JP2009204451A

JP2009204451A - Well-plate and fluorescence imaging system using same

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Publication number: JP2009204451A
Application number: JP2008047072A
Authority: JP
Inventors: Manabu Fueki; 学笛木; Toshiyuki Suzuki; 俊之鈴木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP4985980B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a fluorescence imaging system capable of controlling photographing positions of a sample and a reagent of a well-plate. <P>SOLUTION: The fluorescent imaging system, by use of a well plate 10 on which a plurality of wells 12 having a positioning reference section made of a fluorescent material are formed, irradiates samples accommodated in the plurality of wells with excitation light, adjusts an observation position to acquire fluorescent images in each well, and then observes a reaction of each sample, in which, based on the well plate providing the positioning reference section formed grid-like with the fluorescent 17 so as to surround openings of each well by each square and the acquired fluorescent images in a predetermined region on the positioning reference section, the system moves an object lens to grasp a focal position in each of the wells, stores a three-dimensional coordinate including an X-coordinate and a Y-coordinate, which are on the predetermined region, and a Z-coordinate of the focal position, and determines the focal position in each of the wells by interpolating calculation, based on this three-dimensional coordinate and the X-coordinate and the Y-coordinate in each of the wells. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、創薬装置などで用いられるウェルプレートとそれを用いた蛍光イメージングシステムに関し、特に、ウェルプレートを観察するときの位置決めの効率化に関する。 The present invention relates to a well plate used in a drug discovery device or the like and a fluorescence imaging system using the well plate, and more particularly to efficient positioning when observing the well plate.

従来から、バイオテクノロジーやメディカル分野では、細胞などを観察するための装置として、その一面にサンプルを収容するためのウェルといわれる複数の窪みがマトリクス状に形成されたウェルプレートが用いられることが多い。 Conventionally, in the biotechnology and medical fields, as a device for observing cells and the like, a well plate in which a plurality of depressions called wells for containing a sample are formed in a matrix is often used. .

このウェルプレートは、たとえば蛍光イメージングシステムで用いられる。蛍光イメージングシステムでは、各ウェルに収容されているあらかじめ培養した細胞の培養液などの試料（たとえばＣａイオンを含む細胞など）および蛍光指示薬を含む特定の試薬に特定波長の光を照射して励起し、励起した試料から発生される蛍光を顕微鏡や共焦点スキャナなどで検出して蛍光像を読み取り、拡大蛍光画像を得る。 This well plate is used, for example, in a fluorescence imaging system. In the fluorescence imaging system, a sample such as a culture medium of cells previously cultured in each well (eg, cells containing Ca ions) and a specific reagent including a fluorescent indicator are irradiated with light of a specific wavelength and excited. Then, the fluorescence generated from the excited sample is detected by a microscope or a confocal scanner, and the fluorescence image is read to obtain an enlarged fluorescence image.

また蛍光イメージングシステムは、ウェルプレート上の所定数のウェルまたは全ウェルからそれぞれ拡大蛍光画像を取得するため、ＸＹステージ装置を制御してウェルプレートを移動させて観察対象を顕微鏡などの視野領域に入れ、アクチュエータを制御して対物レンズを移動させて焦点位置を調整し、各ウェルの試料および試薬が発生する蛍光をそれぞれ検出する。 In addition, the fluorescence imaging system acquires magnified fluorescence images from a predetermined number of wells or all wells on the well plate. Therefore, the XY stage device is controlled to move the well plate and place the observation target in a field of view such as a microscope. Then, the focus position is adjusted by moving the objective lens by controlling the actuator, and the fluorescence generated by the sample and reagent in each well is detected.

このようにして各ウェルから得られた拡大画像に対して必要な画像処理を施して経時変化を解析することにより、試料と試薬との反応の過程を把握する。これらの画像解析結果に基づいて、たとえば薬の候補になる試料を見出すことができる。 In this way, necessary image processing is performed on the enlarged image obtained from each well and the change with time is analyzed to grasp the process of reaction between the sample and the reagent. Based on these image analysis results, for example, a sample that is a drug candidate can be found.

このようなウェルプレートを用いた蛍光イメージングシステムに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。 Prior art documents related to the fluorescence imaging system using such well plates include the following.

特開平９−０６１４３６号公報JP-A-9-061436

図５は従来のウェルプレートの一例を示す構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図５において、ウェルプレート１０は、マトリクス状に複数（８×１２の９６個）の微小孔ｈが形成された第１の基板１１と、この第１の基板１１の一方の面に貼り合わされる第２の基板１２とから構成されている。 5A and 5B are configuration diagrams showing an example of a conventional well plate, in which FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. In FIG. 5, the well plate 10 is bonded to a first substrate 11 in which a plurality of (8 × 12, 96) micro holes h are formed in a matrix and one surface of the first substrate 11. And the second substrate 12.

これら基板１１、１２は、ポリスチレン、ポリカーボネートなどの透明なプラスチックや光学ガラスなどにより形成される。 These substrates 11 and 12 are formed of transparent plastic such as polystyrene or polycarbonate, optical glass, or the like.

第１の基板１１の微小孔ｈは、図５（Ｂ）に示すように上面の開口径が底面の開口径よりも大きい円錐状に形成されている。この第１の基板１１の一角には、ウェルプレート１０の方向を示すために傾斜角４５度の斜辺よりなる切りかき１３が形成されている。 As shown in FIG. 5B, the minute hole h of the first substrate 11 is formed in a conical shape in which the opening diameter of the upper surface is larger than the opening diameter of the bottom surface. In one corner of the first substrate 11, a notch 13 made of a hypotenuse with an inclination angle of 45 degrees is formed to indicate the direction of the well plate 10.

これら基板１１と基板１２を貼り合わせることにより、試料（観測対象）が収容される複数（８×１２の９６個）のウェル１４を有するウェルプレート１０が形成される。 By bonding these substrates 11 and 12, a well plate 10 having a plurality of (96 × 8 × 12) wells 14 in which a sample (observation target) is accommodated is formed.

また、ウェルプレート１０のウェル１４は、切りかき１３からＸ方向に「１〜１２」、Ｙ方向に「Ａ〜Ｈ」などの記号を組み合わせた「ウェル識別情報」（たとえば「Ａ−１」〜「Ｈ−１２」）を用いて識別される。 Further, the well 14 of the well plate 10 has “well identification information” (for example, “A-1” to “A-1”) in which symbols “1 to 12” in the X direction and “A to H” in the Y direction are combined. “H-12”).

図６は、従来のウェルプレート１０を用いた蛍光イメージングシステムの一例を示す構成ブロック図である。蛍光イメージングシステム１００は、各ウェル１４に試料や試薬などを収容するウェルプレート１０、上面にウェルプレート１０が載置されＸＹ方向に移動するＸＹステージ装置２０、各ウェル１４における試料および試薬の反応を撮像する倒立式蛍光顕微鏡３０（以下、顕微鏡という）、顕微鏡３０が撮像した画像に基づいてウェルプレート１０の設置位置などの補正や焦点の調整などを行い、各ウェル１４に収容された試料と試薬との反応の過程を把握する制御装置４０から構成される。 FIG. 6 is a configuration block diagram showing an example of a fluorescence imaging system using a conventional well plate 10. The fluorescence imaging system 100 includes a well plate 10 that contains a sample, a reagent, and the like in each well 14, an XY stage device 20 on which the well plate 10 is placed and moves in the XY direction, and reaction of the sample and reagent in each well 14. An inverted fluorescence microscope 30 (hereinafter referred to as a microscope) to be imaged, the position of the well plate 10 is corrected and the focus is adjusted based on the image captured by the microscope 30, and the sample and reagent accommodated in each well 14 It is comprised from the control apparatus 40 which grasps | ascertains the process of reaction.

ＸＹステージ装置２０は、ウェルプレート１０が載置される可動ステージ（図示せず）と、この可動ステージをＸ軸に沿って移動させるＸステージと、この可動ステージをＹ軸に沿って移動させるＹステージと、可動ステージの所定の基準点からの移動量を検出してＸ方向およびＹ方向の移動量を制御装置４０に出力する移動量検出部などから構成されている。 The XY stage apparatus 20 includes a movable stage (not shown) on which the well plate 10 is placed, an X stage that moves the movable stage along the X axis, and a Y that moves the movable stage along the Y axis. The stage includes a movement amount detection unit that detects the movement amount of the movable stage from a predetermined reference point and outputs the movement amounts in the X direction and the Y direction to the control device 40.

顕微鏡３０は、ウェルプレート１０と対向して設けられた対物レンズ３１、光軸に沿って対物レンズ３１の位置を調整するアクチュエータ３２などで構成される。なお、顕微鏡３０には、各ウェル１４に収容される試料および試薬に励起光として所定の波長の光を照射する光源や、光源からの励起光によって励起された試料が発生する蛍光像を撮像し拡大画像を取得するＣＣＤカメラなども設けられるが図示しない。 The microscope 30 includes an objective lens 31 provided facing the well plate 10 and an actuator 32 that adjusts the position of the objective lens 31 along the optical axis. The microscope 30 captures a light source for irradiating the sample and reagent contained in each well 14 with light having a predetermined wavelength as excitation light, and a fluorescence image generated by the sample excited by excitation light from the light source. A CCD camera or the like for obtaining an enlarged image is also provided but is not shown.

図７は、図６の制御装置４０の機能ブロック図である。制御装置４０は、各部の動作を制御する演算制御部４１（たとえばＣＰＵ）、各種情報を格納する記憶部４２、外部機器とデータ通信する通信部４３から構成される。 FIG. 7 is a functional block diagram of the control device 40 of FIG. The control device 40 includes an arithmetic control unit 41 (for example, a CPU) that controls the operation of each unit, a storage unit 42 that stores various information, and a communication unit 43 that performs data communication with an external device.

演算制御部４１には、所定のウェル１４の中心位置が顕微鏡３０の視野の中心または視野領域に入るようにＸＹステージ装置２０の可動ステージの位置を調整するＸＹステージ位置制御部４１ａ、ウェル１４の位置と対物レンズ３１の焦点位置とのずれを把握し対物レンズ３１の位置を調整する自動焦点制御部４１ｂ、顕微鏡３０の撮像画像に基づき画像解析を行いウェル１４内の経時変化を解析する画像解析部４１ｃ、ウェルプレート座標系における各ウェル１４の中心点の位置（ＸＹ座標）を算出する位置情報取得部４１ｄなどが設けられている。 The calculation control unit 41 includes an XY stage position control unit 41 a that adjusts the position of the movable stage of the XY stage device 20 so that the center position of the predetermined well 14 falls within the center or field of view of the microscope 30. An automatic focus control unit 41b that grasps a deviation between the position and the focal position of the objective lens 31 and adjusts the position of the objective lens 31, and an image analysis that analyzes a temporal change in the well 14 by performing an image analysis based on a captured image of the microscope 30. The unit 41c, a position information acquisition unit 41d for calculating the position (XY coordinate) of the center point of each well 14 in the well plate coordinate system, and the like are provided.

記憶部４２は、たとえば「Ａ−１」〜「Ｈ−１２」で表わされるウェル識別情報、たとえばウェル１４の直径、Ｘ方向の配置間隔、Ｙ方向の配置間隔などのウェル配置情報、たとえばＸＹ座標で表わされる位置情報、たとえば濃度、量、種類などのサンプル情報、画像データ、画像解析結果情報などの各種情報を格納する。 The storage unit 42 stores, for example, well identification information represented by “A-1” to “H-12”, for example, well arrangement information such as the diameter of the well 14, the arrangement interval in the X direction, and the arrangement interval in the Y direction, for example, XY coordinates. For example, various pieces of information such as sample information such as density, amount, and type, image data, and image analysis result information are stored.

ところで、２００４年にThe Society for Biomolecular Screening(以下、ＳＢＳという)を中心にウェルプレートの寸法の規格が定められたことにより徐々に統一されつつあるものの、ウェルプレートの材料がプラスチックであり、寸法精度にさほどこだわらない方法で使用されていたために、ウェルプレートの寸法精度管理はＳＢＳ規格である０．２５ｍｍ程度でしか管理されていなかった。つまり、ウェルプレートごとに寸法のばらつきがあった。 By the way, although the standard for the dimensions of the well plate was established in 2004 centering on The Society for Biomolecular Screening (hereinafter referred to as SBS), the material of the well plate is plastic, and the dimensional accuracy Therefore, the dimensional accuracy management of the well plate was managed only at about 0.25 mm, which is the SBS standard. That is, there was a variation in dimensions for each well plate.

一方、薬効評価や化合物評価を行う場合には、再現性や試験の確かさを確認するため、以前行った試験と同じ位置のウェルに収容された試料や試薬の反応を何度か繰り返して観察することがある。 On the other hand, when performing drug efficacy evaluation or compound evaluation, in order to confirm reproducibility and test certainty, the reaction of the sample and reagent contained in the well at the same position as the previous test was repeatedly observed. There are things to do.

しかしながら、ウェルプレートごとに寸法のばらつきがあるので、ＸＹステージ装置はウェルプレートごとに位置調整を行わなくてはならず、長時間かかってしまうといった問題点があった。 However, since there is a variation in dimensions for each well plate, the XY stage apparatus has to be adjusted for each well plate and takes a long time.

また、ウェルプレートの底面はたわんでいるので、顕微鏡などのオートフォーカスを行う場合でも、ウェルごとに焦点を合わせなければならず、全てまたは所定のウェルを観察するためには長時間かかってしまうといった問題点があった。 In addition, since the bottom of the well plate is bent, even when autofocusing such as a microscope is performed, it is necessary to focus on each well, and it takes a long time to observe all or predetermined wells. There was a problem.

本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、ウェルプレートの試料や試薬などの撮影位置を管理できる蛍光イメージングシステムを実現することである。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a fluorescence imaging system capable of managing imaging positions of samples, reagents, and the like on a well plate.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数のウェルが形成されるウェルプレートにおいて、
前記各ウェルは蛍光物質により形成された位置決め基準部を有することを特徴とする。 In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a well plate in which a plurality of wells are formed,
Each of the wells has a positioning reference portion formed of a fluorescent material.

請求項２記載の発明は、
複数のウェルが形成されるウェルプレートにおいて、
第１の基板と、
碁盤の目状に形成された溝を有するフィルムと、
前記フィルムが底面に貼着され、前記フィルムを介し前記第１の基板と貼合されて複数のウェルを構成する複数の微小孔が形成される第２の基板とから構成され、
前記フィルムは、
前記溝で形成される各マス目が前記微小孔の開口部を囲むように前記第２の基板に貼着されることを特徴とする。 The invention according to claim 2
In a well plate in which a plurality of wells are formed,
A first substrate;
A film having grooves formed in a grid pattern;
The film is composed of a second substrate on which a plurality of micropores forming a plurality of wells are formed by being bonded to the first substrate through the film and bonded to the first substrate.
The film is
Each cell formed by the groove is attached to the second substrate so as to surround the opening of the microhole.

請求項３記載の発明は、
請求項２記載のウェルプレートにおいて、
前記フィルムは、
前記溝に蛍光物質が塗布されることを特徴とする。 The invention described in claim 3
The well plate according to claim 2,
The film is
A fluorescent material is applied to the groove.

請求項４記載の発明は、
観測対象を収容する複数のウェルが形成されたウェルプレートを用いて、複数のウェルに収容された試料に励起光を照射し、観察位置を調整して各ウェル内の蛍光画像を取得し試料の反応を観察する蛍光イメージングシステムにおいて、
各ウェルの開口部を各マス目で囲むように蛍光物質により碁盤の目状に形成された位置決め基準部を備えたウェルプレートと、
取得した前記位置決め基準部の所定領域における蛍光画像に基づき、対物レンズを移動させて焦点位置を把握し、当該所定領域におけるＸ座標、Ｙ座標および前記焦点位置であるＺ座標を含む三次元座標を記憶し、この三次元座標および前記各ウェルのＸＹ座標に基づき、前記各ウェルにおける前記焦点位置を補間計算して算出することを特徴とする。 The invention according to claim 4
Using a well plate in which a plurality of wells for accommodating observation targets are formed, the sample accommodated in the plurality of wells is irradiated with excitation light, the observation position is adjusted, and a fluorescence image in each well is acquired to obtain a sample of the sample. In the fluorescence imaging system that observes the reaction,
A well plate provided with a positioning reference portion formed in a grid pattern with a fluorescent material so as to surround each well opening with each square;
Based on the acquired fluorescence image in the predetermined region of the positioning reference part, the objective lens is moved to grasp the focal position, and three-dimensional coordinates including the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate that is the focal position in the predetermined region are obtained. Based on the three-dimensional coordinates and the XY coordinates of each well, the focal position in each well is calculated by interpolation.

請求項５記載の発明は、
請求項４記載の蛍光イメージングシステムにおいて、
前記試料および前記位置決め基準部からの蛍光画像を撮像する顕微鏡と、
前記ウェルプレートを平面方向に移動させ、前記位置決め基準部の所定領域および前記各ウェルを前記顕微鏡の視野領域に入れ、前記ウェルプレートの移動量を出力するＸＹステージ装置とを備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5
The fluorescence imaging system of claim 4.
A microscope for capturing fluorescent images from the sample and the positioning reference part;
An XY stage device that moves the well plate in a plane direction, puts a predetermined region of the positioning reference portion and each well into a field of view region of the microscope, and outputs an amount of movement of the well plate. .

請求項６記載の発明は、
請求項４または請求項５記載の蛍光イメージングシステムにおいて、
前記制御装置は、
過去に観察した際に取得した前記位置決め基準部の所定領域における三次元座標および前記各ウェルのＸＹ座標に基づき、現在観察中の位置決め基準部の所定領域における三次元座標および各ウェル１４のＸＹ座標を補正することを特徴とする。 The invention described in claim 6
The fluorescence imaging system according to claim 4 or 5,
The controller is
Based on the three-dimensional coordinates in the predetermined region of the positioning reference portion and the XY coordinates of the wells acquired when observed in the past, the three-dimensional coordinates in the predetermined region of the positioning reference portion currently being observed and the XY coordinates of the wells 14 It is characterized by correcting.

請求項７記載の発明は、
請求項４〜請求項６いずれかに記載の蛍光イメージングシステムにおいて、
前記制御装置は、
前記顕微鏡で撮像された蛍光画像に基づいて、画像解析を行い経時変化を解析し、前記各ウェルに収容された試料の反応過程を把握し、解析結果を記憶することを特徴とする。 The invention described in claim 7
The fluorescence imaging system according to any one of claims 4 to 6,
The controller is
Based on the fluorescence image picked up by the microscope, image analysis is performed to analyze a change with time, a reaction process of the sample stored in each well is grasped, and an analysis result is stored.

本発明によれば、ウェルプレートとそれを用いた蛍光イメージングシステムは、ウェルプレートの試料や試薬などの撮影位置を管理できる。 According to the present invention, the well plate and the fluorescence imaging system using the well plate can manage the imaging positions of the sample, reagent, and the like on the well plate.

また、ウェルプレートの底面がたわんでいる場合であっても、蛍光イメージングシステムは、ウェルプレートの溝を観察時の位置決めの基準として利用し、溝の三次元情報に基づいて各ウェルの三次元情報を算出することにより、従来よりも短時間で各ウェルを観察することができる。 Even when the bottom of the well plate is bent, the fluorescence imaging system uses the well plate groove as a reference for positioning during observation, and uses the three-dimensional information of the groove to obtain the three-dimensional information of each well. By calculating, each well can be observed in a shorter time than conventional.

また、蛍光イメージングシステムは、過去に取得した溝および各ウェルの三次元情報と改めて取得した三次元情報とを比較して画像取得位置を補正することにより、ウェルプレートの位置ずれやウェルプレートの変形があったとしても、従来よりも短時間で過去の観察と同じ位置の観察対象の画像取得を行うことができる。 In addition, the fluorescence imaging system compares the 3D information acquired in the past with the 3D information of the grooves and wells and corrects the image acquisition position, thereby correcting the position displacement of the well plate and the deformation of the well plate. Even if there is, it is possible to acquire the image of the observation target at the same position as the past observation in a shorter time than conventional.

図１は本発明に係るウェルプレートの構成図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。図１の（Ａ）は上面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図５との相違点は、図１では、ウェルプレート１０を形成する基板１１の底面にフィルム１５が貼着されていることである。図２はウェルプレート１０とフィルム１５との関係を示した斜視図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a well plate according to the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. 1A is a top view, FIG. 1B is a bottom view, and FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. The difference from FIG. 5 is that, in FIG. 1, a film 15 is attached to the bottom surface of the substrate 11 forming the well plate 10. FIG. 2 is a perspective view showing the relationship between the well plate 10 and the film 15.

図１において、フィルム１５の一方の面には基板１１にマトリクス状に形成されている複数の微小孔ｈをそれぞれマス目で囲うように碁盤の目状に複数の溝１６が形成され、一角には十字溝１７が形成されている。そして、これら溝１６および十字溝１７には蛍光物質１８が塗布されている。 In FIG. 1, a plurality of grooves 16 are formed on one surface of a film 15 in a grid pattern so as to surround a plurality of micro holes h formed in a matrix on the substrate 11 with squares. A cross groove 17 is formed. A fluorescent material 18 is applied to the grooves 16 and the cross grooves 17.

なお、蛍光物質１８は、紫外線（ＵＶ（ultraviolet））から赤外線までの広い励起波長に対して蛍光を発する物質でも良いし、ある特定の波長近傍でもっとも蛍光を発する物質でも良い。 The fluorescent substance 18 may be a substance that emits fluorescence with respect to a wide excitation wavelength from ultraviolet (UV) to infrared, or may be a substance that emits fluorescence most in the vicinity of a specific wavelength.

フィルム１５は、ウェルプレート１０に形成された切りかき部１４の斜辺が十字溝１７の対角線として位置し、蛍光物質１８が塗布された溝１６の開口部がウェルプレート１０を形成する基板１１の底面によって覆われるように基板１１の底面に貼り付けられる。 In the film 15, the oblique side of the notch 14 formed in the well plate 10 is positioned as a diagonal line of the cross groove 17, and the opening of the groove 16 coated with the fluorescent material 18 is the bottom surface of the substrate 11 forming the well plate 10. It is affixed on the bottom surface of the substrate 11 so as to be covered.

このような構成において、ウェル１４に励起光を照射すると、ウェル１４内の試料が励起されて発光するとともに、溝１６に塗布された蛍光物質１８が反応してウェル１４を囲むようにマス目状に蛍光発光することになる。 In such a configuration, when the well 14 is irradiated with excitation light, the sample in the well 14 is excited to emit light, and the phosphor 18 applied to the groove 16 reacts to surround the well 14 so as to surround the well 14. Will emit fluorescence.

このようなウェルプレート１０を蛍光イメージングシステムで用いることにより、ウェル１４の開口部をそれぞれ個別にマス目で囲むように碁盤の目状に形成されて蛍光物質１８が塗布されたウェルプレート１０の溝１６を観察時の位置決めの基準として利用することができ、従来よりも短時間で各ウェル１４を観察することができる。すなわち、ウェルプレート１０は、各ウェル１４が個別に位置決め基準部を備えていることになる。 By using such a well plate 10 in a fluorescence imaging system, the grooves of the well plate 10 are formed in a grid pattern so that the openings of the wells 14 are individually surrounded by squares and coated with the fluorescent material 18. 16 can be used as a positioning reference at the time of observation, and each well 14 can be observed in a shorter time than conventional. That is, in the well plate 10, each well 14 is individually provided with a positioning reference portion.

また特に図示しないが、各ウェルプレートの側面には、多数のウェルプレートを個別に識別するためのバーコードが印刷されたシールが貼着されている。 Although not particularly illustrated, a seal printed with a barcode for individually identifying a number of well plates is attached to the side surface of each well plate.

図３は、本発明に係るウェルプレート１０を用いた蛍光イメージングシステムの構成ブロック図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けている。図６との相違点は、図３では制御装置４０がウェルプレート１０の溝１６の位置情報（ＸＹ座標）を取得して各位置における対物レンズ３１の焦点位置（Ｚ位置）を取得することと、ウェルプレート１０の側面に貼着されているシールに印刷されたバーコードを読み取るバーコード読み取り部５０を設けていることである。 FIG. 3 is a configuration block diagram of a fluorescence imaging system using the well plate 10 according to the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG. The difference from FIG. 6 is that in FIG. 3, the control device 40 acquires the position information (XY coordinates) of the groove 16 of the well plate 10 and acquires the focal position (Z position) of the objective lens 31 at each position. In other words, the barcode reading unit 50 for reading the barcode printed on the sticker attached to the side surface of the well plate 10 is provided.

図３において、バーコード読み取り部５０は制御装置４０に接続され、ウェルプレート１０に貼着されているシールに印刷されたバーコードを読み取ってウェルプレートの識別情報を取得し、制御装置４０に出力する。 In FIG. 3, the barcode reading unit 50 is connected to the control device 40, reads the barcode printed on the sticker attached to the well plate 10, acquires well plate identification information, and outputs it to the control device 40. To do.

図４は、図３の制御装置４０の機能ブロック図であり、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。図７との相違点は、図４では、位置情報取得部４１ｄが溝１６の位置情報（ＸＹ座標）および対物レンズ３１の焦点位置（Ｚ座標）を取得し、各ウェル１４における焦点位置（Ｚ座標）を溝１６の位置情報と各ウェル１４の位置情報（ＸＹ座標）から補間計算によって算出することである。 FIG. 4 is a functional block diagram of the control device 40 of FIG. 3, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG. The difference from FIG. 7 is that, in FIG. 4, the position information acquisition unit 41d acquires the position information (XY coordinates) of the groove 16 and the focal position (Z coordinate) of the objective lens 31, and the focal position (Z Coordinate) is calculated by interpolation calculation from the position information of the grooves 16 and the position information (XY coordinates) of each well 14.

演算制御部４１は、主に各部を統合的に制御する機能を有し、記憶部４２に格納されているＯＳなどを起動して、このＯＳ上で格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置４０全体を制御し、制御装置４０固有の動作を行う。たとえば記憶部４２のＲＡＭ（図示せず）は、その動作の際に作業領域として使用される。 The arithmetic control unit 41 mainly has a function of controlling each unit in an integrated manner, and starts up an OS stored in the storage unit 42 and reads and executes a program stored on the OS. The entire control device 40 is controlled to perform operations unique to the control device 40. For example, a RAM (not shown) of the storage unit 42 is used as a work area during the operation.

記憶部４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory)、フラ
ッシュメモリ、ハードディスクなどであって、主にＯＳや制御装置として動作するためのプログラムや、ウェル識別情報（たとえば「Ａ−１」〜「Ｈ−１２」）、ウェル配置情報（たとえばウェル１４の直径、Ｘ方向の配置間隔、Ｙ方向の配置間隔など）、溝１６や対物レンズ３１の焦点位置などの位置情報、サンプル情報、画像データ、画像解析結果情報などの各種情報を格納する。 The storage unit 42 is a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a flash memory, a hard disk, or the like, and a program for operating mainly as an OS or a control device, well identification information (for example, “A- 1 ”to“ H-12 ”), well arrangement information (for example, diameter of the well 14, arrangement interval in the X direction, arrangement interval in the Y direction, etc.), position information such as the focal position of the groove 16 and the objective lens 31, sample information Various information such as image data and image analysis result information is stored.

また、記憶部４２は、ウェルプレート１０ごとにウェル識別情報に対応づけて、溝１６の位置情報（たとえばＸＹ座標など）および溝１６の各位置における対物レンズ３１の焦点位置（たとえばＺ座標）を記憶する「位置情報記憶機能」、各ウェル１４に収容される試料および試薬に関するサンプル情報（たとえば、濃度、量、種類など）を記憶する「サンプル情報記憶機能」、各ウェル１４に収容される試料および試薬の蛍光画像の解析結果を記憶する「解析結果記憶機能」を有する。 Further, the storage unit 42 associates the well identification information for each well plate 10 with the position information (for example, XY coordinates) of the groove 16 and the focal position (for example, Z coordinate) of the objective lens 31 at each position of the groove 16. “Location information storage function” for storing, “Sample information storage function” for storing sample information (for example, concentration, amount, type, etc.) regarding the sample and reagent stored in each well 14, Sample stored in each well 14 And an “analysis result storage function” for storing the analysis result of the fluorescence image of the reagent.

通信部４３は、主にケーブルや通信ネットワークなどを介して外部機器とデータ通信するインターフェースであって、具体的には、顕微鏡３０に設けられるＣＣＤ（図示せず）などから撮像データを受信し、焦点を調整するための制御信号、または、ウェルプレート１０の位置を調整するための制御信号を送信する処理を行う。 The communication unit 43 is an interface that performs data communication with an external device mainly via a cable, a communication network, or the like. Specifically, the communication unit 43 receives imaging data from a CCD (not shown) provided in the microscope 30, Processing for transmitting a control signal for adjusting the focus or a control signal for adjusting the position of the well plate 10 is performed.

以下、本発明に係るウェルプレートを用いた蛍光イメージングシステムの動作について説明する。なお、従来例の動作と共通する動作については適宜省略する。 The operation of the fluorescence imaging system using the well plate according to the present invention will be described below. Note that operations common to those of the conventional example are omitted as appropriate.

バーコード読み取り部５０は、ウェルプレート１０に貼着されているシールに印刷されたバーコードを読み取って、ウェルプレート１０の識別情報（たとえばウェルプレート名：ＷＰ−１００など）を取得し制御装置４０に出力する。 The barcode reading unit 50 reads the barcode printed on the sticker attached to the well plate 10 to acquire identification information of the well plate 10 (for example, well plate name: WP-100) and the control device 40. Output to.

制御装置４０の記憶部４２は、バーコード読み取り部５０からの出力情報に基づきウェルプレート１０の識別情報を記憶する。 The storage unit 42 of the control device 40 stores identification information of the well plate 10 based on the output information from the barcode reading unit 50.

ウェルプレート１０の各ウェル１４には、適量の試料および蛍光指示薬を含んだ濃度や量、種類の異なる試薬が収容され、ＸＹステージ装置２０の可動プレートの上面に載置される。 Each well 14 of the well plate 10 contains reagents of different concentrations, types, and types including an appropriate amount of sample and a fluorescent indicator, and is placed on the upper surface of the movable plate of the XY stage apparatus 20.

ＸＹステージ装置２０は、顕微鏡３０の視野領域にウェルプレート１０の十字溝１７が入るように、ウェルプレート１０を移動させる。 The XY stage apparatus 20 moves the well plate 10 such that the cross groove 17 of the well plate 10 enters the field of view of the microscope 30.

光源からウェルプレート１０に向かって励起光が発射される。光源からの励起光によって、試料および溝１６に塗布された蛍光物質１８が発光する。試料および溝１６からの蛍光は対物レンズ３１を介して顕微鏡３０に入力され、ＣＣＤカメラなどのカメラ（図示せず）に取り込まれる。 Excitation light is emitted from the light source toward the well plate 10. The fluorescent material 18 applied to the sample and the groove 16 emits light by the excitation light from the light source. The fluorescence from the sample and the groove 16 is input to the microscope 30 through the objective lens 31 and is taken into a camera (not shown) such as a CCD camera.

このとき、ウェルプレート１０の大きさは０．２５ｍｍのばらつきを持っていることが大まかにわかっているため、十字溝１７があると推測できる位置が顕微鏡３０の視野領域に入るようにウェルプレート１０を移動させて、十字溝１７からの蛍光画像を取得するものでもよい。 At this time, since it is roughly known that the size of the well plate 10 has a variation of 0.25 mm, the well plate 10 is arranged so that a position where it can be estimated that the cross groove 17 is present falls within the visual field region of the microscope 30. To obtain a fluorescent image from the cross groove 17.

制御装置４０の自動焦点制御部４３は、顕微鏡３０が撮像した画像に基づき、ウェル１４の位置と対物レンズ３１の焦点位置とのずれを把握し、焦点が合うように対物レンズ３１を移動させるための制御信号を送信する。 The automatic focus control unit 43 of the control device 40 grasps the deviation between the position of the well 14 and the focus position of the objective lens 31 based on the image captured by the microscope 30 and moves the objective lens 31 so that it is in focus. The control signal is transmitted.

具体的には自動焦点制御部４３は、蛍光画像に基づき、焦点を合わせるためにアクチュエータ３２を制御してＺ軸モータ（図示せず）などにより光軸方向に沿って対物レンズ３１を移動させる。対物レンズ３１の焦点位置は、たとえば画像のコントラストが最も高い画像を取得した高さ（Ｚ座標）が焦点位置となる。 Specifically, the automatic focus control unit 43 controls the actuator 32 to adjust the focus based on the fluorescence image, and moves the objective lens 31 along the optical axis direction by a Z-axis motor (not shown) or the like. The focal position of the objective lens 31 is, for example, the height (Z coordinate) at which an image having the highest contrast of the image is acquired.

演算制御部４１は、ウェルプレート１０の識別情報（たとえばウェルプレート名：ＷＰ−１００など）に対応づけて、ウェルプレート１０の十字溝１７における合焦位置（Ｚ座標）を記憶部４２に記憶する。 The calculation control unit 41 stores the in-focus position (Z coordinate) in the cross groove 17 of the well plate 10 in the storage unit 42 in association with the identification information (for example, well plate name: WP-100) of the well plate 10. .

次に、制御装置４０の演算制御部４１は、十字溝１７における合焦位置を原点としてＸＹステージ位置制御部４２を制御し、ＸＹステージ装置２０によりウェルプレート１０の位置を移動させて、溝１６の所定領域における蛍光画像を取得する。なお溝１６からの蛍光画像はすべて取得する必要はなく、所定領域（主要なポイント）だけであっても構わない。 Next, the calculation control unit 41 of the control device 40 controls the XY stage position control unit 42 using the in-focus position in the cross groove 17 as an origin, and moves the position of the well plate 10 by the XY stage device 20 to thereby move the groove 16. A fluorescence image in a predetermined area is acquired. Note that it is not necessary to acquire all the fluorescence images from the groove 16, and only a predetermined region (main point) may be used.

演算制御部４の自動焦点制御部４３は、各位置における溝１６からの蛍光画像に基づいて対物レンズ３１の焦点を合わせるようにアクチュエータ３２を制御し、Ｚ軸モータ（図示せず）などにより光軸方向に沿って対物レンズ３１を移動させる。なお、焦点位置は、画像のコントラストが最も高い画像を取得した位置（Ｚ座標）とする。 The automatic focus control unit 43 of the arithmetic control unit 4 controls the actuator 32 so that the objective lens 31 is focused based on the fluorescence image from the groove 16 at each position, and light is emitted by a Z-axis motor (not shown) or the like. The objective lens 31 is moved along the axial direction. The focal position is the position (Z coordinate) at which the image with the highest contrast is acquired.

このとき、ＸＹステージ装置２０の移動量検出部は、ＸＹステージ装置２０の移動量（たとえば、ｘ、ｙ）を取得して制御装置４０に出力する。制御装置４０の位置情報取得部４１ｄは、この移動量および十字溝１７における合焦位置（原点）に基づいて、顕微鏡３０の現在の観察対象領域がスライドプレート上のどの領域に存在しているかを把握する。 At this time, the movement amount detection unit of the XY stage device 20 acquires the movement amount (for example, x, y) of the XY stage device 20 and outputs it to the control device 40. The position information acquisition unit 41d of the control device 40 determines in which region on the slide plate the current observation target region of the microscope 30 is based on the amount of movement and the in-focus position (origin) in the cross groove 17. To grasp.

具体的には位置情報取得部４１ｄは、移動量検出部が取得した移動量に基づき、原点を十字溝１７における合焦位置としてウェルプレート座標系における現在の観察領域の中心にある点の座標を算出し、記憶部４２に位置情報として記憶する。 Specifically, the position information acquisition unit 41d determines the coordinates of a point at the center of the current observation region in the well plate coordinate system based on the movement amount acquired by the movement amount detection unit, with the origin as the in-focus position in the cross groove 17. It is calculated and stored in the storage unit 42 as position information.

演算制御部４１は、ウェルプレート１０の識別情報に対応づけて、ウェルプレート１０の溝１６の位置（ＸＹ座標）およびその地点における合焦位置（Ｚ座標）を記憶部４２に記憶する。 The arithmetic control unit 41 stores the position (XY coordinate) of the groove 16 of the well plate 10 and the in-focus position (Z coordinate) at the point in the storage unit 42 in association with the identification information of the well plate 10.

これにより、制御装置４０は、ウェルプレート１０の溝１６の位置（ＸＹ座標）およびその合焦位置（Ｚ座標）の三次元情報（ＸＹＺ座標）を取得できる。 Thereby, the control apparatus 40 can acquire the three-dimensional information (XYZ coordinate) of the position (XY coordinate) of the groove | channel 16 of the well plate 10 and its focusing position (Z coordinate).

また、制御装置４０は、ウェルプレート１０内の所望のウェル１４に収容された試料の合焦位置（Ｚ座標）を、溝１６の三次元情報および試料が収容されているウェル１４のＸＹ座標に基づいて補間計算を行うことにより算出し、ウェル識別情報（たとえばＡ−１〜Ｈ−１２）に対応づけて、各ウェル１４の位置（ＸＹ座標）およびその合焦位置（Ｚ座標）を記憶部４２に記憶する。 Further, the control device 40 sets the in-focus position (Z coordinate) of the sample accommodated in the desired well 14 in the well plate 10 to the three-dimensional information of the groove 16 and the XY coordinates of the well 14 in which the sample is accommodated. Based on the interpolation calculation based on this, the position of each well 14 (XY coordinate) and its in-focus position (Z coordinate) are stored in association with well identification information (for example, A-1 to H-12). 42.

制御装置４０のＸＹステージ位置制御部４２は、これらの三次元情報に基づき、所望のウェル１４（たとえばＡ−２ウェル）に収容された試料からの蛍光を検出するため、ＸＹステージ装置２０を制御して、顕微鏡３０の視野領域にウェル１４（たとえばＡ−２ウェル）の中心（またはその近傍）が入るように、ウェルプレート１０を移動させる。 The XY stage position controller 42 of the control device 40 controls the XY stage device 20 in order to detect fluorescence from a sample contained in a desired well 14 (for example, A-2 well) based on these three-dimensional information. Then, the well plate 10 is moved so that the center (or the vicinity thereof) of the well 14 (for example, the A-2 well) enters the field of view of the microscope 30.

画像解析部４４は所望のウェル１４からの蛍光画像に基づいて、画像解析を行って経時変化を解析することにより所望のウェル１４に収容された試料と試薬との反応の過程を把握する。 The image analysis unit 44 performs an image analysis based on the fluorescence image from the desired well 14 and analyzes the change with time, thereby grasping the reaction process between the sample and the reagent contained in the desired well 14.

そして、制御装置４０は、上述の手順に従って三次元情報に基づき各ウェル１４における蛍光画像を取得し、画像解析を行って経時変化を解析することにより、各ウェル１４に収容された試料と試薬との反応の過程を把握する。 And the control apparatus 40 acquires the fluorescence image in each well 14 based on three-dimensional information according to the above-mentioned procedure, performs an image analysis, and analyzes a time-dependent change, By this, the sample accommodated in each well 14 and a reagent Understand the process of reaction.

演算制御部４１は、ウェルプレート１０の識別情報（たとえばウェルプレート名：ＷＰ−１００など）およびサンプル情報に対応づけて、位置情報（ＸＹＺ座標）および画像解析結果を記憶部４２に記憶する。 The arithmetic control unit 41 stores the position information (XYZ coordinates) and the image analysis result in the storage unit 42 in association with the identification information (for example, well plate name: WP-100) and the sample information of the well plate 10.

これにより、ウェルプレート１０の底面がたわんでいる場合であっても、蛍光イメージングシステムはウェルプレート１０の溝１６を観察時の位置決めの基準として利用して溝１６の三次元情報に基づいて各ウェル１４の三次元情報を算出することにより、従来よりも短時間で各ウェル１４を観察することができる。 As a result, even when the bottom surface of the well plate 10 is bent, the fluorescence imaging system uses the groove 16 of the well plate 10 as a reference for positioning at the time of observation. By calculating 14 three-dimensional information, each well 14 can be observed in a shorter time than in the past.

また、顕微鏡などのオートフォーカスを行う際には、ウェルごとに焦点を合わす必要はなく、従来よりも短時間で各ウェルを観察することができる。 Further, when performing autofocusing with a microscope or the like, it is not necessary to focus on each well, and each well can be observed in a shorter time than in the past.

ところで、ウェルプレート１０の観察が一通り終わった後に、ウェルプレート１０を一旦インキュベータや冷蔵庫に保管しておき、保管後に再度ウェルプレート１０を観察することがある。 By the way, after the observation of the well plate 10 is completed, the well plate 10 may be temporarily stored in an incubator or a refrigerator, and the well plate 10 may be observed again after storage.

このような場合、従来の構成では、再度ＸＹステージ２上にウェルプレート１０を載置する際の位置ずれや、ウェルプレート１０の変形などによって、現在のウェルプレート座標系は過去に観察したときのウェルプレート座標系からずれてしまい、過去に観察したときと同じＸＹ座標にある試料の画像を取得することは困難であった。 In such a case, in the conventional configuration, the current well plate coordinate system is the same as that observed in the past due to misalignment when the well plate 10 is placed on the XY stage 2 again, deformation of the well plate 10, or the like. It was difficult to acquire an image of the sample at the same XY coordinates as observed in the past because it was shifted from the well plate coordinate system.

これに対し、本発明の蛍光イメージングシステムは、過去に取得した溝１６および各ウェル１４の三次元情報と改めて取得した三次元情報とを比較してウェルプレート座標系を補正することにより、過去に観察したときと同じ位置における試料の画像取得を行うことができる。 On the other hand, the fluorescence imaging system of the present invention corrects the well plate coordinate system in the past by comparing the three-dimensional information acquired in the past with the three-dimensional information of the groove 16 and each well 14 newly acquired. An image of the sample at the same position as when observed can be acquired.

たとえば再び観察するのにあたり、ウェルプレート１０のＸＹステージ２０上への載置位置がずれてしまった場合には、制御装置４０は改めて十字溝１７と溝１６の位置情報（ＸＹ座標）および焦点位置（Ｚ座標）を取得して、変形後のウェルプレート１０における溝１６の三次元情報（ＸＹＺ座標）を取得する。 For example, when observing again, if the mounting position of the well plate 10 on the XY stage 20 is shifted, the control device 40 revisits the positional information (XY coordinates) and the focal position of the cross groove 17 and the groove 16. (Z coordinate) is acquired, and three-dimensional information (XYZ coordinates) of the groove 16 in the well plate 10 after deformation is acquired.

また、制御装置４０は、バーコード読み取り部５０によりバーコード（図示せず）からウェルプレート１０の識別情報を取得して、当該識別情報に基づいて、ウェルプレート１０の溝１６の三次元情報（ＸＹＺ座標）と画像解析結果情報を記憶部４２から読み出す。いいかえれば、過去に観察した際のウェルプレート１０における溝１６の三次元情報（ＸＹＺ座標）を読み出すことになる。 Further, the control device 40 acquires the identification information of the well plate 10 from the barcode (not shown) by the barcode reading unit 50, and based on the identification information, the three-dimensional information (the three-dimensional information (not shown) of the groove 16 of the well plate 10). XYZ coordinates) and image analysis result information are read from the storage unit 42. In other words, the three-dimensional information (XYZ coordinates) of the groove 16 in the well plate 10 when observed in the past is read out.

そして、制御装置４０の位置情報取得部４１ｄは、過去に観察した溝１６の三次元情報と現在観察中の三次元情報とを比較し、溝の位置情報の補正を行うとともに過去に観察した試料の位置情報の補正を行い、記憶部４２に記憶する。 Then, the position information acquisition unit 41d of the control device 40 compares the three-dimensional information of the groove 16 observed in the past with the three-dimensional information currently being observed, corrects the position information of the groove, and samples observed in the past. Is corrected and stored in the storage unit 42.

つまり、位置情報取得部４１ｄは、ウェルプレート１０の載置位置ずれを踏まえて溝１６の位置情報および過去に観察した試料の位置情報を補正する。 That is, the position information acquisition unit 41d corrects the position information of the groove 16 and the position information of the sample observed in the past based on the mounting position deviation of the well plate 10.

このような操作を行った上で、制御装置４０は所望の位置にある試料の蛍光画像を取得すべくＸＹステージ装置２０を制御してウェルプレート１０の位置を調整し、得られた蛍光画像に基づいて画像解析を行って経時変化を解析する。 After performing such an operation, the control device 40 controls the XY stage device 20 to obtain the fluorescence image of the sample at a desired position, adjusts the position of the well plate 10, and obtains the obtained fluorescence image. Based on this, image analysis is performed to analyze changes over time.

この結果、蛍光イメージングシステムは、ウェルプレート１０の溝１６を観察時の位置決めの基準として利用し、過去に取得した溝１６および各ウェル１４の三次元情報と改めて取得した三次元情報とを比較してウェルプレート座標系を補正することにより、ウェルプレート１０の位置ずれがあったとしても、過去の観察と同じ位置における試料の画像を取得することができる。 As a result, the fluorescence imaging system uses the groove 16 of the well plate 10 as a positioning reference at the time of observation, and compares the previously acquired 3D information of the groove 16 and each well 14 with the newly acquired 3D information. By correcting the well plate coordinate system, it is possible to acquire an image of the sample at the same position as in the past observation even if the well plate 10 is misaligned.

なお、ウェルプレート１０の載置位置がずれてしまうケースを例にして説明したが、ウェルプレート１０が変形してしまった場合も、上記と同様の動作により過去に観察した位置と同じ位置の観察対象の画像取得を行うことができる。 In addition, although the case where the mounting position of the well plate 10 is shifted has been described as an example, even when the well plate 10 is deformed, the observation at the same position as the position observed in the past by the operation similar to the above is performed. Target image acquisition can be performed.

また、上記実施例では、自動焦点制御部４３は、画像のコントラストが最も高い画像を取得した高さを焦点位置として溝１６などのＺ座標を取得しているが、特にこれに限定するものはなく、レーザ照射による共焦点方式によるオートフォーカス機構や、シリンドリカルレンズと４分割受光素子などを用いたオートフォーカス機構などを備えて焦点の調整をして、Ｚ座標を取得するものであってもよい。 Moreover, in the said Example, although the autofocus control part 43 acquires Z coordinate of the groove | channel 16 etc. by making the height which acquired the image with the highest contrast of an image into a focus position, it is limited especially to this. Alternatively, an autofocus mechanism using a confocal method using laser irradiation, an autofocus mechanism using a cylindrical lens and a four-divided light receiving element, or the like may be provided to adjust the focus and acquire the Z coordinate. .

また、上記実施例では、蛍光イメージングシステムは倒立式蛍光顕微鏡を利用するものとしているが、倒立式蛍光顕微鏡は共焦点機能を有するものでもよい。 In the above embodiment, the fluorescence imaging system uses an inverted fluorescence microscope, but the inverted fluorescence microscope may have a confocal function.

また、上記実施例では、蛍光イメージングシステムは倒立式蛍光顕微鏡を利用しているが、蛍光顕微鏡に限定するものではなく、蛍光物質を励起して蛍光を発する蛍光励起機構を別途有していれば、透過光でウェル１４内の試料を観察するような透過型顕微鏡を利用するものであってもよい。 In the above embodiment, the fluorescence imaging system uses an inverted fluorescence microscope. However, the fluorescence imaging system is not limited to the fluorescence microscope, as long as the fluorescence imaging system has a fluorescence excitation mechanism that emits fluorescence by exciting a fluorescent substance. A transmission microscope that observes the sample in the well 14 with transmitted light may be used.

また、上記実施例では、ＸＹステージ装置２０は、自動でウェルプレート１０の位置を移動調整し、移動量検出部がＸＹステージ装置２０の移動量（たとえば、ｘ、ｙ）を取得して溝１６やウェル１４などの位置情報（ＸＹ座標）を把握しているが、溝１６やウェル１４の位置情報を算出できるものであれば手動でウェルプレート１０の位置を移動調整させるものでもよい。 In the above embodiment, the XY stage device 20 automatically moves and adjusts the position of the well plate 10, and the movement amount detection unit acquires the movement amount (for example, x, y) of the XY stage device 20 to obtain the groove 16. However, the position information of the well plate 10 may be manually moved and adjusted as long as the position information of the groove 16 and the well 14 can be calculated.

また、上記実施例の蛍光イメージングシステムにおけるＺ軸モータ（図示せず）は、光軸方向に沿って対物レンズ３１を移動させるものとしているが、Ｚ軸方向（光軸方向）に対物レンズ３１を上下に移動させる構造を有するものであればよく、圧電素子を用いたものであっても、圧電素子と回転式電磁モータとボールねじからなる単軸モータを組み合わせたものであってもよい。 In addition, the Z-axis motor (not shown) in the fluorescence imaging system of the above embodiment moves the objective lens 31 along the optical axis direction. However, the objective lens 31 is moved in the Z-axis direction (optical axis direction). Any structure may be used as long as it has a structure that moves up and down, and a piezoelectric element may be used, or a single-axis motor including a piezoelectric element, a rotary electromagnetic motor, and a ball screw may be combined.

以上説明したように、本発明によれば、ウェルプレートの試料や試薬などの撮影位置を管理できる蛍光イメージングシステムを実現することができ、バイオテクノロジーやメディカル分野における研究開発の効率化への寄与が期待できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a fluorescence imaging system that can manage the imaging position of a sample or reagent on a well plate, which contributes to the efficiency of research and development in the biotechnology and medical fields. I can expect.

本発明に係るウェルプレートの構成図である。It is a block diagram of the well plate which concerns on this invention. ウェルプレート１０とフィルム１５との関係を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a relationship between a well plate 10 and a film 15. 本発明に係るウェルプレートを用いた蛍光イメージングシステムの構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a fluorescence imaging system using a well plate according to the present invention. 図３の制御装置４０の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus 40 of FIG. 従来のウェルプレートの構成図である。It is a block diagram of the conventional well plate. 従来のウェルプレートを用いた蛍光イメージングシステムの構成ブロック図である。It is a configuration block diagram of a fluorescence imaging system using a conventional well plate. 図６の制御装置４０の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus 40 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ウェルプレート
２０ＸＹステージ装置
３０顕微鏡
４０制御装置
１１第１の基板
１２ウェル
１３第２の基板
１４切りかき部
１５フィルム
１６溝
１７蛍光物質
１８十字溝
３１対物レンズ
３２アクチュエータ
４１演算制御部
４１ａＸＹステージ位置制御部
４１ｂ自動焦点制御部
４１ｃ画像解析部
４１ｄ位置情報取得部
４２記憶部
４３通信部
１００蛍光イメージングシステム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Well plate 20 XY stage apparatus 30 Microscope 40 Control apparatus 11 1st board | substrate 12 Well 13 2nd board | substrate 14 Cutting part 15 Film 16 Groove 17 Fluorescent substance 18 Cross groove 31 Objective lens 32 Actuator 41 Calculation control part 41a XY stage Position control unit 41b Automatic focus control unit 41c Image analysis unit 41d Position information acquisition unit 42 Storage unit 43 Communication unit 100 Fluorescence imaging system

Claims

複数のウェルが形成されるウェルプレートにおいて、
前記各ウェルは蛍光物質により形成された位置決め基準部を有することを特徴とするウェルプレート。 In a well plate in which a plurality of wells are formed,
Each well has a positioning reference part formed of a fluorescent material.

複数のウェルが形成されるウェルプレートにおいて、
第１の基板と、
碁盤の目状に形成された溝を有するフィルムと、
前記フィルムが底面に貼着され、前記フィルムを介し前記第１の基板と貼合されて複数のウェルを構成する複数の微小孔が形成される第２の基板とから構成され、
前記フィルムは、
前記溝で形成される各マス目が前記微小孔の開口部を囲むように前記第２の基板に貼着されることを特徴とするウェルプレート。 In a well plate in which a plurality of wells are formed,
A first substrate;
A film having grooves formed in a grid pattern;
The film is composed of a second substrate on which a plurality of micropores forming a plurality of wells are formed by being bonded to the first substrate through the film and bonded to the first substrate.
The film is
A well plate, wherein each grid formed by the groove is attached to the second substrate so as to surround the opening of the microhole.

前記フィルムは、
前記溝に蛍光物質が塗布されることを特徴とする
請求項２記載のウェルプレート。 The film is
The well plate according to claim 2, wherein a fluorescent material is applied to the groove.

観測対象を収容する複数のウェルが形成されたウェルプレートを用いて、複数のウェルに収容された試料に励起光を照射し、観察位置を調整して各ウェル内の蛍光画像を取得し試料の反応を観察する蛍光イメージングシステムにおいて、
各ウェルの開口部を各マス目で囲むように蛍光物質により碁盤の目状に形成された位置決め基準部を備えたウェルプレートと、
取得した前記位置決め基準部の所定領域における蛍光画像に基づき、対物レンズを移動させて焦点位置を把握し、当該所定領域におけるＸ座標、Ｙ座標および前記焦点位置であるＺ座標を含む三次元座標を記憶し、この三次元座標および前記各ウェル１４のＸＹ座標に基づき、前記各ウェルにおける前記焦点位置を補間計算して算出することを特徴とする蛍光イメージングシステム。 Using a well plate in which a plurality of wells for accommodating observation targets are formed, the sample accommodated in the plurality of wells is irradiated with excitation light, the observation position is adjusted, and a fluorescence image in each well is acquired to obtain a sample of the sample. In the fluorescence imaging system that observes the reaction,
A well plate provided with a positioning reference portion formed in a grid pattern with a fluorescent material so as to surround each well opening with each square;
Based on the acquired fluorescence image in the predetermined region of the positioning reference part, the objective lens is moved to grasp the focal position, and three-dimensional coordinates including the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate that is the focal position in the predetermined region are obtained. A fluorescence imaging system that stores and calculates the focal position in each well by interpolation based on the three-dimensional coordinates and the XY coordinates of each well.

前記試料および前記位置決め基準部からの蛍光画像を撮像する顕微鏡と、
前記ウェルプレートを平面方向に移動させ、前記位置決め基準部の所定領域および前記各ウェルを前記顕微鏡の視野領域に入れ、前記ウェルプレートの移動量を出力するＸＹステージ装置とを備えることを特徴とする
請求項４記載の蛍光イメージングシステム。 A microscope for capturing fluorescent images from the sample and the positioning reference part;
An XY stage device that moves the well plate in a plane direction, puts a predetermined region of the positioning reference portion and each well into a field of view region of the microscope, and outputs an amount of movement of the well plate. The fluorescence imaging system according to claim 4.

前記制御装置は、
過去に観察した際に取得した前記位置決め基準部の所定領域における三次元座標および前記各ウェルのＸＹ座標に基づき、現在観察中の位置決め基準部の所定領域における三次元座標および各ウェルのＸＹ座標を補正することを特徴とする
請求項４または請求項５記載の蛍光イメージングシステム。 The controller is
Based on the three-dimensional coordinates in the predetermined region of the positioning reference portion and the XY coordinates of the wells acquired when observed in the past, the three-dimensional coordinates in the predetermined region of the positioning reference portion currently being observed and the XY coordinates of the wells 6. The fluorescence imaging system according to claim 4, wherein correction is performed.

前記制御装置は、
前記顕微鏡で撮像された蛍光画像に基づいて、画像解析を行い経時変化を解析し、前記各ウェルに収容された試料の反応過程を把握し、解析結果を記憶することを特徴とする
請求項４〜請求項６いずれかに記載の蛍光イメージングシステム。 The controller is
The image analysis is performed on the basis of the fluorescence image captured by the microscope, the change with time is analyzed, the reaction process of the sample stored in each well is grasped, and the analysis result is stored. The fluorescence imaging system according to claim 6.