（２０，３８）が前記試料ボリューム（１２）内に存在するかどうかについて、評価が前記画像処理システム（３０）によって実行されることと、この評価に基づいて、前記ウィンドウ（１４，１６）の離間値（ｄ）が、キャリア（４０）もしくは細胞（２０，３８）に対して、記録されている離間値に設定されることとを特徴とする請求項３，４，もしくは５と関連する請求項６に記載の培地中の細胞の試験方法。
前記複数のウィンドウ（１４，１６）の少なくとも１つは、測定が行われる前後にワイパー（４２）によってクリーニングされることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の培地中の細胞の試験方法。
深さ（ｄ）が顕微鏡（１８）の光学軸の方向で複数のウィンドウ（１４，１６）によって規定されている試料ボリューム（１２）内の細胞の画像のための顕微鏡（１８）と、前記顕微鏡画像を記録して処理する画像処理システム（３０）とを備え、特にバイオリアクター中でインサイチュでの顕微鏡観察のための培地内の細胞（２０，３８）の試験装置において、前記試料ボリューム（１２）のウィンドウ（１４，１６）間の離間値（ｄ）を光学軸に沿って調節するためのアクチュエータ（３４）であって、細胞（１４，１６）の画像サイズ（Ｇ）が、ウィンドウ（１４，１６）の接触圧力によって生じる細胞の平坦化にしたがって大きくなり始める離間値（Ｄ）に、試験のために、前記ウィンドウ（１４，１６）間の離間値（ｄ）が設定され得るように、制御ユニット（３２）を介して前記画像処理システム（３０）によって制御され得るアクチュエータ（３４）によって特徴づけられる培地中の細胞の試験装置。
前記画像処理システム（３０）には、所定の離間値（Ｄ）の記憶装置が設けられており、この離間値（Ｄ）は、あらかじめ決められている離間値（Ｄ）に離間値（Ｄ）を設定するように戻され得ることを特徴とする請求項９に記載の培地中の細胞の試験装置。
顕微鏡の視野の深さを設定するダイアフラム（３６）によって特徴づけられる請求項１０もしくは１１に記載の培地中の細胞の試験装置。
前記試料ボリューム（１２）のウィンドウ（１４，１６）をクリーニングするワイパー（４２）によって特徴づけられる請求項１０，１１，もしくは１２に記載の培地中の細胞の試験装置。