JPH05219937A - 生物試料観察システムおよび方法 - Google Patents
生物試料観察システムおよび方法Info
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- JPH05219937A JPH05219937A JP4057234A JP5723492A JPH05219937A JP H05219937 A JPH05219937 A JP H05219937A JP 4057234 A JP4057234 A JP 4057234A JP 5723492 A JP5723492 A JP 5723492A JP H05219937 A JPH05219937 A JP H05219937A
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/0332—Cuvette constructions with temperature control
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子や光源からの発熱による生物試
料の温度上昇を抑え、試料の長時間で連続的な観察が可
能な、生物学的試料を観察するためのシステムおよび方
法を提供する。 【構成】 固体撮像素子２を駆動する駆動部６と試料像
を記録，表示する記録表示部７の動作を制御する制御部
８が設けられており、試料１の連続観察中に断続的に固
体撮像素子２の駆動を止めることができる。そのため、
固体撮像素子２からの熱の発生が抑えられ、試料１の温
度上昇が起こらなくなるので、長期間の連続観察が可能
になる。
料の温度上昇を抑え、試料の長時間で連続的な観察が可
能な、生物学的試料を観察するためのシステムおよび方
法を提供する。 【構成】 固体撮像素子２を駆動する駆動部６と試料像
を記録，表示する記録表示部７の動作を制御する制御部
８が設けられており、試料１の連続観察中に断続的に固
体撮像素子２の駆動を止めることができる。そのため、
固体撮像素子２からの熱の発生が抑えられ、試料１の温
度上昇が起こらなくなるので、長期間の連続観察が可能
になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生物学的試料を観察する
ための方法、およびそのシステムに関する。
ための方法、およびそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】培養細胞や菌体などの生物学的試料の成
長，増殖といった変化を経時的に観察することは、一定
時間後の観察に比べてより多くの知見が得られるため、
医学，薬学，農学，生物学的観点から見て有益である。
このような微細な生物学的試料の経時的観察を行うため
には、生物顕微鏡にビデオカメラ等の記録手段を取り付
け、かつ顕微鏡の試料台に、試料の温度，湿度、二酸化
炭素濃度などを一定に保つための保温装置，加湿装置，
炭酸ガス導入装置等を取り付ける必要がある。この顕微
鏡をベースにした生物試料観察システムは、通常の細胞
培養を行うインキュベータに比べて、温度等の条件が変
動し易く、インキュベータの条件と同一の条件を試料台
上に再現することが困難である。
長，増殖といった変化を経時的に観察することは、一定
時間後の観察に比べてより多くの知見が得られるため、
医学，薬学，農学，生物学的観点から見て有益である。
このような微細な生物学的試料の経時的観察を行うため
には、生物顕微鏡にビデオカメラ等の記録手段を取り付
け、かつ顕微鏡の試料台に、試料の温度，湿度、二酸化
炭素濃度などを一定に保つための保温装置，加湿装置，
炭酸ガス導入装置等を取り付ける必要がある。この顕微
鏡をベースにした生物試料観察システムは、通常の細胞
培養を行うインキュベータに比べて、温度等の条件が変
動し易く、インキュベータの条件と同一の条件を試料台
上に再現することが困難である。
【０００３】このような短所を克服するため、本発明は
固体撮像素子を利用した生物試料観察システムを提案し
ている（特願平３−１０６４７１号明細書参照）。従来
例であるシステムの構成図を図９に示す。試料１は、そ
の観察したい部分が固体撮像素子２の受光面のすぐ上
に、光学系を備えることなく位置するような保持具３に
よって保持されている。試料の上部にはフィルタ４と光
源５が設けられており、光源５からの光がフィルタ４を
通って固体撮像素子２の受光面に当てられる。また、固
体撮像素子２は駆動部６によって駆動されており、この
素子からの画像情報は駆動部６を通して記録表示部７に
送られて試料像が表示，記録される。このシステムの駆
動部６と記録表示部７を除いた部分は寸法が小さく、加
温，高湿の条件に耐えるので、温度，湿度，二酸化炭素
などのガス濃度を一定に制御できるインキュベータ内に
置くことができる。そのため、優れた温度，湿度，ガス
濃度の制御下で経時的な生物学的試料の観察が可能であ
る。
固体撮像素子を利用した生物試料観察システムを提案し
ている（特願平３−１０６４７１号明細書参照）。従来
例であるシステムの構成図を図９に示す。試料１は、そ
の観察したい部分が固体撮像素子２の受光面のすぐ上
に、光学系を備えることなく位置するような保持具３に
よって保持されている。試料の上部にはフィルタ４と光
源５が設けられており、光源５からの光がフィルタ４を
通って固体撮像素子２の受光面に当てられる。また、固
体撮像素子２は駆動部６によって駆動されており、この
素子からの画像情報は駆動部６を通して記録表示部７に
送られて試料像が表示，記録される。このシステムの駆
動部６と記録表示部７を除いた部分は寸法が小さく、加
温，高湿の条件に耐えるので、温度，湿度，二酸化炭素
などのガス濃度を一定に制御できるインキュベータ内に
置くことができる。そのため、優れた温度，湿度，ガス
濃度の制御下で経時的な生物学的試料の観察が可能であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の生物試料観察シ
ステムは、試料を観察している間は常に固体撮像素子や
光源を駆動している。このシステムで観察を長時間続け
ようとする場合、固体撮像素子や光源からの発熱のため
の試料の温度が徐々に上昇する。この温度上昇は、試料
である細胞の成育や菌体の増殖などに悪影響を及ぼす。
つまり、このシステムを用いて試料をありのままの状態
で長時間連続的に観察することは困難であった。
ステムは、試料を観察している間は常に固体撮像素子や
光源を駆動している。このシステムで観察を長時間続け
ようとする場合、固体撮像素子や光源からの発熱のため
の試料の温度が徐々に上昇する。この温度上昇は、試料
である細胞の成育や菌体の増殖などに悪影響を及ぼす。
つまり、このシステムを用いて試料をありのままの状態
で長時間連続的に観察することは困難であった。
【０００５】本発明の目的は、固体撮像素子や光源から
の発熱の影響を軽減し、生物学的試料の長期間の連続的
観察を可能にする方法、およびシステムを提供すること
にある。
の発熱の影響を軽減し、生物学的試料の長期間の連続的
観察を可能にする方法、およびシステムを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明の生物試料観
察システムは、固体撮像素子と、この固体撮像素子の受
光部の上部に光学系を備えることなく直接観察対象試料
を保持するための保持部と、前記固体撮像素子の受光部
に光を照射する光源と、前記固体撮像素子を駆動する駆
動部と、前記固体撮像素子からの出力を記録，表示する
記録表示部と、前記駆動部と前記記録表示部の動作を周
期的に制御する制御部とからなることを特徴とする。
察システムは、固体撮像素子と、この固体撮像素子の受
光部の上部に光学系を備えることなく直接観察対象試料
を保持するための保持部と、前記固体撮像素子の受光部
に光を照射する光源と、前記固体撮像素子を駆動する駆
動部と、前記固体撮像素子からの出力を記録，表示する
記録表示部と、前記駆動部と前記記録表示部の動作を周
期的に制御する制御部とからなることを特徴とする。
【０００７】第２の発明の生物試料観察システムは、固
体撮像素子と、この固体撮像素子の受光部の上部に光学
系を備えることなく直接観察対象試料を保持するための
保持部と、前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光
源と、前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、前記固体
撮像素子からの出力を記録，表示する記録表示部と、前
記光源と前記駆動部と前記記録表示部の動作を周期的に
制御する制御部とからなることを特徴とする。
体撮像素子と、この固体撮像素子の受光部の上部に光学
系を備えることなく直接観察対象試料を保持するための
保持部と、前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光
源と、前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、前記固体
撮像素子からの出力を記録，表示する記録表示部と、前
記光源と前記駆動部と前記記録表示部の動作を周期的に
制御する制御部とからなることを特徴とする。
【０００８】第３の発明の生物試料観察システムは、固
体撮像素子と、この固体撮像素子の上部に光学系を備え
ることなく直接観察対象試料を保持するための保持部
と、前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光源と、
前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、前記固体撮像素
子からの出力を記録，表示する記録表示部と、試料ある
いは固体撮像素子表面の温度を測定する温度測定部と、
前記駆動部と前記記録表示部の動作を前記温度測定部の
出力により制御する制御部とからなることを特徴とす
る。
体撮像素子と、この固体撮像素子の上部に光学系を備え
ることなく直接観察対象試料を保持するための保持部
と、前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光源と、
前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、前記固体撮像素
子からの出力を記録，表示する記録表示部と、試料ある
いは固体撮像素子表面の温度を測定する温度測定部と、
前記駆動部と前記記録表示部の動作を前記温度測定部の
出力により制御する制御部とからなることを特徴とす
る。
【０００９】第４の発明は、固体撮像素子の受光部の上
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、前記固体撮像素子を駆動させ、
これと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子からの出
力を記録を開始し、一定時間経過後記録を停止し、これ
と同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の駆動を止
め、一定時間経過させるステップを繰り返すことを特徴
とする。
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、前記固体撮像素子を駆動させ、
これと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子からの出
力を記録を開始し、一定時間経過後記録を停止し、これ
と同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の駆動を止
め、一定時間経過させるステップを繰り返すことを特徴
とする。
【００１０】第５の発明は、固体撮像素子の受光部の上
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、前記固体撮像素子を駆動させ、
これと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の受光部
に光を照射し、これと同時あるいは一定時間後に固体撮
像素子からの出力を記録を開始し、一定時間経過後記録
を停止し、それと同時あるいは一定時間後に固体撮像素
子の駆動および光照射を止め、一定時間経過させるステ
ップを繰り返すことを特徴とする。
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、前記固体撮像素子を駆動させ、
これと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の受光部
に光を照射し、これと同時あるいは一定時間後に固体撮
像素子からの出力を記録を開始し、一定時間経過後記録
を停止し、それと同時あるいは一定時間後に固体撮像素
子の駆動および光照射を止め、一定時間経過させるステ
ップを繰り返すことを特徴とする。
【００１１】第６の発明は、固体撮像素子の受光部の上
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、試料あるいは固体撮像素子表面
が一定の温度以下の場合に固体撮像素子を駆動させ、こ
れと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子からの出力
を記録を開始し、一定時間経過後記録を停止し、それと
同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の駆動を止める
ステップを繰り返すことを特徴とする。
部に光学系を備えることなく直接観察対象試料を保持
し、固体撮像素子からの出力によって試料像を得る生物
試料観察方法において、試料あるいは固体撮像素子表面
が一定の温度以下の場合に固体撮像素子を駆動させ、こ
れと同時あるいは一定時間後に固体撮像素子からの出力
を記録を開始し、一定時間経過後記録を停止し、それと
同時あるいは一定時間後に固体撮像素子の駆動を止める
ステップを繰り返すことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明においては、固体撮像素子の駆動を制御
する制御部が設けられており、連続観察中に断続的に固
体撮像素子の駆動を止めることができる。固体撮像素子
を、これから発生する熱が試料に蓄えられない程度の一
定の時間間隔をおいて周期的に動作させると、固体撮像
素子からの熱の発生が抑えられ、生物試料への熱の影響
を軽減した状態で長期間の連続観察が可能になる。光源
についても、固体撮像素子の駆動に同期させて断続的に
動作させることによって、、光源を原因とする熱発生を
抑えられ、試料への熱の影響を軽減した状態で長期間の
連続観察が可能になる。また、固体撮像素子から発生す
る熱を測定する温度測定部を設け、これからの出力を固
体撮像素子の駆動のタイミングにフィードバックさせる
と、試料温度の上昇は確実に抑えられ、試料に影響を与
えずに長期間の連続観察ができる。さらに、固体撮像素
子が動作していないときには観察画像を記録，表示する
必要がないので、記録表示部を固体撮像素子の動作のタ
イミングに合わせて駆動させることによって、より良好
な観察画像を得ることができる。
する制御部が設けられており、連続観察中に断続的に固
体撮像素子の駆動を止めることができる。固体撮像素子
を、これから発生する熱が試料に蓄えられない程度の一
定の時間間隔をおいて周期的に動作させると、固体撮像
素子からの熱の発生が抑えられ、生物試料への熱の影響
を軽減した状態で長期間の連続観察が可能になる。光源
についても、固体撮像素子の駆動に同期させて断続的に
動作させることによって、、光源を原因とする熱発生を
抑えられ、試料への熱の影響を軽減した状態で長期間の
連続観察が可能になる。また、固体撮像素子から発生す
る熱を測定する温度測定部を設け、これからの出力を固
体撮像素子の駆動のタイミングにフィードバックさせる
と、試料温度の上昇は確実に抑えられ、試料に影響を与
えずに長期間の連続観察ができる。さらに、固体撮像素
子が動作していないときには観察画像を記録，表示する
必要がないので、記録表示部を固体撮像素子の動作のタ
イミングに合わせて駆動させることによって、より良好
な観察画像を得ることができる。
【００１３】
（実施例１）図１は、第１の発明の生物試料観察システ
ムを示す構成図である。図９に示した従来のシステムの
構成に加えて、駆動部６と記録表示部７の動作を制御す
る制御部８が設けられている。これによって、試料１の
連続観察中に断続的に固体撮像素子２の駆動を止めるこ
とができるため、主要な熱発生源である固体撮像素子２
からの熱の発生が抑えられ、長期間の連続測定が可能に
なる。このシステムでは、光源５は常に点灯しており、
このことが、試料の温度上昇を引き起こす可能性がある
が、光源５と試料１との距離が十分離れている場合、光
源５として発光ダイオードなど発熱が少ないものを用い
た場合、フィルタ４として赤外線を通さないものを選ん
だ場合、試料１が光源からの発熱により顕著な温度上昇
を示すほど長期間の観察を行わない場合など、光源の熱
が試料１に影響を与えない条件においては、より構造が
簡単なこのシステムが、寸法や保守などの点で優れてい
る。
ムを示す構成図である。図９に示した従来のシステムの
構成に加えて、駆動部６と記録表示部７の動作を制御す
る制御部８が設けられている。これによって、試料１の
連続観察中に断続的に固体撮像素子２の駆動を止めるこ
とができるため、主要な熱発生源である固体撮像素子２
からの熱の発生が抑えられ、長期間の連続測定が可能に
なる。このシステムでは、光源５は常に点灯しており、
このことが、試料の温度上昇を引き起こす可能性がある
が、光源５と試料１との距離が十分離れている場合、光
源５として発光ダイオードなど発熱が少ないものを用い
た場合、フィルタ４として赤外線を通さないものを選ん
だ場合、試料１が光源からの発熱により顕著な温度上昇
を示すほど長期間の観察を行わない場合など、光源の熱
が試料１に影響を与えない条件においては、より構造が
簡単なこのシステムが、寸法や保守などの点で優れてい
る。
【００１４】（実施例２）図２は、第２の発明の生物試
料観察システムを示す構成図である。図９に示した従来
のシステムとの構成に加えて、駆動部６と記録表示部７
と光源５の動作を制御する制御部８が設けられている。
このシステムでは、試料の連続観察中に固体撮像素子２
と光源５を断続的に動作させることができるので、両方
からの熱の発生を抑えることができ、試料に熱的な影響
を与えることなくさらに長期間の連続測定ができる。
料観察システムを示す構成図である。図９に示した従来
のシステムとの構成に加えて、駆動部６と記録表示部７
と光源５の動作を制御する制御部８が設けられている。
このシステムでは、試料の連続観察中に固体撮像素子２
と光源５を断続的に動作させることができるので、両方
からの熱の発生を抑えることができ、試料に熱的な影響
を与えることなくさらに長期間の連続測定ができる。
【００１５】（実施例３）図３は、第３の発明の生物試
料観察システムを示す構成図である。このシステムは、
図９に示した従来のシステムの構成に加えて、試料ある
いは素子表面の温度を測定する温度測定部９を備え、こ
の温度測定部９の出力によって駆動部６と記録表示部７
の動作を制御する制御部８が設けられている。このシス
テムは、温度測定部９からの出力を参照しながら、試料
１の連続観察中に固体撮像素子２を断続的に作動させる
ことができるフィードバック系であるため、試料の温度
上昇は確実に防止できる。そのため、試料に熱的影響を
与えず長期間の連続観察が行える。温度測定部９は試料
自身の温度が測定できるよう、温度プローブを試料中に
置くことが望ましいが、それが困難な場合は固体撮像素
子２の表面温度を測定して試料１の温度上昇を推定すれ
ば良い。
料観察システムを示す構成図である。このシステムは、
図９に示した従来のシステムの構成に加えて、試料ある
いは素子表面の温度を測定する温度測定部９を備え、こ
の温度測定部９の出力によって駆動部６と記録表示部７
の動作を制御する制御部８が設けられている。このシス
テムは、温度測定部９からの出力を参照しながら、試料
１の連続観察中に固体撮像素子２を断続的に作動させる
ことができるフィードバック系であるため、試料の温度
上昇は確実に防止できる。そのため、試料に熱的影響を
与えず長期間の連続観察が行える。温度測定部９は試料
自身の温度が測定できるよう、温度プローブを試料中に
置くことが望ましいが、それが困難な場合は固体撮像素
子２の表面温度を測定して試料１の温度上昇を推定すれ
ば良い。
【００１６】（実施例４）図４は、第４の発明の生物試
料観察方法を示す流れ図である。観察は、固体撮像素子
の動作開始、時間ｔ１経過後に観察画像の記録開始、時
間ｔ３経過後に記録停止、時間ｔ４経過後に素子の動作
停止、時間ｔ６経過後に再び素子の動作開始、というス
テップを繰り返すことによって行われる。ｔ１は、固体
撮像素子に通電してから画像を表示するまでの待ち時間
である。ｔ１の値は、固体撮像素子の種類や素子の駆動
回路にもよるが、１〜１０秒程度の値が適当である。ｔ
３は、一周期で画像を記録する時間であり、この値は任
意に取ることができる。ただし、素子からの発熱の影響
を小さくするためにはｔ３の値は小さい方が望ましい。
ｔ４は、記録を止めてから固体撮像素子の動作を止める
までの時間である。この値は０、すなわち記録の停止と
固体撮像素子の動作の停止を同時に行ってもよく、また
各周期の記録画像の繋ぎ目をなめらかにするために数秒
の値をとっても良い。ｔ６は、固体撮像素子が動作を止
めている時間である。時間ｔ１＋ｔ３＋ｔ４の間、固体
撮像素子は動作しているため、熱を発生する。ｔ６の値
は、この間に発生した熱が十分拡散し、試料に蓄積しな
い程度に長くなければならず、６０秒以上の値が適当で
ある。
料観察方法を示す流れ図である。観察は、固体撮像素子
の動作開始、時間ｔ１経過後に観察画像の記録開始、時
間ｔ３経過後に記録停止、時間ｔ４経過後に素子の動作
停止、時間ｔ６経過後に再び素子の動作開始、というス
テップを繰り返すことによって行われる。ｔ１は、固体
撮像素子に通電してから画像を表示するまでの待ち時間
である。ｔ１の値は、固体撮像素子の種類や素子の駆動
回路にもよるが、１〜１０秒程度の値が適当である。ｔ
３は、一周期で画像を記録する時間であり、この値は任
意に取ることができる。ただし、素子からの発熱の影響
を小さくするためにはｔ３の値は小さい方が望ましい。
ｔ４は、記録を止めてから固体撮像素子の動作を止める
までの時間である。この値は０、すなわち記録の停止と
固体撮像素子の動作の停止を同時に行ってもよく、また
各周期の記録画像の繋ぎ目をなめらかにするために数秒
の値をとっても良い。ｔ６は、固体撮像素子が動作を止
めている時間である。時間ｔ１＋ｔ３＋ｔ４の間、固体
撮像素子は動作しているため、熱を発生する。ｔ６の値
は、この間に発生した熱が十分拡散し、試料に蓄積しな
い程度に長くなければならず、６０秒以上の値が適当で
ある。
【００１７】（実施例５）図５は、第５の発明の生物試
料観察方法を示す流れ図である。観察は、固体撮像素子
の動作開始、時間ｔ１経過後に光源の点灯、時間ｔ２経
過後に観察画像の記録開始、時間ｔ３経過後に記録停
止、時間ｔ４経過後に光源の消灯、時間ｔ５経過後に素
子の動作停止、時間ｔ６経過後に再び素子の動作開始、
というステップを繰り返すことによって行われる。ｔ２
は、光源に通電してから照射光量が安定するまでの待ち
時間である。この値は、光源からの発熱が試料の昇温を
引き起こさないようになるべく小さい方が望ましい。発
光ダイオードのように通電後すぐに安定した光を発生す
るものを光源として使用した場合、ｔ２は０で良い。し
かし、電球のように、通電後一定光量に達するのにしば
らく時間がかかるものについては、数秒程度の値とす
る。ｔ５は、光源を消灯してから固体撮像素子の動作を
止めるまでの時間であり、光が照射していない状態で観
察するような特別な目的がない限り０で良い。ｔ１，ｔ
３，ｔ４，ｔ６は、図４の観察方法で示した条件と同様
である。
料観察方法を示す流れ図である。観察は、固体撮像素子
の動作開始、時間ｔ１経過後に光源の点灯、時間ｔ２経
過後に観察画像の記録開始、時間ｔ３経過後に記録停
止、時間ｔ４経過後に光源の消灯、時間ｔ５経過後に素
子の動作停止、時間ｔ６経過後に再び素子の動作開始、
というステップを繰り返すことによって行われる。ｔ２
は、光源に通電してから照射光量が安定するまでの待ち
時間である。この値は、光源からの発熱が試料の昇温を
引き起こさないようになるべく小さい方が望ましい。発
光ダイオードのように通電後すぐに安定した光を発生す
るものを光源として使用した場合、ｔ２は０で良い。し
かし、電球のように、通電後一定光量に達するのにしば
らく時間がかかるものについては、数秒程度の値とす
る。ｔ５は、光源を消灯してから固体撮像素子の動作を
止めるまでの時間であり、光が照射していない状態で観
察するような特別な目的がない限り０で良い。ｔ１，ｔ
３，ｔ４，ｔ６は、図４の観察方法で示した条件と同様
である。
【００１８】図４の観察方法においては時間ｔ１＋ｔ３
＋ｔ４＋ｔ６経過の後に時間ｔ３だけ画像が記録され、
図５の観察方法においては時間ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４
＋ｔ５＋ｔ６経過の後に時間ｔ３だけ画像が記録され
る。このように、上記二例の観察方法はある周期ごとに
必ず一定時間の観察画像が記録されるので、生物試料の
連続観察という点で優れた方法である。
＋ｔ４＋ｔ６経過の後に時間ｔ３だけ画像が記録され、
図５の観察方法においては時間ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４
＋ｔ５＋ｔ６経過の後に時間ｔ３だけ画像が記録され
る。このように、上記二例の観察方法はある周期ごとに
必ず一定時間の観察画像が記録されるので、生物試料の
連続観察という点で優れた方法である。
【００１９】（実施例６）図６は、第６の発明の生物試
料観察方法を示す流れ図である。観察は、試料あるいは
固体撮像素子表面が一定の温度Ｔ以下の場合に固体撮像
素子の動作開始、時間ｔ１経過後に観察画像の記録開
始、時間ｔ３経過後に記録停止、時間ｔ４経過後に素子
の動作停止、というステップを繰り返すことによって行
われる。温度Ｔの値は、試料が熱的影響を受けないよう
な温度に定めておく。インキュベータによって試料温度
を一定に保った状態で観察する場合は、Ｔはインキュベ
ータの設定温度か、それより１℃ほど高い値に設定す
る。測定前に試料あるいは固体撮像素子の温度を予め測
定しておき、その値をＴの値として用いることもでき
る。また、ｔ１，ｔ３，ｔ４は、図４の観察方法に示し
た条件と同様である。この観察方法は、観察画像を記録
する時間間隔が必ずしも一定になるとは限らないが、試
料の温度は確実に設定温度付近に保たれるので、試料へ
の熱的影響を与えず長期間の連続観察を行うことができ
る。
料観察方法を示す流れ図である。観察は、試料あるいは
固体撮像素子表面が一定の温度Ｔ以下の場合に固体撮像
素子の動作開始、時間ｔ１経過後に観察画像の記録開
始、時間ｔ３経過後に記録停止、時間ｔ４経過後に素子
の動作停止、というステップを繰り返すことによって行
われる。温度Ｔの値は、試料が熱的影響を受けないよう
な温度に定めておく。インキュベータによって試料温度
を一定に保った状態で観察する場合は、Ｔはインキュベ
ータの設定温度か、それより１℃ほど高い値に設定す
る。測定前に試料あるいは固体撮像素子の温度を予め測
定しておき、その値をＴの値として用いることもでき
る。また、ｔ１，ｔ３，ｔ４は、図４の観察方法に示し
た条件と同様である。この観察方法は、観察画像を記録
する時間間隔が必ずしも一定になるとは限らないが、試
料の温度は確実に設定温度付近に保たれるので、試料へ
の熱的影響を与えず長期間の連続観察を行うことができ
る。
【００２０】（実施例７）第１の発明の生物試料観察シ
ステムの具体例を示す。固体撮像素子２を備えた試料観
察部分と素子の駆動部６は、日本電気（株）製ＴＩ−２
３Ａ、ＣＣＤモノクロカメラを基に作製した。光源５に
はスタンレー電気（株）製の橙色発光ダイオードを、記
録表示部７にはタイムラプスビデオ装置を介したビデオ
ディスプレイを使用した。制御部８はパソコンでコント
ロールされており、サーミスタの出力を参照しながら駆
動部とビデオ装置の制御端子をオンオフする。
ステムの具体例を示す。固体撮像素子２を備えた試料観
察部分と素子の駆動部６は、日本電気（株）製ＴＩ−２
３Ａ、ＣＣＤモノクロカメラを基に作製した。光源５に
はスタンレー電気（株）製の橙色発光ダイオードを、記
録表示部７にはタイムラプスビデオ装置を介したビデオ
ディスプレイを使用した。制御部８はパソコンでコント
ロールされており、サーミスタの出力を参照しながら駆
動部とビデオ装置の制御端子をオンオフする。
【００２１】このシステムの試料観察部分を３７℃のイ
ンキュベータに設置し、第４の発明の生物試料観察方法
によって大腸菌の増殖を観察した。試料は肉エキス寒天
培地を入れたプラスチックシャーレの上に大腸菌を画線
したものを用いた。ここで、ｔ１は５秒、ｔ２は５秒、
ｔ３は１秒、ｔ４は１０９秒とした。図７は、試料観察
中の固体撮像素子表面温度の経時変化である。図中ａは
この生物試料観察方法による素子表面、ｂは素子を駆動
し続けたときの素子表面温度である。この生物試料観察
方法を用いると、素子表面温度の上昇が抑えられている
ことがわかる。図８は、得られた大腸菌の画像である。
図８（ａ）は観察開始直後、図８（ｂ）は観察開始１２
時間後の画像である。このように、大腸菌の増殖の様子
がはっきり観察された。
ンキュベータに設置し、第４の発明の生物試料観察方法
によって大腸菌の増殖を観察した。試料は肉エキス寒天
培地を入れたプラスチックシャーレの上に大腸菌を画線
したものを用いた。ここで、ｔ１は５秒、ｔ２は５秒、
ｔ３は１秒、ｔ４は１０９秒とした。図７は、試料観察
中の固体撮像素子表面温度の経時変化である。図中ａは
この生物試料観察方法による素子表面、ｂは素子を駆動
し続けたときの素子表面温度である。この生物試料観察
方法を用いると、素子表面温度の上昇が抑えられている
ことがわかる。図８は、得られた大腸菌の画像である。
図８（ａ）は観察開始直後、図８（ｂ）は観察開始１２
時間後の画像である。このように、大腸菌の増殖の様子
がはっきり観察された。
【００２２】
【発明の効果】本発明の生物試料観察システムおよび生
物試料観察方法を用いれば、固体撮像素子や光源からの
発熱による、生物試料の温度上昇を抑えることができ
る。このことによって、細胞の生育や菌体の増殖などに
影響を与えることなく、ありのままの状態で長時間、連
続的に観察することが可能となり、非常に有用な観察手
段とすることができる。
物試料観察方法を用いれば、固体撮像素子や光源からの
発熱による、生物試料の温度上昇を抑えることができ
る。このことによって、細胞の生育や菌体の増殖などに
影響を与えることなく、ありのままの状態で長時間、連
続的に観察することが可能となり、非常に有用な観察手
段とすることができる。
【図１】第１の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図２】第２の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図３】第３の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図４】第４の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図５】第５の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図６】第６の発明の生物試料観察システムを示す構成
図である。
図である。
【図７】第１の発明の生物試料観察システムを用い、第
４の発明の生物試料観察方法による、固体撮像素子表面
温度の経時変化である。
４の発明の生物試料観察方法による、固体撮像素子表面
温度の経時変化である。
【図８】第１の発明の生物試料観察システムを用い、第
２の発明の生物試料観察方法によって得られた大腸菌を
示す写真である。
２の発明の生物試料観察方法によって得られた大腸菌を
示す写真である。
【図９】従来の生物試料観察システムを示す構成図であ
る。
る。
１ 試料 ２ 固体撮像素子 ３ 保持具 ４ フィルタ ５ 光源 ６ 駆動部 ７ 記録表示部 ８ 制御部 ９ 温度測定部
Claims (6)
- 【請求項１】固体撮像素子と、 この固体撮像素子の受光部の上部に光学系を備えること
なく直接観察対象試料を保持するための保持部と、 前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光源と、 前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、 前記固体撮像素子からの出力を記録，表示する記録表示
部と、 前記駆動部と前記記録表示部の動作を周期的に制御する
制御部とからなる生物試料観察システム。 - 【請求項２】固体撮像素子と、 この固体撮像素子の受光部の上部に光学系を備えること
なく直接観察対象試料を保持するための保持部と、 前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光源と、 前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、 前記固体撮像素子からの出力を記録，表示する記録表示
部と、 前記光源と前記駆動部と前記記録表示部の動作を周期的
に制御する制御部とからなる生物試料観察システム。 - 【請求項３】固体撮像素子と、 この固体撮像素子の上部に光学系を備えることなく直接
観察対象試料を保持するための保持部と、 前記固体撮像素子の受光部に光を照射する光源と、 前記固体撮像素子を駆動する駆動部と、 前記固体撮像素子からの出力を記録，表示する記録表示
部と、 試料あるいは固体撮像素子表面の温度を測定する温度測
定部と、 前記駆動部と前記記録表示部の動作を前記温度測定部の
出力により制御する制御部とからなる生物試料観察シス
テム。 - 【請求項４】固体撮像素子の受光部の上部に光学系を備
えることなく直接観察対象試料を保持し、固体撮像素子
からの出力によって試料像を得る生物試料観察方法にお
いて、 前記固体撮像素子を駆動させ、これと同時あるいは一定
時間後に固体撮像素子からの出力を記録を開始し、一定
時間経過後記録を停止し、これと同時あるいは一定時間
後に固体撮像素子の駆動を止め、一定時間経過させるス
テップを繰り返すことを特徴とする生物試料観察方法。 - 【請求項５】固体撮像素子の受光部の上部に光学系を備
えることなく直接観察対象試料を保持し、固体撮像素子
からの出力によって試料像を得る生物試料観察方法にお
いて、 前記固体撮像素子を駆動させ、これと同時あるいは一定
時間後に固体撮像素子の受光部に光を照射し、これと同
時あるいは一定時間後に固体撮像素子からの出力を記録
を開始し、一定時間経過後記録を停止し、それと同時あ
るいは一定時間後に固体撮像素子の駆動および光照射を
止め、一定時間経過させるステップを繰り返すことを特
徴とする生物試料観察方法。 - 【請求項６】固体撮像素子の受光部の上部に光学系を備
えることなく直接観察対象試料を保持し、固体撮像素子
からの出力によって試料像を得る生物試料観察方法にお
いて、 試料あるいは固体撮像素子表面が一定の温度以下の場合
に固体撮像素子を駆動させ、これと同時あるいは一定時
間後に固体撮像素子からの出力を記録を開始し、一定時
間経過後記録を停止し、それと同時あるいは一定時間後
に固体撮像素子の駆動を止めるステップを繰り返すこと
を特徴とする生物試料観察方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057234A JPH05219937A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 生物試料観察システムおよび方法 |
| US08/017,641 US5465114A (en) | 1992-02-12 | 1993-02-12 | Biological sample observation system using a temperature controlled solid state sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4057234A JPH05219937A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 生物試料観察システムおよび方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219937A true JPH05219937A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13049849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4057234A Pending JPH05219937A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 生物試料観察システムおよび方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5465114A (ja) |
| JP (1) | JPH05219937A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6462771B1 (en) | 1999-03-24 | 2002-10-08 | Olympus Optical Co., Ltd. | Still-picture acquisition method and apparatus applied to microscope |
| JP2004309719A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Olympus Corp | 顕微鏡システム、顕微鏡システムの制御方法、及び制御プログラム |
| CN102713720A (zh) * | 2009-10-28 | 2012-10-03 | 阿兰蒂克微科学股份有限公司 | 显微成像 |
| US9075225B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-07-07 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
| US9989750B2 (en) | 2013-06-26 | 2018-06-05 | Alentic Microscience Inc. | Sample processing improvements for microscopy |
| US10502666B2 (en) | 2013-02-06 | 2019-12-10 | Alentic Microscience Inc. | Sample processing improvements for quantitative microscopy |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6166761A (en) * | 1997-01-09 | 2000-12-26 | Interface Multigrad Technology | Method and apparatus for monitoring a biological sample |
| US6696269B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-24 | Giles Scientific, Inc. | Microbiological testing method and related apparatus with diffuse-white light emitting diodes |
| WO2004003444A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-01-08 | I.M.T. Interface Multigrad Technology Ltd. | Changing the temperature of a liquid sample and a receptacle useful therefor |
| US20050051723A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-03-10 | Neagle Bradley D. | Examination systems for biological samples |
| US20050219689A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-06 | Copeland David J | Microscope with retractable cord |
| WO2006086572A2 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Emissive Energy Corporation | Miniature flashlight |
| EP2113941B1 (en) * | 2008-05-02 | 2013-02-13 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Reference data encoding in image sensors |
| JP2019037194A (ja) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | オリンパス株式会社 | 培養監視システム、制御方法、及び、プログラム |
| EP4073221A1 (en) * | 2019-12-09 | 2022-10-19 | Mango, LLC | A reaction or growth monitoring system with precision temperature control and operating method |
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| US4587563A (en) * | 1984-09-28 | 1986-05-06 | Rca Corporation | Cooler control for a solid-state imager camera |
| US4777525A (en) * | 1985-12-23 | 1988-10-11 | Preston Jr Kendall | Apparatus and method for a multi-resolution electro-optical imaging, display and storage/retrieval system |
| US5065029A (en) * | 1990-08-03 | 1991-11-12 | Gatan, Inc. | Cooled CCD camera for an electron microscope |
| JPH04316478A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Nec Corp | 生物試料観察装置、システムおよび方法 |
| US5216500A (en) * | 1991-07-15 | 1993-06-01 | Rj Lee Group, Inc. | Simultaneously recording of video image and microscope stage position data |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP4057234A patent/JPH05219937A/ja active Pending
-
1993
- 1993-02-12 US US08/017,641 patent/US5465114A/en not_active Expired - Fee Related
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| US11635447B2 (en) | 2009-10-28 | 2023-04-25 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
| US9041790B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-05-26 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
| US9075225B2 (en) | 2009-10-28 | 2015-07-07 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
| JP2015215624A (ja) * | 2009-10-28 | 2015-12-03 | アレンティック マイクロサイエンス インコーポレイテッド | 顕微撮像法 |
| US9720217B2 (en) | 2009-10-28 | 2017-08-01 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
| JP2018028683A (ja) * | 2009-10-28 | 2018-02-22 | アレンティック マイクロサイエンス インコーポレイテッド | 顕微撮像法 |
| US10866395B2 (en) | 2009-10-28 | 2020-12-15 | Alentic Microscience Inc. | Microscopy imaging |
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Also Published As
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|---|---|
| US5465114A (en) | 1995-11-07 |
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