環境保持装置および環境制御型分析装置
環境保持装置は、試料を保持し、開放面を有する第１のチャンバーと、第１のチャンバーを搭載して２次元移動する移動ステージと、第１のチャンバー内に所定の条件の気体を配管を介して導入する導入部を有し第１のチャンバーの開放面を覆うように設けられた第１の面とを備え、第１の面は、移動ステージの移動に対して固定するように設けられ、第１のチャンバーの開放面は、移動ステージの移動により、第１の面に沿って２次元移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料、特に生物試料を保持、観察、分析する環境制御型分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジーの著しい進展に伴い、生物試料をそのままの状態で観察や分析をしたり画像を記録したいという要望が高まっている。通常、生物試料は、「培地」と呼ばれる生息に必要な成分を含んだ液体中で３７℃程度の温度に保たれ、培地の周囲は、１００％に近い高湿度と５％の炭酸ガス濃度に保持される。そのための装置として、外部から試料室内に所定の温度、湿度および炭酸ガス濃度に調整された空気を流入させる装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の装置では、生物試料の異なる位置を観察するときは、顕微鏡を固定して、マイクロ滴定プレートを設置するチャンバーをＸ−Ｙテーブルにて水平移動させる。この場合、チャンバー内の湿度と炭酸ガス濃度を所定の値に保つ必要があるため、湿度が調節された空気や炭酸ガスをチャンバー内に送り込む配管をＸ−Ｙテーブル側に設置する必要が生じる。しかし、Ｘ−Ｙテーブルを移動させるときに、これらの配管は、Ｘ−Ｙテーブル移動の力学的抵抗になるという問題があり、また、屈曲動作の繰り返しにより切断するという恐れもある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によると、環境保持装置は、試料を保持し、開放面を有する第１のチャンバーと、第１のチャンバーを搭載して２次元移動する移動ステージと、第１のチャンバー内に所定の条件の気体を配管を介して導入する導入部を有し、第１のチャンバーの開放面を覆うように設けられた第１の面とを備え、第１の面は、移動ステージの移動に対して固定するように設けられ、第１のチャンバーの開放面は、移動ステージの移動により、第１の面に沿って２次元移動する。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の環境保持装置において、開放面を形成する第１のチャンバーの壁面の端部は、第１の面に近接しているのが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１から２のいずれかの態様の環境保持装置において、移動ステージは、第１の面の導入部の位置が開放面内に位置する範囲内で移動するのが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第１から３のいずれかの態様の環境保持装置において、気体の所定の条件は、少なくとも、温度、湿度、組成のうち１つを含むのが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第４の態様の環境保持装置において、気体の組成は、空気と炭酸ガスとを含むのが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第１から５のいずれかの態様の環境保持装置において、第１の面は、部分的に開閉可能な開閉部を有するのが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第６の態様の環境保持装置において、開閉部は、第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、開口を閉鎖する第２の状態とに切り替え可能であるのが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第６の態様の環境保持装置において、開閉部は、第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、開口を閉鎖する第２の状態と、第１のチャンバー内に透過窓部材を介して照明光を導入する第３の状態とに切り替え可能であるのが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第１から８のいずれかの態様の環境保持装置において、第１のチャンバーと移動ステージとを収納する第２のチャンバーをさらに備え、第１の面は、第２のチャンバーの外形を構成する面の１つであるのが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第９の態様の環境保持装置において、第１のチャンバーは、第１の開口部と該第１の開口部を開閉するシャッタとを有し、第２のチャンバーは、第１の開口部に対向する位置に、第２の開口部と該第２の開口部を開閉するシャッタとを有するのが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、環境制御型分析装置は、第１から１０のいずれかの態様の環境保持装置と、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１２の態様によると、環境制御型分析装置は、第８の態様の環境保持装置と、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、試料を挟んで分析装置の検出部と対向して設けられ、窓部材を介して試料を照明する透過照明装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１３の態様によると、環境制御型分析装置は、第９から１０のいずれかの態様の環境保持装置と、第２のチャンバー内に少なくとも一部が配置され、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１４の態様によると、第１３の態様の環境制御型分析装置において、第２のチャンバー内部を除湿するための除湿装置をさらに有するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上説明したように構成しているので、配管を動かすことなく試料を移動できる環境保持装置および配管を動かすことなく試料の各部位を分析できる環境制御型分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の上面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面図であり、シャッタ機構の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の作用を説明するための構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置に設定されている。
【図６】本発明の実施の形態に係る環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置から移動した位置に設定されている。
【図７】本発明の実施の形態の変形例である正立顕微鏡を用いた環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による環境保持装置（環境保持槽）、および、この環境保持装置を使用する環境制御型分析装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本実施の形態による環境制御型分析装置の構成を模式的に示す構成図である。図２は、本実施の形態による環境制御型分析装置の上面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、シャッタ機構の構成を示す図である。図４は、本実施の形態による環境制御型分析装置の作用を説明するための構成図である。図１〜４において、同じ構成部品には同一符号を付す。なお、説明の便宜上、図示のようにＸ，Ｙ，Ｚ直交座標で方向を表す。
【０００９】
本実施の形態による環境制御型分析装置は、試料を一定の環境に保持する環境保持装置１、試料を分析するための顕微鏡装置３０、環境保持装置１内の環境を制御する環境制御（調節）装置５０、および、これらの装置を制御する制御部２４、ＰＣ２５などから構成される。本発明は、特に、上記の環境保持装置１に特徴を有する。
【００１０】
図１を参照すると、本実施の形態の環境保持装置１は、第１のチャンバーである試料室１０が第２のチャンバーである密閉容器２０の中に収納された構成となっている。試料室１０内は、環境制御装置５０により所定の環境状態に維持される。この環境制御装置５０は、図５，６により後述する。
【００１１】
試料室１０は、天井部分の１面が開放面１０Ａで示されるように開放され、底板１１には開口１１Ａが形成されている。生物試料Ｓを保持する培養容器１２は、開口１１Ａを閉鎖するように底板１１上に載置される。試料室１０は、ＸＹ移動ステージ２２上に載置され、水平面に沿ってＸ方向とＹ方向に移動する。また、試料室１０の側面には、培養容器１２を出し入れしたり、試料室内部のメンテナンスをするための開閉窓１３が設けられている。
【００１２】
密閉容器２０は、試料室１０、ＸＹ移動ステージ２２および分析装置である顕微鏡装置３０の一部分を収納する容器である。試料室１０の開放面１０Ａは、密閉容器２０の外形を構成する壁面の１つである上板２１の下面２１Ａに対して平行に近接している。試料室１０が水平面に沿ってＸ／Ｙ方向に移動したときでも、試料室１０の開放面１０Ａと密閉容器２０の上板２１の下面２１Ａとは近接した平行状態を保っている。すなわち、開放面１０Ａを形成している試料室１０の側壁面（図５の側板１５等）の端部が密閉容器２０の上板２１の下面２１Ａと近接した状態を保ちながら、試料室１０は平行移動をする。また、密閉容器２０の上板２１は、開放面１０Ａを覆っている。
【００１３】
これにより、密閉容器２０の上板２１が試料室１０の開放面１０Ａをほぼ完全に閉塞しており、試料室１０の内部と密閉容器２０の内部とは常に独立して気密性が保持される。密閉容器２０は、顕微鏡装置３０に固定されており、ＸＹ移動ステージ２２により試料室１０がＸ／Ｙ方向に移動しても移動しないようになっている。すなわち、上板２１は、ＸＹ移動ステージ２２の移動に対して固定するように設けられている。また、密閉容器２０の側面には、培養容器１２を出し入れしたり、試料室や密閉容器の内部のメンテナンスをするための開閉窓２３が設けられ、上板２１には、後述するシャッタ機構４０が設けられている。
【００１４】
顕微鏡装置３０は、対物レンズ３１、焦準装置３２、励起光照明装置３３、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５、反射プリズム３６、撮像装置３７および透過照明装置３８を有する。対物レンズ３１は、焦準装置３２に保持され、光軸ＡＸの方向、すなわちＺ方向に移動する。透過照明装置３８は、密閉容器２０の上方に配置されている。
【００１５】
制御部２４は、配線を介して顕微鏡装置３０、シャッタ機構４０およびＸＹ移動ステージ２２に電気的に接続されている。また、制御部２４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２５に接続されている。制御部２４は、観察条件、撮影条件、ステージの移動条件等に関する各種のデータをＰＣ２５から取得し、制御信号として顕微鏡装置３０、開閉手段であるシャッタ機構４０およびＸＹ移動ステージ２２に出力する。また、制御部２４は、各種の制御データや画像データをＰＣ２５に出力する。
【００１６】
シャッタ機構４０は、図２及び図３に示されるように、円板状のホイール４１、回転軸４２、ギア４３、モーター４４およびカバー４５を有する。ホイール４１は回転軸４２に取り付けられ、ギア４３はモーター４４の回転軸に取り付けられ、ホイール４１とギア４３とは噛み合っている。ホイール４１には、第１のチャンバ内に生物試料を導入するための開口４１ａと、第１のチャンバーに照明光を導入するための透過窓部材である透明基板４１ｂとが設けられている。想像線で示される４１ｃは、開口も透明基板もない遮光領域である。
【００１７】
また、ホイール４１、回転軸４２、ギア４３およびモーター４４は、開口４５Ａが形成されたカバー４５に覆われている。ホイール４１は、第１のチャンバーを開口４１ａを介して外界に開放する第１の位置と、開口４１ａを閉鎖する第２の位置と、第１のチャンバー内に透過窓部材４１ｂを介して照明光を導入する第３の位置とに切り替えられる。すなわち、シャッタ機構４０は、第１のチャンバーを開口４１ａを介して外界に開放する第１の状態と、開口４１ａを閉鎖する第２の状態と、第１のチャンバー内に透過窓部材４１ｂを介して照明光を導入する第３の状態とに切り替えられる。
【００１８】
以下、図４を参照しながら、本実施の形態の環境保持装置の使用方法について説明する。図４では、図１に示した制御部２４とＰＣ２５の電気配線は図示が省略されている。
【００１９】
先ず、検体用ウェルプレート１４（図１の培養容器１２に対応）が開閉窓２３および開閉窓１３を順次通って試料室１０内にセットされる。開閉窓２３および開閉窓１３は、いずれも開口部にシャッタが設けられた構成である。ウェルプレート１４は、複数のウェルが配列して成る透明容器である。制御部２４からの信号によって、シャッタ機構４０のモーター４４が回転し、これに伴いギア４３が回転し、その回転力によりホイール４１が回転して、開口４１ａの中心が光軸ＡＸ上に位置する。このとき、試料室１０の内部は外界に対して開放された状態になる。この状態で、注入器４６のピペット４７は、開口４１ａに挿入され、ピペット４７の先端が試料室１０に達する。
【００２０】
注入器４６は、制御部２４からの信号によって、不図示の駆動機構によりＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動でき、生物試料を含有する培養液や反応試薬をピペット４７を介してウェルプレート１４のウェルに注入できるように構成されている。生物試料や試薬を各ウェルに分注するときは、ＸＹ移動ステージ２２によってウェルプレート１４がＸ／Ｙ方向に移動する。なお、注入の際には、図示のように透過照明装置３８は光軸ＡＸ上から外される。
【００２１】
培養液等の注入作業が終了すると、注入器４６のピペット４７は上方に後退し、制御部２４からの信号によってシャッタ機構４０が作動して、開口４１ａに代わって透明基板４１ｂまたは遮光領域４１ｃが光軸ＡＸ上に位置する。透過像観察の場合は透明基板４１ｂが、蛍光像観察の場合は遮光領域４１ｃが光軸ＡＸ上に位置する。このとき、試料室１０の内部は、密閉容器２０に対しても、外界に対しても密閉された状態になる。
【００２２】
この状態で、試料室１０内は所定の温度、湿度及びガス濃度に保持された後、分析作業が開始される。
【００２３】
次に、本実施の形態の環境保持装置を用いた顕微鏡観察について説明する。透過像観察の場合は、透過照明装置３８が光軸ＡＸ上に復帰し、照明光が生物試料Ｓを照射する。生物試料Ｓを透過した光は、ウェルプレート１４を介して対物レンズ３１に入射する。対物レンズ３１に入射した光は、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５を通り、反射プリズム３６で反射され、撮像装置３７の撮像素子上に結像する。
【００２４】
顕微鏡装置３０において、制御部２４からの制御信号により、照明光源の輝度調整、各種フィルタの切り換え、観察倍率の切り換えおよび視野絞りの調整等の観察条件が設定される。撮像装置３７は、制御部２４からの制御信号により、ＣＣＤのゲイン、シャッタスピード、開口数等の撮影条件、照明装置との連動による撮影タイミングが設定される。
【００２５】
生物試料Ｓの顕微鏡画像データは、制御部２４を経由してＰＣ２５に送られ、顕微鏡画像としてディスプレイ上に表示される。ＰＣ２５は、顕微鏡画像を画像処理して表示することもできる。また、ＰＣ２５は、上記の観察条件、撮影条件等の制御データも必要に応じてディスプレイ上に表示することができる。
【００２６】
別のウェルに注入された生物試料Ｓを観察する場合は、制御部２４からの制御信号によって、ＸＹ移動ステージ２２によりウェルプレート１４をＸ／Ｙ方向に移動させる。ウェルプレート１４の移動や観察倍率の切り換えによって焦点位置がずれた場合には、焦準装置３２によって対物レンズ３１をＺ方向に移動させ、生物試料Ｓに対して焦点調整をすることができる。ステージの移動条件等の制御データも必要に応じてＰＣ２５のディスプレイ上に表示することができる。例えば、ＸＹ移動ステージ２２が基準位置からどれだけの距離にあるかを数値で表示すれば、各々のウェルに注入された生物試料Ｓを容易に特定できる。
【００２７】
蛍光像観察の場合は、励起光照明装置３３から射出した光は、調光フィルタ（不図示）、蛍光フィルタ装置３４を通り、対物レンズ３１の下方から入射する。対物レンズ３１に入射した光は、ウェルプレート１４を介して、蛍光物質が添加された生物試料Ｓに照射される。この励起光によって生物試料Ｓから蛍光が発する。蛍光は、ウェルプレート１４、対物レンズ３１、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５を通り、反射プリズム３６で反射され、撮像装置３７の撮像素子上に結像する。顕微鏡観察、画像データの処理、ステージの移動等に関しては、透過像観察でも蛍光像観察でも基本的に同様である。
【００２８】
以下、試料室１０内の環境調整方法について説明する。図５は、図１に示した環境保持装置１と環境制御装置５０と顕微鏡装置３０から構成される環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置に設定されている。図６は、環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置から移動した位置に設定されている。図５と図６はいずれも、図１に示した環境保持装置１に環境制御装置５０が接続された状態を示す図であり、図１〜４と同じ構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。また、制御部２４とＰＣ２５は図示を省略する。
【００２９】
環境制御装置５０は、所望の温度、湿度および組成のガスを生成し、このガスを試料室１０内へ循環させる装置である。すなわち、所定の条件に設定されたガス（気体）が試料室１０内へ送られる。環境制御装置５０は、加湿器５１、加熱器５２、送風機５３、温度／湿度センサー５４、ＣＯ２ガスセンサー５５、リザーブタンク６１および冷却器６２を有する。
【００３０】
加熱器５２は、ガス送出チューブ５６によって密閉容器２０の上板２１に配管接続されている。冷却器６２は、加湿器５１内に配置され、ガス吸入チューブ５７ａとＣＯ２ガスセンサー５５が介挿されているガス吸入チューブ５７ｂとによって、密閉容器２０の上板２１に配管接続されている。上板２１の配管接続箇所は、試料室１０へ連通している。加湿器５１は、ドレインチューブ５８によって除湿器６０に配管接続されている。加熱器５２と送風機５３との間から分岐する経路には電磁弁５９が設けられ、ＣＯ２ガスボンベ７０からガスを導入できるようになっている。
【００３１】
温度／湿度センサー５４は、試料室１０内の温度と湿度をモニタするために、密閉容器２０の上板２１の下面に取り付けられている。ＣＯ２ガスセンサー５５は、試料室１０内のＣＯ２ガス濃度をモニタするために、ガス吸入チューブ５７ｂの経路の途中に取り付けられている。各チューブには断熱処理が施されている。
【００３２】
ガス送出チューブ５６によって試料室１０へ供給されるガスは、次のようにしてガス組成、湿度および温度が調整される。ガス組成の調整は、ＣＯ２ガスセンサー５５の測定値をフィードバックして電磁弁５９の開放量を増減することにより行われる。湿度の調整は、温度／湿度センサー５４の測定値をフィードバックして、加湿器５１の超音波霧化素子への駆動電圧を増減することにより行われる。超音波霧化素子は、加湿器５１内の水から超音波振動によって水蒸気を発生させる。なお、加湿器５１内の水は、リザーブタンク６１からの供給によって常に一定量が確保されている。温度の調整は、温度／湿度センサー５４の測定値をフィードバックして、加熱器５２の電熱ヒーターに流す電流を増減することにより行われる。また、試料室１０へ供給されるガスの温度は、加熱器５２と冷却器６２を併用して調整することもできる。
【００３３】
このようにして調整されたガスは、例えば、３７℃−１００％ＲＨ、５％ＣＯ２であり、環境制御装置５０からガス送出チューブ５６によって試料室１０へ供給され、試料室１０からガス吸入チューブ５７ａ，５７ｂによって環境制御装置５０へ戻る。この循環経路の他に、非常に僅かな調整ガスは、密閉容器２０の上板２１と試料室１０の側板１５との隙間、あるいはウェルプレート１４と試料室１０の底板１６との隙間から密閉容器２０内に漏出する。漏出した調整ガスは、除湿器６０によって水分が分離され、水は、ドレインチューブ５８によって加湿器５１へ排出されるので、密閉容器２０内は、例えば、３７℃、５％ＣＯ２の乾燥した環境が維持される。除湿器６０として、ペルチエ素子を用いることができ、簡便な方法としてシリカゲルを用いてもよい。
【００３４】
循環経路上の調整ガスは、環境制御装置５０によって再び所定の温度、湿度およびガス組成の空気として試料室１０内に送り込まれる。これにより、試料室１０内は常に所定の環境に維持され、生物試料Ｓの観察や分析ができる。試料室１０は、密閉容器２０に収納されているので、調整ガスが外部に漏れる恐れもない。
【００３５】
続いて、図６を参照しながら、試料室１０が基準位置から移動した場合の本実施の形態の環境制御型分析装置について説明する。図６では、基準位置を対物レンズの光軸ＡＸとすると、試料室１０は、光軸ＡＸから距離ｄだけ左側に位置している。
【００３６】
試料室１０の長さをＬとし、ガス送出チューブ５６、ガス吸入チューブ５７ａ、ガス吸入チューブ５７ｂ、温度／湿度センサー５４の取り付け位置をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とすると、取り付け位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、いずれも長さＬの範囲に存在する。すなわち、試料室１０は、取り付け位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が試料室１０の開放面１０Ａ（図１）内に位置する範囲内で移動する。
【００３７】
このように、試料室１０が基準位置から移動した場合でも、移動の最中でも、調整ガスが流れる循環経路は静止したままである。従って、試料室１０の内部は常に所定の環境に保たれており、長時間安定して生物試料Ｓの観察や分析ができる。また、この実施の形態の装置では、密閉容器２０内の試料室１０のみが移動するので、ＸＹ移動ステージ装置２２やシャッタ機構４０の配線は不動であり、断線するおそれもないし、配管や配線類が駆動装置の駆動抵抗になることもない。
【００３８】
生物試料を観察する際には、試薬や培養液を試料に追加することがある。このような試薬や培養液の追加は注入器４６およびピペット４７で行われる。また、顕微鏡で観察する際には照明光を導入する透過窓を設ける必要がある。特に、注入器４６およびピペット４７を用いて試料に試薬等を注入するときは開口部により外気と通じるため、開口部の大きさは小さいことが望ましい。上記の本実施の形態の構成では、第１のチャンバー１０の開放面１０Ａの近傍に第２のチャンバー２０の上板２１があるため、注入用の開口部を上板２１の１箇所に設け、第１のチャンバー１０を移動させて各ウエルに試薬等を注入することができる。すなわち、幅広い試料に試薬等を注入する場合であっても、幅広い試料に合わせた大きな開口を設ける必要がない。
【００３９】
以下、本実施の形態の変形例について述べる。本実施の形態では、分析装置として顕微鏡装置３０を対象として説明したが、顕微鏡の代わりにフォトセンサを設けて、生物試料Ｓからの蛍光の強度や彩度を測定することもできる。また、その他の分析装置であってもよい。すなわち、試料を一定の環境に保持しながら試料の分析をするあらゆる分析装置に本発明を適用することができる。
【００４０】
また、分析装置全体を密閉容器２０内に収納してもよいし、分析装置の一部のみを収納してもよい。例えば、図１に示すように、顕微鏡装置３０の対物レンズ３１から蛍光フィルタ装置３４までの光学部材を密閉容器２０内に収納してもよい。この構成によれば、密閉容器２０の内容積を減少させることができ、コンパクト化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態の倒立顕微鏡を図７に示すような正立顕微鏡に代えることもできる。図７においては、図５と同一の構成要素には同一符号を付す。図７では、対物レンズ３１から撮像装置３７までの光学部材を密閉容器２０の上部に配設し、透過照明装置３８を試料室１０の下方に配設する。対物レンズ３１の鏡筒は密閉容器２０の上板にシール部材を介して挿入されている。試料室１０はＸＹ移動ステージ２２によりＸ，Ｙ方向に移動する。透過像観察をしない場合は、透過照明装置３８の光源をＯＦＦとする。正立顕微鏡を用いると、培養容器またはウェルプレートの底板を介さずに生物試料Ｓを直接観察することができる。
【００４２】
上記のように、環境保持装置の構成としては、第１のチャンバー１０内の温度・湿度・炭酸ガス濃度が制御された配管の導入部が固定部（第２のチャンバー２０の第１のチャンバーに近接する面（上板２１））に設けられることにより、第１のチャンバー１０内の環境が制御される。顕微鏡や分析装置を第１のチャンバー１０内の試料と同じ温度として観察するためには、第２のチャンバー２０を第１のチャンバー１０内と同じ温度にすることが望ましい。上記の実施の形態では、第２のチャンバーは密閉容器２０として例示されているが、温度の制御が達成されれば、必ずしも密閉される必要はない。一方、第２のチャンバー２０の周囲へ制御されたガスが漏出することを防止するためには第２のチャンバー２０を密閉構造とすることが好ましい。
【００４３】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００４４】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２００３年第３３５６３０号（２００３年９月２６日出願）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料、特に生物試料を保持、観察、分析する環境制御型分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バイオテクノロジーの著しい進展に伴い、生物試料をそのままの状態で観察や分析をしたり画像を記録したいという要望が高まっている。通常、生物試料は、「培地」と呼ばれる生息に必要な成分を含んだ液体中で３７℃程度の温度に保たれ、培地の周囲は、１００％に近い高湿度と５％の炭酸ガス濃度に保持される。そのための装置として、外部から試料室内に所定の温度、湿度および炭酸ガス濃度に調整された空気を流入させる装置が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の装置では、生物試料の異なる位置を観察するときは、顕微鏡を固定して、マイクロ滴定プレートを設置するチャンバーをＸ−Ｙテーブルにて水平移動させる。この場合、チャンバー内の湿度と炭酸ガス濃度を所定の値に保つ必要があるため、湿度が調節された空気や炭酸ガスをチャンバー内に送り込む配管をＸ−Ｙテーブル側に設置する必要が生じる。しかし、Ｘ−Ｙテーブルを移動させるときに、これらの配管は、Ｘ−Ｙテーブル移動の力学的抵抗になるという問題があり、また、屈曲動作の繰り返しにより切断するという恐れもある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によると、環境保持装置は、試料を保持し、開放面を有する第１のチャンバーと、第１のチャンバーを搭載して２次元移動する移動ステージと、第１のチャンバー内に所定の条件の気体を配管を介して導入する導入部を有し、第１のチャンバーの開放面を覆うように設けられた第１の面とを備え、第１の面は、移動ステージの移動に対して固定するように設けられ、第１のチャンバーの開放面は、移動ステージの移動により、第１の面に沿って２次元移動する。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の環境保持装置において、開放面を形成する第１のチャンバーの壁面の端部は、第１の面に近接しているのが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第１から２のいずれかの態様の環境保持装置において、移動ステージは、第１の面の導入部の位置が開放面内に位置する範囲内で移動するのが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第１から３のいずれかの態様の環境保持装置において、気体の所定の条件は、少なくとも、温度、湿度、組成のうち１つを含むのが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第４の態様の環境保持装置において、気体の組成は、空気と炭酸ガスとを含むのが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第１から５のいずれかの態様の環境保持装置において、第１の面は、部分的に開閉可能な開閉部を有するのが好ましい。
本発明の第７の態様によると、第６の態様の環境保持装置において、開閉部は、第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、開口を閉鎖する第２の状態とに切り替え可能であるのが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第６の態様の環境保持装置において、開閉部は、第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、開口を閉鎖する第２の状態と、第１のチャンバー内に透過窓部材を介して照明光を導入する第３の状態とに切り替え可能であるのが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第１から８のいずれかの態様の環境保持装置において、第１のチャンバーと移動ステージとを収納する第２のチャンバーをさらに備え、第１の面は、第２のチャンバーの外形を構成する面の１つであるのが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第９の態様の環境保持装置において、第１のチャンバーは、第１の開口部と該第１の開口部を開閉するシャッタとを有し、第２のチャンバーは、第１の開口部に対向する位置に、第２の開口部と該第２の開口部を開閉するシャッタとを有するのが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、環境制御型分析装置は、第１から１０のいずれかの態様の環境保持装置と、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１２の態様によると、環境制御型分析装置は、第８の態様の環境保持装置と、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、試料を挟んで分析装置の検出部と対向して設けられ、窓部材を介して試料を照明する透過照明装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１３の態様によると、環境制御型分析装置は、第９から１０のいずれかの態様の環境保持装置と、第２のチャンバー内に少なくとも一部が配置され、第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、配管および第１の面を介して第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
本発明の第１４の態様によると、第１３の態様の環境制御型分析装置において、第２のチャンバー内部を除湿するための除湿装置をさらに有するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上説明したように構成しているので、配管を動かすことなく試料を移動できる環境保持装置および配管を動かすことなく試料の各部位を分析できる環境制御型分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の上面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面図であり、シャッタ機構の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る環境保持装置の作用を説明するための構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置に設定されている。
【図６】本発明の実施の形態に係る環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置から移動した位置に設定されている。
【図７】本発明の実施の形態の変形例である正立顕微鏡を用いた環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による環境保持装置（環境保持槽）、および、この環境保持装置を使用する環境制御型分析装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、本実施の形態による環境制御型分析装置の構成を模式的に示す構成図である。図２は、本実施の形態による環境制御型分析装置の上面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ断面図であり、シャッタ機構の構成を示す図である。図４は、本実施の形態による環境制御型分析装置の作用を説明するための構成図である。図１〜４において、同じ構成部品には同一符号を付す。なお、説明の便宜上、図示のようにＸ，Ｙ，Ｚ直交座標で方向を表す。
【０００９】
本実施の形態による環境制御型分析装置は、試料を一定の環境に保持する環境保持装置１、試料を分析するための顕微鏡装置３０、環境保持装置１内の環境を制御する環境制御（調節）装置５０、および、これらの装置を制御する制御部２４、ＰＣ２５などから構成される。本発明は、特に、上記の環境保持装置１に特徴を有する。
【００１０】
図１を参照すると、本実施の形態の環境保持装置１は、第１のチャンバーである試料室１０が第２のチャンバーである密閉容器２０の中に収納された構成となっている。試料室１０内は、環境制御装置５０により所定の環境状態に維持される。この環境制御装置５０は、図５，６により後述する。
【００１１】
試料室１０は、天井部分の１面が開放面１０Ａで示されるように開放され、底板１１には開口１１Ａが形成されている。生物試料Ｓを保持する培養容器１２は、開口１１Ａを閉鎖するように底板１１上に載置される。試料室１０は、ＸＹ移動ステージ２２上に載置され、水平面に沿ってＸ方向とＹ方向に移動する。また、試料室１０の側面には、培養容器１２を出し入れしたり、試料室内部のメンテナンスをするための開閉窓１３が設けられている。
【００１２】
密閉容器２０は、試料室１０、ＸＹ移動ステージ２２および分析装置である顕微鏡装置３０の一部分を収納する容器である。試料室１０の開放面１０Ａは、密閉容器２０の外形を構成する壁面の１つである上板２１の下面２１Ａに対して平行に近接している。試料室１０が水平面に沿ってＸ／Ｙ方向に移動したときでも、試料室１０の開放面１０Ａと密閉容器２０の上板２１の下面２１Ａとは近接した平行状態を保っている。すなわち、開放面１０Ａを形成している試料室１０の側壁面（図５の側板１５等）の端部が密閉容器２０の上板２１の下面２１Ａと近接した状態を保ちながら、試料室１０は平行移動をする。また、密閉容器２０の上板２１は、開放面１０Ａを覆っている。
【００１３】
これにより、密閉容器２０の上板２１が試料室１０の開放面１０Ａをほぼ完全に閉塞しており、試料室１０の内部と密閉容器２０の内部とは常に独立して気密性が保持される。密閉容器２０は、顕微鏡装置３０に固定されており、ＸＹ移動ステージ２２により試料室１０がＸ／Ｙ方向に移動しても移動しないようになっている。すなわち、上板２１は、ＸＹ移動ステージ２２の移動に対して固定するように設けられている。また、密閉容器２０の側面には、培養容器１２を出し入れしたり、試料室や密閉容器の内部のメンテナンスをするための開閉窓２３が設けられ、上板２１には、後述するシャッタ機構４０が設けられている。
【００１４】
顕微鏡装置３０は、対物レンズ３１、焦準装置３２、励起光照明装置３３、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５、反射プリズム３６、撮像装置３７および透過照明装置３８を有する。対物レンズ３１は、焦準装置３２に保持され、光軸ＡＸの方向、すなわちＺ方向に移動する。透過照明装置３８は、密閉容器２０の上方に配置されている。
【００１５】
制御部２４は、配線を介して顕微鏡装置３０、シャッタ機構４０およびＸＹ移動ステージ２２に電気的に接続されている。また、制御部２４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２５に接続されている。制御部２４は、観察条件、撮影条件、ステージの移動条件等に関する各種のデータをＰＣ２５から取得し、制御信号として顕微鏡装置３０、開閉手段であるシャッタ機構４０およびＸＹ移動ステージ２２に出力する。また、制御部２４は、各種の制御データや画像データをＰＣ２５に出力する。
【００１６】
シャッタ機構４０は、図２及び図３に示されるように、円板状のホイール４１、回転軸４２、ギア４３、モーター４４およびカバー４５を有する。ホイール４１は回転軸４２に取り付けられ、ギア４３はモーター４４の回転軸に取り付けられ、ホイール４１とギア４３とは噛み合っている。ホイール４１には、第１のチャンバ内に生物試料を導入するための開口４１ａと、第１のチャンバーに照明光を導入するための透過窓部材である透明基板４１ｂとが設けられている。想像線で示される４１ｃは、開口も透明基板もない遮光領域である。
【００１７】
また、ホイール４１、回転軸４２、ギア４３およびモーター４４は、開口４５Ａが形成されたカバー４５に覆われている。ホイール４１は、第１のチャンバーを開口４１ａを介して外界に開放する第１の位置と、開口４１ａを閉鎖する第２の位置と、第１のチャンバー内に透過窓部材４１ｂを介して照明光を導入する第３の位置とに切り替えられる。すなわち、シャッタ機構４０は、第１のチャンバーを開口４１ａを介して外界に開放する第１の状態と、開口４１ａを閉鎖する第２の状態と、第１のチャンバー内に透過窓部材４１ｂを介して照明光を導入する第３の状態とに切り替えられる。
【００１８】
以下、図４を参照しながら、本実施の形態の環境保持装置の使用方法について説明する。図４では、図１に示した制御部２４とＰＣ２５の電気配線は図示が省略されている。
【００１９】
先ず、検体用ウェルプレート１４（図１の培養容器１２に対応）が開閉窓２３および開閉窓１３を順次通って試料室１０内にセットされる。開閉窓２３および開閉窓１３は、いずれも開口部にシャッタが設けられた構成である。ウェルプレート１４は、複数のウェルが配列して成る透明容器である。制御部２４からの信号によって、シャッタ機構４０のモーター４４が回転し、これに伴いギア４３が回転し、その回転力によりホイール４１が回転して、開口４１ａの中心が光軸ＡＸ上に位置する。このとき、試料室１０の内部は外界に対して開放された状態になる。この状態で、注入器４６のピペット４７は、開口４１ａに挿入され、ピペット４７の先端が試料室１０に達する。
【００２０】
注入器４６は、制御部２４からの信号によって、不図示の駆動機構によりＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動でき、生物試料を含有する培養液や反応試薬をピペット４７を介してウェルプレート１４のウェルに注入できるように構成されている。生物試料や試薬を各ウェルに分注するときは、ＸＹ移動ステージ２２によってウェルプレート１４がＸ／Ｙ方向に移動する。なお、注入の際には、図示のように透過照明装置３８は光軸ＡＸ上から外される。
【００２１】
培養液等の注入作業が終了すると、注入器４６のピペット４７は上方に後退し、制御部２４からの信号によってシャッタ機構４０が作動して、開口４１ａに代わって透明基板４１ｂまたは遮光領域４１ｃが光軸ＡＸ上に位置する。透過像観察の場合は透明基板４１ｂが、蛍光像観察の場合は遮光領域４１ｃが光軸ＡＸ上に位置する。このとき、試料室１０の内部は、密閉容器２０に対しても、外界に対しても密閉された状態になる。
【００２２】
この状態で、試料室１０内は所定の温度、湿度及びガス濃度に保持された後、分析作業が開始される。
【００２３】
次に、本実施の形態の環境保持装置を用いた顕微鏡観察について説明する。透過像観察の場合は、透過照明装置３８が光軸ＡＸ上に復帰し、照明光が生物試料Ｓを照射する。生物試料Ｓを透過した光は、ウェルプレート１４を介して対物レンズ３１に入射する。対物レンズ３１に入射した光は、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５を通り、反射プリズム３６で反射され、撮像装置３７の撮像素子上に結像する。
【００２４】
顕微鏡装置３０において、制御部２４からの制御信号により、照明光源の輝度調整、各種フィルタの切り換え、観察倍率の切り換えおよび視野絞りの調整等の観察条件が設定される。撮像装置３７は、制御部２４からの制御信号により、ＣＣＤのゲイン、シャッタスピード、開口数等の撮影条件、照明装置との連動による撮影タイミングが設定される。
【００２５】
生物試料Ｓの顕微鏡画像データは、制御部２４を経由してＰＣ２５に送られ、顕微鏡画像としてディスプレイ上に表示される。ＰＣ２５は、顕微鏡画像を画像処理して表示することもできる。また、ＰＣ２５は、上記の観察条件、撮影条件等の制御データも必要に応じてディスプレイ上に表示することができる。
【００２６】
別のウェルに注入された生物試料Ｓを観察する場合は、制御部２４からの制御信号によって、ＸＹ移動ステージ２２によりウェルプレート１４をＸ／Ｙ方向に移動させる。ウェルプレート１４の移動や観察倍率の切り換えによって焦点位置がずれた場合には、焦準装置３２によって対物レンズ３１をＺ方向に移動させ、生物試料Ｓに対して焦点調整をすることができる。ステージの移動条件等の制御データも必要に応じてＰＣ２５のディスプレイ上に表示することができる。例えば、ＸＹ移動ステージ２２が基準位置からどれだけの距離にあるかを数値で表示すれば、各々のウェルに注入された生物試料Ｓを容易に特定できる。
【００２７】
蛍光像観察の場合は、励起光照明装置３３から射出した光は、調光フィルタ（不図示）、蛍光フィルタ装置３４を通り、対物レンズ３１の下方から入射する。対物レンズ３１に入射した光は、ウェルプレート１４を介して、蛍光物質が添加された生物試料Ｓに照射される。この励起光によって生物試料Ｓから蛍光が発する。蛍光は、ウェルプレート１４、対物レンズ３１、蛍光フィルタ装置３４、第二対物レンズ３５を通り、反射プリズム３６で反射され、撮像装置３７の撮像素子上に結像する。顕微鏡観察、画像データの処理、ステージの移動等に関しては、透過像観察でも蛍光像観察でも基本的に同様である。
【００２８】
以下、試料室１０内の環境調整方法について説明する。図５は、図１に示した環境保持装置１と環境制御装置５０と顕微鏡装置３０から構成される環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置に設定されている。図６は、環境制御型分析装置の全体構成を模式的に示す構成図であり、試料室は基準位置から移動した位置に設定されている。図５と図６はいずれも、図１に示した環境保持装置１に環境制御装置５０が接続された状態を示す図であり、図１〜４と同じ構成部品には同一符号を付し、説明を省略する。また、制御部２４とＰＣ２５は図示を省略する。
【００２９】
環境制御装置５０は、所望の温度、湿度および組成のガスを生成し、このガスを試料室１０内へ循環させる装置である。すなわち、所定の条件に設定されたガス（気体）が試料室１０内へ送られる。環境制御装置５０は、加湿器５１、加熱器５２、送風機５３、温度／湿度センサー５４、ＣＯ２ガスセンサー５５、リザーブタンク６１および冷却器６２を有する。
【００３０】
加熱器５２は、ガス送出チューブ５６によって密閉容器２０の上板２１に配管接続されている。冷却器６２は、加湿器５１内に配置され、ガス吸入チューブ５７ａとＣＯ２ガスセンサー５５が介挿されているガス吸入チューブ５７ｂとによって、密閉容器２０の上板２１に配管接続されている。上板２１の配管接続箇所は、試料室１０へ連通している。加湿器５１は、ドレインチューブ５８によって除湿器６０に配管接続されている。加熱器５２と送風機５３との間から分岐する経路には電磁弁５９が設けられ、ＣＯ２ガスボンベ７０からガスを導入できるようになっている。
【００３１】
温度／湿度センサー５４は、試料室１０内の温度と湿度をモニタするために、密閉容器２０の上板２１の下面に取り付けられている。ＣＯ２ガスセンサー５５は、試料室１０内のＣＯ２ガス濃度をモニタするために、ガス吸入チューブ５７ｂの経路の途中に取り付けられている。各チューブには断熱処理が施されている。
【００３２】
ガス送出チューブ５６によって試料室１０へ供給されるガスは、次のようにしてガス組成、湿度および温度が調整される。ガス組成の調整は、ＣＯ２ガスセンサー５５の測定値をフィードバックして電磁弁５９の開放量を増減することにより行われる。湿度の調整は、温度／湿度センサー５４の測定値をフィードバックして、加湿器５１の超音波霧化素子への駆動電圧を増減することにより行われる。超音波霧化素子は、加湿器５１内の水から超音波振動によって水蒸気を発生させる。なお、加湿器５１内の水は、リザーブタンク６１からの供給によって常に一定量が確保されている。温度の調整は、温度／湿度センサー５４の測定値をフィードバックして、加熱器５２の電熱ヒーターに流す電流を増減することにより行われる。また、試料室１０へ供給されるガスの温度は、加熱器５２と冷却器６２を併用して調整することもできる。
【００３３】
このようにして調整されたガスは、例えば、３７℃−１００％ＲＨ、５％ＣＯ２であり、環境制御装置５０からガス送出チューブ５６によって試料室１０へ供給され、試料室１０からガス吸入チューブ５７ａ，５７ｂによって環境制御装置５０へ戻る。この循環経路の他に、非常に僅かな調整ガスは、密閉容器２０の上板２１と試料室１０の側板１５との隙間、あるいはウェルプレート１４と試料室１０の底板１６との隙間から密閉容器２０内に漏出する。漏出した調整ガスは、除湿器６０によって水分が分離され、水は、ドレインチューブ５８によって加湿器５１へ排出されるので、密閉容器２０内は、例えば、３７℃、５％ＣＯ２の乾燥した環境が維持される。除湿器６０として、ペルチエ素子を用いることができ、簡便な方法としてシリカゲルを用いてもよい。
【００３４】
循環経路上の調整ガスは、環境制御装置５０によって再び所定の温度、湿度およびガス組成の空気として試料室１０内に送り込まれる。これにより、試料室１０内は常に所定の環境に維持され、生物試料Ｓの観察や分析ができる。試料室１０は、密閉容器２０に収納されているので、調整ガスが外部に漏れる恐れもない。
【００３５】
続いて、図６を参照しながら、試料室１０が基準位置から移動した場合の本実施の形態の環境制御型分析装置について説明する。図６では、基準位置を対物レンズの光軸ＡＸとすると、試料室１０は、光軸ＡＸから距離ｄだけ左側に位置している。
【００３６】
試料室１０の長さをＬとし、ガス送出チューブ５６、ガス吸入チューブ５７ａ、ガス吸入チューブ５７ｂ、温度／湿度センサー５４の取り付け位置をそれぞれＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とすると、取り付け位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、いずれも長さＬの範囲に存在する。すなわち、試料室１０は、取り付け位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が試料室１０の開放面１０Ａ（図１）内に位置する範囲内で移動する。
【００３７】
このように、試料室１０が基準位置から移動した場合でも、移動の最中でも、調整ガスが流れる循環経路は静止したままである。従って、試料室１０の内部は常に所定の環境に保たれており、長時間安定して生物試料Ｓの観察や分析ができる。また、この実施の形態の装置では、密閉容器２０内の試料室１０のみが移動するので、ＸＹ移動ステージ装置２２やシャッタ機構４０の配線は不動であり、断線するおそれもないし、配管や配線類が駆動装置の駆動抵抗になることもない。
【００３８】
生物試料を観察する際には、試薬や培養液を試料に追加することがある。このような試薬や培養液の追加は注入器４６およびピペット４７で行われる。また、顕微鏡で観察する際には照明光を導入する透過窓を設ける必要がある。特に、注入器４６およびピペット４７を用いて試料に試薬等を注入するときは開口部により外気と通じるため、開口部の大きさは小さいことが望ましい。上記の本実施の形態の構成では、第１のチャンバー１０の開放面１０Ａの近傍に第２のチャンバー２０の上板２１があるため、注入用の開口部を上板２１の１箇所に設け、第１のチャンバー１０を移動させて各ウエルに試薬等を注入することができる。すなわち、幅広い試料に試薬等を注入する場合であっても、幅広い試料に合わせた大きな開口を設ける必要がない。
【００３９】
以下、本実施の形態の変形例について述べる。本実施の形態では、分析装置として顕微鏡装置３０を対象として説明したが、顕微鏡の代わりにフォトセンサを設けて、生物試料Ｓからの蛍光の強度や彩度を測定することもできる。また、その他の分析装置であってもよい。すなわち、試料を一定の環境に保持しながら試料の分析をするあらゆる分析装置に本発明を適用することができる。
【００４０】
また、分析装置全体を密閉容器２０内に収納してもよいし、分析装置の一部のみを収納してもよい。例えば、図１に示すように、顕微鏡装置３０の対物レンズ３１から蛍光フィルタ装置３４までの光学部材を密閉容器２０内に収納してもよい。この構成によれば、密閉容器２０の内容積を減少させることができ、コンパクト化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施の形態の倒立顕微鏡を図７に示すような正立顕微鏡に代えることもできる。図７においては、図５と同一の構成要素には同一符号を付す。図７では、対物レンズ３１から撮像装置３７までの光学部材を密閉容器２０の上部に配設し、透過照明装置３８を試料室１０の下方に配設する。対物レンズ３１の鏡筒は密閉容器２０の上板にシール部材を介して挿入されている。試料室１０はＸＹ移動ステージ２２によりＸ，Ｙ方向に移動する。透過像観察をしない場合は、透過照明装置３８の光源をＯＦＦとする。正立顕微鏡を用いると、培養容器またはウェルプレートの底板を介さずに生物試料Ｓを直接観察することができる。
【００４２】
上記のように、環境保持装置の構成としては、第１のチャンバー１０内の温度・湿度・炭酸ガス濃度が制御された配管の導入部が固定部（第２のチャンバー２０の第１のチャンバーに近接する面（上板２１））に設けられることにより、第１のチャンバー１０内の環境が制御される。顕微鏡や分析装置を第１のチャンバー１０内の試料と同じ温度として観察するためには、第２のチャンバー２０を第１のチャンバー１０内と同じ温度にすることが望ましい。上記の実施の形態では、第２のチャンバーは密閉容器２０として例示されているが、温度の制御が達成されれば、必ずしも密閉される必要はない。一方、第２のチャンバー２０の周囲へ制御されたガスが漏出することを防止するためには第２のチャンバー２０を密閉構造とすることが好ましい。
【００４３】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【００４４】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２００３年第３３５６３０号（２００３年９月２６日出願）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境保持装置であって、
試料を保持し、開放面を有する第１のチャンバーと、
前記第１のチャンバーを搭載して２次元移動する移動ステージと、
前記第１のチャンバー内に所定の条件の気体を配管を介して導入する導入部を有し、前記第１のチャンバーの開放面を覆うように設けられた第１の面とを備え、
前記第１の面は、前記移動ステージの移動に対して固定するように設けられ、
前記第１のチャンバーの開放面は、前記移動ステージの移動により、前記第１の面に沿って２次元移動する。
【請求項２】
請求項１に記載の環境保持装置において、
前記開放面を形成する前記第１のチャンバーの壁面の端部は、前記第１の面に近接している。
【請求項３】
請求項１から２のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記移動ステージは、前記第１の面の導入部の位置が前記開放面内に位置する範囲内で移動する。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記気体の所定の条件は、少なくとも、温度、湿度、組成のうち１つを含む。
【請求項５】
請求項４に記載の環境保持装置において、
前記気体の組成は、空気と炭酸ガスとを含む。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記第１の面は、部分的に開閉可能な開閉部を有する。
【請求項７】
請求項６に記載の環境保持装置において、
前記開閉部は、前記第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、前記開口を閉鎖する第２の状態とに切り替え可能である。
【請求項８】
請求項６に記載の環境保持装置において、
前記開閉部は、前記第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、前記開口を閉鎖する第２の状態と、前記第１のチャンバー内に透過窓部材を介して照明光を導入する第３の状態とに切り替え可能である。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記第１のチャンバーと前記移動ステージとを収納する第２のチャンバーをさらに備え、
前記第１の面は、前記第２のチャンバーの外形を構成する面の１つである。
【請求項１０】
請求項９に記載の環境保持装置において、
前記第１のチャンバーは、第１の開口部と該第１の開口部を開閉するシャッタとを有し、
前記第２のチャンバーは、前記第１の開口部に対向する位置に、第２の開口部と該第２の開口部を開閉するシャッタとを有する。
【請求項１１】
環境制御型分析装置であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の環境保持装置と、
前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１２】
環境制御型分析装置であって、
請求項８に記載の環境保持装置と、
前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記試料を挟んで前記分析装置の検出部と対向して設けられ、前記窓部材を介して前記試料を照明する透過照明装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１３】
環境制御型分析装置であって、
請求項９から１０のいずれかに記載の環境保持装置と、
前記第２のチャンバー内に少なくとも一部が配置され、前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１４】
請求項１３に記載の環境制御型分析装置において、
前記第２のチャンバー内部を除湿するための除湿装置をさらに有する。
【請求項１】
環境保持装置であって、
試料を保持し、開放面を有する第１のチャンバーと、
前記第１のチャンバーを搭載して２次元移動する移動ステージと、
前記第１のチャンバー内に所定の条件の気体を配管を介して導入する導入部を有し、前記第１のチャンバーの開放面を覆うように設けられた第１の面とを備え、
前記第１の面は、前記移動ステージの移動に対して固定するように設けられ、
前記第１のチャンバーの開放面は、前記移動ステージの移動により、前記第１の面に沿って２次元移動する。
【請求項２】
請求項１に記載の環境保持装置において、
前記開放面を形成する前記第１のチャンバーの壁面の端部は、前記第１の面に近接している。
【請求項３】
請求項１から２のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記移動ステージは、前記第１の面の導入部の位置が前記開放面内に位置する範囲内で移動する。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記気体の所定の条件は、少なくとも、温度、湿度、組成のうち１つを含む。
【請求項５】
請求項４に記載の環境保持装置において、
前記気体の組成は、空気と炭酸ガスとを含む。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記第１の面は、部分的に開閉可能な開閉部を有する。
【請求項７】
請求項６に記載の環境保持装置において、
前記開閉部は、前記第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、前記開口を閉鎖する第２の状態とに切り替え可能である。
【請求項８】
請求項６に記載の環境保持装置において、
前記開閉部は、前記第１のチャンバーを開口を介して外界に開放する第１の状態と、前記開口を閉鎖する第２の状態と、前記第１のチャンバー内に透過窓部材を介して照明光を導入する第３の状態とに切り替え可能である。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の環境保持装置において、
前記第１のチャンバーと前記移動ステージとを収納する第２のチャンバーをさらに備え、
前記第１の面は、前記第２のチャンバーの外形を構成する面の１つである。
【請求項１０】
請求項９に記載の環境保持装置において、
前記第１のチャンバーは、第１の開口部と該第１の開口部を開閉するシャッタとを有し、
前記第２のチャンバーは、前記第１の開口部に対向する位置に、第２の開口部と該第２の開口部を開閉するシャッタとを有する。
【請求項１１】
環境制御型分析装置であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の環境保持装置と、
前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１２】
環境制御型分析装置であって、
請求項８に記載の環境保持装置と、
前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記試料を挟んで前記分析装置の検出部と対向して設けられ、前記窓部材を介して前記試料を照明する透過照明装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１３】
環境制御型分析装置であって、
請求項９から１０のいずれかに記載の環境保持装置と、
前記第２のチャンバー内に少なくとも一部が配置され、前記第１のチャンバー内に保持された試料を分析する分析装置と、
前記第１のチャンバー内を所定の環境に保持するために、前記配管および前記第１の面を介して前記第１のチャンバーに接続される環境調節装置とを備える。
【請求項１４】
請求項１３に記載の環境制御型分析装置において、
前記第２のチャンバー内部を除湿するための除湿装置をさらに有する。
【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】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３１３２２
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【発行日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１４１７１（Ｐ２００５−５１４１７１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１３５３９
【国際出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【発行日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１３５３９
【国際出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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