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JP4868879B2 - Cell state detector - Google Patents
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JP4868879B2 - Cell state detector - Google Patents

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Description

本発明は、ヒト細胞の状態を検出する装置に関し、詳細には、再生医療などを行う際に利用される細胞状態検出装置に関する。   The present invention relates to a device for detecting the state of a human cell, and more particularly to a cell state detection device used when performing regenerative medicine or the like.

近年、幹細胞を培養して、体内へ導入する医療器具表面に付与することで人体との拒絶反応を低減させる技術や、各機能を有する細胞に培養する技術などが、組織工学の発展により、急速に進歩してきている。このような細胞培養技術においては、培養された細胞の状態を評価した上で、体内に導入する必要があるが、そのための細胞状態検出方法も組織工学の進歩とともに発展しつつある。このような細胞状態検出方法のひとつとして、特定の細胞を採取し、この細胞をフィルタ上にて培養した後、試薬(蛍光色素)を作用させたものを蛍光顕微鏡を用いて観察する方法が知られている。   In recent years, with the development of tissue engineering, stem cells have been cultivated and applied to the surface of medical devices to be introduced into the body. Has progressed to. In such a cell culture technique, it is necessary to evaluate the state of the cultured cells and then introduce it into the body. However, cell state detection methods therefor are also being developed along with advances in tissue engineering. As one of such cell state detection methods, a method is known in which specific cells are collected, cultured on a filter, and then observed with a reagent (fluorescent dye) using a fluorescence microscope. It has been.

ここで、上記蛍光観察による細胞状態検出方法について説明する。フィルタ上の細胞に試薬(蛍光色素)を作用させたものに、特定の波長域の光(励起光)を照射する。これにより、細胞に作用させた蛍光色素から蛍光が発せられる。そして、当該蛍光を吸収フィルターを通過させて、特定の波長域の光がカットしたものを、接眼レンズを通して観察する。このとき、蛍光染色した細胞は生死の状態や分化の状態、或いは、細胞の種類により異なる光を放つので、直ちに細胞の状態や種類を判別することができる(例えば、特許文献1参照)。
特許第2592114号公報
Here, the cell state detection method by the fluorescence observation will be described. Light (excitation light) in a specific wavelength range is irradiated on a cell on the filter that is made to act on a reagent (fluorescent dye). Thereby, fluorescence is emitted from the fluorescent dye that has acted on the cells. Then, the fluorescence is passed through an absorption filter, and the light cut in a specific wavelength region is observed through an eyepiece. At this time, the fluorescence-stained cells emit different light depending on the life and death state, the differentiation state, or the cell type, so that the state and type of the cell can be immediately discriminated (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 2592114

しかしながら、上述した従来の方法では、細胞の状態を検出するために、上記の如く細胞に蛍光色素を作用させなければ成らないので、再生医療などの培養後に人体に戻す細胞の状態評価には不向きであった。また、継続的に同じ細胞をモニタリングすることも不可能であった。   However, in the conventional method described above, in order to detect the state of the cell, the fluorescent dye must be allowed to act on the cell as described above. Therefore, it is not suitable for evaluating the state of the cell to be returned to the human body after culture such as regenerative medicine. Met. It was also impossible to continuously monitor the same cells.

このような問題に鑑みて、本発明は、細胞に蛍光色素等の試薬を作用させることなく、非侵襲のままで的確に細胞の状態を検出することができる装置、或いは、細胞の状態を検出する方法を提供するものである。   In view of such a problem, the present invention is a device that can accurately detect the state of a cell in a non-invasive manner without causing a reagent such as a fluorescent dye to act on the cell, or a state of a cell. It provides a way to

本発明の細胞状態検出装置は、ヒト細胞に530nmの波長の励起光(G励起)を照射する励起光照射手段と、この励起光照射手段からの励起光によりヒト細胞から発せられる波長600nm〜700nmの自家蛍光を検出する自家蛍光検出手段と、この自家蛍光検出手段の検出結果に基づいてヒト細胞の生死に関する状態を出力する細胞状態出力手段とを備え、この細胞状態出力手段は、ヒト細胞から発せられる自家蛍光強度、又は、自家蛍光スペクトルパターンのうちの何れか一つ、又は、それらの組み合わせを出力し、若しくは、当該出力を処理した情報を出力することを特徴とする。 The cell state detection apparatus of the present invention includes an excitation light irradiation unit that irradiates a human cell with excitation light (G excitation) having a wavelength of 530 nm, and a wavelength of 600 nm to 700 nm emitted from the human cell by the excitation light from the excitation light irradiation unit. Autofluorescence detecting means for detecting the autofluorescence of the cell, and cell state output means for outputting a state relating to the life or death of the human cell based on the detection result of the autofluorescence detecting means. Any one of the emitted autofluorescence intensity or the autofluorescence spectrum pattern, or a combination thereof is output, or information obtained by processing the output is output.

請求項2の発明は、請求項1に記載の細胞状態検出装置において、前記ヒト細胞は、ヒト間葉系幹細胞であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the cell state detection apparatus according to the first aspect, the human cell is a human mesenchymal stem cell.

上述したように、ヒト細胞に蛍光色素等の試薬を作用させることなく、非侵襲のままで的確に細胞の状態を検出することができる装置を摸索することにより、ヒト細胞の状態(例えば、細胞の生死、細胞のViability(生きの良さ)、細胞の種類、細胞の分化度合い)によって自家蛍光の強度が異なることが実験で確かめられた。   As described above, a human cell state (for example, a cell) can be obtained by snooping a device that can accurately detect the state of a cell without causing a reagent such as a fluorescent dye to act on the human cell. Experiments have confirmed that the intensity of autofluorescence varies depending on the life and death of the cells, the viability of the cells, the cell type, and the degree of cell differentiation.

そこで、本発明の細胞状態検出装置によれば、ヒト細胞に530nmの波長の励起光(G励起)を照射する励起光照射手段と、この励起光照射手段からの励起光によりヒト細胞から発せられる波長600nm〜700nmの自家蛍光を検出する自家蛍光検出手段と、この自家蛍光検出手段の検出結果に基づいてヒト細胞の生死に関する状態を出力する細胞状態出力手段とを備え、この細胞状態出力手段は、ヒト細胞から発せられる自家蛍光強度、又は、自家蛍光スペクトルパターンのうちの何れか一つ、又は、それらの組み合わせを出力し、若しくは、当該出力を処理した情報を出力するようにしたので、当該出力情報に基づき、ヒト細胞の状態を判別することができる。 Therefore, according to the cell state detection device of the present invention, the excitation light irradiation means for irradiating the human cell with excitation light (G excitation) having a wavelength of 530 nm, and the excitation light from the excitation light irradiation means emits from the human cell. An autofluorescence detecting means for detecting autofluorescence with a wavelength of 600 nm to 700 nm, and a cell state output means for outputting a state relating to the life or death of a human cell based on the detection result of the autofluorescence detecting means, Since any one of the autofluorescence intensity emitted from human cells or the autofluorescence spectrum pattern, or a combination thereof is output, or information obtained by processing the output is output. Based on the output information, the state of the human cell can be determined.

このように、本発明の細胞状態検出装置を用いて、ヒト細胞から発せられる自家蛍光を自家蛍光検出手段にて検出し、その結果に基づいて細胞状態出力手段によりヒト細胞の状態を出力することで、細胞の状態や種類を判別することが可能となる。これにより、ヒト細胞に試薬を作用させることなく、細胞の状態や種類を判別することが可能となる。   Thus, using the cell state detection device of the present invention, autofluorescence emitted from human cells is detected by the autofluorescence detection means, and the state of the human cell is output by the cell state output means based on the result. Thus, the state and type of the cell can be determined. Thereby, it becomes possible to discriminate | determine the state and kind of a cell, without making a reagent act on a human cell.

特に、本発明の細胞状態検出装置を使用すれば、紫外領域及び赤外領域の波長を除く励起光を細胞に照射するので、ヒト細胞が損傷すること無く非侵襲のまま、容易に状態や種類等を判別できるようになり、再生医療などの培養後に人体に戻す細胞の状態評価に有用となる。   In particular, if the cell state detection device of the present invention is used, cells are irradiated with excitation light excluding wavelengths in the ultraviolet region and infrared region, so that the state and type can be easily maintained without damaging human cells. It becomes useful for evaluating the state of cells to be returned to the human body after culturing such as regenerative medicine.

また、自家蛍光検出手段は、ヒト細胞から発せられる波長600nm〜700nmの自家蛍光を検出するので、より的確にヒト細胞の状態を検出することが可能となる。   In addition, since the autofluorescence detection means detects autofluorescence emitted from human cells and having a wavelength of 600 nm to 700 nm, it is possible to detect the state of the human cells more accurately.

更に、励起光照射手段は、530nmの波長の励起光(G励起)をヒト細胞に照射するので、これによってもより的確なヒト細胞の状態検出が可能となる。 Furthermore, since the excitation light irradiation means irradiates the human cell with excitation light (G excitation) having a wavelength of 530 nm, it is possible to detect the state of the human cell more accurately.

そして、本発明の細胞状態検出装置は請求項2の如きヒト間葉系幹細胞の状態検出に特に有用なものとなる。 The cell state detection apparatus of the present invention is particularly useful for detecting the state of human mesenchymal stem cells as claimed in claim 2 .

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例の細胞状態検出装置10の構成を示す模式図である。細胞状態検出装置は、検出対象となるヒト細胞に励起光L1を照射する励起光照射手段1(光源)と、この励起光照射手段1からの励起光L1により細胞から発せられる自家蛍光L2を検出する自家蛍光検出手段7と、自家蛍光検出手段7の検出結果に基づいて細胞の状態を出力する細胞状態出力手段8などにより構成されている。本実施例の細胞状態検出装置10は、励起光照射手段1からの光をダイクロイックミラー2で反射させて、細胞の収納された培養容器4の下面から細胞に照射することにより、当該細胞から自家蛍光を発生させる落射式の検出装置である。即ち、励起光照射手段1(光源)からの励起光L1を、ダイクロイックミラー2、対物レンズ3を介して、細胞の収納された培養容器4の下面から細胞に照射し、当該励起光L1の照射により細胞から発せられた自家蛍光L2を培養容器4の下側に設置した前記対物レンズ3、ダイクロイックミラー2、吸収フィルター6を順次通過させて、当該自家蛍光L2から特定の波長の光を除去したものを接眼レンズ9により集光し、これを自家蛍光検出手段7により検出して、その検出結果に基づき、細胞状態出力手段8により細胞の状態を出力する構成とされている。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cell state detection device 10 according to an embodiment of the present invention. The cell state detection device detects excitation light irradiation means 1 (light source) that irradiates a human cell to be detected with excitation light L1 and autofluorescence L2 emitted from the cell by the excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1. Auto-fluorescence detecting means 7 and cell state output means 8 for outputting the state of cells based on the detection result of the auto-fluorescence detecting means 7. The cell state detection apparatus 10 according to the present embodiment reflects light from the excitation light irradiation means 1 by the dichroic mirror 2 and irradiates the cell from the lower surface of the culture container 4 in which the cell is stored, so that the cell is self-generated. An epi-illumination type detection device that generates fluorescence. That is, the excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1 (light source) is irradiated to the cells from the lower surface of the culture vessel 4 in which the cells are stored via the dichroic mirror 2 and the objective lens 3, and the excitation light L1 is irradiated. The autofluorescence L2 emitted from the cells was sequentially passed through the objective lens 3, the dichroic mirror 2 and the absorption filter 6 installed on the lower side of the culture vessel 4 to remove light of a specific wavelength from the autofluorescence L2. The object is condensed by the eyepiece 9, detected by the autofluorescence detection means 7, and the cell state output means 8 outputs the cell state based on the detection result.

上記励起光照射手段1は、観測対象である細胞に対して非侵襲性の波長の励起光L1を細胞に照射するものであり、ランプ(例えば、水銀ランプ等)と光学フィルタとレンズから構成されている。即ち、上記ランプの光は、種々の成分の波長を含んでいるが、光学フィルタを通過させることで、特定波長以外の光のみが光学フィルタによりカットされ、特定波長の光(予め設定された波長の光)のみが光学フィルタを透過し、この通過した光が励起光L1として、レンズを介して励起光照射手段1から射出される。   The excitation light irradiation means 1 irradiates a cell with excitation light L1 having a noninvasive wavelength with respect to a cell to be observed, and includes a lamp (for example, a mercury lamp), an optical filter, and a lens. ing. That is, the light of the lamp includes wavelengths of various components, but by passing through the optical filter, only light other than the specific wavelength is cut by the optical filter, and light of a specific wavelength (a preset wavelength) Only light) passes through the optical filter, and the light passing therethrough is emitted as excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1 through the lens.

当該励起光照射手段1から細胞に照射される励起光L1は、当該励起光L1の照射により細胞に損傷を与える恐れがある紫外領域及び赤外領域の波長を除く波長の光とする。このように励起光照射手段1から細胞に照射される励起光L1を非侵襲性の波長の励起光L1とし、特に、紫外領域及び赤外領域の波長を除く励起光L1とすることで、励起光L1の照射により細胞が損傷する不都合を未然に回避することができる。加えて、励起光照射手段1から細胞に照射される励起光L1の波長を、細胞から発せられる自家蛍光L2が可視光となるように設定すれば、後述する細胞状態出力手段8から出力された自家蛍光L2を目視することができるので、細胞状態出力手段8として後述するディスプレイなどの簡単な装置を適用することが可能となる。また、実際に細胞に照射する励起光L1の波長は、蛍光分光光度計にて検出対象となる細胞の蛍光度を測定することにより決定した。尚、後述するヒト間葉系幹細胞の検出には、400nm以上600nm以下の波長の励起光L1を照射しることで、細胞から効果的に自家蛍光L2を発生させることが可能である。   The excitation light L1 irradiated to the cell from the excitation light irradiation means 1 is light having a wavelength excluding wavelengths in the ultraviolet region and the infrared region that may damage the cell by irradiation of the excitation light L1. In this way, the excitation light L1 irradiated to the cell from the excitation light irradiation means 1 is the excitation light L1 having a noninvasive wavelength, and in particular, the excitation light L1 excluding the wavelengths in the ultraviolet region and the infrared region. It is possible to avoid inconvenience that the cells are damaged by the irradiation of the light L1. In addition, if the wavelength of the excitation light L1 irradiated to the cell from the excitation light irradiation means 1 is set so that the autofluorescence L2 emitted from the cell becomes visible light, it is output from the cell state output means 8 described later. Since the autofluorescence L2 can be visually observed, a simple device such as a display described later can be applied as the cell state output means 8. In addition, the wavelength of the excitation light L1 that is actually applied to the cells was determined by measuring the fluorescence of the cells to be detected with a fluorescence spectrophotometer. For detection of human mesenchymal stem cells described later, autofluorescence L2 can be effectively generated from the cells by irradiating excitation light L1 having a wavelength of 400 nm or more and 600 nm or less.

一方、前記自家蛍光検出手段7は、細胞から発せられる自家蛍光を検出できるものであれば、どのような検出手段であっても良く、例えば、自家蛍光を一点毎に検出するフォトダイオード等の光検出素子や、自家蛍光を二次元的に検出し蛍光像を撮像するCCD撮像素子を用いても構わない。また、細胞状態出力手段8は、前記自家蛍光検出手段7の結果に基づき、細胞の状態を出力するための手段であり、具体的には、自家蛍光検出手段7の出力結果に基づき、細胞から発せられる自家蛍光強度、又は、自家蛍光スペクトルパターンのうち何れか一つ、又は、それらを組み合わせたものを出力し、若しくは、当該出力を処理した情報を出力できるものであれば、どのようなものであっても適用可能である。例えば、細胞状態出力手段8として、パソコン等を用いることも可能である。   On the other hand, the autofluorescence detection means 7 may be any detection means as long as it can detect autofluorescence emitted from a cell. For example, light such as a photodiode that detects autofluorescence for each point. A detection element or a CCD image sensor that detects autofluorescence two-dimensionally and captures a fluorescence image may be used. The cell state output means 8 is a means for outputting the state of the cell based on the result of the autofluorescence detection means 7. Specifically, based on the output result of the autofluorescence detection means 7, the cell state output means 8 Any one of the intensity of emitted autofluorescence or the spectrum of autofluorescence spectra, or a combination of these, or any information that can be output as a result of processing the output Even so, it is applicable. For example, a personal computer or the like can be used as the cell state output means 8.

また、パソコン以外にも、前述の如き励起光照射手段1が細胞から発せられる自家蛍光が可視光となる励起光L1を細胞に照射するものとすれば、自家蛍光検出手段7をCCD映像素子とし、且つ、細胞状態出力手段8を当該CCD映像素子で撮像した画像を表示するディスプレイ、或いは、撮像した画像をプリントするプリンタとすることも可能である。このように、励起光照射手段1から細胞に照射される励起光L1を細胞から発せられる自家蛍光L2が可視光となるように設定すれば、細胞状態出力手段8としてディスプレイのような簡単な装置を適用することが可能となるので、コストの低減や装置全体の簡素化を図ることができるようになる。   In addition to the personal computer, if the excitation light irradiation means 1 as described above irradiates the cells with excitation light L1 in which the autofluorescence emitted from the cells becomes visible light, the autofluorescence detection means 7 is a CCD image element. In addition, the cell state output means 8 may be a display that displays an image captured by the CCD video device or a printer that prints the captured image. Thus, if the autofluorescence L2 emitted from the cell is set to be visible light, the excitation light L1 irradiated to the cell from the excitation light irradiation means 1 is a simple device such as a display as the cell state output means 8. Therefore, it is possible to reduce costs and simplify the entire apparatus.

また、細胞から発せられる自家蛍光L2が可視光となり、且つ、細胞状態出力手段8としてパソコンを使用する場合には、上述の如きCCD映像素子が撮像した画像をそのままディスプレイに表示するだけでも勿論構わないが、それ以外にも、他えば、画像に何らかの処理(増幅等)を加えてディスプレイに出力しても良いし、画像データに基づき細胞の判別(生死の判別や、種類の判別等)を行い、その結果をディスプレイやプリンタに表示する等、様々の出力が可能である。   Further, when the autofluorescence L2 emitted from the cell becomes visible light and a personal computer is used as the cell state output means 8, it is of course possible to simply display the image captured by the CCD image device as described above on the display as it is. Other than that, for example, some processing (amplification, etc.) may be added to the image and output to the display, or cell discrimination (life / death discrimination, type discrimination, etc.) based on the image data Various outputs are possible, such as displaying the results on a display or printer.

他方、可視領域以外の波長の光が自家蛍光L2として発せされる場合には、当該自家蛍光L2を目視することが不可能であるため、細胞状態出力手段8は、自家蛍光検出手段7の結果に基づき、細胞から発せられる自家蛍光強度、自家蛍光スペクトルパターンをデータ処理装置(パソコン等)で処理し、数値や可視光に変換して出力するものとする。   On the other hand, when light having a wavelength other than the visible region is emitted as the autofluorescence L2, it is impossible to visually observe the autofluorescence L2. Therefore, the cell state output means 8 is the result of the autofluorescence detection means 7. Based on the above, the autofluorescence intensity and autofluorescence spectrum pattern emitted from the cells are processed by a data processing device (such as a personal computer), converted into numerical values and visible light, and output.

また、前述したダイクロイックミラー2は、ある特定の波長の光だけを透過し、それ以外の波長の光を反射する、所謂バンドパスフィルターであり、前記吸収フィルター6は、特定の波長の光を除去するフィルターである。   The dichroic mirror 2 described above is a so-called band-pass filter that transmits only light of a specific wavelength and reflects light of other wavelengths, and the absorption filter 6 removes light of a specific wavelength. It is a filter to do.

尚、本発明において上述した細胞とは、ヒト(人)の細胞であり、本実施例では、細胞としてヒト間葉系幹細胞を用いる。   The cells described above in the present invention are human (human) cells, and human mesenchymal stem cells are used as cells in this example.

以上の構成で、次に本実施例の細胞状態検出装置10を用いて細胞状態検出方法について説明する。本実施例では、ヒト間葉系幹細胞を培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞を対象1とし、対象1と同じヒト間葉系幹細胞を同様に培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞を70℃で20分間熱処理したものを対象2としてそれぞれの細胞状態の検出を行った。即ち、対象1及び対象2に用いた細胞は同一であるが、対象1は生細胞であり、対象2は対象1を加熱処理した死細胞である点でのみ両対象は異なる。   Next, a cell state detection method using the cell state detection apparatus 10 of the present embodiment having the above configuration will be described. In this example, human mesenchymal stem cells are cultured and detached by trypsin treatment, and then the collected cells are used as target 1, and the same human mesenchymal stem cells as subject 1 are cultured in the same manner and detached by trypsin treatment. The collected cells were heat-treated at 70 ° C. for 20 minutes, and the state of each cell was detected for the target 2. That is, the cells used for subject 1 and subject 2 are the same, but subject 1 is a living cell, and subject 2 is different only in that subject 2 is a dead cell obtained by subjecting subject 1 to heat treatment.

先ず、前記自家蛍光検出手段7として蛍光分光光度計を使用した場合について説明する。この場合、細胞に470nmと530nmの2種類の波長の励起光L1をそれぞれ照射して検出を行った。上述の如くヒト間葉系幹細胞を培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞が封入された培養容器4(対象1)、或いは、ヒト間葉系幹細胞を培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞を70℃で20分間加熱処理した細胞が封入された培養容器4(対象2)を細胞状態検出装置10の所定の位置に装着する。そして、励起光照射手段1から発せられる励起光L1の波長を、470nm、或いは、530nmの何れかに設定する。尚、ダイクロイックミラー2は、少なくとも励起光L1以下の波長の光を反射して、それより長い波長の光を透過する特性を有するものを使用する。また、当該ダイクロイックミラー2は、予め励起光照射手段1からの励起光L1を反射して、前記培養容器4内に照射するように予め角度調整されているものとする。   First, the case where a fluorescence spectrophotometer is used as the autofluorescence detecting means 7 will be described. In this case, detection was performed by irradiating the cells with excitation light L1 having two wavelengths of 470 nm and 530 nm. After culturing human mesenchymal stem cells as described above and detaching with trypsin treatment, culture vessel 4 (target 1) in which the collected cells are enclosed, or culturing human mesenchymal stem cells and detaching with trypsin treatment Then, the culture vessel 4 (target 2) in which the collected cells are heat-treated at 70 ° C. for 20 minutes is mounted at a predetermined position of the cell state detection device 10. And the wavelength of the excitation light L1 emitted from the excitation light irradiation means 1 is set to either 470 nm or 530 nm. Note that the dichroic mirror 2 has a characteristic of reflecting at least light having a wavelength equal to or shorter than the excitation light L1 and transmitting light having a longer wavelength. The dichroic mirror 2 is preliminarily adjusted in angle so as to reflect the excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1 and irradiate it into the culture vessel 4.

そして、細胞状態検出装置10の電源を投入すると、励起光照射手段1から設定された波長(470nm、或いは、530nm)の励起光L1が発せられる。この励起光L1は、ダイクロイックミラー2により反射されて、対物レンズ3を経て培養容器4内に照射される。これにより、培養容器4内の細胞に励起光L1が照射され、細胞から自家蛍光L2が発せられる。このとき、細胞から発せられた自家蛍光L2は、細胞に照射された励起光L1より長い波長の光となる。   When the cell state detection device 10 is turned on, excitation light L1 having a wavelength (470 nm or 530 nm) set from the excitation light irradiation means 1 is emitted. The excitation light L1 is reflected by the dichroic mirror 2 and irradiated into the culture vessel 4 through the objective lens 3. Thereby, the excitation light L1 is irradiated to the cell in the culture container 4, and the autofluorescence L2 is emitted from the cell. At this time, the autofluorescence L2 emitted from the cell becomes light having a longer wavelength than the excitation light L1 irradiated to the cell.

そして、細胞からの自家蛍光L2は、対物レンズ3により集光され、ダイクロイックミラー2を通過する。また、細胞に照射され、反射した励起光L1も対物レンズ3を介して、ダイクロイックミラー2に至る。このとき、ダイクロイックミラー2は、前述の如く励起光L1以下の波長は反射し、それより長い波長の光を透過するため、励起光L1は当該ダイクロイックミラー2を通過することなく、反射されて励起光照射手段1に戻ることとなる。   Then, the autofluorescence L2 from the cells is collected by the objective lens 3 and passes through the dichroic mirror 2. Further, the excitation light L <b> 1 irradiated and reflected on the cell also reaches the dichroic mirror 2 through the objective lens 3. At this time, since the dichroic mirror 2 reflects the wavelength below the excitation light L1 and transmits light having a longer wavelength as described above, the excitation light L1 is reflected and excited without passing through the dichroic mirror 2. It will return to the light irradiation means 1.

他方、細胞から発せられた自家蛍光L2は、前述したように励起光L1より長い波長の光であるため、ダイクロイックミラー2を通過し、吸収フィルター6を通過する。この過程で、特定の波長の光が除去された後、接眼レンズ9を経て自家蛍光検出手段7(蛍光分光光度計)に入射する。自家蛍光検出手段7は、入射した自家蛍光L2の状態を検出する。この場合、自家蛍光検出手段7として蛍光分光光度計を用いるので、当該蛍光分光光度計の光検出素子にて自家蛍光L2の状態を検出し、当該検出情報は信号として細胞状態出力手段8(パソコンなど)に入力される。   On the other hand, since the autofluorescence L2 emitted from the cell is light having a wavelength longer than that of the excitation light L1 as described above, it passes through the dichroic mirror 2 and passes through the absorption filter 6. In this process, after light of a specific wavelength is removed, it enters the autofluorescence detection means 7 (fluorescence spectrophotometer) through the eyepiece 9. The autofluorescence detecting means 7 detects the state of the incident autofluorescence L2. In this case, since the fluorescence spectrophotometer is used as the autofluorescence detection means 7, the state of the autofluorescence L2 is detected by the light detection element of the fluorescence spectrophotometer, and the detection information is the cell state output means 8 (PC) Etc.).

細胞状態出力手段8は入力された信号に基づいて、細胞から発せられる自家蛍光スペクトルパターンを出力する。図2は細胞に470nmの波長の励起光を照射した場合(B励起時)の出力結果であり、図3は細胞に530nmの波長の励起光を照射した場合(G励起時)の出力結果である。図2及び図3において、実線Aは対象1(生細胞)から得られたスペクトルであり、実線Bは対象2(対象2)から得られたスペクトルである。   The cell state output means 8 outputs an autofluorescence spectrum pattern emitted from the cell based on the input signal. FIG. 2 shows an output result when the cell is irradiated with excitation light having a wavelength of 470 nm (during B excitation), and FIG. 3 shows an output result when the cell is irradiated with excitation light having a wavelength of 530 nm (during G excitation). is there. 2 and 3, a solid line A is a spectrum obtained from the target 1 (live cells), and a solid line B is a spectrum obtained from the target 2 (target 2).

各対象(対象1及び対象2)に470nmの波長の励起光を照射した場合(B励起時)、両対象とも図2に示すように470nm付近と700nm付近の波長に蛍光度のピークが現れ、500nm〜570nm付近の波長に蛍光度の緩慢な上昇が見られる。470nm付近のピークは細胞に照射された励起光L1であるため、細胞から発せられた自家蛍光L2の波長は500nm〜570nm付近であると考えられる。また、図2から対象1の生細胞より、対象2の死細胞の方が蛍光度が大きいことが顕著である。   When each object (object 1 and object 2) is irradiated with excitation light having a wavelength of 470 nm (at the time of B excitation), both objects show fluorescence peaks at wavelengths near 470 nm and 700 nm as shown in FIG. A slow increase in fluorescence is observed at wavelengths near 500 nm to 570 nm. Since the peak near 470 nm is the excitation light L1 irradiated to the cell, the wavelength of the autofluorescence L2 emitted from the cell is considered to be around 500 nm to 570 nm. In addition, it can be seen from FIG. 2 that the dead cells of the subject 2 have higher fluorescence than the living cells of the subject 1.

また、各対象(対象1及び対象2)に530nmの波長の励起光を照射した場合、両対象とも、図3に示すように530nm付近の波長に蛍光度のピークが現れ、600nm〜700nm付近の波長に蛍光度の上昇が見られる。530nm付近のピークは細胞に照射された励起光L1であるので、細胞から発せられた自家蛍光L2の波長は600nm〜700nm付近であると考えられる。また、図2の結果と同様に対象1の生細胞より、対象2の死細胞の方が蛍光度が著しく大きいことが明らかとなった。   Moreover, when each object (object 1 and object 2) is irradiated with excitation light having a wavelength of 530 nm, both objects have a fluorescence peak at a wavelength near 530 nm as shown in FIG. An increase in fluorescence is observed at the wavelength. Since the peak near 530 nm is the excitation light L1 irradiated to the cell, the wavelength of the autofluorescence L2 emitted from the cell is considered to be around 600 nm to 700 nm. Moreover, it became clear that the fluorescence intensity of the dead cell of the subject 2 is remarkably higher than that of the living cell of the subject 1 as in the result of FIG.

このように、同一の細胞であっても、細胞の状態(本実施例では細胞の生と死)により細胞から発せられる自家蛍光スペクトルパターンが異なるので、本実施例の細胞状態検出装置10を用いて細胞の自家蛍光を検出し、当該自家蛍光スペクトルパターンを出力させることで、細胞に蛍光色素などの試薬を作用させること無く、細胞の状態を明確に判別することが可能である。   Thus, even in the same cell, the autofluorescence spectrum pattern emitted from the cell differs depending on the state of the cell (in this example, the life and death of the cell), so the cell state detection device 10 of this example is used. By detecting the autofluorescence of the cell and outputting the autofluorescence spectrum pattern, it is possible to clearly determine the state of the cell without causing a reagent such as a fluorescent dye to act on the cell.

次に、前記自家蛍光検出手段7としてCCDカメラ(CCD撮像素子)を使用した場合について説明する。この場合、上記図2の470nmの波長の励起光照射時より、図3の530nmの波長の励起光照射時の方が両対象から発せられる自家蛍光の蛍光度が大きくなった結果から、細胞に470nmの励起光L1を照射するより、530nmの励起光L1を照射した方が効果的に細胞から自家蛍光L2を発生させることができることが明らかであるので、励起光照射手段1から細胞に発せられる励起光L1の波長を530nmに設定して自家蛍光L2の検出を行った。   Next, a case where a CCD camera (CCD imaging device) is used as the autofluorescence detecting means 7 will be described. In this case, the fluorescence of the autofluorescence emitted from both objects is higher when the excitation light with the wavelength of 530 nm in FIG. 3 is irradiated with the excitation light with the wavelength of 470 nm in FIG. Since it is clear that irradiation with 530 nm excitation light L1 can generate autofluorescence L2 from cells more effectively than irradiation with 470 nm excitation light L1, it is emitted from excitation light irradiation means 1 to cells. Autofluorescence L2 was detected by setting the wavelength of the excitation light L1 to 530 nm.

先ず、上述の如くヒト間葉系幹細胞を培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞が封入された培養容器4(対象1)、或いは、ヒト間葉系幹細胞を培養し、トリプシン処理で剥離した後、収集した細胞を70℃で20分間加熱処理した細胞が封入された培養容器4(対象2)を細胞状態検出装置10の所定の位置に装着する。そして、励起光照射手段1から発せられる励起光L1の波長を、530nmに設定する。尚、ダイクロイックミラー2は、少なくとも励起光L1である530nm以下の波長の光を反射して、それより長い波長の光を透過する特性を有するものを使用する。また、当該ダイクロイックミラー2は、予め励起光照射手段1からの励起光L1を反射して、前記培養容器4内に照射するように予め角度調整されているものとする。   First, human mesenchymal stem cells are cultured as described above and detached by trypsin treatment, and then the culture vessel 4 (target 1) in which the collected cells are enclosed or human mesenchymal stem cells are cultured and trypsinized. After peeling, the culture vessel 4 (target 2) in which the collected cells are heat-treated at 70 ° C. for 20 minutes is attached to a predetermined position of the cell state detection device 10. And the wavelength of the excitation light L1 emitted from the excitation light irradiation means 1 is set to 530 nm. Note that the dichroic mirror 2 has a characteristic of reflecting at least light having a wavelength of 530 nm or less, which is the excitation light L1, and transmitting light having a longer wavelength. The dichroic mirror 2 is preliminarily adjusted in angle so as to reflect the excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1 and irradiate it into the culture vessel 4.

そして、細胞状態検出装置10の電源を投入すると、励起光照射手段1から設定された波長(530nm)の励起光L1が発せられる。この励起光L1は、ダイクロイックミラー2により反射されて、対物レンズ3を経て培養容器4内に照射される。これにより、培養容器4内の細胞に励起光L1が照射され、細胞から自家蛍光L2が発せられる。このとき、細胞から発せられた自家蛍光L2は、前記図3から明らかであるように細胞に照射された励起光L1より長い波長の光となる。   When the cell state detection device 10 is turned on, excitation light L1 having a wavelength (530 nm) set from the excitation light irradiation means 1 is emitted. The excitation light L1 is reflected by the dichroic mirror 2 and irradiated into the culture vessel 4 through the objective lens 3. Thereby, the excitation light L1 is irradiated to the cell in the culture container 4, and the autofluorescence L2 is emitted from the cell. At this time, the autofluorescence L2 emitted from the cell becomes light having a longer wavelength than the excitation light L1 irradiated to the cell, as is apparent from FIG.

そして、細胞からの自家蛍光L2は、対物レンズ3により集光され、ダイクロイックミラー2を通過する。また、細胞に照射され、反射した励起光L1も対物レンズ3を介して、ダイクロイックミラー2に至る。このとき、ダイクロイックミラー2は、前述の如く励起光L1以下の波長は反射し、それより長い波長の光を透過するため、励起光L1は当該ダイクロイックミラー2を通過することなく、反射されて励起光照射手段1に戻ることとなる。   Then, the autofluorescence L2 from the cells is collected by the objective lens 3 and passes through the dichroic mirror 2. Further, the excitation light L <b> 1 irradiated and reflected on the cell also reaches the dichroic mirror 2 through the objective lens 3. At this time, since the dichroic mirror 2 reflects the wavelength below the excitation light L1 and transmits light having a longer wavelength as described above, the excitation light L1 is reflected and excited without passing through the dichroic mirror 2. It will return to the light irradiation means 1.

他方、細胞から発せられた自家蛍光L2は、前述したように励起光L1より長い波長の光であるため、ダイクロイックミラー2を通過し、吸収フィルター6を通過する。この過程で、特定の波長の光が除去された後、接眼レンズ9を経て自家蛍光検出手段7(CCDカメラ)に入射する。自家蛍光検出手段7は、入射した自家蛍光L2の状態を検出する。この場合、自家蛍光検出手段7としてCCDカメラを用いるので、当該CCDカメラのCCD映像素子にて自家蛍光L2の状態が撮像され、画像信号として細胞状態出力手段8に入力される。   On the other hand, since the autofluorescence L2 emitted from the cell is light having a wavelength longer than that of the excitation light L1 as described above, it passes through the dichroic mirror 2 and passes through the absorption filter 6. In this process, after light of a specific wavelength is removed, the light enters the autofluorescence detection means 7 (CCD camera) through the eyepiece 9. The autofluorescence detecting means 7 detects the state of the incident autofluorescence L2. In this case, since a CCD camera is used as the autofluorescence detection means 7, the state of the autofluorescence L2 is imaged by the CCD image element of the CCD camera and input to the cell state output means 8 as an image signal.

細胞状態出力手段8は入力された画像信号に基づいて、細胞の状態を出力する。本実施例では、細胞状態出力手段8として細胞から発せられる自家蛍光強度を出力するものとして、ディスプレイを用いるので、CCDカメラで撮像した画像がディスプレイに表示される。ここで、図4は、当該ディスプレイに表示された対象1(生細胞)の自家蛍光強度を示す写真を模式的に示した図であり、図5は対象2(死細胞)の自家蛍光強度を示す写真を模式的に示した図である。530nmの励起光L1を照射した際に、各細胞から得られた自家蛍光L2は赤色であったが(背景は黒色)、図4及び図5では、背景の色を反転させて白色とし、細胞から発せられる自家蛍光L2を黒色で示した。従って、細胞がより黒く示されている方が、蛍光強度が強く、背景との色調差が少ない(細胞がより白色に近い)程、蛍光強度が弱いことを示している。即ち、図4の対象1の生細胞では、蛍光強度が弱く、背景との色調差が大きい図5の対象2の死細胞では、蛍光強度が強いことがわかる。これにより、生細胞と死細胞とで、蛍光強度が顕著に相違し、明確な強度差があることがわかった。また、当該結果は前記図3に示す自家蛍光スペクトルパターンの結果と一致している。   The cell state output means 8 outputs the cell state based on the input image signal. In this embodiment, since the display is used as the cell state output means 8 for outputting the autofluorescence intensity emitted from the cells, the image captured by the CCD camera is displayed on the display. Here, FIG. 4 is a diagram schematically showing a photograph showing the autofluorescence intensity of the object 1 (live cells) displayed on the display, and FIG. 5 shows the autofluorescence intensity of the object 2 (dead cells). It is the figure which showed the photograph shown typically. The autofluorescence L2 obtained from each cell when irradiated with the excitation light L1 of 530 nm was red (background is black). In FIGS. 4 and 5, the background color is reversed to white, and the cell The autofluorescence L2 emitted from is shown in black. Therefore, the more black the cells are, the stronger the fluorescence intensity is, and the smaller the color difference from the background (the cells are closer to white), the weaker the fluorescence intensity. That is, it can be seen that the live cell of the target 1 in FIG. 4 has a low fluorescence intensity and the dead cell of the target 2 in FIG. 5 having a large color difference from the background has a high fluorescence intensity. As a result, it was found that the fluorescence intensity was significantly different between the living cells and the dead cells, and there was a clear intensity difference. Further, the result is consistent with the result of the autofluorescence spectrum pattern shown in FIG.

このように、同一の細胞であっても、細胞の状態(本実施例では細胞の生と死)により細胞から発せられる自家蛍光の蛍光強度が異なるので、本実施例の細胞状態検出装置10を用いて細胞の自家蛍光を検出し、蛍光強度を出力させることで、細胞に蛍光色素などの試薬を作用させること無く、細胞の状態を明確に判別することが可能である。   Thus, even in the same cell, the fluorescence intensity of the autofluorescence emitted from the cell differs depending on the state of the cell (in this embodiment, the life and death of the cell). By detecting the autofluorescence of the cells and outputting the fluorescence intensity, it is possible to clearly determine the state of the cells without causing a reagent such as a fluorescent dye to act on the cells.

尚、本実施例では、CCDカメラにて撮像された自家蛍光L2の画像に基づき、細胞状態出力手段8が当該細胞から発せられる自家蛍光強度をディスプレイに表示するものとしたが、単に自家蛍光強度をディスプレイに表示するだけでなく、当該画像に増幅などの処理を加えてディスプレイに出力しても構わない。また、画像データに基づき細胞の判別、例えば、本実施例の如く細胞の生死の判別を行う場合には、生細胞より死細胞の方が蛍光強度が高いことから、所定の閾値を設定して、細胞状態出力手段8が所定の閾値より蛍光強度が高い場合には死細胞、所定の閾値より蛍光強度が低い場合には生細胞であることを判別し、その結果をディスプレイやプリンタに表示するものとすることも可能である。   In the present embodiment, the cell state output means 8 displays the autofluorescence intensity emitted from the cell on the display based on the image of the autofluorescence L2 imaged by the CCD camera. May be displayed on the display, or may be subjected to processing such as amplification on the image and output to the display. In addition, when performing cell discrimination based on image data, for example, cell viability as in this embodiment, dead cells have higher fluorescence intensity than live cells, so a predetermined threshold is set. When the cell state output means 8 has a fluorescence intensity higher than a predetermined threshold, it is determined to be a dead cell, and when the fluorescence intensity is lower than the predetermined threshold, it is determined to be a living cell, and the result is displayed on a display or printer. It is also possible.

また、細胞から発せられる自家蛍光L2を検出することで、細胞の種別の判断も行うことが可能となる。即ち、細胞の種類により各細胞から発せられる自家蛍光L2が異なることから、予め、種々細胞の自家蛍光L2を測定し、その測定結果を細胞状態出力手段8に入力しておき、細胞状態出力手段8は当該入力された情報に基づき、前述した蛍光検出手段7が、その結果をディスプレイやプリンタに出力することで、細胞の種別の判断も行うことができる。更には、細胞の分化の状態の検出などにも応用することが可能となる。特に、細胞状態検出装置10を使用することで、細胞を非侵襲のまま、容易に状態や種類等を判別できるので、再生医療などの培養後に人体に戻す細胞の状態評価を行うことができるようになる。   Further, by detecting the autofluorescence L2 emitted from the cell, it is possible to determine the type of the cell. That is, since the autofluorescence L2 emitted from each cell differs depending on the type of cell, the autofluorescence L2 of various cells is measured in advance, and the measurement results are input to the cell state output means 8, and the cell state output means In 8, based on the input information, the fluorescence detection means 7 described above outputs the result to a display or a printer so that the cell type can also be determined. Further, it can be applied to detection of the differentiation state of cells. In particular, the use of the cell state detection device 10 makes it possible to easily determine the state, type, etc. while the cells are non-invasive, so that the state of the cells returned to the human body after culture such as regenerative medicine can be evaluated. become.

上記実施例の細胞状態検出装置10は、励起光照射手段1からの光をダイクロイックミラー2で反射させて、細胞の収納された培養容器4の下面から細胞に照射することにより、当該細胞から自家蛍光を発生させる落射式の検出装置としたが、本発明の細胞状態検出装置はこれに限定されるものではない。例えば、図6に示すような透過方の検出装置としても構わない。尚、図6において、図1と同一の符号が付されたものは、同様、或いは類似の効果を奏するものであるため、説明を省略する。   The cell state detection device 10 of the above embodiment reflects the light from the excitation light irradiation means 1 by the dichroic mirror 2 and irradiates the cells from the lower surface of the culture container 4 in which the cells are stored, so that the cells are self-generated. Although the epi-illumination type detection device that generates fluorescence is used, the cell state detection device of the present invention is not limited to this. For example, a transmission detecting device as shown in FIG. 6 may be used. In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same or similar effects, and thus description thereof is omitted.

この場合、励起光照射手段1(光源)からの励起光L1を、培養容器4の上側から当該培養容器4中に収納された細胞に照射し、この励起光L1の照射により細胞から発せられた自家蛍光L2を下側に設置された対物レンズ3にて集光する。そして、吸収フィルター6を通過させて、特定の波長の光が除去された自家蛍光L2を接眼レンズ9を介して自家蛍光検出手段7により検出し、検出された結果に基づき、細胞状態出力手段8により細胞の状態が出力される。   In this case, the excitation light L1 from the excitation light irradiation means 1 (light source) is emitted from the upper side of the culture vessel 4 to the cells stored in the culture vessel 4 and emitted from the cells by the irradiation of the excitation light L1. The autofluorescence L2 is condensed by the objective lens 3 installed on the lower side. Then, the autofluorescence L2 from which light of a specific wavelength is removed by passing through the absorption filter 6 is detected by the autofluorescence detection means 7 via the eyepiece 9, and the cell state output means 8 is based on the detected result. Will output the cell status.

本実施例で使用される自家蛍光検出手段7及び細胞状態出力手段8は、前記実施例と同様であるため説明を省略する。   Since the autofluorescence detection means 7 and the cell state output means 8 used in this embodiment are the same as those in the above embodiment, description thereof will be omitted.

このように、本実施例の細胞状態検出装置20を用いても、細胞に蛍光色素などの試薬を作用させること無く、細胞の状態や種類を判別することが可能となる。   As described above, even if the cell state detection device 20 of the present embodiment is used, it is possible to determine the state and type of the cell without causing a reagent such as a fluorescent dye to act on the cell.

また、上記各実施例以外に、図7或いは図8に示すエバネッセント光を用いて自家蛍光を観測し検出するものとしても構わない。先ず、図7に示す細胞状態検出装置30について説明する。この場合、励起光照射手段1からの光が全反射する所定の角度で培養容器4に励起光L1を照射すると、培養容器4の下面で全反射が生じて、励起光L1は全てL3側に抜けるように見受けられるが、実際には培養容器4の下面から上側にエバネッセント光が生じることとなる。当該エバネッセント光は極めて薄い層であるため、遠方に伝播せず、目視では確認することは不可能である。   In addition to the above embodiments, autofluorescence may be observed and detected using the evanescent light shown in FIG. 7 or FIG. First, the cell state detection device 30 shown in FIG. 7 will be described. In this case, when the culture vessel 4 is irradiated with the excitation light L1 at a predetermined angle at which the light from the excitation light irradiation means 1 is totally reflected, total reflection occurs on the lower surface of the culture vessel 4, and all the excitation light L1 is directed to the L3 side. Although it seems to be removed, in reality, evanescent light is generated from the lower surface of the culture vessel 4 to the upper side. Since the evanescent light is a very thin layer, it does not propagate far away and cannot be confirmed visually.

しかしながら、エバネッセント光の到達する領域内(上記薄い層内)にある細胞(培養容器4中に収納された細胞)に当該エバネッセント光が照射されると、細胞はこのエバネッセント光を一旦吸収した後、自家蛍光を発する。このとき、細胞から発せられる自家蛍光は、通常の伝播光である。細胞から発せられた自家蛍光L2は、対物レンズ3により集光され、吸収フィルター6を通過する。この過程で、特定の波長の光が除去された後、接眼レンズ9を経て自家蛍光検出手段7に入射する。そして、前記各実施例で詳述したように自家蛍光検出手段7により当該自家蛍光が検出され、その結果に基づき、細胞状態出力手段8により細胞の状態が出力される。尚、本実施例で使用される自家蛍光検出手段7及び細胞状態出力手段8は、前記実施例と同様であるため説明を省略する。   However, when the evanescent light is irradiated to the cells (cells stored in the culture vessel 4) in the region where the evanescent light reaches (in the thin layer), the cells once absorb the evanescent light, It emits autofluorescence. At this time, the autofluorescence emitted from the cells is normal propagation light. The autofluorescence L2 emitted from the cells is collected by the objective lens 3 and passes through the absorption filter 6. In this process, after light of a specific wavelength is removed, the light enters the autofluorescence detection means 7 through the eyepiece 9. Then, as described in detail in each of the embodiments, the autofluorescence detection means 7 detects the autofluorescence, and based on the result, the cell state output means 8 outputs the cell state. Note that the autofluorescence detection means 7 and the cell state output means 8 used in this embodiment are the same as those in the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.

他方、図8に示す細胞状態検出装置40は、対物レンズ3から励起光L1を照射してエ培養容器4の下面から上側にバネッセント光を発生させ、当該エバネッセント光の照射により細胞から自家蛍光を発生させる装置の一例である。この場合、細胞から発せられた自家蛍光L2は、対物レンズ3により集光され、ダイクロイックミラー2を通過する。また、細胞に照射され、反射した励起光L1も対物レンズ3を介して、ダイクロイックミラー2に至る。このとき、ダイクロイックミラー2は、前述の如く励起光L1以下の波長は反射し、それより長い波長の光を透過するため、励起光L1は当該ダイクロイックミラー2を通過することなく、反射されて励起光照射手段1に戻ることとなる。   On the other hand, the cell state detection device 40 shown in FIG. 8 irradiates the excitation light L1 from the objective lens 3 to generate vanescent light from the lower surface to the upper side of the culture vessel 4, and emits autofluorescence from the cells by irradiation with the evanescent light. It is an example of the apparatus to generate. In this case, the autofluorescence L2 emitted from the cells is collected by the objective lens 3 and passes through the dichroic mirror 2. Further, the excitation light L <b> 1 irradiated and reflected on the cell also reaches the dichroic mirror 2 through the objective lens 3. At this time, since the dichroic mirror 2 reflects the wavelength below the excitation light L1 and transmits light having a longer wavelength as described above, the excitation light L1 is reflected and excited without passing through the dichroic mirror 2. It will return to the light irradiation means 1.

ダイクロイックミラー2を通過した自家蛍光L2は、次に、吸収フィルター6を通過し、この過程で特定の波長の光が除去される。その後、当該吸収フィルター6を通過した自家蛍光L2は、接眼レンズ9を経て自家蛍光検出手段7に入射する。そして、前記各実施例で詳述したように自家蛍光検出手段7により当該自家蛍光が検出され、その結果に基づき、細胞状態出力手段8により細胞の状態が出力される。   The autofluorescence L2 that has passed through the dichroic mirror 2 then passes through the absorption filter 6, and light of a specific wavelength is removed in this process. Thereafter, the autofluorescence L2 that has passed through the absorption filter 6 enters the autofluorescence detection means 7 via the eyepiece 9. Then, as described in detail in each of the embodiments, the autofluorescence detection means 7 detects the autofluorescence, and based on the result, the cell state output means 8 outputs the cell state.

このように、エバネッセント光を用いて細胞の自家蛍光L2を検出して、当該検出結果を出力しても、上記各実施例と同様に細胞に蛍光色素などの試薬を作用させること無く、細胞の状態や種類を判別することが可能となる。特に、エバネッセント光を用いることで、培養容器4内に収容された細胞の極めて薄い層のみを検出することが可能となるので、ピントのあった部分に存在するある一つの細胞の自家蛍光を観測することも可能となり、且つ、当該細胞を継続的にモニタリングすることも可能となる。これにより、細胞の状態をより明確に検出することが可能となり、検出精度を飛躍的に向上させることができるようになる。   Thus, even if the autofluorescence L2 of the cell is detected using evanescent light and the detection result is output, the cells are not affected by a reagent such as a fluorescent dye as in the above embodiments. It becomes possible to determine the state and type. In particular, by using evanescent light, it becomes possible to detect only a very thin layer of cells housed in the culture vessel 4, so that the autofluorescence of a single cell present in the focused portion is observed. It is also possible to monitor the cells continuously. As a result, the state of the cell can be detected more clearly, and the detection accuracy can be greatly improved.

本発明の一実施例の細胞状態検出装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cell state detection apparatus of one Example of this invention. 470nmの波長の励起光を照射した場合の自家蛍光スペクトルパターンを示す図である。It is a figure which shows the autofluorescence spectrum pattern at the time of irradiating the excitation light of a wavelength of 470 nm. 530nmの波長の励起光を照射した場合の自家蛍光スペクトルパターンを示す図である。It is a figure which shows the autofluorescence spectrum pattern at the time of irradiating the excitation light of a wavelength of 530 nm. 530nmの波長の励起光を照射した場合の対象1(生細胞)の写真を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the photograph of the object 1 at the time of irradiating the excitation light of a wavelength of 530 nm (live cell). 530nmの波長の励起光を照射した場合の対象2(死細胞)の写真を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the photograph of the object 2 at the time of irradiating the excitation light of a wavelength of 530 nm (dead cell). 本発明の他の実施例の細胞状態検出装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cell state detection apparatus of the other Example of this invention. 本発明のもう一つの他の実施例の細胞状態検出装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cell state detection apparatus of another another Example of this invention. 本発明の更にもう一つの他の実施例の細胞状態検出装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cell state detection apparatus of another another Example of this invention.

1 励起光照射手段(光源)
2 ダイクロイックミラー
3 対物レンズ
4 培養容器
6 吸収フィルター
7 自家蛍光検出手段
8 細胞状態出力手段
9 接眼レンズ
10、20、30、40 細胞状態検出装置
1 Excitation light irradiation means (light source)
2 Dichroic mirror 3 Objective lens 4 Culture vessel 6 Absorption filter 7 Autofluorescence detection means 8 Cell state output means 9 Eyepiece 10, 20, 30, 40 Cell state detection device

Claims (2)

ヒト細胞に530nmの波長の励起光(G励起)を照射する励起光照射手段と、
該励起光照射手段からの励起光により前記ヒト細胞から発せられる波長600nm〜700nmの自家蛍光を検出する自家蛍光検出手段と、
該自家蛍光検出手段の検出結果に基づいて前記ヒト細胞の生死に関する状態を出力する細胞状態出力手段とを備え、
該細胞状態出力手段は、前記ヒト細胞から発せられる自家蛍光強度、又は、自家蛍光スペクトルパターンのうちの何れか一つ、又は、それらの組み合わせを出力し、若しくは、当該出力を処理した情報を出力することを特徴とする細胞状態検出装置。
Excitation light irradiation means for irradiating human cells with excitation light (G excitation) having a wavelength of 530 nm ;
Autofluorescence detecting means for detecting autofluorescence having a wavelength of 600 nm to 700 nm emitted from the human cell by excitation light from the excitation light irradiation means;
Cell state output means for outputting a state relating to the life or death of the human cell based on the detection result of the autofluorescence detection means,
The cell state output means outputs any one of autofluorescence intensity or autofluorescence spectrum pattern emitted from the human cells, or a combination thereof, or outputs information obtained by processing the output. A cell state detection device characterized by:
前記ヒト細胞は、ヒト間葉系幹細胞であることを特徴とする請求項1に記載の細胞状態検出装置。 The cell state detection device according to claim 1, wherein the human cell is a human mesenchymal stem cell .
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