特開 2024-142582 観察培養装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142582

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】観察培養装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

C12M1/34 B

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054781

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(72)【発明者】

【氏名】横山 耕徳

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA01

4B029AA07

4B029AA13

4B029BB01

4B029CC02

4B029GA03

4B029GB04

(57)【要約】

【課題】培養空間の環境を安定的に維持可能な観察培養装置の提供を目的とする。
【解決手段】観察培養装置１は、試料を収容する収容部を有する観察容器１０と、収容部を観察する観察装置２０と、観察容器１０を支持して移動し、収容部と観察装置２０とを対向させるＸＹステージユニット３０と、ＸＹステージユニット３０を上下から挟むように配置され、観察容器１０を囲う培養空間１００を形成するトップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０と、培養空間１００に、加湿気体を供給する加湿ユニット６０と、を備え、加湿ユニット６０は、加湿用の水が充填される充填領域と、水分子を通過させる膜によって形成され、膜が充填領域に接するように設けられた中空糸と、を備え、中空糸の膜を通過した水分子によって加湿された気体が、加湿気体として培養空間１００に供給される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料を収容する収容部を有する観察容器と、
前記収容部を観察する観察装置と、
前記観察容器を支持して移動し、前記収容部と前記観察装置とを対向させるＸＹステージユニットと、
前記ＸＹステージユニットを上下から挟むように配置され、前記観察容器を囲う培養空間を形成するトップヒータユニット及びボトムヒータユニットと、
前記培養空間に、加湿気体を供給する加湿ユニットと、を備え、
前記加湿ユニットは、
加湿用の水が充填される充填領域と、
水分子を通過させる膜によって形成され、前記膜が前記充填領域に接するように設けられた中空糸と、を備え、
前記中空糸の前記膜を通過した水分子によって加湿された気体が、前記加湿気体として前記培養空間に供給される、
観察培養装置。

【請求項2】

前記加湿ユニットから前記培養空間に、前記加湿気体を供給する供給流路を備え、
前記供給流路は、前記加湿ユニットの壁に形成された第１貫通孔と、前記ＸＹステージユニットの壁に形成された第２貫通孔を通して形成される、
請求項１に記載の観察培養装置。

【請求項3】

前記加湿ユニットの壁と前記ＸＹステージユニットの壁は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが連通するように、互いに当接している、
請求項２に記載の観察培養装置。

【請求項4】

前記ＸＹステージユニットには、ヒータユニットが設けられ、
前記加湿ユニットは、前記ヒータユニットによって加熱された前記ＸＹステージユニットの壁からの熱伝導により加熱される、
請求項３に記載の観察培養装置。

【請求項5】

前記充填領域は、前記中空糸の外部であり、
前記中空糸の内部が、前記供給流路に連通している、
請求項２～４のいずれか一項に記載の観察培養装置。

【請求項6】

前記加湿ユニットは、前記トップヒータユニット及び前記ボトムヒータユニットで挟まれた領域内に配置される、
請求項１～４のいずれか一項に記載の観察培養装置。

【請求項7】

前記加湿ユニットに接続され、前記充填領域に加湿用の水を供給する給水流路を備える、
請求項１～４のいずれか一項に記載の観察培養装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、観察培養装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行う顕微鏡観察培養装置が開示されている。この顕微鏡観察培養装置は、ＸＹステージユニットを上下から挟むようにトップヒータユニットとボトムヒータユニットが設けられ、ＸＹステージユニットには、培養中の試料が収容されたウェルプレートを保持するプレートホルダが設けられ、ボトムヒータユニットには、一方の面にヒータホルダとメタルプレートよりなる流路が形成され、他方の面にはヒータが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６２０１６４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術では、生細胞を培養しながら顕微鏡観察を行うために、ウェルプレートを配置する培養空間の温度、湿度、ＣＯ_２濃度を調整している。具体的に、培養空間の湿度の調整は、ボトムヒータユニットのメタルプレートに設けられた微小孔から、蒸気を供給することで行う。また、培養空間のＣＯ_２濃度の調整は、プレートホルダに設けられたＣＯ_２ポートから、ＣＯ_２を含む混合気体を供給することで行う。

【0005】

しかしながら、培養空間にＣＯ_２を含む混合気体を供給すると、その分、培養空間の湿度が下がってしまうため、培養空間の環境を安定的に維持することが困難であった。

【0006】

このため、本発明は、培養空間の環境を安定的に維持可能な観察培養装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様による観察培養装置は、試料を収容する収容部を有する観察容器と、前記収容部を観察する観察装置と、前記観察容器を支持して移動し、前記収容部と前記観察装置とを対向させるＸＹステージユニットと、前記ＸＹステージユニットを上下から挟むように配置され、前記観察容器を囲う培養空間を形成するトップヒータユニット及びボトムヒータユニットと、前記培養空間に、加湿気体を供給する加湿ユニットと、を備え、前記加湿ユニットは、加湿用の水が充填される充填領域と、水分子を通過させる膜によって形成され、前記膜が前記充填領域に接するように設けられた中空糸と、を備え、前記中空糸の前記膜を通過した水分子によって加湿された気体が、前記加湿気体として前記培養空間に供給される。

【0008】

本発明の第２の態様による観察培養装置は、本発明の第１の態様による観察培養装置において、前記加湿ユニットから前記培養空間に、前記加湿気体を供給する供給流路を備え、前記供給流路は、前記加湿ユニットの壁に形成された第１貫通孔と、前記ＸＹステージユニットの壁に形成された第２貫通孔を通して形成される。

【0009】

本発明の第３の態様による観察培養装置は、本発明の第２の態様による観察培養装置において、前記加湿ユニットの壁と前記ＸＹステージユニットの壁は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが連通するように、互いに当接している。

【0010】

本発明の第４の態様による観察培養装置は、本発明の第３の態様による観察培養装置において、前記ＸＹステージユニットには、ヒータユニットが設けられ、前記加湿ユニットは、前記ヒータユニットによって加熱された前記ＸＹステージユニットの壁からの熱伝導により加熱される。

【0011】

本発明の第５の態様による観察培養装置は、本発明の第２の態様から第４の態様のいずれかによる観察培養装置において、前記充填領域は、前記中空糸の外部であり、前記中空糸の内部が、前記供給流路に連通している。

【0012】

本発明の第６の態様による観察培養装置は、本発明の第１の態様から第５の態様のいずれかによる観察培養装置において、前記加湿ユニットは、前記トップヒータユニット及び前記ボトムヒータユニットで挟まれた領域内に配置される。

【0013】

本発明の第７の態様による観察培養装置は、本発明の第１の態様から第６の態様のいずれかによる観察培養装置において、前記加湿ユニットに接続され、前記充填領域に加湿用の水を供給する給水流路を備える。

【発明の効果】

【0014】

上記本発明の一態様によれば、培養空間の環境を安定的に維持可能な観察培養装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態による観察培養装置１の構成図である。

【図2】図１に示す矢視Ａ図である。

【図3】図１に示す矢視Ｂ図である。

【図4】図１に示す矢視Ｃ図である。

【図5】図１に示す矢視Ｄ視図である。

【図6】本発明の一実施形態による対物レンズが上昇したときの様子を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態による加湿ユニットの内部構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明の実施形態による観察培養装置について、詳細に説明する。以下では、まず、本発明の実施形態の概要について説明し、続いて本発明の各実施形態の詳細について説明する。

【0017】

〔概要〕
上述した特許文献１に記載されている構成では、培養空間を加湿する手段と、培養空間にＣＯ_２を含む混合気体を供給する手段が、個別に設けられている。

【0018】

ＣＯ_２については、外部よりＣＯ_２濃度が例えば５％に調整された混合気体を、プレートホルダの図示しないＣＯ_２ポートから供給することにより、培養空間のＣＯ_２濃度を５％にしている。また、湿度については、ボトムヒータユニットのメタルプレートに設けた多数の微小穴から水を蒸発させることにより、培養空間を高い湿度環境にしている。

【0019】

ところで、培養空間のＣＯ_２濃度を安定させるには、培養空間の外部から供給する混合気体の流量を上げる必要がある。しかしながら、上述の従来技術の構成では、混合気体は加湿されていないため、混合気体の流量を上げると培養空間の湿度が下がってしまう。

【0020】

下がった湿度を上げるには、蒸気を供給するボトムヒータユニットの温度を上げる必要があるが、そうすると培養空間の温度分布が崩れてしまう。このように、上述の従来技術においては、培養空間の環境を安定的に保つのに、各ヒータユニット温度設定、混合気体のＣＯ_２濃度及び流量設定を非常に厳密に行わなくてはならなかった。

【0021】

本発明の実施形態では、中空糸を備える加湿ユニットによって、予め加湿した状態の気体（加湿気体）を、培養空間に供給する。中空糸は、水分子を通過させる膜によって形成され、水が充填される充填領域と広い面積で接するため、培養空間に供給する混合気体を充分に加湿することができる。これにより、加湿に対する温度制御の依存度が、上述の従来技術に対して低減するため、培養空間の温度制御が容易になる。
したがって、厳密なヒータユニット温度設定、混合気体のＣＯ_２濃度及び流量設定を必要とせずに、安定した培養環境を形成できる。

【0022】

〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態による観察培養装置１の構成図である。図２は、図１に示す矢視Ａ図である。図３は、図１に示す矢視Ｂ図である。図４は、図１に示す矢視Ｃ図である。図５は、図１に示す矢視Ｄ図である。
図１に示すように、観察培養装置１は、観察容器１０と、観察装置２０と、ＸＹステージユニット３０と、トップヒータユニット４０と、ボトムヒータユニット５０と、加湿ユニット６０と、を備えている。

【0023】

なお、以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平面において互いに直交する二軸直交方向（水平方向）である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する鉛直方向である。

【0024】

観察容器１０は、図５に示すように、細胞等の試料を収容する収容部１１を有する。本実施形態の観察容器１０は、収容部１１（ウェル）を複数有するマルチウェルプレートである。なお、収容部１１は、１つであってもよい。観察容器１０は、平面視矩形状に形成されている。観察容器１０の全体、若しくは、少なくとも収容部１１の底部は、透明材料から形成されているとよい。

【0025】

観察装置２０は、図１に示すように、観察容器１０の底面側から収容部１１を観察する。本実施形態の観察装置２０は、撮像装置２１と、対物レンズ２２と、照明装置２３と、を備えている。撮像装置２１及び対物レンズ２２は、観察容器１０の下側（－Ｚ側）に配置されている。照明装置２３は、観察容器１０の上側（＋Ｚ側）に配置されている。

【0026】

撮像装置２１は、対物レンズ２２を介して、収容部１１内を撮像する。対物レンズ２２は、図示しないアクチュエータによってＺ軸方向に移動可能に構成されている。照明装置２３は、トップヒータユニット４０に設けられた窓部４２を介して、収容部１１内を照明する。なお、本実施形態の観察装置２０は、倒立顕微鏡の構成を有するが、正立顕微鏡の構成を有してもよい。

【0027】

ＸＹステージユニット３０は、観察容器１０を支持してＸ－Ｙ平面に沿って移動し、収容部１１と観察装置２０とを対向させる。ＸＹステージユニット３０は、平面視矩形枠状に形成され、観察容器１０を収容する開口部３１を有している。開口部３１の開口周縁部には、観察容器１０を支持する支持部３２が形成されている。

【0028】

ＸＹステージユニット３０の内部には、観察容器１０を所定の温度（例えば３７℃程度）に加熱するヒータユニット３３が設けられている。ＸＹステージユニット３０の上面には、トップヒータユニット４０との間を気密に保つ環状のシール材３４（図５参照）が設けられている。また、ＸＹステージユニット３０の下面には、ボトムヒータユニット５０との間の気密に保つ環状のシール材３５（図３参照）が設けられている。

【0029】

図１に示すＸＹステージユニット３０は、図示しないアクチュエータによって観察容器１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。シール材３４とトップヒータユニット４０、及び、シール材３５とボトムヒータユニット５０は、互いに接触していることが好ましいが、ＸＹステージユニット３０の動作に影響がある場合は、十分に気密性が保たれる限りは、多少の隙間があってもよい。

【0030】

ＸＹステージユニット３０は、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に大きく駆動することにより、観察容器１０をトップヒータユニット４０で覆われる位置よりも外部に移動させて、観察容器１０の着脱ができるように構成されている。ＸＹステージユニット３０の壁３０ａには、水平方向において壁３０ａを貫通する貫通孔３６が形成されている。貫通孔３６は、後述する加湿気体の供給流路９０を形成している。

【0031】

トップヒータユニット４０は、ＸＹステージユニット３０の上側（＋Ｚ側）に配置されている。トップヒータユニット４０は、図４に示すように、平面視矩形の板状に形成されている。トップヒータユニット４０の中央には、開口部４１が形成されている。開口部４１には、透明材料の窓部４２が嵌め込まれており、照明装置２３（図１参照）の照明光を透過できるようになっている。なお、窓部４２は、結露を防止するため、透明パネルヒータであることが好ましい。

【0032】

ボトムヒータユニット５０は、図１に示すように、ＸＹステージユニット３０の下側（－Ｚ側）に配置されている。また、ボトムヒータユニット５０は、図２に示すように、底面視矩形の板状に形成されている。ボトムヒータユニット５０の中央には、開口部５１が形成されている。開口部５１には、ベローズ５２が取り付けられており、対物レンズ２２と共にＺ軸方向に伸縮できるようになっている。

【0033】

図６は、本発明の一実施形態による対物レンズ２２が上昇したときの様子を示す図である。
図６に示すように、対物レンズ２２が上昇位置にあるときは、対物レンズ２２によってベローズ５２が押し上げられ、対物レンズ２２とベローズ５２によってボトムヒータユニット５０の開口部５１を封止するように構成されている。

【0034】

トップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０は、ＸＹステージユニット３０を上下から挟むように配置され、観察容器１０を囲う培養空間１００を形成する。培養空間１００は、試料の培養に適した環境であり、例えば湿度、温度、ＣＯ_２濃度等が調整されている。

【0035】

トップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０は、培養空間１００を所定の温度（例えば３７℃程度）に加熱する。なお、培養空間１００に挿入される対物レンズ２２にも、培養空間１００の温度を安定させるためのヒータを設けてもよい。

【0036】

図１に示すように、加湿ユニット６０は、ＸＹステージユニット３０の外部に取り付けられ、培養空間１００に加湿気体を供給する。なお、加湿ユニット６０の大きさは、ＸＹステージユニット３０及び観察容器１０とは無関係に設計可能である。例えば、観察容器１０の大きさに依存することなく、加湿ユニット６０を小型化することができる。この加湿ユニット６０は、トップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０で挟まれた領域内に配置されている。

【0037】

加湿ユニット６０には、給気ユニット７０と、給水ユニット８０と、が接続されている。給気ユニット７０は、給気流路７１を介して加湿ユニット６０に接続されている。給気ユニット７０は、ＣＯ_２濃度が例えば５％に調整された混合気体を生成する。なお、給気ユニット７０は、予め成分調整された混合気体を収容したガスボンベを備えてもよい。

【0038】

給水ユニット８０は、加湿用の水を収容するボトル８１と、ボトル８１と加湿ユニット６０とを接続する給水流路８２及び排水流路８３と、を備えている。給水流路８２の一端は、ボトル８１内の液中に配置されている。給水流路８２の他端は、加湿ユニット６０に接続されている。

【0039】

排水流路８３の一端は、加湿ユニット６０に接続されている。排水流路８３の他端は、ボトル８１内の気中に配置されている。排水流路８３には、ポンプ８４が設けられている。ポンプ８４を駆動すると、ボトル８１内の水は、給水流路８２の一端から吸い上げられて、給水流路８２の他端から加湿ユニット６０に給水される。また、加湿ユニット６０内の水は、排水流路８３の一端から吸い出されて、排水流路８３の他端からボトル８１に排水される。

【0040】

なお、ポンプ８４は、シリンジポンプ、ペリスタポンプ、ベローズポンプなどでもよい。また、ポンプ８４は、給水流路８２に設けてもよいし、給水流路８２と排水流路８３の両方に設けてもよい。また、給排水用として一つのボトル８１を図示したが、給水用・排水用に個別にボトルを有してもよいし、タンクであってもよい。

【0041】

加湿ユニット６０で生成された加湿気体は、供給流路９０を介して加湿ユニット６０から培養空間１００に供給される。供給流路９０は、加湿ユニット６０の壁６０ａに形成された貫通孔６１と、ＸＹステージユニット３０の壁３０ａに形成された貫通孔３６を通して形成される。

【0042】

本実施形態では、加湿ユニット６０の壁６０ａとＸＹステージユニット３０の壁３０ａは、貫通孔６１と貫通孔３６とが連通するように、互いに当接している。つまり、加湿ユニット６０は、ＸＹステージユニット３０と熱的に十分に接続されており、ＸＹステージユニット３０に付設されたヒータユニット３３によって温度制御ができるように構成されている。

【0043】

図７は、本発明の一実施形態による加湿ユニット６０の内部構成図である。
図７に示すように、加湿ユニット６０は、ケース６２と、中空糸６３と、を備えている。本実施形態のケース６２は、矩形の箱状に形成されている。ケース６２には、上述した給気流路７１、給水流路８２、及び排水流路８３が接続されている。また、ケース６２の壁６０ａには、加湿気体の供給流路９０を形成する貫通孔６１が形成されている。

【0044】

中空糸６３は、ケース６２内に配置され、一端が給気流路７１に接続され、他端が貫通孔６１（供給流路９０）に接続されている。なお、図７においては、中空糸６３を模式的に図示しているが、中空糸６３は、複数本あってもよく、束になっていてもよい。また、中空糸６３は、ケース６２内で直線状に延びるだけでなく、曲がっていてもよいし、蛇行していてもよい。

【0045】

ケース６２は、加湿用の水が充填される充填領域６０Ａを形成している。充填領域６０Ａには、給水流路８２及び排水流路８３が接続されている。中空糸６３は、筒状の膜６３ａと、その内部空間である中空部６０Ｂとで構成されている。膜６３ａは、充填領域６０Ａと接している。膜６３ａには、微細孔６３ｂが複数形成されている。液体の水は、微細孔６３ｂを透過できないが、気体の水分子としては透過できる。そのような膜６３ａは、半透膜等とも称される。

【0046】

次に、上記構成の観察培養装置１の動作について説明する。

【0047】

先ず、図１に示すＸＹステージユニット３０を、トップヒータユニット４０で覆われている位置よりも外部に移動させ、ユーザまたはロボットなどにより観察容器１０をＸＹステージユニット３０に載置する。

【0048】

次に、ＸＹステージユニット３０により、観察容器１０をトップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０の間に移動させ、対物レンズ２２を上昇させる。これにより、観察容器１０が配置される培養空間１００が、外部に対し気密状態となる。

【0049】

次に、トップヒータユニット４０、ボトムヒータユニット５０、及びＸＹステージユニット３０に付設されたヒータユニット３３の温度制御をすることで、培養空間１００の温度を、細胞等の試料の培養に好適な条件（例えば３７℃程度）に保持する。なお、観察容器１０を設置する前に、予め上記の温度制御を行っておくことで、試料の培養状態をさらに良好に保つことができる。

【0050】

ポンプ８４により、ボトル８１内の水は、給水流路８２を介して加湿ユニット６０の充填領域６０Ａに供給される。一方、ポンプ８４により、充填領域６０Ａの余分な水は、排水流路８３を介してボトル８１に排出される。加湿ユニット６０は、ＸＹステージユニット３０の外部に設けられているので、充填領域６０Ａへの給水や充填領域６０Ａの排水による、培養空間１００の環境への影響（温度変化、湿度変化等）は極めて少ない。

【0051】

給気ユニット７０によって成分調整された混合気体は、加湿ユニット６０内の中空糸６３、供給流路９０を経由して、培養空間１００へ供給される。混合気体は、図７に示すように、中空糸６３の中空部６０Ｂを通過する際に加湿される。中空糸６３の膜６３ａは、複数の微細孔６３ｂを有する。微細孔６３ｂは、液体の水は、微細孔６３ｂを透過できないが、気体の水分子としては透過できる。

【0052】

つまり、水分子は、微細孔６３ｂを介して充填領域６０Ａから中空部６０Ｂに入り込み、中空部６０Ｂを通過する混合気体を加湿する。また、液体の水は、充填領域６０Ａから中空糸６３の中空部６０Ｂには入り込まないため、培養空間１００への漏水リスクを低減することができる。

【0053】

なお、仮に、充填領域６０Ａで菌等が繁殖しても、それらは微細孔６３ｂを通過できない。そのような菌等は、混合気体に含まれないので、観察容器１０内の試料に混ざることがなく、コンタミネーションリスクを低減することができる。

【0054】

中空糸６３の表面積（膜６３ａの面積）が大きくなるほど、加湿機能が得られやすい。中空糸６３が糸でありその断面積が小さいことから、中空糸６３の容積に対する表面積の比率は非常に大きくなる。中空糸６３を用いることで、小さい容積でも十分な加湿機能を得ることができる。

【0055】

図１に戻り、観察容器１０に培養されている試料を撮像する際には、ＸＹステージユニット３０により観察容器１０をＸ－Ｙ平面に沿って移動させ、収容部１１と観察装置２０とを対向させる。また、対物レンズ２２をＺ軸方向に移動させ、収容部１１と焦点が合う位置に移動させる。

【0056】

そして、照明装置２３による透過照明、または、対物レンズ２２を介した図示しない落射照明によって試料を照明して、撮像装置２１によって試料を撮像する。

【0057】

なお、上述したＸＹステージユニット３０の移動や、対物レンズ２２の移動、トップヒータユニット４０、ボトムヒータユニット５０、及びＸＹステージユニット３０に付設されたヒータユニット３３の温度制御、給気ユニット７０のガス供給、ポンプ８４による給排水、照明装置２３または図示しない落射照明、撮像装置２１による動作は、図示しないコントローラによって自動的になされてもよい。

【0058】

上記構成の観察培養装置１では、中空糸６３を備える加湿ユニットによって、予め加湿した状態の混合気体（加湿気体）を、培養空間に供給する。混合気体が加湿ユニット６０により十分に加湿された状態で培養空間１００に供給されることで、培養空間１００の気体成分（例えばＣＯ_２濃度）と湿度が安定する。

【0059】

中空糸６３は、水分子を通過させる膜６３ａによって形成され、水が充填される充填領域６０Ａと広い面積で接するため、培養空間１００に供給する混合気体を充分に加湿することができる。これにより、加湿に対する温度制御の依存度が、従来よりも低減するため、培養空間１００の温度制御が容易になる。
上記２点により、厳密なヒータ温度設定、混合気体のＣＯ_２濃度及び流量設定を必要としない、安定した培養空間１００を形成できる。

【0060】

このように、本実施形態による観察培養装置１は、試料を収容する収容部１１を有する観察容器１０と、収容部１１を観察する観察装置２０と、観察容器１０を支持して移動し、収容部１１と観察装置２０とを対向させるＸＹステージユニット３０と、ＸＹステージユニット３０を上下から挟むように配置され、観察容器１０を囲う培養空間１００を形成するトップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０と、培養空間１００に、加湿気体を供給する加湿ユニット６０と、を備え、加湿ユニット６０は、加湿用の水が充填される充填領域６０Ａと、水分子を通過させる膜６３ａによって形成され、膜６３ａが充填領域６０Ａに接するように設けられた中空糸６３と、を備え、中空糸６３の膜６３ａを通過した水分子によって加湿された気体が、加湿気体として培養空間１００に供給される。この構成によれば、厳密なヒータユニット温度設定、混合気体のＣＯ_２濃度及び流量設定を必要とせずに、安定した培養空間１００を形成できる。

【0061】

また、本実施形態では、加湿ユニット６０から培養空間１００に、加湿気体を供給する供給流路９０を備え、供給流路９０は、加湿ユニット６０の壁６０ａに形成された貫通孔６１（第１貫通孔）と、ＸＹステージユニット３０の壁３０ａに形成された貫通孔３６（第２貫通孔）を通して形成される。この構成によれば、ＸＹステージユニット３０の外部に配置した加湿ユニット６０から、加湿気体を供給流路９０を介して培養空間１００に供給することができる。

【0062】

また、本実施形態では、加湿ユニット６０の壁６０ａとＸＹステージユニット３０の壁３０ａは、貫通孔６１と貫通孔３６とが連通するように、互いに当接している。この構成によれば、加湿気体を培養空間１００に最短距離で供給することができる。また、ＸＹステージユニット３０と加湿ユニット６０が集約して配置される分、観察培養装置１を小型化することができる。

【0063】

また、本実施形態では、ＸＹステージユニット３０には、ヒータユニット３３が設けられ、加湿ユニット６０は、ヒータユニット３３によって加熱されたＸＹステージユニット３０の壁３０ａからの熱伝導により加熱される。この構成によれば、ＸＹステージユニット３０に付設されたヒータユニット３３によって、加湿ユニット６０の温度制御ができる。

【0064】

また、本実施形態では、加湿ユニット６０は、トップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０で挟まれた領域内に配置される。この構成によれば、さらにトップヒータユニット４０及びボトムヒータユニット５０によって、加湿ユニット６０の温度制御ができる。

【0065】

また、本実施形態では、加湿ユニット６０に接続され、充填領域６０Ａに加湿用の水を供給する給水流路８２を備える。この構成によれば、混合気体の加湿によって消費された水を、充填領域６０Ａに補給できる。

【0066】

また、本実施形態では、充填領域６０Ａは、中空糸６３の外部であり、中空糸６３の内部が、供給流路９０に連通している。この構成によれば、中空糸６３の内部に水を供給するよりも、中空糸６３の外部に水を供給する方が、ポンプ８４にかかる負荷（流路抵抗による電力消費量）を低減できる。

【0067】

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【符号の説明】

【0068】

１…観察培養装置、１０…観察容器、１１…収容部、２０…観察装置、２１…撮像装置、２２…対物レンズ、２３…照明装置、３０…ＸＹステージユニット、３０ａ…壁、３１…開口部、３２…支持部、３３…ヒータユニット、３４…シール材、３５…シール材、３６…貫通孔（第２貫通孔）、４０…トップヒータユニット、４１…開口部、４２…窓部、５０…ボトムヒータユニット、５１…開口部、５２…ベローズ、６０…加湿ユニット、６０ａ…壁、６０Ａ…充填領域、６０Ｂ…中空部、６１…貫通孔（第１貫通孔）、６２…ケース、６３…中空糸、６３ａ…膜、６３ｂ…微細孔、７０…給気ユニット、７１…給気流路、８０…給水ユニット、８１…ボトル、８２…給水流路、８３…排水流路、８４…ポンプ、９０…供給流路、１００…培養空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】