[go: up one dir, main page]

JP2020167959A - Medium monitoring device - Google Patents

Medium monitoring device Download PDF

Info

Publication number
JP2020167959A
JP2020167959A JP2019071737A JP2019071737A JP2020167959A JP 2020167959 A JP2020167959 A JP 2020167959A JP 2019071737 A JP2019071737 A JP 2019071737A JP 2019071737 A JP2019071737 A JP 2019071737A JP 2020167959 A JP2020167959 A JP 2020167959A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
medium
unit
culture
image
specific region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019071737A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佐々木 浩
Hiroshi Sasaki
浩 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2019071737A priority Critical patent/JP2020167959A/en
Priority to US16/802,665 priority patent/US11299701B2/en
Publication of JP2020167959A publication Critical patent/JP2020167959A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

To correctly monitor a state of a medium on the basis of an image of a medium including cells, without complicating a device.SOLUTION: A medium monitoring device 1 comprises: an illumination light source 15 for radiating illumination light to a specific region where a culture broth and cells in a culture vessel 3 exist; a two-dimensional imaging element 27 for acquiring an image of the specific region by imaging observation light from the specific region to which the illumination light is radiated; an image analysis part 10 for dividing the image of the specific region acquired by the two-dimensional imaging element 27 into pixels of cells and pixels of a background, and calculating a representative pixel value which is a representation of the pixels of the background; and a control part 9 for repeatedly acquiring the image of the specific region by the two-dimensional imaging element 27, at a prescribed timing, then calculating the representative pixel value of the pixels of the background by the image analysis part for every image of the specific region acquired, then determining a state of the culture broth on the basis of secular change of the calculated representative pixel value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、培地モニタリング装置に関するものである。 The present invention relates to a culture medium monitoring device.

近年、iPS細胞(人工多能性幹細胞)をはじめとする培養細胞を使用した再生医療分野において、培養のスケールアップが望まれている。細胞の培養方法には、フラスコおよびシャーレ等の小型の容器内において細胞を培養する接着培養と、バイオリアクタ等の大型の容器内において培地を撹拌することによって培地中に細胞を浮遊させた状態で培養する浮遊培養がある。 In recent years, scale-up of culture has been desired in the field of regenerative medicine using cultured cells such as iPS cells (induced pluripotent stem cells). The cell culture method includes adhesive culture in which cells are cultured in a small container such as a flask and a petri dish, and a state in which the cells are suspended in the medium by stirring the medium in a large container such as a bioreactor. There is a suspension culture to culture.

細胞を大量に培養するには、培養効率が細胞の接着面積に左右されない浮遊培養の方が接着培養よりも優位であることから、接着培養に代わって浮遊培養が採用されつつある(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の技術は、容器内の浮遊細胞の培養状況を把握するために、容器内の細胞の画像を取得している。 In order to culture a large amount of cells, suspension culture is being adopted in place of adhesion culture because suspension culture, in which the culture efficiency is not affected by the adhesion area of cells, is superior to adhesion culture (for example, patent). See Reference 1.). The technique described in Patent Document 1 acquires an image of cells in a container in order to grasp the culture state of floating cells in the container.

細胞の培養においては、細胞を長期にわたって培養すると培地が劣化してしまう。そのため、培地の劣化度を定期的に確認し、培地の劣化が進行した場合は培地交換を行う必要がある(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2に記載の技術は、細胞を培養中の培地の光学的な透過率を定期的に測定することによって、培地の状態を判定し、培地交換のタイミングを特定している。 In cell culture, the medium deteriorates when cells are cultured for a long period of time. Therefore, it is necessary to periodically check the degree of deterioration of the medium and replace the medium when the deterioration of the medium progresses (see, for example, Patent Document 2). The technique described in Patent Document 2 determines the state of the medium by periodically measuring the optical transmittance of the medium in which the cells are cultured, and specifies the timing of medium replacement.

特開2017−140006号公報JP-A-2017-140006 国際公開第2017/104696号International Publication No. 2017/104696

特許文献2に記載の吸光度測定系を特許文献1に記載のバイオリアクタに適用しようとすると、培地中の細胞の画像を取得する光学系および培地の透過率の変化を測定する光学系の両方を別々に装置に組み込む必要があり、装置が複雑になるという問題がある。 When the absorbance measurement system described in Patent Document 2 is applied to the bioreactor described in Patent Document 1, both an optical system for acquiring an image of cells in a medium and an optical system for measuring a change in the transmittance of the medium are used. There is a problem that the device needs to be incorporated separately, which complicates the device.

また、培地の透過率を測定する光学系を細胞の画像を取得する光学系によって代用することも考えられるが、画像を取得する領域、すなわち撮像領域における培地中に細胞が存在すると、細胞による照明光の散乱および吸収の影響を大きく受けることになる。培地を撹拌することによって細胞は培地中にランダムに浮遊しているので、培地中における細胞が存在しない領域を特定するのは困難である。取得した画像の輝度変化が培地の劣化によるものなのか細胞による照明光の散乱によるものなのかを区別することができず、培地の状態を正確に監視することができないという問題がある。 It is also conceivable to substitute the optical system for measuring the transmittance of the medium with an optical system for acquiring an image of the cells, but when the cells are present in the medium in the region for acquiring the image, that is, the imaging region, the cells are illuminated. It will be greatly affected by light scattering and absorption. Since the cells are randomly suspended in the medium by stirring the medium, it is difficult to identify the region where the cells do not exist in the medium. There is a problem that it is not possible to distinguish whether the change in the brightness of the acquired image is due to the deterioration of the medium or the scattering of the illumination light by the cells, and the state of the medium cannot be accurately monitored.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置を複雑にせず、かつ、培地の状態を正確に監視可能な培地モニタリング装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a medium monitoring device capable of accurately monitoring the state of a medium without complicating the device.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、容器内の培地および細胞が存在する特定領域に照明光を照射する照明部と、前記照明光が照射された前記特定領域からの観察光を撮影することによって前記特定領域の画像を取得する撮像部と、該撮像部によって取得された前記特定領域の画像を前記細胞の画素と背景の画素とに分け、該背景の画素を代表する代表画素値を算出する画像解析部と、前記撮像部によって前記特定領域の画像を所定のタイミングで繰り返し取得するとともに、取得された前記特定領域の画像ごとに前記画像解析部によって前記代表画素値を算出し、算出した前記代表画素値の経時変化に基づいて前記培地の状態を判定する制御部とを備える培地モニタリング装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One aspect of the present invention is the specific region by photographing the illumination unit that irradiates the specific region in which the medium and the cells exist in the container with the illumination light and the observation light from the specific region irradiated with the illumination light. The image pickup unit that acquires the image of the above, and the image analysis unit that divides the image of the specific region acquired by the image pickup unit into the pixel of the cell and the pixel of the background and calculates the representative pixel value representing the pixel of the background. Then, the image pickup unit repeatedly acquires the image of the specific region at a predetermined timing, and the image analysis unit calculates the representative pixel value for each acquired image of the specific region, and the calculated representative pixel value is calculated. It is a medium monitoring apparatus including a control unit that determines the state of the medium based on the change with time.

本態様によれば、照明部によって容器内の培地および細胞が存在する特定領域に照明光が照射されると、その特定領域からの観察光に基づいて撮像部によって容器内の特定領域の画像が取得され、取得された特定領域の画像から細胞の画素を含まない背景の画素の代表画素値が画像解析部によって算出される。そして、制御部により、撮像部によって所定のタイミングで繰り返し取得される容器内の特定領域の各画像から画像解析部によってそれぞれ算出される背景の画素の代表画素値の経時変化に基づいて、容器内の培地の状態が判定される。 According to this aspect, when the illumination unit irradiates a specific area in which the medium and cells in the container exist, the image pickup unit displays an image of the specific area in the container based on the observation light from the specific area. The image analysis unit calculates the representative pixel values of the background pixels that do not include the cell pixels from the acquired image of the specific region. Then, based on the time course of the representative pixel value of the background pixel calculated by the image analysis unit from each image of the specific region in the container repeatedly acquired by the control unit at a predetermined timing, the inside of the container is used. The state of the medium is determined.

この場合において、培地中における細胞が存在する領域は時間とともに変化するものの、容器内の特定領域の画像から抽出される細胞の画素を含まない背景の画素のみの経時変化を監視することによって、細胞による照明光の散乱の影響を受けずに培地の状態を判定することができる。また、細胞を観察する撮像部を用いて、培地の状態を監視することによって、培地の状態を監視するための光学系を別途設けなくて済み、装置を簡素化することができる。したがって、装置を複雑にせず、かつ、容器内の特定領域の画像に基づいて培地の状態を正確に監視することができる。 In this case, although the region in which the cells are present in the medium changes with time, the cells are monitored over time only for the background pixels that do not contain the pixels of the cells extracted from the image of the specific region in the container. The state of the medium can be determined without being affected by the scattering of the illumination light. Further, by monitoring the state of the medium by using the imaging unit for observing the cells, it is not necessary to separately provide an optical system for monitoring the state of the medium, and the apparatus can be simplified. Therefore, the state of the medium can be accurately monitored based on the image of a specific area in the container without complicating the device.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、複数の微小な反射要素が配列されたアレイを有し前記照明部との間に前記容器を挟んで配置され前記容器内の前記特定領域を透過した前記照明光を反射する再帰性反射部材を備え、前記撮像部が、前記再帰性反射部材によって反射された前記照明光が再度照射された前記特定領域の画像を取得することとしてもよい。 The medium monitoring device according to the above aspect has an array in which a plurality of minute reflective elements are arranged, and is arranged with the container sandwiched between the illumination unit and the illumination light transmitted through the specific region in the container. The image pickup unit may acquire an image of the specific region that is re-irradiated with the illumination light reflected by the retroreflective member.

再帰性反射部材は、複数の微小な反射要素が配列されたアレイによって構成されていることにより、入射した照明光を入射方向と全く同一の方向に反射する。すなわち、容器の材質、形状、大きさ等に関わらず、容器内の特定領域を透過した照明光を再帰性反射部材によって入射光路と同一の光路を通って容器内の特定領域に再度照射し、撮像部によってその特定領域の画像を確実に取得することができる。したがって、制御部によって判定される培地の状態に基づいて、多種多様な培養容器でも培地を安定して監視することができる。 Since the retroreflective member is composed of an array in which a plurality of minute reflecting elements are arranged, the incident illumination light is reflected in the same direction as the incident direction. That is, regardless of the material, shape, size, etc. of the container, the illumination light transmitted through the specific area in the container is re-irradiated to the specific area in the container through the same optical path as the incident optical path by the retroreflective member. The image pickup unit can reliably acquire an image of the specific region. Therefore, the medium can be stably monitored even in a wide variety of culture vessels based on the state of the medium determined by the control unit.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部が、前記撮像部の光軸に対して傾いた方向から前記特定領域を偏斜照明する偏斜照明光学系を備えることとしてもよい。
偏斜照明光学系によって、無色透明の細胞に対して立体感がある画像を用いて培地の状態を監視することができる。
The medium monitoring device according to the above aspect may include an oblique illumination optical system in which the illumination unit obliquely illuminates the specific region from a direction inclined with respect to the optical axis of the imaging unit.
The oblique illumination optical system makes it possible to monitor the state of the medium by using an image having a stereoscopic effect on colorless and transparent cells.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部および前記撮像部が、前記特定領域の位相差画像を生成する位相差光学系を備えることとしてもよい。
位相差光学系によって、培地中の細胞の高解像でコントラストが高い画像を用いて培地の状態を監視することができる。
The culture medium monitoring device according to the above aspect may include a retardation optical system in which the illumination unit and the imaging unit generate a retardation image of the specific region.
The phase-difference optical system allows the state of the medium to be monitored using high-resolution, high-contrast images of cells in the medium.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、光を透過可能な透明部を有し、前記照明部および前記撮像部を収容する筐体を備え、前記容器内の前記培地に前記筐体を挿入した状態で、前記照明部によって前記透明部を経由させて前記特定領域に前記照明光を照射するとともに、前記撮像部によって前記透明部を通して前記特定領域の画像を取得することとしてもよい。 The medium monitoring device according to the above aspect has a transparent portion capable of transmitting light, includes a housing for accommodating the lighting unit and the imaging unit, and has the housing inserted into the medium in the container. The illumination unit may irradiate the specific region with the illumination light via the transparent portion, and the imaging unit may acquire an image of the specific region through the transparent portion.

この構成によって、容器内の培地に筐体を挿入した状態で特定領域の画像を取得するので、使用する容器の形状や大きさ、材質等の制限を殆ど受けずに済む。したがって、多種多様な容器に適応できる。 With this configuration, since an image of a specific region is acquired with the housing inserted in the medium in the container, there are almost no restrictions on the shape, size, material, etc. of the container to be used. Therefore, it can be applied to a wide variety of containers.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部から前記透明部を経由して前記筐体の外部に射出された前記照明光を前記撮像部に向けて反射することによって前記特定領域を偏斜照明する反射部材を備えることとしてもよい。
この構成によって、容器内で照明光が照射される範囲を筐体の透明部と反射部材との間の空間に制限し、筐体の透明部と反射部材との間の空間に侵入した細胞を撮影することができる。
The medium monitoring device according to the above aspect obliquely illuminates the specific area by reflecting the illumination light emitted from the illumination unit to the outside of the housing via the transparent unit toward the imaging unit. It may be provided with a reflective member.
With this configuration, the range of illumination light in the container is limited to the space between the transparent part of the housing and the reflective member, and the cells that have invaded the space between the transparent part of the housing and the reflective member are allowed to enter. You can shoot.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記筐体の周囲を覆う筒状の保護チューブを備え、該保護チューブの先端に前記反射部材が設けられていることとしてもよい。
保護チューブによって、筐体と筐体内の照明部および撮像部とを安全に保護した状態で、これら筐体、照明部および撮像部を容器内で作動させることができる。
The culture medium monitoring device according to the above aspect may include a tubular protective tube that covers the periphery of the housing, and the reflective member may be provided at the tip of the protective tube.
The protective tube can safely protect the housing and the lighting unit and the imaging unit in the housing, and operate the housing, the lighting unit, and the imaging unit in the container.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、使用者に情報を通知する通知部を備え、前記制御部が、前記通知部によって培地交換のタイミングを前記使用者に通知することとしてもよい。
容器の材質、形状、大きさ等に関わらず、制御部によって培地の状態が正確に判定されるので、その制御部から通知部を経由して使用者に適切なタイミングで培地交換を促すことができる。
The medium monitoring device according to the above aspect may include a notification unit for notifying the user of information, and the control unit may notify the user of the timing of medium replacement by the notification unit.
Regardless of the material, shape, size, etc. of the container, the control unit accurately determines the state of the medium, so the control unit can prompt the user to change the medium at an appropriate timing via the notification unit. it can.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記容器に前記培地を供給する培地供給部と、前記容器から前記培地を排出する培地排出部とを備え、前記制御部が、培地交換のタイミングになったと判定した場合に、前記培地排出部によって前記容器から前記培地の一部を排出し、かつ、前記培地供給部によって前記容器に新たな前記培地を供給することとしてもよい。 The medium monitoring device according to the above aspect includes a medium supply unit for supplying the medium to the container and a medium discharge unit for discharging the medium from the container, and the control unit determines that it is time to replace the medium. In this case, a part of the medium may be discharged from the container by the medium discharge unit, and a new medium may be supplied to the container by the medium supply unit.

培地排出部によって容器内の培地の一部を排出させる一方、培地供給部によって容器に新たな培地を供給することにより、容器内の培地を交換することができる。また、画像解析部によって算出される背景の画素の代表画素値の経時変化に基づき、制御部によって容器内の培地が劣化したか否か、すなわち、培地交換のタイミングか否かが分かる。したがって、制御部によって、背景の画素の代表画素値の経時変化に基づいて培地供給部および培地排出部を制御することにより、使用者の手間をかけずに正確なタイミングで培地交換を行うことができる。 The medium in the container can be replaced by supplying a new medium to the container by the medium supply unit while discharging a part of the medium in the container by the medium discharge unit. Further, based on the time-dependent change of the representative pixel value of the background pixel calculated by the image analysis unit, it is possible to know whether or not the medium in the container has deteriorated by the control unit, that is, whether or not it is the timing of medium replacement. Therefore, by controlling the medium supply unit and the medium discharge unit based on the time course of the representative pixel values of the background pixels, the control unit can replace the medium at an accurate timing without the trouble of the user. it can.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部が、単一の波長の前記照明光を発する単色光源を備えることとしてもよい。
この場合、前記単色光源が、白色光源と、該白色光源から発せられた光から単一の波長のみを抽出するバンドパスフィルタとを備えることとしてもよいし、前記単色光源がLED光源であってもよい。
In the medium monitoring device according to the above aspect, the illumination unit may include a monochromatic light source that emits the illumination light having a single wavelength.
In this case, the monochromatic light source may include a white light source and a bandpass filter that extracts only a single wavelength from the light emitted from the white light source, or the monochromatic light source is an LED light source. May be good.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部が、前記照明光として波長が異なる複数の単色光を発する単色光源を備え、前記制御部が、前記特定領域に照射された前記単色光の波長ごとに前記撮像部によって取得される各前記特定領域の画像における前記背景の画素の前記代表画素値の経時変化に基づいて前記培地の状態を判定することとしてもよい。
この構成によって、単色光の波長ごとに得られる特定領域の各画像における背景の画素の代表画素値の経時変化に基づき、培地の状態の判定精度を向上することができる。
In the medium monitoring device according to the above aspect, the illumination unit includes a monochromatic light source that emits a plurality of monochromatic lights having different wavelengths as the illumination light, and the control unit performs each wavelength of the monochromatic light irradiated to the specific region. The state of the medium may be determined based on the time course of the representative pixel value of the background pixel in the image of each specific region acquired by the imaging unit.
With this configuration, it is possible to improve the accuracy of determining the state of the medium based on the time-dependent changes in the representative pixel values of the background pixels in each image of the specific region obtained for each wavelength of monochromatic light.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記単色光源が、白色光源と、該白色光源から発せられる光の光路上に挿脱可能に設けられ、前記白色光源からの光から互いに異なる単一の波長のみを抽出する複数のバンドパスフィルタとを備えることとしてもよい。
この構成によって、バンドパスフィルタを交換するだけで所望の波長の光を特定領域に照射することができ、装置の汎用性および作業者による操作性を向上することができる。
In the medium monitoring device according to the above aspect, the monochromatic light source is provided so as to be removable on the optical path of the white light source and the light emitted from the white light source, and only a single wavelength different from the light from the white light source. It may be provided with a plurality of band path filters for extracting light sources.
With this configuration, it is possible to irradiate a specific region with light having a desired wavelength simply by exchanging the bandpass filter, and it is possible to improve the versatility of the device and the operability by the operator.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記単色光源が、波長が異なる複数のLED光源であってもよい。
この構成によって、点灯させるLEDを切り替えるだけの簡易な操作で済み、照明光の光路に配置するバンドパスフィルタを切り替える等の手間を不要にすることができる。
In the medium monitoring device according to the above aspect, the monochromatic light source may be a plurality of LED light sources having different wavelengths.
With this configuration, a simple operation of switching the LED to be turned on is sufficient, and it is possible to eliminate the trouble of switching the bandpass filter arranged in the optical path of the illumination light.

上記態様に係る培地モニタリング装置は、前記照明部が白色光源を備え、前記撮像部がカラーCCDを備え、前記制御部が、前記カラーCCDによって取得された前記特定領域の画像における前記背景の画素から求められる前記培地の色相とpHとの関係に基づいて、前記培地の状態を判定することとしてもよい。
この構成によって、培地の色情報から培地のpHを求めることにより、培地の状態をより正確に判定することができる。
In the culture medium monitoring device according to the above aspect, the illumination unit includes a white light source, the imaging unit includes a color CCD, and the control unit uses the background pixels in the image of the specific region acquired by the color CCD. The state of the medium may be determined based on the required relationship between the hue and pH of the medium.
With this configuration, the state of the medium can be determined more accurately by obtaining the pH of the medium from the color information of the medium.

本発明によれば、装置を複雑にせず、かつ、培地の状態を正確に監視することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the state of the medium can be accurately monitored without complicating the apparatus.

本発明の第1実施形態に係る培地モニタリング装置を上方から見た概略構成図である。It is a schematic block diagram which looked at the culture medium monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention from above. 図1の培地モニタリング装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the culture medium monitoring apparatus of FIG. 図1の光学測定ユニットの構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the optical measurement unit of FIG. 本発明の第1実施形態の変形例に係る培地モニタリング装置を上方から見た概略構成図である。It is a schematic block diagram which looked at the culture medium monitoring apparatus which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention from above. 本発明の第2実施形態に係る培地モニタリング装置を上方から見た概略構成図である。It is a schematic block diagram which looked at the culture medium monitoring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention from above. 図5の培地モニタリング装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the culture medium monitoring apparatus of FIG. 本発明の第2実施形態の変形例に係る培地モニタリング装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the culture medium monitoring apparatus which concerns on the modification of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る培地モニタリング装置を上方から見た概略構成図である。It is a schematic block diagram which looked at the culture medium monitoring apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention from above. 本発明の第4実施形態に係る培地モニタリング装置と培養容器の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the culture medium monitoring apparatus and the culture vessel which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図9の培地モニタリング装置を構成する筐体と保護チューブとを分離させた状態の縦断面図である。9 is a vertical cross-sectional view showing a state in which the housing constituting the medium monitoring device of FIG. 9 and the protective tube are separated. 図9の培地モニタリング装置を構成する筐体に保護チューブを装着した状態の縦断面図である。9 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a protective tube is attached to a housing constituting the medium monitoring device of FIG. 9. 本発明の第4実施形態に係る培地モニタリング装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the culture medium monitoring apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図12の培地モニタリング装置と培養容器を構成する筐体と保護カバーの縦断面図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view of a housing and a protective cover constituting the medium monitoring device and the culture container of FIG. 図13の培地モニタリング装置の構成を説明する概略断面図である。It is the schematic sectional drawing explaining the structure of the culture medium monitoring apparatus of FIG. 図14のモニタリング装置によって取得される上側画像および下側画像の一例とこれら上側画像および下側画像を重ね合わせた状態の一例を示す図である。It is a figure which shows the example of the upper image and the lower image acquired by the monitoring apparatus of FIG. 14, and the state which superposed the upper image and the lower image. 各実施形態の第2変形例に係る光学測定ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical measurement unit which concerns on the 2nd modification of each embodiment. 各実施形態の第3変形例に係る光学測定ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical measurement unit which concerns on 3rd modification of each embodiment. 各実施形態の第4変形例に係る光学測定ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical measurement unit which concerns on 4th modification of each embodiment. 各実施形態の第5変形例に係る光学測定ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical measurement unit which concerns on 5th modification of each embodiment. 各実施形態の第6変形例に係る光学測定ユニットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical measurement unit which concerns on 6th modification of each embodiment. 各実施形態の第7変形例に係る正方形の色空間(RGB)と円柱形の色空間(HSL)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the square color space (RGB) and the cylindrical color space (HSL) which concerns on the 7th modification of each embodiment. 各実施形態の第7変形例に係る色相角とpHの関係を示すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table which shows the relationship between the hue angle and pH which concerns on 7th modification of each embodiment. 各実施形態の第7変形例に係る3板式のカラーCCDの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the 3 plate type color CCD which concerns on 7th modification of each embodiment. 各実施形態の第7変形例に係る単板式のカラーCCDの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the single plate type color CCD which concerns on 7th modification of each embodiment.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る培地モニタリング装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る培地モニタリング装置1は、例えば、図1〜図3に示すように、培養容器(容器)3内に細胞Sとともに収容されている培養液(培地)Wを撹拌する撹拌機5と、培養容器3内の培養液Wおよび細胞Sが存在する特定領域R(図3参照)の画像を取得する光学測定ユニット7と、撹拌機5および光学測定ユニット7を制御したり、培養液Wの状態を判定したりする制御部9と、各種情報を表示する表示部11と、使用者に情報を通知するスマートフォン等の警告発信部(通知部)13とを備えている。
[First Embodiment]
The medium monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The medium monitoring device 1 according to the present embodiment is, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, a stirrer 5 that stirs the culture solution (medium) W contained together with the cells S in the culture container (container) 3. The optical measurement unit 7 that acquires an image of the specific region R (see FIG. 3) in which the culture medium W and the cells S exist in the culture medium 3, the stirrer 5 and the optical measurement unit 7 are controlled, and the culture medium is used. It includes a control unit 9 for determining the state of W, a display unit 11 for displaying various information, and a warning transmission unit (notification unit) 13 for a smartphone or the like that notifies the user of the information.

培養容器3は、例えば、細胞Sを浮遊培養するバイオリアクタ等の容器である。この培養容器3は、上面3aが閉塞された有底円筒状の容器である。また、培養容器3は、光学的に透明な材質によって形成されており、光学測定ユニット7による照明光を透過させることができる。培養液Wには、pH指示薬のフェノールレッド等が添加されている。 The culture container 3 is, for example, a container such as a bioreactor in which cells S are suspended and cultured. The culture container 3 is a bottomed cylindrical container in which the upper surface 3a is closed. Further, the culture vessel 3 is formed of an optically transparent material, and can transmit the illumination light of the optical measurement unit 7. Phenol red or the like, which is a pH indicator, is added to the culture solution W.

撹拌機5は、培養容器3の上面3aを経由して培養容器3内に挿入される撹拌棒5aと、撹拌棒5aに設けられた複数の撹拌羽5bと、撹拌棒5aを長手軸回りに回転させるモータ5cとを備えている。 The stirrer 5 has a stirring rod 5a inserted into the culture vessel 3 via the upper surface 3a of the culture vessel 3, a plurality of stirring blades 5b provided on the stirring rod 5a, and a stirring rod 5a around the longitudinal axis. It is equipped with a rotating motor 5c.

光学測定ユニット7は、図3に示すように、照明光を発生する照明光源(照明部)15と、照明光源15から発せられた照明光を集光する集光レンズ(照明部)17と、集光レンズ17によって集光された照明光を培養容器3内の培養液Wおよび細胞Sが存在する特定領域Rに照射する対物レンズ(照明部)19と、培養容器3内の特定領域Rを透過した照明光を照明光源15に向けて戻す再帰性反射部材21と、再帰性反射部材21によって戻された照明光の経路を分岐するハーフミラー23と、ハーフミラー23によって分岐された照明光を結像させる結像光学系25と、結像光学系25によって結ばれた像を撮影する2次元撮像素子(撮像部)27とを備えている。特定領域Rは、対物レンズ19の焦点面、つまり撮像領域に相当する。 As shown in FIG. 3, the optical measurement unit 7 includes an illumination light source (illumination unit) 15 that generates illumination light, a condenser lens (illumination unit) 17 that collects illumination light emitted from the illumination light source 15. The objective lens (illumination unit) 19 that irradiates the illumination light focused by the condensing lens 17 onto the specific region R in which the culture solution W and the cells S exist in the culture vessel 3, and the specific region R in the culture vessel 3. A retroreflective member 21 that returns the transmitted illumination light toward the illumination light source 15, a half mirror 23 that branches the path of the illumination light returned by the retroreflective member 21, and an illumination light branched by the half mirror 23. It includes an imaging optical system 25 for forming an image and a two-dimensional imaging element (imaging unit) 27 for capturing an image formed by the imaging optical system 25. The specific region R corresponds to the focal plane of the objective lens 19, that is, the imaging region.

照明光源15は、照明光として、例えば560nmの単色光を発生するLED(Light Emitting Diode)である。この照明光源15は、培養容器3の外側から培養容器3内の特定領域Rに向けて照明光を照射する。 The illumination light source 15 is an LED (Light Emitting Diode) that generates, for example, 560 nm monochromatic light as illumination light. The illumination light source 15 irradiates the illumination light from the outside of the culture vessel 3 toward the specific region R in the culture vessel 3.

対物レンズ19は、照明光源15からの照明光を培養容器3内の特定領域Rに集光させる一方、再帰性反射部材21によって培養容器3内の特定領域Rを再度透過して戻る照明光を集光させる。 The objective lens 19 concentrates the illumination light from the illumination light source 15 on the specific region R in the culture vessel 3, while the retroreflective member 21 retransmits the illumination light in the culture vessel 3 and returns the illumination light. Condensing.

再帰性反射部材21は、培養容器3の外部において、対物レンズ19に対して培養容器3を深さ方向に交差する方向に挟んだ状態で、照明光源15、集光レンズ17および対物レンズ19に略対向して配置されている。これら照明光源15、集光レンズ17および対物レンズ19と再帰性反射部材21は、培養容器3内を進む照明光が撹拌機5の撹拌棒5aおよび撹拌羽5bと干渉しない位置に配されている。 The retroreflective member 21 is placed on the illumination light source 15, the condenser lens 17, and the objective lens 19 in a state where the culture container 3 is sandwiched in the depth direction with respect to the objective lens 19 outside the culture container 3. They are arranged substantially opposite to each other. The illumination light source 15, the condenser lens 17, the objective lens 19, and the retroreflective member 21 are arranged at positions where the illumination light traveling in the culture vessel 3 does not interfere with the stirring rod 5a and the stirring blade 5b of the stirrer 5. ..

再帰性反射部材21は、例えば、図1および図3に示すように、面Pに沿って多数の微小な反射要素21aが配列されたアレイを有している。面Pは、培養容器3を透過した照明光の光軸に交差する面である。面Pは、平面および曲面のいずれであってもよい。面Pは、例えば、図1に示されるように一定の曲率を有し一方向に湾曲する曲面であってもよいし、複数方向に湾曲する曲面であってもよい。 The retroreflective member 21 has, for example, an array in which a large number of minute reflective elements 21a are arranged along the surface P, as shown in FIGS. 1 and 3. The surface P is a surface that intersects the optical axis of the illumination light that has passed through the culture vessel 3. The surface P may be either a flat surface or a curved surface. The surface P may be, for example, a curved surface having a constant curvature and curved in one direction as shown in FIG. 1, or a curved surface curved in a plurality of directions.

反射要素21aは、例えば、プリズムまたは球状のガラスビーズである。反射要素21aに入射した照明光は、入射時とは逆向きに反射されることによって反射要素21aから射出される。反射要素21aは微小であるので、入射時と射出時との間で照明光の経路のシフトはほとんど生じない。したがって、再帰性反射部材21によって反射された照明光は、再帰性反射部材21に入射する照明光の経路と同一の経路に沿って戻る。すなわち、培養容器3の内部と再帰性反射部材21との間で照明光は同一経路を往復する。 The reflective element 21a is, for example, a prism or spherical glass beads. The illumination light incident on the reflecting element 21a is emitted from the reflecting element 21a by being reflected in the direction opposite to that at the time of incident. Since the reflective element 21a is minute, there is almost no shift in the path of the illumination light between the time of incident and the time of emission. Therefore, the illumination light reflected by the retroreflective member 21 returns along the same path as the path of the illumination light incident on the retroreflective member 21. That is, the illumination light reciprocates in the same path between the inside of the culture vessel 3 and the retroreflective member 21.

再帰性反射部材21を配置する位置および角度は任意に設定することができる。再帰性反射部材21は、例えば図示しないスタンドまたは壁等に貼り付けることとしてもよいし、培養容器3の側面に貼り付けることとしてもよい。再帰性反射部材21の設置位置および設置角度は、照明光源15から培養容器3を透過してきた照明光を受けることができる位置、距離および角度であればよい。 The position and angle at which the retroreflective member 21 is arranged can be arbitrarily set. The retroreflective member 21 may be attached to, for example, a stand or a wall (not shown), or may be attached to the side surface of the culture vessel 3. The installation position and installation angle of the retroreflective member 21 may be any position, distance, and angle that can receive the illumination light transmitted from the illumination light source 15 through the culture vessel 3.

ハーフミラー23は、対物レンズ19と2次元撮像素子27との間の光路上に配置されている。このハーフミラー23は、照明光源15からの照明光を反射することによって対物レンズ19に入射させる一方、再帰性反射部材21から対物レンズ19を経由して光路を戻る照明光を2次元撮像素子27に向けて透過させる。 The half mirror 23 is arranged on the optical path between the objective lens 19 and the two-dimensional image sensor 27. The half mirror 23 causes the illumination light from the illumination light source 15 to be incident on the objective lens 19, while the two-dimensional image pickup element 27 emits the illumination light that returns from the retroreflective member 21 through the objective lens 19 to the objective lens 19. Make it transparent toward.

2次元撮像素子27は、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサである。この2次元撮像素子27は、結像光学系25によって結ばれた像を撮影することによって、培養容器3内の特定領域Rの画像を取得する。 The two-dimensional image sensor 27 is a CCD image sensor or a CMOS image sensor. The two-dimensional image sensor 27 acquires an image of a specific region R in the culture vessel 3 by photographing an image formed by the imaging optical system 25.

制御部9は、例えば、PC(Personal Computer)である。この制御部9は、例えば、インタフェース回路と、ハードディスクドライブ等の記憶部と、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)とを備えている(いずれも図示略。)。また、制御部9は、図1に示すように、2次元撮像素子27によって取得された画像を解析する画像解析部10を備えている。 The control unit 9 is, for example, a PC (Personal Computer). The control unit 9 includes, for example, an interface circuit, a storage unit such as a hard disk drive, a CPU (Central Processing Unit), and a RAM (Random Access Memory) (all are not shown). Further, as shown in FIG. 1, the control unit 9 includes an image analysis unit 10 that analyzes an image acquired by the two-dimensional image sensor 27.

記憶部には、CPUが実行する各種プログラムが記憶されている。
CPUは、記憶部に記憶されている各種プログラムを読み込み、以下の機能を実行する。すなわち、制御部9は、照明光源15の点灯、撹拌機5のモータ5cの駆動、画像解析部10による画像解析、2次元撮像素子27による画像の取得および取得した画像の保存、表示部11による画像の表示、および、表示部11または警告発信部13による使用者への通知等を制御する。
Various programs executed by the CPU are stored in the storage unit.
The CPU reads various programs stored in the storage unit and executes the following functions. That is, the control unit 9 turns on the illumination light source 15, drives the motor 5c of the stirrer 5, analyzes the image by the image analysis unit 10, acquires the image by the two-dimensional image sensor 27, saves the acquired image, and uses the display unit 11. It controls the display of images and the notification to the user by the display unit 11 or the warning transmission unit 13.

画像解析部10は、2次元撮像素子27によって取得された培養容器3内の特定領域Rの画像を解析することにより、画素ごとに細胞Sの領域と背景の領域とに分類する。例えば、画像解析部10は、明暗の変化が顕著に表れる細胞Sの輪郭を抽出し、抽出した輪郭の内側を細胞Sに分類する一方、抽出した輪郭の外側を背景に分類する。また、背景の画素は周波数が低いことから、画像解析部10は、画素の分類に周波数回析を併用してもよい。 The image analysis unit 10 analyzes the image of the specific region R in the culture vessel 3 acquired by the two-dimensional image sensor 27, and classifies each pixel into a cell S region and a background region. For example, the image analysis unit 10 extracts the contour of the cell S in which the change in brightness is remarkable, classifies the inside of the extracted contour into the cell S, and classifies the outside of the extracted contour as the background. Further, since the background pixels have a low frequency, the image analysis unit 10 may use frequency diffraction together with the pixel classification.

また、画像解析部10は、背景の領域に分類した画素を代表する代表画素値を算出する。例えば、画像解析部10は、背景の画素の代表画素値として、背景に分類された画素の平均輝度値または中間輝度値を求める。以下、背景の領域に分類された画素を背景画素ともいう。 Further, the image analysis unit 10 calculates a representative pixel value representing the pixels classified in the background region. For example, the image analysis unit 10 obtains the average luminance value or the intermediate luminance value of the pixels classified in the background as the representative pixel value of the pixels in the background. Hereinafter, the pixels classified into the background area are also referred to as background pixels.

また、制御部9は、所定の時間間隔で、照明光源15から培養容器3内の特定領域Rに照明光を照射させるとともに、特定領域Rを透過した照明光を2次元撮像素子27によって撮影させることにより、特定領域Rの画像を所定のタイミングで繰り返し取得させる。そして、制御部9は、取得された特定領域Rの画像ごとに画像解析部10によって背景画素の代表画素値を算出させ、算出した代表画素値の経時変化に基づいて、培養容器3内の培養液Wの状態を判定する。 Further, the control unit 9 irradiates the specific region R in the culture vessel 3 with the illumination light from the illumination light source 15 at predetermined time intervals, and causes the two-dimensional image sensor 27 to capture the illumination light transmitted through the specific region R. As a result, the image of the specific area R is repeatedly acquired at a predetermined timing. Then, the control unit 9 causes the image analysis unit 10 to calculate the representative pixel value of the background pixel for each acquired image of the specific region R, and based on the time-dependent change of the calculated representative pixel value, the culture in the culture container 3 is performed. Determine the state of the liquid W.

また、制御部9は、細胞Sの培養を開始する前に特定領域Rを透過させた照明光の画像における背景画素の初期の代表画素値を記憶している。この制御部9は、細胞Sの培養中に取得された特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値を初期の代表画素値と比較する。そして、制御部9は、背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下した場合に、培地交換のタイミングであることを表示部11または警告発信部13によって使用者に通知する。 Further, the control unit 9 stores the initial representative pixel value of the background pixel in the image of the illumination light transmitted through the specific region R before starting the culture of the cell S. The control unit 9 compares the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R acquired during the culture of the cell S with the initial representative pixel value. Then, when the representative pixel value of the background pixel is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 notifies the user that it is time to replace the medium by the display unit 11 or the warning transmitting unit 13. To do.

次に、本実施形態の培地モニタリング装置1の作用について説明する。
上記構成の培地モニタリング装置1によって細胞Sを培養しながら培養液Wの状態を監視する場合は、まず、制御部9によって撹拌機5が駆動されることにより、培養容器3内の培養液Wが撹拌される。これにより、培養液W中において細胞Sが浮遊しながら培養される。
Next, the operation of the medium monitoring device 1 of the present embodiment will be described.
When monitoring the state of the culture solution W while culturing the cells S by the medium monitoring device 1 having the above configuration, first, the culture solution W in the culture container 3 is driven by the control unit 9 to drive the stirrer 5. It is agitated. As a result, the cells S are cultured while floating in the culture medium W.

次いで、制御部9によって、所定の時間間隔で照明光源15が点灯されることによって、照明光源15から発せられた560nmの照明光が、集光レンズ17、ハーフミラー23および対物レンズ19を経由して培養容器3内の特定領域Rに照射される。特定領域Rを透過した照明光は、再帰性反射部材21によって反射され、再帰性反射部材21への入射経路と同一の経路を通って培養容器3に向かって戻る。 Next, the control unit 9 turns on the illumination light source 15 at predetermined time intervals, so that the illumination light of 560 nm emitted from the illumination light source 15 passes through the condenser lens 17, the half mirror 23, and the objective lens 19. The specific region R in the culture vessel 3 is irradiated. The illumination light transmitted through the specific region R is reflected by the retroreflective member 21 and returns toward the culture vessel 3 through the same path as the incident path to the retroreflective member 21.

そして、照明光は、培養容器3内の特定領域Rを再度透過した後、対物レンズ19、ハーフミラー23および結像光学系25を経由して2次元撮像素子27によって撮影される。これにより、2次元撮像素子27によって、特定領域Rのタイムラプス画像が繰り返し取得される。2次元撮像素子27によって取得された特定領域のタイムラプス画像は、制御部9によって保存される。 Then, the illumination light is transmitted through the specific region R in the culture vessel 3 again, and then is photographed by the two-dimensional image sensor 27 via the objective lens 19, the half mirror 23, and the imaging optical system 25. As a result, the two-dimensional image sensor 27 repeatedly acquires a time-lapse image of the specific region R. The time-lapse image of the specific region acquired by the two-dimensional image sensor 27 is stored by the control unit 9.

次いで、制御部9によって画像解析部10が制御されることにより、所定の時間間隔で取得された培養容器3内の特定領域Rの各画像からそれぞれ背景画素が抽出され、抽出された背景画素の代表画素値(輝度値)が算出される。そして、制御部9により、画像解析部10によって算出された画像ごとの背景画素の代表画素値の経時変化が監視される。 Next, by controlling the image analysis unit 10 by the control unit 9, background pixels are extracted from each image of the specific region R in the culture vessel 3 acquired at predetermined time intervals, and the extracted background pixels are extracted. The representative pixel value (luminance value) is calculated. Then, the control unit 9 monitors the time-dependent change of the representative pixel value of the background pixel for each image calculated by the image analysis unit 10.

背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下すると、制御部9によって表示部11または警告発信部13が制御され、培地交換のタイミングであることが表示部11または警告発信部13よって使用者に通知される。 When the representative pixel value of the background pixel is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 controls the display unit 11 or the warning transmission unit 13, and the display unit 11 or the warning transmission unit indicates that it is time to replace the medium. The user is notified by the part 13.

この場合において、培養液W中における細胞Sが存在する領域は時々刻々と変化するものの、培養容器3内の特定領域Rの画像から抽出される細胞Sの画素を含まない背景画素のみの経時変化を監視することによって、細胞Sによる照明光の散乱の影響を受けずに培養液Wの状態を判定することができる。 In this case, although the region in which the cells S exist in the culture medium W changes from moment to moment, only the background pixels that do not include the pixels of the cells S extracted from the image of the specific region R in the culture vessel 3 change with time. The state of the culture solution W can be determined without being affected by the scattering of the illumination light by the cells S.

また、細胞Sの画像取得用の光学系、すなわち、対物レンズ19、結像光学系25および2次元撮像素子27を用いて培養液Wの状態を監視することによって、背景画素の経時変化を測定するための光学系を別途設けなくて済み、装置を簡素化することができる。したがって、装置を複雑にせず、かつ、培養容器3内の特定領域Rの画像に基づいて培養液Wの状態を正確に監視することができる。 Further, the change with time of the background pixel is measured by monitoring the state of the culture solution W using an optical system for acquiring an image of the cell S, that is, an objective lens 19, an imaging optical system 25, and a two-dimensional image sensor 27. It is not necessary to separately provide an optical system for this purpose, and the device can be simplified. Therefore, the state of the culture solution W can be accurately monitored based on the image of the specific region R in the culture vessel 3 without complicating the apparatus.

また、培養容器3内の特定領域Rを透過した照明光が再帰性反射部材21によって入射光路と同一の光路を通って培養容器3内の特定領域Rに再度照射されることにより、培養容器3の材質、形状、大きさ等に関わらず、その特定領域Rの画像を2次元撮像素子27によって確実に取得することができる。したがって、制御部9によって判定される培養液Wの状態に基づいて、多種多様な培養容器3でも培養液Wを安定して監視することができる。 Further, the illumination light transmitted through the specific region R in the culture vessel 3 is again irradiated to the specific region R in the culture vessel 3 through the same optical path as the incident optical path by the retroreflective member 21, so that the culture vessel 3 is used. Regardless of the material, shape, size, etc. of the above, the image of the specific region R can be reliably acquired by the two-dimensional image pickup element 27. Therefore, the culture solution W can be stably monitored even in a wide variety of culture containers 3 based on the state of the culture solution W determined by the control unit 9.

本実施形態は以下の構成に変形することができる。
例えば、図4に示すように、再帰性反射部材21が配置される位置に、照明光源15および集光レンズ17からなる偏斜照明光学系29を配置することとしてもよい。
This embodiment can be transformed into the following configuration.
For example, as shown in FIG. 4, the oblique illumination optical system 29 including the illumination light source 15 and the condenser lens 17 may be arranged at the position where the retroreflective member 21 is arranged.

この場合、偏斜照明光学系29の照明光源15から発せられた照明光は、集光レンズ17を経由して培養容器3内の特定領域Rに偏斜照明される。そして、特定領域Rを透過した照明光は、対物レンズ19によって集光された後、結像光学系25によって結像されて2次元撮像素子27によって撮影される。 In this case, the illumination light emitted from the illumination light source 15 of the oblique illumination optical system 29 is obliquely illuminated in the specific region R in the culture vessel 3 via the condenser lens 17. Then, the illumination light transmitted through the specific region R is focused by the objective lens 19, then imaged by the imaging optical system 25 and photographed by the two-dimensional image sensor 27.

本変形例によれば、培養容器3内の特定領域Rを透過した照明光がハーフミラー23および再帰性反射部材21を通らず、かつ、その照明光が対物レンズ19を通過するのは1回なので、照明光の利用効率を向上することができる。 According to this modification, the illumination light transmitted through the specific region R in the culture vessel 3 does not pass through the half mirror 23 and the retroreflective member 21, and the illumination light passes through the objective lens 19 once. Therefore, the utilization efficiency of the illumination light can be improved.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る培地モニタリング装置について説明する。
本実施形態に係る培地モニタリング装置31は、例えば、図5および図6に示すように、培養容器3に培養液Wを供給する培地供給部33と、培養容器3から培養液Wを排出する培地排出部41とを備え、制御部9が培地供給部33および培地排出部41を制御する点で第1実施形態と異なる。
以下、第1実施形態に係る培地モニタリング装置1と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the medium monitoring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
The medium monitoring device 31 according to the present embodiment is, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, a medium supply unit 33 for supplying the culture medium W to the culture container 3 and a medium for discharging the culture medium W from the culture medium 3. It differs from the first embodiment in that it includes a discharge unit 41, and the control unit 9 controls the medium supply unit 33 and the medium discharge unit 41.
Hereinafter, the parts having the same configuration as the medium monitoring device 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

培地供給部33は、図6に示すように、新しい培養液Wを保持している培地供給タンク35と、培地供給タンク35から培養容器3へ培養液Wを送るための流路を形成する培地供給管37と、培地供給タンク35内の培養液Wを培地供給管37を経由させて培養容器3に送る培地供給ポンプ39とを備えている。 As shown in FIG. 6, the medium supply unit 33 forms a medium supply tank 35 holding the new culture medium W and a flow path for sending the culture medium W from the medium supply tank 35 to the culture vessel 3. A supply pipe 37 and a medium supply pump 39 that sends the culture solution W in the medium supply tank 35 to the culture vessel 3 via the medium supply pipe 37 are provided.

培地供給管37は、培養容器3内において、照明光の経路を妨げず、かつ、撹拌羽5bと干渉しない位置に挿入されている。また、培地供給管37は、培養液Wを供給する供給口37aが、例えば、培養容器3内に収容されている培養液Wの液面付近に配置されていることが好ましい。 The medium supply tube 37 is inserted in the culture vessel 3 at a position that does not interfere with the path of the illumination light and does not interfere with the stirring blade 5b. Further, in the culture medium supply tube 37, it is preferable that the supply port 37a for supplying the culture solution W is arranged near the liquid level of the culture solution W contained in the culture container 3, for example.

培地排出部41は、培養容器3から排出された培養液Wを回収する培地排出タンク43と、培養容器3から培地排出タンク43へ培養液Wを送るための流路を形成する培地排出管45と、培養容器3内の培養液Wを培地排出管45を経由させて培地排出タンク43に送る培地排出ポンプ47とを備えている。 The medium discharge unit 41 forms a medium discharge tank 43 for collecting the culture medium W discharged from the culture container 3 and a medium discharge pipe 45 for forming a flow path for sending the culture medium W from the culture container 3 to the medium discharge tank 43. And a medium discharge pump 47 that sends the culture solution W in the culture container 3 to the medium discharge tank 43 via the medium discharge pipe 45.

培地排出管45は、培養容器3内において、照明光の経路を妨げず、かつ、撹拌羽5bと干渉しない位置に挿入されている。また、培地排出管45は、培養液Wを吸い出す吸出口45aが、例えば、培養容器3内に収容されている培養液Wの深さの中間付近に配置されていることが好ましい。 The medium discharge tube 45 is inserted in the culture vessel 3 at a position that does not interfere with the path of the illumination light and does not interfere with the stirring blade 5b. Further, in the culture medium discharge pipe 45, it is preferable that the suction port 45a for sucking out the culture solution W is arranged near the middle of the depth of the culture solution W contained in the culture container 3, for example.

培地排出ポンプ47は、例えば、培養液Wの撹拌を停止、または、撹拌速度を落とすことにより、重力によって浮遊細胞Sが培養容器3の下方に移動した状態で、培養液W中の細胞Sを吸い出さない程度の速度で、培養容器3内の培養液Wを排出することができる。 The medium discharge pump 47 causes the cells S in the culture medium W to move in a state where the floating cells S are moved below the culture vessel 3 by gravity, for example, by stopping the stirring of the culture solution W or reducing the stirring speed. The culture solution W in the culture vessel 3 can be discharged at a speed that does not suck out.

制御部9は、培地供給ポンプ39の駆動を制御することによって、培地供給タンク35から培養容器3への培養液Wの供給のON/OFFを切り換える。また、制御部9は、培地排出ポンプ47の駆動を制御することによって、培養容器3から培地排出タンク43への培養液Wの排出のON/OFFを切り換える。 The control unit 9 switches ON / OFF of the supply of the culture solution W from the culture medium supply tank 35 to the culture vessel 3 by controlling the drive of the culture medium supply pump 39. Further, the control unit 9 switches ON / OFF of the discharge of the culture solution W from the culture container 3 to the medium discharge tank 43 by controlling the drive of the medium discharge pump 47.

また、制御部9は、画像解析部10によって算出される背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下した場合に、まず、撹拌機5のモータ5cの駆動を停止することによって、培養液Wの撹拌を停止する。そして、制御部9は、培地排出ポンプ47を駆動することよって培養容器3から培養液Wの一部を培地排出管45を経由させて培地排出タンク43へ排出し、さらに、培地供給ポンプ39を駆動することによって培地供給タンク35から培地供給管37を経由させて培養容器3に新たな培養液Wを供給する。 Further, when the representative pixel value of the background pixel calculated by the image analysis unit 10 is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 first stops driving the motor 5c of the stirrer 5. By doing so, the stirring of the culture solution W is stopped. Then, the control unit 9 drives a medium discharge pump 47 to discharge a part of the culture solution W from the culture container 3 to the medium discharge tank 43 via the medium discharge pipe 45, and further, the medium supply pump 39 is discharged. By driving, a new culture solution W is supplied from the medium supply tank 35 to the culture medium 3 via the medium supply pipe 37.

次に、本実施形態の培地モニタリング装置31の作用について説明する。
上記構成の培地モニタリング装置31によって細胞Sを培養しながら培養液Wの状態を監視する場合は、第1実施形態と同様に、制御部9によって光学測定ユニット7が制御されることにより、所定の時間間隔で、培養容器3内の特定領域Rの画像が繰り返し取得され、特定領域Rの各画像における背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培養液Wの状態が判定される。
Next, the operation of the medium monitoring device 31 of the present embodiment will be described.
When the state of the culture solution W is monitored while culturing the cells S by the medium monitoring device 31 having the above configuration, the optical measurement unit 7 is controlled by the control unit 9 as in the first embodiment. Images of the specific region R in the culture vessel 3 are repeatedly acquired at time intervals, and the state of the culture solution W is determined based on the time course of the representative pixel values of the background pixels in each image of the specific region R.

画像解析部10によって算出される培養容器3内の特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下すると、制御部9によって撹拌機5のモータ5cが制御されることにより、培養液Wの撹拌が停止する。これにより、培養液W中に浮遊していた細胞Sが培養容器3内の下部に沈む。 When the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R in the culture vessel 3 calculated by the image analysis unit 10 is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 causes the motor 5c of the stirrer 5 to move. By being controlled, the stirring of the culture solution W is stopped. As a result, the cells S suspended in the culture solution W sink to the lower part in the culture vessel 3.

次いで、制御部9によって培地排出ポンプ47が駆動されることにより、培養容器3内の培養液Wの約半分の量が排出され、排出された培養液Wが培地排出タンク43によって回収される。培地排出管45の吸出口45aは培養液Wの深さの中間付近に配置されており、また、培養液W中の細胞Sは培養容器3内の下部に沈んでいるので、培養容器3内の培養液Wのみを効率的に回収することができる。 Next, by driving the medium discharge pump 47 by the control unit 9, about half the amount of the culture solution W in the culture container 3 is discharged, and the discharged culture solution W is collected by the medium discharge tank 43. Since the suction port 45a of the medium discharge pipe 45 is arranged near the middle of the depth of the culture solution W, and the cells S in the culture solution W are sunk in the lower part of the culture container 3, the inside of the culture container 3 Only the culture solution W of the above can be efficiently recovered.

次いで、制御部9によって培地供給ポンプ39が駆動されることにより、培地供給タンク35から培養容器3に新しい培養液Wが補給される。これにより、培養容器3内の培養液Wが交換される。 Next, the culture medium supply pump 39 is driven by the control unit 9, so that the culture medium supply tank 35 replenishes the culture vessel 3 with the new culture solution W. As a result, the culture solution W in the culture vessel 3 is exchanged.

培養液Wの交換後は、制御部9によって、再び所定の時間間隔で、培養容器3内の特定領域Rに照明光が照射されるとともに特定領域Rの画像が取得され、各画像の背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培養液Wの状態が監視される。 After exchanging the culture solution W, the control unit 9 again irradiates the specific region R in the culture vessel 3 with illumination light and acquires an image of the specific region R at predetermined time intervals, and the background pixels of each image are acquired. The state of the culture solution W is monitored based on the time course of the representative pixel value of.

したがって、本実施形態に係る培地モニタリング装置31によれば、画像解析部10によって算出される特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値の経時変化に基づき、制御部9によって培養容器3内の培養液Wが劣化したか否か、すなわち、培地交換のタイミングか否かが分かる。したがって、制御部9によって、背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培地供給部33および培地排出部41を制御することにより、使用者の手間をかけずに正確なタイミングで培地交換を行うことができる。 Therefore, according to the medium monitoring device 31 according to the present embodiment, the control unit 9 in the culture vessel 3 is based on the time-dependent change of the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R calculated by the image analysis unit 10. It is known whether or not the culture solution W has deteriorated, that is, whether or not it is the timing of medium replacement. Therefore, the control unit 9 controls the medium supply unit 33 and the medium discharge unit 41 based on the time course of the representative pixel value of the background pixel, so that the medium can be exchanged at an accurate timing without the trouble of the user. be able to.

また、培地交換時は培養液Wの撹拌を停止しておくことにより、培養液W中の細胞Sが重力によって培養容器3内の下部に移動する。培地排出管45の吸出口45aが培養容器3内の培養液Wの深さの中間付近に配置されていることにより、培地排出部41によって排出される培養液Wと一緒に培養液W中の細胞Sが排出されてしまうのを抑制することができる。 Further, by stopping the stirring of the culture solution W at the time of medium exchange, the cells S in the culture solution W move to the lower part in the culture container 3 by gravity. Since the suction port 45a of the medium discharge tube 45 is arranged near the middle of the depth of the culture solution W in the culture container 3, the culture medium W is contained together with the culture solution W discharged by the medium discharge unit 41. It is possible to suppress the excretion of the cell S.

本実施形態は以下の構成に変形することができる。
本実施形態においては、培地供給管37の供給口37aを培養容器3内の培養液Wの液面付近に配置することとしたが、これに代えて、例えば、図7に示すように、培地供給管37を培養容器3内の下部まで延ばし、供給口37aを培養容器3の底面3b付近に配置することとしてもよい。
This embodiment can be transformed into the following configuration.
In the present embodiment, the supply port 37a of the medium supply tube 37 is arranged near the liquid level of the culture solution W in the culture vessel 3, but instead, for example, as shown in FIG. 7, the medium is used. The supply pipe 37 may be extended to the lower part in the culture vessel 3, and the supply port 37a may be arranged near the bottom surface 3b of the culture vessel 3.

この場合、培地供給管37の供給口37aが、培養容器3の底面3b近傍において、上面3aに向かって折り返す上向きのU字状に形成されていることが望ましい。また、培地排出管45の吸出口45aは、培養液Wの液面よりも若干低い位置に配置することが好ましい。 In this case, it is desirable that the supply port 37a of the culture medium supply pipe 37 is formed in an upward U-shape that folds back toward the upper surface 3a in the vicinity of the bottom surface 3b of the culture vessel 3. Further, it is preferable that the suction port 45a of the medium discharge pipe 45 is arranged at a position slightly lower than the liquid level of the culture solution W.

制御部9は、培地交換時には、撹拌機5のモータ5cの駆動を停止し、培養液Wの撹拌を停止する。また、制御部9は、培地排出部41の培地排出ポンプ47および培地供給部33の培地供給ポンプ39を制御することによって、培養容器3からの培養液Wの排出と培養容器3への培養液Wの供給とを同時に行う。 When exchanging the medium, the control unit 9 stops driving the motor 5c of the stirrer 5 and stops stirring the culture solution W. Further, the control unit 9 discharges the culture medium W from the culture vessel 3 and the culture medium to the culture vessel 3 by controlling the culture medium discharge pump 47 of the culture medium discharge unit 41 and the culture medium supply pump 39 of the culture medium supply unit 33. Supply of W is performed at the same time.

交換が必要な劣化した培養液Wは新しい培養液Wに比べて比重が軽いので、培養容器3内の上部が劣化した培養液Wで、培養容器3内の下部が新しい培養液Wに分かれる。また、培地交換時は培養液Wの撹拌を停止することにより、培養液W中の細胞Sが重力によって培養容器3内の下部に移動する。 Since the deteriorated culture solution W that needs to be replaced has a lighter specific gravity than the new culture solution W, the upper part in the culture container 3 is the deteriorated culture solution W, and the lower part in the culture container 3 is divided into the new culture solution W. Further, when the medium is exchanged, the stirring of the culture solution W is stopped, so that the cells S in the culture solution W move to the lower part in the culture container 3 by gravity.

したがって、本変形例に係る培地モニタリング装置31によれば、培地排出管45の吸出口45aを培養液Wの液面近くに配置することによって、培養液Wと一緒に細胞Sが排出されてしまうリスクを低減することができる。また、新たに供給した新しい培養液Wが培養容器3の下方に留まるのに対し、交換が必要な劣化した培養液Wは培養容器3の上方に移動するので、培養液Wの排出と供給を同時に行っても、劣化した培養液Wのみを選択的に排出することができる。したがって、培養液Wの排出と供給とを同時に行うことによって、培地交換にかかる時間を短縮することができる。 Therefore, according to the medium monitoring device 31 according to the present modification, by arranging the suction port 45a of the medium discharge tube 45 near the liquid surface of the culture medium W, the cells S are discharged together with the culture medium W. The risk can be reduced. Further, while the newly supplied new culture solution W stays below the culture container 3, the deteriorated culture solution W that needs to be replaced moves above the culture container 3, so that the culture solution W can be discharged and supplied. Even if they are performed at the same time, only the deteriorated culture solution W can be selectively discharged. Therefore, the time required for medium exchange can be shortened by simultaneously discharging and supplying the culture solution W.

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態に係る培地モニタリング装置について説明する。
本実施形態に係る培地モニタリング装置51は、例えば、図8に示すように、光学測定ユニット7が、細胞Sの位相差画像を生成するために培養液W中に浮遊する細胞Sを照明する照明光学系(照明部)53と、照明光が照射された培養液W中に浮遊する細胞Sの位相差画像を光検出部上に結像させる検出光学系59とからなる位相差光学系63を備える点で第1実施形態および第2実施形態と異なる。培地モニタリング装置51は、制御部9、表示部11および警告発信部13を備えているが、図8においては、制御部9、表示部11および警告発信部13の図示を省略している。
以下、第1実施形態および第2実施形態に係る培地モニタリング装置1,31と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the medium monitoring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described.
In the medium monitoring device 51 according to the present embodiment, for example, as shown in FIG. 8, the optical measurement unit 7 illuminates the cells S floating in the culture medium W in order to generate a phase difference image of the cells S. A phase difference optical system 63 including an optical system (illumination unit) 53 and a detection optical system 59 that forms a phase difference image of cells S floating in the culture medium W irradiated with illumination light on the light detection unit. It differs from the first embodiment and the second embodiment in that it is provided. The medium monitoring device 51 includes a control unit 9, a display unit 11, and a warning transmission unit 13, but in FIG. 8, the control unit 9, the display unit 11, and the warning transmission unit 13 are not shown.
Hereinafter, the parts having the same configuration as the medium monitoring devices 1 and 31 according to the first embodiment and the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

照明光学系53は、照明光源15と、集光レンズ17と、円環状の開口であるリングスリット55aを有する絞り55と、リレー光学系57と、ハーフミラー23と、対物レンズ19とを備えている。 The illumination optical system 53 includes an illumination light source 15, a condenser lens 17, a diaphragm 55 having a ring slit 55a which is an annular opening, a relay optical system 57, a half mirror 23, and an objective lens 19. There is.

絞り55のリングスリット55aは、対物レンズ19の瞳位置と光学的に共役な位置に配置されている。集光レンズ17によって集光された照明光は、絞り55においてリングスリット55aのみを通過する。絞り55の位置は、絞り55に入射する照明光の光軸に直交する方向に調整可能である。
リレー光学系57は、リングスリット55aを通過した照明光をリレーする。このリレー光学系57は、例えば、一対の凸レンズから構成される。
The ring slit 55a of the aperture 55 is arranged at a position optically conjugate with the pupil position of the objective lens 19. The illumination light collected by the condenser lens 17 passes only through the ring slit 55a in the aperture 55. The position of the diaphragm 55 can be adjusted in a direction orthogonal to the optical axis of the illumination light incident on the diaphragm 55.
The relay optical system 57 relays the illumination light that has passed through the ring slit 55a. The relay optical system 57 is composed of, for example, a pair of convex lenses.

ハーフミラー23は、照明光源15からリレー光学系57によってリレーされてきた照明光の一部、例えば、ハーフミラー23に入射した照明光の約50%を対物レンズ19に向けて反射する一方、対物レンズ19側から入射する照明光の一部、例えば、ハーフミラー23に入射した照明光の約50%を透過させる。 The half mirror 23 reflects a part of the illumination light relayed from the illumination light source 15 by the relay optical system 57, for example, about 50% of the illumination light incident on the half mirror 23 toward the objective lens 19, while the objective A part of the illumination light incident from the lens 19 side, for example, about 50% of the illumination light incident on the half mirror 23 is transmitted.

対物レンズ19は、光軸が略水平方向に配置され、培養容器3に向けられて配置されている。対物レンズ19は、焦点面Fが培養容器3の内部に配置される。ハーフミラー23によって反射された照明光は、対物レンズ19の光軸に沿って対物レンズ19に入射し、対物レンズ19から培養容器3へ向かって射出される。対物レンズ19から射出された照明光は、培養容器3の側壁を透過した後、培養容器3の内部を略水平方向に横断し、培養容器3の側壁を再び透過した後、培養容器3の外部へ射出される。絞り55の位置を調整することによって、対物レンズ19から培養容器3に入射する照明光の位置を照明光の光軸に交差する方向に変更することができる。 The objective lens 19 has an optical axis arranged in a substantially horizontal direction and is arranged toward the culture vessel 3. In the objective lens 19, the focal plane F is arranged inside the culture vessel 3. The illumination light reflected by the half mirror 23 enters the objective lens 19 along the optical axis of the objective lens 19 and is emitted from the objective lens 19 toward the culture vessel 3. The illumination light emitted from the objective lens 19 passes through the side wall of the culture container 3, crosses the inside of the culture container 3 in a substantially horizontal direction, passes through the side wall of the culture container 3 again, and then passes through the side wall of the culture container 3, and then the outside of the culture container 3. Is ejected to. By adjusting the position of the diaphragm 55, the position of the illumination light incident on the culture vessel 3 from the objective lens 19 can be changed in a direction intersecting the optical axis of the illumination light.

再帰性反射部材21は、対物レンズ19との間に培養容器3を略水平方向に挟んで配置されている。
対物レンズ19および再帰性反射部材21は、対物レンズ19と再帰性反射部材21との間の照明光の経路に撹拌機5の撹拌棒5aおよび撹拌羽5bが干渉しない位置に配置される。
The retroreflective member 21 is arranged so as to sandwich the culture vessel 3 with the objective lens 19 in a substantially horizontal direction.
The objective lens 19 and the retroreflective member 21 are arranged at positions where the stirring rod 5a and the stirring blade 5b of the stirrer 5 do not interfere with the path of the illumination light between the objective lens 19 and the retroreflective member 21.

検出光学系59は、対物レンズ19と、対物レンズ19の瞳位置に配置された位相膜61と、結像光学系25と、2次元撮像素子27とを備えている。すなわち、対物レンズ19は、照明光学系53および検出光学系59として機能する。 The detection optical system 59 includes an objective lens 19, a phase film 61 arranged at the pupil position of the objective lens 19, an imaging optical system 25, and a two-dimensional image pickup element 27. That is, the objective lens 19 functions as an illumination optical system 53 and a detection optical system 59.

位相膜61は、照明光学系53のリングスリット55aの形状に対応する形状、すなわち円環状を有する。また、位相膜61は、位相膜61を透過する照明光の位相をλ/4シフトさせる。この位相膜61は、照明光学系53のリングスリット55aと共役な位置に配置されている。位相膜61は、対物レンズ19の瞳位置と光学的に共役な位置に配置されていてもよい。 The phase film 61 has a shape corresponding to the shape of the ring slit 55a of the illumination optical system 53, that is, an annular shape. Further, the phase film 61 shifts the phase of the illumination light transmitted through the phase film 61 by λ / 4. The phase film 61 is arranged at a position conjugate with the ring slit 55a of the illumination optical system 53. The phase film 61 may be arranged at a position optically conjugate with the pupil position of the objective lens 19.

次に、本実施形態に係る培地モニタリング装置51の作用について説明する。
まず、上記構成の培地モニタリング装置51によって細胞Sを位相差観察しながら培養液Wの状態を監視する場合は、制御部9によって照明光源15が点灯されることにより、照明光源15から発せられた照明光が集光レンズ17、絞り55、リレー光学系57、ハーフミラー23および対物レンズ19を経由して培養容器3内の特定領域Rに照射される。
Next, the operation of the medium monitoring device 51 according to the present embodiment will be described.
First, when the state of the culture solution W is monitored while observing the cells S in phase difference by the medium monitoring device 51 having the above configuration, the illumination light source 15 is turned on by the control unit 9, so that the illumination light source 15 emits light. Illumination light is applied to the specific region R in the culture vessel 3 via the condenser lens 17, the aperture 55, the relay optical system 57, the half mirror 23, and the objective lens 19.

特定領域Rに照射された照明光は、特定領域Rを透過した後、再帰性反射部材21によって反射される。そして、照明光は、培養容器3内の特定領域Rを逆向きに透過した後、対物レンズ19によって集光される。したがって、培養容器3内の特定領域Rにおいて培養液W中に浮遊する細胞Sは、対物レンズ19による落射照明と再帰性反射部材21による透過照明の2種類の照明法によって照明される。 The illumination light applied to the specific region R is transmitted by the specific region R and then reflected by the retroreflective member 21. Then, the illumination light passes through the specific region R in the culture vessel 3 in the opposite direction, and then is focused by the objective lens 19. Therefore, the cells S floating in the culture solution W in the specific region R in the culture vessel 3 are illuminated by two types of illumination methods: epi-illumination by the objective lens 19 and transmission illumination by the retroreflective member 21.

培養容器3内を2回透過する間に、照明光の一部(信号光)は、培養液W中に浮遊する透明な細胞Sを透過し、屈折する。培養容器3内の培養液Wを2回透過した後、照明光は、対物レンズ19およびハーフミラー23を透過し、結像光学系25によって2次元撮像素子27上に結像される。 While passing through the culture vessel 3 twice, a part of the illumination light (signal light) passes through the transparent cells S floating in the culture solution W and is refracted. After passing through the culture solution W in the culture vessel 3 twice, the illumination light passes through the objective lens 19 and the half mirror 23, and is imaged on the two-dimensional image pickup element 27 by the imaging optical system 25.

ここで、対物レンズ19内には、リングスリット55aと光学的に共役な位置に位相膜61が配置されている。培養容器3内で細胞Sを透過した照明光(屈折光)は、対物レンズ19内で位相膜61とは異なる位置を通過し、対物レンズ19から射出される。一方、培養容器3内で細胞Sを透過しなかった照明光(直進光)は、対物レンズ19内で位相膜61を透過することによって位相にシフトが与えられ、対物レンズ19から射出される。したがって、2次元撮像素子27上には、屈折光と直進光との干渉による明暗がついた細胞Sの光学像が形成される。これにより、2次元撮像素子27によって細胞Sの位相差画像が取得される。 Here, in the objective lens 19, the phase film 61 is arranged at a position optically conjugate with the ring slit 55a. The illumination light (refracted light) transmitted through the cells S in the culture vessel 3 passes through a position different from that of the phase film 61 in the objective lens 19 and is emitted from the objective lens 19. On the other hand, the illumination light (straight light) that did not pass through the cells S in the culture vessel 3 is given a phase shift by passing through the phase film 61 in the objective lens 19, and is emitted from the objective lens 19. Therefore, an optical image of cells S with light and darkness due to interference between the refracted light and the straight light is formed on the two-dimensional image sensor 27. As a result, the phase difference image of the cell S is acquired by the two-dimensional image sensor 27.

次いで、制御部9によって光学測定ユニット7が制御されることにより、所定の時間間隔で、培養容器3内の特定領域Rの画像が繰り返し取得され、特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培養液Wの状態が判定される。 Next, by controlling the optical measurement unit 7 by the control unit 9, the image of the specific region R in the culture vessel 3 is repeatedly acquired at predetermined time intervals, and the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R is obtained. The state of the culture solution W is determined based on the change over time.

そして、背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下した場合に、制御部9によって表示部11または警告発信部13が制御され、培地交換のタイミングであることが表示部11または警告発信部13よって使用者に通知される。 Then, when the representative pixel value of the background pixel is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 controls the display unit 11 or the warning transmission unit 13, and the display unit indicates that it is the timing of medium replacement. The user is notified by 11 or the warning transmitting unit 13.

この場合において、再帰性反射部材21は、上述したように、多数の微小な反射要素21aによって入射時と同一経路に沿って照明光を反射する。したがって、再帰性反射部材21から培養容器3内に入射した照明光は、再帰性反射部材21と培養容器3の内部との間に存在する培養容器3の側壁の形状に関わらず、培養容器3内の特定領域Rを同一方向から同一角度で照明する。 In this case, as described above, the retroreflective member 21 reflects the illumination light along the same path as at the time of incident by a large number of minute reflective elements 21a. Therefore, the illumination light incident on the culture vessel 3 from the retroreflective member 21 is the culture vessel 3 regardless of the shape of the side wall of the culture vessel 3 existing between the retroreflective member 21 and the inside of the culture vessel 3. The specific area R inside is illuminated from the same direction at the same angle.

例えば、培養容器3の側壁が曲率または凹凸を有する場合、培養容器3の側壁は照明光に対してレンズ効果を発揮する。ただし、培養容器3の側壁を照明光が同一経路に沿って往復することによって、レンズ効果はキャンセルされる。すなわち、再帰性反射部材21から培養容器3内に入射する照明光の向きおよび角度は、再帰性反射部材21と培養容器3の内部との間の側壁の影響を受けない。 For example, when the side wall of the culture vessel 3 has a curvature or unevenness, the side wall of the culture vessel 3 exerts a lens effect on the illumination light. However, the lens effect is canceled by the illumination light reciprocating along the same path on the side wall of the culture vessel 3. That is, the direction and angle of the illumination light incident on the culture vessel 3 from the retroreflective member 21 are not affected by the side wall between the retroreflective member 21 and the inside of the culture vessel 3.

したがって、培養容器3が柔軟な材質からなり培養容器3の側壁が継時的に変形したとしても、あるいは、培養容器3を形状およびサイズが異なる他の培養容器3に交換したとしても、再帰性反射部材21からの照明光によって培養容器3内の細胞Sを安定的に照明することができる。 Therefore, even if the culture vessel 3 is made of a flexible material and the side wall of the culture vessel 3 is deformed over time, or even if the culture vessel 3 is replaced with another culture vessel 3 having a different shape and size, it is retrograde. The cells S in the culture vessel 3 can be stably illuminated by the illumination light from the reflective member 21.

対物レンズ19と培養容器3の内部との間の培養容器3の側壁が平坦である場合は、対物レンズ19から培養容器3内に入射した照明光は、対物レンズ19の光軸に沿って進む。すなわち、同軸落射照明が実現される。 When the side wall of the culture vessel 3 between the objective lens 19 and the inside of the culture vessel 3 is flat, the illumination light incident on the culture vessel 3 from the objective lens 19 travels along the optical axis of the objective lens 19. .. That is, coaxial epi-illumination is realized.

一方、対物レンズ19と培養容器3の内部との間の培養容器3の側壁が曲率または凹凸を有する場合は、対物レンズ19から培養容器3内に入射する照明光の光軸が、培養容器3の側壁のレンズ効果によって対物レンズ19の光軸に対して傾く。その結果、再帰性反射部材21から対物レンズ19に戻った照明光(直進光)の位置が、位相膜61の位置から光軸に交差する方向にずれることがある。この場合には、絞り55の位置調整によって、照明光学系53から培養容器3に照射される照明光の位置を調整することにより、再帰性反射部材21から対物レンズ19に戻る照明光(直進光)が位相膜61を透過する。 On the other hand, when the side wall of the culture vessel 3 between the objective lens 19 and the inside of the culture vessel 3 has a curvature or unevenness, the optical axis of the illumination light incident on the culture vessel 3 from the objective lens 19 is the culture vessel 3. Due to the lens effect of the side wall of the objective lens 19, it is tilted with respect to the optical axis of the objective lens 19. As a result, the position of the illumination light (straight light) returned from the retroreflective member 21 to the objective lens 19 may shift from the position of the phase film 61 in the direction intersecting the optical axis. In this case, the illumination light (straight light) returned from the retroreflective member 21 to the objective lens 19 by adjusting the position of the illumination light emitted from the illumination optical system 53 to the culture vessel 3 by adjusting the position of the aperture 55. ) Passes through the phase film 61.

以上説明したように、本実施形態に係る培地モニタリング装置51によれば、照明光学系53と検出光学系59とからなる位相差光学系63によって、培養液W中の細胞Sの高解像でコントラストが高い画像を用いて培養液Wの状態を監視することができる。 As described above, according to the medium monitoring device 51 according to the present embodiment, the phase difference optical system 63 including the illumination optical system 53 and the detection optical system 59 provides high resolution of the cells S in the culture medium W. The state of the culture medium W can be monitored using an image having high contrast.

〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態に係る培地モニタリング装置について説明する。
本実施形態に係る培地モニタリング装置71は、例えば、図9〜図11に示すように、光学測定ユニット7を構成する照明光源15、結像光学系25および2次元撮像素子27を収容する筐体73と、筐体73の周囲を覆う筒状の保護チューブ77とを備え、保護チューブ77によって周囲が覆われた筐体73を培養容器3内の培養液Wに挿入した状態で、培養容器3内の特定領域Rの画像を取得する点で第1実施形態と異なる。本実施形態においては、画像解析部10、表示部11および警告発信部13の図示を省略する。
以下、第1〜3実施形態に係る培地モニタリング装置1,31,51と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, the medium monitoring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
The medium monitoring device 71 according to the present embodiment is, for example, as shown in FIGS. 9 to 11, a housing that houses an illumination light source 15, an imaging optical system 25, and a two-dimensional imaging element 27 that constitute the optical measurement unit 7. The culture vessel 3 is provided with a 73 and a tubular protective tube 77 that covers the periphery of the housing 73, and the housing 73 whose circumference is covered by the protective tube 77 is inserted into the culture medium W in the culture vessel 3. It differs from the first embodiment in that an image of a specific area R in the inside is acquired. In the present embodiment, the image analysis unit 10, the display unit 11, and the warning transmission unit 13 are not shown.
Hereinafter, the parts having the same configuration as the culture medium monitoring devices 1, 31 and 51 according to the first to third embodiments are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態においては、図9に示すように、培養容器3には、各種チューブ75を挿入するための複数のポート3cが上面3aに設けられている。図9に示す例では、培養容器3の上面3aに3つのポート3cが設けられ、その内の2つのポート3cには、培養液W中の細胞Sを採取したり培養液Wに薬液を投与したりするチューブ75が挿入されている。各ポート3cには、チューブ75との隙間を塞ぐためのOリング(図示略)が設けられている。これにより、培養容器3内は密封状態に維持されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the culture vessel 3 is provided with a plurality of ports 3c on the upper surface 3a for inserting various tubes 75. In the example shown in FIG. 9, three ports 3c are provided on the upper surface 3a of the culture vessel 3, and cells S in the culture solution W are collected or a drug solution is administered to the culture solution W in the two ports 3c. A tube 75 is inserted. Each port 3c is provided with an O-ring (not shown) for closing the gap with the tube 75. As a result, the inside of the culture vessel 3 is maintained in a sealed state.

筐体73は、保護チューブ77に挿脱可能な細長い筒状の形態を有している。この筐体73は、例えば、ポリ塩化ビニル等により形成され、柔軟性を有している。筐体73は、図10に示すように、長手方向の先端において、照明光および観察光を透過させる透明部73aを有している。 The housing 73 has an elongated tubular shape that can be inserted into and removed from the protective tube 77. The housing 73 is made of, for example, polyvinyl chloride or the like and has flexibility. As shown in FIG. 10, the housing 73 has a transparent portion 73a that transmits illumination light and observation light at the tip in the longitudinal direction.

保護チューブ77は、培養容器3のポート3cを経由して培養液W中に挿入可能な細長い形状を有している。また、保護チューブ77は、内部に筐体73を収容可能に形成されている。保護チューブ77は、ポート3cに挿入されると、図示しないOリングによってポート3cとの隙間が塞がれる。この保護チューブ77は、例えば、アクリル樹脂(PMMA)またはポリ塩化ビニル等の透明な樹脂材料により形成されている。したがって、保護チューブ77の全体が照明光および観察光を透過させる光学的に透明な透明部を構成している。本実施形態においては、保護チューブ77の長手方向の先端を透明部77aとする。 The protective tube 77 has an elongated shape that can be inserted into the culture solution W via the port 3c of the culture container 3. Further, the protective tube 77 is formed so as to accommodate the housing 73 inside. When the protective tube 77 is inserted into the port 3c, the gap between the protective tube 77 and the port 3c is closed by an O-ring (not shown). The protective tube 77 is made of a transparent resin material such as acrylic resin (PMMA) or polyvinyl chloride. Therefore, the entire protective tube 77 constitutes an optically transparent transparent portion that transmits illumination light and observation light. In the present embodiment, the tip of the protective tube 77 in the longitudinal direction is the transparent portion 77a.

保護チューブ77は、透明部77aの外側において、保護チューブ77の長手方向に突出する突起79を有している。突起79は、例えば、図10および図11に示すように、保護チューブ77の先端から保護チューブ77の長手方向に沿って延びる柱状部79aと、柱状部79aの先端から保護チューブ77の長手方向に交差する方向に屈曲することによって透明部53aの前方を遮る位置に配置される屈曲部(反射部材)79bとを備えている。 The protective tube 77 has a protrusion 79 protruding in the longitudinal direction of the protective tube 77 on the outside of the transparent portion 77a. As shown in FIGS. 10 and 11, for example, the protrusion 79 has a columnar portion 79a extending from the tip of the protective tube 77 along the longitudinal direction of the protective tube 77, and the protrusion 79 from the tip of the columnar portion 79a in the longitudinal direction of the protective tube 77. It is provided with a bent portion (reflecting member) 79b arranged at a position that blocks the front of the transparent portion 53a by bending in the intersecting direction.

柱状部79aは、保護チューブ77に筐体73が挿入された状態で、照明光源15および結像光学系25の各光軸からずれた位置に配置される
屈曲部79bは、保護チューブ77に筐体73が挿入された状態で、照明光源15および結像光学系25の光軸上に配置される。この屈曲部79bは、照明光源15から筐体73の透明部73aおよび保護チューブ77の透明部77aを経由して保護チューブ77の外部に射出された照明光を結像光学系25に向けて反射することによって培養容器3内の特定領域Rを偏斜照明する反射部材として機能する。
The columnar portion 79a is arranged at a position deviated from each optical axis of the illumination light source 15 and the imaging optical system 25 with the housing 73 inserted in the protective tube 77. The bent portion 79b is housed in the protective tube 77. With the body 73 inserted, it is arranged on the optical axis of the illumination light source 15 and the imaging optical system 25. The bent portion 79b reflects the illumination light emitted from the illumination light source 15 to the outside of the protective tube 77 via the transparent portion 73a of the housing 73 and the transparent portion 77a of the protective tube 77 toward the imaging optical system 25. By doing so, it functions as a reflective member that obliquely illuminates the specific area R in the culture vessel 3.

照明光源15は、図10および図11に示すように、筐体73の先端部において、透明部73aに対向した状態で配置されている。
結像光学系25は、筐体73の先端部において、透明部73aに対向した状態で照明光源15と並んで配置されている。この結像光学系25は、透明部73aを経由して筐体73内に入射する観察光を2次元撮像素子27の受光面上に結像させる。
2次元撮像素子27は、筐体73の先端部において、結像光学系25よりも基端側に配置されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the illumination light source 15 is arranged at the tip of the housing 73 so as to face the transparent portion 73a.
The imaging optical system 25 is arranged side by side with the illumination light source 15 at the tip of the housing 73 so as to face the transparent portion 73a. The imaging optical system 25 forms an image of the observation light incident on the housing 73 via the transparent portion 73a on the light receiving surface of the two-dimensional image sensor 27.
The two-dimensional image sensor 27 is arranged at the tip of the housing 73 on the proximal end side of the imaging optical system 25.

次に、本実施形態に係る培地モニタリング装置71の作用について説明する。
上記構成の培地モニタリング装置71によって細胞Sを観察しながら培養液Wの状態を監視する場合は、図9〜図11に示すように、保護チューブ77によって周囲が覆われた筐体73を培養容器3のポート3cを経由させて培養液W内に挿入する。筐体73には予め滅菌処理を施しておく。
Next, the operation of the medium monitoring device 71 according to the present embodiment will be described.
When monitoring the state of the culture solution W while observing the cells S with the medium monitoring device 71 having the above configuration, as shown in FIGS. 9 to 11, the housing 73 whose circumference is covered with the protective tube 77 is used as the culture container. It is inserted into the culture medium W via the port 3c of 3. The housing 73 is sterilized in advance.

次いで、筐体73内の照明光源15から筐体73の透明部73aおよび保護チューブ77の透明部77aを経由して照明光が射出される。保護チューブ77の透明部77aから射出された照明光は、透明部77aの前方において、突起79の屈曲部79bによって透明部77aに向かって反射される。これにより、保護チューブ77の透明部77aと屈曲部79bとの間における培養容器3内の特定領域Rに照明光が照射される。 Next, the illumination light is emitted from the illumination light source 15 in the housing 73 via the transparent portion 73a of the housing 73 and the transparent portion 77a of the protective tube 77. The illumination light emitted from the transparent portion 77a of the protective tube 77 is reflected toward the transparent portion 77a by the bent portion 79b of the protrusion 79 in front of the transparent portion 77a. As a result, the specific region R in the culture vessel 3 between the transparent portion 77a and the bent portion 79b of the protective tube 77 is irradiated with the illumination light.

照明光が照射されることによって特定領域Rから戻る観察光は、保護チューブ77の透明部77aおよび筐体73の透明部73aを経由して結像光学系25によって結像され、観察光の光学像が2次元撮像素子27によって撮影される。 The observation light returned from the specific region R by being irradiated with the illumination light is imaged by the imaging optical system 25 via the transparent portion 77a of the protective tube 77 and the transparent portion 73a of the housing 73, and the optics of the observation light. The image is taken by the two-dimensional image sensor 27.

次いで、制御部9によって光学測定ユニット7が制御されることにより、所定の時間間隔で、培養容器3内の特定領域Rの画像が繰り返し取得され、特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培養液Wの状態が判定される。 Next, by controlling the optical measurement unit 7 by the control unit 9, the image of the specific region R in the culture vessel 3 is repeatedly acquired at predetermined time intervals, and the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R is obtained. The state of the culture solution W is determined based on the change over time.

そして、背景画素の代表画素値が初期の代表画素値よりも所定量以上低下した場合に、制御部9によって表示部11または警告発信部13が制御され、培地交換のタイミングであることが表示部11または警告発信部13よって使用者に通知される。 Then, when the representative pixel value of the background pixel is lower than the initial representative pixel value by a predetermined amount or more, the control unit 9 controls the display unit 11 or the warning transmission unit 13, and the display unit indicates that it is the timing of medium replacement. The user is notified by 11 or the warning transmitting unit 13.

以上説明したように、本実施形態に係る培地モニタリング装置71によれば、培養容器3にチューブ75を挿入するためのポート3cを利用して、保護チューブ77によって周囲を覆われた状態で筐体73を培養容器3内に挿入でき、さらに、培養液W中に挿入した筐体73から特定領域Rに照明光を照射するとともに特定領域Rからの観察光を受光することによって、使用する培養容器3の形状や大きさ、材質等の制限を殆ど受けずに特定領域Rの良好な観察像を得ることができる。したがって、多種多様な培養容器3に適応でき、様々な培養容器3において培養液Wの状態を安定して監視することができる。 As described above, according to the medium monitoring device 71 according to the present embodiment, the housing is covered with the protective tube 77 by using the port 3c for inserting the tube 75 into the culture container 3. The culture container 73 can be inserted into the culture vessel 3, and further, the culture vessel to be used is used by irradiating the specific region R with illumination light and receiving the observation light from the specific region R from the housing 73 inserted in the culture solution W. A good observation image of the specific region R can be obtained with almost no restrictions on the shape, size, material, etc. of 3. Therefore, it can be applied to a wide variety of culture vessels 3, and the state of the culture solution W can be stably monitored in various culture vessels 3.

また、保護チューブ77が培養容器3のポート3cを経由して培養液W中に挿入可能な形状を有することによって、保護チューブ77によって筐体73と筐体73内の照明光源15、結像光学系25および2次元撮像素子27とを安全に保護した状態で、これら筐体73、照明光源15、結像光学系25および2次元撮像素子27を培養容器3内に挿入するとともに培養容器3内で作動させることができる。また、保護チューブ77をアクリル樹脂やポリ塩化ビニル等の透明な樹脂材料により形成することによって、保護チューブ77をUV滅菌した状態で使用し、使用後は保護チューブ77のみをディスポーザブルにして交換することができる。これにより、繰り返し使用する筐体73を培養液W中に直接挿入する場合よりも、培養液Wが汚染されるのを回避することができる。 Further, since the protective tube 77 has a shape that can be inserted into the culture solution W via the port 3c of the culture container 3, the protective tube 77 allows the housing 73, the illumination light source 15 in the housing 73, and the imaging optics. With the system 25 and the two-dimensional imaging element 27 safely protected, the housing 73, the illumination light source 15, the imaging optical system 25 and the two-dimensional imaging element 27 are inserted into the culture vessel 3 and inside the culture vessel 3. Can be operated with. Further, by forming the protective tube 77 with a transparent resin material such as acrylic resin or polyvinyl chloride, the protective tube 77 is used in a UV sterilized state, and after use, only the protective tube 77 is made disposable and replaced. Can be done. As a result, it is possible to avoid contamination of the culture solution W as compared with the case where the housing 73 to be used repeatedly is directly inserted into the culture solution W.

また、培養容器3内で照明光が照射される特定領域Rが保護チューブ77の透明部77aと突起79の屈曲部79bとの間の空間内に制限されることによって、保護チューブ77の透明部77aと突起79の屈曲部79bとの間の空間に侵入した細胞Sを撮影することができる。 Further, the specific region R irradiated with the illumination light in the culture vessel 3 is limited to the space between the transparent portion 77a of the protective tube 77 and the bent portion 79b of the protrusion 79, so that the transparent portion of the protective tube 77 The cells S that have invaded the space between the 77a and the bent portion 79b of the protrusion 79 can be photographed.

〔第5実施形態〕
次に、本発明の第5実施形態に係る培地モニタリング装置について説明する。
本実施形態に係る培地モニタリング装置81は、例えば、図12および図13に示すように、保護チューブ77に代えて、内部に偏斜照明ミラー89を有し筐体73を収容可能な保護カバー83を備え、光学測定ユニット7がステレオ計測を行う点で第4実施形態と異なる。
以下、第4実施形態に係る培地モニタリング装置71と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, the medium monitoring apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
The medium monitoring device 81 according to the present embodiment has, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, a protective cover 83 having an oblique illumination mirror 89 inside and capable of accommodating the housing 73 instead of the protective tube 77. It is different from the fourth embodiment in that the optical measurement unit 7 performs stereo measurement.
Hereinafter, the parts having the same configuration as the medium monitoring device 71 according to the fourth embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態に係る光学測定ユニット7は、図14に示すように、照明光源15と、照明光源15から発せられた照明光を導光するライトガイドファイバ85と、同一の細胞Sに対して、異なる視点から見た互いに視差がある2つの像を結像させるステレオ光学系87と、ステレオ光学系87によって結像された2つの像をそれぞれ撮影する2次元撮像素子27とを備えている。 As shown in FIG. 14, the optical measurement unit 7 according to the present embodiment has the same cells S as the illumination light source 15 and the light guide fiber 85 that guides the illumination light emitted from the illumination light source 15. It includes a stereo optical system 87 that forms images of two images that are different from each other when viewed from different viewpoints, and a two-dimensional image pickup element 27 that captures two images formed by the stereo optical system 87, respectively.

これら照明光源15、ステレオ光学系87および2次元撮像素子27は、筐体73に収容されている。本実施形態においては、筐体73は、長手方向の基端部において、長手方向に交差する幅方向に広がるフランジ部73bを有している。 The illumination light source 15, the stereo optical system 87, and the two-dimensional image sensor 27 are housed in the housing 73. In the present embodiment, the housing 73 has a flange portion 73b that extends in the width direction that intersects the longitudinal direction at the base end portion in the longitudinal direction.

照明光源15は、筐体73の基端側に配置されている。
ライトガイドファイバ85は、照明光源15からの照明光を筐体73の先端に導光する。
ステレオ光学系87は、先端側から順に、特定領域Rからの観察光を集光する対物光学系87aと、対物光学系87aによって集光された観察光を分割する絞り開口部87bと、絞り開口部87bによって分割された観察光をそれぞれ偏向する偏向プリズム87cと、偏向プリズム87cによって偏向された観察光をそれぞれ結像させる結像光学系87dとを備えている。
The illumination light source 15 is arranged on the base end side of the housing 73.
The light guide fiber 85 guides the illumination light from the illumination light source 15 to the tip of the housing 73.
The stereo optical system 87 includes an objective optical system 87a that collects the observation light from the specific region R, an aperture opening 87b that divides the observation light collected by the objective optical system 87a, and an aperture opening in this order from the tip side. It includes a deflection prism 87c that deflects the observation light divided by the unit 87b, and an imaging optical system 87d that forms an image of the observation light deflected by the deflection prism 87c.

このステレオ光学系87は、ステレオ光学系87の光軸に直交し、かつ、互いに直交する方向の一方がステレオになっている。以下、ステレオ光学系87の視点の配列方向をステレオ方向という。
絞り開口部87bは、対物光学系87aの瞳位置に配置されている。この絞り開口部87bには、例えば、図示しない2つの孔がステレオ方向に間隔をあけて形成されている。
2次元撮像素子27は、筐体73の最も基端側に配置されている。
In the stereo optical system 87, one of the directions orthogonal to the optical axis of the stereo optical system 87 and orthogonal to each other is stereo. Hereinafter, the arrangement direction of the viewpoints of the stereo optical system 87 is referred to as a stereo direction.
The aperture opening 87b is arranged at the pupil position of the objective optical system 87a. In the aperture opening 87b, for example, two holes (not shown) are formed at intervals in the stereo direction.
The two-dimensional image sensor 27 is arranged on the most proximal side of the housing 73.

保護カバー83は、筐体73を収容した状態で、培養容器3のポート3cを経由して培養液W中に挿入可能な筒形状を有している。また、保護カバー83は、ポート3cに挿入されると、図示しないOリングによってポート3cとの隙間が塞がれる。また、保護カバー83は、滅菌処理されており、1回の使用毎に使い捨てるディスポーザブルな部品として交換することができる。この保護カバー83は、筐体73を収容した状態において、筐体73のフランジ部73bが保護カバー83の挿入口に突き当たる内径寸法、および、保護カバー83の先端と筐体73の先端との間に空間が形成される長さ寸法を有している。 The protective cover 83 has a tubular shape that can be inserted into the culture solution W via the port 3c of the culture container 3 while accommodating the housing 73. Further, when the protective cover 83 is inserted into the port 3c, the gap between the protective cover 83 and the port 3c is closed by an O-ring (not shown). In addition, the protective cover 83 is sterilized and can be replaced as a disposable part that is disposable after each use. The protective cover 83 has an inner diameter dimension at which the flange portion 73b of the housing 73 abuts against the insertion port of the protective cover 83 in a state where the housing 73 is housed, and between the tip of the protective cover 83 and the tip of the housing 73. It has a length dimension in which a space is formed.

また、保護カバー83は、長手方向の先端部において、幅方向に対向する両側面に開口する開口部83aを有している。これら開口部83aは、保護カバー83に筐体73が挿入された状態において、保護カバー83の先端と対物光学系87aとの間に配置される。また、開口部83aは、細胞Sおよび培養液Wが保護カバー83の内部を幅方向に通過可能な大きさを有している。これら開口部83aは、例えば、保護カバー83を長手方向の先端側と基端側とに分けて、これら先端側と基端側とを保護カバー83の周方向の2ヶ所で連結することによって形成される開口部であってもよい。 Further, the protective cover 83 has openings 83a that open on both side surfaces facing each other in the width direction at the tip portion in the longitudinal direction. These openings 83a are arranged between the tip of the protective cover 83 and the objective optical system 87a in a state where the housing 73 is inserted into the protective cover 83. Further, the opening 83a has a size that allows the cells S and the culture solution W to pass through the inside of the protective cover 83 in the width direction. These openings 83a are formed, for example, by dividing the protective cover 83 into a distal end side and a proximal end side in the longitudinal direction and connecting the distal end side and the proximal end side at two locations in the circumferential direction of the protective cover 83. It may be an opening to be closed.

保護カバー83の先端には、保護カバー83の基端側を向いて配置された偏斜照明ミラー89が設けられている。
偏斜照明ミラー89は、その反射面が保護カバー83の長手方向に対して所定の角度の傾きを有している。この偏斜照明ミラー89は、保護カバー83に筐体73が収容された状態で、ライトガイドファイバ85から射出された照明光をステレオ光学系87に向けてステレオ方向に対して直交する方向に角度を付けて反射する。これにより、培養容器3内において、保護カバー83の開口部83a内に入り込んだ培養液W中の細胞Sが存在する特定領域Rを偏斜照明することができる。
At the tip of the protective cover 83, an oblique illumination mirror 89 arranged so as to face the base end side of the protective cover 83 is provided.
The reflective surface of the oblique illumination mirror 89 has an inclination of a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the protective cover 83. The oblique illumination mirror 89 has an angle of illumination light emitted from the light guide fiber 85 in a direction orthogonal to the stereo direction toward the stereo optical system 87 with the housing 73 housed in the protective cover 83. To reflect. As a result, in the culture vessel 3, the specific region R in which the cells S in the culture solution W that has entered the opening 83a of the protective cover 83 can be obliquely illuminated.

培養液W中と細胞S内は互いに屈折率が異なるため、培養液Wと細胞Sとの境界で光が曲げられる。例えば、対物光学系87aの瞳の外側を通る方向に光が曲がった部分は像面で暗くなり、対物光学系87aの瞳の内側を通る方向に光が曲がった部分は像面で明るくなる。したがって、偏斜照明ミラー89によって細胞Sを偏斜照明することにより、細胞Sのコントラストを向上した画像を取得することができる。 Since the refractive indexes in the culture solution W and the cells S are different from each other, the light is bent at the boundary between the culture solution W and the cells S. For example, the portion where the light is bent in the direction passing outside the pupil of the objective optical system 87a becomes dark on the image plane, and the portion where the light is bent in the direction passing inside the pupil of the objective optical system 87a becomes bright on the image plane. Therefore, by obliquely illuminating the cells S with the oblique illumination mirror 89, it is possible to acquire an image in which the contrast of the cells S is improved.

次に、本実施形態に係る培地モニタリング装置81の作用について説明する。
上記構成の培地モニタリング装置81によって細胞Sを培養しながら培養液Wの状態を監視する場合は、まず、保護カバー83を装着した筐体73を培養容器3のポート3cを経由させて培養液W内に筐体73を挿入し、照明光源15から照明光を発生させる。
Next, the operation of the medium monitoring device 81 according to the present embodiment will be described.
When monitoring the state of the culture solution W while culturing the cells S by the medium monitoring device 81 having the above configuration, first, the housing 73 equipped with the protective cover 83 is passed through the port 3c of the culture container 3 and the culture solution W is used. The housing 73 is inserted inside, and the illumination light is generated from the illumination light source 15.

照明光源15から発せられた照明光はライトガイドファイバ85によって導光され、ライトガイドファイバ85の先端から保護カバー83内の偏斜照明ミラー89に向けて射出される。これにより、偏斜照明ミラー89によって反射された照明光が、開口部83aから保護カバー83内に入り込んでいる培養液W中の細胞Sが存在する特定領域Rに照射される。 The illumination light emitted from the illumination light source 15 is guided by the light guide fiber 85, and is emitted from the tip of the light guide fiber 85 toward the oblique illumination mirror 89 in the protective cover 83. As a result, the illumination light reflected by the oblique illumination mirror 89 is irradiated to the specific region R in which the cells S in the culture solution W that have entered the protective cover 83 through the opening 83a are present.

そして、特定領域Rを透過した照明光が筐体73内のステレオ光学系87に入射することにより、ステレオ光学系87によって、特定領域Rに対して異なる視点から見た互いに視差がある2つの像が結ばれる。これにより、2次元撮像素子27によって、複数の細胞Sに対して、個々の細胞Sごとにそれぞれ異なる視点から見た互いに視差がある2次元的な2つの画像、例えば図15に示す上側画像および下側画像が取得される。 Then, when the illumination light transmitted through the specific region R is incident on the stereo optical system 87 in the housing 73, the stereo optical system 87 causes two images having parallax with each other as viewed from different viewpoints with respect to the specific region R. Is tied. As a result, the two-dimensional image sensor 27 allows the plurality of cells S to have two two-dimensional images having parallax from different viewpoints for each individual cell S, for example, the upper image shown in FIG. 15 and the upper image shown in FIG. The lower image is acquired.

次いで、画像解析部10により、図15に示す上側画像および下側画像のどちらか一方または両方が解析されることによってそれら画像の背景画素が抽出された後、抽出された背景画素の代表画素値が算出される。 Next, the image analysis unit 10 analyzes one or both of the upper image and the lower image shown in FIG. 15 to extract the background pixels of those images, and then the representative pixel values of the extracted background pixels. Is calculated.

この場合において、ステレオ光学系87により、培養液W中の複数の細胞Sに対して、個々の細胞Sごとに異なる視点から見た互いに視差がある2つの像を結像させることによって、2次元撮像素子27によって取得されるこれら2つの像の画像間で、ステレオ光学系87からの距離に応じて同一の細胞Sのステレオ方向の位置が互いに反対方向にずれる。 In this case, the stereo optical system 87 forms two-dimensional images of the plurality of cells S in the culture solution W, which are different from each other when viewed from different viewpoints for each individual cell S. Between the images of these two images acquired by the image pickup element 27, the positions of the same cells S in the stereo direction are shifted in opposite directions depending on the distance from the stereo optical system 87.

したがって、各細胞Sの位置ずれ量に基づいて各細胞Sの3次元的な位置が分かるので、画像解析部10により、特定領域R内に含まれる細胞Sと含まれない細胞Sとを正確に区別することができる。つまり、特定領域Rを3次元領域として正確に規定でき、例えば、特定領域Rが規定する3次元領域内に存在する細胞密度を正確に測定することができる。これにより、本実施形態に係る培地モニタリング装置81によれば、第4実施形態と同様に、使用する培養容器3の形状および大きさ等に関わらず、培養容器3内の特定領域Rの画像の背景画素の代表画素値を精度よく算出することができる。 Therefore, since the three-dimensional position of each cell S can be known based on the amount of misalignment of each cell S, the image analysis unit 10 accurately distinguishes between the cell S contained in the specific region R and the cell S not contained in the specific region R. Can be distinguished. That is, the specific region R can be accurately defined as a three-dimensional region, and for example, the cell density existing in the three-dimensional region defined by the specific region R can be accurately measured. As a result, according to the medium monitoring device 81 according to the present embodiment, as in the fourth embodiment, the image of the specific region R in the culture vessel 3 is imaged regardless of the shape and size of the culture vessel 3 used. The representative pixel value of the background pixel can be calculated accurately.

上記第3実施形態〜第5実施形態は以下の構成に変形することができる。
例えば、第3実施形態〜第5実施形態にそれぞれ第2実施形態の構成、すなわち、培地供給部33および培地排出部41を設け、制御部9によって培地供給部33および培地排出部41を制御する構成を適用することとしてもよい。
The third to fifth embodiments can be transformed into the following configurations.
For example, each of the third to fifth embodiments is provided with the configuration of the second embodiment, that is, the medium supply unit 33 and the medium discharge unit 41, and the control unit 9 controls the medium supply unit 33 and the medium discharge unit 41. The configuration may be applied.

また、例えば、第3実施形態〜第5実施形態にそれぞれ第2実施形態の変形例に係る構成、すなわち、培地供給管37の供給口37aを培養容器3の底面3b付近に配置するとともに、培地排出管45の吸出口45aを培養液Wの液面近くに配置し、制御部9によって、培地排出部41による培養液Wの排出と培地供給部33による培養液Wの供給とを同時に行う構成を適用することとしてもよい。 Further, for example, in each of the third to fifth embodiments, the configuration according to the modified example of the second embodiment, that is, the supply port 37a of the medium supply pipe 37 is arranged near the bottom surface 3b of the culture vessel 3, and the medium is used. The suction port 45a of the discharge pipe 45 is arranged near the liquid surface of the culture solution W, and the control unit 9 simultaneously discharges the culture solution W by the medium discharge unit 41 and supplies the culture solution W by the medium supply unit 33. May be applied.

また、上記各実施形態は、以下の構成に変形することができる。
第1変形例としては、第1実施形態〜第5実施形態およびその変形例において、例えば、制御部9と光学測定ユニット7を分離させず、制御部9の一部または全部を光学測定ユニット7内に含めることとしてもよい。例えば、照明光源15および2次元撮像素子27等を収容する筐体内に制御部9を収容することとしてもよい。
In addition, each of the above embodiments can be transformed into the following configuration.
As a first modification, in the first to fifth embodiments and the modification thereof, for example, the control unit 9 and the optical measurement unit 7 are not separated, and a part or all of the control unit 9 is the optical measurement unit 7. It may be included in. For example, the control unit 9 may be housed in a housing that houses the illumination light source 15, the two-dimensional image sensor 27, and the like.

第2変形例としては、第1実施形態〜第5実施形態およびその変形例において、例えば、図16に示すように、照明光源として、LED等の照明光源15に代えてハロゲン光源等の白色光源91を採用し、さらに、白色光源91から発せられた光を平行光に変換する集光レンズ17と、集光レンズ17によって平行光に変換された光から特定の波長を切り出すバンドパスフィルタ93とを採用することとしてもよい。 As a second modification, in the first to fifth embodiments and the modification thereof, for example, as shown in FIG. 16, the illumination light source is a white light source such as a halogen light source instead of the illumination light source 15 such as an LED. A condenser lens 17 that adopts 91 and further converts the light emitted from the white light source 91 into parallel light, and a bandpass filter 93 that cuts out a specific wavelength from the light converted into parallel light by the condenser lens 17. May be adopted.

この場合、照明光の光強度を測定する場合は、白色光源91を点灯させるか、図示しないシャッタを開閉することによって、白色光源91から発せられた照明光を培養容器3内の特定領域Rに照射させることとしてもよい。 In this case, when measuring the light intensity of the illumination light, the illumination light emitted from the white light source 91 is sent to the specific region R in the culture vessel 3 by turning on the white light source 91 or opening and closing a shutter (not shown). It may be irradiated.

本変形例によれば、ハロゲン光源およびバンドパスフィルタは安価であるので、コストの削減を図ることができる。また、白色光源91およびバンドパスフィルタ93の構成は、波長選択の自由度が高いので、様々な培養液Wに適用することができる。 According to this modification, since the halogen light source and the bandpass filter are inexpensive, the cost can be reduced. Further, since the configurations of the white light source 91 and the bandpass filter 93 have a high degree of freedom in wavelength selection, they can be applied to various culture solutions W.

第3変形例としては、第1実施形態〜第3実施形態およびその変形例において、例えば、図17に示すように、ハーフミラー23の向きを90°回転可能にすることとしてもよい。そして、ハーフミラー23を90°回転させることによって、照明光源15からの照明光をハーフミラー23によって培養容器3に向けて透過させる場合と、照明光源15からの照明光をハーフミラー23によって2次元撮像素子27に向けて反射させる場合とを切り換えることとしてもよい。 As a third modification, in the first to third embodiments and the modification thereof, for example, as shown in FIG. 17, the direction of the half mirror 23 may be rotatable by 90 °. Then, by rotating the half mirror 23 by 90 °, the illumination light from the illumination light source 15 is transmitted toward the culture vessel 3 by the half mirror 23, and the illumination light from the illumination light source 15 is two-dimensionally transmitted by the half mirror 23. The case of reflecting the light toward the image pickup element 27 may be switched.

この場合、まず、ハーフミラー23を図17において実線で示す角度に配置することによって、照明光源15からの照明光をハーフミラー23によって2次元撮像素子27に入射させ、培養液Wを通さない照明光の光強度を2次元撮像素子27によって測定しておく。 In this case, first, by arranging the half mirror 23 at the angle shown by the solid line in FIG. 17, the illumination light from the illumination light source 15 is incident on the two-dimensional image sensor 27 by the half mirror 23, and the illumination does not pass through the culture solution W. The light intensity of the light is measured by the two-dimensional image sensor 27.

次いで、ハーフミラー23を図17において破線で示す角度に切り換えることによって、照明光源15からの照明光を培養容器3内の培養液Wに向けて透過させる。そして、再帰性反射部材21によって折り返されて培養液Wを再度透過して戻る照明光をハーフミラー23によって2次元撮像素子27に入射させ、培養容器3内の特定領域Rから戻る観察光を2次元撮像素子27によって撮影する。 Next, by switching the half mirror 23 to the angle shown by the broken line in FIG. 17, the illumination light from the illumination light source 15 is transmitted toward the culture solution W in the culture vessel 3. Then, the illumination light that is folded back by the retroreflective member 21 and transmitted back through the culture solution W is incident on the two-dimensional image sensor 27 by the half mirror 23, and the observation light that returns from the specific region R in the culture container 3 is 2 The image is taken by the two-dimensional image sensor 27.

そして、特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値の経時変化に基づいて培養液Wの状態を判定する際に、培養液Wを通さない照明光の強度によって、照明光源15の出力の変動の影響を補正することとしてもよい。これにより、照明光源15の出力が変動した場合であっても、培養液Wの状態を正しく評価することができる。 Then, when determining the state of the culture solution W based on the time-dependent change of the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R, the output of the illumination light source 15 fluctuates depending on the intensity of the illumination light that does not pass through the culture solution W. It may be possible to correct the influence of. As a result, the state of the culture solution W can be correctly evaluated even when the output of the illumination light source 15 fluctuates.

第4変形例としては、第1実施形態〜第5実施形態およびその変形例において、培養液Wの劣化を色変化によって測定することとしてもよい。
本変形例においては、例えば、図18に示すように、照明光源としてハロゲン光源等の白色光源91を採用する。また、透過波長が異なる3つのバンドパスフィルタ93A,93B,93Cと、これら3つのバンドパスフィルタ93A,93B,93Cを択一的に照明光の経路上に配置するスライダ等の切替機構95とを集光レンズ17とハーフミラー23との間に配置する。さらに、培養液Wとして、0.001%フェノールレッドおよび10%牛胎児血清を含むダルベッコMEMを採用する。
As the fourth modification, in the first to fifth embodiments and the modification thereof, the deterioration of the culture solution W may be measured by the color change.
In this modification, for example, as shown in FIG. 18, a white light source 91 such as a halogen light source is adopted as the illumination light source. Further, three bandpass filters 93A, 93B, 93C having different transmission wavelengths and a switching mechanism 95 such as a slider that selectively arranges these three bandpass filters 93A, 93B, 93C on the path of illumination light are provided. It is arranged between the condenser lens 17 and the half mirror 23. Further, as the culture solution W, Dulbecco MEM containing 0.001% phenol red and 10% fetal bovine serum is adopted.

バンドパスフィルタ93Aは、例えば、中心波長が441nmでバンド幅すなわち透過波長幅が10nmのフィルタ(BP441)である。バンドパスフィルタ93Bは、例えば、中心波長が578nmで透過波長幅が10nmのフィルタ(BP578)である。バンドパスフィルタ93Cは、例えば、中心波長が634nmで透過波長幅が10nmのフィルタ(BP634)である。 The bandpass filter 93A is, for example, a filter (BP441) having a center wavelength of 441 nm and a bandwidth, that is, a transmission wavelength width of 10 nm. The bandpass filter 93B is, for example, a filter (BP578) having a center wavelength of 578 nm and a transmission wavelength width of 10 nm. The bandpass filter 93C is, for example, a filter (BP634) having a center wavelength of 634 nm and a transmission wavelength width of 10 nm.

まず、段取りとして、培養液WのpHと吸光度の関係を実験によって求める。
最初に、細胞Sおよび培養液Wの両方を収容していない培養容器3内の特定領域Rからの観察光をバンドパスフィルタ93A,93B,93C毎に2次元撮像素子27によって撮影する。この場合のバンドパスフィルタ57Aを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI0_441、バンドパスフィルタ93Bを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI0_578、バンドパスフィルタ93Cを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI0_634とする。なお、ここでは、細胞Sおよび培養液Wの両方を収容していない培養容器3内の特定領域Rの画像を撮影しているので、細胞Sの画素は抽出されず全ての画素が背景画素として抽出される。
First, as a setup, the relationship between the pH and the absorbance of the culture solution W is determined experimentally.
First, the observation light from the specific region R in the culture vessel 3 that does not contain both the cells S and the culture solution W is photographed by the two-dimensional image sensor 27 for each bandpass filter 93A, 93B, 93C. In this case, the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific area R when the bandpass filter 57A is used is I 0_441 , and the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific area R when the bandpass filter 93B is used. I 0_578 , and I 0_634 is a representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R when the bandpass filter 93C is used. Here, since the image of the specific region R in the culture vessel 3 that does not contain both the cell S and the culture solution W is taken, the pixels of the cell S are not extracted and all the pixels are used as background pixels. Be extracted.

次に、pHが既知の培養液Wを収容した培養容器3内の特定領域Rからの観察光をバンドパスフィルタ93A,93B,93C毎に2次元撮像素子27によって撮影する。培養液WのpHは、例えば、図示しないpHセンサを培養液Wに直接挿入することによって測定しておくこととすればよい。この場合のバンドパスフィルタ93Aを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI441、バンドパスフィルタ93Bを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI578、バンドパスフィルタ93Cを用いたときの特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値をI634とする。なお、ここでは、培養液Wのみを収容した培養容器3内の特定領域Rの画像を撮影しているので、細胞Sの画素は抽出されず全ての画素が背景画素として抽出される。 Next, the observation light from the specific region R in the culture vessel 3 containing the culture solution W having a known pH is photographed by the two-dimensional image sensor 27 for each bandpass filter 93A, 93B, 93C. The pH of the culture solution W may be measured, for example, by directly inserting a pH sensor (not shown) into the culture solution W. In this case, the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific area R when the bandpass filter 93A is used is I 441 , and the representative pixel value of the background pixel in the image of the specific area R when the bandpass filter 93B is used. The representative pixel value of the background pixel in the image of the specific region R when I 578 and the bandpass filter 93C are used is set to I 634 . Here, since the image of the specific region R in the culture vessel 3 containing only the culture solution W is taken, the pixels of the cell S are not extracted and all the pixels are extracted as the background pixels.

この場合、特定領域Rにおける波長毎の吸光度(A441、A578、A634)は以下の式によって表される。
441=−log(I441/I0_441)
578=−log(I578/I0_578)
634=−log(I634/I0_634)
In this case, the absorbance (A 441 , A 578 , A 634 ) for each wavelength in the specific region R is expressed by the following equation.
A 441 = -log (I 441 / I 0_441 )
A 578 = -log (I 578 / I 0_578 )
A 634 = -log (I 634 / I 0_634 )

培養液Wの複数のpHについて上記測定を行い、培養液Wにおける波長毎の吸光度とpHの関係式を求める。例えば、以下の式が求まる。
pH=log{(A441−A634)/(A578−A634)}*1.19+7.86
1.19はlog{(A441−A634)/(A578−A634)}対pHのプロットを行ったときの直線の傾きを示し、7.86はその直線の切片を示している。
The above measurement is performed on a plurality of pHs of the culture solution W, and the relational expression between the absorbance and the pH of each wavelength in the culture solution W is obtained. For example, the following equation can be obtained.
pH = log {(A 441- A 634 ) / (A 578- A 634 )} * 1.19 + 7.86
1.19 shows the slope of a straight line when plotting log {(A 441- A 634 ) / (A 578- A 634 )} vs. pH, and 7.86 shows the intercept of that straight line.

次いで、本測定として、培養液Wの経時変化を測定する。
各バンドパスフィルタ93A,93B,93Cを切り換えて、特定領域Rの画像取得を行い、取得した画像から背景画素を抽出し、背景画素の代表画素値を算出する。次に、段取りとして実験で求めた、細胞Sおよび培養液Wを収容しない状態での波長毎の背景画素の代表画素値I0_441、I0_578、I0_634を用いて、本測定での波長毎の吸光度を求める。ここで求めた波長毎の吸光度と、段取りによって求めた吸光度とpHの関係式とから、培養液WのpHの経時変化を求める。
Next, as the main measurement, the change over time of the culture solution W is measured.
The bandpass filters 93A, 93B, and 93C are switched to acquire an image of the specific region R, background pixels are extracted from the acquired image, and a representative pixel value of the background pixel is calculated. Next, using the representative pixel values I 0_441 , I 0_578 , and I 0_634 of the background pixels for each wavelength in the state where the cells S and the culture solution W were not contained, which were obtained in the experiment as a setup, for each wavelength in this measurement. Determine the absorbance. From the absorbance for each wavelength obtained here and the relational expression between the absorbance and the pH obtained by the setup, the change over time in the pH of the culture solution W is obtained.

本変形例によれば、複数の波長の特定領域Rの画像における背景画素の代表画素値の経時変化から培養液WのpH値を求めることによって培養液Wの劣化を判断するので、培養液Wの劣化の測定精度を向上することができる。 According to this modification, the deterioration of the culture solution W is determined by obtaining the pH value of the culture solution W from the time-dependent change of the representative pixel value of the background pixels in the image of the specific region R of a plurality of wavelengths. The measurement accuracy of deterioration can be improved.

第5変形例としては、上記第4変形例の白色光源91に代えて、例えば、図19に示すように、照明光源として、異なる波長の照明光を発する複数のLED光源(単色光源)15A,15B,15Cを採用することとしてもよい。図19に示す例では、LED光源15Aが441nmの単色光を発し、LED光源15Bが578nmの単色光を発し、LED光源15Cが634nmの単色光を発するものとする。 As a fifth modification, instead of the white light source 91 of the fourth modification, for example, as shown in FIG. 19, a plurality of LED light sources (monochromatic light sources) 15A, which emit illumination light of different wavelengths, are used as the illumination light source. 15B and 15C may be adopted. In the example shown in FIG. 19, it is assumed that the LED light source 15A emits 441 nm monochromatic light, the LED light source 15B emits 578 nm monochromatic light, and the LED light source 15C emits 634 nm monochromatic light.

この場合、集光レンズ17、バンドパスフィルタ93A,93B,93Cおよび切替機構95に代えて、各LED光源15A,15B,15Cからの照明光を集光する集光レンズ17A,17B,17Cと、集光レンズ17A,17B,17Cによって集光された照明光を反射または透過することによって、これらの光路を合成するミラー97およびダイクロイックミラー99A,99Bとを採用することとすればよい。 In this case, instead of the condensing lens 17, the bandpass filters 93A, 93B, 93C and the switching mechanism 95, the condensing lenses 17A, 17B, 17C that condense the illumination light from the LED light sources 15A, 15B, 15C, and A mirror 97 and a dichroic mirror 99A, 99B that synthesize these light paths by reflecting or transmitting the illumination light collected by the condenser lenses 17A, 17B, and 17C may be adopted.

本変形例によれば、上記第4変形例のようにバンドパスフィルタ93A,93B,93Cを切り換えることに代えて、各LED光源15A,15B,15CのON/OFFを切り換えるだけで、測定波長の切り換えを行うことができる。 According to this modification, instead of switching the bandpass filters 93A, 93B, 93C as in the fourth modification, the measurement wavelength can be measured simply by switching ON / OFF of each LED light source 15A, 15B, 15C. Switching can be done.

第6変形例としては、上記第1実施形態〜第3実施形態およびその変形例として、例えば、図20に示すように、対物レンズ19と培養容器3との間の空間に空気とは異なる屈折率を有する媒体、例えば、対物レンズ19の液浸媒体Mを充填することとしてもよい。液浸媒体Mは、例えば、水、オイル、ゲルまたは吸水性ポリマである。液浸媒体Mの屈折率は、培養容器3および培養液Wの屈折率と同一または近いことが好ましい。 As a sixth modification, as the first to third embodiments and as a modification thereof, for example, as shown in FIG. 20, the space between the objective lens 19 and the culture vessel 3 is refracted differently from air. A medium having a refractive index, for example, the immersion medium M of the objective lens 19 may be filled. The immersion medium M is, for example, water, oil, gel or a water-absorbing polymer. The refractive index of the immersion medium M is preferably the same as or close to the refractive index of the culture vessel 3 and the culture solution W.

本変形例によれば、対物レンズ19と培養容器3との間の液浸媒体Mによって、対物レンズ19から培養容器3内に入射する照明光および培養容器3から対物レンズ19に入射する観察光の培養容器3および培養液Wの境界での屈折の影響を低減することができる。また、対物レンズ19の開口数を上げて分解能を向上することができる。 According to this modification, the illumination light incident on the culture vessel 3 from the objective lens 19 and the observation light incident on the objective lens 19 from the culture vessel 3 by the immersion medium M between the objective lens 19 and the culture vessel 3 The influence of refraction at the boundary between the culture vessel 3 and the culture liquid W can be reduced. Further, the numerical aperture of the objective lens 19 can be increased to improve the resolution.

第7変形例としては、上記第1実施形態〜第3実施形態およびそれらの変形例として、照明光源として、可視光全域の波長を発する白色光源を採用し、2次元撮像素子27としてカラーCCD(図示略)を採用し、制御部9が、カラーCCDによる1度の撮影によって取得された培養容器3内の特定領域Rの画像の背景画素から求められる培養液Wの色相とpHとの関係に基づいて、培養液Wの状態を判定することとしてもよい。 As a seventh modification, a white light source that emits wavelengths in the entire visible light range is adopted as the illumination light source as the first to third embodiments and their modifications, and a color CCD (color CCD) is used as the two-dimensional image sensor 27. (Not shown) is adopted, and the control unit 9 determines the relationship between the hue and pH of the culture solution W obtained from the background pixels of the image of the specific region R in the culture vessel 3 acquired by one imaging with the color CCD. Based on this, the state of the culture solution W may be determined.

この場合、画像解析部10は、カラーCCDによって取得される特定領域Rのカラー画像から背景画素を抽出し、背景画素におけるRGBの各強度の平均値または中間値を代表画素値として用いることによって、培養液Wの色情報、すなわち培養液Wの色相角を計算する。 In this case, the image analysis unit 10 extracts background pixels from the color image of the specific region R acquired by the color CCD, and uses the average value or intermediate value of each intensity of RGB in the background pixels as the representative pixel value. The color information of the culture solution W, that is, the hue angle of the culture solution W is calculated.

具体的には、画像解析部10は、例えば、図21に示すように、X(赤色)、Y(緑色)、Z(青色)の3軸にRGBの各強度を割り当てた正方形の色空間(RGB)を色相(Hue)、彩度(Saturation)、輝度(Lightness)の3成分からなる円柱形の色空間(HSL)に変換することによって、培養液Wの色相角を算出する。色相は、彩度および輝度とは独立して色の情報を示す。 Specifically, as shown in FIG. 21, for example, the image analysis unit 10 assigns RGB intensities to the three axes of X (red), Y (green), and Z (blue) in a square color space ( The hue angle of the culture solution W is calculated by converting RGB) into a cylindrical color space (HSL) composed of three components of hue, saturation, and lightness. Hue indicates color information independent of saturation and brightness.

制御部9は、例えば、色相角とpHの関係を示す図22に示すようなテーブルを記憶している。制御部9は、このテーブルに基づき、画像解析部10によって算出された色相角から培養液WのpHを求め、pHの経時変化から培養液Wの状態を判定する。
本変形例によれば、培養液Wの色情報から培養液WのpHを求めることによって、培養液Wの状態をより正確に判定することができる。
The control unit 9 stores, for example, a table as shown in FIG. 22 showing the relationship between the hue angle and the pH. Based on this table, the control unit 9 obtains the pH of the culture solution W from the hue angle calculated by the image analysis unit 10, and determines the state of the culture solution W from the change over time of the pH.
According to this modification, the state of the culture solution W can be determined more accurately by obtaining the pH of the culture solution W from the color information of the culture solution W.

本変形例においては、2次元撮像素子27として、3板式のカラーCCDを採用することとしてもよい。この場合、例えば、図23に示すように、特定領域Rからの観察光をR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の波長域に波長分離するダイクロイックプリズム101と、波長分離された各波長域の光を撮影する赤色用のイメージセンサ103A、緑色用イメージセンサ103B、青色用のイメージセンサ103Cとによって、3枚式のカラーCCDを構成することとしてもよい。 In this modification, a three-plate color CCD may be adopted as the two-dimensional image sensor 27. In this case, for example, as shown in FIG. 23, the observation light from the specific region R is wavelength-separated from the dichroic prism 101 that separates the wavelengths into the wavelength regions of R (red), G (green), and B (blue). A three-sheet color CCD may be configured by a red image sensor 103A, a green image sensor 103B, and a blue image sensor 103C that capture light in each wavelength range.

また、本変形例においては、2次元撮像素子27として、単板式のカラーCCDを採用することとしてもよい。この場合、例えば、図24に示すように、赤色の波長域の光を透過する複数のカラーフィルタ105aと、緑色の波長域の光を透過する複数のカラーフィルタ105bと、青色の波長域の光を透過する複数のカラーフィルタ105cとを複数の画素に割り当てた1つのイメージセンサ105によって、単板式のカラーCCDを構成することとしてもよい。 Further, in the present modification, a single plate type color CCD may be adopted as the two-dimensional image sensor 27. In this case, for example, as shown in FIG. 24, a plurality of color filters 105a that transmit light in the red wavelength region, a plurality of color filters 105b that transmit light in the green wavelength region, and light in the blue wavelength region. A single plate type color CCD may be configured by one image sensor 105 in which a plurality of color filters 105c that transmit light are assigned to a plurality of pixels.

本変形例は以下の構成に変形することができる。
本変形例においては、照明光源として白色光源91を採用し、2次元撮像素子27としてカラーCCDを採用することとした。これに代えて、照明光源として、RGB各色波長を発する複数のLED光源(図示略)を採用するか、または、白色光源91とRGB各波長を抽出する切り換え可能なバンドパスフィルタ(図示略)を採用することとしてもよい。また、2次元撮像素子27としてモノクロCCD(図示略)を採用することとしてもよい。
This modification can be transformed into the following configuration.
In this modification, a white light source 91 is adopted as the illumination light source, and a color CCD is adopted as the two-dimensional image sensor 27. Instead of this, a plurality of LED light sources (not shown) that emit each RGB color wavelength are adopted as the illumination light source, or a switchable bandpass filter (not shown) that extracts the white light source 91 and each RGB wavelength is used. It may be adopted. Further, a monochrome CCD (not shown) may be adopted as the two-dimensional image sensor 27.

この場合、複数のLED光源または複数のバンドパスフィルタの切り換えによるRGBの照明波長の切り換えと、モノクロCCDによる特定領域Rからの観察光の撮影とを同期して行うことにより、特定領域Rのカラー画像をシーケンシャルで取得することとすればよい。
本変形例によれば、2次元撮像素子としてモノクロCCDを採用することによって、観察光の検出感度を向上することができる。
In this case, the color of the specific region R is obtained by synchronizing the switching of the RGB illumination wavelength by switching the plurality of LED light sources or the plurality of bandpass filters and the photographing of the observation light from the specific region R by the monochrome CCD. The images may be acquired sequentially.
According to this modification, the detection sensitivity of the observation light can be improved by adopting a monochrome CCD as the two-dimensional image sensor.

第8変形例としては、第1実施形態〜第5実施形態およびそれらの変形例において、例えば、光学測定ユニット7および培養容器3を含む培地モニタリング装置1,31,51,71,81全体を暗所に配置した状態で、培養液Wの状態を監視することとしてもよい。
この構成によって、照明器具の光、モニタの光および外光の影響を受けずに正確に、培養液Wを透過させた照明光の強度を測定することができる。
As an eighth modification, in the first to fifth embodiments and their modifications, for example, the entire medium monitoring device 1, 31, 51, 71, 81 including the optical measurement unit 7 and the culture vessel 3 is darkened. The state of the culture medium W may be monitored while the culture medium W is placed in the place.
With this configuration, the intensity of the illumination light transmitted through the culture solution W can be accurately measured without being affected by the light of the lighting equipment, the light of the monitor and the outside light.

また、上記各実施形態においては、容器として、光学的に透明な材質によって形成された有底円筒状の培養容器3を例示して説明したが、培養容器は、袋状、球状または箱状等、任意の形状のものを採用することができる。例えば、使い捨て可能な袋状の培養容器を採用することとしてもよい。また、培養容器は、硬質またはビニール等の軟質等、任意の材質のものを採用することができる。また、培養容器3は、全体が透明である必要はなく、培養容器3が照明光を透過させる透明部を部分的に有するものであってもよい。 Further, in each of the above embodiments, the bottomed cylindrical culture container 3 formed of an optically transparent material has been illustrated as a container, but the culture container may be bag-shaped, spherical, box-shaped, or the like. , Any shape can be adopted. For example, a disposable bag-shaped culture container may be adopted. Further, as the culture container, any material such as hard or soft such as vinyl can be adopted. Further, the culture vessel 3 does not have to be entirely transparent, and the culture vessel 3 may partially have a transparent portion through which illumination light is transmitted.

以上、上記各実施形態によれば、培養液WにpHセンサを直接挿入することなく非接触で培養液Wの状態を測定でき、培養系の汚染のリスクを低減することもできる。
なお、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記各実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。また、培地供給部33および培地排出部41と警告発信部13とを併用し、制御部9の制御によって培地交換を自動で行う場合であっても、培地交換のタイミングであることを使用者に通知することとしてもよい。
As described above, according to each of the above embodiments, the state of the culture solution W can be measured in a non-contact manner without directly inserting the pH sensor into the culture solution W, and the risk of contamination of the culture system can be reduced.
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included. For example, the present invention is not limited to the one applied to each of the above embodiments and modifications, and may be applied to an embodiment in which these embodiments and modifications are appropriately combined, and is not particularly limited. .. Further, even when the medium supply unit 33, the medium discharge unit 41, and the warning transmission unit 13 are used in combination and the medium is automatically exchanged under the control of the control unit 9, the user is informed that it is the timing of the medium exchange. It may be notified.

1,31,51,71,81 培地モニタリング装置
9 制御部
10 画像解析部
13 警告発信部(通知部)
15 照明光源(照明部、単色光源)
15A,15B,15C LED光源(単色光源)
17 集光レンズ(照明部)
19 対物レンズ(照明部)
20 偏斜照明光学系
21 再帰性反射部材
27 2次元撮像素子(撮像部)
33 培地供給部
41 培地排出部
53 照明光学系(照明部)
63 位相差光学系
73 筐体
77 保護チューブ
79b 屈曲部(反射部材)
91 白色光源
93,93A,93B,93C バンドパスフィルタ
S 細胞
W 培養液(培地)
1,31,51,71,81 Medium monitoring device 9 Control unit 10 Image analysis unit 13 Warning transmission unit (notification unit)
15 Illumination light source (illumination unit, monochromatic light source)
15A, 15B, 15C LED light source (monochromatic light source)
17 Condensing lens (illumination unit)
19 Objective lens (illumination unit)
20 Oblique illumination optical system 21 Retroreflective member 27 Two-dimensional image sensor (imaging unit)
33 Medium supply unit 41 Medium discharge unit 53 Illumination optical system (illumination unit)
63 Phase difference optical system 73 Housing 77 Protective tube 79b Bent part (reflective member)
91 White light source 93, 93A, 93B, 93C Bandpass filter S cell W culture medium (medium)

Claims (16)

容器内の培地および細胞が存在する特定領域に照明光を照射する照明部と、
前記照明光が照射された前記特定領域からの観察光を撮影することによって前記特定領域の画像を取得する撮像部と、
該撮像部によって取得された前記特定領域の画像を前記細胞の画素と背景の画素とに分け、該背景の画素を代表する代表画素値を算出する画像解析部と、
前記撮像部によって前記特定領域の画像を所定のタイミングで繰り返し取得するとともに、取得された前記特定領域の画像ごとに前記画像解析部によって前記代表画素値を算出し、算出した前記代表画素値の経時変化に基づいて前記培地の状態を判定する制御部とを備える培地モニタリング装置。
An illumination unit that irradiates a specific area where the medium and cells in the container are present,
An imaging unit that acquires an image of the specific region by photographing the observation light from the specific region irradiated with the illumination light.
An image analysis unit that divides the image of the specific region acquired by the imaging unit into the pixel of the cell and the pixel of the background and calculates the representative pixel value representing the pixel of the background.
The image pickup unit repeatedly acquires an image of the specific region at a predetermined timing, and the image analysis unit calculates the representative pixel value for each acquired image of the specific region, and the calculated representative pixel value with time. A medium monitoring device including a control unit that determines the state of the medium based on changes.
複数の微小な反射要素が配列されたアレイを有し、前記照明部との間に前記容器を挟んで配置され、前記容器内の前記特定領域を透過した前記照明光を反射する再帰性反射部材を備え、
前記撮像部が、前記再帰性反射部材によって反射された前記照明光が再度照射された前記特定領域の画像を取得する請求項1に記載の培地モニタリング装置。
A retroreflective member having an array in which a plurality of minute reflective elements are arranged, arranged with the container sandwiched between the illumination unit, and reflecting the illumination light transmitted through the specific area in the container. With
The medium monitoring device according to claim 1, wherein the imaging unit acquires an image of the specific region that has been re-irradiated with the illumination light reflected by the retroreflective member.
前記照明部が、前記撮像部の光軸に対して傾いた方向から前記特定領域を偏斜照明する偏斜照明光学系を備える請求項2に記載の培地モニタリング装置。 The medium monitoring device according to claim 2, wherein the illumination unit includes an oblique illumination optical system that obliquely illuminates the specific area from a direction inclined with respect to the optical axis of the imaging unit. 前記照明部および前記撮像部が、前記特定領域の位相差画像を生成する位相差光学系を備える請求項2に記載の培地モニタリング装置。 The medium monitoring apparatus according to claim 2, wherein the illumination unit and the imaging unit include a retardation optical system that generates a retardation image of the specific region. 光を透過可能な透明部を有し、前記照明部および前記撮像部を収容する筐体を備え、
前記容器内の前記培地に前記筐体を挿入した状態で、前記照明部によって前記透明部を経由させて前記特定領域に前記照明光を照射するとともに、前記撮像部によって前記透明部を通して前記特定領域の画像を取得する請求項1に記載の培地モニタリング装置。
It has a transparent portion capable of transmitting light, and includes a housing for accommodating the illumination unit and the imaging unit.
With the housing inserted into the medium in the container, the illumination unit irradiates the specific region with the illumination light via the transparent portion, and the imaging unit passes the transparent portion through the specific region. The medium monitoring apparatus according to claim 1, wherein the image of the culture medium is acquired.
前記照明部から前記透明部を経由して前記筐体の外部に射出された前記照明光を前記撮像部に向けて反射することによって前記特定領域を偏斜照明する反射部材を備える請求項5に記載の培地モニタリング装置。 5. The fifth aspect of the present invention includes a reflecting member that obliquely illuminates the specific area by reflecting the illumination light emitted from the illumination unit to the outside of the housing via the transparent unit toward the image pickup unit. The medium monitoring device described. 前記筐体の周囲を覆う筒状の保護チューブを備え、
該保護チューブの先端に前記反射部材が設けられている請求項6に記載の培地モニタリング装置。
A tubular protective tube that covers the periphery of the housing is provided.
The culture medium monitoring device according to claim 6, wherein the reflective member is provided at the tip of the protective tube.
使用者に情報を通知する通知部を備え、
前記制御部が、前記通知部によって培地交換のタイミングを前記使用者に通知する請求項1から請求項7のいずれかに記載の培地モニタリング装置。
Equipped with a notification unit that notifies the user of information
The medium monitoring device according to any one of claims 1 to 7, wherein the control unit notifies the user of the timing of medium replacement by the notification unit.
前記容器に前記培地を供給する培地供給部と、
前記容器から前記培地を排出する培地排出部とを備え、
前記制御部が、培地交換のタイミングになったと判定した場合に、前記培地排出部によって前記容器から前記培地の一部を排出し、かつ、前記培地供給部によって前記容器に新たな前記培地を供給する請求項1から請求項8のいずれかに記載の培地モニタリング装置。
A medium supply unit that supplies the medium to the container,
A medium discharge unit for discharging the medium from the container is provided.
When the control unit determines that it is time to replace the medium, the medium discharge unit discharges a part of the medium from the container, and the medium supply unit supplies a new medium to the container. The culture medium monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記照明部が、単一の波長の前記照明光を発する単色光源を備える請求項1から請求項9のいずれかに記載の培地モニタリング装置。 The culture medium monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the illumination unit includes a monochromatic light source that emits the illumination light having a single wavelength. 前記単色光源が、白色光源と、該白色光源から発せられた光から単一の波長のみを抽出するバンドパスフィルタとを備える請求項10に記載の培地モニタリング装置。 The medium monitoring apparatus according to claim 10, wherein the monochromatic light source includes a white light source and a bandpass filter that extracts only a single wavelength from the light emitted from the white light source. 前記単色光源がLED光源である請求項10に記載の培地モニタリング装置。 The medium monitoring device according to claim 10, wherein the monochromatic light source is an LED light source. 前記照明部が、前記照明光として波長が異なる複数の単色光を発する単色光源を備え、
前記制御部が、前記特定領域に照射された前記単色光の波長ごとに前記撮像部によって取得される各前記特定領域の画像における前記背景の画素の前記代表画素値の経時変化に基づいて前記培地の状態を判定する請求項1から請求項9のいずれかに記載の培地モニタリング装置。
The illumination unit includes a monochromatic light source that emits a plurality of monochromatic lights having different wavelengths as the illumination light.
The medium is based on the time course of the representative pixel value of the background pixel in the image of each specific region acquired by the imaging unit for each wavelength of the monochromatic light irradiated to the specific region. The culture medium monitoring apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the state of the medium is determined.
前記単色光源が、白色光源と、該白色光源から発せられる光の光路上に挿脱可能に設けられ、前記白色光源からの光から互いに異なる単一の波長のみを抽出する複数のバンドパスフィルタとを備える請求項13に記載の培地モニタリング装置。 The monochromatic light source is provided with a white light source and a plurality of bandpass filters that are detachably provided on the optical path of the light emitted from the white light source and extract only a single wavelength different from each other from the light from the white light source. 13. The medium monitoring device according to claim 13. 前記単色光源が、波長が異なる複数のLED光源である請求項13に記載の培地モニタリング装置。 The medium monitoring device according to claim 13, wherein the monochromatic light source is a plurality of LED light sources having different wavelengths. 前記照明部が白色光源を備え、
前記撮像部がカラーCCDを備え、
前記制御部が、前記カラーCCDによって取得された前記特定領域の画像における前記背景の画素から求められる前記培地の色相とpHとの関係に基づいて、前記培地の状態を判定する請求項1から請求項9のいずれかに記載の培地モニタリング装置。
The lighting unit is provided with a white light source.
The imaging unit includes a color CCD
According to claim 1, the control unit determines the state of the medium based on the relationship between the hue and pH of the medium obtained from the background pixels in the image of the specific region acquired by the color CCD. Item 9. The medium monitoring device according to any one of Items 9.
JP2019071737A 2019-03-19 2019-04-04 Medium monitoring device Pending JP2020167959A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019071737A JP2020167959A (en) 2019-04-04 2019-04-04 Medium monitoring device
US16/802,665 US11299701B2 (en) 2019-03-19 2020-02-27 Culture-medium-monitoring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019071737A JP2020167959A (en) 2019-04-04 2019-04-04 Medium monitoring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020167959A true JP2020167959A (en) 2020-10-15

Family

ID=72745239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019071737A Pending JP2020167959A (en) 2019-03-19 2019-04-04 Medium monitoring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020167959A (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5289942A (en) * 1976-01-23 1977-07-28 Suntory Ltd Device for observing infinitesimal article in liquid
JP2006271210A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Olympus Corp Automatic cell-culturing device
JP2016034235A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 pH determination device, pH measurement device, pH determination method, and pH determination program
WO2017038887A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 アイ・ピース株式会社 Pluripotent stem cell production system
WO2017104696A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 オリンパス株式会社 Cell culture device and cell culture system
JP2018146602A (en) * 2017-03-01 2018-09-20 オリンパス株式会社 Observation device
WO2018186426A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 オリンパス株式会社 Culture medium exchange device and culture system
WO2019022067A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 株式会社Ihi Cell culture device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5289942A (en) * 1976-01-23 1977-07-28 Suntory Ltd Device for observing infinitesimal article in liquid
JP2006271210A (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Olympus Corp Automatic cell-culturing device
JP2016034235A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 パナソニックヘルスケアホールディングス株式会社 pH determination device, pH measurement device, pH determination method, and pH determination program
WO2017038887A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 アイ・ピース株式会社 Pluripotent stem cell production system
WO2017104696A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 オリンパス株式会社 Cell culture device and cell culture system
JP2018146602A (en) * 2017-03-01 2018-09-20 オリンパス株式会社 Observation device
WO2018186426A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 オリンパス株式会社 Culture medium exchange device and culture system
WO2019022067A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 株式会社Ihi Cell culture device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5244605B2 (en) microscope
US8027083B2 (en) Contact microscope using point source illumination
CA2978787C (en) Method and apparatus for microscopy
US11299701B2 (en) Culture-medium-monitoring apparatus
CN109791275B (en) Observation device
CN104797925A (en) Receptacle and system for optically analyzing a sample without optical lenses
US20200379231A1 (en) Observation apparatus
CN112114423A (en) Portable full-automatic multi-mode microscopic imaging device
US11188736B2 (en) Observation device
JP2012147739A (en) Observation apparatus
JP2012107942A (en) Imaging device
US11635364B2 (en) Observation device
JP2020167959A (en) Medium monitoring device
WO2021117211A1 (en) Cell culture device
JPWO2019176048A1 (en) Cell image processing device
EP2147635B1 (en) Subject observation apparatus and subject observation method
CN108681056A (en) Multi-wavelength polarised light biomedicine microscopic imaging device towards live body
JP6989691B2 (en) Observation device
JP6980898B2 (en) Cell image processing device
JP2020150815A (en) Culture medium monitoring device
CN208537821U (en) Multi-wavelength polarised light biomedicine microscopic imaging device towards living body
JP7037636B2 (en) Observation device
CN215687811U (en) Laser speckle blood flow imaging system
JP2007000382A (en) Ophthalmological apparatus
WO2018055762A1 (en) System for measuring cell state

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211223

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220615

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221101

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230425