特許 7254413 生体対象物の処理装置

(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】

(24)【登録日】2023-03-31

(45)【発行日】2023-04-10

(54)【発明の名称】生体対象物の処理装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20230403BHJP

   C12M 1/02 20060101ALI20230403BHJP

   C12M 1/36 20060101ALI20230403BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 D

C12M1/02 A

C12M1/36

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018238356

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020099209

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-07-26

【前置審査】

(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】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】小金井 悟

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／０２０９８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０４１９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１３０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６０２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００３２２３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－ ３／１０

Ｇｏｏｇｌｅ／Ｇｏｏｇｌｅ Ｓｃｈｏｌａｒ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外枠部分を構成し液体を収容可能な容器と、生体対象物及び液体を収容可能なウェルを有し前記容器内に配置されるウェルプレートとを備え、前記ウェルの底面に開口を有するチャンバーと、
前記容器の内面と前記ウェルプレートの下面とで囲まれる領域から、前記開口を通して前記ウェルに流体を送り、前記ウェル内の液体に液流を発生させるポンプ装置と、
前記液流の流速を増減するよう、前記ポンプ装置の動作を制御するポンプ制御部と、
前記ウェル内に収容された前記生体対象物を連続して撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の動作を制御する撮像制御部と、
前記撮像装置が撮像した画像から、前記生体対象物の特徴部分を抽出する画像処理部と、
前記撮像装置による前記連続的な撮像によって得られた各画像における、前記特徴部分の表出状態から、前記生体対象物が一回転したか否かを判定するとともに、前記特徴部分の移動速度から前記生体対象物の回転速度を把握する判定部と、を備え、
前記ポンプ制御部は、前記ウェルの底面に接面している前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に一回転以上回転させることが可能な液流を、前記ポンプ装置に発生させ、且つ、当該生体対象物の回転速度の適正化のため前記液流の流速をコントロールし、
前記撮像制御部は、前記ポンプ装置が前記液流を発生させている状態において、若しくは前記液流を発生させた後に該液流を停止させた状態において、前記撮像装置に前記ウェル内の生体対象物を撮像させる、生体対象物の処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の生体対象物の処理装置において、
前記ポンプ制御部は、前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に回転
させることが可能な第１の流速で前記液流を発生させ、前記撮像制御部は、前記撮像装置に当該生体対象物の第１撮像を実行し、次いで、
前記ポンプ制御部は、前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に回転させることが可能であって、前記第１の流速とは異なる第２の流速で前記液流を発生させ、前記撮像制御部は、前記撮像装置に当該生体対象物の第２撮像を実行する、生体対象物の処理装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の生体対象物の処理装置において、
前記ポンプ制御部は、前記液流をゼロから徐々に増加させるよう前記ポンプ装置を制御し、前記生体対象物を所定範囲内の浮上高さに浮上させる液流の流速を探知する、生体対象物の処理装置。

【請求項4】

請求項１に記載の生体対象物の処理装置において、
前記画像処理部は、前記撮像装置が撮像した画像に基づいて、前記生体対象物の形状を特定し、
前記判定部は、前記連続的な撮像によって得られた各画像における前記生体対象物の形状から、前記生体対象物が予め定められた姿勢に至ったか否かを判定する、生体対象物の処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェル内に収容された、例えば細胞又は細胞塊のような生体対象物に対して、撮像やピックアップ等の所定の処理を施す生体対象物の処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば医療や生物学的な研究の用途では、細胞又は細胞塊等の生体対象物をウェルに収容し、各種の処理を行う場合がある。例えば前記処理としては、ウェルに収容された生体対象物を撮像して当該生体対象物の形状、色などを観察する処理、当該ウェルから良品の生体対象物を吸引チップでピックアップする処理などを挙げることができる。例えば特許文献１には、多数の収容凹部（ウェル）を有する選別プレート上に撒かれた細胞を撮像装置で撮像し、得られた画像に基づき所望の細胞を選別し、選別された細胞を吸引チップで吸引して移動させる装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／０８７３７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

細胞は、一般に透明なプレートに形成されたウェルの底面に接面した状態で、当該ウェルに収容されている。撮像装置は、前記プレートの下面側に配置され、その細胞を下方から撮像する。このため、細胞の一側面の画像しか得られず、的確に細胞の評価を行うことができない場合があった。また、吸引チップにてウェルから細胞を吸引するに際し、当該細胞が吸引には不適切な姿勢でウェルに収容されている場合があった。ウェル内に液流を発生させれば、細胞の姿勢を変更させることは可能である。しかし、単に液流を発生させるだけでは、細胞がウェルから飛び出してしまったり、十分に姿勢変更させることができなかったりする不具合が生じる問題があった。

【0005】

本発明の目的は、ウェルに収容された生体対象物を、その後の処理に好都合な姿勢に変更させることが可能な生体対象物の処理装置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生体対象物の処理装置は、外枠部分を構成し液体を収容可能な容器と、生体対象物及び液体を収容可能なウェルを有し前記容器内に配置されるウェルプレートとを備え、前記ウェルの底面に開口を有するチャンバーと、前記容器の内面と前記ウェルプレートの下面とで囲まれる領域から、前記開口を通して前記ウェルに流体を送り、前記ウェル内の液体に液流を発生させるポンプ装置と、前記液流の流速を増減するよう、前記ポンプ装置の動作を制御するポンプ制御部と、前記ウェル内に収容された前記生体対象物を連続して撮像する撮像装置と、前記撮像装置の動作を制御する撮像制御部と、前記撮像装置が撮像した画像から、前記生体対象物の特徴部分を抽出する画像処理部と、前記撮像装置による前記連続的な撮像によって得られた各画像における、前記特徴部分の表出状態から、前記生体対象物が一回転したか否かを判定するとともに、前記特徴部分の移動速度から前記生体対象物の回転速度を把握する判定部と、を備え、前記ポンプ制御部は、前記ウェルの底面に接面している前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に一回転以上回転させることが可能な液流を、前記ポンプ装置に発生させ、且つ、当該生体対象物の回転速度の適正化のため前記液流の流速をコントロールし、前記撮像制御部は、前記ポンプ装置が前記液流を発生させている状態において、若しくは前記液流を発生させた後に該液流を停止させた状態において、前記撮像装置に前記ウェル内の生体対象物を撮像させることを特徴とする。

【0007】

この処理装置によれば、生体対象物がウェル内において浮上及び回転する液流をポンプ装置が発生する。従って、生体対象物の姿勢をウェル内で自在に変更させることが可能となる。そして、浮上及び回転している生体対象物の画像が、撮像装置により取得される。このため、撮像装置を定点に配置した状態で、生体対象物の姿勢を異ならせた画像を撮像することが可能となる。従って、ウェルに収容された生体対象物の全周の画像を取得することが可能となる。また、ウェル内において所望の姿勢に生体対象物が姿勢変更したか否かを、前記画像に基づいて確認することが可能となる。

【0008】

上記の処理装置において、前記撮像装置が撮像した画像に基づいて、前記生体対象物の形状を特定する画像処理部と、前記画像処理部が特定した前記形状に基づき、前記生体対象物の回転状態を判定する判定部と、をさらに備えることが望ましい。

【0009】

この処理装置によれば、判定部が生体対象物の回転状態を判定するので、ポンプ装置が発生させている液流が当該生体対象物の回転を惹起させているか否か、つまり姿勢変更に貢献しているか否かを自動判定させることができる。

【0010】

上記の処理装置において、前記撮像制御部は、前記撮像装置に前記生体対象物の撮像を連続的に行わせ、前記画像処理部は、前記生体対象物の特徴部分を抽出し、前記判定部は、前記連続的な撮像によって得られた各画像における、前記特徴部分の表出状態から、前記生体対象物が一回転したか否かを判定することが望ましい。

【0011】

この処理装置によれば、生体対象物が液流によって一回転したことを確認することができる。生体対象物が一回転していれば、撮像装置が当該生体対象物の全周の画像を取得できたことになる。つまり、前記生体対象物の全周の画像を取得できたか否かを確認することが可能となる。

【0012】

上記の処理装置において、前記ポンプ制御部は、前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に回転させることが可能な第１の流速で前記液流を発生させ、前記撮像制御部は、前記撮像装置に当該生体対象物の第１撮像を実行し、次いで、前記ポンプ制御部は、前記生体対象物を前記ウェル内の液体中で浮上させると共に回転させることが可能であって、前記第１の流速とは異なる第２の流速で前記液流を発生させ、前記撮像制御部は、前記撮像装置に当該生体対象物の第２撮像を実行することが望ましい。

【0013】

一般に細胞塊などの生体対象物は真球状であることはなく、また表面には凹凸が存在する。従って、液流の流速を変更することで、生体対象物の回転軸を変更させることが可能である。上記の処理装置によれば、前記生体対象物を前記液体中で浮上させる液流を維持しつつ、流速を第１、第２の流速間で変更可能であるので、前記生体対象物の回転方向を変更させ得る。従って、より生体対象物の全周の画像を取得し易くすることができる。

【0014】

上記の処理装置において、前記ポンプ制御部は、前記液流をゼロから徐々に増加させるよう前記ポンプ装置を制御し、前記生体対象物を所定範囲内の浮上高さに浮上させる液流の流速を探知することが望ましい。

【0015】

この処理装置によれば、生体対象物が所定範囲内に浮上した状態を維持できるので、撮像装置によって撮像し易い状態、すなわち合焦動作等を行い易い状態を形成することができる。なお、ここでの浮上は、前記ウェルの底面から完全に離間した浮上のほか、前記底面に一部が接面した状態の浮上も含む。

【0016】

上記の処理装置において、前記撮像制御部は、前記撮像装置に前記生体対象物の撮像を連続的に行わせ、前記判定部は、前記連続的な撮像によって得られた各画像における前記生体対象物の形状から、前記生体対象物が予め定められた姿勢に至ったか否かを判定することが望ましい。

【0017】

この処理装置によれば、液流によって、ウェル内において生体対象物を所望の姿勢へ姿勢変更させることができる。例えば、吸引チップで当該生体対象物を吸引する場合に、その吸引に適した姿勢に前記生体対象物を姿勢変更させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ウェルに収容された生体対象物を、その後の処理に好都合な姿勢に変更させることが可能な生体対象物の処理装置を提供することができる。例えば、前記生体対象物を姿勢変更させて、明視野顕微鏡、位相差顕微鏡、蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡或いは二光子顕微鏡等を用いて、当該生体対象物の多面的な観察を行う処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明に係る生体対象物の処理装置が適用される細胞観察装置の構成例を概略的に示す図である。

【図2】図２（Ａ）～（Ｄ）は、ウェル内における細胞の接面姿勢と観察される画像との関係を示す図である。

【図3】図３（Ａ）～（Ｄ）は、液流によりウェル内の細胞が浮上、回転する様子を説明するための模式図である。

【図4】図４（Ａ）は、実際に細胞が浮上、回転する状態の観察例を示す図、図４（Ｂ）は、細胞の回転方向を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態の細胞観察装置による細胞観察動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６（Ａ）、（Ｂ）は、細胞の浮上と、カメラのＺ高さとの関係を説明するための図である。

【図7】図７（Ａ）～（Ｄ）は、ウェル内における細胞の回転の態様を示す図である。

【図8】図８（Ａ）～（Ｄ）は、ウェル内における細胞の回転の態様を示す図である。

【図9】図９（Ａ）～（Ｃ）は、本発明に係る生体対象物の処理装置を、ウェルからの細胞のピックアップ処理に適用する実施形態の説明図である。

【図10】図１０（Ａ）～（Ｄ）は、ウェルの変形例を示す図である。

【図11】図１１（Ａ）～（Ｃ）は、ウェルの貫通孔の変形例を示す図である。

【図12】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、ウェルへの液流の供給形態の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る生体対象物の処理装置では、多岐に亘る生体対象物を処理対象とすることができる。本発明が適用可能な生体対象物としては、代表的には生体由来の細胞を例示することができる。ここでの生体由来の細胞は、例えば血球系細胞やシングル化細胞などのシングルセル（細胞）、ＨｉｓｔｏｃｕｌｔｕｒｅやＣＴＯＳなどの組織小片、スフェロイドやオルガノイドなどの細胞凝集塊、ゼブラフィッシュ、線虫、受精卵などの個体、２Ｄ又は３Ｄのコロニー等である。この他、生体対象物として、組織、微生物、小サイズの種等を例示することができる。以下に説明する実施形態では、生体対象物が細胞又は細胞が数個～数十万個凝集してなる細胞凝集塊（以下、これらを総称して単に「細胞Ｃ」という）である例を示す。

【0021】

生体対象物に対する「処理」の態様については特に制限はなく、ウェルに収容された細胞Ｃに対する各種の処理を広く包含する。以下に示す実施形態では、「処理」が、ウェルに収容された細胞Ｃを観察する処理であるケースと、ウェルに収容された細胞Ｃを吸引チップでピッキングする処理であるケースとを例示する。この他、「処理」は、ウェルに収容された細胞Ｃに対する薬液や試薬の投与、検査光の照射、電気や音波等の印加、各種ガスの供給などの処理であっても良い。

【0022】

［細胞観察装置の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る細胞観察システムＳの構成例を概略的に示す図である。細胞観察システムＳは、細胞Ｃ及び培地Ｌを収容可能な複数のウェル２を有するチャンバー１と、ウェル２に収容された細胞Ｃを撮像するためのカメラユニット３と、ウェル２に培地Ｌの液流ＬＦを発生させるためのポンプユニット４と、カメラユニット３及びポンプユニット４の動作を制御すると共に、各種の処理を行うコントローラ５とを備えている。カメラユニット３は、チャンバー１の下方に配置されている。本実施形態において、細胞観察システムＳは生体対象物の処理装置の一例、カメラユニット３は撮像装置の一例、ポンプユニット４はポンプ装置の一例、培地Ｌは液体の一例である。

【0023】

チャンバー１は、上面が開口した容器１１と、この容器１１内に配置されるウェルプレート１２とを含む。ウェルプレート１２は、複数のウェル２を備える。ここでは、図示簡略化のために三つのウェル２だけを示しているが、実際のウェルプレート１２は多数のマトリクス配列されたウェル２を備えている。容器１１及びウェルプレート１２は、透光性の樹脂又はガラスからなる。これは、ウェル２に収容された細胞Ｃを、チャンバー１の下方に配置されたカメラユニット３にて透視撮像可能とするためである。

【0024】

容器１１は、チャンバー１の外枠部分を構成している。容器１１には培地Ｌが注液されており、ウェルプレート１２は培地Ｌ内に浸漬されている。ウェルプレート１２は、平板状のプレート部１２Ｐと、このプレート部１２Ｐから下方に凹設された上記複数のウェル２とからなる。プレート部１２Ｐの外周縁部は、容器１１の側壁１４でシールされた状態で支持されている。また、ウェル２の下端が容器１１の底壁１３から上方に離間した状態で、ウェルプレート１２は容器１１で保持されている。

【0025】

ウェル２は、筒状側面２１、底面２２、テーパ開口面２３及び貫通孔２４（開口）を備えている。筒状側面２１は、ウェル２の側壁面を構成する部分であり、所要の細胞Ｃを収容可能な断面積を有するキャビティを区画している。筒状側面２１は、鉛直方向に延びる壁面である。底面２２は、筒状側面２１の下端に連設され、ウェル２の筒心に向けて緩く下り傾斜する傾斜面からなる。テーパ開口面２３は、筒状側面２１の上端に連設され、上方に向けて拡開するテーパ面である。一のウェル２と隣接するウェル２とは、テーパ開口面２３の上端同士で繋がっており、当該繋がり部分は尖った稜線部２５となっている。

【0026】

貫通孔２４は、底面２２の最も低い箇所である当該底面２２の中央部に穿孔された開口であって、ウェル２内の培地Ｌに液流ＬＦを発生させるために設けられている。貫通孔２４により、ウェル２の内部空間と、外部領域とが連通可能とされている。本実施形態では、前記外部領域は、容器１１の内面とウェルプレート１２の下面とで囲まれる下側領域Ａである。上述の通り、プレート部１２Ｐの外周縁部はシールされているので、下側領域Ａとウェル２の内部空間を含む上側領域Ｂとは、貫通孔２４のみを通して連通している。従って、下側領域Ａ内の培地Ｌを加圧することで、貫通孔２４からウェル２内に流入する液流ＬＦを発生させることができる。図１では、３つのウェル２のうち、左側のウェル２に液流ＬＦが発生している状態を模式的に示しているが、下側領域Ａ内の培地Ｌの加圧が行われれば、当然に他のウェル２にも液流ＬＦが発生する。

【0027】

カメラユニット３は、レンズ部３１、カメラ本体３２及びレンズ駆動部３３を備えた、共焦点光学系を備えた撮像ユニットである。レンズ部３１は、光学顕微鏡に用いられている対物レンズであり、所定倍率の光像を結像させるレンズ群と、このレンズ群を収容するレンズ鏡筒とを含む。カメラ本体３２は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子３５（図６）を備える。レンズ部３１は、撮像素子３５の像面に撮像対象物の光像を結像させる。レンズ駆動部３３は、サーボモータ等からなり、合焦動作のためにレンズ部３１を上下動させる。レンズ部３１の焦点位置は、胴付き面３４の高さ位置ｈからの同焦点距離にて定まる。なお、レンズ部３１を移動させるのではなく、チャンバー１を上下動させることで、合焦動作を行わせるようにしても良い。

【0028】

ポンプユニット４は、例えばチューブポンプ等の循環ポンプからなり、ウェルプレート１２の貫通孔２４を通して各ウェル２に流体を送り、ウェル２内の液体に液流を発生させる機能を果たす。本実施形態では、ポンプユニット４がウェル２に送る流体は培地Ｌであり、ウェル２内の液体も培地Ｌである。ポンプユニット４は、ポンプ本体４１、送液チューブ４２及び吸液チューブ４３を備える。

【0029】

ポンプ本体４１は、送液チューブ４２には液体を送り出し、吸液チューブ４３には液体の吸引力を発生させるポンプ動作を行う。チューブポンプが用いられる場合、ポンプ本体４１は、駆動モータで回動駆動されるロータと、このロータでしごかれる湾曲チューブ部とを含む。送液チューブ４２の一端４２１はポンプ本体４１へ繋がっている一方、他端４２２はウェルプレート１２のプレート部１２Ｐを貫通し、容器１１内の下側領域Ａ内に開口している。吸液チューブ４３の一端４３１は、プレート部１２Ｐよりも上方位置であって培地Ｌの液面よりも下方位置において、容器１１内の上側領域Ｂに開口しており、他端４３２はポンプ本体４１へ繋がっている。

【0030】

ポンプ本体４１が動作すると、貫通孔２４を通して培地Ｌが循環する。すなわち、ポンプ本体４１が動作して送液チューブ４２に培地Ｌが送り出されると、その送り出された培地Ｌは容器１１の下側領域Ａに進入する。下側領域Ａは、容器１１の底壁１３及び側壁１４の下方部分とウェルプレート１２とによって半密閉状態にあり、圧力を開放できる部分は貫通孔２４のみである。従って、下側領域Ａから貫通孔２４を通して上側領域Ｂに流入しようとする液流ＬＦが発生する。液流ＬＦの発生によって上側領域Ｂの液量が増加するが、その増加分は吸液チューブ４３によって吸引され、ポンプ本体４１に向かうことになる。

【0031】

コントローラ５は、ポンプユニット４の動作を制御して、貫通孔２４からウェル２のキャビティ内に吹き上がるような液流ＬＦを発生させ、ウェル２に収容されている細胞Ｃを浮上させると共に回転させる。すなわち、液流ＬＦが発生しない状態では底面２２に接面している細胞Ｃ（図１の中央のウェル２を参照）を、液流ＬＦによって各ウェル２から飛び出さない程度に舞い上がらせる（図１の左側のウェル２を参照）。適度に舞い上がった細胞Ｃは、やがて回転するようになる。また、コントローラ５は、カメラユニット３の動作を制御して、ウェル２内において浮上した細胞Ｃの画像を撮像させる。得られた画像データは、コントローラ５内において画像処理や各種のデータ処理に供されると共に、表示部５６にて画像として表示される。コントローラ５の機能構成の詳細については、後記で説明する。

【0032】

［細胞観察の基本動作］
上記で概説した通り本実施形態に係る細胞観察システムＳでは、ウェル２に収容されている細胞Ｃを液流ＬＦによって浮上、回転させ、その細胞Ｃの画像を取得する。その意義並びに細胞観察の基本動作を説明する。図２（Ａ）～（Ｄ）は、ウェル２内における細胞Ｃの接面姿勢と、カメラユニット３により観察される画像との関係を示す図である。

【0033】

ウェル２に投入された細胞Ｃは、自重で沈降し、底面２２に接面する。細胞凝集塊のような細胞Ｃは、真球形状を持つことはない。図２では、概略的に楕円形状を有する細胞Ｃを例示している。図１０（Ａ）は、当該楕円形状を有する細胞Ｃが、縦長に倒立した状態で、ウェル２の底面２２に接面している例を示している。カメラユニット３は、図１に示した通り、容器１１の底壁１３側からウェル２に収容された細胞Ｃを撮像する。従って、図１０（Ａ）の状態の細胞Ｃを撮像した場合、図１０（Ｃ）に示すように、楕円の短径方向の側面に相当する細胞Ｃの二次元画像が取得される。一方、図１０（Ｂ）は、楕円形状を有する細胞Ｃが、横長に倒れた状態で、ウェル２の底面２２に接面している例を示している。この場合、図１０（Ｄ）に示すように、楕円の長径方向の側面に相当する細胞Ｃの二次元画像が取得される。

【0034】

このように、細胞Ｃの底面２２への接面状態によって、観察される画像に大きな差異が生じる。図１０（Ｃ）の画像だけを見れば、当該細胞Ｃは比較的小型であって球形に近い形状と評価されてしまい、実際の細胞Ｃの三次元形状とは掛け離れた形状と評価されてしまう。また、図１０（Ｄ）の画像に基づけば、細胞Ｃが楕円体であることは把握できているが、奥行き形状を把握することはできない。特にカメラユニット３が共焦点顕微鏡である場合、細胞内部を１００μｍ程度の深さまで観察することはできるものの、細胞Ｃの正確な三次元形状の把握は難しい傾向がある。

【0035】

カメラユニット３の設置位置が容器１１の下方に固定化されている場合、上記の問題は、ウェル２内の細胞Ｃの姿勢を変更させ、細胞Ｃを多面的に撮像することで解消することができる。本実施形態では、液流ＬＦを当てることによってウェル２の底面２２に接面した細胞Ｃの姿勢を変更させ、これにより細胞Ｃの外表面の多面的な撮像を実現する。細胞Ｃの画像を多面的にキャプチャし、それらの画像を合成することで、正確に当該細胞Ｃの三次元形状を把握することが可能となる。この点を図３に基づいて説明する。

【0036】

図３（Ａ）～（Ｄ）は、液流ＬＦによりウェル２内の細胞Ｃが浮上、回転する様子を説明するための模式図である。図３（Ａ）は、液流ＬＦが未発生で、ウェル２の底面２２に細胞Ｃが重力で接面している状態を示している。この状態でカメラユニット３に撮像動作を実行させても、得られる画像は、図２（Ｄ）に示したような二次元画像のみである。

【0037】

図３（Ｂ）は、ポンプユニット４により液流ＬＦが発生され始めた状態を示している。液流ＬＦは、貫通孔２４を通して上方へ吹き上がる液流であるので、細胞Ｃは当該液流ＬＦに押されて浮上を開始する。そして、図３（Ｃ）に示す通り、細胞Ｃは液流ＬＦの強度に応じて、ウェル２内で所定の高さ位置まで浮上する。一般に、細胞Ｃの表面には凹凸が存在し、形状や質量は非対称である。従って、液流ＬＦが細胞Ｃに吹き当たると、図３（Ｄ）に示すように、例えば矢印Ｒの方向へ細胞Ｃは回転する。細胞Ｃが回転している状態で、カメラユニット３に撮像動作を連続的に実行させることで、細胞Ｃの画像を多面的に取得することができる。

【0038】

望ましい液流ＬＦの条件は次の通りである。先ず、姿勢変更のため、細胞Ｃを浮上させることができる程度以上の液流ＬＦの流速が必要である一方、ウェル２から細胞Ｃが飛び出してしまう程度の流速であってはならない。また、ウェル２内で細胞Ｃが乱高下せず、安定した高さ位置に細胞Ｃを浮上させ、その高さ位置で細胞Ｃを回転させ得る液流ＬＦの流速を選択することが望ましい。細胞Ｃの乱高下が生じると、レンズ部３１の合焦動作が困難となるからである。さらに、細胞Ｃをあまり速く回転させない程度の液流ＬＦとすることが望ましい。細胞Ｃが高速回転すると、合焦ずれや、画像のぶれが発生し易くなり、クリアな画像がキャプチャし難くなるからである。

【0039】

図４（Ａ）は、実際に細胞Ｃがウェル２内で浮上、回転する状態の観察例を示す図である。ここでは、順次経過してゆく時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８の各時刻における細胞Ｃの画像を示している。大抵の細胞Ｃには、他の部分と明確に区別できる特徴部が存在する。図４（Ａ）の各図において、楕円で囲んでいる箇所がそのような特徴部Ｃａである。特徴部Ｃａは、例えば細胞Ｃの表面に表れる凸部や凹部、色彩が異質な部分、孔部、切り欠き状部分或いは稜線状の部分などである。

【0040】

時刻Ｔ１～Ｔ８における特徴部Ｃａの動きを観察することで、細胞Ｃが姿勢変更（回転）しているか否かを把握できる。また、細胞Ｃが一回転したか否かも、特徴部Ｃａの動きから把握することができる。図４（Ａ）の例の場合、時刻Ｔ８の画像において特徴部Ｃａは細胞Ｃの回転により消失しかけている。時刻Ｔ８の後、この特徴部Ｃａが再び表出する画像（時刻Ｔ１の如き画像）が観察されることをもって、細胞Ｃが一回転したと判定することができる。

【0041】

上記に加え、特徴部Ｃａの動く方向に基づき、細胞Ｃの回転方向を知見することができる。図４（Ｂ）は、時刻Ｔ１～Ｔ８の画像から把握される細胞Ｃの回転方向を示す図である。回転方向を把握することで、特徴部Ｃａを基準として、細胞Ｃのどの方向の面の回転画像が取得されているかを把握することができる。さらに、特徴部Ｃａの移動速度から、細胞Ｃの回転速度を把握することが可能となる。回転速度を把握することで、画像のキャプチャを行い易いように、細胞Ｃの回転速度、つまり液流ＬＦの流速をコントロールすることが可能となる。

【0042】

［コントローラの機能構成］
上記の基本動作の説明を踏まえて、図１を参照して、コントローラ５の機能構成について説明する。コントローラ５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、ポンプ制御部５１、カメラ制御部５２（撮像制御部）、画像処理部５３、データ処理部５４（判定部）及び記憶部５５を具備するように動作する。

【0043】

ポンプ制御部５１は、ポンプユニット４の動作を制御する。ポンプ制御部５１は、ポンプユニット４の送液チューブ４２からの吐出力を制御することで、上述の液流ＬＦを発生させると共に、液流ＬＦの流速を増減する。具体的にはポンプ制御部５１は、ウェル２の底面２２に接面している細胞Ｃを培地Ｌ内で浮上させると共に回転させることが可能な液流ＬＦを、ポンプユニット４に発生させる。ポンプユニット４がチューブポンプである場合、所要の細胞Ｃの浮上及び回転を達成できる液流ＬＦを発生させるよう、ポンプ制御部５１はポンプ本体４１が備えるロータの回転速度を制御する。

【0044】

カメラ制御部５２は、カメラユニット３の動作を制御する。カメラ制御部５２は、ポンプユニット４が液流ＬＦを発生させている状態において、カメラユニット３にウェル２内の細胞Ｃの撮像を連続的に行わせる。すなわち、カメラ制御部５２は、ウェル２内で浮上及び回転している状態の細胞Ｃの連続画像を、カメラユニット３に撮像させる。具体的にはカメラ制御部５２は、ウェル２内の細胞Ｃに対する合焦動作のために、レンズ駆動部３３にレンズ部３１を上下方向に所定のピッチ、例えば数十μｍピッチで移動させるための制御パルスを与える。また、カメラ制御部５２はカメラ本体３２を制御して、所定のタイミングで撮像動作を実行させる。なお、液流ＬＦを発生させている状態に限らず、液流ＬＦを発生させた後に該液流ＬＦを停止させた状態で、細胞Ｃの画像をカメラユニット３に撮像させてもよい。この場合、一旦浮上した後、沈降した細胞Ｃの画像を取得することができる。

【0045】

画像処理部５３は、カメラユニット３が撮像した画像に基づいて、細胞Ｃの三次元形状を特定する処理を行う。画像処理部５３は、カメラ本体３２により取得された画像データに対して、エッジ検出処理や特徴量抽出を伴うパターン認識処理などの画像処理を施し、各撮像タイミング（例えば図４（Ａ）の時刻Ｔ１～Ｔ８）で取得された画像において、細胞Ｃの形状を特定する。また、画像処理部５３は、図４（Ａ）に例示したような、細胞Ｃの特徴部Ｃａを抽出する処理も行う。

【0046】

データ処理部５４は、画像処理部５３により特定された細胞Ｃの形状データや特徴部Ｃａの位置データ等に基づいて、各種の処理を実行する。例えばデータ処理部５４は、画像処理部５３が各々の画像について特定した細胞Ｃの形状データを合成して、当該細胞Ｃの三次元形状を作成する処理を行う。また、データ処理部５４は、画像処理部５３が特定した細胞Ｃの形状データに基づいて、細胞Ｃが回転しているか又は静止しているか、どの程度の回転数で回転しているか等、細胞Ｃの回転状態を判定する処理を行う。具体的には、データ処理部５４は、図４（Ａ）の時刻Ｔ１～Ｔ８で取得されたような連続的な撮像画像より特徴部Ｃａの表出状態乃至は移動状態から、細胞Ｃが一回転したか否か、並びに、細胞Ｃの回転速度を導出する。

【0047】

記憶部５５は、細胞観察システムＳに関する各種の設定データや、テーブルデータを記憶する。また、記憶部５５は、細胞Ｃに浮上及び回転状態と、液流ＬＦの発生条件（ポンプ本体４１の駆動データ）の実績とを関連付けて記憶する。この種のデータを多量に蓄積し、ＡＩ学習によりポンプ本体４１の駆動を最適化することが望ましい。

【0048】

［細胞観察システムの動作フロー］
続いて、細胞観察システムＳの動作フローの一例について、図１及び図５を主に参照して説明する。図５は、本実施形態の細胞観察システムＳによる細胞観察動作の一例を示すフローチャートである。フローの開始前に、ウェル２に細胞Ｃが投入され、当該細胞Ｃが底面２２に接面しているものとする。フローを大別すると、細胞Ｃをウェル２内において所定の高さまで浮上させるステップ（ステップＳ１～Ｓ８）と、細胞Ｃを回転させつつ撮像するステップ（ステップＳ９～Ｓ１４）とに区分される。

【0049】

まず、コントローラ５のカメラ制御部５２によりカメラユニット３が制御され、当該カメラユニット３の位置調整が行われる（ステップＳ１）と共に、ウェル２の底面２２に接面している細胞Ｃに対する合焦動作が実行される（ステップＳ２）。この時点では、液流ＬＦは発生させていない。この合焦動作では、レンズ駆動部３３がレンズ部３１を上下動させ、得られた画像について画像処理部５３がエッジ検出処理を行うと共にコントラストの評価を行う。そして、最もコントラストが良好なレンズ部３１の高さ位置（Ｚ方向高さ）が探知され、当該Ｚ方向高さが合焦位置とされる。合焦位置における画像データ、Ｚ方向高さデータ及び細胞Ｃの面積データ等の画像情報は、記憶部５５に格納される。

【0050】

図６（Ａ）は、ステップＳ１の位置調整及びステップＳ２の合焦動作が行われている状態を示す図である。細胞Ｃの合焦光像は、カメラ本体３２が備える撮像素子３５の像面上に作られる。細胞Ｃの如く微小な対象物を撮像する対物レンズであるレンズ部３１の焦点位置は、胴付き面３４からの同焦点距離Ｚｈにて定められている。従って、細胞Ｃに合焦した状態が作られれば、細胞Ｃと胴付き面３４との間の距離が同焦点距離Ｚｈとなる。つまり、図６（Ａ）のＺ方向高さにカメラユニット３を移動させることで（ステップＳ１）、底面２２に接面している細胞Ｃに合焦さることができる（ステップＳ２）。従って、胴付き面３４のＺ方向高さを求めることで、細胞ＣのＺ方向高さを把握することができる。なお、実際には被写界深度ａが存在するため、焦点位置にはＺ方向に一定の幅がある。ある基準高さＺ０を設定して、底面２２に接面している細胞Ｃに合焦しているときの、基準高さＺ０に対する胴付き面３４のＺ方向高さＺ１が記憶部５５に格納される。このＺ１が、底面２２から浮上していない状態における細胞ＣのＺ方向高さに相当する。

【0051】

その後、カメラ制御部５２により、カメラユニット３のＺ方向高さが所定の高さ位置になるように、カメラユニット３がＺ方向に移動される（ステップＳ３）。この移動は、例えば図６（Ｂ）に示す位置にカメラユニット３をＺ方向へ上昇させる移動であり、浮上させる細胞Ｃの狙いの高さ位置に当該カメラユニット３の焦点位置を設定するための移動である。

【0052】

続いて、ポンプ制御部５１が、液流ＬＦをゼロから徐々に増加させるようポンプユニット４を制御し、細胞Ｃを所定範囲内の浮上高さに浮上させる液流ＬＦの流速Ｆを探知する処理が実行される。なお、ポンプ本体４１の動作ランク、例えば単位時間当たりの液体の吐出量等と、発生させることができる液流ＬＦの流速Ｆとの関係を、予めテーブル化しておくことが望ましい。また、浮上高さは、前記ウェルの底面から完全に離間した浮上のほか、前記底面に一部が接面した状態における浮上高さでも良い。

【0053】

ポンプ制御部５１は、最も低ランクの流速Ｆの液流ＬＦを発生させるよう、ポンプ本体４１を動作させる（ステップＳ４）。次いで、カメラ制御部５２がレンズ駆動部３３を制御して、この流速Ｆの液流ＬＦが発生している状態において、細胞Ｃに対する合焦動作をレンズ部３１に実行させる（ステップＳ５）。実際は、既にステップＳ３において合焦位置が狙いの高さ位置となるようにカメラユニット３のＺ方向高さが設定されているので、細胞Ｃが前記合焦位置まで浮上するのを待つ期間となる。そして、細胞Ｃが所定のＺ方向高さに到達しているか否かが判定される（ステップＳ６）。つまり、所定のＺ方向高さに胴付き面３４が設定されたカメラユニット３にて、細胞Ｃが合焦状態で撮像されているか否かが判定される。

【0054】

図６（Ｂ）は、貫通孔２４を通した液流ＬＦの発生により細胞Ｃが浮上し、その浮上した細胞Ｃにレンズ部３１が合焦している状態を示している。浮上した細胞Ｃに合焦した場合、同焦点距離Ｚｈは固定的な距離であるので、胴付き面３４のＺ方向高さが、Ｚ１からＺ２に上昇することになる。従って、Ｚ２－Ｚ１の距離が細胞Ｃの浮上高さとなる。前記浮上高さが小さすぎると、細胞Ｃは底面２２と干渉して回転不能又は回転に障害がある状態となる。一方、前記浮上高さが大きすぎると、ウェル２からの細胞Ｃの飛び出しが生じかねない。

【0055】

これらに鑑みて、ステップＳ６において判定基準とする「所定高さ」は、細胞Ｃが自在に回転可能であって、なるべくウェル２の低層位置、つまり底面２２に近い位置に相当する高さに設定することが望ましい。また、液流ＬＦの流速Ｆが大きくなると、自ずと細胞Ｃの浮上高さが高くなる傾向が出る一方、細胞Ｃの浮上時における上下揺動も大きくなる傾向が出る。この観点からも、あまり浮上高さを高くせず、前記上下揺動を抑制することが望ましい。この場合、細胞Ｃが所定のＺ方向高さの範囲内に浮上した状態を維持し易くなるので、カメラユニット３によって撮像し易い状態を形成することができる。

【0056】

ステップＳ６において、細胞ＣのＺ方向高さが所定高さに至っていない場合（ステップＳ６でＮＯ）、当該細胞Ｃの浮上が不十分であるということになる。この場合、ポンプ制御部５１は、液流ＬＦの流速Ｆを、Ｆ＝Ｆ＋１ランクにインクリメントする（ステップＳ７）。なお、「１ランク」は、予め定められたポンプ吐出量の増量単位であって、流速Ｆの増加に連動する。そして、ポンプ制御部５１は、新たに与えられた流速Ｆを達成するよう、ポンプ本体４１の動作を制御する（ステップＳ４）。

【0057】

ステップＳ６において、細胞ＣのＺ方向高さが所定高さに至っている場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、当該細胞Ｃが所定の高さまで浮上したことになる。この場合、ポンプ制御部５１は、ポンプ本体４１の動作状態を維持し、その流速Ｆを仮固定した状態とする（ステップＳ８）。既述の通り、細胞Ｃは、浮上した後に回転する挙動を示すことが多い。従って、このステップＳ８の時点乃至はそれ以前に、細胞Ｃは回転し始めている。

【0058】

次にカメラ制御部５２は、ステップＳ８の流速Ｆ（第１の流速）で液流ＬＦが発生されている状態で、レンズ駆動部３３にウェル２内で回転している細胞Ｃに対して合焦動作を実行させる（ステップＳ９）。これは、ステップＳ５で合焦動作は済んでいるものの、細胞Ｃの回転によって細胞Ｃの被撮像面のＺ方向高さが変化している場合があり得るからである。合焦後、カメラ制御部５２は、カメラ本体３２に第１撮像として当該細胞Ｃの撮像を実行させる（ステップＳ１０）。その画像データは、画像処理部５３でのエッジ検出処理や特徴部の抽出処理等の画像処理が施された後、記憶部５５に格納される。

【0059】

続いて、データ処理部５４が、それまでに取得された画像に基づいて、細胞Ｃが一回転したか否かを判定する（ステップＳ１１）。１回目の撮像を終えた時点では、当然に細胞Ｃは一回転していないので（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ９に戻って、次の撮像動作が実行される。この場合、時間経過により細胞Ｃが回転した分だけ、前回の撮像とは異なる細胞Ｃの面が撮像されることになる。

【0060】

図７（Ａ）～（Ｄ）は、ウェル２内における細胞Ｃの回転の態様を経時的に示す図である。図７（Ａ）～（Ｄ）にかけて、時間が進行している。細胞Ｃを浮上及び回転させることが可能なある流速Ｆ１の液流ＬＦがウェル２内で発生されている場合、図７（Ａ）に示すように、細胞Ｃはその流速Ｆ１に応じた浮上姿勢を取り、ある回転軸ＡＸ１の軸回りに回転する。細胞Ｃが特徴部Ｃａを含んでいる場合、画像処理部５３は当該特徴部Ｃａを抽出可能である。この特徴部Ｃａの経時的な遷移をモニターすることで、細胞Ｃの回転速度や回転方向等の回転状態を把握することができる。

【0061】

すなわち、図７（Ｂ）では、細胞Ｃの回転が進み、特徴部Ｃａが細胞Ｃの画像の上方側に移動している。続く図７（Ｃ）では、特徴部Ｃａが画像上で表出していない。これは、細胞Ｃの回転によって特徴部Ｃａが背面に隠れている状態である。そして、図７（Ｄ）では、特徴部Ｃａが細胞Ｃの画像の下方側に表出している。ここでの特徴部Ｃａの画像上の位置は、図７（Ａ）の場合と同じである。データ処理部５４は、図７（Ａ）の画像を取得後、図７（Ｄ）の画像のような、特徴部Ｃａの位置が同等である画像が取得されたことをもって、細胞Ｃが一回転したと判定する。一回転が検出されたということは、それまでの撮像（ステップＳ１０）によって、回転軸ＡＸ１回りの回転方向における細胞Ｃの多面的な画像が取得されたことを意味する。なお、細胞Ｃの回転軸ＡＸ１に軸振れが発生することがある。すると、細胞Ｃが一回転しても特徴部Ｃａが同じ位置で観察されないことがある。この場合、例えば、特徴部Ｃａを基準として画像データを取得させると共に、細胞Ｃの回転が把握できるように前記画像データを補正させるようにすることができる。

【0062】

細胞Ｃが一回転したことが確認されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、データ処理部５４は、当該細胞Ｃを全周について観察したか否か、つまり全周の画像データが取得されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。図７に例示するような細胞Ｃの回転であった場合、楕円形の細胞Ｃの長軸周方向の画像は得られるが、短軸周方向の画像については、十分に得られていないと言える。このような場合、それまでに取得された画像データを合成しても、細胞Ｃの全体の三次元形状が得られ難いので、データ処理部５４は、細胞Ｃを全周について観察していないと判定する（ステップＳ１２でＮＯ）。

【0063】

この場合、ポンプ制御部５１は、細胞Ｃを浮上及び回転させることが可能な流速であって、先の流速Ｆ１（第１の流速）とは異なる流速Ｆ２（第２の流速）で液流ＬＦを発生させる。つまり、ポンプ制御部５１は、現状の流速ＦをＦ±ΔＦに設定する（ステップＳ１３）。そして、カメラ制御部５２は、流速Ｆ２の液流ＬＦが発生している状態において、カメラユニット３にステップＳ９、Ｓ１０に示すような、第２の撮像としての細胞Ｃの撮像を再び実行させる。

【0064】

図８（Ａ）～（Ｄ）は、流速がＦ１からＦ２に変更された場合に起こり得る、ウェル２内における細胞Ｃの回転の態様を示す図である。流速Ｆの変更により、細胞Ｃが受ける浮上力にも変化し、これが細胞Ｃの浮上姿勢の変更、並びに回転軸の変更に繋がり得る。図８（Ａ）に示すように、流速Ｆ１から流速Ｆ２に変更された液流ＬＦがウェル２内で発生されている場合、細胞Ｃはその流速Ｆ２に応じて浮上姿勢を変更し、ある回転軸ＡＸ２の軸回りに回転する。図８（Ａ）では、楕円形の細胞Ｃが縦長に倒立した状態で浮上し、短軸方向に延びる回転軸ＡＸ２の軸回りに細胞Ｃが回転している例を示している。

【0065】

先の例と同様に、図８（Ａ）の画像には、細胞Ｃの特徴部Ｃａが表出している。図８（Ｂ）では、細胞Ｃの回転が進み、特徴部Ｃａが細胞Ｃの画像の上方側に移動している。続く図８（Ｃ）では、特徴部Ｃａが画像上で表出せず、図８（Ｄ）では、特徴部Ｃａが細胞Ｃの画像の下方側に再表出している。これにより、細胞Ｃの一回転が検出できる。また、当該一回転の間におけるカメラユニット３による撮像動作（ステップＳ９、Ｓ１０）によって、回転軸ＡＸ２回りの回転方向における細胞Ｃの多面的な画像が取得される。上記と同様に、細胞Ｃの回転軸ＡＸ１に軸振れが発生する場合には、特徴部Ｃａを基準として画像データを取得させると共に、細胞Ｃの回転が把握できるように前記画像データを補正させることが望ましい。

【0066】

以上２つの浮上姿勢並びに回転方向に沿った細胞Ｃの連続的な撮像が行われれば、細胞Ｃの全周の観察を終えたと扱うことができる。つまり、それまでに取得された画像データを合成することで、細胞Ｃの三次元データを構築することができる。この場合、データ処理部５４は、細胞Ｃを全周について観察していると判定する（ステップＳ１２でＹＥＳ）。そして、データ処理部５４は、細胞Ｃの三次元形状データを決定し（ステップＳ１４）、処理を終える。

【0067】

［細胞の吸引動作への適用］
上記の実施形態では、本発明を細胞Ｃの多面的な撮像を行う細胞観察システムＳに適用する例を示した。本発明は、他のシステムにも適用可能であり、例えば細胞Ｃをウェル２からピックアップして他の容器へ移動する細胞移動装置にも適用することができる。図９（Ａ）～（Ｃ）は、本発明を、ウェル２からの細胞Ｃのピックアップ処理に適用する実施形態を説明するための図である。

【0068】

図９（Ａ）に示すように、細胞Ｃが収容されたウェル２の上部開口には、吸引チップ６が対向配置されている。吸引チップ６は、細胞Ｃを吸引して保持するための筒状空間からなる保持空間６Ｈを備え、この保持空間６Ｈ内へ周囲の物体を吸引する吸引力が発生可能とされている。図９（Ａ）では、楕円形の細胞Ｃが横長に横たわった状態で、ウェル２の底面２２に接面している。かかる細胞Ｃの姿勢では、吸引チップ６の下端吸引開口から細胞Ｃを保持空間６Ｈへ取り入れることは困難である。

【0069】

そこで、図９（Ｂ）に示すように、貫通孔２４を通して液流ＬＦを発生させ、細胞Ｃを浮上させると共に回転させて、細胞Ｃの姿勢を変更させる。すなわち、ポンプ制御部５１がポンプ本体４１（図１）を制御して液流ＬＦを発生させ、カメラ制御部５２がカメラユニット３を制御して、細胞Ｃの撮像を連続的に行わせる。そして、データ処理部５４は、連続的な撮像によって得られた各画像における細胞Ｃの形状から、細胞Ｃが予め定められた所定姿勢に至ったか否かを判定する。本実施形態では前記所定の姿勢は、保持空間６Ｈの中空形状にマッチするよう、細胞Ｃが縦長に倒立した状態である。

【0070】

しかる後、吸引チップ６の下端吸引開口を、細胞Ｃに位置合わせしてウェル２内へ進入させ、保持空間６Ｈに吸引力を発生させる。当該吸引力により、細胞Ｃは保持空間６Ｈへスムースに吸い込まれる。仮に、図９（Ａ）の状態で細胞Ｃを強引に吸引すると、吸引開口に対して細胞Ｃの広幅の面が対向していることから、保持空間６Ｈへの吸い込みに失敗したり、細胞Ｃが損傷したりする不具合が生じる。これに対し、本実施形態によれば、液流ＬＦによって、ウェル２内において細胞Ｃを所望の姿勢へ姿勢変更させることができる。従って、吸引チップ６で当該細胞Ｃを吸引する場合に、その吸引に適した姿勢に細胞Ｃを姿勢変更させることができる。

【0071】

［他の変形実施形態］
上記実施形態では、図１他に例示した通り、筒状側面２１、底面２２、テーパ開口面２３及び貫通孔２４を備えるウェル２を例示した。ウェル２の形状は種々変更することが可能である。図１０（Ａ）～（Ｄ）は、変形例に係るウェル２Ａ～２Ｄを示す図である。図１０（Ａ）のウェル２Ａは、砲弾形の断面形状を有するウェルを例示している。図１０（Ｂ）では単純な断面矩形のウェル２Ｂを、図１０（Ｃ）では断面三角形のウェル２Ｃを、各々例示している。また、図１０（Ｄ）では、断面矩形と断面台形のキャビティが上下方向に連なっているウェル２Ｄを例示している。ウェル２Ａ～２Ｄとも、最も低い位置に液流ＬＦを発生させるための貫通孔２４が備えられている。

【0072】

また、貫通孔２４の数や形成位置についても、細胞Ｃを浮上及び回転させることが可能な液流ＬＦを形成できる限りにおいて、種々変更することが可能である。図１１（Ａ）～（Ｃ）は、変形例に係る貫通孔２４Ａ～２４Ｅを備えたウェル２Ｅ～２Ｇを示す図である。図１１（Ａ）のウェル２Ｅは、底部付近に２つの貫通孔２４Ａ、２４Ｂが形成されている例を示している。図１１（Ｂ）では、側面に貫通孔２４Ｃを一つ備えたウェル２Ｆを例示している。図１１（Ｃ）では、底部と側面とに各々、貫通孔２４Ｄ、２４Ｅが形成されたウェル２Ｇを例示している。

【0073】

さらに、ウェルへ連通する開口の形態も、種々変更可能である。図１２（Ａ）では、ウェルの壁面に対して、直交する方向に貫通するのではなく、斜め方向に貫通する貫通孔２４Ｆを備えたウェル２Ｈを例示している。この貫通孔２４Ｆによれば、ウェル２Ｈ内に渦流を発生させ易くなる。図１２（Ｂ）では、前記開口が貫通孔の態様ではなく、ノズル２６が用いられているウェル２Ｉを例示している。ノズル２６の先端はウェル２Ｉのキャビティ内に臨んでおり、液体を噴射させることが可能である。

【0074】

以上説明した本発明によれば、細胞Ｃがウェル２内において浮上及び回転する液流をポンプユニット４が発生する。従って、細胞Ｃの姿勢をウェル２内で自在に変更させることが可能となる。そして、浮上及び回転している細胞Ｃの画像が、カメラユニット３により取得される。このため、カメラユニット３を定点に配置した状態で、細胞Ｃの姿勢を異ならせた画像を撮像することが可能となる。従って、ウェル２に収容された細胞Ｃの全周の画像を取得することが可能となる。また、ウェル２内において所望の姿勢に細胞Ｃが姿勢変更したか否かを、前記画像に基づいて確認することが可能となり、その後のピッキング動作をスムースに行わせることができる。

【符号の説明】

【0075】

Ｓ 細胞観察システムＳ（生体対象物の処理装置）
Ｌ 培地Ｌ（液体）
Ｃ 細胞（生体対象物）
Ｃａ 特徴部
ＬＦ 液流
Ｆ 流速
Ｆ１、Ｆ２ 第１の流速、第２の流速
１ チャンバー
２ ウェル
２２ 底面
２４ 貫通孔（開口）
３ カメラユニット（撮像装置）
４ ポンプユニット（ポンプ装置）
５ コントローラ
５１ ポンプ制御部
５２ カメラ制御部（撮像制御部）
５３ 画像処理部
５４ データ処理部（判定部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】