JP2016118681A - 顕微鏡観察用培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディッシュ等の試料容器へ供給された培養液が試料容器から溢れて流出しても培養液の供給を停止させることで顕微鏡に培養液が掛かったり、培養液を無駄にしてしまったりするのを防止することができる顕微鏡観察用培養装置を提供する。【解決手段】ディッシュＤから培養液Ｃが溢れて流出して、検知部の内側部５７と検知部の中間部６６との間、または検知部の外側部６１と検知部の中間部６６との間に培養液Ｃが跨るように付着した場合には、検知部と検知部とが電気的に短絡する。これにより、信号がコントローラ９３へ伝達され、培養液供給ポンプ８９が停止する。培養液供給ポンプ８９が停止することで、培養液ＣがディッシュＤへ供給されなくなり、大量の培養液Ｃが流出するのを防止することができる。【選択図】図５

Description

本発明は顕微鏡観察用培養装置に係り、特に灌流培養に用いる顕微鏡観察用培養装置に関するものである。

特許文献１に示すように細胞等を培養する場合、ディッシュに培養液を外部から供給し、且つ試料容器内の培養液を排出する灌流培養が行われている。
また、特許文献２に記載された顕微鏡観察用培養容器では、ステージヒーターユニットの底面に形成された穴へ対物レンズを浸入させディッシュ内の細胞を観察する。

特開２０１０−２０７１７４号公報 特開２００４−１４１１４３号公報

しかしながら、灌流培養においてディッシュから培養液が溢れて流出してしまうことがある。例えば、培養液の供給量と排出量の設定を誤ったり、培養液を排出する排出管が詰まったりした場合には、ディッシュから培養液が溢れて流出してしまうことがある。ディッシュから流出した培養液はステージヒーターユニットの底面の穴から漏れて顕微鏡に掛かり、顕微鏡が故障してしまうおそれがある。
底部に穴のないステージヒーターユニットもあるが、ディッシュから培養液が流出すると、培養液を無駄にすることになってしまう。培養液の種類によっては相当に高価なものもあり、大きな経済的損失となる場合がある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、ディッシュ等の試料容器へ供給された培養液が試料容器から溢れて流出しても、培養液の供給を停止させることで顕微鏡に培養液が掛かったり、培養液を無駄にしてしまったりするのを防止することができる顕微鏡観察用培養装置の提供を、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、収容部を備え、ディッシュ等の試料容器を前記収容部に収容して、前記試料容器に培養液供給手段から培養液を供給する顕微鏡観察用培養装置において、
前記試料容器から培養液が溢れて流出したことを電気的に検知する培養液流出検知手段を備え、前記培養液流出検知手段が培養液の流出を検知すると、前記培養液供給手段による培養液の供給を停止することを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。

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装置において、
培養液流出検知手段は導電体から成る複数の検知部を有し、前記検知部どうしが流出した培養液を介して電気的に短絡したことによって試料容器から培養液が溢れて流出したことを検知するものであることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。

請求項３の発明は、請求項２に記載した顕微鏡観察用培養装置において、検知部は収容部に収容された試料容器の周面の下方領域に互いに間隔を開けて配置されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。

請求項４の発明は、請求項２または３に記載した顕微鏡観察用培養装置において、検知部は試料容器に最も近い位置に備えられる内側部と、前記内側部の外側に備えられる中間部と、前記中間部の外側に備えられる外側部とを有し、前記中間部と前記内側部、前記外側部の少なくとも一方とが培養液を介して電気的に短絡する状態になると試料容器から培養液が溢れて流出したことを検知することを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。

請求項５の発明は、請求項２から４のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養装置において、
収容部の底部には貫通穴が形成され、試料容器は前記貫通孔を閉鎖するように備えられ、複数の検知部は前記貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置である。

本発明の顕微鏡観察用培養装置によれば、ディッシュ等の試料容器へ供給された培養液が試料容器から溢れて流出した場合には培養液の供給を停止させることができる。従って、顕微鏡に培養液が掛かるのを防止でき、顕微鏡が故障するのを回避することができる。しかも、培養液を無駄にしてしまうのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養装置の分解斜視図である。 図１の顕微鏡観察用培養装置に備えられるアタッチメントの構造を説明するための斜視図である。 図２のアタッチメントの分解斜視図である。 図２のアタッチメントの平面図である。 図１の顕微鏡観察用培養装置のディッシュから培養液が流出した際の検知動作を説明するための図である。

本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察用培養装置１を図面にしたがって説明する。
図１において符号３はステージヒーターユニットを示し、このステージヒーターユニット３は矩形の枠部４を有している。枠部４にはヒーター６が保持されており、ヒーター６の中央には穴８が形成されている。
また、枠部４上には平面視略コの字状の外壁５と、この外壁５の内側に沿って形成された平面視略コの字状の内壁７が設けられている。枠部４、外壁５及び内壁７に囲まれた空間に上面が開口する水槽９が形成されている。水槽９の底部には水槽ヒーター１３が備えられている。
外壁５と内壁７が形成されていない部分には側面開口１７が設けられている。また、ステージヒーターユニット３の上面は開放されており、上面開口２３が形成されている。

符号２５はアタッチメントを示し、このアタッチメント２５は図２〜図４に示すように、矩形の枠部２７と、この枠部２７の内側面に形成され、中央へ向かって突出する４つの連結部２９、３１、３３、３５と、これらの連結部２９、３１、３３、３５の先端に支持された載置部３７とから成る。図３に示すように連結部３５には凹部３９が形成されている。

載置部３７は中央部に円形の貫通穴４１を有する円盤部４３と、円盤部４３の外周縁に沿って形成された周壁４５を有している。周壁４５は連結部３５の凹部３９に対向する部分が欠落し、円盤部４３と凹部３９が連なっている。
また、貫通穴４１の縁に沿って円形凸部４４が設けられており、この円形凸部４４を囲むように三重の内側溝４７、中間溝４９、外側溝５１が設けられている。内側溝４７、中間溝４９、外側溝５１は貫通穴４１の芯を中心とする円弧状に形成されている。

最も内側の内側溝４７の途中部分と最も外側の外側溝５１の一端部が連携溝５３を介して連なっている。外側溝５１の他端部には外側へ延びる延出溝５２が形成され、この延出溝５２は連結部３５の凹部３９に連なっている。また、中間溝４９の一端部には外側へ延びる延出溝５０が形成され、この延出溝５０は連結部３５の凹部３９に連なっている。
内側溝４７と外側溝５１との間には上方へ突出する４つの位置決め凸部５５が設けられており、位置決め凸部５５は等間隔に配置されている。また、位置決め凸部５５は貫通穴４１の芯を中心とする円弧状に形成されている。
アタッチメント２５の一端部には一対の雌ネジ５４が形成されている。

符号５６は導電体から成る検知部を示し、この検知部５６は内側溝４７、外側溝５１、連携溝５３及び延出溝５２にぴったり嵌る形状を為しており、内側溝４７、外側溝５１、連携溝５３及び延出溝５２に収容されて固定されている。すなわち、内側溝４７に対応する内側部５７、外側溝５１に対応する外側部６１、連携溝５３に対応する対応する連携部６３及び延出溝５２に対応する延出部６２によって構成されている。
符号５９は導電体から成る検知部を示し、この検知部５９は中間溝４９、延出溝５０にぴったり嵌る形状を為しており、中間溝４９、延出溝５０に収容されて固定されている。すなわち、検知部５９は中間溝４９に対応する中間部６６、延出溝５０に対応する延出部６０によって構成されている。
従って、検知部５６、５９は互いに間隔を開けて、貫通孔４１を囲むように配置されている。

検知部５６、５９の延出部６２、６０には、端子６４、６５がそれぞれ接続されている。これらの端子６４、６５は連結部３５の凹部３９に備えられ、端子６４、６５には信号線６７、６９が接続されている。
培養液流出検知手段は、検知部５６、５９、端子６４、６５及び信号線６７、６９によって構成されている。
符号７１はカバーを示し、このカバー７１は凹部３９を覆うように連結部３５にネジ止めされる。カバー７１には信号線６７、６９が挿通されるガイド管７３が設けられている。

符号７５は側壁部を示し、この側壁部７５には内側へ突出する突出板７７が設けられている。突出板７７には一対の雄ネジ７９が備えられており、雄ネジ７９の下端部は突出板７７の下面から突出している。一対の雄ネジ７９をアタッチメント２５の一対の雌ネジ５４に螺合することで、側壁部７５にアタッチメント２５が連結される。
また、側壁部７５の上面にはホース等を通すための複数の挿通凹部８１が設けられている。

符号８３はトップヒーターユニットを示し、このトップヒーターユニット８３に設けられたヒーター８５の中央には穴８７が形成されている。
図５において、符号８９は培養液供給ポンプを示し、符号９１は培養液吸引ポンプを示す。培養液供給ポンプ８９、培養液吸引ポンプ９１の動作はコントローラ９３に制御される。また、コントローラ９３には信号線６７、６９が接続されている。

ステージヒーターユニット３をステージＳに設置して、ステージＳの穴Ｓａとヒーター６の穴８とを対向させる。そして、側壁部７５をステージヒーターユニット３の側面開口１７を閉鎖するように装着し、側壁部７５に取付けたアタッチメント２５をヒーター６に設置する。アタッチメント２５の貫通穴４１をステージＳの穴Ｓａ、ヒーター６の穴８に対向させる。

培養液Ｃ、試料としての細胞Ｋを収容したディッシュＤを円形凸部４４に載せて、ディッシュＤが貫通穴４１を閉鎖する状態とする。
ディッシュＤにはＬ字形の金属製のパイプ９５、９７の先端部が入り込み、パイプ９５の基端部にはホース９９の一端部が連結され、このホース９９の他端部は培養液供給ポンプ８９に連結されている。パイプ９７の基端部にはホース１０１の一端部が連結され、このホース１０１の他端部は培養液吸引ポンプ９１に連結されている。
培養液供給手段は、パイプ９５、ホース９９及び培養液供給ポンプ８９によって構成されている。

トップヒーターユニット８３をステージヒーターユニット３の上面開口２３を塞ぐように備える。これによりアタッチメント２５、ステージヒーターユニット３及び側壁部７５によって囲まれた空間によって収容部１０３が形成され、この収容部１０３にディッシュＤが収容される。なお、穴８７は蓋体８８によって閉鎖しておく。
そして、収容部１０３の底部を構成するアタッチメント２５に設置されたディッシュＤの下方領域に、検知部５６、５９が互いに間隔を開けて配置されることになる。

収容部１０３はステージヒーターユニット３のヒーター６、トップヒーターユニット８３のヒーター８５によって加温される。また、水槽９の水Ｗが水槽ヒーター１３によって蒸発させられて加湿される。また、図示しないガス供給装置によってＣＯ_２ガスが供給される。これらの加温、加湿及びＣＯ_２ガスの供給はコントローラ９３によって制御され、収容部１０３は所定の環境に保たれる。
そして、ステージＳの穴Ｓａ、ヒーター６の穴８及びアタッチメント２５の貫通穴４１へ顕微鏡の対物レンズＴを入り込ませた状態で、ディッシュＤ内の細胞Ｋを観察する。

培養液供給ポンプ８９が駆動してホース９９、パイプ９５を介して培養液ＣがディッシュＤに供給され、培養液吸引ポンプ９１が駆動してパイプ９７、ホース１０１を介してディッシュＤ内の培養液Ｃを吸引する。ディッシュＤに対する培養液Ｃの供給量と排出量はディッシュＤ内の培養液Ｃが一定量に保たれるように予め設定されている。

ホース１０１が詰まるなどして培養液Ｃの吸引が行われなくなり、図５に示すようにディッシュＤから培養液Ｃが溢れて流出し、検知部５６の内側部５７と検知部５９の中間部６６との間に培養液Ｃが跨るように付着するか、外側部６１と中間部６６との間に培養液Ｃが跨るように付着した場合には、検知部５６と検知部５９とが電気的に短絡する。すわなち、内側部５７と中間部６６、外側部６１と中間部６６少なくとも一方との間に培養液Ｃが跨るように付着した場合には、検知部５６と検知部５９が電気的に短絡することになる。

検知部５６と検知部５９が電気的に短絡すると、信号が端子６４、６５、信号線６７、６９を介してコントローラ９３へ伝達され、培養液供給ポンプ８９が停止する。培養液供給ポンプ８９が停止することで、培養液ＣがディッシュＤへ供給されなくなり、大量の培養液Ｃが流出するのを防止することができる。従って、培養液Ｃが貫通穴４１から装置外へ漏出せず顕微鏡に掛かるのを防止でき、顕微鏡が故障するのを回避することができる。しかも、培養液Ｃの流出を最小限に抑えることが可能なので、培養液Ｃを無駄にしてしまうのを防止することができる。
内側部５７、外側部６１のいずれか一方と中間部６６との間に培養液Ｃが跨るように付着すると、培養液供給ポンプ８９を停止させる信号が発せされるので、ディッシュＤの周面の下方領域の広い範囲をカバーすることができ、培養液Ｃの流出を確実に検知することが可能である。

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、顕微鏡観察用培養装置１を対物レンズが上方を向き下方から試料に対向する姿勢で備えられる倒立顕微鏡に用いる場合を示したが、対物レンズが下方を向き上方から試料に対向する正立顕微鏡に用いてもよい。この場合には貫通穴の下方にコンデンサーが備えられることになる。
また、上記実施の形態では、貫通孔、検知部の形状を平面視が円形のディッシュに対応するものを示したが、本発明はこれに限定されず、試料容器の形状に応じて貫通孔、検知部の形状を変更する。例えば、試料容器が平面視矩形である場合は、貫通孔を矩形とし、この矩形の貫通孔を囲むように検知部を略矩形とする。
上記実施の形態では、収容部の底部に貫通穴を有する顕微鏡観察用培養装置を示したが、本発明はこれに限定されず底部に貫通穴を有していない顕微鏡観察用培養装置に適用してもよいのは勿論である。なお、底部に貫通穴を有していない顕微鏡観察用培養装置には、底部が透明ガラス等によって構成されているもの、或いは底部が金属等に透明ではない材料によって構成されているものがあるが、いずれのものに対しても本発明を適用することが可能である。

本発明の顕微鏡観察用培養装置は理化学機器製造業に利用可能性を有する。

１…顕微鏡観察用培養装置 ３…ステージヒーターユニット
４…枠部 ６…ヒーター
５…外壁 ７…内壁
８…穴 ９…水槽
１３…水槽ヒーター １７…側面開口
２３…上面開口 ２５…アタッチメント
２７…枠部 ２９、３１、３３、３５…連結部
３７…載置部 ３９…連結部の凹部
４１…貫通穴 ４３…円盤部
４４…円形凸部 ４５…周壁
４７…内側溝 ４９…中間溝
５０…延出溝 ５１…外側溝
５２…延出溝 ５３…連携部
５４…雌ネジ ５５…位置決め凸部
５６…検知部 ５７…検知部５６の内側部
５９…検知部 ６０…検知部５９の延出部
６１…検知部５６の外側部 ６２……検知部５６の延出部
６４、６５…端子 ６６…検知部５９に中間部
６７、６９…信号線 ７１…カバー
７３…ガイド管 ７５…側壁部
７７…突出板 ７９…雄ネジ
８１…挿通凹部 ８３…トップヒーターユニット
８５…ヒーター ８７…穴
８９…培養液供給ポンプ ９１…培養液吸引ポンプ
９３…コントローラ ９５、９７…パイプ
９９、１０１…ホース １０３…収容部
Ｋ…細胞 Ｋ…細胞
Ｃ…培養液 Ｗ…水
Ｄ…ディッシュ Ｔ…対物レンズ
Ｓ…ステージ Ｓａ…ステージの穴

Claims (5)

1. 収容部を備え、ディッシュ等の試料容器を前記収容部に収容して、前記試料容器に培養液供給手段から培養液を供給する顕微鏡観察用培養装置において、
   前記試料容器から培養液が溢れて流出したことを電気的に検知する培養液流出検知手段を備え、前記培養液流出検知手段が培養液の流出を検知すると、前記培養液供給手段による培養液の供給を停止することを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
2. 請求項１に記載した顕微鏡観察用培養装置において、
   培養液流出検知手段は導電体から成る複数の検知部を有し、前記検知部どうしが流出した培養液を介して電気的に短絡したことによって試料容器から培養液が溢れて流出したことを検知するものであることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
3. 請求項２に記載した顕微鏡観察用培養装置において、検知部は収容部に収容された試料容器の周面の下方領域に互いに間隔を開けて配置されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
4. 請求項２または３に記載した顕微鏡観察用培養装置において、検知部は試料容器に最も近い位置に備えられる内側部と、前記内側部の外側に備えられる中間部と、前記中間部の外側に備えられる外側部とを有し、前記中間部と前記内側部、前記外側部の少なくとも一方とが培養液を介して電気的に短絡する状態になると試料容器から培養液が溢れて流出したことを検知することを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
5. 請求項２から４のいずれかに記載した顕微鏡観察用培養装置において、
   収容部の底部には貫通穴が形成され、試料容器は前記貫通孔を閉鎖するように備えられ、複数の検知部は前記貫通孔を囲むように配置されていることを特徴とする顕微鏡観察用培養装置。
   
   

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