培養容器および生体試料観察システム
【課題】 微弱な光を観察できるとともに、複数種類の生体試料を観察する際にかかる手間およびコストを削減することができる培養容器および生体試料観察システムを提供する。
【解決手段】 生体試料ＣＥを内部に密封状態に収納して培養する培養容器１３０であって、生体試料ＣＥが播種される被播種部材１４０と、該被播種部材１４０を着脱可能に取り付ける培養容器本体１３１、１５０とを備える細胞培養容器１３０を提供する。
【解決手段】 生体試料ＣＥを内部に密封状態に収納して培養する培養容器１３０であって、生体試料ＣＥが播種される被播種部材１４０と、該被播種部材１４０を着脱可能に取り付ける培養容器本体１３１、１５０とを備える細胞培養容器１３０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料を培養すると同時にその細胞を観察するのに用いる培養容器および生体試料観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子解析技術の進歩に伴って、人を含む多くの生物における遺伝子配列が明らかになると共に解析されたタンパク質等の遺伝子産物と疾病との因果関係も少しずつ解明され始めている。また、今後さらに、各種タンパク質や遺伝子等を網羅的且つ統計的に解析するため、生体試料、特に細胞を用いた様々な検査方法や装置が考えられ始めている。
【０００３】
通常、細胞は、プラスチック製又はガラス製のディッシュやフラスコ等に播種され、インキュベータ内で培養されている。このインキュンベータは、内部が例えば、二酸化炭素濃度５％、温度３７℃、湿度１００％に設定され、細胞の育成に適した環境に保たれている。
更に、インキュベータは、細胞に養分を与えると共に培養に適したｐＨを保つために２〜３日毎に培養液の交換がなされている。
【０００４】
このような培養中の細胞を観察する方法は、いくつかの方法が知られているが、その一つとして、インキュベータから上述したディッシュやフラスコ等を取り出し、位相差顕微鏡等の倒立型顕微鏡を用いて観察を行う方法が知られている。
上記の方法では、可能な限り速やかに細胞の観察を行い、観察終了後、細胞をインキュベータ内に戻す必要がある。これは、細胞が通常環境（培養に適した環境とは異なる環境）下に長く置かれることにより、細胞の活性が損なわれるのを防止するためである。
即ち、細胞の活性が不安定であると、正確な評価を行うことが困難になるためである。また、細胞をインキュベータから取り出す際は、コンタミネーション等が起こらないように十分注意して行われている。
また、別の細胞観察方法として、各種の細胞の培養条件を設定可能な顕微鏡観察用透明恒温培養容器を使用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２８５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１においては、温度調節器により所定温度に制御可能な一対の透明発熱プレートと、二酸化炭素濃度を調整するための二酸化炭素供給口及び排出口を有する密閉容器と、密閉された容器内に湿度を保つための蒸発皿と、を有している顕微鏡観察用透明恒温培養容器が開示されている。
この顕微鏡観察用透明恒温培養容器を用いることで、容器内部の温度、二酸化炭素濃度及び湿度の制御が可能となり、細胞培養しながら観察を行うことが可能となっていた。つまり、例えば、透明発熱プレートの下方から対物レンズで観察することにより、細胞の培養状態の経時変化を連続的に、かつ簡単に観察・記録することが可能であった。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の顕微鏡観察用透明恒温培養容器では、密閉容器に直接細胞を播種していたため、同じ透明恒温培養容器で他の細胞を観察する時には、前回の観察した細胞を取り除く必要があり、細胞の観察を行うのに手間がかかるという問題があった。
または、透明恒温培養容器を使い捨てにしていたが、スライドガラスなどと異なり、価格の高い透明恒温培養容器を使い捨てにするため、細胞観察のコストが高くなるという問題があった。
これは、例え播種された細胞が取り除かれたとしても、一度、細胞が播種された面には他の細胞は貼り付かないため起きる問題であった。
【０００７】
上述の問題を回避するため、培養容器内にスライドガラスやマイクロプレート等を配置し、スライドガラス等の上に細胞を播種する方法が公知となっている。
しかしながら、この方法においては、細胞から発せられる微弱な蛍光などを検出することが困難であるという問題があった。
つまり、細胞を観察する対物レンズと細胞との距離が、細胞容器とスライドガラス等との厚さにより規制されてしまい、微弱な光を検出するのに好適な高ＮＡ対物レンズ等で観察できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、微弱な光を観察できるとともに、複数種類の生体試料を観察する際にかかる手間およびコストを削減することができる培養容器および生体試料観察システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器であって、生体試料が播種される被播種部材と、該被播種部材を着脱可能に取り付ける培養容器本体とを備える細胞培養容器を提供する。
【００１０】
本発明によれば、培養容器のうち、生体試料が播種される被播種部材のみを交換することで、異なる種類の生体試料を観察することができる。そのため、培養容器ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞を取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる
また、被播種部材のみを介して生体試料を観察できるため、例えば培養容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、生体試料により接近して観察できるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを観察手段として用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記被播種部材が、接着部材を用いて前記培養容器本体に貼り付けられていることが望ましい。
本発明によれば、被播種部材を容易に培養容器本体に貼り付けることができ、培養容器を容易に密封状態にすることができる。
なお、接着部材としては、生体試料に対して毒性のない材料から形成されているものが好ましく、さらには、貼り付けた被播種部材を再び取り外すことができるものが好ましい。
【００１２】
さらに、上記発明においては、前記培養容器本体内に、前記生体試料を浸す培養液を流入および流出させる流路が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、生体試料に培養溶液を供給することできるため、生体試料を培養容器内で長期間培養することができ、生体試料を長期間観察することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材の内側に配置される中枠部材と、前記外枠部材に固定される蓋部材とを備え、前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、前記中枠部材に、前記被播種部材および前記蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および蓋部材と接触するシール部材が設けられ、前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記蓋部材とを配置し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材および前記蓋部材により密閉容器を構成することが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、蓋部材を外枠部材に取り付け・取り外すことにより、被播種部材のみを交換することができる。つまり、被播種部材は中枠部材を介して、外枠部材の支持部と蓋部材とにより挟まれ、保持されているため、蓋部材を取り付け・取り外すことにより、容易に交換することができる。
また、被播種部材と中枠部材との間、および中枠部材と蓋部材との間は、シール部材により密閉されているため、被播種部材と中枠部材と蓋部材とで密閉容器を形成することができる。そのため、密閉容器内に生体試料を培養する培養液を保持することができ、生体試料を長期間培養し、長期間にわたる観察を行うことができる。
なお、蓋部材の外枠部材への取り付けは、螺合部材（例えばネジ）や係止部材（例えばフック）など、取り付け・取り外しが容易な部材を用いて行われることが望ましい。
【００１５】
上記発明においては、前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材に取り付けられる内蓋部材と、該内蓋部材を介して前記外枠部材に取り付けられる蓋部材と、前記外枠部材の内側に配置される中枠部材とを備え、前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、前記中枠部材に、前記被播種部材および前記内蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および前記内蓋部材と接触するシール部材が設けられ、前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記内蓋部材とを配置し、前記内蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材を保持し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材、前記内蓋部材および前記蓋部材により密閉容器を構成することが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、内蓋部材を外枠部材に取り付け・取り外すことにより、被播種部材のみを交換することができる。つまり、被播種部材は中枠部材を介して、外枠部材の支持部と内蓋部材とにより挟まれ、保持されているため、内蓋部材を取り付け・取り外すことにより、容易に交換することができる。
また、被播種部材と中枠部材との間、および中枠部材と内蓋部材との間は、シール部材により密閉されているため、被播種部材と中枠部材と内蓋部材とで開口部において開放された空間を形成することができる。そのため、空間内に生体試料を培養する培養液を保持するとともに開口部を介して換気を行うことができ、生体試料を長期間培養することができる。
【００１７】
さらに、蓋部材を取り付けることにより、被播種部材と中枠部材と内蓋部材と蓋部材とで密閉容器を形成することができ、観察時などにおける、生体試料のへのコンタミネーションを防止することができる。
なお、蓋部材および内蓋部材の外枠部材への取り付けは、螺合部材（例えばネジ）や係止部材（例えばフック）など、取り付け・取り外しが容易な部材を用いて行われることが望ましい。
【００１８】
上記発明においては、前記中枠部材には、前記密閉容器に前記培養液を流入および流出させる流路が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、密閉容器内の生体試料に培養溶液を供給することできるため、生体試料を密閉容器内で長期間培養することができ、生体試料を長期間観察することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記流路が前記中枠部材中で複数に分岐され、前記密閉容器に向けて複数の開口を有するように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、密閉容器内に培養溶液を均一に流入させることができるため、培養溶液流れが澱む領域の発生を防止することができる。澱みの発生を防止することにより、生体試料への栄養等の供給不均一を防止することができ、生体試料を均一に培養することができる。
【００２０】
上記発明においては、前記中枠部材における前記流路が形成されている流路形成部が、前記中枠部材に対して着脱自在に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、流路形成部のみを取り替えることができるので、生体試料の観察に要する手間およびコストを低減することができる。
つまり、流路形成部内の流路の分岐には培養液を構成する成分が残留しやすい。流路形成部を取り替えることにより、この付着物の洗浄の手間を省いたり、容易に洗浄することが可能な構成としたりすることができる。また、流路形成部のみを取り替えることにより、中枠部材を取り替える場合と比較して、取替えに要するコストを低減することができる。
【００２１】
上記発明においては、前記生体試料の播種が行われた前記被播種部材を用いて、前記培養容器の密閉容器が構成されることが望ましい。
本発明によれば、生体試料の播種に適した環境の下で、被播種部材への播種を行うことができるので、生体試料を被播種部材へより確実に接着させることができる。
【００２２】
上記発明においては、前記培養容器の密閉容器の構成後に、前記被播種部材への前記生体試料の播種が行われることが望ましい。
本発明によれば、生体試料が播種された被播種部材を移動させる必要がないため、移動による生体試料へのダメージを防止することができる。
【００２３】
上記発明においては、前記生体試料を含む前記培養液を、前記流路を介して前記培養容器内に供給し、前記被播種部材への前記生体試料の播種を行うことが望ましい。
本発明によれば、培養液とともに生体試料を培養容器内に供給するため、例えば培養容器が構成された状態でも、生体試料の播種を容易に行うことができる。
【００２４】
上記発明においては、前記生体試料の播種を行った後、前記培養液をその液面が前記流路よりも下になるように供給し、前記生体試料を培養することが望ましい。
本発明によれば、供給された培養液が流路から流出することなく、生体試料の培養を容易に行うことができ、被播種部材に接着させることができる。
【００２５】
上記発明においては、前記被播種部材は、前記生体試料を外部から観察するときに必要な光を透過させることが可能なスライドガラスを含んで構成されることが望ましい。
本発明によれば、生体試料を播種可能な一般的なスライドガラスをそのまま培養容器の一部として取り付けて観察できる。
【００２６】
請求項１３に係る発明は、被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、前記生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器と、前記生体試料を観察して情報を取得する観察手段と、を有し、前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の前記観察手段と対向する面に配置され、前記被播種部材が前記培養容器の一部を構成するとともに、前記培養容器に対して着脱自在に配置されている生体試料観察システムを提供する。
【００２７】
本発明によれば、培養容器のうち、生体試料が播種される被播種部材のみを交換することで、異なる種類の生体試料を観察することができる。そのため、培養容器ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞を取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる
また、観察手段が被播種部材のみを介して生体試料を観察するため、例えば培養容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、観察手段と生体試料との距離がより短くなるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを観察手段として用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の生体試料観察システムによれば、生体試料が播種される被播種部材が培養容器に対して着脱自在に配置されているため、生体試料の交換が容易となり複数種類の生体試料を観察する際にかかる手間およびコストを削減することができるという効果を奏する。
また、被播種部材が培養容器における密閉容器の一部を構成するため、観察手段と生体細胞との間の距離を短くでき、微弱な光の観察に適した観察手段を用いることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態である生体試料観察システムについて図１から図１３を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る生体試料観察システムの概略を示す斜視図である。図２は、同じく生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【００３０】
生体試料観察システム１０は、図１および図２に示すように、検出ユニット２０と培養ユニット７０とから概略構成されている。これら検出ユニット２０および培養ユニット７０は、接近して配置されることが望ましく、より好ましくは両ユニット２０、７０が接して配置されることが望ましい。
【００３１】
検出ユニット２０は、図１および図２に示すように、生体試料を内部に収納する保温箱２１と、細胞（生体試料）ＣＥを測定する検出部４０とから概略構成されている。
保温箱２１には、保温箱２１内を所定の温度に保温するヒータ２１Ｈと、後述するインキュベータボックス１００を保持するステージ２２と、細胞ＣＥに光を照射する透過光源２３と、保温箱２１内の温度を均一にするファン２４と、保温箱２１内を殺菌するＵＶランプ２５と、後述する培養液循環配管７７や培養ガス供給配管９７などを保護するキャリア２６と、インキュベータボックス１００などを保温箱２１から出し入れする際に用いる開閉扉２７と、検出ユニット２０の主電源をＯＮ・ＯＦＦする主電源スイッチ２８が備えられている。
【００３２】
ステージ２２は、互いに直交方向に相対移動するＸ軸動作ステージ２２Ｘと、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと、を有し、ステージ走査部２９により走査制御されている。
ステージ走査部２９は、Ｘ軸動作ステージ２２ＸのＸ軸座標値を検出するＸ軸座標検出部３０と、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘの動作（走査）を制御するＸ軸走査制御部３１と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ軸座標値を検出するＹ軸座標検出部３２と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの動作（走査）を制御するＹ軸走査制御部３３と、から構成されている。
Ｘ軸座標検出部３０およびＹ軸座標検出部３２は、それぞれ検出したＸ軸動作ステージ２２ＸのＸ座標と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ座標と、をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。Ｘ軸走査制御部３１およびＹ軸走査制御部３３は、それぞれコンピュータＰＣからの指示に基づきＸ軸動作ステージ２２Ｘの走査と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査とを制御するように配置されている。
【００３３】
なお、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを駆動する機構としては、例えばモータおよびボールネジの組み合わせを挙げることができる。
コンピュータＰＣは、上述のように、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査と、を制御するとともに、後述するように、細胞ＣＥの検出系の制御、撮像した細胞ＣＥの画像の解析なども行い、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと検出系と解析系とを連動して制御している。
【００３４】
透過光源２３とインキュベータボックス１００との間に、透過光源２３から射出された光を細胞ＣＥに集光するコンデンサレンズ３４が配置されている。
なお、コンデンサレンズ３４とインキュベータボックス１００との間には、シャッタ３５を設けなくても良いし、シャッタ３５を設けても良い。
ファン２４は保温箱２１の壁面に配置されている。このファン２４を動作させることにより、保温箱２１内の空気を対流させ、保温箱２１内の温度を均一かつ一定に保ちやすくすることができる。
【００３５】
ＵＶランプ２５は、検出ユニット２０の壁面に配置されたＵＶランプスイッチ３６と接続され、ＵＶランプ２５とＵＶランプスイッチ３６との間には、ＵＶランプ２５の動作を時間的に制御するタイマ３７が配置されている。さらに、ＵＶランプ２５の点灯を表示する滅菌中表示ランプ（図示せず）が配置されている。
例えば、細胞ＣＥの非測定時にＵＶランプスイッチ３６が押されると、タイマ３７のカウントが開始されるとともに、ＵＶランプ２５に電力が供給され、ＵＶ光（紫外線光）が保温箱２１内に照射される。これと同時に滅菌中表示ランプも点灯する。そして、所定の時間（例えば３０分）が経過して、タイマ３７のカウントが終了すると、タイマ３７はＵＶランプ２５への電力供給を停止し、ＵＶ光の照射が終了される。また、滅菌中表示ランプも消灯される。
なお、ＵＶランプ２５は、主電源スイッチ２８とは別個に制御されており、主電源がＯＦＦされていても動作することができる。
なお、ＵＶランプ２５の点灯時間は、上述した３０分でも良いし、保温箱２１内の雑菌類を死滅させることができる時間であれば、３０分未満でも良いし、３０分よりも長くても良い。
【００３６】
開閉扉２７はアルマイト処理を施されたアルミなどの金属、または遮光性の高い半透明の樹脂により構成されている。開閉扉２７の構造としては、中空の二重構造としたものや、さらには、内側が上記金属とされ外側が樹脂とされるものが考えられる。開閉扉２７の外側に樹脂を用いることにより、開閉扉２７から保温箱２１内の熱が外部に逃げることを防止することができる。また、開閉扉２７の内側をアルマイト処理された金属とすることにより、ＵＶランプ２５により開閉扉２７の寿命が損なわれることを防止することができる。
なお、開閉扉２７が金属または金属と樹脂との二重構造とされたときには、完全に遮光されるため、インキュベータボックス１００を覗く位置に覗き窓を設けることが望ましい。覗き窓には透明樹脂またはガラスがはめ込まれ、外側には、開閉可能なカバーが配置されていることが望ましい。
【００３７】
検出部４０には、図１および図２に示すように、検出部４０内を所定の温度に保温するヒータ４０Ｈと、検出部４０側から細胞ＣＥを照射する落射光源４１Ａ、４１Ｂと、落射光源４１Ａ、４１Ｂからの光路を切り替える光路切替部４２と、照射光の光量を調節する光量調整機構４３と、照射光を細胞ＣＥに向けて集光するレンズ系４４と、照射光の波長および検出光の波長を制御するフィルタユニット４５と、細胞ＣＥに対して合焦動作を行うオートフォーカス（ＡＦ）ユニット４６と、複数の倍率や性質の異なる対物レンズ（観察手段）４８を備えたレボルバ４７と、細胞ＣＥからの検出光を検出する検出器４９と、検出光の光量を測定する光量モニタ５０と、検出部４０内の温度を均一にするファン５１と、検出部４０内を冷却する冷却ファン５２と、が備えられている。
【００３８】
落射光源４１Ａ、４１Ｂは、例えば水銀ランプなどからなり、検出部４０の外部に配置されており、それぞれ電力を供給する電源５３に接続されている。
また、通常は１つの落射光源、例えば落射光源４１Ａを用いるが、落射光源４１Ａの光量が所定の規定値以下に減少した場合には、落射光源４１Ｂから照明光が照射され、落射光源４１Ａの電源はＯＦＦされる。
【００３９】
光路切替部４２は、落射光源４１Ａまたは落射光源４１Ｂどちらか一方の照明光を光量調整機構４３に導くように形成されている。また、光路切替部４２には、後述のコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光路切替部４２を制御する光路制御部５４が配置されている。
光路切替部４２の照明光射出側にはシャッタ４２Ｓが配置され、照明光の透過・遮断制御を行っている。
【００４０】
シャッタ４２Ｓの照明光射出側には光量調整機構４３が配置され、シャッタ４２Ｓを透過した照明光の光量を調整している。その機構としては、例えば公知の絞り機構などを用いても良いし、その他の光量を調節できる公知の機構、技術を用いても良い。
また、光量調整機構４３には、後述のコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光量調整機構４３を制御する光量制御部５５が配置されている。
光量調整機構４３の照明光射出側にはレンズ系４４が配置されている。レンズ系４４は、一対のレンズ４４Ａ、４４Ｂと、レンズ４４Ａおよびレンズ４４Ｂの間に配置された絞り４４Ｃと、から構成されている。
【００４１】
フィルタユニット４５は、励起フィルタ５６と、ダイクロイックミラー５７と、吸収フィルタ５８とから構成されている。励起フィルタ５６は、照明光の中から細胞ＣＥの蛍光発光に寄与する波長（励起光）を透過するフィルタであり、レンズ系４４から射出された照明光が励起フィルタ５６に入射するように配置されている。ダイクロイックミラー５７は、励起光と蛍光とを分離する光学素子であり、励起フィルタ５６を透過した励起光を、細胞ＣＥに向けて反射するとともに、細胞ＣＥからの蛍光を透過するように配置されている。吸収フィルタ５８は、細胞ＣＥからの蛍光とその他の不要な散乱光とを分離する光学素子であり、ダイクロイックミラー５７を透過した光が入射するように配置されている。
フィルタユニット４５には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、フィルタユニット４５から射出される励起光や検出光（蛍光）の波長を制御するフィルタ制御部４６Ｃが配置されている。
なお、励起フィルタ５６、ダイクロイックミラー５７、吸収フィルタ５８は１枚ずつ用いられてもよいし、複数枚用いられてもよい。
【００４２】
ＡＦユニット４６はフィルタユニット４５の励起光射出側に配置されていて、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光を、対物レンズ４８を介して細胞ＣＥに集光させるように配置されている。
レボルバ４７は、ＡＦユニット４６の励起光射出光側に配置されていて、倍率の異なる複数の対物レンズ４８が配置されている。レボルバ４７には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光が入射される対物レンズ４８を選択・制御する対物レンズ制御部５９が配置されている。
【００４３】
なお、対物レンズ４８は、検出部４０からＸ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙにそれぞれ設けられた孔を通して保温箱２１内のインキュベータボックス内部が観察可能な構造になっている。
Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙには、ステージが動作する範囲を見込んで孔の大きさは多少余裕を見込んである。
そのため、保温箱２１内において雰囲気を細胞の培養に適した湿度に保っていても、前記孔を通じて雰囲気が検出部４０に対して抜けてしまい、細胞の培養に適した温度を維持できなくなり、細胞の活性低下を引き起こす可能性がある。
そこで、このような細胞培養に適した温度の雰囲気が保温箱２１と検出部４０との間で導通することを抑制する抑制手段９９を設けてもよい。
その抑制手段９９は、レボルバ４７や対物レンズ４８の動きを妨害しないように空気の流れを抑制できればよく、例えばフィルムや透明シートなど柔軟な材料からなるシートを保温箱２１と検出部４０との境目に設けられた孔の周囲に貼り付け、レボルバの周囲に垂らした状態で取り付ける幕状のものが考えられる。
【００４４】
フィルタユニット４５の検出光射出側には、検出光を検出器４９および光量モニタ５０に集光する集光レンズ６０が配置されている。
集光レンズ６０の検出光射出側には、検出光の一部を検出器４９に向けて反射し、残りの検出光を光量モニタ５０に向けて透過するハーフミラー６１が配置されている。
検出器４９は、ハーフミラー６１から反射された検出光が入射される位置に配置されている。また、検出器４９には、検出器４９からの検出信号を演算して後述するコンピュータＰＣに出力する検出器演算部６２が接続されている。
なお、検出器４９はラインセンサを用いても良いし、エリアセンサを用いても良いし、ラインセンサとエリアセンサとを共用してもよく、特に限定するものではない。
光量モニタ５０は、ハーフミラー６１を透過した検出光を測定し、測定した値をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。
なお、上述のように、光量モニタ５０を用いて検出光の光量を測定しても良いし、照度計やパワーメータなどを用いて検出光の光量を測定しても良い。
【００４５】
ヒータ４０Ｈは、検出部４０内を例えば３０℃から３７℃となるように保温制御している。ファン５１は、検出部４０内の空気を対流させ、検出部４０内の温度を均一化するように配置されている。そのため、検出部４０内の温度が保温箱２１と近い温度に維持され、保温箱２１の温度をより安定化させやすくなる。
冷却ファン５２は、検出部４０内に配置された温度センサ（図示せず）の出力に基づき、検出部４０内の温度を下げるように駆動される。そのため、例えばモータなどの発熱による異常な検出部４０内の温度上昇を防止することができる。
【００４６】
図３は、本実施の形態に係るインキュベータボックスを示す斜視図である。
インキュベータボックス１００は、図３に示すように、チャンバ（培養容器）１３０を格納する筐体１０１と、筐体１０１とともに密閉容器を形成するカバー１０２とから概略構成されている。
筐体１０１およびカバー１０２には、外界からの磁場を遮断する防磁処理や、インキュベータボックス１００に発生した静電気を除去する静電除去処理が施されている。
【００４７】
筐体１０１は、底板１０３と側壁１０４とから形成されていて、底板１０３の測定エリアに対応する領域は、ガラスのような透光性を有する材料で形成されている。底板１０３の他の領域および側壁１０４は、例えば、アルマイト処理されたアルミニウムやＳＵＳ３１６のようなステンレススチールなど防食性の高い遮光性の材料で制作するのが好ましく、より好ましくは、保温性の観点から熱伝導率の低い材料を選択するとよい。
また、底板１０３には、チャンバ１３０を保持するためのアダプタ１０５と、チャンバ１３０の温度を測定する温度センサ１０６と、が配置されている。なお、上述のようにアダプタ１０５を用いてチャンバ１３０を保持しても良いし、アダプタ１０５を用いないでチャンバ１３０を保持しても良い。
温度センサ１０６の出力は、インキュベータ温度検知部１０６Ｓを介してコンピュータＰＣに入力されるとともに、検出ユニット２０の壁面に配置された温度表示部１０７にも入力されている。コンピュータＰＣは、図２に示すインキュベータ温度制御部１０６Ｃを介してヒータ２１Ｈなどを制御して、インキュベータボックス１００内の温度が一定に保たれるように制御するようになっている。
【００４８】
カバー１０２は、照明光を透過するガラス板１１７と、ガラス板１１７を支持する支持部１１７Ａと、から構成されている。ガラス板１１７には、測定エリアに対応する領域に反射防止膜が両面に形成されていても良い。反射防止膜を両面に形成することにより、透過観察・落射観察におけるガラス板１１７による反射を防止するようになっている。
なお、ガラス板１１７の面積は、インキュベータボックス１００の底板１０３と略同じ面積であっても良いし、測定を問題なく行うために必要最小限の面積であっても良い。
【００４９】
図４は、本実施の形態に係る培養容器を示す分解斜視図であり、図５は、本実施の形態に係る培養容器を示す断面図である。
チャンバ１３０は、図４および図５に示すように、チャンバ１３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部（外枠部材、培養容器本体）１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス（被播種部材）１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）１４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋（蓋部材、培養容器本体）１５０と、から概略構成されている。
【００５０】
外枠部１３１は、矩形状に配置された枠部側壁１３２と、底板開口部１３４が形成された底板１３３とから構成されている。外枠部１３１は、耐腐食性のある金属（例えばステンレススチール）などから形成されている。
枠部側壁１３２には、後述する継ぎ手１４３が配置されるＵ字型の溝部１３５が形成されているとともに、その上面（図中の上方向の面）には、ネジ穴１３６が形成されている。底板１３３には、後述するスライドガラス１４０より一回り小さな底板開口部１３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する段差部（支持部）１３７が形成されている。段差部１３７は、スライドガラス１４０を図中の下側から支持するように形成されている。
スライドガラス１４０のチャンバ１３０内部となる面（図中の上面）には、細胞ＣＥの接着を促すコーティング（例えばＰＬＬ（Ｐｏｌｙ−Ｌ−Ｌｙｓｉｎｅ）コート等）が施されている。
【００５１】
中子１４１は、矩形状の中子枠１４２と、中子枠１４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠１４２の上下面に配置されたＯリング（シール部材）１４４とから構成されている。中子枠１４２および継ぎ手１４３は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂など）から形成されている。
継ぎ手１４３および中子枠１４２には、細胞ＣＥを浸す培養液が流れる流路１４５が貫通して形成されている。中子枠１４２の上下面には、Ｏリング１４４を配置するための配置溝１４６が形成されている。Ｏリング１４４は、スライドガラス１４０と蓋１５０とに接触することで、スライドガラス１４０と中子１４１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成し、密閉容器１６０内に培養液を保持するように配置されている。
【００５２】
蓋１５０は、照明光を透過する蓋ガラス１５１と、蓋ガラス１５１を支持するガラス支持部１５２とから形成されている。蓋ガラス１５１の外気と接する面（図中の上面）には、光の反射防止膜が形成されているとともに、培養液と接する面（図中の下面）には、高親水膜が形成されている。ガラス支持部１５２には、蓋１５０と外枠部１３１とを固定するネジ１５５用の貫通穴１５３が形成されている。
【００５３】
培養ユニット７０は、図１および図２に示すように、培養液を内部に収納する滅菌箱７１と、培養ガスを生成する混合部９０とから概略構成されている。
滅菌箱７１には、滅菌箱７１内を所定の温度に保温するヒータ７１Ｈと、培養液を内部に蓄える培養液瓶７２と、予備の培養液を内部に蓄える予備タンク７３と、使用済みの培養液を入れる廃液タンク７４と、滅菌箱７１内を殺菌するＵＶランプ２５と、培養液瓶７２などを滅菌箱７１から出し入れする際に用いる開閉扉７５と、培養ユニット７０の主電源をＯＮ・ＯＦＦする主電源スイッチ７６が備えられている。
【００５４】
培養液瓶７２には、インキュベータボックス１００との間で培養液を循環させる培養液循環配管７７と、予備タンク７３から予備の培養液を供給する補給配管７８と、培養液瓶７２から使用済みの培養液を廃液タンク７４に排出する廃液配管７９とが配置されている。
また、培養液循環配管７７には、培養液を培養液瓶７２からインキュベータボックス１００に送り出し、培養液を循環させる培養液ポンプ（培養液交換手段）８０が配置されている。培養液ポンプ８０によりチャンバ１３０内の培養液を新しいものに交換することができるので、培養液を交換できないものと比較して、細胞ＣＥの培養できる期間をより長くすることができる。
補給配管７８には、予備タンク７３から培養液を培養液瓶７２に送る補給ポンプ８１が配置され、廃液配管７９には、培養液瓶７２から使用済みの培養液を廃液タンク７４に送る廃液ポンプ８２が配置されている。
なお、上述のように、使用済みの培養液を貯める廃液タンク７４を用いても良いし、廃液タンク７４を用いないで、直接使用済みの培養液を外部に排出する排出ポートを設けても良い。
【００５５】
培養液瓶７２には、内部の培養液温度を検出する培養液温度センサ（図示せず）が配置され、培養液温度センサの出力は培養液温度検出部８３を介してコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。また、コンピュータＰＣに入力された培養液温度のデータは、テキストデータなどとしてメモリに蓄積され、細胞ＣＥの検出結果との比較・検証などに用いることができる。
【００５６】
ヒータ７１Ｈには、コンピュータＰＣからの指示に基づき、滅菌箱７１内の温度を介して培養液の温度を制御する培養液温度制御部８４が配置されている。培養液温度制御部８４により、培養液瓶７２から供給される培養液の温度は、ほぼ３７℃に保たれ、培養液の温度変化による細胞ＣＥの活性低下が防がれている。また、培養ユニット７０の壁面には、前述の培養液温度センサにより検出された培養液温度を表示する温度表示部８５が配置されている。
培養液ポンプ８０には、コンピュータＰＣの指示に基づき、培養液の循環を制御する培養液ポンプ制御部８６が配置されている。また、補給ポンプ８１および廃液ポンプ８２もコンピュータＰＣの指示に基づき、その動作が制御されるように配置されている。
【００５７】
ＵＶランプ２５は、培養ユニット７０の壁面に配置されたＵＶランプスイッチ３６と接続され、ＵＶランプ２５とＵＶランプスイッチ３６との間には、ＵＶランプ２５の動作を時間的に制御するタイマ３７が配置されている。さらに、ＵＶランプ２５の点灯を表示する滅菌中表示ランプ（図示せず）が配置されている。
なお、ＵＶランプ２５は、主電源スイッチ７６とは別個に制御されており、主電源がＯＦＦされていても動作することができるようになっている。
【００５８】
混合部９０には、図１および図２に示すように、混合部９０内を所定の温度に保温するヒータ（図示せず）と、インキュベータボックス１００に供給する培養ガス中の二酸化炭素ガス濃度を調節する培養ガス混合槽９１と、培養ガス混合槽９１に培養ユニット７０の外部に配置されたＣＯ２タンク９２から二酸化炭素ガスを供給するＣＯ２ポンプ９３とが配置されている。
【００５９】
培養ガス混合槽９１には、内部の二酸化炭素ガス濃度を検出するＣＯ２濃度検出部９４が配置され、ＣＯ２濃度検出部９４の出力がコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。ＣＯ２ポンプ９３には、コンピュータＰＣの指示に基づいて、培養ガス混合槽９１に供給する二酸化炭素ガス量を制御するＣＯ２濃度制御部９５が配置されている。また、培養ユニット７０の壁面には、ＣＯ２濃度検出部９４により検出された培養ガス混合槽９１内の二酸化炭素ガス濃度を表示するＣＯ２濃度表示部９６が配置されている。
さらには、培養ガス混合槽９１と培養液瓶７２との間に培養ガス供給配管９７が配置されている。そのため、培養ガス供給配管９７を介して培養液に培養ガスが供給され、培養液中に培養ガスを十分に溶け込ませることができる。このように、培養液瓶７２内で二酸化炭素ガスの濃度が５％の培養ガスが溶解された培養液を生成することにより、培養気体および細胞ＣＥの育成に必要な栄養素が含まれた培養液が、後述するチャンバ１３０に供給される。また、培養ガスを培養液に溶解させることにより、培養液のｐＨなどを調整することができる。
ＣＯ２濃度検出部９４からコンピュータＰＣに入力された二酸化炭素ガス濃度は、メモリにデータとして蓄積されるとともに、コンピュータＰＣにおいてデータ処理が可能とされている。
【００６０】
次に、上記の構成からなるチャンバ１３０における細胞ＣＥの播種および培養について図４および図５を参照して説明する。
最初に、スライドガラス１４０への細胞ＣＥの播種、接着が行われる。
具体的には、まず、スライドガラス１４０をディッシュなどに入れ、細胞ＣＥをスライドガラス１４０に播種する。そして、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータ（上述のインキュベータ１００とは異なるものでもよい）内にて培養される。
細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着されたら、ディッシュからスライドガラス１４０を引き上げ、ＰＬＬコートなどが施され、細胞ＣＥが接着した面以外の面に付着した培養液を十分に除去する。
【００６１】
次に、細胞ＣＥが接着されたスライドガラス１４０を用いて、チャンバ１３０が形成される。
まず、細胞ＣＥが接着された面がチャンバ１３０の内側になるように、スライドガラス１４０を段差部１３７の上に配置し、継ぎ手１４３が溝部１３５に配置されるように中子１４１を外枠部１３１内に配置する。そして蓋１５０をネジ１５５により外枠部１３１に固定し、チャンバ１３０が形成される。
その後、継ぎ手１４３に培養液循環配管７７などを接続して培養液を、流路１４５を通じてチャンバ１３０に供給し、細胞ＣＥを培養し、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【００６２】
次に、上記の構成からなる生体試料観察システム１０における観察方法について説明する。
まず、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択について図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【００６３】
図６（ａ）に示す例では、表示された画像上において測定対象範囲Ｍの左上の点ａと右下の点ｂとを指定することにより、測定対象範囲Ｍ（図中の破線で囲まれた範囲）を設定している。具体的には、点ａ−点ｂ間をマウスのような機器を用いてドラッグして測定対象範囲Ｍを設定しても良いし、点ａおよび点ｂの座標値を入力して指示しても良い。
検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、設定された測定対象範囲Ｍ内を左右方向に走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際には、Ｘ軸方向と平行に走査され、右から左へ走査される際には、左斜め下方向に走査される。このうち、左から右へ走査される時に細胞ＣＥの撮像が行われる。
【００６４】
図６（ｂ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例である。まず、上述した方法で２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが設定される。測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、Ｙ軸方向において、その全てが重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢを並列に測定するように走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際に、測定対象範囲ＭＡから測定対象範囲ＭＢへ走査され、右から左へ走査される際には、測定対象範囲ＭＢから測定対象範囲ＭＡへ走査される。
【００６５】
図６（ｃ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲が２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が異なっている例である。ここでは、測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、図中のＹ軸方向において、その一部分が重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢのＹ軸方向に重複する部分のみが連続して走査されている。つまり、まず、測定対象範囲ＭＡの重複していない部分の走査が行われる。次に、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの重複している部分の走査が連続して行われる。そして、測定対象範囲ＭＢの重複していない部分の走査が行われる。
【００６６】
図６（ｄ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が図６（ｂ）と同様であるが、走査方法が異なる例である。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが別個に走査されている。つまり、まず測定対象範囲ＭＡの全範囲の走査が行われた後に、測定対象範囲ＭＢの全範囲の走査が行われる。
【００６７】
また、上述した図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す走査方法のうち、トータルの移動距離または走査時間が最短になる走査方法が、後述する設定されたパラメータおよび測定モードに基づいて、コンピュータＰＣにより自動的に選択される。
【００６８】
なお、細胞を培養する範囲を撮像するとき、このように測定対象範囲Ｍを設定するなど複数の領域（検出範囲）に分けて撮像できる構成であれば、必要に応じて必要な部分だけの撮像を行うことが可能となる。
例えば、コンピュータＰＣの設定を変更して、走査対象となる全範囲の走査と、所定の一部の領域の走査とが交互に行われるようにしておけば、短い期間しか起こらない生体試料特有の現象を捉えることができる。一例として、走査対象となる全範囲の走査を３０分ごとに行う場合、その合間に注目すべき細胞が存在する所定の測定対象範囲Ｍの走査が行われるようにしておけば、１５分程度しか発現しない特有の現象が注目すべき細胞に起こったことを捉えることも可能となる。
また、必要なときに必要な測定対象範囲Ｍだけを走査するため、走査時間が短縮できるとともに、他の細胞に対する光の照射時間を短くすることができる。
【００６９】
次に、細胞ＣＥの測定にかかる手順にについて、各フローチャートを用いながら説明する。
まず、細胞ＣＥの測定の前に、測定パラメータの設定が行われる。そこで、測定パラメータの設定の流れを、図７を参照しながら説明する。
図７は、測定パラメータの設定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定パラメータの設定が行われる（ＳＴＥＰ１）。
その後、デフォルトの条件設定が行われる（ＳＴＥＰ２）。ここで設定される条件は、例えばＣＯ２濃度５％、温度３７℃などの培養条件および測定条件であり、これらの設定条件はユーザによって所定の条件に変更することができる。
【００７０】
次に、測定対象の選択を行う（ＳＴＥＰ３）。測定対象とは、例えばマイクロプレート１２０や、スライドガラス１１６など、細胞ＣＥの容器である。
次に、測定モードの選択を行う（ＳＴＥＰ４）。測定モードには、エリア撮像モードや、ライン撮像モードや、自動モード等がある。自動モードとは他の測定モードの中から測定時間の短い測定モードを自動的に選択するモードである。
【００７１】
次に、測定倍率を選択し（ＳＴＥＰ５）、その後、検出波長を選択する（ＳＴＥＰ６）。測定倍率の選択、および検出波長の選択は、それぞれ２種類以上の選択肢の中から選択することも可能である。
ここで、検出波長の選択方法としては、使用する蛍光タンパク、例えば、ＧＦＰ、ＨＣ−Ｒｅｄ等のリストをコンピュータＰＣに予め記憶させておき、記憶させたリストの中から選択する。コンピュータＰＣは、選択された蛍光タンパクに基づいて自動的に観測に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。このようにして、細胞ＣＥから所定の蛍光を検出することができる。
なお、測定中の励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８、対物レンズ４８等の変更は、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの駆動に同期して自動的に行なわれる。
【００７２】
次に、測定間隔が設定される（ＳＴＥＰ７）。
そして、プレビュー画面が取り込まれ（ＳＴＥＰ８）、プレビュー画像がモニタに表示される（ＳＴＥＰ９）。ここでは、ユーザがプレビュー画像のモニタへの表示を指示するプレビューボタンなどを用いて指示を出すことにより、プレビュー画像がモニタに表示される。そして、ユーザがモニタに表示されたプレビュー画像を確認することができる。
【００７３】
次に、測定範囲の選択が行われる（ＳＴＥＰ１０）。測定範囲の選択後、再度プレビュー画像をモニタに表示させて、測定範囲が所定の範囲であるか確認してもよい。
次に、設定された複数の測定間隔から所定の測定間隔を選択する（ＳＴＥＰ１１）。
そして、測定開始スイッチ（図示せず）が押されたら（ＳＴＥＰ１２）、細胞ＣＥの測定が開始される（ＳＴＥＰ１３）。測定開始スイッチが押されない場合には、測定開始スイッチが押されるまで待機している（ＳＴＥＰ１２）。
【００７４】
なお、ＳＴＥＰ１２において、測定開始スイッチが押されない場合には、各種設定を再設定できるように、種々のＳＴＥＰに戻ることが可能な設定にしてもよい。
【００７５】
測定パラメータの設定が完了したら、次に、細胞ＣＥの測定が行われる。そこで、細胞ＣＥの測定の流れを、図８を参照しながら説明する。
図８は、測定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定が開始されると、測定対象範囲が読み込まれる（ＳＴＥＰ２１）。その後、倍率が読み込まれ（ＳＴＥＰ２２）、検出波長が読み込まれる（ＳＴＥＰ２３）。
次に、測定モードが読み込まれる（ＳＴＥＰ２４）。ここでは、読み込まれた測定対象範囲、倍率、検出波長（蛍光波長）などに基づき、最適なステージ走査方法が決定される。測定モードが自動モードに設定されている場合には、撮像モードもここで決定される。
【００７６】
次に、決定されたステージ走査方法に応じたＸ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙ等の動作方法が解析され（ＳＴＥＰ２５）、解析された動作方法のデータ（動作データ）は、コンピュータＰＣのテーブルに保存される（ＳＴＥＰ２６）。
その後、エリアセンサモードが選択されているか否かにより、異なる測定方法で測定が行われる（ＳＴＥＰ２７）。
【００７７】
まず、エリアセンサモードが選択されている場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ３０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、シャッタ３５がＯＰＥＮにされて（ＳＴＥＰ３１）、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ３２）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
【００７８】
次に、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ３３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６、吸収フィルタ５８などを選択する。
以上の測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ３０からＳＴＥＰ３３まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
その後、フォーカス位置が検出され（ＳＴＥＰ３４）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ３５）。
【００７９】
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ３５）までの動作が、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ３６）。
必要な画像の取得が完了すると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが１ステップ駆動される（ＳＴＥＰ３７）。そして、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが移動した位置が測定対象範囲内であれば、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から１ステップステージ駆動（ＳＴＥＰ３７）までの動作が繰り返される。この繰り返し作業は、ステージ２２の移動した位置が測定対象範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ３８）。
【００８０】
Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙの移動先が測定対象範囲外となると、シャッタ３５がＯＦＦされる（ＳＴＥＰ３９）。
その後、所定の測定時間間隔になると、再びシャッタ３５がＯＰＥＮ（ＳＴＥＰ３１）にされてからシャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ３９）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ４０）。
【００８１】
次に、エリアセンサモードが選択されていない場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ５０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、シャッタ３５がＯＰＥＮにされて（ＳＴＥＰ５１）、フォーカス位置が検出される（ＳＴＥＰ５２）。
【００８２】
次に、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ５３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
そして、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ５４）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。これら測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ５０からＳＴＥＰ５４まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
【００８３】
その後、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙの駆動が開始され（ＳＴＥＰ５５）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ５６）。
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ５３）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ５６）までの動作が繰り返され、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５７）。
【００８４】
必要な画像の取得が完了すると、シャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ５８）。
その後、所定の測定時間間隔になると、再びシャッタ３５がＯＰＥＮ（ＳＴＥＰ５１）にされてからシャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ５８）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５９）。
【００８５】
細胞ＣＥの撮像が終了すると、次には撮像された画像の処理が行われる。そこで、撮像された画像の処理方法について、図９を参照しながら説明する。
図９は、画像の処理方法を説明するフローチャートである。
まず、コンピュータＰＣの画像処理部は、メモリ部に蓄積された撮像画像から、背景画像を抽出する（ＳＴＥＰ７１）と共に、撮像画像から背景画像（バックグラウンド）を除去する（ＳＴＥＰ７２）。
次に、強調できる画像の最大輝度範囲を読み込み（ＳＴＥＰ７３）、最大輝度範囲に応じて、例えば所定係数を掛けて画像を強調する（ＳＴＥＰ７４）。これらの処理により、バックグラウンドを除去した画像から１つ１つの細胞ＣＥを粒状に認識し易いように画像が強調される。
【００８６】
そして、強調された画像から、例えば所定の閾値以上の輝度を有する部分を抽出することで、細胞ＣＥの１つ１つの輝度を明確な粒状として認識する（ＳＴＥＰ７５）。
次に、細胞ＣＥの重心位置や面積等の幾何学的特徴量や、化学的特徴量や、蛍光輝度等の光学的特徴量をより正確に認識するとともに、細胞ＣＥの位置情報とも関連付けて抽出する（ＳＴＥＰ７６）。これら特徴量を抽出することにより、１つ１つの細胞ＣＥを識別することができる。
細胞ＣＥの特徴量を抽出した後、細胞ＣＥを認識するために行った強調作業（ＳＴＥＰ７４）の補正を行う（ＳＴＥＰ７７）。この補正により、画像の強調のために用いられた所定係数の影響が除去される。
次に、補正後の特徴量を、例えばファイルに出力するとともにそのファイルに蓄積する（ＳＴＥＰ７８）。
【００８７】
そのため、コンピュータＰＣの画像処理部は、スライドガラス、マイクロプレートなどの全面の各位置における細胞ＣＥの蛍光量分布等を画像化することができる。また、画像処理部は、１つ１つの細胞ＣＥを正確に追跡可能であるので、例えば、所定の数の細胞ＣＥだけに注目し、培養を行いながら細胞ＣＥ内部の蛍光分布を局所的に長時間測定することも可能である。更に、細胞ＣＥを培養しながら、例えば、一定時間毎にスライドガラスや、マイクロプレートなどの全面を測定し、時間経過に対する細胞ＣＥの蛍光量を自動測定することも可能である。
【００８８】
次に、撮像画像から細胞ＣＥの特徴量などのデータが抽出された後に行われるデータ処理について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は、データ処理の流れを説明するフローチャートである。
ここでは、コンピュータＰＣのデータ処理部によって、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥのデータ（特徴量）の処理が行われる。
まず、データ処理部は、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥの生データ（特徴量）を読み込む（ＳＴＥＰ８１）とともに、細胞ＣＥごとに時系列に並ぶようにデータの並べ替えが行われる（ＳＴＥＰ８２）。データが並べ替えられると、データ処理部は、細胞ＣＥごとに輝度、すなわち発現量の経時的変化をグラフ化する（ＳＴＥＰ８３）。
グラフ化が完了すると、データ処理部は、グラフをプレビュー表示し（ＳＴＥＰ８４）、グラフ化データをファイルに出力する（ＳＴＥＰ８５）。
【００８９】
この処理を行うことにより、細胞ＣＥを長期間培養した場合における１つの細胞の経時的変化を容易に観察することができる。従って、培養中の時間経過に伴う細胞ＣＥの発現量の変化等を正確、かつ容易に測定することができる。
【００９０】
次に、細胞ＣＥの測定時に行われる照射光量の調整について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は、光量の調整の流れを説明するフローチャートである。
まず、細胞ＣＥに照射される照射光量が測定される（ＳＴＥＰ９１）。照射光量は、光量モニタ５０の出力から算出されてもよいし、照度計を設けて測定しても良いし、パワーメータを設けてパワーメータの出力から算出してもよい。
【００９１】
測定された照射光量が許容範囲内であれば、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量が許容範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ９２）。
照射光量が許容範囲外になると、光量調整機構４３に含まれるＮＤフィルタ（図示せず）が交換され（ＳＴＥＰ９３）、照射光量が許容範囲内になるように調節される。その後、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量の調節が繰り返される。
【００９２】
次に、チャンバ１３０への培養液の補給・交換の制御方法を、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、培養液の補給・交換方法を説明するフローチャートである。
まず、撮像された画像のバックグラウンド（背景）値が解析される（ＳＴＥＰ１０１）。撮像された画像のバックグラウンドには培養溶液の自家蛍光が撮像されており、この培養溶液の自家蛍光の輝度が解析される。
ここで、培養液は古くなるほど自家蛍光の輝度が高くなるため、自家蛍光の輝度を測定することにより、培養液の交換時期を検出することができる。
【００９３】
そして、解析されたバックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値以内であれば、再びバックグラウンド値の解析（ＳＴＥＰ１０１）に戻り、バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなるまで繰り返される（ＳＴＥＰ１０２）。
バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなると、培養液の廃液ポンプ８２が駆動され（ＳＴＥＰ１０３）、次いで培養液の補給ポンプ８１が駆動される（ＳＴＥＰ１０４）。
【００９４】
なお、培養液の補給・交換の時期は、上述のように、培養液の自家蛍光により決定しても良いし、連続して行ってもよいし、予めユーザが指定した時間間隔で自動的に補給・交換を行っても良いし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換時期を指定できるようにしてもよい。また、交換する量もユーザが設定しても良いし、培養液の自家蛍光により決定してもよいし、チャンバ１３０内の培養液を一括して全て交換してもよいし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換量を指定できるようにしてもよい。
重量などで換算して自動で設定しても良い。
なお、本実施の形態においては、撮像された画像を用いてバックグラウンドの自家蛍光の値を検出しているが、この検出は細胞ＣＥが存在しない場所を撮像した画像から検出しても良いし、培養液瓶７２近傍に例えば光学的検出器を設けて検出してもよい。
上述したような測定手順により、図１３に示すような、１つ１つの細胞の経時的位置変化を表した細胞追跡画像を取得できる。
【００９５】
上記の構成によれば、チャンバ１３０のうち、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０のみを交換することで、異なる種類の細胞ＣＥを観察することができる。そのため、チャンバ１３０ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞ＣＥを取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる。
スライドガラス１４０は、中子１４１を介して段差部１３７と蓋１５０とにより挟まれ・保持されているので、蓋１５０を取り付け・取り外しすることにより、スライドガラス１４０を容易に交換することができる。
【００９６】
スライドガラス１４０と中子１４１との間、および中子１４１と蓋１５０との間は、Ｏリング１４４により密閉されているため、スライドガラス１４０と中子１４１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成することができる。そのため、密閉容器１６０内に細胞ＣＥを培養する培養液を保持することができ、細胞ＣＥを長期間培養し、長期間にわたる観察を行うことができる。
さらに、継ぎ手１４３を介して細胞ＣＥに培養溶液を供給することできるため、細胞ＣＥをチャンバ１３０内で長期間培養することができ、細胞ＣＥを長期間観察することができる。
【００９７】
また、対物レンズ４８がスライドガラス１４０のみを介して細胞ＣＥを観察するため、例えばチャンバの容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、対物レンズ４８と細胞ＣＥとの距離がより短くなるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【００９８】
また、スライドガラス１４０に細胞ＣＥを播種してからチャンバ１３０の組み立てを行うため、スライドガラス１４０への細胞ＣＥの播種を、細胞ＣＥの播種に適した環境下で行えるので、細胞ＣＥをスライドガラス１４０へより確実に接着させることができる。
【００９９】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１４を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１４は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１００】
チャンバ（培養容器）２３０は、チャンバ２３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部（外枠部材、培養容器本体）２３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部２３１に取り付けられる蓋１５０と、外枠部２３１の上面に配置されたＯリング２４４とから概略構成されている。
外枠部２３１は、矩形状に配置された枠部側壁２３２と、底板開口部１３４が形成された底板２３３とから構成されている。外枠部２３１は、細胞ＣＥに対して毒性のない樹脂（例えばＰＥＥＫ樹脂など）から形成されている。
枠部側壁２３２には、継ぎ手２４３が形成されているとともに、その上面にはネジ穴（図示せず）が形成されている。また、枠部側壁２３２の上面には、Ｏリング２４４を配置するための配置溝２４６が、ネジ穴よりも内側に形成されている。継ぎ手２４３および枠部側壁２３２には、培養液が流れる流路２４５が貫通して形成されている。底板２３３には底板開口部１３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する段差部１３７が形成されている。
【０１０１】
次に、上記の構成からなるチャンバ２３０における細胞ＣＥの播種および培養について図１４を参照しながら説明する。
最初に、細胞ＣＥが播種されていないスライドガラス１４０を外枠部２３１に取り付ける。スライドガラス１４０は、ＰＬＬコートなどが施された面がチャンバ２３０の内側に向くように、段差部１３７の上に配置される。スライドガラス１４０と段差部１３７とは、例えば両面テープやシリコンなど、剥離の容易な接着部材（接着材）Ｇなど、細胞ＣＥに対して毒性のない接着剤により接着されている。
【０１０２】
次に、スライドガラス１４０および外枠部２３１が滅菌される。そして、継ぎ手２４３がキャップ（図示せず）により塞がれ、スライドガラス１４０上に細胞ＣＥが播種されるとともに、培養液が所定量供給される。
この状態で外枠部２３１の上に蓋１５０が乗せられ、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータ（上述のインキュベータ１００とは異なるものであってもよい）内にて培養される。
【０１０３】
細胞ＣＥがスライドガラス２３１に接着したら、継ぎ手２４３のキャップをはずし、培養液循環配管７７などを接続する。そして、ネジ１５５を用いて、蓋１５０を外枠部２３１に固定し、密閉容器１６０を形成する。密閉容器１６０が形成されたら、培養液を供給して密閉容器１６０内から空気を追い出し、培養液で満たし、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【０１０４】
上記の構成によれば、接着部材（接着材）Ｇを用いることにより、スライドガラス１４０を容易に外枠部２３１に貼り付けることができ、チャンバ２３０の密閉容器１６０を容易に構成することができる。
また、スライドガラス１４０を外枠部２３１に貼り付けた後に細胞ＣＥを播種しているため、細胞ＣＥが播種されたスライドガラス１４０を移動させる必要がなく、移動による細胞ＣＥへのダメージを防止することができる。
【０１０５】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１５および図１６を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１５および図１６を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１５は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０６】
チャンバ（培養容器）３３０は、図１５に示すように、チャンバ３３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）３４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
【０１０７】
図１６（ａ）は中子の斜視図であり、図１６（ｂ）は中子の断面図である。
中子３４１は、図１５および図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形状の中子枠１４２と、中子枠１４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠１４２の上下面に配置されたＯリング１４４とから構成されている。中子枠１４２および継ぎ手１４３は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ樹脂など）から形成されている。
一対の継ぎ手１４３の内、培養液がチャンバ３３０に流入する継ぎ手１４３およびその継ぎ手１４３が配置された中子枠１４２には、図１６（ｂ）に示すように、培養液が流れる流路３４５が貫通して形成されている。流路３４５は、中子枠１４２内で外側から内側に向けて複数に分岐して形成されている。
他方の継ぎ手１４３および中子枠１４２には、第１の実施の形態と同様に、１本の流路１４５が形成されている。
【０１０８】
上記の構成によれば、複数に分岐した流路３４５により、密閉容器１６０内に培養溶液を均一に流入させることができるため、培養溶液流れが澱む領域の発生を防止することができる。澱みの発生を防止することにより、細胞ＣＥへの栄養等の供給不均一を防止することができ、細胞ＣＥを均一に培養することができる。
【０１０９】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１７および図１８を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１７は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１１０】
チャンバ（培養容器）４３０は、図１７に示すように、チャンバ４３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）４４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
【０１１１】
図１８（ａ）は中子の分解斜視図であり、図１８（ｂ）は分離中子の断面図である。
中子４４１は、図１７および図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形状の中子枠４４２と、中子枠４４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠４４２の上下面に配置されたＯリング１４４とから概略構成されている。
中子枠４４２には、図１８（ａ）に示すように、挿入口４５０が形成されるとともに、挿入口４５０に対して着脱可能に構成された分離中子（流路形成部）４５１が配置されている。
挿入口４５０には、後述する分離中子４５１のフック４５３と噛み合う係止部（図示せず）が形成されている。
【０１１２】
分離中子４５１には、一対の継ぎ手１４３の内、一方の継ぎ手１４３が配置されているとともに、分離中子４５１と中子枠４４２との間の水密を保つＯリング４５２が配置されている。また、分離中子４５１には、分離中子４５１を中子枠４４２に着脱可能に係止する一対のフック４５３が備えられている。
さらに、図１８（ｂ）に示すように、分離中子４５１には、継ぎ手１４３と略直交して貫通孔４５４が形成されるとともに、貫通孔４５１を分岐流路として、流路４４５が分離中子４５１の外側から内側にむけて複数に分岐して形成されている。貫通孔４５４の両端には、培養液の流出を防ぐ栓４５５が着脱可能に配置されている。
【０１１３】
上記の構成によれば、分離中子４５１のみを取り替えることができるので、細胞ＣＥの観察に要する手間およびコストを低減することができる。つまり、培養液などの付着物が形成されやすい流路４４５を分離中子４５１ごと取り替えることにより、この付着物の洗浄の手間を省くことができる。また、分離中子４５１のみを取り替えることにより、中子４４１全体を取り替える場合と比較して、取替えに要するコストを低減することができる。
流路４４５の分岐部を貫通孔４５１および栓４５５で形成することにより、分岐部を洗浄し易くすることができる。つまり、栓４５５を取り外すことにより、貫通孔４５１の洗浄性を向上させることができる。
【０１１４】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１９および図２０を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１９および図２０を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１９は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図であり、図２０は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
【０１１５】
チャンバ（培養容器）５３０は、図１９および図２０に示すように、チャンバ５３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子１４１と、外枠部１３１に取り付けられる内蓋（内蓋部材）５３１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
内蓋５３１は、略中央に開口部５３２が形成された板状部材からなり、内蓋５３１を外枠部１３１に着脱可能に係止する、少なくとも一対のフック５３３が配置されている。また、内蓋５３１には、蓋１５０を外枠部１３１に固定するネジ１５５が挿通する貫通穴５３４が形成されている。
開口部５３２はＯリング１４４よりも一回り小さく形成され、内蓋５３１がＯリング１４４に接触するように形成されている。
【０１１６】
次に、上記の構成からなるチャンバ５３０における細胞ＣＥの播種および培養について図１９および図２０を参照して説明する。
まず、ＰＬＬコートを施した面がチャンバ５３０の内側になるように、スライドガラス１４０を段差部１３７の上に配置し、継ぎ手１４３にキャップ（図示せず）をかぶせ、培養液の流出を防止する。そして、継ぎ手１４３が溝部１３５に配置されるように中子１４１を外枠部１３１内に配置し、内蓋５３１をフック５３３により外枠部１３１に固定する。
【０１１７】
次に、スライドガラス１４０に細胞ＣＥを播種し、培養液をチャンバ５３０内に適量供給する。その後、蓋１５０を内蓋５３１の上に置き、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータボックス内で培養する。
スライドガラス１４０に細胞ＣＥが接着したら、まず、継ぎ手１４３のキャップを外し、培養液循環配管７７などを接続する。次に、蓋１５０を外枠部１３１に固定してチャンバ５３０内を密閉し、培養液を供給してチャンバ５３０内の空気を追い出し、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【０１１８】
上記の構成によれば、スライドガラス１４０が、中子１４１を介して段差部１３７と内蓋５３１とにより挟まれ・保持されているため、内蓋５３１を外枠部１３１に取り付け・取り外すことにより、スライドガラス１４０のみを交換することができる。
また、スライドガラス１４０と中子１４１との間、および中子１４１と内蓋５３１との間は、Ｏリング１４４により密閉されているため、スライドガラス１４０と中子１４１と内蓋５３１とにより、開口部５３２において開放された空間を形成することができる。そのため、空間内に細胞ＣＥを培養する培養液を保持するとともに開口部５３２を介して換気を行うことができ、細胞ＣＥを長期間培養することができる。
さらに、蓋１５０を取り付けることにより、スライドガラス１４０と中子１４１と内蓋５３１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成することができ、観察時などにおける、細胞ＣＥのへのコンタミネーションを防止することができる。
【０１１９】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図２１から図２４を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図２１から図２４を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図２１は、本実施の形態に係るチャンバの斜視図であり、図２２は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
【０１２０】
チャンバ（培養容器）６３０は、図２１および図２２に示すように、チャンバ６３０の外側側壁を形成する枠部６３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、枠部６３１の上部を覆う上部ガラス板６３２とから概略構成されている。
枠部６３１には、枠部６３１の対向する位置に継ぎ手１４３が配置されるとともに、一対の継ぎ手１４３の内、培養液が流入する継ぎ手１４３側に整流子６３３が配置されている。継ぎ手１４３は、枠部６３１の上側（図中の上方向）にオフセットして配置されている。
【０１２１】
整流子６３３は、複数の四角柱状を平行に並べた整流部６３４と、複数の整流部６３４と繋ぐとともに整流部６３４を枠部６３１に繋ぐ連結部６３５とから形成されている。連結部６３５は、整流部６３４の上端を繋ぐように配置されてもよいし、整流部６３４の上下端を繋ぐように配置されていてもよい。
なお、整流子６３３は、上述のように、複数の四角柱状を平行に並べて構成してもよいし、図２３に示すように、複数の四角柱状をクロス状に交差させて配置してもよい。また、四角柱状の柱から形成されてもよいし、円柱状の柱、三角柱状の柱などから形成されてもよい。
【０１２２】
次に、上記の構成からなるチャンバ６３０における細胞ＣＥの播種および培養について説明する。
図２４（ａ）は、本実施の形態におけるチャンバへの細胞の播種を説明する図であり、図２４（ｂ）は、本実施の形態におけるチャンバへの細胞の培養を説明する図である。
【０１２３】
本実施の形態においては、チャンバ６３０は予め形成されていて、形成されたチャンバ６３０内に細胞ＣＥの播種が行われ、さらに培養が行われる。
まず、図２４（ａ）に示すように、継ぎ手１４３にチューブ６３６を挿し、細胞浮遊液を保持した注入器（例えばシリンジやピペットなど）６３７をチューブ６３６に接続する。そして、図２４（ｂ）に示すように、細胞浮遊液をチャンバ６３０内に供給し、継ぎ手１４３からチューブを外してキャップ６３８を取り付ける。
【０１２４】
培養液の供給量は、チャンバ６３０内の培養液液面が継ぎ手１４３の流路１４５より下となる量であることが望ましい。
キャップ６３８には、二酸化炭素を透過するフィルタ６３９が設けられ、継ぎ手１４３にキャップ６３８を付けてもチャンバ６３０内に二酸化炭素が供給することができる。
その後、浮遊している細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータボックス内で培養される。
【０１２５】
上記の構成によれば、細胞ＣＥを培養液とともにチャンバ６３０内に供給するため、例えばチャンバが構成された状態でも、細胞ＣＥの播種を容易に行うことができる。
また、継ぎ手１４３にキャップ６３８を付けるため、供給された培養液が流路１４５から流出することなく、細胞ＣＥの培養を容易に行うことができ、スライドガラス１４０に接着させることができる。
枠部６３１に整流子６３３を配置しているため、チャンバ６３０内に流入する培養液の流れを均一化することで、細胞ＣＥへの栄養等の供給を均一にして細胞ＣＥを均一に培養することができる。
【０１２６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、蛍光強度を検出する構成に適応して説明したが、この蛍光強度を検出する構成に限られることなく、細胞の形態変化等、その他各種の指標を検出する構成に適応することができるものである。
また、細胞を観察する構成に限られることなく、細菌類や微生物、卵などの種々の生体試料を観察する構成に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る生体試料観察システムの斜視図である。
【図２】同、生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【図３】同、インキュベータボックスを示す斜視図である。
【図４】同、培養容器を示す分解斜視図である。
【図５】同、培養容器を示す断面図である。
【図６】同、走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【図７】同、測定パラメータの設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】同、測定の流れを示すフローチャートである。
【図９】同、画像の処理方法を示すフローチャートである。
【図１０】同、データ処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】同、光量の調整の流れを示すフローチャートである。
【図１２】同、培養液の補給・交換方法を示すフローチャートである。
【図１３】細胞の経時変化を表した細胞追跡画像を示す図である。
【図１４】本発明による第２の実施形態に係るチャンバの断面図である。
【図１５】本発明による第３の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図１６】同、中子の斜視図および断面図である。
【図１７】本発明による第４の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図１８】同、中子の分解斜視図および断面図である。
【図１９】本発明による第５の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図２０】同、チャンバの断面図である。
【図２１】本発明による第６の実施形態に係るチャンバの斜視図である。
【図２２】同、チャンバの断面図である。
【図２３】同、整流子の別の実施例を示す図である。
【図２４】同、チャンバへの細胞の播種および培養を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ 生体試料観察システム
４８ 対物レンズ（観察手段）
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０ チャンバ（培養容器）
１３１、２３１ 枠部（外枠部材、培養容器本体）
１３７ 段差部（支持部）
１４０ スライドガラス（被播種部材）
１４１、３４１、４４１ 中子（中枠部材）
１４４ Ｏリング（シール部材）
１４５、３４５ 流路
１５０ 蓋（蓋部材、培養容器本体）
１６０ 密閉容器
４５１ 分離中子（流路形成部）
５３１ 内蓋（内蓋部材）
５３２ 開口部
ＣＥ 細胞（生体試料）
Ｇ 接着部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料を培養すると同時にその細胞を観察するのに用いる培養容器および生体試料観察システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の遺伝子解析技術の進歩に伴って、人を含む多くの生物における遺伝子配列が明らかになると共に解析されたタンパク質等の遺伝子産物と疾病との因果関係も少しずつ解明され始めている。また、今後さらに、各種タンパク質や遺伝子等を網羅的且つ統計的に解析するため、生体試料、特に細胞を用いた様々な検査方法や装置が考えられ始めている。
【０００３】
通常、細胞は、プラスチック製又はガラス製のディッシュやフラスコ等に播種され、インキュベータ内で培養されている。このインキュンベータは、内部が例えば、二酸化炭素濃度５％、温度３７℃、湿度１００％に設定され、細胞の育成に適した環境に保たれている。
更に、インキュベータは、細胞に養分を与えると共に培養に適したｐＨを保つために２〜３日毎に培養液の交換がなされている。
【０００４】
このような培養中の細胞を観察する方法は、いくつかの方法が知られているが、その一つとして、インキュベータから上述したディッシュやフラスコ等を取り出し、位相差顕微鏡等の倒立型顕微鏡を用いて観察を行う方法が知られている。
上記の方法では、可能な限り速やかに細胞の観察を行い、観察終了後、細胞をインキュベータ内に戻す必要がある。これは、細胞が通常環境（培養に適した環境とは異なる環境）下に長く置かれることにより、細胞の活性が損なわれるのを防止するためである。
即ち、細胞の活性が不安定であると、正確な評価を行うことが困難になるためである。また、細胞をインキュベータから取り出す際は、コンタミネーション等が起こらないように十分注意して行われている。
また、別の細胞観察方法として、各種の細胞の培養条件を設定可能な顕微鏡観察用透明恒温培養容器を使用する方法も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２８５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１においては、温度調節器により所定温度に制御可能な一対の透明発熱プレートと、二酸化炭素濃度を調整するための二酸化炭素供給口及び排出口を有する密閉容器と、密閉された容器内に湿度を保つための蒸発皿と、を有している顕微鏡観察用透明恒温培養容器が開示されている。
この顕微鏡観察用透明恒温培養容器を用いることで、容器内部の温度、二酸化炭素濃度及び湿度の制御が可能となり、細胞培養しながら観察を行うことが可能となっていた。つまり、例えば、透明発熱プレートの下方から対物レンズで観察することにより、細胞の培養状態の経時変化を連続的に、かつ簡単に観察・記録することが可能であった。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の顕微鏡観察用透明恒温培養容器では、密閉容器に直接細胞を播種していたため、同じ透明恒温培養容器で他の細胞を観察する時には、前回の観察した細胞を取り除く必要があり、細胞の観察を行うのに手間がかかるという問題があった。
または、透明恒温培養容器を使い捨てにしていたが、スライドガラスなどと異なり、価格の高い透明恒温培養容器を使い捨てにするため、細胞観察のコストが高くなるという問題があった。
これは、例え播種された細胞が取り除かれたとしても、一度、細胞が播種された面には他の細胞は貼り付かないため起きる問題であった。
【０００７】
上述の問題を回避するため、培養容器内にスライドガラスやマイクロプレート等を配置し、スライドガラス等の上に細胞を播種する方法が公知となっている。
しかしながら、この方法においては、細胞から発せられる微弱な蛍光などを検出することが困難であるという問題があった。
つまり、細胞を観察する対物レンズと細胞との距離が、細胞容器とスライドガラス等との厚さにより規制されてしまい、微弱な光を検出するのに好適な高ＮＡ対物レンズ等で観察できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、微弱な光を観察できるとともに、複数種類の生体試料を観察する際にかかる手間およびコストを削減することができる培養容器および生体試料観察システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器であって、生体試料が播種される被播種部材と、該被播種部材を着脱可能に取り付ける培養容器本体とを備える細胞培養容器を提供する。
【００１０】
本発明によれば、培養容器のうち、生体試料が播種される被播種部材のみを交換することで、異なる種類の生体試料を観察することができる。そのため、培養容器ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞を取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる
また、被播種部材のみを介して生体試料を観察できるため、例えば培養容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、生体試料により接近して観察できるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを観察手段として用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記被播種部材が、接着部材を用いて前記培養容器本体に貼り付けられていることが望ましい。
本発明によれば、被播種部材を容易に培養容器本体に貼り付けることができ、培養容器を容易に密封状態にすることができる。
なお、接着部材としては、生体試料に対して毒性のない材料から形成されているものが好ましく、さらには、貼り付けた被播種部材を再び取り外すことができるものが好ましい。
【００１２】
さらに、上記発明においては、前記培養容器本体内に、前記生体試料を浸す培養液を流入および流出させる流路が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、生体試料に培養溶液を供給することできるため、生体試料を培養容器内で長期間培養することができ、生体試料を長期間観察することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材の内側に配置される中枠部材と、前記外枠部材に固定される蓋部材とを備え、前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、前記中枠部材に、前記被播種部材および前記蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および蓋部材と接触するシール部材が設けられ、前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記蓋部材とを配置し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材および前記蓋部材により密閉容器を構成することが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、蓋部材を外枠部材に取り付け・取り外すことにより、被播種部材のみを交換することができる。つまり、被播種部材は中枠部材を介して、外枠部材の支持部と蓋部材とにより挟まれ、保持されているため、蓋部材を取り付け・取り外すことにより、容易に交換することができる。
また、被播種部材と中枠部材との間、および中枠部材と蓋部材との間は、シール部材により密閉されているため、被播種部材と中枠部材と蓋部材とで密閉容器を形成することができる。そのため、密閉容器内に生体試料を培養する培養液を保持することができ、生体試料を長期間培養し、長期間にわたる観察を行うことができる。
なお、蓋部材の外枠部材への取り付けは、螺合部材（例えばネジ）や係止部材（例えばフック）など、取り付け・取り外しが容易な部材を用いて行われることが望ましい。
【００１５】
上記発明においては、前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材に取り付けられる内蓋部材と、該内蓋部材を介して前記外枠部材に取り付けられる蓋部材と、前記外枠部材の内側に配置される中枠部材とを備え、前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、前記中枠部材に、前記被播種部材および前記内蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および前記内蓋部材と接触するシール部材が設けられ、前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記内蓋部材とを配置し、前記内蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材を保持し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材、前記内蓋部材および前記蓋部材により密閉容器を構成することが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、内蓋部材を外枠部材に取り付け・取り外すことにより、被播種部材のみを交換することができる。つまり、被播種部材は中枠部材を介して、外枠部材の支持部と内蓋部材とにより挟まれ、保持されているため、内蓋部材を取り付け・取り外すことにより、容易に交換することができる。
また、被播種部材と中枠部材との間、および中枠部材と内蓋部材との間は、シール部材により密閉されているため、被播種部材と中枠部材と内蓋部材とで開口部において開放された空間を形成することができる。そのため、空間内に生体試料を培養する培養液を保持するとともに開口部を介して換気を行うことができ、生体試料を長期間培養することができる。
【００１７】
さらに、蓋部材を取り付けることにより、被播種部材と中枠部材と内蓋部材と蓋部材とで密閉容器を形成することができ、観察時などにおける、生体試料のへのコンタミネーションを防止することができる。
なお、蓋部材および内蓋部材の外枠部材への取り付けは、螺合部材（例えばネジ）や係止部材（例えばフック）など、取り付け・取り外しが容易な部材を用いて行われることが望ましい。
【００１８】
上記発明においては、前記中枠部材には、前記密閉容器に前記培養液を流入および流出させる流路が設けられていることが望ましい。
本発明によれば、密閉容器内の生体試料に培養溶液を供給することできるため、生体試料を密閉容器内で長期間培養することができ、生体試料を長期間観察することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記流路が前記中枠部材中で複数に分岐され、前記密閉容器に向けて複数の開口を有するように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、密閉容器内に培養溶液を均一に流入させることができるため、培養溶液流れが澱む領域の発生を防止することができる。澱みの発生を防止することにより、生体試料への栄養等の供給不均一を防止することができ、生体試料を均一に培養することができる。
【００２０】
上記発明においては、前記中枠部材における前記流路が形成されている流路形成部が、前記中枠部材に対して着脱自在に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、流路形成部のみを取り替えることができるので、生体試料の観察に要する手間およびコストを低減することができる。
つまり、流路形成部内の流路の分岐には培養液を構成する成分が残留しやすい。流路形成部を取り替えることにより、この付着物の洗浄の手間を省いたり、容易に洗浄することが可能な構成としたりすることができる。また、流路形成部のみを取り替えることにより、中枠部材を取り替える場合と比較して、取替えに要するコストを低減することができる。
【００２１】
上記発明においては、前記生体試料の播種が行われた前記被播種部材を用いて、前記培養容器の密閉容器が構成されることが望ましい。
本発明によれば、生体試料の播種に適した環境の下で、被播種部材への播種を行うことができるので、生体試料を被播種部材へより確実に接着させることができる。
【００２２】
上記発明においては、前記培養容器の密閉容器の構成後に、前記被播種部材への前記生体試料の播種が行われることが望ましい。
本発明によれば、生体試料が播種された被播種部材を移動させる必要がないため、移動による生体試料へのダメージを防止することができる。
【００２３】
上記発明においては、前記生体試料を含む前記培養液を、前記流路を介して前記培養容器内に供給し、前記被播種部材への前記生体試料の播種を行うことが望ましい。
本発明によれば、培養液とともに生体試料を培養容器内に供給するため、例えば培養容器が構成された状態でも、生体試料の播種を容易に行うことができる。
【００２４】
上記発明においては、前記生体試料の播種を行った後、前記培養液をその液面が前記流路よりも下になるように供給し、前記生体試料を培養することが望ましい。
本発明によれば、供給された培養液が流路から流出することなく、生体試料の培養を容易に行うことができ、被播種部材に接着させることができる。
【００２５】
上記発明においては、前記被播種部材は、前記生体試料を外部から観察するときに必要な光を透過させることが可能なスライドガラスを含んで構成されることが望ましい。
本発明によれば、生体試料を播種可能な一般的なスライドガラスをそのまま培養容器の一部として取り付けて観察できる。
【００２６】
請求項１３に係る発明は、被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、前記生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器と、前記生体試料を観察して情報を取得する観察手段と、を有し、前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の前記観察手段と対向する面に配置され、前記被播種部材が前記培養容器の一部を構成するとともに、前記培養容器に対して着脱自在に配置されている生体試料観察システムを提供する。
【００２７】
本発明によれば、培養容器のうち、生体試料が播種される被播種部材のみを交換することで、異なる種類の生体試料を観察することができる。そのため、培養容器ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞を取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる
また、観察手段が被播種部材のみを介して生体試料を観察するため、例えば培養容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、観察手段と生体試料との距離がより短くなるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを観察手段として用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の生体試料観察システムによれば、生体試料が播種される被播種部材が培養容器に対して着脱自在に配置されているため、生体試料の交換が容易となり複数種類の生体試料を観察する際にかかる手間およびコストを削減することができるという効果を奏する。
また、被播種部材が培養容器における密閉容器の一部を構成するため、観察手段と生体細胞との間の距離を短くでき、微弱な光の観察に適した観察手段を用いることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態である生体試料観察システムについて図１から図１３を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る生体試料観察システムの概略を示す斜視図である。図２は、同じく生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【００３０】
生体試料観察システム１０は、図１および図２に示すように、検出ユニット２０と培養ユニット７０とから概略構成されている。これら検出ユニット２０および培養ユニット７０は、接近して配置されることが望ましく、より好ましくは両ユニット２０、７０が接して配置されることが望ましい。
【００３１】
検出ユニット２０は、図１および図２に示すように、生体試料を内部に収納する保温箱２１と、細胞（生体試料）ＣＥを測定する検出部４０とから概略構成されている。
保温箱２１には、保温箱２１内を所定の温度に保温するヒータ２１Ｈと、後述するインキュベータボックス１００を保持するステージ２２と、細胞ＣＥに光を照射する透過光源２３と、保温箱２１内の温度を均一にするファン２４と、保温箱２１内を殺菌するＵＶランプ２５と、後述する培養液循環配管７７や培養ガス供給配管９７などを保護するキャリア２６と、インキュベータボックス１００などを保温箱２１から出し入れする際に用いる開閉扉２７と、検出ユニット２０の主電源をＯＮ・ＯＦＦする主電源スイッチ２８が備えられている。
【００３２】
ステージ２２は、互いに直交方向に相対移動するＸ軸動作ステージ２２Ｘと、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと、を有し、ステージ走査部２９により走査制御されている。
ステージ走査部２９は、Ｘ軸動作ステージ２２ＸのＸ軸座標値を検出するＸ軸座標検出部３０と、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘの動作（走査）を制御するＸ軸走査制御部３１と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ軸座標値を検出するＹ軸座標検出部３２と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの動作（走査）を制御するＹ軸走査制御部３３と、から構成されている。
Ｘ軸座標検出部３０およびＹ軸座標検出部３２は、それぞれ検出したＸ軸動作ステージ２２ＸのＸ座標と、Ｙ軸動作ステージ２２ＹのＹ座標と、をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。Ｘ軸走査制御部３１およびＹ軸走査制御部３３は、それぞれコンピュータＰＣからの指示に基づきＸ軸動作ステージ２２Ｘの走査と、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査とを制御するように配置されている。
【００３３】
なお、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを駆動する機構としては、例えばモータおよびボールネジの組み合わせを挙げることができる。
コンピュータＰＣは、上述のように、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの走査と、を制御するとともに、後述するように、細胞ＣＥの検出系の制御、撮像した細胞ＣＥの画像の解析なども行い、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙと検出系と解析系とを連動して制御している。
【００３４】
透過光源２３とインキュベータボックス１００との間に、透過光源２３から射出された光を細胞ＣＥに集光するコンデンサレンズ３４が配置されている。
なお、コンデンサレンズ３４とインキュベータボックス１００との間には、シャッタ３５を設けなくても良いし、シャッタ３５を設けても良い。
ファン２４は保温箱２１の壁面に配置されている。このファン２４を動作させることにより、保温箱２１内の空気を対流させ、保温箱２１内の温度を均一かつ一定に保ちやすくすることができる。
【００３５】
ＵＶランプ２５は、検出ユニット２０の壁面に配置されたＵＶランプスイッチ３６と接続され、ＵＶランプ２５とＵＶランプスイッチ３６との間には、ＵＶランプ２５の動作を時間的に制御するタイマ３７が配置されている。さらに、ＵＶランプ２５の点灯を表示する滅菌中表示ランプ（図示せず）が配置されている。
例えば、細胞ＣＥの非測定時にＵＶランプスイッチ３６が押されると、タイマ３７のカウントが開始されるとともに、ＵＶランプ２５に電力が供給され、ＵＶ光（紫外線光）が保温箱２１内に照射される。これと同時に滅菌中表示ランプも点灯する。そして、所定の時間（例えば３０分）が経過して、タイマ３７のカウントが終了すると、タイマ３７はＵＶランプ２５への電力供給を停止し、ＵＶ光の照射が終了される。また、滅菌中表示ランプも消灯される。
なお、ＵＶランプ２５は、主電源スイッチ２８とは別個に制御されており、主電源がＯＦＦされていても動作することができる。
なお、ＵＶランプ２５の点灯時間は、上述した３０分でも良いし、保温箱２１内の雑菌類を死滅させることができる時間であれば、３０分未満でも良いし、３０分よりも長くても良い。
【００３６】
開閉扉２７はアルマイト処理を施されたアルミなどの金属、または遮光性の高い半透明の樹脂により構成されている。開閉扉２７の構造としては、中空の二重構造としたものや、さらには、内側が上記金属とされ外側が樹脂とされるものが考えられる。開閉扉２７の外側に樹脂を用いることにより、開閉扉２７から保温箱２１内の熱が外部に逃げることを防止することができる。また、開閉扉２７の内側をアルマイト処理された金属とすることにより、ＵＶランプ２５により開閉扉２７の寿命が損なわれることを防止することができる。
なお、開閉扉２７が金属または金属と樹脂との二重構造とされたときには、完全に遮光されるため、インキュベータボックス１００を覗く位置に覗き窓を設けることが望ましい。覗き窓には透明樹脂またはガラスがはめ込まれ、外側には、開閉可能なカバーが配置されていることが望ましい。
【００３７】
検出部４０には、図１および図２に示すように、検出部４０内を所定の温度に保温するヒータ４０Ｈと、検出部４０側から細胞ＣＥを照射する落射光源４１Ａ、４１Ｂと、落射光源４１Ａ、４１Ｂからの光路を切り替える光路切替部４２と、照射光の光量を調節する光量調整機構４３と、照射光を細胞ＣＥに向けて集光するレンズ系４４と、照射光の波長および検出光の波長を制御するフィルタユニット４５と、細胞ＣＥに対して合焦動作を行うオートフォーカス（ＡＦ）ユニット４６と、複数の倍率や性質の異なる対物レンズ（観察手段）４８を備えたレボルバ４７と、細胞ＣＥからの検出光を検出する検出器４９と、検出光の光量を測定する光量モニタ５０と、検出部４０内の温度を均一にするファン５１と、検出部４０内を冷却する冷却ファン５２と、が備えられている。
【００３８】
落射光源４１Ａ、４１Ｂは、例えば水銀ランプなどからなり、検出部４０の外部に配置されており、それぞれ電力を供給する電源５３に接続されている。
また、通常は１つの落射光源、例えば落射光源４１Ａを用いるが、落射光源４１Ａの光量が所定の規定値以下に減少した場合には、落射光源４１Ｂから照明光が照射され、落射光源４１Ａの電源はＯＦＦされる。
【００３９】
光路切替部４２は、落射光源４１Ａまたは落射光源４１Ｂどちらか一方の照明光を光量調整機構４３に導くように形成されている。また、光路切替部４２には、後述のコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光路切替部４２を制御する光路制御部５４が配置されている。
光路切替部４２の照明光射出側にはシャッタ４２Ｓが配置され、照明光の透過・遮断制御を行っている。
【００４０】
シャッタ４２Ｓの照明光射出側には光量調整機構４３が配置され、シャッタ４２Ｓを透過した照明光の光量を調整している。その機構としては、例えば公知の絞り機構などを用いても良いし、その他の光量を調節できる公知の機構、技術を用いても良い。
また、光量調整機構４３には、後述のコンピュータＰＣに接続され、コンピュータＰＣの指示に基づき光量調整機構４３を制御する光量制御部５５が配置されている。
光量調整機構４３の照明光射出側にはレンズ系４４が配置されている。レンズ系４４は、一対のレンズ４４Ａ、４４Ｂと、レンズ４４Ａおよびレンズ４４Ｂの間に配置された絞り４４Ｃと、から構成されている。
【００４１】
フィルタユニット４５は、励起フィルタ５６と、ダイクロイックミラー５７と、吸収フィルタ５８とから構成されている。励起フィルタ５６は、照明光の中から細胞ＣＥの蛍光発光に寄与する波長（励起光）を透過するフィルタであり、レンズ系４４から射出された照明光が励起フィルタ５６に入射するように配置されている。ダイクロイックミラー５７は、励起光と蛍光とを分離する光学素子であり、励起フィルタ５６を透過した励起光を、細胞ＣＥに向けて反射するとともに、細胞ＣＥからの蛍光を透過するように配置されている。吸収フィルタ５８は、細胞ＣＥからの蛍光とその他の不要な散乱光とを分離する光学素子であり、ダイクロイックミラー５７を透過した光が入射するように配置されている。
フィルタユニット４５には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、フィルタユニット４５から射出される励起光や検出光（蛍光）の波長を制御するフィルタ制御部４６Ｃが配置されている。
なお、励起フィルタ５６、ダイクロイックミラー５７、吸収フィルタ５８は１枚ずつ用いられてもよいし、複数枚用いられてもよい。
【００４２】
ＡＦユニット４６はフィルタユニット４５の励起光射出側に配置されていて、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光を、対物レンズ４８を介して細胞ＣＥに集光させるように配置されている。
レボルバ４７は、ＡＦユニット４６の励起光射出光側に配置されていて、倍率の異なる複数の対物レンズ４８が配置されている。レボルバ４７には、後述するコンピュータＰＣの指示に基づき、励起光が入射される対物レンズ４８を選択・制御する対物レンズ制御部５９が配置されている。
【００４３】
なお、対物レンズ４８は、検出部４０からＸ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙにそれぞれ設けられた孔を通して保温箱２１内のインキュベータボックス内部が観察可能な構造になっている。
Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙには、ステージが動作する範囲を見込んで孔の大きさは多少余裕を見込んである。
そのため、保温箱２１内において雰囲気を細胞の培養に適した湿度に保っていても、前記孔を通じて雰囲気が検出部４０に対して抜けてしまい、細胞の培養に適した温度を維持できなくなり、細胞の活性低下を引き起こす可能性がある。
そこで、このような細胞培養に適した温度の雰囲気が保温箱２１と検出部４０との間で導通することを抑制する抑制手段９９を設けてもよい。
その抑制手段９９は、レボルバ４７や対物レンズ４８の動きを妨害しないように空気の流れを抑制できればよく、例えばフィルムや透明シートなど柔軟な材料からなるシートを保温箱２１と検出部４０との境目に設けられた孔の周囲に貼り付け、レボルバの周囲に垂らした状態で取り付ける幕状のものが考えられる。
【００４４】
フィルタユニット４５の検出光射出側には、検出光を検出器４９および光量モニタ５０に集光する集光レンズ６０が配置されている。
集光レンズ６０の検出光射出側には、検出光の一部を検出器４９に向けて反射し、残りの検出光を光量モニタ５０に向けて透過するハーフミラー６１が配置されている。
検出器４９は、ハーフミラー６１から反射された検出光が入射される位置に配置されている。また、検出器４９には、検出器４９からの検出信号を演算して後述するコンピュータＰＣに出力する検出器演算部６２が接続されている。
なお、検出器４９はラインセンサを用いても良いし、エリアセンサを用いても良いし、ラインセンサとエリアセンサとを共用してもよく、特に限定するものではない。
光量モニタ５０は、ハーフミラー６１を透過した検出光を測定し、測定した値をコンピュータＰＣに出力するように配置されている。
なお、上述のように、光量モニタ５０を用いて検出光の光量を測定しても良いし、照度計やパワーメータなどを用いて検出光の光量を測定しても良い。
【００４５】
ヒータ４０Ｈは、検出部４０内を例えば３０℃から３７℃となるように保温制御している。ファン５１は、検出部４０内の空気を対流させ、検出部４０内の温度を均一化するように配置されている。そのため、検出部４０内の温度が保温箱２１と近い温度に維持され、保温箱２１の温度をより安定化させやすくなる。
冷却ファン５２は、検出部４０内に配置された温度センサ（図示せず）の出力に基づき、検出部４０内の温度を下げるように駆動される。そのため、例えばモータなどの発熱による異常な検出部４０内の温度上昇を防止することができる。
【００４６】
図３は、本実施の形態に係るインキュベータボックスを示す斜視図である。
インキュベータボックス１００は、図３に示すように、チャンバ（培養容器）１３０を格納する筐体１０１と、筐体１０１とともに密閉容器を形成するカバー１０２とから概略構成されている。
筐体１０１およびカバー１０２には、外界からの磁場を遮断する防磁処理や、インキュベータボックス１００に発生した静電気を除去する静電除去処理が施されている。
【００４７】
筐体１０１は、底板１０３と側壁１０４とから形成されていて、底板１０３の測定エリアに対応する領域は、ガラスのような透光性を有する材料で形成されている。底板１０３の他の領域および側壁１０４は、例えば、アルマイト処理されたアルミニウムやＳＵＳ３１６のようなステンレススチールなど防食性の高い遮光性の材料で制作するのが好ましく、より好ましくは、保温性の観点から熱伝導率の低い材料を選択するとよい。
また、底板１０３には、チャンバ１３０を保持するためのアダプタ１０５と、チャンバ１３０の温度を測定する温度センサ１０６と、が配置されている。なお、上述のようにアダプタ１０５を用いてチャンバ１３０を保持しても良いし、アダプタ１０５を用いないでチャンバ１３０を保持しても良い。
温度センサ１０６の出力は、インキュベータ温度検知部１０６Ｓを介してコンピュータＰＣに入力されるとともに、検出ユニット２０の壁面に配置された温度表示部１０７にも入力されている。コンピュータＰＣは、図２に示すインキュベータ温度制御部１０６Ｃを介してヒータ２１Ｈなどを制御して、インキュベータボックス１００内の温度が一定に保たれるように制御するようになっている。
【００４８】
カバー１０２は、照明光を透過するガラス板１１７と、ガラス板１１７を支持する支持部１１７Ａと、から構成されている。ガラス板１１７には、測定エリアに対応する領域に反射防止膜が両面に形成されていても良い。反射防止膜を両面に形成することにより、透過観察・落射観察におけるガラス板１１７による反射を防止するようになっている。
なお、ガラス板１１７の面積は、インキュベータボックス１００の底板１０３と略同じ面積であっても良いし、測定を問題なく行うために必要最小限の面積であっても良い。
【００４９】
図４は、本実施の形態に係る培養容器を示す分解斜視図であり、図５は、本実施の形態に係る培養容器を示す断面図である。
チャンバ１３０は、図４および図５に示すように、チャンバ１３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部（外枠部材、培養容器本体）１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス（被播種部材）１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）１４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋（蓋部材、培養容器本体）１５０と、から概略構成されている。
【００５０】
外枠部１３１は、矩形状に配置された枠部側壁１３２と、底板開口部１３４が形成された底板１３３とから構成されている。外枠部１３１は、耐腐食性のある金属（例えばステンレススチール）などから形成されている。
枠部側壁１３２には、後述する継ぎ手１４３が配置されるＵ字型の溝部１３５が形成されているとともに、その上面（図中の上方向の面）には、ネジ穴１３６が形成されている。底板１３３には、後述するスライドガラス１４０より一回り小さな底板開口部１３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する段差部（支持部）１３７が形成されている。段差部１３７は、スライドガラス１４０を図中の下側から支持するように形成されている。
スライドガラス１４０のチャンバ１３０内部となる面（図中の上面）には、細胞ＣＥの接着を促すコーティング（例えばＰＬＬ（Ｐｏｌｙ−Ｌ−Ｌｙｓｉｎｅ）コート等）が施されている。
【００５１】
中子１４１は、矩形状の中子枠１４２と、中子枠１４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠１４２の上下面に配置されたＯリング（シール部材）１４４とから構成されている。中子枠１４２および継ぎ手１４３は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂など）から形成されている。
継ぎ手１４３および中子枠１４２には、細胞ＣＥを浸す培養液が流れる流路１４５が貫通して形成されている。中子枠１４２の上下面には、Ｏリング１４４を配置するための配置溝１４６が形成されている。Ｏリング１４４は、スライドガラス１４０と蓋１５０とに接触することで、スライドガラス１４０と中子１４１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成し、密閉容器１６０内に培養液を保持するように配置されている。
【００５２】
蓋１５０は、照明光を透過する蓋ガラス１５１と、蓋ガラス１５１を支持するガラス支持部１５２とから形成されている。蓋ガラス１５１の外気と接する面（図中の上面）には、光の反射防止膜が形成されているとともに、培養液と接する面（図中の下面）には、高親水膜が形成されている。ガラス支持部１５２には、蓋１５０と外枠部１３１とを固定するネジ１５５用の貫通穴１５３が形成されている。
【００５３】
培養ユニット７０は、図１および図２に示すように、培養液を内部に収納する滅菌箱７１と、培養ガスを生成する混合部９０とから概略構成されている。
滅菌箱７１には、滅菌箱７１内を所定の温度に保温するヒータ７１Ｈと、培養液を内部に蓄える培養液瓶７２と、予備の培養液を内部に蓄える予備タンク７３と、使用済みの培養液を入れる廃液タンク７４と、滅菌箱７１内を殺菌するＵＶランプ２５と、培養液瓶７２などを滅菌箱７１から出し入れする際に用いる開閉扉７５と、培養ユニット７０の主電源をＯＮ・ＯＦＦする主電源スイッチ７６が備えられている。
【００５４】
培養液瓶７２には、インキュベータボックス１００との間で培養液を循環させる培養液循環配管７７と、予備タンク７３から予備の培養液を供給する補給配管７８と、培養液瓶７２から使用済みの培養液を廃液タンク７４に排出する廃液配管７９とが配置されている。
また、培養液循環配管７７には、培養液を培養液瓶７２からインキュベータボックス１００に送り出し、培養液を循環させる培養液ポンプ（培養液交換手段）８０が配置されている。培養液ポンプ８０によりチャンバ１３０内の培養液を新しいものに交換することができるので、培養液を交換できないものと比較して、細胞ＣＥの培養できる期間をより長くすることができる。
補給配管７８には、予備タンク７３から培養液を培養液瓶７２に送る補給ポンプ８１が配置され、廃液配管７９には、培養液瓶７２から使用済みの培養液を廃液タンク７４に送る廃液ポンプ８２が配置されている。
なお、上述のように、使用済みの培養液を貯める廃液タンク７４を用いても良いし、廃液タンク７４を用いないで、直接使用済みの培養液を外部に排出する排出ポートを設けても良い。
【００５５】
培養液瓶７２には、内部の培養液温度を検出する培養液温度センサ（図示せず）が配置され、培養液温度センサの出力は培養液温度検出部８３を介してコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。また、コンピュータＰＣに入力された培養液温度のデータは、テキストデータなどとしてメモリに蓄積され、細胞ＣＥの検出結果との比較・検証などに用いることができる。
【００５６】
ヒータ７１Ｈには、コンピュータＰＣからの指示に基づき、滅菌箱７１内の温度を介して培養液の温度を制御する培養液温度制御部８４が配置されている。培養液温度制御部８４により、培養液瓶７２から供給される培養液の温度は、ほぼ３７℃に保たれ、培養液の温度変化による細胞ＣＥの活性低下が防がれている。また、培養ユニット７０の壁面には、前述の培養液温度センサにより検出された培養液温度を表示する温度表示部８５が配置されている。
培養液ポンプ８０には、コンピュータＰＣの指示に基づき、培養液の循環を制御する培養液ポンプ制御部８６が配置されている。また、補給ポンプ８１および廃液ポンプ８２もコンピュータＰＣの指示に基づき、その動作が制御されるように配置されている。
【００５７】
ＵＶランプ２５は、培養ユニット７０の壁面に配置されたＵＶランプスイッチ３６と接続され、ＵＶランプ２５とＵＶランプスイッチ３６との間には、ＵＶランプ２５の動作を時間的に制御するタイマ３７が配置されている。さらに、ＵＶランプ２５の点灯を表示する滅菌中表示ランプ（図示せず）が配置されている。
なお、ＵＶランプ２５は、主電源スイッチ７６とは別個に制御されており、主電源がＯＦＦされていても動作することができるようになっている。
【００５８】
混合部９０には、図１および図２に示すように、混合部９０内を所定の温度に保温するヒータ（図示せず）と、インキュベータボックス１００に供給する培養ガス中の二酸化炭素ガス濃度を調節する培養ガス混合槽９１と、培養ガス混合槽９１に培養ユニット７０の外部に配置されたＣＯ２タンク９２から二酸化炭素ガスを供給するＣＯ２ポンプ９３とが配置されている。
【００５９】
培養ガス混合槽９１には、内部の二酸化炭素ガス濃度を検出するＣＯ２濃度検出部９４が配置され、ＣＯ２濃度検出部９４の出力がコンピュータＰＣに入力されるように配置されている。ＣＯ２ポンプ９３には、コンピュータＰＣの指示に基づいて、培養ガス混合槽９１に供給する二酸化炭素ガス量を制御するＣＯ２濃度制御部９５が配置されている。また、培養ユニット７０の壁面には、ＣＯ２濃度検出部９４により検出された培養ガス混合槽９１内の二酸化炭素ガス濃度を表示するＣＯ２濃度表示部９６が配置されている。
さらには、培養ガス混合槽９１と培養液瓶７２との間に培養ガス供給配管９７が配置されている。そのため、培養ガス供給配管９７を介して培養液に培養ガスが供給され、培養液中に培養ガスを十分に溶け込ませることができる。このように、培養液瓶７２内で二酸化炭素ガスの濃度が５％の培養ガスが溶解された培養液を生成することにより、培養気体および細胞ＣＥの育成に必要な栄養素が含まれた培養液が、後述するチャンバ１３０に供給される。また、培養ガスを培養液に溶解させることにより、培養液のｐＨなどを調整することができる。
ＣＯ２濃度検出部９４からコンピュータＰＣに入力された二酸化炭素ガス濃度は、メモリにデータとして蓄積されるとともに、コンピュータＰＣにおいてデータ処理が可能とされている。
【００６０】
次に、上記の構成からなるチャンバ１３０における細胞ＣＥの播種および培養について図４および図５を参照して説明する。
最初に、スライドガラス１４０への細胞ＣＥの播種、接着が行われる。
具体的には、まず、スライドガラス１４０をディッシュなどに入れ、細胞ＣＥをスライドガラス１４０に播種する。そして、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータ（上述のインキュベータ１００とは異なるものでもよい）内にて培養される。
細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着されたら、ディッシュからスライドガラス１４０を引き上げ、ＰＬＬコートなどが施され、細胞ＣＥが接着した面以外の面に付着した培養液を十分に除去する。
【００６１】
次に、細胞ＣＥが接着されたスライドガラス１４０を用いて、チャンバ１３０が形成される。
まず、細胞ＣＥが接着された面がチャンバ１３０の内側になるように、スライドガラス１４０を段差部１３７の上に配置し、継ぎ手１４３が溝部１３５に配置されるように中子１４１を外枠部１３１内に配置する。そして蓋１５０をネジ１５５により外枠部１３１に固定し、チャンバ１３０が形成される。
その後、継ぎ手１４３に培養液循環配管７７などを接続して培養液を、流路１４５を通じてチャンバ１３０に供給し、細胞ＣＥを培養し、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【００６２】
次に、上記の構成からなる生体試料観察システム１０における観察方法について説明する。
まず、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択について図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施の形態における走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【００６３】
図６（ａ）に示す例では、表示された画像上において測定対象範囲Ｍの左上の点ａと右下の点ｂとを指定することにより、測定対象範囲Ｍ（図中の破線で囲まれた範囲）を設定している。具体的には、点ａ−点ｂ間をマウスのような機器を用いてドラッグして測定対象範囲Ｍを設定しても良いし、点ａおよび点ｂの座標値を入力して指示しても良い。
検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、設定された測定対象範囲Ｍ内を左右方向に走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際には、Ｘ軸方向と平行に走査され、右から左へ走査される際には、左斜め下方向に走査される。このうち、左から右へ走査される時に細胞ＣＥの撮像が行われる。
【００６４】
図６（ｂ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例である。まず、上述した方法で２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが設定される。測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、Ｙ軸方向において、その全てが重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢを並列に測定するように走査される。つまり、図中の左から右へ走査される際に、測定対象範囲ＭＡから測定対象範囲ＭＢへ走査され、右から左へ走査される際には、測定対象範囲ＭＢから測定対象範囲ＭＡへ走査される。
【００６５】
図６（ｃ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲が２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が異なっている例である。ここでは、測定対象範囲ＭＡと測定対象範囲ＭＢとは、図中のＸ軸方向に所定間隔を空けて並ぶとともに、図中のＹ軸方向において、その一部分が重複するように設定されている。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢのＹ軸方向に重複する部分のみが連続して走査されている。つまり、まず、測定対象範囲ＭＡの重複していない部分の走査が行われる。次に、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの重複している部分の走査が連続して行われる。そして、測定対象範囲ＭＢの重複していない部分の走査が行われる。
【００６６】
図６（ｄ）は、上述した方法で設定される測定対象範囲Ｍが２つの例であって、２つの測定対象範囲ＭＡ、ＭＢの配置が図６（ｂ）と同様であるが、走査方法が異なる例である。
この例における検出器４９による測定部分は、図中の矢印で示すように、測定対象範囲ＭＡ、ＭＢが別個に走査されている。つまり、まず測定対象範囲ＭＡの全範囲の走査が行われた後に、測定対象範囲ＭＢの全範囲の走査が行われる。
【００６７】
また、上述した図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す走査方法のうち、トータルの移動距離または走査時間が最短になる走査方法が、後述する設定されたパラメータおよび測定モードに基づいて、コンピュータＰＣにより自動的に選択される。
【００６８】
なお、細胞を培養する範囲を撮像するとき、このように測定対象範囲Ｍを設定するなど複数の領域（検出範囲）に分けて撮像できる構成であれば、必要に応じて必要な部分だけの撮像を行うことが可能となる。
例えば、コンピュータＰＣの設定を変更して、走査対象となる全範囲の走査と、所定の一部の領域の走査とが交互に行われるようにしておけば、短い期間しか起こらない生体試料特有の現象を捉えることができる。一例として、走査対象となる全範囲の走査を３０分ごとに行う場合、その合間に注目すべき細胞が存在する所定の測定対象範囲Ｍの走査が行われるようにしておけば、１５分程度しか発現しない特有の現象が注目すべき細胞に起こったことを捉えることも可能となる。
また、必要なときに必要な測定対象範囲Ｍだけを走査するため、走査時間が短縮できるとともに、他の細胞に対する光の照射時間を短くすることができる。
【００６９】
次に、細胞ＣＥの測定にかかる手順にについて、各フローチャートを用いながら説明する。
まず、細胞ＣＥの測定の前に、測定パラメータの設定が行われる。そこで、測定パラメータの設定の流れを、図７を参照しながら説明する。
図７は、測定パラメータの設定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定パラメータの設定が行われる（ＳＴＥＰ１）。
その後、デフォルトの条件設定が行われる（ＳＴＥＰ２）。ここで設定される条件は、例えばＣＯ２濃度５％、温度３７℃などの培養条件および測定条件であり、これらの設定条件はユーザによって所定の条件に変更することができる。
【００７０】
次に、測定対象の選択を行う（ＳＴＥＰ３）。測定対象とは、例えばマイクロプレート１２０や、スライドガラス１１６など、細胞ＣＥの容器である。
次に、測定モードの選択を行う（ＳＴＥＰ４）。測定モードには、エリア撮像モードや、ライン撮像モードや、自動モード等がある。自動モードとは他の測定モードの中から測定時間の短い測定モードを自動的に選択するモードである。
【００７１】
次に、測定倍率を選択し（ＳＴＥＰ５）、その後、検出波長を選択する（ＳＴＥＰ６）。測定倍率の選択、および検出波長の選択は、それぞれ２種類以上の選択肢の中から選択することも可能である。
ここで、検出波長の選択方法としては、使用する蛍光タンパク、例えば、ＧＦＰ、ＨＣ−Ｒｅｄ等のリストをコンピュータＰＣに予め記憶させておき、記憶させたリストの中から選択する。コンピュータＰＣは、選択された蛍光タンパクに基づいて自動的に観測に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。このようにして、細胞ＣＥから所定の蛍光を検出することができる。
なお、測定中の励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８、対物レンズ４８等の変更は、Ｘ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙの駆動に同期して自動的に行なわれる。
【００７２】
次に、測定間隔が設定される（ＳＴＥＰ７）。
そして、プレビュー画面が取り込まれ（ＳＴＥＰ８）、プレビュー画像がモニタに表示される（ＳＴＥＰ９）。ここでは、ユーザがプレビュー画像のモニタへの表示を指示するプレビューボタンなどを用いて指示を出すことにより、プレビュー画像がモニタに表示される。そして、ユーザがモニタに表示されたプレビュー画像を確認することができる。
【００７３】
次に、測定範囲の選択が行われる（ＳＴＥＰ１０）。測定範囲の選択後、再度プレビュー画像をモニタに表示させて、測定範囲が所定の範囲であるか確認してもよい。
次に、設定された複数の測定間隔から所定の測定間隔を選択する（ＳＴＥＰ１１）。
そして、測定開始スイッチ（図示せず）が押されたら（ＳＴＥＰ１２）、細胞ＣＥの測定が開始される（ＳＴＥＰ１３）。測定開始スイッチが押されない場合には、測定開始スイッチが押されるまで待機している（ＳＴＥＰ１２）。
【００７４】
なお、ＳＴＥＰ１２において、測定開始スイッチが押されない場合には、各種設定を再設定できるように、種々のＳＴＥＰに戻ることが可能な設定にしてもよい。
【００７５】
測定パラメータの設定が完了したら、次に、細胞ＣＥの測定が行われる。そこで、細胞ＣＥの測定の流れを、図８を参照しながら説明する。
図８は、測定の流れを説明するフローチャートである。
まず、測定が開始されると、測定対象範囲が読み込まれる（ＳＴＥＰ２１）。その後、倍率が読み込まれ（ＳＴＥＰ２２）、検出波長が読み込まれる（ＳＴＥＰ２３）。
次に、測定モードが読み込まれる（ＳＴＥＰ２４）。ここでは、読み込まれた測定対象範囲、倍率、検出波長（蛍光波長）などに基づき、最適なステージ走査方法が決定される。測定モードが自動モードに設定されている場合には、撮像モードもここで決定される。
【００７６】
次に、決定されたステージ走査方法に応じたＸ軸動作ステージ２２Ｘ、Ｙ軸動作ステージ２２Ｙ等の動作方法が解析され（ＳＴＥＰ２５）、解析された動作方法のデータ（動作データ）は、コンピュータＰＣのテーブルに保存される（ＳＴＥＰ２６）。
その後、エリアセンサモードが選択されているか否かにより、異なる測定方法で測定が行われる（ＳＴＥＰ２７）。
【００７７】
まず、エリアセンサモードが選択されている場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ３０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、シャッタ３５がＯＰＥＮにされて（ＳＴＥＰ３１）、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ３２）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
【００７８】
次に、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ３３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６、吸収フィルタ５８などを選択する。
以上の測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ３０からＳＴＥＰ３３まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
その後、フォーカス位置が検出され（ＳＴＥＰ３４）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ３５）。
【００７９】
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣの画像メモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ３５）までの動作が、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ３６）。
必要な画像の取得が完了すると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが１ステップ駆動される（ＳＴＥＰ３７）。そして、Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙが移動した位置が測定対象範囲内であれば、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ３２）から１ステップステージ駆動（ＳＴＥＰ３７）までの動作が繰り返される。この繰り返し作業は、ステージ２２の移動した位置が測定対象範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ３８）。
【００８０】
Ｘ軸動作ステージ２２ＸまたはＹ軸動作ステージ２２Ｙの移動先が測定対象範囲外となると、シャッタ３５がＯＦＦされる（ＳＴＥＰ３９）。
その後、所定の測定時間間隔になると、再びシャッタ３５がＯＰＥＮ（ＳＴＥＰ３１）にされてからシャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ３９）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ４０）。
【００８１】
次に、エリアセンサモードが選択されていない場合について説明する。
測定開始スイッチが押されると、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置へ移動させる（ＳＴＥＰ５０）。ここでは、コンピュータＰＣが入力された測定開始位置を読み込み、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙを測定開始位置に移動させるとともに、細胞ＣＥが対物レンズ４８の撮影視野内に位置するように移動される。
そして、シャッタ３５がＯＰＥＮにされて（ＳＴＥＰ５１）、フォーカス位置が検出される（ＳＴＥＰ５２）。
【００８２】
次に、対物レンズ４８が選択される（ＳＴＥＰ５３）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された測定倍率に基づいて、レボルバ４７を駆動して所定の倍率の対物レンズ４８を選択する。
そして、フィルタユニット４５が選択される（ＳＴＥＰ５４）。ここでは、コンピュータＰＣが設定された蛍光タンパクに基づいて、フィルタ制御部４６Ｃが測定に最適な励起フィルタ５６や吸収フィルタ５８などを選択する。これら測定開始スイッチが押されてからここまで（ＳＴＥＰ５０からＳＴＥＰ５４まで）の動作は、測定モードに併せて自動で選択され、実行される。
【００８３】
その後、Ｘ軸動作ステージ２２ＸおよびＹ軸動作ステージ２２Ｙの駆動が開始され（ＳＴＥＰ５５）、画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力が行われる（ＳＴＥＰ５６）。
そして、必要な画像の取得が完了していなければ、再び対物レンズ４８の選択（ＳＴＥＰ５３）から画像の取り込みおよびコンピュータＰＣのメモリ部への画像データ出力（ＳＴＥＰ５６）までの動作が繰り返され、必要な画像の取得が完了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５７）。
【００８４】
必要な画像の取得が完了すると、シャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ５８）。
その後、所定の測定時間間隔になると、再びシャッタ３５がＯＰＥＮ（ＳＴＥＰ５１）にされてからシャッタ３５がＣｌｏｓｅされる（ＳＴＥＰ５８）までの動作が、測定時間が終了するまで繰り返される（ＳＴＥＰ５９）。
【００８５】
細胞ＣＥの撮像が終了すると、次には撮像された画像の処理が行われる。そこで、撮像された画像の処理方法について、図９を参照しながら説明する。
図９は、画像の処理方法を説明するフローチャートである。
まず、コンピュータＰＣの画像処理部は、メモリ部に蓄積された撮像画像から、背景画像を抽出する（ＳＴＥＰ７１）と共に、撮像画像から背景画像（バックグラウンド）を除去する（ＳＴＥＰ７２）。
次に、強調できる画像の最大輝度範囲を読み込み（ＳＴＥＰ７３）、最大輝度範囲に応じて、例えば所定係数を掛けて画像を強調する（ＳＴＥＰ７４）。これらの処理により、バックグラウンドを除去した画像から１つ１つの細胞ＣＥを粒状に認識し易いように画像が強調される。
【００８６】
そして、強調された画像から、例えば所定の閾値以上の輝度を有する部分を抽出することで、細胞ＣＥの１つ１つの輝度を明確な粒状として認識する（ＳＴＥＰ７５）。
次に、細胞ＣＥの重心位置や面積等の幾何学的特徴量や、化学的特徴量や、蛍光輝度等の光学的特徴量をより正確に認識するとともに、細胞ＣＥの位置情報とも関連付けて抽出する（ＳＴＥＰ７６）。これら特徴量を抽出することにより、１つ１つの細胞ＣＥを識別することができる。
細胞ＣＥの特徴量を抽出した後、細胞ＣＥを認識するために行った強調作業（ＳＴＥＰ７４）の補正を行う（ＳＴＥＰ７７）。この補正により、画像の強調のために用いられた所定係数の影響が除去される。
次に、補正後の特徴量を、例えばファイルに出力するとともにそのファイルに蓄積する（ＳＴＥＰ７８）。
【００８７】
そのため、コンピュータＰＣの画像処理部は、スライドガラス、マイクロプレートなどの全面の各位置における細胞ＣＥの蛍光量分布等を画像化することができる。また、画像処理部は、１つ１つの細胞ＣＥを正確に追跡可能であるので、例えば、所定の数の細胞ＣＥだけに注目し、培養を行いながら細胞ＣＥ内部の蛍光分布を局所的に長時間測定することも可能である。更に、細胞ＣＥを培養しながら、例えば、一定時間毎にスライドガラスや、マイクロプレートなどの全面を測定し、時間経過に対する細胞ＣＥの蛍光量を自動測定することも可能である。
【００８８】
次に、撮像画像から細胞ＣＥの特徴量などのデータが抽出された後に行われるデータ処理について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は、データ処理の流れを説明するフローチャートである。
ここでは、コンピュータＰＣのデータ処理部によって、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥのデータ（特徴量）の処理が行われる。
まず、データ処理部は、ファイル内に蓄積された細胞ＣＥの生データ（特徴量）を読み込む（ＳＴＥＰ８１）とともに、細胞ＣＥごとに時系列に並ぶようにデータの並べ替えが行われる（ＳＴＥＰ８２）。データが並べ替えられると、データ処理部は、細胞ＣＥごとに輝度、すなわち発現量の経時的変化をグラフ化する（ＳＴＥＰ８３）。
グラフ化が完了すると、データ処理部は、グラフをプレビュー表示し（ＳＴＥＰ８４）、グラフ化データをファイルに出力する（ＳＴＥＰ８５）。
【００８９】
この処理を行うことにより、細胞ＣＥを長期間培養した場合における１つの細胞の経時的変化を容易に観察することができる。従って、培養中の時間経過に伴う細胞ＣＥの発現量の変化等を正確、かつ容易に測定することができる。
【００９０】
次に、細胞ＣＥの測定時に行われる照射光量の調整について、図１１を参照しながら説明する。
図１１は、光量の調整の流れを説明するフローチャートである。
まず、細胞ＣＥに照射される照射光量が測定される（ＳＴＥＰ９１）。照射光量は、光量モニタ５０の出力から算出されてもよいし、照度計を設けて測定しても良いし、パワーメータを設けてパワーメータの出力から算出してもよい。
【００９１】
測定された照射光量が許容範囲内であれば、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量が許容範囲外になるまで繰り返される（ＳＴＥＰ９２）。
照射光量が許容範囲外になると、光量調整機構４３に含まれるＮＤフィルタ（図示せず）が交換され（ＳＴＥＰ９３）、照射光量が許容範囲内になるように調節される。その後、再び照射光量の測定（ＳＴＥＰ９１）に戻り、照射光量の調節が繰り返される。
【００９２】
次に、チャンバ１３０への培養液の補給・交換の制御方法を、図１２を参照しながら説明する。
図１２は、培養液の補給・交換方法を説明するフローチャートである。
まず、撮像された画像のバックグラウンド（背景）値が解析される（ＳＴＥＰ１０１）。撮像された画像のバックグラウンドには培養溶液の自家蛍光が撮像されており、この培養溶液の自家蛍光の輝度が解析される。
ここで、培養液は古くなるほど自家蛍光の輝度が高くなるため、自家蛍光の輝度を測定することにより、培養液の交換時期を検出することができる。
【００９３】
そして、解析されたバックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値以内であれば、再びバックグラウンド値の解析（ＳＴＥＰ１０１）に戻り、バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなるまで繰り返される（ＳＴＥＰ１０２）。
バックグラウンド値の経時的変動が所定の規定値より大きくなると、培養液の廃液ポンプ８２が駆動され（ＳＴＥＰ１０３）、次いで培養液の補給ポンプ８１が駆動される（ＳＴＥＰ１０４）。
【００９４】
なお、培養液の補給・交換の時期は、上述のように、培養液の自家蛍光により決定しても良いし、連続して行ってもよいし、予めユーザが指定した時間間隔で自動的に補給・交換を行っても良いし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換時期を指定できるようにしてもよい。また、交換する量もユーザが設定しても良いし、培養液の自家蛍光により決定してもよいし、チャンバ１３０内の培養液を一括して全て交換してもよいし、予め登録されているテーブルから細胞ＣＥを選択することにより、適宜、培養液の交換量を指定できるようにしてもよい。
重量などで換算して自動で設定しても良い。
なお、本実施の形態においては、撮像された画像を用いてバックグラウンドの自家蛍光の値を検出しているが、この検出は細胞ＣＥが存在しない場所を撮像した画像から検出しても良いし、培養液瓶７２近傍に例えば光学的検出器を設けて検出してもよい。
上述したような測定手順により、図１３に示すような、１つ１つの細胞の経時的位置変化を表した細胞追跡画像を取得できる。
【００９５】
上記の構成によれば、チャンバ１３０のうち、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０のみを交換することで、異なる種類の細胞ＣＥを観察することができる。そのため、チャンバ１３０ごと交換する場合と比較して、観察に要するコストを低減することができる。また、播種された細胞ＣＥを取り除く場合と比較して、観察に要する手間を省くことができる。
スライドガラス１４０は、中子１４１を介して段差部１３７と蓋１５０とにより挟まれ・保持されているので、蓋１５０を取り付け・取り外しすることにより、スライドガラス１４０を容易に交換することができる。
【００９６】
スライドガラス１４０と中子１４１との間、および中子１４１と蓋１５０との間は、Ｏリング１４４により密閉されているため、スライドガラス１４０と中子１４１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成することができる。そのため、密閉容器１６０内に細胞ＣＥを培養する培養液を保持することができ、細胞ＣＥを長期間培養し、長期間にわたる観察を行うことができる。
さらに、継ぎ手１４３を介して細胞ＣＥに培養溶液を供給することできるため、細胞ＣＥをチャンバ１３０内で長期間培養することができ、細胞ＣＥを長期間観察することができる。
【００９７】
また、対物レンズ４８がスライドガラス１４０のみを介して細胞ＣＥを観察するため、例えばチャンバの容器とスライドガラスとを介して観察する場合と比較して、より微弱な光を観察することができる。つまり、対物レンズ４８と細胞ＣＥとの距離がより短くなるため、より焦点距離の短い高ＮＡ対物レンズを用いて観察することができ、より微弱な光を観察することができる。
【００９８】
また、スライドガラス１４０に細胞ＣＥを播種してからチャンバ１３０の組み立てを行うため、スライドガラス１４０への細胞ＣＥの播種を、細胞ＣＥの播種に適した環境下で行えるので、細胞ＣＥをスライドガラス１４０へより確実に接着させることができる。
【００９９】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１４を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１４を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１４は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１００】
チャンバ（培養容器）２３０は、チャンバ２３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部（外枠部材、培養容器本体）２３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部２３１に取り付けられる蓋１５０と、外枠部２３１の上面に配置されたＯリング２４４とから概略構成されている。
外枠部２３１は、矩形状に配置された枠部側壁２３２と、底板開口部１３４が形成された底板２３３とから構成されている。外枠部２３１は、細胞ＣＥに対して毒性のない樹脂（例えばＰＥＥＫ樹脂など）から形成されている。
枠部側壁２３２には、継ぎ手２４３が形成されているとともに、その上面にはネジ穴（図示せず）が形成されている。また、枠部側壁２３２の上面には、Ｏリング２４４を配置するための配置溝２４６が、ネジ穴よりも内側に形成されている。継ぎ手２４３および枠部側壁２３２には、培養液が流れる流路２４５が貫通して形成されている。底板２３３には底板開口部１３４が形成されているとともに、スライドガラス１４０を支持する段差部１３７が形成されている。
【０１０１】
次に、上記の構成からなるチャンバ２３０における細胞ＣＥの播種および培養について図１４を参照しながら説明する。
最初に、細胞ＣＥが播種されていないスライドガラス１４０を外枠部２３１に取り付ける。スライドガラス１４０は、ＰＬＬコートなどが施された面がチャンバ２３０の内側に向くように、段差部１３７の上に配置される。スライドガラス１４０と段差部１３７とは、例えば両面テープやシリコンなど、剥離の容易な接着部材（接着材）Ｇなど、細胞ＣＥに対して毒性のない接着剤により接着されている。
【０１０２】
次に、スライドガラス１４０および外枠部２３１が滅菌される。そして、継ぎ手２４３がキャップ（図示せず）により塞がれ、スライドガラス１４０上に細胞ＣＥが播種されるとともに、培養液が所定量供給される。
この状態で外枠部２３１の上に蓋１５０が乗せられ、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータ（上述のインキュベータ１００とは異なるものであってもよい）内にて培養される。
【０１０３】
細胞ＣＥがスライドガラス２３１に接着したら、継ぎ手２４３のキャップをはずし、培養液循環配管７７などを接続する。そして、ネジ１５５を用いて、蓋１５０を外枠部２３１に固定し、密閉容器１６０を形成する。密閉容器１６０が形成されたら、培養液を供給して密閉容器１６０内から空気を追い出し、培養液で満たし、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【０１０４】
上記の構成によれば、接着部材（接着材）Ｇを用いることにより、スライドガラス１４０を容易に外枠部２３１に貼り付けることができ、チャンバ２３０の密閉容器１６０を容易に構成することができる。
また、スライドガラス１４０を外枠部２３１に貼り付けた後に細胞ＣＥを播種しているため、細胞ＣＥが播種されたスライドガラス１４０を移動させる必要がなく、移動による細胞ＣＥへのダメージを防止することができる。
【０１０５】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１５および図１６を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１５および図１６を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１５は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１０６】
チャンバ（培養容器）３３０は、図１５に示すように、チャンバ３３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）３４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
【０１０７】
図１６（ａ）は中子の斜視図であり、図１６（ｂ）は中子の断面図である。
中子３４１は、図１５および図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形状の中子枠１４２と、中子枠１４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠１４２の上下面に配置されたＯリング１４４とから構成されている。中子枠１４２および継ぎ手１４３は、細胞ＣＥに対して無害な樹脂（例えばＰＥＥＫ樹脂など）から形成されている。
一対の継ぎ手１４３の内、培養液がチャンバ３３０に流入する継ぎ手１４３およびその継ぎ手１４３が配置された中子枠１４２には、図１６（ｂ）に示すように、培養液が流れる流路３４５が貫通して形成されている。流路３４５は、中子枠１４２内で外側から内側に向けて複数に分岐して形成されている。
他方の継ぎ手１４３および中子枠１４２には、第１の実施の形態と同様に、１本の流路１４５が形成されている。
【０１０８】
上記の構成によれば、複数に分岐した流路３４５により、密閉容器１６０内に培養溶液を均一に流入させることができるため、培養溶液流れが澱む領域の発生を防止することができる。澱みの発生を防止することにより、細胞ＣＥへの栄養等の供給不均一を防止することができ、細胞ＣＥを均一に培養することができる。
【０１０９】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１７および図１８を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１７は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図である。
なお、同一構成要素については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１１０】
チャンバ（培養容器）４３０は、図１７に示すように、チャンバ４３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子（中枠部材）４４１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
【０１１１】
図１８（ａ）は中子の分解斜視図であり、図１８（ｂ）は分離中子の断面図である。
中子４４１は、図１７および図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形状の中子枠４４２と、中子枠４４２の対向する位置に配置された継ぎ手１４３と、中子枠４４２の上下面に配置されたＯリング１４４とから概略構成されている。
中子枠４４２には、図１８（ａ）に示すように、挿入口４５０が形成されるとともに、挿入口４５０に対して着脱可能に構成された分離中子（流路形成部）４５１が配置されている。
挿入口４５０には、後述する分離中子４５１のフック４５３と噛み合う係止部（図示せず）が形成されている。
【０１１２】
分離中子４５１には、一対の継ぎ手１４３の内、一方の継ぎ手１４３が配置されているとともに、分離中子４５１と中子枠４４２との間の水密を保つＯリング４５２が配置されている。また、分離中子４５１には、分離中子４５１を中子枠４４２に着脱可能に係止する一対のフック４５３が備えられている。
さらに、図１８（ｂ）に示すように、分離中子４５１には、継ぎ手１４３と略直交して貫通孔４５４が形成されるとともに、貫通孔４５１を分岐流路として、流路４４５が分離中子４５１の外側から内側にむけて複数に分岐して形成されている。貫通孔４５４の両端には、培養液の流出を防ぐ栓４５５が着脱可能に配置されている。
【０１１３】
上記の構成によれば、分離中子４５１のみを取り替えることができるので、細胞ＣＥの観察に要する手間およびコストを低減することができる。つまり、培養液などの付着物が形成されやすい流路４４５を分離中子４５１ごと取り替えることにより、この付着物の洗浄の手間を省くことができる。また、分離中子４５１のみを取り替えることにより、中子４４１全体を取り替える場合と比較して、取替えに要するコストを低減することができる。
流路４４５の分岐部を貫通孔４５１および栓４５５で形成することにより、分岐部を洗浄し易くすることができる。つまり、栓４５５を取り外すことにより、貫通孔４５１の洗浄性を向上させることができる。
【０１１４】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１９および図２０を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図１９および図２０を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図１９は、本実施の形態に係るチャンバの分解斜視図であり、図２０は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
【０１１５】
チャンバ（培養容器）５３０は、図１９および図２０に示すように、チャンバ５３０の外側側壁および底面の一部を形成する外枠部１３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、外枠部１３１内に配置される中子１４１と、外枠部１３１に取り付けられる内蓋（内蓋部材）５３１と、外枠部１３１に取り付けられる蓋１５０とから概略構成されている。
内蓋５３１は、略中央に開口部５３２が形成された板状部材からなり、内蓋５３１を外枠部１３１に着脱可能に係止する、少なくとも一対のフック５３３が配置されている。また、内蓋５３１には、蓋１５０を外枠部１３１に固定するネジ１５５が挿通する貫通穴５３４が形成されている。
開口部５３２はＯリング１４４よりも一回り小さく形成され、内蓋５３１がＯリング１４４に接触するように形成されている。
【０１１６】
次に、上記の構成からなるチャンバ５３０における細胞ＣＥの播種および培養について図１９および図２０を参照して説明する。
まず、ＰＬＬコートを施した面がチャンバ５３０の内側になるように、スライドガラス１４０を段差部１３７の上に配置し、継ぎ手１４３にキャップ（図示せず）をかぶせ、培養液の流出を防止する。そして、継ぎ手１４３が溝部１３５に配置されるように中子１４１を外枠部１３１内に配置し、内蓋５３１をフック５３３により外枠部１３１に固定する。
【０１１７】
次に、スライドガラス１４０に細胞ＣＥを播種し、培養液をチャンバ５３０内に適量供給する。その後、蓋１５０を内蓋５３１の上に置き、細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータボックス内で培養する。
スライドガラス１４０に細胞ＣＥが接着したら、まず、継ぎ手１４３のキャップを外し、培養液循環配管７７などを接続する。次に、蓋１５０を外枠部１３１に固定してチャンバ５３０内を密閉し、培養液を供給してチャンバ５３０内の空気を追い出し、所定のタイミングで細胞ＣＥの観察を行う。
【０１１８】
上記の構成によれば、スライドガラス１４０が、中子１４１を介して段差部１３７と内蓋５３１とにより挟まれ・保持されているため、内蓋５３１を外枠部１３１に取り付け・取り外すことにより、スライドガラス１４０のみを交換することができる。
また、スライドガラス１４０と中子１４１との間、および中子１４１と内蓋５３１との間は、Ｏリング１４４により密閉されているため、スライドガラス１４０と中子１４１と内蓋５３１とにより、開口部５３２において開放された空間を形成することができる。そのため、空間内に細胞ＣＥを培養する培養液を保持するとともに開口部５３２を介して換気を行うことができ、細胞ＣＥを長期間培養することができる。
さらに、蓋１５０を取り付けることにより、スライドガラス１４０と中子１４１と内蓋５３１と蓋１５０とで密閉容器１６０を形成することができ、観察時などにおける、細胞ＣＥのへのコンタミネーションを防止することができる。
【０１１９】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図２１から図２４を参照して説明する。
本実施の形態の生体試料観察システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、チャンバの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図２１から図２４を用いてチャンバ周辺のみを説明し、培養ユニット等の説明を省略する。
図２１は、本実施の形態に係るチャンバの斜視図であり、図２２は、本実施の形態に係るチャンバの断面図である。
【０１２０】
チャンバ（培養容器）６３０は、図２１および図２２に示すように、チャンバ６３０の外側側壁を形成する枠部６３１と、細胞ＣＥが播種されるスライドガラス１４０と、枠部６３１の上部を覆う上部ガラス板６３２とから概略構成されている。
枠部６３１には、枠部６３１の対向する位置に継ぎ手１４３が配置されるとともに、一対の継ぎ手１４３の内、培養液が流入する継ぎ手１４３側に整流子６３３が配置されている。継ぎ手１４３は、枠部６３１の上側（図中の上方向）にオフセットして配置されている。
【０１２１】
整流子６３３は、複数の四角柱状を平行に並べた整流部６３４と、複数の整流部６３４と繋ぐとともに整流部６３４を枠部６３１に繋ぐ連結部６３５とから形成されている。連結部６３５は、整流部６３４の上端を繋ぐように配置されてもよいし、整流部６３４の上下端を繋ぐように配置されていてもよい。
なお、整流子６３３は、上述のように、複数の四角柱状を平行に並べて構成してもよいし、図２３に示すように、複数の四角柱状をクロス状に交差させて配置してもよい。また、四角柱状の柱から形成されてもよいし、円柱状の柱、三角柱状の柱などから形成されてもよい。
【０１２２】
次に、上記の構成からなるチャンバ６３０における細胞ＣＥの播種および培養について説明する。
図２４（ａ）は、本実施の形態におけるチャンバへの細胞の播種を説明する図であり、図２４（ｂ）は、本実施の形態におけるチャンバへの細胞の培養を説明する図である。
【０１２３】
本実施の形態においては、チャンバ６３０は予め形成されていて、形成されたチャンバ６３０内に細胞ＣＥの播種が行われ、さらに培養が行われる。
まず、図２４（ａ）に示すように、継ぎ手１４３にチューブ６３６を挿し、細胞浮遊液を保持した注入器（例えばシリンジやピペットなど）６３７をチューブ６３６に接続する。そして、図２４（ｂ）に示すように、細胞浮遊液をチャンバ６３０内に供給し、継ぎ手１４３からチューブを外してキャップ６３８を取り付ける。
【０１２４】
培養液の供給量は、チャンバ６３０内の培養液液面が継ぎ手１４３の流路１４５より下となる量であることが望ましい。
キャップ６３８には、二酸化炭素を透過するフィルタ６３９が設けられ、継ぎ手１４３にキャップ６３８を付けてもチャンバ６３０内に二酸化炭素が供給することができる。
その後、浮遊している細胞ＣＥがスライドガラス１４０に接着するまでインキュベータボックス内で培養される。
【０１２５】
上記の構成によれば、細胞ＣＥを培養液とともにチャンバ６３０内に供給するため、例えばチャンバが構成された状態でも、細胞ＣＥの播種を容易に行うことができる。
また、継ぎ手１４３にキャップ６３８を付けるため、供給された培養液が流路１４５から流出することなく、細胞ＣＥの培養を容易に行うことができ、スライドガラス１４０に接着させることができる。
枠部６３１に整流子６３３を配置しているため、チャンバ６３０内に流入する培養液の流れを均一化することで、細胞ＣＥへの栄養等の供給を均一にして細胞ＣＥを均一に培養することができる。
【０１２６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、蛍光強度を検出する構成に適応して説明したが、この蛍光強度を検出する構成に限られることなく、細胞の形態変化等、その他各種の指標を検出する構成に適応することができるものである。
また、細胞を観察する構成に限られることなく、細菌類や微生物、卵などの種々の生体試料を観察する構成に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る生体試料観察システムの斜視図である。
【図２】同、生体試料観察システムのシステム構成を示す概略図である。
【図３】同、インキュベータボックスを示す斜視図である。
【図４】同、培養容器を示す分解斜視図である。
【図５】同、培養容器を示す断面図である。
【図６】同、走査方法および検出範囲の選択例を示す図である。
【図７】同、測定パラメータの設定の流れを示すフローチャートである。
【図８】同、測定の流れを示すフローチャートである。
【図９】同、画像の処理方法を示すフローチャートである。
【図１０】同、データ処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】同、光量の調整の流れを示すフローチャートである。
【図１２】同、培養液の補給・交換方法を示すフローチャートである。
【図１３】細胞の経時変化を表した細胞追跡画像を示す図である。
【図１４】本発明による第２の実施形態に係るチャンバの断面図である。
【図１５】本発明による第３の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図１６】同、中子の斜視図および断面図である。
【図１７】本発明による第４の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図１８】同、中子の分解斜視図および断面図である。
【図１９】本発明による第５の実施形態に係るチャンバの分解斜視図である。
【図２０】同、チャンバの断面図である。
【図２１】本発明による第６の実施形態に係るチャンバの斜視図である。
【図２２】同、チャンバの断面図である。
【図２３】同、整流子の別の実施例を示す図である。
【図２４】同、チャンバへの細胞の播種および培養を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ 生体試料観察システム
４８ 対物レンズ（観察手段）
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０ チャンバ（培養容器）
１３１、２３１ 枠部（外枠部材、培養容器本体）
１３７ 段差部（支持部）
１４０ スライドガラス（被播種部材）
１４１、３４１、４４１ 中子（中枠部材）
１４４ Ｏリング（シール部材）
１４５、３４５ 流路
１５０ 蓋（蓋部材、培養容器本体）
１６０ 密閉容器
４５１ 分離中子（流路形成部）
５３１ 内蓋（内蓋部材）
５３２ 開口部
ＣＥ 細胞（生体試料）
Ｇ 接着部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器であって、
生体試料が播種される被播種部材と、該被播種部材を着脱可能に取り付ける培養容器本体とを備える細胞培養容器。
【請求項２】
前記被播種部材が接着部材を用いて前記培養容器本体に貼り付けられている請求項１記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記培養容器本体内に、前記生体試料を浸す培養液を流入および流出させる流路が設けられている請求項１または請求項２に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材の内側に配置される中枠部材と、前記外枠部材に固定される蓋部材とを備え、
前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、
前記中枠部材に、前記被播種部材および前記蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および蓋部材と接触するシール部材が設けられ、
前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記蓋部材とを配置し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材および前記蓋部材により密閉容器を構成する請求項１に記載の培養容器。
【請求項５】
前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材に取り付けられる内蓋部材と、該内蓋部材を介して前記外枠部材に取り付けられる蓋部材と、前記外枠部材の内側に配置される中枠部材とを備え、
前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、
前記中枠部材に、前記被播種部材および前記内蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および前記内蓋部材と接触するシール部材が設けられ、
前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記内蓋部材とを配置し、前記内蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材を保持し、
前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材、前記内蓋部材および前記蓋部材により密閉容器を構成する請求項１に記載の培養容器。
【請求項６】
前記中枠部材には、前記密閉容器に前記培養液を流入および流出させる流路が設けられている請求項４または５に記載の培養容器。
【請求項７】
前記流路が前記中枠部材中で複数に分岐され、前記密閉容器に向けて複数の開口を有するように形成されている請求項６記載の培養容器。
【請求項８】
前記中枠部材における前記流路が形成されている流路形成部が、前記中枠部材に対して着脱自在に形成されている請求項６または７に記載の培養容器。
【請求項９】
前記生体試料の播種が行われた前記被播種部材を用いて、前記培養容器の密閉容器が構成される請求項１から８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１０】
前記培養容器の密閉容器の構成後に、前記被播種部材への前記生体試料の播種が行われる請求項１から８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１１】
前記生体試料を含む前記培養液を、前記流路を介して前記培養容器内に供給し、前記被播種部材への前記生体試料の播種を行う請求項３、６、７、８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１２】
前記生体試料の播種を行った後、前記培養液をその液面が前記流路よりも下になるように供給し、前記生体試料を培養する請求項３、６、７、８、１１のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１３】
前記被播種部材は、前記生体試料を外部から観察するときに必要な光を透過させることが可能なスライドガラスを含んで構成される請求項１、９、１０のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１４】
被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、
前記生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器と、
前記生体試料を観察して情報を取得する観察手段と、を有し、
前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の前記観察手段と対向する面に配置され、
前記被播種部材が前記培養容器の一部を構成するとともに、前記培養容器に対して着脱自在に配置されている生体試料観察システム。
【請求項１】
生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器であって、
生体試料が播種される被播種部材と、該被播種部材を着脱可能に取り付ける培養容器本体とを備える細胞培養容器。
【請求項２】
前記被播種部材が接着部材を用いて前記培養容器本体に貼り付けられている請求項１記載の細胞培養容器。
【請求項３】
前記培養容器本体内に、前記生体試料を浸す培養液を流入および流出させる流路が設けられている請求項１または請求項２に記載の細胞培養容器。
【請求項４】
前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材の内側に配置される中枠部材と、前記外枠部材に固定される蓋部材とを備え、
前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、
前記中枠部材に、前記被播種部材および前記蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および蓋部材と接触するシール部材が設けられ、
前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記蓋部材とを配置し、前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材および前記蓋部材により密閉容器を構成する請求項１に記載の培養容器。
【請求項５】
前記培養容器本体が、側壁を形成する外枠部材と、該外枠部材に取り付けられる内蓋部材と、該内蓋部材を介して前記外枠部材に取り付けられる蓋部材と、前記外枠部材の内側に配置される中枠部材とを備え、
前記外枠部材に、前記被播種部材を支持する支持部が設けられ、
前記中枠部材に、前記被播種部材および前記内蓋部材と対向する面に配置され、前記被播種部材および前記内蓋部材と接触するシール部材が設けられ、
前記支持部に前記被播種部材を支持させた状態で、前記中枠部材を挟んで前記被播種部材と前記内蓋部材とを配置し、前記内蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材を保持し、
前記蓋部材を前記外枠部材に固定することで、前記被播種部材、前記中枠部材、前記内蓋部材および前記蓋部材により密閉容器を構成する請求項１に記載の培養容器。
【請求項６】
前記中枠部材には、前記密閉容器に前記培養液を流入および流出させる流路が設けられている請求項４または５に記載の培養容器。
【請求項７】
前記流路が前記中枠部材中で複数に分岐され、前記密閉容器に向けて複数の開口を有するように形成されている請求項６記載の培養容器。
【請求項８】
前記中枠部材における前記流路が形成されている流路形成部が、前記中枠部材に対して着脱自在に形成されている請求項６または７に記載の培養容器。
【請求項９】
前記生体試料の播種が行われた前記被播種部材を用いて、前記培養容器の密閉容器が構成される請求項１から８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１０】
前記培養容器の密閉容器の構成後に、前記被播種部材への前記生体試料の播種が行われる請求項１から８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１１】
前記生体試料を含む前記培養液を、前記流路を介して前記培養容器内に供給し、前記被播種部材への前記生体試料の播種を行う請求項３、６、７、８のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１２】
前記生体試料の播種を行った後、前記培養液をその液面が前記流路よりも下になるように供給し、前記生体試料を培養する請求項３、６、７、８、１１のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１３】
前記被播種部材は、前記生体試料を外部から観察するときに必要な光を透過させることが可能なスライドガラスを含んで構成される請求項１、９、１０のいずれかに記載の培養容器。
【請求項１４】
被観察体となる生体試料の情報を取得する生体試料観察システムにおいて、
前記生体試料を内部に密封状態に収納して培養する培養容器と、
前記生体試料を観察して情報を取得する観察手段と、を有し、
前記生体試料が播種される被播種部材が、前記培養容器の前記観察手段と対向する面に配置され、
前記被播種部材が前記培養容器の一部を構成するとともに、前記培養容器に対して着脱自在に配置されている生体試料観察システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００６−５７（Ｐ２００６−５７Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８０１４９（Ｐ２００４−１８０１４９）
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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