JP2008237064A - Apparatus for observing cell and method for observing cell - Google Patents

Apparatus for observing cell and method for observing cell Download PDF

Info

Publication number
JP2008237064A
JP2008237064A JP2007080013A JP2007080013A JP2008237064A JP 2008237064 A JP2008237064 A JP 2008237064A JP 2007080013 A JP2007080013 A JP 2007080013A JP 2007080013 A JP2007080013 A JP 2007080013A JP 2008237064 A JP2008237064 A JP 2008237064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
cells
incubator
cell
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007080013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Yamada
憲嗣 山田
Koichiro Tsuji
紘一郎 辻
Daikichi Nakamura
大吉 中村
Masanori Sakai
将典 坂井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Two Cells Co Ltd
Tsuru Gakuen
Original Assignee
Two Cells Co Ltd
Tsuru Gakuen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Two Cells Co Ltd, Tsuru Gakuen filed Critical Two Cells Co Ltd
Priority to JP2007080013A priority Critical patent/JP2008237064A/en
Publication of JP2008237064A publication Critical patent/JP2008237064A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14Incubators; Climatic chambers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/36Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized apparatus for observing cells and a method for observing the cells, by which the apparatus is introduced into a usual incubator and most of the culture medium can simultaneously be observed. <P>SOLUTION: The apparatus for observing the cells is equipped with an image observing part 20 thereof arranged under a vessel 40 for culturing the cells installed in the incubator 10. The image observing part 20 is provided with a compound eye image input part for forming a plurality of reduced images of objects on a photodetector with a microlens array in which a plurality of micro-lenses are arranged. The compound eye image input part incorporates ≥50% of the images in the undersurface of the vessel 40. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、細胞観察装置および細胞観察方法に関し、特にインキュベータ内での細胞観察装置および細胞観察方法に関するものである。   The present invention relates to a cell observation device and a cell observation method, and more particularly to a cell observation device and a cell observation method in an incubator.

近年、ヒト細胞をインビトロ(in vitro)で培養し、培養した組織を患者に適用する技術が数多く報告されている。特に、ヒト皮膚組織については、欧米において商品化レベルにまで達している。また、幹細胞を増殖させて様々な医療用途に用いることに関しても、これらの培養組織は利用されている。このような細胞の多くは、接着依存性細胞であって、培養容器の底面等に貼り付いて二次元的に増殖していくが、三次元的な増殖は困難であるため、所定量増殖したら底面積がより広い培養容器に変更してさらに増殖させる必要がある。   In recent years, many techniques for culturing human cells in vitro and applying the cultured tissue to patients have been reported. In particular, human skin tissue has reached the level of commercialization in the West. These cultured tissues are also used for proliferating stem cells for various medical uses. Many of these cells are adhesion-dependent cells that stick to the bottom of a culture vessel and grow in two dimensions. However, since three-dimensional growth is difficult, It is necessary to change to a culture vessel with a wider bottom area and further grow.

上記のように培養容器を変更する前提として、細胞の増殖の程度を定期的に観察する必要がある。これまで、生細胞を観察するために様々な試みがなされてきた。光学顕微鏡を用いた細胞の観察は、古くから用いられて来た簡便な観察手法であり、現在最も広く普及している。この場合、培養装置(インキュベータ)を併せて使用し、観察時以外は培養装置内に細胞を保存することで、環境が細胞に与えるダメージを最小限に抑えるようにする。けれども、光学顕微鏡と培養装置とを組み合わせた一般的な観察系では、培養装置への出し入れの際、環境変動により細胞に大きなダメージを与えることが知られている。また、対象を観察の度に顕微鏡に着脱するため、複数回の観察に渡って正確な観察位置を再現することは困難である。すなわち、観察した細胞を次回の観察時には見失ってしまい、観察対象の同一性を保つのが困難であった。観察毎に対象とする細胞が異なる可能性が高く、得られるのは統計的な情報のみである。   As a premise to change the culture vessel as described above, it is necessary to regularly observe the degree of cell proliferation. Until now, various attempts have been made to observe live cells. Observation of cells using an optical microscope is a simple observation technique that has been used for a long time, and is currently most widely used. In this case, a culture apparatus (incubator) is also used, and cells are stored in the culture apparatus except during observation, so that damage caused to the cells by the environment is minimized. However, it is known that in a general observation system in which an optical microscope and a culture apparatus are combined, cells are greatly damaged due to environmental fluctuations when being taken in and out of the culture apparatus. In addition, since the object is attached to and detached from the microscope every time it is observed, it is difficult to reproduce an accurate observation position over a plurality of observations. That is, the observed cells are lost during the next observation, and it is difficult to maintain the identity of the observation target. There is a high possibility that the target cells differ for each observation, and only statistical information can be obtained.

このような問題を解決するため、特許文献1に開示されている装置は、培養装置への出し入れの手間を省き、環境変動による細胞へのダメージを回避するための構成を開示している。この構成では、細胞を培養しながら育成状態をチェックし、必要に応じて培養装置内で観察できるようになっている。   In order to solve such a problem, the apparatus disclosed in Patent Document 1 discloses a configuration for avoiding the trouble of taking in and out the culture apparatus and avoiding damage to cells due to environmental changes. In this configuration, the growing state is checked while culturing the cells, and the cells can be observed in the culture apparatus as necessary.

また、特許文献2には、細胞を培養する培養手段と、赤外光線によって細胞を撮像する赤外光撮像手段を少なくとも含み前記培養手段に収容されている細胞を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像の細胞画像データから細胞を認識する細胞認識手段と、該細胞認識手段で認識した細胞の特徴を示す細胞パラメータを前記細胞画像データに基づき計測する細胞パラメータ計測手段と、異なる時点で撮像された画像の前記細胞画像データから認識された異なる時点の細胞同士の同一性を前記細胞パラメータに基づいて判別する細胞追跡手段と、を備えている細胞観察装置が開示されている。
特表2001−500744号公報 特開2006−238802号公報 特開2001−61109号公報
Patent Document 2 discloses a culture means for culturing cells, an imaging means for imaging cells contained in the culture means, including at least an infrared light imaging means for imaging cells with infrared rays, and the imaging A cell recognition unit for recognizing a cell from cell image data of an image captured by the unit, a cell parameter measurement unit for measuring a cell parameter indicating a characteristic of the cell recognized by the cell recognition unit based on the cell image data, and a different time point There is disclosed a cell observation device comprising: cell tracking means for discriminating the identity of cells at different time points recognized from the cell image data of the image captured in step 1 based on the cell parameter.
Special table 2001-500744 gazette JP 2006-238802 A JP 2001-61109 A

しかしながら、上記2つの特許文献に開示されている装置は特殊な装置であって、通常の市販のインキュベータに入れることはできず、特殊なインキュベータを利用しなければならないという問題があった。特に、従来の撮像手段は透過光により観察する位相差顕微鏡が用いられており、この撮像手段が大型であると共に一度に観察できる範囲が狭く、大型培養容器の全体を同時に観察することができず、細胞培養には不向きの観察装置であった。   However, the devices disclosed in the above two patent documents are special devices, and cannot be put into a normal commercially available incubator, and there is a problem that a special incubator must be used. In particular, the conventional imaging means uses a phase-contrast microscope that observes with transmitted light, and this imaging means is large and the range that can be observed at one time is narrow, and the entire large culture vessel cannot be observed simultaneously. The observation apparatus was not suitable for cell culture.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で通常のインキュベータ内に入れられ、培地の大部分を同時に観察できる細胞観察装置および細胞観察方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a cell observation apparatus and a cell observation method that are small in size and can be placed in a normal incubator and can observe most of the medium at the same time. There is.

上記の課題を解決するため、本発明の細胞観察装置は、インキュベータ中に一部が設置され、細胞が培養され透明な下面を有する容器の下に設置される画像観察部と、照明部とをインキュベータ中に備え、前記画像観察部は、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイにより、受光素子上に複数の物体縮小像が結像される複眼画像入力部を有しており、前記複数の物体縮小像の全体は、前記容器の下面の50%以上の画像を含んでいる構成とした。ここでマイクロレンズとは、直径が2mm以下のレンズのことである。また、複数の物体縮小像の全体が容器の下面の50%以上の画像を含んでいるというのは、個々の物体縮小像を組み合わせて容器の下面の画像を再構成したときに下面の50%以上が全て画像として現れることである。   In order to solve the above problems, the cell observation device of the present invention includes an image observation unit, a part of which is installed in an incubator, a cell is cultured and installed under a container having a transparent lower surface, and an illumination unit. The image observation unit provided in the incubator has a compound eye image input unit that forms a plurality of reduced object images on a light receiving element by a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged. The entire reduced image of the object included 50% or more of the lower surface of the container. Here, the microlens is a lens having a diameter of 2 mm or less. Further, the fact that the entire plurality of reduced object images include images of 50% or more of the lower surface of the container means that 50% of the lower surface of the container is reconstructed by combining the individual object reduced images. All the above appears as an image.

このような構成により、画像観察部の厚みを薄くでき、焦点距離も小さくできるので、市販の容量の小さいインキュベータの中に入れられると共に培地の大部分を同時に観察することができる細胞観察装置となる。   With such a configuration, the thickness of the image observation unit can be reduced and the focal length can be reduced, so that the cell observation apparatus can be placed in a commercially available incubator with a small capacity and can observe the majority of the medium at the same time. .

前記複眼画像入力部は複数存しており、前記容器の下面の50%以上の画像は分割されて、各分割画像は各前記複眼画像入力部にそれぞれ結像している構成であってもよい。   There may be a plurality of compound eye image input units, 50% or more of the lower surface of the container is divided, and each divided image is formed on each compound eye image input unit. .

前記照明部は、前記容器の側方から容器に光を照射する構成であってもよい。   The illumination unit may be configured to irradiate the container with light from the side of the container.

前記容器の上面を構成する上面部材の内側の面には、反射防止処理が施されていてもよい。   An antireflection treatment may be performed on the inner surface of the upper surface member constituting the upper surface of the container.

本発明の細胞観察方法は、インキュベータ中に設置された細胞が培養され透明な下面を有する容器中での細胞の状況を観察する細胞観察方法であって、上記の細胞観察装置をインキュベータ内の容器の下方に設置する工程と、細胞の培養状況を前記細胞観察装置により前記インキュベータ内で観察する工程とを含む。   The cell observation method of the present invention is a cell observation method for observing the state of cells in a container having a transparent lower surface in which cells placed in an incubator are cultured, and the above cell observation apparatus is used as a container in an incubator. And a step of observing the culture state of the cells in the incubator with the cell observation device.

本発明では、複数のマイクロレンズが配列された複眼画像入力部を有しているので、画像観察部の厚みを小さくできると共に焦点距離も小さくでき、さらに容器の下面の50%以上を同時に観察できる。   In the present invention, since it has a compound eye image input unit in which a plurality of microlenses are arranged, the thickness of the image observation unit can be reduced, the focal length can be reduced, and more than 50% of the lower surface of the container can be observed simultaneously. .

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numerals for the sake of brevity.

(実施形態1)
図1は、インキュベータ(培養装置)10内に設置された実施形態1の細胞観察装置を模式的に示した図である。図は内部を示しており、実際には扉が存していて、細胞の培養中は密閉されている。インキュベータ10内には細胞を培養する容器40が置かれる棚12があり、その下に細胞観察装置の画像観察部20が置かれている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cell observation apparatus according to Embodiment 1 installed in an incubator (culture apparatus) 10. The figure shows the interior, in fact there is a door and it is sealed during cell culture. In the incubator 10, there is a shelf 12 on which containers 40 for culturing cells are placed, and an image observation unit 20 of the cell observation device is placed below the shelf.

ヒトの組織の細胞や幹細胞などを培養する場合は、人体内部と同じ環境にする必要があり、インキュベータ10内は温度が37℃、湿度95RH%以上、二酸化炭素濃度5%に保たれる。二酸化炭素濃度を5%に保つために、二酸化炭素の入ったガスボンベ70がインキュベータ10の外に置かれ、インキュベータ10内に管71を通して二酸化炭素を供給している。細胞を培養する容器40は図2に示すように、将棋の駒のような五角形の形状を有しており、内部の培養状態が観察できるように下面42と側面は透明である。一方上面41を構成する上面部材の内側面には反射防止のための黒のつや消し塗料が塗布されている。容器40はスクリューキャップ43で封じられているが、培養液や種細胞を入れるとき、あるいは内容物を取り出すときには、スクリューキャップ43は開けられる。   When culturing cells or stem cells of human tissue, it is necessary to have the same environment as the inside of the human body, and the temperature inside the incubator 10 is maintained at 37 ° C., humidity 95 RH% or more, and carbon dioxide concentration 5%. In order to keep the carbon dioxide concentration at 5%, a gas cylinder 70 containing carbon dioxide is placed outside the incubator 10, and carbon dioxide is supplied into the incubator 10 through a pipe 71. As shown in FIG. 2, the container 40 for culturing cells has a pentagonal shape like a shogi piece, and the lower surface 42 and side surfaces are transparent so that the culture state inside can be observed. On the other hand, a black matting paint for preventing reflection is applied to the inner surface of the upper surface member constituting the upper surface 41. Although the container 40 is sealed with the screw cap 43, the screw cap 43 is opened when the culture solution or the seed cells are added or when the contents are taken out.

棚12は細胞の観察を邪魔しないように透明であるか、あるいは枠のみで容器40を支える形態であることが好ましい。   It is preferable that the shelf 12 is transparent so as not to disturb the observation of cells, or is configured to support the container 40 only with a frame.

画像観察部20は接続線61によってインキュベータ10の外に置かれた画像処理部60に繋がれている。画像処理部60は画像観察部20から受け取った画像データを処理し、分析する。   The image observation unit 20 is connected to the image processing unit 60 placed outside the incubator 10 by a connection line 61. The image processing unit 60 processes and analyzes the image data received from the image observation unit 20.

また、インキュベータ10内には照明部50,50が容器40の側方に設置されている。照明部50,50は白色LEDを光源として用いている。詳しくは、容器40の側面に沿って複数の白色LEDチップを並べて光源としている。照明部50,50を容器40の側方に置くことにより、容器40の下面からの画像観察部20への反射光は無くなり、細胞の観察を行いやすい。また、容器40の上面の内側面は反射防止が施されているので、上面からの画像観察部20への反射光も無くなり、細胞の観察をより行いやすい。   Further, in the incubator 10, illumination units 50 and 50 are installed on the side of the container 40. The illumination parts 50 and 50 use white LED as a light source. Specifically, a plurality of white LED chips are arranged along the side surface of the container 40 as a light source. By placing the illumination units 50, 50 on the side of the container 40, the reflected light from the lower surface of the container 40 to the image observation unit 20 is eliminated, and the cells can be easily observed. In addition, since the inner side surface of the upper surface of the container 40 is prevented from being reflected, the reflected light from the upper surface to the image observation unit 20 is also eliminated, making it easier to observe the cells.

本実施形態の細胞観察装置は、画像観察部20、照明部50,50、画像処理部60を備えており、照明部50,50が発した光が容器40の下面に付着している細胞コロニーに当たって乱反射され、その反射光を画像観察部20の受光素子によって観察する。従来の細胞観察装置は透過光を利用して位相差顕微鏡によって細胞を観察していたが、本実施形態では位相差法式を用いず、反射光をそのまま観察している。   The cell observation device of this embodiment includes an image observation unit 20, illumination units 50 and 50, and an image processing unit 60, and a cell colony in which light emitted from the illumination units 50 and 50 adheres to the lower surface of the container 40. Then, the light is irregularly reflected and the reflected light is observed by the light receiving element of the image observation unit 20. In the conventional cell observation device, cells are observed with a phase contrast microscope using transmitted light, but in this embodiment, reflected light is observed as it is without using a phase difference formula.

本実施形態の画像観察部20は、図3に示すように、複数のマイクロレンズ1aが配列されたマイクロレンズアレイ1と、このマイクロレンズアレイ1の下に設けられた隔壁層2と、隔壁層2の下に設けられた受光素子3を備えた複眼画像入力部30を有している。この複眼画像入力部30の構造は特許文献3に示されている構造と同じである。なお、図ではマイクロレンズアレイ1と隔壁層2と受光素子3とを離間させて描いているが、これは説明しやすいようにするためであり、実際にはこれらは重ねられて配置されている。隔壁層2は格子状の複数の隔壁2aの集合体であり、受光素子3は複数の受光セル3aの集合体である。   As shown in FIG. 3, the image observation unit 20 of the present embodiment includes a microlens array 1 in which a plurality of microlenses 1 a are arranged, a partition layer 2 provided under the microlens array 1, and a partition layer. 2 has a compound eye image input unit 30 provided with a light receiving element 3 provided below the light receiving element 3. The structure of the compound eye image input unit 30 is the same as that shown in Patent Document 3. In the drawing, the microlens array 1, the partition wall layer 2, and the light receiving element 3 are drawn apart from each other. However, this is for ease of explanation, and these are actually arranged in an overlapping manner. . The partition layer 2 is an aggregate of a plurality of grid-like partition walls 2a, and the light receiving element 3 is an aggregate of a plurality of light receiving cells 3a.

一つのマイクロレンズ1aは一つの隔壁2aに対応しており、それらに対して複数の受光セル3aが対応している。これらが信号処理単位Uを構成している。図では破線による角柱で信号処理単位Uを示している。隔壁2aは対応するマイクロレンズ1aの隣のマイクロレンズからの光を遮るはたらきをしており、光信号の混信を防いでいる。そして、受光素子3の上に画像観察部20の上にある物体の複数の縮小像が結像する。   One microlens 1a corresponds to one partition 2a, and a plurality of light receiving cells 3a correspond to them. These constitute a signal processing unit U. In the figure, the signal processing unit U is indicated by a rectangular column with a broken line. The partition wall 2a serves to block light from the microlens adjacent to the corresponding microlens 1a, thereby preventing interference of optical signals. A plurality of reduced images of the object on the image observation unit 20 are formed on the light receiving element 3.

本実施形態ではマイクロレンズ1aを用いているため、複眼画像入力部30自体の厚みを通常の撮像装置よりも小さくすることができる。また、焦点距離も小さくできるため対象物体との距離を通常の撮像装置よりも小さくすることができる。このため、インキュベータ内の狭い空間に画像観察部20を設置することができる。また、構造が簡単であって、従来よりも高精細の画像データを取り出すことができる。そして、面積の大きい対象物を、複眼画像入力部30を移動させることなく対象物の50%以上を同時に観察することができる。   Since the microlens 1a is used in this embodiment, the thickness of the compound eye image input unit 30 itself can be made smaller than that of a normal imaging device. In addition, since the focal length can be reduced, the distance to the target object can be made smaller than that of a normal imaging device. For this reason, the image observation part 20 can be installed in the narrow space in an incubator. In addition, the structure is simple and high-definition image data can be taken out compared to the prior art. In addition, it is possible to simultaneously observe 50% or more of the object having a large area without moving the compound eye image input unit 30.

市販のインキュベータ10は容量が数十Lのものが多く、内部の空間の高さも50〜60cm程度であって、既に述べたとおり市販の位相差顕微鏡は内部に入れられない。しかしながら、本実施形態の画像観察部20は数mm〜数cmの高さで焦点距離も数mm〜数十cmとすることができるので、容器40をインキュベータ10内に入れたまま細胞の観察が行える。これにより、容器40をインキュベータ10外に出すことによる細胞培養への悪影響を避けることができる。なお、実際の装置の例としては、高さは5mm(ケースを含めて約1cm)、焦点距離は5cmである。   The commercially available incubator 10 has a capacity of several tens of liters and the height of the internal space is about 50 to 60 cm. As already described, a commercially available phase contrast microscope cannot be put inside. However, since the image observation unit 20 of the present embodiment can have a height of several mm to several cm and a focal length of several mm to several tens of cm, cells can be observed while the container 40 is placed in the incubator 10. Yes. Thereby, the bad influence on cell culture by taking out container 40 out of incubator 10 can be avoided. As an example of an actual apparatus, the height is 5 mm (about 1 cm including the case), and the focal length is 5 cm.

次に細胞の培養状況を観察する方法について説明する。   Next, a method for observing the cell culture state will be described.

まず細胞観察装置の画像観察部20をインキュベータ10の内部の底面に設置する。そして接続線61により画像処理部60と接続する。   First, the image observation unit 20 of the cell observation device is installed on the bottom surface inside the incubator 10. Then, a connection line 61 connects to the image processing unit 60.

それから、画像観察部20の上方3〜4cmのところに棚12を置き、その上に培養液と種細胞を入れた容器40を置く。また、容器40の両側方のインキュベータ内壁に照明部50,50を設置する。   Then, the shelf 12 is placed 3 to 4 cm above the image observation unit 20, and the container 40 containing the culture solution and seed cells is placed thereon. Moreover, the illumination parts 50 and 50 are installed on the inner wall of the incubator on both sides of the container 40.

次に、インキュベータ10の扉を閉めて密閉し、温度、湿度、二酸化炭素濃度を培養用の条件に設定し、細胞の培養を開始する。   Next, the door of the incubator 10 is closed and sealed, the temperature, humidity, and carbon dioxide concentration are set to the culture conditions, and cell culture is started.

それから所定の時間毎に、照明部50,50に電流を供給して容器40内を照らし、画像観察部20によって容器40の下面42に接着して増殖しながら拡がっていく細胞コロニーの画像データを採取し、画像処理部60に送る。各受光セル3aから得られる画像データは演算により、例えば図6に示すような容器40の下面42における画像となり、細胞コロニー45,45,45の数と大きさとから細胞の増殖速度およびより大きな培養容器への移し替え予定日を画像処理部60が演算により算出する。   Then, every predetermined time, current is supplied to the illumination units 50 and 50 to illuminate the inside of the container 40, and the image observation unit 20 adheres to the lower surface 42 of the container 40 and expands the image data of the cell colonies that are growing. Collected and sent to the image processing unit 60. Image data obtained from each light receiving cell 3a is converted into an image on the lower surface 42 of the container 40 as shown in FIG. 6, for example, and the cell growth rate and larger culture are determined from the number and size of the cell colonies 45, 45, 45. The image processing unit 60 calculates the scheduled transfer date to the container by calculation.

本実施形態では、隣り合う信号処理単位Uに結像する縮小画像に重なりがあれば、三次元画像を演算して取り出すこともできる。   In the present embodiment, if there is an overlap between the reduced images formed in adjacent signal processing units U, a three-dimensional image can be calculated and extracted.

(実施形態2)
実施形態2は、実施形態1とは複眼画像入力部が異なっており、他の点は実施形態1と同じであるので、複眼画像入力部について説明する。
(Embodiment 2)
The second embodiment is different from the first embodiment in the compound eye image input unit, and the other points are the same as those in the first embodiment, so the compound eye image input unit will be described.

図4に示すように、本実施形態の複眼画像入力部31は、基板32の上に九個の分割複眼画像入力部33,33,…を有している構成となっている。各分割複眼画像入力部33,33,…は、それぞれ9つの信号処理単位Uを有している。そして、分割複眼画像入力部33,33,…は、容器40の下面42の形状に沿うように配置されて、下面42の50%以上の画像を観察できるようにしている。本実施形態では90%以上の画像を観察できる。なお、各分割複眼画像入力部33,33,…は、容器40の下面42の分割された画像をそれぞれ受光素子上に結像させている。   As shown in FIG. 4, the compound eye image input unit 31 of the present embodiment is configured to have nine divided compound eye image input units 33, 33,. Each divided compound eye image input unit 33, 33,... Has nine signal processing units U. .. Are arranged along the shape of the lower surface 42 of the container 40 so that images of 50% or more of the lower surface 42 can be observed. In this embodiment, 90% or more of images can be observed. Each of the divided compound eye image input units 33, 33,... Forms the divided image of the lower surface 42 of the container 40 on the light receiving element.

分割複眼画像入力部33の構成は、図5に示すようにイメージセンサ(受光素子)38の上に隔壁層37が載せられ、その上にマイクロレンズアレイ36が載せられ、その上には絞り35が載せられている。そして絞り35の上にスペーサ34が載せられ、重ねられたこれらは枠により固定されている。なお、絞り35は板に開けられたマイクロレンズよりも小径の穴であり、スペーサ34は細胞観察の妨げにならないように中央部に大きな開口を有している。   As shown in FIG. 5, the divided compound eye image input unit 33 is configured such that a partition layer 37 is placed on an image sensor (light receiving element) 38, a microlens array 36 is placed thereon, and a diaphragm 35 is placed thereon. Is placed. Then, a spacer 34 is placed on the diaphragm 35, and these stacked parts are fixed by a frame. The aperture 35 is a hole having a smaller diameter than the microlens formed in the plate, and the spacer 34 has a large opening at the center so as not to interfere with cell observation.

本実施形態では、小型の受光素子を複数使用して複数の分割複眼画像入力部33を構成させているので、安価に作製することができる。また、解像度も上がる。その他、実施形態1と同様の効果を奏する。   In the present embodiment, since a plurality of divided compound eye image input units 33 are configured using a plurality of small light receiving elements, they can be manufactured at low cost. Also, the resolution goes up. In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(その他の実施形態)
上記の実施形態は例示に過ぎず、本発明はこれらの例に限定されない。例えば実施形態2において分割複眼画像入力部33の数は9より多くても良いし少なくてもよい。また、一つの分割複眼画像入力部33を構成する信号処理単位Uの数も9よりも多くてもよいし、少なくても良い。
(Other embodiments)
The above embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these examples. For example, in the second embodiment, the number of divided compound eye image input units 33 may be more or less than nine. Further, the number of signal processing units U constituting one divided compound eye image input unit 33 may be larger or smaller than nine.

容器の形状や大きさも特に限定されない。また、複眼画像入力部、分割複眼画像入力部にはフィルターを付けてもよい。容器上面の反射防止処理はサンドブラスト加工や素材そのものを無反射のものに換えてもよい。   The shape and size of the container are not particularly limited. A filter may be attached to the compound eye image input unit and the divided compound eye image input unit. The antireflection treatment on the upper surface of the container may be performed by sandblasting or changing the material itself to a nonreflective one.

以上説明したように、本発明に係る細胞観察装置は、画像観察部が薄くインキュベータの中に設置できるので、幹細胞の培養観察用の装置等として有用である。   As described above, the cell observation apparatus according to the present invention is useful as an apparatus for culturing and observing stem cells because the image observation section is thin and can be installed in an incubator.

インキュベータ内に設置された実施形態1に係る細胞観察装置の模式図Schematic diagram of the cell observation apparatus according to Embodiment 1 installed in the incubator 細胞を培養する容器の斜視図Perspective view of vessel for culturing cells 複眼画像入力部の模式的な分解斜視図Schematic exploded perspective view of compound eye image input unit 実施形態2に係る複眼画像入力部の平面図Plan view of compound eye image input unit according to Embodiment 2 分割複眼画像入力部の分解斜視図Exploded perspective view of split compound eye image input unit 培養された細胞のコロニーを示す図Diagram showing colonies of cultured cells

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロレンズアレイ
1a マイクロレンズ
10 インキュベータ
20 画像観察部
30,31 複眼画像入力部
40 容器
41 容器上面
42 容器下面
50 照明部
60 画像処理部
61 接続線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Micro lens array 1a Micro lens 10 Incubator 20 Image observation part 30,31 Compound eye image input part 40 Container 41 Container upper surface 42 Container lower surface 50 Illumination part 60 Image processing part 61 Connection line

Claims (5)

インキュベータ中に一部が設置される細胞観察装置であって、
細胞が培養され透明な下面を有する容器の下に設置される画像観察部と、照明部とをインキュベータ中に備え、
前記画像観察部は、複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイにより、受光素子上に複数の物体縮小像が結像される複眼画像入力部を有しており、
前記複数の物体縮小像の全体は、前記容器の下面の50%以上の画像を含んでいる、細胞観察装置。
A cell observation device partially installed in an incubator,
An incubator is provided with an image observation unit that is placed under a container in which cells are cultured and has a transparent lower surface, and an illumination unit,
The image observation unit includes a compound eye image input unit that forms a plurality of reduced object images on a light receiving element by a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged.
The whole of the plurality of reduced object images includes a cell observation device including an image of 50% or more of the lower surface of the container.
前記複眼画像入力部は複数存しており、
前記容器の下面の50%以上の画像は分割されて、各分割画像は各前記複眼画像入力部にそれぞれ結像している、請求項1に記載されている細胞観察装置。
There are a plurality of compound eye image input units,
The cell observation device according to claim 1, wherein an image of 50% or more of the lower surface of the container is divided, and each divided image is formed on each compound eye image input unit.
前記照明部は、前記容器の側方から容器に光を照射する、請求項1または2に記載されている細胞観察装置。   The cell observation apparatus according to claim 1, wherein the illumination unit irradiates light to the container from a side of the container. 前記容器の上面を構成する上面部材の内側の面には、反射防止処理が施されている、請求項1から3のいずれか一つに記載されている細胞観察装置。   The cell observation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an inner surface of an upper surface member constituting the upper surface of the container is subjected to an antireflection treatment. インキュベータ中に設置された細胞が培養され透明な下面を有する容器中での細胞の状況を観察する細胞観察方法であって、
請求項1から4のいずれか一つに記載されている細胞観察装置をインキュベータ内の容器の下方に設置する工程と、
細胞の培養状況を前記細胞観察装置により前記インキュベータ内で観察する工程と
を含む、細胞観察方法。
A cell observation method for observing the state of cells in a container having a transparent lower surface in which cells placed in an incubator are cultured,
Installing the cell observation device according to any one of claims 1 to 4 below a container in an incubator;
And observing the culture state of the cells in the incubator with the cell observation device.
JP2007080013A 2007-03-26 2007-03-26 Apparatus for observing cell and method for observing cell Pending JP2008237064A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007080013A JP2008237064A (en) 2007-03-26 2007-03-26 Apparatus for observing cell and method for observing cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007080013A JP2008237064A (en) 2007-03-26 2007-03-26 Apparatus for observing cell and method for observing cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008237064A true JP2008237064A (en) 2008-10-09

Family

ID=39909155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007080013A Pending JP2008237064A (en) 2007-03-26 2007-03-26 Apparatus for observing cell and method for observing cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008237064A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012529025A (en) * 2009-06-02 2012-11-15 コミッサリアータ レネルジー アトミック エ オゼネルジー アルテルナティーブ Microlens imaging system and sample detection system attached device
JP2013021960A (en) * 2011-07-20 2013-02-04 Atect Corp Culture observation apparatus
WO2014077601A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 (주)실리콘화일 On-chip integrated unit for cell culture observation, and on-chip integrated kit for cell culture observation
JP2015029461A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 克昌 藤田 Imaging device
KR101505874B1 (en) 2012-12-05 2015-03-25 (주)옵토레인 On chip cell culture-monitor unit and combine kit using the unit
WO2015174356A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 オリンパス株式会社 Culture observation apparatus
EP3009500A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-20 Olympus Corporation Cultere oberservation apparatus and culture observation system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012529025A (en) * 2009-06-02 2012-11-15 コミッサリアータ レネルジー アトミック エ オゼネルジー アルテルナティーブ Microlens imaging system and sample detection system attached device
JP2013021960A (en) * 2011-07-20 2013-02-04 Atect Corp Culture observation apparatus
WO2014077601A1 (en) * 2012-11-16 2014-05-22 (주)실리콘화일 On-chip integrated unit for cell culture observation, and on-chip integrated kit for cell culture observation
KR101404607B1 (en) 2012-11-16 2014-06-11 (주)실리콘화일 On chip cell culture-monitor combine unit and combine kit using the unit
KR101505874B1 (en) 2012-12-05 2015-03-25 (주)옵토레인 On chip cell culture-monitor unit and combine kit using the unit
JP2015029461A (en) * 2013-08-02 2015-02-16 克昌 藤田 Imaging device
WO2015174356A1 (en) * 2014-05-14 2015-11-19 オリンパス株式会社 Culture observation apparatus
CN106414705A (en) * 2014-05-14 2017-02-15 奥林巴斯株式会社 Culture observation apparatus
US20170044481A1 (en) * 2014-05-14 2017-02-16 Olympus Corporation Culturing observation apparatus
JPWO2015174356A1 (en) * 2014-05-14 2017-04-20 オリンパス株式会社 Culture observation equipment
JP2020062047A (en) * 2014-05-14 2020-04-23 オリンパス株式会社 Culture observation device
EP3009500A1 (en) * 2014-10-17 2016-04-20 Olympus Corporation Cultere oberservation apparatus and culture observation system
JP2016077226A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 オリンパス株式会社 Culture observation apparatus and culture observation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008237064A (en) Apparatus for observing cell and method for observing cell
US10155926B2 (en) Microscope apparatus and cell culture apparatus
EP2781591B1 (en) A tray, a system and a method for monitoring and culturing of a cell culture
US20160152941A1 (en) Device for analyzing cells and monitoring cell culturing and method for analyzing cells and monitoring cell culturing using same
JP5556444B2 (en) Microscope, culture observation equipment
CN107209123A (en) Porous Fourier overlapping associations and fluorescence imaging
WO2012115153A1 (en) Cell evaluation method, cell culture method, cell evaluation device, incubator, cell evaluation program, colony classification program, stem cell culture method, stem cell evaluation device, and stem cell evaluation program
JP6691040B2 (en) Culture observation device
JP2009152827A (en) Image processing method for time-lapse image, image processing program, and image processor
JP2019106944A (en) Observation device and observation method using the same
WO2015193951A1 (en) Observation device, observation method, observation system, program thereof, and method for producing cells
US20150329814A1 (en) Apparatus for long-term uninterrupted safe culturing of embryos, biological specimens in a controlled environment having improved imaging capabilities
IL254325B1 (en) Method and Apparatus for Microscopy
JP2012147739A (en) Observation apparatus
WO2009157211A1 (en) Method of measuring activity of cultured cells, microchamber, microchamber array, culture container and device for measuring activity of cultured cells
EP3149149A1 (en) Container for culturing organisms, method for monitoring the culturing of organisms inside said container, and monitoring system
US20170166856A1 (en) Infrared signal monitoring for cell cultures
CN106010953A (en) In-situ real-time microscopic monitoring device and method of cell growth state in cell fermentation tank
US20200173977A1 (en) Compact optical imaging system for cell culture monitoring
WO2019088030A1 (en) Imaging control device, method for operating imaging control device, and imaging control program
JP6535494B2 (en) Imaging device, imaging method and culture vessel
JP3886403B2 (en) Sample container for soft X-ray imaging
US20220267703A1 (en) Device for observing a living cell or a set of living cells
JP7365045B2 (en) analysis system
JP7005087B1 (en) Embryo culture device and its imaging device