特許 7378580 観察用ホルダ、観察装置、観察用チップおよびその製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-11-02

(45)【発行日】2023-11-13

(54)【発明の名称】観察用ホルダ、観察装置、観察用チップおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/483 20060101AFI20231106BHJP

【ＦＩ】

G01N33/483 C

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022509848

(86)(22)【出願日】2020-03-24

(86)【国際出願番号】 JP2020013090

(87)【国際公開番号】W WO2021192055

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-07-27

(73)【特許権者】

【識別番号】391032358

【氏名又は名称】平田機工株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】522300961

【氏名又は名称】株式会社ＯＤＣマネージメント

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土屋 朋子

(72)【発明者】

【氏名】金ヶ崎 士朗

(72)【発明者】

【氏名】村上 正剛

(72)【発明者】

【氏名】森田 健二

【審査官】小澤 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０３８９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０５４４２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－０８８３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３３３９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０６４９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０６４５０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３３／４８３

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視で矩形形状を有し且つ観察対象物を収容可能に構成された収容部と、該収容部の下部に設けられた観察部とを備える観察用ホルダであって、
前記観察部は、前記収容部に収容された観察対象物を下方から観察可能に構成され、
前記収容部は、
観察対象物を収容するための複数の孔が互いに離間して設けられた収容部本体と、
前記収容部本体の上部に設けられた収容部上部と、
を含み、
前記収容部上部は、所定の液体を貯留する貯留部として前記収容部本体の上方の空間を取り囲む壁部を含み、
前記収容部上部における前記空間の上方部には開口が設けられており、
前記複数の孔は水平方向に配列されて設けられ、個々の孔は前記収容部本体を上下方向に貫通して前記開口に連通し、前記複数の孔のうち隣り合う２つは前記観察部において接続される
ことを特徴とする観察用ホルダ。

【請求項2】

前記壁部は、前記複数の孔の配列方向に沿うように前記複数の孔を矩形状に取り囲む
ことを特徴とする請求項１記載の観察用ホルダ。

【請求項3】

前記収容部本体は、非透光性材料で構成され、
前記収容部上部は、透光性材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の観察用ホルダ。

【請求項4】

前記収容部本体および前記収容部上部は何れも非透光性材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の観察用ホルダ。

【請求項5】

前記観察部は、
前記収容部本体を下方から覆う第１の板材と、
前記第１の板材を下方から覆う透光性の第２の板材と、
を含み、
前記第１の板材および前記第２の板材の少なくとも一方は、前記隣り合う２つの孔が相互に通連するように構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項記載の観察用ホルダ。

【請求項6】

前記第１の板材には、前記複数の孔に対応する複数の貫通孔が設けられ、
前記第１の板材の下面には、前記複数の貫通孔のうち互いに隣り合う２つを接続する窪みであって、その外縁が該２つの貫通孔を取り囲む窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の観察用ホルダ。

【請求項7】

前記窪みは、前記互いに隣り合う２つの貫通孔の間において平坦面を形成している
ことを特徴とする請求項６記載の観察用ホルダ。

【請求項8】

前記窪みを形成する側壁は、
前記隣り合う２つの貫通孔の一方の外縁の一部に沿って設けられた第１の周壁部と、
前記隣り合う２つの貫通孔の他方の外縁の一部に沿って設けられた第２の周壁部と、
前記第１の周壁部と前記第２の周壁部とを接続して連続面を形成する第３の周壁部と、
を含む
ことを特徴とする請求項７記載の観察用ホルダ。

【請求項9】

前記収容部本体の下面には、前記第１の板材の位置を規定するための規定部が設けられている
ことを特徴とする請求項５から請求項８の何れか１項記載の観察用ホルダ。

【請求項10】

前記収容部本体および前記収容部上部は、それらの前記水平方向の一方向における幅が互いに等しくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項４から請求項９の何れか１項記載の観察用ホルダ。

【請求項11】

観察対象物についての情報を付与可能な情報付与部を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項記載の観察用ホルダ。

【請求項12】

請求項１から請求項１１の何れか１項記載の観察用ホルダを複数並べながら該複数の観察用ホルダが水平方向に配列されるように支持する支持台と、
前記複数の観察用ホルダに収容された観察対象物を撮像するための撮像部と、
前記撮像部を前記支持台に対して前記水平方向に相対移動させる移動機構と、を備える
ことを特徴とする観察装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１１の何れか１項記載の観察用ホルダに観察対象物を収容させるための観察準備部を備え、
前記観察準備部は、観察対象物を収容する前の状態の前記観察用ホルダを支持するための準備用支持台と、前記準備用支持台を所定方向に移動可能な第２の移動機構と、を含む
ことを特徴とする請求項１２記載の観察装置。

【請求項14】

観察対象物を収容可能に構成された収容部と、該収容部の下部に設けられた観察部とを備える観察用ホルダに、前記観察部の構成部品として取付け可能な観察用チップであって、
前記収容部には、観察対象物を収容するための複数の孔が上下方向にそれぞれ延び且つ水平方向に並ぶように設けられ、
前記観察用チップは、
前記収容部を下方から覆う第１の板材と、
前記第１の板材を下方から覆う透光性の第２の板材と、
を備え、
前記第１の板材には、前記複数の孔に対応する複数の貫通孔が設けられ、
前記第１の板材の下面には、前記複数の貫通孔のうち互いに隣り合う２つを接続する窪みであって、その外縁が該２つの貫通孔を取り囲む窪みが設けられており、
前記窪みを形成する側壁は、
前記隣り合う２つの貫通孔の一方の外縁の一部に沿って設けられた第１の周壁部と、
前記隣り合う２つの貫通孔の他方の外縁の一部に沿って設けられた第２の周壁部と、
前記第１の周壁部と前記第２の周壁部とを接続して連続面を形成する第３の周壁部と、
を含む
ことを特徴とする観察用チップ。

【請求項15】

請求項１４記載の観察用チップの製造方法であって、
前記第１の板材の下面に前記第２の板材を重ねる工程と、
前記第１の板材と前記第２の板材とを陽極接合法により接合する工程と、
を含む
ことを特徴とする観察用チップの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、観察用ホルダ（主に細胞用観察用ホルダ）に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び２には、観察対象物を観察可能に収容する観察用ホルダの構造が記載されている。観察用ホルダは観察対象物である細胞を観察用ホルダの下方から観察可能に構成され、医師・検査技師・研究者等のユーザは、このような観察用ホルダを用いることにより所定の観察用器具（例えば顕微鏡、撮像カメラなど）を介して観察対象物を映像により観察することができる。観察対象物の例としては、ヒトを含む動物の、細胞を構成要素する組織や体液そのもの、例えばヒトやマウスの血液やリンパ液、腹水洗浄液、肺胞洗浄液、その構成成分である各種白血球細胞やその他の細胞、組織から分離したがん細胞や株化した培養細胞など、さらには真菌などの微生物を含む分離した植物細胞が挙げられ、このような観察対象物である細胞が有する複数の異なる機能を映像により同時に観察可能にする観察用ホルダは、例えば新生児などのマススクリーニング検査や種々の疾患の診断などに用いられうる（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－１２４９０４号公報

【文献】特開２０１１－０３８９２３号公報

【文献】特開２０１８－１０２２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の観察用ホルダにおいては、一度に多くの観察対象物である細胞が有する複数の異なる特性、機能を、簡便に、効率よく観察可能とし、さらにこれらの観察ないし測定を、一度に多くの試料、例えば多数の患者試料に対して同時に可能にするため、構造上の更なる改善が求められうる。

【0005】

本発明は、一つの観察対象物が有する複数の異なる特性を、簡便に、効率よく観察でき、更にこれらの観察を一度に多くの試料に対して可能とする観察用ホルダの新規な構造を提供することを例示的目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一つの側面は観察用ホルダに係り、前記観察用ホルダは、平面視で矩形形状を有し且つ観察対象物を収容可能に構成された収容部と、該収容部の下部に設けられた観察部とを備える観察用ホルダであって、前記観察部は、前記収容部に収容された観察対象物を下方から観察可能に構成され、前記収容部は、観察対象物を収容するための複数の孔が互いに離間して設けられた収容部本体と、前記収容部本体の上部に設けられた収容部上部と、を含み、前記収容部上部は、所定の液体を貯留する貯留部として前記収容部本体の上方の空間を取り囲む壁部を含み、前記収容部上部における前記空間の上方部には開口が設けられており、前記複数の孔は水平方向に配列されて設けられ、個々の孔は前記収容部本体を上下方向に貫通して前記開口に連通し、前記複数の孔のうち隣り合う２つは前記観察部において接続されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、一つの観察対象物が有する複数の異なる特性を、簡便に、効率よく観察可能となる。

【0008】

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

【図面の簡単な説明】

【0009】

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。

【図1】観察装置の構成例を示す側面概略図。

【図2】観察装置の一部についての斜視図。

【図3】観察用ホルダについての斜視図。

【図4】観察用ホルダについての分解図。

【図5】観察部の一部を構成する板材の斜視図。

【図6】観察用ホルダについての下方側斜視図。

【図7A】観察用ホルダについての断面図。

【図7B】観察用ホルダについての断面図。

【図8A】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8B】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8C】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8D】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8E】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8F】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8G】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8H】観察部の製造方法を説明するための図。

【図8I】観察部の製造方法を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

（観察装置の全体構成について）
図１は、実施形態に係る観察装置１についての側面概略図を示し、図２は、観察装置１の一部についての斜視図を示す。観察装置１は、支持台１１、撮像部１２および移動機構１３を備える、また観察装置１は、観察準備部１４を備える。また観察装置１に含まれない後述の観察用ホルダ２が支持台１１上に載置される。

【0012】

支持台１１は、所定の厚みの板状部材である。支持台１１は、複数の観察用ホルダ２を支持可能に構成され、複数の観察用ホルダ２は、支持台１１上において水平方向に配列される。ここで言う水平方向は、支持台１１を水平姿勢としたときの支持台１１の上面と平行な任意の方向である。詳細については後述とするが、個々の観察用ホルダ２は、所定の観察対象物を収容可能に構成される。観察対象物の例としては、例えばヒトの血液など動物の中の白血球細胞が挙げられる。

【0013】

尚、図２において、複数の観察用ホルダ２の配列方向における一方向はＸ方向として示され、また、該配列方向における他方向（Ｘ方向と直交する方向）はＹ方向として示される。また、上記配列方向を水平方向として、垂直方向ないし上下方向はＺ方向として示される。

【0014】

また、詳細については後述とするが、本実施形態においては、支持台１１には、Ｘ方向に等間隔に６個、かつ、Ｙ方向に２列に配置される凹部１１１が設けられる。個々の凹部１１１には、観察用ホルダ２を嵌合させて載置することができる。また、個々の凹部１１１の底部１１１ａには、上下方向に貫通する開口１１２が設けられ、該載置された観察用ホルダ２を下方から視認可能となっている。

【0015】

凹部１１１の底部１１１ａは、開口１１２を形成すると共に、その縁に沿って中心側に鍔状に延出することにより載置部１１１ｂを形成しており、それにより観察用ホルダ２を載置可能とする。後述の観察用ホルダ２の観察部２２の板材（第２の板材）２２２が載置部１１１ｂと当接し、載置される。また、凹部１１１の側壁は、観察用ホルダ２が嵌合された際に観察用ホルダ２を水平方向への移動を規制するための周囲壁（案内壁）１１１ｃを構成している。周囲壁１１１ｃの高さは、例えば、後述の観察用ホルダ２の本体部２１０の本体下部２１０Ｌより高く、本体部２１０の本体上部より低い寸法で形成される。

【0016】

撮像部１２は、観察用ホルダ２に収容された観察対象物を撮像可能に構成され、本実施形態においては支持台１１の下方に設置される。撮像部１２には、動画及び／又は静止画を撮像可能なもの、例えばＣＣＤ／ＣＭＯＳイメージセンサ等を備える公知のカメラ、が用いられればよい。尚、以下の説明において、撮像部１２による撮像は観察とも表現されうる。

【0017】

移動機構１３は、撮像部１２を支持台１１に対して水平方向に相対移動可能に構成され、その移動方向は、本実施形態においてはＸ方向と実質的に平行とする。この移動機構１３による撮像部１２の移動の際、撮像部１２は、Ｘ方向に並んで複数形成される各開口１１２に臨んで移動される。移動機構１３には、公知のスライダ機構、例えば、撮像部１２をＸ方向に摺動可能に支持するレール１３１、撮像部１２に含まれる不図示のナット、該レール１３１に沿って平行に設けられ且つ該ナットと螺合し回転可能に支持されるボールネジ、該ボールネジを回転駆動する電動モータ１３２等、が用いられうる。

【0018】

複数の観察用ホルダ２は、本実施形態では図２に示されるように、Ｘ方向に並ぶ６個の凹部１１１を１列としてＹ方向に２列並ぶ計１２個の凹部１１１を備える。移動機構１３は、撮像部１２をＸ方向およびＹ方向に移動可能とする。或いは、移動機構１３は、撮像部１２をＸ方向のみに移動可能とし、移動機構１３および撮像部１２の組合せをＹ方向に２セット設けるようにしても良い。また、撮像部１２としては、ビジョンカメラ、対物レンズ、その他の撮像装置が挙げられる。撮像部１２として対物レンズを用いる場合は、撮像部１２をインデックステーブル式とし、そのインデックステーブルに倍率の異なる対物レンズを複数セットしておき、インデックス回転により任意の倍率の対物レンズを選択できるようにしても良い。

【0019】

観察準備部１４は、ユーザが準備作業を行うためのユニットである。観察準備部１４は、準備用支持台１４１および移動機構（第２の移動機構）１４２を含む。準備用支持台１４１は、観察対象物を収容する前の状態（未収容状態）の観察用ホルダ２を支持可能に構成される。準備用支持台１４１には、支持台１１同様に凹部１１１及び開口１１２が設けられる。詳細については後述とするが、ユーザは、準備用支持台１４１に支持された観察用ホルダ２に、所定の器具ないし装置を用いて、例えばシリンジ、スポイトなどによる手動注入器、垂直６軸ロボットやスカラロボットなどによる自動注入機等により、観察対象物を注入して観察対象物を収容させることで観察の準備を行うことができる。

【0020】

尚、ここでいうユーザとしては、医師・検査技師・研究者等の作業者が典型例として挙げられるが、それ／それらの指示に基づいて動作する産業用ロボットないしマニピュレータであってもよい。

【0021】

移動機構１４２は、準備用支持台１４１を所定方向（少なくともＺ方向）に移動可能に構成され、例えば、準備用支持台１４１を使用する際には移動機構１４２を動作させ、準備用支持台１４１の高さの調節を行い、観察の準備を行うことができる。移動機構１４２には、公知のスライダ機構、例えば、準備用支持台１４１を摺動可能に支持するレール１４２１、該レール１４２１に沿って準備用支持台１４１を摺動させる電動モータ１４２２等、が用いられうる。

【0022】

詳細については後述とするが、このような観察装置１において、ユーザは、準備用支持台１４１に支持される観察用ホルダ２に観察対象物を注入させ、観察対象物の準備が行われる。その後、観察用ホルダ２を準備用支持台１４１から支持台１１に移載することで、観察装置１に対する観察用ホルダ２のセットが完了する。その後、撮像部１２を用いて観察用ホルダ２の下方から観察対象物の観察が行われる。ここで、観察対象物の準備は、観察用ホルダ２の観察部２２（後述）を下方から撮像部１２で撮像しつつ、その撮像画像を確認しながら観察対象物を観察用ホルダ２の所定の位置（観察位置）に注入し、観察対象物となる細胞を観察位置に配置させる、ことを可能な状態にすることを指す。観察装置１は、観察システム、評価装置、評価システム、診断装置、診断システム等と称されてもよい。

【0023】

（観察用ホルダの構成について）
図３は、観察用ホルダ２の斜視図を示す。図４は、観察用ホルダ２の分解図を示す。観察用ホルダ２は、収容部２１および観察部２２を備える。尚、図３～図４には、図２に対応するように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が示される。

【0024】

収容部２１は、平面視（Ｚ方向での視点。上面視。）で矩形形状、ここでは長方形形状、を有しており、前述の観察対象物を収容可能に構成される。収容部２１は、本実施形態においては収容部本体２１０および収容部上部２１１を含む。収容部本体２１０は、平面視の短手方向（図３中ではＹ方向）の中央部に突起部２１０１を備える。この突起部２１０１は、平面視の長手方向（図３中ではＸ方向）に延設される。これにより、突起部２１０１の両側には段差面２１０２が形成される。

【0025】

収容部本体２１０の突起部２１０１には、観察対象物を収容するための複数の孔Ｈ１が互いに離間して設けられる。複数の孔Ｈ１はＸ方向およびＹ方向に配列されて設けられ、個々の孔Ｈ１は突起部２１０１をＺ方向に貫通するように設けられる。収容部本体２１０に形成され、液体に接する複数の孔Ｈ１のそれぞれの面には、親水性化の加工処理が行われうる。突起部２１０１の上面２１０Ｕは平坦化されており、この上面２１０Ｕに個々の孔Ｈ１の開口端が位置する。また、上面２１０Ｕにおける各孔Ｈ１およびその周囲を含む領域を平坦領域２１０Ｒとする（図３参照）。

【0026】

収容部上部２１１は、収容部本体２１０の上部に設けられ、収容部本体２１０に収容部上部２１１をセットした際に、収容部本体２１０の平坦領域２１０Ｒの上方に空間を形成するための開口２１１２を備える。言い換えると、収容部上部２１１における壁部２１１１ａで取り囲まれた空間が開口２１１２である。開口２１１２は、収容部上部２１１を貫通して形成され、開口面積は、収容部上部２１１の上部と下部とで互いに異なる。下部開口２１１２ｂは、突起部２１０が挿入される部分であり、突起部２１０の形状とほぼ同じ大きさで形成される。

【0027】

一方、上部開口２１１２ａは、平坦領域２１０Ｒの上方に空間を形成する部分であり、平坦領域２１０Ｒの形状とほぼ同じ大きさで形成される。即ち、上部開口２１１２ａの開口面積の方が、下部開口２１１２ｂの開口面積よりも小さい。突起部２１０の上面２１０Ｕの一部が、上部開口２１１２ａと下部開口２１１２ｂとの段差面ＳＳに係合し、結果として、平坦領域２１０Ｒが上部開口２１１２ａに臨むこととなる。その際、収容部上部２１１の下部２１１Ｌの一部は、収容部本体２１０の段差面２１０２に係合する。この状態において、上部開口２１１２ａと平坦領域２１０Ｒとで囲まれた空間は、所定の液体を貯留するための貯留部として機能する。尚、開口２１１２の最上部２１１２ｃはテーパ状に広がって形成される。

【0028】

このように、開口２１１２の断面積を収容部上部２１１の上部と下部とで異なるものとし、断面積の小さい上部開口２１１２ａで貯留部を形成して貯留容積を小さくしたことで、貯留部に貯留させる液体の量を少なくすることができる。また、収容部上部２１１に貯留部として形成され、貯留される液体と接するそれぞれの面には、複数の孔Ｈ１を形成する面と同様に親水性化の加工処理が行われうる。液体としては、観察対象物に対応する液体培地が用いられうるが、生理食塩水等の他の溶液が用いられてもよい。

【0029】

詳細については後述とするが、収容部本体２１０に設けられる複数の孔Ｈ１は、それぞれを独立して用いるのではなく、隣り合う２つ孔Ｈ１を一組とし、観察部２２において孔Ｈ１の下端同士を接続してなるＵ字状の通路として用いられる。

【0030】

本実施形態においては、収容部本体２１０は非透光性材料で構成される。また、収容部上部２１１は透光性材料で構成されるものとする。尚、非透光性とは、可視光の透過率が比較的低いことを指し、例えば該透過率が５０％以下、好適には３０％以下、より好適には１０％以下であるとよい。また、透光性とは、可視光の透過率が比較的高いことを指し、例えば該透過率が５０％以上、好適には７０％以上、より好適には９０％以上であるとよい。他の実施形態として、収容部上部２１１は非透過性材料で構成されても良い。

【0031】

また、収容部本体２１０および収容部上部２１１は、一つの部材で構成されても良く、一つの部材で構成する場合、いずれも非透過性材料で構成されることが好ましい。

【0032】

観察部２２は、収容部２１の下部に設けられ、収容部２１に収容された観察対象物を撮像部１２により下方から観察可能に構成される。観察部２２は、板材（第１の板材）２２１および板材（第２の板材）２２２を含む。板材２２１は、収容部本体２１０を下方から覆い、また、板材２２２は、この板材２２１を下方から覆う。板材２２２は、板材２２１を下方から覆い、実質的に透光性の材料で構成される。板材２２１は、本実施形態においては部分的に透光性の材料で構成されるものとするが、その全部が非透光性あるいは反射性の材料で構成されてもよい。また、表面が暗色系（例えば黒色）の素材を採用してもよい。板材２２１は、例えば、異方性のドライエッチング（誘導結合プラズマ式反応性イオンエッチング）で微細加工したシリコンディスク（シリコンウェハ）が採用される。板材２２１及び２２２は、本実施形態においては、平面視で同一サイズの矩形状の部材が採用される。板材２２１及び２２２の少なくとも一方は、上記隣り合う２つの孔Ｈ１が相互に通連するように構成されればよい。このことを、図５を参照しながら以下に述べる。

【0033】

図５は、板材２２１の斜視図を示す。本実施形態においては、板材２２１には、複数の孔Ｈ１に対応する複数の貫通孔Ｈ３が設けられる。板材２２１の下面には、複数の貫通孔Ｈ３のうち互いに隣り合う２つ（例えばＨ３ａ及びＨ３ｂ）を接続する窪みＣＣ１が設けられる。この窪みＣＣ１は、その外縁が上記２つの貫通孔Ｈ３を取り囲むように設けられる。即ち、複数の貫通孔Ｈ３は、板材２２１の上面側では、複数の孔Ｈ１と対向する位置に互いに独立して設けられているのに対し、板材２２１の下面側では、上記隣り合う２つの孔Ｈ３が窪みＣＣ１により連通することにより部分的に独立していない。本実施形態の場合、窪みＣＣ１は、平面視長円状で設けられる。窪みＣＣ１は、テラス、リセス等と称されてもよい。

【0034】

窪みＣＣ１は、上記隣り合う２つの貫通孔Ｈ３の間において平坦部ＰＬを含む。平坦部ＰＬは平坦面ＰＬ１を含む。また、窪みＣＣ１の外縁は側壁ＷＰで構成される。側壁ＷＰは、周壁部ＷＰ１、ＷＰ２及び二つのＷＰ３を含む。周壁部ＷＰ１及びＷＰ２は、長円における円周部に対応する壁部であり、周壁部ＷＰ３は長円における直線部に対応する壁部である。また、周壁部ＷＰ１は、上記２つの貫通孔Ｈ３の一方（ここではＨ３ａ）に臨む部分であり、周壁部ＷＰ２は、上記２つの貫通孔Ｈ３の他方（ここではＨ３ｂ）に臨む部分である。

【0035】

具体的には、周壁部ＷＰ１は、貫通孔Ｈ３のサイズと同一サイズで形成される筒状の上部周壁部ＷＰ１Ｕと、上部周壁部ＷＰ１Ｕと連続して形成され且つ同一サイズで形成される半筒状の下部周壁部ＷＰ１Ｌと、を含む。また、周壁部ＷＰ２は、周壁部ＷＰ１同様、貫通孔Ｈ３のサイズと同一サイズで形成される筒状の上部周壁部ＷＰ２Ｕと、上部周壁部ＷＰ２Ｕと連続して形成され且つ同一サイズで形成される半筒状の下部周壁部ＷＰ２Ｌと、を含む。

【0036】

二つの周壁部ＷＰ３は、周壁部ＷＰ１及びＷＰ２と接続する連続面を形成するようにそれぞれ設けられる。具体的には、二つの周壁部ＷＰ３は、周壁部ＷＰ１の下部周壁部ＷＰ１Ｌと、周壁部ＷＰ１の下部周壁部ＷＰ１Ｌと対向して設けられる周壁部ＷＰ２の下部周壁部ＷＰ２Ｌと、を接続する下部周壁部ＷＰ１Ｌおよび下部周壁部ＷＰ２Ｌの高さと同じ高さの連続面として、それぞれ設けられる。

【0037】

本実施形態においては、平面視において、個々の貫通孔Ｈ３は略円形に設けられ、周壁部ＷＰ１及びＷＰ２の上部周壁部ＷＰ１Ｕおよび上部周壁部ＷＰ２Ｕのそれぞれは貫通孔Ｈ３の径と同径の円を描くように、また、周壁部ＷＰ１及びＷＰ２の下部周壁部ＷＰ１Ｌおよび下部周壁部ＷＰ２Ｌのそれぞれは、貫通孔Ｈ３の径と同径の半円の円弧を描くように、設けられ、周壁部ＷＰ３は略直線を描くように設けられる。

【0038】

このように形成された板材２２１の下面、すなわち窪みＣＣ１、を平板状の板材２２２で覆設することで、周壁部ＷＰ１、ＷＰ２、ＷＰ３、平坦部ＰＬおよび板材２２１で囲まれた空間からなる通路が連絡通路２２０Ｗとして形成される（図６参照）。これにより、隣り合う２つの貫通孔Ｈ３の下部同士が連絡通路２２０Ｗを介して接続され、２つの貫通孔Ｈ３が繋がって１つの通路を形成する。そして、板材２２１の上面側において、隣り合う２つの孔Ｈ１に対応するそれぞれの貫通孔Ｈ３を連通させることで、収容部２１に収容された観察対象物が、連絡通路２２０Ｗに滞在する際に撮像部１２により観察することが可能となる。また、隣り合う複数の孔Ｈ１を連通する連絡通路２２０Ｗを形成し、連絡通路２２０Ｗを移動する液体と接する窪みＣＣ１のそれぞれの面には、親水性化の加工処理が行われうる。

【0039】

尚、側壁ＷＰの形状は、本実施形態に限られるものではなく、平面視において上記２つの貫通孔Ｈ３の全部を包含するように設けられればよい。また、貫通孔Ｈ３のサイズ（径）、ＷＰ１のサイズ（径）およびＷＰ１のサイズ（径）は、それぞれの円弧が一致するように合わせられること（同一サイズであること）が好ましいが、観察の際に見えにくくなるなどの影響がなければ、互いに異なるサイズであってもよい。

【0040】

再び図４を参照すると、収容部本体２１０の本体下部２１０Ｌには、板材２２１の位置を規定するための規定部２１０ａが設けられる。この規定部２１０ａは、本実施形態においては収容部本体２１０の底面に陥凹して設けられた陥凹部であり、平面視において、該陥凹の形状は板材２２１の外形に従う。該陥凹部の深さは、板材２２１の厚みと同等またはそれ以上とされる。規定部２１０ａである該陥凹に観察部２２の板材２２１を嵌合させることにより、収容部２１に対する観察部２２の位置決めを適切に行うことができる。実際には、貫通孔Ｈ３に対応する周壁部ＷＰ１及びＷＰ２の上部周壁部ＷＰ１Ｕおよび上部周壁部ＷＰ２Ｕの位置合わせが適切に行うことができればよい。代替的／付随的に、印字、切欠き等、所定のマークが規定部２１０ａとして設けられてもよい。

【0041】

図６は、前述の収容部２１および観察部２２が相互に組み付けられて成る観察用ホルダ２の下方側斜視図を示す。観察部２２の板材２２２は透光性材料で構成される。そのため、観察対象物は、上記２つの貫通孔Ｈ３（例えばＨ３ａ及びＨ３ｂ）を繋ぐ連絡通路２２０Ｗに滞在する際に、撮像部１２（図１～図２参照）により観察部２２を介して撮像可能となる。

【0042】

連絡通路２２０Ｗの一部を構成する平坦面ＰＬ１は、上記２つの貫通孔Ｈ３（例えばＨ３ａ及びＨ３ｂ）の間の領域の全部が平坦面として設けられることが好ましいが、平坦部ＰＬに含まれる平坦面ＰＬ１が該領域の一部のみに設けてもよく、その場合、該領域に部分的に段差が（平坦面ＰＬ１が他の平坦部ＰＬと異なる高さ位置に）存在してもよい。

【0043】

図７Ａは、複数の孔Ｈ１を通り且つＸ方向に沿った垂直面を切断面とする観察用ホルダ２の断面図を示す。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ‐ＶＩＩＢ線断面図を示す。また、図７Ｂは、破線で囲まれる観察部２２の部分拡大図を含む。観察部２２は、収容部本体２１０に設けられた複数の孔Ｈ１の内、隣り合う２つの孔Ｈ１が、対応の貫通孔Ｈ３ａ及びＨ３ｂ並びに連絡通路２２０Ｗを介して接続され、一組の孔Ｈ１が一つの通路を形成することとなる。

【0044】

一例として、観察対象物が血液の場合、孔Ｈ１及び貫通孔Ｈ３は、例えば７００［μｍ］～１３００［μｍ］程度、より好適には９００［μｍ］～１１００［μｍ］程度、更に好適には１０００［μｍ］程度、の直径で設けられるとよい。また、上記２つの貫通孔Ｈ３間の距離は、例えば３５０［μｍ］～６５０［μｍ］程度、より好適には４５０［μｍ］～５５０［μｍ］程度、更に好適には５００［μｍ］程度、とするとよい。この場合、窪みＣＣ１は、使用する体液などに存在する粒子の大きさに応じて決定されれば良い。例えばヒト血液の場合、その中に存在する白血球の大きさに応じて、例えば２［μｍ］～７［μｍ］程度、より好適には３［μｍ］～５［μｍ］程度、更に好適には４［μｍ］程度、の深さで設けられれば良い。また、組織から分離したがん細胞などの場合は、例えば１２［μｍ］～５［μｍ］程度、好ましくは１０［μｍ］～６［μｍ］程度、より好ましくは８［μｍ］程度の深さで設けられればよい。尚、平坦部ＰＬに段差部を含む平坦面ＰＬ１を設ける際には、平坦部ＰＬの深さを５０－１００［μｍ］とし、平坦面ＰＬ１と連絡通路２２０Ｗを形成する板材２２２の面との距離は、使用する体液などに存在する粒子の大きさより小さく、粒子が移動できる程度の距離で決定して設ければ良い。

【0045】

ここで、撮像部１２による観察対象物の観察が適切に実現されるように、撮像部１２は、＋Ｚ方向を指向範囲の中心とするように且つ上記２つの貫通孔Ｈ３（例えばＨ３ａ及びＨ３ｂ）の間の窪みＣＣ１内の平坦面ＰＬ１直下を走査するように、設置されるとよい。

【0046】

また、図７Ａ～図７Ｂからも分かるように、本実施形態においては、収容部本体２１０および収容部上部２１１は、それらの水平方向の一方向（ここではＹ方向）における幅が互いに等しくなるように構成される。これにより、収容部２１、即ち観察用ホルダ２そのもの、の小型化が可能となり、支持台１１上に複数の観察用ホルダ２を密に配列可能となる。本実施形態においては、水平方向の一方向（ここではＹ方向）を特に密に配列可能となる。

【0047】

また、本実施形態においては、収容部本体２１０および収容部上部２１１は、それらの水平方向の他方向（ここではＸ方向）における幅が互いに異なるように構成される。このような構成によれば、撮像部１２の撮像範囲となる窪みＣＣ１が設けられる観察部２２、複数の孔Ｈ１が設けられる収容部本体２１０、及び、開口２１１２が設けられる収容部上部２１１を小サイズ化することが可能となり、観察用ホルダ２の製造材料を削減可能となる。また、ユーザによる観察用ホルダ２の把持の仕損じ（それに伴う観察用ホルダ２の落下等）を防止可能となる。なお、これらの幅は、Ｘ方向及びＹ方向の一方において互いに異なっていてもよいが、他の実施形態として、双方において互いに等しくてもよい。

【0048】

本実施形態の観察用ホルダ２においては、図３に示したように、収容部上部２１１に情報付与部２３が設けられる。具体的には、情報付与部２３は、収容部上部上面２１１Ｕに設けられる。情報付与部２３は、観察対象物についての情報を付与可能なものである。この情報は観察対象情報とも表現可能であり、その例としては、被検者の氏名、観察対象物の採取日等が挙げられる。また、この情報は、被検者の氏名、観察対象物の採取日等と関連付けて管理されるコード情報でもよい。コード情報としては、複数の番号の組合せによる番号情報、二次元データ情報（例えば、バーコード、ＱＲコード）等を採用することができる。コード情報は、不図示のコード情報読取装置により読み取ることが可能である。情報付与部２３は、観察対象情報を印字可能に構成されてもよいし、観察対象情報が記載されたシールを貼付け可能に構成されてもよい。ユーザは、この情報付与部２３を用いることにより観察対象物を比較的簡便に管理可能となる。

【0049】

（観察対象物の収容方法および観察方法について）
ユーザは、準備用支持台１４１に支持された観察用ホルダ２に、例えばシリンジ、スポイト等の所定の器具を用いて、開口Ｈ２から任意の孔Ｈ１にアクセス可能であり、個々の孔Ｈ１に観察対象物を収容することができる。より詳細には、先ず空間ＳＰ１及び孔Ｈ１に所定の液体（液体培地）が充填され、その後、観察部２２により接続された互いに隣り合う２つの孔（一組の孔）Ｈ１の一方に観察対象物（例えば血液）が急速に注入される。これにより、その一部は連絡通路２２０Ｗおよび窪みＣＣ１に流入する。観察に必要な十分量の細胞が窪みＣＣ１に流入しない場合には、他方の孔Ｈ１側に負圧吸引を行うことにより窪みＣＣ１に細胞を流入させることができる。ここで、図３からも分かるように、開口２１１２の最上部２１１２ｃは、例えば傾斜面を形成するように、設けられるとよい。これにより、ユーザは開口２１１２から任意の孔Ｈ１に適切にアクセス可能となる。

【0050】

観察対象物を収容済となった観察用ホルダ２は支持台１１に移載され、該観察対象物は撮像部１２により観察用ホルダ２の下方から観察部２２を介して観察されうる。

【0051】

前述のとおり、本実施形態においては、収容部本体２１０は非透光性材料で構成され、また、収容部上部２１１は透光性材料で構成される。収容部本体２１０が非透光性材料で構成されていることから、観察対象部となる平坦面ＰＬ１と観察非対象部となる貫通孔Ｈ３との明暗を鮮明にすることができ、観察対象部となる平坦面ＰＬ１部分に注入される観察対象物は撮像部１２により下方から観察部２２を介して観察し易い。また、収容部上部２１１が透光性材料で構成されていることから、ユーザは、観察対象物を孔Ｈ１に収容する際には、開口２１１２および個々の孔Ｈ１の中の様子を上方および側方の双方から視認可能となる。

【0052】

他の実施形態として、ユーザがシリンジやスポイト等の所定の器具を用いて、開口２１１２から任意の孔Ｈ１にアクセスし、個々の孔Ｈ１に観察対象物を収容する作業に代わって、自動機により観察対象物を自動的に収容させるようにしても良い。この場合、収容部上部２１１を透過性材料で構成させなくても良く、収容部本体２１０および収容部上部２１１は何れも非透光性材料で構成されてもよい。収容部本体２１０および収容部上部２１１を何れも非透光性材料で構成させることで、個々の孔Ｈ１の位置を自動機に含まれる検出手段（例えば、カメラ）により上方から視認可能となり、観察対象物の収容作業を効率よく行うことが可能となる。

【0053】

再び図２を参照すると、観察用ホルダ２を支持する支持台１１には、観察用ホルダ２を嵌合させて載置するための凹部１１１と、凹部１１１底部に上下方向に貫通する開口１１２と、が設けられる。凹部１１１の載置部１１１ｂが板材２２２の周縁部下面を支持することで観察対象部となる平坦面ＰＬ１部分までの高さが一定に維持され、撮像部１２による観察対象物の下方からの観察が適切に実現可能となる。このことは、準備用支持台１４１についても同様である。

【0054】

観察用ホルダ２は、観察対象物についての観察が完了した後に廃棄可能であり、ディスポーザブルホルダ等と称されてもよい。即ち、観察用ホルダ２を使い捨て型（一度使用された後には破棄が推奨されるもの）とすることによって、測定試料と異なる観察対象物、いわゆるコンタミネーション、の混入を更に防止可能となる。よって、観察用ホルダ２は、その全体がユニット化されて構成されてもよい。例えば、収容部２１及び観察部２２（それらを構成する各要素）は分離不可に固定されてもよいし、また、収容部２１においては、収容部本体２１０及び収容部上部２１１は分離不可に固定されてもよい。

【0055】

本実施形態では、ディスポーザブルホルダとしての観察用ホルダ２は、窪みＣＣ１が設けられる観察部２２、複数の孔Ｈ１が設けられる収容部本体２１０、及び、開口２１１２が設けられる収容部上部２１１を、それぞれに応じた形状ないし外形で構成して小サイズ化を実現させており、有効に活用可能となっている。

【0056】

（観察部の製造方法について）
前述のとおり、板材２２１及び２２２を含む上記観察部２２は収容部２１の下部に設けられる。これにより、収容部２１および観察部２２は容器を形成することとなる。この観点において、観察部２２は、収容部底部、容器底部等と称されてもよいし、また、観察用ホルダ２は、観察用容器等と称されてもよい。このような観察部２２は、観察用ホルダ２に構成部品として取付け可能な観察用チップとして個別に用意可能であり、公知の半導体製造技術を用いて作製可能である。

【0057】

図８Ａ～図８Ｉは、観察部２２の製造方法の各工程を説明するための図である。本製造方法の概要は、板材２２１の下面に板材２２２を重ねた後、板材２２１及び２２２を陽極接合法により接合する、というものである。尚、以下においては、説明の容易化のため、本製造方法における主な工程に着目して述べるが、必要に応じて、洗浄処理、熱処理等が適宜行われうる。

【0058】

図８Ａの工程では、板材２２１の材料となる半導体基板ＳＢ１を準備し、半導体基板ＳＢ１に対して酸化処理を行う。半導体基板ＳＢ１にはシリコン基板が好適に用いられうる。尚、この工程で形成される酸化膜ＯＸ１の膜厚は０．１２μｍ（１２００Å）程度とする。

【0059】

図８Ｂの工程では、図８Ａの工程で得られた構造（説明の容易化のため、酸化膜ＯＸ１も含めて、本表現とする。以下の説明において同様とする。）の上面の一部に対してエッチング処理を行い、半導体基板ＳＢ１の上面の一部が露出するように酸化膜ＯＸ１を部分的に除去すると共に、該露出された半導体基板ＳＢ１を部分的に除去する。このエッチング処理は、例えば誘導結合型プラズマエッチングにより行われうる。また、エッチングにより除去された部分をエッチング部と称する。

【0060】

図８Ｃの工程では、図８Ｂの工程で得られた構造の上面に対して酸化処理を行い、エッチング部および既存の酸化膜ＯＸ１を新たな酸化膜ＯＸ１で覆う。この工程により、上面に段差を有する半導体基板ＳＢ１と、該上面を覆う酸化膜ＯＸ１とが得られる。酸化処理の後、ＣＭＰ（化学機械研磨）処理等の研磨処理を行うことにより酸化膜ＯＸ１上面は平坦化されてもよい。

【0061】

図８Ｄの工程では、図８Ｃの工程で得られた構造の上面に金属膜Ｍ１を形成する。この工程は、スパッタリング法等、公知の堆積法により行われればよい。金属膜Ｍ１の材料としてはアルミニウムが好適に用いられうる。尚、この工程で形成される金属膜Ｍ１の膜厚は０．４μｍ程度とする。

【0062】

図８Ｅの工程では、図８Ｄの工程で得られた構造の上面の一部に対してエッチング処理を行い、半導体基板ＳＢ１の上面の一部が露出するように金属膜Ｍ１および酸化膜ＯＸ１を部分的に除去すると共に、該露出された半導体基板ＳＢ１を部分的に除去する。

【0063】

図８Ｆの工程では、図８Ｅの工程で形成されたエッチング部に対して更なるエッチング処理を行い、図８Ｅの工程で形成されたエッチング部の深さを深くする。これにより、エッチング部は半導体基板ＳＢ１における下面側の酸化膜ＯＸ１の近傍まで達する。

【0064】

図８Ｇの工程では、図８Ｆの工程で得られた構造の下面側に対してＣＭＰ処理等の研磨処理を行うことにより、エッチング部が半導体基板ＳＢ１を貫通する貫通孔Ｈ３となる。

【0065】

図８Ｈの工程では、図８Ｇの工程で得られた構造から金属膜Ｍ１および酸化膜ＯＸ１を除去し、また、付随的に表面酸化処理を行って酸化膜（不図示）を形成する。これにより得られる構造を板材２２１とする。

【0066】

図８Ｉの工程では、図８Ｈの工程で得られた板材２２１に板材２２２を重ね、それらを陽極接合法により接合する。板材２２２の材料には、透明で平坦性が担保される材質のものが採用され、採用される材質に応じて、固相接合法など他の適切な接合方法により接合させても良い。以上の手順により観察部２２を作製することができる。

【0067】

前述の観察部２２となる観察用チップは、実際には複数の板材２２１の製造をまとめて一度に行うことにより得られる。複数の観察用チップを一度に製造するため、複数の板材２２１の処理が可能な所定のサイズの第一親板材（ここではシリコン基板）に対して複数の板材２２１を製造するための上記処理を行う。次に、第一親板材と同一サイズの第二親板材（ここではガラス板）を重ねて接合させる。その後、該接合された第一及び第二親板材をダイシング等によりチップ毎に切り分ける切り分け工程を経ることで、複数の観察用チップを一度に製造可能である。

【0068】

なお、平坦部ＰＬに段差を含む平坦面ＰＬ１を設けた異なる種類の観察用チップを製造する場合には、平坦面ＰＬ１と平坦部ＰＬの他の面との境界部分に影が生じる恐れがある。そのため、段差として形成される段差壁面をそれぞれの面に対して垂直になるように直角加工することが好ましい。このことは、前述の製造方法と同様の製造方法により実現可能であるが、その際、境界部分を直角に加工するため直角加工が可能な厚みのシリコン基板（シリコンウェハ）が用いられると良い。

【0069】

（まとめ）
本実施形態によれば、観察用ホルダ２は収容部２１および観察部２２を備える。収容部２１は、平面視で矩形形状を有し且つ観察対象物（例えば血液）を収容可能に構成される。観察部２２は、収容部２１の下部に設けられ、収容部２１に収容された観察対象物を下方から観察可能に構成される。収容部２１は、収容部本体２１０と、その上部に設けられた収容部上部２１１とを含む。収容部本体２１０には、観察対象物を収容するための複数の孔Ｈ１が設けられる。収容部上部２１１は、収容部本体２１０の上方の開口２１１２を取り囲む壁部２１１１ａを含む。この壁部２１１１ａは、所定の液体（液体培地）を開口２１１２内に貯留するための貯留部ないし堰き止め部として機能する。複数の孔Ｈ１は水平方向に配列されて設けられ、個々の孔Ｈ１は収容部本体２１０を上下方向に貫通して開口２１１２に連通する。また、複数の孔Ｈ１のうち隣り合う２つは観察部２２において接続される。

【0070】

このような構成によれば、隣り合う２つの孔Ｈ１の間に位置しうる観察対象物は、観察部２２を介して下方から観察可能となる。これにより、観察用ホルダ２を所定の支持台１１上に複数並べた場合に、一度に多くの観察対象物、または、一つの観察対象物が有する複数の異なる特性を、簡便に、効率よく観察可能となる。また、液体と接するそれぞれの面に対して親水性化の加工処理を行うことで、液体の貯留や試料の注入および試料の観察位置への配置を容易に且つ確実に行うことができる。また、複数の孔Ｈ１の何れにも開口Ｈ２からアクセス可能となるため、医師・検査技師・研究者等のユーザは、観察対象物を比較的容易に任意の孔Ｈ１に収容可能となる。

【0071】

以上の説明においては、理解の容易化のため、各要素をその機能面に関連する名称で示したが、各要素は、実施形態で説明された内容を主機能として備えるものに限られるものではなく、それを補助的に備えるものであってもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図8G】

【図8H】

【図8I】