JP6877531B2

JP6877531B2 - 検査装置

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Publication number: JP6877531B2
Application number: JP2019508378A
Authority: JP
Inventors: 豪桝屋; 浩子藤田
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2037-03-28
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Description

本発明は、サンプル容器内の結露を防止または除去し、サンプル容器内の試料の観察や検査を行なう検査装置に関するものである。

医学研究機関や病院等の臨床機関では、細胞の活性等の顕微鏡観察、特に蛍光顕微鏡観察を細胞の培養中に複数回実施し、動的な変動を観察するタイムラプス観察や、細菌の同定・薬剤耐性を吸光度・蛍光・濁度などの光学測定結果から検査することが行なわれている。これらの観察・検査の対象となる検体サンプルは生体試料であるため、加温するなどサンプル温度をコントロールする必要がある。培養装置内の培養温度は一定にコントロールされる必要があるが、サンプルの検査装置への投入、観察・測定時に発生する検出器の発熱やサンプル容器を移動させる電動アクチュエータによる発熱などにより、サンプル容器の温度は時間的・空間的に変動する。また、生体試料の多くは液体サンプルであり、多くの水分がある。したがって、サンプルからは水蒸気が発生し、検査装置内の空気中には水分量が多くなる。空気中の水分量が多く、かつ検査装置内に温度変動が生じることにより、検査装置において、サンプル容器内の空気は結露が発生する温度である露点に達し、サンプル容器内面、主に蓋に結露が発生することが多く見受けられる。

サンプル容器内面に結露が生じた場合、カメラでサンプル容器越しに試料を撮像すると結露による影が重なり画像のバックグラウンドが不均一となる。これにより、細胞像のコントラストが低下し、細胞の外形抽出性能が低下する。結露の液滴が小さくバックグラウンドが不均一にならない状態であっても、バックグラウンドの光強度が変動するので、画像処理でノーマライズするなどの対策が必要となり、画像処理が煩雑になる。同様に、光学測定においては以下のような問題が生じる。吸光度測定を行う場合には、蓋に発生した結露による微小な液滴により光散乱が発生し、試料に照射する光強度がサンプル容器の蓋を透過する際に低下し、吸光度や濁度の測定値を変動させる。蛍光測定を行う場合には、蓋に発生した結露による微小な液滴により光散乱が発生し、このため、試料を光励起させる励起光強度がサンプル容器の蓋を透過することにより変動し、蛍光強度の測定値を変動させる。一般に結露は時間が経つに従って、その液滴が大きくなっていき、また結露が発生する表面の状態などにも影響するため、結露によって光散乱をして減衰した光量の減衰量を推定することは難しい。

このため、結露の発生を抑制する機能、培養容器内の生じた結露やくもりを除去する機能を有する装置が提案されている。特許文献１では、培養容器の上面下面の少なくとも一方からヒータを培養容器に近づけ、加温することで、培養容器を露点温度〜装置内温度とする。特許文献２では、培養容器の蓋の表面温度を試料の培養温度と同等になるように加熱する機構を撮像部に備える観察装置である。透明なヒータや温風を吹き掛けるファンを用いて、温度等の環境が異なる場所から培養容器を移設されたときに発生する結露を除去する。

特開２０１０−１５８１８５号公報特開２００９−２９６９３８号公報

特許文献１、特許文献２ともに結露除去のために培養容器を加温できる温度に制約がある。培養容器に対して装置内温度に一致させる以上の熱を加えると、培養容器内のサンプルに対してヒートショックを加えるおそれがあるためである。特許文献１において、培養容器の上面から加温する場合には装置内温度以上に加温することも許容される旨の記述があるものの、ヒータからの輻射等により細胞に熱が伝わることは避けられず、現実的に大幅な加温は困難であると考えられる。例えば、細菌検査では３５℃±２℃にサンプルの温度を維持するよう、ＣＬＳＩ（Clinical and Laboratory Standards Institute：臨床・検査標準協会）によって規定されている。したがって、結露のために培養容器を加温するときにも、サンプルに許容される以上の加温をしてはならない。

一方、特に細菌に対してタイムラプス観察を行う場合、細菌の増殖は一般に高速であるため、観察の周期も短くする必要がある。検査装置のスループットを上げるためには、観察や検査の前に素早く結露を除去する必要がある。結露除去のために加温する温度を高めることはその一手段であるが、装置内温度以上の熱を加えると、上述のようにサンプル容器内のサンプルに対してヒートショックを加えるおそれがある。一方、装置内温度に一致させるだけの加温では結露を短時間に除去することはできない。

このように、サンプルの観察や検査を行う検査装置において、サンプル容器内の試料に対してヒートショックを与えることなく、サンプル容器、特に蓋への結露を防止する、または高速に除去することが求められている。

ラックを有し、試料を収容するプレートと蓋とを有するサンプル容器を温度制御された環境下に保持する恒温部と、サンプル容器に収容された試料の観察、検査を行う光学装置を有する検出部と、恒温部または検出部と、相互にサンプル容器を搬送する搬送部とを有し、恒温部、検出部、搬送部の少なくとも一つに、サンプル容器の蓋をプレートから持ち上げた状態で保持する部材が設けられ、部材は、サンプル容器の蓋を保持するリフト部とリフト部を支持する支柱とを有し、サンプル容器が、恒温部のラック、検出部の光学装置のステージ、及び搬送部の搬送機構のいずれかに移設されるときに、リフト部はサンプル容器の蓋とプレートとの間隙に位置する検査装置である。

サンプル容器内の試料に対してヒートショックを与えることなく、サンプル容器、特に蓋への結露を防止する、または高速に除去することができる。

検査装置の全体構造を示す模式図である。サンプル容器の上面図である。サンプル容器の断面図である。結露防止・除去機構の概略説明図である。結露防止・除去機構の突起の形状を説明するための図である。結露防止・除去機構の概略説明図である。結露除去機構とその動作を説明するための図である。結露除去機構とその動作を説明するための図である。結露除去機構とその動作を説明するための図である。結露除去機構とその動作を説明するための図である。結露除去機構とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第１変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第１変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第１変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第１変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第１変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第２変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第２変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第２変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第２変形例とその動作を説明するための図である。結露除去機構の第２変形例とその動作を説明するための図である。結露防止機構とその動作を説明するための図である。結露防止機構とその動作を説明するための図である。結露防止機構とその動作を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されるものではない。

１．検査装置のシステム構成
図１は検査装置１００全体のシステム構成と特徴を示す模式図である。検査装置１００は、サンプル容器１５０を温度、湿度や二酸化炭素濃度などがコントロールされた環境下に保持する恒温部１１０と、サンプル容器１５０内のサンプルの光学測定を行う検出部１２０と、サンプル容器１５０を恒温部１１０と検出部１２０との間で受け渡しを行なう搬送部１３０と、最初にサンプル容器１５０を検査装置１００に搬入する検体投入部１４０を有している。サンプル容器１５０は、特に限定されないが、９６ウェルプレートなどの複数のサンプルを収容できるものが望ましい。測定するサンプルについては特に限定はなく、細胞懸濁液、細菌懸濁液などの生体サンプルのほか、化学試薬などでもよい。

恒温部１１０はサンプル容器１５０を収納できるラック１１１を有しており、加温による反応や培養などを行なうため、図示しない恒温部の温度調節を行うヒータ、空気対流を行なうファン、湿度調整ユニット、二酸化炭素ガス交換ユニットなどを有している。検出部１２０には、図１の例ではサンプル容器１５０で培養した細胞を観察、検査するための光学装置が設置されており、光源１２１、観察時にサンプル容器１５０を固定するステージ１２２、レンズ１２３及び検出器１２４を有している。ステージ１２２はサンプル容器１５０の複数のサンプル収納部に測定箇所を移動できるよう電動ステージであることが望ましい。また、ステージ１２２はサンプル容器１５０を固定するサンプル容器保持部を有し、サンプル容器保持部は、例えばコの字型の側壁と、サンプル容器１５０を透過させて光源１２１からの光を検出器１２４側に通すためその一部が開放された底面とを有している。また、検出器１２４は画像検査を行なう場合は、ＣＣＤ等のカメラユニットが用いられる。搬送部１３０は、サンプル容器１５０を検体投入部１４０、恒温部１１０、検出部１２０の間で移動させる。搬送部１３０は恒温部１１０、検出部１２０、検体投入部１４０に設置されているサンプル容器１５０の引き出し、または押し込みを行なう搬送機構１３１を備えている。

検査装置１００を構成する恒温部１１０、検出部１２０、搬送部１３０はヒータなどの温度調節機構を有し、温度環境をコントロールされた環境とする。一方、検体投入部１４０は、反応や培養が積極的に開始されない環境とされている。このため、結露防止・除去機構は恒温部１１０、検出部１２０または搬送部１３０のうち、少なくとも１つの部位に備えられている。また、検査装置１００の動作は制御部１６０により制御される。

２．結露防止・除去機構の概要
まず、サンプル容器１５０（部分）の上面図を図２Ａに、そのＡ−Ａ’における断面図を図２Ｂに示す。サンプル容器１５０は一般的な蓋付きサンプル容器であり、サンプル容器１５０はプレート２００と蓋２０１とを有しており、プレート２００には試料２０４を収納するウェル２０２を複数備える。また、蓋２０１には突起部２０５が設けられ、蓋２０１とプレート２００との接触点を少なくしている。図２Ｂはサンプル容器１５０の蓋２０１を閉じた状態であるが、この状態において、プレート２００の底部の上面と蓋２０１の側壁の下面との間に間隙２０６が存在している。

結露防止・除去機構は、サンプル容器１５０の蓋をプレートから持ち上げた状態で保持する部材を有している。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに結露防止・除去機構の部材の一例を示す。図３Ａに結露防止・除去機構によりサンプル容器の蓋を持ち上げた状態を示す。図の例では、サンプル容器１５０を載置する台座２１０に突起２１１が設けられ、サンプル容器１５０を移動させることに伴って、蓋２０１の上げ下げを自動的に行えるようにしている。

図３Ｂに突起２１１の形状の三面図を示す。突起２１１は、持ち上げたサンプル容器の蓋を保持するリフト部とリフト部を支持する支柱とを有する。図３Ｂの例では、ハッチングを付した部分がリフト部であり、それ以外の部分が支柱である。突起２１１はこの例では支柱により台座２１０に固定されている。突起２１１のリフト部には台座２１０に対して所定の傾きを有する傾斜面２１２が設けられており、まず、その端部２１３がプレート２００と蓋２０１との間隙２０６（図２Ｂ参照）に入りこむ。台座２１０に沿ってスライドさせてサンプル容器１５０が引き込まれるとともに、蓋２０１が突起２１１のリフト部の傾斜面２１２に沿って持ち上げられることにより、サンプル容器１５０の蓋２０１がプレート２００から持ち上げられた状態で保持される。図３Ｃは、その状態での図２ＡのＡ−Ａ’における断面図である。突起２１１により高さ２１５だけ蓋２０１が持ち上げられている。

蓋２０１は、サンプル容器１５０の設置面に対して垂直に持ち上がり、プレート２００から蓋２０１が離間した状態に保たれるが、このときサンプルへのコンタミネーションを防止するという観点からは、蓋２０１とプレート２００とが完全に離れてしまうのは望ましくない。すなわち、突起２１１の上平面に接触する蓋２０１の側壁の下端２２１が、プレート２００の上面２２２よりも低い状態で保持されていることが望ましい。なお、突起２１１の形状は蓋を持ち上げる傾斜面があれば、図示したものに限られない。例えば、突起２１１の上平面２１４は蓋を安定的に保持する作用をもつが、複数の突起を設けることで蓋を安定的に維持することができるのであれば、上平面のない形状であってもよい。また、傾斜面も平面に限定されず、曲面や、傾斜角度の異なる複数の平面から傾斜面を形成してもよい。

サンプル（細胞等）の画像検査を行う場合、サンプル容器は以下のように検査装置の中を移動する。なお、以下の例では、結露除去機構が搬送機構１３１に設けられているものとする。
（１）サンプル容器１５０は検体投入部１４０に設置される。サンプル容器１５０は図２Ａに示したような一般的な蓋付きサンプル容器である。
（２）搬送部１３０は検体投入部１４０からサンプル容器１５０を引き出し、サンプル容器１５０は搬送部１３０の搬送機構１３１に保持される。搬送機構１３１に設置されている結露除去機構にサンプル容器１５０が検体投入部１４０から引き込まれた時に、プレートと蓋の間の距離を広げ、蓋に付着した結露を除去する。
（３）結露が除去されたサンプル容器１５０は搬送機構１３１により、検出部１２０のステージ１２２に押し込まれる。ステージ１２２により、サンプル容器１５０はサンプル容器の光学測定を行う位置（ウェル）にアライメントされる。光源１２１より光がサンプル容器１５０のサンプルに照射される。レンズ１２３によりサンプルの像を検出器１２４に結像する。これにより、培養が開始されていない初期状態の細胞の画像を取得する。
（４）細胞の画像を取得後、サンプル容器１５０は搬送機構１３１により検出部１２０より引き出される。サンプル容器１５０は培養が開始される環境に保持された恒温部１１０に押し込まれ、サンプルの培養が開始される。

なお、検体投入部１４０に、他にもサンプル容器１５０が存在する場合、それぞれについて（２）〜（４）の処理が施される。
（５）サンプル容器１５０内の細胞は恒温部１１０において培養される。培養開始からの測定スケジュールに合わせて搬送部１３０によりサンプル容器が引き出される。搬送機構１３１に設置されている結露除去機構にサンプル容器１５０が引き込まれた時に、プレートと蓋の間の距離を広げ、蓋に付着した結露を除去する。
（６）結露が除去されたサンプル容器１５０は搬送機構１３１により、検出部１２０のステージ１２２に押し込まれ、（３）と同様にして細胞の画像を取得する。これにより、培養開始からの所定時間が経過した細胞の画像を取得する。
（７）（４）〜（６）の処理が繰り返されることにより、サンプルの状態の経時変化を観察することができる。

以上のシーケンスは、制御部１６０により制御される。また、取得した観察データである画像データはパーソナルコンピュータ等で取り込まれ、画像の経時変化から細胞の検査結果を出力する。

以下、結露除去機構を搬送機構１３１に設けた場合の構成を実施例１として説明する。結露除去機構を搬送機構１３１に設けた場合、検査部にてサンプルの観察、検査を行っている間に、次の観察、検査を行うサンプル容器に対して結露除去を行えるため、検査装置のスループットに影響を与えることなく、結露除去を行うことができる。なお、結露除去機構は検出部１２０に設けることも可能であり、この場合は、結露除去機構を光学装置のステージ１２２に設ければよい。

図４Ａ〜Ｅを用いて、実施例１の結露除去機構とその動作を説明する。図４Ａには恒温部のラックの台座（ここでは、単純に「ラック」という）３１０と結露除去機構を設けた搬送機構の台座（ここでは、単純に「台座」という）３２０の上面図を、図４Ｂには図４Ａと同じ状態における側断面図を示している。すなわち、サンプル容器がラック３１０に載置され、恒温部から搬送部に引き込まれる前の状態である。台座３２０には突起３２２が設けられており、形状は図３Ａ〜Ｃとは一部異なるが、点線で囲まれたリフト部３２７とリフト部３２７を支持する支柱３２８とを有している。この例での突起３２２の特徴的な形状は、リフト部３２７において傾斜面が左右どちらにも設けられていることである。これは、搬送機構においては、恒温部（または検体投入部）と検出部との間でサンプル容器の移送が行われることによる。アームａ３１１はラック３１０上に置かれたサンプル容器（図４Ａでは一点鎖線で示している）を台座３２０に引き寄せるためのものであり、バー３３０を介して台座３２０下に設けられたモータａ３１２により駆動される。これにより、サンプル容器（プレート３００と蓋３０１）は台座３２０へ引き込まれる。アームｂ３２１は台座３２０上でサンプル容器を移動させるものであるが、この段階ではサンプル容器の移動の邪魔になる。このため、サンプル容器が台座３２０に引き込まれるときには、アームｂ３２１が台座３２０内に沈み込み、サンプル容器がアームｂ３２１の上部を通り過ぎた後、バネなどで台座３２０の水平面から飛び出し、初期状態に戻る構造であることが望ましい。サンプル容器が台座３２０に移動完了すると、アームａ３１１はモータａ３１２により再び初期状態の位置に戻る。

図４Ｃは、サンプル容器がラック３１０から搬送機構に引き込まれた後の状態である。結露除去機構は、突起３２２ａ〜ｄと天板３２９に設けられたヒータ３２３（図４Ａでは点線で示している）とを有しており、アームａ３１１により結露除去機構に引き込まれたサンプル容器の蓋を持ち上げ、その状態で蓋をヒータ３２３で温めることにより結露除去する。蓋を持ち上げた状態で温めるため、ヒータ３２３の温度は、恒温部の設定温度よりも高くすることができる。上述したように、突起３２２ａ〜ｄのリフト部はサンプル容器が引き込まれる側と排出される側の双方に傾斜面を有しているが、突起３２２ａ、ｃのリフト部にはサンプル容器が排出される側には傾斜面を設けない形状であってもよく、また、突起３２２ｂ、ｄのリフト部にはサンプル容器が引き込まれる側には傾斜面を設けない形状であってもよい。図４Ｃに示すように、サンプル容器が恒温部のラック３１０から搬送機構の台座３２０に移設されるときに、蓋３０１は台座３２０に固定された突起３２２によって、プレート３００から上方に持ち上げられ、プレート３００と蓋３０２との距離が大きくなるように調節される。突起３２２の高さＨはプレート３００の高さよりも低いものとする。これにより上述の通り、蓋３０１が持ち上げられた状態で、突起３２２の上部に接触する蓋３０１の側壁の下端が、プレート３００の上面よりも低い状態で保持される。

ヒータ３２３は突起３２２により持ち上げられた蓋３０１の上面を加温する。ヒータ３２３としてはシート状ヒータを用い、例えば、ガラスヒータ、ラバーヒータ、カーボンヒータなどを用いることができる。ヒータ３２３から蓋３０１への熱出力は、ヒータ３２３と蓋３０１の距離を調節することでコントロールすることもできる。搬送機構の台座３２０に設置されたプレート３００の底面の温度を監視する温度検出器３２４は、ヒータ３２３の加温によりプレート３００に入ったサンプルの温度が過剰に上昇していないかを監視する。温度検出器３２４の測定温度により、ヒータ３２３の出力や加温時間を調整してもよい。例えば、ヒータ３２３の設定温度を５０℃程度とし、プレートから浮かせてヒータに接近させた蓋３０１を１分程度加温することで、結露の除去が行える。また、温度検出器により監視されるサンプルの温度が所定の温度を超える場合に、ヒータによる加温を中止するように制御することができる。

図４Ｄは、サンプル容器が台座３２０から通り抜けていく過程を示している。結露除去後、アームｂ３２１によりサンプル容器は結露除去機構から引き出される。アームｂ３２１はバー３３１（図４Ａ参照）を介して台座３２０下に設けられたモータｂ３２５により駆動される。これにより、サンプル容器は検出部へ移動する。なお、アームｂ３２１は、持ち上げられた状態の蓋３０１とプレート３００とを同時に移動できるよう、十分な高さを有している。

図４Ｅは、サンプル容器が結露除去機構から引き出され、プレート３００と蓋３０１の距離が小さくなり、初期状態に戻った後の状態を示している。アームｂ３２１によって、サンプル容器が結露除去機構を通り過ぎた後、蓋３０１は突起３２２による支えがなくなるので、プレート３００と蓋３０１との距離が小さくなり、初期状態に戻る。アームｂ３２１はモータｂ３２５により駆動を続け、サンプル容器は検出部へ搬送される。

このように、プレートと蓋との距離を離して蓋に対して加温することによって、サンプルへのヒートショックなく蓋に加温できる温度を高めるとともに、周辺の空気をサンプル容器内にとりこんで、サンプル容器内の湿気を含んだ空気をサンプル容器外に排出することで、結露除去に要する時間を短縮することができる。

なお、突起３２２の形状は図示したものに限られない。例えば、図では台座の両側面に２基の突起を設けているが、リフト部を台形状とし台座の両側面に１基ずつ設けてもよい。また、突起３２２の支柱はサンプル容器が移設されるときに、リフト部がサンプル容器の蓋とプレートとの間隙に位置するよう固定できればよいため、さまざまな変形が可能である。例えば、支柱を天板３２９に設けてもよく、搬送機構１３１の形状により、図示しない搬送機構１３１の側壁や支柱に設けてもよい。

図５Ａ〜Ｅを用いて結露除去機構の第１変形例を説明する。第１変形例についても、結露除去機構を搬送機構１３１に設けた場合の構成により説明する。図４Ａ〜Ｅの構成においては突起の傾斜部によってサンプル容器の蓋を持ち上げることから、蓋を持ち上げる高さを高くするためには突起の傾斜面の勾配を急にする必要がある。これにより蓋と突起の傾斜面との摩擦が増すことで、蓋が滑らかに持ち上がらなくなるおそれがある。一方で、蓋をより高く持ち上げることで、蓋への加温温度をより高くしてもサンプルへのヒートショックを生じる可能性を低くし、さらにサンプル容器内の湿気を含んだ空気をサンプル容器外に排出することがさらに容易になるために、結露除去効果を高めることができる。第１変形例はサンプル容器の蓋を簡単な構造で、より高く持ち上げることが可能な結露除去機構に関するものである。

図５Ａには恒温部のラック４１０と結露除去機構を設けた搬送機構の台座４２０の上面図を、図５Ｂには図５Ａと同じ状態における側断面図を示している。サンプル容器が恒温部のラック４１０に設置されており、恒温部から搬送部に引き込まれる前の状態である。アームａ４１１は恒温部のラック４１０上に置かれたサンプル容器（図５Ａでは一点鎖線で示している）を搬送機構の台座４２０に引き寄せるためのものであり、バー４３０を介して台座４２０下に設けられたモータａ４１２により駆動される。これにより、サンプル容器（プレート４００と蓋４０１）は台座４２０へ引き込まれる。また、搬送機構においては、図の正面・裏面となる側面には側壁が設けられているものとし、サンプル容器の入口・出口となる側面には扉ａ４２２、扉ｂ４２６が天板４２９に可動に取り付けられている。

図５Ｃは、サンプル容器がラック４１０から搬送部に引き込まれる途中の状態である。アームｂ４２１は台座４２０上でサンプル容器を移動させるものであるが、この段階ではサンプル容器の移動の邪魔になる。このため、サンプル容器が台座４２０に引き込まれるときには、アームｂ４２１が台座４２０内に沈み込み、サンプル容器がアームｂ４２１の上部を通り過ぎた後、バネなどで台座４２０の水平面から飛び出し、初期状態に戻る構造であることが望ましい。サンプル容器が台座４２０に移動完了すると、アームａ４１１はモータａ４１２により再び初期状態の位置に戻る。結露除去機構は、突起４２４ａ〜ｂと天板４２９に設けられたヒータ４２５（図５Ａでは点線で示している）を有しており、アームａ４１１により結露除去機構に引き込まれたサンプル容器の蓋を持ち上げ、その状態で蓋をヒータ４２５で温めることにより結露除去する。ここで、突起４２４は上下可動に構成され、そのための機構としてローラ４２３ａ〜ｄ、シャフト４３２ａ〜ｂを有している。また、突起４２４はサンプル容器の蓋を保持するリフト部及びリフト部とシャフトとを接続する支柱を有している。

図５Ｃに示すように、サンプル容器はアームａ４１１によって、扉ａ４２２を開きながら、通りぬけることで、搬送機構の台座４２０へ押し出される。扉ａ４２２と扉ｂ４２６は搬送部においてサンプル容器の蓋４０１を大きく持ち上げている期間においてコンタミネーションのリスクを低減するため、搬送部におけるサンプル容器の周囲の空間における空気の移動を制限するために設けられている。また、サンプル容器がアームａ４１１によって、台座４２０へ押し出されるときに、ローラ４２３ａ及び４２３ｃを押し下げる。押し下げられたローラ４２３はシャフト４３２を介して突起４２４を押し下げ、そのリフト部がプレート４００と蓋４０１との間隙に入り込む高さとされる。また、リフト部の厚みはプレート４００と蓋４０１の間隙に入り込み易いように、薄くなっていることが望ましい。突起４２４は例えば、図示しないバネ等により、ローラ４２３からの力の作用がない場合は初期状態に戻るようにされている。

図５Ｄは、サンプル容器が台座４２０に完全に移設された状態を示している。サンプル容器はローラ４２３ａ及び４２３ｃの上面を通り過ぎるので、ローラ４２３が初期状態に戻る動きと合わせて、突起４２４も初期状態に戻る。突起４２４が初期状態に戻ることにより、蓋４０１が持ち上げられる。限定はされないが、リフト部に接触する蓋４０１の側壁の下端が、プレート４００の上面よりも高い状態で保持されていることが望ましい。これにより、サンプル容器内の空気の交換がより容易になされる。天板４２９にヒータ４２５が設置されており、突起４２４は例えば、蓋４０１をヒータ４２５に接するような高さに調節される。あるいは、ヒータ４２５から蓋４０１への熱出力をヒータ４２５と蓋４０１との距離を調節することでコントロールしてもよい。サンプル容器が完全に搬送部に移設された状態では、扉ａ４２２と扉ｂ４２６は閉じられ、サンプル容器の周囲の空間は搬送部の空間から遮断される。サンプル容器の周囲の空間における空気の移動を制限することにより、特に、蓋４０１の側壁の下端が、プレート４００の上面よりも高い状態で保持されている状態においては、コンタミネーションの発生を防止するために有効である。

天板４２９に設けられた結露検出器４２７は、蓋４０１の結露状態を監視する。本例では蓋４０１をプレート４００から大きく離すことにより、サンプルに悪影響を与えることなく蓋の加熱が可能である。そのため、結露検出器４２７で蓋４０１の結露の状態の程度を検出し、ヒータ４２５の出力や加温時間を調節することができる。例えば、結露検出器４２７は蓋４０１に付着した結露による散乱光を検出し、結露の程度を判定する。この場合、ヒータ４２５は透明なガラスヒータであることが望ましい。あるいは結露検出器４２７が設けられる部分に透明窓を設けたラバーヒータ、カーボンヒータであってもよい。さらに、図４Ａ〜Ｅの例と同様に、プレート４００の底面の温度を監視する温度検出器を設けてもよい。

図５Ｅは、サンプル容器がアームｂ４２１によって、搬送部から排出される途中の状態を示している。アームｂ４２１はモータｂ４２８によって駆動される。サンプル容器はローラ４２３ｂ及び４２３ｄを押し下げて、排出される。押し下げられたローラ４２３はシャフト４３２を介して突起４２４を押し下げ、そのリフト部がプレート４００と蓋４０１との間隙に入り込む高さとされる。これにより、プレート４００と蓋４０１の距離は初期状態に戻る。サンプル容器は扉ｂ４２６を開きながら、通りぬける。アームｂ４２１はモータｂ４２８により駆動を続け、サンプル容器は検出部へと搬送される。

図６Ａ〜Ｅを用いて結露除去機構の第２変形例を説明する。第２変形例についても、結露除去機構を搬送機構１３１に設けた場合の構成により説明する。結露除去機構におけるサンプル容器の蓋を持ち上げる高さを調整する部材は第１変形例と同様の突起であるが、より柔軟な制御を可能にする例である。例えば、サンプル容器に応じて持ち上げる高さをプログラムすることができる。

図６Ａには恒温部のラック５１０と結露除去機構を設けた搬送機構の台座５２０の上面図を、図６Ｂには図６Ａと同じ状態における側断面図を示している。図６Ｂは、サンプル容器がラック５１０に設置されており、恒温部から搬送部に引き込まれる前の状態である。アームａ５１１はラック５１０上に置かれたサンプル容器（図６Ａでは一点鎖線で示している）を台座５２０に引き寄せるためのものであり、バー５３０を介して台座５２０下に設けられたモータａ５１２により駆動される。これにより、サンプル容器（プレート５００と蓋５０１）は台座５２０へ引き込まれる。また、搬送機構においては、図の正面・裏面となる側面には側壁が設けられているものとし、サンプル容器の入口・出口となる側面には扉ａ５２２、扉ｂ５２５が天板５３９に可動に取り付けられている。

図６Ｃは、サンプル容器が恒温部のラック５１０から搬送部に引き込まれる途中の状態である。アームｂ５２１は台座５２０上でサンプル容器を移動させるものであるが、この段階ではサンプル容器の移動の邪魔になる。このため、サンプル容器が台座５２０に引き込まれるときには、アームｂ５２１が台座５２０内に沈み込み、サンプル容器がアームｂ５２１の上部を通り過ぎた後、バネなどで台座５２０の水平面から飛び出し、初期状態に戻る構造であることが望ましい。サンプル容器が台座５２０に移動完了すると、アームａ５１１はモータａ５１２により再び初期状態の位置に戻る。結露除去機構は、突起５２３ａ〜ｂと天板５３９に設けられたヒータ５２６（図６Ａでは点線で示している）を有しており、アームａ５１１により結露除去機構に引き込まれたサンプル容器の蓋を持ち上げ、その状態で蓋をヒータ５２６で温めることにより結露除去する。ここで、突起５２３は上下可動に構成され、そのための機構としてアクチュエータ５２４を有している。また、突起５２３は第１変形例と同様のサンプル容器の蓋を保持するリフト部及びリフト部とアクチュエータ５２４とを接続する支柱を有している。

図６Ｃに示すように、サンプル容器はアームａ５１１によって、扉ａ５２２を開きながら通りぬけることで、台座５２０へ押し出される。扉ａ５２２と扉ｂ５２５は搬送部においてサンプル容器の蓋５０１を大きく持ち上げている期間においてコンタミネーションが生じないように、搬送部におけるサンプル容器の周囲の空間における空気の移動を制限するために設けられている。アクチュエータは制御部１６０（図１参照）により、サンプル容器がアームａ５１１によって、搬送機構の台座５２０へ押し出されるときに、突起５２３のリフト部がプレート５００と蓋５０１との間隙に入り込む高さとなるように制御される。また、リフト部の厚みはプレート５００と蓋５０１の間隙に入り込み易いように、薄くなっていることが望ましい。

図６Ｄは、サンプル容器が台座５２０に完全に移設された状態を示している。この状態で、アクチュエータは制御部１６０（図１参照）により、突起５２３により蓋５０１を持ち上げる制御を行う。限定はされないが、リフト部に接触する蓋５０１の側壁の下端が、プレート５００の上面よりも高い状態で維持されていることが望ましい。蓋５０１の上方にヒータ５２６が設置されており、突起５２３は例えば、蓋５０１をヒータ５２６に接するような高さに調節される。あるいは、ヒータ５２６から蓋５０１への熱出力をヒータ５２６と蓋５０１との距離を調節することでコントロールしてもよい。サンプル容器が完全に搬送部に移設された状態では、扉ａ５２２と扉ｂ５２５は閉じ、サンプル容器の周囲の空間は搬送部の空間から遮断される。本変形例では、さらに搬送部の空間と扉ａ５２２と扉ｂ５２５によって遮断された空間との間で、ファン５２７によって空気の循環を行なってもよい。外気の空気を取り込む場合はＨＥＰＡフィルタなどで浄化された空気を取り込み、取り込んだ空気を外気へする排気口にもＨＥＰＡフィルタなどで浄化してから外気へ排出する。これにより扉ａ５２２と扉ｂ５２５によって遮断された空間から湿気を含んだ空気が排出され、サンプル容器をより低湿度な環境に保持できる。

搬送機構の台座５２０に設置されたプレート５００の底面の温度を監視する温度検出器５２８は、ヒータ５２６の加温によりプレート５００に入ったサンプルの温度が過剰に上昇していないかを監視する。温度検出器５２８の測定温度により、ヒータ５２６の出力や加温時間を調整してもよい。例えば、温度検出器５２８により監視されるサンプルの温度が所定の温度を超える場合に、ヒータ５２６による加温を中止したり、ヒータ５２６と蓋５０１との距離を離すように制御したりすることができる。天板５３９に設けられた結露検出器５２９は、蓋５０１の結露状態を監視する。結露検出器５２９で蓋５０１の結露の状態の程度を検出し、ヒータ５２６の出力や加温時間を調節してもよい。例えば、結露検出器５２９は蓋５０１に付着した結露による散乱光を検出し、結露の程度を判定する。この場合、ヒータ５２６は透明なガラスヒータであることが望ましい。あるいは結露検出器５２９が設けられる部分に透明窓を設けたラバーヒータ、カーボンヒータであってもよい。

図６Ｅは、サンプル容器がアームｂ５２１によって、搬送部から排出される途中の状態を示している。周りの空間と扉ａ５２２と扉ｂ５２５によって遮断された空間との間で、ファン５２７によって空気の循環を行なっている場合、ファン５２７の動作を停止させる。アクチュエータは制御部１６０（図１参照）により、突起５２３の高さを初期状態の高さに戻すように制御され、プレート５００と蓋５０１との距離は初期状態に戻る。アームｂ５２１はモータｂ５３５によって駆動されるサンプル容器は扉ｂ５２５を開きながら、通りぬける。アームｂ５２１はモータｂ５３５により駆動を続け、サンプル容器は検出部へと搬送される。

以上、実施例１について変形例も含めて詳細に説明した。これらは種々変形可能なものであり、またその構成要素を別の例に適用することも妨げない。例えば、図４Ａに示した構成においても、搬送機構に扉やファンを設けてもよい。また、光学装置のステージに結露除去機構を設ける場合には、突起はサンプル容器保持部に設け、ヒータはガラスヒータとしてサンプル容器保持部の側壁で支持されるように設け、温度検出器はサンプル容器保持部の底面に設けることができる。また、変形例における扉はサンプル容器保持部の側壁のうち、開放された面に設ければよい。

以下、結露防止機構を恒温部のラックに設けた場合の構成を実施例２として詳細に説明する。恒温部では温度が安定した状態に制御されているものの、サンプル容器はサンプル培養のため、長期間にわたり高湿状態におかれるため、わずかな温度変化によっても結露が生じやすい状態になっている。このため、恒温部においても結露の低減を図る機構を設けることが有効である。なお、結露防止機構を検出部、搬送部に設けることも可能であり、この場合は、結露防止機構をそれぞれ、光学装置のステージ、搬送機構に設ければよい。

図７Ａ〜Ｃを用いて、実施例２の結露防止機構とその動作を説明する。図７Ａには結露防止機構を設けた恒温部のラックの台座（ここでは、単純に「ラック」という）６１０と搬送機構の台座（ここでは、単純に「台座」という）６２０の上面図を、図７Ｂには図７Ａと同じ状態における側断面図を示している。サンプル容器が台座６２０に載置されており、搬送部から恒温部に押し込まれる前の状態である。アームｂ６２１は搬送機構の台座６２０上に置かれたサンプル容器（図７Ａでは一点鎖線で示している）を恒温部のラック６１０に押し込むためのものであり、バー６３１を介して台座６２０下に設けられたモータｂ６２４により駆動される。これにより、サンプル容器（プレート６００と蓋６０１）はラック６１０へ押し込まれる。アームａ６１１はラック６１０上でサンプル容器を台座６２０へ移動させるものであるが、この段階ではサンプル容器の移動の邪魔になる。このため、サンプル容器がラック６１０に押し込まれるときには、アームａ６１１が台座６２０内に沈み込み、サンプル容器がアームａ６１１の上部を通り過ぎた後、バネなどで台座６２０の水平面から飛び出し、初期状態に戻る構造であることが望ましい。

図７Ｃは、サンプル容器が恒温部のラック６１０に押し込まれた後の状態である。結露防止機構は突起６１２ａ〜ｄを有しており、サンプル容器の蓋を持ち上げ、サンプル容器内の湿度を含んだ空気が周囲に放散可能にすることにより、結露の発生を抑制する。図７Ｃに示すように、サンプル容器が搬送機構の台座６２０から恒温部のラック６１０に移設されるときに、蓋６０１はラック６１０に固定された突起６１２によって、プレート６００から上方に持ち上げられ、プレート６００と蓋６０１との距離が大きくなるように調節される。突起６１２の高さＨはプレートの高さよりも低いものとする。これにより蓋６０１が持ち上げられた状態で、突起６１２の上部に接触する蓋６０１の側壁の下端が、プレート６００の上面よりも低い状態で維持される。なお、突起６１２は実施例１において説明した突起３２２と同様のものである。突起６１２の恒温部のラック側にラックと平行な上平面を有しており、持ち上げられた蓋６０１を安定に保持する。なお、突起６１２の形状は図示したものに限られず、突起６１２の支柱はリフト部を所定の高さで固定できればよいため、さまざまな変形が可能である。例えば、突起６１２の支柱を上段のラックの台座の裏面に設けてもよく、ラックを支える支柱に設けてもよい。

恒温部のラック６１０に保持されたサンプル容器を搬送機構に移設する場合は、実施例１と同様に、アームａ６１１により搬送機構の台座６２０に引き寄せられる。アームａ６１１はバー６３０を介して台座６２０下に設けられたモータａ６２３により駆動される。

以上、結露防止機構について説明したが、ラックに固定された突起６１２に代えて、実施例１の第１変形例、第２変形例に説明したような、上下可動とされた突起を用いることも可能である。また、実施例１と実施例２とを組み合わせて適用することも可能である。

１００：検査装置、１１０：恒温部、１１１：ラック、１２０：検出部、１２１：光源、１２２：ステージ、１２３：レンズ、１２４：検出器、１３０：搬送部、１３１：搬送機構、１４０：検体投入部、１５０：サンプル容器、１６０：制御部、２００，３００，４００，５００，６００：プレート、２０１，３０１，４０１，５０１，６０１：蓋、２０２：ウェル、２１０，３２０，４２０，５２０，６２０：台座、２１１，３２２，４２４，５２３，６１２：突起、３１０，４１０，５１０，６１０：ラック、３１１，４１１，５１１，６１１：アームａ、３１２，４１２，５１２，６２３：モータａ、３２１，４２１，５２１，５３０，６２１：アームｂ、３２３，４２５，５２６：ヒータ、３２４，５２８：温度検出器、３２５，４２８，５３５，６２４：モータｂ、３２９，４２９，５３９：天板、４２２，５２２：扉ａ、４２３：ローラ、４２６，５２５：扉ｂ、４２７，５２９：結露検出器、５２４：アクチュエータ、５２７：ファン。

Claims

ラックを有し、試料を収容するプレートと蓋とを有するサンプル容器を温度制御された環境下に保持する恒温部と、
前記サンプル容器に収容された試料の観察、検査を行う光学装置を有する検出部と、
前記恒温部または前記検出部と、相互に前記サンプル容器を搬送する搬送部とを有し、
前記恒温部、前記検出部、前記搬送部の少なくとも一つに、前記サンプル容器の前記蓋を前記プレートから持ち上げた状態で保持する部材が設けられ、
前記部材は、前記サンプル容器の前記蓋を保持するリフト部と前記リフト部を支持する支柱とを有し、
前記サンプル容器が、前記恒温部の前記ラック、前記検出部の前記光学装置のステージ、及び前記搬送部の搬送機構のいずれかに移設されるときに、前記リフト部は前記サンプル容器の前記蓋と前記プレートとの間隙に位置する検査装置。
請求項１において、
前記リフト部は、前記ラックの台座、前記ステージのサンプル容器保持部の底面、または前記搬送機構の台座に対して所定の傾きを有する傾斜面を有しており、
前記ラックの台座、前記ステージのサンプル容器保持部または前記搬送機構の台座に前記サンプル容器が移設されるときに、前記サンプル容器の前記蓋が前記リフト部の前記傾斜面に沿って持ち上げられる検査装置。
請求項２において、
前記サンプル容器の前記蓋は、前記部材により、前記蓋の側壁の下端が、前記プレートの上面よりも低い状態で保持される検査装置。
請求項１において、
前記部材は、前記恒温部、前記搬送部、前記検出部の少なくとも一つに、上下可動に設けられる検査装置。
請求項１において、
前記検出部、前記搬送部の少なくとも一つには、前記サンプル容器の前記蓋を、前記プレートから持ち上げた状態で前記蓋の上方より加温するヒータが設けられた検査装置。
請求項５において、
前記リフト部は、前記ステージのサンプル容器保持部の底面または前記搬送機構の台座に対して所定の傾きを有する傾斜面を有しており、
前記ステージのサンプル容器保持部または前記搬送機構の台座に前記サンプル容器が移設されるときに、前記サンプル容器の前記蓋が前記リフト部の前記傾斜面に沿って持ち上げられる検査装置。
請求項６において、
前記サンプル容器を、前記ステージのサンプル容器保持部の底面または前記搬送機構の台座に前記蓋を閉めた状態で載置したときに、前記部材の前記リフト部が前記蓋と前記プレートとの間隙に位置するように、前記部材は前記支柱により前記ステージまたは前記搬送機構に固定された検査装置。
請求項７において、
前記サンプル容器の前記蓋は、前記部材により、前記蓋の側壁の下端が、前記プレートの上面よりも低い状態で保持される検査装置。
請求項５において、
前記部材は、前記検出部、前記搬送部の少なくとも一つに、上下可動に設けられる検査装置。
請求項９において、
前記部材は、前記サンプル容器の前記蓋を、前記蓋の側壁の下端が、前記プレートの上面よりも高い状態まで前記蓋を持ち上げ可能な検査装置。
請求項１０において、
前記検出部、前記搬送部の少なくとも一つに扉が設けられ、前記ステージのサンプル容器保持部または前記搬送機構の台座に載置された前記サンプル容器の周囲の空間における空気の移動が制限される検査装置。
請求項５〜１１のいずれか一項において、
前記ステージのサンプル容器保持部または前記搬送機構の台座の少なくとも１つに前記サンプル容器に収容された試料の温度を監視する温度検出器を有する検査装置。
請求項１２において、
前記温度検出器により監視される試料の温度が所定の温度を超える場合に、前記ヒータによる加温を中止する検査装置。
請求項１２において、
前記ヒータの温度は、前記恒温部に設定された温度よりも高く設定される検査装置。
請求項５〜１１のいずれか一項において、
前記ヒータは少なくとも一部に透明部分を有するシート状ヒータであり、
前記ヒータの前記透明部分を通して、前記サンプル容器の前記蓋における結露を測定する結露検出器を有する検査装置。