培養観察装置および運搬装置
【課題】培養観察空間に搬入した容器内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なう。
【解決手段】培養観察装置１は、所定の温度および湿度に保たれ、培養容器１４内の細胞の培養および観察を行なうためのチャンバー１１を備える。キャリアケース１２は、培養容器１４を保持するホルダー１３の運搬に用いられ、培養容器１４をチャンバー１１内に搬入する場合にキャリア保持台３７上に配置される。制御部１６は、モータ３５，５４，５６を制御し、搬送アーム５５によるキャリアケース１２からチャンバー１１へのホルダー１３の搬入を制御する。また、制御部１６は、キャリアケース１２からチャンバー１１に搬入する培養容器１４の温度が搬入前に目標温度になるように、キャリアケース１２内のホルダー１３を支持する支持部材に埋め込まれているヒータを制御する。本発明は、例えば、細胞の培養観察装置に適用できる。
【解決手段】培養観察装置１は、所定の温度および湿度に保たれ、培養容器１４内の細胞の培養および観察を行なうためのチャンバー１１を備える。キャリアケース１２は、培養容器１４を保持するホルダー１３の運搬に用いられ、培養容器１４をチャンバー１１内に搬入する場合にキャリア保持台３７上に配置される。制御部１６は、モータ３５，５４，５６を制御し、搬送アーム５５によるキャリアケース１２からチャンバー１１へのホルダー１３の搬入を制御する。また、制御部１６は、キャリアケース１２からチャンバー１１に搬入する培養容器１４の温度が搬入前に目標温度になるように、キャリアケース１２内のホルダー１３を支持する支持部材に埋め込まれているヒータを制御する。本発明は、例えば、細胞の培養観察装置に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養観察装置および運搬装置に関し、特に、細胞の培養および観察を行なうための培養観察装置および運搬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞の培養に適した環境に保たれ、細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、細胞の培養に適した環境は、例えば、温度が約37℃、湿度が約90％RH、二酸化炭素の濃度が約5％の環境である。培養観察空間内がこの環境に保たれている場合、細胞の入った容器を培養観察空間に搬入したとき、容器の温度が約35℃以下であれば結露が発生する。そのため、例えば、細胞が入った容器を培養観察空間から取り出し、培地交換や継代などの作業を行なった後、容器を培養観察空間に搬入する場合、作業中に容器の温度が室温に近い温度になり、容器を培養観察空間に搬入ときに結露が発生してしまう可能性が高い。そして、結露が解消されるまで容器内の細胞の観察および撮影が困難になり、所望のタイミングで細胞の観察および撮影を行えなくなる。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、培養観察空間に搬入した容器内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面の培養観察装置は、所定の温度および湿度に保たれ、容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置において、前記培養観察装置と外部空間との間で前記容器の運搬に用いられ、収納している前記容器を前記培養観察空間に搬入する場合に前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬ケースと、前記所定の位置に設置された前記運搬ケースから前記培養観察空間への前記容器の搬入を行なう搬送手段と、前記搬送手段を制御する搬送制御手段と、前記運搬ケース内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、前記運搬ケース内の前記容器を加熱する加熱手段と、前記運搬ケースから前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える。
【０００７】
本発明の第１の側面の培養観察装置においては、運搬ケースから培養観察空間に搬入する容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように制御される。
【０００８】
本発明の第２の側面の運搬装置は、細胞の入った容器の運搬に用いられる運搬装置であって、収納している前記容器を、所定の温度および湿度に保たれ、前記容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置の前記培養観察空間に搬入する場合に、前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬装置において、前記運搬装置内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、前記運搬装置内の前記容器を加熱する加熱手段と、前記運搬装置から前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える。
【０００９】
本発明の第２の側面の運搬装置においては、運搬手段から培養観察空間に搬入する容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように制御される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１または第２の側面によれば、細胞の入った容器の結露の発生を抑制することができる。特に、本発明の第１または第２の側面によれば、培養観察空間に搬入した容器内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した培養観察装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】キャリアケースの外観の構成の例を示す図である。
【図３】キャリアケースの内部を示す図である。
【図４】キャリアケースの支持部材の一例を示す平面図である。
【図５】培養容器搬入制御部の機能の構成の例を示す図である。
【図６】培養観察装置により実行される培養容器搬入処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】支持部材の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用した培養観察装置の一実施の形態を示す外観図である。
【００１４】
培養観察装置１は、細胞の培養に適した温度および湿度に保たれ、細胞の培養および観察を行なうための空間を備えるチャンバー１１を有している。
【００１５】
チャンバー１１内には、スタッカー３１、搬送装置３２および観察装置３３が配置されている。
【００１６】
スタッカー３１は、基台３４上に配置され、棚３１ａ−１乃至３１ａ−９により上下方向に仕切られている。棚３１ａ−１乃至３１ａ−９の上面には、培養容器用ホルダー（以下、単にホルダーと称する）１３が設置されている。各ホルダー１３には、細胞を培養するための培養容器１４が保持されている。このように、スタッカー３１は、培養容器１４を保管し、細胞を培養するための空間を提供する。
【００１７】
なお、図１には、複数のホルダーが図示されているが、個々に区別する必要がなく、説明を簡単にするために、全て同じ符合を付してある。また、培養容器１４は、棚３１ａ−１上のホルダー１３内にのみ図示しているが、他のホルダー１３も同様に培養容器１４を保持している。さらに、以下、棚３１ａ−１乃至３１ａ−９を個々に区別する必要がない場合、単に、棚３１ａと称する。
【００１８】
搬送装置３２は、基台３４上に配置されるフレーム５１を有している。フレーム５１の中心には、上下方向に螺子軸５２が配置されている。螺子軸５２には移動部材５３が螺合されており、モータ５４により螺子軸５２を回転させることにより、移動部材５３が上下方向に移動する。移動部材５３の下側には、移動部材５３とともに上下に移動する搬送アーム５５が配置されている。この搬送アーム５５はモータ５６により作動される駆動機構（不図示）により水平方向に移動可能とされている。各ホルダー１３は、この搬送アーム５５により、培養観察装置１の各所に搬送される。
【００１９】
観察装置３３は、観察部６１と観察ステージ６２とを有している。観察部６１には、顕微鏡７１が配置されている。この顕微鏡７１は、倒立型の顕微鏡とされている。観察部６１上には、搬送アーム５５により搬送されたホルダー１３を載置する観察ステージ６２が配置されている。観察ステージ６２は、ベース部材８１と試料台８２を有している。この試料台８２に培養容器１４をホルダー１３とともに載置することにより培養容器１４内の細胞が観察される。このように、観察装置３３は、培養容器１４内の細胞を観察するための空間を提供する。
【００２０】
チャンバー１１の側面の顕微鏡７１の上方となる位置には、搬出入口１１ａが形成されている。この搬出入口１１ａの奥側には、モータ３５により開閉されるドア３６が配置されている。搬出入口１１ａの内側には、キャリアケース１２を載置するためのキャリア保持台３７が配置されている。キャリアケース１２は、チャンバー１１に搬入するホルダー１３およびチャンバー１１から搬出されたホルダー１３を収納し、クリーンベンチ等との間においてホルダー１３を運搬するために使用される。そして、キャリアケース１２は、収納しているホルダー１３をチャンバー１１に搬入したり、チャンバー１１から排出されるホルダー１３を格納したりする場合に、キャリア保持台３７上の所定の位置に設置される。また、キャリアケース１２とキャリア保持台３７とは、電気信号の送受信のための電気接点（コネクタ）１７により電気的に接続される。
【００２１】
チャンバー１１の側面の外側には、各種情報を入力する情報入力部１５が設けられている。この情報入力部１５は、液晶表示部９１およびタッチセンサ(不図示)を有している。
【００２２】
情報入力部１５の下側には、制御部１６が設けられている。制御部１６は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたり、モータ３５を駆動してドア３６を開閉させたりして、ホルダー１３の搬送を制御する。
【００２３】
例えば、情報入力部１５に、観察装置３３により観察すべきホルダー１３の管理番号が入力されると、制御部１６は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させて、管理番号に対応するホルダー１３を、スタッカー３１の棚３１ａから観察装置３３の試料台８２上に搬送する。また、例えば、キャリア保持台３７上にキャリアケース１２が載置され、情報入力部１５に、キャリアケース１２内のホルダー１３の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）が入力されると、制御部１６は、モータ３５を駆動してドアを開閉させたり、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたりして、キャリアケース１２内のホルダー１３を、スタッカー３１の棚３１ａに搬入したり、観察装置３３の試料台８２上に搬入したりする。
【００２４】
また、制御部１６は、後述するように、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の温度を制御する。
【００２５】
図２は、キャリアケース１２の外観の構成の例を示している。図２Ａはキャリアケース１２の側面図、図２Ｂは正面図、図２Ｃは上面図である。なお、以下、キャリアケース１２の正面に向かって左側の面の左側面と称し、右側の面を右側面と称する。
【００２６】
キャリアケース１２の直方体状の本体部１０１の上面１０１ａには、キャリアケース１２を持ち運ぶための取っ手１０２が設けられている。また、本体部１０１の両側面には、軽量化を図るための肉抜き穴１０１ｂ−１乃至１０１ｂ−６が形成されている（ただし、肉抜き穴１０１ｂ−４乃至１０１ｂ−６は図示されていない）。さらに、本体部１０１の正面には、同じく軽量化を図るための肉抜き穴１０１ｃ−１乃至１０１ｃ−３が形成されている。また、本体部１０１の背面（図２Ａの左側）には、開口部１０１ｄが形成されている。キャリアケース１２へのホルダー１３の出し入れは、開口部１０１ｄから矢印Ｓで示される方向に行なわれる。また、キャリアケース１２は、開口部１０１ｄが、チャンバー１１のドア３６に対面するようにキャリア保持台３７上に載置される。
【００２７】
図３は、キャリアケース１２の左側面を取り外したときのキャリアケース１２の内部を示した図である。キャリアケース１２の本体部１０１の内部には、ホルダー１３を置くための支持部材１１１−１乃至１１１−３が、上下方向に所定の間隔を置いて水平に配置されている。なお、以下、支持部材１１１−１乃至１１１−３を個々に区別する必要がない場合、単に支持部材１１１と称する。
【００２８】
図４は、支持部材１１１を上から見た平面図である。支持部材１１１には、ヒータ１２１が埋め込まれている。ヒータ１２１は、キャリアケース１２がキャリア保持台３７に載置された状態で、キャリア保持台３７から電力が供給され、発熱する。そして、ヒータ１２１は、キャリア保持台３７を介して制御部１６により、オン／オフおよび発熱量が制御され、支持部材１１１に載置されているホルダー１３内の培養容器１４を加熱する。従って、支持部材１１１により仕切られるキャリアケース１２内の複数の空間に配置されているホルダー１３内の培養容器１４を、空間ごとに個別に加熱することができる。
【００２９】
また、支持部材１１１の上面の四隅付近には、支持部材１１１に載置されているホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測するための温度センサ１２２−１乃至１２２−４が設けられている。温度センサ１２２−１乃至１２２−４は、計測した温度を示す信号を、キャリケース１２とキャリア保持台３７との電気接点１７を介して制御部１６に供給する。
【００３０】
なお、以下、温度センサ１２２−１乃至１２２−４を個々に区別する必要がない場合、単に温度センサ１２２と称する。
【００３１】
図５は、制御部１６により実現される機能の一部である培養容器搬入制御部２０１の機能の構成の例を示すブロック図である。培養容器搬入制御部２０１は、キャリアケース１２内のホルダー１３およびホルダー１３に保持されている培養容器１４のチャンバー１１への搬入を制御する機能を提供する。
【００３２】
情報取得部２１１は、情報入力部１５に入力された各種の情報を取得し、必要に応じて、目標温度設定部２１２および加熱制御部２１３に供給する。
【００３３】
目標温度設定部２１２は、キャリアケース１２内のホルダー１３の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４を加熱する際の目標温度を設定する。目標温度設定部２１２は、設定した目標温度を加熱制御部２１３に通知する。また、目標温度設定部２１２は、必要に応じて、キャリアケース１２内のホルダー１３のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。
【００３４】
加熱制御部２１３は、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の支持部材１１１のヒータ１２１を制御し、キャリアケース１２内のホルダー１３に保持されている培養容器１４を加熱する。また、加熱制御部２１３は、必要に応じて、キャリアケース１２内のホルダー１３のスタッカー３１または観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。
【００３５】
搬送制御部２１４は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたり、モータ３５を駆動してドア３６を開閉させたりして、搬送アーム５５によるホルダー１３の搬送を制御する。
【００３６】
温度計測部２１５は、目標温度設定部２１２または加熱制御部２１３からの指令に従って、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の支持部材１１１に設けられている温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、キャリアケース１２内のホルダー１３に保持されている培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を目標温度設定部２１２または加熱制御部２１３に通知する。
【００３７】
次に、図６のフローチャートを参照して、培養観察装置１により実行される培養容器搬入処理について説明する。なお、この処理は、例えば、ユーザが、チャンバー１１に搬入する培養容器１４を保持するホルダー１３をキャリアケース１２に挿入し、そのキャリアケース１２をキャリア保持台３７上の所定の位置に設置し、情報入力部１５を操作して、ホルダー１３（培養容器１４）の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）を入力したとき開始される。情報入力部１５に入力された搬入先の情報は、情報取得部２１１を介して目標温度設定部２１２および加熱制御部２１３に供給される。
【００３８】
ステップＳ１において、目標温度設定部２１２は、情報入力部１５から取得したホルダー１３の搬入先の情報に基づいて、搬入先が観察装置３３であるか否かを判定する。搬入先が観察装置３３であると判定された場合、処理はステップＳ２に進む。
【００３９】
ステップＳ２において、目標温度設定部２１２は、目標温度を所定の温度に設定する。すなわち、目標温度設定部２１２は、培養容器１４をチャンバー１１内に搬入したときに結露が発生しない温度（例えば、チャンバー１１内と同じ温度）に目標温度を設定する。目標温度設定部２１２は、設定した目標温度を加熱制御部２１３に通知する。
【００４０】
ステップＳ３において、温度計測部２１５は、培養容器１４の温度を計測する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の温度の計測を温度計測部２１５に指令する。温度計測部２１５は、キャリア保持台３７を介して観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１の温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を加熱制御部２１３に通知する。
【００４１】
ステップＳ４において、加熱制御部２１３は、搬送時間固定モードに設定されているか否かを判定する。ここで、キャリアケース１２から観察装置３３にホルダー１３を搬入する際の搬入モードとして、搬送時間固定モードと搬送時間可変モードの２種類が設けられている。
【００４２】
搬送時間固定モードに設定されている場合、ホルダー１３の搬入の指令に同期して、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。換言すれば、ホルダー１３の搬入の指令が入力された直後に、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。また、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでに、培養容器１４が目標温度になるようにヒータ１２１の発熱量が制御される。すなわち、搬送時間固定モードでは、ホルダー１３の搬送時間に合わせて、培養容器１４が加熱される。
【００４３】
一方、搬送時間可変モードに設定されている場合、ヒータ１２１の発熱量が所定の値になるように制御され、ホルダー１３内の培養容器１４が目標温度になるまで、ホルダー１３の搬入が待機される。そして、培養容器１４が目標温度になってから、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。すなわち、搬送時間可変モードでは、培養容器１４が目標温度になる時間に合わせて、ホルダー１３の搬入が行なわれる。
【００４４】
なお、この搬入モードに関する設定は、例えば、ユーザが予め情報入力部１５を操作して行ない、その設定情報が、情報取得部２１１を介して加熱制御部２１３に供給されている。そして、加熱制御部２１３が、その設定情報に基づいて、搬送時間固定モードに設定されていると判定した場合、処理はステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５において、加熱制御部２１３は、培養容器１４の搬入が開始されるまでに培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な熱量を計算する。すなわち、加熱制御部２１３は、キャリアケース１２内のホルダー１３の位置まで搬送アーム５５が移動し、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでの所要時間t1の間に、培養容器１４を現在の温度から目標温度まで加熱するのに必要な、ヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q1を計算する。
【００４６】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量、所要時間t1など、発熱量Q1の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００４７】
ステップＳ６において、培養観察装置１は、計算した熱量での培養容器１４の加熱を開始する。すなわち、加熱制御部２１３は、観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれている支持部材１１１のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量が、計算した発熱量Q1になるように、キャリア保持台３７を介してヒータ１２１を制御する。
【００４８】
ステップＳ７において、培養観察装置１は、培養容器１４を観察装置３３に搬入する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始するのとほぼ同時に、ホルダー１３の観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、観察装置３３に搬入するホルダー１３の位置まで搬送アーム５５を移動させ、搬送アーム５５を用いてホルダー１３を観察装置３３に搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４が観察装置３３に搬入される。このとき、計算した単位時間あたりの発熱量Q1で培養容器１４が加熱されているので、搬送アーム５５が到着し、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでに、培養容器１４の温度が、ほぼ目標温度に達する。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ４において、搬送時間可変モードに設定されていると判定された場合、処理はステップＳ８に進む。
【００５０】
ステップＳ８において、加熱制御部２１３は、所定の熱量で培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t2を計算する。すなわち、加熱制御部２１３は、予め設定されているヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q2により、培養容器１４を現在の温度から目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t2を求める。
【００５１】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量など、所要時間t2の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００５２】
ステップＳ９において、培養観察装置１は、所要時間t2の間、所定の熱量で培養容器１４を加熱する。すなわち、加熱制御部２１３は、所要時間t2の間、観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれている支持部材１１１のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量が、所定の発熱量Q2になるように、キャリア保持台３７を介してヒータ１２１を制御する。
【００５３】
ステップＳ１０において、培養観察装置１は、培養容器１４を観察装置３３に搬入する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始してから所要時間t2が経過した後、ホルダー１３の観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、ステップＳ７の処理と同様に、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、搬送アーム５５を用いてホルダー１３を観察装置３３に搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４が観察装置３３に搬入される。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ１において、搬入先がスタッカー３１であると判定された場合、処理はステップＳ１１に進む。
【００５５】
ステップＳ１１において、情報取得部２１１は、観察スケジュールを取得する。具体的には、例えば、ユーザは、培養容器１４の搬入先としてスタッカー３１を指定したとき、引き続き、情報入力部１５を操作して、搬入する培養容器１４内の細胞の観察時刻や観察方法などを示す観察スケジュールを入力する。情報取得部２１１は、入力された観察スケジュールを情報入力部１５から取得し、目標温度設定部２１２に供給する。
【００５６】
ステップＳ１２において、温度計測部２１５は、培養容器１４の温度を計測する。具体的には、目標温度設定部２１２は、培養容器１４の温度の計測を温度計測部２１５に指令する。温度計測部２１５は、キャリア保持台３７を介して観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１の温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を目標温度設定部２１２に通知する。
【００５７】
ステップＳ１３において、目標温度設定部２１２は、培養容器１４を加熱せずに搬入した場合に、培養容器１４の結露の解消に必要な所要時間t3を計算する。具体的には、目標温度設定部２１２は、現在の温度からチャンバー１１内で結露が発生しなくなる温度まで培養容器１４を加熱するのに必要な熱量を計算する。そして、目標温度設定部２１２は、求めた熱量を、単位時間あたりにチャンバー１１内で培養容器１４に与えられる熱量で割ることにより、所要時間t3を求める。
【００５８】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量、チャンバー１１内で培養容器１４に結露が発生しなくなる温度、単位時間あたりにチャンバー１１内で培養容器１４に与えられる熱量など、所要時間t3の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００５９】
ステップＳ１４において、目標温度設定部２１２は、観察スケジュールに基づいて、最も早い観察時刻までの時間t4＜所要時間t3であるか否かを判定する。すなわち、目標温度設定部２１２は、ユーザにより設定された観察スケジュールに基づいて、現在の時刻からスタッカー３１に搬入するホルダー１３内の培養容器１４内の細胞が最初に観察される時刻までの時間、すなわち、最も早い観察時刻までの時間t4を求め、ステップＳ１３において計算した所要時間t3と比較する。そして、最も早い観察時刻までの時間t4＜所要時間t3であると判定された場合、すなわち、培養容器１４を加熱せずに搬入した場合に、最も早い観察時刻までに培養容器１４の結露を解消できない場合、処理はステップＳ１５に進む。
【００６０】
ステップＳ１５において、目標温度設定部２１２は、最も早い観察時刻までに培養容器１４の結露を解消することができる温度に目標温度を設定する。具体的には、所定のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q2により、培養容器１４を現在の温度から温度T1まで加熱するのに必要な所要時間をt5とし、チャンバー１１内で培養容器１４を温度T1から結露が発生しなくなる温度まで加熱するのに必要な所要時間をt6とした場合、目標温度設定部２１２は、所要時間t5＋所要時間t6≦最も早い観察時刻までの時間t4を満たす温度T1の最小値を計算し、目標温度に設定する。
【００６１】
ステップＳ１６において、ステップＳ８の処理と同様に、所定の熱量で培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t5が計算される。
【００６２】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量など、所要時間t5，t6の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００６３】
ステップＳ１７において、ステップＳ９の処理と同様に、所要時間t5の間、所定の熱量で培養容器１４が加熱される。その後、処理はステップＳ１８に進む。
【００６４】
一方、ステップＳ１４において、最も早い観察時刻までの時間t4≧所要時間t3であると判定された場合、ステップＳ１５乃至Ｓ１７の処理はスキップされ、処理はステップＳ１８に進む。
【００６５】
ステップＳ１８において、培養観察装置１は、培養容器１４をスタッカー３１に搬入する。具体的には、培養容器１４の加熱が行なわれた場合、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始してから所要時間t5が経過した後、培養容器１４のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。一方、培養容器１４の加熱が行なわれなかった場合、目標温度設定部２１２は、すぐに培養容器１４のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、搬送アーム５５を用いてホルダー１３をスタッカー３１の棚３１ａに搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４がスタッカー３１に搬入される。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００６６】
以上のようにして、チャンバー１１内で培養容器１４に結露が発生し、培養容器１４内の細胞の観察および撮影が阻害されることが防止され、培養容器１４内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができる。また、チャンバー１１に搬入される前にキャリアケース１２内で培養容器１４が加熱されるため、チャンバー１１内の環境に影響を及ぼさずに、培養容器１４を目標温度まで加熱することができる。さらに、チャンバー１１に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１のヒータ１２１のみ発熱するように制御されるため、エネルギーの浪費を防止できる。
【００６７】
なお、キャリアケース１２内の培養容器１４を加熱する方法は、上述した方法に限定されるものではなく、任意の方法を採用することができる。
【００６８】
例えば、図４の支持部材１１１の代わりに、図７の支持部材３０１をキャリアケース１２に設けるようにしてもよい。支持部材３０１は、導入口３０１ａから熱風を導入し、支持部材３０１の上面に設けられている多数の通風口から熱風を排出し、支持部材１１１に置かれたホルダー１３内の培養容器１４を加熱する。また、支持部材３０１の四隅付近には、支持部材１１１と同様に、支持部材３０１に置かれたホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測するための温度センサ３１１−１乃至３１１−４が設けられている。
【００６９】
また、例えば、支持部材１１１または支持部材３０１のように、支持部材に設けられた加熱手段により培養容器１４を加熱するのではなく、上方から局所的に熱風を当てるなどの方法により、培養容器１４を加熱するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、培養容器１４の温度を計測するための温度センサの数および設置位置は、上述した例に限定されるものではなく、任意の数および設置位置に設定することが可能である。
【００７１】
また、キャリアケース１２内の温度を制御する機能（例えば、図５の情報取得部２１１、目標温度設定部２１２、加熱制御部２１３、および、温度計測部２１５）を、キャリアケース１２に設けるようにしてもよい。
【００７２】
さらに、以上の説明では、所定の熱量で培養容器１４を加熱する場合、目標温度まで加熱するのに必要な所要時間を計算して、所要時間の間加熱する例を示したが、培養容器１４の温度を観測しながら、実際に目標温度に達するまで加熱するようにしてもよい。
【００７３】
なお、上述した制御部１６の一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。
【００７４】
また、制御部１６の処理がソフトウエアにより実行される場合、制御部１６が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００７５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 培養観察装置， １１ チャンバー， １２ キャリアケース， １３ 培養容器ホルダー， １４ 培養容器， １５ 情報入力部， １６ 制御部， １７ 電気接点， ３１ スタッカー， ３２ 搬送装置， ３３ 観察装置， ３５ モータ， ３７ キャリア保持台， ５２ 螺子軸， ５３ 移動部材， ５４ モータ， ５５ 搬送アーム， ５６ モータ， ６１ 観察部， ６２ 観察ステージ， ７１ 顕微鏡， ８１ ベース部材， ８２ 試料台， １１１−１乃至１１１−３ 支持部材， １２１ ヒータ， １２２−１乃至１２２−４ 温度センサ， ２０１ 培養容器搬入制御部， ２１１ 情報取得部， ２１２ 目標温度設定部， ２１３ 加熱制御部， ２１４ 搬送制御部， ２１５ 温度計測部， ３０１ 支持部材， ３０１ａ 導入口， ３１１−１乃至３１１−３ 温度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養観察装置および運搬装置に関し、特に、細胞の培養および観察を行なうための培養観察装置および運搬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞の培養に適した環境に保たれ、細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、細胞の培養に適した環境は、例えば、温度が約37℃、湿度が約90％RH、二酸化炭素の濃度が約5％の環境である。培養観察空間内がこの環境に保たれている場合、細胞の入った容器を培養観察空間に搬入したとき、容器の温度が約35℃以下であれば結露が発生する。そのため、例えば、細胞が入った容器を培養観察空間から取り出し、培地交換や継代などの作業を行なった後、容器を培養観察空間に搬入する場合、作業中に容器の温度が室温に近い温度になり、容器を培養観察空間に搬入ときに結露が発生してしまう可能性が高い。そして、結露が解消されるまで容器内の細胞の観察および撮影が困難になり、所望のタイミングで細胞の観察および撮影を行えなくなる。
【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、培養観察空間に搬入した容器内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面の培養観察装置は、所定の温度および湿度に保たれ、容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置において、前記培養観察装置と外部空間との間で前記容器の運搬に用いられ、収納している前記容器を前記培養観察空間に搬入する場合に前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬ケースと、前記所定の位置に設置された前記運搬ケースから前記培養観察空間への前記容器の搬入を行なう搬送手段と、前記搬送手段を制御する搬送制御手段と、前記運搬ケース内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、前記運搬ケース内の前記容器を加熱する加熱手段と、前記運搬ケースから前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える。
【０００７】
本発明の第１の側面の培養観察装置においては、運搬ケースから培養観察空間に搬入する容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように制御される。
【０００８】
本発明の第２の側面の運搬装置は、細胞の入った容器の運搬に用いられる運搬装置であって、収納している前記容器を、所定の温度および湿度に保たれ、前記容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置の前記培養観察空間に搬入する場合に、前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬装置において、前記運搬装置内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、前記運搬装置内の前記容器を加熱する加熱手段と、前記運搬装置から前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段とを備える。
【０００９】
本発明の第２の側面の運搬装置においては、運搬手段から培養観察空間に搬入する容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように制御される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１または第２の側面によれば、細胞の入った容器の結露の発生を抑制することができる。特に、本発明の第１または第２の側面によれば、培養観察空間に搬入した容器内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した培養観察装置の一実施の形態を示す図である。
【図２】キャリアケースの外観の構成の例を示す図である。
【図３】キャリアケースの内部を示す図である。
【図４】キャリアケースの支持部材の一例を示す平面図である。
【図５】培養容器搬入制御部の機能の構成の例を示す図である。
【図６】培養観察装置により実行される培養容器搬入処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】支持部材の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を適用した実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明を適用した培養観察装置の一実施の形態を示す外観図である。
【００１４】
培養観察装置１は、細胞の培養に適した温度および湿度に保たれ、細胞の培養および観察を行なうための空間を備えるチャンバー１１を有している。
【００１５】
チャンバー１１内には、スタッカー３１、搬送装置３２および観察装置３３が配置されている。
【００１６】
スタッカー３１は、基台３４上に配置され、棚３１ａ−１乃至３１ａ−９により上下方向に仕切られている。棚３１ａ−１乃至３１ａ−９の上面には、培養容器用ホルダー（以下、単にホルダーと称する）１３が設置されている。各ホルダー１３には、細胞を培養するための培養容器１４が保持されている。このように、スタッカー３１は、培養容器１４を保管し、細胞を培養するための空間を提供する。
【００１７】
なお、図１には、複数のホルダーが図示されているが、個々に区別する必要がなく、説明を簡単にするために、全て同じ符合を付してある。また、培養容器１４は、棚３１ａ−１上のホルダー１３内にのみ図示しているが、他のホルダー１３も同様に培養容器１４を保持している。さらに、以下、棚３１ａ−１乃至３１ａ−９を個々に区別する必要がない場合、単に、棚３１ａと称する。
【００１８】
搬送装置３２は、基台３４上に配置されるフレーム５１を有している。フレーム５１の中心には、上下方向に螺子軸５２が配置されている。螺子軸５２には移動部材５３が螺合されており、モータ５４により螺子軸５２を回転させることにより、移動部材５３が上下方向に移動する。移動部材５３の下側には、移動部材５３とともに上下に移動する搬送アーム５５が配置されている。この搬送アーム５５はモータ５６により作動される駆動機構（不図示）により水平方向に移動可能とされている。各ホルダー１３は、この搬送アーム５５により、培養観察装置１の各所に搬送される。
【００１９】
観察装置３３は、観察部６１と観察ステージ６２とを有している。観察部６１には、顕微鏡７１が配置されている。この顕微鏡７１は、倒立型の顕微鏡とされている。観察部６１上には、搬送アーム５５により搬送されたホルダー１３を載置する観察ステージ６２が配置されている。観察ステージ６２は、ベース部材８１と試料台８２を有している。この試料台８２に培養容器１４をホルダー１３とともに載置することにより培養容器１４内の細胞が観察される。このように、観察装置３３は、培養容器１４内の細胞を観察するための空間を提供する。
【００２０】
チャンバー１１の側面の顕微鏡７１の上方となる位置には、搬出入口１１ａが形成されている。この搬出入口１１ａの奥側には、モータ３５により開閉されるドア３６が配置されている。搬出入口１１ａの内側には、キャリアケース１２を載置するためのキャリア保持台３７が配置されている。キャリアケース１２は、チャンバー１１に搬入するホルダー１３およびチャンバー１１から搬出されたホルダー１３を収納し、クリーンベンチ等との間においてホルダー１３を運搬するために使用される。そして、キャリアケース１２は、収納しているホルダー１３をチャンバー１１に搬入したり、チャンバー１１から排出されるホルダー１３を格納したりする場合に、キャリア保持台３７上の所定の位置に設置される。また、キャリアケース１２とキャリア保持台３７とは、電気信号の送受信のための電気接点（コネクタ）１７により電気的に接続される。
【００２１】
チャンバー１１の側面の外側には、各種情報を入力する情報入力部１５が設けられている。この情報入力部１５は、液晶表示部９１およびタッチセンサ(不図示)を有している。
【００２２】
情報入力部１５の下側には、制御部１６が設けられている。制御部１６は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたり、モータ３５を駆動してドア３６を開閉させたりして、ホルダー１３の搬送を制御する。
【００２３】
例えば、情報入力部１５に、観察装置３３により観察すべきホルダー１３の管理番号が入力されると、制御部１６は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させて、管理番号に対応するホルダー１３を、スタッカー３１の棚３１ａから観察装置３３の試料台８２上に搬送する。また、例えば、キャリア保持台３７上にキャリアケース１２が載置され、情報入力部１５に、キャリアケース１２内のホルダー１３の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）が入力されると、制御部１６は、モータ３５を駆動してドアを開閉させたり、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたりして、キャリアケース１２内のホルダー１３を、スタッカー３１の棚３１ａに搬入したり、観察装置３３の試料台８２上に搬入したりする。
【００２４】
また、制御部１６は、後述するように、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の温度を制御する。
【００２５】
図２は、キャリアケース１２の外観の構成の例を示している。図２Ａはキャリアケース１２の側面図、図２Ｂは正面図、図２Ｃは上面図である。なお、以下、キャリアケース１２の正面に向かって左側の面の左側面と称し、右側の面を右側面と称する。
【００２６】
キャリアケース１２の直方体状の本体部１０１の上面１０１ａには、キャリアケース１２を持ち運ぶための取っ手１０２が設けられている。また、本体部１０１の両側面には、軽量化を図るための肉抜き穴１０１ｂ−１乃至１０１ｂ−６が形成されている（ただし、肉抜き穴１０１ｂ−４乃至１０１ｂ−６は図示されていない）。さらに、本体部１０１の正面には、同じく軽量化を図るための肉抜き穴１０１ｃ−１乃至１０１ｃ−３が形成されている。また、本体部１０１の背面（図２Ａの左側）には、開口部１０１ｄが形成されている。キャリアケース１２へのホルダー１３の出し入れは、開口部１０１ｄから矢印Ｓで示される方向に行なわれる。また、キャリアケース１２は、開口部１０１ｄが、チャンバー１１のドア３６に対面するようにキャリア保持台３７上に載置される。
【００２７】
図３は、キャリアケース１２の左側面を取り外したときのキャリアケース１２の内部を示した図である。キャリアケース１２の本体部１０１の内部には、ホルダー１３を置くための支持部材１１１−１乃至１１１−３が、上下方向に所定の間隔を置いて水平に配置されている。なお、以下、支持部材１１１−１乃至１１１−３を個々に区別する必要がない場合、単に支持部材１１１と称する。
【００２８】
図４は、支持部材１１１を上から見た平面図である。支持部材１１１には、ヒータ１２１が埋め込まれている。ヒータ１２１は、キャリアケース１２がキャリア保持台３７に載置された状態で、キャリア保持台３７から電力が供給され、発熱する。そして、ヒータ１２１は、キャリア保持台３７を介して制御部１６により、オン／オフおよび発熱量が制御され、支持部材１１１に載置されているホルダー１３内の培養容器１４を加熱する。従って、支持部材１１１により仕切られるキャリアケース１２内の複数の空間に配置されているホルダー１３内の培養容器１４を、空間ごとに個別に加熱することができる。
【００２９】
また、支持部材１１１の上面の四隅付近には、支持部材１１１に載置されているホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測するための温度センサ１２２−１乃至１２２−４が設けられている。温度センサ１２２−１乃至１２２−４は、計測した温度を示す信号を、キャリケース１２とキャリア保持台３７との電気接点１７を介して制御部１６に供給する。
【００３０】
なお、以下、温度センサ１２２−１乃至１２２−４を個々に区別する必要がない場合、単に温度センサ１２２と称する。
【００３１】
図５は、制御部１６により実現される機能の一部である培養容器搬入制御部２０１の機能の構成の例を示すブロック図である。培養容器搬入制御部２０１は、キャリアケース１２内のホルダー１３およびホルダー１３に保持されている培養容器１４のチャンバー１１への搬入を制御する機能を提供する。
【００３２】
情報取得部２１１は、情報入力部１５に入力された各種の情報を取得し、必要に応じて、目標温度設定部２１２および加熱制御部２１３に供給する。
【００３３】
目標温度設定部２１２は、キャリアケース１２内のホルダー１３の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４を加熱する際の目標温度を設定する。目標温度設定部２１２は、設定した目標温度を加熱制御部２１３に通知する。また、目標温度設定部２１２は、必要に応じて、キャリアケース１２内のホルダー１３のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。
【００３４】
加熱制御部２１３は、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の支持部材１１１のヒータ１２１を制御し、キャリアケース１２内のホルダー１３に保持されている培養容器１４を加熱する。また、加熱制御部２１３は、必要に応じて、キャリアケース１２内のホルダー１３のスタッカー３１または観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。
【００３５】
搬送制御部２１４は、モータ５４，５６を制御して搬送アーム５５を移動させたり、モータ３５を駆動してドア３６を開閉させたりして、搬送アーム５５によるホルダー１３の搬送を制御する。
【００３６】
温度計測部２１５は、目標温度設定部２１２または加熱制御部２１３からの指令に従って、キャリア保持台３７を介して、キャリアケース１２内の支持部材１１１に設けられている温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、キャリアケース１２内のホルダー１３に保持されている培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を目標温度設定部２１２または加熱制御部２１３に通知する。
【００３７】
次に、図６のフローチャートを参照して、培養観察装置１により実行される培養容器搬入処理について説明する。なお、この処理は、例えば、ユーザが、チャンバー１１に搬入する培養容器１４を保持するホルダー１３をキャリアケース１２に挿入し、そのキャリアケース１２をキャリア保持台３７上の所定の位置に設置し、情報入力部１５を操作して、ホルダー１３（培養容器１４）の搬入先（スタッカー３１または観察装置３３）を入力したとき開始される。情報入力部１５に入力された搬入先の情報は、情報取得部２１１を介して目標温度設定部２１２および加熱制御部２１３に供給される。
【００３８】
ステップＳ１において、目標温度設定部２１２は、情報入力部１５から取得したホルダー１３の搬入先の情報に基づいて、搬入先が観察装置３３であるか否かを判定する。搬入先が観察装置３３であると判定された場合、処理はステップＳ２に進む。
【００３９】
ステップＳ２において、目標温度設定部２１２は、目標温度を所定の温度に設定する。すなわち、目標温度設定部２１２は、培養容器１４をチャンバー１１内に搬入したときに結露が発生しない温度（例えば、チャンバー１１内と同じ温度）に目標温度を設定する。目標温度設定部２１２は、設定した目標温度を加熱制御部２１３に通知する。
【００４０】
ステップＳ３において、温度計測部２１５は、培養容器１４の温度を計測する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の温度の計測を温度計測部２１５に指令する。温度計測部２１５は、キャリア保持台３７を介して観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１の温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を加熱制御部２１３に通知する。
【００４１】
ステップＳ４において、加熱制御部２１３は、搬送時間固定モードに設定されているか否かを判定する。ここで、キャリアケース１２から観察装置３３にホルダー１３を搬入する際の搬入モードとして、搬送時間固定モードと搬送時間可変モードの２種類が設けられている。
【００４２】
搬送時間固定モードに設定されている場合、ホルダー１３の搬入の指令に同期して、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。換言すれば、ホルダー１３の搬入の指令が入力された直後に、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。また、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでに、培養容器１４が目標温度になるようにヒータ１２１の発熱量が制御される。すなわち、搬送時間固定モードでは、ホルダー１３の搬送時間に合わせて、培養容器１４が加熱される。
【００４３】
一方、搬送時間可変モードに設定されている場合、ヒータ１２１の発熱量が所定の値になるように制御され、ホルダー１３内の培養容器１４が目標温度になるまで、ホルダー１３の搬入が待機される。そして、培養容器１４が目標温度になってから、キャリアケース１２から観察装置３３へのホルダー１３の搬入が開始される。すなわち、搬送時間可変モードでは、培養容器１４が目標温度になる時間に合わせて、ホルダー１３の搬入が行なわれる。
【００４４】
なお、この搬入モードに関する設定は、例えば、ユーザが予め情報入力部１５を操作して行ない、その設定情報が、情報取得部２１１を介して加熱制御部２１３に供給されている。そして、加熱制御部２１３が、その設定情報に基づいて、搬送時間固定モードに設定されていると判定した場合、処理はステップＳ５に進む。
【００４５】
ステップＳ５において、加熱制御部２１３は、培養容器１４の搬入が開始されるまでに培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な熱量を計算する。すなわち、加熱制御部２１３は、キャリアケース１２内のホルダー１３の位置まで搬送アーム５５が移動し、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでの所要時間t1の間に、培養容器１４を現在の温度から目標温度まで加熱するのに必要な、ヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q1を計算する。
【００４６】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量、所要時間t1など、発熱量Q1の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００４７】
ステップＳ６において、培養観察装置１は、計算した熱量での培養容器１４の加熱を開始する。すなわち、加熱制御部２１３は、観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれている支持部材１１１のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量が、計算した発熱量Q1になるように、キャリア保持台３７を介してヒータ１２１を制御する。
【００４８】
ステップＳ７において、培養観察装置１は、培養容器１４を観察装置３３に搬入する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始するのとほぼ同時に、ホルダー１３の観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、観察装置３３に搬入するホルダー１３の位置まで搬送アーム５５を移動させ、搬送アーム５５を用いてホルダー１３を観察装置３３に搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４が観察装置３３に搬入される。このとき、計算した単位時間あたりの発熱量Q1で培養容器１４が加熱されているので、搬送アーム５５が到着し、搬送アーム５５により実際にホルダー１３の搬入が開始されるまでに、培養容器１４の温度が、ほぼ目標温度に達する。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ４において、搬送時間可変モードに設定されていると判定された場合、処理はステップＳ８に進む。
【００５０】
ステップＳ８において、加熱制御部２１３は、所定の熱量で培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t2を計算する。すなわち、加熱制御部２１３は、予め設定されているヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q2により、培養容器１４を現在の温度から目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t2を求める。
【００５１】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量など、所要時間t2の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００５２】
ステップＳ９において、培養観察装置１は、所要時間t2の間、所定の熱量で培養容器１４を加熱する。すなわち、加熱制御部２１３は、所要時間t2の間、観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれている支持部材１１１のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量が、所定の発熱量Q2になるように、キャリア保持台３７を介してヒータ１２１を制御する。
【００５３】
ステップＳ１０において、培養観察装置１は、培養容器１４を観察装置３３に搬入する。具体的には、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始してから所要時間t2が経過した後、ホルダー１３の観察装置３３への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、ステップＳ７の処理と同様に、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、搬送アーム５５を用いてホルダー１３を観察装置３３に搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４が観察装置３３に搬入される。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ１において、搬入先がスタッカー３１であると判定された場合、処理はステップＳ１１に進む。
【００５５】
ステップＳ１１において、情報取得部２１１は、観察スケジュールを取得する。具体的には、例えば、ユーザは、培養容器１４の搬入先としてスタッカー３１を指定したとき、引き続き、情報入力部１５を操作して、搬入する培養容器１４内の細胞の観察時刻や観察方法などを示す観察スケジュールを入力する。情報取得部２１１は、入力された観察スケジュールを情報入力部１５から取得し、目標温度設定部２１２に供給する。
【００５６】
ステップＳ１２において、温度計測部２１５は、培養容器１４の温度を計測する。具体的には、目標温度設定部２１２は、培養容器１４の温度の計測を温度計測部２１５に指令する。温度計測部２１５は、キャリア保持台３７を介して観察装置３３に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１の温度センサ１２２から出力される信号に基づいて、ホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測する。温度計測部２１５は、計測した培養容器１４の温度を目標温度設定部２１２に通知する。
【００５７】
ステップＳ１３において、目標温度設定部２１２は、培養容器１４を加熱せずに搬入した場合に、培養容器１４の結露の解消に必要な所要時間t3を計算する。具体的には、目標温度設定部２１２は、現在の温度からチャンバー１１内で結露が発生しなくなる温度まで培養容器１４を加熱するのに必要な熱量を計算する。そして、目標温度設定部２１２は、求めた熱量を、単位時間あたりにチャンバー１１内で培養容器１４に与えられる熱量で割ることにより、所要時間t3を求める。
【００５８】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量、チャンバー１１内で培養容器１４に結露が発生しなくなる温度、単位時間あたりにチャンバー１１内で培養容器１４に与えられる熱量など、所要時間t3の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００５９】
ステップＳ１４において、目標温度設定部２１２は、観察スケジュールに基づいて、最も早い観察時刻までの時間t4＜所要時間t3であるか否かを判定する。すなわち、目標温度設定部２１２は、ユーザにより設定された観察スケジュールに基づいて、現在の時刻からスタッカー３１に搬入するホルダー１３内の培養容器１４内の細胞が最初に観察される時刻までの時間、すなわち、最も早い観察時刻までの時間t4を求め、ステップＳ１３において計算した所要時間t3と比較する。そして、最も早い観察時刻までの時間t4＜所要時間t3であると判定された場合、すなわち、培養容器１４を加熱せずに搬入した場合に、最も早い観察時刻までに培養容器１４の結露を解消できない場合、処理はステップＳ１５に進む。
【００６０】
ステップＳ１５において、目標温度設定部２１２は、最も早い観察時刻までに培養容器１４の結露を解消することができる温度に目標温度を設定する。具体的には、所定のヒータ１２１の単位時間あたりの発熱量Q2により、培養容器１４を現在の温度から温度T1まで加熱するのに必要な所要時間をt5とし、チャンバー１１内で培養容器１４を温度T1から結露が発生しなくなる温度まで加熱するのに必要な所要時間をt6とした場合、目標温度設定部２１２は、所要時間t5＋所要時間t6≦最も早い観察時刻までの時間t4を満たす温度T1の最小値を計算し、目標温度に設定する。
【００６１】
ステップＳ１６において、ステップＳ８の処理と同様に、所定の熱量で培養容器１４を目標温度まで加熱するのに必要な所要時間t5が計算される。
【００６２】
なお、ホルダー１３および培養容器１４の比熱や質量など、所要時間t5，t6の計算に必要なパラメータは、例えば、ユーザ入力などにより外部から与えられる。
【００６３】
ステップＳ１７において、ステップＳ９の処理と同様に、所要時間t5の間、所定の熱量で培養容器１４が加熱される。その後、処理はステップＳ１８に進む。
【００６４】
一方、ステップＳ１４において、最も早い観察時刻までの時間t4≧所要時間t3であると判定された場合、ステップＳ１５乃至Ｓ１７の処理はスキップされ、処理はステップＳ１８に進む。
【００６５】
ステップＳ１８において、培養観察装置１は、培養容器１４をスタッカー３１に搬入する。具体的には、培養容器１４の加熱が行なわれた場合、加熱制御部２１３は、培養容器１４の加熱を開始してから所要時間t5が経過した後、培養容器１４のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。一方、培養容器１４の加熱が行なわれなかった場合、目標温度設定部２１２は、すぐに培養容器１４のスタッカー３１への搬入を搬送制御部２１４に指令する。搬送制御部２１４は、モータ５４、モータ５６およびモータ３５を制御して、搬送アーム５５を用いてホルダー１３をスタッカー３１の棚３１ａに搬入する。これにより、ホルダー１３に保持されている培養容器１４がスタッカー３１に搬入される。その後、培養容器搬入処理は終了する。
【００６６】
以上のようにして、チャンバー１１内で培養容器１４に結露が発生し、培養容器１４内の細胞の観察および撮影が阻害されることが防止され、培養容器１４内の細胞の観察および撮影を所望のタイミングで確実に行なうことができる。また、チャンバー１１に搬入される前にキャリアケース１２内で培養容器１４が加熱されるため、チャンバー１１内の環境に影響を及ぼさずに、培養容器１４を目標温度まで加熱することができる。さらに、チャンバー１１に搬入するホルダー１３が置かれた支持部材１１１のヒータ１２１のみ発熱するように制御されるため、エネルギーの浪費を防止できる。
【００６７】
なお、キャリアケース１２内の培養容器１４を加熱する方法は、上述した方法に限定されるものではなく、任意の方法を採用することができる。
【００６８】
例えば、図４の支持部材１１１の代わりに、図７の支持部材３０１をキャリアケース１２に設けるようにしてもよい。支持部材３０１は、導入口３０１ａから熱風を導入し、支持部材３０１の上面に設けられている多数の通風口から熱風を排出し、支持部材１１１に置かれたホルダー１３内の培養容器１４を加熱する。また、支持部材３０１の四隅付近には、支持部材１１１と同様に、支持部材３０１に置かれたホルダー１３内の培養容器１４の温度を計測するための温度センサ３１１−１乃至３１１−４が設けられている。
【００６９】
また、例えば、支持部材１１１または支持部材３０１のように、支持部材に設けられた加熱手段により培養容器１４を加熱するのではなく、上方から局所的に熱風を当てるなどの方法により、培養容器１４を加熱するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、培養容器１４の温度を計測するための温度センサの数および設置位置は、上述した例に限定されるものではなく、任意の数および設置位置に設定することが可能である。
【００７１】
また、キャリアケース１２内の温度を制御する機能（例えば、図５の情報取得部２１１、目標温度設定部２１２、加熱制御部２１３、および、温度計測部２１５）を、キャリアケース１２に設けるようにしてもよい。
【００７２】
さらに、以上の説明では、所定の熱量で培養容器１４を加熱する場合、目標温度まで加熱するのに必要な所要時間を計算して、所要時間の間加熱する例を示したが、培養容器１４の温度を観測しながら、実際に目標温度に達するまで加熱するようにしてもよい。
【００７３】
なお、上述した制御部１６の一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。
【００７４】
また、制御部１６の処理がソフトウエアにより実行される場合、制御部１６が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【００７５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 培養観察装置， １１ チャンバー， １２ キャリアケース， １３ 培養容器ホルダー， １４ 培養容器， １５ 情報入力部， １６ 制御部， １７ 電気接点， ３１ スタッカー， ３２ 搬送装置， ３３ 観察装置， ３５ モータ， ３７ キャリア保持台， ５２ 螺子軸， ５３ 移動部材， ５４ モータ， ５５ 搬送アーム， ５６ モータ， ６１ 観察部， ６２ 観察ステージ， ７１ 顕微鏡， ８１ ベース部材， ８２ 試料台， １１１−１乃至１１１−３ 支持部材， １２１ ヒータ， １２２−１乃至１２２−４ 温度センサ， ２０１ 培養容器搬入制御部， ２１１ 情報取得部， ２１２ 目標温度設定部， ２１３ 加熱制御部， ２１４ 搬送制御部， ２１５ 温度計測部， ３０１ 支持部材， ３０１ａ 導入口， ３１１−１乃至３１１−３ 温度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度および湿度に保たれ、容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置において、
前記培養観察装置と外部空間との間で前記容器の運搬に用いられ、収納している前記容器を前記培養観察空間に搬入する場合に前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬ケースと、
前記所定の位置に設置された前記運搬ケースから前記培養観察空間への前記容器の搬入を行なう搬送手段と、
前記搬送手段を制御する搬送制御手段と、
前記運搬ケース内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、
前記運搬ケース内の前記容器を加熱する加熱手段と、
前記運搬ケースから前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段と
を備える培養観察装置。
【請求項２】
前記培養観察空間は、前記容器を保管するための保管空間および細胞を観察するための観察空間を有し、
前記容器の搬入先が前記観察空間または前記保管空間のいずれであるかに基づいて、前記目標温度を設定する目標温度設定手段を
さらに備える請求項１に記載の培養観察装置。
【請求項３】
前記容器の搬入先が前記観察空間であり、かつ、第１の搬入モードに設定されている場合、
前記搬送制御手段は、前記容器の搬入の指令に同期して前記容器の搬入を開始するように前記搬送手段を制御し、
前記加熱制御手段は、前記搬送手段により実際に前記容器の搬入が開始されるまでに前記容器が前記目標温度になるように前記加熱手段を制御し、
前記容器の搬入先が前記観察空間であり、かつ、第２の搬入モードに設定されている場合、
前記加熱制御手段は、所定の熱量で前記容器を加熱するように前記加熱手段を制御し、
前記搬送制御手段は、前記容器が前記目標温度になる時間に合わせて、前記容器を前記観察空間に搬入するように前記搬送手段を制御する
請求項２に記載の培養観察装置。
【請求項４】
前記目標温度設定手段は、前記容器の搬入先が前記保管空間である場合、前記容器内の細胞が最初に観察される時刻までに前記容器の結露が解消する温度に前記目標温度を設定する
請求項２に記載の培養観察装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記運搬ケース内の複数の空間を個別に加熱することが可能であり、
前記加熱制御手段は、前記培養観察空間に搬入される前記容器が収納されている前記運搬ケース内の空間のみを加熱するように前記加熱手段を制御する
請求項１乃至４のいずれかに記載の培養観察装置。
【請求項６】
細胞の入った容器の運搬に用いられる運搬装置であって、収納している前記容器を、所定の温度および湿度に保たれ、前記容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置の前記培養観察空間に搬入する場合に、前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬装置において、
前記運搬装置内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、
前記運搬装置内の前記容器を加熱する加熱手段と、
前記運搬装置から前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段と
を備える運搬装置。
【請求項１】
所定の温度および湿度に保たれ、容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置において、
前記培養観察装置と外部空間との間で前記容器の運搬に用いられ、収納している前記容器を前記培養観察空間に搬入する場合に前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬ケースと、
前記所定の位置に設置された前記運搬ケースから前記培養観察空間への前記容器の搬入を行なう搬送手段と、
前記搬送手段を制御する搬送制御手段と、
前記運搬ケース内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、
前記運搬ケース内の前記容器を加熱する加熱手段と、
前記運搬ケースから前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段と
を備える培養観察装置。
【請求項２】
前記培養観察空間は、前記容器を保管するための保管空間および細胞を観察するための観察空間を有し、
前記容器の搬入先が前記観察空間または前記保管空間のいずれであるかに基づいて、前記目標温度を設定する目標温度設定手段を
さらに備える請求項１に記載の培養観察装置。
【請求項３】
前記容器の搬入先が前記観察空間であり、かつ、第１の搬入モードに設定されている場合、
前記搬送制御手段は、前記容器の搬入の指令に同期して前記容器の搬入を開始するように前記搬送手段を制御し、
前記加熱制御手段は、前記搬送手段により実際に前記容器の搬入が開始されるまでに前記容器が前記目標温度になるように前記加熱手段を制御し、
前記容器の搬入先が前記観察空間であり、かつ、第２の搬入モードに設定されている場合、
前記加熱制御手段は、所定の熱量で前記容器を加熱するように前記加熱手段を制御し、
前記搬送制御手段は、前記容器が前記目標温度になる時間に合わせて、前記容器を前記観察空間に搬入するように前記搬送手段を制御する
請求項２に記載の培養観察装置。
【請求項４】
前記目標温度設定手段は、前記容器の搬入先が前記保管空間である場合、前記容器内の細胞が最初に観察される時刻までに前記容器の結露が解消する温度に前記目標温度を設定する
請求項２に記載の培養観察装置。
【請求項５】
前記加熱手段は、前記運搬ケース内の複数の空間を個別に加熱することが可能であり、
前記加熱制御手段は、前記培養観察空間に搬入される前記容器が収納されている前記運搬ケース内の空間のみを加熱するように前記加熱手段を制御する
請求項１乃至４のいずれかに記載の培養観察装置。
【請求項６】
細胞の入った容器の運搬に用いられる運搬装置であって、収納している前記容器を、所定の温度および湿度に保たれ、前記容器内の細胞の培養および観察を行なうための培養観察空間を備える培養観察装置の前記培養観察空間に搬入する場合に、前記培養観察装置の所定の位置に設置される運搬装置において、
前記運搬装置内の前記容器の温度を計測する温度計測手段と、
前記運搬装置内の前記容器を加熱する加熱手段と、
前記運搬装置から前記培養観察空間に搬入する前記容器の温度が、前記培養観察空間に搬入する前に目標温度になるように前記加熱手段を制御する加熱制御手段と
を備える運搬装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６３８３３（Ｐ２０１０−２６３８３３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８２９４（Ｐ２００９−１１８２９４）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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