JP6853728B2 - Sample container and imaging method using it - Google Patents
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Description
この発明は、撮像対象物からの反射光と参照光との干渉光成分を検出して撮像を行う技術に関し、特に当該撮像技術に好適な試料容器に関するものである。 The present invention relates to a technique of detecting an interference light component between the reflected light from an imaging object and a reference light to perform imaging, and particularly to a sample container suitable for the imaging technique.
医学や生化学の技術分野では、容器中で培養された細胞や微生物を観察することが行われる。観察対象となる細胞等に影響を与えることなく観察を行う方法として、顕微鏡等を用いて細胞等を撮像する技術が提案されている。このような技術の1つとして、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography;OCT)技術を利用したものがある。この技術は、光源から出射される低コヒーレンス光を照明光として被撮像物に入射させ、被撮像物からの反射光(信号光)と光路長が既知である参照光との干渉光を検出することで、被撮像物からの反射光の深さ方向における強度分布を求めて断層画像化するものである。 In the technical fields of medicine and biochemistry, observation of cells and microorganisms cultured in a container is performed. As a method of observing cells or the like to be observed without affecting them, a technique of imaging cells or the like using a microscope or the like has been proposed. As one of such techniques, there is one using optical coherence tomography (OCT) technique. In this technique, low coherence light emitted from a light source is incident on an imaged object as illumination light, and interference light between reflected light (signal light) from the imaged object and reference light having a known optical path length is detected. Therefore, the intensity distribution of the reflected light from the imaged object in the depth direction is obtained and a tomographic image is formed.
細胞等の生化学試料を光学的に観察または撮像する場合、生化学試料は、一般的には液体とともに試料容器中に入った状態で撮像に供される。このような生化学試料の撮像は、例えば試料容器の壁面を介して行うことが可能である。しかしながら、このような壁面を介した撮像に好適な透明材料は、比較的高い屈折率を有するものが多い。このため、容器壁面での光の反射が撮像結果に影響を及ぼすことがある。 When optically observing or imaging a biochemical sample such as a cell, the biochemical sample is generally subjected to imaging in a state of being contained in a sample container together with a liquid. Imaging of such a biochemical sample can be performed, for example, through the wall surface of the sample container. However, many transparent materials suitable for imaging through such a wall surface have a relatively high refractive index. Therefore, the reflection of light on the wall surface of the container may affect the imaging result.
このような問題に対応するため、例えば特許文献1に記載の技術では、試料を保持する容器の透明な底面に反射防止コートが施されている。この技術における反射防止コートは、容器底面の下側表面、つまり容器底面と外気との界面に相当する箇所に設けられている。これは、容器材料と空気との屈折率の差が容器材料と液体との屈折率の差よりも大きいことから、容器と外部の空気との界面における反射がより顕著であることに着目したものである。
In order to deal with such a problem, for example, in the technique described in
一方、OCT撮像においては、容器壁面からの反射光が擬似的な参照光として作用し信号光と干渉することで自己相関ノイズと呼ばれるゴースト状ノイズが発生し、画像劣化の原因となる。撮像対象物が細胞等の生化学試料である場合、撮像対象物が半透明体でありその反射率が低いことから容器壁面の反射光の影響が大きい。特に撮像対象物が容器壁面に近接した位置にあるとき、撮像対象物からの反射光が容器壁面からの強い反射光にマスクされてしまい検出不能となることがあり得る。 On the other hand, in OCT imaging, the reflected light from the wall surface of the container acts as pseudo reference light and interferes with the signal light to generate ghost-like noise called autocorrelation noise, which causes image deterioration. When the object to be imaged is a biochemical sample such as a cell, the object to be imaged is a translucent body and its reflectance is low, so that the reflected light on the wall surface of the container has a large influence. In particular, when the image-imaging object is located close to the container wall surface, the reflected light from the image-imaging object may be masked by the strong reflected light from the container wall surface, making it undetectable.
この場合に問題となるのは、撮像対象物と近接した位置にある容器壁面、つまり容器表面のうち液体と接する側の表面からの反射である。しかしながら、上記した従来技術ではこの点が看過されており、結果として上記従来技術は、OCT撮像における自己相関ノイズの低減という目的を達成することができない。 In this case, the problem is the reflection from the wall surface of the container located close to the object to be imaged, that is, the surface of the container surface on the side in contact with the liquid. However, this point is overlooked in the above-mentioned conventional technique, and as a result, the above-mentioned conventional technique cannot achieve the purpose of reducing autocorrelation noise in OCT imaging.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、撮像対象物からの反射光と参照光との干渉を利用して容器内の撮像対象物を撮像する技術において、容器の壁面からの反射光に起因する自己相関ノイズを低減することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a technique for imaging an imaging object in a container by utilizing the interference between the reflected light from the imaging object and the reference light, the reflected light from the wall surface of the container is used. It is an object of the present invention to provide a technique capable of reducing the resulting autoreflective noise.
この発明の一の態様は、撮像対象となる生化学試料を含む液体を貯留可能な貯留空間を有する試料容器であって、上記目的を達成するため、前記貯留空間の底面をなす底面部は、光透過性を有する基材と、前記基材の表面のうち前記貯留空間に臨む内側表面に設けられ、前記基材の屈折率と前記液体の屈折率との中間的な屈折率を有する減反射層とを有し、前記試料容器は、複数の貫通孔が配置されたプレート状部材の一端面に、前記基材と前記減反射層とを有するシート部材が密着して前記貫通孔の一端を塞ぐことで、前記貯留空間を形成したものである。 One aspect of the present invention is a sample container having a storage space capable of storing a liquid containing a biochemical sample to be imaged, and in order to achieve the above object, the bottom surface portion forming the bottom surface of the storage space is A light-transmitting base material and a reduced reflection that is provided on the inner surface of the base material facing the storage space and has an intermediate refractive index between the refractive index of the base material and the refractive index of the liquid. The sample container has a layer, and the sheet member having the base material and the antireflection layer is in close contact with one end surface of a plate-shaped member in which a plurality of through holes are arranged, and one end of the through holes is formed. by closing, in which the formation of the storage space.
このように構成された発明では、試料容器の底面部の表面のうち、貯留空間内の生化学試料により近い側に位置する内側表面に減反射層が設けられる。そのため、試料容器の底面部と容器内の液体との界面における光反射が抑制され、当該界面における反射光に起因する自己相関ノイズや撮像対象物からの反射光に対するマスキングを低減して、良好な画像品質で撮像を行うことが可能となる。 In the invention configured as described above, the antireflection layer is provided on the inner surface of the bottom surface of the sample container located closer to the biochemical sample in the storage space. Therefore, light reflection at the interface between the bottom surface of the sample container and the liquid in the container is suppressed, and autocorrelation noise caused by the reflected light at the interface and masking against the reflected light from the imaging object are reduced, which is good. It is possible to perform imaging with image quality.
また、この発明の他の態様は、本発明に係る試料容器の前記貯留空間に液体とともに貯留された撮像対象となる生化学試料に対し、前記底面部を介して照明光を入射させ、前記生化学試料により反射され前記底面部を介して出射される反射光と参照光とが干渉して生じる干渉光を受光する工程と、前記干渉光の受光光量に基づいて前記生化学試料の断層画像を作成する工程とを備える撮像方法である。 Further, in another aspect of the present invention, an illumination light is incident on a biochemical sample to be imaged, which is stored together with a liquid in the storage space of the sample container according to the present invention, through the bottom surface portion, and the raw light is incident. The step of receiving the interference light generated by the interference between the reflected light reflected by the chemical sample and emitted through the bottom surface portion and the reference light, and the tomographic image of the biochemical sample based on the received light amount of the interference light. It is an imaging method including a step of creating.
このように構成された発明では、試料容器内の液体と接する側の表面に減反射層が設けられた底面部を介して生化学試料を撮像することで、容器と液体との界面における反射光に起因する自己相関ノイズや撮像対象物からの反射光に対するマスキングを低減して、良好な画像品質で撮像を行うことができる。 In the invention configured in this way, the reflected light at the interface between the container and the liquid is obtained by imaging the biochemical sample through the bottom surface provided with the antireflection layer on the surface of the sample container on the side in contact with the liquid. It is possible to perform imaging with good image quality by reducing masking for autocorrelation noise and reflected light from the imaged object due to the above.
上記のように、本発明によれば、試料容器の底面部のうち容器内の液体と接する面に減反射層が設けられる。そのため、容器と液体との界面における光反射を低減させることが可能であり、反射光に起因する自己相関ノイズや撮像対象物からの反射光に対するマスキングを抑えて良好な画像品質で撮像を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the antireflection layer is provided on the bottom surface of the sample container that comes into contact with the liquid in the container. Therefore, it is possible to reduce the light reflection at the interface between the container and the liquid, and it is possible to suppress the autocorrelation noise caused by the reflected light and the masking of the reflected light from the imaged object to perform imaging with good image quality. Can be done.
図1は本発明に係る撮像方法の実施に好適な撮像装置の一構成例を示す図である。この撮像装置1は、培地M中で培養された細胞や、多数の細胞からなるスフェロイド(細胞集塊)、組織様構造体など(以下、「細胞等」と総称する)を撮像対象物として断層撮像し、得られた断層画像を画像処理して、撮像対象物の立体像を作成する。なお、ここでは培地中のスフェロイドを撮像対象物とした例を説明するが、撮像対象物はこれに限定されない。以下の各図における方向を統一的に示すために、図1に示すようにXYZ直交座標軸を設定する。ここでXY平面が水平面を表す。また、Z軸が鉛直軸を表し、より詳しくは(−Z)方向が鉛直下向き方向を表している。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an imaging device suitable for carrying out the imaging method according to the present invention. This
撮像装置1は保持部10を備えている。保持部10は、内部の貯留空間に液体を保持可能なウェルWと呼ばれる凹部が複数設けられたウェルプレート11を、その開口面を上向きにして略水平姿勢に保持する。ウェルプレート11のウェルWには適宜の培地Mが所定量貯留され、培地中ではウェルWの底面Wa付近にスフェロイドSpが培養されている。図1では一部のウェルWにのみ培地MおよびスフェロイドSpが担持された状態が記載されているが、1つのウェルプレート11に設けられた複数のウェルWのそれぞれでスフェロイドSpが培養される。
The
保持部10により保持されたウェルプレート11の下方に、撮像ユニット20が配置される。撮像ユニット20には、撮像対象物の断層画像を非接触、非破壊(非侵襲)で撮像することが可能な光干渉断層撮像(Optical Coherence Tomography;OCT)装置が用いられる。詳しくは後述するが、OCT装置である撮像ユニット20は、撮像対象物への照明光を発生する光源21と、ビームスプリッタ22と、物体光学系23と、参照ミラー24と、分光器25と、光検出器26とを備えている。
The
また、撮像装置1はさらに、装置の動作を制御する制御ユニット30と、撮像ユニット20の可動機構を制御する駆動制御部40とを備えている。制御ユニット30は、CPU(Central Processing Unit)31、A/Dコンバータ32、信号処理部33、3D復元部34、インターフェース(IF)部35、画像メモリ36およびメモリ37を備えている。
Further, the
CPU31は、所定の制御プログラムを実行することで装置全体の動作を司り、CPU31が実行する制御プログラムや処理中に生成したデータはメモリ37に保存される。A/Dコンバータ32は、撮像ユニット20の光検出器26から受光光量に応じて出力される信号をデジタルデータに変換する。信号処理部33は、A/Dコンバータ32から出力されるデジタルデータに基づき後述する信号処理を行って、撮像対象物の断層画像を作成する。3D復元部34は、撮像された複数の断層画像の画像データに基づいて、撮像された撮像対象物の立体像(3D像)を作成する機能を有する。信号処理部33により作成された断層画像の画像データおよび3D復元部34により作成された立体像の画像データは、画像メモリ36により適宜記憶保存される。
The
インターフェース部35は撮像装置1と外部との通信を担う。具体的には、インターフェース部35は、外部機器と通信を行うための通信機能と、ユーザからの操作入力を受け付け、また各種の情報をユーザに報知するためのユーザインターフェース機能とを有する。この目的のために、インターフェース部35には、装置の機能選択や動作条件設定などに関する操作入力を受け付け可能な例えばキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力デバイス351と、信号処理部33により作成された断層画像や3D復元部34により作成された立体像など各種の処理結果を表示する例えば液晶ディスプレイからなる表示部352とが接続されている。
The
また、CPU31は駆動制御部40に制御指令を与え、これに応じて駆動制御部40は撮像ユニット20の可動機構に所定の動作を行わせる。次に説明するように、駆動制御部40により実行される撮像ユニット20の走査移動と、光検出器26による受光光量の検出との組み合わせにより、撮像対象物であるスフェロイド(細胞集塊)Spの断層画像が取得される。
Further, the
図2はこの撮像装置における撮像原理を説明する図である。より具体的には、図2(a)は撮像ユニット20における光路を示す図であり、図2(b)はスフェロイドの断層撮像の様子を模式的に示す図である。前記したように、撮像ユニット20は光干渉断層撮像(OCT)装置として機能するものである。
FIG. 2 is a diagram illustrating an imaging principle in this imaging device. More specifically, FIG. 2A is a diagram showing an optical path in the
撮像ユニット20では、例えば発光ダイオードまたはスーパールミネッセントダイオード(SLD)などの発光素子を有する光源21から、広帯域の波長成分を含む低コヒーレンス光ビームL1が出射される。光ビームL1はビームスプリッタ22に入射して分岐し、破線矢印で示すように一部の光L2が1つのウェルWに向かい、一点鎖線矢印で示すように一部の光L3が参照ミラー24に向かう。
In the
ウェルWに向かった光L2は、物体光学系23を経てウェルWに入射する。より具体的には、ビームスプリッタ22から出射される光L2は、物体光学系23を介してウェル底面Waに入射する。物体光学系23は、ビームスプリッタ22からウェルWに向かう光L2をウェルW内の撮像対象物(この場合にはスフェロイドSp)に収束させる機能と、撮像対象物から出射される反射光を集光してビームスプリッタ22に向かわせる機能とを有する。図では物体光学系23は単一の対物レンズにより代表的に表されているが、複数の光学素子が組み合わされたものであってもよい。
The light L2 directed toward the well W enters the well W via the object
物体光学系23は、駆動制御部40に設けられた焦点調整機構41により、Z方向に移動可能に支持されている。これにより、撮像対象物に対する物体光学系23の焦点位置がZ方向に変更可能となっている。以下、深さ方向(Z方向)における物体光学系23の焦点位置を「焦点深さ」と称することがある。物体光学系23の光軸は鉛直方向と平行であり、したがって平面状のウェル底面Waに垂直である。また、物体光学系23への照明光の入射方向は光軸と平行であり、その光中心が光軸と一致するように、物体光学系23の配置が定められている。
The object
ユーザが入力デバイス351を介して焦点深さの設定情報を与えることにより、焦点調整機構41は設定情報に応じて物体光学系23の焦点位置を変更する。焦点調整機構41は、例えば物体光学系23に含まれる対物レンズを光軸方向に移動させることにより、焦点位置を変更することができる。1ステップ当たりの焦点位置の変化量が予め定められたステップ単位で焦点位置を調整する構成であってもよい。
When the user gives the setting information of the focal depth via the
スフェロイドSpが光L2に対する透過性を有するものでなければ、ウェル底面Waを介して入射した光L2はスフェロイドSpの表面で反射される。一方、スフェロイドSpが光L2に対してある程度の透過性を有するものである場合、光L2はスフェロイドSp内まで進入してその内部の構造物により反射される。光L2として例えば近赤外線を用いることで、入射光をスフェロイドSp内部まで到達させることが可能である。スフェロイドSpからの反射光は散乱光として種々の方向に放射される。そのうち物体光学系23の集光範囲内に放射された光L4が、物体光学系23で集光されてビームスプリッタ22へ送られる。
Unless the spheroid Sp is transparent to the light L2, the light L2 incident through the well bottom surface Wa is reflected on the surface of the spheroid Sp. On the other hand, when the spheroid Sp has a certain degree of transparency with respect to the light L2, the light L2 enters the inside of the spheroid Sp and is reflected by the structure inside the spheroid Sp. By using, for example, near infrared rays as the light L2, it is possible to allow the incident light to reach the inside of the spheroid Sp. The reflected light from the spheroid Sp is radiated in various directions as scattered light. Among them, the light L4 radiated within the focusing range of the object
参照ミラー24は、駆動制御部40に設けられたミラー駆動機構42により、その反射面を光L3の入射方向に対し垂直姿勢に、しかも、該入射方向に沿った方向(図ではY方向)に移動可能に支持されている。参照ミラー24に入射した光L3は反射面で反射されて、入射光路を逆向きに辿るように進む光L5としてビームスプリッタ22に向かう。この光L5が参照光となる。ミラー駆動機構42により参照ミラー24の位置が変更されることにより、参照光の光路長が変化する。参照ミラー24の位置は撮像の用途に応じて自動的に設定されるほか、入力デバイス351を介したユーザからの設定入力に応じて適宜変更される。
The
スフェロイドSpの表面もしくは内部の反射面で反射された反射光L4と、参照ミラー24で反射された参照光L5とは、ビームスプリッタ22を介して光検出器26に入射する。このとき、反射光L4と参照光L5との間で位相差に起因する干渉が生じるが、干渉光の分光スペクトルは反射面の深さにより異なる。つまり、干渉光の分光スペクトルは撮像対象物の深さ方向の情報を有している。したがって、干渉光を波長ごとに分光して光量を検出し、検出された干渉信号をフーリエ変換することにより、撮像対象物の深さ方向における反射光強度分布を求めることができる。このような原理に基づくOCT撮像技術は、フーリエドメイン(Fourier Domain)OCT(FD−OCT)と称される。
The reflected light L4 reflected by the surface or the internal reflecting surface of the spheroid Sp and the reference light L5 reflected by the
この撮像ユニット20では、ビームスプリッタ22から光検出器26に至る干渉光の光路上に分光器25が設けられている。分光器25としては、例えばプリズムを利用したもの、回折格子を利用したもの等を用いることができる。干渉光は分光器25により波長成分ごとに分光されて光検出器26に受光される。
In the
光検出器26が検出した干渉光に応じて光検出器26から出力される干渉信号をフーリエ変換することで、スフェロイドSpのうち、光ビームL2の入射位置における深さ方向、つまりZ方向の反射光強度分布が求められる。ウェルWに入射する光ビームL2をX方向に走査することで、XZ平面と平行な平面における反射光強度分布が求められ、その結果から当該平面を断面とするスフェロイドSpの断層画像を作成することができる。以下、本明細書では、X方向へのビーム走査によってXZ平面と平行な断面における1つの断層画像Itを取得する一連の動作を、1回の撮像と称することとする。
By Fourier transforming the interference signal output from the
また、Y方向におけるビーム入射位置を多段階に変更しながら、その都度断層画像の撮像を行うことで、図2(b)に示すように、スフェロイドSpをXZ平面と平行な断面で断層撮像した多数の断層画像Itを得ることができる。Y方向の走査ピッチを小さくすれば、スフェロイドSpの立体構造を把握するのに十分な分解能の画像データを得ることができる。X方向およびY方向へのビーム走査は、例えば図示しないガルバノミラー等の光路を変化させる光学部品を用いてビーム入射位置をXY方向に変化させる方法、スフェロイドSpを担持するウェルWが設けられたウェルプレート11と撮像ユニット20とのいずれかをXY方向に移動させてこれらの相対位置を変化させる方法などにより実現可能である。
Further, by taking a tomographic image each time while changing the beam incident position in the Y direction in multiple stages, as shown in FIG. 2B, the spheroid Sp was tomographically imaged in a cross section parallel to the XZ plane. A large number of tomographic images It can be obtained. If the scanning pitch in the Y direction is reduced, image data having a resolution sufficient to grasp the three-dimensional structure of the spheroid Sp can be obtained. Beam scanning in the X and Y directions is a method of changing the beam incident position in the XY direction using an optical component that changes the optical path, such as a galvanometer mirror (not shown), and a well provided with a well W carrying a spheroid Sp. This can be realized by a method of moving either the
なお、上記の原理説明では、撮像ユニット20において光源21からの光を照明光と参照光とに分岐させる分波機能、および信号光と参照光とを合成して干渉光を生じさせる機能がビームスプリッタ22により実現されている。一方、近年では、OCT装置においてこのような分波・合波機能を担うものとして、以下に例示するような光ファイバカプラが用いられる場合がある。
In the above explanation of the principle, the beam is a beam that splits the light from the
図3はOCT装置の具体的構成例を示す図である。なお、理解を容易にするために、以下の説明では、上記した原理図の構成と同一のまたは相当する構成に同一符号を付すものとする。その構造および機能は、特に説明のない限り上記原理図のものと基本的に同じであり、詳しい説明は省略する。また、光ファイバカプラによる干渉光を検出するOCT撮像原理も基本的に上記と同じであるので、詳しい説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of the OCT apparatus. In addition, in the following description, in order to facilitate understanding, the same reference numerals are given to the same or corresponding configurations as those in the above-mentioned principle diagram. Unless otherwise specified, its structure and function are basically the same as those in the above principle diagram, and detailed description thereof will be omitted. Further, since the OCT imaging principle for detecting the interference light by the optical fiber coupler is basically the same as the above, detailed description thereof will be omitted.
図3(a)に示す構成例では、撮像ユニット20aは、ビームスプリッタ22に代わる分波・合波器として光ファイバカプラ220を備えている。光ファイバカプラ220を構成する光ファイバの1つ221は光源21に接続されており、光源21から出射される低コヒーレンス光は、光ファイバカプラ220により2つの光ファイバ222,223への光に分岐される。光ファイバ222は物体系光路を構成する。より具体的には、光ファイバ222の端部から出射される光はコリメータレンズ223を介して物体光学系23に入射する。撮像対象物からの反射光(信号光)は物体光学系23、コリメータレンズ223を介して光ファイバ222に入射する。
In the configuration example shown in FIG. 3A, the
他の光ファイバ224は参照系光路を構成する。より具体的には、光ファイバ224の端部から出射される光はコリメータレンズ225を介して参照ミラー24に入射する。参照ミラー24からの反射光(参照光)はコリメータレンズ225を介して光ファイバ224に入射する。光ファイバ222を伝搬する信号光と光ファイバ224を伝搬する参照光とが光ファイバカプラ220において干渉し、干渉光が光ファイバ226および分光器25を介して光検出器26に入射する。光検出器26により受光された干渉光から撮像対象物における反射光の強度分布が求められることは上記原理通りである。
The other
図3(b)に示す例でも、撮像ユニット20bに光ファイバカプラ220が設けられる。ただし光ファイバ224は使用されず、光ファイバ222から出射される光の光路に対してコリメータレンズ223およびビームスプリッタ227が設けられる。そして、前述の原理通り、ビームスプリッタ227により分岐される2つの光路にそれぞれ物体光学系23、参照ミラー24が配置される。このような構成ではビームスプリッタ227により信号光と参照光とが合成され、それにより生じた干渉光が光ファイバ222,226を通って光検出器26へ導かれる。
Also in the example shown in FIG. 3B, the
これらの例では、図1では空間中を進行する各光の光路の一部が光ファイバに置き換えられているが動作原理は同じである。これらの例においても、焦点調整機構41が物体光学系23をウェルプレート11に対し接近・離間方向に移動させることにより、撮像対象物に対する物体光学系23の焦点深さを調整することが可能である。また、ミラー駆動機構42が参照ミラー24を光の入射方向に沿って移動させることにより、参照光の光路長を変更可能である。
In these examples, in FIG. 1, a part of the optical path of each light traveling in space is replaced with an optical fiber, but the operating principle is the same. Also in these examples, the
以下、撮像対象物であるスフェロイドSpがウェル底面付近に存在する場合のOCT撮像における問題点と、その解決方法とについて説明する。なお、これまでウェルWの底面を単に「ウェル底面Wa」と称してきたが、以下ではより厳密に以下のように定義する。すなわち、ウェルWの平坦な底面部をなす主面のうち、ウェルW内の貯留空間に面する上側の主面を「上部底面Wa」と称する。また、これとは反対側の主面、つまりウェルプレート11の下面をなし撮像ユニット20と対向する下側の主面を「下部底面Wb」と称する。
Hereinafter, problems in OCT imaging when the spheroid Sp, which is an imaging target, is present near the bottom surface of the well, and a solution thereof will be described. Up to now, the bottom surface of the well W has been simply referred to as "well bottom surface Wa", but in the following, it is defined more strictly as follows. That is, among the main surfaces forming the flat bottom surface of the well W, the upper main surface facing the storage space in the well W is referred to as "upper bottom surface Wa". Further, the main surface on the opposite side, that is, the lower main surface which forms the lower surface of the
図4はウェル底面部での反射の影響を模式的に示す図である。より具体的には、図4(a)は下方から入射する照明光の反射の態様を例示する図である。また、図4(b)および図4(c)は撮像により得られる断層画像の例を模式的に示す図である。また、図4(d)は反射を低減するためのウェル底面部の構造を示す図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing the effect of reflection on the bottom surface of the well. More specifically, FIG. 4A is a diagram illustrating a mode of reflection of illumination light incident from below. Further, FIGS. 4 (b) and 4 (c) are diagrams schematically showing an example of a tomographic image obtained by imaging. Further, FIG. 4D is a diagram showing a structure of a well bottom surface portion for reducing reflection.
図4(a)に示すように、ウェルWに貯留された培地M中において、スフェロイドSpが上部底面Waの近傍にある場合を考える。このとき、ウェルWの下方から照明光が入射すると、同図に破線矢印で示すようにウェルWの下部底面Wbで反射する反射光Lbと、実線矢印で示すようにウェルWの上部底面Waで反射する反射光Laと、スフェロイドSpの表面または内部の反射面で反射する反射光Lsとが生じ得る。 As shown in FIG. 4A, consider the case where the spheroid Sp is in the vicinity of the upper bottom surface Wa in the medium M stored in the well W. At this time, when the illumination light is incident from below the well W, the reflected light Lb reflected by the lower bottom surface Wb of the well W as shown by the broken line arrow in the figure and the upper bottom surface Wa of the well W as shown by the solid line arrow. The reflected reflected light La and the reflected light Ls reflected on the surface or the internal reflecting surface of the spheroid Sp can be generated.
ここで、空気の屈折率は約1であり、ウェルWの底面部を構成する透明材料として使用される樹脂やガラス等の屈折率は1.5程度である。また、培地Mは一般的に水を主成分とし、何らかの化学物質が添加されることで若干の屈折率の変化が生じるが、概ね水と同程度の屈折率を有する。ここでは代表的に、水の屈折率の値1.33を培地Mの屈折率と見なすこととする。一方、撮像対象物であるスフェロイドSpは液体中の半透明体と見なすことができ、屈折率も水や培地に近く光の反射率は低い。このため、深さ方向の各位置からの反射光の強度を比較すると、図4(a)右図に示すように、空気とウェル底面部との界面である下部底面Wbにおける反射が最も強く、培地Mとウェル底面部との界面である上部底面Waにおける反射がこれに次ぐ。そして、スフェロイドSpからの反射光は、一般的にこれらより弱くなる。 Here, the refractive index of air is about 1, and the refractive index of resin, glass, or the like used as a transparent material constituting the bottom surface of the well W is about 1.5. Further, the medium M generally contains water as a main component, and although a slight change in the refractive index occurs due to the addition of some chemical substance, the medium M has a refractive index substantially equal to that of water. Here, typically, the value of the refractive index of water, 1.33, is regarded as the refractive index of the medium M. On the other hand, the spheroid Sp, which is the object to be imaged, can be regarded as a translucent body in a liquid, and its refractive index is close to that of water or a medium, and its light reflectance is low. Therefore, when comparing the intensities of the reflected light from each position in the depth direction, as shown in the right figure of FIG. 4A, the reflection at the lower bottom surface Wb, which is the interface between the air and the bottom surface of the well, is the strongest. This is followed by reflection at the upper bottom Wa, which is the interface between the medium M and the bottom of the well. Then, the reflected light from the spheroid Sp is generally weaker than these.
下部底面Wbからの反射光については、ウェルWの底面部の厚さがスフェロイドSpのサイズに対して十分に大きければ、スフェロイドSpからの反射光とは分離して検出することが可能である。スフェロイドSpの直径が最大でも100μm程度であるのに対し、ウェルWの底面部の厚さは一般的に100μmより大きい。このため下部底面Wbからの反射光が強くても、断層画像への影響については比較的軽微に抑えることが可能である。 The reflected light from the lower bottom surface Wb can be detected separately from the reflected light from the spheroid Sp if the thickness of the bottom surface of the well W is sufficiently larger than the size of the spheroid Sp. While the diameter of the spheroid Sp is about 100 μm at the maximum, the thickness of the bottom surface of the well W is generally larger than 100 μm. Therefore, even if the reflected light from the lower bottom surface Wb is strong, the influence on the tomographic image can be suppressed relatively slightly.
一方、上部底面Waからの反射光は、深さ方向において近い距離にあるスフェロイドSpからの反射光との分離が困難となる場合がある。また、上部底面Waからの反射光が短い光路長差をもってスフェロイドSpからの反射光と混合されることで干渉が生じ得る。つまり、上部底面Waからの反射光が、OCT撮像において疑似的な参照光として振る舞うことになる。 On the other hand, it may be difficult to separate the reflected light from the upper bottom surface Wa from the reflected light from the spheroid Sp which is a short distance in the depth direction. Further, interference may occur when the reflected light from the upper bottom surface Wa is mixed with the reflected light from the spheroid Sp with a short optical path length difference. That is, the reflected light from the upper bottom surface Wa behaves as pseudo reference light in OCT imaging.
これらに起因して、断層画像には次のような影響が現れる。すなわち、図4(b)左に例示する断層画像Ib1のように、画像中の上部底面Waに対応する深さの位置に上部底面Waの像が強く現れる。また、上部底面Waからの反射光が疑似的な参照光として作用することにより、本来のスフェロイドSpの像とは異なる深さにゴースト状の像Gが現れる。このようなゴーストは自己相関ノイズと呼ばれるものである。 Due to these, the following effects appear on the tomographic image. That is, as shown in the tomographic image Ib1 illustrated on the left side of FIG. 4B, the image of the upper bottom surface Wa strongly appears at the position of the depth corresponding to the upper bottom surface Wa in the image. Further, the reflected light from the upper bottom surface Wa acts as a pseudo reference light, so that the ghost-like image G appears at a depth different from the original spheroid Sp image. Such ghosts are called autocorrelation noise.
また、撮像対象物が非常に小さなものである場合、図4(c)左に例示する断層画像Ic1のように、撮像対象物の像が上部底面Waの像によりマスキングされて明瞭に現れなくなってしまうことがあり得る。 Further, when the imaged object is very small, the image of the imaged object is masked by the image of the upper bottom surface Wa and does not appear clearly as shown in the tomographic image Ic1 illustrated on the left side of FIG. 4C. It can happen.
そこで、ウェルプレート11では、ウェルW底面部が図4(d)左図に示す構造となっている。すなわち、ウェルWの底面部110は、照明光に対する光透過性を有する透明な基材111と、基材111の主面のうち上側、つまり培地Mと接する側の表面に形成された減反射層112とを有する構造となっている。減反射層112は、基材111の屈折率と培地M(代表的には水)の屈折率との中間的な屈折率を有する層であり、例えば後述する材料を基材111の表面、より具体的には、ウェルW内部の貯留空間に臨む内側表面にコーティングすることにより形成される。このため、ウェルWの下方からウェル底面部110を介して入射する照明光の上部底面Waにおける反射率、および、ウェル底面部110を介して下方へ出射されるスフェロイドSpからの反射光の上部底面Waにおける反射率がいずれも低減される。
Therefore, in the
このため、図4(d)右図に示すように、ウェルWの上部底面Waからの反射光の強度が大きく低下する。その結果、図4(b)右に例示する断層画像Ib2のように、断層画像に現れる上部底面Waの像および自己相関ノイズによるゴーストの影響を大きく低減させることが可能になる。また、図4(c)右に例示する断層画像Ic2のように、減反射層がない状態では上部底面Waの像によってマスキングされるような小さな撮像対象物の像もよりはっきりと示すことが可能となる。 Therefore, as shown in the right figure of FIG. 4D, the intensity of the reflected light from the upper bottom surface Wa of the well W is greatly reduced. As a result, as shown in the tomographic image Ib2 illustrated on the right side of FIG. 4B, it is possible to greatly reduce the influence of the ghost due to the image of the upper bottom Wa appearing in the tomographic image and the autocorrelation noise. Further, as shown in the tomographic image Ic2 illustrated on the right side of FIG. 4C, it is possible to more clearly show an image of a small imaging object that is masked by the image of the upper bottom Wa in the absence of the antireflection layer. It becomes.
前記したように、培地Mの屈折率は概ね水と同等の1.33程度である。一方、基材111として一般的に使用されるのは、例えばポリエチレン(屈折率1.53)、ポリプロピレン(屈折率1.48)、ポリスチレン(屈折率1.59)、無アルカリガラス(屈折率1.51)等であり、これらの屈折率は概ね1.5前後であり、これは培地Mの屈折率よりも大きい。減反射層112としては、培地Mと基材111との中間的な屈折率を有するものが好ましい。つまり、減反射層112の屈折率は、培地Mの屈折率(代表値としては水の屈折率)よりも大きく、基材111として用いられる材料の屈折率よりも小さいことが望ましい。
As described above, the refractive index of the medium M is about 1.33, which is almost the same as that of water. On the other hand, commonly used as the
反射率の低下効果を最大化するためには、培地Mの屈折率Nm、基材111の屈折率Nsおよび減反射層112の屈折率Naの間に次式、
Na=(Nm・Ns)1/2 … (式1)
の関係が成立することがより好ましい。屈折率Nm、Nsの値をそれぞれ1.33、1.50とすると減反射層112の屈折率Naとして好ましい値は1.41となる。
In order to maximize the effect of lowering the reflectance, the following equation is used between the refractive index Nm of the medium M, the refractive index Ns of the
Na = (Nm · Ns) 1/2 ... (Equation 1)
It is more preferable that the relationship of When the values of the refractive indexes Nm and Ns are 1.33 and 1.50, respectively, the preferable value of the refractive index Na of the reduced
これに近い屈折率を有する固体材料で基材111へのコーティングにより減反射層112を形成することが可能なものとしては、フッ化マグネシウム(屈折率1.38)、フッ化カルシウム(屈折率1.39)などの金属フッ化物や、二酸化ケイ素(ホワイトカーボン、屈折率1.44〜1.50)などがある。培地Mおよび基材111の材料が特定されれば、好ましい屈折率を有する材料をより具体的に選出することが可能である。
Magnesium fluoride (refractive index 1.38) and calcium fluoride (refractive index 1) are examples of solid materials having a refractive index close to this and capable of forming the
図5は減反射層の他の構成例を示す図である。図5(a)に示す減反射層112aは、互いに屈折率の異なる材料で形成された複数の薄膜の積層体である。ここでは2層として示されているが3層以上であっても構わない。原理図として説明した図4(d)に示される単層の減反射層112では、反射防止効果が不十分であったり、反射防止効果が発揮される波長域が限定されたりするケースがあり得る。これを補うために、屈折率や厚さの異なる複数の層を組み合わせることで、広い帯域にわたり優れた反射率低下効果を得ることが可能となる。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the antireflection layer. The
また、図5(b)に示す多孔質構造を有する減反射層112bや、図5(c)に示す微細な凹凸構造を有する減反射層112cを用いることによっても、同様の効果を得ることができる。これらの構造では、構造のサイズを使用される照明光の波長範囲よりも小さなものとすることで、層内での光散乱を防止することができる。また、当該層の実効的な屈折率が、当該層を構成する物質の屈折率とその周囲の間隙を充填する物質(この場合には培地M)の屈折率との中間的な値となり、しかもそれらの空間占有率により屈折率が変化する。そのため、目的に応じて所望の屈折率を有する減反射層を実現することが可能である。例えば(式1)で示される屈折率Naと異なる屈折率を有する材料を用いて、(式1)の条件に合致する理想的な減反射層を構成することも可能である。
Further, the same effect can be obtained by using the
なお、図5(b)に示す減反射層112bおよび図5(c)に示す減反射層112cについては、このような微細構造を有する材料の層が基材111に積層されたものであってもよい。また、基材111の一方表面に表面加工を施すことで、基材111の表面自体がこのような微細構造を持つに至ったものであってもよい。つまり、減反射層112が基材111と同一材料により構成されていてもよい。
Regarding the reduced
以下において「減反射層112」と称するとき、それは図4(d)に示される構成だけでなく、図5(a)ないし図5(c)に示された構成も含めた総称として用いられるものとする。
When the term "reduced
図6はウェルプレートの全体構造を示す図である。より詳しくは、図6(a)はウェルプレート11の分解斜視図であり、また図6(b)はこのウェルプレート11の部分断面図である。このウェルプレート11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113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114と、上部プレート114の下面に各貫通孔113を塞ぐように貼付された下面シート115とを有している。
FIG. 6 is a diagram showing the overall structure of the well plate. More specifically, FIG. 6A is an exploded perspective view of the
図6(b)に示すように、下面シート115は上部プレート114の下面に例えば接着によりぴったりと密着されており、上部プレート114の貫通孔113の側面と、下面シート115とによって囲まれた空間が、液体を保持することが可能な貯留空間となっている。すなわち、この貯留空間が液体を保持するウェルWとして機能し、貫通孔113の側面がウェルWの側壁面をなす。また、下面シート115のうち貫通孔113の下端側開口に臨む部分が、ウェルWの底面部110をなしている。
As shown in FIG. 6B, the
つまり、下面シート115は、透明な樹脂またはガラスにより形成されたシート状の基材111の上面、つまり上部プレート114の下面と密着する側の面に、減反射層112として機能する表面層が設けられたものである。予めこのような構造として形成された下面シート115を上部プレート114の下面に貼り付けることにより、貫通孔113と下面シート115とで形成されるウェルWの各々を、上記した減反射層112を有する構造とすることができる。
That is, the
なお、ウェルプレートの構造はこれに限定されるものではない。例えば、ウェルの側壁面と底面部とが予め一体的に形成されており、底面部のうちウェル内の貯留空間に臨む内側表面に、後加工により減反射層が形成されるものであってもよい。 The structure of the well plate is not limited to this. For example, even if the side wall surface and the bottom surface of the well are integrally formed in advance, and the antireflection layer is formed on the inner surface of the bottom surface facing the storage space in the well by post-processing. Good.
次に、上記した撮像装置1およびウェルプレート11を用いた生化学試料の撮像について説明する。撮像装置1は種々の撮像対象物についてOCT撮像を実行することが可能なものであるが、上記したウェルプレート11に担持される細胞等を撮像対象物とする場合には、特にウェル底面付近に存在する撮像対象物を鮮明に撮像することが可能である。
Next, imaging of a biochemical sample using the
OCT撮像は細胞等を非侵襲で撮像することができるため、細胞等の経時変化を観察するのにも適している。以下では、細胞を所定の培養条件下で培養することで作製される生化学試料を定期的に撮像(タイムラプス撮像)することで経時的な観察に供する場合の処理の流れについて説明する。 Since OCT imaging can image cells and the like non-invasively, it is also suitable for observing changes with time of cells and the like. In the following, a process flow will be described when a biochemical sample prepared by culturing cells under predetermined culture conditions is periodically imaged (time-lapse image) for observation over time.
図7は細胞観察に好適な撮像処理の内容を示すフローチャートである。ここでは生化学試料の準備および培養も含めた観察のための一連の処理について説明するが、撮像装置1が稼働することにより実現される「狭義の撮像処理」は、図7の各ステップのうちステップS103からS109までである。
FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the imaging process suitable for cell observation. Here, a series of processes for observation including preparation and culture of the biochemical sample will be described, but the “imaging process in a narrow sense” realized by operating the
まず、観察対象となる生化学試料が準備される。具体的には、上記した構造を有するウェルプレート11の各ウェルWに適宜の種類および量の培地Mが注入され、観察対象となる細胞が播種される(ステップS101)。そして、所定の培養条件で細胞が培養される(ステップS102)。例えば、温湿度および雰囲気が制御された図示しないインキュベータ内にウェルプレート11が所定時間保持されることにより、細胞が培養される。これにより撮像対象となる生化学試料(例えば複数の細胞により形成されるスフェロイド)が準備される。
First, a biochemical sample to be observed is prepared. Specifically, an appropriate type and amount of medium M is injected into each well W of the
ウェルプレート11が撮像装置1に搬入され、保持部10にセットされると(ステップS103)、CPU31が予め記憶された制御プログラムを実行し装置各部に以下に示す動作を行わせることで、撮像処理が実現される。具体的には、撮像時の条件に関するユーザからの設定入力が受け付けられる(ステップS104)。設定されるべき撮像条件は主として物体光学系23の焦点位置と、参照ミラー24の位置つまり参照光路長とである。その他に、例えば画像の解像度に関する設定入力がなされてもよい。これらの設定に応じて焦点調整機構41が物体光学系23を駆動して焦点位置を設定するとともに、ミラー駆動機構42が参照ミラー24の位置を設定する(ステップS105)。
When the
そして、撮像ユニット20がX方向に光走査しながら干渉光のスペクトル情報を取得し(ステップS106)、それに基づき信号処理部33が反射光強度分布を算出し(ステップS107)、被撮像物のうち光が走査された1つのXZ断面における断層画像を作成する。作成された断層画像は表示部352に表示され(ステップS108)、ユーザに提示される。
Then, the
ユーザは、表示される画像を見て撮像範囲や焦点位置等を調整することが可能である。ユーザが焦点位置や撮像範囲を変更したい場合には、入力デバイス351を介してその旨の設定入力を行うことができる。ユーザがこれらの撮像条件の変更を希望するときにはステップS104に戻り(ステップS109においてYES)、撮像条件が再設定される。
The user can adjust the imaging range, the focal position, and the like by looking at the displayed image. When the user wants to change the focal position or the imaging range, he / she can input the setting to that effect via the
このような撮像条件の調整を繰り返し変更が不要となれば(ステップS109においてNO)、引き続き最終的な撮像が行われる(ステップS110)。このときの撮像は、1つのXZ断面についての撮像であってもよく、また照明光の入射位置をY方向に異ならせた複数のXZ断面についての撮像であってもよい。撮像により得られた断層画像のデータは画像メモリ36に保存される。複数のXZ断面について撮像が行われた場合、それらの断層画像データから、3D復元部34は必要に応じて被撮像物の立体像を作成する。撮像により得られた各種データは適宜ユーザに提示され、ユーザによる観察作業に供される。
If it is not necessary to repeatedly change the adjustment of the imaging conditions (NO in step S109), the final imaging is continuously performed (step S110). The imaging at this time may be an imaging of one XZ cross section, or may be an imaging of a plurality of XZ cross sections in which the incident positions of the illumination light are different in the Y direction. The tomographic image data obtained by imaging is stored in the
引き続き細胞の培養が必要である場合(ステップS111においてYES)、ウェルプレート11が培養環境に戻されて培養が継続される。その後の必要なタイミングで再びウェルプレート11が取り出され、撮像に供される。培養継続の必要性がなくなれば(ステップS111においてNO)、全ての処理が終了する。
If cell culture is still required (YES in step S111), the
以上のように、上記の撮像処理では、撮像対象物である細胞等の生化学試料を液体とともに担持するウェルプレート11において、各ウェルWの底面部が次のような構成を有している。すなわち、ウェルWの底面部は、撮像に用いられる照明光に対して透明な基材111のうち液体と接する側の内側表面に減反射層112が設けられた構造となっている。
As described above, in the above imaging process, the bottom surface of each well W has the following configuration in the
減反射層112は、基材111の屈折率と液体の屈折率との中間的な屈折率を有している。このため、ウェルWの底面部(具体的には上部底面Wa)とウェルW内の液体との界面における光の反射率が、基材111と液体とが直接接する場合よりも低く抑えられている。これにより、上部底面Waでの反射光に起因する自己相関ノイズや小さな撮像対象物に対するマスキングを抑制して、画像品質の良好な断層画像を取得することができる。
The
以上説明したように、上記実施形態においては、ウェルプレート11が本発明の「試料容器」として機能している。また、ウェルプレート11を構成する上部プレート113が本発明の「プレート状部材」に相当している。
As described above, in the above embodiment, the
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、上記した各部材の材料はその一例を示したものであり、本発明の趣旨に適合する範囲において種々の材料を使用することが可能である。例えば、培地Mとして軟寒天のようなゲル状のものが用いられてもよく、このようなゲル状の物質も、本発明にいう「液体」に該当するものとする。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the material of each member described above shows an example thereof, and various materials can be used within a range suitable for the gist of the present invention. For example, a gel-like substance such as soft agar may be used as the medium M, and such a gel-like substance also falls under the “liquid” referred to in the present invention.
また、上記のウェルプレート11は、それぞれが液体を貯留可能な複数のウェルWを有するものであるが、本発明の「試料容器」はこのような形態のものに限定されない。例えば、液体を貯留する貯留空間を1つだけ有する「ディッシュ」や「シャーレ」等と称される試料容器においても、その内側表面に減反射層を設けることにより、上記と同様の効果を得ることが可能である。また貯留空間の開口形状も円形に限定されず任意である。
Further, although each of the
また、上記実施形態のウェルプレート11においては、底面部の内側表面(上部底面Wa)のみに減反射層112が設けられている。これに加えて、下部底面Wbにも減反射層が設けられてもよい。この場合には、光学素子における減反射コーティングとして既に実施されているように、基材111の屈折率と空気の屈折率との中間的な屈折率を有する単一のまたは複数種の材料により減反射層が構成されればよい。
Further, in the
以上、具体的な実施形態を例示して説明してきたように、本発明に係る試料容器において、減反射層は、例えば基材の屈折率と液体の屈折率との中間的な屈折率を有する透明材料により基材の内側表面を覆って形成された薄膜であってもよい。このような薄膜で基材の内側表面を覆うことで、基材の内側表面と液体との界面における反射率を低下させることが可能である。 As described above by exemplifying a specific embodiment, in the sample container according to the present invention, the antireflection layer has, for example, an intermediate refractive index between the refractive index of the base material and the refractive index of the liquid. It may be a thin film formed by covering the inner surface of the base material with a transparent material. By covering the inner surface of the base material with such a thin film, it is possible to reduce the reflectance at the interface between the inner surface of the base material and the liquid.
この場合、減反射層は、例えば材料の異なる複数の薄膜が積層された構造を有するものであってもよい。単一の薄膜による減反射層は、反射率の低下効果および有効な波長域において薄膜材料の特性により制約を受けるが、複数種の薄膜を積層することで、より広い波長域で高い反射率低下効果を得ることが可能となる。 In this case, the antireflection layer may have, for example, a structure in which a plurality of thin films made of different materials are laminated. The reduced reflectance layer of a single thin film is constrained by the effect of reducing reflectance and the characteristics of the thin film material in the effective wavelength range, but by stacking multiple types of thin films, high reflectance is reduced in a wider wavelength range. It is possible to obtain the effect.
また例えば、減反射層は、多孔質の微細構造により実効的な屈折率を材料固有の屈折率よりも低下させた層、あるいは、表面の凹凸構造により実効的な屈折率を材料固有の屈折率よりも低下させた層であってもよい。このような微細構造とすることにより、減反射層を構成する材料固有の屈折率と、微細構造の間隙を充填する液体の屈折率との間の中間的な屈折率を有する層を実現することができる。このような層も減反射層として有効に機能する。 Further, for example, the antireflection layer is a layer in which the effective refractive index is lowered from the material-specific refractive index due to the porous fine structure, or the effective refractive index is set to the material-specific refractive index due to the uneven structure of the surface. It may be a lower layer than. By adopting such a fine structure, it is possible to realize a layer having an intermediate refractive index between the refractive index peculiar to the material constituting the antireflection layer and the refractive index of the liquid that fills the gap of the fine structure. Can be done. Such a layer also functions effectively as a reduced reflection layer.
これらの場合において、減反射層は、基材の内側表面の表面加工により形成されたものであってもよい。減反射層は基材とは異なる材料により形成されてもよく、また基材と同一材料により形成されてもよい。基材の表面構造により屈折率を調整する構成においては、基材の表面を加工することで、単一材料により試料容器の底面部を構成することが可能になる。 In these cases, the antireflection layer may be formed by surface processing of the inner surface of the base material. The antireflection layer may be formed of a material different from that of the base material, or may be formed of the same material as the base material. In the configuration in which the refractive index is adjusted by the surface structure of the base material, the bottom surface of the sample container can be formed of a single material by processing the surface of the base material.
また、減反射層の屈折率は、基材の屈折率と水の屈折率との中間的な値であってもよい。液体の屈折率はその組成により様々であり、本来的には使用される液体に応じて減反射層の屈折率が最適化されることが望ましい。しかしながら、例えば細胞のような生化学試料を撮像対象とするものでは、液体の主成分は水であり、その屈折率は水と大きく変わらない。そこで、液体の屈折率として近似的に水の屈折率を適用することができる。 Further, the refractive index of the antireflection layer may be an intermediate value between the refractive index of the base material and the refractive index of water. The refractive index of the liquid varies depending on its composition, and it is desirable that the refractive index of the antireflection layer is optimized according to the liquid originally used. However, in a biochemical sample such as a cell to be imaged, the main component of the liquid is water, and its refractive index is not significantly different from that of water. Therefore, the refractive index of water can be approximately applied as the refractive index of liquid.
また、本発明に係る試料容器は、複数の貫通孔が設けられたプレート状部材を備え、シート状の基材により貫通孔の一端が塞がれた構造であってもよい。このような構成によれば、各貫通孔の内壁面と基材とで囲まれた空間を貯留空間として機能させることができる。 Further, the sample container according to the present invention may have a structure in which a plate-shaped member provided with a plurality of through holes is provided and one end of the through holes is closed by a sheet-like base material. According to such a configuration, the space surrounded by the inner wall surface of each through hole and the base material can function as a storage space.
この発明は、細胞等の生化学試料を担持するための試料容器全般に適用することができる。特に生化学試料をOCT撮像する目的において好適なものである。したがって、容器中で培養された細胞や細胞集塊を撮像する医学・生化学・創薬の分野において好適に適用することができる。 The present invention can be applied to all sample containers for supporting biochemical samples such as cells. It is particularly suitable for the purpose of OCT imaging a biochemical sample. Therefore, it can be suitably applied in the fields of medicine, biochemistry, and drug discovery for imaging cells and cell agglomerates cultured in a container.
1 撮像装置
11 ウェルプレート(試料容器)
20 撮像ユニット
111 基材
112,112a,112b、112c 減反射層
113 貫通孔
114 上部プレート(プレート状部材)
115 下面シート(基材、減反射層)
Sp スフェロイド(生化学試料)
W ウェル
Wa 上部底面
Wb 下部底面
1
20
115 Bottom sheet (base material, anti-reflection layer)
Sp spheroid (biochemical sample)
W well Wa upper bottom Wb lower bottom
Claims (9)
光透過性を有する基材と、
前記基材の表面のうち前記貯留空間に臨む内側表面に設けられ、前記基材の屈折率と前記液体の屈折率との中間的な屈折率を有する減反射層と
を有し、
前記試料容器は、複数の貫通孔が配置されたプレート状部材の一端面に、前記基材と前記減反射層とを有するシート部材が密着して前記貫通孔の一端を塞ぐことで、前記貯留空間を形成したものである試料容器。 A sample container having a storage space capable of storing a liquid containing a biochemical sample to be imaged, and a bottom surface portion forming the bottom surface of the storage space is
With a light-transmitting base material,
It has a reduced-reflection layer provided on the inner surface of the surface of the base material facing the storage space and having a refractive index intermediate between the refractive index of the base material and the refractive index of the liquid.
The sample container, the end surfaces of the plurality of through holes are arranged plate-like member, by closing one end of the through-hole in close contact sheet member having said antireflection layer and the substrate, wherein the reservoir A sample container that forms a space.
前記干渉光の受光光量に基づいて前記生化学試料の断層画像を作成する工程と
を備える撮像方法。 Illumination light is incident on the biochemical sample to be imaged, which is stored together with the liquid in the storage space of the sample container according to any one of claims 1 to 8, through the bottom surface portion, and the biochemical sample is subjected to. The step of receiving the interference light generated by the interference between the reflected light reflected by the light and the reference light and the reflected light emitted through the bottom surface portion.
An imaging method including a step of creating a tomographic image of the biochemical sample based on the amount of received light of the interference light.
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