ホルダ及び培養装置

【課題】蓋部を外した時に底部の位置ずれを防止する。
【解決手段】培養室に設けた搬送手段は、容器３８を保持したホルダ３９を把持して搬送する。容器３８は、上方に開口６４を有する底部４１と開口６４を塞ぐ蓋部４０とからなる。ホルダ３９には、底部４１を位置決め保持する底保持部４４と、蓋部４０を位置決め保持する蓋保持部４５とが個別に設けられている。底保持部４４は、底可動保持部４８と底固定保持部とで構成されており、また、蓋保持部４５は、蓋可動保持部４５と蓋固定保持部とで構成されている。蓋用の保持部と底用の保持部とは、容器３８の周方向のうちの同じ位置に高さをずらして配されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞等の試料を収納する容器を保持するホルダ、及びホルダを用いる培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、培養装置では、温度、湿度、及び二酸化炭素濃度を適切に保つ培養室内で、試料の培養、及び試料の定時観察を自動的に行っている。培養室には、ストッカー部、観察部、及び搬送機構が設けられている。ストッカー部は、複数の容器を収納する。搬送機構は、予め設定した観察スケジュールに従ってストッカー部から観察部の観察ステージに容器を搬送する。観察部は、顕微鏡とカメラを備えており、予め決められた観察位置や観察倍率で容器を通して試料を撮影し、撮影した画像を保存する。
【０００３】
培養から観察までを自動的に行う培養装置では、細胞の経時的な観察を行うために、予め決められた観察位置を常に観察する必要がある。そこで、容器を位置決め保持するホルダを使用して容器の搬送や位置決めを行っている。
【０００４】
ところで、観察対象を含むシャーレ（容器）を倒立型顕微鏡のステージ上に固定するための構造体が知られている（特許文献１）。シャーレは蓋付きである。構造体は、可動挟持部材と固定挟持部材とで構成されている。可動挟持部材は、固定挟持部材から離れた待避位置の状態になっており、容器を載置した後に固定挟持部材に向けてスライド移動して、蓋ごとシャーレを挟持して位置決め保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３３９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
培地交換や継代等の作業では、シャーレから蓋を外す作業が伴う。特許文献１に記載の構造体では、蓋の外周を挟持しているため、蓋を外す場合には、可動挟持部材をいったん待避位置に移動して位置決め保持を解除する必要がある。位置決め保持を解除すると、ホルダに対してシャーレの位置がずれるため、次回の観察では同じ視野範囲を観察することができないおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、蓋を着脱する作業を行っても容器の位置ずれを確実に防止することができるホルダ及び培養装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のホルダは、上方が開口した底部と、前記開口を塞ぐ着脱自在な蓋部とを個別に保持する底保持手段、及び蓋保持手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
底部を保持する底保持手段と蓋部を保持する蓋保持手段とを個別に設けたから、蓋を外してもホルダに対する底部の位置ずれが生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の培養装置を示す平面図である。
【図２】培養室を示す説明図である。
【図３】ホルダ及び容器を示す斜視図である。
【図４】容器を示す断面図である。
【図５】蓋可動保持部と底可動保持部を示す断面図であり、それぞれ押圧位置の状態を示している。
【図６】蓋固定保持部と底固定保持部とを示す断面図である。
【図７】蓋可動保持部と底可動保持部を示す断面図であり、蓋可動保持部を解除位置に移動した状態を示している。
【図８】蓋保持部材と底保持部材とをずらして設けた別の実施形態を示す説明図である。
【図９】蓋保持部及び底保持部をそれぞれ２個の保持部で構成した他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】容器保持手段をホルダに複数設けたその他の実施形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態の培養装置１０は、図１及び図２に示す通り、培養室１１と作業室１２とを備えている。培養室１１は、所定の温度及び湿度の雰囲気に保たれている。この培養室１１には、ストッカー部１３、観察部１４、及び搬送手段１５が設けられている。
【００１２】
ストッカー部１３は、培養容器１６を収納する複数の収納部１７を有している。観察部１４は、観察ステージ１８にセットされた培養容器１６の試料を顕微鏡１９で観察する。
【００１３】
搬送手段１５は、保持部２０、テーブル２１、回転機構２２、及び移動機構２３を備え、観察ステージ１８、収納部１７、及び作業室１２に設定された搬出入ステージ２５との間で培養容器１６を搬送する。
【００１４】
移動機構２３は、テーブル２１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向にそれぞれ直進移動させる。保持部２０は、培養容器１６の下方に入り込む保持位置とこれから退避する退避位置との間で出入り自在にテーブル２１に設けられている。また、テーブル２１には、回転機構２２が組み込まれている。回転機構２２は、Ｚ軸を中心としてテーブル２１を回転させる。このような搬送手段１５は、制御部３７により制御される。
【００１５】
作業室１２は、培養室１１の横に隣接して設けられている。作業室１２の内部は、透明窓２８を通して目視することができる。この作業室１２は、開口３０、自動扉３２、操作用グローブ３４、パスボックス３１、及び操作部３６等を備え、不図示のＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）によりホコリや微生物の進入を防ぎ、クリーンな雰囲気に維持されている。
【００１６】
開口３０は、培養室１１との間の仕切壁２９に設けられており、通常は自動扉３２により遮蔽されている。自動扉３２は、開口３０を閉じる閉じ位置と開く開き位置との間で開閉し、制御部３７により開閉が制御される。操作部３６には、培養容器１６の観察スケジュールや、培地交換や継代等に伴う培養容器１６の搬出入の情報が入力される。操作用グローブ３４は、透明窓２８に設けられており、作業室１２の内部で培地置換や継代等の作業を行う時に使用する。
【００１７】
搬出入ステージ２５は、開口３０の外に設けられている。この搬出入ステージ２５には、搬送手段１５により培養室１１から搬出される培養容器１６、又は、培養室１１に搬入する培養容器１６がセットされる。パスボックス３１は、外部から作業室１２に新たな培養容器に搬入する時に使用する。
【００１８】
培養容器１６は、図３に示すように、蓋付きのデッシュやシャーレ等の容器３８と、容器３８を保持するホルダ３９とで構成されている。容器３８は、透明な材料で平面視輪郭が円形状に形成されており、蓋部４０と底部４１とからなる。ホルダ３９は、容器３８の搬送、及び位置決めを簡便に行うために板状に形成されており、上面には、容器３８を位置決め保持する容器保持手段４２が設けられている。
【００１９】
容器保持手段４２は、蓋部４０を保持する蓋保持部４３と、底部４１を保持する底保持部４４とで構成される。蓋保持部４３は、１個の蓋可動保持部４５と、２個の蓋固定保持部４６，４７とで構成されており、これら３個の保持部４５〜４７は、容器３８の周方向の３分割位置にそれぞれ配されている。底保持部４４も同様に、１個の底可動保持部４８と、２個の底固定保持部４９，５０とで構成されており、これら３個の保持部４８〜５０は、前記周方向のうちの蓋保持部４３と同じ位置に配されている。
【００２０】
また、各ステージ１８，２５には、ホルダ３９を位置決めするための位置決めピン５３，５４及び押圧レバー５５が設けられている。位置決めピン５３，５４及び押圧レバー５５は、ホルダ３９の側壁に設けた位置決め溝５６，５７とで位置決め手段５２を構成する。押圧レバー５５は、ホルダ３９を挟んで位置決めピン５３，５４とは逆側に設けられており、バネ５８の付勢により位置決め溝５６，５７を位置決めピン５３，５４に向けて押圧する押圧位置と、バネ５８の付勢に抗して前記押圧を解除する解除位置との間で移動する。なお、位置決め溝５６，５７に限らず、位置決め穴でもよい。
【００２１】
底部４１は、図４に示すように、底板６０の外周に底側板６１を立ち上げて上方に開口６４を設けた形状に形成されている。蓋部４０は、天板６２の外周に蓋側板６３を立ち下げて開口６４を覆う形状に形成されている。底側板６１は、金型から離型するための抜き勾配によって底板６０（下方）に向けて径を漸減する斜面になっており、また、蓋側板６３も、抜き勾配によって天板６２（上方）に向けて径を漸減する斜面になっている。この蓋側板６３は、底側板６１よりも大径になっている。
【００２２】
蓋可動保持部４５は、図５に示すように、蓋押圧部材６６、バネ６７、支持部材６８、及び、ロック機構６９とで構成される。蓋押圧部材６６は、蓋部４０の径方向内方に向けて蓋側板６３を押圧する押圧位置と、径方向外方に待避して前記押圧を解除する解除位置との間で支持部材６８により移動自在に支持されており、バネ６７により押圧位置に向けて付勢されている。ロック機構６９は、蓋押圧部材６６に設けた係止爪７０と、支持部材６８に設けた固定爪７１とからなる。係止爪７０は、つまみ７２を設けた弾性片７３に形成されている。弾性片７３は、蓋押圧部材６６の一部を切り欠いて弾性自在に設けられている。固定爪７１は、蓋押圧部材６６が解除位置の時に係止爪７０に係合して、蓋押圧部材６６を解除位置に保持する。
【００２３】
底可動保持部４８は、蓋可動保持部４５の下方に配されており、底押圧部材７５、バネ７６、支持部材７７、及びロック機構７８で構成される。底押圧部材７５は、底部４１の径方向内方に向けて底側板６１を押圧する押圧位置と、径方向外方に待避して前記押圧を解除する解除位置との間で支持部材７７により移動自在に支持され、バネ７６により押圧位置に向けて付勢されている。ロック機構７８は、底押圧部材７５に設けた係止爪７９と、支持部材７７に設けた固定爪８０とからなる。
【００２４】
係止爪７９は、つまみ８１を設けた弾性片８２に形成されており、弾性片８２は、底押圧部材７５の一部を切り欠いて弾性自在に設けられている。固定爪８０は、底押圧部材７５が解除位置の時に係止爪７９に係合して底押圧部材７５を解除位置に保持する。支持部材６８，７７は、固定部材８３によりホルダ３９に固定されている。
【００２５】
蓋固定保持部４６は、図６に示すように、蓋可動保持部４５の押圧を受け止める位置に設けられており、蓋可動保持部４５と同じ高さの位置で蓋側板６３に当接する。底固定保持部４９は、蓋固定保持部４６の下方に配され、底可動保持部４８と同じ高さの位置で底側板６１に当接して底可動保持部４８の押圧を受け止める。これら蓋固定保持部４６と底固定保持部４９とは、連結部材８４により連結された状態でホルダ３９に固定されている。なお、残りの蓋固定保持部４７及び底固定保持部５０は、図６で説明したと同じ構成になっている。
【００２６】
ところで、蓋部４０の厚みが薄い場合には、蓋側板６３のうちの天板６２に繋がる角部（根元）寄りを蓋可動保持部４５及び蓋固定保持部４６，４７で押圧するのが、蓋部４０の割れや損傷を防止することができるので好適である。また、底部４１の厚みが薄い場合には、底側板６１のうちの底板６０に繋がる角部（根元）寄りを底可動保持部４８及び底固定保持部４９，５０で押圧するのが好適である。なお、前記角部に丸みが施されている場合には、丸みを除く略直線部を押圧するのが望ましい。
【００２７】
底押圧部材７５を付勢するバネ７６は、底部４１がホルダ３９から浮き上がらない力に決められている。このバネ７６の力と、底側板６１に当接する当接部の摩擦係数とで、底保持部４４の押圧力が決まる。底保持部４４の押圧力は、底側板６１が斜面になっているので、底部４１を水平方向に押す力と上方に向けて押す力とを合成した力になる。
【００２８】
一方、蓋押圧部材６６を付勢するバネ６７は、蓋部４０が変形しない程度の力に決められている。蓋保持部４３の押圧力は、バネ６７の力と蓋側板６３に当接する当接部の摩擦係数とで決まり、蓋側板６３が斜面になっているので、蓋部４０を水平方向に押す力と下方に向けて押す力とを合成した力になる。
【００２９】
蓋保持部４３の下方に押す力は、蓋部４０を外した時に底部４１が浮き上がらないように、底保持部４４の上方に押す力よりも大きくなるように予め設定されている。なお、蓋保持部４３の下方に押す力と底保持部４４の上方に押す力とを略同じに設定してもよい。
【００３０】
底保持部４４の上方に押す力と蓋保持部４３の下方に押す力とのバランスは、バネ６７，７６の強さを変える、蓋押圧部材６６及び蓋固定保持部４６，４７の先端６６ａ，４６ａ，４７ａを摩擦係数の低い形状に形成する、あるいは、前記先端６６ａ，４６ａ，４７ａに摩擦係数の低い部材を取り付ける、又はこれらのうちのいずれかの組み合わせ等により設定することができる。
【００３１】
先端６６ａ，４６ａ，４７ａを摩擦係数の低い形状に形成する具体的な例としては、球状に形成するのが点当たりで接触するので好適である。先端６６ａ，４６ａ，４７ａに摩擦係数の低い部材を取り付ける場合には、金属ボールとバネとからなるボールプランジャー等を取り付ければよい。なお、ホルダ３９をオートクレーブ（減菌）処理する場合には、１４０℃以上の高温に耐える材料を用いればよい。
【００３２】
また、図５及び図６に示したように、底押圧部材７５及び底固定保持部４９，５０の先端に、摩擦係数の高い部材７５ａ，４９ａ，５０ａを取り付けてもよい。摩擦係数の高い部材７５ａ，４９ａ，５０ａとしては、オートクレーブ処理を考慮して耐熱性を有するシリコンゴム、又はフッ素ゴム等を用いるのが望ましい。
【００３３】
次の上記構成の作用を説明する。制御部３７は、観察スケジュールに従って搬送手段１５を制御して、容器３８を保持したホルダ３９を観察ステージ１８に搬送する。このとき、振動や衝撃でホルダ３９に対して容器３８が位置ずれするおそれがある。しかしながら、本実施形態では、容器保持手段４２で底部４１と蓋部４０との両方をホルダ３９に固定しているため、前記位置ずれを確実に防止することができる。
【００３４】
観察ステージ１８では、押圧レバー５５が解除位置で待機している。ホルダ３９は、押圧レバー５５と位置決めピン５３，５４との間に移載され、移載完了後に押圧レバー５５が押圧位置に移動することで観察ステージ１８に位置決めされる。
【００３５】
制御部３７は、観察部１４を制御して、観察ステージ１８を水平面内で移動させて培養容器１６を予め決められた観察位置にセットし、その後、顕微鏡１９の観察光学系の倍率を予め決めた観察倍率に設定し、そして、観察ステージもしくは前記光学系の対物レンズを垂直方向に移動して前記光学系のピント位置を調節した後に、容器３８に収納されている試料をカメラで容器３８の上方から撮影する。
【００３６】
ホルダ３９に設けた容器保持手段４２は、上面を遮ることなく容器３８の外周を保持している。このため、顕微鏡１９の観察視野を邪魔することはない。なお、顕微鏡１９として倒立顕微鏡を用いる場合でも、容器保持手段４２が下面を遮ることなく容器３８を保持するため、前述したと同じ効果が得られる。
【００３７】
培地交換や継代等の作業を行う場合には、作業者は、所望する容器３８の搬出指示を操作部３６に入力する。これにより、制御部３７は、搬送手段１５を制御して、容器３８を保持したホルダ３９を搬出入ステージ２５に搬出する。作業者は、操作用グローブ３４を使用してホルダ３９を搬出入ステージ２５から作業台１２ａに取り出し、その後に蓋部４０を外して培地交換や継代等の作業を行う。
【００３８】
蓋部４０を外す作業を詳しく説明すると、図７に示すように、作業者は、つまみ７２を持って蓋押圧部材６６をバネ６７の付勢に抗して解除位置に向けて移動させる。この移動により蓋押圧部材６６は、弾性片７３が弾性変形して係止爪７０が固定爪７１を乗り越えた後に係止爪７０が固定爪７１に係止されて解除位置に保持される。これにより、作業者は、蓋部４０を底部４１から簡単に外すことができる。このとき、底保持部４４は、保持状態を維持している。このため、底部４１はホルダ３９に対して移動することはない。
【００３９】
作業者は、培地交換や継代等の作業を終えると、再び蓋部４０を底部４１に被せる。その後、作業者は、つまみ７２を押下して係止爪７０と固定爪７１との係止を解除する。これにより、蓋押圧部材６６は、バネ６７の付勢により押圧位置に向けて移動して蓋部４０を押圧する。
【００４０】
作業者は、作業が完了した容器３８を保持するホルダ３９を搬出入ステージ２５にセットする。その後、作業者は、搬入指令を操作部３６に入力する。これに応答して、制御部３７は、搬送手段１５を制御して、ホルダ３９を搬出入ステージ２５から培養室１１に搬入する。搬入された容器３８は、ホルダ３９に対して底部４１が移動していない。このため、観察部１４では、作業前と同じ観察位置を継続して観察することができる。
【００４１】
なお、底部４１をホルダ３９から外す時には、蓋押圧部材６６を解除位置に移動して蓋部４０を外した後に、底押圧部材７５を解除位置に移動して底部４１を外せばよい。また、新たな容器３８をホルダ３９にセットする場合には、作業者は、底部４１をホルダ３９にセットした後に底押圧部材７５を押圧位置に移動して底部４１を保持し、その後、蓋部４０を底部４１に被せ、最後に蓋押圧部材６６を押圧位置に移動させればよい。
【００４２】
ところで、底保持部４４は、ホルダ３９から浮き上がった状態で底部４１を保持するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、蓋保持部４３の下方に向けて押す力が、底保持部４４の上方に向けて押す力よりも大きいため、蓋保持部４３が蓋部４０を介して底部４１を押さえて、底部４１の浮き上がりを無くすことができる。
【００４３】
上記各実施形態では、容器３８の平面視輪郭を円形として説明しているが、本発明ではこれに限らず、矩形や多角形等としてもよい。
【００４４】
上記実施形態では、蓋保持部４３と底保持部４４とを容器３８の周方向における同じ位置に配しているが、これに限らず、図８に示すように、蓋可動保持部４５及び蓋固定保持部４６，４７からなる蓋保持部４３に対して、底可動保持部４８及び底固定保持部４９，５０からなる底保持部４４の配置を容器３８の周方向にずらしても良い。これによれば、蓋を外す作業を行う時に、誤って底保持部４４の保持を解除する等の不都合を防止することができる。
【００４５】
また、上記各実施形態では、蓋保持部４３及び底保持部４４を構成する可動保持部４５，４８と固定保持部４６，４７，４９，５０との数を３個ずつ設けているが、本発明ではこの数に限らず２個でもよし４個以上でもよく、そして、このうちの少なくとも１個を可動保持部にすればよい。２個の場合には、図９に示すように、蓋可動保持部４５及び底可動保持部４８に対向する位置に蓋固定保持部８６及び底固定保持部８７を設け、蓋固定保持部８６及び底固定保持部８７の当接面８６ａ，８７ａを容器３８の周方向に沿って長く形成すればよい。
【００４６】
また、蓋保持部４３と底保持部４４とを構成する保持部の数を変えても良い。この場合には、底保持部４４を構成する可動及び固定保持部の数を、蓋保持部４３を構成する可動及び固定保持部よりも増やすのが底部４１の位置ずれを防止することができるので好適である。
【００４７】
上記各実施形態では、容器３８として蓋側板６３及び底側板６１がそれぞれ斜面になっている蓋部４０及び底部４１を使用しているが、これに限らず、天板６２又は底板６０に対して垂直な面になっている蓋部及び底部を使用してもよい。この場合には、蓋押圧部材の先端を斜面とし、前記斜面を蓋側板と天板との角部に水平方向から押し付けて蓋部４０を底部４１に向けて押す力を作ればよい。
【００４８】
上記各実施形態では、１個の容器保持手段４２をホルダ３９に設ける例として説明しているが、本発明ではこれに限らず、図１０に示すように、複数の容器保持手段４２をホルダ３９に設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４９】
３９ホルダ
４０蓋部
４１底部
４２容器保持手段
４３蓋保持部
４４底保持部
４５蓋可動保持部
４６，４７蓋固定保持部
４８底可動保持部
４９，５０底固定保持部
６１底側板
６３蓋側板

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方が開口した底部と前記開口を塞ぐ着脱自在な蓋部とを有する容器を位置決め保持するホルダにおいて、
前記底部及び蓋部を個別に保持する底保持手段及び蓋保持手段を備えていることを特徴とするホルダ。
【請求項２】
請求項１記載のホルダにおいて、
前記底保持手段及び蓋保持手段は、前記底部又は蓋部を外から内に向けて水平方向に押圧する複数の保持部をそれぞれ備えていることを特徴とするホルダ。
【請求項３】
請求項２記載のホルダにおいて、
前記複数の保持部材のうちの少なくとも１つは、前記底部又は蓋部を押圧する押圧位置と前記押圧を解除する解除位置との間で移動自在な可動保持部になっていることを特徴とするホルダ。
【請求項４】
請求項３記載のホルダにおいて、
前記蓋部を押圧する前記可動保持部は、前記底部を押圧する前記可動保持部に対して前記容器の周りのうちの同じ位置に、高さをずらして設けられていることを特徴とするホルダ。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項記載のホルダにおいて、
前記底保持手段の保持力と前記蓋保持手段の保持力とが異なることを特徴とするホルダ。
【請求項６】
請求項５記載のホルダにおいて、
前記底保持手段の保持力は、前記底部を前記蓋部に向けて押圧する底押圧力を有し、
前記蓋保持手段の保持力は、前記蓋部を前記底部に向けて押圧する蓋押圧力を有し、
前記蓋押圧力は、前記底押圧力よりも大きくなっていることを特徴とするホルダ。
【請求項７】
請求項５又は６記載のホルダにおいて、
前記底保持手段が前記底部に当接する底当接部の摩擦係数は、前記蓋保持手段が前記蓋部に当接する蓋当接部の摩擦係数よりも大きくなっていることを特徴とするホルダ。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項記載のホルダにおいて、
前記底保持手段及び前記蓋保持手段は、減菌処理の熱に耐える特性を有する材料で形成されていることを特徴とするホルダ。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項記載のホルダにおいて、
前記底部の外周は、前記底部の底面に向けて幅が漸減する斜面になっており、
前記底保持手段は、前記底部の斜面のうちの前記底面寄りを保持することを特徴とするホルダ。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか１項記載のホルダにおいて、
前記蓋部の外周は、前記蓋部の天面に向けて幅が漸減する斜面になっており、
前記蓋保持手段は、前記蓋部の斜面のうちの前記天面寄りを保持することを特徴とするホルダ。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０いずれか１項記載のホルダと、
前記ホルダを培養室内で搬送する搬送手段と、を備える培養装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の培養装置において、
前記培養室に設けられ前記容器に収納される試料を観察する観察部を備え、
前記ホルダには、前記搬送手段により搬送される前記観察部のステージに位置決めするための位置決め手段が設けられていることを特徴とする培養装置。

【図１】