培養観察装置
【課題】 培養容器を交換する処理に係る時間を短縮するとともに、簡易な構成で培養容器の蓋の着脱を実行する。
【解決手段】 細胞が培養される培養容器が複数保管された保管庫と、培養容器にて培養される細胞を観察する観察装置と、保管庫及び観察装置の一方から他方に向けて、培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、搬送装置は、培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 細胞が培養される培養容器が複数保管された保管庫と、培養容器にて培養される細胞を観察する観察装置と、保管庫及び観察装置の一方から他方に向けて、培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、搬送装置は、培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の培養を行う培養観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
培養される細胞を自動的に観察する装置として培養観察装置が知られている。この培養観察装置は、その内部に設けられた恒温室内に、細胞が培養される培養容器を複数保管する保管庫（以下、ストッカー）や、培養容器内の細胞を観察する顕微鏡などの観察装置や、ストッカーと観察装置との間で培養容器を搬送する搬送装置などが配置される。この培養観察装置は、培養する細胞の観察や、試薬添加などのスケジュールが培養容器毎に設定され、このスケジュールに基づいて、各処理が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４３３４４３２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、複数の培養容器のそれぞれに培養される細胞を連続して観察する場合、上述した搬送装置は、観察を行った細胞が培養される培養容器を観察装置からストッカーに搬送した後、新たな培養容器をストッカーから観察装置に搬送する。このため、培養容器を交換する処理に時間がかかるという問題がある。また、このような培養観察装置においては、細胞を培養する過程で培養容器内の培地に対して試薬添加を行うことがある。この試薬添加の処理の際には、培養容器の蓋を一旦取り外すことから、培養観察装置内に吸着機構などの蓋着脱装置を設けることが望ましい。しかしながら、培養観察装置の小型化を考慮すると、蓋着脱装置を配置するスペースを確保することが難しい。
【０００５】
本発明は、培養容器を交換する処理に係る時間を短縮するとともに、簡易な構成で培養容器の蓋の着脱を実行することができるようにした培養観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の培養観察装置は、細胞が培養される培養容器が複数保管される保管庫と、前記培養容器にて培養される前記細胞を観察する観察装置と、前記保管庫及び前記観察装置の一方から他方に向けて、前記培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、前記搬送装置は、前記培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、前記複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記搬送装置は、前記複数の保持機構により複数の前記培養容器を同時に、且つ個別に保持するものである。
【０００８】
また、前記培養容器は、前記細胞及び該細胞を培養する培養液が充填される容器本体と、前記容器本体に対して着脱自在な蓋部材と、を有し、前記複数の保持機構は、前記培養容器の前記容器本体又は前記蓋部材の何れか一方をそれぞれ保持することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記搬送装置は、前記複数の保持機構のいずれかによって前記培養容器の前記容器本体を保持したときに、他の保持機構による前記蓋部材の取り外し、又は前記蓋部材の取り付けを行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、培養容器を交換する処理に係る時間を短縮するとともに、簡易な構成で培養容器の蓋の着脱を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】培養観察装置の概略を示す正面図である。
【図２】外扉を開放した培養観察装置の概略を示す正面図である。
【図３】恒温室内部の構成を示す概略図である。
【図４】（ａ）は容器搬送装置の要部の構成を示す正面図、（ｂ）は、容器搬送装置の要部の構成を示す上面図である。
【図５】（ａ）は、Ｙ方向において、第２保持機構の位置と、観察する培養容器の位置とが同一位置となる状態を示す図、（ｂ）は、第２保持機構によってストッカー内部の培養容器が保持された状態を示す図、（ｃ）は、培養容器をストッカーから搬出した直後の状態を示す図である。
【図６】（ａ）は、第２保持機構により保持された培養容器を観察装置に搬入する直前の状態を示す図、（ｂ）は、観察装置の容器載置面に培養容器を載置した直後の状態を示す図である。
【図７】（ａ）は、次に観察予定の培養容器を搬送する直前の状態を示す図、（ｂ）は、第１保持機構により培養容器を保持した状態を示す図である。
【図８】（ａ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構を用いて搬出する直前の状態を示す図、（ｂ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構により保持した状態を示す図、（ｃ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構を用いて搬出した後、第１保持機構により保持した培養容器を観察装置の容器載置面に載置した状態を示す図である。
【図９】（ａ）は、第１保持機構により培養容器の蓋部材を、第２保持機構により培養容器の容器本体を、それぞれ保持した状態を示す図、（ｂ）は、培養容器の蓋部材を容器本体から取り外した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態の培養観察装置の構成を詳細に示す。なお、以下に示す培養観察装置は一例であり、本実施形態に示す培養観察装置の構成に限定されるものではない。図１から図３に示すように、培養観察装置１０は、微生物や細胞などの試料を培養する第１筐体１１と、制御装置１３を収納する第２筐体１２とを備えている。培養観察装置１０の組立状態において、第１筐体１１は第２筐体１２の上部に配置される。
【００１３】
第１筐体１１は、内部が断熱材で覆われた恒温室１５を備えている。この恒温室１５は、第１筐体１１の正面に形成された正面開口１６によって外部と連絡している。第１筐体１１の正面開口１６は、内扉１７と２枚の外扉１８ａ，１８ｂによって閉塞される。この内扉１７及び外扉１８ａ，１８ｂの背面側の周縁部にはパッキン等が設けられ、それぞれの扉を閉じたときに恒温室１５の内部が気密に保持される。つまり、内扉１７のみが閉じられた場合や、内扉１７だけでなく２枚の外扉１８ａ，１８ｂがそれぞれ閉じられた場合には、培養観察装置１０の外部から恒温室１５の内部への熱の流入や、恒温室１５の内部から培養観察装置１０の外部への熱の流出が防止される。なお、恒温室１５の内部は、図示を省略した温度調整装置、噴霧装置などにより予め定めた環境条件（温度、湿度、二酸化炭素濃度等）となるように管理される。
【００１４】
上述した外扉１８ａ，１８ｂのうち、外扉１８ｂには搬入用扉２２が設けられる。この搬入用扉２２は、培養容器３１を収納したキャリア２５をキャリア設置台２６に搬入する、又はキャリア設置台２６に設置されたキャリア２５を搬出する際に開放される。この搬入用扉２２を開放すると、開口２３を介して内扉１７に設けられた小扉２４が露呈される。内扉１７及び小扉２４は、ガラスや透明な合成樹脂から形成されており、外扉１８ａ，１８ｂを開放した場合であっても、その内部の環境条件が急激に変化しないようになっている。この内扉１７に設けられる小扉２４を開放することで、培養容器３１が収納されたキャリア２５をキャリア設置台２６に搬入する、又はキャリア設置台２６に設置されたキャリア２５を搬出することが可能となる。なお、キャリア２５は、例えば培養容器３１を所定の間隔を空けて３個上下に収納することができる。
【００１５】
恒温室１５の内部には、キャリア設置台２６、ストッカー２７、観察装置２８、容器搬送装置２９等が配置される。なお、図示は省略するが、この恒温室１５の内部には、培地交換を行う培地交換機構や、細胞の播種を行う播種機構などが設けられている。
【００１６】
上述したように、キャリア設置台２６は、その上部にキャリア２５が載置される。図示は省略するが、キャリア設置台２６には、側面にガイドレールが設けられている。このガイドレールは、キャリア２５の下面にガイドレールが入り込む間隔を空けて設けられた案内溝に入り込むことで、搬入又は搬出されるキャリア２５の移動方向を規制する。なお、この案内溝の延出方向は、培養容器３１をキャリア２５に搬入する方向、又は培養容器３１をキャリア２５から搬出する方向と直交している。
【００１７】
ストッカー２７は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の左側部に配置される。ストッカー２７は上下方向に複数の棚を有しており、各々の棚には培養容器３１が収納される。なお、このストッカー２７においては、各培養容器３１を収納する位置（以下、収納位置と称する）が予め設定されている。収納位置のそれぞれには、他の収納位置と識別するための識別番号が対応付けられており、この識別番号により、培養する細胞の観察スケジュールや観察時に得られる画像データなどが一括で管理される。上述した培養容器３１には、細胞など培養対象となる試料が培養液３３とともに保持される。
【００１８】
観察装置２８は、その本体が第２筐体１２の内部に設置され、観察装置２８の上部が、第１筐体１１の下方から内部に入り込むように配置される。観察装置２８は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の右側部に配置される。また、観察装置２８は第１筐体１１の底面の開口に嵌め込まれて配置される。なお、観察装置２８の構成については省略するが、観察装置２８としては、位相差観察や蛍光観察、微分干渉観察等の観察方法を行うことができる顕微鏡が挙げられる。
【００１９】
観察装置２８は、キャリア設置台２６に設置した直後のキャリア２５に収納される培養容器３１や、ストッカー２７に収納されてから定着時間が経過した培養容器３１に培養される細胞を観察する。この観察の際に、培養容器３１の全体の画像データや、培養される細胞の画像データが取得される。この観察装置２８にて取得される各画像データは制御装置１３に出力される。制御装置１３は、観察装置２８や容器搬送装置２９などを制御する他に、ストッカー２７の各収納位置に対応付けられた識別番号毎に、培養される細胞の種類、観察スケジュールなどの情報や、観察装置２８にて取得された画像データを関連づけて記憶する。
【００２０】
図２から図４に示すように、容器搬送装置２９は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の略中央に配置される。この容器搬送装置２９は、キャリア２５に収納された培養容器３１をストッカー２７や観察装置２８に向けて（又はその逆）搬送する、或いはストッカー２７に収納された培養容器３１を、キャリア２５、観察装置２８に向けて（又はその逆）搬送する。
【００２１】
容器搬送装置２９は、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向の３方向の直線動作と、Ｚ方向に平行な軸を中心とした回転動作とを、それぞれ独立して実行する駆動機構を備えた装置である。
【００２２】
下部ベースプレート４１は、ガイド軸４２，４３及び駆動軸４４に取り付けられる。これらガイド軸４２，４３及び駆動軸４４は、その軸方向がＹ方向に平行となるように設けられる。モータ４５は駆動軸４４を回転させる。この駆動軸４４の回転に合わせて、下部ベースプレート４１がガイド軸４２，４３に沿って移動する。
【００２３】
下部ベースプレート４１の略中央にはモータ４６が設けられる。モータ４６の駆動軸４７は、上部ベースプレート４８に取り付けられる。モータ４６が駆動すると、駆動軸４７が回転する。この駆動軸４７の回転により、上部ベースプレート４８がＺ方向に平行な軸を中心として回転する。
【００２４】
上部ベースプレート４８の上面には駆動軸４９，５０が所定間隔を空けて設けられる。この駆動軸４９，５０は、それぞれＺ方向に平行となるように設けられる。駆動軸４９は、モータ５１の駆動により回転し、後述する第１昇降台５５を上昇又は下降させる。同様に、駆動軸５０は、モータ５２の駆動により回転し、第２昇降台６５を上昇又は下降させる。これら駆動軸４９，５０の間には、ガイドレール５３，５４が設けられる。ガイドレール５１は、第１昇降台５５の凹部５５ａに入り込む。このガイドレール５１を設けることで、第１昇降台５５の移動方向がＺ方向に規制され、また、駆動軸４９の回転に合わせた第１昇降台５５の回転が防止される。同様に、ガイドレール５２は、第２昇降台６５の凹部６５ａに入り込む。このガイドレール５２を設けることで、第２昇降台６５の移動方向がＺ方向に規制され、また、駆動軸５０の回転に合わせた第２昇降台６５の回転が防止される。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、第１昇降台５５は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに対して下方側に配置される。この第１昇降台５５は、その下面側に、例えばＸ方向に延出されたガイドレール５７を備えている。このガイドレール５７は、第１搬送台６０の移動方向を規制する。第１昇降台５５の側方には、軸方向がガイドレール５７の延出方向と平行となるように設けられた駆動軸５８が設けられている。この駆動軸５８は、第１搬送台６０に取り付けられる。この駆動軸５８は、モータ（図示省略）を介して回転する。駆動軸５８が回転すると、第１搬送台６０がガイドレール５７の延出方向に沿って移動する。
【００２６】
第１搬送台６０には、第１保持機構６１が設けられる。この第１保持機構６１は、２つの保持片６２，６３と、これら保持片６２，６３を移動させる駆動部６４からなる。保持片６２は、駆動部６４と連結される連結部６２ａ、連結部６２ａに対して直交する支持部６２ｂ、支持部６２ｂに対して直交する保持部６２ｃから構成される。同様にして、保持片６３は、連結部６３ａ、支持部６３ｂ及び保持部６３ｃから構成される。なお、第１昇降台５５は、図４（ｂ）中、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃから下方にずれた位置に配置される。この容器搬送装置２９は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに培養容器３１の短手方向の中心が位置するように保持される。つまり、保持片６２の支持部６２ｂは、保持片６３の支持部６３ｂよりも長く形成される。
【００２７】
これら保持片６２，６３は、駆動部６４により互いに近づく方向、又は互いに離れる方向に移動する。この２つの保持片６２，６３が互いに近づく方向に移動したときに、培養容器３１の短手方向における一側面に保持片６２の保持部６２ｃが押圧され、培養容器３１の短手方向における他側面に保持片６３の保持部６３ｃが押圧される。これら押圧により、培養容器３１が保持片６２，６３によって挟持される。なお、駆動部６４は、例えばエア圧、油圧を利用した駆動部や、モータ及びギヤを利用した駆動部からなる。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、第２昇降台６５は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに対して上方側に配置される。この第２昇降台６５は、その上面側に、例えばＸ方向に延出されたガイドレール６６を備えている。このガイドレール６６は、第２搬送台７０の移動方向を規制する。第２昇降台６５の側方には、軸方向がガイドレール６６の延出方向と平行となるように設けられた駆動軸６７が設けられている。この駆動軸６７は、第２昇降台６５に取り付けられる。この駆動軸６７は、モータ（図示省略）を介して回転する。駆動軸６７が回転すると、第２搬送台７０がガイドレール６６の延出方向に沿って移動する。
【００２９】
第２搬送台７０には、第２保持機構７１が設けられる。この第２保持機構７１は、２つの保持片７２，７３と、これら保持片７２，７３を移動させる駆動部７４からなる。保持片７２は、駆動部７４と連結される連結部７２ａ、連結部７２ａに対して直交する支持部７２ｂ、支持部７２ｂに対して直交する保持部７２ｃから構成される。同様にして、保持片７３は、連結部７３ａ、支持部７３ｂ及び保持部７３ｃから構成される。なお、第２昇降台６５は、図４（ｂ）中、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃから上方側にずれた位置に配置される。この容器搬送装置２９は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに、培養容器３１の短手方向の中心が位置するように保持される。つまり、保持片７２の支持部７２ｂは、保持片７３の支持部７３ｂよりも短く形成される。
【００３０】
これら保持片７２，７３は、駆動部７４により互いに近づく方向、又は互いに離れる方向に移動する。この２つの保持片７２，７３が互いに近づく方向に移動したときに、培養容器３１の短手方向における一側面に保持片７２の保持部７２ｃが押圧され、培養容器３１の短手方向における他側面に保持片７３の保持部７３ｃが押圧される。これら押圧により、培養容器３１が保持片７２，７３によって挟持される。なお、駆動部７４は、例えばエア圧、油圧を利用した駆動部や、モータ及びギヤを利用した駆動部からなる。
【００３１】
上述した構成の容器搬送装置２９は、各部の位置（座標）や回転角度は、エンコーダ等を介して制御装置１３にモニタリングされる。この制御装置１３は、キャリア２５、ストッカー２７及び観察装置２８の位置のデータを予め記憶しており、これらデータと、容器搬送装置２９のモニタリングにより得られるデータとから、容器搬送装置２９の各部を駆動制御する。
【００３２】
以下、複数の培養容器にて培養される細胞をそれぞれ連続して観察する場合の容器搬送装置の動作について、図５〜図９を用いて説明する。
【００３３】
制御装置１３は、容器搬送装置２９のＹ方向の位置を確認し、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向の位置と同一位置にあるか否かを判定する。容器搬送装置２９のＹ方向の位置と、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向の位置が異なる場合には、制御装置１３は、モータ４５を駆動させ、駆動軸４４を回転させる。この駆動軸４４の回転により、下部ベースプレート４１がＹ方向に移動する。そして、図５（ａ）に示すように、容器搬送装置２９のＹ方向における位置が、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向における位置と同一位置となる場合に、制御装置１３は、モータ４５の駆動を停止する。これを受けて、駆動軸４４の回転が停止され、下部ベースプレート４１の移動が停止する。なお、容器搬送装置２９のＹ方向の位置と、ストッカー２７の内部に保管される培養容器３１のＹ方向の位置とが同一位置となる場合には、この動作は行われない。
【００３４】
次に、制御装置１３は、上部ベースプレート４８の回転位置を判定する。上部ベースプレート４８の回転位置が、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる回転位置にない場合には、モータ４６を駆動させ、駆動軸４７を回転させる。この駆動軸４７の回転に合わせて、上部ベースプレート４８が回転する。そして、上部ベースプレート４８が１８０°回転したときに、制御装置１３は、モータ４６の駆動を停止する。これにより、駆動軸４７の回転が停止し、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる状態となる（図５（ａ）参照）。なお、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる状態、言い換えれば図５（ａ）に示す状態にある場合には、上述した動作は行われない。
【００３５】
その後、制御装置１３は、第１昇降台５５及び第２昇降台６５のＺ方向の位置を判定する。例えば第２昇降台６５のＺ方向の位置が、第２保持機構７１によりストッカー２７の培養容器３１を保持できる位置にない場合には、モータ５２を駆動し、駆動軸５０を回転させる。この駆動軸５０の回転により、第２昇降台６５が上昇、又は下降する（Ｚ方向に移動する）。なお、第２昇降台６５には、第２保持機構７１に取り付けられていることから、第２昇降台６５の上昇又は下降により、第２保持機構７１も上昇又は下降する。そして、制御装置１３は、第２昇降台６５のＺ方向における位置が第２保持機構７１によりストッカー２７の培養容器３１を保持できる位置に到達したときに、モータ５２の駆動を停止させる。これにより、第２昇降台６５のＺ方向の移動が停止する。
【００３６】
例えば第２昇降台６５を上昇させるときに、制御装置１３は、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にあるか否かを判定する。なお、第２昇降台６５の上昇に影響する位置とは、例えば目的の位置まで第２昇降台６５を上昇させる過程で、第１保持機構６１に第２保持機構７１とがぶつかるときの第１昇降台５５の位置が挙げられる。第１昇降台５５が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にあると判定した場合には、制御装置１３は、モータ５１を駆動させ、駆動軸４９を回転させる。この駆動軸４９の回転により、第１昇降台５５が上昇する。そして、制御装置１３は、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響しない位置まで第１昇降台５５を上昇させる。
【００３７】
なお、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にないと判定した場合、制御装置１３は、モータ５１の駆動を行わない。また、第２昇降台６５のＺ方向の位置が、第２保持機構７１による培養容器３１の保持を行うことができる位置にある場合には、上述した動作は実行されない。
【００３８】
次に、制御装置１３は、駆動部７４を介して、第２保持機構７１の保持片７２，７３を互いに離れる方向、言い換えれば保持片７２をＹ１方向に、保持片７３をＹ２方向に移動させる。同時に、制御装置１３は、モータ（図示省略）を駆動させ、駆動軸６７を回転させる。この駆動軸６７の回転により、第２搬送台７０がＸ１方向に移動する。この第２搬送台７０のＸ１方向への移動時に、保持片７２と保持片７３の間に培養容器３１が入り込む。その後、制御装置１３は、駆動軸５４の回転を停止させる。これにより、第２搬送台７０のＸ１方向の移動が停止される。
【００３９】
第２搬送台７０のＸ１方向の移動が停止された後、制御装置１３は、駆動部６７を介して保持片７２，７３を互いに近づける方向（言い換えれば、保持片７２をＹ１方向に、保持片７３をＹ２方向に）に移動させる。これにより、培養容器３１が、保持片７２，７３により挟持される（図５（ｂ）参照）。これら保持片７２，７３により培養容器３１が挟持されることで、培養容器３１が第２保持機構７１に保持される。培養容器３１が第２保持機構７１に保持された後、制御装置１３は駆動軸６７を回転させて、搬送台をＸ２方向に移動させる。これにより、培養容器３１がストッカー２７の収納位置から搬出される。そして、第２保持機構７１に保持される培養容器３１が第１昇降台５５の下方の位置に到達したときに、制御装置１３は、駆動軸６７の回転を停止させる。これにより、第２搬送台７０の移動が停止する（図５（ｃ）参照）。
【００４０】
その後、制御装置１３は、モータ４６を駆動させる。これにより、上部ベースプレート４８が回転する。制御装置１３は、上部ベースプレート４８が１８０°回転したときにモータ４６の駆動を停止させる。これにより、容器搬送装置２９が、第１搬送台６０及び第２搬送台７０を観察装置２８に向けて移動させることができる状態となる（図６（ａ）参照）。
【００４１】
上部ベースプレート４８の回転が停止した後、制御装置１３は、第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置とを確認する。第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置が異なる場合には、制御装置１３は、モータ４５を駆動させ、下部ベースプレート４１を移動させる。なお、第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置が一致している場合には、制御装置１３は、モータ４５の移動を行わない。
【００４２】
制御装置１３は、駆動軸６７を回転させる。この駆動軸６７の回転により、第２搬送台７０がＸ２方向に移動する。そして、第２搬送台７０が観察装置２８の容器載置面２８ａの上方まで移動したことを受けて、制御装置１３は駆動軸６７の回転を停止する。制御装置１３は、モータ５２を駆動させて、第２昇降台６５を下降させる。なお、この第２昇降台６５を下降させる量は、第２保持機構７１に保持される培養容器３１の下面と観察装置２８の容器載置面２８ａとの間に生じる隙間に相当する量である。この第２昇降台６５の下降により、培養容器３１が観察装置２８の容器載置面２８ａに載置される（図６（ｂ）参照）。制御装置１３は、駆動部７４を介して、第２保持機構７１の保持片７２，７３を、互いに離れる方向に、つまり、保持片７２をＹ２方向に、保持片７３をＹ１方向にそれぞれ移動させる。その状態で、制御装置１３は、駆動軸６７を回転させ、第２搬送台７０をＸ１方向に移動させる。この移動により、第２保持機構７１が観察装置２８から退避する。最後に、制御装置１３は、駆動部７４を介して、保持片７２、７３を互いに近づける方向に移動させる。これにより、培養容器３１がストッカー２７から観察装置２８に搬送される。
【００４３】
観察装置２８において培養容器３１にて培養される細胞の観察が開始されると、制御装置１３は、モータ４６を駆動させ、上部ベースプレートを１８０°回転させる。この回転の後、制御装置１３は、第１保持機構６１のＹ方向及びＺ方向の位置を確認する。ストッカー２７の内部に保管される培養容器３１のうち、次に細胞の観察を行う培養容器３１が第１保持機構６１により保持できる位置にないと判定された場合には、制御装置１３は、モータ４５、モータ５１の順で駆動させ、第１保持機構６１におけるＹ方向及びＺ方向の位置と、対象となる培養容器３１におけるＹ方向及びＺ方向の位置とを一致させる。第１保持機構６１におけるＹ方向及びＺ方向の位置が、ストッカー２７の内部に保管される培養容器が保持できる位置となる場合に、制御装置１３はモータ４５又はモータ５１の回転を停止させる（図７（ａ）参照）。その後、制御装置１３は、駆動部６４を駆動させ、保持片６２及び保持片６３を互いに離れる方向に（保持片６２をＹ１方向に、保持片６３をＹ２方向に）移動させる。同時に、制御装置１３は、駆動軸５８を回転させ、第１搬送台６０をＸ１方向に移動させる。この第１搬送台６０の移動のより、保持片６２及び保持片６３の間に培養容器３１が入り込む。制御装置１３は、駆動軸５８の回転を停止させた後、駆動部６４を介して、保持片６２及び保持片６３を互いに近づける方向に移動させる。これにより、培養容器３１が保持片６２，６３により挟持される。つまり、培養容器３１が第１保持機構６１に保持される。
【００４４】
図７（ｂ）に示すように、制御装置１３は駆動軸５８を回転させて、第１搬送台６０をＸ２方向に移動させる。第１搬送台６０が元の位置まで移動すると、制御装置１３は、駆動軸５８の回転を停止する。これにより、次に観察する細胞が培養される培養容器３１がストッカー２７から搬出される。そして、制御装置１３は、モータ４６を駆動させて、上部ベースプレート４８を１８０°回転させる。最後に、制御装置１３は、第２搬送台７０に取り付けられる第２保持機構７１によって、観察装置２８に搬入された培養容器３１を搬出できる状態となるように、容器搬送装置２９を駆動する。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、観察装置２８による培養容器３１中の細胞の観察が終了すると、制御装置１３は、第２搬送台７０をＸ２方向に移動させた後、観察装置２８の容器載置台２８ａに載置された培養容器３１を、第２保持機構７１により保持させる。そして、制御装置１３は、第２搬送台７０をＸ１方向に移動させる。これにより、第２保持機構７１により保持された培養容器３１が観察装置２８から搬出される（図８（ｂ）参照）。
【００４６】
図８（ｃ）に示すように、第２保持機構７１により保持された培養容器３１を観察装置２８から搬出した後、制御装置１３は、第１保持機構６１に保持された培養容器３１を観察装置２８の容器載置台２８ａに搬入する。このとき、制御装置１３は、駆動軸５８を回転させて、第１搬送台６０をＸ２方向に移動させる。そして、制御装置１３は、モータ５１を駆動させ、駆動軸４９を回転させる。この駆動軸４９の回転により、第１昇降台５５が下降し、第１保持機構６１に保持された培養容器３１が観察装置２８の容器載置台２８ａに載置される。
【００４７】
その後、制御装置１３は、駆動部６４を介して保持片６２及び保持片６３を互いに離れる方向に移動させることで、保持片６２及び保持片６３による培養容器３１の挟持を解除する。その状態で、制御装置１３は、モータ５１の駆動による駆動軸４９の回転、及び駆動軸５８の回転を実行し、第１昇降台５５及び第１搬送台６０を、培養容器３１を搬入する直前の位置に戻す。これにより、新たに観察する培養容器３１を観察装置２８に搬入する処理が終了する。その後、制御装置１３は、第２保持機構７１にて保持した培養容器３１をストッカー２７の所定位置まで搬送する。
【００４８】
例えば搬送台及び保持機構が１つのみの容器搬送装置の場合には、観察装置２８による細胞の観察が終了するたびに、培養容器３１を観察装置２８からストッカー２７に搬送し、新たに観察を行う培養容器３１をストッカー２７から観察装置２８に搬送することから、これら処理に係る処理時間を考慮した各培養容器３１の観察スケジュールを設定し、この観察スケジュールに合わせて各培養容器３１を管理する必要がある。しかしながら、本実施形態においては、観察装置２８における細胞の観察が実行されているときに、容器搬送装置２９によって、次に細胞の観察を行う培養容器３１をストッカー２７から搬出する。そして、観察装置２８における細胞の観察が終了したときに、容器搬送装置２９は観察が終了した培養容器３１を観察装置２８から搬出した直後に、次の培養容器３１を観察装置２８に搬入することができる。つまり、ある培養容器に対する細胞の観察から、次の培養容器に対する細胞の観察までに係る時間を短縮することが可能になる。
【００４９】
本実施形態においては、容器搬送装置２９に設けられる第１保持機構６１、第２保持機構７１のうちの一方の保持機構を利用して、ストッカー２７に保管された培養容器３１を搬送する例を取り上げているが、これに限定される必要はなく、第１保持機構６１、第２保持機構７１のそれぞれで培養容器３１を同時に保持し、搬送することも可能である。
【００５０】
本実施形態では、第１保持機構６１、第２保持機構７１を設けた場合について説明しているが、これに限定する必要はなく、３以上の保持機構を設けることも可能である。
【００５１】
本実施形態では、第１保持機構６１又は第２保持機構７１の何れか一方により培養容器３１を保持し、培養容器３１をストッカー２７と観察装置２８との間で搬送する場合について説明しているが、これに限定される必要はなく、例えば一方の保持機構により保持された培養容器から、他方の保持機構を用いて蓋部材を取り外す、又は蓋部材を取り付けることも可能である。
【００５２】
例えば、本実施形態の培養観察装置１０においては、培養容器３１の内部の細胞に試薬を添加する試薬添加装置８０を備えている場合がある。このような場合、制御装置１３は、容器搬送装置２９を駆動させて、第２保持機構７１により保持された培養容器３１を試料添加装置８０まで搬送する。図９（ａ）に示すように、試料添加装置８０まで培養容器３１を搬送した後、制御装置１３は、第２保持機構７１に保持された培養容器３１の蓋部材３１ｂを第１保持機構６１により保持させる。そして、制御装置１３は、第１昇降台５５を上昇させる。これにより、培養容器３１の容器本体３１ａから蓋部材３１ｂが取り外される。図９（ｂ）に示すように、試料添加装置８０のノズル８０ａが容器本体３１ａの上部から、その内部に入り込む。このノズル８０ａを介して試料添加装置８０による試料の添加が実行される。この試料の添加が終了した後、制御装置１３は、第１昇降台５５を下降させる。これにより、第２保持機構７１に保持される蓋部材３１ｂが、第２保持機構７１に保持される培養容器３１の容器本体３１ａに取り付けられる。
【００５３】
なお、培養観察装置１０に上述した試料添加装置８０を備えていない場合には、ユーザが搬入用扉２２を開けて試料を添加する場合もあるので、このような場合には、制御装置１３は、培養容器３１が保持された状態の第２保持機構７１を搬入用扉２２の近傍まで搬送した後、第１保持機構６１により培養容器３１の蓋部材３１ｂを取り外す。そして、ユーザがピペッターなどを用いて試薬を添加した後、第１保持機構６１に保持された培養容器３１の蓋部材３１ｂを、第２保持機構７１に保持された培養容器３１の容器本体３１ａに取り付ける。これによれば、培養容器３１の蓋部材３１ｂを容器本体３１ａから取り外す、又は培養容器３１の蓋部材３１ｂを培養容器３１の容器本体３１ａに取り付ける装置を培養観察装置１０に新たに設ける必要がなく、培養観察装置１０をコンパクトにすることができる。
【００５４】
本実施形態では、ストッカー２７及び観察装置２８の間に容器搬送装置２９を配置した例を取り上げているが、培養容器３１を搬送する容器搬送装置であれば、恒温室内におけるストッカー２７、観察装置２８及び容器搬送装置のレイアウトは、本実施形態に限定する必要はない。
【符号の説明】
【００５５】
１０…培養観察装置、１３…制御装置、２７…ストッカー、２８…観察装置、２９…容器搬送装置、３１…培養容器、４５，５１，５２…モータ、４４，４９，５０，５８，６７…駆動軸、５５…第１昇降台、６５…第２昇降台，６０…第１搬送台，７０…第２搬送台、６１…第１保持機構、７１…第２保持機構、６２，６３，７２，７３…保持片、６４，７４…駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の培養を行う培養観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
培養される細胞を自動的に観察する装置として培養観察装置が知られている。この培養観察装置は、その内部に設けられた恒温室内に、細胞が培養される培養容器を複数保管する保管庫（以下、ストッカー）や、培養容器内の細胞を観察する顕微鏡などの観察装置や、ストッカーと観察装置との間で培養容器を搬送する搬送装置などが配置される。この培養観察装置は、培養する細胞の観察や、試薬添加などのスケジュールが培養容器毎に設定され、このスケジュールに基づいて、各処理が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４３３４４３２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、複数の培養容器のそれぞれに培養される細胞を連続して観察する場合、上述した搬送装置は、観察を行った細胞が培養される培養容器を観察装置からストッカーに搬送した後、新たな培養容器をストッカーから観察装置に搬送する。このため、培養容器を交換する処理に時間がかかるという問題がある。また、このような培養観察装置においては、細胞を培養する過程で培養容器内の培地に対して試薬添加を行うことがある。この試薬添加の処理の際には、培養容器の蓋を一旦取り外すことから、培養観察装置内に吸着機構などの蓋着脱装置を設けることが望ましい。しかしながら、培養観察装置の小型化を考慮すると、蓋着脱装置を配置するスペースを確保することが難しい。
【０００５】
本発明は、培養容器を交換する処理に係る時間を短縮するとともに、簡易な構成で培養容器の蓋の着脱を実行することができるようにした培養観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の培養観察装置は、細胞が培養される培養容器が複数保管される保管庫と、前記培養容器にて培養される前記細胞を観察する観察装置と、前記保管庫及び前記観察装置の一方から他方に向けて、前記培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、前記搬送装置は、前記培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、前記複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記搬送装置は、前記複数の保持機構により複数の前記培養容器を同時に、且つ個別に保持するものである。
【０００８】
また、前記培養容器は、前記細胞及び該細胞を培養する培養液が充填される容器本体と、前記容器本体に対して着脱自在な蓋部材と、を有し、前記複数の保持機構は、前記培養容器の前記容器本体又は前記蓋部材の何れか一方をそれぞれ保持することが好ましい。
【０００９】
この場合、前記搬送装置は、前記複数の保持機構のいずれかによって前記培養容器の前記容器本体を保持したときに、他の保持機構による前記蓋部材の取り外し、又は前記蓋部材の取り付けを行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、培養容器を交換する処理に係る時間を短縮するとともに、簡易な構成で培養容器の蓋の着脱を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】培養観察装置の概略を示す正面図である。
【図２】外扉を開放した培養観察装置の概略を示す正面図である。
【図３】恒温室内部の構成を示す概略図である。
【図４】（ａ）は容器搬送装置の要部の構成を示す正面図、（ｂ）は、容器搬送装置の要部の構成を示す上面図である。
【図５】（ａ）は、Ｙ方向において、第２保持機構の位置と、観察する培養容器の位置とが同一位置となる状態を示す図、（ｂ）は、第２保持機構によってストッカー内部の培養容器が保持された状態を示す図、（ｃ）は、培養容器をストッカーから搬出した直後の状態を示す図である。
【図６】（ａ）は、第２保持機構により保持された培養容器を観察装置に搬入する直前の状態を示す図、（ｂ）は、観察装置の容器載置面に培養容器を載置した直後の状態を示す図である。
【図７】（ａ）は、次に観察予定の培養容器を搬送する直前の状態を示す図、（ｂ）は、第１保持機構により培養容器を保持した状態を示す図である。
【図８】（ａ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構を用いて搬出する直前の状態を示す図、（ｂ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構により保持した状態を示す図、（ｃ）は、観察装置の容器載置面に載置される培養容器を第２保持機構を用いて搬出した後、第１保持機構により保持した培養容器を観察装置の容器載置面に載置した状態を示す図である。
【図９】（ａ）は、第１保持機構により培養容器の蓋部材を、第２保持機構により培養容器の容器本体を、それぞれ保持した状態を示す図、（ｂ）は、培養容器の蓋部材を容器本体から取り外した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態の培養観察装置の構成を詳細に示す。なお、以下に示す培養観察装置は一例であり、本実施形態に示す培養観察装置の構成に限定されるものではない。図１から図３に示すように、培養観察装置１０は、微生物や細胞などの試料を培養する第１筐体１１と、制御装置１３を収納する第２筐体１２とを備えている。培養観察装置１０の組立状態において、第１筐体１１は第２筐体１２の上部に配置される。
【００１３】
第１筐体１１は、内部が断熱材で覆われた恒温室１５を備えている。この恒温室１５は、第１筐体１１の正面に形成された正面開口１６によって外部と連絡している。第１筐体１１の正面開口１６は、内扉１７と２枚の外扉１８ａ，１８ｂによって閉塞される。この内扉１７及び外扉１８ａ，１８ｂの背面側の周縁部にはパッキン等が設けられ、それぞれの扉を閉じたときに恒温室１５の内部が気密に保持される。つまり、内扉１７のみが閉じられた場合や、内扉１７だけでなく２枚の外扉１８ａ，１８ｂがそれぞれ閉じられた場合には、培養観察装置１０の外部から恒温室１５の内部への熱の流入や、恒温室１５の内部から培養観察装置１０の外部への熱の流出が防止される。なお、恒温室１５の内部は、図示を省略した温度調整装置、噴霧装置などにより予め定めた環境条件（温度、湿度、二酸化炭素濃度等）となるように管理される。
【００１４】
上述した外扉１８ａ，１８ｂのうち、外扉１８ｂには搬入用扉２２が設けられる。この搬入用扉２２は、培養容器３１を収納したキャリア２５をキャリア設置台２６に搬入する、又はキャリア設置台２６に設置されたキャリア２５を搬出する際に開放される。この搬入用扉２２を開放すると、開口２３を介して内扉１７に設けられた小扉２４が露呈される。内扉１７及び小扉２４は、ガラスや透明な合成樹脂から形成されており、外扉１８ａ，１８ｂを開放した場合であっても、その内部の環境条件が急激に変化しないようになっている。この内扉１７に設けられる小扉２４を開放することで、培養容器３１が収納されたキャリア２５をキャリア設置台２６に搬入する、又はキャリア設置台２６に設置されたキャリア２５を搬出することが可能となる。なお、キャリア２５は、例えば培養容器３１を所定の間隔を空けて３個上下に収納することができる。
【００１５】
恒温室１５の内部には、キャリア設置台２６、ストッカー２７、観察装置２８、容器搬送装置２９等が配置される。なお、図示は省略するが、この恒温室１５の内部には、培地交換を行う培地交換機構や、細胞の播種を行う播種機構などが設けられている。
【００１６】
上述したように、キャリア設置台２６は、その上部にキャリア２５が載置される。図示は省略するが、キャリア設置台２６には、側面にガイドレールが設けられている。このガイドレールは、キャリア２５の下面にガイドレールが入り込む間隔を空けて設けられた案内溝に入り込むことで、搬入又は搬出されるキャリア２５の移動方向を規制する。なお、この案内溝の延出方向は、培養容器３１をキャリア２５に搬入する方向、又は培養容器３１をキャリア２５から搬出する方向と直交している。
【００１７】
ストッカー２７は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の左側部に配置される。ストッカー２７は上下方向に複数の棚を有しており、各々の棚には培養容器３１が収納される。なお、このストッカー２７においては、各培養容器３１を収納する位置（以下、収納位置と称する）が予め設定されている。収納位置のそれぞれには、他の収納位置と識別するための識別番号が対応付けられており、この識別番号により、培養する細胞の観察スケジュールや観察時に得られる画像データなどが一括で管理される。上述した培養容器３１には、細胞など培養対象となる試料が培養液３３とともに保持される。
【００１８】
観察装置２８は、その本体が第２筐体１２の内部に設置され、観察装置２８の上部が、第１筐体１１の下方から内部に入り込むように配置される。観察装置２８は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の右側部に配置される。また、観察装置２８は第１筐体１１の底面の開口に嵌め込まれて配置される。なお、観察装置２８の構成については省略するが、観察装置２８としては、位相差観察や蛍光観察、微分干渉観察等の観察方法を行うことができる顕微鏡が挙げられる。
【００１９】
観察装置２８は、キャリア設置台２６に設置した直後のキャリア２５に収納される培養容器３１や、ストッカー２７に収納されてから定着時間が経過した培養容器３１に培養される細胞を観察する。この観察の際に、培養容器３１の全体の画像データや、培養される細胞の画像データが取得される。この観察装置２８にて取得される各画像データは制御装置１３に出力される。制御装置１３は、観察装置２８や容器搬送装置２９などを制御する他に、ストッカー２７の各収納位置に対応付けられた識別番号毎に、培養される細胞の種類、観察スケジュールなどの情報や、観察装置２８にて取得された画像データを関連づけて記憶する。
【００２０】
図２から図４に示すように、容器搬送装置２９は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の略中央に配置される。この容器搬送装置２９は、キャリア２５に収納された培養容器３１をストッカー２７や観察装置２８に向けて（又はその逆）搬送する、或いはストッカー２７に収納された培養容器３１を、キャリア２５、観察装置２８に向けて（又はその逆）搬送する。
【００２１】
容器搬送装置２９は、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向の３方向の直線動作と、Ｚ方向に平行な軸を中心とした回転動作とを、それぞれ独立して実行する駆動機構を備えた装置である。
【００２２】
下部ベースプレート４１は、ガイド軸４２，４３及び駆動軸４４に取り付けられる。これらガイド軸４２，４３及び駆動軸４４は、その軸方向がＹ方向に平行となるように設けられる。モータ４５は駆動軸４４を回転させる。この駆動軸４４の回転に合わせて、下部ベースプレート４１がガイド軸４２，４３に沿って移動する。
【００２３】
下部ベースプレート４１の略中央にはモータ４６が設けられる。モータ４６の駆動軸４７は、上部ベースプレート４８に取り付けられる。モータ４６が駆動すると、駆動軸４７が回転する。この駆動軸４７の回転により、上部ベースプレート４８がＺ方向に平行な軸を中心として回転する。
【００２４】
上部ベースプレート４８の上面には駆動軸４９，５０が所定間隔を空けて設けられる。この駆動軸４９，５０は、それぞれＺ方向に平行となるように設けられる。駆動軸４９は、モータ５１の駆動により回転し、後述する第１昇降台５５を上昇又は下降させる。同様に、駆動軸５０は、モータ５２の駆動により回転し、第２昇降台６５を上昇又は下降させる。これら駆動軸４９，５０の間には、ガイドレール５３，５４が設けられる。ガイドレール５１は、第１昇降台５５の凹部５５ａに入り込む。このガイドレール５１を設けることで、第１昇降台５５の移動方向がＺ方向に規制され、また、駆動軸４９の回転に合わせた第１昇降台５５の回転が防止される。同様に、ガイドレール５２は、第２昇降台６５の凹部６５ａに入り込む。このガイドレール５２を設けることで、第２昇降台６５の移動方向がＺ方向に規制され、また、駆動軸５０の回転に合わせた第２昇降台６５の回転が防止される。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、第１昇降台５５は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに対して下方側に配置される。この第１昇降台５５は、その下面側に、例えばＸ方向に延出されたガイドレール５７を備えている。このガイドレール５７は、第１搬送台６０の移動方向を規制する。第１昇降台５５の側方には、軸方向がガイドレール５７の延出方向と平行となるように設けられた駆動軸５８が設けられている。この駆動軸５８は、第１搬送台６０に取り付けられる。この駆動軸５８は、モータ（図示省略）を介して回転する。駆動軸５８が回転すると、第１搬送台６０がガイドレール５７の延出方向に沿って移動する。
【００２６】
第１搬送台６０には、第１保持機構６１が設けられる。この第１保持機構６１は、２つの保持片６２，６３と、これら保持片６２，６３を移動させる駆動部６４からなる。保持片６２は、駆動部６４と連結される連結部６２ａ、連結部６２ａに対して直交する支持部６２ｂ、支持部６２ｂに対して直交する保持部６２ｃから構成される。同様にして、保持片６３は、連結部６３ａ、支持部６３ｂ及び保持部６３ｃから構成される。なお、第１昇降台５５は、図４（ｂ）中、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃから下方にずれた位置に配置される。この容器搬送装置２９は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに培養容器３１の短手方向の中心が位置するように保持される。つまり、保持片６２の支持部６２ｂは、保持片６３の支持部６３ｂよりも長く形成される。
【００２７】
これら保持片６２，６３は、駆動部６４により互いに近づく方向、又は互いに離れる方向に移動する。この２つの保持片６２，６３が互いに近づく方向に移動したときに、培養容器３１の短手方向における一側面に保持片６２の保持部６２ｃが押圧され、培養容器３１の短手方向における他側面に保持片６３の保持部６３ｃが押圧される。これら押圧により、培養容器３１が保持片６２，６３によって挟持される。なお、駆動部６４は、例えばエア圧、油圧を利用した駆動部や、モータ及びギヤを利用した駆動部からなる。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、第２昇降台６５は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに対して上方側に配置される。この第２昇降台６５は、その上面側に、例えばＸ方向に延出されたガイドレール６６を備えている。このガイドレール６６は、第２搬送台７０の移動方向を規制する。第２昇降台６５の側方には、軸方向がガイドレール６６の延出方向と平行となるように設けられた駆動軸６７が設けられている。この駆動軸６７は、第２昇降台６５に取り付けられる。この駆動軸６７は、モータ（図示省略）を介して回転する。駆動軸６７が回転すると、第２搬送台７０がガイドレール６６の延出方向に沿って移動する。
【００２９】
第２搬送台７０には、第２保持機構７１が設けられる。この第２保持機構７１は、２つの保持片７２，７３と、これら保持片７２，７３を移動させる駆動部７４からなる。保持片７２は、駆動部７４と連結される連結部７２ａ、連結部７２ａに対して直交する支持部７２ｂ、支持部７２ｂに対して直交する保持部７２ｃから構成される。同様にして、保持片７３は、連結部７３ａ、支持部７３ｂ及び保持部７３ｃから構成される。なお、第２昇降台６５は、図４（ｂ）中、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃから上方側にずれた位置に配置される。この容器搬送装置２９は、上部ベースプレート４８のＹ方向の中心Ｃに、培養容器３１の短手方向の中心が位置するように保持される。つまり、保持片７２の支持部７２ｂは、保持片７３の支持部７３ｂよりも短く形成される。
【００３０】
これら保持片７２，７３は、駆動部７４により互いに近づく方向、又は互いに離れる方向に移動する。この２つの保持片７２，７３が互いに近づく方向に移動したときに、培養容器３１の短手方向における一側面に保持片７２の保持部７２ｃが押圧され、培養容器３１の短手方向における他側面に保持片７３の保持部７３ｃが押圧される。これら押圧により、培養容器３１が保持片７２，７３によって挟持される。なお、駆動部７４は、例えばエア圧、油圧を利用した駆動部や、モータ及びギヤを利用した駆動部からなる。
【００３１】
上述した構成の容器搬送装置２９は、各部の位置（座標）や回転角度は、エンコーダ等を介して制御装置１３にモニタリングされる。この制御装置１３は、キャリア２５、ストッカー２７及び観察装置２８の位置のデータを予め記憶しており、これらデータと、容器搬送装置２９のモニタリングにより得られるデータとから、容器搬送装置２９の各部を駆動制御する。
【００３２】
以下、複数の培養容器にて培養される細胞をそれぞれ連続して観察する場合の容器搬送装置の動作について、図５〜図９を用いて説明する。
【００３３】
制御装置１３は、容器搬送装置２９のＹ方向の位置を確認し、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向の位置と同一位置にあるか否かを判定する。容器搬送装置２９のＹ方向の位置と、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向の位置が異なる場合には、制御装置１３は、モータ４５を駆動させ、駆動軸４４を回転させる。この駆動軸４４の回転により、下部ベースプレート４１がＹ方向に移動する。そして、図５（ａ）に示すように、容器搬送装置２９のＹ方向における位置が、細胞の観察を行う培養容器３１のＹ方向における位置と同一位置となる場合に、制御装置１３は、モータ４５の駆動を停止する。これを受けて、駆動軸４４の回転が停止され、下部ベースプレート４１の移動が停止する。なお、容器搬送装置２９のＹ方向の位置と、ストッカー２７の内部に保管される培養容器３１のＹ方向の位置とが同一位置となる場合には、この動作は行われない。
【００３４】
次に、制御装置１３は、上部ベースプレート４８の回転位置を判定する。上部ベースプレート４８の回転位置が、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる回転位置にない場合には、モータ４６を駆動させ、駆動軸４７を回転させる。この駆動軸４７の回転に合わせて、上部ベースプレート４８が回転する。そして、上部ベースプレート４８が１８０°回転したときに、制御装置１３は、モータ４６の駆動を停止する。これにより、駆動軸４７の回転が停止し、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる状態となる（図５（ａ）参照）。なお、容器搬送装置２９の第１搬送台６０及び第２搬送台７０がストッカー２７に向けて移動できる状態、言い換えれば図５（ａ）に示す状態にある場合には、上述した動作は行われない。
【００３５】
その後、制御装置１３は、第１昇降台５５及び第２昇降台６５のＺ方向の位置を判定する。例えば第２昇降台６５のＺ方向の位置が、第２保持機構７１によりストッカー２７の培養容器３１を保持できる位置にない場合には、モータ５２を駆動し、駆動軸５０を回転させる。この駆動軸５０の回転により、第２昇降台６５が上昇、又は下降する（Ｚ方向に移動する）。なお、第２昇降台６５には、第２保持機構７１に取り付けられていることから、第２昇降台６５の上昇又は下降により、第２保持機構７１も上昇又は下降する。そして、制御装置１３は、第２昇降台６５のＺ方向における位置が第２保持機構７１によりストッカー２７の培養容器３１を保持できる位置に到達したときに、モータ５２の駆動を停止させる。これにより、第２昇降台６５のＺ方向の移動が停止する。
【００３６】
例えば第２昇降台６５を上昇させるときに、制御装置１３は、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にあるか否かを判定する。なお、第２昇降台６５の上昇に影響する位置とは、例えば目的の位置まで第２昇降台６５を上昇させる過程で、第１保持機構６１に第２保持機構７１とがぶつかるときの第１昇降台５５の位置が挙げられる。第１昇降台５５が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にあると判定した場合には、制御装置１３は、モータ５１を駆動させ、駆動軸４９を回転させる。この駆動軸４９の回転により、第１昇降台５５が上昇する。そして、制御装置１３は、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響しない位置まで第１昇降台５５を上昇させる。
【００３７】
なお、第１保持機構６１が第２昇降台６５の上昇に影響する位置にないと判定した場合、制御装置１３は、モータ５１の駆動を行わない。また、第２昇降台６５のＺ方向の位置が、第２保持機構７１による培養容器３１の保持を行うことができる位置にある場合には、上述した動作は実行されない。
【００３８】
次に、制御装置１３は、駆動部７４を介して、第２保持機構７１の保持片７２，７３を互いに離れる方向、言い換えれば保持片７２をＹ１方向に、保持片７３をＹ２方向に移動させる。同時に、制御装置１３は、モータ（図示省略）を駆動させ、駆動軸６７を回転させる。この駆動軸６７の回転により、第２搬送台７０がＸ１方向に移動する。この第２搬送台７０のＸ１方向への移動時に、保持片７２と保持片７３の間に培養容器３１が入り込む。その後、制御装置１３は、駆動軸５４の回転を停止させる。これにより、第２搬送台７０のＸ１方向の移動が停止される。
【００３９】
第２搬送台７０のＸ１方向の移動が停止された後、制御装置１３は、駆動部６７を介して保持片７２，７３を互いに近づける方向（言い換えれば、保持片７２をＹ１方向に、保持片７３をＹ２方向に）に移動させる。これにより、培養容器３１が、保持片７２，７３により挟持される（図５（ｂ）参照）。これら保持片７２，７３により培養容器３１が挟持されることで、培養容器３１が第２保持機構７１に保持される。培養容器３１が第２保持機構７１に保持された後、制御装置１３は駆動軸６７を回転させて、搬送台をＸ２方向に移動させる。これにより、培養容器３１がストッカー２７の収納位置から搬出される。そして、第２保持機構７１に保持される培養容器３１が第１昇降台５５の下方の位置に到達したときに、制御装置１３は、駆動軸６７の回転を停止させる。これにより、第２搬送台７０の移動が停止する（図５（ｃ）参照）。
【００４０】
その後、制御装置１３は、モータ４６を駆動させる。これにより、上部ベースプレート４８が回転する。制御装置１３は、上部ベースプレート４８が１８０°回転したときにモータ４６の駆動を停止させる。これにより、容器搬送装置２９が、第１搬送台６０及び第２搬送台７０を観察装置２８に向けて移動させることができる状態となる（図６（ａ）参照）。
【００４１】
上部ベースプレート４８の回転が停止した後、制御装置１３は、第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置とを確認する。第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置が異なる場合には、制御装置１３は、モータ４５を駆動させ、下部ベースプレート４１を移動させる。なお、第２保持機構７１のＹ方向における位置と、観察装置２８のＹ方向における位置が一致している場合には、制御装置１３は、モータ４５の移動を行わない。
【００４２】
制御装置１３は、駆動軸６７を回転させる。この駆動軸６７の回転により、第２搬送台７０がＸ２方向に移動する。そして、第２搬送台７０が観察装置２８の容器載置面２８ａの上方まで移動したことを受けて、制御装置１３は駆動軸６７の回転を停止する。制御装置１３は、モータ５２を駆動させて、第２昇降台６５を下降させる。なお、この第２昇降台６５を下降させる量は、第２保持機構７１に保持される培養容器３１の下面と観察装置２８の容器載置面２８ａとの間に生じる隙間に相当する量である。この第２昇降台６５の下降により、培養容器３１が観察装置２８の容器載置面２８ａに載置される（図６（ｂ）参照）。制御装置１３は、駆動部７４を介して、第２保持機構７１の保持片７２，７３を、互いに離れる方向に、つまり、保持片７２をＹ２方向に、保持片７３をＹ１方向にそれぞれ移動させる。その状態で、制御装置１３は、駆動軸６７を回転させ、第２搬送台７０をＸ１方向に移動させる。この移動により、第２保持機構７１が観察装置２８から退避する。最後に、制御装置１３は、駆動部７４を介して、保持片７２、７３を互いに近づける方向に移動させる。これにより、培養容器３１がストッカー２７から観察装置２８に搬送される。
【００４３】
観察装置２８において培養容器３１にて培養される細胞の観察が開始されると、制御装置１３は、モータ４６を駆動させ、上部ベースプレートを１８０°回転させる。この回転の後、制御装置１３は、第１保持機構６１のＹ方向及びＺ方向の位置を確認する。ストッカー２７の内部に保管される培養容器３１のうち、次に細胞の観察を行う培養容器３１が第１保持機構６１により保持できる位置にないと判定された場合には、制御装置１３は、モータ４５、モータ５１の順で駆動させ、第１保持機構６１におけるＹ方向及びＺ方向の位置と、対象となる培養容器３１におけるＹ方向及びＺ方向の位置とを一致させる。第１保持機構６１におけるＹ方向及びＺ方向の位置が、ストッカー２７の内部に保管される培養容器が保持できる位置となる場合に、制御装置１３はモータ４５又はモータ５１の回転を停止させる（図７（ａ）参照）。その後、制御装置１３は、駆動部６４を駆動させ、保持片６２及び保持片６３を互いに離れる方向に（保持片６２をＹ１方向に、保持片６３をＹ２方向に）移動させる。同時に、制御装置１３は、駆動軸５８を回転させ、第１搬送台６０をＸ１方向に移動させる。この第１搬送台６０の移動のより、保持片６２及び保持片６３の間に培養容器３１が入り込む。制御装置１３は、駆動軸５８の回転を停止させた後、駆動部６４を介して、保持片６２及び保持片６３を互いに近づける方向に移動させる。これにより、培養容器３１が保持片６２，６３により挟持される。つまり、培養容器３１が第１保持機構６１に保持される。
【００４４】
図７（ｂ）に示すように、制御装置１３は駆動軸５８を回転させて、第１搬送台６０をＸ２方向に移動させる。第１搬送台６０が元の位置まで移動すると、制御装置１３は、駆動軸５８の回転を停止する。これにより、次に観察する細胞が培養される培養容器３１がストッカー２７から搬出される。そして、制御装置１３は、モータ４６を駆動させて、上部ベースプレート４８を１８０°回転させる。最後に、制御装置１３は、第２搬送台７０に取り付けられる第２保持機構７１によって、観察装置２８に搬入された培養容器３１を搬出できる状態となるように、容器搬送装置２９を駆動する。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、観察装置２８による培養容器３１中の細胞の観察が終了すると、制御装置１３は、第２搬送台７０をＸ２方向に移動させた後、観察装置２８の容器載置台２８ａに載置された培養容器３１を、第２保持機構７１により保持させる。そして、制御装置１３は、第２搬送台７０をＸ１方向に移動させる。これにより、第２保持機構７１により保持された培養容器３１が観察装置２８から搬出される（図８（ｂ）参照）。
【００４６】
図８（ｃ）に示すように、第２保持機構７１により保持された培養容器３１を観察装置２８から搬出した後、制御装置１３は、第１保持機構６１に保持された培養容器３１を観察装置２８の容器載置台２８ａに搬入する。このとき、制御装置１３は、駆動軸５８を回転させて、第１搬送台６０をＸ２方向に移動させる。そして、制御装置１３は、モータ５１を駆動させ、駆動軸４９を回転させる。この駆動軸４９の回転により、第１昇降台５５が下降し、第１保持機構６１に保持された培養容器３１が観察装置２８の容器載置台２８ａに載置される。
【００４７】
その後、制御装置１３は、駆動部６４を介して保持片６２及び保持片６３を互いに離れる方向に移動させることで、保持片６２及び保持片６３による培養容器３１の挟持を解除する。その状態で、制御装置１３は、モータ５１の駆動による駆動軸４９の回転、及び駆動軸５８の回転を実行し、第１昇降台５５及び第１搬送台６０を、培養容器３１を搬入する直前の位置に戻す。これにより、新たに観察する培養容器３１を観察装置２８に搬入する処理が終了する。その後、制御装置１３は、第２保持機構７１にて保持した培養容器３１をストッカー２７の所定位置まで搬送する。
【００４８】
例えば搬送台及び保持機構が１つのみの容器搬送装置の場合には、観察装置２８による細胞の観察が終了するたびに、培養容器３１を観察装置２８からストッカー２７に搬送し、新たに観察を行う培養容器３１をストッカー２７から観察装置２８に搬送することから、これら処理に係る処理時間を考慮した各培養容器３１の観察スケジュールを設定し、この観察スケジュールに合わせて各培養容器３１を管理する必要がある。しかしながら、本実施形態においては、観察装置２８における細胞の観察が実行されているときに、容器搬送装置２９によって、次に細胞の観察を行う培養容器３１をストッカー２７から搬出する。そして、観察装置２８における細胞の観察が終了したときに、容器搬送装置２９は観察が終了した培養容器３１を観察装置２８から搬出した直後に、次の培養容器３１を観察装置２８に搬入することができる。つまり、ある培養容器に対する細胞の観察から、次の培養容器に対する細胞の観察までに係る時間を短縮することが可能になる。
【００４９】
本実施形態においては、容器搬送装置２９に設けられる第１保持機構６１、第２保持機構７１のうちの一方の保持機構を利用して、ストッカー２７に保管された培養容器３１を搬送する例を取り上げているが、これに限定される必要はなく、第１保持機構６１、第２保持機構７１のそれぞれで培養容器３１を同時に保持し、搬送することも可能である。
【００５０】
本実施形態では、第１保持機構６１、第２保持機構７１を設けた場合について説明しているが、これに限定する必要はなく、３以上の保持機構を設けることも可能である。
【００５１】
本実施形態では、第１保持機構６１又は第２保持機構７１の何れか一方により培養容器３１を保持し、培養容器３１をストッカー２７と観察装置２８との間で搬送する場合について説明しているが、これに限定される必要はなく、例えば一方の保持機構により保持された培養容器から、他方の保持機構を用いて蓋部材を取り外す、又は蓋部材を取り付けることも可能である。
【００５２】
例えば、本実施形態の培養観察装置１０においては、培養容器３１の内部の細胞に試薬を添加する試薬添加装置８０を備えている場合がある。このような場合、制御装置１３は、容器搬送装置２９を駆動させて、第２保持機構７１により保持された培養容器３１を試料添加装置８０まで搬送する。図９（ａ）に示すように、試料添加装置８０まで培養容器３１を搬送した後、制御装置１３は、第２保持機構７１に保持された培養容器３１の蓋部材３１ｂを第１保持機構６１により保持させる。そして、制御装置１３は、第１昇降台５５を上昇させる。これにより、培養容器３１の容器本体３１ａから蓋部材３１ｂが取り外される。図９（ｂ）に示すように、試料添加装置８０のノズル８０ａが容器本体３１ａの上部から、その内部に入り込む。このノズル８０ａを介して試料添加装置８０による試料の添加が実行される。この試料の添加が終了した後、制御装置１３は、第１昇降台５５を下降させる。これにより、第２保持機構７１に保持される蓋部材３１ｂが、第２保持機構７１に保持される培養容器３１の容器本体３１ａに取り付けられる。
【００５３】
なお、培養観察装置１０に上述した試料添加装置８０を備えていない場合には、ユーザが搬入用扉２２を開けて試料を添加する場合もあるので、このような場合には、制御装置１３は、培養容器３１が保持された状態の第２保持機構７１を搬入用扉２２の近傍まで搬送した後、第１保持機構６１により培養容器３１の蓋部材３１ｂを取り外す。そして、ユーザがピペッターなどを用いて試薬を添加した後、第１保持機構６１に保持された培養容器３１の蓋部材３１ｂを、第２保持機構７１に保持された培養容器３１の容器本体３１ａに取り付ける。これによれば、培養容器３１の蓋部材３１ｂを容器本体３１ａから取り外す、又は培養容器３１の蓋部材３１ｂを培養容器３１の容器本体３１ａに取り付ける装置を培養観察装置１０に新たに設ける必要がなく、培養観察装置１０をコンパクトにすることができる。
【００５４】
本実施形態では、ストッカー２７及び観察装置２８の間に容器搬送装置２９を配置した例を取り上げているが、培養容器３１を搬送する容器搬送装置であれば、恒温室内におけるストッカー２７、観察装置２８及び容器搬送装置のレイアウトは、本実施形態に限定する必要はない。
【符号の説明】
【００５５】
１０…培養観察装置、１３…制御装置、２７…ストッカー、２８…観察装置、２９…容器搬送装置、３１…培養容器、４５，５１，５２…モータ、４４，４９，５０，５８，６７…駆動軸、５５…第１昇降台、６５…第２昇降台，６０…第１搬送台，７０…第２搬送台、６１…第１保持機構、７１…第２保持機構、６２，６３，７２，７３…保持片、６４，７４…駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞が培養される培養容器が複数保管される保管庫と、
前記培養容器にて培養される前記細胞を観察する観察装置と、
前記保管庫及び前記観察装置の一方から他方に向けて、前記培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、
前記搬送装置は、
前記培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、
前記複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、
を備えたことを特徴とする培養観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の培養観察装置において、
前記搬送装置は、前記複数の保持機構により複数の前記培養容器を同時に、且つ個別に保持することを特徴とする培養観察装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の培養観察装置において、
前記培養容器は、前記細胞及び該細胞を培養する培養液が充填される容器本体と、前記容器本体に対して着脱自在な蓋部材と、を有し、
前記複数の保持機構は、前記培養容器の前記容器本体又は前記蓋部材の何れか一方をそれぞれ保持することが可能であることを特徴とする培養観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載の培養観察装置において、
前記搬送装置は、前記複数の保持機構のいずれかによって前記培養容器の前記容器本体を保持したときに、他の保持機構による前記蓋部材の取り外し、又は前記蓋部材の取り付けを行うことを特徴とする培養観察装置。
【請求項１】
細胞が培養される培養容器が複数保管される保管庫と、
前記培養容器にて培養される前記細胞を観察する観察装置と、
前記保管庫及び前記観察装置の一方から他方に向けて、前記培養容器を搬送する搬送装置と、を有し、
前記搬送装置は、
前記培養容器を個別に保持することが可能な複数の保持機構と、
前記複数の保持機構を個別に動作させる駆動機構と、
を備えたことを特徴とする培養観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の培養観察装置において、
前記搬送装置は、前記複数の保持機構により複数の前記培養容器を同時に、且つ個別に保持することを特徴とする培養観察装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の培養観察装置において、
前記培養容器は、前記細胞及び該細胞を培養する培養液が充填される容器本体と、前記容器本体に対して着脱自在な蓋部材と、を有し、
前記複数の保持機構は、前記培養容器の前記容器本体又は前記蓋部材の何れか一方をそれぞれ保持することが可能であることを特徴とする培養観察装置。
【請求項４】
請求項３に記載の培養観察装置において、
前記搬送装置は、前記複数の保持機構のいずれかによって前記培養容器の前記容器本体を保持したときに、他の保持機構による前記蓋部材の取り外し、又は前記蓋部材の取り付けを行うことを特徴とする培養観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６５６７４（Ｐ２０１２−１６５６７４Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８２６２（Ｐ２０１１−２８２６２）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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