JP5728042B2

JP5728042B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5728042B2
Application number: JP2013063863A
Authority: JP
Inventors: 三宅　孝志; 孝志三宅; 邦夫生藤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: US9207162B2; US20140051156A1; JP2014059288A

Description

この発明は、細胞等を含む生物試料を撮像する撮像装置に関するものである。

医療や生物科学の実験においては、例えば生体から取り出した検体組織や、液体またはゲル状の培地で培養した細胞等を試料として観察、計測することが行われる。この目的のために、試料を光学的に撮像して画像を取得する撮像手段と、これにより得られた画像データを解析する演算手段とを組み合わせた解析システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の目的に供する画像を撮像する撮像装置では、種類や培養条件等が異なる複数の試料を入れ替えながらの撮像や、１つの試料における細胞の成長過程を時間間隔をおいて複数回撮像するタイムラプス撮像などが行われる。

特開２０００−２７５５３９号公報

上記のような生物試料の撮像においては、撮像時に試料が置かれる環境によって試料が影響を受ける場合がある。例えば、撮像装置に外部から混入した細菌やカビの胞子、先の撮像に用いられた試料からの離脱物等の汚染原因物が試料に混入し、試料に含まれる細胞等を汚染し細胞等の成長に影響を与えるおそれがある。

従来は操作者の手作業によって装置の殺菌が行われているが、作業手順の誤りや作業ばらつきによって汚染原因物が残留したり、殺菌作業自体が省略されてしまうなど、主としてヒューマンエラーにより、上記した汚染の原因が十分に排除されているとは言えない場合があった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、生物試料を撮像してその画像を取得する撮像装置において、撮像対象となる試料が菌等により汚染されるのを確実に防止することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明の一の態様は、生物試料を担持する試料容器を収容可能な試料収容空間を形成するチャンバと、前記試料収容空間内に設けられて、前記試料容器を保持する保持手段と、前記試料容器内の試料を撮像する撮像手段と、前記保持手段に対して殺菌作用を有する電磁波を供給する殺菌手段と、前記撮像手段による前記試料の撮像前および撮像後の少なくとも一方に、前記殺菌手段を制御して前記電磁波を前記保持手段に供給させる殺菌処理を実行する制御手段とを備え、前記チャンバは壁面の少なくとも一部が光透過性を有する透明窓となっており、前記撮像手段は、前記試料収容空間内に収容された前記試料容器に保持される試料を前記試料収容空間外から前記透明窓を介して撮像し、前記殺菌手段は、前記試料収容空間外に設けられ前記透明窓を介して前記試料収容空間に前記電磁波を照射する電磁波照射部を有する撮像装置である。

このように構成された発明では、制御手段からの制御によって、殺菌作用を有する電磁波が殺菌手段から保持手段に供給されて殺菌処理が実行される。これにより、殺菌処理の実行タイミングやその処理内容を適切に管理することが可能となり、操作者による作業のばらつきや作業漏れなどに起因する殺菌処理の不備が防止される。そのため、本発明では、保持手段の殺菌をより確実にかつ安定的に行うことが可能であり、保持手段に保持される試料容器内の試料の菌等による汚染を確実に防止することが可能である。

また、この発明では、内部に試料容器を収容可能な試料収容空間を形成するチャンバを有し、保持手段は試料収容空間内に設けられて、殺菌手段が試料収容空間に電磁波を供給する。このような構成によれば、殺菌処理を行うべき対象空間の範囲が確定されるため、より確実な殺菌処理が可能となる。また、チャンバにより、外部から菌等が混入する確率を低減することができる。

この場合、例えば、チャンバは壁面の少なくとも一部が光透過性を有する透明窓となっており、撮像手段は、試料収容空間内に収容された試料容器に保持される試料を試料収容空間外から透明窓を介して撮像するように構成されてもよい。このような構成では、撮像手段を試料収容空間外に設置することができるので、撮像手段を原因とする試料の汚染が防止される。また、撮像手段に耐薬品性などの特別な要件が求められないので、装置コストの上昇を抑えることができる。

さらに例えば、殺菌手段は、試料収容空間外に設けられ透明窓を介して試料収容空間に電磁波を照射する電磁波照射部を有するように構成されてもよい。このようにすると、殺菌処理を行うための構成を試料収容空間内に設ける、あるいは出し入れする必要がなく、試料収容空間をより清浄に維持することができる。これにより、試料の汚染をより確実に防止することができる。

また例えば、殺菌手段が殺菌作用を有する気体または液体を薬剤として試料収容空間内に供給するとともに、試料収容空間に供給された薬剤を排出する排出手段をさらに備える構成であってもよい。このような構成では、殺菌処理後に薬剤が試料収容空間内に残留するのを防止して、後の撮像に用いられる試料が薬剤の影響を受けることが防止される。

また例えば、試料収容空間に、外部空間に対する陽圧を付与する陽圧付与手段をさらに備える構成としてもよい。このようにすると、外部から試料収容空間内部へ向かう気流の生成が抑制され、外部雰囲気に含まれる菌等が試料収容空間内へ侵入するのを効果的に防止することができる。

また、この発明にかかる撮像装置は、例えば、試料収容空間と連通する内部空間を有し、所定の温湿度環境に維持した内部空間に試料容器を保管可能な試料保管部と、試料保管部の内部空間と試料収容空間との間を開閉する開閉部材と、試料保管部の内部空間と試料収容空間との間で試料容器を搬送する搬送手段とをさらに備えるものであってもよい。このような構成では、時間をおいて同一試料の撮像を行う、いわゆるタイムラプス撮像を、試料を外部雰囲気に触れさせることなく実行することが可能である。

また、本発明においては、例えば、制御手段が試料に応じて殺菌処理の内容を異ならせてもよい。この種の撮像装置は各種の生物試料を対象とする撮像に用いられ得るが、試料の種類により、有効な殺菌方法は異なる。試料に応じて殺菌処理の内容を異ならせることで、保持手段の殺菌をより確実に行い、試料の汚染を防止することができる。

この場合、例えば、制御手段は、直前の撮像に用いられた試料に応じて殺菌処理の内容を決定してもよい。既に実行された撮像に用いられた試料は既知であるから、当該試料に応じた処理内容で殺菌処理を行うことにより、試料からの離脱物が保持手段に付着した場合でもその影響が以後の撮像に及ぶのを防止することができる。また試料からの離脱物が細胞や菌等であった場合でも、それらが装置内で増殖するのを防止することができる。

これらの場合において、例えば、制御手段は、試料容器に記録された試料に関する情報に基づいて殺菌処理の内容を決定してもよい。この種の試料容器に情報を付す技術としては例えば、文字、記号、バーコードを容器に記載したり情報を記憶させたＩＣタグを貼付する等の技術が提案されている。このような情報を利用して殺菌処理の内容を決定することにより、試料の内容に応じた適切な殺菌処理を行うことが可能となる。

また例えば、上記発明において、殺菌手段は、薬剤および電磁波の両方を保持手段に供給してもよい。この場合、薬剤と電磁波とが同時に供給されてもよく、またこれらが選択的に供給されてもよい。こうすることで、種々の汚染原因物に対してより確実な殺菌効果を得ることができる。また例えば、薬剤としての作用を有する物質を試料収容空間内において生成する構成であってもよい。このような構成によれば、装置外から薬剤を導入する必要がなく、薬剤を装置に導入するための構成や薬剤の管理コストが不要となる。

この発明によれば、殺菌処理の実行タイミングやその処理内容を適切に管理することができ、操作者による作業のばらつきや作業漏れなどに起因する殺菌処理の不備が防止される。そのため、保持手段の殺菌をより確実にかつ安定的に行うことが可能であり、保持手段に保持される試料容器内の試料の菌等による汚染を確実に防止することができる。

この発明の第１実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。マイクロプレートの構造の一例を示す図である。第１実施形態における撮像処理の流れを示すフローチャートである。この発明の第２実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。第２実施形態における殺菌処理を示すフローチャートである。この発明の第３実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。第３実施形態における撮像処理の流れを示すフローチャートである。この発明の第４実施形態にかかる撮像装置の動作を示すフローチャートである。この発明の第５実施形態にかかる撮像装置の主要構成を示す図である。第５実施形態における殺菌処理を示すフローチャートである。この発明の第６実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。より具体的には、図１は第１実施形態の撮像装置１の主要部の側面断面図および制御ユニットの構成を示すブロック図である。この撮像装置１は、例えば後述するマイクロプレートＭのウェルＷ内で培養された細胞や生体組織等の生物試料の分析に供する画像を撮像する用途に用いられるものである。撮像装置１は、試料を光学的に読み取るとともに、該読み取りにより得られた画像データに対して所定の演算を行う。撮像装置１は、試料を照明する照明ユニット１０と、試料およびカメラ１１３を収容する撮像ユニット１１と、装置各部を制御して撮像処理を実行する制御ユニット１５とを備えている。

照明ユニット１０は、チャンバ１００の内部空間ＳＰ１に、試料照明用の光（可視光線、例えば白色光）を出射する照明光源１０１と、殺菌作用を有する光、例えばＵＶ光（紫外線）を出射する殺菌光源１０３，１０４と、チャンバ内部空間ＳＰ１内の気圧を測定する気圧センサ１０５とを収容した構造となっている。チャンバ１００の底面には、照明および殺菌用の光（すなわち可視光およびＵＶ光）に対して透明な透明窓１０２が設けられる。一方、この部分を除くチャンバ壁面は、少なくともＵＶ光に対しては不透明な材料により構成される。ＵＶ光に対して高い反射率を有する材料であることがより好ましい。照明光源１０１から出射される可視光線および殺菌光源１０３，１０４から出射されるＵＶ光は、透明窓１０２を介して下方へ照射される。

撮像ユニット１１は、上面中央部分が下方側へバスタブ状に窪んだチャンバ１１０を備える。その上面中央部は照明および殺菌用の光に対して透明な透明窓１１２となっており、該透明窓１１２はチャンバ１１０の内部を上部空間ＳＰ２と下部空間ＳＰ３とを隔てる隔壁としての機能も有している。

チャンバ１１０の上部を覆うように照明ユニット１０が取り付けられ、照明ユニット１０がチャンバ１１０に対し離当接することで、チャンバ１１０の上部空間ＳＰ２が開閉される。すなわち、チャンバ１１０の上部にパッキン１２を介して照明ユニット１０が取り付けられることにより、チャンバ１１０の上部空間ＳＰ２は密閉空間となる。この密閉空間内に撮像対象物である試料を保持したマイクロプレートＭが設置された状態で、撮像処理が行われる。すなわち、チャンバ１１０の上部空間ＳＰ２は、照明ユニット１０によって上部を塞がれることにより、撮像時に試料が収容される試料収容空間として機能する。一方、照明ユニット１０が上方に退避した状態では、チャンバ１１０の上部空間ＳＰ２は外部空間に開放されて、マイクロプレートＭの出し入れが可能な状態となる。

試料収容空間ＳＰ２内には、マイクロプレートＭを略水平姿勢に保持するためのホルダ１１１が設けられている。このほか、試料収容空間ＳＰ２内の気圧を測定するための気圧センサ１１７と、試料収容空間ＳＰ２内に所定の気体を吐出する気体吐出ノズル１１８とが設けられる。

一方、チャンバ１１０の下部空間ＳＰ３には、試料を撮像するためのカメラ１１３が収容される。より具体的には、例えばＣＣＤからなる受光素子を備えるカメラ１１３と、カメラ１１３を水平方向（図１に示す破線矢印方向）に走査移動させるカメラ駆動機構１１４とが下部空間ＳＰ３内に設けられている。

照明光源１０１から出射された光Ｌｉは透明窓１０２を透過してマイクロプレートＭに落射され、ウェルＷに保持された試料に入射する。マイクロプレートＭの下方に透過した透過光Ｌｔは透明窓１１２を透過してカメラ１１３に入射する。カメラ１１３はマイクロプレートＭを透過してくる透過光Ｌｔを受光することで、マイクロプレートＭの画像を撮像する。カメラ１１３はカメラ駆動機構１１４に連結されており、カメラ駆動機構１１４は、ホルダ１１１に保持されたマイクロプレートＭの下面に沿ってカメラ１１３を水平面内で走査移動させる。カメラ１１３は受光素子として例えばラインセンサを備えており、ラインセンサの長手方向と交わる方向に走査移動されることで、マイクロプレートＭを下方から光学的に読み取ってその二次元画像を取得する。

すなわち、この撮像ユニット１１では、カメラ１１３がマイクロプレートＭの下面に沿って走査移動可能となっている。なお、ここではカメラ１１３がマイクロプレートＭに対して移動するが、カメラ１１３とマイクロプレートＭとの間の相対移動が実現されれば足り、この意味でマイクロプレートＭをカメラ１１３に対して移動させるようにしてもよい。

また、下部空間ＳＰ３にはさらに、透明窓１１２を介して上部の試料収容空間ＳＰ２に向けて殺菌用の光、例えばＵＶ光を照射する殺菌光源１１５，１１６と、下部空間ＳＰ３内の気圧を測定するための圧力センサ１１９とが設けられている。またチャンバ１１０の外側に撮像装置１の外部の大気圧を測定する圧力センサ１２０が設けられている。

カメラ１１３により取得された画像データは、制御ユニット１５に設けられた画像処理部１５１に与えられる。画像処理部１５１は、カメラ１１３からの画像データに対して、ノイズ除去や色分解などの適宜の画像処理を施す。処理前後のデータは必要に応じて記憶部１５２に記憶保存される。こうして処理された画像データに基づき、検出処理部１５５が所定の検出処理を実行する。

また、制御ユニット１５には、それぞれ圧力センサ１０５，１１７，１１９，１２０の出力信号に基づき各空間ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の内部気圧および大気圧を検出する圧力制御部１５４と、圧力制御部１５４からの制御指令に応じて気体吐出ノズル１１８に気体を送出する気体供給部１５８とが設けられている。圧力制御部１５４は、気体供給部１５８を制御して、試料収容空間ＳＰ２の内部気圧が他の内部空間ＳＰ１、ＳＰ２および外部空間よりも僅かに高い状態とする。具体的には、気体供給部１５８から供給させた気体を気体吐出ノズル１１８から試料収容空間ＳＰ２内に放出させることで、試料収容空間ＳＰ２の気圧を周囲よりも高い状態に維持する。好ましくは、上部空間ＳＰ１および下部空間ＳＰ３の圧力を大気圧より僅かに高くし、かつ試料収容空間ＳＰ２の圧力が最も高くなるようにする。このように試料収容空間ＳＰ２に周囲空間の気圧に対する陽圧を付与することで、外部から試料収容空間ＳＰ２へのカビや菌等の汚染原因物の混入を回避することができる。なお、この撮像装置１が細菌培養を行う部屋やチャンバの内部に設置される場合、その室内圧力が大気圧と異なる設定とされることがある。例えば室外からのカビや細菌の侵入リスクを低減するため室内圧力が大気圧よりも高めに設定されることがある。その場合、大気圧センサ１２０により検出される室内圧力に応じて各空間の圧力を設定することで、上記圧力差バランスを保つことができる。

上記のほかに制御ユニット１５には、カメラ駆動機構１１４を制御してカメラ１１３の走査移動を実行させるカメラ制御部１５３、照明光源１０１の点灯制御を行う照明光源制御部１５６、殺菌光源１０３，１０４，１１５，１１６の点灯制御を行う殺菌光源制御部１５７などが設けられている。これらの各構成要素が連携しながら装置各部を制御することにより、種々の処理動作が実現される。なお、これらの各構成要素はハードウェア、ソフトウェアのいずれで実現されてもよい。

さらに、この撮像装置１は、ユーザからの操作指示入力を受け付ける入力受付部１６と、ユーザに対する所定のメッセージを表示する表示部１７とを備えている。入力受付部１６は、図示を省略しているが、例えばキーボード、タッチパネルあるいは操作ボタン群のような操作入力デバイスを有し、実行すべき処理の内容やパラメータ設定等に関するユーザからの指示入力を受け付ける。また、表示部１７は、処理メニューや処理の進行に伴うユーザへのメッセージ、撮像された画像などの視覚情報を随時ユーザに提示する。

図２はマイクロプレートの構造の一例を示す図である。マイクロプレートＭは、複数の、例えば９６個（１２×８のマトリクス配列）の窪み（ウェル）Ｗが上面に形成されたプレート状の器具である。図２（ａ）に示すように、マイクロプレートＭは、略円筒状（より厳密には、底面に向けて断面積が漸減するテーパー付き）の側面形状を有する貫通孔Ｍ１が一定のピッチで規則的に二次元マトリクス配置された上部プレートＭ２と、上部プレートＭ２の下面に各貫通孔Ｍ１を塞ぐように貼付された下面シートＭ３とを有している。

図２（ｂ）に示すように、下面シートＭ３は上部プレートＭ２の下面にぴったりと密着されており、上部プレートＭ２の貫通孔Ｍ１の側面と、下面シートＭ３とによって囲まれた空間に液体を保持することが可能となっている。すなわち、この空間が生物試料を含む培地を保持するウェルＷとして機能し、貫通孔Ｍ１の側面がウェルＷの側壁面を、また下面シートＭ３がウェルＷの底面をそれぞれなしている。下面シートＭ３は透明な樹脂、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂により形成されたシート体である。

マイクロプレートＭにおける各ウェルＷの直径および深さは代表的には数ｍｍ程度であり、ウェルＷそれぞれには、例えば培養液、培地、試薬などの液体等（図１では一部のみ図示）が注入されている。なお、この撮像装置１が対象とするマイクロプレートのウェル数およびそのサイズはこれらに限定されるものではなく任意である。

こうして形成されるウェルＷの内部に、生体組織や細胞等を含む培地が注入され、一定の温湿度環境で所定時間培養されることで、ウェルＷ内部に撮像対象となる試料Ｓが作成される。撮像に供されるまで、マイクロプレートＭは一定の温湿度環境下で保管されている。マイクロプレートＭが撮像装置１の試料収容空間ＳＰ２に収容されると、図２（ｂ）に示すように、照明光源１０１から出射される光がマイクロプレートＭの上方から入射光Ｌｉとして入射する。そして、ウェルＷ内の試料Ｓを透過した透過光Ｌｔがカメラ１１３により受光されることで、試料Ｓの画像が取得される。

また、マイクロプレートＭの上面、下面または側面には、ウェルＷの内容物や培養条件等に関する情報を記録した、文字や記号が記されたラベル、バーコード、無線通信タグなどの記録媒体を貼り付ける貼付スペースＭ４が設けられる。このような記録媒体に記録された情報を光学的あるいは電磁的に読み出すことにより、撮像装置１ではマイクロプレートＭに保持された試料の内容を把握することができる。特に、光学的に読み取り可能な記録媒体をマイクロプレートＭの下面に取り付けた場合には、カメラ１１３によってその情報を読み取ることが可能である。

上記のように構成された撮像装置１では、ユーザからの指示を受けると、制御ユニット１５が装置各部を制御して、カメラ１１３による試料の撮像を含む一連の撮像処理を実行する。以下、撮像処理の一例について、その処理内容を説明する。

図３は第１実施形態における撮像処理の流れを示すフローチャートである。まず、試料の搬入に先立って、撮像前の殺菌処理（ステップＳ１０２）を行う。より具体的には、照明ユニット１０を撮像ユニット１１の上部に載置し試料収容空間ＳＰ２を密閉する（ステップＳ１０１）。この状態で、殺菌光源１０３，１０４，１１５，１１６を点灯させて試料収容空間ＳＰ２内にＵＶ光を所定時間照射することで、試料収容空間ＳＰ２内、特にマイクロプレートＭを保持するホルダ１１１の殺菌を行う（ステップＳ１０２）。こうすることで、次いで搬入されるマイクロプレートＭに保持される試料が試料収容空間ＳＰ２内に残留する汚染原因物によって汚染されるのを防止する。このとき、チャンバ１００，１１０の壁面がＵＶ光をよく反射する材料で構成されていると、試料収容空間ＳＰ２内の部材で遮蔽されて殺菌光源１０３等からの直接光が届かない部分にまで光を行き届かせることができる。殺菌光源１０３等の消灯により、撮像前殺菌処理は終了する。

次に、試料を保持するマイクロプレートＭを試料収容空間ＳＰ２にセットする（ステップＳ１０３）。具体的には、照明ユニット１０を上方または側方の退避位置に退避させて試料収容空間ＳＰ２の上部を開放し、開口部分からマイクロプレートＭを搬入してホルダ１１１に載置する。ホルダ１１１へのマイクロプレートＭの設置後、照明ユニット１０を撮像ユニット１１の直上位置へ移動させて試料収容空間ＳＰ２を密閉する。照明ユニット１０の移動およびマイクロプレートＭの搬入については、オペレータの手作業によってもよく、また適宜の移動機構により行ってもよい。

なお、試料収容空間ＳＰ２が開放された状態では、気体吐出ノズル１１８から気体が試料収容空間ＳＰ２に供給されることが望ましい。こうすることで、試料収容空間ＳＰ２から外部へ向かう気流を生成し、外部空間から細菌等の汚染原因物が試料収容空間ＳＰ２に侵入するのを抑制することができる。また、試料収容空間ＳＰ２が密閉された状態においても、試料収容空間ＳＰ２を外部空間より僅かに気圧の高い状態とすることで、外部空間からの汚染原因物の侵入を防止することが可能である。

続いて、カメラ１１３による撮像を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、照明ユニット１０の照明光源１０１を点灯させ、カメラ１１３を水平方向に走査移動させながら撮像を行い、最終的にマイクロプレートＭの全ウェルＷについての画像を取得する。

撮像が終了すると、照明ユニット１０を退避させて再び試料収容空間ＳＰ２を開き、試料をマイクロプレートＭとともに搬出する（ステップＳ１０５）。そして、撮像後の殺菌処理として、撮像前殺菌処理と同様に、試料収容空間ＳＰ２を密閉した状態で所定時間殺菌光源１０３，１０４，１１５，１１６からのＵＶ光を照射する（ステップＳ１０６）。これにより、たとえマイクロプレートＭから試料の一部が離脱してホルダ１１１や試料収容空間ＳＰ２に残留付着していたとしても、該離脱物が以後の撮像において他の試料を汚染することが回避される。こうして一連の撮像処理が完了する。

以上のように、この実施形態では、撮像装置１に殺菌作用を有する光（具体的にはＵＶ光）を出射する殺菌光源１０３等を設け、試料を保持するマイクロプレートＭが載置されるホルダ１１１およびこれを収容する試料収容空間ＳＰ２のＵＶ光による殺菌処理を行う。こうすることで、試料収容空間ＳＰ２内、特にホルダ１１１に付着したカビ、細菌等の汚染原因物によって撮像対象となる試料が汚染されるのを効果的に回避することができる。

ここで、撮像対象である試料が搬入される前に殺菌処理を行うと、装置に残留する汚染原因物が搬入される試料に付着し試料を汚染することが防止される。このため、撮像時に汚染原因物の影響が及ぶことが回避されるとともに、撮像後には、搬入時の清浄な状態を保ったまま試料を搬出することができる。このため、撮像の前後における試料の変化を最小限に抑えることができる。したがって、培養容器に保管されていた試料を撮像のために一時的に取り出し、撮像後に再び培養容器に戻す場合でも、該取り出しが試料に与える影響が抑えられる。このことは、所定の環境で継続的に培養した試料を一定時間間隔で複数回撮像を行うタイムラプス撮像において特に好適である。

そして、撮像の直前に殺菌処理を行うことで、撮像装置１に付着した状態で放置されることで細菌等が増殖した場合であっても、これによる汚染を確実に防止することが可能となる。

一方、撮像が終了した試料が搬出された直後に殺菌処理を行った場合、マイクロプレートＭから離脱した試料の一部、あるいは試料の出し入れの際に外部から混入した細菌等の汚染原因物を殺菌することで、これらが装置に残留して増殖するのを未然に回避することができる。

また、この実施形態では、試料収容空間ＳＰ２に対して周囲空間に比しての陽圧を与えることにより、外部空間から飛来する汚染原因物が試料収容空間ＳＰ２に侵入するのを効果的に防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、この発明にかかる撮像装置の第２実施形態について説明する。この実施形態において、装置主要部の基本的な構成は第一実施形態のものと共通である。以下の説明では、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付して詳しい説明を省略する。また、説明の便宜上、一部構成の図示および説明を省略するが、以下において特に断りのない限り、上記した第１実施形態が有する各構成は第２実施形態にも装備されているものとする。

図４はこの発明の第２実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。より具体的には、図４は第２実施形態の撮像装置２の主要部の側面断面図および制御ユニットの構成を示すブロック図である。まず、照明ユニット１０の構成は、上記した第１実施形態のものと同一である。

一方、この実施形態の撮像ユニット２１では、試料収容空間ＳＰ２に向けて所定の薬剤を吐出する薬剤吐出ノズル２１１と、同空間ＳＰ２に向けて乾燥気体を吐出する乾燥気体吐出ノズル２１２とが追加されている。なお、乾燥気体吐出ノズル２１２は気体吐出ノズル１１８（図１）と兼用されてもよい。また乾燥気体供給部供給部２５２は気体供給部１５８と兼用されてもよい。

この実施形態の制御ユニット２５には、第１実施形態の制御ユニット１５に設けられている各制御ブロックに加えて、薬剤吐出ノズル２１１に薬剤を供給する薬剤供給部２５１と、乾燥気体吐出ノズル２１２に乾燥気体を供給する乾燥気体供給部２５２とを備えている。

薬剤供給部２５１は、殺菌作用を有する薬剤として、以下に例示する液体または気体のいずれかをまたはそれらを選択的にもしくは適宜混合して、定められた供給量を維持しつつ薬剤吐出ノズル２１１に対して送出する。薬剤は薬剤吐出ノズル２１１から試料収容空間ＳＰ２に吐出され、これにより試料収容空間ＳＰ２の殺菌処理が行われる。薬剤供給部２５１が薬剤の温度を調整する機能を有してもよい。

液体の薬剤としては、例えばアルコール、殺菌成分としての塩素を含む化合物（例えば次亜塩素酸ソーダ）またはそれを含む溶液などを用いることができる。この他にも、種々の細菌に対してあるいは特定の細菌に対して殺菌作用を示す液体を薬剤として用いることができる。特に、試料に含まれるまたは混入の可能性のある細菌等の種類が既知である場合には、その細菌等に対して有効な薬剤を適宜選択して用いることができる。

また気体の薬剤としては、気化させたアルコール、殺菌成分としての塩素を含む化合物（塩素ガス）、酸化エチレン、オゾンガスなどを用いることができる。このうちオゾンガスについては、薬剤供給部２５１から供給してもよく、また殺菌光源１０３等の点灯により試料収容空間ＳＰ２内で発生させるようにしてもよい。

なお、試料収容空間ＳＰ２を取り囲む隔壁としての各部材、すなわちチャンバ１００，１１０、透明窓１０２，１１２およびパッキン１２と、各種のノズルやセンサ類については、使用される薬剤に対する耐腐食性を有する材料により構成されることが望ましい。例えば透明窓１０２，１１２については石英ガラスを用いることができる。また例えば、パッキン１２としてはシリコン樹脂またはフッ素樹脂を用いることができる。また光透過性を必要としない部材については例えばステンレス素材のものを用いることができ、薬剤やオゾンに対する耐腐食性をより高めるために、フッ素樹脂コーティングされたものでもよい。

また、制御ユニット２５には気液回収部２５３が設けられており、気液回収部２５３は排出経路２１３を介して試料収容空間ＳＰ２と連通している。試料収容空間ＳＰ２に供給された薬剤や気体は、排出経路２１３を介して気液回収部２５３に回収される。排出経路２１３上に吸引ポンプ等の吸引手段を適宜設けてもよい。この場合、回収効率を高めるために、各空間ＳＰ２，ＳＰ３の気圧と大気圧との圧力差を維持したまま回収を行うようにしてもよい。気液回収部２５３は気液分離手段を備えており、回収した流体を液体成分と気体成分とに分離して個別に回収する。チャンバから気体等を排出するためのドレイン構造および気液分離手段は公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

上記のように構成された撮像装置２では、第１実施形態と同様、図３に示すフローチャートに沿って撮像処理が行われる。ただし、殺菌処理（ステップＳ１０２の撮像前殺菌処理およびステップＳ１０５の撮像後殺菌処理）の処理内容が、第１実施形態のものとは相違している。

図５は第２実施形態における殺菌処理を示すフローチャートである。最初に、制御ユニット２５は、予め複数用意された殺菌処理レシピの中から状況に応じた１つを選択し、実行すべき処理レシピとして決定する（ステップＳ２０１）。複数の処理レシピの間では、使用する薬剤の選択、ＵＶ光を使用するか否か、薬剤の濃度および温度、処理時間などの処理パラメータの組み合わせからなる処理条件が互いに異なっており、試料の種類や目的に応じていずれかが選択される。

撮像すべき試料が搬入される前の撮像前殺菌処理（図３のステップＳ１０２）では、例えば、当該撮像処理に先立つ直近の撮像処理において用いられた試料の種類に応じた処理レシピを選択することで、先の撮像における残留物の影響を確実に排除し後の試料の汚染を防止するようにすることができる。また、次の撮像処理に用いられる試料の種類に応じた処理レシピを選択するようにすれば、当該試料への影響が少ない処理条件を適用することが可能となる。一方、撮像終了後の撮像後殺菌処理（図３のステップＳ１０５）では、撮像に用いられた試料が装置内で増殖したり次の試料を汚染するのを防止するために必要な処理レシピを選択することができる。

これらの目的のために、マイクロプレートＭの貼付領域Ｍ４に付された記録媒体の情報を用いることが可能である。また、表示部１７に選択可能な処理レシピのリストを表示し、目的に応じてユーザにいずれかを選択させるようにしてもよい。レシピの選択入力については入力受付部１６により受け付けることができる。また、処理条件をユーザにより指定させるようにしてもよい。

処理レシピが決定されると、決定された処理レシピにしたがい試料収容空間ＳＰ２の殺菌が行われる（ステップＳ２０２）。具体的には、処理レシピにおいて薬剤の吐出が定められている場合には、指定された薬剤を薬剤供給部２５１から薬剤吐出ノズル２１１に送出し、薬剤吐出ノズル２１１から試料収容空間ＳＰ２に向けて吐出させる。これに代えて、あるいはこれに加えてＵＶ光の照射が処理レシピで定められている場合には、殺菌光源１０３等を点灯させて試料収容空間ＳＰ２にＵＶ光を照射する。また、薬剤とＵＶ光とを併用することで、より殺菌効果を高めるようにしてもよい。

薬剤の吐出および／またはＵＶ光の照射を所定時間継続した後これを停止し、続いて乾燥気体供給部２５２から乾燥気体吐出ノズル２１２に向けて所定の乾燥気体、例えば乾燥空気または窒素ガス等の不活性ガスを供給し、乾燥気体吐出ノズル２１２から試料収容空間ＳＰ２に乾燥気体を吐出させる（ステップＳ２０３）。これにより、試料収容空間ＳＰ２に残留する薬剤は排出経路２１３から排出されて気液回収部２５３に回収される。特に殺菌に使用される薬剤が液体である場合には、加熱した気体を試料収容空間ＳＰ２に供給するようにすれば、薬剤の乾燥をより促進することが可能である。

こうして試料収容空間ＳＰ２に残留する殺菌成分が必要十分なレベルまで低減され、かつ試料収容空間ＳＰ２が細胞等の生存に適した温湿度環境まで戻れば、新たな試料の受け入れが可能となる。この状態になれば（ステップＳ２０４）、殺菌処理は終了し、図３の処理に戻る。

以上のように、この実施形態の撮像装置２では、第１実施形態の撮像装置１が有する構成に加えて、殺菌作用を有する薬剤を試料収容空間ＳＰ２に供給する機能と、処理条件が異なる複数の処理レシピが用意されそれらを選択的に実行する機能とを実現するための構成が付加されている。これにより、第１実施形態の撮像装置１が奏する作用効果に加えて、この実施形態では、薬剤による殺菌が可能となり、ＵＶ照射のみで十分な殺菌効果を上げることが困難な汚染原因物に対しても有効な殺菌処理を行うことができる。

また、処理条件が互いに異なる複数の処理レシピを選択的に実行することで、殺菌処理の前に用いられた試料、あるいは殺菌処理の後に用いられる試料の種類に応じた殺菌処理レシピを適用することが可能となり、殺菌処理の効果をより確実なものとすることができる。また、殺菌の実行後、細胞等の生存が可能な状況となってから次の処理を実行することで、新たに試料収容空間ＳＰ２に搬入される試料に残留薬剤等の影響が及ぶのを防止することができる。

＜第３実施形態＞
次に、この発明にかかる撮像装置の第３実施形態について説明する。以下に説明する第３実施形態の撮像装置は、上記した第１または第２実施形態の撮像装置に新たな構成を付加することによって、これらの実施形態の撮像装置が有する機能に加えてさらなる機能を実現しようとするものである。ここでは第１実施形態の撮像装置１をベースにした場合を採り上げ、第３実施形態において新たに付加された構成について主に説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。また説明の便宜上、第１実施形態の装置と共通する一部構成の図示および説明を省略するが、以下において特に断りのない限り、上記した第１実施形態が有する各構成は第３実施形態にも装備されているものとする。

また、ここでは第１実施形態の装置に新たな構成を付加することで新たな作用効果をもたらしたものを第３実施形態としているが、当該新たな構成を第２実施形態の装置に付加した態様においても同様に、以下に説明する新たな作用効果が奏される。

図６はこの発明の第３実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。より具体的には、図６は第３実施形態の撮像装置３の主要部の側面断面図および制御ユニットの構成を示すブロック図である。この実施形態において、照明ユニット１０の構成は、上記した第１実施形態のものと同一である。

一方、この実施形態の撮像ユニット３１では、チャンバ３１０の形状が第１実施形態のもの（チャンバ１１０）とは異なっている。具体的には、チャンバ３１０の側部であって試料収容空間ＳＰ２の側方には開口部３１１が設けられている。開口部３１１はマイクロプレートＭを水平姿勢に維持したまま通過させることができる程度の開口サイズを有しており、該開口部３１１に対して開閉自在のゲート部材３１２が取り付けられている。ゲート部材３１２が開口部３１１に対して閉じられた状態では、開口部３１１がゲート部材３１２により塞がれて試料収容空間ＳＰ２が密閉状態となる。一方、ゲート部材３１２が開かれた状態では、開口部３１１を介してマイクロプレートＭが試料収容空間ＳＰ２に対し出し入れ可能な状態となる。ゲート部材３１２は制御ユニット３５に設けられたゲート制御部３５２により開閉制御される。

開口部３１１を挟んで試料収容空間ＳＰ２とは反対側に、内部空間ＳＰ４が一定の温湿度環境に保たれたインキュベータユニット３２が設けられている。インキュベータユニット３２の構成としては公知のインキュベータシステムを適用することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。例えば公知のグローブボックス型インキュベータシステムを適用することで、外部空間に露出させることなくインキュベータユニット３２内で試料の操作を行うことが可能である。

インキュベータユニット３２はパッキン３３を介してチャンバ３１０の開口部３１１を塞ぐように取り付けられており、その内部空間ＳＰ４は開口部３１１を介して試料収容空間ＳＰ２と連通している。より詳しくは、ゲート部材３１２の閉状態では該ゲート部材３１２によって試料収容空間ＳＰ２とインキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４とが隔てられる一方、ゲート部材３１２の開状態では開口部３１１を介して試料収容空間ＳＰ２とインキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４とが連通した状態となる。

また、撮像ユニット３１では、試料収容空間ＳＰ２内でマイクロプレートＭを保持するホルダ１１１に支持ロッド３１３が取り付けられるとともに、支持ロッド３１３は進退駆動機構３１４に取り付けられている。進退駆動機構３１４は、制御ユニット３５に設けられた進退制御部３５１からの制御指令に応じて、支持ロッド３１３を水平方向（図の左右方向）に進退移動させる。これによりホルダ１１１は水平方向に移動可能となっている。この進退移動はゲート部材３１２の開閉と連動しており、ホルダ１１１はマイクロプレートＭを保持して進退移動することで、開口部３１１を介して試料収容空間ＳＰ２とインキュベータユニット３２との間でマイクロプレートＭを搬送可能となっている。

支持ロッド３１３は試料収容空間ＳＰ２の側壁を貫通して設けられており、該側壁と支持ロッド３１３との間には気密を保持するパッキン３１５が設けられる。また、支持ロッド３１３のうち試料収容空間ＳＰ２の内部と外部とを行き来する部分を殺菌するための殺菌光源３１８が、チャンバ３１１の内部空間ＳＰ３に設けられている。これにより、支持ロッド３１３からホルダ１１１を介した試料の汚染が防止される。

この実施形態の制御ユニット３５は、上記の他に、インキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４の温湿度および大気ガス濃度（Ｏ_２，ＣＯ_２，Ｎ_２等）環境を制御する環境制御部３５３と、前記した第１実施形態の制御ユニット１５が有する各構成とを備えている。

このような構成では、インキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４に静置したマイクロプレートＭ内で試料の培養または保管を行いつつ、必要に応じてマイクロプレートＭを撮像ユニット３１の試料収容空間ＳＰ２に移動させることにより、試料の撮像を行うことができる。また、撮像の終了後には試料を保持するマイクロプレートＭをインキュベータユニット３２に戻すことができる。この間、試料が外部雰囲気に触れることがないので、撮像に起因する試料の汚染が効果的に防止される。なお、撮像装置３が他の試料の撮像に供されることもあり、また試料の汚染防止に万全を期すために、この装置における撮像処理は以下のように構成される。

図７は第３実施形態における撮像処理の流れを示すフローチャートである。撮像処理が実行される前の段階では、マイクロプレートＭはインキュベータユニット３２に保管されており、ゲート部材３１２は閉じられた状態となっている。この状態で、撮像前殺菌処理を行う（ステップＳ３０１）。

続いてゲート部材３１２を開き、開口部３１１を介してインキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４から試料収容空間ＳＰ２へマイクロプレートＭを搬入する（ステップＳ３０２）。搬入後はゲート部材３１２を閉じ、第１実施形態と同様にして試料の撮像処理を行う（ステップＳ３０３）。

撮像終了後、再びゲート部材３１２を開いてマイクロプレートＭをインキュベータユニット３２に搬出し（ステップＳ３０４）、ゲート部材３１２を閉じた後、撮像後殺菌処理を実行する（ステップＳ３０５）。上記処理を定期的に繰り返せば、１つの試料を時間を異ならせて複数回撮像するタイムラプス撮像を行うことが可能である。

以上のように、この実施形態では、撮像装置３にインキュベータユニット３２を内蔵させるとともに、インキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４と撮像ユニット３１の試料収容空間ＳＰ２とを連結させて両空間の間で試料を搬送する構成となっている。このような構成によれば、試料を保管するインキュベータユニット３２と試料の撮像を行う撮像ユニット３１との間で外部空間に触れさせることなく試料を搬送することができ、試料の汚染をより効果的に防止することが可能である。

＜第４実施形態＞
図８はこの発明の第４実施形態にかかる撮像装置の動作を示すフローチャートである。以下に説明する第４実施形態の撮像装置の構成は上記した第１実施形態のもの（図１）と基本的に同一であり、その動作が一部異なっている。ただし、殺菌光源１０３等については出射するＵＶ光の波長を切り換え可能なものとする。図８に示す処理は、第１実施形態における撮像前殺菌処理および撮像後殺菌処理に代えてこの第４実施形態で実行される殺菌処理である。撮像前殺菌処理、撮像後殺菌処理の両方が図８の処理に置き換えられてもよく、いずれか一方のみが置き換えられてもよい。

この実施形態の殺菌処理では、殺菌作用を有する薬剤としての気体や液体を外部から供給するのではなく、試料収容空間ＳＰ２内において殺菌作用を有する物質を生成する。例えば試料収容空間ＳＰ２内に存在する酸素をオゾン化することで、殺菌作用のあるオゾンガスを試料収容空間ＳＰ２内に供給することができる。具体的には、第１実施形態と同様に試料収容空間ＳＰ２が密閉された後（ステップＳ４０１）、まずオゾン発生用のＵＶ光として中心波長が１８５ｎｍである光を殺菌光源１０３等から試料収容空間ＳＰ２に照射する（ステップＳ４０２）。ＵＶ光（紫外線）にはオゾンを発生させる波長と分解する波長とがあることが知られており、ここではオゾンを発生させる波長のＵＶ光を照射する。これにより、試料収容空間ＳＰ２内の酸素がオゾン化して試料収容空間ＳＰ２内にオゾンが発生する。

続いて、殺菌光源１０３等からのＵＶ光の波長をより殺菌効果の高い２５５ｎｍ〜２６０ｎｍに変更する（ステップＳ４０２）。これにより、試料収容空間ＳＰ２内ではオゾンによる殺菌作用に加えてＵＶ光による殺菌作用が発揮され、より高い殺菌効果を得ることができる。この状態を所定時間維持した後、殺菌光源１０３等からのＵＶ光の波長をオゾン分解用の２５４ｎｍに変更する（ステップＳ４０４）。この波長はオゾンを分解する作用を有するものであり、試料収容空間ＳＰ２内のオゾンが分解されて無害化され、以後に搬入される試料への影響を防止することができる。なお、殺菌用ＵＶ光とオゾン分解用ＵＶ光については同じ波長としてもよい。

以上のように、この実施形態では、殺菌光源１０３等からのＵＶ光の波長を適宜切り換えて、オゾン発生用のＵＶ光、殺菌用のＵＶ光およびオゾン分解用のＵＶ光を順次試料収容空間ＳＰ２内に照射する。これにより、ＵＶ光とオゾンとによる殺菌作用で試料収容空間ＳＰ２内の殺菌をより確実に行うことができるとともに、殺菌処理後の試料収容空間ＳＰ２内に試料にとって有害なオゾンを残留させないようにすることができる。

＜第５実施形態＞
図９はこの発明の第５実施形態にかかる撮像装置の主要構成を示す図である。なお、図９および以下の説明では、第１実施形態と共通の構成については同一の符号を付しまたは記載を省略している。以下において特に断りのない限り、上記した第１実施形態が有する各構成は第５実施形態にも装備されているものとする。

この実施形態においても、第４実施形態と同様に試料収容空間ＳＰ２において殺菌作用を有する物質を生成する。具体的には、試料収容空間ＳＰ２に該空間ＳＰ２中の酸素を原料として殺菌成分であるオゾンを生成することができる例えば放電式のオゾン発生器５０１と、オゾン濃度を測定するオゾン濃度計５０２と、試料収容空間ＳＰ２内で気体を循環させる循環ファン５０３とが設けられている。オゾンは空気より比重が大きいことから、オゾン発生器５０１は試料収容空間ＳＰ２の上部に、またオゾン濃度計５０３は試料収容空間ＳＰ２の下部に設けられる。また図中の一点鎖線で示す矢印は、循環ファン５０３により試料収容空間ＳＰ２内に形成される気流を模式的に示している。

さらに、各種の気体を試料収容空間ＳＰ２内に供給する気体供給ノズル５１１が設けられるとともに、試料収容空間ＳＰ２内の気体を外部に放出するための排気ファン５１３が設けられている。排気ファン５１３を使用しないときに外気の流入を防止する逆流防止手段として逆止弁または密閉シャッターなどが備えられることが好ましい。

オゾン発生器５０１はオゾン発生制御部５０４により制御されており、オゾン発生制御部５０４はオゾン濃度計５０２からの出力に基づきオゾン発生器５０１を制御して、試料収容空間ＳＰ２内に所定濃度のオゾンを発生させる。また気体供給ノズル５１１は雰囲気制御部５１２に接続されており、処理レシピに応じて雰囲気制御部５１２から供給される各種の気体を試料収容空間ＳＰ２内に供給する。例えば試料収容空間ＳＰ２内におけるオゾンの生成量を増大させるために、試料収容空間ＳＰ２内に酸素を供給することができる。

このような構成によれば、オゾン発生器５０１により効率的に生成されるオゾンガスが循環ファン５０３の動作によって試料収容空間ＳＰ２内に行き渡り、試料収容空間ＳＰ２内をオゾンにより短時間で強力に殺菌することができる。もちろん殺菌光源１０３等からのＵＶ光照射と併用することが可能である。そして、オゾン濃度計５０２およびオゾン発生制御部５０４によりオゾン濃度が適正に制御されることで、過剰なオゾン生成を未然に防止し、殺菌に要する時間を短縮するとともに、周囲環境への影響も防止することができる。

試料収容空間ＳＰ２内に効率的にオゾンを発生させるために、オゾン発生器５０１の動作に先立って、または該動作とともに、気体供給ノズル５１１から酸素ガスを試料収容空間ＳＰ２内に導入してもよい。また、殺菌処理の終了後は気体供給ノズル５１１から清浄な空気を導入しつつ排気ファン５１３を作動させて排気を行うことにより、試料収容空間ＳＰ２内に残留するオゾンを短時間で排出し、以後の撮像処理に適した環境とすることができる。このときオゾン濃度計５０２により試料収容空間ＳＰ２内のオゾン濃度を観測しておくことで、オゾンの排出をより確実にすることができる。具体的な殺菌処理の動作としては、例えば以下のようにすることができる。

図１０は第５実施形態における殺菌処理を示すフローチャートである。この殺菌処理では、第１実施形態等と同様に、試料が搬入されていない試料収容空間ＳＰ２が密閉された後（ステップＳ５０１）、気体供給ノズル５１１から水分を含む酸素が試料収容空間ＳＰ２に導入されるとともに、循環ファン５０３の動作が開始される（ステップＳ５０２）。続いてオゾン発生器５０１の動作が開始されて（ステップＳ５０３）、試料収容空間ＳＰ２内がオゾン雰囲気となる。水分を含む酸素を導入するのは、オゾン源となる酸素を供給するためと、水分子をイオン化することによるさらなる殺菌作用を得るためである。

オゾン濃度計５０２により計測されるオゾン濃度が十分な殺菌作用を奏する規定濃度に達すると（ステップＳ５０４）、殺菌光源１０３等から殺菌用のＵＶ光の照射が開始される（ステップＳ５０５）。この状態を所定時間継続することで、オゾンによる殺菌作用およびＵＶ光による殺菌作用で試料収容空間ＳＰ２が殺菌される。所定時間経過後、オゾン発生器５０１によるオゾン発生および殺菌光源１０３等からのＵＶ光照射が停止され（ステップＳ５０６）、続いて、試料収容空間ＳＰ２を乾燥させるとともにオゾンを希釈するために、気体供給ノズル５１１から乾燥空気が導入される（ステップＳ５０７）。なお、乾燥空気の導入は必須ではなく、例えば殺菌処理後、引き続いて次の撮像処理が行われない場合には試料収容空間ＳＰ２をオゾン雰囲気のまま放置してもよい。

以後の動作は、引き続き撮像処理が実施されるか否かによって異なる（ステップＳ５０８）。撮像処理を行わない場合には、循環ファン５０３を停止させて処理を終了する（ステップＳ５０９）。一方、続けて撮像処理が行われる場合には、乾燥空気の導入に続いて排気ファン５１３を作動させ（ステップＳ５１１）、試料収容空間ＳＰ２内のオゾン雰囲気を乾燥空気に置換させる。

オゾン濃度が試料に影響を与えない規定濃度以下まで低下すれば（ステップＳ５１２）、温度および湿度が調整された炭酸ガス（ＣＯ_２）が気体供給ノズル５１１から試料収容空間ＳＰ２に導入される（ステップＳ５１３）。ガス温度は試料を培養するインキュベータ内の温度と同程度が好ましく、例えば細胞の培養に好適な３７℃前後とされる。また乾燥雰囲気での細胞の死滅を防止するために、ガスには適度な湿度が与えられる。特に高解像度での撮像を行う場合には撮像に時間がかかるため、撮像処理中の細胞の衰弱や死滅を防ぐために、試料収容空間ＳＰ２内の温湿度を含む雰囲気をインキュベータでの培養条件に近いものとしておくことが望ましい。この目的のために、試料収容空間ＳＰ２内に温度または湿度を検出するための手段を設けてもよい。

試料収容空間ＳＰ２の内部雰囲気が撮像に適した条件にされた後、循環ファン５０３および排気ファン５１３が停止されて（ステップＳ５０９）、殺菌処理が終了し、撮像のための試料の搬入が可能な状態となる。

以上のように、この実施形態では、放電式のオゾン発生器５０１と循環ファン５０３とを試料収容空間ＳＰ２内に設置することで、オゾンによる試料収容空間ＳＰ２内の殺菌を短時間で強力に行うことができる。また、殺菌処理後のオゾンガスを短時間で排気し、細胞等の生存に適した環境とすることで、試料に影響を与えることなく撮像処理を行うことができる。なお、この実施形態では試料収容空ＳＰ２内でのオゾンの循環のために循環ファン５０３を設けているが、試料収容空間ＳＰ２内の気体を撹拌する撹拌手段としてはこれに限定されず、例えば外部から気体を流入させることによって試料収容空間ＳＰ２に気流を生じさせる構成であってもよい。

＜第６実施形態＞
図１１はこの発明の第６実施形態にかかる撮像装置の概略構成を示す図である。より詳しくは、図１１はこの発明にかかる撮像装置を備えた観察システムの一例を示す側面図である。この観察システム６は、撮像ユニット６１と、プレートストッカー６２とが試料移送室６３を介して接続された構造を有している。撮像ユニット６１としては、例えば上記した第５実施形態の撮像装置５と同一構造のものを用いることができる。その構成については先に説明した通りであり、図１１では記載を省略してシステムの全体構成のみを示している。

プレートストッカー６２は、撮像処理に供される１枚または複数枚のマイクロプレートＭを雰囲気制御された密閉空間に一時的に保管するための保管手段である。第３実施形態のインキュベータユニット３２の内部空間ＳＰ４と同様に、その内部空間ＳＰ５が細胞の培養に適した雰囲気および温湿度環境に維持され、インキュベータとしての機能を兼備したものであってもよい。また、複数のマイクロプレートＭが互いに隔離された状態で保管されてもよい。

試料移送室６３の内部空間ＳＰ６には、プレートストッカー６２と撮像装置６１との間でマイクロプレートＭを移送する移送ユニット６３０が設けられている。移送ユニット６３０は、試料移送室６３内に固定されたベース部６３１に対して水平方向に移動自在に立設された柱部材６３２を有しており、この柱部材６３２に対してスライドステージ６３３が上下動自在に取り付けられている。スライドステージ６３３の上部には試料保持ステージ６３４が設けられて、試料保持ステージ６３４はスライドステージ６３３に対して水平方向に移動可能に構成されている。

プレートストッカー６２と試料移送室６３との間の隔壁には開口が設けられ、該開口を覆ってシャッター部材６４が開閉自在に設けられている。図において点線で示すようにシャッター部材６４が上方へ移動した状態ではプレートストッカー６２の内部空間ＳＰ５と試料移送室６３の内部空間ＳＰ６とが連通する。そして、両者の間の開口を介して試料保持ステージ６３４が試料移送室６３からプレートストッカー６２の内部空間ＳＰ５に進出し、プレートストッカー６２に保管されたマイクロプレートＭのうち１枚を搬出する。また、試料保持ステージ６３４に載置されているマイクロプレートＭをプレートストッカー６２に搬入する。

一方、撮像ユニット６１と試料移送室６３との間の隔壁にも開口が設けられ、該開口を覆ってシャッター部材６５が開閉自在に設けられている。そして、シャッター部材６５が上方に移動した状態では、撮像ユニット６１の試料収容空間ＳＰ２と試料移送室６３の内部空間ＳＰ６とが連通する。そして、両者の間の開口を介して試料保持ステージ６３４が試料収容空間ＳＰ２に進出することで、試料収容空間ＳＰ２へのマイクロプレートＭの搬入および同空間ＳＰ２からのマイクロプレートＭの搬出を行う。

このように構成された観察システム６では、プレートストッカー６２に保管された１枚または複数枚のマイクロプレートＭを順次撮像ユニット６１に移送して撮像し、撮像後にマイクロプレートＭをプレートストッカー６２に戻すことができる。この間、マイクロプレートＭが外気に曝されることがない。

ここで、試料の汚染を防止するために、試料移送室６３の内部空間ＳＰ６についても殺菌を行う必要がある。そのために試料移送室６３内に殺菌手段を設置してもよいが、この実施形態では次のようにしている。すなわち、プレートストッカー６２と試料移送室６３とを隔てるシャッター部材６４を閉じる一方、撮像ユニット６１と試料移送室６３との間に設けられたシャッター部材６５を開放した状態で、上記した第５実施形態の殺菌処理（図１０）を実行する。

試料移送室６３の内部空間ＳＰ６は撮像ユニット６１の試料収容空間ＳＰ２と連通した状態であり、試料収容空間ＳＰ２と一体的に試料移送室６３の内部空間ＳＰ６も殺菌処理される。より具体的には、試料収容空間ＳＰ２に設けられたオゾン発生器５０１により発生されたオゾンガスが循環ファン５０３により送気されて、試料移送室６３の内部空間ＳＰ６もオゾンガスに満たされて殺菌が行われる。この際、シャッター部材６４が閉じられることで、プレートストッカー６２内のマイクロプレートＭに保持される試料への影響は回避される。この目的のために、プレートストッカー６２と試料移送室６３との間の隔壁およびシャッター部材６４については紫外線に対する透過性を有さない材料により構成されることが望ましい。

なお、試料移送室６３の内部空間ＳＰ６と試料収容空間ＳＰ２とを一体的に殺菌することを前提とするシステムにおいては、殺菌のために試料収容空間ＳＰ２内に設置された手段、例えばオゾン発生器を試料移送室６３の内部空間ＳＰ６に設置するようにしてもよい。

以上のように、この実施形態では、マイクロプレートＭを保管するプレートストッカー６２と撮像ユニット６１との間に、移送ユニット６３０を有する試料移送室６３を設けることにより、複数枚のマイクロプレートＭを外気に曝すことなく順次撮像することが可能となっている。そして、プレートストッカー６２と試料移送室６３との間にシャッター部材６４を、また撮像ユニット６１と試料移送室６３との間にシャッター部材６５をそれぞれ設けている。これにより、プレートストッカー６２に保管された試料に影響を与えることなく、試料移送室６３の内部空間ＳＰ６と撮像ユニット６１の試料収容空間ＳＰ２とを一体的に殺菌することができる。

＜その他＞
以上説明したように、上記各実施形態においては、マイクロプレートＭが本発明の「試料容器」に相当しており、これを保持するホルダ１１１が本発明の「保持手段」として機能している。また、上記各実施形態では、カメラ１１３が本発明の「撮像手段」として機能している。また第１、第２および第３実施形態の制御ユニット１５、２５および３５がそれぞれ本発明の「制御手段」として機能している。また、互いに組み合わさることで試料収容空間ＳＰ２を形成するチャンバ１００および１１０が一体として本発明の「チャンバ」として機能している。

また、各実施形態における殺菌光源１０３，１０４，１１５，１１６，３１８がそれぞれ本発明の「殺菌手段」として機能すると同時に本発明の「電磁波照射部」として機能している。また、第２および第３実施形態では、薬剤供給部２５１および薬剤吐出ノズル２１１が、本発明の「殺菌手段」として機能している。また、第５実施形態において、オゾン発生器５０１が殺菌光源１０３等とともに本発明の「殺菌手段」として機能している。また、圧力センサ１０５，１１７，１１９，１２０、気体供給部１５８および気体吐出ノズル１１８が一体として、本発明の「陽圧付与手段」として機能している。

また第２実施形態においては、排出経路２１３および気液回収部２５３が本発明の「排出手段」として機能している。また第３実施形態においては、インキュベータユニット３２が本発明の「試料保管部」として機能する一方、ゲート部材３１２が本発明の「開閉部材」として機能している。さらに、支持ロッド３１３、進退駆動機構３１４および進退制御部３５１が一体として、本発明の「搬送手段」として機能している。また第６実施形態においては、プレートストッカー６２が本発明の「試料保管部」として機能する一方、移送ユニット６３０が本発明の「搬送手段」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態ではいずれも殺菌手段としての殺菌光源１０３等が設けられているが、例えば殺菌光源を設けず、薬剤のみによって殺菌を行うようにしてもよい。また殺菌目的で保持手段に照射する電磁波はＵＶ光に限定されず殺菌作用を有する任意の電磁波を用いることができる。例えばマイクロ波を用いてもよい。

また、上記した第４実施形態ではオゾン分解用のＵＶ光照射によって、また第５実施形態では排気ファン５１３を設けることによって試料収容空間ＳＰ２内に残留するオゾンを減少させているが、これに代えて、オゾンを分解する機能を有する触媒を試料収容空間ＳＰ２内に設置してもよい。例えば二酸化マンガン系の触媒は４０℃付近で最も活性となり高いオゾン分解効果を有することから、試料の培養温度条件で作用する触媒として好適である。

また、上記各実施形態は、撮像の前後にそれぞれ殺菌処理を行うように構成されている。しかしながら、前記した通り、撮像前の殺菌処理と撮像後の殺菌処理とはそれぞれ独立した作用を有するものであり、常にこれらが対となっていることを要するものではない。すなわち、撮像前または撮像後のいずれか一方のみにおいて殺菌処理が実行される態様であってもよい。

また、上記各実施形態では、照明ユニット１０の下面と撮像ユニット１１等の上面とで囲まれた空間が試料収容空間ＳＰ２となっている。しかしながら、試料（マイクロプレートＭ）を収容する空間を形成するための構成はこのようなものに限定されない。例えば、内部に空洞を有し上面および下面が透明となったチャンバの内部に試料を収容し、その上方から照明し下方で撮像を行う構成としてもよい。また照明および撮像の方向も上記実施形態に限定されず、照明光源およびカメラについてはそれぞれ試料の上方、下方のいずれに配置されてもよい。また、上記実施形態では装置内外の各空間に圧力センサを設けて各空間の気圧を調整しているが、各空間における圧力バランスを上記したものに保つことができれば足り、上記構成に限定されるものではない。例えば試料収容空間ＳＰ２内に簡易的な陽圧付与手段を設けて試料収容空間ＳＰ２の気圧を他の空間よりも高く維持することで、圧力センサを省くことも可能である。

また、本発明の試料容器についても、上記実施形態のようなマイクロプレートに限定されず任意のものを使用可能であり、例えば試験管内で培養した試料を側方から撮像する装置に対しても、本発明を適用することが可能である。

この発明は、細胞等を含む生物試料を撮像する撮像装置に好適に適用することができ、特に異なる複数の試料を入れ替えながら撮像を行う装置において、試料の汚染防止に特に顕著な効果を奏するものである。

１５，２５，３５制御ユニット（制御手段）
３２インキュベータユニット（試料保管部）
６２プレートストッカー（試料保管部）
１００，１１０チャンバ
１０３，１０４，１１５，１１６，３１８殺菌光源（殺菌手段、電磁波照射部）
１０５，１１７，１１９，１２０圧力センサ（陽圧付与手段）
１１１ホルダ（保持手段）
１１３カメラ（撮像手段）
１１８気体吐出ノズル（陽圧付与手段）
１５８気体供給部（陽圧付与手段）
２１１薬剤吐出ノズル（殺菌手段）
２１３排出経路（排出手段）
２５１薬剤供給部（殺菌手段）
２５３気液回収部（排出手段）
３１２ゲート部材（開閉部材）
３１３支持ロッド（搬送手段）
３１４進退駆動機構（搬送手段）
３５１進退制御部（搬送手段）
５０１オゾン発生器（殺菌手段）
６３０移送ユニット（搬送手段）
Ｍマイクロプレート（試料容器）
ＳＰ２試料収容空間

Claims

生物試料を担持する試料容器を収容可能な試料収容空間を形成するチャンバと、
前記試料収容空間内に設けられて、前記試料容器を保持する保持手段と、
前記試料容器内の試料を撮像する撮像手段と、
前記保持手段に対して殺菌作用を有する電磁波を供給する殺菌手段と、
前記撮像手段による前記試料の撮像前および撮像後の少なくとも一方に、前記殺菌手段を制御して前記電磁波を前記保持手段に供給させる殺菌処理を実行する制御手段と
を備え、
前記チャンバは壁面の少なくとも一部が光透過性を有する透明窓となっており、前記撮像手段は、前記試料収容空間内に収容された前記試料容器に保持される試料を前記試料収容空間外から前記透明窓を介して撮像し、
前記殺菌手段は、前記試料収容空間外に設けられ前記透明窓を介して前記試料収容空間に前記電磁波を照射する電磁波照射部を有する
撮像装置。
前記試料収容空間に、外部空間に対する陽圧を付与する陽圧付与手段をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
前記試料収容空間と連通する内部空間を有し、所定の温湿度環境に維持した前記内部空間に前記試料容器を保管可能な試料保管部と、
前記試料保管部の内部空間と前記試料収容空間との間を開閉する開閉部材と、
前記試料保管部の内部空間と前記試料収容空間との間で前記試料容器を搬送する搬送手段と
をさらに備える請求項１または２に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記試料に応じて前記殺菌処理の内容を異ならせる請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
前記制御手段は、直前の撮像に用いられた前記試料に応じて前記殺菌処理の内容を決定する請求項４に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記試料容器に記録された前記試料に関する情報に基づいて前記殺菌処理の内容を決定する請求項４または５に記載の撮像装置。
前記殺菌手段は殺菌作用を有する薬剤として気体または液体を前記試料収容空間内に供給し、
前記試料収容空間に供給された前記薬剤を排出する排出手段をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置。
前記殺菌手段は前記薬剤および前記電磁波の両方を前記保持手段に供給する請求項７に記載の撮像装置。
前記殺菌手段は、前記薬剤としての作用を有する物質を前記試料収容空間内において生成する請求項７または８に記載の撮像装置。