JPS61247372A

JPS61247372A - 顕微鏡上濯流培養装置

Info

Publication number: JPS61247372A
Application number: JP8731585A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Kondou; 義明根東
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-11-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ、科学研究上の利用分野本発明は本来顕微鏡とは全く別の装置である恒温培養器
で行なわれていた培養の全過程を常に顕微鏡上で行なえ
るよう考えられた装置で、細胞および組織の培養過程に
関する詳細な研究を行なうことができる。

口１発明が解決しようとする問題点前述の如く、現在まで培養細胞あるいは組織の観察はす
べて、恒温培養器で培養されたものを毎回顕微鏡上に移
し、目的とする部分を視野上に探しあてて行なわれてい
た。しかし、この方法ではいくつかの問題点がある。

まず第一に毎回人の手によって培養プレートを恒温培養
器より取り出して観察するため、頻回に観察をした場合
、培養プレートが恒温培養器より出ている時間が長くな
り、事実上培養が目的とする温度で行なえなくなる。

次にある程度長時間間隔で観察分行なった場合でも、顕
微鏡の性質上、同一の目的とする細胞、組織を毎回同じ
視野にもってくることは非常に難しい。とりわけ、細胞
の分化過程を観察する場合、試料の形態が急速に変化し
ていくため、事実上同−細胞の変化を追跡することが不
可能である。

さらに従来の培養は培養液を潅流させずに行なうため、
培養液を８日に１度交換という大変手間のかかる現状で
ある。

ハ、問題点を解決するための手段と効果本発明は、この
８つの問題点、すなわち、■　顕微鏡観察時間が長い程
培養プレートが低温に長くさらされている点。

■　同一部位を毎回同じ視野において観察することが事
実上困難である点。

■　培養液の交換が頻繁で手間が非常にかかる点。

０８点を解決するため、顕微鏡上に置かれた培養プレー
トの培養槽自身を恒温加熱した培養液で無菌的に潅流す
るという、全く新しいとステムに置きかえた。このこと
Ｋより、 ■　培養槽自身は常に恒温状態が維持され、■　顕微鏡
上で培養するため常に同一視野の確保が可能で、 ■　培養液は常に潅流されているため手間をかけて交換
することが不要とな）、上記３点の問題点は、すべて解決されることとなった。

尚、最近、顕微鏡の試料台を箱の中に収納し、内部の窒
気の加熱により、同様に顕微鏡を恒温培養器としようと
するものが発明されたが、この方法は箱内の温度が不安
定であり、培養液を交換しなければならない他、狭い箱
内での操作が難しく、とりわけ無菌操作ではかなシの注
意を要するという欠点がある。しかし、本発明はこれら
いずれの欠点をも克服しており、大きな意義をもつと考
えられる。

二、装置の構成本発明は以下の構成要素に分割される。

（１）培養槽恒温潅流アーム本装置のもつとも中′心となる部分であるアームはその
頭部が培養槽に接し、尾部が顕微鏡の試料台上に固定さ
れ第１図の如く主に次の８つの部分構成要素よりなる。

すなわち、ｉ、　　＊流液を注入する注入管、２、潅流液を加熱するため、注入管に巻きつけたニクロ
ム線加熱コイル、８、サーミスター（温度検出器）の検知部（プローペ）
を収納し、加熱された潅流液の温度を検知してヒーター
の大切を制御するためのサーミスター槽、４、　サーミスター槽を密栓し、気体を通し、液体を流
さない１ｌＩｉ％フィルターにより、加熱で発生した気
泡を除去するサーミスター槽キャップ、５、潅流液を直接培養槽に注入するための注入ノズル、６．４流液の排出口となる排液ノズル、７、　培養槽と
頭部を密着させ気密にするための密着パツキン、８、頭部を気密すると同時に採光および培養槽内操作口
となる頭部採光密栓キャップ、以上の８部分である。

本アーム自身は固定器により顕微鏡の試料台に固定し、
下方への圧迫により、頭部を培養プレートの培養槽上面
に密着させる。

（２）サーミスターおよびその検知部温度検出装置は温度設定によりヒーターコイルのＷ、源
の入切を行なう。検知部（プローぺ〕は水溶液中に入れ
るためテフロン又はガラスで被膜されたものを用いる。

図面では省略しているが必要な場合には培養槽恒温潅流
アームの頭部を加工し、プローぺをもう１つ使えるサー
ミスターにより、培養槽の温度をモニターする。

しかし培養槽に入れるサーミスター金ヒーターコイルの
入切用に使用することは培養槽温度の揺れを大きくする
ため行なわない。

（３）ヒーターコイル電源定電流装置を使用する。０．８から０．５Ａ程度の出力
で使用可能である。

（４）’Ｉｌｌ！Ｉポンプ（ペリスタルテイツクボンプ
）注入側のチューブに装着し、潅流液を注入する。チュ
ーブは、肉厚シリコンチューブを用い、１分間に０．１
から１．０　ｘｔ程度の注入速度が要求される。排液側
のチューブに装着しても使用できる。

（５）Ｑ流液貯留ピンこの中に潅流液を無菌的に貯留する。潅流させた液は再
使用可能なので、このピンに循環させる。実験の必要上
潅流液の組成を変更する場合は潅流液貯留ピンを並列に
接続し流れを切シかえるだけでよい。したがって従来の
ように培養プレートの培養槽の吸引、注入をくりかえす
手間は必要としない。尚、貯留している潅流液は、常に
外部より無菌的な５チ二酸化炭素９５チ酸素ガスで洗浄
しておく。

ホ、装置の原理本装置は基本的には顕微鏡上に置かれた培養プレートの
培養槽に無菌的潅流液をポンプで潅流循環し、ヒーター
とサーミスターで恒温加熱するという単純なものである
。しかし次の２点に重要な工夫点がある。

（１）温度を一定に保つための工夫培養プレートの培養槽と、サーミスターおよびヒーター
コイルの位置関係を工夫することにより培養槽の温度の
揺れを上下０．５°Ｃ以内に抑えた。すなわち、ヒータ
ーコイルの大切の制御に用いるサーミスタープローベを
培養槽の中に入れず、サーミスター槽として培養槽とは
別に離してヒーターコイルの直後に置いた。このサーミ
スター槽内のサーミスタープローベによりヒーターコイ
ルの入切を行なったところ、サーミスター槽内の温度は
上下１．０℃から１．５°Ｃの変化を示した。しかし、
サーミスター槽と潅流液の間に１ｃＩｒＬｌｌｆＩ後の
距離を置いたところ培養槽内の温度変化は０．５℃以内
と減少した。培養槽内に直接サーミスターを置き、ヒー
ターの入切を行なうと培養槽内は上下１°Ｃ以上の温度
変化を示した。

以上よシサーミスター檜を設置してこれを培養槽と少し
離し、ヒーターコイルの直後で温度制御をするという発
明により初めて、極めて安定な恒温潅流が可能となった
。

（２）培養槽からの排液０．２から０．５　ｍｌ程度の小さい培養槽より定常的
に培養液を排液させるため、培養槽をアーム頭部で密閉
し、排液側は排液ノズルよシ押し出す方式とした。培養
槽内の培養液面は排液ノズルの高さによって調整し、注
入ノズルより注入された潅流液により潅流檀より同等量
の培養液が排液され、液面は常に排液ノズル下端に維持
された。この方式は、排液にポンプや吸引を必要とせず
液面の調整も簡単で極めて有用である。

尚、排液チューブに情動ポンプを装着した場合にも注入
側に引く力をかける他は、全く同様にして培養液の交換
が可能である。

へ、装置の使用方法以下の手順で使用する。

（１）サーミスター槽にサーミスタープローベを装着し
、接続チューブを注入管および排液管に接続する。

（２）　　（１）でセットした培養槽恒温潅流アーム全
体をエチレンオキサイドガスで滅菌する。この際同時に
潅流液貯留ピン側も滅菌する。

（３）観察したい培養プレートを顕微鏡上にのせ、培養
液と培養細胞あるいは組織を入れる。従来の恒温培養器
で培養されていたプレートを月いてももちろんよい。こ
の場合は、特に初期の培養が難しいものの継続観察の手
段として使用すれば効率よく実験できる。

（４）滅菌したアームの接続チューブを同じく＃：酌済
みの貯留ピンに接続後、アームの頭部を培養プレート内
の観察したい培養槽にのせ、密着パツキンで両者間が気
密となるように顕微鏡の固定台上に固定する。

（５）　　サーミスタープローベ舎ヒーターコイル端子
をそれぞれサーミスターおよび定電流［源につなぐ。

（６）　　注入側又は排液側接続チューブに情動ポンプ
を装着する。

（７）　　ヒーター・サーミスターの電源を入れ、同時
に＃４動ポンプを始動する。

（８）　　顕微鏡視野内に観察したい部位をもってくる
。

以上で稼動する。尚、潅流液貯留ピンの液面は培養槽の
液面とほぼ同じ高さに合わせるのがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の中心部である培養槽恒温潅流アームの
上面図。第２図は培養槽恒温潅流アームの正面図。第８図は培養槽恒温潅流アームを頭部側より見た側面図
。第４図は培養槽恒温潅流アークの頭部の斜視図。第５図は本発明の装置を顕微鏡上に設置した状態を示す
正面図。（１）・・・注入管、　　　　　（２）・・・加熱コイ
ル、（３）・・・サーミスター槽、（４）・・・サーミスター槽キャップ、（５）・・・注
入ノズル、（６）・・・排液ノズル、（７）・・・密着
パツキン、（８）頭部採光密栓キャップ、（９）・・・透明採光板、　　αＱ・・・排液管、（６
）・・・アーム固定穴、Ｑ２・・・培養槽恒温潅流アーム、（２）・・・対物レンズ、　　ａΦ・・・接眼レンズ、
（至）・・・倒立顕微鏡、　　αＱ・・・培養槽、α力
・・・培養プレート、　（至）・・・顕微鏡光源、σす
・・・排液側接続チューブ、に）・・・注入側接続チューブ、（財）・・・情動ポンプ、　　（イ）・・・サーミスタ
ー、（ホ）・・・定電流装置、　　（財）・・・無菌フ
ィルター、（７）・・・潅流液貯留ピン、（ホ）・・・サーミスターブローベ、（Ａｌ・・・頭部、　　　　　　（Ｂ）・・・尾部。特許出願人　　　　板　東　義　間第１図 ′４３０ ′＄暢

Claims

【特許請求の範囲】（Ａ）注入管にヒーターコイルを巻きつけ、サーミスタ
ー槽に接続する。サーミスター槽に注入ノズルを接続し
、その先端が培養槽内に入る。排液ノズルは培養槽より
出て排液管に接続する培養槽恒温潅流アーム。（Ｂ）サーミスター槽キャップを通して、定電流装置を
設けたサーミスターより接続線で接続され、サーミスタ
ー槽に入れられるサーミスタープローベ。（Ｃ）注入管および排液管を潅流液貯留ピンにそれぞれ
接続し、注入側または排液側接続チューブの中間に蠕動
ポンプを取り付けている。以上のように構成された顕微鏡上潅流培養装置。