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JP6479368B2 - Culture container, multiphoton excitation microscope, and observation method - Google Patents
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JP6479368B2 - Culture container, multiphoton excitation microscope, and observation method - Google Patents

Culture container, multiphoton excitation microscope, and observation method Download PDF

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Description

本発明は、生体標本を培養する培養容器、多光子励起顕微鏡、及び観察方法に関する。   The present invention relates to a culture vessel for culturing a biological specimen, a multiphoton excitation microscope, and an observation method.

生体標本を深部まで観察するための手段として、多光子励起顕微鏡が知られている。多光子励起顕微鏡では、蛍光は励起光が集光した標本中の1点から発生するが、生体標本内部で散乱して広範囲に拡散される。このため、発生した蛍光を効率よく検出するためには、高い開口数と広い検出視野を有する対物レンズの利用が効果的である。   A multiphoton excitation microscope is known as a means for observing a biological specimen to the deep part. In the multiphoton excitation microscope, fluorescence is generated from one point in the specimen where the excitation light is collected, but is scattered within the biological specimen and diffused over a wide range. For this reason, in order to efficiently detect the generated fluorescence, it is effective to use an objective lens having a high numerical aperture and a wide detection field.

しかしながら、そのような対物レンズを用いたとしても、対物レンズによって取り込むことができる蛍光は、標本から全方向(360度)に出射される蛍光の一部のみである。そこで、検出効率のさらなる向上を実現するための技術が提案されている。   However, even if such an objective lens is used, only a part of the fluorescence emitted from the specimen in all directions (360 degrees) can be captured by the objective lens. Therefore, techniques for realizing further improvement in detection efficiency have been proposed.

特許文献1には、対物レンズに加えて、対物レンズの径方向外側に配置されて標本からの蛍光を取り込む付加光学系を備え、対物レンズと付加光学系により集光された標本からの蛍光を光検出器で検出するように構成された蛍光観察装置が記載されている。   In Patent Document 1, in addition to the objective lens, an additional optical system that is arranged outside the objective lens in the radial direction and captures fluorescence from the specimen is provided, and fluorescence from the specimen collected by the objective lens and the additional optical system is collected. A fluorescence observation apparatus configured to detect with a photodetector is described.

特開2011−196852号公報JP 2011-196852 A

ところで、生体標本は培養容器に収容された状態で観察されることがあるが、この培養容器が蛍光の検出を妨げることがある。特に、マイクロプレートのように標本を収容する複数の収容部が近接して設けられた容器が用いられる場合には、対物レンズのNA(Numerical Aperture)を超えた大きなNAの光は、各収容部の上壁や側壁によって容易に遮られてしまう。   By the way, although a biological specimen may be observed in the state accommodated in the culture container, this culture container may prevent the detection of fluorescence. In particular, when a container provided with a plurality of accommodating portions for accommodating a specimen, such as a microplate, is used, light having a large NA exceeding the NA (Numerical Aperture) of the objective lens It is easily blocked by the upper wall and side wall.

このため、培養容器に収容された標本を観察する場合には、特許文献1に記載された装置のように、蛍光を取り込むことができる角度範囲(検出立体角)を単純に広げても、十分な検出効率を得ることは難しい。   For this reason, when observing a specimen contained in a culture vessel, it is sufficient to simply widen the angle range (detection solid angle) in which fluorescence can be captured, as in the apparatus described in Patent Document 1. It is difficult to obtain high detection efficiency.

以上のような実情を踏まえ、本発明は、培養容器に収容された標本を明るく観察する技術を提供することを課題とする。   In light of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique for brightly observing a specimen stored in a culture vessel.

本発明の第1の態様は、生体標本を培養液に浸して収容可能な培養容器であって、前記培養容器の内側面に入射した前記生体標本からの光を前記培養容器の上方又は下方に導く導光手段を備える培養容器を提供する。   A first aspect of the present invention is a culture container capable of storing a biological specimen immersed in a culture solution, and the light from the biological specimen incident on the inner surface of the culture container is directed above or below the culture container. A culture vessel comprising a light guiding means for guiding is provided.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の培養容器において、前記生体標本からの光は、多光子励起によって生じた蛍光である培養容器を提供する。
本発明の第3の態様は、第1の態様又は第2の態様に記載の培養容器において、前記培養容器は、複数の生体標本を個別に収容する構造を有するマイクロプレートである培養容器を提供する。
本発明の第の態様は、第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つに記載の培養容器において、前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面を透過した前記生体標本からの光を上方又は下方に反射させる反射面を有する培養容器を提供する。
The second aspect of the present invention provides the culture container according to the first aspect, wherein the light from the biological specimen is fluorescence generated by multiphoton excitation.
A third aspect of the present invention provides the culture container according to the first aspect or the second aspect, wherein the culture container is a microplate having a structure for individually accommodating a plurality of biological specimens. To do.
According to a fourth aspect of the present invention, in the culture container according to any one of the first to third aspects , the culture container is the biological specimen that has passed through the inner surface as the light guide means. A culture vessel having a reflecting surface for reflecting light from the top or bottom is provided.

本発明の第の態様は、第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つに記載の培養容器において、前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面に形成された、前記生体標本からの光を回折させる回折面を有する培養容器を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the culture container according to any one of the first to third aspects , the culture container is formed on the inner surface as the light guiding means. A culture vessel having a diffraction surface for diffracting light from a biological specimen is provided.

本発明の第の態様は、第1の態様乃至第3の態様のいずれか1つに記載の培養容器において、前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面に形成された、前記生体標本からの光を反射させる反射面を有する培養容器を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the culture container according to any one of the first to third aspects , the culture container is formed on the inner surface as the light guiding means. A culture vessel having a reflective surface for reflecting light from a biological specimen is provided.

本発明の第の態様は、第1の態様乃至第の態様のいずれか1つに記載の培養容器において、さらに、光が透過する底面と、前記内側面とを有し、前記生体標本を前記培養液に浸して収容可能な容器本体と、前記容器本体に重ねて配置される蓋であって、前記底面側に向けて形成された前記生体標本からの光を反射させる反射面を有する蓋と、を備える培養容器を提供する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the culture container according to any one of the first to sixth aspects, the biological specimen further includes a bottom surface through which light is transmitted and the inner side surface. A container body that can be immersed in the culture medium, and a lid that is placed over the container body, and has a reflective surface that reflects light from the biological specimen formed toward the bottom surface side And a culture vessel comprising a lid.

本発明の第の態様は、第の態様に記載の培養容器において、前記蓋は、開口、又は、前記生体標本からの光が透過する透過部を有し、前記蓋に形成された反射面は、前記開口又は前記透過部の周囲に形成される培養容器を提供する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the culture container according to the seventh aspect, the lid has an opening or a transmission part through which light from the biological specimen is transmitted, and the reflection formed on the lid. The surface provides a culture vessel formed around the opening or the permeable part.

本発明の第の態様は、第の態様又は第の態様に記載の培養容器において、前記蓋に形成された反射面は、凹面形状を有する培養容器を提供する。 A ninth aspect of the present invention provides the culture container according to the seventh aspect or the eighth aspect, wherein the reflective surface formed on the lid has a concave shape.

本発明の第10の態様は、生体標本が収容される第1の態様から第9の態様のいずれか1態様に記載の培養容器と、前記培養容器が配置されるステージと、前記生体標本に励起光を照射する対物レンズを有し、前記対物レンズを介して前記生体標本から生じた蛍光を検出する第1の検出手段と、前記ステージを挟んで前記対物レンズとは反対側に配置されたコンデンサを有し、前記コンデンサを介して前記生体標本から生じた蛍光を検出する第2の検出手段と、前記生体標本から生じた蛍光であって前記培養容器から前記ステージ側に出射した蛍光のうち前記対物レンズの外側に導かれた蛍光を検出する第3の検出手段と、を備える多光子励起顕微鏡を提供する。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the culture container according to any one of the first to ninth aspects, a stage on which the culture container is disposed, and the biological specimen. An objective lens for irradiating excitation light; and a first detection means for detecting fluorescence generated from the biological specimen through the objective lens, and the objective lens disposed on the opposite side of the stage has a capacitor, and a second detecting means for detecting fluorescence generated from the biological specimen via the front Symbol capacitor, from the culture vessel a fluorescence generated from the biological specimen of the fluorescence emitted on the stage side A multi-photon excitation microscope is provided that includes third detection means for detecting fluorescence guided to the outside of the objective lens.

本発明の第11の態様は、多光子励起顕微鏡のステージ上に配置された第1の態様から第の態様のいずれか1態様に記載の培養容器に収容された生体標本を観察する観察方法であって、前記多光子励起顕微鏡の対物レンズを介して、前記生体標本に励起光を照射し、前記多光子励起顕微鏡の検出手段で、前記導光手段により前記培養容器の上方又は下方に導かれて前記培養容器から出射された、前記生体標本から生じた蛍光を検出する観察方法を提供する。 An eleventh aspect of the present invention is an observation method for observing a biological specimen housed in the culture container according to any one of the first to ninth aspects, which is disposed on a stage of a multiphoton excitation microscope. The biological specimen is irradiated with excitation light through the objective lens of the multiphoton excitation microscope, and is guided above or below the culture vessel by the light guide means by the detection means of the multiphoton excitation microscope. An observation method for detecting fluorescence emitted from the biological specimen and emitted from the culture vessel is provided.

本発明によれば、培養容器に収容された標本を明るく観察する技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which observes the sample accommodated in the culture container brightly can be provided.

本発明の実施例1に係る顕微鏡の構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the composition of the microscope concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 6 of this invention. 従来の培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the conventional culture container. 本発明の実施例7に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 7 of this invention. 本発明の実施例8に係る培養容器の構成を説明するための図であり、蓋と培養液が接触していない様子が示されている。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 8 of this invention, and a mode that the lid | cover and a culture solution are not contacting is shown. 本発明の実施例8に係る培養容器の構成を説明するための図であり、蓋と培養液が接触している様子が示されている。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 8 of this invention, and a mode that the cover and the culture solution are contacting is shown. 本発明の実施例9に係る培養容器の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the culture container which concerns on Example 9 of this invention.

図1は、本実施例に係る顕微鏡1の構成を例示した図である。顕微鏡1は、培養容器100に収容された生体標本101からの蛍光を検出する2光子励起顕微鏡である。   FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the microscope 1 according to the present embodiment. The microscope 1 is a two-photon excitation microscope that detects fluorescence from the biological specimen 101 accommodated in the culture vessel 100.

培養容器100は、複数の生体標本101を個別に収容する構造を有するマイクロプレート(マルチウェルプレートともいう)である。生体標本101は、培養液102に浸した状態で培養容器100に収容される。培養容器100の詳細な構成については、後述する。   The culture vessel 100 is a microplate (also referred to as a multiwell plate) having a structure that individually accommodates a plurality of biological specimens 101. The biological specimen 101 is accommodated in the culture vessel 100 while being immersed in the culture solution 102. The detailed configuration of the culture vessel 100 will be described later.

顕微鏡1は、培養容器100が配置されるステージ2を備え、培養容器100は、容器保持部2aによってステージ2上に保持される。ステージ2は、対物レンズ7の光軸と直交するXY方向に移動可能に構成されたXYステージである。顕微鏡1の利用者は、複数の生体標本101の中から選択された観察対象である生体標本101が対物レンズ7の光軸上に位置するように、ステージ2を操作する。   The microscope 1 includes a stage 2 on which the culture container 100 is disposed, and the culture container 100 is held on the stage 2 by a container holding unit 2a. The stage 2 is an XY stage configured to be movable in the XY directions orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. A user of the microscope 1 operates the stage 2 so that the biological specimen 101 that is an observation target selected from the plurality of biological specimens 101 is positioned on the optical axis of the objective lens 7.

顕微鏡1は、さらに、レーザ3と、XYスキャナ4と、リレー光学系5と、ダイクロイックミラー6と、対物レンズ7を備えている。顕微鏡1では、これらが培養容器100に収容された生体標本101に下方から励起光を照射する照明手段として機能する。   The microscope 1 further includes a laser 3, an XY scanner 4, a relay optical system 5, a dichroic mirror 6, and an objective lens 7. In the microscope 1, these function as illumination means for irradiating the biological specimen 101 accommodated in the culture vessel 100 with excitation light from below.

レーザ3は、例えば、チタンサファイアレーザである。レーザ3は、赤外域の波長を有するレーザ光を出射する。XYスキャナ4は、例えば、ガルバノミラーである。レーザ3から出射したレーザ光は、XYスキャナ4で偏向される。リレー光学系5は、対物レンズ7の瞳をXYスキャナ4に投影する光学系である。XYスキャナ4がレーザ光の偏向方向を変化させることで、対物レンズ7の瞳位置に入射するレーザ光の入射角が変化し、これにより、対物レンズ7から出射されたレーザ光の集光位置が対物レンズ7の光軸と直交するXY方向に移動する。ダイクロイックミラー6は、照明光路と検出光路とを分岐させる手段である。ダイクロイックミラー6は、励起光であるレーザ光を透過させ、且つ、生体標本101から生じた蛍光を反射させる波長特性を有している。対物レンズ7は、生体標本101にレーザ光を照射する対物レンズであって、可視域から赤外域までの光に対して高い透過率を有している。   The laser 3 is, for example, a titanium sapphire laser. The laser 3 emits laser light having an infrared wavelength. The XY scanner 4 is a galvanometer mirror, for example. Laser light emitted from the laser 3 is deflected by the XY scanner 4. The relay optical system 5 is an optical system that projects the pupil of the objective lens 7 onto the XY scanner 4. When the XY scanner 4 changes the deflection direction of the laser light, the incident angle of the laser light incident on the pupil position of the objective lens 7 changes, and thereby the condensing position of the laser light emitted from the objective lens 7 is changed. It moves in the XY direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. The dichroic mirror 6 is means for branching the illumination optical path and the detection optical path. The dichroic mirror 6 has a wavelength characteristic that transmits laser light as excitation light and reflects fluorescence generated from the biological specimen 101. The objective lens 7 is an objective lens that irradiates the biological specimen 101 with laser light, and has a high transmittance with respect to light from the visible region to the infrared region.

顕微鏡1では、照明手段により、培養容器100に収容された生体標本101が励起されて、生体標本101から蛍光が放射される。   In the microscope 1, the biological specimen 101 accommodated in the culture vessel 100 is excited by the illumination means, and fluorescence is emitted from the biological specimen 101.

顕微鏡1は、さらに、ダイクロイックミラー6で反射した蛍光の光路上に、リレーレンズ8と、赤外線(IR)カットフィルタ9と、光電子増倍管(PMT)10を備えている。顕微鏡1では、これらは、対物レンズ7及びダイクロイックミラー6とともに、蛍光を検出する第1の検出手段を構成する。なお、第1の検出手段は、生体標本101にレーザ光を照射する対物レンズ7を介して蛍光を検出する落射検出手段である。   The microscope 1 further includes a relay lens 8, an infrared (IR) cut filter 9, and a photomultiplier tube (PMT) 10 on the optical path of the fluorescence reflected by the dichroic mirror 6. In the microscope 1, these together with the objective lens 7 and the dichroic mirror 6 constitute first detection means for detecting fluorescence. The first detection means is epi-illumination detection means for detecting fluorescence via the objective lens 7 that irradiates the biological specimen 101 with laser light.

リレーレンズ8は、対物レンズ7の瞳をPMT10に投影する光学系である。生体標本101から放射され対物レンズ7に取り込まれた蛍光は、ダイクロイックミラー6を反射し、リレーレンズ8によりPMT10に導かれる。IRカットフィルタ9は、赤外域の波長を有する光を遮断する光学フィルタであり、蛍光をレーザ光から分離する手段である。蛍光とともにIRカットフィルタ9に入射したレーザ光は、IRカットフィルタ9で遮断される。PMT10は、蛍光を検出する光検出器である。PMT10には、IRカットフィルタ9によりレーザ光から分離された蛍光が入射し検出される。   The relay lens 8 is an optical system that projects the pupil of the objective lens 7 onto the PMT 10. The fluorescence emitted from the biological specimen 101 and taken into the objective lens 7 is reflected by the dichroic mirror 6 and guided to the PMT 10 by the relay lens 8. The IR cut filter 9 is an optical filter that blocks light having a wavelength in the infrared region, and is means for separating the fluorescence from the laser light. The laser light incident on the IR cut filter 9 together with the fluorescence is blocked by the IR cut filter 9. The PMT 10 is a photodetector that detects fluorescence. Fluorescence separated from the laser light by the IR cut filter 9 enters the PMT 10 and is detected.

顕微鏡1では、落射検出手段により、生体標本101から放射された蛍光のうち対物レンズ7に取り込まれた蛍光が検出される。   In the microscope 1, fluorescence reflected by the objective lens 7 among the fluorescence emitted from the biological specimen 101 is detected by the epi-illumination detection means.

顕微鏡1は、さらに、培養容器100を挟んで対物レンズ7とは反対側の光路(透過検出光路)上に、コンデンサ11と、リレーレンズ12と、ミラー13と、IRカットフィルタ14と、PMT15とを備えている。顕微鏡1では、これらは、蛍光を検出する第2の検出手段を構成する。なお、第2の検出手段は、ステージ2を挟んで対物レンズ7とは反対側に配置されたコンデンサ11を介して蛍光を検出する透過検出手段である。   The microscope 1 further includes a condenser 11, a relay lens 12, a mirror 13, an IR cut filter 14, and a PMT 15 on an optical path (transmission detection optical path) opposite to the objective lens 7 across the culture vessel 100. It has. In the microscope 1, these constitute a second detection means for detecting fluorescence. The second detection means is a transmission detection means for detecting fluorescence via a capacitor 11 disposed on the opposite side of the objective lens 7 with the stage 2 interposed therebetween.

リレーレンズ12は、コンデンサ11の瞳をPMT15に投影する光学系である。生体標本101から放射されコンデンサ11に取り込まれた蛍光は、リレーレンズ12により、ミラー13及びIRカットフィルタ14を介してPMT15に導かれる。IRカットフィルタ14は、赤外域の波長を有する光を遮断する光学フィルタであり、蛍光をレーザ光から分離する手段である。蛍光とともにIRカットフィルタ14に入射したレーザ光は、IRカットフィルタ14で遮断される。PMT15は、蛍光を検出する光検出器である。PMT15には、IRカットフィルタ14によりレーザ光から分離された蛍光が入射し検出される。   The relay lens 12 is an optical system that projects the pupil of the condenser 11 onto the PMT 15. The fluorescence emitted from the biological specimen 101 and taken into the capacitor 11 is guided to the PMT 15 by the relay lens 12 via the mirror 13 and the IR cut filter 14. The IR cut filter 14 is an optical filter that blocks light having a wavelength in the infrared region, and is a means for separating fluorescence from laser light. The laser light incident on the IR cut filter 14 together with the fluorescence is blocked by the IR cut filter 14. The PMT 15 is a photodetector that detects fluorescence. Fluorescence separated from the laser light by the IR cut filter 14 enters the PMT 15 and is detected.

顕微鏡1では、透過検出手段により、生体標本101から放射された蛍光のうちコンデンサ11に取り込まれた蛍光が検出される。   In the microscope 1, the fluorescence captured by the capacitor 11 among the fluorescence emitted from the biological specimen 101 is detected by the transmission detecting means.

顕微鏡1は、対物レンズ7を取り囲むように対物レンズ7の外側に配置された複数の光学系16と、複数の光ファイバー17を備えている。これらは、IRカットフィルタ9及びPMT10とともに、第3の検出手段を構成する。   The microscope 1 includes a plurality of optical systems 16 disposed outside the objective lens 7 so as to surround the objective lens 7 and a plurality of optical fibers 17. These together with the IR cut filter 9 and the PMT 10 constitute a third detection means.

光学系16は、培養容器100により対物レンズ7の外側に導かれた蛍光を取り込む光学系である。光学系16に取り込まれた蛍光は、光ファイバー17及びIRカットフィルタ9を介して、PMT10に導かれる。   The optical system 16 is an optical system that takes in the fluorescence guided to the outside of the objective lens 7 by the culture vessel 100. The fluorescence taken into the optical system 16 is guided to the PMT 10 via the optical fiber 17 and the IR cut filter 9.

顕微鏡1では、第3の検出手段により、培養容器100からステージ2側に出射した蛍光のうち対物レンズ7の外側に導かれた蛍光が検出される。   In the microscope 1, the fluorescence guided to the outside of the objective lens 7 among the fluorescence emitted from the culture vessel 100 to the stage 2 side is detected by the third detection means.

顕微鏡1は、培養容器100から異なる方向に出射された蛍光を検出する3つの検出手段を備えることで、高い蛍光検出効率を実現することができる。これにより、顕微鏡1は、培養容器100に収容された生体標本101を明るく観察することができる。さらに、顕微鏡1は、後述する構成を有する培養容器100を用いることで、より高い検出効率を実現することが可能となる。   The microscope 1 can realize high fluorescence detection efficiency by including three detection units that detect fluorescence emitted from the culture vessel 100 in different directions. Thereby, the microscope 1 can observe the biological specimen 101 accommodated in the culture container 100 brightly. Furthermore, the microscope 1 can achieve higher detection efficiency by using a culture vessel 100 having a configuration to be described later.

以下、図2を参照しながら、培養容器100の構成について詳細に説明する。図2には、周期構造を有する培養容器100の一周期分の構成が示されている。なお、この点については、後に参照する図3から図12についても同様である。   Hereinafter, the configuration of the culture vessel 100 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows a configuration for one cycle of the culture vessel 100 having a periodic structure. This also applies to FIGS. 3 to 12 referred to later.

培養容器100は、ステージ2に配置される容器本体110と、容器本体110に重ねて配置される蓋120と、を備えている。培養容器100には、図2に示される容器本体110と蓋120の組み合わせが周期的に配列されている。容器本体110は、隣接する容器本体110と図示しない構造によって接続されていて、周期的に配列された複数の容器本体110全体で一つの大きな容器本体を構成している。また、蓋120は、図1に示されるように、後述する支持部材122が隣接する蓋120の支持部材122に接続されていて、周期的に配列された複数の蓋120全体で一つの大きな蓋を構成している。   The culture container 100 includes a container body 110 disposed on the stage 2 and a lid 120 disposed on the container body 110. In the culture container 100, combinations of the container main body 110 and the lid 120 shown in FIG. 2 are periodically arranged. The container main body 110 is connected to an adjacent container main body 110 by a structure (not shown), and a plurality of periodically arranged container main bodies 110 constitute one large container main body. Further, as shown in FIG. 1, the lid 120 has a support member 122, which will be described later, connected to the support member 122 of the adjacent lid 120, and a single large lid for the plurality of periodically arranged lids 120. Is configured.

容器本体110には、底面111と側面112で構成されるウェルが形成されている。生体標本101は培養液102に浸した状態で容器本体110のウェルに収容される。容器本体110は、対物レンズ7から出射されたレーザ光が底面111を透過して生体標本101に照射されるように、また、生体標本101から生じた蛍光が底面111を透過して対物レンズ7に入射するように、光を透過する素材によって作られている。   In the container body 110, a well composed of a bottom surface 111 and a side surface 112 is formed. The biological specimen 101 is accommodated in the well of the container main body 110 while being immersed in the culture solution 102. The container main body 110 is configured such that the laser light emitted from the objective lens 7 passes through the bottom surface 111 and is irradiated on the biological specimen 101, and the fluorescence generated from the biological specimen 101 passes through the bottom surface 111 and passes through the objective lens 7. It is made of a material that transmits light so that it enters the light.

容器本体110の外側の側面(以降、外側面と記し、内側面である側面112と区別する)は、容器本体110下部において、光軸に対して傾斜した斜面であり、側面112を透過した蛍光を下方に反射させる反射面113である。詳細には、外側面である反射面113は、容器本体110と空気との屈折率差を利用した全反射面であり、側面112に浅い角度で入射した蛍光が全反射するように傾けられている。なお、反射面113の傾斜角度は、例えば、反射面113の最大高さに基づいて反射面113に入射する蛍光の入射角度範囲を特定し、特定した入射角度範囲の蛍光が全反射されるように、決定すればよい。   The outer side surface of the container main body 110 (hereinafter referred to as the outer side surface and distinguished from the side surface 112 which is the inner side surface) is a slope inclined with respect to the optical axis at the lower part of the container main body 110, and the fluorescence transmitted through the side surface 112. Is a reflection surface 113 that reflects the light downward. Specifically, the reflecting surface 113 which is the outer surface is a total reflection surface using a difference in refractive index between the container main body 110 and air, and is inclined so that fluorescence incident on the side surface 112 at a shallow angle is totally reflected. Yes. The inclination angle of the reflection surface 113 is such that, for example, the incident angle range of the fluorescence incident on the reflection surface 113 is specified based on the maximum height of the reflection surface 113, and the fluorescence in the specified incident angle range is totally reflected. Then, you just have to decide.

蓋120は、容器本体110に配置されたときに容器本体110の開口の少なくとも一部を覆うように形成された蓋部材121と、蓋部材121を支持する支持部材122と、を備えている。   The lid 120 includes a lid member 121 formed so as to cover at least a part of the opening of the container main body 110 when disposed on the container main body 110, and a support member 122 that supports the lid member 121.

蓋部材121は、中心に開口123が形成されたドーム形状を有する部材であり、蓋部材121には、底面111側に向けた反射面124が形成されている。開口123の周囲に形成された反射面124は、少なくとも生体標本101からの光である蛍光を反射させるように構成されればよい。反射面124は、例えば、蓋部材121の内側表面に生体標本101からの光(蛍光)の反射率を高めるコーティングを行うことによって形成される。開口123は、コンデンサ11に入射する蛍光L1を遮らないように形成される。なお、開口123の代わりに生体標本101からの光(蛍光)が透過する透過部が形成されてもよい。その場合、透過部はガスを透過させる素材によって構成されていることが望ましい。   The lid member 121 is a member having a dome shape in which an opening 123 is formed at the center, and the lid member 121 has a reflective surface 124 directed toward the bottom surface 111 side. The reflection surface 124 formed around the opening 123 may be configured to reflect at least fluorescence that is light from the biological specimen 101. The reflection surface 124 is formed by coating the inner surface of the lid member 121 to increase the reflectance of light (fluorescence) from the biological specimen 101, for example. The opening 123 is formed so as not to block the fluorescence L1 incident on the capacitor 11. Instead of the opening 123, a transmission part through which light (fluorescence) from the biological specimen 101 passes may be formed. In that case, it is desirable that the permeation part is made of a material that allows gas to permeate.

顕微鏡1では、培養容器100に収容された生体標本101から上方に放射された蛍光のうち開口123を通過した蛍光L1は、コンデンサ11に入射し、透過検出手段によって検出される。また、生体標本101から上方に放射された蛍光のうち開口123の外側に向かって出射した蛍光L2は、反射面124で反射し、その後、生体標本101から下方に放射された蛍光とともに対物レンズ7に入射し、落射検出手段によって検出される。また、生体標本101から側方に放射され側面112を透過した蛍光L3は、反射面113で反射し、第3の検出手段によって検出される。   In the microscope 1, the fluorescence L 1 that has passed through the opening 123 among the fluorescence emitted upward from the biological specimen 101 accommodated in the culture vessel 100 enters the capacitor 11 and is detected by the transmission detection means. Of the fluorescence emitted upward from the biological specimen 101, the fluorescence L2 emitted toward the outside of the opening 123 is reflected by the reflecting surface 124, and then the objective lens 7 together with the fluorescence emitted downward from the biological specimen 101. And is detected by the epi-illumination detection means. Further, the fluorescence L3 radiated from the biological specimen 101 to the side and transmitted through the side surface 112 is reflected by the reflecting surface 113 and detected by the third detecting means.

このように、生体標本101を培養容器100に収容して観察することで、生体標本101から生じた蛍光を高い検出効率で検出することが可能となる。このため、培養容器100によれば、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   In this way, by accommodating the biological specimen 101 in the culture vessel 100 and observing it, it becomes possible to detect the fluorescence generated from the biological specimen 101 with high detection efficiency. For this reason, according to the culture container 100, the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly.

なお、図2では、蓋部材121がドーム形状を有する例を示したが、蓋部材121の形状はドーム形状に限られない。蓋部材121に形成された反射面124で反射した光が対物レンズ7に導かれるような凹面形状であれば、蓋部材121の形状は任意の形状であってもよい。また、透過検出手段を有しない顕微鏡で用いられる場合には、開口123が形成されず蓋部材121全面に反射面124が形成されても良い。   2 illustrates an example in which the lid member 121 has a dome shape, the shape of the lid member 121 is not limited to the dome shape. As long as the light reflected by the reflecting surface 124 formed on the lid member 121 is concave so that the light is guided to the objective lens 7, the shape of the lid member 121 may be any shape. Further, when used in a microscope having no transmission detecting means, the reflection surface 124 may be formed on the entire surface of the lid member 121 without forming the opening 123.

図3は、本実施例に係る培養容器200の構成を説明するための図である。図3に示す培養容器200は、容器本体110の代わりに容器本体210を備える点が、図2に示す培養容器100と異なっている。なお、図3では、蓋120の図示は省略されている。   FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 200 according to the present embodiment. The culture container 200 shown in FIG. 3 is different from the culture container 100 shown in FIG. 2 in that a container main body 210 is provided instead of the container main body 110. In FIG. 3, the lid 120 is not shown.

容器本体210は、内側面に生体標本101からの光を回折させる回折面212が形成されている点が、容器本体110と異なっている。回折面212は、底面111からの高さ毎に異なる入射角で入射する蛍光L4を、外側面213に全反射角以上の角度で入射させるため、底面111からの高さに応じて異なる格子周期を有している。具体的には、回折面212は、底面111側から開口側に向かって格子周期が徐々に短くなるように構成されている。   The container body 210 is different from the container body 110 in that a diffraction surface 212 that diffracts the light from the biological specimen 101 is formed on the inner surface. The diffractive surface 212 causes the fluorescence L4 incident at different angles from the bottom surface 111 to be incident on the outer surface 213 at an angle equal to or greater than the total reflection angle, so that the grating period varies depending on the height from the bottom surface 111. have. Specifically, the diffractive surface 212 is configured such that the grating period gradually decreases from the bottom surface 111 side toward the opening side.

生体標本101から回折面212に入射した蛍光L4のほとんどは、回折面212で回折する。その後、外側面213で全反射し、培養容器200から下方へ出射される。これにより、上述した落射検出手段又は第3の検出手段によって検出される。また、回折面212を直進した0次回折光である蛍光L5のうちコンデンサ11に入射したものは、透過検出手段によって検出される。   Most of the fluorescence L4 incident on the diffraction surface 212 from the biological specimen 101 is diffracted by the diffraction surface 212. Thereafter, the light is totally reflected by the outer surface 213 and emitted downward from the culture vessel 200. Thereby, it is detected by the epi-illumination detection means or the third detection means described above. Further, among the fluorescence L5 that is the 0th-order diffracted light that travels straight on the diffraction surface 212, the light incident on the capacitor 11 is detected by the transmission detecting means.

以上のように構成された培養容器200によれば、容器本体210の側面(回折面212)に入射した光を検出手段に導くことができる。従って、培養容器100と同様に、高い検出効率が実現され、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   According to the culture container 200 configured as described above, light incident on the side surface (diffraction surface 212) of the container body 210 can be guided to the detection means. Therefore, similarly to the culture container 100, high detection efficiency is realized, and the stored biological specimen 101 can be observed brightly.

図4は、本実施例に係る培養容器300の構成を説明するための図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、図1に示す顕微鏡1と同様である。ただし、透過検出手段は省略されてもよい。   FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 300 according to the present embodiment. The microscope according to this example is the same as the microscope 1 shown in FIG. However, the transmission detecting means may be omitted.

培養容器300は、ステージ2に配置される容器本体310と、容器本体310に重ねて配置される蓋320と、を備えている。容器本体310は、底面111と側面112で構成されるウェルが形成されている点については、図2に示す容器本体110と同様である。容器本体310が光を透過する素材によって作られている点についても同様である。   The culture container 300 includes a container body 310 disposed on the stage 2 and a lid 320 disposed on the container body 310. The container body 310 is the same as the container body 110 shown in FIG. 2 in that a well composed of a bottom surface 111 and a side surface 112 is formed. The same applies to the point that the container body 310 is made of a material that transmits light.

容器本体310は、容器本体310の外側面に、側面112を透過した生体標本101からの光(蛍光)を反射させる反射面313が形成されている。反射面313は、例えば、容器本体310の外側面に生体標本101からの光(蛍光)の反射率を高めるコーティングを行うことによって形成される。   In the container main body 310, a reflection surface 313 that reflects light (fluorescence) from the biological specimen 101 that has passed through the side surface 112 is formed on the outer surface of the container main body 310. The reflective surface 313 is formed, for example, by coating the outer surface of the container body 310 to increase the reflectance of light (fluorescence) from the biological specimen 101.

蓋320には、底面111側に向けた反射面321が形成されている。蓋320は、蓋320が容器本体310に配置された状態で、反射面321が容器本体310の開口全体を覆うように構成されている。反射面321は、凹面形状を有している。反射面321は、容器本体310の外径に合せた大きさに形成されても良く、例えば、反射面313の延長線上に反射面321の端部が位置するように形成されてもよい。このような構成とすれば、生体標本101から生じた蛍光が培養容器300の側面又は上面から出射することを防止することができる。   The lid 320 is formed with a reflection surface 321 directed toward the bottom surface 111 side. The lid 320 is configured such that the reflective surface 321 covers the entire opening of the container body 310 in a state where the lid 320 is disposed on the container body 310. The reflective surface 321 has a concave shape. The reflective surface 321 may be formed in a size that matches the outer diameter of the container body 310, and may be formed so that, for example, the end of the reflective surface 321 is positioned on the extension line of the reflective surface 313. With such a configuration, it is possible to prevent the fluorescence generated from the biological specimen 101 from being emitted from the side surface or the upper surface of the culture vessel 300.

本実施例に係る顕微鏡では、生体標本101から上方または側方に放射された蛍光(蛍光L6及び蛍光L7)は、反射面313及び/または反射面321で反射して、培養容器300の下方から出射され、落射検出手段又は第3の検出手段によって検出される。また、生体標本101から下方に放射された蛍光L8は、培養容器300の下方へ出射され、落射検出手段によって検出される。   In the microscope according to the present embodiment, the fluorescence (fluorescence L6 and fluorescence L7) radiated upward or sideward from the biological specimen 101 is reflected by the reflective surface 313 and / or the reflective surface 321 and from below the culture vessel 300. It is emitted and detected by the epi-illumination detection means or the third detection means. Further, the fluorescence L8 emitted downward from the biological specimen 101 is emitted downward from the culture vessel 300 and detected by the epi-illumination detection means.

従って、培養容器300によれば、培養容器100と同様に、高い検出効率が実現され、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   Therefore, according to the culture container 300, high detection efficiency is implement | achieved similarly to the culture container 100, and the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly.

図5は、本実施例に係る培養容器400の構成を説明するための図である。培養容器400は、図2に示す培養容器100の容器本体110と蓋120を一体に構成したものに相当する。なお、本実施例に係る顕微鏡は、コンデンサ11の後方にミラー18が配置されている点が、図1に示す顕微鏡1と異なっている。   FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 400 according to the present embodiment. The culture vessel 400 corresponds to a unit in which the container body 110 and the lid 120 of the culture vessel 100 shown in FIG. The microscope according to the present embodiment is different from the microscope 1 shown in FIG. 1 in that a mirror 18 is disposed behind the capacitor 11.

培養容器400は、開口近傍が内向きに湾曲していて、湾曲部分の底面111側に反射面415が形成されている点、及び、側面112の一部がレンズ面414として形成されている点が、培養容器100の容器本体110と異なっている。反射面415は、図2に示す蓋120の反射面124に相当する。反射面415は、開口の周囲に底面111側に向けて形成されている点、少なくとも生体標本101からの光である蛍光を反射させるように構成される点は、反射面124と同様である。開口は、コンデンサ11に入射する蛍光L1を反射面415が遮らないように、形成されている。   In the culture container 400, the vicinity of the opening is curved inward, a reflecting surface 415 is formed on the bottom surface 111 side of the curved portion, and a part of the side surface 112 is formed as a lens surface 414. However, it is different from the container body 110 of the culture container 100. The reflective surface 415 corresponds to the reflective surface 124 of the lid 120 shown in FIG. The reflective surface 415 is the same as the reflective surface 124 in that it is formed around the opening toward the bottom surface 111, and is configured to reflect at least fluorescence that is light from the biological specimen 101. The opening is formed so that the reflection surface 415 does not block the fluorescence L1 incident on the capacitor 11.

本実施例に係る顕微鏡では、生体標本101から上方に放射された蛍光のうち培養容器400の開口を通過した蛍光L1は、コンデンサ11でコリメートされてミラー18に入射する。その後、ミラー18を反射してコンデンサ11を介して対物レンズ7に入射し、落射検出手段によって検出される。また、生体標本101から上方に放射された蛍光のうち開口の外側に向けて出射した蛍光L9は、反射面415で反射し、その後、生体標本101から下方に放射された蛍光とともに対物レンズ7に入射し、落射検出手段によって検出される。また、生体標本101から側方に放射されレンズ面414を透過した蛍光L10は、反射面113を反射し、第3の検出手段によって検出される。なお、レンズ面414は、光学系16を介して光ファイバー17に入射する光束の広がりを抑える効果を有する。   In the microscope according to the present embodiment, the fluorescence L1 that has passed through the opening of the culture vessel 400 out of the fluorescence emitted upward from the biological specimen 101 is collimated by the capacitor 11 and enters the mirror 18. Thereafter, the light is reflected by the mirror 18 and is incident on the objective lens 7 through the condenser 11, and is detected by the epi-illumination detecting means. Of the fluorescence emitted upward from the biological specimen 101, the fluorescence L9 emitted toward the outside of the opening is reflected by the reflecting surface 415, and then is reflected on the objective lens 7 together with the fluorescence emitted downward from the biological specimen 101. Incident light is detected by the epi-illumination detection means. Further, the fluorescence L10 emitted from the biological specimen 101 to the side and transmitted through the lens surface 414 is reflected by the reflecting surface 113 and detected by the third detecting means. The lens surface 414 has an effect of suppressing the spread of the light beam incident on the optical fiber 17 via the optical system 16.

従って、培養容器400によれば、培養容器100と同様に、高い検出効率が実現されて、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   Therefore, according to the culture container 400, high detection efficiency is implement | achieved similarly to the culture container 100, and the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly.

図6は、本実施例に係る培養容器500の構成を説明するための図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、図1に示す顕微鏡1と同様である。ただし、第3の検出手段は省略されてもよい。   FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 500 according to the present embodiment. The microscope according to this example is the same as the microscope 1 shown in FIG. However, the third detection means may be omitted.

培養容器500は、外側面ではなく内側面に反射面512が形成されている点が、図4に示す培養容器300の容器本体310と異なっている。その他の点は、容器本体310と同様である。反射面512は、例えば、培養容器500の内側面に生体標本101からの光(蛍光)の反射率を高めるコーティングを行うことによって形成される。   The culture vessel 500 is different from the vessel main body 310 of the culture vessel 300 shown in FIG. 4 in that a reflection surface 512 is formed on the inner side instead of the outer side. Other points are the same as those of the container body 310. The reflection surface 512 is formed, for example, by coating the inner surface of the culture vessel 500 to increase the reflectance of light (fluorescence) from the biological specimen 101.

本実施例に係る顕微鏡では、生体標本101から上方に放射された蛍光(蛍光L1及び蛍光L11)は、直接に、又は、反射面512で反射した後に、コンデンサ11に入射し、透過検出手段によって検出される。また、生体標本101から下方に放射された蛍光は、対物レンズ7に入射し、落射検出手段によって検出される。   In the microscope according to the present embodiment, the fluorescence (fluorescence L1 and fluorescence L11) emitted upward from the biological specimen 101 is incident on the capacitor 11 directly or after being reflected by the reflection surface 512, and is transmitted by the transmission detecting means. Detected. Further, the fluorescence emitted downward from the biological specimen 101 enters the objective lens 7 and is detected by the epi-illumination detection means.

従って、培養容器500によれば、培養容器500の側面(反射面512)に入射した光を検出手段に導くことができる。従って、培養容器100と同様に、高い検出効率が実現され、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   Therefore, according to the culture container 500, the light incident on the side surface (reflection surface 512) of the culture container 500 can be guided to the detection means. Therefore, similarly to the culture container 100, high detection efficiency is realized, and the stored biological specimen 101 can be observed brightly.

図7は、本実施例に係る培養容器600の構成を説明するための図である。なお、本実施例に係る顕微鏡は、コンデンサ11の後方にミラー18が配置されている点が、図1に示す顕微鏡1と異なっている。また、第3の検出手段は省略されてもよい。   FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 600 according to the present embodiment. The microscope according to the present embodiment is different from the microscope 1 shown in FIG. 1 in that a mirror 18 is disposed behind the capacitor 11. Further, the third detection means may be omitted.

培養容器600は、容器に形成されたウェルが底面111側から開口側に向かって広がったテーパー形状を有し、反射面612が対物レンズ7の光軸に対して傾斜している点が培養容器500と異なっている。その他の点は、培養容器500と同様である。反射面612は、例えば、培養容器600の内側面に生体標本101からの光である蛍光の反射率を高めるコーティングを行うことによって形成される。   The culture vessel 600 has a tapered shape in which a well formed in the vessel spreads from the bottom surface 111 side toward the opening side, and the point that the reflection surface 612 is inclined with respect to the optical axis of the objective lens 7 is the culture vessel. It is different from 500. Other points are the same as those of the culture vessel 500. The reflection surface 612 is formed, for example, by coating the inner surface of the culture vessel 600 to increase the reflectance of fluorescence that is light from the biological specimen 101.

従って、培養容器600によっても、培養容器500と同様に、高い検出効率が実現されるため、収容された生体標本101を明るく観察することができる。なお、培養容器600では、生体標本101から略水平方向に放射された蛍光L13も、上方に向けて反射され、コンデンサ11、ミラー18及び対物レンズ7を介して検出手段によって検出される。このため、培養容器500よりも高い検出効率を実現することができる。   Therefore, as with the culture vessel 500, the culture vessel 600 also achieves high detection efficiency, so that the stored biological specimen 101 can be observed brightly. In the culture vessel 600, the fluorescence L13 emitted from the biological specimen 101 in a substantially horizontal direction is also reflected upward and detected by the detection means via the capacitor 11, the mirror 18, and the objective lens 7. For this reason, detection efficiency higher than that of the culture vessel 500 can be realized.

上述した実施例1から実施例6に係る培養容器は、培養容器の内側面に入射した生体標本101からの光を培養容器の上方又は下方に導く導光手段を備える点が共通している。この導光手段が検出効率の向上に寄与するため、これらの培養容器を用いることで、収容した生体標本101を明るく観察することができる。   The culture containers according to Examples 1 to 6 described above are common in that they include light guide means for guiding light from the biological specimen 101 incident on the inner surface of the culture container to the upper side or the lower side of the culture container. Since this light guide means contributes to improvement in detection efficiency, the stored biological specimen 101 can be observed brightly by using these culture vessels.

なお、実施例1では反射面113が、実施例2では回折面212が、実施例3では反射面313が、実施例4では反射面113及び反射面415が、実施例5では反射面512が、実施例6では反射面612が、導光手段として機能している。   In Example 1, the reflecting surface 113 is used, in Example 2, the diffractive surface 212 is used, in Example 3, the reflecting surface 313 is used, in Example 4, the reflecting surface 113 and the reflecting surface 415 are used, and in Example 5, the reflecting surface 512 is used. In Example 6, the reflective surface 612 functions as a light guide means.

図8は、従来の培養容器700の構成を説明するための図である。図9は、本実施例に係る培養容器800の構成を説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of a conventional culture vessel 700. FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 800 according to the present embodiment.

図8に示すように、蓋を有しない(又は蓋が培養液102と接触しない)従来の培養容器700では、培養液102と空気との界面(以降、気液界面と記す)は、凹面を上方に向けた形状を有する。これは、培養液102と側面112の間にはらたく界面張力による影響である。   As shown in FIG. 8, in a conventional culture vessel 700 that does not have a lid (or the lid does not contact the culture medium 102), the interface between the culture medium 102 and air (hereinafter referred to as the gas-liquid interface) has a concave surface. It has a shape facing upward. This is due to the influence of the interfacial tension between the culture medium 102 and the side surface 112.

この様な形状の気液界面を有する培養液102は、生体標本101から放射された蛍光に対して、凹レンズとして作用し、コンデンサ11で取り込むことができる蛍光の光量を減少させてしまう。換言すると、気液界面(培養液102)の存在により、コンデンサ11で取り込みことができる蛍光のNAがコンデンサ11のNAに比べて低下してしまう。本実施例に係る培養容器800は、この点について改善したものである。   The culture solution 102 having the gas-liquid interface having such a shape acts as a concave lens on the fluorescence emitted from the biological specimen 101, and reduces the amount of fluorescence that can be captured by the capacitor 11. In other words, due to the presence of the gas-liquid interface (culture solution 102), the NA of the fluorescence that can be taken up by the capacitor 11 is lower than the NA of the capacitor 11. The culture container 800 according to the present embodiment is an improvement on this point.

図9に示す培養容器800は、生体標本101を培養液102に浸して収容可能な容器本体810と、容器本体810に配置される蓋820と、を備えている。なお、容器本体810は、図8に示す培養容器700と同じものであり、光が透過する底面111と側面112とを有している。   A culture container 800 shown in FIG. 9 includes a container main body 810 that can store the biological specimen 101 by immersing it in the culture solution 102, and a lid 820 arranged on the container main body 810. The container body 810 is the same as the culture container 700 shown in FIG. 8 and has a bottom surface 111 and side surfaces 112 through which light passes.

蓋820は、少なくとも生体標本101からの光(蛍光)を透過する素材から作られていて、容器本体810の開口の径と略同径の凸部を有している。蓋820は、凸部の位置を容器本体810の開口の位置に合わせた状態で、容器本体810に重ねて配置される。これにより、凸部が開口に挿入されて、凸部の先端が培養液102と接触する。凸部の先端は、平面形状を有する面821で構成されているため、面821と培養液102の界面(以降、固液界面と記す)は平面形状を有する。これにより、培養液102が凹レンズとして作用することを防止することができる。   The lid 820 is made of a material that transmits at least light (fluorescence) from the biological specimen 101, and has a convex portion having the same diameter as the diameter of the opening of the container body 810. The lid 820 is disposed so as to overlap the container body 810 in a state where the position of the convex portion is matched with the position of the opening of the container body 810. Thereby, a convex part is inserted in opening and the front-end | tip of a convex part contacts the culture solution 102. FIG. Since the tip of the convex portion is constituted by a surface 821 having a planar shape, the interface between the surface 821 and the culture medium 102 (hereinafter referred to as a solid-liquid interface) has a planar shape. Thereby, it can prevent that the culture solution 102 acts as a concave lens.

従って、培養容器800によれば、従来の培養容器700に比べて、コンデンサ11で取り込むことができる蛍光の光量を増加させることができる。これにより、高い検出効率が実現されるため、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   Therefore, according to the culture vessel 800, the amount of fluorescent light that can be captured by the capacitor 11 can be increased compared to the conventional culture vessel 700. Thereby, since high detection efficiency is implement | achieved, the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly.

図10及び図11は、本実施例に係る培養容器900の構成を説明するための図である。図10には、蓋920と培養液102が接触していない様子が、図11には、蓋920と培養液102が接触している様子が示されている。培養容器900は、蓋820の代わりに蓋920を備える点が、培養容器800と異なっている。その他の点は、培養容器800と同様である。   FIG.10 and FIG.11 is a figure for demonstrating the structure of the culture container 900 which concerns on a present Example. FIG. 10 shows a state where the lid 920 and the culture medium 102 are not in contact with each other, and FIG. 11 shows a state where the lid 920 and the culture medium 102 are in contact with each other. The culture vessel 900 is different from the culture vessel 800 in that a lid 920 is provided instead of the lid 820. Other points are the same as those of the culture vessel 800.

蓋920は、容器本体810に重ねて配置される点、少なくとも生体標本101からの光を透過する素材から作られている点は、蓋820と同様である。蓋920は、上下に突出した凸部を有している。凸部は、それぞれレンズ面として機能する、底面111側に向けられた凸面921と、凸面921とは反対方向に向けられた凸面922とを有している。これにより、蓋920は、容器本体810に重ねて配置された状態で、生体標本101から生じた生体標本101からの光である蛍光に対して正レンズとして機能する。   The lid 920 is the same as the lid 820 in that the lid 920 is overlaid on the container main body 810, and is made of a material that transmits at least light from the biological specimen 101. The lid 920 has a convex portion that protrudes up and down. The convex portion has a convex surface 921 directed to the bottom surface 111 side and a convex surface 922 directed in the opposite direction to the convex surface 921, each functioning as a lens surface. As a result, the lid 920 functions as a positive lens for fluorescence that is light from the biological specimen 101 generated from the biological specimen 101 in a state where the lid 920 is placed on the container body 810.

培養容器900は、図10に示すように、凹面形状を有する気液界面で広がった蛍光を蓋920で収斂させることができるため、従来の培養容器700に比べて、コンデンサ11で取り込むことができる蛍光の光量を増加させることができる。また、図11に示すように、蓋920の面921を培養液102と接触させて気液界面をなくすことで、気液界面での蛍光の屈折を防止することができる。これにより、さらに、より多くの蛍光をコンデンサ11に取り込むことが可能となる。このように、培養容器900によれば、高い検出効率が実現されるため、収容された生体標本101を明るく観察することができる。   As shown in FIG. 10, the culture vessel 900 can condense fluorescence spread at the gas-liquid interface having a concave shape with the lid 920, and thus can be taken in by the capacitor 11 compared to the conventional culture vessel 700. The amount of fluorescent light can be increased. Further, as shown in FIG. 11, the surface 921 of the lid 920 is brought into contact with the culture solution 102 to eliminate the gas-liquid interface, thereby preventing the refraction of fluorescence at the gas-liquid interface. Thereby, more fluorescence can be taken into the capacitor 11. Thus, according to the culture container 900, since the high detection efficiency is implement | achieved, the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly.

図12は、本実施例に係る培養容器1000の構成を説明するための図である。培養容器1000は、蓋820の代わりに蓋1020を備える点が、培養容器800と異なっている。その他の点は、培養容器800と同様である。   FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of the culture vessel 1000 according to the present embodiment. The culture vessel 1000 is different from the culture vessel 800 in that the culture vessel 1000 includes a lid 1020 instead of the lid 820. Other points are the same as those of the culture vessel 800.

蓋1020は、少なくとも生体標本101からの光を透過する素材から作られていて、容器本体810の開口の径と略同径の凸部を有している点は、蓋820と同様である。蓋1020は、凸部の先端にフレネルレンズ1021が配置されている点が、蓋820とは異なっている。フレネルレンズ1021は、底面111側に向けられたフレネルレンズ面1022を有している。フレネルレンズ面1022は正のパワーを有している。このため、蓋1020は、容器本体810に重ねて配置された状態で、生体標本101から生じた可視光である蛍光に対して正レンズとして機能する。   The lid 1020 is made of a material that transmits at least light from the biological specimen 101, and has a convex portion having the same diameter as the opening of the container body 810, similar to the lid 820. The lid 1020 is different from the lid 820 in that a Fresnel lens 1021 is disposed at the tip of the convex portion. The Fresnel lens 1021 has a Fresnel lens surface 1022 directed toward the bottom surface 111 side. The Fresnel lens surface 1022 has a positive power. For this reason, the lid 1020 functions as a positive lens with respect to fluorescence that is visible light generated from the biological specimen 101 in a state where the lid 1020 is placed on the container body 810.

培養容器1000でも、培養容器900と同様に、凹面形状を有する気液界面で広がった蛍光を蓋1020で収斂させることができるため、従来の培養容器700に比べて、コンデンサ11で取り込むことができる蛍光の光量を増加させることができる。従って、培養容器1000によれば、高い検出効率が実現されるため、収容された生体標本101を明るく観察することができる。また、フレネルレンズ構造を採用することで、正レンズとして機能する蓋1020の厚さを薄くすることができる。   In the culture vessel 1000 as well as the culture vessel 900, since the fluorescence spread at the gas-liquid interface having a concave shape can be converged by the lid 1020, it can be taken in by the capacitor 11 compared to the conventional culture vessel 700. The amount of fluorescent light can be increased. Therefore, according to the culture container 1000, since high detection efficiency is implement | achieved, the accommodated biological specimen 101 can be observed brightly. Further, by employing the Fresnel lens structure, the thickness of the lid 1020 functioning as a positive lens can be reduced.

上述した各実施例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。培養容器及び多光子励起顕微鏡は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。例えば、この明細書で説明される個別の実施例の文脈におけるいくつかの特徴を組み合わせて単一の実施例としてもよい。   The above-described embodiments are specific examples for facilitating understanding of the invention, and the present invention is not limited to these embodiments. The culture vessel and the multiphoton excitation microscope can be variously modified and changed without departing from the concept of the present invention defined by the claims. For example, several features in the context of the individual embodiments described in this specification may be combined into a single embodiment.

例えば、実施例1から実施例4に係る培養容器は蓋を有しているが、これらの蓋は省略されてもよい。また、各実施例に係る顕微鏡は、2光子励起顕微鏡として構成されているが、蛍光が標本中の1点から発生するその他の多光子励起顕微鏡であってもよい。   For example, the culture containers according to Examples 1 to 4 have lids, but these lids may be omitted. Moreover, although the microscope according to each embodiment is configured as a two-photon excitation microscope, it may be another multi-photon excitation microscope in which fluorescence is generated from one point in the specimen.

図1では、第3の検出手段として、対物レンズ7の周囲に光学系16を配置した例を示したが、光学系16の代わりに光電変換素子そのものを対物レンズ7の周囲に配置してもよい。また、第3の検出手段は、コンデンサ11の周囲に光学系16を配置して構成されてもよい。この場合、例えば、図2に示す培養容器100は、蛍光を下方に向けて反射する反射面113の代わりに、蛍光を上方に向けて反射する反射面を有するように構成してもよい。   Although FIG. 1 shows an example in which the optical system 16 is arranged around the objective lens 7 as the third detecting means, the photoelectric conversion element itself may be arranged around the objective lens 7 instead of the optical system 16. Good. The third detection unit may be configured by arranging the optical system 16 around the capacitor 11. In this case, for example, the culture vessel 100 shown in FIG. 2 may be configured to have a reflection surface that reflects the fluorescence upward instead of the reflection surface 113 that reflects the fluorescence downward.

1 顕微鏡
2 ステージ
2a 容器保持部
3 レーザ
4 XYスキャナ
5 リレー光学系
6 ダイクロイックミラー
7 対物レンズ
8、12 リレーレンズ
9、14 IRカットフィルタ
10、15 PMT
11 コンデンサ
13、18 ミラー
16 光学系
17 光ファイバー
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000 培養容器
101 生体標本
102 培養液
110、210、310、810 容器本体
111 底面
112 側面
113、124、313、321、415、512、612 反射面
120、320、820、920、1020 蓋
121 蓋部材
122 支持部材
123 開口
212 回折面
213 外側面
414 レンズ面
821、921、922 面
1021 フレネルレンズ
1022 フレネルレンズ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microscope 2 Stage 2a Container holding part 3 Laser 4 XY scanner 5 Relay optical system 6 Dichroic mirror 7 Objective lens 8, 12 Relay lens 9, 14 IR cut filter 10, 15 PMT
11 Condenser 13, 18 Mirror 16 Optical system 17 Optical fiber 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 Culture vessel 101 Biological specimen 102 Culture solution 110, 210, 310, 810 Container body 111 Bottom 112 Side surfaces 113, 124, 313, 321, 415, 512, 612 Reflective surfaces 120, 320, 820, 920, 1020 Lid 121 Lid member 122 Support member 123 Opening 212 Diffraction surface 213 Outer surface 414 Lens surfaces 821, 921, 922 Surface 1021 Fresnel lens 1022 Fresnel lens surface

Claims (11)

生体標本を培養液に浸して収容可能な培養容器であって、
前記培養容器の内側面に入射した前記生体標本からの光を前記培養容器の上方又は下方に導く導光手段を備える
ことを特徴とする培養容器。
A culture container that can contain a biological specimen immersed in a culture solution,
A culture vessel comprising light guide means for guiding light from the biological specimen incident on the inner surface of the culture vessel to the upper side or the lower side of the culture vessel.
請求項1に記載の培養容器において、
前記生体標本からの光は、多光子励起によって生じた蛍光である
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to claim 1,
The culture vessel, wherein the light from the biological specimen is fluorescence generated by multiphoton excitation.
請求項1又は請求項2に記載の培養容器において、
前記培養容器は、複数の生体標本を個別に収容する構造を有するマイクロプレートである
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to claim 1 or 2,
The culture container is a microplate having a structure for individually storing a plurality of biological specimens.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の培養容器において、
前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面を透過した前記生体標本からの光を上方又は下方に反射させる反射面を有する
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to any one of claims 1 to 3,
The culture container, as the light guide means, has a reflective surface that reflects light from the biological specimen transmitted through the inner surface upward or downward.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の培養容器において、
前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面に形成された、前記生体標本からの光を回折させる回折面を有する
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to any one of claims 1 to 3,
The culture vessel has a diffracting surface formed on the inner surface as the light guide means for diffracting light from the biological specimen.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の培養容器において、
前記培養容器は、前記導光手段として、前記内側面に形成された、前記生体標本からの光を反射させる反射面を有する
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to any one of claims 1 to 3,
The culture vessel has a reflective surface that reflects light from the biological specimen formed on the inner surface as the light guide means.
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の培養容器において、さらに、
光が透過する底面と、前記内側面とを有し、前記生体標本を前記培養液に浸して収容可能な容器本体と、
前記容器本体に重ねて配置される蓋であって、前記底面側に向けて形成された前記生体標本からの光を反射させる反射面を有する蓋と、を備える
ことを特徴とする培養容器。
The culture container according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
A container main body having a bottom surface through which light is transmitted and the inner side surface, the biological specimen being able to be immersed in the culture solution
A culture container, comprising: a lid that is placed over the container body, the lid having a reflective surface that reflects light from the biological specimen formed toward the bottom surface side.
請求項7に記載の培養容器において、
前記蓋は、開口、又は、前記生体標本からの光が透過する透過部を有し、
前記蓋に形成された反射面は、前記開口又は前記透過部の周囲に形成される
ことを特徴とする培養容器。
The culture container according to claim 7,
The lid has an opening or a transmission part through which light from the biological specimen is transmitted,
The culture container according to claim 1, wherein the reflection surface formed on the lid is formed around the opening or the transmission part.
請求項7又は請求項8に記載の培養容器において、
前記蓋に形成された反射面は、凹面形状を有する
ことを特徴とする培養容器。
In the culture container according to claim 7 or claim 8,
The culture vessel, wherein the reflection surface formed on the lid has a concave shape.
生体標本が収容される請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の培養容器と、
前記培養容器が配置されるステージと、
前記生体標本に励起光を照射する対物レンズを有し、前記対物レンズを介して前記生体標本から生じた蛍光を検出する第1の検出手段と、
前記ステージを挟んで前記対物レンズとは反対側に配置されたコンデンサを有し、前記コンデンサを介して前記生体標本から生じた蛍光を検出する第2の検出手段と、
前記生体標本から生じた蛍光であって前記培養容器から前記ステージ側に出射した蛍光のうち前記対物レンズの外側に導かれた蛍光を検出する第3の検出手段と、を備える
ことを特徴とする多光子励起顕微鏡。
The culture container according to any one of claims 1 to 9, wherein a biological specimen is accommodated,
A stage on which the culture vessel is disposed;
An objective lens that irradiates the biological specimen with excitation light; and first detection means that detects fluorescence generated from the biological specimen via the objective lens;
Has a capacitor disposed on the opposite side to the objective lens across the stage, a second detecting means for detecting fluorescence generated from the biological specimen via the front Symbol capacitor,
And third detection means for detecting the fluorescence generated from the biological specimen and emitted from the culture vessel to the stage side and guided to the outside of the objective lens. Multiphoton excitation microscope.
多光子励起顕微鏡のステージ上に配置された請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の培養容器に収容された生体標本を観察する観察方法であって、
前記多光子励起顕微鏡の対物レンズを介して、前記生体標本に励起光を照射し、
前記多光子励起顕微鏡の検出手段で、前記導光手段により前記培養容器の上方又は下方に導かれて前記培養容器から出射された、前記生体標本から生じた蛍光を検出する
ことを特徴とする観察方法。
An observation method for observing a biological specimen housed in a culture container according to any one of claims 1 to 9 disposed on a stage of a multiphoton excitation microscope,
Irradiating the biological specimen with excitation light through the objective lens of the multiphoton excitation microscope,
An observation characterized in that the detection means of the multi-photon excitation microscope detects fluorescence generated from the biological specimen, which is guided upward or downward of the culture container by the light guide means and emitted from the culture container. Method.
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