培養細胞観察用顕微鏡装置
【課題】培地の劣化の程度を客観的に判定することができる培養細胞観察用顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】照明手段は培地に照明光を照射する。検出手段は前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する。算出手段は前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する。
【解決手段】照明手段は培地に照明光を照射する。検出手段は前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する。算出手段は前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞分野の研究において、細胞を長期に培養しながら細胞における現象を観察することが行われている。ここで細胞を長期間培養するために、細胞は培地と呼ばれる細胞に生育環境を与える液体もしくはゲル内で培養される。そして、この培地は細胞の増殖に伴い劣化が起こるため、適宜培地を交換することが必要となっている。下記特許文献１には、生きた細胞を長期間培養するための培養装置とともに、細胞を培養する培地の劣化によって培地の色調が変化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３６５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
細胞を長期間培養する場合に培地の交換時期を適切に管理するためには、培地の劣化の程度を客観的に判定する必要がある。しかし、従来は培地の状態を培地の色調に基づいて客観的に検出できる装置は開発されていない。また、生細胞を蛍光観察する顕微鏡装置により培地の状態を客観的に検出することも行われていない。
【０００５】
本発明の目的は、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる培養細胞観察用顕微鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の培養細胞観察用顕微鏡装置は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置において、前記培地に照明光を照射する照明手段と、前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
この培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、複数の波長帯域の光についての培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出するので、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる。
【０００７】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための透過光観察用光源であり、前記算出手段は、前記透過光に基づいて前記培地の透過光強度の比を算出してもよい。
【０００８】
前記検出手段は、前記透過光を受ける透過光観察用の撮像素子であってもよい。
【０００９】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための蛍光励起光を照射する蛍光励起光源であり、前記算出手段は、前記反射光に基づいて前記放射光強度の比を算出してもよい。
【００１０】
前記検出手段は、前記蛍光励起光により励起された蛍光を受ける蛍光観察用の撮像素子であってもよい。
【００１１】
前記複数の波長帯域の一つは５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域であり、前記複数の波長帯域の他の一つは６００ｎｍ以上の範囲に含まれる波長帯域であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、複数の波長帯域の光についての培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出するので、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の構成を示す上面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線方向から見た正面図。
【図３】ディスクユニットの機能を示す斜視図。
【図４】レーザユニットの構成を示す図。
【図５】試料をセットする際の状態を示す共焦点顕微鏡の上面図。
【図６】培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出する場合の構成例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による培養細胞観察用顕微鏡装置の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は一実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の構成を示す上面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線方向から見た正面図である。図３はディスクユニットの機能を示す斜視図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、本実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置は、培養された細胞を観察するための共焦点顕微鏡１００と、共焦点顕微鏡１００を制御するとともに、共焦点顕微鏡１００により得られた観察画像の画像信号に基づく演算を実行する制御演算装置２００と、を備える。
【００１７】
図１および図２に示すように、共焦点顕微鏡１００は、装置内部を保護する保護筐体１と、保護筐体１に収容された温調チャンバー２と、レーザ光を出力するレーザユニット５と、観察画像を得るための高感度ＣＣＤ６（図１）と、を備える。
【００１８】
温調チャンバー２には、レーザユニット５からのレーザ光を受けるディスクユニット２１と、ディスクユニット２１を通った光を平行光に変換するチューブレンズ２２と、光路を折り曲げるミラー２３と、対物レンズ２４（図２）と、対物レンズ２４をＺ方向に駆動する駆動ユニット２５（図２）と、対物レンズ２４の上方にセットされるガラスボトムディッシュなどの試料３１を収容する試料カセット３２と、試料カセット３２が着脱可能とされた駆動部３３ａを具備し、駆動部３３ａを介して試料３１をＸＹ方向に駆動するＸＹ駆動機構３３と、ＸＹ駆動機構３３の上方に設けられた、透過観察のためのハロゲン光源などの白色光源２７（図２）と、白色光源２７からの光を試料３１に導くコンデンサレンズ２８（図２）と、ディスクユニット２１内に設けられたダイクロイックミラー４１（図１）と、ダイクロイックミラー４１により折り曲げられた光を受けるリレーレンズ４２（図１）と、リレーレンズ４２を通過した光を折り曲げるミラー４３（図１）と、透過特性の異なる複数のフィルターが取り付けられたフィルターホイール４４（図１）と、フィルターホイール４４を回転するためのモータ４５（図１）と、フィルターホイール４４のフィルターを通過した光を受けるリレーレンズ４６（図１）と、が収容される。
【００１９】
図１〜図３に示すように、ディスクユニット２１は、多数のマイクロレンズ２１Ｌ（図３）が螺旋状のパターンに配置された円盤状のマイクロレンズディスク２１ａと、マイクロレンズ２１Ｌと同一の螺旋状のパターンで、マイクロレンズ２１Ｌと同数のピンホール２１ｈ（図３）が形成された円盤状のピンホールディスク２１ｂと、マイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂとを連結するハブ２１ｃと、マイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを回転させるためのモータ２１ｄと、を備える。
【００２０】
マイクロレンズディスク２１ａに配置されたマイクロレンズ２１Ｌと、ピンホールディスク２１ｂに形成されたピンホール２１ｈとは一対一に対応しており、マイクロレンズ２１Ｌを通った光は対応するピンホール２１ｈ上で焦点を結ぶように構成されている。
【００２１】
マイクロレンズディスク２１ａとピンホールディスク２１ｂとの間には、ダイクロイックミラー４１が不図示の固定部材で固定されている。このダイクロイックミラー４１は、レーザユニット５からのレーザ光（後述する）は透過し、それらのレーザ光による蛍光は反射するものを用いる。例えば、４８８ｎｍ、５６１ｎｍ、６３５ｎｍ近辺の波長の光は透過し、５００ｎｍ〜５４０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６２０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの光、および後述する透過照明光に相当する波長の光は反射するようなものが選択される。
【００２２】
図４はレーザユニット５の構成を示す図である。
【００２３】
図４に示すように、レーザユニット５には、３種類の波長が異なるレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３が設けられ、これらのレーザは個々に制御演算装置２００によりオン／オフが制御される。これらのレーザはその内部で平行光になるように調整されている。これらのレーザとして、半導体レーザおよび固体レーザを使用できる。
【００２４】
図４に示すように、レーザ５１の前方にはミラー５１ａが、レーザ５２の前方にはレーザ５２から出射される波長のレーザ光を反射し、レーザ５１から出射される波長のレーザ光を透過させるダイクロイックミラー５２ａが、レーザ５３の前方にはレーザ５３から射出される波長のレーザ光を反射し、レーザ５１から出射される波長のレーザ光およびレーザ５２から出射される波長のレーザ光を透過させるダイクロイックミラー５３ａが、それぞれ配置されている。また、レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３の光軸上には、ミラー５４が設けられている。
【００２５】
レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３はそれぞれコリメートされており、ミラー５４およびダイクロイックミラー５１ａ，５２ａ,５３ａによって光軸が同軸となるように調整されている。これら３つのレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３からの光は、ミラー５４によってディスクユニット２１に導かれる。レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３のレーザ光の波長は、例えば、それぞれ、４８８ｎｍ、５６１ｎｍ、６３５ｎｍとすることができる。
【００２６】
次に、本実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の動作について説明する。
【００２７】
図５は、試料をセットする際の状態を示す共焦点顕微鏡の上面図である。
【００２８】
図５に示すように、試料をセットする際には、ＸＹ駆動機構３３により試料カセット３２をＹ方向の所定位置に移動させることで、温調チャンバー２および保護筐体１の開口部（不図示）から試料カセット３２を外側に出し、試料カセット３２を取り出してその内部に培地および細胞を入れたガラスボトムディッシュなどの試料３１をセットする。その後、ＸＹ駆動機構３３により試料３１を装置内に引き込む。培地の交換時にも同様の手順が適用される。
【００２９】
温調チャンバー２に収容された試料３１には、細胞の培養に最適な環境になるような水分、二酸化炭素などが供給されるとともに、温調チャンバー２内は最適な温度（例えば３０℃）が維持される。一般的に、細胞を長期間培養するために、例えば、ガラスボトムディッシュ内部には培地と呼ばれる細胞を培養する際に好適な環境を形成する液体が封入されている。この培地には一般的にフェノールレッドという色素が添加されており、培地環境のＰＨによってその色が変化するように構成されている。これによって培地はその環境が好適な場合にはＰＨがほぼ中性となり、この状態では培地の色は概ね赤色に保たれる。ところが細胞の増殖などによって培地の環境が劣化してくることにより培地のＰＨは酸性に傾き、これに伴って培地の色は黄色に変化する。ここで、赤色に見える状態では、主に、４００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長の光を培地が吸収するために、その補色となる赤色が反射および透過されて赤く観察される。また、黄色に見える状態では、主に、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の光を培地が吸収するために、その補色となる黄色が反射および透過されて黄色に観察される。
【００３０】
次に、対物レンズ２４を介して観察される光の光路について説明する。
【００３１】
レーザユニット５からの光は、ディスクユニット２１のマイクロレンズディスク２１ａ上のマイクロレンズ２１Ｌ，２１Ｌ，・・・（図３）によって集光され、ダイクロイックミラー４１を透過し、ピンホールディスク２１ｂ上の対応するピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・（図３）上で焦点を結ぶ。ここで、この焦点を正確にピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・上に位置付けるためには、上記のレーザ光の位置や傾きを正確に調整することが必要である。
【００３２】
ピンホールディスク２１ｂを通った光は、チューブレンズ２２によって、ピンホール２１ｈの位置に対応した傾きを有する平行光となる。この平行光はミラー２３によって上方に曲げられ、対物レンズ２４によってそれぞれ焦点を結ぶ。焦点位置に蛍光染色された試料がある場合、この蛍光の一部は再び対物レンズ２４に入射し、上記のレーザ光と同様の光路を戻り、ミラー２３によって折り曲げられ、さらにチューブレンズ２２によってそれぞれ対応するピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・上で再び焦点を結ぶ。ここでピンホール２１ｈを通過した光は、ダイクロイックミラー４１によって反射され、リレーレンズ４２を通りミラー４３で反射されてフィルターホイール４４を通過し、リレーレンズ４６に導かれる。
【００３３】
ここで、２枚のリレーレンズ４２，４６によってピンホール２１ｈ上のそれぞれの焦点は、高感度ＣＣＤ６上の対応する位置に転送される。
【００３４】
また、制御演算装置２００は、レーザユニット５のレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３から１つを選択した場合に、このレーザの波長に対応する蛍光のみを透過する最適なフィルターをフィルターホイール４４の中から選択する。
【００３５】
この状態において、モータ２１ｄによりディスクユニット２１のマイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを回転させた時の動作について、以下、図３を参照して説明する。
【００３６】
上記のようにマイクロレンズディスク２１ａを通った光は、ピンホールディスク２１ｂの対応するピンホール２１ｈで集光されて、そのピンホール２１ｈを通過した光はチューブレンズ２２、対物レンズ２４の作用で対物レンズ２４の焦点面２４Ａ（図３）上の対応する位置で、焦点を結ぶ。なお、図３では、チューブレンズ２２および対物レンズ２４の作用を模式的に１枚のレンズの作用として表現している。
【００３７】
この焦点面２４Ａ上の焦点からの蛍光は、同じ光路を通って再び同じピンホール２１ｈを通過してダイクロイックミラー４１で反射され、リレーレンズ４２，４６によって高感度ＣＣＤ６に結像される。なお、図３では、リレーレンズ４２，４６の作用を模式的に１枚のレンズの作用として表現している。
【００３８】
ここで、モータ２１ｄによってマイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを一体的に回転させることによって、対応する焦点面２４Ａ上の焦点も移動し、さらに高感度ＣＣＤ６上に結像された蛍光も移動する。
【００３９】
このように、複数のレーザ光の焦点が高速で焦点面２４Ａを走査し、焦点面２４Ａからの蛍光が高感度ＣＣＤ６上に結像される。この画像は制御演算装置２００によってモニタ（不図示）に表示させ、あるいは記憶装置（不図示）に保存させることができる。
【００４０】
ここで、焦点面２４Ａを外れた光による蛍光は、レーザ光と同じ光路を通ることがないため、対応するピンホール２１ｈにはほとんど入ることがない。したがって、高感度ＣＣＤ６で観察される像は、焦点面２４Ａのごく近傍の共焦点画像となる。
【００４１】
また、制御演算装置２００によってＺ駆動ユニット２５を駆動することによって、試料上の最適な位置に焦点を合わせ、あるいは深さの異なる断層像を撮影することが可能である。また、ＸＹ駆動機構３３によって、試料３１の所望の位置を観察することができる。
【００４２】
また、制御演算装置２００によって使用するレーザ（レーザ５１，５２，５３のいずれか）を切り替えるとともに、フィルターホイール４４の中の最適なフィルターを選択することによって、他の波長の透過画像の取得も可能である。
【００４３】
さらに、レーザ光を切った状態で、白色光源２７からの光による照明で透過光観察を行うこともできる。この際に透過光は蛍光と同じ光路を通り、ディスクユニット２１のピンホールディスク２１ｂによってその焦点面２４Ａ付近からの光が選択される。さらにこの透過光の一部はダイクロイックミラー４１で反射される。例えば、ダイクロイックミラー４１によって５００ｎｍ〜５４０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６２０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの光は反射された後に、蛍光と同様の光路を通り、高感度ＣＣＤ６上に結像される。ここでフィルターホイール４４の中から最適なフィルターを選択することにより、各波長に対応した透過画像を得ることができる。
【００４４】
次に、培地の状態を検出する手順について説明する。
【００４５】
培地の状態を検出する際には、レーザ光を切った状態で、白色光源２７からの光による照明で透過光観察を行う状態とする。
【００４６】
次に、フィルターホイール４４により波長域５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの黄色の帯域を透過するフィルターを選択し、この波長域の画像を撮影、取得する。次に、フィルターホイール４４により波長域６５０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色の帯域を透過するフィルターを選択し、この波長域の画像を撮影、取得する。両者の画像は、波長域のみが異なる同一領域の画像である。これらの画像の画像データは制御演算装置２００に取り込まれる。
【００４７】
次に、制御演算装置２００において、黄色の波長域で得られた画像の各画素の光強度の平均Ａｖｙ、および赤色の波長域で得られた画像の各画素の光強度の平均Ａｖｒを算出する。
【００４８】
次に、制御演算装置２００において、平均Ａｖｙおよび平均Ａｖｒの比Ａｖｙ／Ａｖｒを算出する。
【００４９】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光を透過するため、Ａｖｙ／Ａｖｒの値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を透過するためＡｖｙ／Ａｖｒの値は比較的大きな値となる。
【００５０】
したがって、Ａｖｙ／Ａｖｒの値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００における自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００５１】
また、Ａｖｙ／Ａｖｒの値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における透過光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００５２】
上記実施形態では、フィルターホイール４４を高感度ＣＣＤの近傍に配置しているが、フィルターの位置は任意である。また、照明光の波長帯域を変えて透過画像を取得してもよく、この場合、例えば、白色光源２７の下方にフィルターホイールを配置することで、黄色の波長帯域の照明光および赤色の波長帯域の照明光を得ることができる。
【００５３】
また、白色光源に代えて黄色の波長帯域の照明光および赤色の波長帯域の照明光が得られる光源を用いてもよい。例えば、複数色のＬＥＤを用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、黄色および赤色の波長帯域における透過光の平均強度を算出する際に全画素の光強度の平均を求めているが、各画素の光強度のヒストグラムにおいて一定の頻度以上の分布の平均値を算出し、この平均値に基づいて培地の状態を検出してもよい。この場合には、培地の状態を検出するのに必要な光量を抑制できるため、細胞への影響を軽減できる。
【００５５】
また、上記実施形態では、培地を透過する光の色調に基づいて培地の状態を検出しているが、対物レンズの側から培地に照明光を照射し、培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出してもよい。
【００５６】
以上のように、上記実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、細胞を培養しながら培地の色調の変化を検知できるため、培地の劣化状況を容易に把握することができる。
【００５７】
また、上記実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、照明手段として透過観察用の白色光源を利用して培地の色調を取得しているため、装置の構成を簡素化することができる。また、培地の色調を取得するための検出手段として透過光観察および蛍光観察のための共焦点光学系を利用しているので、装置の構成を簡素化することができる。さらに、培地の色調を取得するための検出手段として透過光観察および蛍光観察のためのＣＣＤを利用しているので、装置の構成を簡素化することができる。
【００５８】
図６は培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出する場合の構成例を示す上面図である。図６において、図１と同一要素には同一符号を付している。
【００５９】
図６に示すように、共焦点顕微鏡１００Ａには、波長５８０ｎｍの緑色ＬＥＤおよび波長６３０ｎｍの赤色ＬＥＤを具備する光源２７Ａと、コンデンサレンズ２８の下方に設けられたビームスプリッタ６１と、ビームスプリッタ６１からの反射光を受けるフォトダイオード６２と、が設けられている。
【００６０】
培地の状態を検出する際には、緑色ＬＥＤをオンして光源２７Ａから培地に緑色の照明光を当て、赤色ＬＥＤのみをオンして光源２７Ａから培地に赤色の照明光を当てる。培地からの反射光の一部はピームスプリッタ６１で反射して、フォトダイオード６２で受光される。
【００６１】
フォトダイオード６２で検出された反射光強度は制御演算装置２００に入力され、制御演算装置２００において黄色の帯域の反射光強度と赤色の帯域の反射光強度との比（黄色の帯域の反射光強度／赤色の帯域の反射光強度）が算出される。
【００６２】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光の反射が大きくなるため、上記の比の値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を反射するため上記の比の値は比較的大きな値となる。
【００６３】
したがって、上記の比の値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００Ａにおける自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００６４】
また、上記の比の値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における反射光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００６５】
培地の状態を検出する際の照明手段として、白色光源２７（図２）あるいは光源２７Ａ（図６）を使用する構成例を示したが、レーザユニット５からのレーザ光を用いることもできる。この場合には、光源２７Ａに代えて、単色のＬＥＤを透過観察用の光源として用いればよい。
【００６６】
培地の状態を検出する際には、レーザユニット５に設けた黄色（５６１ｎｍ）のレーザからレーザ光を出射し、培地を透過した光の一部をフォトダイオード６２で受光し、次に、レーザユニット５に設けた赤色（６３５ｎｍ）のレーザからレーザ光を出射し、培地を透過した光の一部をフォトダイオード６２で受光する。
【００６７】
次に、制御演算装置２００において、フォトダイオード６２で検出された反射光強度に基づき、黄色の帯域の透過光強度と赤色の帯域の透過光強度との比（黄色の帯域の透過光強度／赤色の帯域の透過光強度）を算出する。
【００６８】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光を透過するため、上記の比の値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を透過するため上記の比の値は比較的大きな値となる。
【００６９】
したがって、上記の比の値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００Ａにおける自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００７０】
また、上記の比の値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における透過光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００７１】
この場合、レーザユニット５を培地の状態を検出する際の照明手段として利用できるため、装置の構成を簡素化することができる。
【００７２】
上記各実施形態では、黄色の帯域における光強度と赤色の帯域における光強度に基づいて培地の状態を検出する構成を示したが、光の帯域はこれに限定されない。例えば、５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域の透過光または反射光の光強度と、６００ｎｍ以上の範囲に含まれる透過光または反射光の波長帯域の光強度と、に基づいて培地の状態を検出することができる。
【００７３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
６ 高感度ＣＣＤ（検出手段）
２７ 白色光源（照明手段、透過）
２７Ａ 光源（照明手段）
２００ 制御演算装置（算出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞分野の研究において、細胞を長期に培養しながら細胞における現象を観察することが行われている。ここで細胞を長期間培養するために、細胞は培地と呼ばれる細胞に生育環境を与える液体もしくはゲル内で培養される。そして、この培地は細胞の増殖に伴い劣化が起こるため、適宜培地を交換することが必要となっている。下記特許文献１には、生きた細胞を長期間培養するための培養装置とともに、細胞を培養する培地の劣化によって培地の色調が変化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３６５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
細胞を長期間培養する場合に培地の交換時期を適切に管理するためには、培地の劣化の程度を客観的に判定する必要がある。しかし、従来は培地の状態を培地の色調に基づいて客観的に検出できる装置は開発されていない。また、生細胞を蛍光観察する顕微鏡装置により培地の状態を客観的に検出することも行われていない。
【０００５】
本発明の目的は、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる培養細胞観察用顕微鏡装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の培養細胞観察用顕微鏡装置は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置において、前記培地に照明光を照射する照明手段と、前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
この培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、複数の波長帯域の光についての培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出するので、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる。
【０００７】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための透過光観察用光源であり、前記算出手段は、前記透過光に基づいて前記培地の透過光強度の比を算出してもよい。
【０００８】
前記検出手段は、前記透過光を受ける透過光観察用の撮像素子であってもよい。
【０００９】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための蛍光励起光を照射する蛍光励起光源であり、前記算出手段は、前記反射光に基づいて前記放射光強度の比を算出してもよい。
【００１０】
前記検出手段は、前記蛍光励起光により励起された蛍光を受ける蛍光観察用の撮像素子であってもよい。
【００１１】
前記複数の波長帯域の一つは５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域であり、前記複数の波長帯域の他の一つは６００ｎｍ以上の範囲に含まれる波長帯域であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、複数の波長帯域の光についての培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出するので、培地の劣化の程度を客観的に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の構成を示す上面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線方向から見た正面図。
【図３】ディスクユニットの機能を示す斜視図。
【図４】レーザユニットの構成を示す図。
【図５】試料をセットする際の状態を示す共焦点顕微鏡の上面図。
【図６】培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出する場合の構成例を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による培養細胞観察用顕微鏡装置の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は一実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の構成を示す上面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線方向から見た正面図である。図３はディスクユニットの機能を示す斜視図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、本実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置は、培養された細胞を観察するための共焦点顕微鏡１００と、共焦点顕微鏡１００を制御するとともに、共焦点顕微鏡１００により得られた観察画像の画像信号に基づく演算を実行する制御演算装置２００と、を備える。
【００１７】
図１および図２に示すように、共焦点顕微鏡１００は、装置内部を保護する保護筐体１と、保護筐体１に収容された温調チャンバー２と、レーザ光を出力するレーザユニット５と、観察画像を得るための高感度ＣＣＤ６（図１）と、を備える。
【００１８】
温調チャンバー２には、レーザユニット５からのレーザ光を受けるディスクユニット２１と、ディスクユニット２１を通った光を平行光に変換するチューブレンズ２２と、光路を折り曲げるミラー２３と、対物レンズ２４（図２）と、対物レンズ２４をＺ方向に駆動する駆動ユニット２５（図２）と、対物レンズ２４の上方にセットされるガラスボトムディッシュなどの試料３１を収容する試料カセット３２と、試料カセット３２が着脱可能とされた駆動部３３ａを具備し、駆動部３３ａを介して試料３１をＸＹ方向に駆動するＸＹ駆動機構３３と、ＸＹ駆動機構３３の上方に設けられた、透過観察のためのハロゲン光源などの白色光源２７（図２）と、白色光源２７からの光を試料３１に導くコンデンサレンズ２８（図２）と、ディスクユニット２１内に設けられたダイクロイックミラー４１（図１）と、ダイクロイックミラー４１により折り曲げられた光を受けるリレーレンズ４２（図１）と、リレーレンズ４２を通過した光を折り曲げるミラー４３（図１）と、透過特性の異なる複数のフィルターが取り付けられたフィルターホイール４４（図１）と、フィルターホイール４４を回転するためのモータ４５（図１）と、フィルターホイール４４のフィルターを通過した光を受けるリレーレンズ４６（図１）と、が収容される。
【００１９】
図１〜図３に示すように、ディスクユニット２１は、多数のマイクロレンズ２１Ｌ（図３）が螺旋状のパターンに配置された円盤状のマイクロレンズディスク２１ａと、マイクロレンズ２１Ｌと同一の螺旋状のパターンで、マイクロレンズ２１Ｌと同数のピンホール２１ｈ（図３）が形成された円盤状のピンホールディスク２１ｂと、マイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂとを連結するハブ２１ｃと、マイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを回転させるためのモータ２１ｄと、を備える。
【００２０】
マイクロレンズディスク２１ａに配置されたマイクロレンズ２１Ｌと、ピンホールディスク２１ｂに形成されたピンホール２１ｈとは一対一に対応しており、マイクロレンズ２１Ｌを通った光は対応するピンホール２１ｈ上で焦点を結ぶように構成されている。
【００２１】
マイクロレンズディスク２１ａとピンホールディスク２１ｂとの間には、ダイクロイックミラー４１が不図示の固定部材で固定されている。このダイクロイックミラー４１は、レーザユニット５からのレーザ光（後述する）は透過し、それらのレーザ光による蛍光は反射するものを用いる。例えば、４８８ｎｍ、５６１ｎｍ、６３５ｎｍ近辺の波長の光は透過し、５００ｎｍ〜５４０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６２０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの光、および後述する透過照明光に相当する波長の光は反射するようなものが選択される。
【００２２】
図４はレーザユニット５の構成を示す図である。
【００２３】
図４に示すように、レーザユニット５には、３種類の波長が異なるレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３が設けられ、これらのレーザは個々に制御演算装置２００によりオン／オフが制御される。これらのレーザはその内部で平行光になるように調整されている。これらのレーザとして、半導体レーザおよび固体レーザを使用できる。
【００２４】
図４に示すように、レーザ５１の前方にはミラー５１ａが、レーザ５２の前方にはレーザ５２から出射される波長のレーザ光を反射し、レーザ５１から出射される波長のレーザ光を透過させるダイクロイックミラー５２ａが、レーザ５３の前方にはレーザ５３から射出される波長のレーザ光を反射し、レーザ５１から出射される波長のレーザ光およびレーザ５２から出射される波長のレーザ光を透過させるダイクロイックミラー５３ａが、それぞれ配置されている。また、レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３の光軸上には、ミラー５４が設けられている。
【００２５】
レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３はそれぞれコリメートされており、ミラー５４およびダイクロイックミラー５１ａ，５２ａ,５３ａによって光軸が同軸となるように調整されている。これら３つのレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３からの光は、ミラー５４によってディスクユニット２１に導かれる。レーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３のレーザ光の波長は、例えば、それぞれ、４８８ｎｍ、５６１ｎｍ、６３５ｎｍとすることができる。
【００２６】
次に、本実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置の動作について説明する。
【００２７】
図５は、試料をセットする際の状態を示す共焦点顕微鏡の上面図である。
【００２８】
図５に示すように、試料をセットする際には、ＸＹ駆動機構３３により試料カセット３２をＹ方向の所定位置に移動させることで、温調チャンバー２および保護筐体１の開口部（不図示）から試料カセット３２を外側に出し、試料カセット３２を取り出してその内部に培地および細胞を入れたガラスボトムディッシュなどの試料３１をセットする。その後、ＸＹ駆動機構３３により試料３１を装置内に引き込む。培地の交換時にも同様の手順が適用される。
【００２９】
温調チャンバー２に収容された試料３１には、細胞の培養に最適な環境になるような水分、二酸化炭素などが供給されるとともに、温調チャンバー２内は最適な温度（例えば３０℃）が維持される。一般的に、細胞を長期間培養するために、例えば、ガラスボトムディッシュ内部には培地と呼ばれる細胞を培養する際に好適な環境を形成する液体が封入されている。この培地には一般的にフェノールレッドという色素が添加されており、培地環境のＰＨによってその色が変化するように構成されている。これによって培地はその環境が好適な場合にはＰＨがほぼ中性となり、この状態では培地の色は概ね赤色に保たれる。ところが細胞の増殖などによって培地の環境が劣化してくることにより培地のＰＨは酸性に傾き、これに伴って培地の色は黄色に変化する。ここで、赤色に見える状態では、主に、４００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長の光を培地が吸収するために、その補色となる赤色が反射および透過されて赤く観察される。また、黄色に見える状態では、主に、４００ｎｍ〜５２０ｎｍの波長の光を培地が吸収するために、その補色となる黄色が反射および透過されて黄色に観察される。
【００３０】
次に、対物レンズ２４を介して観察される光の光路について説明する。
【００３１】
レーザユニット５からの光は、ディスクユニット２１のマイクロレンズディスク２１ａ上のマイクロレンズ２１Ｌ，２１Ｌ，・・・（図３）によって集光され、ダイクロイックミラー４１を透過し、ピンホールディスク２１ｂ上の対応するピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・（図３）上で焦点を結ぶ。ここで、この焦点を正確にピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・上に位置付けるためには、上記のレーザ光の位置や傾きを正確に調整することが必要である。
【００３２】
ピンホールディスク２１ｂを通った光は、チューブレンズ２２によって、ピンホール２１ｈの位置に対応した傾きを有する平行光となる。この平行光はミラー２３によって上方に曲げられ、対物レンズ２４によってそれぞれ焦点を結ぶ。焦点位置に蛍光染色された試料がある場合、この蛍光の一部は再び対物レンズ２４に入射し、上記のレーザ光と同様の光路を戻り、ミラー２３によって折り曲げられ、さらにチューブレンズ２２によってそれぞれ対応するピンホール２１ｈ,２１ｈ,・・・上で再び焦点を結ぶ。ここでピンホール２１ｈを通過した光は、ダイクロイックミラー４１によって反射され、リレーレンズ４２を通りミラー４３で反射されてフィルターホイール４４を通過し、リレーレンズ４６に導かれる。
【００３３】
ここで、２枚のリレーレンズ４２，４６によってピンホール２１ｈ上のそれぞれの焦点は、高感度ＣＣＤ６上の対応する位置に転送される。
【００３４】
また、制御演算装置２００は、レーザユニット５のレーザ５１、レーザ５２およびレーザ５３から１つを選択した場合に、このレーザの波長に対応する蛍光のみを透過する最適なフィルターをフィルターホイール４４の中から選択する。
【００３５】
この状態において、モータ２１ｄによりディスクユニット２１のマイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを回転させた時の動作について、以下、図３を参照して説明する。
【００３６】
上記のようにマイクロレンズディスク２１ａを通った光は、ピンホールディスク２１ｂの対応するピンホール２１ｈで集光されて、そのピンホール２１ｈを通過した光はチューブレンズ２２、対物レンズ２４の作用で対物レンズ２４の焦点面２４Ａ（図３）上の対応する位置で、焦点を結ぶ。なお、図３では、チューブレンズ２２および対物レンズ２４の作用を模式的に１枚のレンズの作用として表現している。
【００３７】
この焦点面２４Ａ上の焦点からの蛍光は、同じ光路を通って再び同じピンホール２１ｈを通過してダイクロイックミラー４１で反射され、リレーレンズ４２，４６によって高感度ＣＣＤ６に結像される。なお、図３では、リレーレンズ４２，４６の作用を模式的に１枚のレンズの作用として表現している。
【００３８】
ここで、モータ２１ｄによってマイクロレンズディスク２１ａおよびピンホールディスク２１ｂを一体的に回転させることによって、対応する焦点面２４Ａ上の焦点も移動し、さらに高感度ＣＣＤ６上に結像された蛍光も移動する。
【００３９】
このように、複数のレーザ光の焦点が高速で焦点面２４Ａを走査し、焦点面２４Ａからの蛍光が高感度ＣＣＤ６上に結像される。この画像は制御演算装置２００によってモニタ（不図示）に表示させ、あるいは記憶装置（不図示）に保存させることができる。
【００４０】
ここで、焦点面２４Ａを外れた光による蛍光は、レーザ光と同じ光路を通ることがないため、対応するピンホール２１ｈにはほとんど入ることがない。したがって、高感度ＣＣＤ６で観察される像は、焦点面２４Ａのごく近傍の共焦点画像となる。
【００４１】
また、制御演算装置２００によってＺ駆動ユニット２５を駆動することによって、試料上の最適な位置に焦点を合わせ、あるいは深さの異なる断層像を撮影することが可能である。また、ＸＹ駆動機構３３によって、試料３１の所望の位置を観察することができる。
【００４２】
また、制御演算装置２００によって使用するレーザ（レーザ５１，５２，５３のいずれか）を切り替えるとともに、フィルターホイール４４の中の最適なフィルターを選択することによって、他の波長の透過画像の取得も可能である。
【００４３】
さらに、レーザ光を切った状態で、白色光源２７からの光による照明で透過光観察を行うこともできる。この際に透過光は蛍光と同じ光路を通り、ディスクユニット２１のピンホールディスク２１ｂによってその焦点面２４Ａ付近からの光が選択される。さらにこの透過光の一部はダイクロイックミラー４１で反射される。例えば、ダイクロイックミラー４１によって５００ｎｍ〜５４０ｎｍ、５７０ｎｍ〜６２０ｎｍ、６５０ｎｍ〜７００ｎｍの光は反射された後に、蛍光と同様の光路を通り、高感度ＣＣＤ６上に結像される。ここでフィルターホイール４４の中から最適なフィルターを選択することにより、各波長に対応した透過画像を得ることができる。
【００４４】
次に、培地の状態を検出する手順について説明する。
【００４５】
培地の状態を検出する際には、レーザ光を切った状態で、白色光源２７からの光による照明で透過光観察を行う状態とする。
【００４６】
次に、フィルターホイール４４により波長域５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの黄色の帯域を透過するフィルターを選択し、この波長域の画像を撮影、取得する。次に、フィルターホイール４４により波長域６５０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色の帯域を透過するフィルターを選択し、この波長域の画像を撮影、取得する。両者の画像は、波長域のみが異なる同一領域の画像である。これらの画像の画像データは制御演算装置２００に取り込まれる。
【００４７】
次に、制御演算装置２００において、黄色の波長域で得られた画像の各画素の光強度の平均Ａｖｙ、および赤色の波長域で得られた画像の各画素の光強度の平均Ａｖｒを算出する。
【００４８】
次に、制御演算装置２００において、平均Ａｖｙおよび平均Ａｖｒの比Ａｖｙ／Ａｖｒを算出する。
【００４９】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光を透過するため、Ａｖｙ／Ａｖｒの値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を透過するためＡｖｙ／Ａｖｒの値は比較的大きな値となる。
【００５０】
したがって、Ａｖｙ／Ａｖｒの値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００における自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００５１】
また、Ａｖｙ／Ａｖｒの値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における透過光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００５２】
上記実施形態では、フィルターホイール４４を高感度ＣＣＤの近傍に配置しているが、フィルターの位置は任意である。また、照明光の波長帯域を変えて透過画像を取得してもよく、この場合、例えば、白色光源２７の下方にフィルターホイールを配置することで、黄色の波長帯域の照明光および赤色の波長帯域の照明光を得ることができる。
【００５３】
また、白色光源に代えて黄色の波長帯域の照明光および赤色の波長帯域の照明光が得られる光源を用いてもよい。例えば、複数色のＬＥＤを用いてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、黄色および赤色の波長帯域における透過光の平均強度を算出する際に全画素の光強度の平均を求めているが、各画素の光強度のヒストグラムにおいて一定の頻度以上の分布の平均値を算出し、この平均値に基づいて培地の状態を検出してもよい。この場合には、培地の状態を検出するのに必要な光量を抑制できるため、細胞への影響を軽減できる。
【００５５】
また、上記実施形態では、培地を透過する光の色調に基づいて培地の状態を検出しているが、対物レンズの側から培地に照明光を照射し、培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出してもよい。
【００５６】
以上のように、上記実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、細胞を培養しながら培地の色調の変化を検知できるため、培地の劣化状況を容易に把握することができる。
【００５７】
また、上記実施形態の培養細胞観察用顕微鏡装置によれば、照明手段として透過観察用の白色光源を利用して培地の色調を取得しているため、装置の構成を簡素化することができる。また、培地の色調を取得するための検出手段として透過光観察および蛍光観察のための共焦点光学系を利用しているので、装置の構成を簡素化することができる。さらに、培地の色調を取得するための検出手段として透過光観察および蛍光観察のためのＣＣＤを利用しているので、装置の構成を簡素化することができる。
【００５８】
図６は培地からの反射光に基づいて培地の状態を検出する場合の構成例を示す上面図である。図６において、図１と同一要素には同一符号を付している。
【００５９】
図６に示すように、共焦点顕微鏡１００Ａには、波長５８０ｎｍの緑色ＬＥＤおよび波長６３０ｎｍの赤色ＬＥＤを具備する光源２７Ａと、コンデンサレンズ２８の下方に設けられたビームスプリッタ６１と、ビームスプリッタ６１からの反射光を受けるフォトダイオード６２と、が設けられている。
【００６０】
培地の状態を検出する際には、緑色ＬＥＤをオンして光源２７Ａから培地に緑色の照明光を当て、赤色ＬＥＤのみをオンして光源２７Ａから培地に赤色の照明光を当てる。培地からの反射光の一部はピームスプリッタ６１で反射して、フォトダイオード６２で受光される。
【００６１】
フォトダイオード６２で検出された反射光強度は制御演算装置２００に入力され、制御演算装置２００において黄色の帯域の反射光強度と赤色の帯域の反射光強度との比（黄色の帯域の反射光強度／赤色の帯域の反射光強度）が算出される。
【００６２】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光の反射が大きくなるため、上記の比の値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を反射するため上記の比の値は比較的大きな値となる。
【００６３】
したがって、上記の比の値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００Ａにおける自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００６４】
また、上記の比の値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における反射光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００６５】
培地の状態を検出する際の照明手段として、白色光源２７（図２）あるいは光源２７Ａ（図６）を使用する構成例を示したが、レーザユニット５からのレーザ光を用いることもできる。この場合には、光源２７Ａに代えて、単色のＬＥＤを透過観察用の光源として用いればよい。
【００６６】
培地の状態を検出する際には、レーザユニット５に設けた黄色（５６１ｎｍ）のレーザからレーザ光を出射し、培地を透過した光の一部をフォトダイオード６２で受光し、次に、レーザユニット５に設けた赤色（６３５ｎｍ）のレーザからレーザ光を出射し、培地を透過した光の一部をフォトダイオード６２で受光する。
【００６７】
次に、制御演算装置２００において、フォトダイオード６２で検出された反射光強度に基づき、黄色の帯域の透過光強度と赤色の帯域の透過光強度との比（黄色の帯域の透過光強度／赤色の帯域の透過光強度）を算出する。
【００６８】
培地の状態が良好な場合には、培地は赤色を示し、黄色の波長帯域の光を吸収し、赤色の帯域の光を透過するため、上記の比の値は比較的小さい値を示す。しかし培地の状態が劣化してきた場合には、培地は黄色を示し、主として黄色の帯域の光を透過するため上記の比の値は比較的大きな値となる。
【００６９】
したがって、上記の比の値が一定値以上になった場合には、培地交換を促す表示し、あるいは、共焦点顕微鏡１００Ａにおける自動的な培地交換の動作を開始させることができる。
【００７０】
また、上記の比の値を指標値とする代わりに、培地の状態で最も差が出る黄色の帯域における透過光強度を指標値とし、この指標値を計測することによって培地の劣化を検出することができる。
【００７１】
この場合、レーザユニット５を培地の状態を検出する際の照明手段として利用できるため、装置の構成を簡素化することができる。
【００７２】
上記各実施形態では、黄色の帯域における光強度と赤色の帯域における光強度に基づいて培地の状態を検出する構成を示したが、光の帯域はこれに限定されない。例えば、５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域の透過光または反射光の光強度と、６００ｎｍ以上の範囲に含まれる透過光または反射光の波長帯域の光強度と、に基づいて培地の状態を検出することができる。
【００７３】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置に対し、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
６ 高感度ＣＣＤ（検出手段）
２７ 白色光源（照明手段、透過）
２７Ａ 光源（照明手段）
２００ 制御演算装置（算出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置において、
前記培地に照明光を照射する照明手段と、
前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項２】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための透過光観察用光源であり、
前記算出手段は、前記透過光に基づいて前記培地の透過光強度の比を算出することを特徴とする請求項１に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記透過光を受ける透過光観察用の撮像素子であることを特徴とする請求項２に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項４】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための蛍光励起光を照射する蛍光励起光源であり、
前記算出手段は、前記反射光に基づいて前記放射光強度の比を算出することを特徴とする請求項１に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記蛍光励起光により励起された蛍光を受ける蛍光観察用の撮像素子であることを特徴とする請求項４に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項６】
前記複数の波長帯域の一つは５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域であり、前記複数の波長帯域の他の一つは６００ｎｍ以上の範囲に含まれる波長帯域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項１】
培地で培養されている細胞を観察する培養細胞観察用顕微鏡装置において、
前記培地に照明光を照射する照明手段と、
前記照明手段からの前記照明光に基づく前記培地の透過光または前記照明光に基づく前記培地からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記透過光または前記反射光に基づいて、複数の波長帯域の光についての前記培地の透過光強度または前記培地からの反射光強度の比を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項２】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための透過光観察用光源であり、
前記算出手段は、前記透過光に基づいて前記培地の透過光強度の比を算出することを特徴とする請求項１に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記透過光を受ける透過光観察用の撮像素子であることを特徴とする請求項２に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項４】
前記照明手段は、前記細胞を観察するための蛍光励起光を照射する蛍光励起光源であり、
前記算出手段は、前記反射光に基づいて前記放射光強度の比を算出することを特徴とする請求項１に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記蛍光励起光により励起された蛍光を受ける蛍光観察用の撮像素子であることを特徴とする請求項４に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【請求項６】
前記複数の波長帯域の一つは５５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に含まれる波長帯域であり、前記複数の波長帯域の他の一つは６００ｎｍ以上の範囲に含まれる波長帯域であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の培養細胞観察用顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１５６０９（Ｐ２０１２−２１５６０９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９０９０（Ｐ２０１１−７９０９０）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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