観察用器具ホルダ
【課題】温度調節を行う場合であっても、熱変形が起こりにくく、温度むらが生じにくい、観察用器具ホルダを提供する。
【解決手段】試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダである。観察用器具を支持するホルダベースと、ホルダベース上に、観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備える。ホルダベースは、支持する観察用器具の試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有する構成となる。また、観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成される。熱伝導ブロックには、支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられる。
【解決手段】試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダである。観察用器具を支持するホルダベースと、ホルダベース上に、観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備える。ホルダベースは、支持する観察用器具の試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有する構成となる。また、観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成される。熱伝導ブロックには、支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物、細胞等の試料の観察に用いられる観察用器具を支持するホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物、細胞等（以下、単に細胞と称する）の培養を行う際に、ヒータなどを用いて温度調節することが行われている。ヒータ温度の設定値は、雰囲気温度、ヒータの配置箇所等の条件により異なる。細胞は、温度に敏感であるため、温度のムラを生じさせず、温度調節を行うことが重要である。細胞培養についての温度調節を行う技術には、以下の特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１では、予め、ヒータ温度の設定値に対する、細胞が入れられたセル内の温度を雰囲気温度ごとに測定して校正データとし、セル内の温度の目標値および雰囲気温度が与えられると、校正データからヒータ温度の設定値を得ている。また、特許文献１では、セル間にヒータ線を配置し、ヒータ線を設けた位置によって、ヒータ線の温度の設定値を変えている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９８５３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、ヒータ線をセル間に配置している。この技術では、セル自体について、または、複数のセルを有するケースについて、熱変形が生じる場合がある。しかし、細胞を培養する際の温度調節を行うことを目的としている場合には、この熱変形はそれほど問題にならない。
【０００６】
ところが、例えば、細胞を、顕微鏡を用いて観察する場合には、事情が異なる。すなわち、熱変形が生じると、焦点位置がずれてしまうという問題が生じる。
【０００７】
一方、熱変形を避けるためにセル自体または複数のセルから離れた位置にヒータを設けることが考えられる。しかし、この場合には、観察対象に温度むらが生じやすい。そのため、温度に敏感な細胞の場合、運動状態が変化することになり、観察の精度が低下する。
【０００８】
本発明は、温度調節を行う場合であっても、熱変形が起こりにくく、温度むらが生じにくい、観察用器具ホルダ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】
【０００９】
本願発明は、試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダに関するものである。本願発明の一態様によれば、観察用器具を支持するホルダベースと、ホルダベース上に、観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備える観察用器具ホルダが提供される。
【００１０】
ここで、ホルダベースは、支持する観察用器具の試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有する構成となる。また、観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成される。熱伝導ブロックには、支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって、温度調節を行う場合であっても、熱変形が起こりにくくすることができる。また、温度むらも生じにくい、観察用器具ホルダが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材のそれぞれを分解した状態を示す斜視図、図１Ｂは各構成部材に対応する截断端面図。
【図２】図２は観察支援具の平面図。
【図３】図３Ａは図２のＡ―Ａ矢視断面図、図３Ｂは図２のＢ―Ｂ矢視断面図。
【図４】図４Ａはホルダベースの側面図、図４Ｂは図４ＣにおけるホルダベースのＡ−Ａ矢視截断端面図、図４Ｃはホルダベースの平面図。
【図５】図５Ａはハウジングの側面図、図５Ｂは図５ＣにおけるハウジングのＡ−Ａ矢視截断端面図、図５Ｃはハウジングの平面図。
【図６】図６Ａはハウジング固定部材の側面図、図６Ｂは図６Ｃにおけるハウジング固定部材のＡ−Ａ矢視截断端面図、図６Ｃはハウジング固定部材の平面図。
【図７】図７Ａはスペーサを示す平面図、図７Ｂはスペーサに観察支援具を装着した状態を示す説明図、図７Ｃは緩衝材の一例を示す平面図。
【図８】図８Ａは観察支援具押さえの側面図、図８Ｂは図８Ｃにおける観察支援具押さえのＡ−Ａ矢視截断端面図、図８Ｃは観察支援具押さえの平面図。
【図９】図９Ａは固定部材の側面図、図９Ｂは図９Ｃにおける固定部材のＡ−Ａ矢視截断端面図、図９Ｃは固定部材の平面図。
【図１０】図１０Ａはヒータの側面図、図１０Ｂは図１０ＣにおけるヒータのＡ−Ａ矢視截断端面図、図１０Ｃはヒータの平面図。
【図１１】図１１は本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材を組み立てられ、ヒータが装着された状態の断面図。
【図１２】図１２Ａは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１２Ｂは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＣ−Ｃ矢視拡大端面図。
【図１３】図１３は観察窓部に大きな貫通孔を設けたホルダベースを用いた比較例を示す平面図。
【図１４】図１４Ａは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１４Ｂは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＣ−Ｃ矢視拡大端面図。
【図１５】図１５は観察窓部にスリット状の観察孔を設けたホルダベースを用いた変形態様を示す平面図。
【図１６】図１６は観察窓部に４個の正方形状の観察孔を設けたホルダベースを用いた変形態様を示す平面図。
【図１７】図１７は観察孔の開口部にテーパーを設けた変形態様を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の観察用器具ホルダは、顕微鏡を用いて、試料として細胞を観察するために用いる観察用器具１００を保持するためのものである。また、本実施形態の観察用器具ホルダには、使用時に、ヒータ８００が装着される（図１１参照）。
【００１４】
図１Ａに本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材のそれぞれを分解した状態により示す。図１Ｂに各構成部材に対応する截断端面を示す。なお、図１Ａおよび図１Ｂには、観察用器具１００（図１２Ａ、図１２Ｂ参照）を構成する観察支援具１０とカバーガラス２０とを含めて図示してある。
【００１５】
観察用器具ホルダは、観察用器具１００を支持するホルダベース２００と、ホルダベース２００上において観察用器具１００の位置決めと固定とを行う位置決め固定機構Ｍと、を有する。これらの部材は、例えば、ステンレススチール等の金属により形成される。もちろん、材質はこれに限定されない。
【００１６】
位置決め固定機構Ｍは、観察支援具を収容するハウジング３００と、ハウジング固定部材４００と、スペーサ５００と、観察支援具押さえ６００と、固定部材７００と、を構成要素として含む。
【００１７】
ホルダベース２００には、カバーガラス２０がシール材３０と共に収容される。この状態のホルダベース２００に、ハウジング３００が装着される。ハウジング３００は、ハウジング固定部材４００によりホルダベース２００に固定される。また、ハウジング３００に、スペーサ５００と、観察支援具１０と、緩衝材４０と、観察支援具押さえ６００とが、この順に収容される。この状態のハウジング３００に固定部材７００が固定される。これにより、固定部材７００により押圧された観察支援具押さえ６００が、観察支援具１０を押圧して、観察支援具１０とカバーガラス２０とを密着させた状態で、ホルダベース２００に固定する。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂでは、カバーガラス２０とハウジング３００との間にシール材３０が配置される。シール材３０は、カバーガラス２０の縁部分から細胞培養液が漏れるのを防ぐ機能を有している。なお、本実施形態では、シール材３０を用いている。しかし、これに限られず、シール材３０と同様の機能を有する部材であれば、他の部材であってもよい。省略できる場合には、シール材３０を省略してもよい。
【００１９】
また、図１Ａおよび図１Ｂでは、観察支援具１０と観察支援具押さえ６００との間に緩衝材４０が配置される。緩衝材４０は、観察支援具押さえ６００の押し込みすぎによる観察支援具１０の破損を防ぐ機能を有している。なお、本実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに示す緩衝材４０に限られず、緩衝材４０と同様の機能を有する部材であればよい。省略できる場合には、緩衝材４０を省略してもよい。
【００２０】
（観察支援具１０およびカバーガラス２０）
本実施形態では、例えば、図２に示す観察支援具１０を用いる。図２のＡ―Ａ矢視断面図を図３Ａに示し、図２のＢ―Ｂ矢視断面図における断面図を図３Ｂに示す。
【００２１】
観察支援具１０は、複数の試料収容域Ｆがスペース１３を挟んで配列されている。各試料収容域Ｆにおいては、試料収容域Ｆの配列の方向と直交する方向に並ぶ、一対の観察支援具貫通孔１２（第１観察支援具貫通孔１２ａ、第２観察支援具貫通孔１２ｂ）が設けられる。また、各対の第１観察支援具貫通孔１２ａと第２観察支援具貫通孔１２ｂとの間に、その方向に向いたチャネル状に形成される試料観察域１１が配置される。
【００２２】
第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂの、試料観察域１１が設けられている側の面の開口端は、図３Ａに示すように、試料収容域Ｆに設けられる方形状の穴１４の底面において開口する。
【００２３】
試料観察域１１は、細胞群を収容して観察を行うための主たる領域である。本実施形態では、図２および図３Ｂに示すように、直方体形状に形成される。本実施形態では、試料観察域１１は、幅が広く、長さが短いという特徴を有する。試料観察域１１の、幅、長さおよび深さは、観察用器具１００の目的に基づいて、それぞれが決められる。例えば、幅が１．２ｍｍ、長さが０．１３〜０．２６ｍｍ、および、深さが観察支援具表面から４〜８μｍ、となっている。なお、観察支援具１０は、幅が１４ｍｍ、長さが６ｍｍ、厚さが０．４ｍｍである。第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂは、断面形状が円形である。その直径は、例えば、φ＝１ｍｍである。
【００２４】
観察支援具貫通孔１２は、細胞培養液、細胞、刺激物質等の注入および排出に用いられる。例えば、第１観察支援具貫通孔１２ａが細胞培養液のソースとして機能し、第２観察支援具貫通孔１２ｂは細胞培養液のドレインとして機能する。第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂのソースおよびドレインの機能は交換することができる。
【００２５】
図２に示す第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂは、断面形状が円形となっている。しかし、断面形状は、円形に限られない。例えば、長方形、正方形としてもよい。また、第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂの大きさは、観察する細胞に応じて定められる。
【００２６】
観察支援具１０は、例えば、シリコンウエハを、フォリソグラフィー技術を用いて加工することにより形成される。
【００２７】
カバーガラス２０は、顕微鏡による観察の際に用いられるカバーガラスと同等機能を持つガラスである。本実施形態では、図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に接して、第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂと、試料観察域１１とから細胞液等が漏れないように封止する。
【００２８】
（ホルダベース２００）
ホルダベース２００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示す。ホルダベース２００は、有底円筒体として形成される。ホルダベース２００は、ハウジングケース２１０と、カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０と、観察窓部２４０と、第１ピン２５０と、外向きフランジ２６０と、により構成される。
【００２９】
ホルダベース２００の内部空間であるハウジングケース２１０には、ハウジング３００が収容される。ハウジングケース２１０の底２１１の中央部には、カバーガラスを支持するためのカバーガラス支持部２２０が設けられる。また、カバーガラス支持部２２０の外周側には、シール材３０を支持するための段部としてシール材支持部２３０が設けられる。カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０とは、底２１１に階段状に設けられる。また、カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０とは、上方から見ると、それらの外周形状が方形状となっている。
【００３０】
カバーガラス支持部２２０は、底２１１に穴形状として設けられる。また、その形状を、カバーガラスの外形と対応させた形状とすることによって、穴形状の内周壁によって、カバーガラスの横方向のずれが規制される。さらに、カバーガラス支持部２２０の四隅には、切り込み２２１が設けられている。この切り込み２２１は、カバーガラス２０のカバ０ガラス支持部２２０への着脱を容易にするために設けられている。具体的には、ピンセットの先などが、挿入できる形状としてある。
【００３１】
シール材支持部２３０は、シール材３０を収容する。シール材支持部２３０に配置されるシール材３０は、例えば、図１Ａに示すように、内側の観察窓２４０を臨む位置に貫通孔３１を設けた、方形環状に形成される。このシール材３０は、図１１に示すように、カバーガラス２０とホルダベース２００とに渡って密接される。この状態で、シール材３０は、カバーガラス支持部２２０と、それに収容されるカバーガラス２０との間からの液漏れを防ぐ。また、シール材支持部２３０の四隅にも、シール材３０の着脱を容易にするために切り込み２３１が設けられている。
【００３２】
観察窓部２４０には、図４Ｃに示すように、複数の観察孔２４１を有する。図４Ｃでは、観察孔２４１は観察支援具１０の試料観察域１１に対応した位置に形成されている。すなわち、この観察孔２４１は、顕微鏡の対物レンズが近接して、当該観察孔２４１が臨む試料観察域１１内の細胞を観察できるようにするための窓として機能する。一方、観察窓部２４０の観察孔２４１を除く熱伝導ブロック部分２４２は、受熱熱伝導ブロックとして機能する。すなわち、加熱時には、いち早く全体の温度が上昇して、均一熱源となる。一方、冷却時にはヒートシンクとして機能し、同様に、全体的温度を下降させる。
【００３３】
第１ピン２５０は、後述するハウジング３００の第１ピンホール３５０に挿入される（図１１参照）。これにより、ハウジング３００が、ホルダベース２００のハウジングケース２１０内で回転するのを防いでいる。
【００３４】
外向きフランジ２６０は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、雄ねじ２６１を有する。この雄ねじ２６１は、後述する図６Ａおよび図６Ｂに示すハウジング固定部材４００の雌ねじ４０１と螺合する。
【００３５】
（ハウジング３００）
ハウジング３００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示す。ハウジング３００は、カバーガラス押さえ３１０と、観察支援具押さえ６００を収容する観察支援具押さえケース３２０と、観察支援具押さえ６００を支持する支持部３３０と、外向きフランジ３４０と、を有する。
【００３６】
カバーガラス押さえ３１０は、円環状の形状を有し、ハウジング３００の軸方向に厚みが設けられている。本実施形態では、図１１に示すように、カバーガラス押さえ３１０は、シール材３０を介してカバーガラス２０と、シール材支持部２３０とを押圧する。
【００３７】
カバーガラス押さえ３１０の内周は、図５Ｃに示すように、スペーサ５００の外周形状、および、観察支援具押さえ６００の押し込み部６２０の外周形状にそれぞれ合わせた貫通孔３１１が設けられている。観察支援具１０は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１に区切られた領域に、スペーサ５００と共に置かれる。カバーガラス押さえ３１０の軸方向の長さは、観察支援具押さえ６００の厚みと、使用する緩衝材４０の厚さとの関係で決まる。
【００３８】
支持部３３０には、第２ピン３６０が設けられる。第２ピン３６０は、後述する観察支援具押さえ６００の第２ピンホール６３０に挿入される（図１１参照）。これにより、観察支援具押さえ６００が、観察支援具押さえケース３２０内において回転することを防ぐ。また、支持部３３０は、観察支援具押さえ６００のフランジ６１０を受けて、観察支援具押さえ６００を支持する（図１１参照）。これにより、観察支援具押さえ６００による緩衝材４０への押圧変位のストッパーとして機能する。
【００３９】
外向きフランジ３４０に、第１ピンホール３５０が設けられる。また、外向きフランジ３４０は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、内周側に雌ねじ３４１を有する。第１ピンホール３５０には、ホルダベース２００の第１ピン２５０が挿入される（図１１参照）。雌ねじ３４１には、固定部材７００の雄ねじ７０１がねじ込まれる（図１１参照）。
【００４０】
（ハウジング固定部材４００）
ハウジング固定部材４００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す。
【００４１】
ハウジング固定部材４００は、円環状の形態を有する。その円環の一端側に、内向きフランジ４１０を有する。また、ハウジング固定部材４００の円環の他端側の内周側に、雌ねじ４０１が形成されている。
【００４２】
雌ねじ４０１には、ホルダベース２００の雄ねじ２６１がねじ込まれる（図１１参照）。これにより、ハウジング３００が、内向きフランジ４１０により押圧されて、ハウジングケース２１０内に固定される。また、内向きフランジ４１０により押圧されて、ハウジング３００がシール材３０を押圧する。
【００４３】
（スペーサ５００）
スペーサ５００の一例を図７Ａおよび図７Ｂに示す。図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、枠５１０と、枠５１０に設けられた仕切り５２０と、を有する。
【００４４】
図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、２枚の観察支援具１０を、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に配置するためのものである。図７Ａには観察支援具１０が嵌め込まれていない状態のスペーサ５００を示す。図７Ｂには２枚の観察支援具１０が嵌め込まれている状態のスペーサ５００を示す。
【００４５】
枠５１０および仕切り５２０は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内での観察支援具１０の平面方向の位置ずれを防ぐ。
【００４６】
図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、２枚の観察支援具１０をカバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に置く場合の形状である。しかし、これに限られず、観察支援具１０の枚数および形状によって、仕切り５２０の数を増減させた形状のものでもよい。また、観察支援具１０がカバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内で位置ずれをしない場合（例えば、観察支援具１０の形状および寸法が貫通孔３１１にほぼ同様な場合）には、スペーサ５００を省略してもよい。
【００４７】
（緩衝材４０）
緩衝材４０の一例を図７Ｃに示す。図７Ｃに示すように、緩衝材４０は、例えば、ゴムシートなどの弾性材料により形成される。その外形は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に置くことができる形状とされる。本実施形態では、正方形状である。また、緩衝材４０は、複数の貫通孔４１を有する。各貫通孔４１は、図２に示す観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ、１２ｂに対応した位置に設けられる（図１２Ｂ参照）。
【００４８】
緩衝材４０に設けられる貫通孔４１の位置および数は、図７Ｃに示す例に限られない。観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ、１２ｂの配置に応じて、貫通孔４１を設ける位置を決めることができる。
【００４９】
（観察支援具押さえ６００）
観察支援具押さえ６００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す。観察支援具押さえ６００は、フランジ６１０と、押し込み部６２０とを有する。フランジ６１０の中央部下面側に突出した状態として、押し込み部６２０が位置する。
【００５０】
フランジ６１０には、第２ピンホール６３０と、つまみ６４０と、が設けられる。また、フランジ６１０は、ハウジング３００の支持部３３０上に置かれる（図１１参照）。
【００５１】
押し込み部６２０には、観察支援具押さえ貫通孔６２１が設けられる。観察支援具押さえ貫通孔６２１は、図８Ｃに示すように、観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ，１２ｂと対応した位置に設けられる。
【００５２】
押し込み部６２０はハウジング３００の観察支援具押さえケース３２０に嵌め込まれ、上側から押し込まれることで、スペーサ５００と緩衝材４０とを押し込む。
【００５３】
第２ピンホール６３０は、ハウジング３００の第２ピン３６０が挿入される（図１１参照）。
【００５４】
つまみ６４０は、観察支援具押さえ６００を、ハウジング３００に取り付けたり、取り外したりする際のつまみである。
【００５５】
（固定部材７００）
固定部材７００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示す。固定部材７００は、円環状に形成される。その一端側に、外向きフランジ７１０を有する。
【００５６】
また、固定部材７００は、円環の外周側に雄ねじ７０１を有する。この雄ねじ７０１は、ハウジング３００の雌ねじ３４１にねじ込まれる。これにより、観察支援具押さえ６００の押し込み状態を維持することができ、観察支援具１０が観察支援具押さえケース３２０内で変位することを防ぐことができる。
【００５７】
（ヒータ８００）
本実施形態では、細胞培養液を一定の温度に保つためのヒータ８００が用いられる。ヒータ８００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示す。また、図１１にヒータ８００上に配置した状態の観察用器具ホルダを示す。ヒータ８００は、円環状の形態に形成され、段部状に形成されるホルダ支持部８０１と、給電のための端子部（図示しない）と、を有する。
【００５８】
ヒータ８００のホルダ支持部８０１は、本実施形態の観察用器具ホルダを固定する。ヒータ８００は、端子部を介して温度制御装置（図示せず）と接続される。ヒータ８００は、観察用器具ホルダの外周から熱を伝える。なお、温度制御装置は、温度センサと接続され、設定された温度を維持するようヒータの発熱量を制御する。
【００５９】
（使用態様）
次に、本実施形態の観察用器具ホルダの使用態様について説明する。本実施形態では、観察に用いられる観察支援具１０と、カバーガラス２０により構成される観察用器具１００により、観察空間を形成する。この観察用器具１００を観察器具ホルダが保持する。
【００６０】
図１２Ａおよび図１２Ｂに本実施形態の観察用器具ホルダの観察支援具１０付近の拡大図を示す。すなわち、図１２Ａは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１２Ｂは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＣ−Ｃ矢視拡大端面図をそれぞれ示す。
【００６１】
図１２Ａに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に、カバーガラス２０が接して、試料観察域１１の開口面を覆っている。これにより、試料観察域１１が細胞等の観察対象収容空間として機能できることとなる。一方、図１２Ｂに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に、カバーガラス２０が接して、第２観察支援具貫通孔１２ｂ（１２ａについても同じ）の開口面を覆っている。これにより、図３Ａに示す構造に基づいて観察対象収容空間に、これと連通する第２観察支援具貫通孔１２ａ（１２ｂでもよい）を介して、観察対象となりうる液体を注入し、第２観察支援具貫通孔１２ｂ（１２ａでもよい）を介して排出することができる。
【００６２】
また、図１２Ａに示すように、ホルダベース２００の観察窓部２４０には、試料観察域１１に対応した位置に観察孔２４１が設けられているため、観察孔２４１を通して、試料観察域１１内の細胞等を顕微鏡により観察することができる。
【００６３】
本実施形態では、観察する際、図１１に示すように、ヒータ８００がホルダベース２００の外周に装着される。本実施形態の観察用器具ホルダにおける、温度調整される場合を以下に説明する。
【００６４】
観察対象の液体を温める場合、ヒータ８００からの熱は、まず、ホルダベース２００のヒータ８００と接する部分から熱伝導ブロック部分２４２に伝わっていく（図１２Ａ、図１２Ｂ参照）。そして、熱伝導ブロック部分２４２は、ヒータ８００からの熱によって一様に温められる。温められた熱伝導ブロック部分２４２はカバーガラス２０を介して観察対象の液体を温めていく。つまり、本実施形態では、熱伝導ブロック部分２４２は、接触するカバーガラス２０に対して、接触面全体において温度差の少ない均一な面状の熱源として機能する。
【００６５】
ここで、ヒータ８００からの熱によって、カバーガラス２０よりも先に熱伝導ブロック部分２４２が一様に温められる状態にするため、ホルダベース２００をカバーガラス２０の材質よりも熱伝導率が大きい材料を用いている。本実施形態の場合、ステンレススチールによりホルダベースを形成して、実現している。
【００６６】
また、観察対象の液体を冷却する場合、熱伝導ブロック部２４２が、カバーガラス２０と面状に接触している部分が広いため、観察対象の液体がもつ熱を熱伝導ブロック部２４２に容易に逃がすことができる。つまり、本実施形態では、熱伝導ブロック部分２４２は、ヒートシンクとして機能し、カバーガラス２０からの熱を面状で受けとめ、大気に放熱する。
【００６７】
以上のことから、本実施形態では、観察対象の液体を温める場合、および、観察対象の液体を冷却する場合のいずれにおいても、観察対象について面状接触して、加熱及び冷却を行うように機能する。したがって、観察対象について、温度むらが生じにくい状態で温度管理を行うことを可能としている。
【００６８】
また、本実施形態によれば、観察対象の加熱および冷却が、カバーガラスの面全体について行われるため、熱変形が生じにくい。したがって、顕微鏡による観察に際して、観察位置によって焦点が異なるという問題が生じにくい。
【００６９】
（比較例）
図１３に、観察窓部２４０に大きな貫通孔２４３を設けたホルダベースを用いた比較例を示す。また、図１４Ａに図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＢ−Ｂ矢視拡大端面図を示す。さらに、図１４Ｂは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＣ−Ｃ矢視拡大端面図を示す。
【００７０】
この比較例の場合、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、カバーガラス２０の観察面（観察支援具１０と接触していない面）側が開放状態となっている。すなわち、比較例には、図１２Ｂにおいて示す熱伝導ブロック部分２４２に相当する部分が存在しない。そのため、ヒータ８００からの熱は、カバーガラス２０と観察支援具１０とに外周側から伝わることとなる。しかし、カバーガラス２０と観察支援具１０とは、それぞれ熱伝導率が低い。また、熱が伝導する方向の断面積が小さい。さらに、カバーガラス２０の一方の面は開放されて、熱放射による損失がある。その結果、熱伝導に時間を要するという問題が生じる。また、カバーガラス２０および観察支援具１０に中心から外周に向かって温度勾配が生じるという、問題が生じる。この問題は冷却する場合にも生じる。すなわち、カバーガラス２０からの放射と、カバーガラス２０及び観察支援具１０を介した熱伝導とにより冷却が行われるため、冷却に時間がかかるという問題と、温度分布が生じるという問題が起こる。したがって、観察対象に温度むらが生じやすい。
【００７１】
以上のように、観察対象について、加熱または冷却を行う際に、比較例の場合には、温度むらが生じやすい。これに対して、本実施形態の場合には、温度むらが生じにくい。したがって、本実施形態では、図１３に示す比較例において生じる熱的な問題を回避することができる。
【００７２】
（変形態様）
本発明は、以上に説明した実施形態に限定されない。他の形態にも適用可能である。以下に、その一例を示す。
【００７３】
図１５に、観察窓部２４０にスリット状の観察孔２４１ａを設けたホルダベース２００ａを用いた変形態様を示す。スリット状観察孔２４１ａは、試料観察域１１と対応する位置にスリット状に形成される。この例では、１つのスリット状の観察孔２４１ａが、図４Ｃに示す観察孔２４１の列が対応する試料観察域１１の観察に用いられる。すなわち、各スリット状の観察孔２４１ａが複数の観察孔２４１を臨む大きさに形成される。
【００７４】
図１６に、観察窓部２４０に４個の正方形状の観察孔２４１ｂを設けたホルダベース２００ｂを用いた変形態様を示す。この例では、観察する試料観察域群をマトリクス状に配置される。すなわち、この例では、試料観察域群を４つの小マトリクス領域に分けて観察することができる。
【００７５】
図１７に、観察孔２４１についての変形態様を示す。すなわち、この例では、観察孔２４１の開口部にテーパーＴを設けている。これにより、顕微鏡の対物レンズの先端をより近接させることを可能としている。これにより、焦点距離の短い対物レンズの使用を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、顕微鏡等の拡大光学系を用いて、微小物体を観察する場合に利用可能である。特に、観察対象について加熱または冷却を行う温度調節を必要とすると場合、観察対象に温度むらを生じさせずに観察することができる。具体的には、微生物、細胞等の顕微鏡観察が挙げられる。もちろん、観察対象に近接してヒータを配置しないので、熱変形を嫌う観察にも利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００：観察用器具、１０：観察支援具、Ｆ：試料収容域、１１：試料観察域、１２：観察支援具貫通孔、１２ａ：第１観察支援具貫通孔、１２ｂ：第２観察支援具貫通孔、１３：スペース、１４：穴、２０：カバーガラス、３０：シール材、３１：貫通孔、４０：緩衝材、４１：貫通孔、２００：ホルダーベース、２１０：ハウジングケース、２１１：底、２２０：カバーガラス支持部、２２１：切り込み、２３０：シール材支持部、２３１：切り込み、２４０：観察窓部、２４１：観察孔、２４２：熱伝導ブロック部分、２５０：第１ピン、２６０：外向きフランジ、２６１：雄ねじ、Ｍ：位置決め固定機構、
３００：ハウジング、３１０：カバーガラス押さえ、３１１：貫通孔、３２０：観察支援具押さえケース、３３０：支持部、３４０：外向きフランジ、３４１：雌ねじ、３５０：第１ピンホール、３６０：第２ピン、４００：ハウジング固定部材、４０１：雌ねじ、４１０：内向きフランジ、５００：スペーサ、５１０：枠、５２０：仕切り、６００：観察支援具押さえ、６１０：フランジ、６２０：押し込み部、６２１：観察支援具押さえ貫通孔、６３０：第２ピンホール、６４０：つまみ、７００：固定部材、７０１：雄ねじ、
７１０：外向きフランジ、８００：ヒータ、８０１：ホルダ支持部、Ｔ：テーパー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物、細胞等の試料の観察に用いられる観察用器具を支持するホルダに関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物、細胞等（以下、単に細胞と称する）の培養を行う際に、ヒータなどを用いて温度調節することが行われている。ヒータ温度の設定値は、雰囲気温度、ヒータの配置箇所等の条件により異なる。細胞は、温度に敏感であるため、温度のムラを生じさせず、温度調節を行うことが重要である。細胞培養についての温度調節を行う技術には、以下の特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１では、予め、ヒータ温度の設定値に対する、細胞が入れられたセル内の温度を雰囲気温度ごとに測定して校正データとし、セル内の温度の目標値および雰囲気温度が与えられると、校正データからヒータ温度の設定値を得ている。また、特許文献１では、セル間にヒータ線を配置し、ヒータ線を設けた位置によって、ヒータ線の温度の設定値を変えている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９８５３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、ヒータ線をセル間に配置している。この技術では、セル自体について、または、複数のセルを有するケースについて、熱変形が生じる場合がある。しかし、細胞を培養する際の温度調節を行うことを目的としている場合には、この熱変形はそれほど問題にならない。
【０００６】
ところが、例えば、細胞を、顕微鏡を用いて観察する場合には、事情が異なる。すなわち、熱変形が生じると、焦点位置がずれてしまうという問題が生じる。
【０００７】
一方、熱変形を避けるためにセル自体または複数のセルから離れた位置にヒータを設けることが考えられる。しかし、この場合には、観察対象に温度むらが生じやすい。そのため、温度に敏感な細胞の場合、運動状態が変化することになり、観察の精度が低下する。
【０００８】
本発明は、温度調節を行う場合であっても、熱変形が起こりにくく、温度むらが生じにくい、観察用器具ホルダ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】
【０００９】
本願発明は、試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダに関するものである。本願発明の一態様によれば、観察用器具を支持するホルダベースと、ホルダベース上に、観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備える観察用器具ホルダが提供される。
【００１０】
ここで、ホルダベースは、支持する観察用器具の試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有する構成となる。また、観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成される。熱伝導ブロックには、支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって、温度調節を行う場合であっても、熱変形が起こりにくくすることができる。また、温度むらも生じにくい、観察用器具ホルダが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材のそれぞれを分解した状態を示す斜視図、図１Ｂは各構成部材に対応する截断端面図。
【図２】図２は観察支援具の平面図。
【図３】図３Ａは図２のＡ―Ａ矢視断面図、図３Ｂは図２のＢ―Ｂ矢視断面図。
【図４】図４Ａはホルダベースの側面図、図４Ｂは図４ＣにおけるホルダベースのＡ−Ａ矢視截断端面図、図４Ｃはホルダベースの平面図。
【図５】図５Ａはハウジングの側面図、図５Ｂは図５ＣにおけるハウジングのＡ−Ａ矢視截断端面図、図５Ｃはハウジングの平面図。
【図６】図６Ａはハウジング固定部材の側面図、図６Ｂは図６Ｃにおけるハウジング固定部材のＡ−Ａ矢視截断端面図、図６Ｃはハウジング固定部材の平面図。
【図７】図７Ａはスペーサを示す平面図、図７Ｂはスペーサに観察支援具を装着した状態を示す説明図、図７Ｃは緩衝材の一例を示す平面図。
【図８】図８Ａは観察支援具押さえの側面図、図８Ｂは図８Ｃにおける観察支援具押さえのＡ−Ａ矢視截断端面図、図８Ｃは観察支援具押さえの平面図。
【図９】図９Ａは固定部材の側面図、図９Ｂは図９Ｃにおける固定部材のＡ−Ａ矢視截断端面図、図９Ｃは固定部材の平面図。
【図１０】図１０Ａはヒータの側面図、図１０Ｂは図１０ＣにおけるヒータのＡ−Ａ矢視截断端面図、図１０Ｃはヒータの平面図。
【図１１】図１１は本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材を組み立てられ、ヒータが装着された状態の断面図。
【図１２】図１２Ａは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１２Ｂは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＣ−Ｃ矢視拡大端面図。
【図１３】図１３は観察窓部に大きな貫通孔を設けたホルダベースを用いた比較例を示す平面図。
【図１４】図１４Ａは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１４Ｂは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具のＣ−Ｃ矢視拡大端面図。
【図１５】図１５は観察窓部にスリット状の観察孔を設けたホルダベースを用いた変形態様を示す平面図。
【図１６】図１６は観察窓部に４個の正方形状の観察孔を設けたホルダベースを用いた変形態様を示す平面図。
【図１７】図１７は観察孔の開口部にテーパーを設けた変形態様を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の観察用器具ホルダは、顕微鏡を用いて、試料として細胞を観察するために用いる観察用器具１００を保持するためのものである。また、本実施形態の観察用器具ホルダには、使用時に、ヒータ８００が装着される（図１１参照）。
【００１４】
図１Ａに本実施形態の観察用器具ホルダの構成部材のそれぞれを分解した状態により示す。図１Ｂに各構成部材に対応する截断端面を示す。なお、図１Ａおよび図１Ｂには、観察用器具１００（図１２Ａ、図１２Ｂ参照）を構成する観察支援具１０とカバーガラス２０とを含めて図示してある。
【００１５】
観察用器具ホルダは、観察用器具１００を支持するホルダベース２００と、ホルダベース２００上において観察用器具１００の位置決めと固定とを行う位置決め固定機構Ｍと、を有する。これらの部材は、例えば、ステンレススチール等の金属により形成される。もちろん、材質はこれに限定されない。
【００１６】
位置決め固定機構Ｍは、観察支援具を収容するハウジング３００と、ハウジング固定部材４００と、スペーサ５００と、観察支援具押さえ６００と、固定部材７００と、を構成要素として含む。
【００１７】
ホルダベース２００には、カバーガラス２０がシール材３０と共に収容される。この状態のホルダベース２００に、ハウジング３００が装着される。ハウジング３００は、ハウジング固定部材４００によりホルダベース２００に固定される。また、ハウジング３００に、スペーサ５００と、観察支援具１０と、緩衝材４０と、観察支援具押さえ６００とが、この順に収容される。この状態のハウジング３００に固定部材７００が固定される。これにより、固定部材７００により押圧された観察支援具押さえ６００が、観察支援具１０を押圧して、観察支援具１０とカバーガラス２０とを密着させた状態で、ホルダベース２００に固定する。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂでは、カバーガラス２０とハウジング３００との間にシール材３０が配置される。シール材３０は、カバーガラス２０の縁部分から細胞培養液が漏れるのを防ぐ機能を有している。なお、本実施形態では、シール材３０を用いている。しかし、これに限られず、シール材３０と同様の機能を有する部材であれば、他の部材であってもよい。省略できる場合には、シール材３０を省略してもよい。
【００１９】
また、図１Ａおよび図１Ｂでは、観察支援具１０と観察支援具押さえ６００との間に緩衝材４０が配置される。緩衝材４０は、観察支援具押さえ６００の押し込みすぎによる観察支援具１０の破損を防ぐ機能を有している。なお、本実施形態では、図１Ａおよび図１Ｂに示す緩衝材４０に限られず、緩衝材４０と同様の機能を有する部材であればよい。省略できる場合には、緩衝材４０を省略してもよい。
【００２０】
（観察支援具１０およびカバーガラス２０）
本実施形態では、例えば、図２に示す観察支援具１０を用いる。図２のＡ―Ａ矢視断面図を図３Ａに示し、図２のＢ―Ｂ矢視断面図における断面図を図３Ｂに示す。
【００２１】
観察支援具１０は、複数の試料収容域Ｆがスペース１３を挟んで配列されている。各試料収容域Ｆにおいては、試料収容域Ｆの配列の方向と直交する方向に並ぶ、一対の観察支援具貫通孔１２（第１観察支援具貫通孔１２ａ、第２観察支援具貫通孔１２ｂ）が設けられる。また、各対の第１観察支援具貫通孔１２ａと第２観察支援具貫通孔１２ｂとの間に、その方向に向いたチャネル状に形成される試料観察域１１が配置される。
【００２２】
第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂの、試料観察域１１が設けられている側の面の開口端は、図３Ａに示すように、試料収容域Ｆに設けられる方形状の穴１４の底面において開口する。
【００２３】
試料観察域１１は、細胞群を収容して観察を行うための主たる領域である。本実施形態では、図２および図３Ｂに示すように、直方体形状に形成される。本実施形態では、試料観察域１１は、幅が広く、長さが短いという特徴を有する。試料観察域１１の、幅、長さおよび深さは、観察用器具１００の目的に基づいて、それぞれが決められる。例えば、幅が１．２ｍｍ、長さが０．１３〜０．２６ｍｍ、および、深さが観察支援具表面から４〜８μｍ、となっている。なお、観察支援具１０は、幅が１４ｍｍ、長さが６ｍｍ、厚さが０．４ｍｍである。第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂは、断面形状が円形である。その直径は、例えば、φ＝１ｍｍである。
【００２４】
観察支援具貫通孔１２は、細胞培養液、細胞、刺激物質等の注入および排出に用いられる。例えば、第１観察支援具貫通孔１２ａが細胞培養液のソースとして機能し、第２観察支援具貫通孔１２ｂは細胞培養液のドレインとして機能する。第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂのソースおよびドレインの機能は交換することができる。
【００２５】
図２に示す第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂは、断面形状が円形となっている。しかし、断面形状は、円形に限られない。例えば、長方形、正方形としてもよい。また、第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂの大きさは、観察する細胞に応じて定められる。
【００２６】
観察支援具１０は、例えば、シリコンウエハを、フォリソグラフィー技術を用いて加工することにより形成される。
【００２７】
カバーガラス２０は、顕微鏡による観察の際に用いられるカバーガラスと同等機能を持つガラスである。本実施形態では、図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に接して、第１観察支援具貫通孔１２ａおよび第２観察支援具貫通孔１２ｂと、試料観察域１１とから細胞液等が漏れないように封止する。
【００２８】
（ホルダベース２００）
ホルダベース２００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示す。ホルダベース２００は、有底円筒体として形成される。ホルダベース２００は、ハウジングケース２１０と、カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０と、観察窓部２４０と、第１ピン２５０と、外向きフランジ２６０と、により構成される。
【００２９】
ホルダベース２００の内部空間であるハウジングケース２１０には、ハウジング３００が収容される。ハウジングケース２１０の底２１１の中央部には、カバーガラスを支持するためのカバーガラス支持部２２０が設けられる。また、カバーガラス支持部２２０の外周側には、シール材３０を支持するための段部としてシール材支持部２３０が設けられる。カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０とは、底２１１に階段状に設けられる。また、カバーガラス支持部２２０と、シール材支持部２３０とは、上方から見ると、それらの外周形状が方形状となっている。
【００３０】
カバーガラス支持部２２０は、底２１１に穴形状として設けられる。また、その形状を、カバーガラスの外形と対応させた形状とすることによって、穴形状の内周壁によって、カバーガラスの横方向のずれが規制される。さらに、カバーガラス支持部２２０の四隅には、切り込み２２１が設けられている。この切り込み２２１は、カバーガラス２０のカバ０ガラス支持部２２０への着脱を容易にするために設けられている。具体的には、ピンセットの先などが、挿入できる形状としてある。
【００３１】
シール材支持部２３０は、シール材３０を収容する。シール材支持部２３０に配置されるシール材３０は、例えば、図１Ａに示すように、内側の観察窓２４０を臨む位置に貫通孔３１を設けた、方形環状に形成される。このシール材３０は、図１１に示すように、カバーガラス２０とホルダベース２００とに渡って密接される。この状態で、シール材３０は、カバーガラス支持部２２０と、それに収容されるカバーガラス２０との間からの液漏れを防ぐ。また、シール材支持部２３０の四隅にも、シール材３０の着脱を容易にするために切り込み２３１が設けられている。
【００３２】
観察窓部２４０には、図４Ｃに示すように、複数の観察孔２４１を有する。図４Ｃでは、観察孔２４１は観察支援具１０の試料観察域１１に対応した位置に形成されている。すなわち、この観察孔２４１は、顕微鏡の対物レンズが近接して、当該観察孔２４１が臨む試料観察域１１内の細胞を観察できるようにするための窓として機能する。一方、観察窓部２４０の観察孔２４１を除く熱伝導ブロック部分２４２は、受熱熱伝導ブロックとして機能する。すなわち、加熱時には、いち早く全体の温度が上昇して、均一熱源となる。一方、冷却時にはヒートシンクとして機能し、同様に、全体的温度を下降させる。
【００３３】
第１ピン２５０は、後述するハウジング３００の第１ピンホール３５０に挿入される（図１１参照）。これにより、ハウジング３００が、ホルダベース２００のハウジングケース２１０内で回転するのを防いでいる。
【００３４】
外向きフランジ２６０は、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、雄ねじ２６１を有する。この雄ねじ２６１は、後述する図６Ａおよび図６Ｂに示すハウジング固定部材４００の雌ねじ４０１と螺合する。
【００３５】
（ハウジング３００）
ハウジング３００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示す。ハウジング３００は、カバーガラス押さえ３１０と、観察支援具押さえ６００を収容する観察支援具押さえケース３２０と、観察支援具押さえ６００を支持する支持部３３０と、外向きフランジ３４０と、を有する。
【００３６】
カバーガラス押さえ３１０は、円環状の形状を有し、ハウジング３００の軸方向に厚みが設けられている。本実施形態では、図１１に示すように、カバーガラス押さえ３１０は、シール材３０を介してカバーガラス２０と、シール材支持部２３０とを押圧する。
【００３７】
カバーガラス押さえ３１０の内周は、図５Ｃに示すように、スペーサ５００の外周形状、および、観察支援具押さえ６００の押し込み部６２０の外周形状にそれぞれ合わせた貫通孔３１１が設けられている。観察支援具１０は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１に区切られた領域に、スペーサ５００と共に置かれる。カバーガラス押さえ３１０の軸方向の長さは、観察支援具押さえ６００の厚みと、使用する緩衝材４０の厚さとの関係で決まる。
【００３８】
支持部３３０には、第２ピン３６０が設けられる。第２ピン３６０は、後述する観察支援具押さえ６００の第２ピンホール６３０に挿入される（図１１参照）。これにより、観察支援具押さえ６００が、観察支援具押さえケース３２０内において回転することを防ぐ。また、支持部３３０は、観察支援具押さえ６００のフランジ６１０を受けて、観察支援具押さえ６００を支持する（図１１参照）。これにより、観察支援具押さえ６００による緩衝材４０への押圧変位のストッパーとして機能する。
【００３９】
外向きフランジ３４０に、第１ピンホール３５０が設けられる。また、外向きフランジ３４０は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、内周側に雌ねじ３４１を有する。第１ピンホール３５０には、ホルダベース２００の第１ピン２５０が挿入される（図１１参照）。雌ねじ３４１には、固定部材７００の雄ねじ７０１がねじ込まれる（図１１参照）。
【００４０】
（ハウジング固定部材４００）
ハウジング固定部材４００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す。
【００４１】
ハウジング固定部材４００は、円環状の形態を有する。その円環の一端側に、内向きフランジ４１０を有する。また、ハウジング固定部材４００の円環の他端側の内周側に、雌ねじ４０１が形成されている。
【００４２】
雌ねじ４０１には、ホルダベース２００の雄ねじ２６１がねじ込まれる（図１１参照）。これにより、ハウジング３００が、内向きフランジ４１０により押圧されて、ハウジングケース２１０内に固定される。また、内向きフランジ４１０により押圧されて、ハウジング３００がシール材３０を押圧する。
【００４３】
（スペーサ５００）
スペーサ５００の一例を図７Ａおよび図７Ｂに示す。図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、枠５１０と、枠５１０に設けられた仕切り５２０と、を有する。
【００４４】
図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、２枚の観察支援具１０を、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に配置するためのものである。図７Ａには観察支援具１０が嵌め込まれていない状態のスペーサ５００を示す。図７Ｂには２枚の観察支援具１０が嵌め込まれている状態のスペーサ５００を示す。
【００４５】
枠５１０および仕切り５２０は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内での観察支援具１０の平面方向の位置ずれを防ぐ。
【００４６】
図７Ａおよび図７Ｂに示すスペーサ５００は、２枚の観察支援具１０をカバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に置く場合の形状である。しかし、これに限られず、観察支援具１０の枚数および形状によって、仕切り５２０の数を増減させた形状のものでもよい。また、観察支援具１０がカバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内で位置ずれをしない場合（例えば、観察支援具１０の形状および寸法が貫通孔３１１にほぼ同様な場合）には、スペーサ５００を省略してもよい。
【００４７】
（緩衝材４０）
緩衝材４０の一例を図７Ｃに示す。図７Ｃに示すように、緩衝材４０は、例えば、ゴムシートなどの弾性材料により形成される。その外形は、カバーガラス２０上の貫通孔３１１で区切られた領域内に置くことができる形状とされる。本実施形態では、正方形状である。また、緩衝材４０は、複数の貫通孔４１を有する。各貫通孔４１は、図２に示す観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ、１２ｂに対応した位置に設けられる（図１２Ｂ参照）。
【００４８】
緩衝材４０に設けられる貫通孔４１の位置および数は、図７Ｃに示す例に限られない。観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ、１２ｂの配置に応じて、貫通孔４１を設ける位置を決めることができる。
【００４９】
（観察支援具押さえ６００）
観察支援具押さえ６００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示す。観察支援具押さえ６００は、フランジ６１０と、押し込み部６２０とを有する。フランジ６１０の中央部下面側に突出した状態として、押し込み部６２０が位置する。
【００５０】
フランジ６１０には、第２ピンホール６３０と、つまみ６４０と、が設けられる。また、フランジ６１０は、ハウジング３００の支持部３３０上に置かれる（図１１参照）。
【００５１】
押し込み部６２０には、観察支援具押さえ貫通孔６２１が設けられる。観察支援具押さえ貫通孔６２１は、図８Ｃに示すように、観察支援具１０の観察支援具貫通孔１２ａ，１２ｂと対応した位置に設けられる。
【００５２】
押し込み部６２０はハウジング３００の観察支援具押さえケース３２０に嵌め込まれ、上側から押し込まれることで、スペーサ５００と緩衝材４０とを押し込む。
【００５３】
第２ピンホール６３０は、ハウジング３００の第２ピン３６０が挿入される（図１１参照）。
【００５４】
つまみ６４０は、観察支援具押さえ６００を、ハウジング３００に取り付けたり、取り外したりする際のつまみである。
【００５５】
（固定部材７００）
固定部材７００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示す。固定部材７００は、円環状に形成される。その一端側に、外向きフランジ７１０を有する。
【００５６】
また、固定部材７００は、円環の外周側に雄ねじ７０１を有する。この雄ねじ７０１は、ハウジング３００の雌ねじ３４１にねじ込まれる。これにより、観察支援具押さえ６００の押し込み状態を維持することができ、観察支援具１０が観察支援具押さえケース３２０内で変位することを防ぐことができる。
【００５７】
（ヒータ８００）
本実施形態では、細胞培養液を一定の温度に保つためのヒータ８００が用いられる。ヒータ８００の側面図、Ａ−Ａ矢視截断端面図、平面図を、それぞれ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示す。また、図１１にヒータ８００上に配置した状態の観察用器具ホルダを示す。ヒータ８００は、円環状の形態に形成され、段部状に形成されるホルダ支持部８０１と、給電のための端子部（図示しない）と、を有する。
【００５８】
ヒータ８００のホルダ支持部８０１は、本実施形態の観察用器具ホルダを固定する。ヒータ８００は、端子部を介して温度制御装置（図示せず）と接続される。ヒータ８００は、観察用器具ホルダの外周から熱を伝える。なお、温度制御装置は、温度センサと接続され、設定された温度を維持するようヒータの発熱量を制御する。
【００５９】
（使用態様）
次に、本実施形態の観察用器具ホルダの使用態様について説明する。本実施形態では、観察に用いられる観察支援具１０と、カバーガラス２０により構成される観察用器具１００により、観察空間を形成する。この観察用器具１００を観察器具ホルダが保持する。
【００６０】
図１２Ａおよび図１２Ｂに本実施形態の観察用器具ホルダの観察支援具１０付近の拡大図を示す。すなわち、図１２Ａは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＢ−Ｂ矢視拡大端面図、図１２Ｂは図４に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＣ−Ｃ矢視拡大端面図をそれぞれ示す。
【００６１】
図１２Ａに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に、カバーガラス２０が接して、試料観察域１１の開口面を覆っている。これにより、試料観察域１１が細胞等の観察対象収容空間として機能できることとなる。一方、図１２Ｂに示すように、観察支援具１０の試料観察域１１が設けられている面に、カバーガラス２０が接して、第２観察支援具貫通孔１２ｂ（１２ａについても同じ）の開口面を覆っている。これにより、図３Ａに示す構造に基づいて観察対象収容空間に、これと連通する第２観察支援具貫通孔１２ａ（１２ｂでもよい）を介して、観察対象となりうる液体を注入し、第２観察支援具貫通孔１２ｂ（１２ａでもよい）を介して排出することができる。
【００６２】
また、図１２Ａに示すように、ホルダベース２００の観察窓部２４０には、試料観察域１１に対応した位置に観察孔２４１が設けられているため、観察孔２４１を通して、試料観察域１１内の細胞等を顕微鏡により観察することができる。
【００６３】
本実施形態では、観察する際、図１１に示すように、ヒータ８００がホルダベース２００の外周に装着される。本実施形態の観察用器具ホルダにおける、温度調整される場合を以下に説明する。
【００６４】
観察対象の液体を温める場合、ヒータ８００からの熱は、まず、ホルダベース２００のヒータ８００と接する部分から熱伝導ブロック部分２４２に伝わっていく（図１２Ａ、図１２Ｂ参照）。そして、熱伝導ブロック部分２４２は、ヒータ８００からの熱によって一様に温められる。温められた熱伝導ブロック部分２４２はカバーガラス２０を介して観察対象の液体を温めていく。つまり、本実施形態では、熱伝導ブロック部分２４２は、接触するカバーガラス２０に対して、接触面全体において温度差の少ない均一な面状の熱源として機能する。
【００６５】
ここで、ヒータ８００からの熱によって、カバーガラス２０よりも先に熱伝導ブロック部分２４２が一様に温められる状態にするため、ホルダベース２００をカバーガラス２０の材質よりも熱伝導率が大きい材料を用いている。本実施形態の場合、ステンレススチールによりホルダベースを形成して、実現している。
【００６６】
また、観察対象の液体を冷却する場合、熱伝導ブロック部２４２が、カバーガラス２０と面状に接触している部分が広いため、観察対象の液体がもつ熱を熱伝導ブロック部２４２に容易に逃がすことができる。つまり、本実施形態では、熱伝導ブロック部分２４２は、ヒートシンクとして機能し、カバーガラス２０からの熱を面状で受けとめ、大気に放熱する。
【００６７】
以上のことから、本実施形態では、観察対象の液体を温める場合、および、観察対象の液体を冷却する場合のいずれにおいても、観察対象について面状接触して、加熱及び冷却を行うように機能する。したがって、観察対象について、温度むらが生じにくい状態で温度管理を行うことを可能としている。
【００６８】
また、本実施形態によれば、観察対象の加熱および冷却が、カバーガラスの面全体について行われるため、熱変形が生じにくい。したがって、顕微鏡による観察に際して、観察位置によって焦点が異なるという問題が生じにくい。
【００６９】
（比較例）
図１３に、観察窓部２４０に大きな貫通孔２４３を設けたホルダベースを用いた比較例を示す。また、図１４Ａに図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＢ−Ｂ矢視拡大端面図を示す。さらに、図１４Ｂは図１３に示すホルダベースに載せられた図２に示す観察支援具１０のＣ−Ｃ矢視拡大端面図を示す。
【００７０】
この比較例の場合、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、カバーガラス２０の観察面（観察支援具１０と接触していない面）側が開放状態となっている。すなわち、比較例には、図１２Ｂにおいて示す熱伝導ブロック部分２４２に相当する部分が存在しない。そのため、ヒータ８００からの熱は、カバーガラス２０と観察支援具１０とに外周側から伝わることとなる。しかし、カバーガラス２０と観察支援具１０とは、それぞれ熱伝導率が低い。また、熱が伝導する方向の断面積が小さい。さらに、カバーガラス２０の一方の面は開放されて、熱放射による損失がある。その結果、熱伝導に時間を要するという問題が生じる。また、カバーガラス２０および観察支援具１０に中心から外周に向かって温度勾配が生じるという、問題が生じる。この問題は冷却する場合にも生じる。すなわち、カバーガラス２０からの放射と、カバーガラス２０及び観察支援具１０を介した熱伝導とにより冷却が行われるため、冷却に時間がかかるという問題と、温度分布が生じるという問題が起こる。したがって、観察対象に温度むらが生じやすい。
【００７１】
以上のように、観察対象について、加熱または冷却を行う際に、比較例の場合には、温度むらが生じやすい。これに対して、本実施形態の場合には、温度むらが生じにくい。したがって、本実施形態では、図１３に示す比較例において生じる熱的な問題を回避することができる。
【００７２】
（変形態様）
本発明は、以上に説明した実施形態に限定されない。他の形態にも適用可能である。以下に、その一例を示す。
【００７３】
図１５に、観察窓部２４０にスリット状の観察孔２４１ａを設けたホルダベース２００ａを用いた変形態様を示す。スリット状観察孔２４１ａは、試料観察域１１と対応する位置にスリット状に形成される。この例では、１つのスリット状の観察孔２４１ａが、図４Ｃに示す観察孔２４１の列が対応する試料観察域１１の観察に用いられる。すなわち、各スリット状の観察孔２４１ａが複数の観察孔２４１を臨む大きさに形成される。
【００７４】
図１６に、観察窓部２４０に４個の正方形状の観察孔２４１ｂを設けたホルダベース２００ｂを用いた変形態様を示す。この例では、観察する試料観察域群をマトリクス状に配置される。すなわち、この例では、試料観察域群を４つの小マトリクス領域に分けて観察することができる。
【００７５】
図１７に、観察孔２４１についての変形態様を示す。すなわち、この例では、観察孔２４１の開口部にテーパーＴを設けている。これにより、顕微鏡の対物レンズの先端をより近接させることを可能としている。これにより、焦点距離の短い対物レンズの使用を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、顕微鏡等の拡大光学系を用いて、微小物体を観察する場合に利用可能である。特に、観察対象について加熱または冷却を行う温度調節を必要とすると場合、観察対象に温度むらを生じさせずに観察することができる。具体的には、微生物、細胞等の顕微鏡観察が挙げられる。もちろん、観察対象に近接してヒータを配置しないので、熱変形を嫌う観察にも利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００：観察用器具、１０：観察支援具、Ｆ：試料収容域、１１：試料観察域、１２：観察支援具貫通孔、１２ａ：第１観察支援具貫通孔、１２ｂ：第２観察支援具貫通孔、１３：スペース、１４：穴、２０：カバーガラス、３０：シール材、３１：貫通孔、４０：緩衝材、４１：貫通孔、２００：ホルダーベース、２１０：ハウジングケース、２１１：底、２２０：カバーガラス支持部、２２１：切り込み、２３０：シール材支持部、２３１：切り込み、２４０：観察窓部、２４１：観察孔、２４２：熱伝導ブロック部分、２５０：第１ピン、２６０：外向きフランジ、２６１：雄ねじ、Ｍ：位置決め固定機構、
３００：ハウジング、３１０：カバーガラス押さえ、３１１：貫通孔、３２０：観察支援具押さえケース、３３０：支持部、３４０：外向きフランジ、３４１：雌ねじ、３５０：第１ピンホール、３６０：第２ピン、４００：ハウジング固定部材、４０１：雌ねじ、４１０：内向きフランジ、５００：スペーサ、５１０：枠、５２０：仕切り、６００：観察支援具押さえ、６１０：フランジ、６２０：押し込み部、６２１：観察支援具押さえ貫通孔、６３０：第２ピンホール、６４０：つまみ、７００：固定部材、７０１：雄ねじ、
７１０：外向きフランジ、８００：ヒータ、８０１：ホルダ支持部、Ｔ：テーパー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダであって、
観察用器具を支持するホルダベースと、
前記ホルダベース上に、前記観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備え、
前記ホルダベースは、支持する観察用器具の前記試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有し、
前記観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成され、前記熱伝導ブロックには、前記支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられていること
を特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記支持される観察用器具は、前記試料観察域を有する観察支援具と、前記観察支援具の前記試料観察域が形成されている側を覆うカバーガラスと、を有することを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項３】
請求項２に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記熱伝導ブロックは、前記ホルダベースに一体に設けられることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項４】
請求項１、２および３のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記熱伝導ブロックは、前記観察用器具を構成する材料より熱伝導率の大きな材料で形成されることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項５】
請求項１、２、３および４のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記各観察孔は、前記試料観察域と対応する位置に設けられることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項６】
請求項１、２、３および４のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記各観察孔は、前記試料観察域と対応する位置に前記スリット状に形成され、
各スリットが複数の観察孔を臨む大きさであることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項１】
試料を観察するための試料観察域を構成する観察用器具を支持する観察用器具ホルダであって、
観察用器具を支持するホルダベースと、
前記ホルダベース上に、前記観察用器具について位置決めおよび固定を行う位置決め固定機構と、を備え、
前記ホルダベースは、支持する観察用器具の前記試料観察域において試料を観察するための観察窓部を有し、
前記観察窓部は、支持する観察用器具に接する熱伝導ブロックにより構成され、前記熱伝導ブロックには、前記支持される観察用器具の試料観察域を臨む複数の観察孔が設けられていること
を特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項２】
請求項１に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記支持される観察用器具は、前記試料観察域を有する観察支援具と、前記観察支援具の前記試料観察域が形成されている側を覆うカバーガラスと、を有することを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項３】
請求項２に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記熱伝導ブロックは、前記ホルダベースに一体に設けられることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項４】
請求項１、２および３のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記熱伝導ブロックは、前記観察用器具を構成する材料より熱伝導率の大きな材料で形成されることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項５】
請求項１、２、３および４のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記各観察孔は、前記試料観察域と対応する位置に設けられることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【請求項６】
請求項１、２、３および４のいずれか一項に記載の観察用器具ホルダにおいて、
前記各観察孔は、前記試料観察域と対応する位置に前記スリット状に形成され、
各スリットが複数の観察孔を臨む大きさであることを特徴とする観察用器具ホルダ。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１８６０３４（Ｐ２０１０−１８６０３４Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９９０８（Ｐ２００９−２９９０８）
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（５００２０１４０６）株式会社ＥＣＩ (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（５００２０１４０６）株式会社ＥＣＩ (12)
【Ｆターム（参考）】
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