技术领域
本发明涉及培养观察装置及培养观察系统。
背景技术
在细胞的培养中，重复进行在每次细胞铺满时从孵化器中取出培养容 器、自培养容器剥离细胞、并在新的培养容器中接种并培养细胞的工序。该 操作必须通过观察者每天对孵化器内的培养容器内的细胞确认1次～2次来 进行，非常麻烦。
另外，公知有在细胞接触面上配置了透明导电膜的培养反应器(例如， 参照专利文献1。)。根据该培养反应器，能够观察在孵化器内培养中的细胞 的电活动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－80869号公报
发明内容
发明要解决的问题
在利用专利文献1的培养反应器的透明导电膜检测到的细胞的电活动 中，无法观察在培养容器的底面扩散生长的细胞的数量、粘接面积。因而， 无法判断细胞是否已铺满。
本发明是鉴于上述情况而做成的，是能够减少细胞培养时的确认操作的 麻烦的培养观察装置及培养观察系统。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案是一种培养观察装置，其中，该培养观察装置包括： 光源部，其用于从透明的培养容器的侧面向培养容器内照射照明光；摄像部， 其用于对从该光源部照射的照明光的自培养容器内部散射的散射光进行拍 摄并获取图像；以及发送部，其用于将由该摄像部获取的图像向外部发送； 所述摄像部包括：传感器阵列，其具有在所述培养容器的底面的一个方向的 大致全长范围上至少排列成一列的多个传感器；以及移动机构，其用于使该 传感器阵列与所述培养容器之间在与所述传感器的排列方向交叉且沿着所 述底面的方向上相对移动。
根据本技术方案，从光源部发出的照明光从培养着细胞的透明的培养容 器的侧面向培养容器内入射，从而照明光在细胞内散射，该散射的散射光从 培养容器的底面向外部射出，因此通过利用摄像部进行拍摄并获取图像而能 够检测培养容器内部的细胞的培养状态。
即，通过利用移动机构的工作使具有在培养容器的底面的一个方向的大 致全长范围上至少排列成一列的多个传感器的传感器阵列与培养容器之间 在与传感器的排列方向交叉且沿着底面的方向上相对移动，从而能够简单地 获取培养容器的底面的大致整体的图像。而且，由于发送部将获取的图像向 外部发送，因此例如通过在收纳有培养容器的孵化器的外部接收发送来的图 像，从而不用打开孵化器的盖取出培养容器就能够确认培养容器内部的细胞 的培养状态。由此，能够减少细胞培养时的麻烦。
在上述技术方案中，也可以是，所述光源部沿着相对于水平方向成± 30°的范围内的光轴照射照明光。
通过如此设置，来自光源部的照明光成为暗视野照明或斜照明，能够使 在培养容器内培养的细胞产生影子。由此，摄像部能够获取细胞的立体的图 像，能够更清楚地观察细胞的培养状态。
在上述技术方案中，也可以是，所述光源部向所述培养容器的底面与积 存于该培养容器内的培养液的液面之间的高度位置入射照明光。
通过如此设置，在照明光入射时，照明光不通过培养液的液面、培养容 器的底面，因此能够使照明光遍及培养容器的更大的范围。
在上述技术方案中，也可以是，所述传感器包括：微透镜，其与所述培 养容器的底面相对配置；以及摄像元件，其隔着该微透镜配置在与所述培养 容器的底面相反的一侧的位置。
通过如此设置，能够利用微透镜将细胞的图像成像于摄像元件，从而获 取鲜明的图像。微透镜的焦距能够设定得充分小，能够抑制高度方向的尺寸 并将装置构成得紧凑。
在上述技术方案中，也可以是，所述移动机构使所述传感器阵列及所述 光源部与所述培养容器之间在与所述传感器的排列方向交叉且沿着所述底 面的方向上相对移动。
通过如此设置，从培养容器的侧面入射照明光的光源部和对在细胞中散 射并从培养容器的底面向外部射出的散射光进行拍摄的摄像部总是维持恒 定的位置关系，因此能够总是在适当的照明下进行拍摄。另外，能够利用较 少的光源部来确保摄像部的拍摄所需的照明。
本发明的其他技术方案是一种培养观察系统，其中，该培养观察系统包 括：上述培养观察装置，其配置在孵化器内；以及接收部，其配置在孵化器 外，用于接收从所述培养观察装置的发送部发送来的图像。
通过如此设置，在孵化器内收纳搭载有培养容器的培养观察装置，定期 或根据需要利用发送部将拍摄到的培养容器的底面的图像向孵化器外部发 送，并在孵化器外部利用接收部进行接收，从而不用打开孵化器的门就能够 观察孵化器内部的细胞的培养状态。
在上述技术方案中，也可以是，该培养观察系统具有判断部，该判断部 根据由所述接收部接收到的图像来判断细胞的培养状态。
通过如此设置，判断部能够根据图像来判断细胞的培养状态，能够简单 地判断细胞是否已铺满。
发明的效果
根据本发明，起到能够减少细胞培养时的确认操作的麻烦这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的培养观察装置的纵剖视图。
图2是表示图1的培养观察装置的立体图。
图3是表示图1的培养观察装置的变形例的横剖视图。
图4是表示图1的培养观察装置的又一变形例的立体图。
图5是表示图1的培养观察装置的另一变形例的立体图。
图6是表示图1的培养观察装置的再一变形例的立体图。
附图标记说明
B培养液；C培养容器；1培养观察装置；3光源部；4摄像部；5发 送部；7传感器阵列；8传感器；8a聚光透镜；8b摄像元件；9移动机构； 10马达(移动机构)；11转台(移动机构)；12孵化器。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式的培养观察装置1。
如图1所示，本实施方式的培养观察装置1包括用于搭载一并收纳有应培 养的细胞A和培养液B的培养容器C的基座2以及设于该基座2的光源部3、摄 像部4、发送部5及控制部6。
培养容器C例如是细胞培养用的烧瓶，由光学透明的材质形成。
如图1和图2所示，基座2具有紧贴培养容器C的下表面且由光学透明的材 质形成的搭载面2a和自该搭载面2a直立设置并与搭载于搭载面2a的培养容 器C的一侧面紧贴的抵接面2b。孵化器内部成为多湿状态，因此基座2成为防 水构造。
光源部3具有配置于抵接面2b、并与搭载面2a隔开预定的间隔并且沿与 搭载面2a平行的方向排列了多个的LED光源3a。距搭载面2a的预定的间隔被 设定为等于或稍微大于从所搭载的培养容器C的下表面到培养容器C内部的 底面的距离，且小于直至假想积存于培养容器C内的培养液B的液面的距离。
另外，从各个LED光源3a射出的照明光的光轴3b被设定为与搭载面2a大 致平行。
摄像部4包括配置在基座2内部的搭载面2a的下方的传感器阵列7和用于 使该传感器阵列7移动的移动机构9。传感器阵列7包括排列成一列的多个传 感器8。各个传感器8包括与所述搭载面2a的底面相对配置的聚光透镜8a和对 由该聚光透镜8a会聚的光进行拍摄并获取图像的摄像元件8b。
传感器阵列7在与培养容器C的底面的短边大致同等的长度范围上配置 为与短边平行。另外，相邻的摄像元件8b的拍摄范围相互接触，通过在固定 了传感器阵列7的状态下利用所有的传感器8进行检测，从而获取沿着传感器 8的排列方向在培养容器C的底面的短边的大致全长上连续的一列图像。
移动机构9包括用于固定传感器阵列7的滑动件9a和用于使该滑动件9a 向传感器阵列7的与传感器8的排列方向正交并且沿着搭载面2a的方向直线 移动的直线移动机构9b。直线移动机构9b例如只要包括未图示的马达和滚珠 丝杠即可。
发送部5将由摄像元件8b获取的图像通过无线向外部发送。
另外，控制部6例如包括未图示的计时器，定期使光源部3、摄像部4以 及发送部5进行工作。
以下说明如此构成的本实施方式的培养观察装置1的作用。
在使用本实施方式的培养观察装置1观察细胞A的培养状态时，将收纳有 应培养的细胞A和培养液B的培养容器C以其下表面紧贴基座2的搭载面2a、 且一侧面抵接于基座2的抵接面2b的方式搭载于基座2。
在该状态下，将搭载有培养容器C的培养观察装置1收纳于孵化器(省略 图示)内，通过将搭载面2a配置为水平，从而在管理着孵化器内的温度和湿 度的环境下开始进行培养容器C内的细胞A的培养。而且，此时使控制部6内 的计时器进行工作，预先开始计时。
若开始进行培养，则根据计时器的计时结果按照预先设定的安排表，控 制部6使光源部3进行工作，使LED光源3a点亮，并且进行摄像元件8b的拍摄。
LED光源3a设于抵接培养容器C的侧面的抵接面2b，从培养容器C的侧面 向培养容器C内，向沿着培养容器C的底面的光轴3b的方向入射照明光。由 此，与斜照明或暗视野照明相同地从侧方对粘接于培养容器C的底面进行生 长的细胞A进行照明，形成细胞A的影子。
在细胞A中散射的散射光的一部分透过培养容器C的底面和基座2的搭 载面2a而被基座2内的聚光透镜8a聚光，并被摄像元件8b拍摄。在该情况下， 根据本实施方式的培养观察装置1，由于传感器阵列7是将多个传感器8成一 列而构成的，因此在各个时刻获取一列对焦后的图像。然后，控制部6使移 动机构9进行工作，通过一边使传感器阵列7在与传感器8的排列方向正交的 方向上移动一边利用摄像元件8b进行拍摄，从而能够获取多列图像。通过预 先将摄像元件8b的拍摄间隔设定得充分短，能够获取配置在搭载面2a上的培 养容器C的底面的大致整个区域的图像。
在获取到了培养容器C的底面的大致整个区域的图像之后，控制部6每次 使LED光源3a熄灭。通过如此使光源部3等进行间歇动作，能够抑制装置的 温度上升，能够减少热量对细胞的影响。
然后，由摄像元件8b获取的图像被从控制部6发送到发送部5，利用发送 部5向外部发送。因而，在孵化器的外部接收从发送部5发送来的图像，并显 示于监视器，从而不用从孵化器内取出培养容器C进行观察，而且不用打开 孵化器的门，就能够在孵化器的外部确认培养容器C内的细胞A的培养状态。 即，具有能够大幅度减少培养细胞时的确认操作的麻烦这样的优点。另外， 由于不用将培养容器C拿到孵化器外即可，因此能够消除针对培养中的细胞 而言的环境变化(温度、pH等的变化)。
特别是根据本实施方式，由于光源部3与粘接有细胞A的培养容器C的底 面平行地入射照明光，因此能够使在培养容器C内培养的细胞A产生影子。 由此，摄像部4能够获取细胞A的立体的图像，能够更清楚地观察细胞A的培 养状态。
另外，由于光源部3向培养容器C的底面与培养液B的液面之间入射照明 光，因此照明光不通过培养液B的液面、培养容器C的底面即可，能够抑制 照明光的散射并在培养液B内传播至更远处，能够在较大范围内进行照明。
另外，由于摄像部4对所培养的细胞A内的散射光中的、透过了培养容器 C的底面的散射光进行拍摄，因此当在高温多湿的环境下进行培养时，能够 不受到由于结露而形成于培养容器C的上表面的水滴的影响地获取鲜明的图 像。
另外，在本实施方式中，作为光源部3使用了LED光源3a，因此具有能 够抑制发热而减少对细胞的影响、还能够抑制电力消耗这样的优点。
另外，在本实施方式中，来自光源部3的照明光沿着与底面平行的光轴 3b沿水平方向向培养容器C内入射，但是并不限定于此，也可以相对于水平 方向形成±30°以下的角度地进行入射。采用这种角度，也能够针对细胞A 形成与暗视野照明或斜照明相同的影子，能够拍摄立体的图像。
另外，在本实施方式中，控制部6具有计时器且定期使光源部3等进行工 作，但也可以是取代此，在控制部6上连接有接收部(省略图示)，接收来自 孵化器外部的指令信号，根据该指令信号，控制部6驱动光源部3等。通过如 此设置，操作者能够在任意时刻通过远程操作来进行光源部3的接通断开、 拍摄。
图像信号、指令信号的发送接收既可以通过无线进行，也可以通过有线 进行。
另外，在本实施方式中，使与设于培养容器C的供培养液B、细胞A出入 的开口部相反的一侧的侧面(底面的短边侧的侧面)抵接于基座2的抵接面 2b，并且将光源部3设于抵接面2b，但是也可以沿着底面的长边侧的侧面配 置光源部3。
另外，在本实施方式中，将传感器阵列7配置在沿着培养容器C的底面的 短边的方向上，并使传感器阵列7向沿着底面的长边的方向移动，因此能够 抑制传感器阵列7所需的传感器8的数量，降低成本。也可以是取代此，将传 感器阵列7配置在沿着培养容器C的底面的长边的方向上，并使传感器阵列7 向沿着底面的短边的方向移动。通过如此设置，虽然传感器阵列7所需的传 感器8的数量增多，但是移动机构9的移动距离较短即可，具有能够在短时间 内获取底面的大致整个区域的图像这样的优点。
另外，在本实施方式中，说明了相邻的传感器8能够无间隙地获取图像 的情况，但是也可以隔开间隔地配置能够利用相邻的传感器8获取的拍摄范 围。在该情况下，作为移动机构9，采用了能够使传感器阵列7也沿传感器阵 列7的排列方向移动的结构，只要以填补拍摄范围的间隙的方式使传感器阵 列7移动、并以光栅扫描方式进行拍摄即可。由此，具有能够限定各个传感 器8的拍摄范围并提高拍摄倍率这样的优点。
另外，在本实施方式中固定了光源部3，但也可以是取代此，如图3所示， 将光源部3固定于传感器阵列7，利用移动机构9使光源部3与传感器阵列7一 起移动。在图3所示的例子中，光源部3配置为能够在由与搭载面2a一体形成 的光学透明的抵接面2b密闭的基座2内进行移动，经由抵接面2b向培养容器C 内入射照明光。光源部3既可以如图3所示仅从培养容器C的一侧面侧入射照 明光，也可以从两侧入射照明光。
另外，也可以取代排列多个包括聚光透镜8a和摄像元件8b的传感器8而 成的传感器阵列7，采用呈一列地排列许多像素而成的线传感器。
另外，也可以取代在基座2内使传感器阵列7移动，固定传感器阵列7和 光源部3，并使培养容器C移动。例如，也可以是，如图4所示，在传感器阵 列7的上方，在以能够利用马达10水平旋转的方式设置的转台11上配置一个 以上的培养容器C，通过使转台11旋转，从而使培养容器C相对于传感器阵列 7移动，获取培养容器C的底面的大致整体的图像。
也可以取代转台11，采用直线移动的台。
另外，在本实施方式中，例示了将培养容器C搭载于搭载面2a、并与培 养容器C一起收纳于孵化器12内的结构的培养观察装置1，但也可以是取代 此，如图5和图6所示，作为孵化器12的内部所具有的塔板13，配置了具有上 述结构的培养观察装置1。在附图中，孵化器12为了易于观察内部构造而用 实线仅示出了内容积部分。
例如，如图5所示，作为能够搭载多个(在图5中为3个)培养容器C的塔 板13，也可以采用像图2那样具有固定于搭载面2a的上方的光源部3、且具有 能够在搭载面2a的下方直线移动的传感器阵列7的构件。在图5中，塔板13设 置了3层。光源部3隔开比培养容器C的底面的短边稍微大的间隔地固定于搭 载面2a的上方，对插入光源部3之间的培养容器C从侧面入射照明光。
收纳于各个塔板13内的传感器阵列7以依次扫描塔板13上的3个培养容 器C的方式进行直线移动，获取各个培养容器C的底面的图像。此时，也可 以以仅向在下方配置有传感器阵列7的培养容器C照射照明光的方式控制光 源部3。另外，关于未搭载有培养容器C的部分，也可以使光源部3的工作和/ 或传感器阵列7的工作停止。
另外，例如，如图6所示，作为能够搭载多个(在图6中为3个)培养容 器C的塔板13，也可以采用像图3那样以能够直线移动的方式收纳了从抵接培 养容器C的底面的长边侧的侧面的抵接面2b的内部照射照明光的光源部3和 在搭载面2a的下方获取图像的传感器阵列7的构件。通过以使培养容器C的侧 面抵接于配置在孵化器12的里侧的抵接面2b的方式配置多个培养容器C，从 而能够随着传感器阵列7和光源部3的移动依次进行照明光的照射和底面的 拍摄。
塔板13的数量和能够搭载于一个塔板13的培养容器C的数量也可以采用 任意数量。
光源部3既可以如图6所示仅从培养容器C的一个侧面侧入射照明光，也 可以从两侧入射照明光。
另外，例如，在如图5和图6所示那样的孵化器12内的塔板13具有能够直 线移动的传感器阵列7的方案中，通过使用可动式支柱(省略图示)等使塔 板13倾斜，从而也可以利用重力使传感器阵列7移动。
另外，在本实施方式中，说明了与培养容器C一起收纳于孵化器12内的 培养观察装置1，但是优选的是应用于具有配置在孵化器12外并用于接收从 发送部5发送来的图像的接收部的培养观察系统。另外，在孵化器12外部， 也可以具有用于显示由接收部接收到的图像的监视器、用于对由接收部接收 到的图像进行处理的图像处理部、或者根据图像处理后的图像来判断细胞的 培养状态、例如细胞数量、粘接面积或是否铺满的判断部。根据这种培养观 察系统，具有不用使孵化器12开闭就能够简单地判断培养状态这样的优点。
另外，在本实施方式中，构成传感器阵列7的各个传感器8也能够按照每 个传感器8任意设定拍摄范围和拍摄倍率。