TWI775355B - 觀察用保持器、觀察裝置、觀察用晶片及其製造方法 - Google Patents

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TWI775355B TW110109951A TW110109951A TWI775355B TW I775355 B TWI775355 B TW I775355B TW 110109951 A TW110109951 A TW 110109951A TW 110109951 A TW110109951 A TW 110109951A TW I775355 B TWI775355 B TW I775355B
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Abstract

本發明係關於觀察用保持器，前述觀察用保持器係具備：在平面視下具有矩形形狀且構成為可收容觀察對象物的收容部、及設在該收容部的下部的觀察部的觀察用保持器，其特徵為：前述觀察部係構成為可由下方觀察被收容在前述收容部的觀察對象物，前述收容部係包含：彼此分離設有用以收容觀察對象物的複數孔的收容部本體；及設在前述收容部本體的上部的收容部上部，前述收容部上部係包含：包圍前述收容部本體的上方的空間的壁部，作為貯留特定的液體的貯留部，在前述收容部上部的前述空間的上方部係設有開口，前述複數孔係以水平方向排列設置，各個孔係以上下方向貫穿前述收容部本體而與前述開口相連通，且前述複數孔之中相鄰的2個係在前述觀察部中相連接。

Description

觀察用保持器、觀察裝置、觀察用晶片及其製造方法
本發明係關於觀察用保持器(主要為細胞用觀察用保持器)。
在專利文獻1及2中係記載可觀察地收容觀察對象物的觀察用保持器的構造。觀察用保持器係構成為可由觀察用保持器的下方觀察作為觀察對象物的細胞，醫師/檢查技師/研究者等使用者係可藉由使用如上所示之觀察用保持器，透過特定的觀察用器具(例如顯微鏡、攝像攝影機等)，藉由影像來觀察觀察對象物。以觀察對象物之例而言，列舉：包括人的動物之將細胞作為構成要素的組織或體液本身之例如人或老鼠的血液或淋巴液、腹水洗淨液、肺胞洗淨液、作為其構成成分的各種白血球細胞或其他細胞、由組織分離的癌細胞或經株化的培養細胞等、另外包含真菌等微生物之分離的植物細胞，可藉由影像同時觀察如上所示之觀察對象物亦即細胞所具有的複數不同功能的觀察用保持器係可使用在例如新生兒等的大規模篩檢檢查或各種疾病的診斷等(專利文獻3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-124904號公報 [專利文獻2]日本特開2011-038923號公報 [專利文獻3]日本特開2018-102295號公報
(發明所欲解決之問題)
在上述之觀察用保持器中，可一次簡便且效率佳地觀察眾多觀察對象物亦即細胞所具有的複數不同特性、功能，另外可一次對眾多試料，例如多數患者試料同時進行該等觀察或測定，因此可圖求構造上的更進一步的改善。
本發明之例示性目的係提供可簡便且效率佳地觀察一個觀察對象物所具有的複數不同特性，此外可一度對眾多試料進行該等的觀察的觀察用保持器的新穎構造。 (解決問題之技術手段)
本發明之一態樣係關於觀察用保持器，前述觀察用保持器係具備：在平面視下具有矩形形狀且構成為可收容觀察對象物的收容部、及設在該收容部的下部的觀察部的觀察用保持器，其特徵為：前述觀察部係構成為可由下方觀察被收容在前述收容部的觀察對象物，前述收容部係包含：彼此分離設有用以收容觀察對象物的複數孔的收容部本體；及設在前述收容部本體的上部的收容部上部，前述收容部上部係包含：包圍前述收容部本體的上方的空間的壁部，作為貯留特定的液體的貯留部，在前述收容部上部的前述空間的上方部係設有開口，前述複數孔係以水平方向排列設置，各個孔係以上下方向貫穿前述收容部本體而與前述開口相連通，且前述複數孔之中相鄰的2個係在前述觀察部中相連接。 (發明之效果)
藉由本發明，可簡便且效率佳地觀察一個觀察對象物所具有的複數不同特性。
本發明之其他特徵及優點可由以所附圖面作為參照的以下說明清楚可知。其中，在所附圖示中，對相同或同樣的構成係標註相同元件符號。
以下參照所附圖面，詳加說明實施形態。其中，以下實施形態並非為限定申請專利範圍之發明者，此外，在實施形態中所說明的特徵的組合的全部並不一定為發明必須者。亦可任意組合實施形態中所說明的複數特徵之中二個以上的特徵。此外，對相同或同樣的構成係標註相同元件符號，且省略重複說明。
(關於觀察裝置的全體構成) 圖1係顯示關於實施形態之觀察裝置1的側面概略圖，圖2係顯示關於觀察裝置1的一部分的斜視圖。觀察裝置1係具備：支持台11、攝像部12、及移動機構13，而且觀察裝置1係具備：觀察準備部14。此外，觀察裝置1未包含的後述的觀察用保持器2被載置於支持台11上。
支持台11係特定厚度的板狀構件。支持台11係構成為可支持複數觀察用保持器2，複數觀察用保持器2係在支持台11上以水平方向排列。在此所稱之水平方向係與將支持台11形成為水平姿勢時的支持台11的上表面呈平行的任意方向。詳容後述，各個觀察用保持器2係構成為可收容特定的觀察對象物。以觀察對象物之例而言，列舉例如人的血液等動物之中的白血球細胞。
其中，在圖2中，複數觀察用保持器2的排列方向中的一方向係表示為X方向，此外，該排列方向中的另一方向(與X方向呈正交的方向)係表示為Y方向。此外，將上述排列方向表示為水平方向，垂直方向或上下方向係表示為Z方向。
此外，詳容後述，在本實施形態中，在支持台11係設置以X方向以等間隔設置6個、且以Y方向配置成2列的凹部111。在各個凹部111係可使觀察用保持器2嵌合來載置。此外，在各個凹部111的底部111a係設有以上下方向貫穿的開口112，可由下方視認該所載置的觀察用保持器2。
凹部111的底部111a係形成開口112，並且藉由沿著其邊緣以凸緣狀延伸至中心側而形成載置部111b，藉此可載置觀察用保持器2。後述的觀察用保持器2的觀察部22的板材(第2板材)222與載置部111b相抵接予以載置。此外，凹部111的側壁係構成當被嵌合觀察用保持器2時用以規制觀察用保持器2朝水平方向移動的周圍壁(導引壁)111c。周圍壁111c的高度係以例如比後述的觀察用保持器2的本體部210的本體下部210L為較高、比本體部210的本體上部為較低的尺寸所形成。
攝像部12係構成為可對被收容在觀察用保持器2的觀察對象物攝像，在本實施形態中係設置在支持台11的下方。在攝像部12若使用可對動態畫像及/或靜止畫像攝像者，例如具備CCD/CMOS影像感測器等的周知攝影機即可。其中，在以下說明中，藉由攝像部12所為之攝像亦可表現為觀察。
移動機構13係構成為可將攝像部12對支持台11以水平方向相對移動，該移動方向在本實施形態中係設為與X方向實質上呈平行。藉由該移動機構13所為之攝像部12的移動之時，攝像部12係面對以X方向排列形成複數的各開口112來移動。在移動機構13係可使用：周知的滑件機構，例如可以X方向滑動地支持攝像部12的軌條131、攝像部12所包含的未圖示的螺帽、沿著該軌條131平行設置且可與該螺帽螺合地旋轉而予以支持的滾珠螺桿、將該滾珠螺桿旋轉驅動的電動馬達132等。
複數觀察用保持器2在本實施形態中如圖2所示，具備：將以X方向排列的6個凹部111作為1列而以Y方向排列2列之計12個凹部111。移動機構13係可將攝像部12以X方向及Y方向移動。或者，移動機構13亦可將攝像部12僅以X方向移動，將移動機構13及攝像部12的組合以Y方向設置2組(set)。此外，以攝像部12而言，列舉：視覺攝影機、接物鏡、其他攝像裝置。若使用接物鏡作為攝像部12，亦可將攝像部12形成為分度盤式，且在該分度盤(index table)安置複數倍率不同的接物鏡，可藉由分度旋轉來選擇任意倍率的接物鏡。
觀察準備部14係供使用者進行準備作業的單元。觀察準備部14係包含：準備用支持台141、及移動機構(第2移動機構)142。準備用支持台141係構成為可支持收容觀察對象物之前的狀態(未收容狀態)的觀察用保持器2。在準備用支持台141係與支持台11同樣地設置凹部111及開口112。詳容後述，使用者係在被支持在準備用支持台141的觀察用保持器2，使用特定的器具或裝置，可藉由利用例如注射器、滴管等所得之手動注入器、藉由垂直6軸機器人或SCARA機器人等所得之自動注入機等，注入觀察對象物而使其收容觀察對象物，藉此進行觀察的準備。
其中，以在此所稱之使用者而言，係列舉醫師/檢查技師/研究者等作業者作為典型例，惟亦可為根據此/此等的指示來進行動作的產業用機器人或機械手(manipulator)。
移動機構142係構成為可將準備用支持台141朝特定方向(至少Z方向)移動，例如，在使用準備用支持台141時，可使移動機構142進行動作，進行準備用支持台141的高度的調節，且進行觀察的準備。在移動機構142係可使用周知的滑件機構，例如可滑動地支持準備用支持台141的軌條1421、沿著該軌條1421使準備用支持台141滑動的電動馬達1422等。
詳容後述，在如上所示之觀察裝置1中，使用者係使觀察對象物注入至被支持在準備用支持台141的觀察用保持器2，進行觀察對象物的準備。之後，藉由將觀察用保持器2由準備用支持台141移載至支持台11，對觀察裝置1安置觀察用保持器2即完成。之後，使用攝像部12，由觀察用保持器2的下方進行觀察對象物的觀察。在此，觀察對象物的準備係指形成為一邊在由下方以攝像部12對觀察用保持器2的觀察部22(後述)進行攝像的同時，確認其攝像畫像，一邊將觀察對象物注入至觀察用保持器2的特定的位置(觀察位置)，使成為觀察對象物的細胞配置在觀察位置的狀態。觀察裝置1亦可稱為觀察系統、評估裝置、評估系統、診斷裝置、診斷系統等。
(關於觀察用保持器的構成) 圖3係顯示觀察用保持器2的斜視圖。圖4係顯示觀察用保持器2的分解圖。觀察用保持器2係具備：收容部21、及觀察部22。其中，在圖3~圖4中係以對應圖2的方式表示X方向、Y方向及Z方向。
收容部21係在平面視(在Z方向的視點。俯視)具有矩形形狀，在此係長方形形狀，構成為可收容前述的觀察對象物。收容部21在本實施形態中係包含：收容部本體210、及收容部上部211。收容部本體210係在平面視的短邊方向(圖3中為Y方向)的中央部具備突起部2101。該突起部2101係以平面視的長邊方向(圖3中為X方向)延伸設置。藉此，在突起部2101的兩側係形成段差面2102。
在收容部本體210的突起部2101係彼此分離設置用以收容觀察對象物的複數孔H1。複數孔H1係以X方向及Y方向排列設置，各個孔H1係設成以Z方向貫穿突起部2101。在形成在收容部本體210且與液體相接的複數孔H1的各個的面係可進行親水性化的加工處理。突起部2101的上表面210U係被平坦化，各個孔H1的開口端位於該上表面210U。此外，將包含上表面210U中的各孔H1及其周圍的區域設為平坦區域210R(參照圖3)。
收容部上部211係設在收容部本體210的上部，具備當在收容部本體210安置收容部上部211時，用以在收容部本體210的平坦區域210R的上方形成空間的開口2112。換言之，收容部上部211中以壁部2111a包圍的空間為開口2112。開口2112係貫穿收容部上部211而形成，開口面積係在收容部上部211的上部與下部彼此不同。下部開口2112b係***突起部210的部分，以與突起部210的形狀大致相同大小形成。
另一方面，上部開口2112a係在平坦區域210R的上方形成空間的部分，以與平坦區域210R的形狀大致相同大小形成。亦即，上部開口2112a的開口面積小於下部開口2112b的開口面積。突起部210的上表面210U的一部分卡合在上部開口2112a與下部開口2112b的段差面SS，結果，平坦區域210R面對上部開口2112a。此時，收容部上部211的下部211L的一部分係卡合在收容部本體210的段差面2102。在該狀態下，以上部開口2112a與平坦區域210R包圍的空間係作為用以貯留特定的液體的貯留部來發揮功能。其中，開口2112的最上部2112c係擴展為錐狀而形成。
如上所示，將開口2112的剖面積在收容部上部211的上部與下部設為不同者，以剖面積小的上部開口2112a形成貯留部而減小貯留容積，藉此可減少貯留在貯留部的液體的量。此外，在形成在收容部上部211作為貯留部且與所貯留的液體相接的各個的面，係與形成複數孔H1的面同樣地可進行親水性化的加工處理。以液體而言，係可使用對應觀察對象物的液體培養基，惟亦可使用生理食鹽水等其他溶液。
詳容後述，設在收容部本體210的複數孔H1並非獨立使用各個，而是將相鄰的2個孔H1設為一組，形成為在觀察部22將孔H1的下端彼此相連接而成的U字狀的通路來使用。
在本實施形態中，收容部本體210係由非透光性材料所構成。此外，收容部上部211係形成為由透光性材料所構成者。其中，非透光性係指可見光的透過率相對較低，例如該透過率為50%以下，較適為30%以下，更適為10%以下即可。此外，透光性係指可見光的透過率相對較高，例如該透過率為50%以上，較適為70%以上，更適為90%以上即可。以其他實施形態而言，收容部上部211亦可由非透過性材料所構成。
此外，收容部本體210及收容部上部211亦可由一個構件所構成，若以一個構件所構成時，以均由非透過性材料所構成為佳。
觀察部22係設在收容部21的下部，構成為可藉由攝像部12，由下方觀察被收容在收容部21的觀察對象物。觀察部22係包含：板材(第1板材)221、及板材(第2板材)222。板材221係由下方覆蓋收容部本體210，此外，板材222係由下方覆蓋該板材221。板材222係由下方覆蓋板材221，實質上由透光性的材料所構成。板材221在本實施形態中係設為部分由透光性的材料所構成者，惟亦可其全部由非透光性或反射性的材料所構成。此外，表面亦可採用暗色系(例如黑色)的素材。板材221係採用例如以異向性的乾式蝕刻(感應耦合電漿式反應性離子蝕刻)微細加工的矽碟(矽晶圓)。板材221及222在本實施形態中係採用平面視下為相同尺寸的矩形狀的構件。板材221及222的至少一方若構成為上述相鄰的2個孔H1相互通連即可。一邊參照圖5，一邊在以下敘述該情形。
圖5係顯示板材221的斜視圖。在本實施形態中，在板材221係設置對應複數孔H1的複數貫穿孔H3。在板材221的下表面係設置將複數貫穿孔H3之中彼此相鄰的2個(例如H3a及H3b)相連接的凹處CC1。該凹處CC1係設成其外緣包圍上述2個貫穿孔H3。亦即，複數貫穿孔H3係在板材221的上表面側，彼此獨立設在與複數孔H1相對向的位置，相對於此，在板材221的下表面側，因上述相鄰的2個孔H3藉由凹處CC1而相連通，部分不獨立。若為本實施形態的情形，凹處CC1係以平面視長圓狀而設。凹處CC1亦可稱為階地(terrace)、凹口(recess)等。
凹處CC1係在上述相鄰2個貫穿孔H3之間包含平坦部PL。平坦部PL係包含平坦面PL1。此外，凹處CC1的外緣係由側壁WP所構成。側壁WP係包含周壁部WP1、WP2及二個WP3。周壁部WP1及WP2係長圓中對應圓周部的壁部，周壁部WP3係長圓中對應直線部的壁部。此外，周壁部WP1係面對上述2個貫穿孔H3的其中一方(在此為H3a)的部分，周壁部WP2係面對上述2個貫穿孔H3的另一方(在此為H3b)的部分。
具體而言，周壁部WP1係包含：以與貫穿孔H3的尺寸為相同尺寸所形成的筒狀的上部周壁部WP1U；及與上部周壁部WP1U呈連續形成且以相同尺寸所形成的半筒狀的下部周壁部WP1L。此外，周壁部WP2係與周壁部WP1同樣地，包含：以與貫穿孔H3的尺寸為相同尺寸所形成的筒狀的上部周壁部WP2U；及與上部周壁部WP2U連續形成且以相同尺寸形成的半筒狀的下部周壁部WP2L。
二個周壁部WP3係分別設成形成與周壁部WP1及WP2相連接的連續面。具體而言，二個周壁部WP3係分別設置為與將周壁部WP1的下部周壁部WP1L、及與周壁部WP1的下部周壁部WP1L相對向而設的周壁部WP2的下部周壁部WP2L相連接的下部周壁部WP1L及下部周壁部WP2L的高度為相同高度的連續面。
在本實施形態中，在平面視下，各個貫穿孔H3係設為大致圓形，周壁部WP1及WP2的上部周壁部WP1U及上部周壁部WP2U的各個係以描繪與貫穿孔H3的直徑為同徑的圓的方式設置，此外，周壁部WP1及WP2的下部周壁部WP1L及下部周壁部WP2L的各個係以描繪與貫穿孔H3的直徑為同徑的半圓的圓弧的方式設置，周壁部WP3係以描繪大致直線的方式設置。
以平板狀的板材222覆設如上所示所形成的板材221的下表面，亦即凹處CC1，藉此形成由以周壁部WP1、WP2、WP3、平坦部PL及板材221所包圍的空間所成的通路作為連絡通路220W(參照圖6)。藉此，相鄰的2個貫穿孔H3的下部彼此透過連絡通路220W而相連接，且2個貫穿孔H3相連而形成1個通路。接著，在板材221的上表面側，使與相鄰的2個孔H1相對應的各個的貫穿孔H3相連通，藉此被收容在收容部21的觀察對象物滯留在連絡通路220W時可藉由攝像部12來觀察。此外，在形成將相鄰的複數孔H1連通的連絡通路220W，且與在連絡通路220W移動的液體相接的凹處CC1的各個的面，係可進行親水性化的加工處理。
其中，側壁WP的形狀並非為侷限於本實施形態者，若設成平面視下包含上述2個貫穿孔H3的全部即可。此外，貫穿孔H3的尺寸(直徑)、WP1的尺寸(直徑)及WP1的尺寸(直徑)係以對合成各個圓弧相一致(為同一尺寸)為佳，惟若沒有觀察時不容易看到等影響，亦可為彼此不同的尺寸。
若再次參照圖4，在收容部本體210的本體下部210L係設置用以規定板材221的位置的規定部210a。該規定部210a在本實施形態中係在收容部本體210的底面凹陷而設的凹陷部，平面視下，該凹陷的形狀係按照板材221的外形。該凹陷部的深度係設為與板材221的厚度為同等或其以上。使觀察部22的板材221嵌合在作為規定部210a的該凹陷，藉此可適當進行觀察部22對收容部21的定位。實際上，若可適當進行對應貫穿孔H3的周壁部WP1及WP2的上部周壁部WP1U及上部周壁部WP2U的對位即可。亦可替代性/附隨性地設置印字、切口等特定的標記作為規定部210a。
圖6係顯示前述的收容部21及觀察部22相互組裝而成的觀察用保持器2的下方側斜視圖。觀察部22的板材222係由透光性材料所構成。因此，觀察對象物係當滯留在將上述2個貫穿孔H3(例如H3a及H3b)相連的連絡通路220W時，可藉由攝像部12(參照圖1~圖2)，透過觀察部22進行攝像。
構成連絡通路220W的一部分的平坦面PL1係以設置上述2個貫穿孔H3(例如H3a及H3b)之間的區域的全部作為平坦面為佳，惟平坦部PL所包含的平坦面PL1亦可僅設在該區域的一部分，此時，亦可在該區域部分存在段差(在平坦面PL1與其他平坦部PL為不同的高度位置)。
圖7A係顯示將通過複數孔H1且沿著X方向的垂直面作為切剖面的觀察用保持器2的剖面圖。圖7B係顯示圖7A的VIIB‐VIIB線剖面圖。此外，圖7B係包含以虛線包圍的觀察部22的部分放大圖。觀察部22係設在收容部本體210的複數孔H1之中相鄰的2個孔H1透過對應的貫穿孔H3a及H3b以及連絡通路220W而相連接，且一組孔H1形成一個通路。
以一例而言，若觀察對象物為血液，孔H1及貫穿孔H3若以例如700[μm]~1300[μm]左右，更適為900[μm]~1100[μm]左右，再更適為1000[μm]左右的直徑設置即可。此外，上述2個貫穿孔H3間的距離係若設為例如350[μm]~650[μm]左右，更適為450[μm]~550[μm]左右，再更適為500[μm]左右即可。此時，凹處CC1係若按照所使用的體液等所存在的粒子大小來決定即可。例如若為人的血液，若按照其中所存在的白血球的大小，以例如2[μm]~7[μm]左右，更適為3[μm]~5[μm]左右，再更適為4[μm]左右的深度設置即可。此外，若為由組織分離的癌細胞等，若以例如12[μm]~5[μm]左右，較佳為10[μm]~6[μm]左右，更佳為8[μm]左右的深度設置即可。其中，在平坦部PL設置包含段差部的平坦面PL1時，若將平坦部PL的深度設為50-100[μm]，平坦面PL1與形成連絡通路220W的板材222的面的距離係小於所使用的體液等所存在的粒子的大小，若以粒子可移動的程度的距離來決定而設即可。
在此，為了適當實現藉由攝像部12所為之觀察對象物的觀察，攝像部12若設置為將+Z方向設為指向範圍的中心且掃描上述2個貫穿孔H3(例如H3a及H3b)之間的凹處CC1內的平坦面PL1正下方即可。
此外，由圖7A~圖7B亦可知，在本實施形態中，收容部本體210及收容部上部211係構成為該等的水平方向的一方向(在此係Y方向)中的寬幅彼此相等。藉此，可達成收容部21，亦即觀察用保持器2本身的小型化，可將複數觀察用保持器2稠密地排列在支持台11上。在本實施形態中，可特別稠密地排列水平方向的一方向(在此係Y方向)。
此外，在本實施形態中，收容部本體210及收容部上部211係構成為該等水平方向的另一方向(在此係X方向)中的寬幅彼此不同。如藉由以上所示之構成，可將設置成為攝像部12的攝像範圍的凹處CC1的觀察部22、設置複數孔H1的收容部本體210、及設置開口2112的收容部上部211小尺寸化，可刪減觀察用保持器2的製造材料。此外，可防止因使用者所為之觀察用保持器2的把持的失敗(伴隨此的觀察用保持器2的落下等)。其中，該等寬幅亦可在X方向及Y方向的其中一方彼此不同，以其他實施形態而言，亦可在雙方為彼此相等。
在本實施形態的觀察用保持器2中，如圖3所示，在收容部上部211設置資訊供予部23。具體而言，資訊供予部23係設在收容部上部上表面211U。資訊供予部23係可供予關於觀察對象物的資訊者。該資訊亦可表現為觀察對象資訊，以其例而言，列舉受測者的姓名、觀察對象物的採取日等。此外，該資訊亦可為與受測者的姓名、觀察對象物的採取日等建立關連來管理的碼資訊。以碼資訊而言，可採用藉由複數號碼的組合所得的號碼資訊、二維資料資訊(例如條碼、QR碼)等。碼資訊係可藉由未圖示的碼資訊讀取裝置來讀取。資訊供予部23亦可構成為可將觀察對象資訊印字，亦可構成為可黏貼記載有觀察對象資訊的貼紙。使用者係藉由使用該資訊供予部23，可相對較為簡便地管理觀察對象物。
(關於觀察對象物的收容方法及觀察方法) 使用者係在被支持在準備用支持台141的觀察用保持器2，使用例如注射器、滴管等特定的器具，可由開口H2在任意的孔H1進出(access)，可在各個孔H1收容觀察對象物。更詳言之，首先在空間SP1及孔H1填充特定的液體(液體培養基)，之後，在藉由觀察部22所連接的彼此相鄰的2個孔(一組孔)H1的其中一方急速注入觀察對象物(例如血液)。藉此，其一部分係流入至連絡通路220W及凹處CC1。若觀察所需的充分量的細胞未流入至凹處CC1，藉由在另一方的孔H1側進行負壓吸引，可使細胞流入至凹處CC1。在此，由圖3亦可知，開口2112的最上部2112c若設成例如形成傾斜面即可。藉此，使用者係可由開口2112在任意的孔H1適當進出。
已收容完畢觀察對象物的觀察用保持器2係被移載至支持台11，該觀察對象物係可藉由攝像部12，由觀察用保持器2的下方透過觀察部22予以觀察。
如前所述，在本實施形態中，收容部本體210係由非透光性材料所構成，此外，收容部上部211係由透光性材料所構成。由於收容部本體210由非透光性材料所構成，因此可使成為觀察對象部的平坦面PL1與成為觀察非對象部的貫穿孔H3的明暗較為鮮明，被注入至成為觀察對象部的平坦面PL1部分的觀察對象物係容易藉由攝像部12，透過觀察部22由下方進行觀察。此外，由於收容部上部211由透光性材料所構成，使用者當將觀察對象物收容在孔H1時，可由上方及側方之雙方視認開口2112及各個孔H1之中的樣子。
以其他實施形態而言，亦可使用者使用注射器或滴管等特定的器具，由開口2112在任意的孔H1進出，取代在各個孔H1收容觀察對象物的作業，而藉由自動機，使觀察對象物自動收容。此時，亦可使收容部上部211非由透過性材料所構成，收容部本體210及收容部上部211亦可均由非透光性材料所構成。藉由使收容部本體210及收容部上部211均由非透光性材料所構成，可藉由自動機所包含的檢測手段(例如攝影機)，由上方視認各個孔H1的位置，可效率佳地進行觀察對象物的收容作業。
若再次參照圖2，在支持觀察用保持器2的支持台11係設置：用以使觀察用保持器2嵌合而載置的凹部111、及以上下方向貫穿凹部111底部的開口112。藉由凹部111的載置部111b支持板材222的周緣部下表面，至成為觀察對象部的平坦面PL1部分為止的高度被維持為一定，可適當實現藉由攝像部12所為之來自觀察對象物的下方的觀察。此係針對準備用支持台141亦同。
觀察用保持器2係可在針對觀察對象物的觀察完成之後廢棄，亦可稱為可棄式保持器等。亦即，藉由將觀察用保持器2形成為用完即丟型(一度使用後被建議丟棄者)，可更加防止與測定試料不同的觀察對象物，所謂污染物的混入。因此，觀察用保持器2亦可使其全體單元化而構成。例如，收容部21及觀察部22(構成該等的各要素)亦可不可分離地予以固定，此外，在收容部21中，收容部本體210及收容部上部211亦可不可分離地予以固定。
在本實施形態中，作為可棄式保持器的觀察用保持器2係以對應各個的形狀或外形，構成設置凹處CC1的觀察部22、設置複數孔H1的收容部本體210、及設置開口2112的收容部上部211，而使小尺寸化實現，可有效活用。
(關於觀察部的製造方法) 如前所述，包含板材221及222的上述觀察部22係設在收容部21的下部。藉此，收容部21及觀察部22係形成容器。在該觀點中，觀察部22亦可稱為收容部底部、容器底部等，此外，觀察用保持器2亦可稱為觀察用容器等。如上所示之觀察部22係可個別準備可作為構成零件而安裝在觀察用保持器2的觀察用晶片，可使用周知的半導體製造技術來製作。
圖8A~圖8I係用以說明觀察部22之製造方法的各工程的圖。本製造方法的概要係在板材221的下表面重疊板材222之後，藉由陽極接合法將板材221及222相接合者。其中，以下，為使說明容易化，著重在本製造方法中的主要工程來敘述，惟可視需要，適當進行洗淨處理、熱處理等。
在圖8A的工程中，準備成為板材221的材料的半導體基板SB1，且對半導體基板SB1進行氧化處理。在半導體基板SB1係可適當使用矽基板。其中，該工程中所形成的氧化膜OX1的膜厚係形成為0.12μm(1200Å)左右。
在圖8B的工程中，對圖8A的工程中所得的構造(為容易說明，亦包含氧化膜OX1形成為本表現。在以下說明中設為相同)的上表面的一部分進行蝕刻處理，以露出半導體基板SB1的上表面的一部分的方式，將氧化膜OX1部分去除，並且將該露出的半導體基板SB1部分去除。該蝕刻處理係可藉由例如感應耦合型電漿蝕刻進行。此外，將藉由蝕刻被去除的部分稱為蝕刻部。
在圖8C的工程中，係對圖8B的工程中所得的構造的上表面進行氧化處理，以新的氧化膜OX1覆蓋蝕刻部及既有的氧化膜OX1。藉由該工程，可得在上表面具有段差的半導體基板SB1、與覆蓋該上表面的氧化膜OX1。亦可在氧化處理之後，藉由進行CMP(化學機械研磨)處理等研磨處理，氧化膜OX1上表面予以平坦化。
在圖8D的工程中，在圖8C的工程中所得的構造的上表面形成金屬膜M1。該工程若藉由濺鍍法等周知的堆積法進行即可。以金屬膜M1的材料而言，可適當使用鋁。其中，在該工程所形成的金屬膜M1的膜厚係形成為0.4μm左右。
在圖8E的工程中，對圖8D的工程中所得的構造的上表面的一部分進行蝕刻處理，且以露出半導體基板SB1的上表面的一部分的方式，將金屬膜M1及氧化膜OX1部分去除，並且將該露出的半導體基板SB1部分去除。
在圖8F的工程中，對圖8E的工程中所形成的蝕刻部進行更進一步的蝕刻處理，且加深圖8E的工程中所形成的蝕刻部的深度。藉此，蝕刻部係達至半導體基板SB1中的下表面側的氧化膜OX1的近旁。
在圖8G的工程中，對圖8F的工程中所得的構造的下表面側進行CMP處理等研磨處理，藉此，蝕刻部成為貫穿半導體基板SB1的貫穿孔H3。
在圖8H的工程中，由圖8G的工程中所得的構造，將金屬膜M1及氧化膜OX1去除，此外，附隨性地進行表面氧化處理而形成氧化膜(未圖示)。藉此將所得的構造形成為板材221。
在圖8I的工程中，在圖8H的工程中所得的板材221重疊板材222，將該等藉由陽極接合法進行接合。在板材222的材料係採用透明且擔保平坦性的材質者，亦可按照所採用的材質，藉由固相接合法等其他適當接合方法進行接合。可藉由以上順序來製作觀察部22。
前述成為觀察部22的觀察用晶片實際上係藉由彙總一次進行複數板材221的製造而得。由於一次製造複數觀察用晶片，因此對可進行複數板材221的處理的特定的尺寸的第一母板材(在此係矽基板)，進行用以製造複數板材221的上述處理。接著，使與第一母板材為相同尺寸的第二母板材(在此係玻璃板)重疊接合。之後，藉由經由將該相接合的第一及第二母板材藉由切割等按每個晶片進行切分的切分工程，可一次製造複數觀察用晶片。
其中，若製造在平坦部PL設有包含段差的平坦面PL1的不同種類的觀察用晶片時，有在平坦面PL1與平坦部PL的其他面的交界部分產生陰影之虞。因此，以將形成為段差的段差壁面，以相對各個的面成為垂直的方式進行直角加工為佳。此係可藉由與前述製造方法相同的製造方法來實現，惟此時若使用由於將交界部分加工成直角而可進行直角加工的厚度的矽基板(矽晶圓)即可。
(小結) 藉由本實施形態，觀察用保持器2係具備：收容部21、及觀察部22。收容部21係構成為在平面視下具有矩形形狀且可收容觀察對象物(例如血液)。觀察部22係設在收容部21的下部，且構成為可由下方觀察被收容在收容部21的觀察對象物。收容部21係包含：收容部本體210、及設在其上部的收容部上部211。在收容部本體210係設有用以收容觀察對象物的複數孔H1。收容部上部211係包含包圍收容部本體210的上方的開口2112的壁部2111a。該壁部2111a係作為用以將特定的液體(液體培養基)貯留在開口2112內的貯留部或擋止部來發揮功能。複數孔H1係以水平方向排列設置，各個孔H1係以上下方向貫穿收容部本體210而連通至開口2112。此外，複數孔H1之中相鄰的2個在觀察部22中相連接。
藉由如上所示之構成，可位於相鄰的2個孔H1之間的觀察對象物係可透過觀察部22而由下方觀察。藉此，若將觀察用保持器2排列複數在特定的支持台11上時，可一次簡便且效率佳地觀察眾多觀察對象物、或一個觀察對象物所具有的複數不同特性。此外，藉由對與液體相接的各個的面進行親水性化的加工處理，可容易且確實地進行液體的貯留或試料的注入及試料配置在觀察位置。此外，由於在複數孔H1的任一者均可由開口H2進出，因此醫師/檢查技師/研究者等使用者係可將觀察對象物相對較為容易收容在任意的孔H1。
在以上說明中，為易於理解，將各要素以與其功能面相關連的名稱表示，惟各要素並非侷限於具備實施形態中所說明的內容作為主功能者，亦可為輔助地具備其者。
1:觀察裝置 2:觀察用保持器 11:支持台 12:攝像部 13:移動機構 14:觀察準備部 21:收容部 22:觀察部 23:資訊供予部 111:凹部 111a:底部 111b:載置部 111c:周圍壁(導引壁) 112:開口 131:軌條 132:電動馬達 141:準備用支持台 142:移動機構(第2移動機構) 210:收容部本體 210a:規定部 210L:本體下部 210R:平坦區域 210U:上表面 211:收容部上部 211L:下部 211U:收容部上部上表面 220W:連絡通路 221:板材(第1板材) 222:板材(第2板材) 1421:軌條 1422:電動馬達 2101:突起部 2102:段差面 2112:開口 2112a:上部開口 2112b:下部開口 2112c:最上部 CC1:凹處 H1:孔 H2:開口 H3,H3a,H3b:貫穿孔 M1:金屬膜 OX1:氧化膜 PL:平坦部 PL1:平坦面 SP1:空間 SB1:半導體基板 SS:段差面 WP:側壁 WP1,WP2,WP3:周壁部 WP1L:下部周壁部 WP1U:上部周壁部 WP2L:下部周壁部 WP2U:上部周壁部
所附圖面係包含在說明書中，構成其一部分，且表示本發明之實施形態，連同該記述一起被使用在用以說明本發明之原理。 [圖1]係顯示觀察裝置的構成例的側面概略圖。 [圖2]係關於觀察裝置的一部分的斜視圖。 [圖3]係關於觀察用保持器的斜視圖。 [圖4]係關於觀察用保持器的分解圖。 [圖5]係構成觀察部的一部分的板材的斜視圖。 [圖6]係關於觀察用保持器的下方側斜視圖。 [圖7A]係關於觀察用保持器的剖面圖。 [圖7B]係關於觀察用保持器的剖面圖。 [圖8A]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8B]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8C]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8D]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8E]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8F]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8G]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8H]係用以說明觀察部的製造方法的圖。 [圖8I]係用以說明觀察部的製造方法的圖。
1:觀察裝置
2:觀察用保持器
11:支持台
12:攝像部
13:移動機構
14:觀察準備部
131:軌條
132:電動馬達
141:準備用支持台
142:移動機構(第2移動機構)
1421:軌條
1422:電動馬達

Claims (16)

  1. 一種觀察用保持器，其係具備：在平面視下具有矩形形狀且構成為可收容觀察對象物的收容部、及設在該收容部的下部的觀察部的觀察用保持器，其特徵為：前述觀察部係構成為可由下方觀察被收容在前述收容部的觀察對象物，前述收容部係包含：彼此分離設有用以收容觀察對象物的複數孔的收容部本體；及設在前述收容部本體的上部的收容部上部，前述收容部上部係包含：包圍前述收容部本體的上方的空間的壁部，作為貯留特定的液體的貯留部，在前述收容部上部的前述空間的上方部係設有開口，前述複數孔係以水平方向排列設置，各個孔係以上下方向貫穿前述收容部本體而與前述開口相連通，且前述複數孔之中相鄰的2個係在前述觀察部中相連接。
  2. 如請求項1之觀察用保持器，其中，前述壁部係以沿著前述複數孔的排列方向的方式以矩形狀包圍前述複數孔。
  3. 如請求項1之觀察用保持器，其中，前述收容部本體係由非透光性材料所構成，前述收容部上部係由透光性材料所構成。
  4. 如請求項1之觀察用保持器，其中，前述 收容部本體及前述收容部上部均由非透光性材料所構成。
  5. 如請求項1之觀察用保持器，其中，前述觀察部係包含：由下方覆蓋前述收容部本體的第1板材；及由下方覆蓋前述第1板材的透光性的第2板材，前述第1板材及前述第2板材的至少一方係構成為前述相鄰的2個孔相互通連。
  6. 如請求項5之觀察用保持器，其中，在前述第1板材係設有對應前述複數孔的複數貫穿孔，在前述第1板材的下表面係設有將前述複數貫穿孔之中彼此相鄰的2個相連接的凹處，且為其外緣包圍該2個貫穿孔的凹處。
  7. 如請求項6之觀察用保持器，其中，前述凹處係在前述彼此相鄰的2個貫穿孔之間形成平坦面。
  8. 如請求項7之觀察用保持器，其中，形成前述凹處的側壁係包含：沿著前述相鄰的2個貫穿孔的其中一方的外緣的一部分而設的第1周壁部；沿著前述相鄰的2個貫穿孔的另一方的外緣的一部分而設的第2周壁部；及將前述第1周壁部與前述第2周壁部相連接而形成連續面的第3周壁部。
  9. 如請求項5之觀察用保持器，其中，在前述收容部本體的下表面係設有用以規定前述第1板材的位 置的規定部。
  10. 如請求項4之觀察用保持器，其中，前述收容部本體及前述收容部上部係設置成：兩者在水平方向的一方向的寬幅為相等。
  11. 如請求項1之觀察用保持器，其中，另外具備：可供予關於觀察對象物的資訊的資訊供予部。
  12. 一種觀察用保持器，其係具備：構成為可收容觀察對象物的收容部、及設在該收容部的下部的觀察部的觀察用保持器，其特徵為：前述觀察用保持器係前述收容部在平面視下具有矩形形狀。
  13. 一種觀察裝置，其特徵為：具備：一邊並排複數如請求項1至請求項12中任一項之觀察用保持器，一邊以該複數觀察用保持器以水平方向予以排列的方式進行支持的支持台；用以對被收容在前述複數觀察用保持器的觀察對象物進行攝像的攝像部；及使前述攝像部對前述支持台以前述水平方向作相對移動的移動機構。
  14. 如請求項13之觀察裝置，其中，另外具備：用以使前述觀察用保持器收容觀察對象物的觀察準備部，前述觀察準備部係包含：用以支持收容觀察對象物之 前的狀態的前述觀察用保持器的準備用支持台、及可將前述準備用支持台以特定方向移動的第2移動機構。
  15. 一種觀察用晶片，其係可安裝在具備：構成為可收容觀察對象物的收容部、及設在該收容部的下部的觀察部的觀察用保持器，作為前述觀察部的構成零件的觀察用晶片，其特徵為：在前述收容部係以分別以上下方向延伸且以水平方向並排的方式設有用以收容觀察對象物的複數孔，前述觀察用晶片係具備：由下方覆蓋前述收容部的第1板材；及由下方覆蓋前述第1板材的透光性的第2板材，在前述第1板材係設有對應前述複數孔的複數貫穿孔，在前述第1板材的下表面係設有將前述複數貫穿孔之中彼此相鄰的2個相連接的凹處，且為其外緣包圍該2個貫穿孔的凹處，形成前述凹處的側壁係包含：沿著前述相鄰的2個貫穿孔的其中一方的外緣的一部分而設的第1周壁部；沿著前述相鄰的2個貫穿孔的另一方的外緣的一部分而設的第2周壁部；及將前述第1周壁部與前述第2周壁部相連接而形成連續面的第3周壁部。
  16. 一種觀察用晶片之製造方法，其係如請 求項15之觀察用晶片之製造方法，其特徵為：包含：在前述第1板材的下表面重疊前述第2板材的工程；及將前述第1板材與前述第2板材，藉由陽極接合法進行接合的工程。
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