JP5550262B2 - 試料観察システム及び試料観察方法 - Google Patents
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Description
これに対し、生体試料の観察方向を調整して迅速に観察する試みとして、特許文献1には、拡大観察用のスタンド装置の支柱を傾けて観察角度を変えるように設けた装置が開示されている。また、特許文献2には、生体試料台を傾斜することにより、前記生体試料を異なる角度から観察する生体試料観察方法が開示されている。
また、本発明は、重力によって上下方向が規定される試料の試料観察方法であって、少なくとも1つの貫通した空孔を有する試料ホルダの前記空孔に前記試料を含む液体を保持させるステップと、前記試料ホルダと前記試料を観察する観察手段との相対角度が固定された状態で、前記試料に作用する重力の方向に対して前記観察手段がなす任意の角度から前記試料を観察するステップとからなることを特徴とする。
生体試料の個体としては、脊椎動物が受精卵から成体になるすべての過程を含む。また、胚とは、卵の受精時から孵化して成体となるまでの時期にある個体を指す。よって、胚の個体として、卵(受精卵)や、幼生、未成熟個体が好ましい。また、胚から生育している個体とは、例えば、受精卵の状態から孵化するまでの胚発生が進行している個体、さらには受精卵から孵化後、魚類であれば稚魚(成体型とみなす)、両生類であれば幼生になった状態で存在する個体を含む。
図2では、角度調節手段6を操作して、試料14に作用する重力の方向に対して直上からの観察(a)、斜め約45度からの観察(b)、及び、下から約30度からの観察(c)を行なう際の本実施形態の模式図を示す。このように、本実施形態では、試料14を中心とする360度の範囲で試料14の観察を自由に行なうことができる。
これにより、例えば試料ホルダ2の設計上、斜めからの観察が適している場合には観察手段7の観察方向に対して斜めに試料ホルダ2を取り付け、その後、本試料観察システムの角度調節手段6で、試料14に対する観察を試料14に作用する重力の方向に対してなす任意の角度から行なうことができる。角度調節手段6が回転する際に、自重で試料ホルダ2や観察手段7が回転するのを防止するための回転負荷手段(不図示)をさらに設けてもよい。
本実施形態には、光源10を設けることが好ましい。角度調節手段6による観察角度の変化があっても光源とレンズ及び画像取得手段の角度関係は変化しないように、光源10は支柱1側ではなく観察手段7側に接続され、観察手段7と一体になることが好ましい。また、光源10は、落射光源でも透過光源でもよい。
よって、前記介入手段(不図示)は、単独に本試料観察システムに設けられることができるが、好ましくは、観察手段7となす相対角度が固定された状態で設けられる。よって、観察手段7と同様に、試料14に作用する重力の方向に対する任意の方向から介入を行うことができる。また、前記介入手段は観察手段7との相対角度が固定されれば、試料14に対し、介入及び観察を同時に行ってもよいし、時間差を設けて試料14に対して介入及び観察を行ってもよい。
本発明においては、空孔12は、試料14のサイズにより適当な開口面積を有し、かつ適当な厚みであることが好ましい。つまり、空孔12に試料14を1つ効率よく安定に保持させるには、空孔のサイズ(大きさ)、すなわち、開口面積と厚みとが大きく影響する。また、液体と共に前記試料14を1つ空孔2に効率よく安定に保持させるための空孔2の開口面積を有すれば、その空孔2の形状は、図1で例示された円形以外の四角形等の多角形、楕円形、星型等いずれかの形状でも良い。
例として、直径が1mm程度の卵細胞を保持する場合、空孔12の厚さは0.2〜1.9mmの範囲あることが好ましい。試料14の最大の厚さ(球体の場合は直径)の0.2倍未満であれば試料14に対して液体13の保持量が少ないために安定に試料を保持できないため、配置の際に脱落する割合が増える。また、試料14の最大の厚さ(球体の場合は直径)の1.9倍を超えると複数の試料が保持される割合が増えてしまう。
本発明の試料観察システムで用いる試料ホルダは、貫通した空孔12を有することを特徴とする。従来の底のあるウェルと比較して、i)試料を配列することが容易である、ii)試料を取り出すことが容易である、iii)試料が底板に接触することはないので成育に底板からの刺激等の影響を受けない、iv)空孔内の液体が外気と接触する面積が大きくガス交換が行われやすい、v)観察工程において、底板がないため底板による反射光や自家蛍光などのノイズ要因がない等の利点がある。
試料ホルダ2において、液体13の表面張力で試料を保持するためには、おおむね25mN/m以上の表面張力を有する液体が好ましい。25mN/m以下であれば、試料14が液体13と共に空孔12内に保持されにくくなり、わずかな振動で落下することも多くなる。試料14と共に試料ホルダ2に保持させる液体13は、試料14と親和性が高くかつ空孔12の内壁に付着しやすい水性液体が好ましい。
前記保湿剤の例としては、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール及びソルビットなどの多価アルコール類、ヒアルロン酸及びコンドロイチン硫酸などのムコ多糖葵質、可溶性コラーゲン、ユラスチン及びケラチンなどのたんぱく質加水分解物などを単独または複数混合して用いることができる。
前記表面張力調整剤の例としては、水溶性のアニオン性、カチオン性、両性もしくはノニオン性の界面活性剤を一種類または複数種を添加することができる。但し液体の表面張力が25mN/m以上になることが好ましい。
本発明において、使用される液体13の好ましい粘度は、0.1Pa・s(パスカル秒)以上であり、必要に応じて前記増粘剤を添加すれば良い。また、生体に適した塩濃度やpHに制御することも必要であれば、塩化ナトリウムのような塩類や各種pH調整剤を、また、防腐剤や抗菌剤を適宜に添加することもできる。
本実施形態でいう、試料ホルダや前記試料ホルダに設けられる貫通した空孔等は本発明の第1実施形態と共通のものを用いることができる。また、「相対角度を固定した状態」及び「相対角度」の定義も第1実施形態と同じ状態及び角度をいう。試料ホルダと観察手段との相対角度を固定した状態で、試料14に作用する重力の方向に対する前記観察手段がなす任意の角度から前記試料を観察することは、重力によって上下方向が規定される試料を中心にして、360度の範囲で試料を自由に観察できることをいう。
(実施例1)
次に、(生体)試料14としてゼブラフィッシュの稚魚を用いた場合の試料観察システム、及び、試料観察方法について実施例を示して説明する。
(試料ホルダの作製)
厚み0.7mmの100mm×150mmの大きさのテフロン(登録商標)シートを稚魚の輪郭に類似させた形状になるよう図3bに示すように打ち抜き加工した。空孔12が等間隔になるように、60個(縦12列横5列)の空孔12を形成した。
受精後7日のゼブラフィッシュ胚の水懸濁液50ml(20個/ml)を試料ホルダ2に上部から注ぎ、接触させた後、試料ホルダ2から余剰の液体を除去することで、試料ホルダ2の各空孔12に液体と共にゼブラフィッシュ胚を保持させた。試料ホルダ2上の余剰の液体は試料ホルダ2を傾けて落とし、空孔12(開口部)以外の場所に水滴が残らないようにした。
前記試料を配置した試料ホルダ2を試料観察システムの可動性ホルダ4に設置し、試料ホルダストッパー3で固定した。可視光を試料ホルダ2に照射しながら観察手段7に具備したCCDカメラ(ニコン製DS−2Mv)を用いて観察画像をモニターに表示させた。XY調節ツマミ5で観察する試料を選び、焦点を調節した。次に、角度調節手段6を操作して、重力方向に対して水平方向から、垂直方向まで角度を変えながら、明視野画像を撮影した。
重力によって姿勢を保っている稚魚に対して垂直方向から水平方向まで(図5のa’からd’まで)の明視野画像を図5のaからdまでの写真で示した。本発明の試料観察システムを用いることで、重力によって姿勢を保っているゼブラフィッシュ稚魚への観察方向を360度の範囲で簡便に調整しながら観察を行なうことができた。
2.試料ホルダ
3.試料ホルダストッパー
4.可動性ホルダ
5.XY調節ツマミ
6.角度調節手段
7.観察手段
8.画像取得手段
9.焦点調節ツマミ
10.光源
11.ベース
12.空孔
13.液体
14.試料
21.観察方向
Claims (6)
- 重力によって上下方向が規定される試料の試料観察システムであって、
前記試料を含む液体を保持するための貫通した空孔を少なくとも1つ有する試料ホルダと、
前記試料を観察するための観察手段と、
前記試料ホルダと前記観察手段との相対角度が固定された状態で、前記試料に作用する重力の方向に対する前記観察手段の角度を変化させるための角度調節手段とを少なくとも含み、
前記空孔が、対象となる1個の試料を該空孔の内壁と非接触の状態で保持可能であり、且つ2個以上の前記試料は保持できない大きさであることを特徴とする試料観察システム。 - 前記試料が、生体試料であることを特徴とする請求項1に記載の試料観察システム。
- 前記試料に対する介入手段をさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の試料観察システム。
- 前記介入手段がインクジェット装置による介入手段である請求項3に記載の試料観察システム。
- 前記試料ホルダが、複数の貫通した空孔を有するシートである請求項1から3のいずれかに記載の試料観察システム。
- 重力によって上下方向が規定される試料の試料観察方法であって、
少なくとも1つの貫通した空孔を有する試料ホルダの前記空孔に前記試料を含む液体を保持させるステップと、
前記試料ホルダと前記試料を観察する観察手段との相対角度が固定された状態で、前記試料に作用する重力の方向に対して前記観察手段がなす任意の角度から前記試料を観察するステップとからなり、
前記空孔が、対象となる1個の試料を該空孔の内壁と非接触の状態で保持可能であり、且つ2個以上の前記試料は保持できない大きさであることを特徴とする試料観察方法。
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