专利名称：培养物观察系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以通过显微镜图像观察培养物的培养状况的培养物 观察系统。
背景技术：
随着近年来生物工程、再生医疗相关领域的发展，使用保温箱(培养 机构)来培养细胞的作业存在增加的倾向。为了促进细胞的培养，需要完 善适合于各细胞的培养空间，以往开发有进行培养空间的温度控制、湿度 控制、气氛控制的保温箱。
特别是，作为培养条件而要求co2 (二氧化碳)气体浓度具有严格的
浓度条件，当在上述培养条件下进行细胞培养时，在进行温度控制及湿度
控制的基础上，使用可控制培养空间的C02气体浓度的C02保温箱。
另一方面，在观察该细胞的培养状态时，从保温箱中取出在该C02保
温箱中培养的细胞等试样，在其它相位差显微镜或微分干涉显微镜甚至是 荧光显微镜等中进行观察后，为了再次继续进行培养，将其放回保温箱内。
但是，若每次观察细胞的培养状态时都将其从C02保温箱中取出，则
将导致细胞的培养条件产生变化，因情况不同有时将导致细胞死亡等，从
而难以进行适当的培养。因此，开发有在C02保温箱内可以边继续细胞的
培养，边进行观察的培养显微镜(参照专利文献1 )。
该培养显微镜将培养细胞的保温室和观察细胞的显微镜部分形成一体 而构成，在配设于保温室内的旋转台上，配设有设置试样容器的托盘。托 盘具有多个试样设置孔，通过对旋转台进行旋转控制，从而可以从构成显 微镜的物镜观察收纳在各试样容器内的试样。
另外，在显微镜室内设置有照明用的LED和CCD照相机等，来自试 样的光经由物镜、倍率变更透镜等入射到CCD照相机。由CCD照相机拍 摄的图像读入计算机中，利用与该计算机连接的显示器实时显示。
专利文献l:(日本)特开2006-11415号公才艮但是，在如上所述的培养显微镜中，在培养细胞的保温室内，由于仅 在旋转台上设有用于设置试样容器的部位，故可进行培养的试样数量(实 际上为保有试样的容器数量)受到限制。
因此，希望开发一种可以如下进行培养的装置，即也可由同一装置对 与利用显微镜观察培养状况的细胞等培养物在同样条件下进行培养的其它 培养物进行培养。另一方面，由于在培养显微镜的下部，在保温室的下方 形成有不仅收纳显微镜也收纳光源的显微镜室，故相对于培养物的收纳量， 存在装置大型化的问题。
另外，当在保温室内收纳作为观察对象的培养物之外的培养物时，作 为观察对象的培养物利用设于旋转台的加热器(载物台加热器(7亍一-匕一夕))加热到规定温度，但其它培养物即设置于旋转台之外的保温室内 的培养物通过用于控制保温室内温度的加热器加热到规定温度。通过独立 地控制这些加热器而维持在规定温度，但是，若旋转台上的温度比保温室
内的温度高，则会产生如下问题在设置于旋转台上的试样容器的上部结 露，另外，因该结露而导致不能观察培养物。
发明内容
因此，本发明是为了解决以往的技术课题而作出的，其目的在于提供 一种培养物观察系统，也可对构成观察对象的培养物之外的培养物进行培
养，另外，可进行该其它培养物的培养并且利用显微镜适当地观察。
本发明的培养物观察系统，具有在培养室内构成适合于培养培养物 的环境的培养库、用于拍摄培养物的显微镜图像的摄像装置，该培养物观 察系统的特征在于，摄像装置具有设于培养室内的光源、设于培养室内 且保持构成摄像对象的培养物的承载台，并且，在除光源及承载台之外的 培养室内设置有用于收纳培养物的搁板。
第二方面发明的培养物观察系统，具有在培养室内构成适合于培养 培养物的环境的培养库、用于拍摄培养物的显微镜图像的摄像装置，该培 养物观察系统的特征在于，摄像装置具有承载台，该承载台设于培养室内 且以构成摄像对象的培养物被收纳于透光性容器的状态保持该培养物，并 且，所述培养物观察系统设有控制培养室内的温度及承载台的温度的控制 机构，该控制机构将承载台的温度控制为培养室内的温度以下且适合于培养培养物的值。
根据本发明，培养物观察系统具有在培养室内构成适合于培养培养 物的环境的培养库、用于拍摄培养物的显微镜图像的摄像装置，摄像装置
具有设于培养室内的光源、设于培养室内且保持构成摄像对象的培养物 的承载台，并且，在除光源及承载台之外的培养室内设置有用于收纳培养 物的搁板，从而也可以利用同一装置对构成观察对象的培养物之外的其它 培养物进行培养。由此，能够谋求扩大可一次培养的培养物的收纳量。
另外，不用特别设置仅仅为了进行培养的装置，可以只进行培养，也 可进行培养且观察该培养状况，从而可谋求提高便利性。
根据第二方面的发明，培养物观察系统具有在培养室内构成适合于 培养培养物的环境的培养库、用于拍摄培养物的显微镜图像的摄像装置，
摄像装置具有承载台，该承载台设于培养室内且以构成摄像对象的培养物 被收纳于透光性容器的状态保持该培养物，并且，所述培养物观察系统设 有控制培养室内的温度及承载台的温度的控制机构，该控制机构将承载台 的温度控制为培养室内的温度以下且适合于培养培养物的值，从而可以对 收纳于被承载台保持的容器内的培养物进行培养，并且可以抑制在该容器 内面结露的不良情况。
由此，可以避免因结露而妨碍隔着该容器进行培养物的拍摄的不良情 况，可以适当地观察培养物。
图1是构成适用本发明的培养物观察系统的培养物观察装置的部分透 牙见主一见图2是图1的培养物观察装置的侧视图； 图3是图1的培养物观察装置的纵剖侧视图； 图4是图1的培养物观察装置的横剖平面图； 图5是构成培养物观察系统的控制装置的电气框图； 图6是表示显示器所显示的"拍摄点的设定"画面的图； 图7是表示显示器所显示的"坐标移动量的设定"画面的图； 图8是表示显示器所显示的"拍摄点的设定"画面的图； 图9是表示显示器所显示的"拍摄点的设定"画面的图；图IO是表示显示器所显示的"细胞观察系统，，画面的图； 图ll是表示试样容器和清晰度的关系的图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。图1是构成适用本发明的 培养物观察系统S的培养物观察装置1的部分透视主视图，图2是图1的 培养物观察装置1的侧视图，图3是图1的培养物观察装置1的纵剖侧视 图，图4是图1的培养物观察装置1的横剖平面图，图5是构成培养物观 察系统S的控制装置的电气框图。
本实施例的培养物观察系统S是用于作为培养物而使用如下细胞的培 养操作的系统，可以边培养边观察该培养状况，该细胞不仅包括存在于 受精卵内未分化的干细胞(所谓的ES细胞)即胚胎干细胞、或存在于已经 生成的体内各器官中的未分化的干细胞例如造血干细胞或神经干细胞等体 细胞性干细胞(体性幹細胞)等用于再生医疗等的细胞，而且包括受精卵 等细胞。
培养物观察系统S具有培养库(培养机构)2，其用于构造适合培养 作为培养物的细胞(以下，作为培养物，以细胞为例进行说明)的环境；
摄像装置(摄像机构)3,其用于拍摄细胞的显微镜图像；显示器(显示机 构)4，其用于显示由摄像装置3拍摄的显微镜图像；计算机5，其作为控 制这些培养库2、摄像装置3以及显示器4的控制机构。其中，培养库2和 摄像装置3构成图1所示的培养物观察装置1，计算机5由通用的个人电脑 构成的PC等构成。
培养物观察装置1例如由一面(在本实施例中为前面)具有开口 10的 绝热性箱体构成本体12，在该本体12内(库内)上部，形成有构成培养库 2的培养室13。另外，在位于该培养室13下方的本体12内下部，形成有 配设有摄像装置3的摄像室6。
在本体12设有用于开闭自如地闭塞前面开口 IO的内侧门14，并且， 进一步在内侧门14外侧的位置i殳有绝热门15。内侧门14由可透4见内部的 透明玻璃板等构成，在打开绝热门15且关闭内侧门14的状态下可以观察 培养室13内部。另外，在绝热门15的前面，设有控制面板16,并且，在 该绝热门15的背面外周边，在内侧门14端面更外侧的位置上安装有垫圈
617。由此，培养室13可相对外部密封。
在构成培养室13的本体12内壁面，以具有规定间隔的方式配设有导 热性好的分隔壁20。该分隔壁20配设于构成培养室13的整个面上，即位 于顶面、底面、左右侧面、背面，在该分隔壁20和本体12内壁面之间， 配设有库内加热器19 (仅在图5中图示)。另外，由于在培养室13的下方 配设有摄像装置3，故培养室13底面的、除去配设有该摄像装置3的部分 之外的部分，配设库内加热器19。另外，在关闭绝热门15的状态下，在构 成培养室13前面的绝热门15的背面也配设有门加热器18 (仅在图5中图 示)。由此，培养室13可隔着分隔壁20及内侧门14间接地从全部的六个 面进行力口热。
另外，在构成培养室13左右侧壁的各分隔壁20上，形成有多层向内 侧突出且未图示的搁板架设部，在该搁板架设部上，可装卸地架设多层导 热性好且形成有多个连通孔的搁板(搁层)7。另外，详情如后所述，由于 在该培养室13内侧后部配设有光源47，故在本实施例中，搁板7后端可架 设成位于光源47前面的前方，但并不限于此，也可以一直延伸到与构成培 养室13的背面靠近的位置，与光源47对应的位置形成避开该光源47的形 状(剖面U字形的缺口 )。
一方面，在本体12设有与培养室13内部连通的气体供给口 23,未图 示的气体供给管与该气体供给口 23连接。在该气体供给管上经由C02气体 电磁阀24连接有C02储气瓶(C02气体供给机构)，并且，经由02气体电 磁阀25连接有02储气瓶(02气体供给机构)。在这些储气瓶中封入有规定 纯度以上的气体。各电磁阀24、 25利用后面详述的培养库侧控制装置CI 进行开闭控制。另外，该气体供给管也可具有湿度调整机构，由此，也可 将规定C02浓度、02浓度、湿度的气体供给到培养室13。另外，在本实施 例中，可供给C02气体、02气体这两种气体，但也可仅供给C02气体。
另外，在本体12内设有用于检测培养室13的空气温度的库内温度 传感器26、用于检测培养室13的C02气体浓度的C02气体浓度传感器27、 用于检测培养室13的02气体浓度的02气体浓度传感器28。这些传感器26、 27、 28均与培养库侧控制装置C1连接，基于这些传感器的检测，上述库内 加热器19、门加热器18、 C02气体电磁阀24、 02气体电磁阀25被控制， 详情如后所述而设定的培养环境的温度和气体浓度被控制。另外，在本体12设有用于将培养室13内不需要的空气排出的排气口 29，可从培养室13 内进行排气。
在本体12内设有用于搅拌培养室13内的空气而使空气状态均匀的未 图示的送风机。该送风机利用送风机用马达32进行工作，该送风机用马达 32被培养库侧控制装置Cl控制。
另一方面，在形成于该本体12内的培养室13内配设有承载台37,该 承载台37与详情后述的配置于摄像室6内的倍率变更透镜等透镜35和CCD 照相机36 —并构成摄像装置3。该承载台37由导热性好的材料构成，并且， 如图4所示，在本实施例中，该承载台37为呈平面大致圓形的板状部件。 为了在该承载台37上设置多个将细胞等试样收纳的试样容器42，连通形成 的孔43形成有多个。在本实施例中，六个孔43间隔^见定距离而形成，并 且这些孔43都与承载台中心相距规定尺寸而形成。
试样容器42为至少底面及上面具有透光性的容器，例如由透明的玻璃 或树脂制成，透过来自光源47的照射光，从而可利用物镜44观察内部试 样。另外，该试样容器42的开口可利用具备过滤器的盖部件堵塞，该过滤 器具有透气性，可以将容器42内的湿度、气体浓度设为与培养室13内的 相同。
另外，在承载台37的中心，安装有由导热性好的材料构成的旋转轴38。 该旋转轴38的一端与配设于摄像室6内的旋转移动用载物台马达(7于一 -乇一夕)39 (仅在图5中图示)连接，利用该载物台马达39的驱动，可 在水平方向旋转。另外，该旋转轴38可利用直线移动用载物台马达40沿 一个方向、在本实施例中为前后方向移动。由此，利用旋转移动、直线移 动使承载台37移动，从而可以使设置于承载台37的试样容器42的细胞等 移动。
在摄像室6的内侧面(在实施例中为前壁、两侧壁的内面)，安装有载 物台加热器41,可将安装于旋转轴38 —端且位于摄像室6正上方的导热性 好的承载台37加热到规定温度。另外，在承载台37上设有用于检测该承 载台37温度的载物台温度传感器46。
配设有承载台37的培养室13和配设有摄像装置3的摄像室6内被分 隔壁45分隔而构成密闭结构，以使培养室13内调整后的空气不进入摄像 室6内。
8在承载台37下方，隔着分隔壁45从摄像室6侧突出地设有物镜44。 该物镜44可观察设置于承载台37的孔43中的试样容器42内的细胞等， 其设于距旋转轴38 (承载台中心)规定距离的位置即与形成有孔43的位置 对应的位置上。另外，在与该物镜44相对的位置(物镜44的上方)，构成 摄像装置3的光源47经由臂48设置于位于培养室13内的本体12。
本实施例的光源47使用LED照明，在培养室13内沿上下方向延伸配 设，从上方对位于物镜44和该光源47的照射孔之间的细月包等进行照明。 另外，光源47并不限于LED照明灯，例如也可使用水银灯或光纤等。
另外，在本实施例中，由于在承载台37上方的培养室13中可架设多 层搁板7…，故光源47配设于如下位置不妨碍从前面开口 IO进行培养物 (处于被容器收纳的状态的细胞等)的收纳/取出作业的位置，在本实施例 中位于培养空间后部。另外，与光源47的照射孔相对地设置的物镜44同 样地配设于培养物空间后部位置。
另外，与这些物镜44、光源47、承载台37 —并构成摄像装置3的倍 率变更透镜35和CCD照相机36等，与如上所述的加热器39、 40—并配 设于摄像室6内。另外，关于由物镜44、倍率变更透镜35、 CCD照相机 36等构成的摄像系统，因与现有结构相同，故省略详细说明。
接着，参照图5的电气框图说明本实施例中的培养物观察系统S的控 制系统(控制机构)。如上所述，培养物观察系统S由培养物观察装置1和 利用通信线与该培养物观察装置1连接的计算机5构成，该培养物观察装 置l具有在培养室13内构成培养环境的培养库2和对在该培养库内(培 养室13内)培养的细胞等(培养物)进行摄像的摄像装置3。该培养物观 察装置1具有培养库侧控制装置Cl和摄像装置侧控制装置C2。
在培养库侧控制装置Cl的入口侧连接有库内温度传感器26、 C02气体 浓度传感器27、 02气体浓度传感器28、载物台温度传感器46、控制面板 16,在输出侧连接有库内加热器19、门加热器18、载物台加热器41、 C02 气体电^f兹阀24、 02气体电,兹阀25以及送风马达32。在培养库侧控制装置 Cl上连接有用于与计算机5进行数据通信的通信线50。另外，培养库侧控 制装置C1内置存储器53,基于来自计算机5的输出以及根据控制面板16 的操作的输出，可以将各设定值保存于存储器53中，并基于该设定值来控 制培养室13的温度、气体浓度以及承载台37的温度。另外，各温度数据以及气体浓度数据利用培养库侧控制装置Cl输出到计算机5。
在摄像装置侧控制装置C2的输出侧，连接有构成摄像装置3的透镜35、 CCD照相机36、载物台加热器39、 40、光源47等。另外，在摄像装置侧 控制装置C2上连接有用于与计算机5进行数据通信的通信线51(由图像读 入用通信线、控制用通信线等构成)。由此，基于来自计算机5的输出，进 行如下控制观察的坐标移动、利用光源27的照射接通/切断、亮度调整、 利用CCD照相机的图像读入等控制。另外，观察的坐标位置数据和光源的 亮度数据根据摄像装置侧控制装置C2输出到计算机5。
计算机5具有可进行培养物观察装置1的控制及各种数据的读入、该 数据的参照/保存的应用程序(内置作为存储机构的存储器9)，可以在连接 的显示器4的显示画面上显示各种数据和取得图像(显微镜图像)。各种设 定可以根据显示在显示器4上的画面，通过进行数值输入和确定操作来执 行。另外，计算机5连接有作为操作机构的鼠标8。
接着，说明本实施例的培养物观察系统S的动作。通过操作控制面板 16或计算机5，对培养室13内的培养条件、在进行照射的实施例中为库内 温度、库内C02气体浓度、02气体浓度进行设定。在此，库内温度设为 +37.0°C、 C02气体浓度设为5.0%、 02气体浓度设为5.0 o/o。
基于此，培养库侧控制装置Cl进行库内加热器19、门加热器18、载 物台加热器41的通电控制，将培养室13及承载台37的温度维持为设定温 度即+37.0。C。具体而言，当库内温度传感器26降到+36.5。C时，对库内加 热器19及门加热器18进行通电，当上升到+37.5。C时，对库内加热器19及 门加热器18进行断电。另外，当载物台温度传感器46降到+36.5。C时，对 载物台加热器41进行通电，当上升到+37.5。C时，对载物台加热器41进行 断电。
这样，库内加热器19、门加热器18，与载物台加热器41单独地进行 温度控制。此时，在本实施例中，培养库侧控制装置Cl将承载台37的温 度控制为培养室13内的温度以下且适合于培养作为培养物的细胞的温度。 即，控制装置Cl对承载台37的温度如下进行控制使其与培养室13内的 温度相同或比培养室13内的温度低，且比适合于培养细胞的温度(本实施 例中为+36.5。C )高。
由此，可一直将培养室13内的空气温度设为^^载台37的温度以上。因此，设置于承载台37的孔43中的试样容器42上部的温度(与培养室13 内的空气温度近似)比与承载台37接触的试样容器42下部的温度(与承 载台37的温度近似)低，从而可以避免在试样容器42内面产生结露的不
良情况。
因此，由于可以维持适合于培养设置于承载台37的试样容器42内的 细胞的温度，并可以避免在容器内面产生结露，故可以避免因该结露而妨 碍隔着试样容器42进行的细胞拍摄的不良情况。由此，可以适当地观察设 置于承载台37上的细胞。
另夕卜，培养库侧控制装置Cl基于由C02气体浓度传感器27及02气体 浓度传感器28检测的培养室13内的各气体浓度(C02气体浓度、02气体 浓度)，进行C02气体电磁阀24、 02气体供给阀25的开闭控制，从而将培 养室13内维持为设定气体浓度(在本实施例中，C02气体浓度为5.0%、 02气体浓度为5.0% )。
由此，培养室13内可设为如上所述设定的温度、气体浓度等。因此， 通过在设于培养室13内的承载台37的各孔43内设置收纳了细胞等的各试 样容器42,从而可以根据该培养条件进行该细胞的培养。另外，设置于该 承载台37的细胞等可利用详情后述的摄像装置3进行观察。在本实施例中， 由于该培养室13内架设有多个搁板7，故通过将收纳培养物(细月包等)的 容器载置于该搁板，从而可以根据相同培养条件进行该细胞的培养。
因此，作为摄像装置3的观察对象的细胞(培养物)之外的其他细胞 (培养物)，也可以利用同一装置进行培养。由此，可以谋求扩大可一次培 养的细胞(培养物)的收纳量。另外，不用特别设置仅仅用于培养的装置、 即不具有摄像装置的C02保温箱，可以只进行培养或边培养边观察该培养 状况，从而可谋求提高便利性。
接着，参照图6~图IO说明根据上述培养条件进行培养的细胞(培养 物)的摄像(观察)动作。由于摄像装置3基于来自计算机5的输出进行 控制，故以下根据与计算机5连接的显示器4的显示画面，说明由计算机5 进行的计算机程序。
首先，计算机5通过起动计算机程序，在显示器4的显示画面上显示 出如图IO所示的"细胞观察系统"的初始画面。通过选择该"细胞观察系 统"初始画面中显示的"观察设定"，并选择该"观察设定"中未图示的"拍摄点的设定"，从而显示图6所示的"拍摄点的设定画面"，在该画面中进 行拍摄点的设定。在该"拍摄点的设定画面，，中显示"拍摄点的设定"、"当 前位置的图像信息"、"当前位置"等。
在"当前位置的图像信息"中，显示(实时显示)由CCD照相机36 拍摄的当前的显微镜图像。在"当前位置的图像信息"中，显示对承载台 37整体进行显示的当前拍摄位置。在本实施例中，由摄像装置3拍摄的观 察对象为设置于承载台37的六个孔43中的试样容器42内的细胞。如"当 前位置显示"所示，承载台37由以30。为单位划分的12个载物台构成，作 为"当前位置的图像信息"，显示各载物台号、X坐标、Y坐标、Z坐标， 并且，大致的当前拍摄位置以"+，，显示。
在此，X坐标、Y坐标根据如下量进行确定，即利用旋转移动用载物台 马达39使承载台37旋转驱动、或使直线移动用载物台马达40驱动而移动 的量(移动量)来确定，Z坐标由通过使物镜44上下移动而移动的量(移 动量)来确定。另外，这些各坐标通过操作画面上的"载物台初始化"按 钮，可以确定原点，通过计算与其相对的移动量，确定当前拍摄的位置(移 动4立置)。
另外，当前拍摄位置通过操作"拍摄点的设定画面"中显示的"X/Y 移动，，以及"聚焦"的各箭头按钮，可以任意移动拍摄位置。控制装置C2 基于该按钮搡作，驱动各载物台马达39、 40等，并^f吏承载台37旋转或前 后移动，从而可以将承载台37上的细胞任意移动到可利用物镜44观察的位置。
在此，"聚焦，，是使物镜44上下移动的按钮，可划分成0到+5阶段以 及-5阶段而使其移动。由此，可任意选择成为拍摄对象的细胞的焦点。另 外，"AF"按钮是自动对焦按钮，通过操作该按钮，4吏物镜44自动上下移 动，并;^测清晰度高的Z坐标(位置)并聚焦(对焦)。
此时，计算机5经由控制装置C2使物镜44从上限值移动到下限值， 并检测各Z坐标(各位置)的清晰度。接着，将规定清晰度以上的Z坐标 与清晰度一并存储到存储器9中。在自动对焦结束时，在清晰度最高的Z 坐标(位置)，将聚焦(对焦)后的显微镜图像显示到"当前位置的图像信 息"中。
例如在该"AF，，按钮的上下，设置未图示的"上AF，，按钮及/或"下
12AF"按钮。通过操作"下AF"按钮，在"当前位置的图像信息，，中显示存 储在存储器9中的接下来清晰度最高的图像(在自动对焦操作刚结束的状 态下，由于显示清晰度最高的图像，故接下来显示的图像成为清晰度第二 高的Z坐标下的显微镜图像)。
进而，通过操作"下AF，，按钮，从高到低依次显示存储在存储器9中 的清晰度低的图像。另外，通过操作"上AF"按钮，在"当前位置的图像 信息"中显示清晰度比当前显示的显微镜图像的清晰度更高的显微镜图像。
例如，在图11所示的试样容器42内，在盖部分(上面内壁)附着水滴 或细胞，在容器42底面具有细胞。除此之外，在培养基等的液面存在细胞， 细胞在培养基(溶液中)中浮游。以该试样容器42内的细胞为观察对象， 若操作自动对焦按钮，则在多个点、本实施例中为六个部位，取得规定清 晰度以上的坐标，存储到存储器9中。在此，清晰度最高的Z坐标(位置) 的显微镜图像为对位于培养基等的液面的细胞进行观察的图像，清晰度第 二高的Z坐标(位置)的显微镜图像为对位于容器42底面的细胞进行观察 的图像。另外，第三、第五、第六显微镜图像为对浮游在培养基中的细胞 进行观察的图像，第四显微镜图像为对附着在容器42上面内壁的水滴或细 胞进行观察的图像。
因此，在自动对焦操作结束后的"当前位置的图像信息"中，显示清 晰度最高的、对位于培养基等的液面的细胞进行观察的显微镜图像。此后， 通过操作"下AF"按钮，在"当前位置的图像信息"中，显示接下来清晰 度最高的、对位于容器42底面的细胞进行观察的显微镜图像。若进一步操 作"下AF，按钮，则在"当前位置的图像信息"中对应清晰度从高到低依 次显示显微镜图像。若操作"上AF"按钮，则在当前显示的"当前位置的 图像信息"的显微镜图像中，从低到高依次显示清晰度高的显微镜图像。
另外，在移动到任一个清晰度高的Z坐标的状态下，通过进一步操作 "聚焦，，的各箭头按钮，可按照设定的单位，分成0到+5及-5阶段并使其 移动。
由此，相对同一拍摄位置的纵深方向，可自动检测相对多个拍摄面的 清晰度高的Z坐标，故可容易地选择各个Z坐标的拍摄点。因此，可容易 地对纵深方向不同位置的多个培养物等的显微镜图像进行观察。
另外，通过操作"上下AF"按钮，不仅可以显示利用自动对焦操作而得到的清晰度最高的显微镜图像，而且可以直接显示清晰度比其低且为规 定清晰度以上的显微镜图像，故可容易地拍摄成为观察对象的培养物，提 高便利性。
通常，在规定的Z坐标所拍摄的显微镜图像中，清楚地显示位于该Z 坐标面上的观察物，相比该位置而位于纵深方向的物体几乎不显示。另外，
在自动对焦功能中，可直接检测清晰度最高的z坐标的显微镜图像，并进
行聚焦，但难以得到清晰度比其低且为规定清晰度以上的显微镜图像。因 此，在利用自动对焦功能得到的显微镜图像中，有时不能显示作为目标的
细胞。此时，不能使用自动对焦功能，必须任意移动z坐标(位置)并检 索作为目标的细胞。
与此相对，在本实施例中，具有对规定清晰度以上的多个显微镜图像
进行检测并聚焦的功能，通过操作"上AF"、"下AF"按钮，各显微镜图 像可任意显示在显示器4的显示画面上。由此，可以^/v通过"上AF"、"下 AF，，按钮的操作而显示的多个显微镜图像中，选择作为目标的观察物对象 (细胞)。由此，可简化观察点的设定操作。
另外，对X、 Y、 Z轴的各移动进行操作的箭头按钮具有移动量比较 大的粗动按钮(粗動求夕y)和移动量比较小的微动按钮。这些粗动按钮 及微动按钮通过操作显示在"拍摄点的设定画面"中的"坐标移动量的设 定，，按钮，从而显示图7所示的"坐标移动量的设定画面"，在该画面中可 设定各移动量单位。在该"坐标移动量的设定画面"中，对各"X轴载物 台转动移动量"、"Y轴载物台滑动移动量"、"Z轴聚焦移动量"，可以通过 数值输入对粗动按钮及微动按钮进行一次操作时的移动量来分别进行设 定。另夕卜，在本实施例中，各X坐标、Y坐标、Z坐标可以通过各载物台 马达39、 40以及上下移动物镜44的马达进行变更，由于这些马达通过脉 沖控制来进行移动量控制，故可以利用脉沖数值进行设定。由此，在确定 观察坐标时，可以有效地进行坐标移动。
另外，在"拍摄点的设定画面，，中，使光标位置移动到"当前位置的 图像信息"区域的任意位置(任意坐标)，在该状态下，通过双击与计算机 5连接的鼠标8的左键，可以使该选择位置移动到"当前位置的图像信息" 区域的中央(图8的状态)，即移动坐标使其位于图像显示区域的中央。由 此，可以在"当前位置的图像信息，，区域中，显示将作为观察对象的细胞移动到中央的显微镜图像，可完善观察环境。
并且，在该"拍摄点的设定画面"中，使光标位置移动到"当前位置 的图像信息"区域内，在该状态下通过单击鼠标8的右键，从而可以在"当
前位置的图像信息"区域(显微镜图像内)，显示进行X轴、Y轴各自标度 显示的十字形标度(图9)。该十字形标度对X轴、Y轴都显示例如对应10pm、 50^n、 lOOiam而长度不同(在本实施例中，标度越大显示越长)的刻度。 另外，该标度显示所带的刻度单位并不限于此，在同一画面中可以任意变 更，例如也可与20|im、 100(im、 200|im对应地进行显示。
该标度显示的原点(X轴和Y轴的交点)通过操作鼠标8，可以将显示 画面上的光标位置移动到中心。因此，通过使标度显示移动到在"当前位 置的图像信息"区域所显示的任意细胞的附近(特定位置)， 一眼即可确认 作为观察对象的细胞的尺寸。因此，不用根据推测而可以通过标度显示进 一步确认作为观察对象的细胞的大致尺寸，可实现合适的细胞(细胞培养) 观察。
另外，该标度显示根据由摄像装置3观察的光学可变的倍率(拍摄倍 率)或显示器4的显示画面的大小等进行变更。另外，通过在计算机5中 对由摄像装置3取得的图像(显微镜图像)进行数字处理，即便改变显示 倍率，也可对应该显示画面所显示的大小，变更标度显示的刻度单位。当 显示倍率增大时，对标度显示的各刻度单位内的大小(尺寸)进行增大显 示，当显示倍率减小时，对标度显示的各刻度单位内的大小(尺寸)进行 缩小显示。
因此，即便摄像装置3的拍摄倍率或显示倍率已经变更，也可实现合 适的标度显示，可进一步恰当地把握作为观察对象的细胞的大致尺寸。
另外，该标度显示通过再一次右击鼠标8，可固定显示位置，并且，通 过再一次右击，可以将标度显示设为非显示(解除)。
另一方面，在"拍摄点的设定画面"所显示的"拍摄点的设定"中， 显示有"试样选择"、"使用载物台号"、"拍摄点的选择"、"Z-序列(stack )"、 "LED调光"、"黑白/彩色"的选择。
在"试样选择"中显示预先登记的试样名称。在图6的显示中，试样 名称为"1AAA"，使用载物台号为12。在"当前位置的图像信息"中，可 以将显示的当前拍摄位置作为拍摄点进行登记，在"拍摄点的选择"中，
15对应登记号，显示各拍摄点的X、 Y、 Z坐标。
另外，在"z-序列"中，可对应详情后述的慢速拍摄(夕一厶，yx
撮影)的观察坐标，按照±5点的方式登记相对各拍摄坐标(X、 Y坐标)的焦点(Z坐标)，另外也可设定其间距。在"LED调光"中，同样地可对应慢速拍摄的观察坐标，进行光源47即LED的亮度设定，通过选择"黑白"或不选择，可对应慢速拍摄的观察坐标，作为拍摄形态设定黑白或彩色。
另外，可指定载物台号并向其载物台基点移动。通过操作"向选择中的拍摄点的移动"按钮，也可直接移动到预先设定的拍摄点。另外，该选定后的拍摄点在"拍摄点的设定"中，详细显示X、 Y、 Z坐标。
在如上所述的"拍摄点的设定画面"中，在设定完拍摄点后，若关闭该设定画面，则计算机5将前述"细胞观察系统，，画面显示在显示器4中。另外，通过选择该"细胞观察系统"画面所显示的"观察设定"，并选择该"观察设定"中未图示的"观察条件，，，从而显示未图示的"观察条件输入画面"，在该画面中，输入用于进行使用了时滞的观察的拍摄条件。
慢速拍摄指的是，以规定的时间间隔自动进行拍摄并将拍摄的显微镜图像存储到计算机5的存储器9中的功能，适合于观察活的细胞的时间性变化。
在该"观察条件输入画面，，中，可对应在上述"拍摄点的设定画面"中设定的各"拍摄点"，设定多个或单个拍摄时间。在使用了时滞功能的拍摄中，特别是在同时设定多个拍摄点的多点时滞中，因拍摄后的载物台移动(承载台37的移动)时间、拍摄时间、照相机的曝光时间产生影响，故考虑时滞的间隔时间而进行设定。
在"观察条件输入画面，，中，设定拍摄条件后，若关闭该设定画面，则计算机5显示前述"细胞观察系统，，画面。根据设定的拍摄条件，.计算机5进行控制，由此，在各设定的拍摄时间，进行设定的拍摄点的拍摄。
计算机5将拍摄的显微镜图像，对应于拍摄日期(拍摄时刻)、与该时间内从培养库控制装置Cl输出的各温度数据(库内温度、载物台温度)、各气体浓度数据(co2气体浓度、02气体浓度)等培养环境相关的信息，保存到存储器9中。
保存在存储器9中的显微镜图像、拍摄日期、与培养环境相关的信息，在"细胞观察系统"画面的"细胞图像表格，，中，与各显微镜图像对应地显示。由此，在慢速拍摄中，由于可以将拍摄的各显微镜图像和与培养环 境相关的信息 一 并显示，故可适当地确认与各显微镜图像对应的培养信息， 可谋求提高作为观察资料的可靠性。
另外，在该"细胞观察系统"画面的显微镜图像的显示中，与上述"拍 摄点的设定画面"中的"当前位置的图像信息"的显示同样地，也可进行 标度显示。由此，对保存的显微镜图像而言，也可不用根据推测而通过标 度显示进一步确认作为观察对象的细胞的大致尺寸，可实现合适的细胞(细 胞培养)观察。
权利要求
1. 一种培养物观察系统，具有在培养室内构成适合于培养培养物的环境的培养库、用于拍摄所述培养物的显微镜图像的摄像装置，该培养物观察系统的特征在于，所述摄像装置具有设于所述培养室内的光源、设于所述培养室内且保持构成摄像对象的所述培养物的承载台，并且，在除所述光源及承载台之外的所述培养室内设置有用于收纳培养物的搁板。
2. —种培养物观察系统，具有在培养室内构成适合于培养培养物的 环境的培养库、用于拍摄所述培养物的显微镜图像的摄像装置，该培养物 观察系统的特征在于，所述摄像装置具有承载台，该承载台设于所述培养室内且以构成摄像 对象的所述培养物被收纳于透光性容器的状态保持该培养物，并且，所述 培养物观察系统设有控制所述培养室内的温度及所述承载台的温度的控制 机构，该控制机构将所述承载台的温度控制为所述培养室内的温度以下且 适合于培养所述培养物的值。
全文摘要
本发明提供一种培养物观察系统，其也可对构成观察对象的培养物之外的培养物进行培养，另外，可进行该其它培养物的培养并且利用显微镜适当地观察。培养物观察系统(5)具有在培养室(13)内构成适合于培养细胞的环境的培养库(2)、用于拍摄细胞的显微镜图像的摄像装置(3)，摄像装置(3)具有设于培养室(13)内的光源(47)、设于培养室(13)内且保持构成摄像对象的培养物的承载台(37)，并且，在除光源(47)及承载台(37)之外的培养室(13)内设置有用于收纳细胞的搁板(7)。
文档编号C12M1/34GK101466823SQ200780021798
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月12日 优先权日2006年6月16日
发明者三好哲哉, 佐贺忠久, 大泽慎次, 户部龙三, 毒岛弘树 申请人:三洋电机株式会社