JP4996973B2 - Stabilizer and biological observation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、スタビライザおよび生体観察装置に関するものである。 The present invention relates to a stabilizer and a living body observation apparatus.
近年、生物学の研究においては、光学装置を用いて蛍光プローブによるイオン濃度、膜電位などの可視化が行われるようになっており、例えば、標本として実験動物の一個体を用い、生きたままその臓器等を観察するいわゆるin-vivo観察が行われるようになっている。In-vivo観察においては、観察対象が拍動、呼吸動などの動きをもつので観察位置のズレや焦点のボケが生じやすい。 In recent years, in biological research, visualization of ion concentration, membrane potential, etc. using a fluorescent probe has been performed using an optical device. So-called in-vivo observation for observing organs and the like has been performed. In the in-vivo observation, the observation target has movements such as pulsation and respiratory movement, so that the observation position is easily shifted and the focus is blurred.
このような観察位置のズレや焦点ボケを解消する方法としては、動的な挙動を示す試料を拘束する手段を備えた観察装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この観察装置は、対物レンズを有する顕微鏡観察装置と試料に密着させられるスタビライザとを備え、該スタビライザにより試料を押圧して試料の動的挙動を抑制するようになっている。
As a method of eliminating such observation position deviation and out-of-focus blur, an observation apparatus having means for restraining a sample exhibiting dynamic behavior is known (for example, see Patent Document 1).
This observation device includes a microscope observation device having an objective lens and a stabilizer that is brought into close contact with the sample, and the sample is pressed by the stabilizer to suppress the dynamic behavior of the sample.
しかしながら、このような従来の観察装置では、腎臓などの周辺が他の臓器や脂肪等で覆われている臓器を観察する場合に、スタビライザの臓器接触面の外形が対物レンズの外形より大きいために周辺の他の臓器等が観察の邪魔になるという不都合がある。すなわち、観察対象となる臓器にスタビライザを接触させるためには、予め周辺の他の臓器や組織等を押し退けておくことが必要となり、作業が煩わしい。また、他の臓器等を押し退けられない場合には、スタビライザが観察対象となる臓器を周辺の他の臓器等ごと押し付けてしまうことになり、観察対象となる臓器の動的挙動を十分に抑制することができず、鮮明な画像が得られないという不都合も考えられる。 However, in such a conventional observation apparatus, when observing an organ whose periphery such as the kidney is covered with other organs or fats, the outer shape of the organ contact surface of the stabilizer is larger than the outer shape of the objective lens. There is an inconvenience that other organs in the vicinity obstruct observation. That is, in order to bring the stabilizer into contact with the organ to be observed, it is necessary to push away other peripheral organs and tissues in advance, which is troublesome. In addition, if other organs cannot be pushed away, the stabilizer will press the organ to be observed together with other surrounding organs, etc., and sufficiently suppress the dynamic behavior of the organ to be observed. Inconveniently, a clear image cannot be obtained.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、in-vivo観察に代表されるような、動的な挙動を示す生体の観察において、試料の周囲に他の臓器等が存在していても、試料を的確に押さえて、その挙動を抑制することができるスタビライザ、および、これにより、試料の鮮明な画像を簡易に得ることのできる生体観察装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in the observation of a living body exhibiting dynamic behavior, as represented by in-vivo observation, other organs exist around the sample. Another object of the present invention is to provide a stabilizer that can accurately hold a sample and suppress its behavior, and a living body observation apparatus that can easily obtain a clear image of the sample.
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、試料に密着させられて試料の動きを拘束するスタビライザであって、前記試料に接触させられる接触面と、該接触面に向かって先細になる外周面とを有し、該外周面を介して前記接触面に押圧力を伝達して、該接触面を接触させた前記試料を押圧可能なスタビライザを提供する。
本発明によれば、観察対象となる試料に接触面を密着させることで、試料の動的挙動を抑制し、ブレのない鮮明な画像により観察することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a stabilizer for being brought into close contact with the sample restrain movement of the sample, possess a contact surface which is brought into contact with the sample, and an outer peripheral surface tapering toward the contact surface, the outer peripheral surface A stabilizer capable of transmitting a pressing force to the contact surface via the contact surface and pressing the sample contacting the contact surface is provided.
According to the present invention, by bringing a contact surface into close contact with a sample to be observed, it is possible to suppress the dynamic behavior of the sample and observe a clear image without blurring.
この場合において、接触面を試料に向けて近接させていくと、接触面に向かって先細に形成された外周面が、観察対象となる試料の周辺に存在している他の臓器や組織等を外周面によって押し退けながら移動するので、接触面を観察対象に近接させ、密着させることができる。これにより、予め他の臓器等を押し退けておく煩わしい作業が不要となり、また、周辺の他の臓器等を一緒に押さえ込んでしまう不都合を防止して、観察対象となる試料の動的挙動を簡易かつ確実に抑制することができる。 In this case, when the contact surface is brought closer to the sample, the outer peripheral surface tapered toward the contact surface is used to remove other organs or tissues existing around the sample to be observed. Since it moves while being pushed away by the outer peripheral surface, the contact surface can be brought close to and closely attached to the observation target. This eliminates the troublesome work of pushing away other organs in advance, and also prevents the inconvenience of pressing down other peripheral organs together, simplifying the dynamic behavior of the sample to be observed and It can be surely suppressed.
上記発明においては、前記外周面が、テーパ状に形成されていることが好ましい。
このようにすることで、周辺の他の臓器等がテーパ状の外周面を滑って押し退けられることとなり、接触面をスムーズに観察対象に近接させて行くことができる。
In the said invention, it is preferable that the said outer peripheral surface is formed in the taper shape.
In this way, other peripheral organs and the like can be displaced by sliding on the tapered outer peripheral surface, and the contact surface can be brought close to the observation target smoothly.
また、本発明は、試料に近接配置される対物ユニットを備える光学装置と、少なくとも該光学装置による観察範囲の周囲において試料に密着させられる上記スタビライザとを備える生体観察装置を提供する。
本発明によれば、観察範囲の周辺に他の臓器等が存在していても、スタビライザの接触面を光学装置による観察範囲の周囲に容易に近接させて試料に密着させることができ、観察範囲の動的挙動を効果的に抑制し、対物ユニットと試料との相対距離の変動を低減し、光学装置によりブレのない鮮明な画像を取得することが可能となる。
In addition, the present invention provides a living body observation apparatus including an optical device including an objective unit disposed in proximity to a sample, and the stabilizer that is brought into close contact with the sample at least around the observation range of the optical device.
According to the present invention, even if other organs exist around the observation range, the contact surface of the stabilizer can be easily brought close to the periphery of the observation range by the optical device and can be in close contact with the sample. The dynamic behavior is effectively suppressed, the fluctuation of the relative distance between the objective unit and the sample is reduced, and a clear image without blurring can be obtained by the optical device.
上記発明においては、前記対物ユニットが、観察方向に向かって漸次細くなるテーパ状に形成された先端部を有し、前記スタビライザが、前記接触面に向かって先細になるテーパ内面を備え、該テーパ内面のテーパ角度が、前記先端部のテーパ角度より大きいこととしてもよい。
このようにすることで、対物ユニットをスタビライザの内側に容易に挿入することが可能となり、作動距離の短い対物ユニットを観察対象に容易に近接させて適正な観察を行うことができる。
In the above invention, the objective unit has a tip portion formed in a tapered shape that gradually decreases in the observation direction, and the stabilizer includes a tapered inner surface that tapers toward the contact surface, and the taper The taper angle of the inner surface may be larger than the taper angle of the tip portion.
By doing in this way, it becomes possible to insert an objective unit easily inside a stabilizer, and an objective unit with a short working distance can be easily brought close to an observation object, and appropriate observation can be performed.
本発明に係るスタビライザによれば、in-vivo観察に代表されるような、動的な挙動を示す生体の観察において、試料の周囲に他の臓器等が存在していても、試料を的確に押さえて、その挙動を抑制することができるという効果を奏する。
また、本発明に係る生体観察装置によれば、スタビライザにより試料を的確に押さえて、試料の鮮明な画像を簡易に得ることができるという効果を奏する。
According to the stabilizer according to the present invention, in observation of a living body exhibiting dynamic behavior, as represented by in-vivo observation, the sample can be accurately obtained even if other organs exist around the sample. There is an effect that it can be suppressed and its behavior can be suppressed.
In addition, the living body observation apparatus according to the present invention has an effect that a sample can be accurately pressed by a stabilizer and a clear image of the sample can be easily obtained.
以下、本発明の一実施形態に係るスタビライザ5および生体観察装置1について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るスタビライザ5は、図1に示されるように生体観察装置1に備えられている。
Hereinafter, a
The
本実施形態に係る生体観察装置1は、図1に示すように、実験小動物等を始めとする哺乳類の細胞、筋肉等の生体組織、あるいは、心臓、肝臓等の各種臓器等の試料Aを載置するステージ2と、該ステージ2上に配置され、ステージ2上の試料Aに対向配置させられ、所定の作動距離を有する対物ユニット3を備える光学装置4と、光学装置4の近傍に配置された本実施形態に係るスタビライザ5とを備えている。
As shown in FIG. 1, a living
前記ステージ2は、調整ダイヤル6を備え、該調整ダイヤル6を操作することにより、水平2方向、例えば、X,Y方向に試料Aを移動させることができるようになっている。さらに、前記ステージ2には、ヒータ2aが備えられており、該ヒータ2aでステージ2を加温することにより、ステージ2の上に載置されている試料Aを温めることができるようになっている。
The
前記光学装置4は、ベース7から鉛直方向に延びる支柱8に、昇降機構9により上下動可能に取り付けられている。対物ユニット3を鉛直下方に向けて配置することにより、ステージ2上の試料Aを観察することができるようになっている。また、昇降機構9を作動させることにより対物ユニット3を試料Aに対して近接・離間させ、ピントを調節することができるようになっている。
前記対物ユニット3は、その一端に、観察方向に向かって漸次細くなるテーパ状に形成された先端部3aを備えている。
The
The
本実施形態に係るスタビライザ5は、同じくベース7から鉛直方向に延びる支柱10に、昇降機構11により上下動可能に取り付けられたアーム5aと、該アーム5aの先端に配置される先端部5bとを備えている。
The
前記先端部5bは、図2に示されるように、試料A側が小径の略円錐台形の筒状に形成され先端に開口部12aを有するフレーム部12と、該フレーム部12の開口部12aを閉塞する位置に配置された透明な円板状のガラス板13とを備えている。フレーム部12の開口部12a周縁に配置される先端面およびガラス板13の表面が、試料Aの表面に接触させられる接触面5cを構成している。
As shown in FIG. 2, the
フレーム部12は、ある程度の軸方向長さ寸法(例えば、3mm程度以上)を有し、その開口部12aは、前記対物ユニット3による観察範囲より大きく形成されている
また、フレーム部12は、前記接触面5cに向かって先細になるテーパ状の外周面12bとテーパ内面12cとを備えている。テーパ内面12cは、図3に示されるように、対物ユニット3の先端部3aのテーパ角度θより大きいテーパ角度αを有している。
これにより、前記接触面5cを試料Aに密着させると、フレーム部12の開口部12a内に対物ユニット3による観察範囲が配置されるようになっている。
The
Thereby, when the
このように構成された本実施形態に係るスタビライザ5および生体観察装置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、実験小動物等の臓器等の試料Aを観察するには、まず、図3に示されるように、実験小動物等の外皮Cを切開して、臓器等の試料Aを露出させた上で、昇降機構11を作動させてスタビライザ5を下降させ、スタビライザ5の接触面5cを試料Aの表面に密着させる。この状態で、対物ユニット3の先端部3aをスタビライザ5のフレーム部12の内側に挿入して、光学装置4の対物ユニット3をガラス板13に近接させて焦点合わせを行い、光学装置4により観察を行う。
Operations of the
In order to observe the sample A of an organ such as an experimental small animal using the living
これにより、スタビライザ5により押圧された試料Aの表面の動的挙動、特に、対物ユニット3の光軸方向に沿う動的挙動が抑制される。したがって、スタビライザ5により動的挙動が抑制されたガラス板13内の観察範囲を光学装置4によって観察し、ブレのない鮮明な画像を取得することができる。
Thereby, the dynamic behavior of the surface of the sample A pressed by the
また、本実施形態に係るスタビライザ5および生体観察装置1によれば、図3に示されるように、観察対象である試料Aの周辺が他の臓器や脂肪D等で覆われている場合に、スタビライザ5の先端部5bを試料Aに向けて近接させていくと、テーパ状の外周面12bの移動に伴って、周辺の脂肪D等がその外周面12b上を滑ることにより、半径方向外方に押し退けられることとなる。つまり、スタビライザ5のフレーム部12の外周面12bによって試料Aの周辺にある脂肪D等を押し退けながら、スタビライザ5を試料Aに向けてスムーズに移動させて、スタビライザ5の接触面5cを試料Aに簡易に密着させることができる。
Further, according to the
その結果、スタビライザ5による試料Aの固定作業に先立って予め脂肪D等を押し退けておく煩わしい作業が不要となる。また、スタビライザ5を試料Aに密着させる際に、周辺にある脂肪D等ごと押し付けてしまうことがないので、観察対象となる試料Aの動的挙動を確実に抑制することができる。さらに、スタビライザ5のフレーム部12はある程度の高さを有するので、観察時に周辺の脂肪D等がフレーム部12に覆い被さって観察範囲に入り込まないように保持することができる。したがって、周辺の脂肪D等が観察の邪魔となることを防止でき、ブレのない鮮明な画像を得ることができる。
As a result, the troublesome work of pushing away the fat D and the like in advance prior to the work of fixing the sample A by the
また、本実施形態に係る生体観察装置1によれば、スタビライザ5のテーパ内面12cにおけるテーパ角度αが対物ユニット3の先端部3aのテーパ角度θより大きいことから、対物ユニット3の先端部3aをフレーム部12の内側に容易に挿入することができる。したがって、スタビライザ5に干渉することなく、対物ユニット3を試料Aに十分に近接させて観察を行うことができる。また、このような構成により、フレーム部12の先端の口径を必要最小限に抑えることができる。すなわち、接触面5cが小さくなるので、図3に示されるような周囲を脂肪D等で覆われた試料Aであっても、スタビライザ5を確実に密着させてその動的挙動を抑えることができる。
Further, according to the living
なお、本実施形態においては、スタビライザ5の材質は任意でよいが、臓器等の試料Aへの侵襲性を低くする観点から、スタビライザ5を、例えば、ポリサルフォンのような生体適合性のある材料により構成することが好ましい。また、観察範囲以外における視認性を良くするため、スタビライザ5を透明材料により構成することとしてもよい
In the present embodiment, the material of the
また、本実施形態においては、臓器等の試料Aへの侵襲性を低くする観点から、フレーム部12の先端面は、そのエッジ部が面取りされていることが好ましい。
また、対物ユニット3とフレーム部12との干渉を回避するために、ガラス板13の厚さを対物ユニット3の作動距離内に収めることが好ましい。
Further, in the present embodiment, from the viewpoint of reducing the invasiveness to the sample A such as an organ, it is preferable that the edge portion of the distal end surface of the
In order to avoid interference between the
また、本実施形態においては、スタビライザ5のフレーム部12の開口部12aにガラス板13を備え、フレーム部12の先端面およびガラス板13の表面を接触面5cとして試料Aへ密着させることとしたが、これに代えて、ガラス板13を設けずに、フレーム部12の先端面のみを接触面5cとして試料Aへ密着させることにしてもよい。また、ガラス板13に代えて、他の透明部材を備えることにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、フレーム部12を略円錐台型の筒状に形成することとしたが、フレーム部12の形状としては特に限定されるものではなく、他の任意の形状を採用することができる。例えば、図4に示されるような略三角錐台状や、図5に示されるような略四角錐台状に形成することにしてもよい。また、図6に示されるように、フレーム部12を略円錐台状部分と略円筒状部分を組み合わせた形状にしてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、スタビライザ5のフレーム部12の外周面12bおよびテーパ内面12cをテーパ状に形成することとしたが、これに代えて、図7に示されるように、接触面5cに向かって段階的に先細になるように形成することにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the outer
また、剛性向上の観点から、図8に示されるように、フレーム部12の外周面12bをテーパ内面12cのテーパ角度αより大きいテーパ角度βとなるように形成することにしてもよい。
また、図9に示されるように、フレーム部12の先端面に凹凸部12dを設けることにしてもよい。このような構成により、凹凸部12dを試料Aの表面に食い込ませて摩擦力を高め、試料AのX−Y方向の挙動を抑制することができる。
また、図10に示されるように、フレーム部12の先端面にスタビライザ5の材質よりも摩擦係数の高い部材、例えば、シリコーンからなるリング状のシート12eを備えることにしてもよい。
Further, from the viewpoint of improving rigidity, as shown in FIG. 8, the outer
Further, as shown in FIG. 9, an
As shown in FIG. 10, a member having a higher friction coefficient than the material of the
また、図11に示されるように、フレーム部12の先端面に吸引溝16を設け、該吸引溝16に接続する管路をスタビライザ5のアーム5aおよび先端部5bを中空構造にすることで構成してもよい。この場合、図12に示されるように、生体観察装置1は、スタビライザ5のアーム5aに接続されたチューブ17を介して空気を吸引する吸引ポンプ19を備えることとすればよい。
Further, as shown in FIG. 11, a
そして、吸引溝16を塞ぐようにフレーム部12の先端面を試料Aの表面に接触させた状態で、吸引ポンプ19を作動させることにより、フレーム部12の先端面を試料Aに吸着させ、試料Aの変位量が大きい場合においても、試料Aの動的挙動を確実に抑制することができる。
Then, the
また、図12に示されるように、スタビライザ5と吸引ポンプの間に吸引タンク18を設けることにより、臓器等を観察対象とする場合でも、血液や粘液等が吸引ポンプ19に入り込むことを防ぐことができる。
吸引溝16の形状および個数としては特に限定されるものではなく、例えば、図13に示されるように略円環状の吸引溝16を1つ設けることにしてもよいし、略円形の吸引溝を複数設けることにしてもよい。また、臓器等の試料Aの過度の吸い込みを押さえるために、吸引溝16に多孔質弾性部材を設けることにしてもよい。
In addition, as shown in FIG. 12, by providing a
The shape and the number of the
また、この場合に、スタビライザ5の接触面5cに圧力センサを設け、検出された吸引圧に基づいて吸引圧を制御することにしてもよい。このようにすることで、過剰な吸引による臓器等の試料Aへの影響を防止することができる。また、圧力センサを設け、吸引圧を検出することにより、作業者が過剰な吸引や不完全な吸引が発生していないことを確認することができる。この場合、圧力センサにより検出された吸引圧に基づいて吸引状態を表示したり、音などで知らせたりしてもよい。
In this case, a pressure sensor may be provided on the
また、過剰圧を防止するために、過剰吸引防止機構を設けてもよい。過剰吸引防止機構はチューブ17に分岐ポートを設け、その開閉により、吸引溝16における吸引圧が過剰になるのを防止する。例えば、吸引溝16の吸引圧が設定された下限圧力よりも低下した場合に分岐ポートが開かれて大気解放され、吸引圧が上昇した場合に閉じられるようにすればよい。
In order to prevent excessive pressure, an excessive suction prevention mechanism may be provided. The excessive suction prevention mechanism is provided with a branch port in the
また、本実施形態においては、光学装置4とスタビライザ5とをそれぞれ別個の支柱8,10に昇降可能に取り付けることにより別体としたが、図14に示されるように、スタビライザ5をステージ2に取り付けることにしてもよい。また、ステージ2に固定されたX−Y−Z方向に動作可能なアーム5aにスタビライザ5を取り付けることにしてもよい。このようにすることで、スタビライザ5が試料Aを乗せたステージ2とともに動作させられるので、観察の際にステージ2の作動により試料Aを動かしても、常に同じ箇所をスタビライザ5によって抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、図15に示されるように、スタビライザ5を対物ユニット3と一体的に構成することにしてもよい。この場合、対物ユニット3の焦点位置に合わせて、対物ユニット3とスタビライザ5との位置関係を予め調節しておくことで、スタビライザ5の先端部5bを試料Aに密着させると、同時に対物ユニット3の焦点位置が試料Aに一致させられるので、観察の都度に焦点位置合わせを行う手間を省くことができる。
Further, as shown in FIG. 15, the
また、本実施形態においては、試料Aを載置するためのステージ2にヒータ2aを設けた場合を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、ヒータ2aを設けないこととしてもよいし、他の加温手段を設けることにしてもよい。
また、スタビライザ5は、先端部5bをアーム5aに対してネジ等により着脱可能に設けることにしてもよい。試料Aの種類に応じて、先端部5bの形状を変更することにより、より適正に試料Aを抑えて、観察を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, although the case where the
Moreover, you may decide to provide the
A 試料
B 観察範囲
1 生体観察装置
3 対物ユニット
4 光学装置
5 スタビライザ
5c 接触面
12b 外周面
12c テーパ内面
13 ガラス板
A Sample
Claims (4)
前記試料に接触させられる接触面と、該接触面に向かって先細になる外周面とを有し、
該外周面を介して前記接触面に押圧力を伝達して、該接触面を接触させた前記試料を押圧可能なスタビライザ。 A stabilizer that is in close contact with the sample and restrains the movement of the sample,
Possess the contact surface is brought into contact with the sample, and an outer peripheral surface tapering toward the contact surface,
A stabilizer capable of transmitting a pressing force to the contact surface via the outer peripheral surface and pressing the sample that is in contact with the contact surface .
少なくとも該光学装置による観察範囲の周囲において試料に密着させられる請求項1または請求項2に記載のスタビライザとを備える生体観察装置。 An optical device comprising an objective unit arranged close to the sample;
A living body observation apparatus provided with the stabilizer according to claim 1 or 2, which is brought into close contact with a sample at least around an observation range of the optical device.
前記スタビライザが、前記接触面に向かって先細になるテーパ内面を備え、
該テーパ内面のテーパ角度が、前記先端部のテーパ角度より大きい請求項3に記載の生体観察装置。 The objective unit has a tip formed in a tapered shape that gradually becomes thinner in the observation direction;
The stabilizer includes a tapered inner surface that tapers toward the contact surface;
The living body observation apparatus according to claim 3, wherein a taper angle of the tapered inner surface is larger than a taper angle of the tip portion.
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