JP2009118862A - Incubator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の環境条件に調整されたチャンバーの内部にてマイクロプレート等の培養容器の試料を培養するインキュベータに関するものである。 The present invention relates to an incubator for culturing a sample in a culture container such as a microplate inside a chamber adjusted to a predetermined environmental condition.
従来、各種の微生物や細胞を培養するために、図29に示す如きインキュベータ(9)が用いられている。該インキュベータ(9)は、開閉扉(92)によって開口(90)を開閉することが可能なチャンバー(91)の内部に、複数段の棚(93)を設け、各棚(93)に複数のマイクロプレート(31)を収容することが可能となっている。チャンバー(91)には、チャンバー(91)内の温度、湿度、CO2濃度等の環境条件を調整するための環境調整装置(図示省略)が設けられており、適切な環境条件を設定することによって、マイクロプレート(31)上の試料の培養が行なわれる。 Conventionally, an incubator (9) as shown in FIG. 29 is used for culturing various microorganisms and cells. The incubator (9) is provided with a plurality of shelves (93) in a chamber (91) capable of opening and closing an opening (90) by an open / close door (92), and each shelf (93) has a plurality of shelves. The microplate (31) can be accommodated. The chamber (91) is equipped with an environmental adjustment device (not shown) for adjusting environmental conditions such as temperature, humidity, and CO 2 concentration in the chamber (91), and set appropriate environmental conditions. By this, the sample on the microplate (31) is cultured.
この様なインキュベータ(9)においては、培養中の試料の状態を確認するために、チャンバー(91)からマイクロプレート(31)を取り出して、顕微鏡などによる試料の観察や分析が行なわれるが、その際にチャンバー(91)の開閉扉(92)を開く必要があるため、これによってチャンバー(11)内の環境条件が大きく変化する問題があった。 In such an incubator (9), the microplate (31) is taken out from the chamber (91) and the sample is observed and analyzed by a microscope or the like in order to confirm the state of the sample in culture. In this case, since the opening / closing door (92) of the chamber (91) needs to be opened, there is a problem that the environmental conditions in the chamber (11) greatly change.
そこで、チャンバーに開設したマイクロプレート挿入口とチャンバー内の各マイクロプレート収容部との間で、マイクロプレートの搬送を可能として、各マイクロプレート収容部に対するマイクロプレートの出し入れを自動化したインキュベータが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, an incubator has been proposed in which the microplate can be transported between the microplate insertion opening established in the chamber and each microplate housing in the chamber, and the microplate is automatically inserted into and removed from each microplate housing. (For example, refer to Patent Document 1).
該インキュベータによれば、チャンバーに小さなマイクロプレート挿入口を開設すればよいので、マイクロプレートの出し入れ時にチャンバー内の環境条件が大きく変化することはない。 According to the incubator, since a small microplate insertion port may be opened in the chamber, the environmental conditions in the chamber do not change greatly when the microplate is inserted and removed.
又、チャンバーの内部にカメラや光学系からなる顕微観察装置を配備し、該顕微観察装置によってチャンバー内でのマイクロプレートの観察を可能としたインキュベータが提案されている(特許文献2〜4参照)。
Further, an incubator has been proposed in which a microscopic observation apparatus including a camera and an optical system is provided inside the chamber, and the microplate can be observed in the chamber by the microscopic observation apparatus (see
該インキュベータによれば、チャンバーの開閉扉を開くことなくチャンバー内のマイクロプレートを観察することが出来るので、チャンバー内の環境条件が変化することはない。
しかしながら、チャンバー内でのマイクロプレートの搬送を自動化した従来のインキュベータにおいては、培養中の試料を観察するために、その試料が注入されているマイクロプレートをマイクロプレート収容棚から取り出して、マイクロプレート挿入口まで搬送し、更にマイクロプレート挿入口から外部に排出する必要があり、更に観察の終了後は、マイクロプレートをチャンバー内に搬入し、チャンバー内を搬送して、マイクロプレートを元のマイクロプレート収容部に戻す必要があるため、試料の観察のために時間がかかるばかりでなく、その度にマイクロプレート挿入口が開かれるので、チャンバー内の環境が変化する問題があった。 However, in a conventional incubator that automatically transports the microplate in the chamber, in order to observe the sample in culture, the microplate into which the sample has been injected is removed from the microplate storage shelf and inserted into the microplate. It is necessary to carry it out to the mouth, and then discharge it to the outside from the microplate insertion opening. After the observation is finished, carry the microplate into the chamber, carry it through the chamber, and store the microplate in the original microplate. Since it is necessary to return to the chamber, not only does it take time to observe the sample, but the microplate insertion opening is opened each time, so that there is a problem that the environment in the chamber changes.
一方、チャンバー内にマイクロプレートの顕微観察装置を配備したインキュベータにおいては、チャンバー内の環境が変化することはないが、チャンバー内が高湿度となるため、顕微観察装置を構成するカメラやレンズ等の光学系が湿気によってダメージを受ける問題があった。 On the other hand, in an incubator in which a microplate microscopic observation apparatus is provided in the chamber, the environment in the chamber does not change, but the inside of the chamber is highly humid, so that the camera, lens, etc. constituting the microscopic observation apparatus There was a problem that the optical system was damaged by moisture.
本発明の目的は、チャンバー内に培養容器の顕微観察装置を配備したインキュベータにおいて、顕微観察装置を構成するカメラやレンズ等の光学系が湿気によってダメージを受けることのないインキュベータを提供することである。 An object of the present invention is to provide an incubator in which a microscopic observation device for a culture container is provided in a chamber, in which an optical system such as a camera and a lens constituting the microscopic observation device is not damaged by moisture. .
本発明は、所定の環境条件に調整されたチャンバー内部にて、培養容器上の試料を培養するインキュベータにおいて、このチャンバー内部には、複数の培養容器を収容する培養容器収容棚と、培養容器を搬送して、前記培養容器収容棚に収容されている任意の培養容器を出し入れすることが可能な培養容器搬送手段と、培養容器上の試料を顕微観察するための顕微観察装置を密封構造のシールドケースの内部に収容すると共に、このシールドケースには培養容器上の試料を前記顕微観察装置が顕微観察するための観察窓が設けられている顕微観察手段と、を備え、前記培養容器搬送手段は、前記培養容器収容棚に収容されている所望の培養容器を前記顕微観察手段の観察窓の対向位置に移動させ、この培養容器上の試料を顕微観察するようにしたことを特徴とする。 The present invention provides an incubator for culturing a sample on a culture container in a chamber adjusted to a predetermined environmental condition. In this chamber, a culture container storage shelf for storing a plurality of culture containers, and a culture container are provided. A culture container transport means capable of transporting and taking in and out an arbitrary culture container stored in the culture container storage shelf, and a microscopic observation apparatus for microscopic observation of a sample on the culture container are sealed shield A microscopic observation means provided with an observation window for allowing the microscopic observation apparatus to microscopically observe the sample on the culture container in the shield case, and the culture container transporting means comprises: The desired culture container accommodated in the culture container storage shelf is moved to the position opposite to the observation window of the microscopic observation means, and the sample on the culture container is microscopically observed. Characterized in that was.
前記培養容器収容棚は複数個あり、これらの培養容器収容棚を水平に配列して保持する収容棚ホルダーを備え、前記顕微観察手段は、1或いは複数の培養容器収容棚に代えて前記収容棚ホルダーに設置可能な外形を有しても良い。 There are a plurality of the culture vessel storage shelves, and there are provided storage shelf holders for horizontally arranging and holding these culture vessel storage shelves, and the microscopic observation means replaces one or a plurality of culture vessel storage shelves with the storage shelves. You may have the external shape which can be installed in a holder.
前記チャンバー内部へ培養容器を挿入するための培養容器挿入口を備え、この培養容器挿入口と前記培養容器収容棚との間を、前記培養容器搬送手段が培養容器を搬送するようにしても良い。 A culture vessel insertion port for inserting a culture vessel into the chamber may be provided, and the culture vessel transfer means may transfer the culture vessel between the culture vessel insertion port and the culture vessel storage shelf. .
本発明に係るインキュベータにおいては、顕微観察装置がシールドケース内に収容されているので、顕微観察装置を構成するカメラやレンズ等の光学系が湿気によってダメージを受けることはない。 In the incubator according to the present invention, since the microscope observation device is accommodated in the shield case, the optical system such as a camera and a lens constituting the microscope observation device is not damaged by moisture.
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
全体構成
図1及び図2に示す如く、本発明に係るインキュベータ(1)は、前面に開口(10)が形成されると共に該開口(10)を開閉扉(12)によって開閉することが可能なチャンバー(11)を具え、該チャンバー(11)の内部には、インキュベータユニット(2)が収容されると共に、該チャンバー(11)の側壁に開設したマイクロプレート挿入口(13)には、マイクロプレート搬入機構(4)が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
Overall Configuration As shown in FIGS. 1 and 2, the incubator (1) according to the present invention has an opening (10) formed on the front surface and can be opened and closed by an opening / closing door (12). An incubator unit (2) is accommodated in the chamber (11), and a microplate insertion port (13) opened on the side wall of the chamber (11) has a microplate. A carry-in mechanism (4) is connected.
チャンバー(11)には、図3に示す如く奥部に、チャンバー内の温度、湿度及びCO2濃度を調整するための環境調整装置(6)が配備されており、チャンバー(11)の奥方の壁面には、環境調整装置(6)から得られる環境調整のためのガスをチャンバー内の中央空間へ向けて吹き出すためのファンを具えた吹き出し口(62)が開設されている。 As shown in FIG. 3, the chamber (11) is provided with an environmental adjustment device (6) for adjusting the temperature, humidity and CO 2 concentration in the chamber at the back, and is located at the back of the chamber (11). A blowout port (62) having a fan for blowing out the gas for environmental adjustment obtained from the environmental adjustment device (6) toward the central space in the chamber is provided on the wall surface.
チャンバー(11)の内壁には、環境調整装置(6)のセンサー部を構成する温度計(63)、CO2計(64)及び湿度計(65)が取り付けられている。又、チャンバー(11)の天井壁には、カメラ(7)が設置されている。 A thermometer (63), a CO 2 meter (64), and a hygrometer (65) that constitute a sensor unit of the environmental adjustment device (6) are attached to the inner wall of the chamber (11). A camera (7) is installed on the ceiling wall of the chamber (11).
チャンバー(11)の側壁には、マイクロプレート挿入口(13)を開閉するためのシャッター機構(14)が配備されると共に、マイクロプレート挿入口(13)に空気流のカーテンを形成するためのエアーカーテン機構(16)が配備されている。 A shutter mechanism (14) for opening and closing the microplate insertion opening (13) is provided on the side wall of the chamber (11), and air for forming a curtain of airflow at the microplate insertion opening (13). A curtain mechanism (16) is provided.
又、チャンバー(11)には、マイクロプレート挿入口(13)を通過するマイクロプレートに付けられているバーコードを読み取るためのバーコードセンサー(151)が、マイクロプレート挿入口(13)へ向けて取り付けられている。 Also, the chamber (11) has a barcode sensor (151) for reading a barcode attached to the microplate passing through the microplate insertion opening (13) toward the microplate insertion opening (13). It is attached.
インキュベータユニット(2)は、図4に示す如く、ベース(21)上に、マイクロプレートの搬送テーブル(50)を具えたマイクロプレート搬送装置(5)を設置すると共に、該マイクロプレート搬送装置(5)の両側に左右一対のスタッカーホルダー(23)(23)を配備して構成されており、各スタッカーホルダー(23)には、マイクロプレートを収容するための複数のスタッカー(3)が、前後方向に配列されて保持されている。 As shown in FIG. 4, the incubator unit (2) has a microplate transport device (5) provided with a microplate transport table (50) on a base (21), and the microplate transport device (5). ) Is provided with a pair of left and right stacker holders (23) and (23). Each stacker holder (23) has a plurality of stackers (3) for accommodating microplates in the front-rear direction. Are held in an array.
図2に示す如く開閉扉(12)を開いた状態で、引出し台(22)を開口(10)から引き出すことによって、該引出し台(22)上の複数のスタッカー(3)を開口(10)の外側へ脱出させることが可能であり、更に各スタッカー(3)をスタッカーホルダー(23)から引き抜くことが可能である。 As shown in FIG. 2, by pulling out the drawer base (22) from the opening (10) with the open / close door (12) open, a plurality of stackers (3) on the drawer base (22) are opened (10). The stacker (3) can be pulled out from the stacker holder (23).
これによって、スタッカー(3)を容易に交換することが出来、使用後のスタッカー(3)を洗浄することが可能である。 Thereby, the stacker (3) can be easily replaced, and the used stacker (3) can be washed.
スタッカー(3)は、図5(a)(b)に示す如く複数の試料注入凹部(31a)が形成されたマイクロプレート(31)を複数段に収容するものであって、マイクロプレート(31)を水平姿勢で受け止めるための一対の受け止め片(32)(32)が、複数段に突設されている。 The stacker (3) accommodates a plurality of microplates (31) in which a plurality of sample injection recesses (31a) are formed as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). A pair of receiving pieces (32) and (32) are provided in a plurality of levels so as to protrude in a horizontal posture.
尚、図示の如く高さの異なる複数種類のマイクロプレート(31)が存在するため、受け止め片(32)の配列ピッチが異なる複数種類のスタッカー(3)が用意されている。 Since there are a plurality of types of microplates (31) having different heights as shown in the figure, a plurality of types of stackers (3) having different arrangement pitches of the receiving pieces (32) are prepared.
図1に示す如く、チャンバー(11)内にインキュベータユニット(2)が収容された状態で、マイクロプレート搬送装置(5)は、チャンバー(11)内の空間の中央部に位置し、その両側の空間にそれぞれ複数のスタッカー(3)が配列されることになる。 As shown in FIG. 1, with the incubator unit (2) housed in the chamber (11), the microplate transport device (5) is located at the center of the space in the chamber (11), A plurality of stackers (3) are arranged in the space.
尚、インキュベータユニット(2)の下方には、チャンバー(11)内の空気に湿気を与えるための貯水パン(60)が配置されている。 A water storage pan (60) for applying moisture to the air in the chamber (11) is disposed below the incubator unit (2).
本発明のインキュベータ(1)においては、図1に示す如く、チャンバー(11)内のマイクロプレート搬送装置(5)の両側に、それぞれ複数のスタッカー(3)が左右対称的に配備されているので、マイクロプレート搬送装置の片側にのみマイクロプレート収容棚が設置されていた従来のインキュベータに比べて、チャンバー(11)内には数多くのスタッカー(3)を設置することが出来、これによって収容可能なマイクロプレート(31)の枚数が増加する。 In the incubator (1) of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of stackers (3) are symmetrically arranged on both sides of the microplate transfer device (5) in the chamber (11). Compared with the conventional incubator in which the microplate storage shelf is installed only on one side of the microplate transport device, a larger number of stackers (3) can be installed in the chamber (11) and can be accommodated thereby. The number of microplates (31) increases.
マイクロプレート搬送装置(5)
マイクロプレート搬送装置(5)は、図6及び図7に示す如く、ベース(51)上に4本の支柱(52)〜(52)を介して上板(53)を支持してなる枠体を具え、該枠体には、搬送テーブル(50)を左右方向、即ちX軸方向に駆動するためのX軸搬送部(54)と、搬送テーブル(50)を前後方向、即ちY軸方向に駆動するためのY軸搬送部(55)と、搬送テーブル(50)を上下方向、即ちZ軸方向に駆動するためのZ軸搬送部(56)とが配備されている。
Microplate transfer device (5)
As shown in FIGS. 6 and 7, the microplate transport device (5) has a frame body that supports an upper plate (53) on a base (51) via four support columns (52) to (52). The frame body includes an X-axis transport unit (54) for driving the transport table (50) in the left-right direction, that is, the X-axis direction, and the transport table (50) in the front-rear direction, that is, the Y-axis direction. A Y-axis transport unit (55) for driving and a Z-axis transport unit (56) for driving the transport table (50) in the vertical direction, that is, the Z-axis direction, are provided.
ベース(51)には、図8に示す如く、前記X軸搬送部(54)を駆動するX軸モータユニット(57)と、前記Y軸搬送部(55)を駆動するY軸モータユニット(58)と、前記Z軸搬送部(56)を駆動するZ軸モータユニット(59)とが取り付けられている。X軸モータユニット(57)は、モータケース(572)内にX軸モータ(571)を収容して構成され、Y軸モータユニット(58)は、モータケース(582)内にY軸モータ(581)を収容して構成され、Z軸モータユニット(59)は、モータケース(592)内にZ軸モータ(591)を収容して構成されている。 As shown in FIG. 8, the base (51) includes an X-axis motor unit (57) for driving the X-axis transport unit (54) and a Y-axis motor unit (58 for driving the Y-axis transport unit (55)). ) And a Z-axis motor unit (59) for driving the Z-axis transport unit (56). The X-axis motor unit (57) is configured by accommodating an X-axis motor (571) in a motor case (572), and the Y-axis motor unit (58) is configured in a Y-axis motor (581) in the motor case (582). The Z-axis motor unit (59) is configured to accommodate the Z-axis motor (591) in the motor case (592).
尚、X軸モータ(571)、Y軸モータ(581)及びZ軸モータ(591)はそれぞれ、ステッピングモータによって構成されている。 The X-axis motor (571), the Y-axis motor (581), and the Z-axis motor (591) are each constituted by a stepping motor.
Y軸搬送部(55)
図6に示す如く、ベース(51)上には、Y軸方向に伸びる2本の下ガイドレール(554)(554)が設置され、両下ガイドレール(554)(554)には、下スライド板(556)が摺動可能に係合している。又、上板(53)上には、Y軸方向に伸びる1本の上ガイドレール(555)が設置され、該上ガイドレール(555)には、上スライド板(557)が摺動可能に係合している。そして、下スライド板(556)と上スライド板(557)は垂直桿(558)によって互いに連結され、Y軸方向に往復移動可能な往復移動体を構成している。
Y-axis transport section (55)
As shown in FIG. 6, two lower guide rails (554) and (554) extending in the Y-axis direction are installed on the base (51), and both lower guide rails (554) and (554) have a lower slide. A plate (556) is slidably engaged. On the upper plate (53), one upper guide rail (555) extending in the Y-axis direction is installed, and the upper slide plate (557) is slidable on the upper guide rail (555). Is engaged. The lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) are connected to each other by a vertical rod (558) to constitute a reciprocating body that can reciprocate in the Y-axis direction.
ベース(51)上には、下ガイドレール(554)に沿ってステンレス鋼製のY軸駆動ラダーチェーン(552)が張設されると共に、上板(53)上には、上ガイドレール(555)に沿ってステンレス鋼製のY軸駆動ラダーチェーン(553)が張設されている。そして、下方のY軸駆動ラダーチェーン(552)の一端には下スライド板(556)が連結され、上方のY軸駆動ラダーチェーン(553)の一端には上スライド板(557)が連結されている。 A stainless steel Y-axis drive ladder chain (552) is stretched along the lower guide rail (554) on the base (51), and the upper guide rail (555) is placed on the upper plate (53). ), A stainless steel Y-axis drive ladder chain (553) is stretched. A lower slide plate (556) is connected to one end of the lower Y-axis drive ladder chain (552), and an upper slide plate (557) is connected to one end of the upper Y-axis drive ladder chain (553). Yes.
又、ベース(51)と上板(53)には、Y軸モータユニット(58)によって駆動されるY軸駆動シャフト(551)が垂直に架設されており、該Y軸駆動シャフト(551)の回転によって、Y軸駆動ラダーチェーン(552)とY軸駆動ラダーチェーン(553)が駆動される。 A Y-axis drive shaft (551) driven by a Y-axis motor unit (58) is vertically installed on the base (51) and the upper plate (53), and the Y-axis drive shaft (551) The rotation drives the Y-axis drive ladder chain (552) and the Y-axis drive ladder chain (553).
この結果、下スライド板(556)及び上スライド板(557)が下ガイドレール(554)(554)及び上ガイドレール(555)に沿ってY軸方向に往復移動し、これに伴って垂直桿(558)がY軸方向に往復移動することになる。 As a result, the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) reciprocate in the Y-axis direction along the lower guide rails (554) (554) and the upper guide rail (555). (558) reciprocates in the Y-axis direction.
図9に示す如く、垂直桿(558)には、Z軸方向に伸びるガイドレール(563)が取り付けられており、該ガイドレール(563)にZ軸スライダー(564)が摺動可能に係合している。そして、該Z軸スライダー(564)によって昇降板(542)が支持され、該昇降板(542)上に搬送テーブル(50)が設置されている。 As shown in FIG. 9, a guide rail (563) extending in the Z-axis direction is attached to the vertical rod (558), and a Z-axis slider (564) is slidably engaged with the guide rail (563). is doing. The elevating plate (542) is supported by the Z-axis slider (564), and the transfer table (50) is installed on the elevating plate (542).
斯くして、搬送テーブル(50)をY軸方向に駆動するY軸搬送部(55)が構成される。図11(a)はY軸搬送部(55)の動力伝達経路を表わしたものであって、Y軸モータ(581)の回転がY軸駆動ラダーチェーン(552)(553)に伝えられて、下スライド板(556)及び上スライド板(557)がY軸方向に往復移動し、これに伴って昇降板(542)がY軸方向に往復移動する。この結果、搬送テーブル(50)がY軸方向に往復移動するのである。 Thus, the Y-axis transport unit (55) that drives the transport table (50) in the Y-axis direction is configured. FIG. 11 (a) shows the power transmission path of the Y-axis transport unit (55). The rotation of the Y-axis motor (581) is transmitted to the Y-axis drive ladder chain (552) (553), and The lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) reciprocate in the Y-axis direction, and the lift plate (542) reciprocates in the Y-axis direction accordingly. As a result, the transfer table (50) reciprocates in the Y-axis direction.
上記Y軸搬送部(55)においては、下スライド板(556)、上スライド板(557)及び垂直桿(558)からなる往復移動体が、下スライド板(556)及び上スライド板(557)を下ガイドレール(554)(554)及び上ガイドレール(555)によってガイドされているので、搬送テーブル(50)を安定した姿勢でY軸方向へ移動させることが出来る。 In the Y-axis transport unit (55), the reciprocating body composed of the lower slide plate (556), the upper slide plate (557), and the vertical rod (558) includes the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557). Is guided by the lower guide rails (554) and (554) and the upper guide rail (555), the transport table (50) can be moved in the Y-axis direction in a stable posture.
Z軸搬送部(56)
図8に示す如く、ベース(51)には、Z軸モータユニット(59)によって駆動されるZ軸駆動シャフト(561)が、Y軸方向に設置されている。又、図6に示す如く、下スライド板(556)と上スライド板(557)の間にはステンレス鋼製のZ軸駆動ラダーチェーン(562)が張設されており、該Z軸駆動ラダーチェーン(562)の一端に、昇降板(542)が連結されている。該Z軸駆動ラダーチェーン(562)には、Z軸駆動シャフト(561)の回転が伝えられる。
Z-axis transport section (56)
As shown in FIG. 8, a Z-axis drive shaft (561) driven by a Z-axis motor unit (59) is installed in the base (51) in the Y-axis direction. As shown in FIG. 6, a Z-axis drive ladder chain (562) made of stainless steel is stretched between the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557). A lifting plate (542) is connected to one end of (562). The rotation of the Z-axis drive shaft (561) is transmitted to the Z-axis drive ladder chain (562).
斯くして、搬送テーブル(50)をZ軸方向に駆動するZ軸搬送部(56)が構成される。図11(b)は、Z軸搬送部(56)の動力伝達経路を表わしたものであって、Z軸モータ(591)によってZ軸駆動シャフト(561)が駆動され、これによってZ軸駆動ラダーチェーン(562)が駆動されると、昇降板(542)がZ軸方向に往復移動する。この結果、搬送テーブル(50)がZ軸方向に往復移動するのである。 Thus, the Z-axis transport unit (56) that drives the transport table (50) in the Z-axis direction is configured. FIG. 11 (b) shows the power transmission path of the Z-axis transport unit (56), and the Z-axis drive shaft (561) is driven by the Z-axis motor (591), thereby the Z-axis drive ladder. When the chain (562) is driven, the elevating plate (542) reciprocates in the Z-axis direction. As a result, the transfer table (50) reciprocates in the Z-axis direction.
X軸搬送部(54)
図9に示す如く、Z軸スライダー(564)に突設された昇降板(542)上には、下段スライダー(549a)が、X軸方向の往復移動が可能に設置され、該下段スライダー(549a)の上面に中間スライド板(543)が固定されている。該中間スライド板(543)上には、上段スライダー(549b)が、X軸方向の往復移動が可能に設置され、該上段スライダー(549b)の上面に搬送テーブル(50)が固定されている。
X-axis transport section (54)
As shown in FIG. 9, a lower slider (549a) is installed on an elevating plate (542) projecting from a Z-axis slider (564) so as to be able to reciprocate in the X-axis direction. The intermediate slide plate (543) is fixed to the upper surface of the). On the intermediate slide plate (543), an upper slider (549b) is installed so as to be able to reciprocate in the X-axis direction, and a transport table (50) is fixed to the upper surface of the upper slider (549b).
図8に示す如く、ベース(51)には、Y軸方向に伸びる水平X軸駆動シャフト(541)が設置されており、該水平X軸駆動シャフト(541)の端部に、X軸モータユニット(57)の回転が伝えられる。 As shown in FIG. 8, the base (51) is provided with a horizontal X-axis drive shaft (541) extending in the Y-axis direction, and an X-axis motor unit is disposed at the end of the horizontal X-axis drive shaft (541). The rotation of (57) is transmitted.
又、図7に示す如く、下スライド板(556)と上スライド板(557)の間には、Z軸方向に伸びる垂直X軸駆動シャフト(540)が架設されており、該垂直X軸駆動シャフト(540)の下端部に、水平X軸駆動シャフト(541)の回転が伝えられる。 Further, as shown in FIG. 7, a vertical X-axis drive shaft (540) extending in the Z-axis direction is installed between the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557). The rotation of the horizontal X-axis drive shaft (541) is transmitted to the lower end portion of the shaft (540).
図9に示す如く、垂直X軸駆動シャフト(540)には、第1のピニオン(544)が相対回転不能且つ軸方向の摺動が可能に係合する一方、中間スライド板(543)上には第1のラック(545)が配備され、第1のピニオン(544)と第1のラック(545)とが互いに噛合している。 As shown in FIG. 9, the first pinion (544) is engaged with the vertical X-axis drive shaft (540) so as not to be relatively rotatable and slidable in the axial direction, and on the intermediate slide plate (543). Is provided with a first rack (545), and the first pinion (544) and the first rack (545) mesh with each other.
又、中間スライド板(543)上には第2のピニオン(546)が配備される一方、昇降板(542)上には第2のラック(547)が配備され、第2のピニオン(546)と第2のラック(547)とが互いに噛合している。 A second pinion (546) is provided on the intermediate slide plate (543), while a second rack (547) is provided on the lift plate (542), and the second pinion (546) is provided. And the second rack (547) mesh with each other.
斯くして、搬送テーブル(50)をX軸方向に駆動するX軸搬送部(54)が構成される。図11(c)は、X軸搬送部(54)の動力伝達経路を表わしたものであって、X軸モータ(571)の回転が、水平X軸駆動シャフト(541)及び垂直X軸駆動シャフト(540)を介して、ピニオン(544)に伝わり、該ピニオン(544)の回転によって搬送テーブル(50)がX軸方向に駆動される。 Thus, an X-axis transport unit (54) that drives the transport table (50) in the X-axis direction is configured. FIG. 11C shows the power transmission path of the X-axis transport unit (54), and the rotation of the X-axis motor (571) is caused by the horizontal X-axis drive shaft (541) and the vertical X-axis drive shaft. (540) is transmitted to the pinion (544), and the conveyance table (50) is driven in the X-axis direction by the rotation of the pinion (544).
上記X軸搬送部(54)においては、図10(a)(b)に示す如く、垂直X軸駆動シャフト(540)の正逆の回転によって、昇降板(542)上の搬送テーブル(50)が、昇降板(542)と重なる位置を基準位置として、図10(a)に示す如く左方の移動端まで移動して、左方のスタッカーの内部へ侵入し、或いは図10(a)(b)に示す如く右方の移動端まで移動して、右方のスタッカーの内部まで侵入することになる。 In the X-axis transport section (54), as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the transport table (50) on the lift plate (542) is rotated by forward and reverse rotation of the vertical X-axis drive shaft (540). However, using the position overlapping the lift plate (542) as the reference position, it moves to the left moving end as shown in FIG. 10 (a) and enters the left stacker, or FIG. 10 (a) ( As shown in b), it moves to the right moving end and enters the inside of the right stacker.
マイクロプレート搬入機構(4)
図12〜図14に示す如く、マイクロプレート搬入機構(4)は、往復搬送部(41)と、該往復搬送部(41)を駆動するモータユニット(42)とから構成される。
Microplate loading mechanism (4)
As shown in FIGS. 12 to 14, the microplate loading mechanism (4) includes a reciprocating conveyance unit (41) and a motor unit (42) that drives the reciprocating conveyance unit (41).
往復搬送部(41)においては、ベース(43)上に、X軸方向に伸びるガイドレール(44a)が形成されて、該ガイドレール(44a)に上段スライダー(40a)が摺動可能に係合し、該上段スライダー(40a)の上面に中間スライド板(48)が固定されている。該中間スライド板(48)上には、X軸方向に伸びるガイドレール(44b)が形成されて、該ガイドレール(44b)に下段スライダー(40b)が摺動可能に係合し、該下段スライダー(40b)の上面にマイクロプレート設置台(410)が固定されている。 In the reciprocating conveyance part (41), a guide rail (44a) extending in the X-axis direction is formed on the base (43), and the upper slider (40a) is slidably engaged with the guide rail (44a). An intermediate slide plate (48) is fixed to the upper surface of the upper slider (40a). A guide rail (44b) extending in the X-axis direction is formed on the intermediate slide plate (48), and a lower slider (40b) is slidably engaged with the guide rail (44b). A microplate mounting base (410) is fixed to the upper surface of (40b).
ベース(43)には、モータケース内にステッピングモータを内蔵してなる搬入用モータユニット(42)が取り付けられている。 A carry-in motor unit (42) having a stepping motor built in a motor case is attached to the base (43).
又、ベース(43)には、モータユニット(42)によって同時に駆動される第1及び第2のピニオン(45)(47)が取り付けられる一方、中間スライド板(48)には第1のラック(49)が取り付けられ、第1のピニオン(45)と第1のラック(49)とが互いに噛合可能に対向すると共に、第2のピニオン(47)と第1のラック(49)とが互いに噛合している。又、中間スライド板(48)には、第3のピニオン(412)が取り付けられる一方、ベース(43)には、第2のラック(411)が取り付けられ、第3のピニオン(412)と第2のラック(411)とが互いに噛合している。更に、中間スライド板(48)には第4のピニオン(413)が取り付けられる一方、マイクロプレート設置台(410)の裏面には第3のラック(414)が取り付けられ、第4のピニオン(413)と第3のラック(414)とが互いに噛合している。 The base (43) is attached with first and second pinions (45) and (47) which are simultaneously driven by the motor unit (42), while the intermediate slide plate (48) has a first rack ( 49) is mounted, the first pinion (45) and the first rack (49) face each other so that they can mesh with each other, and the second pinion (47) and the first rack (49) mesh with each other. is doing. A third pinion (412) is attached to the intermediate slide plate (48), while a second rack (411) is attached to the base (43) to connect the third pinion (412) and the second pinion (412). Two racks (411) mesh with each other. Further, a fourth pinion (413) is attached to the intermediate slide plate (48), while a third rack (414) is attached to the back surface of the microplate mounting base (410), and the fourth pinion (413) is attached. ) And the third rack (414) mesh with each other.
従って、図12に示す状態から、搬入用モータユニット(42)によって第1及び第2のピニオン(45)(47)が時計方向に回転駆動されると、中間スライド板(48)がX軸方向に駆動されると同時に、該中間スライド板(48)上のマイクロプレート設置台(410)がX軸方向に駆動されて、図14に示す如く、マイクロプレート設置台(410)はベース(43)から大きく突出することになる。 Therefore, from the state shown in FIG. 12, when the first and second pinions (45) and (47) are rotated clockwise by the carry-in motor unit (42), the intermediate slide plate (48) is moved in the X-axis direction. At the same time, the microplate mounting table (410) on the intermediate slide plate (48) is driven in the X-axis direction, so that the microplate mounting table (410) has a base (43) as shown in FIG. Will protrude greatly.
又、図14に示す状態から、搬入用モータユニット(42)によって第1及び第2のピニオン(45)(47)が反時計方向に回転駆動されると、マイクロプレート設置台(410)は図12に示す如く元の位置に戻ることになる。 Further, from the state shown in FIG. 14, when the first and second pinions (45) and (47) are rotated counterclockwise by the carry-in motor unit (42), the microplate mounting base (410) is shown in FIG. As shown in FIG. 12, the original position is returned.
本発明のインキュベータ(1)においては、上述の如くマイクロプレート搬入機構(4)及びマイクロプレート搬送装置(5)の動力伝達機構として、ステンレス鋼製のラダーチェーンを採用しているので、チャンバー(11)内の湿気によって動力伝達機構が酸化腐食することはない。 In the incubator (1) of the present invention, as described above, a stainless steel ladder chain is employed as the power transmission mechanism of the microplate carry-in mechanism (4) and the microplate transport device (5). The power transmission mechanism is not oxidatively corroded by the moisture inside.
モータユニット構造
上述の如く、X軸モータユニット(57)、Y軸モータユニット(58)、Z軸モータユニット(59)及び搬入用モータユニット(42)はそれぞれ、モータケース内にモータを内蔵して構成されており、更に具体的には、図15にY軸モータユニット(58)についての構造例を示す様に、モータの結露を防止するための構成が採用されている。
Motor unit structure As described above, the X-axis motor unit (57), the Y-axis motor unit (58), the Z-axis motor unit (59) and the loading motor unit (42) each have a motor built in the motor case. More specifically, as shown in the structural example of the Y-axis motor unit (58) in FIG. 15, a configuration for preventing motor condensation is employed.
即ち、Y軸モータユニット(58)においては、図15に示す如くケース本体(583)と蓋体(584)からモータケース(582)が構成されており、該モータケース(582)の内部が気密化されている。該モータケース(582)の内部にはY軸モータ(581)が収容され、該モータの出力軸(586)は、モータケース(582)に取り付けられた滑り軸受け(585)を気密状態で貫通し、モータケース(582)から出力軸(586)の先端部を突出させている。 That is, in the Y-axis motor unit (58), as shown in FIG. 15, the case body (583) and the lid body (584) constitute a motor case (582), and the interior of the motor case (582) is hermetically sealed. It has become. A Y-axis motor (581) is accommodated in the motor case (582), and the output shaft (586) of the motor penetrates a sliding bearing (585) attached to the motor case (582) in an airtight state. The tip of the output shaft (586) protrudes from the motor case (582).
モータケース(582)の蓋体(584)には、モータケース(582)内に空気を導入するための空気導入ホース(588)と、モータケース(582)内の空気を排出するための空気排出ホース(589)とが接続され、これによってモータケース(582)内の空気を循環させている。又、モータケース(582)の蓋体(584)には、Y軸モータ(581)に電力と制御信号を供給するためのケーブル(587)が接続されている。 The lid (584) of the motor case (582) includes an air introduction hose (588) for introducing air into the motor case (582), and an air discharge for discharging the air inside the motor case (582). A hose (589) is connected to circulate air in the motor case (582). Further, a cable (587) for supplying electric power and a control signal to the Y-axis motor (581) is connected to the lid (584) of the motor case (582).
上記モータユニット構造によれば、モータケース(582)内が気密化されると共に、モータケース(582)内の空気を循環させているので、モータユニット(58)の周囲の温度が低下したとしても、モータケース(582)内で結露が生じることはない。 According to the motor unit structure described above, the inside of the motor case (582) is hermetically sealed and the air in the motor case (582) is circulated. Therefore, even if the temperature around the motor unit (58) decreases. Condensation does not occur in the motor case (582).
X軸モータユニット(57)、Z軸モータユニット(59)及び搬入用モータユニット(42)についても、Y軸モータユニット(58)と同じ構造が採用されて、結露が防止されている。 The X-axis motor unit (57), the Z-axis motor unit (59), and the carry-in motor unit (42) also employ the same structure as the Y-axis motor unit (58) to prevent condensation.
顕微観察系
更に、本発明に係るインキュベータ(1)においては、図16に示す如くチャンバー(11)の天井壁にカメラ(7)が設置され、該カメラ(7)は、所定のスタッカー(3)の最上段に設けられた撮影用マイクロプレート収容部に向けられて、該撮影用マイクロプレート収容部に収容されたマイクロプレートの撮影が可能となっている。
Microscopic observation system further, in the incubator (1) according to the present invention, is installed camera (7) in the ceiling wall of the chamber (11) as shown in FIG. 16, the camera (7) a predetermined stacker (3) The microplate housed in the photographing microplate housing part can be photographed so as to be directed to the photographing microplate housing part provided in the uppermost stage.
カメラ(7)は、カメラ駆動機構(71)によってX軸方向及びY軸方向の駆動が可能である。カメラ(7)及びカメラ駆動機構(71)は、分析装置(72)と接続されており、該分析装置(72)によってカメラ(7)の移動が制御されると共に、カメラ(7)から得られる画像データに対して、試料分析のための画像処理と演算処理が施される。 The camera (7) can be driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by the camera drive mechanism (71). The camera (7) and the camera drive mechanism (71) are connected to the analysis device (72), and the movement of the camera (7) is controlled by the analysis device (72) and is obtained from the camera (7). Image processing and calculation processing for sample analysis are performed on the image data.
カメラ(7)によるマイクロプレート(31)の撮影に際しては、マイクロプレート搬送装置(5)によって、撮影の対象となるマイクロプレート(31)を前記撮影用マイクロプレート収容部まで搬送する。 When photographing the microplate (31) by the camera (7), the microplate (31) to be photographed is transported to the microplate container for photographing by the microplate transport device (5).
そして、カメラ駆動機構(71)によってカメラ(7)をX軸方向及びY軸方向に駆動しつつ、マイクロプレート(31)上の試料を撮影し、その画像を分析装置(72)に供給する。 Then, while driving the camera (7) in the X-axis direction and the Y-axis direction by the camera drive mechanism (71), the sample on the microplate (31) is photographed, and the image is supplied to the analyzer (72).
制御系
図17は、上記本発明のインキュベータ(1)における制御系の構成を表わしている。
Control system Figure 17 shows a configuration of a control system in the incubator (1) of the present invention.
マイクロプレート搬入機構(4)及びマイクロプレート搬送装置(5)は、モータ制御部(181)、搬送機構制御部(182)及びテーブル記憶部(183)からなる駆動制御装置(18)に接続されて、マイクロプレートの搬入出、並びにチャンバー内での搬送が制御されている。 The microplate carry-in mechanism (4) and the microplate transport device (5) are connected to a drive control device (18) including a motor control unit (181), a transport mechanism control unit (182), and a table storage unit (183). In addition, the loading / unloading of the microplate and the conveyance in the chamber are controlled.
又、環境調整装置(6)は、センサー部となる温度計(63)、CO2計(64)及び湿度計(65)と、該センサー部による検出値に基づいて動作すべき温度調整部(66)及びCO2調整部(67)を具え、データ処理部(68)及び環境制御部(69)からなる環境調整回路(61)によって動作が制御されている。 The environment adjustment device (6) includes a thermometer (63), a CO 2 meter (64) and a hygrometer (65) as sensor units, and a temperature control unit (6) to be operated based on the detection value by the sensor unit 66) and a CO 2 adjustment section (67), and the operation is controlled by an environment adjustment circuit (61) comprising a data processing section (68) and an environment control section (69).
カメラ(7)及びカメラ駆動機構(71)は、カメラ駆動制御部(73)、画像処理部(74)及び細胞カウント部(75)から構成される分析装置(72)に接続され、カメラ駆動制御部(73)によってカメラ(7)の駆動が制御されると共に、画像処理部(74)によって、カメラ(7)から得られる画像データに必要な画像処理が施され、更に細胞カウント部(75)によって、マイクロプレート上の試料の細胞数がカウントされる。 The camera (7) and the camera drive mechanism (71) are connected to an analyzer (72) composed of a camera drive control unit (73), an image processing unit (74), and a cell count unit (75) for camera drive control. The drive of the camera (7) is controlled by the unit (73), the image processing unit (74) performs necessary image processing on the image data obtained from the camera (7), and the cell count unit (75). To count the number of cells in the sample on the microplate.
駆動制御装置(18)、環境調整回路(61)及びカメラ駆動制御部(73)には、表示部(171)及び操作部(172)からなる操作パネル(17)が接続されており、操作部(172)の操作によって各種の動作指令を与えることが出来ると共に、動作状態を表示部(171)によってモニターすることが出来る。 An operation panel (17) including a display unit (171) and an operation unit (172) is connected to the drive control device (18), the environment adjustment circuit (61), and the camera drive control unit (73). Various operation commands can be given by the operation of (172), and the operation state can be monitored by the display unit (171).
更に、駆動制御装置(18)には、各マイクロプレート(31)に付けられたバーコードを読み取るための第1のバーコードリーダ(15)が接続されると共に、各スタッカーに付けられたバーコードを読み取るための第2のバーコードリーダ(19)が接続されている。第1のバーコードリーダ(15)は、前述の如くマイクロプレート挿入口(13)に取り付けられたバーコードセンサー(151)にバーコード処理部(152)を接続して構成される。又、第2のバーコードリーダ(19)は、バーコードセンサー(191)とバーコード処理部(192)をユニット化したものであって、手に保持してスタッカー(3)のバーコードを読み取ることが出来る。 Further, a first bar code reader (15) for reading a bar code attached to each microplate (31) is connected to the drive control device (18), and a bar code attached to each stacker. A second bar code reader (19) for reading is connected. The first barcode reader (15) is configured by connecting the barcode processing unit (152) to the barcode sensor (151) attached to the microplate insertion slot (13) as described above. The second barcode reader (19) is a unit composed of a barcode sensor (191) and a barcode processing unit (192), and is held by the hand to read the barcode of the stacker (3). I can do it.
インキュベータ(1)の動作
上記本発明のインキュベータ(1)においては、図18及び図19に示す如く、チャンバー(11)内に複数のスタッカー(3)を設置した状態で、マイクロプレート搬送装置(5)の動作によって、搬送テーブル(50)をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動させることにより、任意のスタッカー(3)の任意のマイクロプレート収容部に対して、マイクロプレートの出し入れが行なわれる。
Operation of the Incubator (1) In the incubator (1) of the present invention, as shown in FIGS. 18 and 19, the microplate conveying device (5) is installed with a plurality of stackers (3) installed in the chamber (11). ) To move the transfer table (50) in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, so that the microplate can be taken in and out of any microplate container in any stacker (3). Done.
例えば、ある1つのマイクロプレート収容部にマイクロプレートを収容する場合、先ずマイクロプレート搬入機構(4)によってチャンバー(11)内に該マイクロプレートを搬入する。この際、図14に示す様に、マイクロプレート搬入機構(4)を動作させて、マイクロプレート設置台(410)をチャンバー(11)のマイクロプレート挿入口(13)から外側に突出せしめる(図1参照)。 For example, when a microplate is accommodated in a certain microplate accommodating portion, the microplate is first loaded into the chamber (11) by the microplate loading mechanism (4). At this time, as shown in FIG. 14, the microplate loading mechanism (4) is operated to cause the microplate mounting base (410) to protrude outward from the microplate insertion opening (13) of the chamber (11) (FIG. 1). reference).
そして、該マイクロプレート設置台(410)上にマイクロプレート(31)を載置した後、図12に示す様に、マイクロプレート搬入機構(4)を動作させて、マイクロプレート設置台(410)をチャンバー(11)内に移動させる。 Then, after placing the microplate (31) on the microplate mounting base (410), the microplate loading mechanism (4) is operated as shown in FIG. Move into the chamber (11).
又、マイクロプレート搬送装置(5)のY軸搬送部(55)及びZ軸搬送部(56)を動作させて、搬送テーブル(50)をマイクロプレート挿入口(13)との対向位置まで移動させ、更にX軸搬送部(54)をマイクロプレート挿入口(13)側へ動作させて、基準位置の搬送テーブル(50)を、マイクロプレート搬入機構(4)のマイクロプレート設置台(410)とマイクロプレート(31)の間へ移動させる。 Also, the Y-axis transport unit (55) and the Z-axis transport unit (56) of the microplate transport device (5) are operated to move the transport table (50) to a position facing the microplate insertion port (13). Further, the X-axis transport section (54) is moved to the microplate insertion port (13) side, and the transport table (50) at the reference position is moved to the microplate installation table (410) of the microplate loading mechanism (4). Move between plates (31).
その後、Z軸搬送部(56)の動作によって搬送テーブル(50)を僅かに上昇させ、搬送テーブル(50)上にマイクロプレート(31)を搭載した後、X軸搬送部(54)の動作によって、搬送テーブル(50)を基準位置に復帰させる。 Thereafter, the transport table (50) is slightly lifted by the operation of the Z-axis transport unit (56), and after mounting the microplate (31) on the transport table (50), the operation of the X-axis transport unit (54) Then, the transfer table (50) is returned to the reference position.
続いて、マイクロプレート搬送装置(5)のY軸搬送部(55)及びZ軸搬送部(56)を動作させて、搬送テーブル(50)を所定のスタッカー(3)の所定のマイクロプレート収容部との対向位置まで移動させた後、X軸搬送部(54)を動作させて、搬送テーブル(50)を基準位置から該マイクロプレート収容部の内部まで移動させる。 その後、Z軸搬送部(56)の動作によって搬送テーブル(50)を僅かに降下させ、搬送テーブル(50)上のマイクロプレート(31)を該マイクロプレート収容部に引き渡した後、X軸搬送部(54)の動作によって、搬送テーブル(50)を基準位置まで復帰させる。 Subsequently, the Y-axis transport section (55) and the Z-axis transport section (56) of the microplate transport apparatus (5) are operated, and the transport table (50) is moved to a predetermined microplate housing section of a predetermined stacker (3). Then, the X-axis transport section (54) is operated to move the transport table (50) from the reference position to the inside of the microplate housing section. After that, the transport table (50) is slightly lowered by the operation of the Z-axis transport section (56), and the microplate (31) on the transport table (50) is transferred to the microplate housing section, and then the X-axis transport section By the operation (54), the transfer table (50) is returned to the reference position.
チャンバー(11)内のある1つのスタッカー(3)の、ある1つのマイクロプレート収容部に収容されているマイクロプレート(31)を、チャンバー(11)の外側に排出する場合は、上記の搬入、搬送動作と逆の動作が実行される。 When discharging the microplate (31) accommodated in one microplate housing part of one stacker (3) in the chamber (11) to the outside of the chamber (11), An operation opposite to the conveying operation is performed.
即ち、マイクロプレート搬送装置(5)のY軸搬送部(55)及びZ軸搬送部(56)の動作によって、搬送テーブル(50)を所定のマイクロプレート収容部との対向位置まで移動させ、その後、所定のマイクロプレート収容部がその左側に位置するか、或いは右側に位置するかに応じて、X軸搬送部(54)を左方若しくは右方に動作させて、搬送テーブル(50)を該マイクロプレート収容部の内部へ移動させて、搬送テーブル(50)上にマイクロプレート(31)を搭載する。 That is, the operation of the Y-axis transport unit (55) and the Z-axis transport unit (56) of the microplate transport device (5) moves the transport table (50) to a position facing the predetermined microplate container, and then Depending on whether the predetermined microplate container is located on the left side or on the right side, the X-axis transport unit (54) is operated leftward or rightward to move the transport table (50). The microplate (31) is mounted on the transfer table (50) by moving to the inside of the microplate container.
その後、マイクロプレート搬送装置(5)の動作によって、搬送テーブル(50)上のマイクロプレート(31)をチャンバー(11)のマイクロプレート挿入口(13)まで搬送した後、搬送テーブル(50)上のマイクロプレート(31)をマイクロプレート搬入機構(4)のマイクロプレート設置台(410)に引き渡し、該マイクロプレート搬入機構(4)の動作によって、マイクロプレート設置台(410)上のマイクロプレート(31)をチャンバー(11)から排出するのである。 Then, after the microplate (31) on the transport table (50) is transported to the microplate insertion port (13) of the chamber (11) by the operation of the microplate transport device (5), The microplate (31) is transferred to the microplate installation table (410) of the microplate loading mechanism (4), and the microplate (31) on the microplate installation table (410) is moved by the operation of the microplate loading mechanism (4). Is discharged from the chamber (11).
上記本発明のインキュベータ(1)においては、図20及び図21に示す如くチャンバー(11)の背部の壁面に、環境調整装置(6)からのガスの吹き出し口(62)が設けられて、マイクロプレート搬送装置(5)の設置空間へ向けられており、該吹き出し口(62)を中心として、左右にスタッカー(3)(3)が配備されているので、吹き出し口(62)から吹き出されたガスは、図中に矢印で示す様に、チャンバー(11)内の中央部から周囲に向けて均一に分散し、チャンバー(11)内を大きな偏りなく流れる。 In the above incubator (1) of the present invention, as shown in FIGS. 20 and 21, the back wall of the chamber (11) is provided with a gas outlet (62) from the environmental control device (6), and the Since it is directed to the installation space of the plate transport device (5) and the stackers (3) and (3) are arranged on the left and right with the blowing port (62) as the center, it is blown out from the blowing port (62). As indicated by the arrows in the figure, the gas is uniformly dispersed from the central portion in the chamber (11) toward the periphery, and flows in the chamber (11) without a large deviation.
この結果、チャンバー(11)内は、位置によって大きな差違のない均等な環境条件に保たれ、スタッカー(3)に収容されている各マイクロプレート(31)上の試料は所定の環境条件で培養されることになる。 As a result, the inside of the chamber (11) is maintained at an equal environmental condition with no significant difference depending on the position, and the sample on each microplate (31) accommodated in the stacker (3) is cultured under the predetermined environmental condition. Will be.
又、チャンバー(11)のマイクロプレート挿入口(13)は、シャッター機構(14)によってマイクロプレート(31)の搬入出時にのみ開かれると共に、該マイクロプレート挿入口(13)には、エアーカーテン機構(16)から吹き出される空気流によってエアーカーテンが形成されるので、チャンバー(11)内の環境条件は一定に保たれる。 The microplate insertion port (13) of the chamber (11) is opened only when the microplate (31) is loaded and unloaded by the shutter mechanism (14), and the microplate insertion port (13) has an air curtain mechanism. Since the air curtain is formed by the air flow blown from (16), the environmental conditions in the chamber (11) are kept constant.
マイクロプレート上の試料の観察及び分析
図16に示すカメラ(7)によってマイクロプレート(31)上の試料を観察し、その育成状態を分析する場合には、分析装置(72)によって図22に示す手続きが実行される。
Observation and analysis of the sample on the microplate When the sample on the microplate (31) is observed by the camera (7) shown in FIG. 16 and the growth state is analyzed, it is shown in FIG. 22 by the analyzer (72). The procedure is executed.
先ずステップS1にて、撮影すべきマイクロプレート(31)が指示されると共に、ステップS2にて、マイクロプレート(31)上の撮影すべき試料が指示されると、ステップS3では、マイクロプレート搬送装置(5)が該マイクロプレート(31)を撮影用マイクロプレート収容部へ搬送する。 First, in step S1, the microplate (31) to be imaged is instructed, and in step S2, the sample to be imaged on the microplate (31) is instructed. (5) conveys the microplate (31) to the microplate housing for photographing.
続いてステップS4では、図23の如くカメラ駆動機構(71)の駆動によってカメラ(7)をX軸方向及びY軸方向に移動させて、カメラ(7)の光学軸をマイクロプレート(31)上の所定の試料注入凹部(31a)に合致せしめる。 Subsequently, in step S4, the camera (7) is moved in the X axis direction and the Y axis direction by driving the camera driving mechanism (71) as shown in FIG. 23, and the optical axis of the camera (7) is moved onto the microplate (31). In accordance with a predetermined sample injection recess (31a).
その後、図22のステップS5では、カメラ(7)によってマイクロプレート(31)上の試料を撮影し、ステップS6にて、撮影により得られた画像データを分析装置(72)へ転送する。 Thereafter, in step S5 of FIG. 22, the sample on the microplate (31) is photographed by the camera (7), and in step S6, the image data obtained by photographing is transferred to the analyzer (72).
続いて、ステップS7では、分析装置(72)が前記画像データに対して所定の画像処理を実行し、ステップS8では、試料の細胞の数をカウントする。そしてステップS9にて、培養前の細胞個数と比較して培養率を算出し、ステップS10にて、算出された培養率を表示部に表示し、メモリに保存する。 Subsequently, in step S7, the analyzer (72) performs predetermined image processing on the image data, and in step S8, the number of cells of the sample is counted. In step S9, the culture rate is calculated by comparison with the number of cells before the culture. In step S10, the calculated culture rate is displayed on the display unit and stored in the memory.
図24は、カメラ(7)から得られる画像データに対する画像処理の一連のプロセスを表わしている。先ず、プロセスP1にて各細胞の輪郭を抽出し、プロセスP2では、前記輪郭に基づいて各細胞を分別し、プロセスP3では、前記分別結果に基づいて細胞の数をカウントする。最後に、細胞のカウント値を培養開始前のカウント値で除算することにより、培養率を算出する。 FIG. 24 shows a series of image processing processes for image data obtained from the camera (7). First, the outline of each cell is extracted in the process P1, each cell is sorted based on the outline in the process P2, and the number of cells is counted based on the sorting result in the process P3. Finally, the culture rate is calculated by dividing the cell count value by the count value before the start of culture.
顕微観察系の他の構成例
本発明に係るインキュベータ(1)においては、図25に示す如く、インキュベータユニット(2)を構成する2つのスタッカー(3)(3)に代えて、顕微観察ユニット(8)をスタッカーホルダー(23)に着脱可能に取り付けることが可能である。
Other Configuration Examples of Microscopic Observation System In the incubator (1) according to the present invention, as shown in FIG. 25, instead of the two stackers (3) (3) constituting the incubator unit (2), a microscopic observation unit ( 8) can be detachably attached to the stacker holder (23).
該顕微観察ユニット(8)は、図26に示す如く、ステンレス鋼製のシールドケース(80)内に顕微観察装置(8a)と駆動装置(8b)を配備すると共に、シールドケース(80)の上壁にはガラス板からなる観察窓(88)が設けられている。又、シールドケース(80)の上方位置には、観察窓(88)と対向させてマイクロプレート(31)を収容するためのマイクロプレート収容部(89)が設けられている。 As shown in FIG. 26, the microscopic observation unit (8) is provided with a microscopic observation device (8a) and a drive device (8b) in a stainless steel shield case (80), and at the top of the shield case (80). An observation window (88) made of a glass plate is provided on the wall. In addition, a microplate housing part (89) for housing the microplate (31) is provided above the shield case (80) so as to face the observation window (88).
顕微観察装置(8a)はカメラ(81)と光学系(82)から構成され、光学系(82)は長焦点型のレンズ等から構成されている。 The microscopic observation device (8a) includes a camera (81) and an optical system (82), and the optical system (82) includes a long focus lens.
駆動装置(8b)は、Y軸モータ(851)を具えたY軸駆動機構(85)と、X軸モータ(861)を具えたX軸駆動機構(86)と、Z軸モータ(871)を具えたZ軸駆動機構(87)とから構成され、顕微観察装置(8a)をXYZの3軸方向に移動させるものである。 The drive device (8b) includes a Y-axis drive mechanism (85) having a Y-axis motor (851), an X-axis drive mechanism (86) having an X-axis motor (861), and a Z-axis motor (871). It comprises a provided Z-axis drive mechanism (87) and moves the microscopic observation device (8a) in the three-axis directions of XYZ.
顕微観察装置(8a)及び駆動装置(8b)から伸びる電力線や信号線からなる信号ケーブル(83)は、シールドケース(80)に取り付けられた防水コネクター(84)に接続され、該防水コネクター(84)を経て、図27に示す如く分析装置(72)に繋がっている。
A signal cable (83) composed of a power line and a signal line extending from the microscopic observation device (8a) and the drive device (8b) is connected to a waterproof connector (84) attached to a shield case (80), and the waterproof connector (84 ) And connected to the
該インキュベータ(1)においては、図27に示す如くスタッカー(3)に収容されているマイクロプレート(31)の顕微観察を行なう場合、マイクロプレート搬送装置(5)によって該マイクロプレート(31)をスタッカー(3)から取り出し、顕微観察ユニット(8)のマイクロプレート収容部(89)まで搬送して、所定位置に設置する。この状態で、駆動装置(8b)をZ軸方向に動作させて、焦点合わせを行なう。その後、駆動装置(8b)をX軸方向及びY軸方向に動作させて、マイクロプレート(31)の顕微観察を行なう。 In the incubator (1), when microscopic observation of the microplate (31) accommodated in the stacker (3) is performed as shown in FIG. 27, the microplate (31) is placed on the stacker by the microplate transport device (5). Take out from (3), transport to the microplate housing part (89) of the microscopic observation unit (8), and place it at a predetermined position. In this state, the drive device (8b) is moved in the Z-axis direction to perform focusing. Thereafter, the driving device (8b) is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction to perform microscopic observation of the microplate (31).
カメラ(81)によって撮影された画像は分析装置(72)へ送信され、該分析装置(72)によって各種分析が行なわれる。 An image photographed by the camera (81) is transmitted to the analyzer (72), and various analyzes are performed by the analyzer (72).
本発明に係るインキュベータ(1)によれば、上述の如くマイクロプレート(31)の搬送を自動的に行なうことが出来ると共に、チャンバー(11)内に多数のマイクロプレート(31)を収容することが可能であり、然もチャンバー(11)内を均一な環境条件に保つことが出来る。 According to the incubator (1) of the present invention, the microplate (31) can be automatically transferred as described above, and a large number of microplates (31) can be accommodated in the chamber (11). It is possible, and the inside of the chamber (11) can be kept in a uniform environmental condition.
又、本発明に係るインキュベータ(1)においては、チャンバー(11)内にインキュベータユニット(2)の駆動機構を構成する全てのモータ(571)(581)(591)(421)が収容されているので、これらのモータをチャンバー(11)の外部に配備した構成と比べて、チャンバー(11)の構成を簡易化すると共に、チャンバー(11)の気密性を高く保つことが出来る。然も、チャンバー(11)とインキュベータユニット(2)とが独立に構成されているので、例えばメンテナンスのためにマイクロプレート搬送装置(5)を分解することなくチャンバー(11)から容易に取り出すことが出来、これによって作業の効率化が図られると共に、インキュベータユニット(2)の構成に高い汎用性が得られる。 In the incubator (1) according to the present invention, all the motors (571) (581) (591) (421) constituting the drive mechanism of the incubator unit (2) are accommodated in the chamber (11). Therefore, compared with the configuration in which these motors are arranged outside the chamber (11), the configuration of the chamber (11) can be simplified and the airtightness of the chamber (11) can be kept high. However, since the chamber (11) and the incubator unit (2) are configured independently, it can be easily removed from the chamber (11) without disassembling the microplate transport device (5) for maintenance, for example. In this way, work efficiency can be improved and the configuration of the incubator unit (2) can be highly versatile.
更に、本発明に係るインキュベータ(1)においては、チャンバー(11)内に、マイクロプレート(31)上の試料を撮影するためのカメラ(7)が設置されているので、マイクロプレート(31)をチャンバー(11)の外側に取り出すことなく、試料の観察及び分析が可能である。 Furthermore, in the incubator (1) according to the present invention, the camera (7) for photographing the sample on the microplate (31) is installed in the chamber (11). The sample can be observed and analyzed without taking it out of the chamber (11).
従って、チャンバー(11)内の環境条件を一定に保つことが出来ると同時に、分析作業の効率化を図ることが出来る。 Accordingly, the environmental conditions in the chamber (11) can be kept constant, and at the same time, the efficiency of the analysis work can be improved.
更に又、図25〜図27に示すインキュベータ(1)によれば、顕微観察装置(8a)がシールドケース(80)内に設置されており、該シールドケース(80)の内部は、マイクロプレート(31)が収容されている空間の高湿度の環境とは遮断されているので、顕微観察装置(8a)を構成するレンズなどが湿気によるダメージを受けることはない。 Furthermore, according to the incubator (1) shown in FIGS. 25 to 27, the microscopic observation device (8a) is installed in the shield case (80), and the inside of the shield case (80) is a microplate ( 31) is isolated from the high-humidity environment of the space in which it is housed, so that the lenses constituting the microscopic observation device (8a) are not damaged by moisture.
然も、駆動装置(8b)がシールドケース(80)内に収容されているので、該駆動装置(8b)から発せられる微細な塵がマイクロプレート(31)に悪影響を及ぼすことはない。 However, since the driving device (8b) is accommodated in the shield case (80), fine dust emitted from the driving device (8b) does not adversely affect the microplate (31).
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、図28に示す如くチャンバー(11)内に棚板(94)が設置されているに過ぎず、マイクロプレート搬送装置を具えていないインキュベータ(1′)においても、上述の顕微観察ユニット(8)を棚板(94)上に設置することによって、マイクロプレート(31)の顕微観察を可能とすると共に、顕微観察ユニット(8)を構成する顕微観察装置(8a)を湿気から保護することが出来る。又、培養容器としては、マイクロプレートに限らず、シャーレ等の容器であってもよい。 In addition, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim. For example, as shown in FIG. 28, only the shelf plate (94) is installed in the chamber (11), and the above-described microscopic observation unit (8) is also used in an incubator (1 ′) that does not include a microplate transport device. ) On the shelf plate (94), the microplate (31) can be microscopically observed and the microscopic observation device (8a) constituting the microscopic observation unit (8) can be protected from moisture. I can do it. In addition, the culture container is not limited to a microplate, and may be a container such as a petri dish.
(1) インキュベータ
(11) チャンバー
(10) 開口
(12) 開閉扉
(13) マイクロプレート挿入口
(14) シャッター機構
(15) バーコードリーダ
(16) エアーカーテン機構
(2) インキュベータユニット
(22) 引出し台
(23) スタッカーホルダー
(3) スタッカー
(31) マイクロプレート
(4) マイクロプレート搬入機構
(41) 往復搬送部
(42) 搬入用モータユニット
(5) マイクロプレート搬送装置
(50) 搬送テーブル
(54) X軸搬送部
(55) Y軸搬送部
(56) Z軸搬送部
(57) X軸モータユニット
(58) Y軸モータユニット
(59) Z軸モータユニット
(6) 環境調整装置
(62) 吹き出し口
(7) カメラ
(71) カメラ駆動機構
(72) 分析装置
(8) 顕微観察ユニット
(8a) 顕微観察装置
(8b) 駆動装置
(81) カメラ
(82) 光学系
(1) Incubator
(11) Chamber
(10) Opening
(12) Open / close door
(13) Microplate insertion slot
(14) Shutter mechanism
(15) Bar code reader
(16) Air curtain mechanism
(2) Incubator unit
(22) Drawer stand
(23) Stacker holder
(3) Stacker
(31) Microplate
(4) Microplate loading mechanism
(41) Reciprocating transfer unit
(42) Carry-in motor unit
(5) Microplate transport device
(50) Transfer table
(54) X-axis transport unit
(55) Y-axis transport section
(56) Z-axis transport unit
(57) X-axis motor unit
(58) Y-axis motor unit
(59) Z-axis motor unit
(6) Environmental control device
(62) Outlet
(7) Camera
(71) Camera drive mechanism
(72) Analyzer
(8) Microscopic observation unit
(8a) Microscopic observation equipment
(8b) Drive unit
(81) Camera
(82) Optical system
Claims (3)
このチャンバー内部には、
複数の培養容器を収容する培養容器収容棚と、
培養容器を搬送して、前記培養容器収容棚に収容されている任意の培養容器を出し入れすることが可能な培養容器搬送手段と、
培養容器上の試料を顕微観察するための顕微観察装置を密封構造のシールドケースの内部に収容すると共に、このシールドケースには培養容器上の試料を前記顕微観察装置が顕微観察するための観察窓が設けられている顕微観察手段と、を備え、
前記培養容器搬送手段は、前記培養容器収容棚に収容されている所望の培養容器を前記顕微観察手段の観察窓の対向位置に移動させ、この培養容器上の試料を顕微観察するようにしたことを特徴とするインキュベータ。 In an incubator for culturing a sample on a culture vessel inside a chamber adjusted to a predetermined environmental condition,
Inside this chamber,
A culture container storage shelf for storing a plurality of culture containers;
A culture container transporting means capable of transporting the culture container and taking in and out any culture container stored in the culture container storage shelf;
A microscopic observation device for microscopic observation of the sample on the culture vessel is housed inside a sealed case with a sealed structure, and an observation window for allowing the microscopic observation device to microscopically observe the sample on the culture vessel in this shield case A microscopic observation means provided with,
The culture container transport means moves a desired culture container stored in the culture container storage shelf to a position opposite to the observation window of the microscopic observation means, and microscopically observes the sample on the culture container. An incubator characterized by
前記顕微観察手段は、1或いは複数の培養容器収容棚に代えて前記収容棚ホルダーに設置可能な外形を有していることを特徴とする請求項1記載のインキュベータ。 There are a plurality of the culture vessel storage shelves, including a storage shelf holder that holds the culture vessel storage shelves horizontally arranged,
2. The incubator according to claim 1, wherein the microscopic observation means has an outer shape that can be installed on the storage shelf holder in place of one or a plurality of culture vessel storage shelves.
この培養容器挿入口と前記培養容器収容棚との間を、前記培養容器搬送手段が培養容器を搬送するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のインキュベータ。
A culture vessel insertion port for inserting the culture vessel into the chamber;
The incubator according to claim 1 or 2, wherein the culture container transport means transports the culture container between the culture container insertion port and the culture container storage shelf.
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