JP4948060B2

JP4948060B2 - 生体観察装置

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Publication number: JP4948060B2
Application number: JP2006186604A
Authority: JP
Inventors: 芳弘河野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: CN101484087A; US20090301401A1; WO2008004474A1; EP2039322A4; JP2008012095A; EP2039322B1; US8186305B2; EP2039322A1; EP2039322B8

Description

この発明は、実験小動物等の標本を生きたままの状態で観察する生体観察装置に関するものである。

従来、実験小動物等の標本を生きたまま観察する場合に、実験小動物に苦痛を与えることなく生きたままの状態に維持するために、実験小動物用の吸入麻酔装置が開発されている。この吸入麻酔装置においては、マウスの口および鼻を袋状の吸入器で覆い、該吸入器内に麻酔ガスを供給することで実験小動物を睡眠状態にするようにしている。
エスエーテクノ（株）、倉林譲、"小実験動物用吸入麻酔装置の開発に関する研究"、[online]、岡山大学、[平成１７年６月７日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.chugoku.meti.go.jp/topics/sangakukan/jirei/2-11.pdf＞

しかしながら、従来の吸入麻酔装置は、吸入器と実験小動物の口や鼻との間に形成される隙間を完全に塞ぐことが困難である。このため、長期にわたり実験小動物を睡眠状態に維持しながら観察を行う場合、麻酔ガスが隙間から漏れてしまう不都合がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、麻酔ガスの漏洩を防止し、長期にわたって実験小動物等の標本を生きたままの状態で観察することを可能にする生体観察装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、実験動物等の標本を搭載し、少なくとも２方向に移動可能なステージと、該ステージ上に着脱可能に配置され、前記標本を収容する麻酔ケースと、前記ステージに設けられ、前記麻酔ケースが突き当てられることにより該麻酔ケースを前記ステージに対して位置決め状態に固定する位置決め機構と、該麻酔ケース内に麻酔ガスを供給する麻酔ガス供給手段と、前記麻酔ケースを前記ステージに取り付けたときに、前記麻酔ガス供給手段を前記位置決め機構を介して前記麻酔ケースに接続する接続機構とを備え、前記麻酔ケースの少なくとも一部に、透明な窓部が設けられている生体観察装置を提供する。

本発明によれば、麻酔ケース内に実験動物等の標本を収容し、麻酔ガス供給手段の作動によりケース本体内に麻酔ガスを供給することで、標本を睡眠状態に維持することができる。ケース本体には透明な窓部が設けられているので、該窓部を介して光学的に標本の観察を行うことができる。この場合に、標本を麻酔ケース内に収容することで、麻酔ガスが周囲に漏洩することを防止でき、比較的長期にわたり標本を睡眠状態に維持することができる。

上記発明においては、前記麻酔ケースが、前記ステージに着脱可能に設けられ、前記麻酔ケースを前記ステージに取り付けたときに、前記麻酔ガス供給手段を前記麻酔ケースに接続する接続機構を備える。
このようにすることで、麻酔ケースをステージから取り外して広い作業環境において、標本を麻酔ケース内に収容でき、作業性を向上することができる。麻酔ケースをステージに取り付けると接続機構の作動により麻酔ガス供給手段が麻酔ケースに接続されるので、標本を麻酔ケースから取り出すことなく、そのまま、麻酔ガス供給手段の作動により、標本を睡眠状態に維持し、生きたままの観察を行うことが可能となる。

また、上記発明においては、前記ステージに、前記麻酔ケースを位置決め状態に固定する位置決め手段が設けられている。
このようにすることで、ステージと麻酔ケースとの位置関係を対応付け、ステージの移動により麻酔ケース内の観察可能範囲の顕微鏡観察を容易に行うことが可能となる。

また、上記発明においては、前記ステージへの麻酔ケースの着脱を検出するセンサと、該センサによる麻酔ケースのステージへの取り付けの検出信号に基づいて前記麻酔ガス供給手段を作動させる制御手段とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、麻酔ケースの取り付け時に麻酔ガス供給手段を自動的に作動させて、標本に麻酔をかける作業を容易化することができ、また、麻酔ケースがステージから取り外されたときに、麻酔ガス供給手段の作動を停止して、麻酔ガスが周囲に漏れることを防止することができる。

本発明によれば、麻酔ガスの漏洩を防止し、長期にわたって実験小動物等の標本を生きたままの状態で観察することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る生体観察装置１について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体観察装置１は、図１に示されるように、標本Ａを載置するステージ２と、ステージ２に着脱可能に取り付けられる麻酔ケース３と、該麻酔ケース３に接続される麻酔ガス供給手段４と、ステージ２に取り付けられた麻酔ケース３内の標本Ａを観察する観察光学系５とを備えている。

ステージ２は、ベース６に固定され、搭載した麻酔ケース３を、ベース６に対して水平方向２方向に移動させることができるようになっている。ステージ２には、麻酔ケース３を位置決め状態に固定する位置決め機構７が設けられている。位置決め機構７は、ステージ２の搭載面２ａから鉛直方向に延びる２つの突当面２ｂ，２ｃにより構成されている。これら突当面２ｂ，２ｃは、図３に示されるように、相互に直交して配置され、直方体状の麻酔ケース３の隣接する２つの側壁３ａ，３ｂをそれぞれ突き当てることにより、麻酔ケース３をステージ２に対して位置決めすることができるようになっている。

また、一方の突当面２ｂには、前記麻酔ガス供給手段４により麻酔ガスＧを供給する配管８およびフィルタ９（図３参照。）への配管１０を前記麻酔ケース３に接続するためのコネクタ１１ａ，１１ｂがそれぞれ取り付けられている。また、突当面２ｂには、麻酔ケース３が突き当てられたことを検出するセンサ１２が設けられている。

麻酔ガス供給手段４は、麻酔ガスＧを収容した麻酔ガスボンベ１３と、該麻酔ガスボンベ１３から送られてくる麻酔ガスＧを気化させて所定の濃度に設定する気化器１４と、これらを接続する配管８，１０，１５とを備えている。配管８，１０の一端は、前記突当面２ｂに設けられたコネクタ１１ａ，１１ｂに接続されている。麻酔ガス供給手段４の配管８が接続されたコネクタ１１ａは、通常状態においては閉止された状態に維持されており、後述する麻酔ケース３のコネクタ１６ａに接続されたときに開放されるようになっている。

また、麻酔ガス供給手段４の気化器１４には、該気化器１４の作動を制御する制御手段１７が接続されている。制御手段１７には、前記突当面２ｂのセンサ１２からの出力信号が入力されるようになっている。制御手段１７は、センサ１２から麻酔ケース３が取り付けられたことを知らせる出力信号が入力されたときに、麻酔ガス供給手段４の気化器１４を作動させ、麻酔ガスボンベ１３から送られてくる麻酔ガスＧを気化して麻酔ケース３内に供給させるようになっている。

前記麻酔ケース３は、図２に示されるように、開閉可能な透明な蓋体３ｃを有する直方体の箱状の部材であって標本Ａを収容するのに十分な内容積を有している。これにより、麻酔をかけられていない状態で活発に活動する実験小動物等の標本Ａを、麻酔ケース３内に容易に収容することができるようになっている。

麻酔ケース３の側壁３ａには、前記ステージ２の位置決め機構７に設けられたコネクタ１１ａ，１１ｂに接続する２つのコネクタ１６ａ，１６ｂが備えられている。これらのコネクタ１６ａ，１６ｂは、いずれも、位置決め機構７のコネクタ１１ａ，１１ｂに接続されていない状態では、閉止された状態に維持されており、コネクタ１１ａ，１１ｂに接続されることにより開放されるようになっている。

前記観察光学系５は、図１に示されるように、照明装置１８と、該照明装置１８からの照明光Ｌの標本Ａにおける反射光または蛍光を集光して結像させるレンズユニット１９と、集光された光の内、撮像したい光のみを通過させる吸収フィルタ２０と、該吸収フィルタ２０を透過した光を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像ユニット２１とを備えている。

照明装置１８は、レンズユニット１９の外部から標本Ａに対し照明光Ｌを照射する外部照明装置１８ａと、高倍率観察時に、レンズユニット１９の光軸Ｃに沿って照明光Ｌを入射させる落射照明装置１８ｂとを備えている。
レンズユニット１９は、ベース６から立ち上がる支柱２２に、水平回転可能に支持されたターレット２３に取り付けられた複数のレンズ群２４ａ，２４ｂを備えている。ターレット２３を支柱２２回りに水平回転させることにより、異なるレンズ群２４ａ，２４ｂをステージ２と撮像ユニット２１との間の光軸Ｃ上に選択的に配置することができるようになっている。

各レンズ群２４ａ，２４ｂは、標本Ａからの光を集光する対物レンズ２５ａ，２５ｂと、集光された光を結像させる結像レンズ２６ａ，２６ｂとを備えている。各レンズ群２４ａ，２４ｂの対物レンズ２５ａ，２５ｂは倍率が異なり、結像レンズ２６ａ，２６ｂは該対物レンズ２５ａ，２５ｂに適合するものが組み合わされている。また、高倍率のレンズ群２４ｂにはズーム機構２７が設けられるとともに、前記落射照明装置１８ｂからの照明光Ｌを光軸Ｃに沿って入射させるダイクロイックミラー２８が備えられている。

吸収フィルタ２０は、吸収特性の異なる複数種のものが、水平回転可能なターレット２９に取り付けられている。ターレット２９を回転させることにより、いずれかの吸収フィルタ２０を、撮像ユニット２１とレンズ群２４ａ，２４ｂとの間の光軸Ｃ上に選択的に配置することができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る生体観察装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る生体観察装置１を用いて実験小動物等の標本Ａの生きたままの観察を行うには、麻酔ケース３の蓋体３ｃを開き、内部に標本Ａを収容して蓋体３ｃを閉じる。

この時点で、標本Ａには麻酔がかけられていないので、標本Ａは活発に動いているが、麻酔ケース３が十分に広い内容積を有しているので、作業者は手間取ることなく容易に収容することができる。また、麻酔ケース３はステージ２から取り外すことができるので、作業者は、ステージ２上の狭い環境ではなく、より広い環境下で標本Ａを収容することができ、作業性を向上することができる。

次いで、標本Ａを収容した麻酔ケース３をステージ２に取り付ける。
具体的には、図３に示されるように、ステージ２に対して麻酔ケース３を水平方向に近接させていき、（ａ）コネクタ１１ａ，１１ｂが設けられていない突当面２ｃに麻酔ケース３の一側壁３ｂを突き当て、（ｂ）この状態で突当面２ｃに対して麻酔ケース３の側壁３ｂを滑らせるように相対移動させ、（ｃ）他の突当面２ｂに設けられたコネクタ１１ａ，１１ｂに、麻酔ケース３のコネクタ１６ａ，１６ｂを合わせて挿入する。これにより、麻酔ケース３に麻酔ガス供給手段４およびフィルタ９の配管８，１０が接続される。

このようにすることで、麻酔ケース３がステージ２に位置決めされた状態に固定される。また、コネクタ１１ａ，１６ａどうし、および、コネクタ１１ｂ，１６ｂどうしが接続された時点で、配管８，１０が麻酔ケース３内に開放される。
このとき、突当面２ｂに設けられたセンサ１２が麻酔ケース３の取り付けを検出し、検出信号を出力する。センサ１２からの検出信号は制御手段１７に送られ、制御手段１７は、気化器１４を作動させる。

これにより、麻酔ガスボンベ１３に封入されている麻酔ガスＧが気化された状態で配管８を介して麻酔ケース３内に送られ、麻酔ケース３内に充満する。その結果、麻酔ケース３内に収容されている標本Ａに麻酔がかけられ、標本Ａを睡眠状態にすることができる。麻酔ケース３内の空間はフィルタ９に接続する配管１０に対しても開放されているので、麻酔ケース３内の麻酔ガスＧがフィルタ９を介して排出されることにより、麻酔ケース３内の麻酔ガスＧの濃度を一定に保つことができる。

このようにすることで、麻酔ケース３内の標本Ａは麻酔ケース３内の任意の位置で睡眠状態となる。
そこで、このように睡眠状態となった標本Ａを観察するには、まず、ターレット２３を回転させて、麻酔ケース３のほぼ全体におよぶ視野Ｓを有する低倍率のレンズ群２４ａを選択する。これにより、外部照明装置１８ａから出射された照明光Ｌが、ステージ２上の麻酔ケース３全体に照射され、標本Ａ等からの反射光が、対物レンズ２５ａにより集光され、結像レンズ２６ａにより結像され、吸収フィルタ２０を透過して撮像ユニット２１により撮像される。

例えば、図４（ａ）に示されるように、麻酔ケース３の隅で標本Ａが睡眠状態となった場合においても、低倍率のレンズ群２４ａを選択することにより、モニタ３０には標本Ａの少なくとも一部を表示することができる。作業者は、マウス等の入力手段（図示略）を利用して、モニタ３０上のカーソル３１を観察したい標本Ａに合わせることでこれを指定する。これにより、図４（ｂ）に示されるように、指定された位置が視野Ｓの中心に配置されるようにステージ２を作動させることができ、観察したい標本Ａをモニタ３０上の中心位置に配置することができる。

この状態で、ターレット２３を回転させて、高倍率のレンズ群２４ｂを選択する。そして、落射照明装置１８ｂを作動させて、ダイクロイックミラー２８を介して照明光Ｌをレンズ群２４ｂの光軸Ｃに沿って入射させる。これにより、高い強度の照明光Ｌが標本Ａの指定位置に照射され、図４（ｃ）に示されるように、高倍率のレンズ群２４ｂによる標本Ａの注目部位Ｂ拡大画像がモニタ３０上に表示されることになる。

このように、本実施形態に係る生体観察装置１によれば、標本Ａを収容する麻酔ケース３をステージ２に着脱可能に取り付けることとしたので、標本Ａの収容作業を広い環境下で容易に行うことができる。
また、麻酔ケース３をステージ２に取り付けることで麻酔ガス供給手段４に接続されるとともに、センサ１２の作動により気化器１４を作動させることとしたので、麻酔ガスボンベ１３から供給される麻酔ガスＧが漏れなく麻酔ケース３内に供給される。したがって、麻酔ガスＧの漏洩を防止し、適正な濃度の麻酔ガスＧを供給し続けることを可能として、標本Ａを長期にわたって睡眠状態に維持することができる。その結果、標本Ａの生きたままの観察を容易に行うことができる。

なお、本実施形態の説明においては、ステージ２上に麻酔ケース３を搭載してから標本Ａに麻酔をかけることとしたが、これに代えて、ステージ２上に麻酔ケース３を搭載する前に予め標本Ａに麻酔をかけておくことにしてもよい。具体的には、麻酔ケース３には麻酔ガス供給手段４に接続するコネクタ１６ａ，１６ｂが設けられているので、麻酔ガス供給手段４のコネクタ１１ａ，１１ｂと共通のコネクタを有する予備麻酔装置（図示略）を用意しておけば、該予備麻酔装置に接続することで、ステージ２に搭載する前の状態で標本Ａに麻酔をかけることができる。

また、麻酔ケース３内には複数の標本Ａを収容してもよく、また、この場合に、麻酔ケース３内を区画壁により複数の収容スペースに区画して、標本Ａを個別に収容することとしてもよい。

本発明の一実施形態に係る生体観察装置を示す全体構成図である。図１の生体観察装置に備えられる麻酔ケースを示す斜視図である。図１の生体観察装置のステージに麻酔ケースを取り付ける手順を説明する図である。図３の手順により取り付けられた麻酔ケース内の標本の観察手順を示す図である。

符号の説明

Ｇ麻酔ガス
１生体観察装置
２ステージ
３麻酔ケース
３ｃ蓋部材（窓部）
４麻酔ガス供給手段
７位置決め機構（位置決め手段）
１１ａ，１１ｂ，１６ａ，１６ｂコネクタ（接続機構）
１２センサ
１４気化器（麻酔ガス供給手段）
１７制御手段

Claims

実験動物等の標本を搭載し、少なくとも２方向に移動可能なステージと、
該ステージ上に着脱可能に配置され、前記標本を収容する麻酔ケースと、
前記ステージに設けられ、前記麻酔ケースが突き当てられることにより該麻酔ケースを前記ステージに対して位置決め状態に固定する位置決め機構と、
該麻酔ケース内に麻酔ガスを供給する麻酔ガス供給手段と、
前記麻酔ケースを前記ステージに取り付けたときに、前記麻酔ガス供給手段を前記位置決め機構を介して前記麻酔ケースに接続する接続機構とを備え、
前記麻酔ケースの少なくとも一部に、透明な窓部が設けられている生体観察装置。
前記ステージへの麻酔ケースの着脱を検出するセンサと、
該センサによる麻酔ケースのステージへの取り付けの検出信号に基づいて前記麻酔ガス供給手段を作動させる制御手段とを備える請求項１に記載の生体観察装置。