JP5010867B2

JP5010867B2 - 培養顕微鏡装置

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Publication number: JP5010867B2
Application number: JP2006208876A
Authority: JP
Inventors: 敦宏土屋; 明嗣加賀山; 英明遠藤; 健一小山; 和宏長谷川; 龍一平野
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-07-31
Also published as: US20070065936A1; EP1767615B1; EP1767615A1; DE602006014483D1; JP2007111034A; US8192982B2

Description

本発明は、培養細胞を培養しながら観察するための培養顕微鏡装置に関する。

分子生物や生物物理の研究では、培養細胞を用いた研究が流行になっている。培養細胞の培養環境は光学顕微鏡が使用される通常の室内環境とは異なるため、通常の室内環境での観察は培養細胞に悪影響を与える。

細胞の培養に適した環境に維持する培養装置に光学顕微鏡を組み合わせることにより、細胞を培養しながら細胞の観察を可能にした培養顕微鏡装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１１４１５号公報

培養細胞の実験においては、実験中の培養細胞に投薬などの操作をしたい場面が生じることがある。培養装置の内部（培養空間）は細胞の培養に適した環境に維持されているため、培養装置に設けた開口を利用した投薬では、培養空間の環境に変化が生じるばかりか、標本と試薬の間に温度差がある。その結果、ピントボケや細胞への温度の影響が生じてしまう。

培養装置の内部に専用の投薬機器を設け、これを用いて投薬すれば、環境の変化や温度の影響は生じない。しかし試薬の使用頻度は１回の実験で１回程度と使用頻度は高くないため、このような専用の投薬機器を設けることはコストの上昇を招く。また専用の投薬機器は、装置内部の構造を複雑化させ、洗浄性を低下させると予想される。洗浄性の低下は、カビなどの菌の影響を受けやすくしてしまう。

従来からある一般的な機器を流用して培養空間の環境を変化させることなく培養細胞に投薬などの操作を行なえると有益である。

本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、培養空間の環境を変化させることなく簡単な構成で培養細胞に投薬などの操作を行なえる培養顕微鏡装置を提供することである。

本発明にかかる培養顕微鏡装置は、標本を収容する収容室を有し、少なくとも該収容室内の室内温度を所定温度に維持して前記標本を培養する培養手段と、前記収容室内に収容された前記標本の観察像を形成する観察手段と、前記収容室を形成する室壁部に貫設されて該収容室内に突設させた室内突設部内に液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記室内突設部から前記液体を導出して前記標本に供給する液体供給手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記液体供給手段は、前記液体を保持し、所定操作に応じて該液体を導出する液体導出部と、前記室壁部に貫設され、前記収容室の室内部と室外部とを連通孔によって連通させるとともに、該連通孔内に貫装された前記液体導出部を保持する連通保持部と、を備え、前記液体導出部は、前記室内突設部として前記収容室内に突設させた先端部内に前記液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記先端部から前記液体を導出して前記標本に供給することを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記液体導出部は、前記連通孔内に貫装された場合に前記室外部側から前記所定操作を受け付ける外部操作部を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記連通保持部は、前記連通孔を前記標本に向けて前記室壁部に貫設され、前記液体導出部の前記先端部を前記標本に向けて該液体導出部を保持することを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記連通保持部は、前記室壁部に対する位置基準部を有し、該位置基準部を前記室壁部に設けられた所定の位置決め部に当接して前記室壁部に貫設されるとともに、前記室壁部に対して交換自在に貫設されることを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記連通保持部は、前記液体導出部を前記連通孔に対して挿脱自在に保持することを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記液体供給手段は、前記液体導出部を貫装して保持するとともに、前記連通孔内に挿設され、前記連通保持部によって該連通孔沿いに前後動自在に保持される中間保持部を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記収容室内で底部に前記標本を保持し、上部に開口部を有した保持容器に対し、該開口部を閉塞する蓋部材を所定の着脱操作に応じて着脱する機構であって、前記室壁部に貫設され、前記室外部側から前記着脱操作を受け付ける着脱操作部を有した着脱機構を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、標本を収容する収容室を有し、少なくとも該収容室内の室内温度を所定温度に維持して前記標本を培養する培養手段と、対物レンズを有し、前記収容室内に収容された前記標本の観察像を前記対物レンズを介して形成する観察手段と前記標本に対して透過照明または落射照明の少なくとも一方を行う照明手段と、容器を介して前記標本を保持し、該標本を前記対物レンズに対して三次元的に移動させる移動手段と、前記収容室を形成する室壁部に貫設されて該収容室内に突設させた室内突設部内に液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記室内突設部から前記液体を導出して前記標本に供給する液体供給手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる培養顕微鏡装置は、上記発明において、前記液体供給手段は、前記液体を保持し、所定操作に応じて該液体を導出する液体導出部と、前記室壁部に貫設され、前記収容室の室内部と室外部とを連通孔によって連通させるとともに、該連通孔内に貫装された前記液体導出部を保持する連通保持部と、前記液体導出部が前記連通孔内に貫装された場合、該連通孔内で前記液体導出部と前記連通保持部との間に形成される隙間を封止する封止部材と、を備え、前記連通保持部は、前記室壁部に対する位置基準部を有し、該位置基準部を前記室壁部に設けられた所定の位置決め部に当接し、前記連通孔を前記標本に向けて前記室壁部に貫設されるとともに、前記室内突設部として前記収容室内に突設された前記液体導出部の先端部を前記標本に向けて前記液体導出部を保持し、前記液体導出部は、前記先端部内に前記液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記先端部から前記液体を導出して前記標本に供給することを特徴とする。

培養空間の環境を変化させることなく簡単な構成で培養細胞に投薬などの操作を行なえる培養顕微鏡装置を提供する。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態による培養顕微鏡装置を概略的に示す断面図である。培養顕微鏡装置は、基本的に、培養細胞を含む標本の温度・湿度・ＣＯ₂濃度の制御が可能な培養部と、標本の拡大観察が可能な顕微鏡とから構成されている。

図１に示されるように、培養顕微鏡装置１０は、脚部２１に支持されたベース部材２２と、ベース部材２２の上の周囲を取り囲む側壁部２３と、側壁部２３の上側の開口を覆う隔離壁２６と、底面が開口した箱状の開閉フタ２４を備えている。

隔離壁２６は、ベース部材２２に立てられた複数の支持支柱２７によって支持されている。側壁部２３は中空構造で断熱空間を有し、側壁部２３の断熱空間内にヒーター２９が設けられている。

開閉フタ２４はヒンジ２５によって側壁部２３に取り付けられており、側壁部２３に対して開閉可能である。開閉フタ２４と隔離壁２６の間にはシール部材２８が設けられており、開閉フタ２４は閉じられた際にシール部材２８を介して隔離壁２６に接し、開閉フタ２４と隔離壁２６の間は気密に保たれる。開閉フタ２４は中空構造で断熱空間を有し、開閉フタ２４の断熱空間内にはヒーター３０が設けられている。

開閉フタ２４には、培養空間内の温度を検出するための温度センサー３２、培養空間内のＣＯ₂濃度を検出するためのＣＯ₂センサー３３、培養空間内のＣＯ₂濃度を調整するための電磁弁３１が設けられている。培養空間は、電磁弁３１を介してＣＯ₂供給源と接続されている。

開閉フタ２４と隔離壁２６は、標本を収容する収容室としての培養室１１を構成している。培養室１１は開閉フタ２４が閉じられることにより閉空間（培養空間）を作り、その閉空間は培養細胞Ｓの培養に適した環境に制御される。具体的には、培養空間は、温度が３７℃、ＣＯ₂濃度が５％、湿度が９５％に制御される。培養空間を規定するための部材と培養空間の環境を制御するための部材とが培養部に属している。また、ベース部材２２と側壁部２３と隔離壁２６は緩衝室１２を構成している。緩衝室１２は、培養室１１と比較して温度は同じだが湿度は低い環境に制御される。具体的には、温度が３７℃、湿度が５０％程度に制御される。

培養顕微鏡装置１０は、培養細胞Ｓと培地を収容した標本容器４１を保持するための標本トレー４３と、培養室１１内において標本トレー４３が取り付けられるトレー取り付け部４５と、トレー取り付け部４５を水平に移動させるための水平移動機構４６を備えている。

標本トレー４３は標本容器４１を収容する複数の凹部４３ａを有している。標本トレー４３は円板状をしており、複数の凹部４３ａは同一円周上にほぼ一定の間隔を置いて位置している。各凹部４３ａの底部には、下方から光学的に観察することを可能にする開口が設けられている。標本容器４１は標本トレー４３の凹部４３ａに落とし込まれ、弾性を有する板状金属の固定部材４４によって固定される。標本トレー４３に収容された標本容器４１には容器フタ４２がかぶせられる。

隔離壁２６は貫通穴２６ａを有し、トレー取り付け部４５は隔離壁２６の貫通穴２６ａを通って延びており、水平移動機構４６は緩衝室１２内に位置している。湿気の漏れをさらに抑えるため、隔離壁２６とトレー取り付け部４５の間に弾性部材４７が設けられている。弾性部材４７を設ける代わりに、隔離壁２６とトレー取り付け部４５とのすき間が０．１ｍｍ以下に設定されてもよい。

観察手段としての顕微鏡は、対物レンズ５１と、対物レンズ５１を上下に移動させるための焦準部５２と、結像レンズ５６と、撮像装置５８とを備えている。

隔離壁２６は貫通穴２６ｂを有し、対物レンズ５１は隔離壁２６の貫通穴２６ｂを通って隔離壁２６をまたいで配置されている。対物レンズ５１と隔離壁２６の間には、湿気の漏れをさらに抑えるため、弾性部材５３が設けられている。

ベース部材２２は貫通穴２２ａを有し、ベース部材２２の貫通穴２２ａには、結像レンズ５６と撮像装置５８を保持した保持枠５７が取り付けられている。結像レンズ５６と撮像装置５８は緩衝室１２の下方外部に配置されており、ベース部材２２の貫通穴２２ａを介して対物レンズ５１と光学的に結合されている。

また顕微鏡は、培養細胞Ｓ内の蛍光色素や蛍光タンパクなどを用いた特定部位の蛍光観察に用いられる落射照明光学系と、培養細胞Ｓの全体像を捕らえるための形態観察に用いられ透過照明光学系を備えている。

落射照明光学系は、緩衝室１２の内部に設けられた落射照明光源５４と蛍光フィルター５５とを有している。蛍光フィルター５５は、対物レンズ５１と撮像装置５８の間に配置され、落射照明光源５４から発せられる励起光を反射して対物レンズ５１に導き、培養細胞Ｓから発せられる蛍光を透過して撮像装置５８に導く。

透過照明光学系は、開閉フタ２４の内壁に密閉状態で取り付けられた透過照明光源５９と光学窓６０とを有している。透過照明光源５９と光学窓６０は共に対物レンズ５１の上方に位置している。

培養顕微鏡装置１０の使用時は、複数の標本容器４１を保持した標本トレー４３がトレー取り付け部４５に取り付けられ、純水を入れた加湿パッド３４が培養室１１の中に配置される。温度センサー３２により検出される温度情報に基づいてヒーター２９と３０が制御され、ＣＯ₂センサー３３により検出されるＣＯ₂濃度情報に基づいて電磁弁３１が制御される。培養室１１の内部は、ＣＯ₂濃度が５％、温度が３７℃に制御される。また、緩衝室１２の内部は、温度が３７℃に制御される。開閉フタ２４の断熱空間により培養室１１は外気の影響を受けにくく、また緩衝室１２も３７℃であるため、培養室１１の内部温度は良好に３７℃に保たれる。また、培養室１１に生じた湿気は外部へ漏れにくいため、培養室１１内は９５％以上の高湿度に保たれる。

また観察時は、対物レンズ５１の上方に位置する標本容器４１が観察される。観察対象の標本容器４１は、水平移動機構４６により標本トレー４３を大きく回転させることによって切り換えられる。標本容器４１内の観察個所は、水平移動機構４６により標本トレー４３を対物レンズ５１の光軸に直交する平面に沿って移動させることによって調整される。この調整は、標本トレー４３の回転と並進移動との組み合わせによって行なわれる。

開閉フタ２４は、透過照明光源５９の近くに貫通穴２４ａを有している。貫通穴２４ａには、連通保持部としての保持部材７２が貫設されている。図２に示されるように、開閉フタ２４は、上方に突出した回転方向の位置決め部としての回転規制ピン２４ｂを有し、保持部材７２は、回転規制ピン２４ｂに嵌まる位置基準部としての溝７２ａを有している。保持部材７２は、貫通穴２４ａに貫設され、他の位置基準部としてのフランジ面７２ｃが開閉フタ２４の高さ方向の位置決め部としての位置決め面２４ｃに当接することにより高さ位置が決まり、溝７２ａに回転規制ピン２４ｂが嵌まり込んで当接することにより回動位置が定められる。保持部材７２は、二本のビス７３によって開閉フタ２４に固定される。つまり、保持部材７２は、開閉フタ２４に対して着脱可能であり、開閉フタ２４に位置決めして取り付けられる。

保持部材７２は、培養室１１の室内部と室外部とを連通させる連通孔７２ｄを有し、標本容器４１に試薬などの液体を投与する液体導出部としてのピペット７１を連通孔７２ｄに貫装させて保持する。保持部材７２のうち培養室１１内に突設された突設保持部７２ｂは、保持部材７２が開閉フタ２４に取り付けられたとき、対物レンズ５１の光軸ＯＡ上に配置された培養細胞Ｓに向けられる。突設保持部７２ｂは、先端部の内側にリング状の弾性部材７４を有している。市販のピペット７１は一般に円錐または円筒形状であり、連通孔７２ｄに貫装された場合、弾性部材７４により安定して保持されるとともに、連通孔７２ｄの中心軸とピペット７１の軸心ＰＡとを一致させて保持される。また弾性部材７４は、連通孔７２ｄ内でピペット７１と突設保持部７２ｂとの間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。保持部材７２は、連通孔７２ｄに保持されたピペット７１の軸心ＰＡが顕微鏡の観察光軸としての光軸ＯＡと交わるように開閉フタ２４に再現性良く位置決めされ取り付けられる。その結果、保持部材７２に保持されたピペット７１が再現性良く位置決め固定される。さらに好ましくは、ピペット７１の軸心ＰＡは、顕微鏡の光軸ＯＡと培養細胞Ｓとの交差部に交わるように位置決めされ取り付けられる。

開閉フタ２４に取り付けられた保持部材７２が保持するピペット７１は、培養室１１内に突設された先端部７１ｂの内部に試薬等の液体を保持する。つまり、ピペット７１の先端部７１ｂに保持される液体は培養室１１の中に位置する。また、ピペット７１は液体投与を行うための所定操作を受け付ける操作部７１ａを有しており、この操作部７１ａは、培養室１１の室外部から操作可能なように培養室１１の外に配置されている。

これによって、ピペット７１は、先端部７１ｂ内に保持した液体の液体温度を培養室１１の室内温度に一致させることができるとともに、操作部７１ａに対して培養室１１の室外部から受ける所定操作に応じて先端部７１ｂから液体を導出し、培養細胞Ｓに供給することができる。このため、本実施形態の培養顕微鏡装置１０では、液体投与のために開閉フタ２４を開放する必要がなく、培養室１１内の培養空間の環境を変化させずに培養細胞Ｓに試薬などの液体を投与することが可能である。また、投与する液体の液体温度を培養室１１内の室内温度に一致させてから投与を行うことができるため、培養細胞Ｓ自体にも温度変化の影響を及ぼすことがない。さらに液体を投与する機構として、一般に市販されているピペット７１を流用しており、その取り付け構造も簡単であるので、培養顕微鏡装置１０の洗浄も容易に行なえる。また、保持部材７２が開閉フタ２４に対して着脱可能であるとともに取付位置を再現可能であるため、保持部材７２を形状が異なるものに交換して多種のピペットに対応させることもできる。

図３は、図１と図２に示したピペット７１と保持部材７２とを用いた液体供給機構に代えて適用可能な液体供給機構を示している。この液体供給機構は、開閉フタ２４の貫通穴２４ａに貫設された保持部材７５と、保持部材７５に対して移動可能に保持された中間保持部としての可動部材７６とを用いて構成される。開閉フタ２４に対する保持部材７５の取り付け構造は、開閉フタ２４に対する保持部材７２の取り付け構造と同様である。保持部材７５のうち培養室１１内に突設された突設保持部７５ａは、保持部材７５が開閉フタ２４に取り付けられたとき、対物レンズ５１の光軸ＯＡ上に配置された培養細胞Ｓに向けられる。可動部材７６は円筒形状を有し、保持部材７５内に形成された連通孔７５ｃ内に挿設されるとともに、この連通孔７５ｃに沿って移動可能である。可動部材７６の先端部と突設保持部７５ａの先端部との間には蛇腹状の弾性部材８０が設けられている。この弾性部材８０は、連通孔７５ｃ内で可動部材７６と突設保持部７５ａとの間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。可動部材７６は、先端部の内側に弾性部材７４を有している。ピペット７１は、可動部材７６内に貫装されて保持される。弾性部材７４は、ピペット７１の軸心ＰＡを可動部材７６の中心軸に合わせて安定に保持するとともに、ピペット７１と可動部７６との間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。

保持部材７５は、突設保持部７５ａの中心軸に沿って上端部から切り込み形成されたＵ字状の溝７５ｂを有している。連通孔７５ｃ内に挿設される挿設部としての可動部材７６は、外側面部に突設されたピン７６ａを有している。これにより、可動部材７６は、ピン７６ａが溝７５ｂに係入されて溝７５ｂの下端部に係止される位置と、ピン７６ａが溝７５ｂから係脱されて溝７５ｂの上端部に係止される位置との二個所において、連通孔７５ｃの中心軸沿いに位置決めされる。従って、必要に応じて、先端部を標本容器４１に近づけてピペット７１を配置したり、先端部を標本容器４１から遠ざけてピペット７１を配置したりすることができる。具体的には、ピン７６が溝７５ｂの下端部に係止された場合、ピペット７１の先端部７１ｂは、透過照明光学系における透過照明光源５９からの照明光路８１内で培養細胞Ｓの近傍に配置され、ピン７６が溝７５ｂの上端部に係止された場合、先端部７１ｂと可動部材７６の先端部７６ｂとは、例えば先端部７１ｂ’および先端部７６ｂ’として示すように、照明光路８１外に配置される。これによって、ピペット７１の先端部７１ｂは、液体投与時には培養細胞Ｓに近づけられ、顕微鏡観察時には透過照明の邪魔にならないように培養細胞Ｓから遠ざけられる。

図４は、図１と図２に示したピペット７１と保持部材７２とを用いた液体供給機構に代えて適用可能な別の液体供給機構を示している。この液体供給機構は、開閉フタ２４の貫通穴２４ａに貫設された保持部材７７と、保持部材７７に対して移動可能に保持された中間保持部としての可動部材７８とを用いて構成される。開閉フタ２４に対する保持部材７７の取り付け構造は、開閉フタ２４に対する保持部材７２の取り付け構造と同様である。保持部材７７のうち培養室１１内に突設された突設保持部７７ａは、保持部材７７が開閉フタ２４に取り付けられたとき、対物レンズ５１の光軸ＯＡ上に配置された培養細胞Ｓに向けられる。可動部材７８は円筒形状を有し、保持部材７７内に形成された連通孔７７ｂ内に挿設されるとともに、この連通孔７７ｂに沿って移動可能である。突設保持部７７ａは、先端部の内側に弾性部材８２を有している。この弾性部材８２は、連通孔７７ｂ内で可動部材７８と突設保持部７７ａとの間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。可動部材７８は、先端部の内側に弾性部材７４を有している。ピペット７１は、可動部材７８内に貫装されて保持される。弾性部材７４は、ピペット７１の軸心ＰＡを可動部材７８の中心軸に合わせて安定に保持するとともに、ピペット７１と可動部７８との間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。

連通孔７７ｂ内に挿設される挿設部としての可動部材７８は、外側面部にラック７８ａが設けられている。また保持部材７７には、ラック７８ａと噛み合うピニオン７９が設けられている。可動部材７８は、ピニオン７９の回動操作に応じて、連通孔７７ｂの中心軸に沿って前後移動される。すなわち、ピニオン７９を回動操作することにより、ピペット７１の先端部７１ｂを標本容器４１に近づけたり、標本容器４１から遠ざけたりすることができる。具体的には、ピニオン７９を図中時計回りに回転させた場合、ピペット７１の先端部７１ｂは、透過照明光学系における透過照明光源５９からの照明光路８１内で培養細胞Ｓの近傍に配置され、ピニオン７９を図中反時計回りに回転させた場合、先端部７１ｂと可動部材７８の先端部７８ｂとは、例えば先端部７１ｂ’および先端部７８ｂ’として示すように、照明光路８１外に配置される。これによって、ピペット７１の先端部７１ｂは、液体投与時には培養細胞Ｓに近づけられ、顕微鏡観察時には透過照明の邪魔にならないように培養細胞Ｓから遠ざけられる。このラック７８ａおよびピニオン７９を用いた位置決め機構は、可動部材７８の位置を細かく調整することができる。

ところで、本実施形態にかかる培養顕微鏡装置１０は、培養室１１内の培養空間の環境を変化させることなく、標本容器４１の上部開口を閉塞する容器フタ４２を着脱する着脱機構を備えることができる。図５は、その着脱機構を示している。この図５では、図１に示した軸ＡＸ上に着脱機構を配置したものとして示している。ここで、軸ＡＸは、対物レンズ５１の光軸ＯＡ上、つまり照明光路８１内とは異なる位置に移動された標本容器４１の中心部と交わる軸である。図１では、軸ＡＸは、光軸ＯＡとともに紙面に相当する断面内に設けられているが、この断面内に限定する必要はなく、標本容器４１の移動経路上であって照明光路８１に含まれない位置であれば任意の位置に設けることができる。

図５に示されるように、開閉フタ２４は、標本容器４１が搬送される所定位置上の壁面部（天井面）に貫通穴２４ｄを有している。貫通穴２４ｄには、容器フタ４２を吸着するための吸着機器９０を保持する貫装保持部としての保持部材９８が貫設されている。開閉フタ２４に対する保持部材９８の取り付け構造は、開閉フタ２４に対する保持部材７２の取り付け構造と同様である。保持部材９８は、培養室１１の室内部と室外部とを軸ＡＸと平行に連通させる連絡孔９８ａを有している。連絡孔９８ａの下端部の内側には弾性部材９９が設けられている。

吸着機器９０は、連絡孔９８ａに貫装された円筒状の連絡管９１と、連絡管９１の下端に固定された吸盤９２と、連絡管９１の上端に固定された円筒形状の操作部９３と、操作部９３の上端に蛇腹状の弾性部材９４を介して固定された操作ボタン９５とを有している。吸盤９２は弾性部材からなり、杯形状で中央に開口９２ａを有している。連絡管９１と操作部９３と弾性部材９４と操作ボタン９５の内部空間は互いに連絡しており、吸盤９２の開口９２ａを介して培養室１１の内部空間と連絡している。また、操作ボタン９５は開口９５ａを有し、開口９５ａには弁９６が設けられている。連絡管９１は弾性部材９９を介して保持部材９８と接している。弾性部材９９は、吸着機器９０を上下方向に移動可能に保持するとともに、連絡孔９８ａ内で連絡管９１と保持部９８との間に形成される隙間を封止して培養室１１内の湿気が外に漏れるのを防止する効果を奏する。

容器フタ４２を取り外す操作は次の通りである。まず吸着機器９０の真下に容器フタ４２がかぶされた標本容器４１を正しく配置する。次に操作ボタン９５を押して弾性部材９４を圧縮した状態で吸着機器９０を下方に押し下げ、吸盤９２を容器フタ４２に密着させる。続いて操作ボタン９５を離す。すると、弾性部材９４が元の形状に戻ろうとするため、容器フタ４２と吸盤９２とによって画成された空間は連絡管９１を介して減圧されて負圧がかかり、容器フタ４２が吸盤９２に吸着される。最後に、吸着機器９０を上方に引き上げる。その後、標本容器４１は、水平移動機構４６により標本トレー４３を回転させて適所に移動され、前述した液体投与などの操作に供される。

容器フタ４２を標本容器４１にかぶせる操作は次の通りである。まず吸着機器９０に吸着保持された容器フタ４２の真下に標本容器４１を正しく配置する。次に吸着機器９０を下方に押し下げ、容器フタ４２を標本容器４１に閉蓋させる。続いて弁９６を開放する。すると、吸着機器９０の内部空間が加圧されて大気圧に戻るため、容器フタ４２の自重により吸盤９２による吸着が開放される。最後に、吸着機器９０を上方に引き上げる。

これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。

（付記１）
標本を収容する収容室を有し、少なくとも該収容室内の室内温度を所定温度に維持して前記標本を培養する培養手段と、
前記収容室内に収容された前記標本の観察像を形成する観察手段と、
前記収容室を形成する室壁部に貫設されて該収容室内に突設させた室内突設部内に液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記室内突設部から前記液体を導出して前記標本に供給する液体供給手段と、
を備えたことを特徴とする培養顕微鏡装置。

（付記２）
前記液体供給手段は、
前記液体を保持し、所定操作に応じて該液体を導出する液体導出部と、
前記室壁部に貫設され、前記収容室の室内部と室外部とを連通孔によって連通させるとともに、該連通孔内に貫装された前記液体導出部を保持する連通保持部と、
を備え、
前記液体導出部は、前記室内突設部として前記収容室内に突設させた先端部内に前記液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記先端部から前記液体を導出して前記標本に供給することを特徴とする付記１に記載の培養顕微鏡装置。

（付記３）
前記液体供給手段は、前記液体導出部が前記連通孔内に貫装された場合、該連通孔内で前記液体導出部と前記連通保持部との間に形成される隙間を封止する封止部材を備えることを特徴とする付記２に記載の培養顕微鏡装置。

（付記４）
前記封止部材は、弾性部材であることを特徴とする付記３に記載の培養顕微鏡装置。

（付記５）
前記液体導出部は、前記連通孔内に貫装された場合に前記室外部側から前記所定操作を受け付ける外部操作部を有することを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記６）
前記連通保持部は、前記連通孔を前記標本に向けて前記室壁部に貫設され、前記液体導出部の前記先端部を前記標本に向けて該液体導出部を保持することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記７）
前記連通保持部は、前記液体導出部の軸心を前記観察手段の観察光軸と前記標本との交差部に向けて該液体導出部を保持することを特徴とする付記６に記載の培養顕微鏡装置。

（付記８）
前記連通保持部は、前記室壁部に対する位置基準部を有し、該位置基準部を前記室壁部に設けられた所定の位置決め部に当接して前記室壁部に貫設されるとともに、前記室壁部に対して交換自在に貫設されることを特徴とする付記２〜７のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記９）
前記連通保持部は、前記位置基準部が前記位置決め部に当接されることで、少なくとも前記連通孔回りの回動位置が位置決めされることを特徴とする付記８に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１０）
前記連通保持部は、前記液体導出部を前記連通孔に対して挿脱自在に保持することを特徴とする付記２〜９のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記１１）
前記液体供給手段は、前記液体導出部を貫装して保持するとともに、前記連通孔内に挿設され、前記連通保持部によって該連通孔沿いに前後動自在に保持される中間保持部を備えることを特徴とする付記２〜１０のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記１２）
前記標本に対して前記液体供給手段と同じ側から該標本を照明する照明手段を備え、
前記連通保持部は、前記中間保持部を前記連通孔沿いの第１位置と第２位置とに切換自在に保持し、前記中間保持部を前記第１位置に保持した場合、前記液体導出部の前記先端部を前記照明手段の照明光路内で前記標本近傍に配置させ、前記中間保持部を前記第２位置に保持した場合、前記液体導出部の前記先端部を前記照明光路外に配置させることを特徴とする付記１１に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１３）
前記中間保持部は、前記液体導出部を保持して前記連通孔内に挿設される挿設部と、該挿設部の外側面部に突設された突起部とを有し、
前記連通保持部は、前記室外部側の端部から切り込み形成されたＵ字状溝を前記連通孔の側面部に有し、前記突起部を前記Ｕ字状溝に係入させて該Ｕ字状溝における前記室内部側の端部に係止させることで前記中間保持部を前記第１位置に保持し、前記突起部を前記Ｕ字状溝から係脱させて該Ｕ字状溝における前記室外部側の端部上に係止させることで前記中間保持部を前記第２位置に保持することを特徴とする付記１２に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１４）
前記中間保持部は、前記液体導出部を保持して前記連通孔内に挿設される挿設部と、該挿設部の外側面部に固設されたラック部とを有し、
前記連通保持部は、前記挿設部が前記連通孔内に挿設された場合に前記ラック部に対向する位置にピニオン部を有し、該ピニオン部を前記ラック部に噛合させて回動させることで前記中間保持部を前記第１位置と前記第２位置とに切換自在に保持することを特徴とする付記１２に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１５）
前記液体供給手段は、前記液体導出部を貫装して保持した前記中間保持部が前記連通孔内に挿設された場合、該連通孔内で前記液体導出部と前記中間保持部との間に形成される隙間と、該中間保持部と前記連通保持部との間に形成される隙間とを封止する封止部材を備えることを特徴とする付記１１〜１４のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記１６）
前記収容室内で底部に前記標本を保持し、上部に開口部を有した保持容器に対し、該開口部を閉塞する蓋部材を所定の着脱操作に応じて着脱する機構であって、前記室壁部に貫設され、前記室外部側から前記着脱操作を受け付ける着脱操作部を有した着脱機構を備えたことを特徴とする付記１〜１５のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。

（付記１７）
前記収容室内で前記保持容器を前記観察手段の観察光軸に対して垂直方向に移動させる移動手段を備え、
前記着脱機構は、前記移動手段によって前記観察光軸上とは異なる位置に移動された前記保持容器に対して前記蓋部材を着脱することを特徴とする付記１６に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１８）
前記着脱機構は、
円筒状の連絡管と、
前記連絡管の一端に設けられ、底縁部が前記蓋部材に密着される杯形状の吸盤部材と、
前記連絡管の他端に設けられ、前記蓋部材と該蓋部材に密着された前記吸盤部材とによって画成される空間内の気圧を前記連絡管を介して加減自在に変化させる気圧調節部と、
前記室壁部に貫設され、前記室内部と前記室外部とを連絡孔によって連通させるとともに、前記連絡孔に貫装された前記連絡管を前記連絡孔沿いに前後動自在に保持し、前記連絡管を介して前記吸盤部材および前記気圧調節部を各々前記室内部および前記室外部に保持する貫装保持部と、
前記連絡孔内で前記連絡管と前記貫装保持部との間に形成される隙間を封止する封止体と、
を備え、
前記吸盤部材は、前記気圧調節部における減圧操作に応じて前記蓋部材を吸着するとともに、この吸着した蓋部材を前記気圧調節部における加圧操作に応じて開放することを特徴とする付記１６または１７に記載の培養顕微鏡装置。

（付記１９）
標本を収容する収容室を有し、少なくとも該収容室内の室内温度を所定温度に維持して前記標本を培養する培養手段と、
対物レンズを有し、前記収容室内に収容された前記標本の観察像を前記対物レンズを介して形成する観察手段と
前記標本に対して透過照明または落射照明の少なくとも一方を行う照明手段と、
容器を介して前記標本を保持し、該標本を前記対物レンズに対して三次元的に移動させる移動手段と、
前記収容室を形成する室壁部に貫設されて該収容室内に突設させた室内突設部内に液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記室内突設部から前記液体を導出して前記標本に供給する液体供給手段と、
を備えたことを特徴とする培養顕微鏡装置。

（付記２０）
前記液体供給手段は、
前記液体を保持し、所定操作に応じて該液体を導出する液体導出部と、
前記室壁部に貫設され、前記収容室の室内部と室外部とを連通孔によって連通させるとともに、該連通孔内に貫装された前記液体導出部を保持する連通保持部と、
前記液体導出部が前記連通孔内に貫装された場合、該連通孔内で前記液体導出部と前記連通保持部との間に形成される隙間を封止する封止部材と、
を備え、
前記連通保持部は、前記室壁部に対する位置基準部を有し、該位置基準部を前記室壁部に設けられた所定の位置決め部に当接し、前記連通孔を前記標本に向けて前記室壁部に貫設されるとともに、前記室内突設部として前記収容室内に突設された前記液体導出部の先端部を前記標本に向けて前記液体導出部を保持し、
前記液体導出部は、前記先端部内に前記液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記先端部から前記液体を導出して前記標本に供給することを特徴とする付記１９に記載の培養顕微鏡装置。

本発明の実施形態による培養顕微鏡装置を概略的に示す断面図である。図１に示されるピペット周辺部の上面図である。図１と図２に示される液体供給機構に代えて適用可能な液体供給機構を示している。図１と図２に示される液体供給機構に代えて適用可能な別の液体供給機構を示している。標本容器に容器フタを着脱するための着脱機構を示している。

符号の説明

１０…培養顕微鏡装置、１１…培養室、１２…緩衝室、２１…脚部、２２…ベース部材、２２ａ…貫通穴、２３…側壁部、２４…開閉フタ、２４ａ…貫通穴、２４ｂ…回転規制ピン、２４ｃ…位置決め面、２４ｄ…貫通穴、２５…ヒンジ、２６…隔離壁、２６ａ…貫通穴、２６ｂ…貫通穴、２７…支持支柱、２８…シール部材、２９…ヒーター、３０…ヒーター、３１…電磁弁、３２…温度センサー、３３…ＣＯ₂センサー、３４…加湿パッド、４１…標本容器、４２…容器フタ、４３…標本トレー、４３ａ…凹部、４４…固定部材、４５…トレー取り付け部、４６…水平移動機構、４７…弾性部材、５１…対物レンズ、５２…焦準部、５３…弾性部材、５４…落射照明光源、５５…蛍光フィルター、５６…結像レンズ、５７…保持枠、５８…撮像装置、５９…透過照明光源、６０…光学窓、７１…ピペット、７１ａ…操作部、７１ｂ…先端部、７２…保持部材、７２ａ…溝、７２ｂ…突設保持部、７２ｃ…フランジ面、７２ｄ…連通孔、７３…ビス、７４…弾性部材、７５…保持部材、７５ａ…突設保持部、７５ｂ…溝、７５ｃ…連通孔、７６…可動部材、７６ａ…ピン、７６ｂ…先端部、７７…保持部材、７７ａ…突設保持部、７７ｂ…連通孔、７８…可動部材、７８ａ…ラック、７８ｂ…先端部、７９…ピニオン、８０…弾性部材、８１…照明光路、８２…弾性部材、９０…吸着機器、９１…連絡管、９２…吸盤、９２ａ…開口、９３…操作部、９４…弾性部材、９５…操作ボタン、９５ａ…開口、９６…弁、９８…保持部材、９８ａ…連絡孔、９９…弾性部材。

Claims

室壁部により閉空間として形成され、標本を収容する収容室と、
少なくとも前記収容室内の室内温度を所定温度に維持して前記標本を培養する培養手段と、
前記収容室内に収容された前記標本の観察像を形成する観察手段と、
前記収容室を形成する前記室壁部に貫設されて該収容室内に突設させた室内突設部内に液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記室内突設部から前記液体を導出して前記標本に供給する液体供給手段と、
を備え、
前記液体供給手段は、
前記液体を保持し、所定操作に応じて該液体を導出する液体導出部と、
前記室壁部に貫設され、前記収容室の室内部と室外部とを連通孔によって連通させるとともに、該連通孔内に貫装された前記液体導出部を保持する連通保持部と、
を有し、
前記液体導出部は、前記室内突設部として前記収容室内に突設させた先端部内に前記液体を保持し、該液体の液体温度を前記室内温度に一致させるとともに、前記先端部から前記液体を導出して前記標本に供給し、
前記連通保持部は、前記液体導出部を前記連通孔に対して挿脱自在に保持することを特徴とする培養顕微鏡装置。
前記連通保持部は、前記室壁部に対する位置基準部を有し、該位置基準部を前記室壁部に設けられた所定の位置決め部に当接して前記室壁部に貫設されるとともに、前記室壁部に対して交換自在に貫設されることを特徴とする請求項１に記載の培養顕微鏡装置。
前記液体導出部は、前記連通孔内に貫装された場合に前記室外部側から前記所定操作を受け付ける外部操作部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の培養顕微鏡装置。
前記連通保持部は、前記連通孔を前記標本に向けて前記室壁部に貫設され、前記液体導出部の前記先端部を前記標本に向けて該液体導出部を保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。
前記液体供給手段は、前記液体導出部を貫装して保持するとともに、前記連通孔内に挿設され、前記連通保持部によって該連通孔沿いに前後動自在に保持される中間保持部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。
前記収容室内で底部に前記標本を保持し、上部に開口部を有した保持容器に対し、該開口部を閉塞する蓋部材を所定の着脱操作に応じて着脱する機構であって、前記室壁部に貫設され、前記室外部側から前記着脱操作を受け付ける着脱操作部を有した着脱機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。
前記液体供給手段は、前記液体導出部が前記連通孔内に貫装された場合、該連通孔内で前記液体導出部と前記連通保持部との間に形成される隙間を封止する封止部材をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。
前記観察手段は、対物レンズを有し、前記収容室内に収容された前記標本の観察像を前記対物レンズを介して形成し、
前記標本に対して透過照明または落射照明の少なくとも一方を行う照明手段と、
容器を介して前記標本を保持し、該標本を前記対物レンズに対して三次元的に移動させる移動手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の培養顕微鏡装置。