細胞観察装置
細胞観察チェンバー３０と光学的観察手段７０とを備え、チェンバー３０は、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動することができるようにされ、光学的観察手段７０は、流路を通って移動する細胞をチェンバー３０の外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置１０において、チェンバー３０は、その一部がケーシング２０から露出するようにして、ケーシング２０内に収容され、光学的観察手段７０は、チェンバー３０の下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング２０内に収容されている。これにより、小型化され、移動が容易で、操作性が大きく改善された細胞観察装置が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、細胞観察装置に関し、細胞が自力で一定の方向に移動するか否かの判定、細胞が自力で一定の方向に移動する状態の観察、自力で一定の方向に移動した細胞の数の計測等のために使用される細胞観察装置において、特に装置の小型化と操作性の向上とを図った細胞観察装置に関する。この装置は、また、自力で一定の方向に移動する細胞の分離のためにも使用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞観察装置としては、種々のものが提案され、市販されているが、特に走化性因子による細胞の走化性または走化性因子阻害剤による細胞の走化性阻害を検出するに当たり、少量の細胞試料を用いて、細胞の自力に基づく動きを正確に、しかも、その過程を容易に観察、定量し得るようにした装置として、特開２００２−１５９２８７号公報、特開２００３−１８０３３６号公報等に記載されたものがある。これらのものにおいては、また、細胞の走化性を利用して、細胞を分離することも可能である。
【０００３】
上記公報に記載された細胞観察装置において、細胞観察チェンバー部分は、次のように構成されている。
図１８に図示されるように、その細胞観察チェンバー００は、底部中央に細胞の動きを観察する窓０１ｃを備えた円形の浅い皿状の底支持体０１と、底支持体０１の底部０１ａ上に載置されるガラス基板０８と、底支持体０１に装着されて、後述するカバー０４の底支持体０１へのねじ結合により、ガラス基板０８を上方から圧し、これを底部０１ａ上に固定する皿状の中間支持体０２と、中間支持体０２の底部中央に形成された矩形状の開口部０２ｃに嵌め込まれて、ガラス基板０８上に定置される基板０７およびパッキン部材０１０と、中間支持体０２の中央凹部に嵌め込まれて、基板０７をパッキン部材０１０を介して圧し、図示されない押しねじによりこれをガラス基板０８上に固定するブロック体０９と、底支持体０１にねじ結合により装着されて、ブロック体０９を上部から圧し、これを中間支持体０２内に固定するカバー０４とから成っている。基板０７は、シリコン単結晶素材から製作されている。
【０００４】
底支持体０１と中間支持体０２との結合は、底支持体０１の胴体部内周面に形成された雌ねじ０１ｄに、中間支持体０２の胴体部外周面に形成された雄ねじ０２ｄがねじ込まれることによって、さらに、底支持体０１とカバー０４とのねじ結合によってなされる。この底支持体０１とカバー０４とのねじ結合は、カバー０４の袖部内周面に形成された雌ねじ０４ａを、底支持体０１の外周面に形成された雄ねじ０１ｅにねじ込むことによってなされる。中間支持体０２は、そのフランジ部０２ｂの下面に形成されたガイドピン受孔０２ｆに底支持体０１の胴体部上面に立設された図示されないガイドピンが挿通されることによって、底支持体０１上に位置決めされる。また、ブロック体０９は、その底面に形成されたガイドピン受孔０９ａに中間支持体０２の底面に立設されたガイドピン０１３が挿通されることによって、中間支持体０２内に位置決めされる。
【０００５】
そして、これらの部品が一体に組み立てられて、使用される状態においては、基板０７とガラス基板０８との間に、少なくとも一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とが形成される。これらのウエルのうちの一方のウエルには、細胞浮遊溶液が入れられ、他方のウエルには、走化性因子含有溶液が入れられて、細胞が、走化性因子に反応して、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動する。その状態の観察や移動する細胞の数の計測が、窓０１ｃを通して顕微鏡観察により行なわれる。
【０００６】
基板０７とガラス基板０８との間に形成される一方のウエルへの細胞浮遊溶液の注入、他方のウエルへの走化性因子含有溶液の注入は、マイクロピペットを用いて、ブロック体０９、パッキン部材０１０、基板０７にそれぞれ形成された専用の通孔を連ねて行なわれる。底支持体０１、中間支持体０２、カバー０４を組み立てた後、底支持体０１に充填された各溶液が漏れないように、中間支持体０２とガラス基板０８との間には、Ｏリング０１１が介装されている。他方、パッキン部材０１０も、基板０７とブロック体０９との間にあって、両ウエルとそれらの間を結ぶ流路から溶液が漏れないようにするのに役立つ。
【０００７】
また、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動する細胞の状態の観察や、移動する細胞の数の計測を正確に行なうのには、これらの領域を満たしている細胞浮遊溶液や走化性因子含有溶液もしくはそれらを含む混合液の温度を、細胞の活動に適した温度に管理する必要がある。また、細胞の温度変化による反応等をより正確に計測、分析したいときにも、溶液の温度管理は必要である。そのために、この装置においては、細胞観察チェンバー００を図示されない発熱体から成る加熱部上に載置して、この加熱部の温度を所定の温度に管理しながら、底支持体０１の壁を通して間接的にこれらの溶液を加熱して、これらの溶液の温度が所定の温度になるように調整する温度調整装置が用いられている。
【０００８】
ところで、前記のようにして構成される細胞観察チェンバー００を用いて、走化性細胞の移動する状態の観察や移動する細胞の数の計測を窓０１ｃを通して顕微鏡観察により行なうに際しては、この顕微鏡内の光学系光軸を垂直にして行なっていたので、これら細胞観察チェンバー００、顕微鏡設備等を内蔵する細胞観察装置全体が大型化し、移動が煩瑣で、操作性において、なお改善すべき余地のあるものとなっていた。
【特許文献１】特開２００２−１５９２８７号公報
【特許文献２】特開２００３−０８８３５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１８０３３６号公報
【特許文献４】特開平１１−１１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願の発明は、従来の細胞観察装置が有する前記のような問題点を解決して、小型化され、移動が容易で、操作性が大きく改善された細胞観察装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明によれば、このような課題は、次のような細胞観察装置により解決される。すなわち、その細胞観察装置は、細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、前記細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、前記一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、前記一方のウエルから前記他方のウエルに前記流路を通って移動することができるようにされ、前記光学的観察手段は、前記流路を通って移動する細胞を、前記細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、前記細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が前記細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、前記ケーシング内に収容され、前記光学的観察手段は、前記細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、前記ケーシング内に収容されていることを特徴としている。
【００１１】
この細胞観察装置によれば、その光学的観察手段は、細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング内に収容されているので、ケーシングの全高寸法を大きく節約することができ、細胞観察装置を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができる。また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００１２】
好ましい実施形態では、その光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとから成る光学系を備え、対物レンズは、流路を通って移動する細胞を観察することができるように細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、光源は、流路を通って移動する細胞を光学系を通して照らし、これをカメラに視覚可能に撮像させるようにされる。
【００１３】
これにより、光学的観察手段は、その対物レンズが観察したい細胞が移動する流路の直下の位置に来るように移動し、位置合わせをして、そこの細胞を拡大し、視覚可能な映像としてカメラに撮像させ、この映像により細胞の移動の状態や数等を観察、計測することができるようにするので、細胞観察作業がきわめて容易になる。また、ハーフミラーを備えているので、光軸を任意の角度に変えることができ、細胞観察装置をさらに小型化することができる。
【００１４】
別の好ましい実施形態では、その細胞観察装置は、温度調整手段をさらに備え、該温度調整手段は、ケーシング内およびケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する手段をさらに有しているので、ケーシング内に収容される細胞観察装置を構成する個々の部品の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、細胞観察の精度をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したとおり、本願の発明によれば、細胞観察装置を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができ、また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００１６】
また、その光学的観察手段は、流路を通って移動する細胞を所望の大きさに拡大して、視覚可能にカメラに撮像させるとともに、細胞観察装置の操作、細胞の状態の観察、データの収納、処理、分析等にパソコンを使用することも可能なので、細胞観察作業がきわめて容易になり、机上作業も可能になる。
【００１７】
また、その細胞観察装置は、ケーシング内およびケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する温度調整手段を有しているので、ケーシング内に収容される細胞観察装置を構成する個々の部品およびケーシング本体の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、細胞観察の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願の発明の細胞観察チェンバーの作動原理を示す、ウエル、流路および通孔を含む装置ユニット部分の縦断面図である。
【図２】同下面図である。
【図３】同流路部分の拡大横断面図である。
【図４】同流路部分の下面図である。
【図５】同流路部分の縦断面図である。
【図６】本実施例の細胞観察チェンバーが適用される細胞走化性検出・走化性細胞分離装置の全体斜視図である。
【図７】本実施例の細胞観察チェンバーの全体斜視図である。
【図８】同平面図である。
【図９】同前側面図である。
【図１０】同右側面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。
【図１３】同細胞観察チェンバーの一部分解斜視図である。
【図１４】さらに分解を進めた同一部分解斜視図である。
【図１５】チェンバー内混合液の温度制御システムのブロック線図である。
【図１６】本実施例の細胞観察装置のケーシング内部の斜視図である。
【図１７】光学的観察手段の概略構成を模式的に示した図である。
【図１８】従来の細胞観察チェンバーの分解図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…細胞の流路、２（２Ａ、２Ｂ）…ウエル、３、３’、３−１、３−２…通孔、４、４’、４−１、４−２…通孔、５…溝、６…障壁、７…基板、８…ガラス基板、９…ブロック体、１０…細胞走化性検出・走化性細胞分離装置、２０…ケーシング、２１…水準器、２２…照度調整つまみ、２３…位置調整つまみ、２４…焦点調整ノブ、２５…底板、２６…支柱、２７…傾き調整手段、２８…据付け架台、２９…ねじ棒、３０…細胞観察チェンバー、３１…底支持体、３１ａ…底部、３１ｂ…胴体部、３１ｃ…窓、３２…中間支持体、３２ａ…底部、３２ｂ…フランジ部、３２ｃ…開口部、３３…カバーブロック体、３３ａ…底部、３３ｂ…フランジ部、３３ｃ…中央凹部、３３ｄ…通孔、３４…ガイドブロック体、３４ａ…中央膨大部、３４ｂ…アーム部、３４ｃ…通孔、３５…温度センサー、３５ａ…台座部分、３５ｂ…温度測定部、３６…カム操作レバー、３６ａ…脚部の端部、３６ｂ…カム溝、３７…カム操作レバー、３７ａ…脚部の端部、３７ｂ…カム溝、３８…支持軸、３９、４０、４１…ピン、４２、４３…Ｏリング、４４…パッキン部材、４５…液溜め室、４６、４７…ピン、５０…ノート型パソコン、６０…チェンバー内混合液温度制御システム、６１…コンピュータ、６２、６３…温度調節器、６４…加熱部、６５…温度センサー、６６…温度調節スイッチ、６７…切り替えスイッチ、６８…リレー、６９…ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、７０…光学的観察手段（光学系もしくは光学系とカメラとの組合せ）、７１…第１ステージ、７２…リニアガイド、７３…第２ステージ、７４…リニアガイド、７５…モータ（ステッピングモータ）、７６…ねじ棒、８０…光学系、８１…光源、８２…反射鏡、８３…ハーフミラー、８４…反射鏡、８５…対物レンズ、８６…カメラ、８７…取付け台、８８…リニアガイド、８９…ねじ棒、９０…ファン、１００…ノイズフィルタ、１１０…制御回路部、１２０…コネクタ、１３０…電源部、１３１…電源ランプ、１３２、１３３…警報ランプ、ａ…中心線、Ｌ…液レベル。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動することができるようにされ、光学的観察手段は、流路を通って移動する細胞を、細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、ケーシング内に収容されるようにし、光学的観察手段は、細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング内に収容されるようにする。
【００２１】
光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとからなる光学系を備え、対物レンズは、流路を通って移動する細胞を観察することができるように細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、光源は、流路を通って移動する細胞を光学系を通して照らし、これをカメラに視覚可能に撮像させるようにする。
【００２２】
細胞観察装置には、さらに、温度調整手段を具備せしめ、この温度調整手段は、ウエルと流路とを満たしている溶液を所定の温度に調整するとともに、ケーシング内の雰囲気を所定の温度に調整する機能を有するものとする。
【００２３】
ケーシングの上面には、温度調整手段による温度制御のプログラムや細胞観察データ等を収納し、データを処理し、所望のデータをそのディスプレイ上に表示し得るパソコンを設置するとともに、ケーシングの下面には、ケーシングの傾きを調整する傾き調整手段を取り付ける。
【実施例】
【００２４】
次に、本願の発明の一実施例について説明する。
先ず、本願の発明の細胞観察装置の作動原理について説明する。
この細胞観察装置に内蔵される細胞観察チェンバーにおいては、複数のウエルが流路を挟んで結合し、互いに連通しており、それぞれのウエルには、試料を注入もしくは採取するための管およびおよび試料の注入もしくは採取によるウエル内の昇圧もしくは減圧を回避するための管の２本の管が設けられている。この管は、ブロックに形成された通孔により形成されてもよい。ここで、流路とは、２つのウエルを連通させている部分であり、一方のウエルから他方のウエルに細胞が移動するときに、細胞が通過する通路である。この装置によれば、試料を注入・採取する際、流路において相対するウエルに向かう方向の液流が生じにくく、流路の両端にあるウエルの液体が互いに混ざり合うことがなく、その結果、細胞が専ら走化性因子の作用のみによって移動する場合を検出することができる。
【００２５】
図に基づいて、その原理を説明すると、図１および図２において、１は流路、２は細胞浮遊溶液や検体溶液等の試料を収納するウエルであり、一対のウエル２Ａ、２Ｂから成る。これらの試料は、マイクロピペット等により、ブロック体９に形成された通孔３を通じてウエル２に供給され、また、ウエル２から採取される。ウエル２の一方のウエル２Ａに細胞浮遊溶液を入れたとき、細胞は、他方のウエル２Ｂに入れられた検体溶液が走化性因子を含むもの（走化性因子含有溶液）である場合には、ウエル２Ｂに向かって移動しようとし、流路１を通過する。
【００２６】
試料の１つである細胞浮遊溶液を、マイクロピペット等により、通孔３を通じてウエル２Ａに供給する際、注入する液圧により、細胞が流路１を通過して反対側のウエル２Ｂに移動してしまうことが生じる。この事態が生ずると、細胞の移動が検体の有する走化性因子によるのか否かの判定に混乱を与える要因になるとともに、細胞の分離を目的とする場合には、所望の細胞に他の細胞が混入してしまうことになり、目的が達せられないことになる。この問題点を解決するために、この装置においては、通孔３に加わる注入圧を通孔４の方に逃がし、流路１に向かって細胞が強制的に流されることを防止している。
【００２７】
同様に、検体溶液を、マイクロピペット等により、通孔３を通じてウエル２Ｂに供給する際にも、注入する液圧により、検体溶液が流路１を通過して反対側のウエル２Ａに入り、細胞浮遊溶液と混合する事態が生じ、細胞がその走化性により流路１を通過する現象が混乱ないし阻害される。このような事態の発生を防止するために、検体を収納するウエル２Ｂにおいても、通孔４を設けるようにしている。
【００２８】
このようにして、試料を注入する通孔３に連通する通孔４を設けることにより、水平方向への液圧の影響を最小にすることができ、検体溶液が走化性を有するか否かの判定をより正確に行なうことができる。通孔４による圧力差の緩和作用は、ウエルから細胞などの試料を採取する際の減圧を緩和する上でも有効であり、試料の採取を容易にする。
【００２９】
本細胞観察チェンバーにおいて、ウエル２に試料を注入する場合を、図１により説明すると、予め各ウエル２Ａ、２Ｂおよび流路１を細胞等張液で満たしておき、ウエル２Ａの通孔３から細胞浮遊溶液を、ウエル２Ｂの通孔３から走化性因子含有溶液を、それぞれ略等量ずつ注入する。このようにすることにより、試料注入時の昇圧は、通孔４により緩和される。
【００３０】
流路１は、図３ないし図５に図示されるように、ウエル２Ａからウエル２Ｂに、もしくはその逆に向かう方向と直交する方向に走る障壁６に、ウエル２Ａからウエル２Ｂに、もしくはその逆に向かう方向に沿わせて形成された１本ないし複数本、例えば、約１００本の溝５により構成されている。これらの溝５は、細胞の径もしくはその変形能に合わせた幅に形成される。このような溝５を設けることによって、細胞を個々のレベルで観察することが可能になり、また、細胞を所望の種類毎に分離することが可能になる。なお、図１ないし図３における符号７ａは、ウエル２Ａとウエル２Ｂとの間に形成される土手を示し、図３および図４における符号７ｂは、土手７ａに形成されるテラスを示している。テラス７ｂは、障壁６を囲む平坦部である。
【００３１】
細胞が流路１を移動する状態の観察、流路１を通過中もしくは通過後の細胞数の計測は、図３に図示されるように、流路１に観察手段、例えば、顕微鏡または、後述するように、顕微鏡とビデオカメラあるいはＣＣＤカメラ（電荷結合素子カメラ）とを組み合わせた構造の光学的観察手段７０（図１７参照）をセットすることによって行なわれる。このような光学的観察手段７０を用いることにより、自動的に細胞が移動する経過を記録することができる。
【００３２】
以上に説明したような、通孔３、４をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成る装置を１ユニットとして、複数のユニットを集積させることにより、他種類の検体または他種類の細胞を対象として、同時に細胞の移動（走化性）の検出や走化性細胞の分離を行なうことができる装置を構成することができる。このような装置は、全体的に小型化されており、試料の処理を微量で行なうことができる。また、液体の注入・採取量のプログラム制御により、処理を自動化して行なうことが容易である。
【００３３】
以上に説明したような、通孔３、４をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成るユニットは、実際には、次のようにして製作される。
ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の内部形状は、シリコン単結晶素材から成る基板７の表面上に、既知の集積回路の製作技術を応用することによって形成することができる。このようにして、その表面上にウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の内部形状を写した凹凸形状が刻設された基板７をガラス基板８と対面させて、重ね合わせれば、それら両基板７、８の間にウエル２Ａ、２Ｂ、流路１が形成される。
【００３４】
基板７には、また、ウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに対応させて、細胞浮遊溶液もしくは走化性因子含有溶液を通す通孔３’が上下方向に貫通形成されているとともに、それらの溶液をウエル２Ａ、ウエル２Ｂに注入もしくはそこから採取するに際して生ずる昇圧、降圧を緩和させるための通孔４’が、通孔３’と対にされて、上下方向に貫通形成されている。これら一対の通孔３’、４’は、ウエル２Ａもしくはウエル２Ｂを介して連通しているとともに、ブロック体９に上下方向に貫通形成された通孔３、４にそれぞれ連通している。なお、基板７とブロック体９との間には、実際には、パッキンが介在させられて、それらの間の液封がなされるようになっている。
【００３５】
次に、前記したような、通孔３’、４’をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成るユニットが複数組み込まれて成る本実施例の細胞観察チェンバーについて、詳細に説明する。
先ず、本実施例の細胞観察チェンバーが適用される細胞観察装置の全体構造のあらましについて説明する。
【００３６】
図６に図示されるように、本実施例の細胞観察チェンバー３０が適用される細胞観察装置１０は、比較的高さの低い直方体形状のケーシング２０の上面からその一部が露出するようにして、細胞観察チェンバー３０が収納されている。また、そのケーシング２０の上面には、ノート型パソコン５０が取り外し可能に設置または載置されており、このノート型パソコン５０の作動により、細胞浮遊溶液等含有溶液の温度制御部に対する指令、同温度データや細胞観察データの解析、記録、ディスプレイ表示等が行なわれる。このディスプレイ表示には、細胞の実際の動きの映像表示も含まれる。
【００３７】
ケーシング２０の上面には、他に水準器２１が取り付けられており、装置１０の水平を常時監視することができる。そして、水平から変移している場合には、ケーシング２０の下面に取り付けられた傾き調整手段２７（図１６参照）の螺進量を調整することにより、水平を回復することができる。また、この傾き調整手段２７の螺進量を種々に調整することにより、装置１０を種々の角度に傾けることができ、細胞の走化性に及ぼす重力の影響による観察も可能になる。
【００３８】
ケーシング２０の前側面には、図６において右下方から左上方に向かって順に、光学的観察手段７０による細胞観察画像の明るさ（ライトの照度）調整つまみ２２、光学的観察手段７０の位置調整つまみ２３、焦点調整ノブ２４等が取り付けられている。後述するように、光学的観察手段７０の光軸は、ケーシング２０内において水平に延びるように配置されているので、ケーシング２０、牽いては装置１０の全高を低くすることができ、机上に置かれた本装置１０に対して、座位にて細胞走化性の検出、走化性細胞の分離、計数等の作業を行なうことができ、操作性が大きく改善される。ケーシング２０内の諸装置の配置構成については、後で詳細に説明される。
【００３９】
細胞観察チェンバー３０は、次のようにして構成されている。
図７は、本細胞観察チェンバー３０の全体斜視図、図８は、同平面図、図９は、同前側面図、図１０は、同右側面図、図１１は、図８のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、図１２は、図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図、図１３は、同細胞観察チェンバー３０の一部分解斜視図、図１４は、さらに分解を進めた同一部分解斜視図である。
【００４０】
図７〜図１０、図１３および図１４に図示されるように、本細胞観察チェンバー３０は、その外観および後述するカム操作レバー３６、３７の簡単な回動操作によるその一部分解から、次のようにして構成されていることが理解されるであろう。すなわち、最下段に配置される円形皿状の底支持体３１の上には、同じく円形皿状の中間支持体３２が装着され、中間支持体３２の上には、同じく円形皿状で、底部３３ａが比較的厚く、外周フランジ部３３ｂが比較的幅広のカバーブロック体３３が装着され、カバーブロック体３３の上には、該カバーブロック体３３の中央凹部３３ｃを跨ぎ、その中央膨大部３４ａを該中央凹部３３ｃに沈めるようにして、ガイドブロック体３４が装着され、カバーブロック体３３の上面には、温度センサー３５の台座部分３５ａが着座させられている。
【００４１】
そして、カバーブロック体３３は、カム操作レバー３６を回動することにより、中間支持体３２に上方から圧接され、これにより、中間支持体３２が、底支持体３１に上方から圧接されて、最終的には、カバーブロック体３３が、底支持体３１に装着される。また、中間支持体３２は、カム操作レバー３７を回動することにより、底支持体３１に上方から圧接されて、これに装着される。なお、実際の装着の順序は、中間支持体３２が底支持体３１に装着されてから、カバーブロック体３３が底支持体３１に装着されることになる。分解の場合には、この逆の順序になる。カバーブロック体３３は、従来の細胞観察チェンバー００（図１８参照）におけるブロック体０９とカバー０４とが合体されたものに相当している。
【００４２】
カム操作レバー３６、３７は、いずれも平面視コの字状をなしており、それらの両脚部の端部３６ａ、３７ａは、円形皿状の底支持体３１の胴体部３１ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置に植設された一対の支持軸３８の回りに回動自在に支持されている。また、それらの両脚部の端部３６ａ、３７ａは、正面視矩形状に膨大化されていて、それらの内面には、カム操作レバー３６については、カム溝３６ｂが、カム操作レバー３７については、カム溝３７ｂが、それぞれ湾曲状に形成されている（図１３、図１４参照）。
【００４３】
円形皿状のカバーブロック体３３の外周フランジ部３３ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置には、ピン４０が植設されている（図１４、図１１参照）。このピン４０は、カム操作レバー３６のカム溝３６ｂに嵌まり込んで、カム操作レバー３６が回動操作されるとき、カム溝３６ｂ内を滑動する。これにより、カバーブロック体３３は、その外周フランジ部３３ｂの下面が中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂの上面に上方から接近して、これに当接し、底支持体３１に装着される。また、カム操作レバー３６を逆に回動操作することにより、カバーブロック体３３は、底支持体３１から取り外される。カバーブロック体３３の外周フランジ部３３ｂと中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂとの間には、カバーブロック体３３が中間支持体３２に装着されたとき、これらの間に形成される内部空間から媒質が漏洩するのを防止するために、Ｏリング４２が介装されている。
【００４４】
同様に、円形皿状の中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置には、ピン４１が植設されている（図１１参照）。このピン４１は、カム操作レバー３７のカム溝３７ｂに嵌まり込んで、カム操作レバー３７が回動操作されるとき、カム溝３７ｂ内を滑動する。これにより、中間支持体３２は、その外周フランジ部３２ｂの下面が底支持体３１の胴体部３１ｂの上面に上方から接近して、これに当接し、底支持体３１に堅固に装着される。また、カム操作レバー３７を逆に回動操作することにより、中間支持体３２は、底支持体３１から取り外される。
【００４５】
ガイドブロック体３４の中央膨大部３４ａには、上下方向に貫通し、ガイドブロック体３４の長さ方向に一列に整列させられて、細い６個の通孔３４ｃが形成されている。これらの通孔３４ｃは、作業者が細胞浮遊溶液や検体溶液等の試料を含んだマイクロピペット（図示されず）の針先をチェンバー３０内に挿入し、また、そこから抜き出すときに、マイクロピペットの針先をガイドするとともに、マイクロピペットから吐出されたそれらの溶液を後述するウエル（このウエルは、前記した、一対のウエル２Ａ、２Ｂ（図１）のうちのいずれかのウエルと同じものである。）に導くのに役立つ。６個の通孔３４ｃの整列位置は、ガイドブロック体３４を平面視幅方向に二分する中心線ａから片方にわずかに変位させられている（図８参照）。
【００４６】
ガイドブロック体３４は、その中央膨大部３４ａを挟んだ両側のアーム部３４ｂ、３４ｂとカバーブロック体３３のフランジ部３３ｂとの間にピン３９が通されることにより、位置決めされて、フランジ部３３ｂ上に着脱自在に装着されている。したがって、ガイドブロック体３４は、これをカバーブロック体３３から取り外し、両側のアーム部３４ｂ、３４ｂの位置が入れ替わるように１８０度回転させて、反転前と同様にピン３９により位置決めすることにより、カバーブロック体３３のフランジ部３３ｂ上に再び着脱自在に装着することができる。このとき、６個の通孔３４ｃの整列位置は、反転前の整列位置と中心線ａに関して対称の位置にある。
【００４７】
カバーブロック体３３と中間支持体３２との間の円周方向の相対的な位置決めを行なうために、一対の位置決め用ピン４６ａ、４６ｂが、カバーブロック体３３と中間支持体３２とに跨がるようにして、それぞれに形成された孔内に通されている（図１２、図１４参照）。同様に、中間支持体３２と底支持体３１との間の円周方向の相対的な位置決めを行なうために、一対の位置決め用ピン４７ａ、４７ｂが、中間支持体３２と底支持体３１とに跨がるようにして、それぞれに形成された孔内に通されている（図１２参照）。ピン４６ａとピン４６ｂ、ピン４７ａとピン４７ｂは、それぞれ異なる径を持ち、組立時の組み間違いを未然に防止する機能を果している。
【００４８】
次に、本細胞観察チェンバー３０の内部構造について、詳細に説明する。
底支持体３１は、その底部３１ａの中央に、細胞の動きを観察する窓３１ｃが設けられている。また、その底面上には、透明なガラス基板８が載置されている。このガラス基板８は、中間支持体３２が底支持体３１に装着されたとき、中間支持体３２の底部３２ａにより底部３１ａに強く押し付けられて、そこに固定される。底部３２ａとガラス基板８との間には、それらの外周側に、Ｏリング４３が介装されており、これにより、それらの間に形成される内部空間から媒質が漏洩するのを防止するようになっている。
【００４９】
ガラス基板８の中央部の表面上には、基板７が載置されている。これらガラス基板８、基板７は、前記した、図１におけるガラス基板８、基板７と基本的に同じ構造の同じものである。したがって、基板７のガラス基板８と対向する側の表面上には、一対のウエル２Ａ、２Ｂと、これらを連通させる流路１の内部形状を写した凹凸形状が６ユニット分、刻設されており、これがガラス基板８と対面させられて、重ね合わされた状態においては、それら両基板７、８間に６ユニット分のウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の組合せ構造が形成される。
【００５０】
基板７には、また、前記のとおり、ウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに対応させて、細胞浮遊溶液もしくは走化性因子含有溶液を通す通孔３’が上下方向に貫通形成されているとともに、それらの溶液をウエル２Ａ、ウエル２Ｂに注入もしくはそこから採取するに際して生ずる昇圧、降圧を緩和させるための通孔４’が、通孔３’と対にされて、上下方向に貫通形成されている。これら一対の通孔３’、４’は、ウエル２Ａもしくはウエル２Ｂを介して連通している。
【００５１】
中間支持体３２の底部３２ａの中央部には、開口部３２ｃが形成されており、この開口部３２ｃには、底部３２ａの厚さよりもわずかに厚いパッキン部材４４が嵌め込まれ、そこから突出して、ガラス基板８上に載置された基板７を上方から圧し、これをガラス基板８に押し付けている。基板７は、非常に薄いので、図１１、図１２においては、ガラス基板８とパッキン部材４４とに挟まれた太い実線の線分として描かれている。基板７に形成される通孔３’、４’、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の形状は、これらの図においては、図示されていない。
【００５２】
このパッキン部材４４には、基板７に貫通形成された通孔３’、４’にそれぞれ連通する通孔３−１、４−１が、通孔３’、４’の総数と同じ数だけ、上下方向に貫通形成されている。通孔３’、４’は、それらの一対がウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに形成されているから、１ユニットについて合計４個の通孔が形成されていることになり、それが６ユニット分集積されるから、総計２４個の通孔（通孔３−１、４−１の群）が縦横に整列させられて形成されていることになる。通孔３−１は、図１１において、紙面と直交する奥方および手前側にあり、図示されていない。
【００５３】
なお、パッキン部材４４に貫通形成される通孔３−１、４−１は、必ずしも分離して別々に形成される必要はなく、通孔３−１が通孔４−１に合体させられてもよい。このようにしても、例えば、流下する溶液と上昇しようとする気体とが混じり合ってしまうことはなく、気体は、流下する溶液中を抜けて、その上の通孔４−２を通って排気されるから、ウエル内の昇圧を緩和する機能に支障は生じない。図１２には、このようにされたパッキン部材４４の構造が図示されている。また、そのためには、カバーブロック体３３に形成される通孔３−２、４−２の下端部をわずかな長さ切除して、そこに小さな空所を形成するようにすると、昇圧・降圧緩和の機能を一層確実に保持することができる（図１２中、通孔３−２、４−２直下の左右２つの小さな空白部参照）。
【００５４】
カバーブロック体３３が底支持体３１に装着されるとき、カバーブロック体３３の底部３３ａの下面は、パッキン部材４４の上面に当接して、これを圧する。したがって、基板７は、結局、パッキン部材４４を介してカバーブロック体３３により押圧されて、ガラス基板８上に固定されることになる。
【００５５】
カバーブロック体３３の底部３３ａの周縁寄りの１個所には、チェンバー３０内の混合液が中央凹部３３ｃに出入りするための比較的大径の通孔３３ｄが上下方向に貫通形成されている。また、底部３３ａの中央部には、パッキン部材４４に貫通形成された通孔３−１、４−１に連通する通孔３−２、４−２が、通孔３−１、４−１の総数と同じ数だけ、上下方向に貫通形成されている。これら底部３３ａの中央部に形成された通孔群のうち、ウエル２Ａ側に属する通孔４−２の６ユニット分、すなわち、ウエル２Ａ側に属する整列させられた６個の通孔４−２は、図８に図示される姿勢でカバーブロック体３３に装着されたガイドブロック体３４の６個の通孔３４ｃに１対１で対応して、それらの中心線を共有している。
【００５６】
ガイドブロック体３４を図８に図示される姿勢から１８０度回転させて、両側のアーム部３４ｂ、３４ｂの位置を入れ替えれば、今度は、ウエル２Ｂ側に属する整列させられた６個の通孔４−２が、ガイドブロック体３４の６個の通孔３４ｃに１対１で対応することになる。ガイドブロック体３４のこのような姿勢の転換は、例えば、マイクロピペットによる細胞浮遊溶液のウエル２Ａへの注入と、マイクロピペットによる走化性因子含有溶液のウエル２Ｂへの注入とが、引き続いて行なわれる場合に、採られることができる。
【００５７】
以上の説明から明らかなとおり、基板７に貫通形成された通孔３５、４５、パッキン部材４４に貫通形成された通孔３−１、４−１、カバーブロック体３３の底部３３ａに貫通形成された通孔３−２、４−２は、それぞれ互いに連通し合っており、このようにして連通し合う通孔４’、４−１、４−２から形成される１本の通孔集合体の６ユニット分は、図８に図示される姿勢でカバーブロック体３３に装着されたガイドブロック体３４に形成された６個の通孔３４ｃに１対１で対応して、それらの中心線を共有している（図１１、図１２参照）。なお、基板７に貫通形成された通孔３’、４’は、非常に微小であるので、図１１、図１２においては、図示されていない。通孔４−１、４−２から成る通孔の集合体は、図１における通孔４に相当している。
【００５８】
したがって、今、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１に細胞等張液が満たされ、ウエル２Ｂに走化性因子含有溶液が注入されているとし、ウエル２Ａにマイクロピペットにより細胞浮遊溶液を注入しようとするとき、マイクロピペットの針の先端を使用対称となるユニットのウエル２Ａに通ずる通孔３４ｃに挿入して、これにガイドさせながら所要深さまで進入させ、そこで細胞浮遊溶液を吐出すると、吐出された細胞浮遊溶液は、次いで、通孔４−２、４−１、４’を順次流下して、ウエル２Ａに到る。このとき、ウエル２Ａ内の圧力上昇は、通孔３’、３−１、３−２を経て外部に逃がすことができ、走化性因子含有溶液に反応する細胞の走化性に対する圧力変動の影響を最小限にすることができる。
【００５９】
ウエル２Ｂにマイクロピペットにより走化性因子含有溶液を注入しようとするときも、同じ要領にて行ない、マイクロピペットから吐出された走化性因子含有溶液を、今度は、ウエル２Ｂ側に属する通孔４−２、４−１、４’を順次流下させて、ウエル２Ｂに到らせることができる。
なお、通孔３−２、３−１、３’を溶液供給用通路として用い、通孔４’、４−１、４−２を圧力緩和用通路として用いることも可能である。
【００６０】
ウエル２Ａに供給された細胞浮遊溶液中の細胞は、ウエル２Ｂ内の走化性因子含有溶液に反応すると、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する。その状態および数を、細胞レベルで、窓３１ｃを通して顕微鏡により観察、計測することができる。
【００６１】
このようにして、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する細胞の走化性の検出、その性質を利用した細胞の分離などの作業を行なうのには、これらの領域を満たしている混合液の温度を、その細胞の活動に適した温度に管理する必要がある。また、細胞の温度変化による反応等をより正確に計測、分析したいときにも、混合液の温度管理は必要である。なお、ここで、これらの領域を満たしている混合液とは、細胞等張液と細胞浮遊溶液との混合液、細胞等張液と走化性因子含有溶液との混合液であり、両混合液の温度は、略等しい。
【００６２】
上記の目的のために、本実施例においては、図１５に図示されるように、２台の温度調整器６２、６３を用い、そのうちの１台目の温度調整器６２は、温度センサー３５を用いて混合液の温度を直接計測し、ヒータにより加熱される加熱部６４を、チェンバー３０をその上にセットした状態で、温度制御して、温度管理の精度を高める。また、２台目の温度調整器６３は、加熱部６４を事前に加熱しておき、混合液の温度が所望の温度に調節できるまでの時間を短縮できるようにする。この温度調整器６３は、また、加熱部６４の過熱防止の機能をも備えている。
【００６３】
温度センサー３５を用いて混合液の温度を直接計測するために、温度センサー３５の温度測定部３５ｂは、図１２に図示されるように、台座部分３５ａから下方に伸びて、混合液と同等の溶液で満たされた液溜め室４５内に直接沈められている。この液溜め室４５内の溶液は、加熱部６４による間接的な加熱を一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液と等しく受けて、その溶液の温度と等しい温度に昇温することができ、温度センサー３５は、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液の温度と略等しい温度を測定することができる。液溜め室４５内の溶液の液位レベルは、カバーブロック体３３の中央凹部３３ｃを満たしている混合液の液位レベルＬと略同等である。
【００６４】
液溜め室４５は、カバーブロック体３３の胴体部の外周壁の一部が上下方向に削り取られて形成された凹部が、中間支持体３２の内周壁により周囲を囲まれて形成されたものである。この液溜め室４５は、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１およびこれらに連通する領域から隔離されて設けられるのが望ましい。このために、液溜め室４５の下方部において、液溜め室４５がウエル２Ａ、２Ｂ、流路１およびこれらに連通する領域と接続する個所にパッキン（図示されず）を介装する。このようにすることにより、１台目の温度調整器６２の温度測定部３５ｂは、一対のウエル２Ａ、２Ｂや流路１内に満たされた細胞を含む溶液を汚染することなく、その溶液の温度を正確に測定することができる。
【００６５】
図１５に図示されるブロック線図により、チェンバー内混合液の温度制御システム６０について、さらに詳細に説明すると、先ず、温度調節スイッチ６６がＯＮにされ、切り替えスイッチ６７の予熱側がＯＮにされることにより、温度調整器６３による調節下での加熱部６４の予熱が開始される。この予熱は、加熱部６４の温度をセンサ６５により測定して、それをフィードバックしながら行なわれる。予熱温度の指定は、コンピュータ６１により行なわれる。このコンピュータ６１は、ノート型パソコン５０に内蔵されるものである。６９は、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）である。
【００６６】
加熱部６４の温度が所定の予熱温度に到達し、加熱部６４の上に細胞観察チェンバー３０が載置されると、切り替えスイッチ６７の加熱側がＯＮになるように切り替えられ、温度調整器６２による調節下での加熱部６４の加熱が開始される。この加熱は、チェンバー内混合液を所定の温度にまで加熱することを目的としており、チェンバー内混合液の温度をセンサ３５により測定して、それをフィードバックしながら行なわれる。加熱温度の指定は、コンピュータ６１により行なわれる。加熱部６４は、前記した予熱により、所定の温度にまで上昇しているので、この加熱により、チェンバー内混合液を所定の温度にまで加熱するのは、短時間で行なわれる。
【００６７】
チェンバー内混合液の温度が所定の温度に到達すると、温度調整器６２は、その温度を維持するように加熱部６４の加熱制御を行なう。何らかの原因、例えば、チェンバー３０が加熱部６４に接触していない、などにより、加熱部６４の温度が異常（例えば、４３°Ｃ）に上昇すると、温度調整器６３がリレー６８を作動させ、回路を遮断する。なお、温度調整器６２も、チェンバー内混合液の温度が異常（例えば、３８〜４０°Ｃ）に上昇すると、リレー６８を作動させ、回路を遮断するようになっている。
【００６８】
コンピュータ６１は、加熱部６４の温度、チェンバー内混合液の温度、センサ３５、６５の状態等を常時モニターし、ディスプレイに表示し、また、温度調整器６２、温度調整器６３に加熱温度、予熱温度の指定をそれぞれ行なう。
【００６９】
なお、ここで、本実施例の細胞観察チェンバー３０の実際の組立の手順について、詳細に説明しておく。
先ず、底支持体３１にガラス基板８を装着する。次いで、底支持体３１に中間支持体３２を嵌め合わせ、カム操作レバー３７を回動することにより、中間支持体３２を上方からＯリング４３を介して底支持体３１に圧接させて、これに装着する。これにより、媒質の漏洩が防止されて、これらの部品組立体に容器としての機能を持たせることができる。次いで、中間支持体３２の底部３２ａの中央部に形成された開口部３２ｃにガイドさせながら、基板７をガラス基板８上に載置し、底面部にパッキン部材４４が装着されたカバーブロック体３３を中間支持体３２に嵌め合わせ、カム操作レバー３６を回動することにより、パッキン部材４４を上方から基板７に圧接させるとともに、基板７をガラス基板８に圧接させる。同時に、カバーブロック体３３は、Ｏリング４２を介して中間支持体３２に圧接されて、底支持体３１に装着される。これにより、媒質の漏洩が防止され、これらの部品全体から成る組立体（細胞観察チェンバー３０）にも、容器としての機能を持たせることができる。
【００７０】
次に、図１６および図１７に図示される本実施例の細胞観察装置１０の内部構造について説明する。
図１６は、本実施例の細胞観察装置１０のケーシング２０内部の斜視図、図１７は、光学的観察手段の概略構成を模式的に示した図である。
【００７１】
本実施例の細胞観察装置１０のケーシング２０内には、前記のとおり、細胞観察チェンバー３０が、ケーシング２０の上面からその一部（溶液供給もしくは採取側の一部）が露出するようにして、ケーシング２０の一隅寄りに収容されている。この細胞観察チェンバー３０は、ケーシング２０内に設置された据付け架台２８の中央凹部内に沈められるようにして、そこにセットされ、必要に応じて容易に細胞観察チェンバー３０を交換することを可能にしている。
【００７２】
細胞観察チェンバー３０の下方には、光学的観察手段７０が設けられている。この光学的観察手段７０は、図１７に図示されるように、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズ８５と、２つの反射鏡８２、８４と、これらの反射鏡８２、８４の間に配置されたハーフミラー８３と、光源８１と、ＣＣＤカメラ８６とから成る光学系８０を備えており、１点鎖線で示されるその光軸は、対物レンズ８５を光が通過するわずかの部分で垂直をなすほかは、屈曲する部分を有しながらも、水平に延びている。この光学系８０は、顕微鏡にＣＣＤカメラ８６を組み合わせた構造から成るものである。
【００７３】
対物レンズ８５は、一対のウエル２Ａ、２Ｂを連通する流路１を通って移動する細胞を観察することができるように、細胞観察チェンバー３０の底支持体３１の底部３１ａ中央に設けられた窓３１ｃに近く、その直下に配置されている。
【００７４】
光源８１から発せられた光は、反射鏡８２、ハーフミラー８３、反射鏡８４により順次反射されて、対物レンズ８５に入り、ここを通過して、流路１にある細胞を照らす。このようにして明るく照らし出された細胞の姿は、対物レンズ８５により所定の大きさに拡大されて、反射鏡８４に入り、これにより反射されて、ハーフミラー８３に入る。そして、ここを真っ直ぐに通過して、カメラ８６により捕捉され、これにより視覚可能な像として撮像される。光源８１の照度の調節は、照度調整つまみ２２を操作することにより行なわれる。
【００７５】
カメラ８６は、取付け台８７上に固定されており、この取付け台８７は、後述する第２ステージ７３上に、リニアガイド８８に沿ってスライド可能に設置されている。そして、焦点調整ノブ２４を操作することにより、該焦点調整ノブ２４に連係するねじ棒８９と取付け台８７とのねじ結合を介して、ハーフミラー８３方向にスライド可能であり、これにより、カメラ８６の焦点調整が行なわれるようになっている。
【００７６】
カメラ８６により撮像された細胞の像は、デジタルデータ化されてパソコン５０に送られ、そこに収納・記憶されるとともに、必要に応じてパソコン５０のディスプレイ上に表示される。細胞の像の拡大度を変えるのには、対物レンズ８５が交換される。また、パソコン５０に内蔵されるズーム機能を用いて拡大・縮小することもできる。このようにして、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する細胞の状態および数を、細胞レベルで観察、計測することが可能になる。
【００７７】
光学的観察手段７０のベース（基台）をなす、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージは、次のようにして構成されている。
このステージは、図１７に図示されるように、第１ステージ７１と第２ステージ７３との２段構成から成る。第１ステージ７１は、リニアガイド７２に沿ってケーシング２０の底板２５に対してＸ方向にスライド可能に、底板２５上に設けられている。ここで、Ｘ方向とは、カメラ８６と反射鏡８４とを結ぶ光軸に直交する方向である。この第１ステージ７１のＸ方向へのスライドは、位置調整つまみ２３を操作することにより、該位置調整つまみ２３と一体のねじ棒２９と第１ステージ７１とのねじ結合を介して、行なわれる。
【００７８】
また、第２ステージ７３は、リニアガイド７４に沿って第１ステージ７１に対してＹ方向（Ｘ方向に直角の方向）にスライド可能に、第１ステージ７１上に設けられている。この第２ステージ７３のＹ方向へのスライドは、モータ（ステッピングモータ）７５の作動により、該モータ７５の回転軸と一体のねじ棒７６と第２ステージ７３とのねじ結合を介して、行なわれる。モータ７５の制御は、パソコン５０を介して行なうことができる。
【００７９】
なお、照度調整つまみ２２、位置調整つまみ２３、焦点調整ノブ２４により、照度の調整、ステージの位置調整、焦点の調整を行なっているが、それぞれの調整機能をパソコンのプログラムに内蔵し、プログラムスイッチやパソコンに付随のスイッチキーにより、これらの調整を行なうようにしてもよい。また、それぞれの動作機能は、モータなどの自動起動機器で動作されるほか、それぞれの調整部分に調整つまみを用意し、手動で調整するようにしてもよい。
【００８０】
ケーシング２０内には、また、チェンバー内混合液の温度制御システム６０の構成要素をなす第１の温度調整器６２と第２の温度調整器６３、ファン９０、ノイズフィルタ１００、制御回路部１１０、各種配線接続用のコネクタ１２０、電源部１３０等が収容されている。
【００８１】
これらのうち、温度制御システム６０は、前記のとおり、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液（混合液）を所定の温度に調整する手段（温度調整手段）をなす。ファン９０は、外気を取り入れ、ケーシング２０内に満遍なく流し、排出することにより、ケーシング２０内の雰囲気温度が出来るだけ均一になるようにする。制御回路部１１０は、コネクタ１２０を介してパソコン５０に接続されている。
【００８２】
図には示されていないが、ケーシング２０内には、さらに、ケーシング２０内の雰囲気を所定の温度に調整するための手段（温度調整手段）を設けてもよい。この手段は、ヒータと、雰囲気温度測定用センサと、温度調整器とを有し、パソコン５０に接続されて、ケーシング２０内雰囲気の加熱あるいは冷却を行ない、ケーシング２０内が一様な温度の雰囲気で満たされるようにすることも可能である。このようにすることにより、さらに、チャンバー３０内の混合液への外部の温度変化による影響を緩和し、所定の温度に維持することも可能になる。
【００８３】
ケーシング２０の下面の４隅部には、ケーシング２０の傾きを調整するための傾き調整手段２７が取り付けられている。この傾き調整手段２７は、座付きボルトのねじ部をケーシング２０の下面４隅部の各々に形成された雌ねじ部に螺合させることにより構成されているので、水準器２１によりケーシング２０の水平が崩れていることが発見されたとき、崩れている個所に対応する隅部に設けられている傾き調整手段２７を回動操作することにより、水平を回復することができる。また、細胞の走化性に及ぼす重力の影響を観察したいときには、対応する傾き調整手段２７を所定量回動操作して、ケーシング２０を所定の角度に傾斜させることにより、これを実行することができる。
【００８４】
ケーシング２０の前面の右上部には、電源ランプ１３１が設けられ、電源部１３０の入切状態が表示されるようになっている。また、警報ランプ１３２と１３３とが設けられている。警報ランプ１３２は、ヒーティングシステムに異常が発生した時に点灯する。例えば、ヒートプレートの温度がサーモスタットの設定温度を超えて高温（例えば、５２°Ｃ）となった時などに点灯する。また、警報ランプ１３３は、警報ランプ１３２で、例えば、さらに高温（例えば、９０°Ｃ）となった時などに点灯する。
ケーシング２０の底板２５上には、ケーシング２０の蓋板を支える支柱２６が複数本、適所に立設されている。
【００８５】
本実施例の細胞観察装置１０は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
光学的観察手段７０は、細胞観察チェンバー３０の下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング２０内に収容されているので、ケーシング２０の全高寸法を大きく節約することができ、細胞観察装置１０を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができる。また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００８６】
また、光学的観察手段７０は、その対物レンズ８５が観察したい細胞が移動する流路１の直下の位置に来るように移動し、位置合わせをして、そこの細胞を拡大し、視覚可能な映像としてカメラ８６に撮像させ、この映像により細胞の移動の状態や数を観察、計測することができるようにするので、細胞観察作業がきわめて容易になる。また、ハーフミラー８３を備えているので、これを反射鏡８４とカメラ８６との間、反射鏡８４と反射鏡８２との間に配置することにより、光軸を任意の角度に変えることができ、細胞観察装置１０をさらに小型化することができる。
【００８７】
また、細胞観察装置１０は、温度調整手段を備え、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液（混合液）やケーシング２０内の雰囲気を所定の温度に調整するので、細胞の活動に適した温度において、細胞の走化性を正確に検出することができ、細胞の走化性の温度による影響を正確に計測、分析することができ、また、ケーシング２０内に収容される、細胞観察装置１０を構成する個々の部品の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、これらにより、細胞観察の精度、深度を向上させることができる。
【００８８】
殊に、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液を所定の温度に調整する温度調整手段（温度制御システム６０）は、溶液の温度を直接に測定して、これを所定の温度になるように調整しているので、細胞観察の精度を一層向上させることができる。
【００８９】
さらに、ケーシング２０の上面には、温度調整手段による温度制御のプログラムや細胞観察データ等を収納し、データを処理し、所望のデータをそのディスプレイ上に表示し得るパソコン５０が設置可能とされているので、細胞観察装置１０の操作、細胞の状態の観察、データの収納、処理、分析等、一連の細胞観察作業が格段に容易になり、机上作業も可能になる。また、パソコン５０の設置スペースを節約することができ、細胞観察装置１０と一体に移動させることができるので、その移動も容易になる。
【００９０】
さらに、また、ケーシング２０の下面には、ケーシング２０の傾きを調整する傾き調整手段２７が取り付けられているので、重力が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、また、重力が細胞の走化性に及ぼす影響を正確に計測、分析することができる。
【００９１】
なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、細胞観察装置に関し、細胞が自力で一定の方向に移動するか否かの判定、細胞が自力で一定の方向に移動する状態の観察、自力で一定の方向に移動した細胞の数の計測等のために使用される細胞観察装置において、特に装置の小型化と操作性の向上とを図った細胞観察装置に関する。この装置は、また、自力で一定の方向に移動する細胞の分離のためにも使用されることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞観察装置としては、種々のものが提案され、市販されているが、特に走化性因子による細胞の走化性または走化性因子阻害剤による細胞の走化性阻害を検出するに当たり、少量の細胞試料を用いて、細胞の自力に基づく動きを正確に、しかも、その過程を容易に観察、定量し得るようにした装置として、特開２００２−１５９２８７号公報、特開２００３−１８０３３６号公報等に記載されたものがある。これらのものにおいては、また、細胞の走化性を利用して、細胞を分離することも可能である。
【０００３】
上記公報に記載された細胞観察装置において、細胞観察チェンバー部分は、次のように構成されている。
図１８に図示されるように、その細胞観察チェンバー００は、底部中央に細胞の動きを観察する窓０１ｃを備えた円形の浅い皿状の底支持体０１と、底支持体０１の底部０１ａ上に載置されるガラス基板０８と、底支持体０１に装着されて、後述するカバー０４の底支持体０１へのねじ結合により、ガラス基板０８を上方から圧し、これを底部０１ａ上に固定する皿状の中間支持体０２と、中間支持体０２の底部中央に形成された矩形状の開口部０２ｃに嵌め込まれて、ガラス基板０８上に定置される基板０７およびパッキン部材０１０と、中間支持体０２の中央凹部に嵌め込まれて、基板０７をパッキン部材０１０を介して圧し、図示されない押しねじによりこれをガラス基板０８上に固定するブロック体０９と、底支持体０１にねじ結合により装着されて、ブロック体０９を上部から圧し、これを中間支持体０２内に固定するカバー０４とから成っている。基板０７は、シリコン単結晶素材から製作されている。
【０００４】
底支持体０１と中間支持体０２との結合は、底支持体０１の胴体部内周面に形成された雌ねじ０１ｄに、中間支持体０２の胴体部外周面に形成された雄ねじ０２ｄがねじ込まれることによって、さらに、底支持体０１とカバー０４とのねじ結合によってなされる。この底支持体０１とカバー０４とのねじ結合は、カバー０４の袖部内周面に形成された雌ねじ０４ａを、底支持体０１の外周面に形成された雄ねじ０１ｅにねじ込むことによってなされる。中間支持体０２は、そのフランジ部０２ｂの下面に形成されたガイドピン受孔０２ｆに底支持体０１の胴体部上面に立設された図示されないガイドピンが挿通されることによって、底支持体０１上に位置決めされる。また、ブロック体０９は、その底面に形成されたガイドピン受孔０９ａに中間支持体０２の底面に立設されたガイドピン０１３が挿通されることによって、中間支持体０２内に位置決めされる。
【０００５】
そして、これらの部品が一体に組み立てられて、使用される状態においては、基板０７とガラス基板０８との間に、少なくとも一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とが形成される。これらのウエルのうちの一方のウエルには、細胞浮遊溶液が入れられ、他方のウエルには、走化性因子含有溶液が入れられて、細胞が、走化性因子に反応して、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動する。その状態の観察や移動する細胞の数の計測が、窓０１ｃを通して顕微鏡観察により行なわれる。
【０００６】
基板０７とガラス基板０８との間に形成される一方のウエルへの細胞浮遊溶液の注入、他方のウエルへの走化性因子含有溶液の注入は、マイクロピペットを用いて、ブロック体０９、パッキン部材０１０、基板０７にそれぞれ形成された専用の通孔を連ねて行なわれる。底支持体０１、中間支持体０２、カバー０４を組み立てた後、底支持体０１に充填された各溶液が漏れないように、中間支持体０２とガラス基板０８との間には、Ｏリング０１１が介装されている。他方、パッキン部材０１０も、基板０７とブロック体０９との間にあって、両ウエルとそれらの間を結ぶ流路から溶液が漏れないようにするのに役立つ。
【０００７】
また、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動する細胞の状態の観察や、移動する細胞の数の計測を正確に行なうのには、これらの領域を満たしている細胞浮遊溶液や走化性因子含有溶液もしくはそれらを含む混合液の温度を、細胞の活動に適した温度に管理する必要がある。また、細胞の温度変化による反応等をより正確に計測、分析したいときにも、溶液の温度管理は必要である。そのために、この装置においては、細胞観察チェンバー００を図示されない発熱体から成る加熱部上に載置して、この加熱部の温度を所定の温度に管理しながら、底支持体０１の壁を通して間接的にこれらの溶液を加熱して、これらの溶液の温度が所定の温度になるように調整する温度調整装置が用いられている。
【０００８】
ところで、前記のようにして構成される細胞観察チェンバー００を用いて、走化性細胞の移動する状態の観察や移動する細胞の数の計測を窓０１ｃを通して顕微鏡観察により行なうに際しては、この顕微鏡内の光学系光軸を垂直にして行なっていたので、これら細胞観察チェンバー００、顕微鏡設備等を内蔵する細胞観察装置全体が大型化し、移動が煩瑣で、操作性において、なお改善すべき余地のあるものとなっていた。
【特許文献１】特開２００２−１５９２８７号公報
【特許文献２】特開２００３−０８８３５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１８０３３６号公報
【特許文献４】特開平１１−１１８８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願の発明は、従来の細胞観察装置が有する前記のような問題点を解決して、小型化され、移動が容易で、操作性が大きく改善された細胞観察装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の発明によれば、このような課題は、次のような細胞観察装置により解決される。すなわち、その細胞観察装置は、細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、前記細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、前記一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、前記一方のウエルから前記他方のウエルに前記流路を通って移動することができるようにされ、前記光学的観察手段は、前記流路を通って移動する細胞を、前記細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、前記細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が前記細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、前記ケーシング内に収容され、前記光学的観察手段は、前記細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、前記ケーシング内に収容されていることを特徴としている。
【００１１】
この細胞観察装置によれば、その光学的観察手段は、細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング内に収容されているので、ケーシングの全高寸法を大きく節約することができ、細胞観察装置を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができる。また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００１２】
好ましい実施形態では、その光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとから成る光学系を備え、対物レンズは、流路を通って移動する細胞を観察することができるように細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、光源は、流路を通って移動する細胞を光学系を通して照らし、これをカメラに視覚可能に撮像させるようにされる。
【００１３】
これにより、光学的観察手段は、その対物レンズが観察したい細胞が移動する流路の直下の位置に来るように移動し、位置合わせをして、そこの細胞を拡大し、視覚可能な映像としてカメラに撮像させ、この映像により細胞の移動の状態や数等を観察、計測することができるようにするので、細胞観察作業がきわめて容易になる。また、ハーフミラーを備えているので、光軸を任意の角度に変えることができ、細胞観察装置をさらに小型化することができる。
【００１４】
別の好ましい実施形態では、その細胞観察装置は、温度調整手段をさらに備え、該温度調整手段は、ケーシング内およびケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する手段をさらに有しているので、ケーシング内に収容される細胞観察装置を構成する個々の部品の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、細胞観察の精度をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したとおり、本願の発明によれば、細胞観察装置を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができ、また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００１６】
また、その光学的観察手段は、流路を通って移動する細胞を所望の大きさに拡大して、視覚可能にカメラに撮像させるとともに、細胞観察装置の操作、細胞の状態の観察、データの収納、処理、分析等にパソコンを使用することも可能なので、細胞観察作業がきわめて容易になり、机上作業も可能になる。
【００１７】
また、その細胞観察装置は、ケーシング内およびケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する温度調整手段を有しているので、ケーシング内に収容される細胞観察装置を構成する個々の部品およびケーシング本体の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、細胞観察の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願の発明の細胞観察チェンバーの作動原理を示す、ウエル、流路および通孔を含む装置ユニット部分の縦断面図である。
【図２】同下面図である。
【図３】同流路部分の拡大横断面図である。
【図４】同流路部分の下面図である。
【図５】同流路部分の縦断面図である。
【図６】本実施例の細胞観察チェンバーが適用される細胞走化性検出・走化性細胞分離装置の全体斜視図である。
【図７】本実施例の細胞観察チェンバーの全体斜視図である。
【図８】同平面図である。
【図９】同前側面図である。
【図１０】同右側面図である。
【図１１】図８のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図である。
【図１３】同細胞観察チェンバーの一部分解斜視図である。
【図１４】さらに分解を進めた同一部分解斜視図である。
【図１５】チェンバー内混合液の温度制御システムのブロック線図である。
【図１６】本実施例の細胞観察装置のケーシング内部の斜視図である。
【図１７】光学的観察手段の概略構成を模式的に示した図である。
【図１８】従来の細胞観察チェンバーの分解図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…細胞の流路、２（２Ａ、２Ｂ）…ウエル、３、３’、３−１、３−２…通孔、４、４’、４−１、４−２…通孔、５…溝、６…障壁、７…基板、８…ガラス基板、９…ブロック体、１０…細胞走化性検出・走化性細胞分離装置、２０…ケーシング、２１…水準器、２２…照度調整つまみ、２３…位置調整つまみ、２４…焦点調整ノブ、２５…底板、２６…支柱、２７…傾き調整手段、２８…据付け架台、２９…ねじ棒、３０…細胞観察チェンバー、３１…底支持体、３１ａ…底部、３１ｂ…胴体部、３１ｃ…窓、３２…中間支持体、３２ａ…底部、３２ｂ…フランジ部、３２ｃ…開口部、３３…カバーブロック体、３３ａ…底部、３３ｂ…フランジ部、３３ｃ…中央凹部、３３ｄ…通孔、３４…ガイドブロック体、３４ａ…中央膨大部、３４ｂ…アーム部、３４ｃ…通孔、３５…温度センサー、３５ａ…台座部分、３５ｂ…温度測定部、３６…カム操作レバー、３６ａ…脚部の端部、３６ｂ…カム溝、３７…カム操作レバー、３７ａ…脚部の端部、３７ｂ…カム溝、３８…支持軸、３９、４０、４１…ピン、４２、４３…Ｏリング、４４…パッキン部材、４５…液溜め室、４６、４７…ピン、５０…ノート型パソコン、６０…チェンバー内混合液温度制御システム、６１…コンピュータ、６２、６３…温度調節器、６４…加熱部、６５…温度センサー、６６…温度調節スイッチ、６７…切り替えスイッチ、６８…リレー、６９…ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、７０…光学的観察手段（光学系もしくは光学系とカメラとの組合せ）、７１…第１ステージ、７２…リニアガイド、７３…第２ステージ、７４…リニアガイド、７５…モータ（ステッピングモータ）、７６…ねじ棒、８０…光学系、８１…光源、８２…反射鏡、８３…ハーフミラー、８４…反射鏡、８５…対物レンズ、８６…カメラ、８７…取付け台、８８…リニアガイド、８９…ねじ棒、９０…ファン、１００…ノイズフィルタ、１１０…制御回路部、１２０…コネクタ、１３０…電源部、１３１…電源ランプ、１３２、１３３…警報ランプ、ａ…中心線、Ｌ…液レベル。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、一方のウエルから他方のウエルに流路を通って移動することができるようにされ、光学的観察手段は、流路を通って移動する細胞を、細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、ケーシング内に収容されるようにし、光学的観察手段は、細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング内に収容されるようにする。
【００２１】
光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとからなる光学系を備え、対物レンズは、流路を通って移動する細胞を観察することができるように細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、光源は、流路を通って移動する細胞を光学系を通して照らし、これをカメラに視覚可能に撮像させるようにする。
【００２２】
細胞観察装置には、さらに、温度調整手段を具備せしめ、この温度調整手段は、ウエルと流路とを満たしている溶液を所定の温度に調整するとともに、ケーシング内の雰囲気を所定の温度に調整する機能を有するものとする。
【００２３】
ケーシングの上面には、温度調整手段による温度制御のプログラムや細胞観察データ等を収納し、データを処理し、所望のデータをそのディスプレイ上に表示し得るパソコンを設置するとともに、ケーシングの下面には、ケーシングの傾きを調整する傾き調整手段を取り付ける。
【実施例】
【００２４】
次に、本願の発明の一実施例について説明する。
先ず、本願の発明の細胞観察装置の作動原理について説明する。
この細胞観察装置に内蔵される細胞観察チェンバーにおいては、複数のウエルが流路を挟んで結合し、互いに連通しており、それぞれのウエルには、試料を注入もしくは採取するための管およびおよび試料の注入もしくは採取によるウエル内の昇圧もしくは減圧を回避するための管の２本の管が設けられている。この管は、ブロックに形成された通孔により形成されてもよい。ここで、流路とは、２つのウエルを連通させている部分であり、一方のウエルから他方のウエルに細胞が移動するときに、細胞が通過する通路である。この装置によれば、試料を注入・採取する際、流路において相対するウエルに向かう方向の液流が生じにくく、流路の両端にあるウエルの液体が互いに混ざり合うことがなく、その結果、細胞が専ら走化性因子の作用のみによって移動する場合を検出することができる。
【００２５】
図に基づいて、その原理を説明すると、図１および図２において、１は流路、２は細胞浮遊溶液や検体溶液等の試料を収納するウエルであり、一対のウエル２Ａ、２Ｂから成る。これらの試料は、マイクロピペット等により、ブロック体９に形成された通孔３を通じてウエル２に供給され、また、ウエル２から採取される。ウエル２の一方のウエル２Ａに細胞浮遊溶液を入れたとき、細胞は、他方のウエル２Ｂに入れられた検体溶液が走化性因子を含むもの（走化性因子含有溶液）である場合には、ウエル２Ｂに向かって移動しようとし、流路１を通過する。
【００２６】
試料の１つである細胞浮遊溶液を、マイクロピペット等により、通孔３を通じてウエル２Ａに供給する際、注入する液圧により、細胞が流路１を通過して反対側のウエル２Ｂに移動してしまうことが生じる。この事態が生ずると、細胞の移動が検体の有する走化性因子によるのか否かの判定に混乱を与える要因になるとともに、細胞の分離を目的とする場合には、所望の細胞に他の細胞が混入してしまうことになり、目的が達せられないことになる。この問題点を解決するために、この装置においては、通孔３に加わる注入圧を通孔４の方に逃がし、流路１に向かって細胞が強制的に流されることを防止している。
【００２７】
同様に、検体溶液を、マイクロピペット等により、通孔３を通じてウエル２Ｂに供給する際にも、注入する液圧により、検体溶液が流路１を通過して反対側のウエル２Ａに入り、細胞浮遊溶液と混合する事態が生じ、細胞がその走化性により流路１を通過する現象が混乱ないし阻害される。このような事態の発生を防止するために、検体を収納するウエル２Ｂにおいても、通孔４を設けるようにしている。
【００２８】
このようにして、試料を注入する通孔３に連通する通孔４を設けることにより、水平方向への液圧の影響を最小にすることができ、検体溶液が走化性を有するか否かの判定をより正確に行なうことができる。通孔４による圧力差の緩和作用は、ウエルから細胞などの試料を採取する際の減圧を緩和する上でも有効であり、試料の採取を容易にする。
【００２９】
本細胞観察チェンバーにおいて、ウエル２に試料を注入する場合を、図１により説明すると、予め各ウエル２Ａ、２Ｂおよび流路１を細胞等張液で満たしておき、ウエル２Ａの通孔３から細胞浮遊溶液を、ウエル２Ｂの通孔３から走化性因子含有溶液を、それぞれ略等量ずつ注入する。このようにすることにより、試料注入時の昇圧は、通孔４により緩和される。
【００３０】
流路１は、図３ないし図５に図示されるように、ウエル２Ａからウエル２Ｂに、もしくはその逆に向かう方向と直交する方向に走る障壁６に、ウエル２Ａからウエル２Ｂに、もしくはその逆に向かう方向に沿わせて形成された１本ないし複数本、例えば、約１００本の溝５により構成されている。これらの溝５は、細胞の径もしくはその変形能に合わせた幅に形成される。このような溝５を設けることによって、細胞を個々のレベルで観察することが可能になり、また、細胞を所望の種類毎に分離することが可能になる。なお、図１ないし図３における符号７ａは、ウエル２Ａとウエル２Ｂとの間に形成される土手を示し、図３および図４における符号７ｂは、土手７ａに形成されるテラスを示している。テラス７ｂは、障壁６を囲む平坦部である。
【００３１】
細胞が流路１を移動する状態の観察、流路１を通過中もしくは通過後の細胞数の計測は、図３に図示されるように、流路１に観察手段、例えば、顕微鏡または、後述するように、顕微鏡とビデオカメラあるいはＣＣＤカメラ（電荷結合素子カメラ）とを組み合わせた構造の光学的観察手段７０（図１７参照）をセットすることによって行なわれる。このような光学的観察手段７０を用いることにより、自動的に細胞が移動する経過を記録することができる。
【００３２】
以上に説明したような、通孔３、４をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成る装置を１ユニットとして、複数のユニットを集積させることにより、他種類の検体または他種類の細胞を対象として、同時に細胞の移動（走化性）の検出や走化性細胞の分離を行なうことができる装置を構成することができる。このような装置は、全体的に小型化されており、試料の処理を微量で行なうことができる。また、液体の注入・採取量のプログラム制御により、処理を自動化して行なうことが容易である。
【００３３】
以上に説明したような、通孔３、４をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成るユニットは、実際には、次のようにして製作される。
ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の内部形状は、シリコン単結晶素材から成る基板７の表面上に、既知の集積回路の製作技術を応用することによって形成することができる。このようにして、その表面上にウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の内部形状を写した凹凸形状が刻設された基板７をガラス基板８と対面させて、重ね合わせれば、それら両基板７、８の間にウエル２Ａ、２Ｂ、流路１が形成される。
【００３４】
基板７には、また、ウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに対応させて、細胞浮遊溶液もしくは走化性因子含有溶液を通す通孔３’が上下方向に貫通形成されているとともに、それらの溶液をウエル２Ａ、ウエル２Ｂに注入もしくはそこから採取するに際して生ずる昇圧、降圧を緩和させるための通孔４’が、通孔３’と対にされて、上下方向に貫通形成されている。これら一対の通孔３’、４’は、ウエル２Ａもしくはウエル２Ｂを介して連通しているとともに、ブロック体９に上下方向に貫通形成された通孔３、４にそれぞれ連通している。なお、基板７とブロック体９との間には、実際には、パッキンが介在させられて、それらの間の液封がなされるようになっている。
【００３５】
次に、前記したような、通孔３’、４’をそれぞれ備えたウエル２Ａ、２Ｂが流路１を介して連通されて成るユニットが複数組み込まれて成る本実施例の細胞観察チェンバーについて、詳細に説明する。
先ず、本実施例の細胞観察チェンバーが適用される細胞観察装置の全体構造のあらましについて説明する。
【００３６】
図６に図示されるように、本実施例の細胞観察チェンバー３０が適用される細胞観察装置１０は、比較的高さの低い直方体形状のケーシング２０の上面からその一部が露出するようにして、細胞観察チェンバー３０が収納されている。また、そのケーシング２０の上面には、ノート型パソコン５０が取り外し可能に設置または載置されており、このノート型パソコン５０の作動により、細胞浮遊溶液等含有溶液の温度制御部に対する指令、同温度データや細胞観察データの解析、記録、ディスプレイ表示等が行なわれる。このディスプレイ表示には、細胞の実際の動きの映像表示も含まれる。
【００３７】
ケーシング２０の上面には、他に水準器２１が取り付けられており、装置１０の水平を常時監視することができる。そして、水平から変移している場合には、ケーシング２０の下面に取り付けられた傾き調整手段２７（図１６参照）の螺進量を調整することにより、水平を回復することができる。また、この傾き調整手段２７の螺進量を種々に調整することにより、装置１０を種々の角度に傾けることができ、細胞の走化性に及ぼす重力の影響による観察も可能になる。
【００３８】
ケーシング２０の前側面には、図６において右下方から左上方に向かって順に、光学的観察手段７０による細胞観察画像の明るさ（ライトの照度）調整つまみ２２、光学的観察手段７０の位置調整つまみ２３、焦点調整ノブ２４等が取り付けられている。後述するように、光学的観察手段７０の光軸は、ケーシング２０内において水平に延びるように配置されているので、ケーシング２０、牽いては装置１０の全高を低くすることができ、机上に置かれた本装置１０に対して、座位にて細胞走化性の検出、走化性細胞の分離、計数等の作業を行なうことができ、操作性が大きく改善される。ケーシング２０内の諸装置の配置構成については、後で詳細に説明される。
【００３９】
細胞観察チェンバー３０は、次のようにして構成されている。
図７は、本細胞観察チェンバー３０の全体斜視図、図８は、同平面図、図９は、同前側面図、図１０は、同右側面図、図１１は、図８のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図、図１２は、図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線矢視断面図、図１３は、同細胞観察チェンバー３０の一部分解斜視図、図１４は、さらに分解を進めた同一部分解斜視図である。
【００４０】
図７〜図１０、図１３および図１４に図示されるように、本細胞観察チェンバー３０は、その外観および後述するカム操作レバー３６、３７の簡単な回動操作によるその一部分解から、次のようにして構成されていることが理解されるであろう。すなわち、最下段に配置される円形皿状の底支持体３１の上には、同じく円形皿状の中間支持体３２が装着され、中間支持体３２の上には、同じく円形皿状で、底部３３ａが比較的厚く、外周フランジ部３３ｂが比較的幅広のカバーブロック体３３が装着され、カバーブロック体３３の上には、該カバーブロック体３３の中央凹部３３ｃを跨ぎ、その中央膨大部３４ａを該中央凹部３３ｃに沈めるようにして、ガイドブロック体３４が装着され、カバーブロック体３３の上面には、温度センサー３５の台座部分３５ａが着座させられている。
【００４１】
そして、カバーブロック体３３は、カム操作レバー３６を回動することにより、中間支持体３２に上方から圧接され、これにより、中間支持体３２が、底支持体３１に上方から圧接されて、最終的には、カバーブロック体３３が、底支持体３１に装着される。また、中間支持体３２は、カム操作レバー３７を回動することにより、底支持体３１に上方から圧接されて、これに装着される。なお、実際の装着の順序は、中間支持体３２が底支持体３１に装着されてから、カバーブロック体３３が底支持体３１に装着されることになる。分解の場合には、この逆の順序になる。カバーブロック体３３は、従来の細胞観察チェンバー００（図１８参照）におけるブロック体０９とカバー０４とが合体されたものに相当している。
【００４２】
カム操作レバー３６、３７は、いずれも平面視コの字状をなしており、それらの両脚部の端部３６ａ、３７ａは、円形皿状の底支持体３１の胴体部３１ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置に植設された一対の支持軸３８の回りに回動自在に支持されている。また、それらの両脚部の端部３６ａ、３７ａは、正面視矩形状に膨大化されていて、それらの内面には、カム操作レバー３６については、カム溝３６ｂが、カム操作レバー３７については、カム溝３７ｂが、それぞれ湾曲状に形成されている（図１３、図１４参照）。
【００４３】
円形皿状のカバーブロック体３３の外周フランジ部３３ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置には、ピン４０が植設されている（図１４、図１１参照）。このピン４０は、カム操作レバー３６のカム溝３６ｂに嵌まり込んで、カム操作レバー３６が回動操作されるとき、カム溝３６ｂ内を滑動する。これにより、カバーブロック体３３は、その外周フランジ部３３ｂの下面が中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂの上面に上方から接近して、これに当接し、底支持体３１に装着される。また、カム操作レバー３６を逆に回動操作することにより、カバーブロック体３３は、底支持体３１から取り外される。カバーブロック体３３の外周フランジ部３３ｂと中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂとの間には、カバーブロック体３３が中間支持体３２に装着されたとき、これらの間に形成される内部空間から媒質が漏洩するのを防止するために、Ｏリング４２が介装されている。
【００４４】
同様に、円形皿状の中間支持体３２の外周フランジ部３２ｂの外周面上であって、その軸心に関して対称の位置には、ピン４１が植設されている（図１１参照）。このピン４１は、カム操作レバー３７のカム溝３７ｂに嵌まり込んで、カム操作レバー３７が回動操作されるとき、カム溝３７ｂ内を滑動する。これにより、中間支持体３２は、その外周フランジ部３２ｂの下面が底支持体３１の胴体部３１ｂの上面に上方から接近して、これに当接し、底支持体３１に堅固に装着される。また、カム操作レバー３７を逆に回動操作することにより、中間支持体３２は、底支持体３１から取り外される。
【００４５】
ガイドブロック体３４の中央膨大部３４ａには、上下方向に貫通し、ガイドブロック体３４の長さ方向に一列に整列させられて、細い６個の通孔３４ｃが形成されている。これらの通孔３４ｃは、作業者が細胞浮遊溶液や検体溶液等の試料を含んだマイクロピペット（図示されず）の針先をチェンバー３０内に挿入し、また、そこから抜き出すときに、マイクロピペットの針先をガイドするとともに、マイクロピペットから吐出されたそれらの溶液を後述するウエル（このウエルは、前記した、一対のウエル２Ａ、２Ｂ（図１）のうちのいずれかのウエルと同じものである。）に導くのに役立つ。６個の通孔３４ｃの整列位置は、ガイドブロック体３４を平面視幅方向に二分する中心線ａから片方にわずかに変位させられている（図８参照）。
【００４６】
ガイドブロック体３４は、その中央膨大部３４ａを挟んだ両側のアーム部３４ｂ、３４ｂとカバーブロック体３３のフランジ部３３ｂとの間にピン３９が通されることにより、位置決めされて、フランジ部３３ｂ上に着脱自在に装着されている。したがって、ガイドブロック体３４は、これをカバーブロック体３３から取り外し、両側のアーム部３４ｂ、３４ｂの位置が入れ替わるように１８０度回転させて、反転前と同様にピン３９により位置決めすることにより、カバーブロック体３３のフランジ部３３ｂ上に再び着脱自在に装着することができる。このとき、６個の通孔３４ｃの整列位置は、反転前の整列位置と中心線ａに関して対称の位置にある。
【００４７】
カバーブロック体３３と中間支持体３２との間の円周方向の相対的な位置決めを行なうために、一対の位置決め用ピン４６ａ、４６ｂが、カバーブロック体３３と中間支持体３２とに跨がるようにして、それぞれに形成された孔内に通されている（図１２、図１４参照）。同様に、中間支持体３２と底支持体３１との間の円周方向の相対的な位置決めを行なうために、一対の位置決め用ピン４７ａ、４７ｂが、中間支持体３２と底支持体３１とに跨がるようにして、それぞれに形成された孔内に通されている（図１２参照）。ピン４６ａとピン４６ｂ、ピン４７ａとピン４７ｂは、それぞれ異なる径を持ち、組立時の組み間違いを未然に防止する機能を果している。
【００４８】
次に、本細胞観察チェンバー３０の内部構造について、詳細に説明する。
底支持体３１は、その底部３１ａの中央に、細胞の動きを観察する窓３１ｃが設けられている。また、その底面上には、透明なガラス基板８が載置されている。このガラス基板８は、中間支持体３２が底支持体３１に装着されたとき、中間支持体３２の底部３２ａにより底部３１ａに強く押し付けられて、そこに固定される。底部３２ａとガラス基板８との間には、それらの外周側に、Ｏリング４３が介装されており、これにより、それらの間に形成される内部空間から媒質が漏洩するのを防止するようになっている。
【００４９】
ガラス基板８の中央部の表面上には、基板７が載置されている。これらガラス基板８、基板７は、前記した、図１におけるガラス基板８、基板７と基本的に同じ構造の同じものである。したがって、基板７のガラス基板８と対向する側の表面上には、一対のウエル２Ａ、２Ｂと、これらを連通させる流路１の内部形状を写した凹凸形状が６ユニット分、刻設されており、これがガラス基板８と対面させられて、重ね合わされた状態においては、それら両基板７、８間に６ユニット分のウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の組合せ構造が形成される。
【００５０】
基板７には、また、前記のとおり、ウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに対応させて、細胞浮遊溶液もしくは走化性因子含有溶液を通す通孔３’が上下方向に貫通形成されているとともに、それらの溶液をウエル２Ａ、ウエル２Ｂに注入もしくはそこから採取するに際して生ずる昇圧、降圧を緩和させるための通孔４’が、通孔３’と対にされて、上下方向に貫通形成されている。これら一対の通孔３’、４’は、ウエル２Ａもしくはウエル２Ｂを介して連通している。
【００５１】
中間支持体３２の底部３２ａの中央部には、開口部３２ｃが形成されており、この開口部３２ｃには、底部３２ａの厚さよりもわずかに厚いパッキン部材４４が嵌め込まれ、そこから突出して、ガラス基板８上に載置された基板７を上方から圧し、これをガラス基板８に押し付けている。基板７は、非常に薄いので、図１１、図１２においては、ガラス基板８とパッキン部材４４とに挟まれた太い実線の線分として描かれている。基板７に形成される通孔３’、４’、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１の形状は、これらの図においては、図示されていない。
【００５２】
このパッキン部材４４には、基板７に貫通形成された通孔３’、４’にそれぞれ連通する通孔３−１、４−１が、通孔３’、４’の総数と同じ数だけ、上下方向に貫通形成されている。通孔３’、４’は、それらの一対がウエル２Ａ、ウエル２Ｂのそれぞれに形成されているから、１ユニットについて合計４個の通孔が形成されていることになり、それが６ユニット分集積されるから、総計２４個の通孔（通孔３−１、４−１の群）が縦横に整列させられて形成されていることになる。通孔３−１は、図１１において、紙面と直交する奥方および手前側にあり、図示されていない。
【００５３】
なお、パッキン部材４４に貫通形成される通孔３−１、４−１は、必ずしも分離して別々に形成される必要はなく、通孔３−１が通孔４−１に合体させられてもよい。このようにしても、例えば、流下する溶液と上昇しようとする気体とが混じり合ってしまうことはなく、気体は、流下する溶液中を抜けて、その上の通孔４−２を通って排気されるから、ウエル内の昇圧を緩和する機能に支障は生じない。図１２には、このようにされたパッキン部材４４の構造が図示されている。また、そのためには、カバーブロック体３３に形成される通孔３−２、４−２の下端部をわずかな長さ切除して、そこに小さな空所を形成するようにすると、昇圧・降圧緩和の機能を一層確実に保持することができる（図１２中、通孔３−２、４−２直下の左右２つの小さな空白部参照）。
【００５４】
カバーブロック体３３が底支持体３１に装着されるとき、カバーブロック体３３の底部３３ａの下面は、パッキン部材４４の上面に当接して、これを圧する。したがって、基板７は、結局、パッキン部材４４を介してカバーブロック体３３により押圧されて、ガラス基板８上に固定されることになる。
【００５５】
カバーブロック体３３の底部３３ａの周縁寄りの１個所には、チェンバー３０内の混合液が中央凹部３３ｃに出入りするための比較的大径の通孔３３ｄが上下方向に貫通形成されている。また、底部３３ａの中央部には、パッキン部材４４に貫通形成された通孔３−１、４−１に連通する通孔３−２、４−２が、通孔３−１、４−１の総数と同じ数だけ、上下方向に貫通形成されている。これら底部３３ａの中央部に形成された通孔群のうち、ウエル２Ａ側に属する通孔４−２の６ユニット分、すなわち、ウエル２Ａ側に属する整列させられた６個の通孔４−２は、図８に図示される姿勢でカバーブロック体３３に装着されたガイドブロック体３４の６個の通孔３４ｃに１対１で対応して、それらの中心線を共有している。
【００５６】
ガイドブロック体３４を図８に図示される姿勢から１８０度回転させて、両側のアーム部３４ｂ、３４ｂの位置を入れ替えれば、今度は、ウエル２Ｂ側に属する整列させられた６個の通孔４−２が、ガイドブロック体３４の６個の通孔３４ｃに１対１で対応することになる。ガイドブロック体３４のこのような姿勢の転換は、例えば、マイクロピペットによる細胞浮遊溶液のウエル２Ａへの注入と、マイクロピペットによる走化性因子含有溶液のウエル２Ｂへの注入とが、引き続いて行なわれる場合に、採られることができる。
【００５７】
以上の説明から明らかなとおり、基板７に貫通形成された通孔３５、４５、パッキン部材４４に貫通形成された通孔３−１、４−１、カバーブロック体３３の底部３３ａに貫通形成された通孔３−２、４−２は、それぞれ互いに連通し合っており、このようにして連通し合う通孔４’、４−１、４−２から形成される１本の通孔集合体の６ユニット分は、図８に図示される姿勢でカバーブロック体３３に装着されたガイドブロック体３４に形成された６個の通孔３４ｃに１対１で対応して、それらの中心線を共有している（図１１、図１２参照）。なお、基板７に貫通形成された通孔３’、４’は、非常に微小であるので、図１１、図１２においては、図示されていない。通孔４−１、４−２から成る通孔の集合体は、図１における通孔４に相当している。
【００５８】
したがって、今、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１に細胞等張液が満たされ、ウエル２Ｂに走化性因子含有溶液が注入されているとし、ウエル２Ａにマイクロピペットにより細胞浮遊溶液を注入しようとするとき、マイクロピペットの針の先端を使用対称となるユニットのウエル２Ａに通ずる通孔３４ｃに挿入して、これにガイドさせながら所要深さまで進入させ、そこで細胞浮遊溶液を吐出すると、吐出された細胞浮遊溶液は、次いで、通孔４−２、４−１、４’を順次流下して、ウエル２Ａに到る。このとき、ウエル２Ａ内の圧力上昇は、通孔３’、３−１、３−２を経て外部に逃がすことができ、走化性因子含有溶液に反応する細胞の走化性に対する圧力変動の影響を最小限にすることができる。
【００５９】
ウエル２Ｂにマイクロピペットにより走化性因子含有溶液を注入しようとするときも、同じ要領にて行ない、マイクロピペットから吐出された走化性因子含有溶液を、今度は、ウエル２Ｂ側に属する通孔４−２、４−１、４’を順次流下させて、ウエル２Ｂに到らせることができる。
なお、通孔３−２、３−１、３’を溶液供給用通路として用い、通孔４’、４−１、４−２を圧力緩和用通路として用いることも可能である。
【００６０】
ウエル２Ａに供給された細胞浮遊溶液中の細胞は、ウエル２Ｂ内の走化性因子含有溶液に反応すると、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する。その状態および数を、細胞レベルで、窓３１ｃを通して顕微鏡により観察、計測することができる。
【００６１】
このようにして、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する細胞の走化性の検出、その性質を利用した細胞の分離などの作業を行なうのには、これらの領域を満たしている混合液の温度を、その細胞の活動に適した温度に管理する必要がある。また、細胞の温度変化による反応等をより正確に計測、分析したいときにも、混合液の温度管理は必要である。なお、ここで、これらの領域を満たしている混合液とは、細胞等張液と細胞浮遊溶液との混合液、細胞等張液と走化性因子含有溶液との混合液であり、両混合液の温度は、略等しい。
【００６２】
上記の目的のために、本実施例においては、図１５に図示されるように、２台の温度調整器６２、６３を用い、そのうちの１台目の温度調整器６２は、温度センサー３５を用いて混合液の温度を直接計測し、ヒータにより加熱される加熱部６４を、チェンバー３０をその上にセットした状態で、温度制御して、温度管理の精度を高める。また、２台目の温度調整器６３は、加熱部６４を事前に加熱しておき、混合液の温度が所望の温度に調節できるまでの時間を短縮できるようにする。この温度調整器６３は、また、加熱部６４の過熱防止の機能をも備えている。
【００６３】
温度センサー３５を用いて混合液の温度を直接計測するために、温度センサー３５の温度測定部３５ｂは、図１２に図示されるように、台座部分３５ａから下方に伸びて、混合液と同等の溶液で満たされた液溜め室４５内に直接沈められている。この液溜め室４５内の溶液は、加熱部６４による間接的な加熱を一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液と等しく受けて、その溶液の温度と等しい温度に昇温することができ、温度センサー３５は、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液の温度と略等しい温度を測定することができる。液溜め室４５内の溶液の液位レベルは、カバーブロック体３３の中央凹部３３ｃを満たしている混合液の液位レベルＬと略同等である。
【００６４】
液溜め室４５は、カバーブロック体３３の胴体部の外周壁の一部が上下方向に削り取られて形成された凹部が、中間支持体３２の内周壁により周囲を囲まれて形成されたものである。この液溜め室４５は、ウエル２Ａ、２Ｂ、流路１およびこれらに連通する領域から隔離されて設けられるのが望ましい。このために、液溜め室４５の下方部において、液溜め室４５がウエル２Ａ、２Ｂ、流路１およびこれらに連通する領域と接続する個所にパッキン（図示されず）を介装する。このようにすることにより、１台目の温度調整器６２の温度測定部３５ｂは、一対のウエル２Ａ、２Ｂや流路１内に満たされた細胞を含む溶液を汚染することなく、その溶液の温度を正確に測定することができる。
【００６５】
図１５に図示されるブロック線図により、チェンバー内混合液の温度制御システム６０について、さらに詳細に説明すると、先ず、温度調節スイッチ６６がＯＮにされ、切り替えスイッチ６７の予熱側がＯＮにされることにより、温度調整器６３による調節下での加熱部６４の予熱が開始される。この予熱は、加熱部６４の温度をセンサ６５により測定して、それをフィードバックしながら行なわれる。予熱温度の指定は、コンピュータ６１により行なわれる。このコンピュータ６１は、ノート型パソコン５０に内蔵されるものである。６９は、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）である。
【００６６】
加熱部６４の温度が所定の予熱温度に到達し、加熱部６４の上に細胞観察チェンバー３０が載置されると、切り替えスイッチ６７の加熱側がＯＮになるように切り替えられ、温度調整器６２による調節下での加熱部６４の加熱が開始される。この加熱は、チェンバー内混合液を所定の温度にまで加熱することを目的としており、チェンバー内混合液の温度をセンサ３５により測定して、それをフィードバックしながら行なわれる。加熱温度の指定は、コンピュータ６１により行なわれる。加熱部６４は、前記した予熱により、所定の温度にまで上昇しているので、この加熱により、チェンバー内混合液を所定の温度にまで加熱するのは、短時間で行なわれる。
【００６７】
チェンバー内混合液の温度が所定の温度に到達すると、温度調整器６２は、その温度を維持するように加熱部６４の加熱制御を行なう。何らかの原因、例えば、チェンバー３０が加熱部６４に接触していない、などにより、加熱部６４の温度が異常（例えば、４３°Ｃ）に上昇すると、温度調整器６３がリレー６８を作動させ、回路を遮断する。なお、温度調整器６２も、チェンバー内混合液の温度が異常（例えば、３８〜４０°Ｃ）に上昇すると、リレー６８を作動させ、回路を遮断するようになっている。
【００６８】
コンピュータ６１は、加熱部６４の温度、チェンバー内混合液の温度、センサ３５、６５の状態等を常時モニターし、ディスプレイに表示し、また、温度調整器６２、温度調整器６３に加熱温度、予熱温度の指定をそれぞれ行なう。
【００６９】
なお、ここで、本実施例の細胞観察チェンバー３０の実際の組立の手順について、詳細に説明しておく。
先ず、底支持体３１にガラス基板８を装着する。次いで、底支持体３１に中間支持体３２を嵌め合わせ、カム操作レバー３７を回動することにより、中間支持体３２を上方からＯリング４３を介して底支持体３１に圧接させて、これに装着する。これにより、媒質の漏洩が防止されて、これらの部品組立体に容器としての機能を持たせることができる。次いで、中間支持体３２の底部３２ａの中央部に形成された開口部３２ｃにガイドさせながら、基板７をガラス基板８上に載置し、底面部にパッキン部材４４が装着されたカバーブロック体３３を中間支持体３２に嵌め合わせ、カム操作レバー３６を回動することにより、パッキン部材４４を上方から基板７に圧接させるとともに、基板７をガラス基板８に圧接させる。同時に、カバーブロック体３３は、Ｏリング４２を介して中間支持体３２に圧接されて、底支持体３１に装着される。これにより、媒質の漏洩が防止され、これらの部品全体から成る組立体（細胞観察チェンバー３０）にも、容器としての機能を持たせることができる。
【００７０】
次に、図１６および図１７に図示される本実施例の細胞観察装置１０の内部構造について説明する。
図１６は、本実施例の細胞観察装置１０のケーシング２０内部の斜視図、図１７は、光学的観察手段の概略構成を模式的に示した図である。
【００７１】
本実施例の細胞観察装置１０のケーシング２０内には、前記のとおり、細胞観察チェンバー３０が、ケーシング２０の上面からその一部（溶液供給もしくは採取側の一部）が露出するようにして、ケーシング２０の一隅寄りに収容されている。この細胞観察チェンバー３０は、ケーシング２０内に設置された据付け架台２８の中央凹部内に沈められるようにして、そこにセットされ、必要に応じて容易に細胞観察チェンバー３０を交換することを可能にしている。
【００７２】
細胞観察チェンバー３０の下方には、光学的観察手段７０が設けられている。この光学的観察手段７０は、図１７に図示されるように、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズ８５と、２つの反射鏡８２、８４と、これらの反射鏡８２、８４の間に配置されたハーフミラー８３と、光源８１と、ＣＣＤカメラ８６とから成る光学系８０を備えており、１点鎖線で示されるその光軸は、対物レンズ８５を光が通過するわずかの部分で垂直をなすほかは、屈曲する部分を有しながらも、水平に延びている。この光学系８０は、顕微鏡にＣＣＤカメラ８６を組み合わせた構造から成るものである。
【００７３】
対物レンズ８５は、一対のウエル２Ａ、２Ｂを連通する流路１を通って移動する細胞を観察することができるように、細胞観察チェンバー３０の底支持体３１の底部３１ａ中央に設けられた窓３１ｃに近く、その直下に配置されている。
【００７４】
光源８１から発せられた光は、反射鏡８２、ハーフミラー８３、反射鏡８４により順次反射されて、対物レンズ８５に入り、ここを通過して、流路１にある細胞を照らす。このようにして明るく照らし出された細胞の姿は、対物レンズ８５により所定の大きさに拡大されて、反射鏡８４に入り、これにより反射されて、ハーフミラー８３に入る。そして、ここを真っ直ぐに通過して、カメラ８６により捕捉され、これにより視覚可能な像として撮像される。光源８１の照度の調節は、照度調整つまみ２２を操作することにより行なわれる。
【００７５】
カメラ８６は、取付け台８７上に固定されており、この取付け台８７は、後述する第２ステージ７３上に、リニアガイド８８に沿ってスライド可能に設置されている。そして、焦点調整ノブ２４を操作することにより、該焦点調整ノブ２４に連係するねじ棒８９と取付け台８７とのねじ結合を介して、ハーフミラー８３方向にスライド可能であり、これにより、カメラ８６の焦点調整が行なわれるようになっている。
【００７６】
カメラ８６により撮像された細胞の像は、デジタルデータ化されてパソコン５０に送られ、そこに収納・記憶されるとともに、必要に応じてパソコン５０のディスプレイ上に表示される。細胞の像の拡大度を変えるのには、対物レンズ８５が交換される。また、パソコン５０に内蔵されるズーム機能を用いて拡大・縮小することもできる。このようにして、流路１を通ってウエル２Ａからウエル２Ｂへと移動する細胞の状態および数を、細胞レベルで観察、計測することが可能になる。
【００７７】
光学的観察手段７０のベース（基台）をなす、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージは、次のようにして構成されている。
このステージは、図１７に図示されるように、第１ステージ７１と第２ステージ７３との２段構成から成る。第１ステージ７１は、リニアガイド７２に沿ってケーシング２０の底板２５に対してＸ方向にスライド可能に、底板２５上に設けられている。ここで、Ｘ方向とは、カメラ８６と反射鏡８４とを結ぶ光軸に直交する方向である。この第１ステージ７１のＸ方向へのスライドは、位置調整つまみ２３を操作することにより、該位置調整つまみ２３と一体のねじ棒２９と第１ステージ７１とのねじ結合を介して、行なわれる。
【００７８】
また、第２ステージ７３は、リニアガイド７４に沿って第１ステージ７１に対してＹ方向（Ｘ方向に直角の方向）にスライド可能に、第１ステージ７１上に設けられている。この第２ステージ７３のＹ方向へのスライドは、モータ（ステッピングモータ）７５の作動により、該モータ７５の回転軸と一体のねじ棒７６と第２ステージ７３とのねじ結合を介して、行なわれる。モータ７５の制御は、パソコン５０を介して行なうことができる。
【００７９】
なお、照度調整つまみ２２、位置調整つまみ２３、焦点調整ノブ２４により、照度の調整、ステージの位置調整、焦点の調整を行なっているが、それぞれの調整機能をパソコンのプログラムに内蔵し、プログラムスイッチやパソコンに付随のスイッチキーにより、これらの調整を行なうようにしてもよい。また、それぞれの動作機能は、モータなどの自動起動機器で動作されるほか、それぞれの調整部分に調整つまみを用意し、手動で調整するようにしてもよい。
【００８０】
ケーシング２０内には、また、チェンバー内混合液の温度制御システム６０の構成要素をなす第１の温度調整器６２と第２の温度調整器６３、ファン９０、ノイズフィルタ１００、制御回路部１１０、各種配線接続用のコネクタ１２０、電源部１３０等が収容されている。
【００８１】
これらのうち、温度制御システム６０は、前記のとおり、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液（混合液）を所定の温度に調整する手段（温度調整手段）をなす。ファン９０は、外気を取り入れ、ケーシング２０内に満遍なく流し、排出することにより、ケーシング２０内の雰囲気温度が出来るだけ均一になるようにする。制御回路部１１０は、コネクタ１２０を介してパソコン５０に接続されている。
【００８２】
図には示されていないが、ケーシング２０内には、さらに、ケーシング２０内の雰囲気を所定の温度に調整するための手段（温度調整手段）を設けてもよい。この手段は、ヒータと、雰囲気温度測定用センサと、温度調整器とを有し、パソコン５０に接続されて、ケーシング２０内雰囲気の加熱あるいは冷却を行ない、ケーシング２０内が一様な温度の雰囲気で満たされるようにすることも可能である。このようにすることにより、さらに、チャンバー３０内の混合液への外部の温度変化による影響を緩和し、所定の温度に維持することも可能になる。
【００８３】
ケーシング２０の下面の４隅部には、ケーシング２０の傾きを調整するための傾き調整手段２７が取り付けられている。この傾き調整手段２７は、座付きボルトのねじ部をケーシング２０の下面４隅部の各々に形成された雌ねじ部に螺合させることにより構成されているので、水準器２１によりケーシング２０の水平が崩れていることが発見されたとき、崩れている個所に対応する隅部に設けられている傾き調整手段２７を回動操作することにより、水平を回復することができる。また、細胞の走化性に及ぼす重力の影響を観察したいときには、対応する傾き調整手段２７を所定量回動操作して、ケーシング２０を所定の角度に傾斜させることにより、これを実行することができる。
【００８４】
ケーシング２０の前面の右上部には、電源ランプ１３１が設けられ、電源部１３０の入切状態が表示されるようになっている。また、警報ランプ１３２と１３３とが設けられている。警報ランプ１３２は、ヒーティングシステムに異常が発生した時に点灯する。例えば、ヒートプレートの温度がサーモスタットの設定温度を超えて高温（例えば、５２°Ｃ）となった時などに点灯する。また、警報ランプ１３３は、警報ランプ１３２で、例えば、さらに高温（例えば、９０°Ｃ）となった時などに点灯する。
ケーシング２０の底板２５上には、ケーシング２０の蓋板を支える支柱２６が複数本、適所に立設されている。
【００８５】
本実施例の細胞観察装置１０は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
光学的観察手段７０は、細胞観察チェンバー３０の下方に、その光軸が水平に延びるようにして、ケーシング２０内に収容されているので、ケーシング２０の全高寸法を大きく節約することができ、細胞観察装置１０を小型化し、軽量化して、移動し易いものとすることができる。また、その操作が容易となり、操作性を大きく改善することができる。
【００８６】
また、光学的観察手段７０は、その対物レンズ８５が観察したい細胞が移動する流路１の直下の位置に来るように移動し、位置合わせをして、そこの細胞を拡大し、視覚可能な映像としてカメラ８６に撮像させ、この映像により細胞の移動の状態や数を観察、計測することができるようにするので、細胞観察作業がきわめて容易になる。また、ハーフミラー８３を備えているので、これを反射鏡８４とカメラ８６との間、反射鏡８４と反射鏡８２との間に配置することにより、光軸を任意の角度に変えることができ、細胞観察装置１０をさらに小型化することができる。
【００８７】
また、細胞観察装置１０は、温度調整手段を備え、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液（混合液）やケーシング２０内の雰囲気を所定の温度に調整するので、細胞の活動に適した温度において、細胞の走化性を正確に検出することができ、細胞の走化性の温度による影響を正確に計測、分析することができ、また、ケーシング２０内に収容される、細胞観察装置１０を構成する個々の部品の温度変化が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、これらにより、細胞観察の精度、深度を向上させることができる。
【００８８】
殊に、一対のウエル２Ａ、２Ｂと流路１とを満たしている溶液を所定の温度に調整する温度調整手段（温度制御システム６０）は、溶液の温度を直接に測定して、これを所定の温度になるように調整しているので、細胞観察の精度を一層向上させることができる。
【００８９】
さらに、ケーシング２０の上面には、温度調整手段による温度制御のプログラムや細胞観察データ等を収納し、データを処理し、所望のデータをそのディスプレイ上に表示し得るパソコン５０が設置可能とされているので、細胞観察装置１０の操作、細胞の状態の観察、データの収納、処理、分析等、一連の細胞観察作業が格段に容易になり、机上作業も可能になる。また、パソコン５０の設置スペースを節約することができ、細胞観察装置１０と一体に移動させることができるので、その移動も容易になる。
【００９０】
さらに、また、ケーシング２０の下面には、ケーシング２０の傾きを調整する傾き調整手段２７が取り付けられているので、重力が細胞の走化性に及ぼす影響を一定にすることができ、また、重力が細胞の走化性に及ぼす影響を正確に計測、分析することができる。
【００９１】
なお、本願の発明は、以上の実施例に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、
前記細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、前記一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、前記一方のウエルから前記他方のウエルに前記流路を通って移動することができるようにされ、
前記光学的観察手段は、前記流路を通って移動する細胞を、前記細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、
前記細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が前記細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、前記ケーシング内に収容され、
前記光学的観察手段は、前記細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、前記ケーシング内に収容されている
ことを特徴とする細胞観察装置。
【請求項２】
前記光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとから成る光学系を備え、
前記対物レンズは、前記流路を通って移動する細胞を観察することができるように前記細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、
前記光源は、前記流路を通って移動する細胞を前記光学系を通して照らし、これを前記カメラに視覚可能に撮像させる
ことを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
【請求項３】
温度調整手段をさらに備え、
前記温度調整手段は、前記ケーシング内および前記ケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の細胞観察装置。
【請求項１】
細胞観察チェンバーと、光学的観察手段とを備え、
前記細胞観察チェンバーは、その内部に一対のウエルと、これらのウエルを連通する流路とを備え、前記一対のウエルのうちの一方のウエルに貯蔵された細胞浮遊溶液中の細胞が、他方のウエルに貯蔵された走化性因子含有溶液に反応して、前記一方のウエルから前記他方のウエルに前記流路を通って移動することができるようにされ、
前記光学的観察手段は、前記流路を通って移動する細胞を、前記細胞観察チェンバーの外部から光学的に観察することができるようにされて成る細胞観察装置において、
前記細胞観察チェンバーは、その溶液供給もしくは採取側が前記細胞観察装置のケーシングから一部露出するようにして、前記ケーシング内に収容され、
前記光学的観察手段は、前記細胞観察チェンバーの下方に、その光軸が水平に延びるようにして、前記ケーシング内に収容されている
ことを特徴とする細胞観察装置。
【請求項２】
前記光学的観察手段は、ＸＹ二次元平面上を移動可能なステージ上に、対物レンズと、複数の反射鏡と、ハーフミラーと、光源と、カメラとから成る光学系を備え、
前記対物レンズは、前記流路を通って移動する細胞を観察することができるように前記細胞観察チェンバーに設けられた窓に近く配置され、
前記光源は、前記流路を通って移動する細胞を前記光学系を通して照らし、これを前記カメラに視覚可能に撮像させる
ことを特徴とする請求項１に記載の細胞観察装置。
【請求項３】
温度調整手段をさらに備え、
前記温度調整手段は、前記ケーシング内および前記ケーシング本体の雰囲気を所定の温度に調整する手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の細胞観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５４４２５
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５９０１（Ｐ２００５−５１５９０１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７２９９
【国際出願日】平成１６年１１月１９日（２００４．１１．１９）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【出願人】（５００２０１４０６）株式会社 エフェクター細胞研究所 (12)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７２９９
【国際出願日】平成１６年１１月１９日（２００４．１１．１９）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【出願人】（５００２０１４０６）株式会社 エフェクター細胞研究所 (12)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]