JP6329836B2 - イメージング用小魚管理装置及びそれに用いられる小魚用イメージングプレート - Google Patents

Description

本発明は、多数の小魚を個別に観察乃至撮像することが可能なイメージング用小魚管理装置及びそれに用いられる小魚用イメージングプレートに関する。

ゼブラフィシュの利用が医学分野及び薬学分野などにおいて注目されている。一例を挙げると、遺伝子材料が注入されたゼブラフィシュの卵を孵化させ、飼育した後、成魚の形状等が目視乃至撮像される。他例において、ゼブラフィッシュの幼魚の生存水系に特定の薬剤を導入して飼育した後、魚体乃至その一部組織の形状等が目視乃至撮像される。ゼブラフィッシュは小さく、かつ、成長が速いため、多数の被験体を高能率で処理することができる。さらに、動物倫理上の問題も軽減される。

ゼブラフィシュを観察乃至撮像するために、顕微鏡や電子撮像装置などのイメージング装置が用いられる。しかしながら、ゼブラフィシュが非常に小さいため、多数のゼブラフィシュを順次観察乃至撮像することは、熟練作業者に重い作業負荷を掛けるという問題があった。

多数のゼブラフィシュの特定領域を高能率に撮像するために、行列状に凹設されたウエルからなるウエルアレイを有するイメージングプレートが使用される。ゼブラフィシュは、ピペットやピンセットなどのツールを用いて多数のウエルに別々に配置される。ゼブラフィッシュの生存条件の悪化を抑止するために、ある程度の水が各ウエル内に保持されることが好ましい。

観察乃至撮像を含むイメージングワークにおいて、イメージングプレートの底面側から照明光が照射され、ゼブラフィッシュからの反射光乃至蛍光がイメージングプレートの底面側から撮像系に送られることが好適である。イメージングプレートは、撮像系の光軸と直角に１ウエルピッチづつシフトされる。これにより、各ウエル内のゼブラフィシュは能率良く観察乃至撮像される。

各ゼブラフィシュの特定領域を良好に撮像するために、ゼブラフィッシュを各ウエルの底面の中央部に横臥させることが好適である。さらに、頭から尾に至る各ゼブラフィシュの長手方向（以下、頭尾方向ともいう）が同じとなるように配列することが画像処理の簡素化のために好適である。しかし、ゼブラフィッシュを同方向に配列した状態でウエルの底面中央部に横臥させる位置及び姿勢の修正作業は、非常に煩雑でありかつゼブラフィッシュを傷つけやすいという問題があった。

この問題を改善するために、特許文献１は、ウエルの横方向からゼブラフィシュを撮像可能なサイドビューイング光学系を採用している。このサイドビューイング光学系によれば、横臥していないゼブラフィッシュを良好に側視することができる。しかしながら、このサイドビューイング光学系は、光軸を屈折させるための反射面を必要とするので、イメージングプレートの構造が複雑となった。さらに、この反射面の汚れ等により画像が劣化するという問題が存在することがわかった。

さらに、被験体であるゼブラフィッシュを、イメージングプレートの各ウエルにピペットやピンセットなどの操作ツールを用いて順次投入する時、ゼブラフィッシュが傷つく場合があった。また、操作ツールを介して、ゼブラフィッシュに好ましくない汚染が発生する場合もあった。

この問題を改善するには、ゼブラフィッシュをその幼魚段階で各ウエルに別々に投入した後、各幼魚にそれぞれ必要な薬剤等を与えつつ成長させることが望ましい。しかしながら、ゼブラフィッシュの飼育は、糞の処理を含む水の管理が必須となる。更には、撮像時に麻酔液の投入及び撮影後の飼育水への交換などが必須となる。従来、このように水の管理が可能なイメージングプレートは知られていなかった。

米国特許出願２００７／０１７８０１２号公報

本発明の１つの目的は、イメージングプレートの多数のウエル内に別々に収容された光学検査用の小魚を順次撮像する小魚撮像作業の効率化が可能なイメージング用小魚管理装置を提供することである。本発明のもう１つの目的は、このイメージング用小魚管理装置に用いられて小魚撮像作業の効率化が可能な小魚用イメージングプレートを提供することである。

以下、光学検査用の小魚としてゼブラフィッシュを用いた例が説明される。本発明のイメージング用小魚管理装置は、従来と同様に、ゼブラフィッシュを個別に収容する多数のウエルが行列状に配列されたイメージングプレートが用いられる。このイメージングプレートは各ウエルに面する透明な底部と各ウエルを区画形成するための隔壁部とを有しており、ウエルの上端は開口されている。

走査部は、好適には水平方向すなわちイメージングプレートの厚さ方向と直角な方向へイメージングプレートを順次移動させ、撮像部は、好適にはこの底部上に横臥するゼブラフィッシュを順次撮像する。

本発明のイメージング用小魚管理装置は特に、隔壁部と底部との境界部近傍に位置して小魚が通過不能な排出孔を通じて、撮像動作の前にウエル内の水を排出する予備排水動作を実施する点をその１つの特徴とする。この予備排水動作により形成される下降水流や水位低下により、ウエル内のゼブラフィッシュは底部上へ容易に誘導されて着床する。したがって、撮像部の焦点を調節することなく、各ゼブラフィッシュの対象領域を鮮明に撮像することができる。

さらに、この予備排水動作により形成される水の流れにより、ゼブラフィッシュの位置又は姿勢を調節することができるので、ゼブラフィッシュの観察作業や撮像作業が容易となる。排出孔は透明な底部に形成されないため、撮影の障害とはならない。ゼブラフィッシュが排出孔から外部に逃げることもない。

またさらに、ウエルの水を予備排水することにより、このウエルに水を給水することができるため、結局、ウエルの水の交換が可能となる。その結果、ウエル内の小魚を長期間飼育することが可能となる。これは、小魚を長期にわたって時系列的に撮像できることを意味する。

好適な態様において、ウエル内の水に麻酔液を添加する麻酔動作が予備排出動作の前に実施され、清水をウエルに供給する覚醒動作が撮像動作の後に実施される。これにより、撮像解像度の向上のための麻酔動作を簡単に実施することができる。

好適な態様において、予備排水動作の後、排出孔を通じてウエル内へ水を逆流させる給水動作を実施し、その後、ウエル内の水を排出孔を通じて排出する第二次排水動作を実施する。これにより、予備排水動作によりウエルの隔壁部に張り付いたゼブラフィッシュを再び底部に着床させることができる。さらに、共通の排出孔を通じて隔壁部と底部との境界部から排水及び給水を行うため、独立の給水孔を設ける必要が無く、イメージングプレートの構造を簡素化かつ小型化することができる。

好適な態様において、予備排水動作、給水動作及び第二次排水動作を順次実行する小魚配列動作の実施後、各ウエルの小魚を撮像する。次に、得られた画像を処理して、各小魚の配列状態の良否を判定する。次に、少なくとも不良な配列状態をもつ小魚に対して上記小魚配列動作を再度実施する。これにより、各小魚の配列状態を大幅に改善することができる。

好適な態様において、隔壁部は、底部へ向けて先細テーパ状に斜設された斜面部を有する。この斜面部は、ウエルの下部に設けられることが好適である。これにより、ゼブラフィッシュは、底部に着床しやすくなる。

好適な態様において、略長方形の底部の長辺は、ゼブラフィッシュの想定最大長より長く形成される。さらに、底部の短辺は、ゼブラフィッシュの想定最大長より短く形成されている。さらに、各底部は、長手方向が互いに一致する向きに行列状に配列されている。これにより、各ウエル内のゼブラフィッシュは、互いに略平行に着床しやすくなる。

好適な態様において、排水孔は、底部の長辺に隣接して形成されている。これにより、排出孔からの排水又は給水による水の流れにより、ゼブラフィッシュを底部上に横臥させやすくなる。排出孔は、底部の一対の長辺の一方に沿ってのみ設けられていることが好適であるが、底部の一対の長辺の両方に沿って設けることもできる。さらに、ウエルに接する底部の上面は、凹レンズ状に設けられることもできる。これにより、ゼブラフィッシュを底部の中央部に誘導しやすくなる。

好適な態様において、水貯留用のサブウエルが各ウエルの側方に隣接して設けられ、両ウエルは一対ずつ排出孔により連通される。これにより、各ウエルの水を互い独立に維持しつつ、各ウエルへの給排水を容易化することができる。さらに、各ウエル内のゼブラフィッシュの麻酔処理が容易となる。

好適な態様において、互いに隣接するウエル及びサブウエルの間に溢流用低壁部が設けられる。この溢流用低壁部は、各ウエルの間に設けられる隔壁部よりも低く形成される。これにより、排出孔を通じてサブウエルからウエルに水を供給（逆流）させる時、サブウエル内の水が隔壁部を通じて隣接するウエルにオーバーフローするのを防止することができる。

好適な態様において、イメージングプレートは隔壁部により区画形成される凹部を有する。さらに、ウエルを有する筒状の副筒部材がこの凹部に挿入される。これにより、隔壁部と副筒部材の周壁部との間にサブウエルが自動的に形成される。好適には、副筒部材の周壁部は、溢流用低壁部を有する。その他、ウエル及びサブウエルを一体に成形することも可能である。

好適な態様において、サブウエルへの給水及びサブウエルからの排水は、隣接する複数のサブウエルに個別に垂下される複数のノズルにより行われる。これにより、各サブウエルへの独立給水及び独立排水を容易に行うことができる。なお、好適には、複数のノズルは、イメージングプレートの上面と平行かつ互いに直角な２方向のうちの一方向に列状に配列されることができる。その結果、イメージングプレートをこの一方向と直角な他方向へ１ウエルピッチづつシフトすることにより、各ウエルへの給排水を簡素な構造で実現することができる。給水用のノズルと排水用のノズルとは別に構成されることができ、吸排水兼用のノズルを採用することもできる。

好適な態様において、排出孔は、小魚に与える餌及び小魚の糞を通過可能な断面形状を有し、ウエル内の水は定期的に交換乃至循環される。これにより、各ウエル内の水を清浄に保つことが出来るので、撮像のための各ウエル内でゼブラフィッシュを生育させることができる。ウエルから排水された水は、フイルタによる濾過などにより清浄化されることができる。その結果、各成長段階のゼブラフィッシュを容易に撮像することができる。

この小魚用イメージングプレートは、上記されたイメージング用小魚管理装置に用いられることが好適であるが、他の用途に用いられることもできる。

図１は、実施形態のイメージング用小魚管理装置を示す模式ブロック図である。 図２は、ノズルヘッド及びイメージングプレートの一例を示す斜視図である。 図３は、イメージングプレートを示す拡大斜視図である。 図４は、１つのウエル１２及び１つのサブウエル１３を示す模式平面図である。 図５は、図４に示されるウエル１２のA−A線矢視模式断面図である。 図６は、ノズルが挿入されたイメージングプレートを示す模式断面図である。 図７は、撮像制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８は、飼育制御ルーチンを示すフローチャートである。 図９は、イメージングプレートの１つの変形例を示す斜視図である。 図１０は、副筒部材を示す平面図である。 図１１は、副筒部材を示す縦断面図である。 図１２は、イメージングプレートのもう１つの変形例を示す部分平面図である。 図１３は、図１２に示されるイメージングプレートを示す部分縦断面図である。

本発明の好適な１つの実施形態が図面を参照しつつ説明される。ただし、本発明が、この実施形態のみに限定解釈されるべきでないことは当然である。図１に示されるこの装置は、イメージングプレート１、ウオーターユニット２、ドライブユニット３、コントローラ４及びイメージングユニット５を有している。

まず、イメージングプレート1が概説される。イメージングプレート１は、それぞれ上側へ開口する多数のウエル及び多数のサブウエルをもつ。一尾のゼブラフィッシュが水とともに１つのウエルに収容されている。1つのウエルの最下部は、隣接する１つのサブウエルの最下部に排出孔を通じて連通している。しかし、ウエル、サブウエル及び排出孔は、模式ブロック図である図１に図示されていない。ウエル、サブウエル及び排出孔の形状は、後で詳細に説明される。

ウオーターユニット２は、ノズル弁２０、排出弁２１、吸入弁２２〜２４、三方弁２５及びシリンジポンプ２６が接続された配管２７を有する。排出弁２１、吸入弁２２-２４、三方弁２５及びシリンジポンプ２６は、ノズル弁２０を通じてイメージングプレート１と水を授受する給排水機構の一例であり、公知の他の機構により同様の機能を構成できることは明白である。それぞれ電磁弁により構成された弁２０〜２５は、コントローラ４の指令に基づいて開閉される。８個のノズル弁２０は、上流側の配管２７と８本のノズル２８との連通を個別に制御する。ノズルヘッド２Aに内蔵された８個のノズル弁２０は、互いに隣接して列方向Xへ水平に配列されている。

ノズルヘッド２Aから垂下する８本のノズル２８も、１ウエルピッチづつ列方向Xへ配列されている。イメージングプレート１の直上に配置されたノズルヘッド２Aは、図略のノズル駆動ユニットにより昇降可能となっている。ノズルヘッド２Aが降下する時、各ノズル２８は、イメージングプレート１の各サブウエルに個別に挿入される。

図略の排水ボトル内に垂下する排水管２１Aをもつ排出弁２１は、配管２７内の水をこの排水ボトルへ排水する時に開かれる。図略の飼育水ボトル内に垂下する吸入管２２Aをもつ吸入弁２２は、所定成分の飼育水をこの飼育水ボトルから配管２７に吸入する時に開かれる。図略の給餌水ボトル内に垂下する吸入管２３Aをもつ吸入弁２３は、餌入りの水をこの給餌水ボトルから配管２７に吸入する際に開かれる。

図略の麻酔水ボトル内に垂下する吸入管２４Aをもつ吸入弁２４は、麻酔剤入りの水である麻酔水をこの麻酔水ボトルから配管２７に吸入する際に開かれる。三方弁２５は、シリンジポンプ２６のシリンジを配管２７及び純水管２９Aのいずれかに連通させる。シリンジポンプ２６は、電磁的にリニア駆動されるピストンを有する。

ウオーターユニット２の基本動作が以下に説明される。最初に、純水管２９Ａ内の純水を配管２７に供給する純水供給動作が説明される。この純水供給動作は、たとえば配管２７の上流管部などに存在する純水量が所定値未満となる時に実施される。三方弁２５がシリンジポンプ２６と純水管２９Ａとを連通させた後、シリンジポンプ２６は純水管２９Ａ内の純水をシリンジ内に吸い込む。次に、三方弁２５がシリンジポンプ２６と配管２７とを連通させた後、シリンジポンプ２６はシリンジ内の純水を配管２７に押し込む。これにより、配管２７の上流部などには、常に所定量の純水が保持される。上記純水供給動作が実施されない時、三方弁２５は、シリンジポンプ２６と配管２７とを連通させる。

次に、ウエル内の水（ウエル水とも呼ばれる）を外部へ排出する外部排水動作が説明される。ノズル２８はイメージングプレート１の各サブウエルに挿入されている。ノズル弁２０が開かれた後、シリンジポンプ２６はサブウエル内のウエル水を配管２７へ吸入する。次に、ノズル弁２０が閉じられ、かつ、排出弁２１が開かれた後、シリンジポンプ２６は配管２７内の水を排出弁２１を通じて押し出す。これにより、配管内のウエル水は外部へ排出される。

次に、飼育水をウエルに供給する飼育水供給動作が説明される。この実施形態によれば、飼育水は、濾過器により濾過された通常の水とされる。まず、吸入弁２２だけを開いた後、シリンジポンプ２６により飼育水を配管２７内に吸入する。次に、吸入弁２２を閉じ、かつ、ノズル弁２０を開いた後、シリンジポンプ２６により配管２７内の飼育水が各ノズル２８から各サブウエルへ吐出される。なお、この吐出前に、サブウエルの水位が高い時、又は、飼育水の供給量が大きい時、上記された外部排水動作を予め実施してサブウエルの水位を低下させることも可能である。

次に、餌入りの水をウエルに供給する給餌水供給動作が説明される。ここで言う餌入りの水は、粉末状の餌乃至餌用の微生物が混合された水を意味する。まず、吸入弁２３だけを開いた後、シリンジポンプ２６により餌入りの水を配管２７内に吸入する。次に、吸入弁２３を閉じ、ノズル弁２０を開いた後、シリンジポンプ２６により配管２７内の餌入りの水を各ノズル２８から各サブウエルに吐出する。なお、この吐出前に、サブウエルの水位が高い時、又は、餌入りの水の供給量が大きい時、外部排水動作を予め実施して、サブウエルの水位を低下させておくことができる。

次に、麻酔水をウエルに供給する麻酔水供給動作が説明される。ここで言う麻酔水は、麻酔剤入りの水を意味する。まず、吸入弁２４だけを開いた後、シリンジポンプ２６により麻酔水を配管２７内に吸入する。次に、吸入弁２４を閉じ、ノズル弁２０を開いた後、シリンジポンプ２６により配管２７内の麻酔水を各ノズル２８から各サブウエルに吐出する。なお、この吐出前に、サブウエルの水位が高い時、又は、麻酔水の供給量が大きい時、外部排水動作を予め実施してサブウエルの水位を低下させておくことができる。上記された外部排水動作、飼育水供給動作、給餌水供給動作及び麻酔水供給動作は、コントローラ４により制御される。

この実施形態によれば、イメージングプレート１は、ドライブユニット３のベース３Aに載置されている。ドライブユニット３は、このベース３Aを列方向Xと直角な行方向Yへベース３Aを１ウエルピッチづつ水平移動する駆動装置（図示せず）を内蔵している。イメージングプレート１のこの水平移動は、ノズルヘッド２Aを上方へ待避させた状態で実行される。イメージングプレート１の代わりにノズルヘッド２Aを行方向Yへ移動させることにより、ドライブユニット３を省略することも可能である。ノズルヘッド２Aを移動させるこの態様によれば、イメージングユニット５も行方向Yへ移動させることが好適である。

イメージングユニット５は、紫外線ランプ、撮像デバイス及び光学系により構成されている。この光学系は、紫外線ランプから放射された紫外線を各ウエルの透明な底部を通じてウエルへ向けて照射する。さらに、この光学系は、ゼブラフィッシュから放射される蛍光を撮像デバイスに導く。この実施形態によれば、イメージングユニット５は、列方向Xへ配列された８つのウエルを同時に撮像する。その他、列方向Xへ配列された８つのウエルを順次撮像することも可能であり、互いに隣接する複数行のウエルを同時に撮像することも可能である。改良された光学系を用いることにより、全てのウエルを同時に撮像することも可能である。

さらに、イメージングユニット５は、撮像された画像を処理する画像処理プロセッサを内蔵している。この実施形態によれば、この画像処理プロセッサは、撮像画像から抽出したゼブラフィッシュの位置や姿勢の良否を判別する機能を有する。

コントローラ４は、予め記憶するプログラムに基づいてウオーターユニット２、ドライブユニット３及びイメージングユニット５の動作を制御する。図２は、ノズルヘッド２A及びイメージングプレート１の一例を示す斜視図である。図２によれば、図１に示される弁２１-２４、三方弁２５及びシリンジポンプ２６は、各ノズル弁２０ごとに別々に設けられている。これにより、ゼブラフィッシュの飼育環境を列毎に容易に変更することができる。

この実施形態で採用されたイメージングプレート１の詳細構造が、図３〜図６を参照して説明される。図３は、イメージングプレート１を示す拡大斜視図である。樹脂製のイメージングプレート１は、厚板状のウエルアレイ板１０と、ウエルアレイ板１０の下面に接着された透明な底板１１とからなる。ウエルアレイ板１０は、行列状の配列された９６個のウエル１２を有する。ウエルアレイ板１０は、ウエル１２を区画形成するための格子状の隔壁部１４と、隔壁部１４とともにサブウエル１３を区画形成するための溢流用低壁部１５とを有している。

ウエル１２の一隅に設けられたL字壁状の溢流用低壁部１５は、ウエル１２内にサブウエル１３を区画形成している。上側へ開口しているウエル１２及びサブウエル１３は、透明な底板１１に達している。溢流用低壁部１５が隔壁部１４よりも低く形成されている。

ウエル１２及びサブウエル１３の詳細形状が、図４及び図５を参照して説明される。図４は１つのウエル１２及び１つのサブウエル１３を示す模式平面図である。図５は、図４に示されるウエル１２のA−A 線矢視模式断面図である。格子状に形成された隔壁部１４の下部は二つに分岐して、一対の斜面部１８を構成している。これにより、ウエル１２の行方向幅は、ウエル１２を挟む一対の斜面部１８により透明な底板１１に向けて徐々に縮小されている。言い換えると、ウエル１２の上部は角筒形状を有し、ウエル１２の下部は略逆屋根形状を有している。

透明な底板１１に面するウエル１２の底部１７は、一対の斜面部１８に挟まれて長方形の形状を有している。底部１７の長辺はゼブラフィッシュの最大長より長く形成され、その短辺はゼブラフィッシュの最大長より短く形成されている。さらに、三角柱状の貯水部１９が、１つの隔壁部１４から分岐する一対の斜面部１８と透明な底板１１とにより区画形成されている。

L字壁状の溢流用低壁部１５に隣接する１つの斜面部１８は、溢流用低壁部１５と一体に形成されている。サブウエル１３の下側の開口が貯水部１９に連通しているので、貯水部１９はサブウエル１３の一部と見なされる。

１つのウエル１２を挟む２つの斜面部１８のうち溢流用低壁部１５と一体に形成された１つの斜面部１８の下端は、複数の排出孔１６を介して透明な底板１１に面している。言い換えれば、複数の排出孔１６が、溢流用低壁部１５と一体に形成された１つの斜面部１８と透明な底板１１との間に設けられている。溢流用低壁部１５と一体に形成された１つの斜面部１８の下に形成された複数の排出孔１６は、列方向Xへ所定のピッチで配置されている。排出孔１６は、ゼブラフィッシュが通過不能かつその糞や餌が通過可能な断面形状をもつ。結局、排出孔１６は、ウエル１２の下端部と貯水部１９の下端部とを連通している。

図６は、ノズルヘッド２Aから垂下する８本のノズル２８が、イメージングプレート１の８つのサブウエル１３に個別に挿入された状態を示す模式断面図である。ただし、図６に示される斜面部１８が下方へ向けて厚く形成されているので、図６に示される貯水部１９は、図５に示される貯水部１９よりも小さい容積をもつ。

コントローラ４により実施される撮像制御ルーチンが図７に示されるフローチャートを参照して説明される。最初に、各ウエル１２内に収容されたゼブラフィッシュを一斉に眠らせる麻酔動作が実施される（ステップS１００）。この麻酔動作によれば、各ノズル２８が第１行の各サブウエル１３に挿入される後、麻酔水が麻酔水供給動作により第１行の各サブウエル１３に注入される。なお、サブウエル１３の水位が高い場合には、麻酔水供給動作の前に外部排水動作が実行される。

これにより、第１行のウエル１２内のゼブラフィッシュは睡眠状態となる。その後、イメージングプレート１をノズル２８に対して、１ウエルピッチづつ相対移動させつつ麻酔水供給動作を実施することにより、全てのゼブラフィッシュに麻酔が掛けられる。

次に、１つの行の各ウエル１２に収容される８尾のゼブラフィッシュを撮像する行撮像サブルーチンが以下に説明される。この行撮像サブルーチンは、予備排水動作(ステップS１０２）、給水動作(ステップS１０４）、第二次排水動作（ステップS１０６）及び撮像動作（ステップS１０８）を含む。

まず、予備排水動作が説明される。各ノズル２８が各サブウエル１３に個別に挿入された後、外部排水動作を実行することにより、この行のウエル１２の水がサブウエル１３を通じて排出される。これにより、ウエル１２内に下降水流が形成され、かつ、ウエル１２の水位が低下する。この予備排水動作により、ゼブラフィッシュは、もう少しで着床する位置まで下降する。斜面部１８は、ゼブラフィッシュをウエル１２の底部１７へ誘導する。

次に、給水動作が説明される。上記された飼育水供給動作を実行することにより、この行のサブウエル１３に飼育水が供給される。飼育水がサブウエル１３から排出孔１６を通じてウエル１２の下部へ横方向へ吹き出されるので、ウエル１２の縦方向断面内において旋回する水流が形成される。ウエル１２の底部１７近傍に存在するゼブラフィッシュは、この水流に対して流体抵抗を減らす向きに付勢されるため、ゼブラフィッシュは底部１７の上に横臥する。

ただし、排出孔１６が狭小であるため、ノズル２８がサブウエル１３内に飼育水を吐出する時、サブウエル１３の水位が急上昇する。その結果、サブウエル１３の水は、排出孔１６により互いに連通するウエル１２へ溢流用低壁部１５を越えてオーバーフローする。しかし、各ウエル１２の間の隔壁部１４よりも低く形成されているため、サブウエル１３の水が、他のウエル１２にオーバーフローすることはない。

次に、第二次排水動作が説明される。外部排水動作が再度実行され、各ウエル１２の水位が低下される。これにより、この行のゼブラフィッシュは底部１７上に完全に着床する。

次に、イメージングユニット５が、この行のゼブラフィッシュを撮像する撮像動作が実施され、撮像された画像が処理される(ステップS１０８)。次に、画像処理により得られた各ゼブラフィシュの横臥姿勢及び横臥位置が良好か否かが判定される(ステップS１１０)。ゼブラフィッシュの横臥姿勢及び横臥位置が不良と判定される場合、ステップS１０２〜S１０８が、不良と判定されたゼブラフィッシュに対してのみ再度実施される。すなわち、良と判定されたウエルに対応するノズル弁２０は常時閉じたままとされる。これにより、ゼブラフィッシュの横臥姿勢及び横臥位置の不良は、格段に改善される。一回の行撮像サブルーチンの実行により、１行のゼブラフィッシュの横臥成功率が８０％である時、不良判定されたゼブラフィッシュに対して行撮像サブルーチンを再度実行することにより、１行のゼブラフィッシュの横臥成功率は９６％になる。

画像判定結果が所定レベル以上となったら、ステップS１１２に進む。ステップS１１２では、すべての行のウエル１２が撮像されたか否かが判定される。Noであれば、イメージングプレート１が１ウエルピッチだけシフトされ（ステップS１１４）、次行のゼブラフィッシュに対して上記行撮像サブルーチンが実施される。最終行のウエルが撮像されたと判定されたら、覚醒動作が実行される(ステップS１１６）。この覚醒動作によれば、外部排水動作及び飼育水供給動作がそれぞれ１回以上実施され、すべてのウエル１２及びすべてのサブウエル１３の水が飼育水と交換される。これにより、すべてのゼブラフィッシュは再び覚醒する。

なお、図７に示されるフローチャートによれば、ゼブラフィッシュを１行づつ撮像を行ったが、それに限定されないことは当然である。たとえば、全てのサブウエル１３に対して予備排水動作を実施した後、全てのサブウエル１３に対して給水動作を実施し、その後、全てのサブウエル１３に対して第二次排水動作を実施してもよい。

コントローラ４により実施される飼育制御ルーチンが図８に示されるフローチャートを参照して説明される。この飼育制御ルーチンは、定期的に実施される。ただし、図８は、１つの行のウエル１２に収容されるゼブラフィッシュへの給餌及び水交換だけを説明するものとする。ノズルヘッド２Aを昇降しつつイメージングプレート１を１ウエルピッチづつ移動することにより、各行のゼブラフィッシュに対してこの飼育制御ルーチンを実施できることは明らかである。

まず、給餌すべきか否かが判定される(ステップS２００）。給餌すべきであると判定されたら、外部排水動作を実施し(ステップS２０２）、その後、給餌水供給動作を実行する(ステップS２０４）。給餌すべきでないと判定されたら、ステップS２０６に進む。これにより、ゼブラフィッシュへの給餌がなされる。なお、ウエル１２の水位が低い場合には、外部排水動作を省略することができる。

次に、ウエル１２内の水を交換すべきか否かが判定される(ステップS２０６）。交換すべきであると判定されたら、外部排水動作を実施し(ステップS２０８）、その後、飼育水供給動作を実行する(ステップS２１０）。水を交換すべきでないと判定されたら、ステップS２００に戻る。これにより、ウエル１２及びサブウエル１３内の水は、必要に応じて交換される。結局、図７に示される撮像時の給排水と、図８に示される給餌及び水交換とが共通のウオーターユニット２を用いて行われるため、装置構成が大幅に簡素となることが理解される。

イメージングプレート１の１つの変形態様が図９〜図１１を参照して説明される。図９は、このイメージングプレート１を示す斜視図である。イメージングプレート１のウエルアレイ板１０は、格子状に形成された隔壁部１４を有し、隔壁部１４は、行列状に配列される多数の角形貫通孔を形成している。各角形貫通孔の下端側の開口は、透明な底板１１により遮蔽されている。内部にウエル１２を有する略円筒状の副筒部材１９が、各貫通孔に挿入される。その結果、副筒部材１９と隔壁部１４との間にサブウエル１３が形成される。ただし、図９は、サブウエル１３を図示していない。

図１０はこの副筒部材１９を示す平面図であり、図１１はこの副筒部材１９の縦断面図である。副筒部材１９は、略円筒状の周壁部１９１により囲まれたウエル１２を有している。周壁部１９１の下部は、ウエル１２の水平幅を狭めるように斜設された一対の斜面部１９２、１９３を有している。

ウエル１２は、斜面部１９２及び斜面部１９３に挟まれた長方形の開口１９４を有する。したがって、開口１９４に面する透明な底板１１がウエル１２の底部を構成する。斜面部１９３の下端は、斜面部１９２の下端よりも少しだけ高く形成されている。これにより、排出孔１９５が、斜面部１９３の下端と透明な底板１１との間に形成される。

副筒部材１９の周壁部１９１は、隔壁部１４よりも低く形成されている。これにより、周壁部１９１は、本発明で言う溢流用低壁部を構成している。さらに、周壁部１９１の一部１９１Aは、図１０に示されるように凹んでいる。これにより、隔壁部１４と周壁部１９１の一部１９１Aとの間のサブウエル１３にノズル２８を挿入することが容易となる。

イメージングプレート１のもう１つの変形態様が図１２〜図１３を参照して説明される。図１２は、イメージングプレート１の一部を示す部分平面図である。図１３は、イメージングプレート１の部分縦断面図である。このイメージングプレート１は、一列に配列された４つの副筒部材１９を連結部１９０により連結した点をその特徴としている。1つの副筒部材１９の周壁部１９１の上端から延在する連結部１９０は、隔壁部１４を乗り越えて隣の副筒部材１９の周壁部１９１の上端に達している。これにより、イメージングプレート１の組み立てが容易となる。

図９〜図１３に示す副筒部材１９の周壁部１９１は略円筒状であるが、必ずしもこの形状に限定されるものでなく、図９に示すイメージングプレート１の隔壁部１４によって囲まれる空間と略同一の大きさを持つ角型形状であっても良い。その場合の副筒部材の形状は図５〜図６に示すウエル１２及びサブウエル１３に類似するものとなる。

Claims (21)

1. 検査用の小魚を個別に収容するための多数のウエルを有し、前記ウエルはそれぞれ、外部から前記小魚を観察及び/又は撮像するための透明な底部を有する厚板状のイメージングプレートを備えるイメージング用小魚管理装置において、
   前記ウエルの周囲を囲む前記イメージングプレートの隔壁部と前記底部との境界部近傍に設けられた排出孔を通じて前記観察及び/又は撮像を実施する前に前記ウエル内の水を排出する予備排水動作を実施する水制御部を有することを特徴とするイメージング用小魚管理装置。
2. 前記ウエル内の前記小魚を順次撮像する撮像動作を実施する撮像部と、前記イメージングプレートを前記撮像部に対して略水平方向へ相対移動する走査部とを含む請求項１記載のイメージング用小魚管理装置。
3. 前記水制御部は、前記ウエルに麻酔液を供給して前記小魚を静止させる麻酔動作を前記予備排水動作の開始前に実施し、かつ、前記ウエルに清水を供給して前記小魚を覚醒させる覚醒動作を前記撮像動作の終了後に実施する請求項２記載のイメージング用小魚管理装置。
4. 前記水制御部は、前記予備排水動作の実施後、水を前記排出孔を通じて前記ウエル内へ逆流させる給水動作を実施し、かつ、前記給水動作の実施後、前記ウエル内の水を前記排出孔を通じて排出する第二次排水動作を実施する請求項２記載のイメージング用小魚管理装置。
5. 前記水制御部は、前記予備排水動作、前記給水動作及び前記第二次排水動作を順次実行する小魚配列動作を実施した後で前記撮像動作を実施し、
   前記撮像動作により得られた前記小魚の配列状態が不良である時に、少なくとも前記不良な配列をもつ前記小魚に対して前記小魚配列動作を再度実施する請求項４記載のイメージング用小魚管理装置。
6. 前記隔壁部は、前記ウエルの水平断面積を減らす向きに前記底部へ向けて連続的に斜設された斜面部を有する請求項１記載のイメージング用小魚管理装置。
7. 前記底部は、略長方形の形状を有し、
   前記底部の長辺は、ゼブラフィッシュである前記小魚の最大長より長く形成され、
   前記底部の短辺は、前記小魚の最大長より短く形成され、
   前記各ウエルは、前記底部の長手方向が互いに一致する向きに行列状に配列される請求項６記載のイメージング用小魚管理装置。
8. 前記排出孔は、前記底部の前記長辺に隣接して形成されている請求項７記載のイメージング用小魚管理装置。
9. 前記イメージングプレートは、前記ウエルに隣接する水貯留用のサブウエルを有し、
   前記排出孔は、前記ウエルの下部と前記サブウエルの下部とを連通する請求項１記載のイメージング用小魚管理装置。
10. 前記サブウエルは、前記サブウエルから前記ウエルへ水をオーバーフローさせるための溢流用低壁部を介して前記ウエルに隣接する請求項９記載のイメージング用小魚管理装置。
11. 前記イメージングプレートは、隔壁部により区画形成される凹部に挿入される筒状の副筒部材を有し、
    前記副筒部材は、前記ウエルを有し、
    前記隔壁部と前記副筒部材との間の空間は、前記サブウエルを構成する請求項１０記載のイメージング用小魚管理装置。
12. 前記水制御部は、前記イメージングプレートの上方に配置されて前記サブウエルの水位を制御するノズルを有する請求項９記載のイメージング用小魚管理装置。
13. 前記排出孔は、ゼブラフィッシュである前記小魚の糞を通過可能な断面形状を有し、
    前記水制御部は、前記ウエル内の小魚を所定期間生存させるために前記ウエル内の水を入れ替える水交換動作を実施する請求項１記載のイメージング用小魚管理装置。
14. 光学的検査用の小魚を個別に収容するために行列状に凹設された多数のウエルと、前記ウエルの底面をなす透明な底部と、前記ウエルの周囲を囲む隔壁部とを有する小魚用イメージングプレートにおいて、
    ゼブラフィッシュである前記小魚が通過不能な形状を有して前記ウエル内の水を排出するための排出孔を有し、
    前記排出孔は、前記隔壁部と前記底部との境界部近傍に設けられていることを特徴とする小魚用イメージングプレート。
15. 前記排出孔は、前記ウエルに水を供給するための給水孔を兼ねる請求項１４記載の小魚用イメージングプレート。
16. 前記隔壁部は、前記ウエルの水平断面積を減らす向きに前記底部へ向けて連続的に斜設された斜面部を有する請求項１４記載の小魚用イメージングプレート。
17. 前記各底部は、互いに長手方向が一致する略長方形の形状を有し、
    前記底部の長辺は、ゼブラフィッシュである前記小魚の最大長より長く形成され、
    前記底部の短辺は、前記小魚の最大長より短く形成されている請求項１４記載の小魚用イメージングプレート。
18. 前記排出孔は、前記底部の前記長辺に隣接して前記底部と略平行に形成されている請求項１７記載の小魚用イメージングプレート。
19. 前記イメージングプレートは、前記ウエルに隣接する水貯留用のサブウエルを有し、
    前記排出孔は、前記ウエルの下部と前記サブウエルの下部とを連通する請求項１４記載の小魚用イメージングプレート。
20. 前記サブウエルは、前記サブウエルから前記ウエルへ水をオーバーフローさせるための溢流用低壁部を介して前記ウエルに隣接する請求項１９記載の小魚用イメージングプレート。
21. 前記イメージングプレートは、隔壁部により区画形成される凹部に挿入される筒状の副筒部材を有し、
    前記副筒部材は、前記ウエルを有し、
    前記隔壁部と前記副筒部材との間の空間は、前記サブウエルを構成する請求項１９記載の小魚用イメージングプレート。

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