JP2013255437A - 細胞観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】観察面側に段差がなくて観察面の全域を観察できるとともに、培養容器を確実に支持プレートに固定できる細胞観察装置を提供すること。
【解決手段】顕微鏡で細胞観察を行うための細胞観察装置であって、
細胞試料が培養される培養容器の両端から培養容器の外壁に刺し込み可能な複数の突起片が設けられた支持部材を押し付けることにより、支持プレートに挟持固定することを特徴とするもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞観察装置に関し、詳しくは、培養細胞などを顕微鏡で観察するときに用いる容器の保持構造に関する。

植物や動物の細胞観察にあたっては、培養容器で培養中の細胞試料を顕微鏡で観察することも行われている。

図７は、従来から行われている培養細胞観察の一例を示す概念構成図である。図７において、培養容器１は矩形状に形成され、内部には１つまたは複数のウェルが設けられている。各ウェルには観察対象となる細胞試料が培養されている。なお、各ウェルの底面は、観察面として機能するように透明部材で形成されている。

細胞観察にあたり、培養容器１は、支持プレート２に取付部２１として設けられているロの字形の開口部に嵌め合わされて取り付けられる。ここで、開口部２１の長手方向の両端には、培養容器１の長手方向の両端底面を支持するように底面２２、２３が設けられている。

そして、培養容器１が取り付けられた支持プレート２を図示しない顕微鏡のステージに載置し、支持プレート２を対物レンズ３に対して移動させることにより所望のウェルを対物レンズ３に対向させて、所望の培養細胞を観察する。

図８は図７の断面図であり、（Ａ）は支持プレート２の円で囲んだ取付部２１のコーナー部分を含む全体を示し、（Ｂ）は（Ａ）の円で囲んだ取付部２１のコーナー部分の拡大図を示している。

図８において、培養容器１の底面は、観察面として機能するように、透明部材で平坦に形成されている。支持プレート２の取付部２１のコーナー部分には、培養容器１の長手方向の端部の底面を支持するように、底面２２が設けられている。

特許文献１には、マイクロプレートで培養されている細胞を顕微鏡で観察する技術が記載されている。

特開２００５−２７８５５号公報

支持プレート２の取付部２１のコーナー部分に設けられている底面２２の板厚ｔは、培養容器１の底面に対する段差になってしまう。この板厚ｔによる段差は、培養容器１が取り付けられた支持プレート２を対物レンズ３に対して移動させるのにあたり、対物レンズ３の先端部が衝突して移動を妨げる障害物になり、支持プレート２の可動範囲を制限することになる。

この結果、図９に示すように、対物レンズ３の中心部分が支持プレート２の取付部２１における各コーナーの円で囲まれた部分の中心位置まで移動できないことから、その位置における培養細胞が観察できなくなる。

また、顕微鏡による細胞観察にあたっては、対物レンズ３として高倍率（４０倍、６０倍、１００倍など）のものを使用することから、培養容器１を確実に支持プレート２に固定しておかないと、わずかな振動や衝撃などによって数ミクロン程度の位置ずれを生じてしまい、観察画像の結像焦点がぼけて正確な観察が行えなくなってしまう。

本発明は、これらの問題点に着目したものであって、その目的は、観察面側に段差がなくて観察面の全域を観察できるとともに、培養容器を確実に支持プレートに固定できる細胞観察装置を提供することにある。

このような課題を達成する請求項１の発明は、
顕微鏡で細胞観察を行うための細胞観察装置であって、
細胞試料が培養される少なくとも１つのウェルが設けられた培養容器と、
この培養容器を配置するための開口部が設けられた支持プレートと、
前記培養容器の一端を固定支持するように所定の形状に形成され前記支持プレートの開口部の一端に設けられた第１の支持部材と、
前記培養容器の他端を固定支持するように所定の形状に形成され前記支持プレートの開口部の他端に設けられた第２の支持部材と、
これら第１の支持部材と第２の支持部材の少なくともいずれかを前記支持プレートの開口部に配置される前記培養容器に押し付けるように付勢するばねを設け、
前記培養容器は、その底面が前記支持プレートの開口部の底面から突出した水平状態で前記第１の支持部材と第２の支持部材で挟持されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の細胞観察装置において、
前記第１の支持部材および第２の支持部材の一部には、
先端部分が対向する前記培養容器の外壁に刺し込まれることにより前記培養容器を固定支持する複数の突起片が設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の細胞観察装置において、
前記突起片は、ナイフエッジとして形成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載の細胞観察装置において、
前記ばねは、トーションばねであることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の細胞観察装置において、
前記支持プレートの前記顕微鏡本体との対向面には、前記顕微鏡本体に磁気的に固定するためのマグネットが設けられていることを特徴とする。

これらにより、培養容器の底面全体が顕微鏡の対物レンズと対向することになり、培養容器の底面全体を顕微鏡で観察できる。

また、培養容器は支持部材に設けられている複数の突起片とばねの付勢力により支持プレートに安定した状態で固定支持されることになり、振動や衝撃などによる支持プレートに対する培養容器の位置ずれ発生を防止でき、安定した観察画像が得られる。

さらに、培養容器を安定した状態で固定支持する支持プレートは、マグネットを介して顕微鏡本体と磁気的に結合されるので、振動や衝撃などによる顕微鏡本体に対する支持プレートの位置ずれ発生を防止でき、安定した観察画像が得られる。

本発明の一実施例を示す構成説明図である。 図１で用いる治具４の具体例を示す構成説明図である。 図１で用いる支持プレート５の具体例を示す構成説明図である。 培養容器１と支持プレート５の組立工程図である。 図４における各部の動作説明図である。 本発明の他の実施例を示す構成説明図である。 従来から行われている培養細胞観察の一例を示す概念構成図である。 図７の断面図である。 図７の動作説明図である。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、（Ａ）は組立状態の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ部分断面図であって、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。

図１において、培養容器１は支持プレート５に固着保持されている。培養容器１を支持プレート５に固着保持させるのにあたっては、治具４の所定位置に培養容器１をセットした後、培養容器１に支持プレート５を実装することにより行われる。

図２は、図１で用いる治具４の具体例を示す構成説明図である。治具４は矩形の平板状に形成されたものであり、表面には矩形の外枠４１と内枠４２よりなる二重枠が形成されている。

外枠４１の各辺には、支持プレート５を所定の位置関係で治具４に取り付けるように案内するためのガイドピン４３ａ〜４３ｅが離散的に取り付けられている。内枠４２は、培養容器１を配置するための載置部として機能するものであり、外枠４１で囲まれた矩形領域の中央部分に設けられている。治具４の裏面の各角部近傍には、脚部４４ａ〜４４ｄが設けられている。

図３は、図１で用いる支持プレート５の具体例を示す構成説明図である。支持プレート５も矩形の平板状に形成されていて、中央部分には培養容器１を配置するためのほぼ矩形の開口部５１が設けられている。

この開口部５１の一端側には、培養容器１の一端に嵌め合うように所定の形状（本実施例ではコの字形）に形成された第１の支持部材５２がねじ止め固着されている。開口部５１の他端側には、培養容器１の他端に嵌め合うように所定の形状（本実施例ではコの字形）に形成された第２の支持部材５３が移動可能に取り付けられている。

培養容器１の一端が嵌め合うように形成された第１の支持部材５２において、培養容器１の一端の両側の角部と対向する部分５２ａ、５２ｂには、突起片として機能するナイフエッジが設けられている。

培養容器１の他端が嵌め合うように形成された第２の支持部材５３において、培養容器１の他端の両側の角部と対向する部分５３ａ、５３ｂには、突起片として機能するナイフエッジが設けられている。

第２の支持部材５３の主平面の中央には、手動操作のためのつまみ５３ｃが設けられている。

第２の支持部材５３の主平面の長手方向に沿った両側近傍には、長手方向に平行なガイド穴５３ｄ、５３ｅが設けられている。これらガイド穴５３ｄ、５３ｅは、支持プレート５の本体の長手方向に沿った両側近傍に長手方向と平行に設けられているガイドブロック５３ｆ、５３ｇに、長手方向に沿って移動可能に嵌め合わされている。

第２の支持部材５３は、培養容器１を第１の支持部材５２と挟んだ状態で第１の支持部材５２に向かって押し付けるように、たとえばトーションばね５４により矢印Ｂで示す方向に付勢されている。

支持プレート５の表面の両端近傍には持ち運び作業のためのハンドル５５ａ、５５ｂが設けられ、各角近傍には図示しない顕微鏡本体のステージ部に磁気的に固定するためのマグネット５６ａ〜５６ｄが設けられている。これらのマグネット５６ａ〜５６ｄを設けることは、水浸や油浸などの液浸対物レンズを用いる場合における一体化された培養容器１および支持プレート５の液体の浮力による浮き上がり防止対策として有効である。

図４は、培養容器１と支持プレート５の組立工程図である。これら一連の組立作業は、クリーンルームで行われる。すなわち、工程Ａに示すように、治具４をクリーンルームに設置しておく。

次に、工程Ｂに示すように、培養容器１の載置部として機能する治具４の内枠４２の所定の位置に、培養容器１を配置する。

そして、工程Ｃに示すように、ガイドピン４３ａ〜４３ｅに沿って支持プレート５を取り付け固定する。

具体的には、図３に示すつまみ５３ｃと右側のハンドル５５ｂを親指と人差し指でつまむようにして、第２の支持部材５３をトーションばね５４による付勢を打ち消す右方向にガイドブロック５３ｆ、５３ｇに沿って移動させると、治具４の所定の位置に配置された培養容器１に嵌め合わせられるように開口部５１を大きく開く。

開口部５１を大きく開いた状態でガイドピン４３ａ〜４３ｅに沿って支持プレート５を治具４に対して徐々に押し下げていく。この過程で、培養容器１が開口部５１から徐々に突出する。

さらに押し下げていくと、図１（Ｂ）に示すように、支持プレート５の両端の底面に設けられている段付部５７ａ、５７ｂが治具４の両端近傍に設けられている段付部４５ａ、４５ｂに嵌め合って停止する。

なお、これら治具４の段付部４５ａ、４５ｂと支持プレート５の段付部５７ａ、５７ｂは、このように嵌め合って停止した状態において、治具４の底面に設けられている内枠４２との相互作用によって培養容器１の底面の観察面が治具４の底面に対して水平な平行面となり、微小間隔を保って接触しないように高精度で加工調整されている。

このように支持プレート５の段付部５７ａ、５７ｂと治具４の段付部４５ａ、４５ｂが嵌め合って停止した状態でつまみ５３ｃの指を静かに離すと、支持プレート５の第２の支持部材５３は再び図３に示すように、トーションばね５４により矢印Ｂで示す方向に付勢されることになる。

この結果、トーションばね５４の付勢力と第１の支持部材５２のナイフエッジ５２ａ、５２ｂと第２の支持部材５３のナイフエッジ５３ａ、５３ｂとの相乗効果により、培養容器１は第１の支持部材５２と第２の支持部材５３とで堅固に安定した状態で挟持されることになる。

図５は本発明に基づく細胞観察装置の観察動作説明図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図であって、図８および図９と共通する部分には同一符号を付けている。支持プレート５に支持されている培養容器１の底面に着目すると、支持プレート５の底面から突き出ていて、支持プレート５の底面の板厚が図８のような段差を生じることはない。
これにより、培養容器１が取り付けられた支持プレート５を対物レンズ３に対して移動させるのにあたり、対物レンズ３の先端部が衝突して移動を妨げる障害物になるものはなく、各角を含む培養容器１の全底面を対物レンズ３の先端部に対向させて観察対象とすることができる。

なお、上記実施例では、図６（Ａ）に示すように、矩形状に形成され内部に８つのウェルが設けられた培養容器ＣＶ１を、培養容器ＣＶ１の長手方向の両端から培養容器ＣＶ１の端部に嵌め合うようにほぼコの字形に形成され培養容器ＣＶ１の角部と対向する部分に突起片としてナイフエッジが設けられた支持部材ＳＭ１、ＳＭ２を押し付けて挟持固定する例を説明したが、これに限るものではなく、以下に示すような各種の培養容器と支持部材との組み合わせであってもよい。

（Ｂ）は、（Ａ）と同様な支持部材ＳＭ１、ＳＭ２を用いて、円盤状の培養容器ＣＶ２をその両端から挟持固定するように構成されたものである。

（Ｃ）は、（Ａ）と同様な矩形状に形成された培養容器ＣＶ１の長手方向の両端に、先端部分に対向する培養容器ＣＶ１の外壁に刺し込み可能な針状の複数の突起片が設けられた支持部材ＳＭ３、ＳＭ４を押し付けることにより、培養容器ＣＶ１の長手方向の両端から支持部材ＳＭ３、ＳＭ４で挟持固定するように構成されたものである。

（Ｄ）は、（Ａ）と同様な矩形状に形成された培養容器ＣＶ１の長手方向と直交する両辺の一方にはその辺に嵌め合うようにほぼコの字形に形成され培養容器ＣＶ１の角部と対向する部分に突起片としてナイフエッジが設けられた支持部材ＳＭ５を押し付けて嵌め合わせ、他方の辺には先端部分に対向する培養容器ＣＶ１の外壁に刺し込み可能な針状の複数の突起片が設けられた支持部材ＳＭ６を押し付けることにより、培養容器ＣＶ１の長手方向と直交する両辺から支持部材ＳＭ５、ＳＭ６で挟持固定するように構成されたものである。

（Ｅ）は、矩形状のマイクロプレートとして形成された培養容器ＣＶ３の長手方向の両端から、培養容器ＣＶ３の端部に嵌め合うようにほぼコの字形に形成され培養容器ＣＶ３の角部と対向する部分に突起片としてナイフエッジが設けられた支持部材ＳＭ７、ＳＭ８を押し付けて挟持固定するように構成されたものである。

なお、これら各実施例における培養容器ＣＶはいずれもコンタミネーションの影響を受けているので廃棄するが、支持部材ＳＭが組み込まれている図示しない支持プレートは突起片が摩耗するまではたとえばアルコールによる滅菌処理を施すことにより繰り返して使用できる。

また、移動可能に設けられた支持部材を培養容器に押し付けるように付勢するばねはトーションばねに限るものではなく、板ばねやコイルばねなどであってもよい。

また、上記実施例では、一方の支持部材をトーションばねで培養容器に押し付けるように付勢する例を説明したが、両方の支持部材をばねで培養容器に押し付けるように構成してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、培養容器の底面全体を顕微鏡で観察でき、振動や衝撃などによる支持プレートに対する培養容器の位置ずれ発生を防止でき、振動や衝撃などによる顕微鏡本体に対する支持プレートの位置ずれ発生を防止できて、安定した観察画像が得られる細胞観察装置が実現できる。

１ 培養容器
３ 対物レンズ
４ 治具
４１ 外枠
４２ 内枠
４３ａ〜４３ｅ ガイドピン
４５ａ、４５ｂ 段付部
５ 支持プレート
５１ 開口部
５２ 第１の支持部材
５２ａ、５２ｂ 突起片（ナイフエッジ）
５３ 第２の支持部材
５３ａ、５３ｂ 突起片（ナイフエッジ）
５３ｃ つまみ
５３ｄ、５３ｅ ガイド穴
５３ｆ、５３ｇ ガイドブロック
５４ トーションばね
５５ａ、５５ｂ ハンドル
５６ａ〜５６ｄ マグネット
５７ａ、５７ｂ 段付部

Claims (5)

1. 顕微鏡で細胞観察を行うための細胞観察装置であって、
   細胞試料が培養される少なくとも１つのウェルが設けられた培養容器と、
   この培養容器を配置するための開口部が設けられた支持プレートと、
   前記培養容器の一端を固定支持するように所定の形状に形成され前記支持プレートの開口部の一端に設けられた第１の支持部材と、
   前記培養容器の他端を固定支持するように所定の形状に形成され前記支持プレートの開口部の他端に設けられた第２の支持部材と、
   これら第１の支持部材と第２の支持部材の少なくともいずれかを前記支持プレートの開口部に配置される前記培養容器に押し付けるように付勢するばねを設け、
   前記培養容器は、その底面が前記支持プレートの開口部の底面から突出した水平状態で前記第１の支持部材と第２の支持部材で挟持されることを特徴とする細胞観察装置。
2. 前記第１の支持部材および第２の支持部材の一部には、
   先端部分が対向する前記培養容器の外壁に刺し込まれることにより前記培養容器を固定支持する複数の突起片が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
3. 前記突起片は、ナイフエッジとして形成されていることを特徴とする請求項２に記載の細胞観察装置。
4. 前記ばねは、トーションばねであることを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
5. 前記支持プレートの前記顕微鏡本体との対向面には、前記顕微鏡本体に磁気的に固定するためのマグネットが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の細胞観察装置。