特許 6735207 細胞の撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6735207

(24)【登録日】2020年7月15日

(45)【発行日】2020年8月5日

(54)【発明の名称】細胞の撮像方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20200728BHJP

   C12Q 1/02 20060101ALI20200728BHJP

   G01N 15/00 20060101ALI20200728BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/34 A

   C12Q1/02

   G01N15/00 B

【請求項の数】5

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-201943(P2016-201943)

(22)【出願日】2016年10月13日

(65)【公開番号】特開2018-61479(P2018-61479A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2019年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100127797

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 晴洋

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 三郎

【審査官】 鈴木 崇之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６３５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０４４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０９３３４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−２５６０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０８０９３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００−３／１０

Ｃ１２Ｑ １／００−３／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、
前記垂直方向に対して２５°〜５５°の範囲から選ばれる第１の傾きを持ち、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなる第１部分と、
前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、
前記垂直方向に対して５５°〜８０°の範囲から選ばれ、且つ前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面であって細胞の接地面となる第３部分と、
保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、
前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、
撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、
前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、
前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、
前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む細胞の撮像方法。

【請求項2】

透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、
前記垂直方向に対して第１の傾きを持つテーパ部からなる第１部分と、
前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、
前記垂直方向に対して前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、
保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、
前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、
撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、
前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、
前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、
前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む細胞の撮像方法において、
前記ディッシュは、一の前記保持凹部の前記第１部分の頂部が他の前記保持凹部の前記第１部分の頂部と隣接することで、前記上面に稜線部が形成されており、
前記第２ステップにおいて認識される前記形状特徴部が、前記ディッシュの前記上面に形成された前記稜線部である、細胞の撮像方法。

【請求項3】

請求項２に記載の細胞の撮像方法において、
前記ディッシュの前記本体が四角形の平板であり、
前記第２ステップにおいて、少なくとも前記本体の四隅付近における前記稜線部と、前記四隅の対角線の交点付近における前記稜線部との高さ位置が認識され、
前記第４ステップにおいて、撮像の対象となる任意の前記保持凹部の稜線部の高さ位置が、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出され、算出された高さ位置が前記基準位置として用いられる、細胞の撮像方法。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の細胞の撮像方法において、
前記ディッシュとして、前記保持凹部を構成する前記第１〜第４部分の中で、前記垂直方向の厚さにおいて前記第４部分が最も薄い形状を有するディッシュが用いられる、細胞の撮像方法。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の細胞の撮像方法において、
前記ディッシュとして、前記第４部分の前記排出孔が、前記下面の側から見た平面視で多角形の形状を有するディッシュが用いられる、細胞の撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞の形状認識のため、透光性のディッシュに細胞を保持させ、当該細胞を撮像装置で撮像する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば医療や生物学的な研究の用途では、単細胞、或いは細胞が三次元的に凝集してなる細胞凝集塊（以下、これらを本明細書では単に細胞という）が、観察、薬効確認、検査若しくは培養等の処理作業ために、マトリクス配列されたウェルを有するマイクロプレートの、前記ウェルに収容されることがある。ウェルに収容される細胞は、細胞を保持する凹部を有するディッシュ上において選別される。この選別に先立ち、ディッシュ上には多量の細胞を含有する細胞懸濁液が分散され、前記凹部に細胞が保持される。そして、細胞を保持したディッシュの画像が撮像され、画像処理技術によって使用可能な細胞と、使用不可の細胞及び夾雑物とが区分される。しかる後、使用可能な細胞が、吸引チップによって前記凹部から吸引されると共に、吸引された細胞がマイクロプレートのウェルに吐出される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】ＷＯ２０１５／０８７３７１Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

細胞を保持したディッシュを撮像した画像から細胞の形状等を認識する場合、前記ディッシュの構成部分と細胞とが明確に区別できること、また、細胞の形状が認識し易いことが望ましい。さらには、ミクロンオーダーの細胞を撮像する光学系の画角は自ずと小さくなり、ディッシュの全域を撮像するには多数回の撮像動作が必要となる。このため、細胞へのフォーカス合わせが迅速に行えるようにして、撮像時間の短縮化を図ることが望ましい。しかしながら現状では、これらの要請を十分に満たす細胞の撮像方法は提案されていない。

【0005】

本発明の目的は、細胞を保持したディッシュの画像から細胞の形状認識を行う場合において、画像上で細胞の認識が行い易く、且つ、ディッシュの撮像時間の短縮化を図ることができる細胞の撮像方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一局面に係る細胞の撮像方法は、透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、前記垂直方向に対して２５°〜５５°の範囲から選ばれる第１の傾きを持ち、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなる第１部分と、前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、前記垂直方向に対して５５°〜８０°の範囲から選ばれ、且つ前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面であって細胞の接地面となる第３部分と、保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む。

【0007】

この撮像方法によれば、ディッシュが備える保持凹部の第１部分に、垂直方向に対して比較的小さい第１の傾きを持つテーパ部が存在するので、第３ステップにおいて細胞懸濁液が撒かれたとき、当該テーパ部に沿って細胞は確実に保持凹部内に導かれる。また、第２部分は、鉛直方向に延びる筒状部分なので、細胞は抵抗を受けることなく自重でそのまま沈降できる。さらに、細胞が接地する第３部分は、垂直方向に対して比較的大きい第２の傾きを持つので、水平により近い接地面となる。このため、細胞の接地面からディッシュの下面までの距離を短くでき、第４ステップの撮像動作における細胞へのフォーカス合わせの際に、ディッシュの存在が与える影響を小さくすることができ、また画像の解像度の向上にも寄与する。さらに、前記第２の傾きに沿って細胞を所期の位置へ誘導することが可能となる。例えば、前記第３部分のテーパ部が、保持凹部の孔芯（孔中心）に向けて下降するテーパ部である場合、細胞を孔芯位置に集めることが可能となる。これに加え、保持凹部の第２部分は、垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分であるので、第４ステップにおいて下面の側からの撮像によって取得される画像に前記内壁面が映り込み難くなり、画像上での細胞の認識性が向上する。また、保持凹部の第４部分には排出孔が備えられているので、撮像の障害物となる夾雑物などを該排出口から逃がすことができ、細胞の認識性が高められる。なお、前記排出孔を垂直方向に延びる孔とすれば、撮像によって取得される画像に前記排出孔も映り込み難くすることができる。

【0008】

また、上記の撮像方法によれば、第２ステップにおいてディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置が認識され、第４ステップにおいて前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、ディッシュの撮像動作が行われる。このため、保持凹部において細胞が接地する第３部分と前記形状特徴部との位置関係を把握しておくことで、前記細胞へのフォーカス合わせが迅速に行えるようになり、撮像時間の短縮化を図ることができる。

【0009】

本発明の他の局面に係る細胞の撮像方法は、透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、前記垂直方向に対して第１の傾きを持つテーパ部からなる第１部分と、前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、前記垂直方向に対して前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む細胞の撮像方法において、前記ディッシュは、一の前記保持凹部の前記第１部分の頂部が他の前記保持凹部の前記第１部分の頂部と隣接することで、前記上面に稜線部が形成されており、前記第２ステップにおいて認識される前記形状特徴部が、前記ディッシュの前記上面に形成された前記稜線部である。

【0010】

この撮像方法によれば、第１部分に稜線部と、垂直方向に対して比較的小さい第１の傾きを持つテーパ部が存在するので、第３ステップにおいて細胞懸濁液が撒かれたとき、細胞はディッシュの上面に滞留することなく、確実に保持凹部内に導かれる。前記稜線部は、細胞が接地する第３部分からは比較的遠い上面にあり、また隣接する保持凹部の間に位置するので細胞によって隠されることはなく、形状的特徴として画像上で認識し易い。従って、基準位置を簡単且つ正確に求めることができる。

【0011】

上記の撮像方法において、前記ディッシュの前記本体が四角形の平板であり、前記第２ステップにおいて、少なくとも前記本体の四隅付近における前記稜線部と、前記四隅の対角線の交点付近における前記稜線部との高さ位置が認識され、前記第４ステップにおいて、撮像の対象となる任意の前記保持凹部の稜線部の高さ位置が、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出され、算出された高さ位置が前記基準位置として用いられることが望ましい。

【0012】

上記第１ステップにてディッシュを所定位置に配置しても、完全な水平状態を作ることは困難であり、またディッシュの反りなども生じ得る。このため、一つの稜線部の高さ位置を求めるだけでは、全ての保持凹部の基準位置とはなり難く、理想的には全ての保持凹部に対応する稜線部の高さ位置を求めることが望ましい。しかし、上記の撮像方法によれば、ディッシュが備える全ての保持凹部について稜線部の高さ位置を認識せずとも、ディッシュの任意の稜線部の高さ位置を、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出することが可能となる。従って、撮像に要する時間を短縮することができる。

【0013】

上記の撮像方法において、前記ディッシュとして、前記保持凹部を構成する前記第１〜第４部分の中で、前記垂直方向の厚さにおいて前記第４部分が最も薄い形状を有するディッシュが用いられることが望ましい。

【0014】

保持凹部の第４部分は、第３部分に接地した細胞と撮像装置との間に位置することになる。このため、第３部分に加えて第４部分の存在は、細胞の撮像に際し、光量損失や像歪みの発生要因となり得る。しかし、上記の撮像方法によれば、第４部分が最も薄肉であるので、画像劣化の要因を最小限に抑制することができる。

【0015】

上記の撮像方法において、前記ディッシュとして、前記第４部分の前記排出孔が、前記下面の側から見た平面視で多角形の形状を有するディッシュが用いられることが望ましい。

【0016】

第４部分の排出孔は、第４ステップの撮像によって取得される画像に不可避的に映り込む。しかし、上記の撮像方法によれば、排出孔が多角形の形状を有するので、一般に略球形の形状を有する細胞（細胞凝集塊）と前記排出孔との区別が画像上で容易に行えるようになる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、細胞を保持したディッシュの画像から細胞の形状認識を行う場合において、画像上で細胞の認識が行い易く、且つ、ディッシュの撮像時間の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1A】図１Ａは、本発明に係る細胞の撮像方法を実施するための細胞移動装置の構成の一部を示す概略図である。

【図1B】図１Ｂは、前記細胞移動装置の構成の他の一部を示す概略図である。

【図2】図２は、前記細胞移動装置に使用される選別容器の斜視図である。

【図3】図３は、前記選別容器が備えるディッシュの上面図である。

【図4】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図5】図５は、複数のディッシュ及び撮影範囲を示す上面図である。

【図6】図６は、本発明に係る細胞の撮像方法の手順を示す図である。

【図7】図７は、前記ディッシュの詳細を説明するための断面図である。

【図8】図８は、前記ディッシュの稜線部の撮像態様を模式的に示す図である。

【図9】図９は、前記稜線部の撮像における撮像箇所を示す平面図である。

【図10】図１０は、細胞が前記ディッシュの保持凹部へ収容される態様を示す断面図である。

【図11】図１１は、前記保持凹部に細胞が保持された状態で、前記ディッシュが撮像されている状態を示す断面図である。

【図12】図１２（Ａ）は、前記撮像により得られた保持凹部及び細胞の画像、図１２（Ｂ）は、画像処理後の細胞の画像を各々示す図である。

【図13】図１３は、上記細胞移動装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図14】図１４は、前記細胞移動装置における細胞の撮像動作の全体フローを示すフローチャートである。

【図15】図１５は、稜線検出処理の詳細フローチャートである。

【図16】図１６は、細胞撮像処理の詳細フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る細胞の撮像方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明において撮像対象とされるのは、生体由来の細胞、特に細胞凝集塊（スフェロイド；ｓｐｈｅｒｏｉｄ）である。生体由来の細胞凝集塊は、細胞が数個〜数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊の大きさは様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形であるが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞となっていたりすると、細胞凝集塊の形状は歪になる、あるいは密度が不均一となる場合がある。以下の説明では、上記のような細胞凝集塊を含む意味で、簡略的に細胞Ｃと表現する。

【0020】

本発明に係る細胞の撮像方法が好適に適用されるのは、例えば細胞移動装置である。細胞移動装置は、バイオ関連技術や医薬の分野における試験において、選別ステージ上のディッシュに担持された種々の形状を呈する複数の細胞の中から、使用可能な細胞をピッキッングし、これをマイクロプレートまで移動する。マイクロプレートでは、細胞に対して、観察、薬効確認、検査、培養等の各種の処理が実行される。細胞の撮像は、例えばディッシュ上における使用可能な細胞凝集塊の判別のために実行される。以下、このような細胞移動装置に本発明に係る細胞の撮像方法が適用される例を主に説明する。

【0021】

［細胞移動装置の全体構成］
図１Ａ及び図１Ｂは、細胞移動装置Ｓの全体構成を概略的に示す図である。ここでは、細胞Ｃを３つの容器間で移動させる細胞移動装置Ｓを例示している。細胞移動装置Ｓは、分注容器１００、ディッシュ１０を備えた選別容器１、マイクロプレート４、カメラユニット５（撮像装置）、及び分注チップ６０又はチップ６が搭載されるヘッドユニット６１を備えている。大略的に細胞移動装置Ｓは、分注容器１００から細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＣを吸引し、該細胞懸濁液ＬＣを選別容器１のディッシュ１０上に撒き、本発明に係る細胞の撮像方法を適用して使用可能な細胞Ｃを選別し、ディッシュ１０から使用可能な細胞Ｃを吸引すると共にこれをマイクロプレート４に吐出する装置である。図１Ａは、細胞移動装置Ｓの分注容器１００及び選別容器１の部分を、図１Ｂは、選別容器１及びマイクロプレート４の部分をそれぞれ図示している。

【0022】

分注容器１００は、細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＣを貯留する、上面開口の容器である。この細胞懸濁液ＬＣには、選別容器１において選別対象となる細胞Ｃと不可避的に混在する夾雑物とが含まれている。

【0023】

選別容器１は、細胞Ｃの移動元となる容器であり、培地Ｌを貯留し、細胞選別用のディッシュ１０を培地Ｌに浸漬される状態で保持している。ディッシュ１０は、細胞Ｃを担持するプレートであり、細胞Ｃを個別に収容することが可能な保持凹部３を上面に複数有している。

【0024】

培地Ｌは、細胞Ｃの性状を劣化させないものであれば特に限定されず、細胞Ｃの種類により適宜選定することができる。培地Ｌとしては、たとえば基本培地、合成培地、イーグル培地、ＲＰＭＩ培地、フィッシャー培地、ハム培地、ＭＣＤＢ培地、血清などの培地のほか、冷凍保存前に添加するグリセロール、セルバンカー（十慈フィールド株式会社製）等の細胞凍結液、ホルマリン、蛍光染色のための試薬、抗体、精製水、生理食塩水などを挙げることができる。たとえば、細胞Ｃとして生体由来の細胞であるＢｘＰＣ−３（ヒト膵臓腺癌細胞）を用いる場合には、培地ＬとしてはＲＰＭＩ−１６４０培地に牛胎児血清ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ Ｂｏｖｉｎｅ Ｓｅｒｕｍ）を１０％混ぜたものに、必要に応じて抗生物質、ピルビン酸ナトリウムなどのサプリメントを添加したものを用いることができる。このような培地Ｌは、細胞懸濁液ＬＣのベース液体としても用いることができる。

【0025】

選別容器１は、円柱形の形状を備え、その上面側に矩形の上部開口１Ｈを備えている。上部開口１Ｈは、細胞Ｃの投入、並びに、選別された細胞Ｃをピックアップするための開口である。ディッシュ１０は、上部開口１Ｈの下方に配置されている。選別容器１及びディッシュ１０は、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、選別容器１の下方に配置されたカメラユニット５により、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。

【0026】

選別容器１には、分注チップ６０から細胞懸濁液ＬＣが注入される。分注チップ６０は、先端開口６０Ｈを備えたチューブ状の部材であり、分注容器１００からの細胞懸濁液ＬＣの吸引と、内部に保持した細胞懸濁液ＬＣの選別容器１への吐出とを行う。前記吸引の際、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが分注容器１００の細胞懸濁液ＬＣへ浸漬され、吸引動作が実行される。前記吐出の際、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが選別容器１の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ６０内に保持された細胞懸濁液ＬＣ（細胞Ｃ）が吐出される。

【0027】

マイクロプレート４は、細胞Ｃの移動先となる容器であり、細胞Ｃを受け入れる複数のウェル４１を有する。１つのウェル４１には、培地Ｌと共に必要個数（通常は１個）の細胞Ｃが収容される。マイクロプレート４もまた、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、マイクロプレート４の下方に配置されたカメラユニット５により、マイクロプレート４に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。

【0028】

カメラユニット５は、カメラレンズ５１を備え、選別容器１においてディッシュ１０に担持されている細胞Ｃ、或いはマイクロプレート４においてウェル４１に保持されている細胞Ｃの画像を撮像する。カメラユニット５は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子を備える。カメラレンズ５１は、前記撮像素子の受光面に、細胞Ｃの光像を結像させる。

【0029】

カメラユニット５は、カメラレンズ５１が選別容器１及びマイクロプレート４の各下面と対向するように、これらの下方に配置されている。つまり、カメラユニット５は、選別容器１又はマイクロプレート４に担持されている細胞Ｃの画像を、これらの下面側から撮像する。カメラユニット５は、図中に矢印Ｘ２で示すように、ガイドレール５２に沿って、選別容器１の下方とマイクロプレート４の下方との間を水平方向に移動可能である。

【0030】

チップ６は、先端開口６Ｈを備えたチューブ状の部材であり、細胞Ｃを含む培地Ｌの吸引及び吐出を行う。具体的にはチップ６は、選別容器１のディッシュ１０から細胞Ｃを、より詳しくはディッシュ１０の保持凹部３（図３）に担持されている細胞Ｃを培地Ｌと共に吸引し、これらをマイクロプレート４のウェル４１へ吐出する。また、図示は省いているが、必要に応じてチップ６は試薬液等を吸引し、細胞Ｃを担持しているウェル４１内へこれを吐出する。

【0031】

ヘッドユニット６１は、細胞懸濁液ＬＣを分注容器１００から選別容器１のディッシュ１０へ移動させ、細胞Ｃをディッシュ１０からマイクロプレート４へ移動させるために設けられ、ヘッド本体６２とヘッド６３とを備える。ヘッド本体６２は、ヘッド６３を上下方向に進退可能に保持し、ガイドレール６１Ｒに沿って図中に矢印Ｘ１で示すように、分注容器１００からマイクロプレート４の配置位置まで水平方向に移動可能である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは図示していないが、ヘッド本体６２は、図１の紙面と直交する方向（前後方向）にも移動可能である。

【0032】

ヘッド６３は、中空のロッドからなる。分注チップ６０及びチップ６は、ヘッド６３の下端に装着される。ここでは１本のヘッド６３を例示しているが、複数本としても良い。また、分注チップ６０用とチップ６用のヘッド６３とを、各々ヘッド本体６２に具備させても良い。或いは、１本のヘッド６３に対して分注チップ６０及びチップ６を交互に着脱するようにしても良い。ヘッド６３の中空部内にはピストン機構が搭載されており、該ピストン機構の動作によって分注チップ６０の先端開口６０Ｈ若しくはチップ６の先端開口６Ｈに吸引力及び吐出力が与えられる。ヘッド本体６２には、前記ピストン機構の動力部と、ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構及びその動力部が内蔵されている。

【0033】

細胞移動装置Ｓの動作を説明する。まず、分注チップ６０がヘッド６３に装着されたヘッドユニット６１が、分注容器１００の上空へ移動される。ヘッド６３が下降され、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが分注容器１００の細胞懸濁液ＬＣへ浸漬される。この状態でヘッド６３に吸引力が発生され、細胞懸濁液ＬＣが分注チップ６０内に吸引される。その後、ヘッド６３が上昇されると共に、ヘッドユニット６１が選別容器１の上空位置へ移動される。ヘッド６３が再び下降され、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが選別容器１の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ６０内に保持された細胞懸濁液ＬＣが吐出される。つまり、細胞Ｃがディッシュ１０上に撒かれる（図１Ａ参照）。

【0034】

細胞Ｃのディッシュ１０からマイクロプレート４への移動に際しては、チップ６がヘッド６３に装着されたヘッドユニット６１が、選別容器１の上空へ移動される。その前段階で、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃの本実施形態に係る撮像と、その撮像画像に基づいた使用可能な細胞Ｃの選別とが実行され、抽出対象の細胞Ｃの座標が求められている。そして、ヘッド６３が下降され、チップ６の先端開口６Ｈが上部開口１Ｈを通してディッシュ１０の上面にアクセスする。この状態でヘッド６３に吸引力が発生され、ディッシュ１０から使用可能な細胞Ｃがチップ６内に吸引される。その後、ヘッド６３が上昇されると共に、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４の上空位置へ移動される。ヘッド６３が再び下降され、マイクロプレート４のウェル４１内にチップ６内の細胞Ｃが吐出される。

【0035】

［ディッシュの構成］
図２は、選別容器１の斜視図、図３は、ディッシュ１０の上面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。選別容器１は、底皿１１、外周壁１２、内周壁１３及び天壁１４を備える。底皿１１は、選別容器１の底部を構成する上面開口の円柱型の皿部材である。外周壁１２、内周壁１３及び天壁１４は、底皿１１に被せられる蓋部材を構成している。外周壁１２は底皿１１の側周壁よりも径大の部分、内周壁１３は、外周壁１２の内部に配置された角筒状の部分である。天壁１４は、選別容器１の上面側において、上部開口１Ｈ以外の領域を覆う板部材である。

【0036】

内周壁１３は、上部開口１Ｈを区画する壁であり、上部開口１Ｈから下方に向けて開口面積が徐々に縮小するように傾斜している。天壁１４には、上下方向への貫通孔からなる作業孔１５が穿孔されている。この作業孔１５を通して、選別容器１のキャビティへの培地Ｌの注液、薬品類の注液、若しくは培地Ｌの吸液又は廃液などの作業が行われる。さらに天壁１４には、選別容器１のキャビティ内の気圧調整を行うための配管接続口１６が設置されている。

【0037】

ディッシュ１０は、透光性部材によって形成されたディッシュ本体２と、該ディッシュ本体２に形成される複数の保持凹部３とを備えている。ディッシュ本体２は、所定の厚みを有する平板状の部材からなり、上面２１と下面２２とを有する。上面２１には、移動対象となる細胞Ｃを保持する複数の保持凹部３が設けられている。ディッシュ１０は、下面２２が選別容器１の底皿１１に対して間隔を置いた状態で、内周壁１３の下端部において保持される。ディッシュ１０は、選別容器１内の培地Ｌ中に浸漬されている。つまり、ディッシュ１０の上面２１が培地Ｌの液面よりも下方に位置するよう、選別容器１に培地Ｌが注液される。

【0038】

保持凹部３の各々は、開口部３１、底部３２、筒状の壁面３３、孔部３４（排出孔）及び稜線部３５を含む。本実施形態では、上面視で正方形の保持凹部３がマトリクス状に配列されている例を示している。開口部３１は、上面２１に設けられた正方形の開口であり、選別用のチップ６の先端開口６Ｈの進入を許容するサイズを有する。底部３２は、ディッシュ本体２の内部であって、下面２２の近くに位置している。底部３２は、中心（前記正方形の中心）に向けて緩く下り傾斜する傾斜面である。筒状の壁面３３は、開口部３１から底部３２に向けて鉛直下方に延びる壁面である。孔部３４は、底部３２の前記中心と下面２２との間を鉛直に貫通する貫通孔である。孔部３４の形状は上面視で正方形であり、開口部３１と同心である。稜線部３５は、上面２１に位置し、各保持凹部３の開口縁となる部分であって、保持凹部３同士を区画する稜線である。なお、保持凹部３の上面視形状は、丸形、三角形、五角形、六角形等であってもよく、これらがハニカム状、直線状、ランダムにディッシュ本体２へ配置されていても良い。この保持凹部３の態様については、図７に基づき後記でさらに詳述する。

【0039】

各保持凹部３の底部３２及び筒状の壁面３３は、細胞Ｃを収容する収容空間３Ｈを区画している。収容空間３Ｈには、一般的には１個の細胞Ｃが収容されることが企図されている。従って、保持凹部３は、ターゲットとする細胞Ｃのサイズに応じて設定される。但し、多数の細胞Ｃを含む細胞培養液を選別容器１に分注する作業では、一つの保持凹部３に複数の細胞Ｃが入り込んでしまう場合がある。孔部３４は、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を収容空間３Ｈから逃がすために設けられている。従って、孔部３４のサイズは、所望のサイズの細胞Ｃは通過できず、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を通過させるサイズに選ばれている。これにより、選別対象となる細胞Ｃは保持凹部３にトラップされる一方で、夾雑物等は孔部３４から選別容器１の底皿１１に落下する。

【0040】

図５は、選別容器１における実際のディッシュ１０の配置例を示す図である。ここでは、４枚の四角形の小ディッシュ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが、１つの大きな四角形を作るように配列されてなるディッシュ１０を例示している。ミクロンオーダーの細胞Ｃを保持させるディッシュ１０の保持凹部３は微小サイズとなり、ディッシュ本体２としても自ずと薄肉のプレートが用いられることとなる。この場合、プレートサイズを大きくするとプレートの平面度が出難くなるため、小サイズの小ディッシュ１０Ａ〜１０Ｄを集合させて所要のサイズのディッシュ１０を形成することが多い。マイクロプレート４についても同様である。

【0041】

図５には、カメラユニット５によるディッシュ１０の撮影範囲ＡＶの一例も示されている。ミクロンオーダーの細胞Ｃを撮像する光学系の画角は、自ずと小さくなる。一般的には、画角＝２ｍｍ程度のカメラが用いられる。従って、カメラユニット５による１回の撮像では、到底ディッシュ１０の全域をカバーすることはできない。このため、ディッシュ１０の一部を順次カメラユニット５で撮像する手法が採られる。図５では、小ディッシュ１０Ａの約１／４程度をカバーする撮影範囲ＡＶが描かれているが、実際は１枚の小ディッシュ１０Ａの全域をカバーするだけで、数十回〜１００回程度の撮像が必要となる。従って、図５の例では４枚の小ディッシュ１０Ａ〜１０Ｄが用いられているので、その４倍の撮像動作が必要となる。

【0042】

［ディッシュ上の細胞の撮像方法］
図６は、本実施形態に係る細胞Ｃの撮像方法の手順を示す図である。細胞Ｃの撮像方法は、順次実行される、ディッシュ１０を準備しこれを所定位置への配置する第１ステップ＃１、ディッシュ１０の稜線部３５（形状特徴部）の高さ位置を認識する第２ステップ＃２、細胞Ｃをディッシュ１０の保持凹部３に収容させる第３ステップ＃３、細胞Ｃを保持しているディッシュ１０をカメラユニット５で撮像する第４ステップ＃４、及び、前記撮像により得られた画像に基づいて細胞Ｃの形状を特定（評価）する第５ステップ＃５を含んでいる。以下、各ステップについて説明する。なお、第２ステップ＃２よりも先に第３ステップ＃３を実行する態様としても良い。

【0043】

＜第１ステップ＞
第１ステップ＃１では、細胞Ｃの選別及び撮像に好適な保持凹部３を備えるディッシュ１０が準備される。図７は、本実施形態で用いられるディッシュ１０の詳細を説明するための断面図である。上述の通りディッシュ１０は、上面２１と下面２２とを有するディッシュ本体２と、上面２１に開口部３１を有し上面２１から下面２２に向けて延びる保持凹部３とを備える。図７には、保持凹部３の孔芯位置に上面２１及び下面２２と直交する垂直線Ｖが描かれている。保持凹部３が延びる方向は、垂直線Ｖが延びる垂直方向である。

【0044】

ディッシュ本体２を構成する透光性材料としては特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を採用することが好ましい。より具体的には、透光性材料として、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＰＣ）、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、セロファン、芳香族ポリアミド樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテートやセルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリ乳酸等が挙げられる。

【0045】

上記の中でも、耐熱性ＣＯＰを用いることが望ましい。ＣＯＰは、透明性に優れるため、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを下面２２側から撮像する場合に有利となり、耐熱性を具備させることで加熱滅菌処理に耐えることができる。さらに、ＣＯＰはタンパク質が付着し難い特性を有しており、細胞Ｃがディッシュ１０に付着しないようにすることができる。

【0046】

保持凹部３は、上面２１から下面２２にかけて、稜線部３５、開口テーパ部３１Ｔ、筒状の壁面３３、底部３２及び孔部３４を備えている。これら各部の繋ぎ目を境界として、図７では保持凹部３を４つの特徴部分、すなわち第１部分Ｐ１、第２部分Ｐ２、第３部分Ｐ３及び第４部分Ｐ４に区分している。つまり保持凹部３は、上面２１から下面２２へ向けて、第１部分Ｐ１から第４部分Ｐ４が順次連設されることによって構成されている。

【0047】

第１部分Ｐ１は、上面２１と面一の稜線部３５と、開口テーパ部３１Ｔ（第１の傾きを持つテーパ部）とを有する部分である。開口テーパ部３１Ｔは、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなる。当該テーパ面の垂直線Ｖに対する傾き角θ１（第１の傾き）は、比較的小さく設定される。好ましい傾き角θ１の範囲は、２５°〜５５°程度である。

【0048】

本実施形態では、複数の保持凹部３がマトリクス配置されており、一の保持凹部３の開口テーパ部３１Ｔの頂点と、他の保持凹部３の開口テーパ部３１Ｔの頂点同士が隣接することで、上面２１に稜線部３５が形成されている。つまり、隣接する開口テーパ部３１Ｔによって上面２１に尖った峰が形成され、上面２１の残る部分は開口部３１である。従って、上面２１の側に細胞懸濁液ＬＣが撒かれた場合でも、細胞Ｃは上面２１に滞留せず、開口テーパ部３１Ｔによって収容空間３Ｈに導かれる。上記の尖った峰の好ましい頂角θＡは、５０°〜１１０°程度である。

【0049】

第２部分Ｐ２は、筒状の壁面３３が存在する領域であり、第１〜第４部分Ｐ１〜Ｐ４の中で、最も上下方向の長さが長い部分である。筒状の壁面３３は、垂直線Ｖに対して実質的に平行な内壁面（垂直壁面）を持つ筒状部分からなり、細胞Ｃを収容するための収容空間３Ｈの大部分を区画している。細胞Ｃが保持凹部３に収容される際、筒状の壁面３３は重力で沈降する細胞Ｃを下方へガイドする。この際、筒状の壁面３３は垂直壁面であるので、細胞Ｃは抵抗を受けることなく自重で沈降することができる。さらに、筒状の壁面３３は、収容された細胞Ｃの水平方向の移動を規制する役目も果たす。また、後記で詳述するが、筒状の壁面３３が垂直壁面であるゆえ、カメラユニット５でディッシュ本体２の下面２２の側からディッシュ１０を撮像すると、その画像に筒状の壁面３３が映り込まないようにすることができる。

【0050】

第３部分Ｐ３は、底部３２が存在する領域である。底部３２は、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなり、筒状の壁面３３の下端から孔部３４の上端まで延びている。当該テーパ面は、細胞Ｃの接地面となる。底部３２のテーパ面の垂直線Ｖに対する傾き角θ２（第２の傾き）は、傾き角θ１よりも大きい傾きに設定されている。好ましい傾き角θ２の範囲は、５５°〜８０°程度である。このような傾き角θ２とすることで、細胞Ｃを安定的に底部３２へ接地させることができると共に、底部３２のテーパ面に沿って夾雑物を孔部３４へ案内することができる。さらに、第３部分Ｐ３の肉厚を薄くすることができる。図３に示されている通り、上面２１の側から見た平面視では、底部３２は４つの台形片からなり、錐台の形状を備えた面である。

【0051】

第４部分Ｐ４は、保持対象の細胞Ｃが通過できないサイズの孔部３４を有する底板からなる部分である。孔部３４は、保持凹部３の孔芯（図７の垂直線Ｖが相当）の位置に配置された、垂直方向に延びる孔である。図３に示されているように、下面２２の側から見た平面視では、孔部３４は正方形の形状を備えている。これにより、一般に略球形の形状を有する細胞Ｃ（細胞凝集塊）と孔部３４との区別が、画像上で容易に行えるようになる。なお、孔部３４は、三角形や五角形などの多角形としても良い。また、細胞Ｃとの区別が容易に行えるならば、円形の孔部３４としても良い。

【0052】

第４部分Ｐ４は、保持凹部３を構成する第１〜第４部分Ｐ１〜Ｐ４の中で、垂直線Ｖの方向の厚さにおいて最も薄い部分である。第４部分Ｐ４は、第３部分Ｐ３の底部３２に接地した細胞Ｃとカメラユニット５との間に位置することになる。このため、第３部分Ｐ３に加えて第４部分Ｐ４の存在は、細胞Ｃの撮像に際し、光量損失や像歪みの発生要因となり得る。しかし、第４部分Ｐ４が最も薄肉とされ、底部３２もまた垂直線Ｖに対して比較的大きい傾き角θ２のテーパ面とされて第３部分Ｐ３を薄肉化しているので、画像劣化の要因を最小限に抑制することができる。

【0053】

以上の第１〜第４部分Ｐ１〜Ｐ４の特徴を有するディッシュ１０が準備され、これが所定位置に水平に配置される。本実施形態では、ディッシュ１０は選別容器１の上部開口１Ｈに臨み、培地Ｌに浸漬された状態で配置される。

【0054】

＜第２ステップ＞
第２ステップ＃２では、第１ステップ＃１で所定位置に据え付けられたディッシュ１０の高さ位置のキャリブレーションが行われる。具体的には、カメラユニット５でディッシュ１０を撮像し、予め定められたディッシュ１０の所定の形状特徴部の高さ位置を認識する処理が行われる。本実施形態では、認識される前記形状特徴部が、ディッシュ１０の上面２１に形成された稜線部３５である例を示す。稜線部３５は一例であり、前記形状特徴部はディッシュ１０の他の部位であっても良く、例えば孔部３４の下端エッジであっても良い。

【0055】

図８は、第２ステップ＃２における稜線部３５の撮像態様を模式的に示す図である。図８では選別容器１が簡略的に描かれており、ディッシュ１０は、水平状態で選別容器１内に据え付けられ、上面２１が培地Ｌの液面下にあり、下面２２が容器底面から離間した状態で培地Ｌ中に浸漬されている。カメラユニット５は、下面２２の側に配置され、下方からディッシュ１０の画像の撮像動作を実行する。なお、ディッシュ１０を選別容器１へ据え付けた後であって培地Ｌを注液する前に、前記撮像動作を行うようにしても良い。

【0056】

カメラレンズ５１がフォーカスを合わせるのは、稜線部３５である。選別容器１、ディッシュ１０及び培地Ｌが透光性を有するので、下面２２の側からの稜線部３５の撮像が可能である。このフォーカス合わせには、例えばコントラスト検出方式を採用することができる。具体的には、稜線部３５の下方であると確定できる所定位置を撮像始点として、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を撮像させる。撮像終点は、稜線部３５の上方であると確定できる所定位置である。つまり、フォーカス位置の上方シフトによりコントラスト値が徐々に上がり、最も高くなった状態（稜線部３５に対する合焦位置）後、徐々にコントラスト値が低下することが確認できる位置が撮像終点となる。

【0057】

得られた画像の中で、稜線部３５と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像が撮像されたフォーカス位置を合焦位置と扱い、そのフォーカス距離に基づいて稜線部３５の高さ位置が求められる。このように、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、形状特徴部としての稜線部３５の高さ位置が認識される。形状特徴部は稜線部３５以外でも良いが、稜線部３５は、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３からは比較的遠い上面２１にあり、また隣接する保持凹部３の間に位置するので細胞Ｃによって隠されることはなく、しかも単純な直線形状であるので、形状的特徴として画像上で認識し易い利点がある。

【0058】

第１ステップ＃１にてディッシュ１０を所定位置に配置しても、完全な水平状態を作ることは困難であり、またディッシュ１０の反りなども生じ得る。このため、一つの稜線部３５の高さ位置を求めるだけでは、全ての保持凹部３の基準位置とはなり難く、理想的には全ての保持凹部３に対応する稜線部３５の高さ位置を求めることが望ましい。しかしながら、図５に基づき上述した通り、カメラユニット５の画角は小さく１枚のディッシュの全域を撮像するには多数回の撮像を要するため、全ての保持凹部３に対応する稜線部３５を撮像したのでは手間が掛かりすぎる。従って、ディッシュ１０の要部のみを撮像し、得られた各要部の稜線部３５の高さ位置に基づき、ディッシュ１０の上面２１の任意位置における稜線部３５の高さ位置を算出する方式を採ることが望ましい。

【0059】

図９は、稜線部３５の撮像箇所の例を示す平面図である。ディッシュ本体２は、四角形の平板である。この場合、前記要部として、ディッシュ本体２の四隅に位置する保持凹部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（これらの付近の保持凹部でも良い）と、ディッシュ本体２の中央の保持凹部３Ｅとが選ばれ、これらに対応する各稜線部３５の高さ位置が、例えば上掲のコントラスト検出方式にて認識される。保持凹部３Ｅは、ディッシュ本体２の四隅の対角線の交点付近に存在する保持凹部である。なお、ディッシュ本体２は、四角形以外の多角形、円形、楕円形などの形状を有するものとしても良い。また、実際に撮像されるのは、図５で説明した通り撮影範囲ＡＶの範囲に含まれる保持凹部３であり、選ばれた保持凹部３Ａ〜３Ｅを含むように撮影範囲ＡＶが設定される。

【0060】

このように、ディッシュ本体２の上面２１の互いに離間した５箇所の稜線部３５の高さ位置を認識しておくことで、上面２１の任意の位置における稜線部３５の高さ位置を算出することが可能となる。従って、後段の第４ステップ＃４において、細胞Ｃの撮像の対象となる任意の保持凹部３の稜線部３５の高さ位置情報を得るに際し、ディッシュ１０が備える全ての保持凹部３について稜線部３５の高さ位置を認識せずとも、前記四隅付近及び前記交点付近の稜線部３５の高さ位置の情報に基づいて算出することが可能となる。従って、撮像に要する時間を短縮することができる。勿論、全ての保持凹部３について稜線部３５の高さ位置を認識させるようにしても良い。また、保持凹部３Ａ〜３Ｅを撮影する際の撮影範囲ＡＶの範囲に含まれる全ての保持凹部３の各稜線部３５の高さ位置を求めるようにしても良い。そして、これらの平均値を算出し、当該平均値をディッシュ本体２の四隅及び中央の各々高さ位置情報と扱うようにしても良い。

【0061】

＜第３ステップ＞
第３ステップ＃３は、細胞Ｃをディッシュ１０の保持凹部３に収容させるステップである。図１Ａに基づき説明した通り、ディッシュ１０が選別容器１内の培地Ｌ（液体）中に浸漬された状態で、上面２１の側から細胞Ｃを含む細胞懸濁液ＬＣが撒かれる。細胞Ｃは、重力により第１部分Ｐ１（開口部３１）を通して保持凹部３内へ導かれる。さらに当該細胞Ｃは、第２部分Ｐ２（筒状の壁面３３）に沿って沈降され、第３部分Ｐ３（底部３２）に接地する。

【0062】

図１０は、細胞Ｃがディッシュ１０の保持凹部３へ収容される態様を示す断面図である。細胞懸濁液ＬＣには、各種サイズ及び形状の細胞Ｃ（図１０では単純に円で描いている）と、不可避的に混入する夾雑物Ｃｘとが含まれている。これらは重力により、培地Ｌ中を沈降し、ディッシュ本体２の上面２１に至る。保持凹部３の開口部３１上に沈降した細胞Ｃは、そのまま収容空間３Ｈに入る。一方、保持凹部３間の壁部の上に沈降した細胞Ｃは、稜線部３５に衝突する。しかし、第１部分Ｐ１において稜線部３５は尖った峰によって形成されており、稜線部３５の下方に続く開口テーパ部３１Ｔは比較的急峻な傾きを持つ。このため、当該細胞Ｃは開口テーパ部３１Ｔに案内され、第２部分Ｐ２にスムースに進入する。

【0063】

第２部分Ｐ２では、細胞Ｃは、垂直方向に延びる筒状の壁面３３によって水平方向の移動を規制されつつ、自重で沈降する。この沈降の際、細胞Ｃは実質的に筒状の壁面３３から抵抗を受けない。沈降が進むと、やがて細胞Ｃは第３部分Ｐ３に至り、底部３２のテーパ面に接触する。保持凹部３の孔芯（孔部３４の位置）から外れた位置に接面した細胞Ｃ（図１０において点線で示す細胞Ｃ）は、底部３２のテーパ面にガイドされて孔部３４の上の位置に落ち着く。細胞Ｃのサイズは孔部３４の開口サイズよりも大きいので、細胞Ｃはこれ以上沈降することはない。一方、夾雑物Ｃｘも底部３２に接面し、孔部３４へ向けてガイドされる。夾雑物Ｃｘのサイズは孔部３４の開口サイズよりも小さいので、孔部３４（第４部分Ｐ４）を通過する。その後、夾雑物Ｃｘは、選別容器１の底皿１１（図２）で受け取られる。従って、保持凹部３には細胞Ｃだけが保持される。なお、一つの保持凹部３に複数個の細胞Ｃが進入した場合、孔部３４を通して上方に向かう噴流を発生させ、細胞Ｃを分散させるようにしても良い。

【0064】

＜第４ステップ＞
第４ステップ＃４では、細胞Ｃが保持凹部３に保持された状態のディッシュ１０の画像の撮像動作が、カメラユニット５にて行われる。図１１は、ディッシュ１０が撮像されている状態を示す断面図である。カメラユニット５は、光像を光電変換する撮像素子５３と、撮像光学系としてのカメラレンズ５１及び絞り５４とを含む。図略の照明系によってディッシュ１０が照明された状態で、ディッシュ本体２の下面２２の側からカメラユニット５により細胞Ｃ１、Ｃ２を保持するディッシュ１０の画像が撮像される。

【0065】

細胞Ｃ１、Ｃ２は、そのサイズに応じて水平方向に幅を持つ。このため、細胞Ｃ１、Ｃ２の光像Ｍ１、Ｍ２は、相応の水平幅を持つ物体として撮像素子５３に結像される。このため、細胞Ｃ１、Ｃ２の輪郭を画像としてキャプチャーすることができる。これに対し、保持凹部３の筒状の壁面３３は垂直壁であるので、光軸上からずれた位置にあるとしても、水平方向には殆ど幅を持たない。従って筒状の壁面３３の光像Ｍ３は、撮像される画像には殆ど写り込まない（幅の狭い線として写り込む程度）。また、保持凹部３の第３部分Ｐ３及び第４部分Ｐ４は、既述の通り薄肉化されているので、光量損失や像歪みは少ない。これらのことは、キャプチャーされる細胞Ｃ１、Ｃ２の画像の明確化に貢献する。

【0066】

上記の撮像動作に際しては、第２ステップ＃２で得られた稜線部３５の高さ位置の情報が利用される。具体的には、稜線部３５の高さ位置を基準位置とし、この基準位置から所定距離だけ下方の位置を撮像始点とする。この所定距離は、保持凹部３の深さなどを考慮して、稜線部３５から保持凹部３に担持された細胞Ｃの下面付近に相当する位置までの距離に応じて設定することができる。例えば、垂直方向において、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２との合算長さ（稜線部３５から筒状の壁面３３の下端までの距離）が２９３μｍ、第１部分Ｐ１〜第３部分Ｐ３までの合算長さが３６０μｍ、第１部分Ｐ１〜第４部分Ｐ４の合算長さ（上面２１〜下面２２の距離）が３９０μｍのディッシュ１０であるならば、前記所定距離は、例えば３６０μｍとすることができる。

【0067】

上記撮像始点においてカメラユニット５にディッシュ１０の画像を撮像させたら、続いて、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を複数回撮像させる。上方にシフトさせるピッチは、例えば２０μｍ〜４０μｍである。撮像終点は、稜線部３５の下方の適宜な位置である。これらの撮像で取得された画像のうち、例えば細胞Ｃの輪郭と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像を選択し、当該画像に係る画像データを次段の第５ステップ＃５の画像処理に供するようにすることができる。上記とは逆に、撮像始点をディッシュ１０の上方位置に設定し、フォーカス位置を徐々に下方にシフトさせるようにしても良い。

【0068】

＜第５ステップ＞
第５ステップ＃５では、前記撮像動作により得られたディッシュ１０の画像データに基づき、細胞Ｃの形状や色合いを特定する。例えば、第４ステップ＃４で得られた画像データに画像処理を施し、細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、認識された細胞Ｃの形状を認識する処理などが実行される。さらに、特定された形状や色合いに基づき、当該細胞Ｃが実験や検査に用いることができる健全な細胞であるか否かの評価がなされる。

【0069】

第４ステップ＃４で得られた画像には、不可避的にディッシュ１０（保持凹部３）の形状が映り込むことになる。従って、上記の画像処理では、ディッシュ１０の形状部分を画像からフィルタリング処理することが望ましい。図１２（Ａ）は、第４ステップ＃４の撮像動作により得られた保持凹部３及び細胞Ｃの画像の一例である。当該画像には、稜線部３５に相当する線、筒状の壁面３３及び孔部３４の輪郭線、底部３２の四角錐台の線が映り込んでいる。これらの線はいずれも直線であり、汎用の直線エッジの検出処理等で容易に検出することができる。特に、孔部３４は細胞Ｃと完全にオーバーラップする形で画像に映り込むが、本実施形態の孔部３４は正方形であるため、画像上での検出が容易である。図１２（Ｂ）は、検出された直線を消去する画像処理を行った後の細胞Ｃの画像を示す図である。前記画像処理により、細胞Ｃのクリアな画像を得ることができる。

【0070】

［細胞移動装置の電気的構成］
図２３は、細胞移動装置Ｓの電気的構成を示すブロック図である。細胞移動装置Ｓは、ヘッドユニット６１（図１Ａ及び図１Ｂ）の移動、ヘッド６３の位置決め及び昇降、ヘッド６３による細胞Ｃの吸引及び吐出動作、並びにカメラユニット５の移動及び撮像動作を制御する制御部７を備える。また、細胞移動装置Ｓは、カメラユニット５を水平移動させる機構としてカメラ軸駆動部５５、ヘッドユニット６１を水平移動させる機構としてヘッドユニット軸駆動部６４、ヘッド６３を昇降させる機構並びに吸引及び吐出動作を行わせる機構としてヘッド駆動部６５、及び表示部６６を備えている。

【0071】

カメラ軸駆動部５５は、ガイドレール５２に沿ってカメラユニット５を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、ガイドレール５２に沿ってボールねじが敷設され、該ボールねじに螺合されたナット部材にカメラユニット５が取り付けられ、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させることにより、カメラユニット５を目標位置へ移動させる態様である。

【0072】

ヘッドユニット軸駆動部６４は、ガイドレール６１Ｒに沿ってヘッドユニット６１（ヘッド本体６２）を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、カメラ軸駆動部５５と同様に、ボールねじ及びナット部材を具備し、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させる態様である。なお、ヘッド本体６２をＸＹの２方向に移動させる場合は、ガイドレール６１Ｒに沿った第１ボールねじ（Ｘ方向）と、第１ボールねじに螺合された第１ナット部材に装着された移動板に搭載された第２ボールねじ（Ｙ方向）とを用いる。この場合、ヘッド本体６２は第２ボールねじに螺合された第２ナット部材に装着される。

【0073】

ヘッド駆動部６５は、ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構のための動力部、中空ロッドからなるヘッド６３の中空部内に組み付けられるピストン機構を駆動するための動力部（例えばモータ）が相当する。上述の通り、昇降機構はヘッド本体６２からヘッド６３が下方に延び出した下降位置と、ヘッド本体６２に大部分が収容された上昇位置との間で、ヘッド６３を上下移動させる。ピストン機構の動力部は、ヘッド６３内に配置されたピストン部材を昇降させることで、ヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６Ｈ若しくは分注チップ６０の先端開口６０Ｈに、吸引力及び吐出力を発生させる。

【0074】

表示部６６は、液晶ディスプレイ等からなり、カメラユニット５により撮影された画像や、制御部７によって画像処理等がなされた画像などを表示する。

【0075】

制御部７は、マイクロコンピュータ等からなり、所定のプログラムが実行されることで、撮像制御部７１、画像メモリ７２、画像処理部７３、軸制御部７４、ヘッド制御部７５及び記憶部７６を備えるように機能する。撮像制御部７１は、カメラユニット５の移動動作及び撮像動作、特に上述の第２ステップ＃２及び第４ステップ＃４で説明したディッシュ１０の撮像動作を制御するものであり、機能的に、カメラ移動制御部７１１、稜線検出部７１２、稜線高さ算出部７１３及び細胞検出部７１４を備える。

【0076】

カメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をガイドレール５２に沿って移動させる動作を制御する。また、カメラ移動制御部７１１は、ディッシュ１０を撮像する際、カメラユニット５を微小移動させる。既述の通り、カメラユニット５の画角はディッシュ１０のサイズに比べて相当に小さいので、カメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御してカメラユニット５をＸＹ方向に微小移動させつつ、ディッシュ１０の撮像動作を実行させる。

【0077】

稜線検出部７１２は、上記第２ステップ＃２で説明した稜線部３５を検出するための撮像動作を制御する。稜線高さ算出部７１３は、稜線検出部７１２により検出された幾つかの保持凹部３（例えばディッシュ１０の四隅及び中央）の稜線部３５の高さ位置に基づき、任意の保持凹部３の稜線部３５の高さ位置を算出する処理を行う。細胞検出部７１４は、上記第４ステップ＃４で説明した細胞Ｃを検出するための撮像動作を制御する。

【0078】

画像メモリ７２は、前記マイクロコンピュータに具備されている記憶領域や外部ストレージ等からなり、カメラユニット５により取得された画像データを一時的に格納する。

【0079】

画像処理部７３は、カメラユニット５が撮像し、画像メモリ７２に格納された画像データを画像処理する。画像処理部７３は、細胞Ｃが分注された後のディッシュ１０の画像に基づき、上記第５ステップ＃５で説明したような、ディッシュ１０上における細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、細胞Ｃの分布を認識する処理、認識された細胞Ｃの形状を認識する処理などを、画像処理技術を用いて実行する。また、画像処理部７３は、取得された画像から保持凹部３に相当する線（稜線部３５）をフィルタリングする処理等を実行する。

【0080】

軸制御部７４は、ヘッドユニット軸駆動部６４の動作を制御する。すなわち、軸制御部７４は、ヘッドユニット軸駆動部６４を制御することで、ヘッドユニット６１を水平方向の所定の目標位置へ移動させる。ヘッド６３（チップ６又は分注チップ６０）の、分注容器１００と選別容器１との間の移動、吸引対象となるディッシュ１０の保持凹部３の鉛直上空での位置決め、並びに吐出対象となるマイクロプレート４のウェル４１の鉛直上空での位置決め等は、軸制御部７４によるヘッドユニット軸駆動部６４の制御によって実現される。

【0081】

ヘッド制御部７５は、ヘッド駆動部６５を制御する。ヘッド制御部７５は、ヘッド駆動部６５の前記昇降機構のための動力部を制御することにより、制御対象とするヘッド６３を所定の目標位置に向けて昇降させる。また、ヘッド制御部７５は、制御対象とするヘッド６３についての前記ピストン機構の動力部を制御することにより、所定のタイミングで当該ヘッド６３に装着されているチップ６又は分注チップ６０の先端開口６Ｈ、６０Ｈに吸引力又は吐出力を発生させる。

【0082】

記憶部７６は、細胞移動装置Ｓにおける各種設定値やデータを記憶する。この他、記憶部７６は、カメラユニット５によるディッシュ１０の撮像シーケンス、稜線検出部７１２により検出された稜線部３５の高さ位置データ等も記憶する。

【0083】

［撮像動作のフロー］
続いて、本実施形態の細胞移動装置Ｓによる細胞Ｃの撮像動作のフローについて説明する。図１４は、前記撮像動作の全体フローを示すフローチャート、図１５は、稜線検出処理の詳細フローチャート、図１６は、細胞撮像処理の詳細フローチャートである。ここででは、図５に例示したように、４枚のディッシュ１０（ディッシュ番号Ｎ＝１〜４）が選別容器１に配置されているケースの撮像動作例を示す。図１４のフローが開始されるのは、図６に示した第１ステップ＃１におけるディッシュ１０の準備及び選別容器１への配置が完了した後である。

【0084】

図１４を参照して、撮像動作が開始されると、制御部７はディッシュ１０の配置データの読み込みを行う（ステップＳ１）。配置データとは、所定の作業ステージ上に配置された選別容器１中における、４枚のディッシュ１０の位置を特定するＸＹ座標データである。ここでは４枚のディッシュ１０が用いられる例を示すが、５枚以上のディッシュ１０を用いても、或いは３枚以下のディッシュ１０を用いても良い。

【0085】

次に、撮像制御部７１の主に稜線検出部７１２により、ディッシュ１０の稜線部３５の高さ位置を検出する処理が実行される（ステップＳ２）。この稜線検出処理は、図６の第２ステップ＃２において説明した稜線部３５の認識に相当する。図１５のフローチャートでは、図９に示したように、ディッシュ本体２の上面２１の互いに離間した５箇所の稜線部３５の高さ位置を認識する場合の処理を例示している。

【0086】

その後、軸制御部７４及びヘッド制御部７５がヘッドユニット軸駆動部６４及びヘッド駆動部６５を介してヘッドユニット６１を動作させて、図１Ａに例示しているように、分注チップ６０から選別容器１に細胞懸濁液ＬＣを吐出させる。この動作により、ディッシュ１０に細胞Ｃが撒かれる（ステップＳ３）。細胞Ｃが保持凹部３に収容されるまで、つまり図６の第３ステップ＃３が完了するまで、暫く待ち時間が設定され、その後に次段のステップＳ４が開始される。なお、ステップＳ３をステップＳ２に先行して実行させても良い。

【0087】

しかる後、撮像制御部７１の主に細胞検出部７１４により、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを撮像する処理が実行される（ステップＳ４）。この細胞撮像処理は、図６の第４ステップ＃４において説明したディッシュ１０の撮像に相当する。図１６のフローチャートでは、図５に示したように、４枚のディッシュ１０Ａ〜１０Ｄの各々につき、ディッシュ全域の撮像には複数回の撮像が必要となる場合の処理を例示している。

【0088】

＜稜線検出処理＞
図１５を参照して、稜線検出処理の詳細を説明する。先ず制御部７は、ディッシュ番号Ｎ＝１に設定し、稜線検出処理対象とする１枚目のディッシュ１０を指定する（ステップＳ１１）。図５の例では、例えば小ディッシュ１０Ａが処理対象に指定される。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＮ番目のディッシュ１０の直下へ移動させる（ステップＳ１２）。

【0089】

より詳しくは、稜線部３５の撮像を行う５箇所の保持凹部３のうち、最初に撮像を行うように設定されている保持凹部３にカメラ光軸が合うように、カメラユニット５が移動される。例えば、図９に示す左上の角部の保持凹部３Ａの直下である。なお、中央の保持凹部３Ｅを最初に撮像するように指定しても良いが、中央部は撓みが生じ易いため他の４隅の角部とは高さ位置が相違しがちであることから、角部のいずれかを最初に撮像し、これを残り４箇所の撮像の際の基準とすることが好ましい。以下のフローの説明では、図５の４隅の角部にある保持凹部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの各稜線部３を第１、第２、第３、第４角部の稜線部３と呼び、中央の保持凹部３Ｅの稜線部３を中央部の稜線部３と呼ぶ。

【0090】

第１角部の保持凹部３Ａの直下へカメラユニット５が移動されたら、稜線検出部７１２は、当該第１角部の稜線部高さＺ１を検出するための撮像動作をカメラユニット５に実行させる（ステップＳ１３）。具体的には稜線検出部７１２は、ディッシュ１０（稜線部３５）の配置位置よりも明らかに下方の所定位置を撮像始点とし、フォーカス位置を所定ピッチで順次上方へシフトさせながらディッシュ１０の画像の撮像を行わせる方式で、所定回数の撮像動作をカメラユニット５に実行させる。上記所定ピッチは、例えば数十ミクロンである。所定回数は、所定ピッチの上方へのシフトによって、フォーカス位置が稜線部３５の上方に至ると推定できるに足りる回数である。

【0091】

稜線検出部７１２は、コントラスト検出方式により稜線部高さＺ１を検出する。すなわち、稜線検出部７１２は、上記の所定回数分の撮像により得られた画像の中で、稜線部３５と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像を選択する。そして、稜線検出部７１２は、最高コントラストの画像が撮像されたフォーカス位置を合焦位置と扱い、そのフォーカス距離に基づいて稜線部高さＺ１を検出する。

【0092】

続いて、稜線部高さＺ１が検出できたか否かが確認される（ステップＳ１４）。例えば、配置忘れ等の理由で、ディッシュ番号Ｎ＝１のディッシュ１０が所定位置に据え付けられていない場合、ステップＳ１３の検出動作を行っても稜線部高さＺ１は検出できないし、他の稜線部高さも当然検出できない。従って、稜線部高さＺ１が検出できなかった場合（ステップＳ１４でＮＯ）、そのディッシュ１０における稜線検出処理は中止され、処理はステップＳ２０へスキップする。

【0093】

稜線部高さＺ１が検出できた場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、第２角部の保持凹部３Ｂの直下へカメラユニット５が移動され、当該第２角部の稜線部高さＺ２を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１５）。具体的には、カメラ移動制御部７１１がカメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５を第２角部の保持凹部３Ｂの直下へ移動させる。そして、稜線検出部７１２が、ステップＳ１３と同様にして、保持凹部３Ｂを含む領域の撮像動作をカメラユニット５に実行させる。すなわち、所定の撮像始点から、フォーカス位置を所定ピッチで順次上方へシフトさせながら、ディッシュ１０の画像の撮像を行わせる。

【0094】

この際、ステップＳ１３で得られた稜線部高さＺ１の情報が利用される。具体的には、撮像始点が、稜線部高さＺ１を基準位置として所定距離だけ下方の位置に設定される。つまり、稜線部高さＺ１が既知であるので、稜線部高さＺ２が存在する範囲をある程度推定することができる。これにより、撮像シフトの回数を減らし、作業時間を短縮することができる。例えば、稜線部高さＺ１の検出では、基準位置が未知であるため、フォーカス位置を所定ピッチで情報へシフトさせる回数が３０回程度必要であるとすると、稜線部高さＺ２の検出では前記シフトさせる回数を１０回程度に減じることが可能となる。

【0095】

同様にして、第３角部の保持凹部３Ｃの直下へカメラユニット５が移動され、当該第３角部の稜線部高さＺ３を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１６）。続いて、第４角部の保持凹部３Ｄの直下へカメラユニット５が移動され、当該第４角部の稜線部高さＺ４を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１７）。されに、中央部付近の保持凹部３Ｅの直下へカメラユニット５が移動され、当該中央部の稜線部高さＺ５を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１８）。

【0096】

稜線検出部７１２は、以上の処理で検出した稜線部高さＺ１〜Ｚ５のデータを、記憶部７６に記憶する（ステップＳ１９）。これにより、上面２１の任意の位置における稜線部３５の高さ位置を、稜線部高さＺ１〜Ｚ５のデータに基づいて算出することが可能となる。従って、全ての保持凹部３についての稜線部高さデータを取得する手間を省くことができる。

【0097】

次に制御部７は、ディッシュ番号ＮがＭａｘ（本実施形態ではＮ＝４）であるか否かを確認する（ステップＳ２０）。ディッシュ番号ＮがＭａｘでない場合（ステップＳ２０でＮＯ）、ディッシュ番号Ｎがインクリメントされ（ステップＳ２１）、ステップＳ１２に戻り、次のディッシュ１０について同様の処理が実行される。一方、ディッシュ番号ＮがＭａｘである場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、制御部７は処理を終える。

【0098】

＜細胞撮像処理＞
図１６を参照して、細胞撮像処理の詳細を説明する。先ず制御部７は、ディッシュ番号Ｎ＝１に設定し、稜線検出処理対象とする１枚目のディッシュ１０を指定する（ステップＳ３１）。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＮ番目のディッシュ１０の直下へ移動させる（ステップＳ３２）。

【0099】

続いて制御部７は、Ｎ番目のディッシュ１０について、細胞撮像ポイントＭ＝１に設定する（ステップＳ３３）。１枚のディッシュ１０に対する細胞撮像ポイントＭの数は、カメラユニット５の画角により定まる。例えば、１枚のディッシュ１０の全域の撮像に８０回の撮像を要するならば、細胞撮像ポイントＭのＭａｘはＭ＝８０である。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＭ番目の細胞撮像ポイントの直下へ微小移動させる（ステップＳ３４）。

【0100】

その後、稜線高さ算出部７１３が、細胞撮像ポイントＭの座標と、記憶部７６に格納されている稜線部高さＺ１〜Ｚ５のデータとを用いて、細胞撮像ポイントＭの位置に存在する保持凹部３における稜線部３５の高さ位置Ｚｍを算出する（ステップＳ３５）。ディッシュ１０に全く反りがなく、且つ、完全に水平に配置されていれば、Ｚ１〜Ｚ５＝Ｚｍとなる。一方、Ｚ１〜Ｚ５にバラツキがあるならば、Ｚｍを囲む３点の高さ位置のＸＹ座標及び傾きと、ＺｍのＸＹ座標とから、Ｚｍを算出することができる。

【0101】

しかる後、細胞検出部７１４は、算出された高さ位置Ｚｍを基準位置とし、この基準位置から所定距離だけ下方の位置を撮像始点とするフォーカス調整を行う。そして、当該撮像始点において、カメラユニット５に細胞撮像ポイントＭの位置に存在する保持凹部３に担持されている細胞Ｃを撮像させる。続いて、細胞検出部７１４は、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を複数回撮像させる。これらの撮像で取得された画像のうち、例えば細胞Ｃの輪郭と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像が、当該細胞Ｃの画像として選択される（ステップＳ３６）。

【0102】

次に制御部７は、細胞撮像ポイントＭがＭａｘであるか否かを確認する（ステップＳ３７）。細胞撮像ポイントＭがＭａｘでない場合（ステップＳ３７でＮＯ）、細胞撮像ポイントＭがインクリメントされ（ステップＳ３８）、ステップＳ３４に戻り、次の細胞撮像ポイントＭについて同様の処理が実行される。一方、細胞撮像ポイントＭがＭａｘである場合（ステップＳ３７でＹＥＳ）、制御部７はディッシュ番号ＮがＭａｘ（本実施形態ではＮ＝４）であるか否かを確認する（ステップＳ３９）。ディッシュ番号ＮがＭａｘでない場合（ステップＳ３９でＮＯ）、ディッシュ番号Ｎがインクリメントされ（ステップＳ４０）、ステップＳ３２に戻り、次のディッシュ１０について同様の細胞撮像処理が実行される。一方、ディッシュ番号ＮがＭａｘである場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、制御部７は処理を終える。

【0103】

［主な作用効果］
以上説明した本実施形態に係る細胞移動装置Ｓによれば、ディッシュ１０が備える保持凹部３の第１部分Ｐ１に稜線部３５と、垂直方向に対して比較的小さい傾きを持つ開口テーパ部３１Ｔが存在するので、第３ステップ＃３において細胞懸濁液ＬＣが撒かれたとき、細胞Ｃはディッシュ１０の上面２１に滞留することなく、確実に保持凹部３内に導かれる。また、第２部分Ｐ２は、鉛直方向に延びる筒状部分からなる筒状の壁面３３にて構成されるので、細胞Ｃは抵抗を受けることなく自重でそのまま沈降できる。

【0104】

さらに、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３の底部３２は、垂直方向に対して比較的大きい傾きを持つので、水平により近い接地面となる。このため、細胞Ｃの接地面からディッシュ１０の下面２２までの距離を短くでき、第４ステップ＃４の撮像動作における細胞Ｃへのフォーカス合わせの際に、ディッシュ１０の存在が与える影響を小さくすることができ、また画像の解像度の向上にも寄与する。さらに、第３部分Ｐ３のテーパ部の傾きによって、細胞Ｃを保持凹部３の孔芯に集めることが可能となる。これに加え、保持凹部３の第２部分Ｐ２は、垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状の壁面３３であるので、第４ステップ＃４において下面２２の側からの撮像によって取得される画像に前記内壁面が映り込み難くなり、画像上での細胞Ｃの認識性が向上する。また、保持凹部３の第４部分Ｐ４には孔部３４が備えられているので、撮像の障害物となる夾雑物などを該孔部３４から逃がすことができ、細胞Ｃの認識性が高められる。なお、孔部３４は垂直方向に延びる孔であるので、撮像によって取得される画像に孔部３４も映り込み難くすることができる。

【0105】

また、第２ステップ＃２においてディッシュ１０の稜線部３５の高さ位置が認識され、第４ステップ＃４において稜線部３５の高さ位置を基準位置として、ディッシュ１０の撮像動作が行われる。このため、保持凹部３において細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３と稜線部３５との位置関係を把握しておくことで、細胞Ｃへのフォーカス合わせが迅速に行えるようになり、撮像時間の短縮化を図ることができる。特に稜線部３５は、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３からは比較的遠い上面２１にあり、また隣接する保持凹部３の間に位置するので細胞Ｃによって隠されることはなく、形状的特徴として画像上で認識し易い。従って、基準位置を簡単且つ正確に求めることができる。

【符号の説明】

【0106】

Ｃ 細胞
ＬＣ 細胞懸濁液
Ｓ 細胞移動装置
Ｐ１ 第１部分
Ｐ２ 第２部分
Ｐ３ 第３部分
Ｐ４ 第４部分
１ 選別容器
１０、１０Ａ〜１０Ｄ ディッシュ
２ ディッシュ本体
２１ 上面
２２ 下面
３ 保持凹部
３１ 開口部
３１Ｔ 開口テーパ部
３２ 底部
３３ 筒状の壁面
３４ 孔部（排出孔）
３５ 稜線部（形状特徴部）
５ カメラユニット（撮像装置）

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】