JP2008259430A

JP2008259430A - 顕微鏡観察用培養器

Info

Publication number: JP2008259430A
Application number: JP2007102735A
Authority: JP
Inventors: Hideji Tsuchiya; 秀治土屋
Original assignee: Tokai Hit Co Ltd
Current assignee: Tokai Hit Co Ltd
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】コストを抑えることができ、コンパクト且つ軽量で、コンデンサの短い焦点距離に対応できるようにステージの上面から突出する寸法を小さくできて、しかも重量制限があるような微細な動作をする電動ステージにも設置が可能で、また内部に結露が生じ難い顕微鏡観察用培養器を提供する。
【解決手段】水槽１６内の水の加温と、ディッシュＤ内の細胞Ｃの加温を１つのヒータ２５によって兼用している。従って、従来の顕微鏡観察用培養器に比べてヒータを一つ減らすことができ、コストを抑えることができる。また、顕微鏡観察用培養器１をコンパクト且つ軽量なものとすることができる。特に、ステージの上面から突出する寸法Ｔ２を小さくできるので、コンデンサの短い焦点距離に対応が可能となる。更に、顕微鏡観察用培養器１を大幅に軽量化できる結果、重量制限があるような微細な動作をする電動ステージにも設置が可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は顕微鏡観察用培養器に係り、特に小型且つ軽量化を実現できる顕微鏡観察用培養器に関するものである。

この種の顕微鏡観察用培養器には、本出願人による特許出願である特許文献１に記載されたものなどがある。図６は従来の顕微鏡観察用培養器１００の縦断面図である。顕微鏡観察用培養器１００は、水槽１０３と水槽１０３を加温するヒータ１１１とが設けられた水槽ユニット１０５、水槽ユニット１０５の上面開口を塞ぐ蓋１０７、ディッシュＤを加温するヒータ１０９を有する加温プレート１１０を備え、更に水槽ユニット１０５と加温プレート１１０と蓋１０７とで画成される培養空間１０１に所定のガスを供給するためのガス供給手段(図示せず)を備えている。蓋１０７は透明発熱ガラス１１３を有している。また、ヒータ１０９は枠１１２に保持され、その中心には穴１１７が形成されている。

顕微鏡観察用培養器１００は、顕微鏡のステージ１１９に設置され、細胞Ｃを入れたディッシュＤを培養空間１０１に収容し、ディッシュＤをヒータ１０９によって加温し、これとは別のヒータ１１１によって水槽１０３内の水を加温し、更にヒータ１０９、ヒータ１１１及び透明発熱ガラス１１３によって培養空間１０１を加温する。またガス供給手段によって例えばCO₂を培養空間１０１に供給する。これによりディッシュＤ内の細胞Ｃを温度、湿度及びCO₂濃度が管理された所定の環境に置く、そして対物レンズ１２１を細胞Ｃに対し穴１１７を介して対向させ、コンデンサ１２３から照射される光の焦点を細胞Ｃに合わせて、細胞Ｃの顕微鏡観察を行う。

特開２００４−１４１１４３

しかしながら、上記従来の顕微鏡観察用培養器１００は、ディッシュＤを加温するヒータ１０９と水槽１０３を加温するヒータ１１１の両方を別々に備えているので、コストが高くなるだけでなく、大型且つ重量の重いものとなる。
特に顕微鏡観察用培養器１００のステージ１１９の上面から突出する寸法Ｔが大きいと、コンデンサ１２３から細胞Ｃまでの距離がコンデンサ１２３から照射される光の焦点距離より長くなり、細胞Ｃに対する集光を適正に行うことができなくなってしまう。

また、近年では、顕微鏡観察用培養器を設置してアクチュエータにより駆動する電動ステージが多用されている。この電動ステージには、対物レンズ１２１の光軸に直交する方向（Ｘ−Ｙ方向）だけでなく、対物レンズ１２１の光軸方向（Ｚ方向）にも駆動するものもある。
顕微鏡観察用培養器の重量が重い場合には、出力の大きなアクチュエータを用いる必要があるが、出力の大きなアクチュエータによって微細な動作を行うのは技術的に難しいという問題がある。特に、電動ステージをＺ方向に動かして、細胞Ｃに対物レンズの焦点を自動調節する場合には、極めて微細は動作が要求され、これに用いられるアクチュエータとしては出力の小さなものを用いざるを得ない。このため電動ステージに設置する顕微鏡観察用培養器には重量制限が課せられることになる。従って従来の顕微鏡観察用培養器１００を使用できない場合もある。

更に、加温プレート１１０の枠１１２の内側の縁部１２５には段差があるため、この縁部１２５に結露が生じて、この水が顕微鏡観察用培養器１の外部へ漏れ出すおそれがある。特に細胞の培養を１週間以上行うこともあり、この間に結露が発生してしまうことになる。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて為されたものであり、コストを抑えることができ、コンパクト且つ軽量で、コンデンサの短い焦点距離に対応できるようにステージの上面から突出する寸法を小さくできて、しかも重量制限があるような微細な動作をする電動ステージにも設置が可能で、また内部に結露が生じ難い顕微鏡観察用培養器を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するための、請求項１記載の発明は、水槽ユニットと、前記水槽ユニットに設けられた水槽と、前記本体の上面側開口を閉鎖する蓋とを有し、顕微鏡のステージに設置し観察対象を前記水槽ユニットに収容して所定の温度、湿度等に保った環境で前記観察対象の顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養器において、前記水槽ユニットに収容される観察対象と前記水槽内の水を加温するヒータを１つのもので兼用し、且つ前記ヒータを水槽ユニットの下面側に固定したことを特徴とする顕微鏡観察用培養器である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは水槽の底部の下面に密着して備えられていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器である。

請求項３の発明は、請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器において、水槽の底面の少なくとも一部が欠落して開口が形成され、前記開口はヒータによって閉鎖されており、水槽内の水がヒータに直に接触することを特徴とする顕微鏡観察用培養器である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは少なくとも観察対象に対応する部分が透明体によって構成されており、本体の下面側が完全に閉鎖されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器である。

請求項５の発明は、請求項４に記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは全面に透明発熱体を備えていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器である。

本発明の顕微鏡観察用培養器によれば、コストを抑えることができ、コンパクト且つ軽量なものとすることができる。
従って、ステージの上面から突出する寸法を小さくでき、短い焦点距離のコンデンサに対応でも、観察対象に対する集光を適正に行うことが可能となる。
また、重量制限があるような微細な動作をする電動ステージにも設置が可能となる。
更に、内部に結露を発生し難くすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器１を図１から図４にしたがって説明する。顕微鏡観察用培養器１は、水槽ユニット３、アダプター５及び蓋７等によって構成されている。
水槽ユニット３の構造について説明する。
符号１１はほぼ長方形の枠状に形成された本体部を示し、この本体部１１には上面側開口１３と下面側開口１５とが形成されている。また本体部１１には水槽１６が設けられている。この水槽１６は外壁１７、内壁１９及び底部２１によって構成され、図２に示すように底部２１の一部が欠落して形成された６つの開口２３が形成されている。
また、内壁１９の内側面の基部には内側へ突出する支持部２４が形成されている。

符号２５はヒータを示し、このヒータ２５は金属板２７にニクロム線２９が埋設状に備えられて構成されている。またヒータ２５には長方形の孔３１が形成されている。ヒータ２５は水槽１６の底部２１の下面に密着した状態に貼り付けられおり、底部２１の開口２３はヒータ２５によって閉鎖されている。即ちヒータ２５は水槽ユニット３の下面側に固定されており、水槽ユニット３の下面側開口１５を覆っている。

また、本体部１１にはガス供給用ホース３３、水供給用ホース３５及び電気コード３７が取り付けられている。ガス供給用ホース３３は本体部１１内に連通し、水供給用ホース３５は水槽１６内に連通している。電気コード３７はヒータ２５のニクロム線２９に電気的に接続されている。

アダプター５の構造について説明する。
符号３９は長方形の板状のベースを示し、このベース３９は縁が本体部１１の支持部２４に載る寸法に形成されている。またベース３９には孔４１が形成され、孔４１の周辺には円形に長方形が重なる形状の凹部４３が形成されている。また、ベース３９には一対の押えバネ４０が回動自在に設けられている。

蓋７の構造について説明する。
符号４５は枠を示し、この枠４５には透明発熱ガラス４７が保持されている。この透明発熱ガラス４７には透明導電膜が形成され、この透明導電膜は電気コード４８を介して通電することにより発熱する。

この顕微鏡観察用培養器１の使用方法について説明する。
水槽ユニット３を顕微鏡のステージ１１９に設置する。この際、水槽ユニット３の下面側の縁がステージ１１９の孔１２０の上面側の縁に掛かるようにする。そして、アダプター５を水槽ユニット３に収容し、ベース３９の縁を水槽ユニット３の本体部１１の支持部２４に載せる。

次いで、観察対象としての細胞Ｃを培養液と共に入れたディッシュＤをアダプター５の円形の凹部４３に嵌めて設置して、押えバネ４０によってディッシュＤを押えて固定する。このようにディッシュＤを水槽ユニット３に収容してから、蓋７を水槽ユニット３に載せて、上面側開口１３を閉鎖する。

次に、ガス供給用ホース３３を介してCO₂を水槽ユニット３、アダプター５及び蓋７によって画定される培養空間２に供給する。また水供給用ホース３５を介して水槽１６へ水が供給する。
ヒータ２５のニクロム線２９に電気コード３７を介して通電し発熱させて、水槽１６内の水を加温し蒸発させ、更にヒータ２５はディッシュＤ内の細胞Ｃを加温する。水槽１６の底部２１には開口２３が形成されているので、水槽１６内の水はヒータ２５に直に接触する。従って、ヒータ２５は水を迅速に、しかも効率よく加温することができる。

また電気コード４８を介して透明発熱ガラス４７の透明導電膜に通電し発熱させる。
なお、ニクロム線２９と透明発熱ガラス４７の透明導電膜に対する通電は温度センサによって検知される温度に対応して制御される。
上記のように培養空間２内のディッシュＤに入れられた細胞が所定の湿度、温度等の環境に保たれる。そして、対物レンズ１２１を細胞Ｃに対しヒータ２５の孔３１、アダプター５の孔４１を介して対向させ、コンデンサ１２３から照射される光の焦点を細胞Ｃに合わせて、細胞Ｃの顕微鏡観察を行う。

上記のように、水槽１６内の水の加温と、ディッシュＤ内の細胞Ｃの加温を１つのヒータ２５によって兼用している。従って、従来の顕微鏡観察用培養器に比べてヒータを一つ減らすことができ、コストを抑えることができる。また、顕微鏡観察用培養器１をコンパクト且つ軽量なものとすることができる。特に、顕微鏡観察用培養器１のステージ１１９の上面から突出する寸法Ｔ２を小さくできるので、コンデンサ１２３の短い焦点距離に対応することが可能となる。
更に、顕微鏡観察用培養器１を大幅に軽量化できる結果、重量制限があるような微細な動作をする電動ステージにも対応することが可能となる。
また、従来の顕微鏡観察用培養器１００のように加温プレート１１０を備えないので、枠１１２の内側の縁部１２５にある段差が存在せず、顕微鏡観察用培養器１の内部に結露が発生するのを防止することができる。

本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器５１を図５にしたがって説明する。顕微鏡観察用培養器５１は、第１の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器１とヒータ５５を除き同様の構造部分を有しているので、同様の構造部分については第１の実施の形態と同じ符号を付して、その説明を省略し、ヒータ５５についてのみ説明する。
ヒータ５５の構成について説明する。
符号５７は基板を示し、この基板５７はガラス板または合成樹脂製板であり、透明かつ電気的絶縁性をもつ板状物が使用される。

基板５７の下面の全体には透明発熱体としての透明導電膜５９が直接形成されている。透明導電膜５９は導電性金属薄膜によって構成されており、通電により発熱する性質を有するものが使用される。
透明導電膜５９の表面には図示しない一対の電極が固定されており、電極は透明導電膜５９に電気的に接続している。一対の電極には電気コード３７が電気的に接続されている。
基板５７の下面側にはカバー６１が接着剤６３によって貼り付けられて固定されている。カバー６１はガラス板または合成樹脂製板であり、透明かつ電気的絶縁性をもつ板状物が使用される。接着剤６３は絶縁性および透明性を有しており、シリコーン等が用いられる。

この顕微鏡観察用培養器５１によれば、ヒータ５５によって本体部１１の下面側開口１５が完全に閉鎖されるので、水槽ユニット３内の環境を所定の状態に確実に保つことができる。またヒータ５５の基板５７の下面全体に透明導電膜５９が形成されているので、ディッシュＤはその直下から加温されることなり、細胞Ｃをより確実に所定の温度に保つことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では底部２１に開口を設けたが、底部２１に開口を形成しない構成としてもよい。
第２の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器５１のヒータ５５は、全体を透明体としたが、少なくとも細胞Ｃに対応する部分（対物レンズ１２１に対向する部分）を透明体で構成すればよい。また基板５７の下面全体に透明導電膜５９を形成したが、一部分に透明導電膜５９を設ける構成としてもよい。
なお、観察対象は、細胞に限らず、細菌等その他のものでよいのは勿論である。

本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器の斜視図である。図１の顕微鏡観察用培養器の平面図である。図１の顕微鏡観察用培養器の水槽ユニットの底面図である。図１の顕微鏡観察用培養器の縦断面である。本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養器の縦断面である。従来例に係る顕微鏡観察用培養器の縦断面である。

符号の説明

１、５１顕微鏡観察用培養器３水槽ユニット
７蓋１１本体部１３上面側開口
１５下面側開口１６水槽２１底部
２３開口２５、５５ヒータ５９透明導電膜

Claims

水槽ユニットと、前記水槽ユニットに設けられた水槽と、前記本体の上面側開口を閉鎖する蓋とを有し、顕微鏡のステージに設置し観察対象を前記水槽ユニットに収容して所定の温度、湿度等に保った環境で前記観察対象の顕微鏡観察を行う顕微鏡観察用培養器において、前記水槽ユニットに収容される観察対象と前記水槽内の水を加温するヒータを１つのもので兼用し、且つ前記ヒータを水槽ユニットの下面側に固定したことを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは水槽の底部の下面に密着して備えられていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
請求項１に記載した顕微鏡観察用培養器において、水槽の底面の少なくとも一部が欠落して開口が形成され、前記開口はヒータによって閉鎖されており、水槽内の水がヒータに直に接触することを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
請求項１から３のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは少なくとも観察対象に対応する部分が透明体によって構成されており、本体の下面側が完全に閉鎖されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器。
請求項４に記載した顕微鏡観察用培養器において、ヒータは全面に透明発熱体を備えていることを特徴とする顕微鏡観察用培養器。