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WO2018070153A1 - 細胞の撮像方法 - Google Patents

細胞の撮像方法 Download PDF

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WO2018070153A1
WO2018070153A1 PCT/JP2017/032470 JP2017032470W WO2018070153A1 WO 2018070153 A1 WO2018070153 A1 WO 2018070153A1 JP 2017032470 W JP2017032470 W JP 2017032470W WO 2018070153 A1 WO2018070153 A1 WO 2018070153A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dish
cell
cells
imaging
ridge line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/032470
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤　三郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Publication of WO2018070153A1 publication Critical patent/WO2018070153A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials

Definitions

  • the present invention relates to a method of holding a cell in a light-transmitting dish for recognizing the shape of the cell and imaging the cell with an imaging device.
  • a microplate having wells arranged in a matrix may be accommodated in the wells.
  • Cells accommodated in the well are sorted on a dish having a recess for holding the cells.
  • a cell suspension containing a large amount of cells is dispersed on the dish, and the cells are held in the recesses.
  • an image of the dish holding the cells is picked up, and the cells that can be used and the unusable cells and contaminants are classified by the image processing technique. Thereafter, usable cells are sucked from the recess by the suction tip, and the sucked cells are discharged to the well of the microplate (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention provides a cell imaging method capable of easily recognizing cells on an image and shortening the imaging time of a dish when performing cell shape recognition from an image of a dish holding cells. It is to provide.
  • a cell imaging method includes a main body formed of a light-transmitting member and including a flat plate having an upper surface and a lower surface, and a plurality of cells that extend vertically from the upper surface to the lower surface of the main body and hold cells.
  • a holding recess, wherein the holding recess has a first portion formed of a tapered portion having a first inclination with respect to the vertical direction and an inner portion substantially parallel to the vertical direction.
  • the imaging method includes a first step of horizontally arranging at a predetermined position, an imaging device arranged on the lower surface side, performing an imaging operation of the image of the dish, and based on focus information at the time of the imaging operation.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing a part of the configuration of a cell transfer device for carrying out the cell imaging method according to the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic view showing another part of the configuration of the cell transfer device.
  • FIG. 2 is a perspective view of a sorting container used in the cell transfer device.
  • FIG. 3 is a top view of a dish provided in the sorting container.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a top view showing a plurality of dishes and photographing ranges.
  • FIG. 6 is a diagram showing the procedure of the cell imaging method according to the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining details of the dish.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing a part of the configuration of a cell transfer device for carrying out the cell imaging method according to the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic view showing another part of the configuration of the cell transfer device.
  • FIG. 2 is
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an imaging mode of the ridge portion of the dish.
  • FIG. 9 is a plan view showing an imaging location in imaging the ridge line portion.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a mode in which cells are accommodated in the holding recesses of the dish.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a state where the dish is imaged in a state where cells are held in the holding recess.
  • FIG. 12A is a diagram showing an image of a holding recess and a cell obtained by the imaging
  • FIG. 12B is a diagram showing an image of a cell after image processing.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an electrical configuration of the cell transfer device.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an overall flow of a cell imaging operation in the cell transfer device.
  • FIG. 15 is a detailed flowchart of the ridge line detection process.
  • FIG. 16 is a detailed flowchart of the cell imaging process.
  • a subject to be imaged is a cell derived from a living body, particularly a cell aggregate (spheroid).
  • a cell aggregate derived from a living body is formed by aggregation of several to several hundred thousand cells. Therefore, the size of the cell aggregate is various.
  • Cell aggregates formed by living cells are almost spherical, but if some of the cells that make up the cell aggregates are altered or become dead cells, the shape of the cell aggregate is distorted, or The density may be non-uniform.
  • the term “cell C” is simply used to include the cell aggregates as described above.
  • the cell imaging method according to the present invention is preferably applied to, for example, a cell moving device.
  • the cell transfer device picks usable cells from a plurality of cells having various shapes carried on a dish on a sorting stage in tests in the fields of biotechnology and medicine, and uses them to microplates. Moving. In the microplate, various processes such as observation, drug confirmation, inspection, and culture are performed on the cells. Cell imaging is performed, for example, to determine usable cell clumps on a dish.
  • a cell moving device picks usable cells from a plurality of cells having various shapes carried on a dish on a sorting stage in tests in the fields of biotechnology and medicine, and uses them to microplates. Moving. In the microplate, various processes such as observation, drug confirmation, inspection, and culture are performed on the cells. Cell imaging is performed, for example, to determine usable cell clumps on a dish.
  • an example in which the cell imaging method according to the present invention is applied to such a cell moving device will be mainly described.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams schematically showing the overall configuration of the cell transfer device S.
  • the cell transfer device S includes a dispensing container 100, a sorting container 1 having a dish 10, a microplate 4, a camera unit 5 (imaging device), and a head unit 61 on which a dispensing chip 60 or a chip 6 is mounted. Yes.
  • the cell transfer device S aspirates a cell suspension LC containing a large number of cells C from the dispensing container 100, spreads the cell suspension LC on the dish 10 of the sorting container 1, and the cells according to the present invention.
  • FIG. 1A illustrates a portion of the dispensing container 100 and the sorting container 1 of the cell transfer device S
  • FIG. 1B illustrates a portion of the sorting container 1 and the microplate 4.
  • the dispensing container 100 is a container having an upper surface opening for storing a cell suspension LC containing a large number of cells C.
  • This cell suspension LC contains the cells C to be sorted in the sorting container 1 and inevitably mixed impurities.
  • the sorting container 1 is a container from which the cells C move, stores the medium L, and holds the cell sorting dish 10 in a state of being immersed in the medium L.
  • the dish 10 is a plate that carries the cells C, and has a plurality of holding recesses 3 on the upper surface that can accommodate the cells C individually.
  • the medium L is not particularly limited as long as it does not deteriorate the properties of the cells C, and can be appropriately selected depending on the type of the cells C.
  • Examples of the medium L include basal medium, synthetic medium, eagle medium, RPMI medium, Fischer medium, ham medium, MCDB medium, and serum medium, as well as glycerol and cell banker (Toji Field Co., Ltd.) that are added before frozen storage.
  • Cell frozen solution such as manufactured), formalin, reagents for fluorescent staining, antibodies, purified water, physiological saline and the like.
  • BxPC-3 human pancreatic adenocarcinoma cell
  • RPMI-1640 medium 10% fetal bovine serum FBS (Fetal Bovine Serum)
  • What added supplements, such as antibiotics and sodium pyruvate as needed, can be used.
  • a medium L can also be used as a base liquid for the cell suspension LC.
  • the sorting container 1 has a cylindrical shape, and has a rectangular upper opening 1H on the upper surface side.
  • the upper opening 1H is an opening for loading the cells C and picking up the sorted cells C.
  • the dish 10 is disposed below the upper opening 1H.
  • the sorting container 1 and the dish 10 are made of a translucent resin material or glass. This is because the cells C carried on the dish 10 can be observed by the camera unit 5 disposed below the sorting container 1.
  • the cell suspension LC is injected from the dispensing tip 60 into the sorting container 1.
  • the dispensing tip 60 is a tube-shaped member having a tip opening 60H, and sucks the cell suspension LC from the dispensing container 100 and discharges the cell suspension LC held therein to the sorting container 1. And do.
  • the tip opening 60H of the dispensing tip 60 is immersed in the cell suspension LC of the dispensing container 100, and the suction operation is executed.
  • the cell suspension LC (cell C) held in the dispensing tip 60 is discharged in a state where the tip opening 60H of the dispensing tip 60 is immersed in the culture medium L of the sorting container 1.
  • the microplate 4 is a container to which the cells C are moved, and has a plurality of wells 41 for receiving the cells C.
  • a single well 41 accommodates a necessary number (usually one) of cells C together with the medium L.
  • the microplate 4 is also made of a translucent resin material or glass. This is because the cells C carried on the microplate 4 can be observed by the camera unit 5 disposed below the microplate 4.
  • the camera unit 5 includes a camera lens 51 and captures an image of the cell C held on the dish 10 in the sorting container 1 or the cell C held in the well 41 on the microplate 4.
  • the camera unit 5 includes an image sensor such as a CCD image sensor.
  • the camera lens 51 forms an optical image of the cell C on the light receiving surface of the image sensor.
  • the camera unit 5 is arranged below these so that the camera lens 51 faces the lower surfaces of the sorting container 1 and the microplate 4. That is, the camera unit 5 captures an image of the cell C carried on the sorting container 1 or the microplate 4 from the lower surface side.
  • the camera unit 5 is movable in the horizontal direction between the lower side of the sorting container 1 and the lower side of the microplate 4 along the guide rail 52 as indicated by an arrow X2 in the drawing.
  • the chip 6 is a tube-shaped member having a tip opening 6H, and sucks and discharges the medium L containing the cells C. Specifically, the chip 6 sucks the cells C from the dish 10 of the sorting container 1, more specifically the cells C held in the holding recess 3 (FIG. 3) of the dish 10 together with the medium L, and these are microplates. 4 wells 41 are discharged. Although not shown, the chip 6 aspirates a reagent solution or the like as necessary, and discharges it into the well 41 carrying the cells C.
  • the head unit 61 is provided to move the cell suspension LC from the dispensing container 100 to the dish 10 of the sorting container 1 and to move the cells C from the dish 10 to the microplate 4.
  • the head main body 62 holds the head 63 so as to be able to advance and retreat in the vertical direction, and can move in the horizontal direction from the dispensing container 100 to the arrangement position of the microplate 4 as indicated by an arrow X1 in the drawing along the guide rail 61R. It is.
  • the head main body 62 can also move in a direction (front-rear direction) orthogonal to the paper surface of FIG.
  • the head 63 is made of a hollow rod.
  • the dispensing tip 60 and the tip 6 are attached to the lower end of the head 63.
  • one head 63 is illustrated, but a plurality of heads 63 may be used.
  • the head 63 for the dispensing tip 60 and the head 63 for the tip 6 may be provided in the head main body 62, respectively.
  • the dispensing tip 60 and the tip 6 may be alternately attached to and detached from one head 63.
  • a piston mechanism is mounted in the hollow portion of the head 63, and suction force and discharge force are applied to the tip opening 60H of the dispensing tip 60 or the tip opening 6H of the tip 6 by the operation of the piston mechanism.
  • the head main body 62 incorporates a power unit of the piston mechanism, an elevating mechanism for moving the head 63 in the vertical direction, and a power unit thereof.
  • the head unit 61 with the dispensing tip 60 mounted on the head 63 is moved above the dispensing container 100.
  • the head 63 is lowered, and the tip opening 60H of the dispensing tip 60 is immersed in the cell suspension LC of the dispensing container 100.
  • a suction force is generated in the head 63 and the cell suspension LC is sucked into the dispensing tip 60.
  • the head 63 is raised, and the head unit 61 is moved to the upper position of the sorting container 1.
  • the head 63 is lowered again, and the cell suspension LC held in the dispensing tip 60 is discharged while the tip opening 60H of the dispensing tip 60 is immersed in the culture medium L of the sorting container 1. That is, the cell C is seeded on the dish 10 (see FIG. 1A).
  • the head unit 61 in which the chip 6 is mounted on the head 63 is moved above the sorting container 1.
  • imaging according to the present embodiment of the cells C carried on the dish 10 and selection of usable cells C based on the captured images are performed, and the coordinates of the cells C to be extracted are obtained.
  • the head 63 is lowered, and the tip opening 6H of the chip 6 accesses the upper surface of the dish 10 through the upper opening 1H.
  • a suction force is generated in the head 63, and usable cells C are sucked into the chip 6 from the dish 10.
  • the head 63 is raised, and the head unit 61 is moved to a position above the microplate 4.
  • the head 63 is lowered again, and the cells C in the chip 6 are discharged into the wells 41 of the microplate 4.
  • [Dish configuration] 2 is a perspective view of the sorting container 1
  • FIG. 3 is a top view of the dish 10
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the sorting container 1 includes a bottom plate 11, an outer peripheral wall 12, an inner peripheral wall 13, and a top wall 14.
  • the bottom dish 11 is a cylindrical dish member having an upper surface opening that constitutes the bottom of the sorting container 1.
  • the outer peripheral wall 12, the inner peripheral wall 13, and the top wall 14 constitute a lid member that covers the bottom plate 11.
  • the outer peripheral wall 12 is a portion larger in diameter than the side peripheral wall of the bottom plate 11, and the inner peripheral wall 13 is a rectangular tube-shaped portion disposed inside the outer peripheral wall 12.
  • the top wall 14 is a plate member that covers a region other than the upper opening 1 ⁇ / b> H on the upper surface side of the sorting container 1.
  • the inner peripheral wall 13 is a wall that partitions the upper opening 1H, and is inclined so that the opening area gradually decreases from the upper opening 1H downward.
  • the top wall 14 has a work hole 15 formed of a through hole in the vertical direction. Through this working hole 15, operations such as injection of the medium L into the cavity of the sorting container 1, injection of chemicals, liquid absorption or waste liquid of the medium L, and the like are performed. Further, a pipe connection port 16 for adjusting the atmospheric pressure in the cavity of the sorting container 1 is installed on the top wall 14.
  • the dish 10 includes a dish body 2 formed of a translucent member, and a plurality of holding recesses 3 formed in the dish body 2.
  • the dish body 2 is made of a flat plate member having a predetermined thickness and has an upper surface 21 and a lower surface 22.
  • the upper surface 21 is provided with a plurality of holding recesses 3 that hold cells C to be moved.
  • the dish 10 is held at the lower end of the inner peripheral wall 13 with the lower surface 22 spaced from the bottom plate 11 of the sorting container 1.
  • the dish 10 is immersed in the medium L in the sorting container 1. That is, the culture medium L is poured into the sorting container 1 so that the upper surface 21 of the dish 10 is located below the liquid surface of the culture medium L.
  • Each holding recess 3 includes an opening 31, a bottom 32, a cylindrical wall surface 33, a hole 34 (discharge hole) and a ridge line part 35.
  • the opening 31 is a square opening provided on the upper surface 21 and has a size that allows the tip opening 6H of the sorting chip 6 to enter.
  • the bottom 32 is located inside the dish body 2 and near the lower surface 22.
  • the bottom 32 is an inclined surface that is gently inclined downward toward the center (the center of the square).
  • the cylindrical wall surface 33 is a wall surface extending vertically downward from the opening 31 toward the bottom 32.
  • the hole 34 is a through hole that vertically penetrates between the center of the bottom 32 and the lower surface 22.
  • the shape of the hole 34 is square when viewed from above, and is concentric with the opening 31.
  • the ridge line portion 35 is located on the upper surface 21 and serves as an opening edge of each holding recess 3 and is a ridge line that partitions the holding recesses 3.
  • the holding recess 3 may have a round shape, a triangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, or the like, and these may be arranged in the dish body 2 in a honeycomb shape, a linear shape, or at random. The mode of the holding recess 3 will be described in detail later with reference to FIG.
  • each holding recess 3 defines an accommodation space 3H that accommodates the cells C. It is contemplated that one cell C is generally accommodated in the accommodation space 3H. Therefore, the holding recess 3 is set according to the size of the target cell C. However, in the operation of dispensing a cell culture solution containing a large number of cells C into the sorting container 1, a plurality of cells C may enter one holding recess 3.
  • the hole 34 is provided in order to let small cells and impurities other than the desired size escape from the accommodation space 3H. Therefore, the size of the hole 34 is selected so that cells C having a desired size cannot pass through and small cells or impurities other than the desired size can pass therethrough. As a result, the cells C to be sorted are trapped in the holding recesses 3, while impurities and the like fall from the holes 34 to the bottom dish 11 of the sorting container 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an arrangement example of the actual dish 10 in the sorting container 1.
  • the dish 10 in which four square small dishes 10A, 10B, 10C, and 10D are arranged so as to form one large square is illustrated.
  • the holding recess 3 of the dish 10 holding micron-order cells C has a very small size, and a thin plate is naturally used as the dish body 2.
  • the dish 10 having a required size is often formed by gathering the small dishes 10A to 10D. The same applies to the microplate 4.
  • FIG. 5 also shows an example of the shooting range AV of the dish 10 by the camera unit 5.
  • the angle of view of the optical system that images the micron-order cell C is naturally reduced.
  • a shooting range AV that covers about 1 ⁇ 4 of the small dish 10A is depicted, but in practice, the entire range of one small dish 10A is covered, and imaging is performed several tens to 100 times. Is required. Accordingly, since the four small dishes 10A to 10D are used in the example of FIG. 5, an image capturing operation four times as large is necessary.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure of an imaging method for the cell C according to the present embodiment.
  • the imaging method of the cell C is executed sequentially, the first step # 1 in which the dish 10 is prepared and placed at a predetermined position, and the height position of the ridge line part 35 (shape feature part) of the dish 10 is recognized.
  • 2 step # 2 third step # 3 for accommodating the cell C in the holding recess 3 of the dish 10, fourth step # 4 for imaging the dish 10 holding the cell C with the camera unit 5, and the imaging
  • a fifth step # 5 for specifying (evaluating) the shape of the cell C based on the obtained image is included.
  • each step will be described.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining details of the dish 10 used in the present embodiment.
  • the dish 10 includes the dish body 2 having the upper surface 21 and the lower surface 22, and the holding recess 3 having the opening 31 on the upper surface 21 and extending from the upper surface 21 toward the lower surface 22.
  • a vertical line V perpendicular to the upper surface 21 and the lower surface 22 is drawn at the hole core position of the holding recess 3.
  • the direction in which the holding recess 3 extends is the vertical direction in which the vertical line V extends.
  • a translucent material which comprises the dish main body 2 Although it does not specifically limit as a translucent material which comprises the dish main body 2, for example, it is preferable to employ
  • COP heat-resistant COP. Since COP is excellent in transparency, it is advantageous when imaging the cells C carried on the dish 10 from the lower surface 22 side, and can withstand heat sterilization by providing heat resistance. Furthermore, COP has the property that protein is hard to adhere, and can prevent the cell C from attaching to the dish 10.
  • the holding recess 3 includes a ridge line portion 35, an opening taper portion 31T, a cylindrical wall surface 33, a bottom portion 32, and a hole portion 34 from the upper surface 21 to the lower surface 22.
  • the holding recess 3 is divided into four characteristic parts, that is, a first part P1, a second part P2, a third part P3, and a fourth part P4, with the joints of these parts as boundaries. That is, the holding recess 3 is configured by sequentially connecting the first portion P1 to the fourth portion P4 from the upper surface 21 to the lower surface 22.
  • 1st part P1 is a part which has the upper surface 21, the same ridgeline part 35, and the opening taper part 31T (taper part with 1st inclination).
  • the opening taper portion 31T is formed of a tapered surface whose opening area gradually decreases downward.
  • the inclination angle ⁇ 1 (first inclination) with respect to the vertical line V of the tapered surface is set to be relatively small.
  • a preferable range of the inclination angle ⁇ 1 is about 25 ° to 55 °.
  • the plurality of holding recesses 3 are arranged in a matrix, and the apex of the opening taper portion 31T of one holding recess 3 and the apex of the opening taper portion 31T of the other holding recess 3 are adjacent to each other, A ridge line portion 35 is formed on the upper surface 21. That is, a sharp peak is formed on the upper surface 21 by the adjacent opening tapered portion 31 ⁇ / b> T, and the remaining portion of the upper surface 21 is the opening 31. Therefore, even when the cell suspension LC is spread on the upper surface 21 side, the cells C do not stay on the upper surface 21 and are guided to the accommodation space 3H by the opening taper portion 31T.
  • a preferable apex angle ⁇ A of the sharp peak is about 50 ° to 110 °.
  • the second portion P2 is a region where the cylindrical wall surface 33 exists, and is the portion having the longest vertical length among the first to fourth portions P1 to P4.
  • the cylindrical wall surface 33 is formed of a cylindrical portion having an inner wall surface (vertical wall surface) substantially parallel to the vertical line V, and divides most of the accommodation space 3H for accommodating the cells C. .
  • the cylindrical wall surface 33 guides the cells C that are sedimented by gravity downward.
  • the cylindrical wall surface 33 is a vertical wall surface, the cell C can settle by its own weight without receiving resistance.
  • the cylindrical wall surface 33 also serves to regulate the movement of the accommodated cells C in the horizontal direction.
  • the cylindrical wall surface 33 is a vertical wall surface, when the camera 10 captures an image of the dish 10 from the lower surface 22 side of the dish body 2, the cylindrical wall surface 33 appears in the image. You can avoid it.
  • the third portion P3 is a region where the bottom portion 32 exists.
  • the bottom portion 32 has a tapered surface whose opening area gradually decreases downward, and extends from the lower end of the cylindrical wall surface 33 to the upper end of the hole portion 34.
  • the taper surface serves as a contact surface of the cell C.
  • the inclination angle ⁇ 2 (second inclination) with respect to the vertical line V of the tapered surface of the bottom portion 32 is set to be larger than the inclination angle ⁇ 1.
  • a preferable range of the inclination angle ⁇ 2 is about 55 ° to 80 °.
  • the cell C can be stably grounded to the bottom portion 32, and impurities can be guided to the hole portion 34 along the tapered surface of the bottom portion 32. Furthermore, the thickness of the third portion P3 can be reduced.
  • the bottom portion 32 is a surface having four trapezoidal pieces and having a frustum shape.
  • the 4th part P4 is a part which consists of a baseplate which has the hole 34 of the size which the cell C of a holding
  • the hole 34 is a hole extending in the vertical direction and disposed at the position of the hole core (corresponding to the vertical line V in FIG. 7) of the holding recess 3. As shown in FIG. 3, the hole 34 has a square shape in a plan view viewed from the lower surface 22 side. As a result, the cell C (cell aggregate) having a generally spherical shape and the hole 34 can be easily distinguished on the image.
  • the hole 34 may be a polygon such as a triangle or a pentagon. Further, if it can be easily distinguished from the cell C, the circular hole 34 may be used.
  • the fourth part P4 is the thinnest part in the thickness in the direction of the vertical line V among the first to fourth parts P1 to P4 constituting the holding recess 3.
  • the fourth part P4 is located between the camera unit 5 and the cell C grounded to the bottom 32 of the third part P3. For this reason, the presence of the fourth portion P4 in addition to the third portion P3 can cause light loss and image distortion when the cell C is imaged.
  • the fourth portion P4 is the thinnest and the bottom portion 32 is also a tapered surface having a relatively large inclination angle ⁇ 2 with respect to the vertical line V, the third portion P3 is thinned. It can be minimized.
  • the dish 10 having the characteristics of the first to fourth portions P1 to P4 is prepared, and this is arranged horizontally at a predetermined position.
  • the dish 10 faces the upper opening 1H of the sorting container 1 and is disposed in a state of being immersed in the medium L.
  • ⁇ Second step> In the second step # 2, calibration of the height position of the dish 10 installed at the predetermined position in the first step # 1 is performed. Specifically, processing is performed in which the dish 10 is imaged by the camera unit 5 and the height position of a predetermined shape feature of the dish 10 is determined in advance.
  • the recognized shape feature portion is a ridge line portion 35 formed on the upper surface 21 of the dish 10.
  • the ridge line portion 35 is an example, and the shape feature portion may be another portion of the dish 10, and may be, for example, the lower edge of the hole portion 34.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an imaging mode of the ridge line portion 35 in the second step # 2.
  • the sorting container 1 is simply drawn.
  • the dish 10 is installed in the sorting container 1 in a horizontal state, the upper surface 21 is below the liquid level of the medium L, and the lower surface 22 is separated from the bottom surface of the container. It is immersed in the medium L in a state.
  • the camera unit 5 is disposed on the lower surface 22 side, and performs an image capturing operation of the image of the dish 10 from below. The imaging operation may be performed after the dish 10 is installed in the sorting container 1 and before the culture medium L is injected.
  • the ridge line portion 35 is focused by the camera lens 51. Since the sorting container 1, the dish 10, and the medium L have translucency, it is possible to image the ridge line portion 35 from the lower surface 22 side.
  • a contrast detection method can be adopted. Specifically, the camera unit 5 is caused to capture the image of the dish 10 while shifting the focus position upward in units of several tens of microns with a predetermined position that can be determined to be below the ridge line portion 35 as an imaging start point.
  • the imaging end point is a predetermined position that can be determined to be above the ridge line portion 35. That is, the imaging end point is a position where it can be confirmed that the contrast value gradually decreases after the contrast value gradually increases due to the upward shift of the focus position and becomes the highest (focus position with respect to the ridge line portion 35).
  • the focus position where the image in which the line estimated to be the ridge line portion 35 is captured with the highest contrast is treated as the focus position, and the height of the ridge line portion 35 is determined based on the focus distance. A position is required.
  • the height position of the ridge line portion 35 as the shape feature portion is recognized based on the focus information at the time of the imaging operation.
  • the shape feature portion may be other than the ridge line portion 35
  • the ridge line portion 35 is located on the upper surface 21 relatively far from the third portion P3 to which the cell C is grounded, and is located between the adjacent holding recesses 3 so that the cell C Since it has a simple linear shape, it has an advantage that it can be easily recognized on the image as a shape feature.
  • the dish 10 Even if the dish 10 is arranged at a predetermined position in the first step # 1, it is difficult to create a complete horizontal state, and the dish 10 may be warped. For this reason, it is difficult to obtain the reference position of all the holding recesses 3 only by obtaining the height position of one ridge line portion 35. Ideally, the height positions of the ridgeline portions 35 corresponding to all the holding recesses 3 are determined. Desirable. However, as described above with reference to FIG. 5, since the angle of view of the camera unit 5 is small and a large number of imaging operations are required to capture the entire area of one dish, the ridge line portions 35 corresponding to all the holding recesses 3 are imaged. It takes too much time.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of an imaging location of the ridge line portion 35.
  • the dish body 2 is a rectangular flat plate.
  • holding recesses 3A, 3B, 3C, and 3D may be holding recesses in the vicinity thereof located at the four corners of the dish body 2 and a holding recess 3E at the center of the dish body 2 are selected as the main parts.
  • the height position of each ridge line portion 35 corresponding to these is recognized, for example, by the contrast detection method described above.
  • the holding recess 3 ⁇ / b> E is a holding recess that exists near the intersection of the diagonal lines of the four corners of the dish body 2.
  • the dish body 2 may have a shape such as a polygon other than a quadrangle, a circle, or an ellipse. Further, what is actually imaged is the holding recess 3 included in the range of the shooting range AV as described in FIG. 5, and the shooting range AV is set so as to include the selected holding recesses 3A to 3E.
  • the height position of the ridge line portion 35 at an arbitrary position on the upper surface 21 is calculated. Is possible. Accordingly, in the fourth step # 4 in the subsequent stage, when obtaining the height position information of the ridge line portion 35 of any holding recess 3 to be imaged of the cell C, the ridge line portion 35 for all the holding recesses 3 included in the dish 10 is obtained. Without recognizing the height position, it is possible to calculate based on the information on the height positions of the ridge portions 35 near the four corners and the intersection. Therefore, the time required for imaging can be shortened.
  • the height positions of the ridge lines 35 of all the holding recesses 3 included in the imaging range AV when shooting the holding recesses 3A to 3E may be obtained. Then, these average values may be calculated, and the average values may be handled as height position information at each of the four corners and the center of the dish body 2.
  • the third step # 3 is a step of accommodating the cell C in the holding recess 3 of the dish 10.
  • the cell suspension LC containing the cells C is spread from the upper surface 21 side while the dish 10 is immersed in the medium L (liquid) in the sorting container 1.
  • the cell C is guided by gravity into the holding recess 3 through the first portion P1 (opening 31). Further, the cell C settles along the second portion P2 (cylindrical wall surface 33) and contacts the third portion P3 (bottom portion 32).
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a mode in which the cells C are accommodated in the holding recesses 3 of the dish 10.
  • the cell suspension LC includes cells C of various sizes and shapes (simply drawn as circles in FIG. 10) and impurities Cx that are inevitably mixed. These settle in the medium L by gravity and reach the upper surface 21 of the dish body 2.
  • the cell C settled on the opening 31 of the holding recess 3 enters the accommodation space 3H as it is.
  • the cell C settled on the wall portion between the holding recesses 3 collides with the ridge line portion 35.
  • the ridge line portion 35 is formed by a sharp peak in the first portion P1, and the opening taper portion 31T continuing below the ridge line portion 35 has a relatively steep inclination. For this reason, the cell C is guided to the opening taper portion 31T and smoothly enters the second portion P2.
  • the cells C settle by their own weight while being restricted from moving in the horizontal direction by the cylindrical wall surface 33 extending in the vertical direction. During the sedimentation, the cell C does not receive resistance from the substantially cylindrical wall surface 33. As sedimentation proceeds, the cell C eventually reaches the third portion P3 and contacts the tapered surface of the bottom portion 32. A cell C (cell C indicated by a dotted line in FIG. 10) that is in contact with a position deviated from the hole core (position of the hole 34) of the holding recess 3 is guided by the tapered surface of the bottom 32 and above the hole 34. Settle in position. Since the size of the cell C is larger than the opening size of the hole 34, the cell C will not settle any further.
  • the foreign matter Cx also contacts the bottom 32 and is guided toward the hole 34. Since the size of the contaminant Cx is smaller than the opening size of the hole 34, it passes through the hole 34 (fourth portion P4). Thereafter, the contaminant Cx is received by the bottom plate 11 (FIG. 2) of the sorting container 1. Accordingly, only the cell C is held in the holding recess 3. In addition, when a plurality of cells C enter one holding recess 3, an upward jet through the hole 34 may be generated to disperse the cells C.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the dish 10 is imaged.
  • the camera unit 5 includes an imaging element 53 that photoelectrically converts a light image, a camera lens 51 and an aperture 54 as an imaging optical system. While the dish 10 is illuminated by an unillustrated illumination system, an image of the dish 10 holding the cells C1 and C2 is captured by the camera unit 5 from the lower surface 22 side of the dish body 2.
  • the cells C1 and C2 have a width in the horizontal direction according to their sizes. Therefore, the light images M1 and M2 of the cells C1 and C2 are formed on the image sensor 53 as an object having a corresponding horizontal width. For this reason, the outline of the cells C1 and C2 can be captured as an image.
  • the cylindrical wall surface 33 of the holding recess 3 is a vertical wall, it has little width in the horizontal direction even if it is in a position shifted from the optical axis. Therefore, the optical image M3 of the cylindrical wall surface 33 hardly appears in the captured image (to the extent that it appears as a narrow line). Further, since the third portion P3 and the fourth portion P4 of the holding recess 3 are thinned as described above, there is little light amount loss and image distortion. These things contribute to the clarification of the images of the captured cells C1 and C2.
  • the information on the height position of the ridge line portion 35 obtained in the second step # 2 is used.
  • the height position of the ridge line portion 35 is set as a reference position, and a position below the reference position by a predetermined distance is set as an imaging start point.
  • This predetermined distance can be set according to the distance from the ridge line portion 35 to a position corresponding to the vicinity of the lower surface of the cell C carried on the holding recess 3 in consideration of the depth of the holding recess 3 and the like.
  • the predetermined distance can be set to 360 ⁇ m, for example.
  • the camera unit 5 When the image of the dish 10 is taken by the camera unit 5 at the above imaging start point, the camera unit 5 is caused to take the image of the dish 10 a plurality of times while shifting the focus position upward in units of several tens of microns.
  • the pitch shifted upward is, for example, 20 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the imaging end point is an appropriate position below the ridge line portion 35.
  • the imaging start point may be set to the upper position of the dish 10 and the focus position may be gradually shifted downward.
  • the shape and hue of the cell C are specified based on the image data of the dish 10 obtained by the imaging operation. For example, image processing is performed on the image data obtained in the fourth step # 4, and processing for recognizing the presence of the cell C on the image, processing for recognizing the shape of the recognized cell C, and the like are executed. Furthermore, based on the specified shape and color, it is evaluated whether or not the cell C is a healthy cell that can be used for experiments and examinations.
  • FIG. 12A is an example of an image of the holding recess 3 and the cell C obtained by the imaging operation in the fourth step # 4.
  • a line corresponding to the ridge line part 35, a contour line of the cylindrical wall surface 33 and the hole part 34, and a line of a quadrangular pyramid on the bottom part 32 are reflected.
  • These lines are all straight lines and can be easily detected by a general-purpose straight edge detection process or the like.
  • the hole portion 34 is reflected in the image so as to completely overlap the cell C.
  • FIG. 12B is a diagram illustrating an image of the cell C after performing image processing for deleting the detected straight line. A clear image of the cell C can be obtained by the image processing.
  • FIG. 23 is a block diagram showing an electrical configuration of the cell transfer device S.
  • the cell transfer device S controls the movement of the head unit 61 (FIGS. 1A and 1B), the positioning and raising / lowering of the head 63, the suction and discharge operations of the cells C by the head 63, and the movement and imaging operations of the camera unit 5.
  • the unit 7 is provided.
  • the cell moving device S includes a camera shaft driving unit 55 as a mechanism for moving the camera unit 5 horizontally, a head unit shaft driving unit 64 as a mechanism for moving the head unit 61 horizontally, a mechanism for moving the head 63 up and down, and suction and discharge operations.
  • a head driving unit 65 and a display unit 66 are provided as a mechanism for performing the above.
  • the camera shaft drive unit 55 includes a drive motor that moves the camera unit 5 along the guide rail 52.
  • a ball screw is laid along the guide rail 52, the camera unit 5 is attached to a nut member screwed into the ball screw, and the drive motor rotates the ball screw forward or backward. In this mode, the camera unit 5 is moved to the target position.
  • the head unit shaft drive unit 64 includes a drive motor that moves the head unit 61 (head body 62) along the guide rail 61R.
  • a preferred embodiment is a mode in which a ball screw and a nut member are provided as in the camera shaft driving section 55, and the drive motor rotates the ball screw forward or backward.
  • the head main body 62 is moved in two directions XY, the first ball screw (X direction) along the guide rail 61R and the movement attached to the first nut member screwed to the first ball screw are mounted.
  • a second ball screw (Y direction) mounted on the plate is used. In this case, the head main body 62 is attached to a second nut member screwed into the second ball screw.
  • the head driving unit 65 corresponds to a power unit for an elevating mechanism that moves the head 63 in the vertical direction, and a power unit (for example, a motor) for driving a piston mechanism assembled in the hollow portion of the head 63 formed of a hollow rod. .
  • the lifting mechanism moves the head 63 up and down between the lowered position where the head 63 extends downward from the head body 62 and the raised position where most of the head body 62 is accommodated.
  • the power unit of the piston mechanism raises and lowers the piston member arranged in the head 63, so that the suction force and the discharge force are applied to the tip opening 6 ⁇ / b> H of the tip 6 attached to the head 63 or the tip opening 60 ⁇ / b> H of the dispensing tip 60. Is generated.
  • the display unit 66 is composed of a liquid crystal display or the like, and displays an image taken by the camera unit 5, an image subjected to image processing by the control unit 7, and the like.
  • the control unit 7 includes a microcomputer or the like, and includes an imaging control unit 71, an image memory 72, an image processing unit 73, an axis control unit 74, a head control unit 75, and a storage unit 76 by executing a predetermined program.
  • the imaging control unit 71 controls the moving operation and imaging operation of the camera unit 5, particularly the imaging operation of the dish 10 described in the second step # 2 and the fourth step # 4 described above.
  • a movement control unit 711, a ridge line detection unit 712, a ridge line height calculation unit 713, and a cell detection unit 714 are provided.
  • the camera movement control unit 711 controls the operation of moving the camera unit 5 along the guide rail 52 by controlling the camera axis driving unit 55. Further, the camera movement control unit 711 moves the camera unit 5 minutely when imaging the dish 10. As described above, since the angle of view of the camera unit 5 is considerably smaller than the size of the dish 10, the camera movement control unit 711 controls the camera axis driving unit 55 to slightly move the camera unit 5 in the XY directions. Meanwhile, the imaging operation of the dish 10 is executed.
  • the ridge line detection unit 712 controls the imaging operation for detecting the ridge line part 35 described in the second step # 2.
  • the ridge line height calculation unit 713 is based on the height positions of the ridge line portions 35 of several holding recesses 3 (for example, the four corners and the center of the dish 10) detected by the ridge line detection unit 712, and the ridge line portions of the arbitrary holding recesses 3 A process of calculating the height position of 35 is performed.
  • the cell detection unit 714 controls the imaging operation for detecting the cell C described in the fourth step # 4.
  • the image memory 72 includes a storage area and an external storage provided in the microcomputer, and temporarily stores image data acquired by the camera unit 5.
  • the image processing unit 73 performs image processing on the image data captured by the camera unit 5 and stored in the image memory 72.
  • the image processing unit 73 recognizes the presence of the cell C on the dish 10 as described in the fifth step # 5 based on the image of the dish 10 after the cells C are dispensed, Processing for recognizing the distribution of the cells C, processing for recognizing the shape of the recognized cells C, and the like are executed using an image processing technique.
  • the image processing unit 73 executes processing for filtering a line (ridge line portion 35) corresponding to the holding recess 3 from the acquired image.
  • the axis control unit 74 controls the operation of the head unit axis driving unit 64. That is, the axis control unit 74 controls the head unit axis driving unit 64 to move the head unit 61 to a predetermined target position in the horizontal direction. Movement of the head 63 (chip 6 or dispensing tip 60) between the dispensing container 100 and the sorting container 1, positioning of the holding recess 3 of the dish 10 to be aspirated in the vertical direction, and micro to be ejected The positioning of the well 41 of the plate 4 in the vertical direction is realized by the control of the head unit shaft drive unit 64 by the shaft control unit 74.
  • the head control unit 75 controls the head driving unit 65.
  • the head control unit 75 controls the power unit for the lifting mechanism of the head driving unit 65 to raise and lower the head 63 to be controlled toward a predetermined target position.
  • the head controller 75 controls the power unit of the piston mechanism for the head 63 to be controlled, thereby opening the tip of the tip 6 or the dispensing tip 60 attached to the head 63 at a predetermined timing.
  • a suction force or a discharge force is generated at 6H and 60H.
  • the storage unit 76 stores various set values and data in the cell transfer device S. In addition, the storage unit 76 also stores an imaging sequence of the dish 10 by the camera unit 5, height position data of the ridge line part 35 detected by the ridge line detection part 712, and the like.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the overall flow of the imaging operation
  • FIG. 15 is a detailed flowchart of the ridge line detection process
  • FIG. 16 is a detailed flowchart of the cell imaging process.
  • the flow of FIG. 14 is started after the preparation of the dish 10 and the arrangement in the sorting container 1 in the first step # 1 shown in FIG. 6 are completed.
  • the control unit 7 reads the arrangement data of the dish 10 (step S1).
  • the arrangement data is XY coordinate data for specifying the positions of the four dishes 10 in the sorting container 1 arranged on a predetermined work stage.
  • an example in which four dishes 10 are used is shown, but five or more dishes 10 may be used, or three or less dishes 10 may be used.
  • step S2 processing for detecting the height position of the ridge line portion 35 of the dish 10 is executed mainly by the ridge line detection unit 712 of the imaging control unit 71 (step S2).
  • This ridge line detection process corresponds to the recognition of the ridge line portion 35 described in the second step # 2 of FIG.
  • FIG. 9 a process in the case of recognizing the height positions of the five ridge line portions 35 on the upper surface 21 of the dish body 2 that are separated from each other is illustrated.
  • step S3 The waiting time is set for a while until the cell C is accommodated in the holding recess 3, that is, until the third step # 3 in FIG. 6 is completed, and then the next step S4 is started. Note that step S3 may be executed prior to step S2.
  • step S4 a process of imaging the cell C carried on the dish 10 is executed mainly by the cell detection unit 714 of the imaging control unit 71 (step S4).
  • This cell imaging process corresponds to the imaging of the dish 10 described in the fourth step # 4 of FIG.
  • FIG. 16 As shown in FIG. 5, for each of the four dishes 10A to 10D, a process is illustrated when imaging for the entire area of the dish requires multiple imaging.
  • the small dish 10A is designated as a processing target.
  • the camera movement control unit 711 controls the camera axis driving unit 55 to move the camera unit 5 directly below the Nth dish 10 (step S12).
  • the camera unit 5 is moved so that the camera optical axis is aligned with the holding recesses 3 that are set to perform imaging first among the five holding recesses 3 that perform imaging of the ridge line portion 35. .
  • the central holding recess 3E is imaged first, since the central portion tends to bend, the height position tends to be different from the corners of the other four corners.
  • any one of the corners is imaged first, and this is used as a reference for imaging the remaining four locations.
  • the ridge line portions 3 of the holding recesses 3A, 3B, 3C, and 3D at the corners of the four corners of FIG. 5 are referred to as the ridge line portions 3 of the first, second, third, and fourth corners.
  • the ridge line portion 3 of the central holding recess 3E is referred to as the central ridge line portion 3.
  • the ridge line detection unit 712 causes the camera unit 5 to perform an imaging operation for detecting the ridge line height Z1 of the first corner.
  • Step S13 the ridge line detection unit 712 uses a predetermined position clearly below the position where the dish 10 (ridge line part 35) is arranged as an imaging start point, and sequentially shifts the focus position upward at a predetermined pitch while the image of the dish 10 is displayed.
  • the camera unit 5 is caused to perform a predetermined number of imaging operations by a method of performing imaging.
  • the predetermined pitch is, for example, several tens of microns.
  • the predetermined number of times is a number of times sufficient to estimate that the focus position reaches above the ridge line portion 35 by shifting upward by a predetermined pitch.
  • the ridge line detection unit 712 detects the ridge line part height Z1 by a contrast detection method. That is, the ridge line detection unit 712 selects an image in which the line estimated to be the ridge line part 35 is captured with the highest contrast among the images obtained by the predetermined number of times of imaging. Then, the ridge line detection unit 712 treats the focus position where the image with the highest contrast is captured as the in-focus position, and detects the ridge line part height Z1 based on the focus distance.
  • step S14 it is confirmed whether or not the ridge line height Z1 has been detected.
  • the ridge line part height Z1 cannot be detected even if the detection operation of step S13 is performed, and other ridge line parts Of course, the height cannot be detected. Therefore, when the ridge line portion height Z1 cannot be detected (NO in step S14), the ridge line detection process in the dish 10 is stopped, and the process skips to step S20.
  • the camera unit 5 is moved directly below the holding concave part 3B of the second corner part to detect the ridge line part height Z2 of the second corner part.
  • the imaging operation is executed (step S15). Specifically, the camera movement control unit 711 controls the camera axis driving unit 55 to move the camera unit 5 directly below the holding recess 3B at the second corner. Then, the ridge line detection unit 712 causes the camera unit 5 to perform an imaging operation of the region including the holding recess 3B in the same manner as in step S13. That is, the image of the dish 10 is captured while the focus position is sequentially shifted upward at a predetermined pitch from a predetermined imaging start point.
  • the imaging start point is set at a position below a predetermined distance with the ridge line height Z1 as a reference position. That is, since the ridge line part height Z1 is known, the range in which the ridge line part height Z2 exists can be estimated to some extent. Thereby, the frequency
  • the camera unit 5 is moved directly below the holding recess 3C at the third corner, and an imaging operation for detecting the ridge line height Z3 of the third corner is executed (step S16). Subsequently, the camera unit 5 is moved directly below the holding recess 3D at the fourth corner, and an imaging operation for detecting the ridge line height Z4 of the fourth corner is executed (step S17). In addition, the camera unit 5 is moved directly below the holding recess 3E in the vicinity of the central portion, and an imaging operation for detecting the ridge line portion height Z5 in the central portion is executed (step S18).
  • the ridge line detection unit 712 stores the data of the ridge line part heights Z1 to Z5 detected by the above processing in the storage unit 76 (step S19). Accordingly, the height position of the ridge line portion 35 at an arbitrary position on the upper surface 21 can be calculated based on the data of the ridge line portion heights Z1 to Z5. Therefore, it is possible to save the trouble of acquiring the ridge line height data for all the holding recesses 3.
  • the camera movement control unit 711 controls the camera axis driving unit 55 to move the camera unit 5 directly below the Nth dish 10 (step S32).
  • the camera movement control unit 711 controls the camera axis driving unit 55 to slightly move the camera unit 5 directly below the Mth cell imaging point (step S34).
  • the ridge line height calculation unit 713 uses the coordinates of the cell imaging point M and the data of the ridge line part heights Z1 to Z5 stored in the storage unit 76 to hold at the position of the cell imaging point M.
  • the cell detection unit 714 uses the calculated height position Zm as a reference position, and performs focus adjustment using a position below the reference position by a predetermined distance as an imaging start point. Then, at the imaging start point, the camera unit 5 causes the cell C held in the holding recess 3 located at the cell imaging point M to be imaged. Subsequently, the cell detection unit 714 causes the camera unit 5 to capture the image of the dish 10 a plurality of times while shifting the focus position upward in units of several tens of microns. Of the images acquired by these imaging operations, for example, an image in which a line estimated to be the outline of the cell C is captured with the highest contrast is selected as the image of the cell C (step S36).
  • the ridge line portion 35 and the opening taper portion 31T having a relatively small inclination with respect to the vertical direction are formed in the first portion P1 of the holding recess 3 included in the dish 10. Therefore, when the cell suspension LC is sown in the third step # 3, the cells C are reliably guided into the holding recess 3 without staying on the upper surface 21 of the dish 10. Moreover, since the 2nd part P2 is comprised with the cylindrical wall surface 33 which consists of a cylindrical part extended in a perpendicular direction, the cell C can settle as it is with its own weight, without receiving resistance.
  • the bottom portion 32 of the third portion P3 where the cell C contacts the ground has a relatively large inclination with respect to the vertical direction, and thus becomes a ground contact surface closer to the horizontal. For this reason, the distance from the grounding surface of the cell C to the lower surface 22 of the dish 10 can be shortened, and the influence of the presence of the dish 10 is reduced when focusing on the cell C in the imaging operation of the fourth step # 4. This also contributes to an improvement in image resolution. Further, the cells C can be collected in the hole core of the holding recess 3 by the inclination of the tapered portion of the third portion P3.
  • the second portion P2 of the holding recess 3 is a cylindrical wall surface 33 having an inner wall surface substantially parallel to the vertical direction, imaging from the lower surface 22 side in the fourth step # 4. This makes it difficult for the inner wall surface to be reflected in the image obtained by the above-described method, and the recognition of the cell C on the image is improved.
  • the hole 34 is provided in the fourth portion P4 of the holding recess 3, it is possible to escape foreign matter from the hole 34 as an imaging obstacle, and the recognition of the cells C is enhanced. .
  • the hole 34 is a hole extending in the vertical direction, the hole 34 can be hardly reflected in an image acquired by imaging.
  • the height position of the ridge line portion 35 of the dish 10 is recognized in the second step # 2, and the imaging operation of the dish 10 is performed using the height position of the ridge line portion 35 as a reference position in the fourth step # 4.
  • the ridge 35 is located on the upper surface 21 that is relatively far from the third portion P3 to which the cell C contacts the ground, and is located between the adjacent holding recesses 3 so that it is not hidden by the cell C. Easy to recognize on the image. Therefore, the reference position can be obtained easily and accurately.
  • a cell imaging method includes a main body formed of a light-transmitting member and including a flat plate having an upper surface and a lower surface, and a plurality of cells that extend vertically from the upper surface to the lower surface of the main body and hold cells.
  • a holding recess, wherein the holding recess has a first portion formed of a tapered portion having a first inclination with respect to the vertical direction and an inner portion substantially parallel to the vertical direction.
  • Towards the bottom A first step in which the dish configured by sequentially connecting the first part to the fourth part is horizontally arranged at a predetermined position; and an image of the dish by arranging an imaging device on the lower surface side.
  • a second step of recognizing a height position of a predetermined shape feature of the dish based on focus information at the time of the imaging operation, and a state in which the dish is immersed in a liquid Then, the cell suspension containing the cells is spread from the upper surface side, and the cells are guided through the first portion into the holding recess by gravity, and the cells are allowed to settle along the second portion.
  • the third step of grounding to three portions and the imaging device arranged on the lower surface side the cell is held in the holding recess with the height position of the shape feature as a reference position
  • a fourth step for executing the imaging operation of the dish of the image based on the image data of the dish obtained by the imaging operation and a fifth step for specifying the shape of the cells, a.
  • the cell suspension is spread in the third step. Then, the cells are surely guided into the holding recess along the tapered portion. Further, since the second portion is a cylindrical portion extending in the vertical direction, the cells can settle as they are without being subjected to resistance. Furthermore, since the third portion where the cell contacts the ground has a relatively large second inclination with respect to the vertical direction, the third portion becomes a contact surface closer to the horizontal.
  • the distance from the ground contact surface of the cell to the lower surface of the dish can be shortened, and the influence of the presence of the dish can be reduced when focusing on the cell in the imaging operation of the fourth step. Contributes to improved resolution. Furthermore, it becomes possible to guide the cell to the intended position along the second inclination. For example, when the tapered portion of the third portion is a tapered portion that descends toward the hole core (hole center) of the holding recess, cells can be collected at the hole core position.
  • the second portion of the holding recess is a cylindrical portion having an inner wall surface substantially parallel to the vertical direction, the image acquired by imaging from the lower surface side in the fourth step The inner wall surface becomes difficult to be reflected, and the recognizability of cells on the image is improved.
  • the fourth portion of the holding recess is provided with a discharge hole, foreign matter that becomes an obstacle to imaging can be released from the discharge port, and the recognition of cells is enhanced. If the discharge hole is a hole extending in the vertical direction, the discharge hole can be made difficult to be reflected in an image acquired by imaging.
  • the height position of the predetermined shape feature of the dish is recognized in the second step, and the dish imaging operation is performed with the height position of the shape feature as the reference position in the fourth step. Is done. Therefore, by grasping the positional relationship between the third portion where the cell contacts the ground in the holding recess and the shape feature, the focusing on the cell can be performed quickly, and the imaging time can be shortened. Can be planned.
  • the dish has a ridge line portion formed on the upper surface when the top of the first portion of one holding recess is adjacent to the top of the first portion of another holding recess.
  • the shape feature recognized in the second step is preferably the ridge line formed on the upper surface of the dish.
  • the imaging method since there is a ridge portion in the first portion and a tapered portion having a relatively small first inclination with respect to the vertical direction, when the cell suspension is sown in the third step, The cells are surely guided into the holding recess without staying on the upper surface of the dish.
  • the ridge line portion is on the upper surface relatively far from the third portion where the cell contacts the ground, and is located between adjacent holding recesses so that it is not hidden by the cell, and is easily recognized on the image as a shape feature. . Therefore, the reference position can be obtained easily and accurately.
  • the main body of the dish is a rectangular flat plate, and in the second step, at least a height of the ridge line portion near the four corners of the main body and the ridge line portion near the intersection of the diagonal lines of the four corners.
  • the height position is recognized, and in the fourth step, the height position of the ridge line portion of any holding recess to be imaged is calculated based on the height position of the ridge line portion near the four corners and the intersection. It is preferable that the calculated height position is used as the reference position.
  • the dish Even if the dish is placed at a predetermined position in the first step, it is difficult to create a complete horizontal state, and dish warping may occur. For this reason, it is difficult to obtain the reference position of all the holding recesses only by obtaining the height position of one ridge line portion, and ideally it is desirable to obtain the height positions of the ridge line portions corresponding to all the holding recesses. .
  • the height positions of the arbitrary ridge line portions of the dish can be set near the four corners and the intersections without recognizing the height positions of the ridge line portions of all the holding recesses included in the dish. It is possible to calculate based on the height position of the ridge line portion. Therefore, the time required for imaging can be shortened.
  • the dish having the thinnest shape in the vertical direction among the first to fourth parts constituting the holding recess may be used as the dish. desirable.
  • the fourth portion of the holding recess is located between the cell grounded on the third portion and the imaging device. For this reason, the presence of the fourth portion in addition to the third portion can cause light loss and image distortion during cell imaging. However, according to the imaging method described above, since the fourth portion is the thinnest, the cause of image degradation can be minimized.
  • the dish has a polygonal shape in plan view when the discharge hole of the fourth portion is viewed from the lower surface side.
  • the discharge hole in the fourth part is inevitably reflected in the image acquired by the imaging in the fourth step.
  • the discharge hole has a polygonal shape, it is possible to easily distinguish between cells having a generally spherical shape (cell aggregate) and the discharge hole on the image. Become.
  • the cell in the case of recognizing the shape of a cell from an image of a dish holding cells, the cell can be easily recognized on the image, and the imaging time of the dish can be shortened. .

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Abstract

ディッシュは、開口付近のテーパ部からなる第１部分と、垂直な内壁面を持つ筒状部分からなる第２部分と、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、排出孔を有する底板からなる第４部分とを備える保持凹部を有する。撮像方法は、前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、前記ディッシュの撮像の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、前記ディッシュの上面の側から細胞を撒き、前記第１部分及び前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像を撮像する第４ステップと、撮像により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップとを含む。

Description

細胞の撮像方法
　本発明は、細胞の形状認識のため、透光性のディッシュに細胞を保持させ、当該細胞を撮像装置で撮像する方法に関する。
　例えば医療や生物学的な研究の用途では、単細胞、或いは細胞が三次元的に凝集してなる細胞凝集塊（以下、これらを本明細書では単に細胞という）が、観察、薬効確認、検査若しくは培養等の処理作業ために、マトリクス配列されたウェルを有するマイクロプレートの、前記ウェルに収容されることがある。ウェルに収容される細胞は、細胞を保持する凹部を有するディッシュ上において選別される。この選別に先立ち、ディッシュ上には多量の細胞を含有する細胞懸濁液が分散され、前記凹部に細胞が保持される。そして、細胞を保持したディッシュの画像が撮像され、画像処理技術によって使用可能な細胞と、使用不可の細胞及び夾雑物とが区分される。しかる後、使用可能な細胞が、吸引チップによって前記凹部から吸引されると共に、吸引された細胞がマイクロプレートのウェルに吐出される（例えば、特許文献１参照）。
　細胞を保持したディッシュを撮像した画像から細胞の形状等を認識する場合、前記ディッシュの構成部分と細胞とが明確に区別できること、また、細胞の形状が認識し易いことが望ましい。さらには、ミクロンオーダーの細胞を撮像する光学系の画角は自ずと小さくなり、ディッシュの全域を撮像するには多数回の撮像動作が必要となる。このため、細胞へのフォーカス合わせが迅速に行えるようにして、撮像時間の短縮化を図ることが望ましい。しかしながら現状では、これらの要請を十分に満たす細胞の撮像方法は提案されていない。
ＷＯ２０１５／０８７３７１Ａ１
　本発明は、細胞を保持したディッシュの画像から細胞の形状認識を行う場合において、画像上で細胞の認識が行い易く、且つ、ディッシュの撮像時間の短縮化を図ることができる細胞の撮像方法を提供することにある。
　本発明の一局面に係る細胞の撮像方法は、透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、前記垂直方向に対して第１の傾きを持つテーパ部からなる第１部分と、前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、前記垂直方向に対して前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを用いる。
　前記撮像方法は、所定位置に水平に配置する第１ステップと、撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む。
図１Ａは、本発明に係る細胞の撮像方法を実施するための細胞移動装置の構成の一部を示す概略図である。 図１Ｂは、前記細胞移動装置の構成の他の一部を示す概略図である。 図２は、前記細胞移動装置に使用される選別容器の斜視図である。 図３は、前記選別容器が備えるディッシュの上面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、複数のディッシュ及び撮影範囲を示す上面図である。 図６は、本発明に係る細胞の撮像方法の手順を示す図である。 図７は、前記ディッシュの詳細を説明するための断面図である。 図８は、前記ディッシュの稜線部の撮像態様を模式的に示す図である。 図９は、前記稜線部の撮像における撮像箇所を示す平面図である。 図１０は、細胞が前記ディッシュの保持凹部へ収容される態様を示す断面図である。 図１１は、前記保持凹部に細胞が保持された状態で、前記ディッシュが撮像されている状態を示す断面図である。 図１２（Ａ）は、前記撮像により得られた保持凹部及び細胞の画像、図１２（Ｂ）は、画像処理後の細胞の画像を各々示す図である。 図１３は、上記細胞移動装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１４は、前記細胞移動装置における細胞の撮像動作の全体フローを示すフローチャートである。 図１５は、稜線検出処理の詳細フローチャートである。 図１６は、細胞撮像処理の詳細フローチャートである。
　以下、本発明に係る細胞の撮像方法の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本発明において撮像対象とされるのは、生体由来の細胞、特に細胞凝集塊（スフェロイド；ｓｐｈｅｒｏｉｄ）である。生体由来の細胞凝集塊は、細胞が数個～数十万個凝集して形成されている。そのため、細胞凝集塊の大きさは様々である。生きた細胞が形成する細胞凝集塊は略球形であるが、細胞凝集塊を構成する細胞の一部が変質したり、死細胞となっていたりすると、細胞凝集塊の形状は歪になる、あるいは密度が不均一となる場合がある。以下の説明では、上記のような細胞凝集塊を含む意味で、簡略的に細胞Ｃと表現する。
　本発明に係る細胞の撮像方法が好適に適用されるのは、例えば細胞移動装置である。細胞移動装置は、バイオ関連技術や医薬の分野における試験において、選別ステージ上のディッシュに担持された種々の形状を呈する複数の細胞の中から、使用可能な細胞をピッキッングし、これをマイクロプレートまで移動する。マイクロプレートでは、細胞に対して、観察、薬効確認、検査、培養等の各種の処理が実行される。細胞の撮像は、例えばディッシュ上における使用可能な細胞凝集塊の判別のために実行される。以下、このような細胞移動装置に本発明に係る細胞の撮像方法が適用される例を主に説明する。
　［細胞移動装置の全体構成］
　図１Ａ及び図１Ｂは、細胞移動装置Ｓの全体構成を概略的に示す図である。ここでは、細胞Ｃを３つの容器間で移動させる細胞移動装置Ｓを例示している。細胞移動装置Ｓは、分注容器１００、ディッシュ１０を備えた選別容器１、マイクロプレート４、カメラユニット５（撮像装置）、及び分注チップ６０又はチップ６が搭載されるヘッドユニット６１を備えている。大略的に細胞移動装置Ｓは、分注容器１００から細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＣを吸引し、該細胞懸濁液ＬＣを選別容器１のディッシュ１０上に撒き、本発明に係る細胞の撮像方法を適用して使用可能な細胞Ｃを選別し、ディッシュ１０から使用可能な細胞Ｃを吸引すると共にこれをマイクロプレート４に吐出する装置である。図１Ａは、細胞移動装置Ｓの分注容器１００及び選別容器１の部分を、図１Ｂは、選別容器１及びマイクロプレート４の部分をそれぞれ図示している。
　分注容器１００は、細胞Ｃを多数含む細胞懸濁液ＬＣを貯留する、上面開口の容器である。この細胞懸濁液ＬＣには、選別容器１において選別対象となる細胞Ｃと不可避的に混在する夾雑物とが含まれている。
　選別容器１は、細胞Ｃの移動元となる容器であり、培地Ｌを貯留し、細胞選別用のディッシュ１０を培地Ｌに浸漬される状態で保持している。ディッシュ１０は、細胞Ｃを担持するプレートであり、細胞Ｃを個別に収容することが可能な保持凹部３を上面に複数有している。
　培地Ｌは、細胞Ｃの性状を劣化させないものであれば特に限定されず、細胞Ｃの種類により適宜選定することができる。培地Ｌとしては、たとえば基本培地、合成培地、イーグル培地、ＲＰＭＩ培地、フィッシャー培地、ハム培地、ＭＣＤＢ培地、血清などの培地のほか、冷凍保存前に添加するグリセロール、セルバンカー（十慈フィールド株式会社製）等の細胞凍結液、ホルマリン、蛍光染色のための試薬、抗体、精製水、生理食塩水などを挙げることができる。たとえば、細胞Ｃとして生体由来の細胞であるＢｘＰＣ－３（ヒト膵臓腺癌細胞）を用いる場合には、培地ＬとしてはＲＰＭＩ－１６４０培地に牛胎児血清ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ　Ｂｏｖｉｎｅ　Ｓｅｒｕｍ）を１０％混ぜたものに、必要に応じて抗生物質、ピルビン酸ナトリウムなどのサプリメントを添加したものを用いることができる。このような培地Ｌは、細胞懸濁液ＬＣのベース液体としても用いることができる。
　選別容器１は、円柱形の形状を備え、その上面側に矩形の上部開口１Ｈを備えている。上部開口１Ｈは、細胞Ｃの投入、並びに、選別された細胞Ｃをピックアップするための開口である。ディッシュ１０は、上部開口１Ｈの下方に配置されている。選別容器１及びディッシュ１０は、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、選別容器１の下方に配置されたカメラユニット５により、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
　選別容器１には、分注チップ６０から細胞懸濁液ＬＣが注入される。分注チップ６０は、先端開口６０Ｈを備えたチューブ状の部材であり、分注容器１００からの細胞懸濁液ＬＣの吸引と、内部に保持した細胞懸濁液ＬＣの選別容器１への吐出とを行う。前記吸引の際、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが分注容器１００の細胞懸濁液ＬＣへ浸漬され、吸引動作が実行される。前記吐出の際、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが選別容器１の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ６０内に保持された細胞懸濁液ＬＣ（細胞Ｃ）が吐出される。
　マイクロプレート４は、細胞Ｃの移動先となる容器であり、細胞Ｃを受け入れる複数のウェル４１を有する。１つのウェル４１には、培地Ｌと共に必要個数（通常は１個）の細胞Ｃが収容される。マイクロプレート４もまた、透光性の樹脂材料やガラスで作製されたものが用いられる。これは、マイクロプレート４の下方に配置されたカメラユニット５により、マイクロプレート４に担持された細胞Ｃを観察可能とするためである。
　カメラユニット５は、カメラレンズ５１を備え、選別容器１においてディッシュ１０に担持されている細胞Ｃ、或いはマイクロプレート４においてウェル４１に保持されている細胞Ｃの画像を撮像する。カメラユニット５は、ＣＣＤイメージセンサのような撮像素子を備える。カメラレンズ５１は、前記撮像素子の受光面に、細胞Ｃの光像を結像させる。
　カメラユニット５は、カメラレンズ５１が選別容器１及びマイクロプレート４の各下面と対向するように、これらの下方に配置されている。つまり、カメラユニット５は、選別容器１又はマイクロプレート４に担持されている細胞Ｃの画像を、これらの下面側から撮像する。カメラユニット５は、図中に矢印Ｘ２で示すように、ガイドレール５２に沿って、選別容器１の下方とマイクロプレート４の下方との間を水平方向に移動可能である。
　チップ６は、先端開口６Ｈを備えたチューブ状の部材であり、細胞Ｃを含む培地Ｌの吸引及び吐出を行う。具体的にはチップ６は、選別容器１のディッシュ１０から細胞Ｃを、より詳しくはディッシュ１０の保持凹部３（図３）に担持されている細胞Ｃを培地Ｌと共に吸引し、これらをマイクロプレート４のウェル４１へ吐出する。また、図示は省いているが、必要に応じてチップ６は試薬液等を吸引し、細胞Ｃを担持しているウェル４１内へこれを吐出する。
　ヘッドユニット６１は、細胞懸濁液ＬＣを分注容器１００から選別容器１のディッシュ１０へ移動させ、細胞Ｃをディッシュ１０からマイクロプレート４へ移動させるために設けられ、ヘッド本体６２とヘッド６３とを備える。ヘッド本体６２は、ヘッド６３を上下方向に進退可能に保持し、ガイドレール６１Ｒに沿って図中に矢印Ｘ１で示すように、分注容器１００からマイクロプレート４の配置位置まで水平方向に移動可能である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは図示していないが、ヘッド本体６２は、図１の紙面と直交する方向（前後方向）にも移動可能である。
　ヘッド６３は、中空のロッドからなる。分注チップ６０及びチップ６は、ヘッド６３の下端に装着される。ここでは１本のヘッド６３を例示しているが、複数本としても良い。また、分注チップ６０用とチップ６用のヘッド６３とを、各々ヘッド本体６２に具備させても良い。或いは、１本のヘッド６３に対して分注チップ６０及びチップ６を交互に着脱するようにしても良い。ヘッド６３の中空部内にはピストン機構が搭載されており、該ピストン機構の動作によって分注チップ６０の先端開口６０Ｈ若しくはチップ６の先端開口６Ｈに吸引力及び吐出力が与えられる。ヘッド本体６２には、前記ピストン機構の動力部と、ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構及びその動力部が内蔵されている。
　細胞移動装置Ｓの動作を説明する。まず、分注チップ６０がヘッド６３に装着されたヘッドユニット６１が、分注容器１００の上空へ移動される。ヘッド６３が下降され、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが分注容器１００の細胞懸濁液ＬＣへ浸漬される。この状態でヘッド６３に吸引力が発生され、細胞懸濁液ＬＣが分注チップ６０内に吸引される。その後、ヘッド６３が上昇されると共に、ヘッドユニット６１が選別容器１の上空位置へ移動される。ヘッド６３が再び下降され、分注チップ６０の先端開口６０Ｈが選別容器１の培地Ｌに浸漬された状態で、分注チップ６０内に保持された細胞懸濁液ＬＣが吐出される。つまり、細胞Ｃがディッシュ１０上に撒かれる（図１Ａ参照）。
　細胞Ｃのディッシュ１０からマイクロプレート４への移動に際しては、チップ６がヘッド６３に装着されたヘッドユニット６１が、選別容器１の上空へ移動される。その前段階で、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃの本実施形態に係る撮像と、その撮像画像に基づいた使用可能な細胞Ｃの選別とが実行され、抽出対象の細胞Ｃの座標が求められている。そして、ヘッド６３が下降され、チップ６の先端開口６Ｈが上部開口１Ｈを通してディッシュ１０の上面にアクセスする。この状態でヘッド６３に吸引力が発生され、ディッシュ１０から使用可能な細胞Ｃがチップ６内に吸引される。その後、ヘッド６３が上昇されると共に、ヘッドユニット６１がマイクロプレート４の上空位置へ移動される。ヘッド６３が再び下降され、マイクロプレート４のウェル４１内にチップ６内の細胞Ｃが吐出される。
　［ディッシュの構成］
　図２は、選別容器１の斜視図、図３は、ディッシュ１０の上面図、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。選別容器１は、底皿１１、外周壁１２、内周壁１３及び天壁１４を備える。底皿１１は、選別容器１の底部を構成する上面開口の円柱型の皿部材である。外周壁１２、内周壁１３及び天壁１４は、底皿１１に被せられる蓋部材を構成している。外周壁１２は底皿１１の側周壁よりも径大の部分、内周壁１３は、外周壁１２の内部に配置された角筒状の部分である。天壁１４は、選別容器１の上面側において、上部開口１Ｈ以外の領域を覆う板部材である。
　内周壁１３は、上部開口１Ｈを区画する壁であり、上部開口１Ｈから下方に向けて開口面積が徐々に縮小するように傾斜している。天壁１４には、上下方向への貫通孔からなる作業孔１５が穿孔されている。この作業孔１５を通して、選別容器１のキャビティへの培地Ｌの注液、薬品類の注液、若しくは培地Ｌの吸液又は廃液などの作業が行われる。さらに天壁１４には、選別容器１のキャビティ内の気圧調整を行うための配管接続口１６が設置されている。
　ディッシュ１０は、透光性部材によって形成されたディッシュ本体２と、該ディッシュ本体２に形成される複数の保持凹部３とを備えている。ディッシュ本体２は、所定の厚みを有する平板状の部材からなり、上面２１と下面２２とを有する。上面２１には、移動対象となる細胞Ｃを保持する複数の保持凹部３が設けられている。ディッシュ１０は、下面２２が選別容器１の底皿１１に対して間隔を置いた状態で、内周壁１３の下端部において保持される。ディッシュ１０は、選別容器１内の培地Ｌ中に浸漬されている。つまり、ディッシュ１０の上面２１が培地Ｌの液面よりも下方に位置するよう、選別容器１に培地Ｌが注液される。
　保持凹部３の各々は、開口部３１、底部３２、筒状の壁面３３、孔部３４（排出孔）及び稜線部３５を含む。本実施形態では、上面視で正方形の保持凹部３がマトリクス状に配列されている例を示している。開口部３１は、上面２１に設けられた正方形の開口であり、選別用のチップ６の先端開口６Ｈの進入を許容するサイズを有する。底部３２は、ディッシュ本体２の内部であって、下面２２の近くに位置している。底部３２は、中心（前記正方形の中心）に向けて緩く下り傾斜する傾斜面である。筒状の壁面３３は、開口部３１から底部３２に向けて鉛直下方に延びる壁面である。孔部３４は、底部３２の前記中心と下面２２との間を鉛直に貫通する貫通孔である。孔部３４の形状は上面視で正方形であり、開口部３１と同心である。稜線部３５は、上面２１に位置し、各保持凹部３の開口縁となる部分であって、保持凹部３同士を区画する稜線である。なお、保持凹部３の上面視形状は、丸形、三角形、五角形、六角形等であってもよく、これらがハニカム状、直線状、ランダムにディッシュ本体２へ配置されていても良い。この保持凹部３の態様については、図７に基づき後記でさらに詳述する。
　各保持凹部３の底部３２及び筒状の壁面３３は、細胞Ｃを収容する収容空間３Ｈを区画している。収容空間３Ｈには、一般的には１個の細胞Ｃが収容されることが企図されている。従って、保持凹部３は、ターゲットとする細胞Ｃのサイズに応じて設定される。但し、多数の細胞Ｃを含む細胞培養液を選別容器１に分注する作業では、一つの保持凹部３に複数の細胞Ｃが入り込んでしまう場合がある。孔部３４は、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を収容空間３Ｈから逃がすために設けられている。従って、孔部３４のサイズは、所望のサイズの細胞Ｃは通過できず、所望のサイズ以外の小さな細胞や夾雑物を通過させるサイズに選ばれている。これにより、選別対象となる細胞Ｃは保持凹部３にトラップされる一方で、夾雑物等は孔部３４から選別容器１の底皿１１に落下する。
　図５は、選別容器１における実際のディッシュ１０の配置例を示す図である。ここでは、４枚の四角形の小ディッシュ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが、１つの大きな四角形を作るように配列されてなるディッシュ１０を例示している。ミクロンオーダーの細胞Ｃを保持させるディッシュ１０の保持凹部３は微小サイズとなり、ディッシュ本体２としても自ずと薄肉のプレートが用いられることとなる。この場合、プレートサイズを大きくするとプレートの平面度が出難くなるため、小サイズの小ディッシュ１０Ａ～１０Ｄを集合させて所要のサイズのディッシュ１０を形成することが多い。マイクロプレート４についても同様である。
　図５には、カメラユニット５によるディッシュ１０の撮影範囲ＡＶの一例も示されている。ミクロンオーダーの細胞Ｃを撮像する光学系の画角は、自ずと小さくなる。一般的には、画角＝２ｍｍ程度のカメラが用いられる。従って、カメラユニット５による１回の撮像では、到底ディッシュ１０の全域をカバーすることはできない。このため、ディッシュ１０の一部を順次カメラユニット５で撮像する手法が採られる。図５では、小ディッシュ１０Ａの約１／４程度をカバーする撮影範囲ＡＶが描かれているが、実際は１枚の小ディッシュ１０Ａの全域をカバーするだけで、数十回～１００回程度の撮像が必要となる。従って、図５の例では４枚の小ディッシュ１０Ａ～１０Ｄが用いられているので、その４倍の撮像動作が必要となる。
　［ディッシュ上の細胞の撮像方法］
　図６は、本実施形態に係る細胞Ｃの撮像方法の手順を示す図である。細胞Ｃの撮像方法は、順次実行される、ディッシュ１０を準備しこれを所定位置への配置する第１ステップ＃１、ディッシュ１０の稜線部３５（形状特徴部）の高さ位置を認識する第２ステップ＃２、細胞Ｃをディッシュ１０の保持凹部３に収容させる第３ステップ＃３、細胞Ｃを保持しているディッシュ１０をカメラユニット５で撮像する第４ステップ＃４、及び、前記撮像により得られた画像に基づいて細胞Ｃの形状を特定（評価）する第５ステップ＃５を含んでいる。以下、各ステップについて説明する。なお、第２ステップ＃２よりも先に第３ステップ＃３を実行する態様としても良い。
　＜第１ステップ＞
　第１ステップ＃１では、細胞Ｃの選別及び撮像に好適な保持凹部３を備えるディッシュ１０が準備される。図７は、本実施形態で用いられるディッシュ１０の詳細を説明するための断面図である。上述の通りディッシュ１０は、上面２１と下面２２とを有するディッシュ本体２と、上面２１に開口部３１を有し上面２１から下面２２に向けて延びる保持凹部３とを備える。図７には、保持凹部３の孔芯位置に上面２１及び下面２２と直交する垂直線Ｖが描かれている。保持凹部３が延びる方向は、垂直線Ｖが延びる垂直方向である。
　ディッシュ本体２を構成する透光性材料としては特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を採用することが好ましい。より具体的には、透光性材料として、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＰＣ）、含ノルボルネン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、セロファン、芳香族ポリアミド樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン－アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテートやセルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリ乳酸等が挙げられる。
　上記の中でも、耐熱性ＣＯＰを用いることが望ましい。ＣＯＰは、透明性に優れるため、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを下面２２側から撮像する場合に有利となり、耐熱性を具備させることで加熱滅菌処理に耐えることができる。さらに、ＣＯＰはタンパク質が付着し難い特性を有しており、細胞Ｃがディッシュ１０に付着しないようにすることができる。
　保持凹部３は、上面２１から下面２２にかけて、稜線部３５、開口テーパ部３１Ｔ、筒状の壁面３３、底部３２及び孔部３４を備えている。これら各部の繋ぎ目を境界として、図７では保持凹部３を４つの特徴部分、すなわち第１部分Ｐ１、第２部分Ｐ２、第３部分Ｐ３及び第４部分Ｐ４に区分している。つまり保持凹部３は、上面２１から下面２２へ向けて、第１部分Ｐ１から第４部分Ｐ４が順次連設されることによって構成されている。
　第１部分Ｐ１は、上面２１と面一の稜線部３５と、開口テーパ部３１Ｔ（第１の傾きを持つテーパ部）とを有する部分である。開口テーパ部３１Ｔは、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなる。当該テーパ面の垂直線Ｖに対する傾き角θ１（第１の傾き）は、比較的小さく設定される。好ましい傾き角θ１の範囲は、２５°～５５°程度である。
　本実施形態では、複数の保持凹部３がマトリクス配置されており、一の保持凹部３の開口テーパ部３１Ｔの頂点と、他の保持凹部３の開口テーパ部３１Ｔの頂点同士が隣接することで、上面２１に稜線部３５が形成されている。つまり、隣接する開口テーパ部３１Ｔによって上面２１に尖った峰が形成され、上面２１の残る部分は開口部３１である。従って、上面２１の側に細胞懸濁液ＬＣが撒かれた場合でも、細胞Ｃは上面２１に滞留せず、開口テーパ部３１Ｔによって収容空間３Ｈに導かれる。上記の尖った峰の好ましい頂角θＡは、５０°～１１０°程度である。
　第２部分Ｐ２は、筒状の壁面３３が存在する領域であり、第１～第４部分Ｐ１～Ｐ４の中で、最も上下方向の長さが長い部分である。筒状の壁面３３は、垂直線Ｖに対して実質的に平行な内壁面（垂直壁面）を持つ筒状部分からなり、細胞Ｃを収容するための収容空間３Ｈの大部分を区画している。細胞Ｃが保持凹部３に収容される際、筒状の壁面３３は重力で沈降する細胞Ｃを下方へガイドする。この際、筒状の壁面３３は垂直壁面であるので、細胞Ｃは抵抗を受けることなく自重で沈降することができる。さらに、筒状の壁面３３は、収容された細胞Ｃの水平方向の移動を規制する役目も果たす。また、後記で詳述するが、筒状の壁面３３が垂直壁面であるゆえ、カメラユニット５でディッシュ本体２の下面２２の側からディッシュ１０を撮像すると、その画像に筒状の壁面３３が映り込まないようにすることができる。
　第３部分Ｐ３は、底部３２が存在する領域である。底部３２は、下方に向けて開口面積が徐々に小さくなるテーパ面からなり、筒状の壁面３３の下端から孔部３４の上端まで延びている。当該テーパ面は、細胞Ｃの接地面となる。底部３２のテーパ面の垂直線Ｖに対する傾き角θ２（第２の傾き）は、傾き角θ１よりも大きい傾きに設定されている。好ましい傾き角θ２の範囲は、５５°～８０°程度である。このような傾き角θ２とすることで、細胞Ｃを安定的に底部３２へ接地させることができると共に、底部３２のテーパ面に沿って夾雑物を孔部３４へ案内することができる。さらに、第３部分Ｐ３の肉厚を薄くすることができる。図３に示されている通り、上面２１の側から見た平面視では、底部３２は４つの台形片からなり、錐台の形状を備えた面である。
　第４部分Ｐ４は、保持対象の細胞Ｃが通過できないサイズの孔部３４を有する底板からなる部分である。孔部３４は、保持凹部３の孔芯（図７の垂直線Ｖが相当）の位置に配置された、垂直方向に延びる孔である。図３に示されているように、下面２２の側から見た平面視では、孔部３４は正方形の形状を備えている。これにより、一般に略球形の形状を有する細胞Ｃ（細胞凝集塊）と孔部３４との区別が、画像上で容易に行えるようになる。なお、孔部３４は、三角形や五角形などの多角形としても良い。また、細胞Ｃとの区別が容易に行えるならば、円形の孔部３４としても良い。
　第４部分Ｐ４は、保持凹部３を構成する第１～第４部分Ｐ１～Ｐ４の中で、垂直線Ｖの方向の厚さにおいて最も薄い部分である。第４部分Ｐ４は、第３部分Ｐ３の底部３２に接地した細胞Ｃとカメラユニット５との間に位置することになる。このため、第３部分Ｐ３に加えて第４部分Ｐ４の存在は、細胞Ｃの撮像に際し、光量損失や像歪みの発生要因となり得る。しかし、第４部分Ｐ４が最も薄肉とされ、底部３２もまた垂直線Ｖに対して比較的大きい傾き角θ２のテーパ面とされて第３部分Ｐ３を薄肉化しているので、画像劣化の要因を最小限に抑制することができる。
　以上の第１～第４部分Ｐ１～Ｐ４の特徴を有するディッシュ１０が準備され、これが所定位置に水平に配置される。本実施形態では、ディッシュ１０は選別容器１の上部開口１Ｈに臨み、培地Ｌに浸漬された状態で配置される。
　＜第２ステップ＞
　第２ステップ＃２では、第１ステップ＃１で所定位置に据え付けられたディッシュ１０の高さ位置のキャリブレーションが行われる。具体的には、カメラユニット５でディッシュ１０を撮像し、予め定められたディッシュ１０の所定の形状特徴部の高さ位置を認識する処理が行われる。本実施形態では、認識される前記形状特徴部が、ディッシュ１０の上面２１に形成された稜線部３５である例を示す。稜線部３５は一例であり、前記形状特徴部はディッシュ１０の他の部位であっても良く、例えば孔部３４の下端エッジであっても良い。
　図８は、第２ステップ＃２における稜線部３５の撮像態様を模式的に示す図である。図８では選別容器１が簡略的に描かれており、ディッシュ１０は、水平状態で選別容器１内に据え付けられ、上面２１が培地Ｌの液面下にあり、下面２２が容器底面から離間した状態で培地Ｌ中に浸漬されている。カメラユニット５は、下面２２の側に配置され、下方からディッシュ１０の画像の撮像動作を実行する。なお、ディッシュ１０を選別容器１へ据え付けた後であって培地Ｌを注液する前に、前記撮像動作を行うようにしても良い。
　カメラレンズ５１がフォーカスを合わせるのは、稜線部３５である。選別容器１、ディッシュ１０及び培地Ｌが透光性を有するので、下面２２の側からの稜線部３５の撮像が可能である。このフォーカス合わせには、例えばコントラスト検出方式を採用することができる。具体的には、稜線部３５の下方であると確定できる所定位置を撮像始点として、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を撮像させる。撮像終点は、稜線部３５の上方であると確定できる所定位置である。つまり、フォーカス位置の上方シフトによりコントラスト値が徐々に上がり、最も高くなった状態（稜線部３５に対する合焦位置）後、徐々にコントラスト値が低下することが確認できる位置が撮像終点となる。
　得られた画像の中で、稜線部３５と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像が撮像されたフォーカス位置を合焦位置と扱い、そのフォーカス距離に基づいて稜線部３５の高さ位置が求められる。このように、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、形状特徴部としての稜線部３５の高さ位置が認識される。形状特徴部は稜線部３５以外でも良いが、稜線部３５は、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３からは比較的遠い上面２１にあり、また隣接する保持凹部３の間に位置するので細胞Ｃによって隠されることはなく、しかも単純な直線形状であるので、形状的特徴として画像上で認識し易い利点がある。
　第１ステップ＃１にてディッシュ１０を所定位置に配置しても、完全な水平状態を作ることは困難であり、またディッシュ１０の反りなども生じ得る。このため、一つの稜線部３５の高さ位置を求めるだけでは、全ての保持凹部３の基準位置とはなり難く、理想的には全ての保持凹部３に対応する稜線部３５の高さ位置を求めることが望ましい。しかしながら、図５に基づき上述した通り、カメラユニット５の画角は小さく１枚のディッシュの全域を撮像するには多数回の撮像を要するため、全ての保持凹部３に対応する稜線部３５を撮像したのでは手間が掛かりすぎる。従って、ディッシュ１０の要部のみを撮像し、得られた各要部の稜線部３５の高さ位置に基づき、ディッシュ１０の上面２１の任意位置における稜線部３５の高さ位置を算出する方式を採ることが望ましい。
　図９は、稜線部３５の撮像箇所の例を示す平面図である。ディッシュ本体２は、四角形の平板である。この場合、前記要部として、ディッシュ本体２の四隅に位置する保持凹部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（これらの付近の保持凹部でも良い）と、ディッシュ本体２の中央の保持凹部３Ｅとが選ばれ、これらに対応する各稜線部３５の高さ位置が、例えば上掲のコントラスト検出方式にて認識される。保持凹部３Ｅは、ディッシュ本体２の四隅の対角線の交点付近に存在する保持凹部である。なお、ディッシュ本体２は、四角形以外の多角形、円形、楕円形などの形状を有するものとしても良い。また、実際に撮像されるのは、図５で説明した通り撮影範囲ＡＶの範囲に含まれる保持凹部３であり、選ばれた保持凹部３Ａ～３Ｅを含むように撮影範囲ＡＶが設定される。
　このように、ディッシュ本体２の上面２１の互いに離間した５箇所の稜線部３５の高さ位置を認識しておくことで、上面２１の任意の位置における稜線部３５の高さ位置を算出することが可能となる。従って、後段の第４ステップ＃４において、細胞Ｃの撮像の対象となる任意の保持凹部３の稜線部３５の高さ位置情報を得るに際し、ディッシュ１０が備える全ての保持凹部３について稜線部３５の高さ位置を認識せずとも、前記四隅付近及び前記交点付近の稜線部３５の高さ位置の情報に基づいて算出することが可能となる。従って、撮像に要する時間を短縮することができる。勿論、全ての保持凹部３について稜線部３５の高さ位置を認識させるようにしても良い。また、保持凹部３Ａ～３Ｅを撮影する際の撮影範囲ＡＶの範囲に含まれる全ての保持凹部３の各稜線部３５の高さ位置を求めるようにしても良い。そして、これらの平均値を算出し、当該平均値をディッシュ本体２の四隅及び中央の各々高さ位置情報と扱うようにしても良い。
　＜第３ステップ＞
　第３ステップ＃３は、細胞Ｃをディッシュ１０の保持凹部３に収容させるステップである。図１Ａに基づき説明した通り、ディッシュ１０が選別容器１内の培地Ｌ（液体）中に浸漬された状態で、上面２１の側から細胞Ｃを含む細胞懸濁液ＬＣが撒かれる。細胞Ｃは、重力により第１部分Ｐ１（開口部３１）を通して保持凹部３内へ導かれる。さらに当該細胞Ｃは、第２部分Ｐ２（筒状の壁面３３）に沿って沈降され、第３部分Ｐ３（底部３２）に接地する。
　図１０は、細胞Ｃがディッシュ１０の保持凹部３へ収容される態様を示す断面図である。細胞懸濁液ＬＣには、各種サイズ及び形状の細胞Ｃ（図１０では単純に円で描いている）と、不可避的に混入する夾雑物Ｃｘとが含まれている。これらは重力により、培地Ｌ中を沈降し、ディッシュ本体２の上面２１に至る。保持凹部３の開口部３１上に沈降した細胞Ｃは、そのまま収容空間３Ｈに入る。一方、保持凹部３間の壁部の上に沈降した細胞Ｃは、稜線部３５に衝突する。しかし、第１部分Ｐ１において稜線部３５は尖った峰によって形成されており、稜線部３５の下方に続く開口テーパ部３１Ｔは比較的急峻な傾きを持つ。このため、当該細胞Ｃは開口テーパ部３１Ｔに案内され、第２部分Ｐ２にスムースに進入する。
　第２部分Ｐ２では、細胞Ｃは、垂直方向に延びる筒状の壁面３３によって水平方向の移動を規制されつつ、自重で沈降する。この沈降の際、細胞Ｃは実質的に筒状の壁面３３から抵抗を受けない。沈降が進むと、やがて細胞Ｃは第３部分Ｐ３に至り、底部３２のテーパ面に接触する。保持凹部３の孔芯（孔部３４の位置）から外れた位置に接面した細胞Ｃ（図１０において点線で示す細胞Ｃ）は、底部３２のテーパ面にガイドされて孔部３４の上の位置に落ち着く。細胞Ｃのサイズは孔部３４の開口サイズよりも大きいので、細胞Ｃはこれ以上沈降することはない。一方、夾雑物Ｃｘも底部３２に接面し、孔部３４へ向けてガイドされる。夾雑物Ｃｘのサイズは孔部３４の開口サイズよりも小さいので、孔部３４（第４部分Ｐ４）を通過する。その後、夾雑物Ｃｘは、選別容器１の底皿１１（図２）で受け取られる。従って、保持凹部３には細胞Ｃだけが保持される。なお、一つの保持凹部３に複数個の細胞Ｃが進入した場合、孔部３４を通して上方に向かう噴流を発生させ、細胞Ｃを分散させるようにしても良い。
　＜第４ステップ＞
　第４ステップ＃４では、細胞Ｃが保持凹部３に保持された状態のディッシュ１０の画像の撮像動作が、カメラユニット５にて行われる。図１１は、ディッシュ１０が撮像されている状態を示す断面図である。カメラユニット５は、光像を光電変換する撮像素子５３と、撮像光学系としてのカメラレンズ５１及び絞り５４とを含む。図略の照明系によってディッシュ１０が照明された状態で、ディッシュ本体２の下面２２の側からカメラユニット５により細胞Ｃ１、Ｃ２を保持するディッシュ１０の画像が撮像される。
　細胞Ｃ１、Ｃ２は、そのサイズに応じて水平方向に幅を持つ。このため、細胞Ｃ１、Ｃ２の光像Ｍ１、Ｍ２は、相応の水平幅を持つ物体として撮像素子５３に結像される。このため、細胞Ｃ１、Ｃ２の輪郭を画像としてキャプチャーすることができる。これに対し、保持凹部３の筒状の壁面３３は垂直壁であるので、光軸上からずれた位置にあるとしても、水平方向には殆ど幅を持たない。従って筒状の壁面３３の光像Ｍ３は、撮像される画像には殆ど写り込まない（幅の狭い線として写り込む程度）。また、保持凹部３の第３部分Ｐ３及び第４部分Ｐ４は、既述の通り薄肉化されているので、光量損失や像歪みは少ない。これらのことは、キャプチャーされる細胞Ｃ１、Ｃ２の画像の明確化に貢献する。
　上記の撮像動作に際しては、第２ステップ＃２で得られた稜線部３５の高さ位置の情報が利用される。具体的には、稜線部３５の高さ位置を基準位置とし、この基準位置から所定距離だけ下方の位置を撮像始点とする。この所定距離は、保持凹部３の深さなどを考慮して、稜線部３５から保持凹部３に担持された細胞Ｃの下面付近に相当する位置までの距離に応じて設定することができる。例えば、垂直方向において、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２との合算長さ（稜線部３５から筒状の壁面３３の下端までの距離）が２９３μｍ、第１部分Ｐ１～第３部分Ｐ３までの合算長さが３６０μｍ、第１部分Ｐ１～第４部分Ｐ４の合算長さ（上面２１～下面２２の距離）が３９０μｍのディッシュ１０であるならば、前記所定距離は、例えば３６０μｍとすることができる。
　上記撮像始点においてカメラユニット５にディッシュ１０の画像を撮像させたら、続いて、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を複数回撮像させる。上方にシフトさせるピッチは、例えば２０μｍ～４０μｍである。撮像終点は、稜線部３５の下方の適宜な位置である。これらの撮像で取得された画像のうち、例えば細胞Ｃの輪郭と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像を選択し、当該画像に係る画像データを次段の第５ステップ＃５の画像処理に供するようにすることができる。上記とは逆に、撮像始点をディッシュ１０の上方位置に設定し、フォーカス位置を徐々に下方にシフトさせるようにしても良い。
　＜第５ステップ＞
　第５ステップ＃５では、前記撮像動作により得られたディッシュ１０の画像データに基づき、細胞Ｃの形状や色合いを特定する。例えば、第４ステップ＃４で得られた画像データに画像処理を施し、細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、認識された細胞Ｃの形状を認識する処理などが実行される。さらに、特定された形状や色合いに基づき、当該細胞Ｃが実験や検査に用いることができる健全な細胞であるか否かの評価がなされる。
　第４ステップ＃４で得られた画像には、不可避的にディッシュ１０（保持凹部３）の形状が映り込むことになる。従って、上記の画像処理では、ディッシュ１０の形状部分を画像からフィルタリング処理することが望ましい。図１２（Ａ）は、第４ステップ＃４の撮像動作により得られた保持凹部３及び細胞Ｃの画像の一例である。当該画像には、稜線部３５に相当する線、筒状の壁面３３及び孔部３４の輪郭線、底部３２の四角錐台の線が映り込んでいる。これらの線はいずれも直線であり、汎用の直線エッジの検出処理等で容易に検出することができる。特に、孔部３４は細胞Ｃと完全にオーバーラップする形で画像に映り込むが、本実施形態の孔部３４は正方形であるため、画像上での検出が容易である。図１２（Ｂ）は、検出された直線を消去する画像処理を行った後の細胞Ｃの画像を示す図である。前記画像処理により、細胞Ｃのクリアな画像を得ることができる。
　［細胞移動装置の電気的構成］
　図２３は、細胞移動装置Ｓの電気的構成を示すブロック図である。細胞移動装置Ｓは、ヘッドユニット６１（図１Ａ及び図１Ｂ）の移動、ヘッド６３の位置決め及び昇降、ヘッド６３による細胞Ｃの吸引及び吐出動作、並びにカメラユニット５の移動及び撮像動作を制御する制御部７を備える。また、細胞移動装置Ｓは、カメラユニット５を水平移動させる機構としてカメラ軸駆動部５５、ヘッドユニット６１を水平移動させる機構としてヘッドユニット軸駆動部６４、ヘッド６３を昇降させる機構並びに吸引及び吐出動作を行わせる機構としてヘッド駆動部６５、及び表示部６６を備えている。
　カメラ軸駆動部５５は、ガイドレール５２に沿ってカメラユニット５を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、ガイドレール５２に沿ってボールねじが敷設され、該ボールねじに螺合されたナット部材にカメラユニット５が取り付けられ、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させることにより、カメラユニット５を目標位置へ移動させる態様である。
　ヘッドユニット軸駆動部６４は、ガイドレール６１Ｒに沿ってヘッドユニット６１（ヘッド本体６２）を移動させる駆動モータを含む。好ましい態様は、カメラ軸駆動部５５と同様に、ボールねじ及びナット部材を具備し、前記駆動モータが前記ボールねじを正回転又は逆回転させる態様である。なお、ヘッド本体６２をＸＹの２方向に移動させる場合は、ガイドレール６１Ｒに沿った第１ボールねじ（Ｘ方向）と、第１ボールねじに螺合された第１ナット部材に装着された移動板に搭載された第２ボールねじ（Ｙ方向）とを用いる。この場合、ヘッド本体６２は第２ボールねじに螺合された第２ナット部材に装着される。
　ヘッド駆動部６５は、ヘッド６３を上下方向に移動させる昇降機構のための動力部、中空ロッドからなるヘッド６３の中空部内に組み付けられるピストン機構を駆動するための動力部（例えばモータ）が相当する。上述の通り、昇降機構はヘッド本体６２からヘッド６３が下方に延び出した下降位置と、ヘッド本体６２に大部分が収容された上昇位置との間で、ヘッド６３を上下移動させる。ピストン機構の動力部は、ヘッド６３内に配置されたピストン部材を昇降させることで、ヘッド６３に装着されたチップ６の先端開口６Ｈ若しくは分注チップ６０の先端開口６０Ｈに、吸引力及び吐出力を発生させる。
　表示部６６は、液晶ディスプレイ等からなり、カメラユニット５により撮影された画像や、制御部７によって画像処理等がなされた画像などを表示する。
　制御部７は、マイクロコンピュータ等からなり、所定のプログラムが実行されることで、撮像制御部７１、画像メモリ７２、画像処理部７３、軸制御部７４、ヘッド制御部７５及び記憶部７６を備えるように機能する。撮像制御部７１は、カメラユニット５の移動動作及び撮像動作、特に上述の第２ステップ＃２及び第４ステップ＃４で説明したディッシュ１０の撮像動作を制御するものであり、機能的に、カメラ移動制御部７１１、稜線検出部７１２、稜線高さ算出部７１３及び細胞検出部７１４を備える。
　カメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をガイドレール５２に沿って移動させる動作を制御する。また、カメラ移動制御部７１１は、ディッシュ１０を撮像する際、カメラユニット５を微小移動させる。既述の通り、カメラユニット５の画角はディッシュ１０のサイズに比べて相当に小さいので、カメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御してカメラユニット５をＸＹ方向に微小移動させつつ、ディッシュ１０の撮像動作を実行させる。
　稜線検出部７１２は、上記第２ステップ＃２で説明した稜線部３５を検出するための撮像動作を制御する。稜線高さ算出部７１３は、稜線検出部７１２により検出された幾つかの保持凹部３（例えばディッシュ１０の四隅及び中央）の稜線部３５の高さ位置に基づき、任意の保持凹部３の稜線部３５の高さ位置を算出する処理を行う。細胞検出部７１４は、上記第４ステップ＃４で説明した細胞Ｃを検出するための撮像動作を制御する。
　画像メモリ７２は、前記マイクロコンピュータに具備されている記憶領域や外部ストレージ等からなり、カメラユニット５により取得された画像データを一時的に格納する。
　画像処理部７３は、カメラユニット５が撮像し、画像メモリ７２に格納された画像データを画像処理する。画像処理部７３は、細胞Ｃが分注された後のディッシュ１０の画像に基づき、上記第５ステップ＃５で説明したような、ディッシュ１０上における細胞Ｃの存在を画像上で認識する処理、細胞Ｃの分布を認識する処理、認識された細胞Ｃの形状を認識する処理などを、画像処理技術を用いて実行する。また、画像処理部７３は、取得された画像から保持凹部３に相当する線（稜線部３５）をフィルタリングする処理等を実行する。
　軸制御部７４は、ヘッドユニット軸駆動部６４の動作を制御する。すなわち、軸制御部７４は、ヘッドユニット軸駆動部６４を制御することで、ヘッドユニット６１を水平方向の所定の目標位置へ移動させる。ヘッド６３（チップ６又は分注チップ６０）の、分注容器１００と選別容器１との間の移動、吸引対象となるディッシュ１０の保持凹部３の鉛直上空での位置決め、並びに吐出対象となるマイクロプレート４のウェル４１の鉛直上空での位置決め等は、軸制御部７４によるヘッドユニット軸駆動部６４の制御によって実現される。
　ヘッド制御部７５は、ヘッド駆動部６５を制御する。ヘッド制御部７５は、ヘッド駆動部６５の前記昇降機構のための動力部を制御することにより、制御対象とするヘッド６３を所定の目標位置に向けて昇降させる。また、ヘッド制御部７５は、制御対象とするヘッド６３についての前記ピストン機構の動力部を制御することにより、所定のタイミングで当該ヘッド６３に装着されているチップ６又は分注チップ６０の先端開口６Ｈ、６０Ｈに吸引力又は吐出力を発生させる。
　記憶部７６は、細胞移動装置Ｓにおける各種設定値やデータを記憶する。この他、記憶部７６は、カメラユニット５によるディッシュ１０の撮像シーケンス、稜線検出部７１２により検出された稜線部３５の高さ位置データ等も記憶する。
　［撮像動作のフロー］
　続いて、本実施形態の細胞移動装置Ｓによる細胞Ｃの撮像動作のフローについて説明する。図１４は、前記撮像動作の全体フローを示すフローチャート、図１５は、稜線検出処理の詳細フローチャート、図１６は、細胞撮像処理の詳細フローチャートである。ここででは、図５に例示したように、４枚のディッシュ１０（ディッシュ番号Ｎ＝１～４）が選別容器１に配置されているケースの撮像動作例を示す。図１４のフローが開始されるのは、図６に示した第１ステップ＃１におけるディッシュ１０の準備及び選別容器１への配置が完了した後である。
　図１４を参照して、撮像動作が開始されると、制御部７はディッシュ１０の配置データの読み込みを行う（ステップＳ１）。配置データとは、所定の作業ステージ上に配置された選別容器１中における、４枚のディッシュ１０の位置を特定するＸＹ座標データである。ここでは４枚のディッシュ１０が用いられる例を示すが、５枚以上のディッシュ１０を用いても、或いは３枚以下のディッシュ１０を用いても良い。
　次に、撮像制御部７１の主に稜線検出部７１２により、ディッシュ１０の稜線部３５の高さ位置を検出する処理が実行される（ステップＳ２）。この稜線検出処理は、図６の第２ステップ＃２において説明した稜線部３５の認識に相当する。図１５のフローチャートでは、図９に示したように、ディッシュ本体２の上面２１の互いに離間した５箇所の稜線部３５の高さ位置を認識する場合の処理を例示している。
　その後、軸制御部７４及びヘッド制御部７５がヘッドユニット軸駆動部６４及びヘッド駆動部６５を介してヘッドユニット６１を動作させて、図１Ａに例示しているように、分注チップ６０から選別容器１に細胞懸濁液ＬＣを吐出させる。この動作により、ディッシュ１０に細胞Ｃが撒かれる（ステップＳ３）。細胞Ｃが保持凹部３に収容されるまで、つまり図６の第３ステップ＃３が完了するまで、暫く待ち時間が設定され、その後に次段のステップＳ４が開始される。なお、ステップＳ３をステップＳ２に先行して実行させても良い。
　しかる後、撮像制御部７１の主に細胞検出部７１４により、ディッシュ１０に担持された細胞Ｃを撮像する処理が実行される（ステップＳ４）。この細胞撮像処理は、図６の第４ステップ＃４において説明したディッシュ１０の撮像に相当する。図１６のフローチャートでは、図５に示したように、４枚のディッシュ１０Ａ～１０Ｄの各々につき、ディッシュ全域の撮像には複数回の撮像が必要となる場合の処理を例示している。
　＜稜線検出処理＞
　図１５を参照して、稜線検出処理の詳細を説明する。先ず制御部７は、ディッシュ番号Ｎ＝１に設定し、稜線検出処理対象とする１枚目のディッシュ１０を指定する（ステップＳ１１）。図５の例では、例えば小ディッシュ１０Ａが処理対象に指定される。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＮ番目のディッシュ１０の直下へ移動させる（ステップＳ１２）。
　より詳しくは、稜線部３５の撮像を行う５箇所の保持凹部３のうち、最初に撮像を行うように設定されている保持凹部３にカメラ光軸が合うように、カメラユニット５が移動される。例えば、図９に示す左上の角部の保持凹部３Ａの直下である。なお、中央の保持凹部３Ｅを最初に撮像するように指定しても良いが、中央部は撓みが生じ易いため他の４隅の角部とは高さ位置が相違しがちであることから、角部のいずれかを最初に撮像し、これを残り４箇所の撮像の際の基準とすることが好ましい。以下のフローの説明では、図５の４隅の角部にある保持凹部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの各稜線部３を第１、第２、第３、第４角部の稜線部３と呼び、中央の保持凹部３Ｅの稜線部３を中央部の稜線部３と呼ぶ。
　第１角部の保持凹部３Ａの直下へカメラユニット５が移動されたら、稜線検出部７１２は、当該第１角部の稜線部高さＺ１を検出するための撮像動作をカメラユニット５に実行させる（ステップＳ１３）。具体的には稜線検出部７１２は、ディッシュ１０（稜線部３５）の配置位置よりも明らかに下方の所定位置を撮像始点とし、フォーカス位置を所定ピッチで順次上方へシフトさせながらディッシュ１０の画像の撮像を行わせる方式で、所定回数の撮像動作をカメラユニット５に実行させる。上記所定ピッチは、例えば数十ミクロンである。所定回数は、所定ピッチの上方へのシフトによって、フォーカス位置が稜線部３５の上方に至ると推定できるに足りる回数である。
　稜線検出部７１２は、コントラスト検出方式により稜線部高さＺ１を検出する。すなわち、稜線検出部７１２は、上記の所定回数分の撮像により得られた画像の中で、稜線部３５と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像を選択する。そして、稜線検出部７１２は、最高コントラストの画像が撮像されたフォーカス位置を合焦位置と扱い、そのフォーカス距離に基づいて稜線部高さＺ１を検出する。
　続いて、稜線部高さＺ１が検出できたか否かが確認される（ステップＳ１４）。例えば、配置忘れ等の理由で、ディッシュ番号Ｎ＝１のディッシュ１０が所定位置に据え付けられていない場合、ステップＳ１３の検出動作を行っても稜線部高さＺ１は検出できないし、他の稜線部高さも当然検出できない。従って、稜線部高さＺ１が検出できなかった場合（ステップＳ１４でＮＯ）、そのディッシュ１０における稜線検出処理は中止され、処理はステップＳ２０へスキップする。
　稜線部高さＺ１が検出できた場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、第２角部の保持凹部３Ｂの直下へカメラユニット５が移動され、当該第２角部の稜線部高さＺ２を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１５）。具体的には、カメラ移動制御部７１１がカメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５を第２角部の保持凹部３Ｂの直下へ移動させる。そして、稜線検出部７１２が、ステップＳ１３と同様にして、保持凹部３Ｂを含む領域の撮像動作をカメラユニット５に実行させる。すなわち、所定の撮像始点から、フォーカス位置を所定ピッチで順次上方へシフトさせながら、ディッシュ１０の画像の撮像を行わせる。
　この際、ステップＳ１３で得られた稜線部高さＺ１の情報が利用される。具体的には、撮像始点が、稜線部高さＺ１を基準位置として所定距離だけ下方の位置に設定される。つまり、稜線部高さＺ１が既知であるので、稜線部高さＺ２が存在する範囲をある程度推定することができる。これにより、撮像シフトの回数を減らし、作業時間を短縮することができる。例えば、稜線部高さＺ１の検出では、基準位置が未知であるため、フォーカス位置を所定ピッチで情報へシフトさせる回数が３０回程度必要であるとすると、稜線部高さＺ２の検出では前記シフトさせる回数を１０回程度に減じることが可能となる。
　同様にして、第３角部の保持凹部３Ｃの直下へカメラユニット５が移動され、当該第３角部の稜線部高さＺ３を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１６）。続いて、第４角部の保持凹部３Ｄの直下へカメラユニット５が移動され、当該第４角部の稜線部高さＺ４を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１７）。されに、中央部付近の保持凹部３Ｅの直下へカメラユニット５が移動され、当該中央部の稜線部高さＺ５を検出するための撮像動作が実行される（ステップＳ１８）。
　稜線検出部７１２は、以上の処理で検出した稜線部高さＺ１～Ｚ５のデータを、記憶部７６に記憶する（ステップＳ１９）。これにより、上面２１の任意の位置における稜線部３５の高さ位置を、稜線部高さＺ１～Ｚ５のデータに基づいて算出することが可能となる。従って、全ての保持凹部３についての稜線部高さデータを取得する手間を省くことができる。
　次に制御部７は、ディッシュ番号ＮがＭａｘ（本実施形態ではＮ＝４）であるか否かを確認する（ステップＳ２０）。ディッシュ番号ＮがＭａｘでない場合（ステップＳ２０でＮＯ）、ディッシュ番号Ｎがインクリメントされ（ステップＳ２１）、ステップＳ１２に戻り、次のディッシュ１０について同様の処理が実行される。一方、ディッシュ番号ＮがＭａｘである場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、制御部７は処理を終える。
　＜細胞撮像処理＞
　図１６を参照して、細胞撮像処理の詳細を説明する。先ず制御部７は、ディッシュ番号Ｎ＝１に設定し、稜線検出処理対象とする１枚目のディッシュ１０を指定する（ステップＳ３１）。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＮ番目のディッシュ１０の直下へ移動させる（ステップＳ３２）。
　続いて制御部７は、Ｎ番目のディッシュ１０について、細胞撮像ポイントＭ＝１に設定する（ステップＳ３３）。１枚のディッシュ１０に対する細胞撮像ポイントＭの数は、カメラユニット５の画角により定まる。例えば、１枚のディッシュ１０の全域の撮像に８０回の撮像を要するならば、細胞撮像ポイントＭのＭａｘはＭ＝８０である。これを受けてカメラ移動制御部７１１は、カメラ軸駆動部５５を制御して、カメラユニット５をＭ番目の細胞撮像ポイントの直下へ微小移動させる（ステップＳ３４）。
　その後、稜線高さ算出部７１３が、細胞撮像ポイントＭの座標と、記憶部７６に格納されている稜線部高さＺ１～Ｚ５のデータとを用いて、細胞撮像ポイントＭの位置に存在する保持凹部３における稜線部３５の高さ位置Ｚｍを算出する（ステップＳ３５）。ディッシュ１０に全く反りがなく、且つ、完全に水平に配置されていれば、Ｚ１～Ｚ５＝Ｚｍとなる。一方、Ｚ１～Ｚ５にバラツキがあるならば、Ｚｍを囲む３点の高さ位置のＸＹ座標及び傾きと、ＺｍのＸＹ座標とから、Ｚｍを算出することができる。
　しかる後、細胞検出部７１４は、算出された高さ位置Ｚｍを基準位置とし、この基準位置から所定距離だけ下方の位置を撮像始点とするフォーカス調整を行う。そして、当該撮像始点において、カメラユニット５に細胞撮像ポイントＭの位置に存在する保持凹部３に担持されている細胞Ｃを撮像させる。続いて、細胞検出部７１４は、数十ミクロン単位でフォーカス位置を上方にシフトさせつつ、カメラユニット５にディッシュ１０の画像を複数回撮像させる。これらの撮像で取得された画像のうち、例えば細胞Ｃの輪郭と推定されるラインが最も高いコントラストで写っている画像が、当該細胞Ｃの画像として選択される（ステップＳ３６）。
　次に制御部７は、細胞撮像ポイントＭがＭａｘであるか否かを確認する（ステップＳ３７）。細胞撮像ポイントＭがＭａｘでない場合（ステップＳ３７でＮＯ）、細胞撮像ポイントＭがインクリメントされ（ステップＳ３８）、ステップＳ３４に戻り、次の細胞撮像ポイントＭについて同様の処理が実行される。一方、細胞撮像ポイントＭがＭａｘである場合（ステップＳ３７でＹＥＳ）、制御部７はディッシュ番号ＮがＭａｘ（本実施形態ではＮ＝４）であるか否かを確認する（ステップＳ３９）。ディッシュ番号ＮがＭａｘでない場合（ステップＳ３９でＮＯ）、ディッシュ番号Ｎがインクリメントされ（ステップＳ４０）、ステップＳ３２に戻り、次のディッシュ１０について同様の細胞撮像処理が実行される。一方、ディッシュ番号ＮがＭａｘである場合（ステップＳ３９でＹＥＳ）、制御部７は処理を終える。
　［主な作用効果］
　以上説明した本実施形態に係る細胞移動装置Ｓによれば、ディッシュ１０が備える保持凹部３の第１部分Ｐ１に稜線部３５と、垂直方向に対して比較的小さい傾きを持つ開口テーパ部３１Ｔが存在するので、第３ステップ＃３において細胞懸濁液ＬＣが撒かれたとき、細胞Ｃはディッシュ１０の上面２１に滞留することなく、確実に保持凹部３内に導かれる。また、第２部分Ｐ２は、鉛直方向に延びる筒状部分からなる筒状の壁面３３にて構成されるので、細胞Ｃは抵抗を受けることなく自重でそのまま沈降できる。
　さらに、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３の底部３２は、垂直方向に対して比較的大きい傾きを持つので、水平により近い接地面となる。このため、細胞Ｃの接地面からディッシュ１０の下面２２までの距離を短くでき、第４ステップ＃４の撮像動作における細胞Ｃへのフォーカス合わせの際に、ディッシュ１０の存在が与える影響を小さくすることができ、また画像の解像度の向上にも寄与する。さらに、第３部分Ｐ３のテーパ部の傾きによって、細胞Ｃを保持凹部３の孔芯に集めることが可能となる。これに加え、保持凹部３の第２部分Ｐ２は、垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状の壁面３３であるので、第４ステップ＃４において下面２２の側からの撮像によって取得される画像に前記内壁面が映り込み難くなり、画像上での細胞Ｃの認識性が向上する。また、保持凹部３の第４部分Ｐ４には孔部３４が備えられているので、撮像の障害物となる夾雑物などを該孔部３４から逃がすことができ、細胞Ｃの認識性が高められる。なお、孔部３４は垂直方向に延びる孔であるので、撮像によって取得される画像に孔部３４も映り込み難くすることができる。
　また、第２ステップ＃２においてディッシュ１０の稜線部３５の高さ位置が認識され、第４ステップ＃４において稜線部３５の高さ位置を基準位置として、ディッシュ１０の撮像動作が行われる。このため、保持凹部３において細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３と稜線部３５との位置関係を把握しておくことで、細胞Ｃへのフォーカス合わせが迅速に行えるようになり、撮像時間の短縮化を図ることができる。特に稜線部３５は、細胞Ｃが接地する第３部分Ｐ３からは比較的遠い上面２１にあり、また隣接する保持凹部３の間に位置するので細胞Ｃによって隠されることはなく、形状的特徴として画像上で認識し易い。従って、基準位置を簡単且つ正確に求めることができる。
　なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
　本発明の一局面に係る細胞の撮像方法は、透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、前記垂直方向に対して第１の傾きを持つテーパ部からなる第１部分と、前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、前記垂直方向に対して前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む。
　この撮像方法によれば、ディッシュが備える保持凹部の第１部分に、垂直方向に対して比較的小さい第１の傾きを持つテーパ部が存在するので、第３ステップにおいて細胞懸濁液が撒かれたとき、当該テーパ部に沿って細胞は確実に保持凹部内に導かれる。また、第２部分は、鉛直方向に延びる筒状部分なので、細胞は抵抗を受けることなく自重でそのまま沈降できる。さらに、細胞が接地する第３部分は、垂直方向に対して比較的大きい第２の傾きを持つので、水平により近い接地面となる。このため、細胞の接地面からディッシュの下面までの距離を短くでき、第４ステップの撮像動作における細胞へのフォーカス合わせの際に、ディッシュの存在が与える影響を小さくすることができ、また画像の解像度の向上にも寄与する。さらに、前記第２の傾きに沿って細胞を所期の位置へ誘導することが可能となる。例えば、前記第３部分のテーパ部が、保持凹部の孔芯（孔中心）に向けて下降するテーパ部である場合、細胞を孔芯位置に集めることが可能となる。これに加え、保持凹部の第２部分は、垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分であるので、第４ステップにおいて下面の側からの撮像によって取得される画像に前記内壁面が映り込み難くなり、画像上での細胞の認識性が向上する。また、保持凹部の第４部分には排出孔が備えられているので、撮像の障害物となる夾雑物などを該排出口から逃がすことができ、細胞の認識性が高められる。なお、前記排出孔を垂直方向に延びる孔とすれば、撮像によって取得される画像に前記排出孔も映り込み難くすることができる。
　また、上記の撮像方法によれば、第２ステップにおいてディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置が認識され、第４ステップにおいて前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、ディッシュの撮像動作が行われる。このため、保持凹部において細胞が接地する第３部分と前記形状特徴部との位置関係を把握しておくことで、前記細胞へのフォーカス合わせが迅速に行えるようになり、撮像時間の短縮化を図ることができる。
　上記の撮像方法において、前記ディッシュは、一の前記保持凹部の前記第１部分の頂部が他の前記保持凹部の前記第１部分の頂部と隣接することで、前記上面に稜線部が形成されており、前記第２ステップにおいて認識される前記形状特徴部が、前記ディッシュの前記上面に形成された前記稜線部であることが望ましい。
　この撮像方法によれば、第１部分に稜線部と、垂直方向に対して比較的小さい第１の傾きを持つテーパ部が存在するので、第３ステップにおいて細胞懸濁液が撒かれたとき、細胞はディッシュの上面に滞留することなく、確実に保持凹部内に導かれる。前記稜線部は、細胞が接地する第３部分からは比較的遠い上面にあり、また隣接する保持凹部の間に位置するので細胞によって隠されることはなく、形状的特徴として画像上で認識し易い。従って、基準位置を簡単且つ正確に求めることができる。
　上記の撮像方法において、前記ディッシュの前記本体が四角形の平板であり、前記第２ステップにおいて、少なくとも前記本体の四隅付近における前記稜線部と、前記四隅の対角線の交点付近における前記稜線部との高さ位置が認識され、前記第４ステップにおいて、撮像の対象となる任意の前記保持凹部の稜線部の高さ位置が、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出され、算出された高さ位置が前記基準位置として用いられることが望ましい。
　上記第１ステップにてディッシュを所定位置に配置しても、完全な水平状態を作ることは困難であり、またディッシュの反りなども生じ得る。このため、一つの稜線部の高さ位置を求めるだけでは、全ての保持凹部の基準位置とはなり難く、理想的には全ての保持凹部に対応する稜線部の高さ位置を求めることが望ましい。しかし、上記の撮像方法によれば、ディッシュが備える全ての保持凹部について稜線部の高さ位置を認識せずとも、ディッシュの任意の稜線部の高さ位置を、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出することが可能となる。従って、撮像に要する時間を短縮することができる。
　上記の撮像方法において、前記ディッシュとして、前記保持凹部を構成する前記第１～第４部分の中で、前記垂直方向の厚さにおいて前記第４部分が最も薄い形状を有するディッシュが用いられることが望ましい。
　保持凹部の第４部分は、第３部分に接地した細胞と撮像装置との間に位置することになる。このため、第３部分に加えて第４部分の存在は、細胞の撮像に際し、光量損失や像歪みの発生要因となり得る。しかし、上記の撮像方法によれば、第４部分が最も薄肉であるので、画像劣化の要因を最小限に抑制することができる。
　上記の撮像方法において、前記ディッシュとして、前記第４部分の前記排出孔が、前記下面の側から見た平面視で多角形の形状を有するディッシュが用いられることが望ましい。
　第４部分の排出孔は、第４ステップの撮像によって取得される画像に不可避的に映り込む。しかし、上記の撮像方法によれば、排出孔が多角形の形状を有するので、一般に略球形の形状を有する細胞（細胞凝集塊）と前記排出孔との区別が画像上で容易に行えるようになる。
　以上説明した本発明によれば、細胞を保持したディッシュの画像から細胞の形状認識を行う場合において、画像上で細胞の認識が行い易く、且つ、ディッシュの撮像時間の短縮化を図ることができる。

Claims (5)

  1. 　透光性部材によって形成され上面と下面とを有する平板からなる本体と、前記本体の上面から下面に向けて垂直方向に延び細胞を保持する複数の保持凹部と、を有するディッシュであって、前記保持凹部は、
    　　前記垂直方向に対して第１の傾きを持つテーパ部からなる第１部分と、
    　　前記垂直方向に対して実質的に平行な内壁面を持つ筒状部分からなり、細胞を収容する空間を区画する共に、収容された細胞の水平方向の移動を規制する第２部分と、
    　　前記垂直方向に対して前記第１の傾きよりも大きい第２の傾きを持ち、細胞の接地面となるテーパ部からなる第３部分と、
    　　保持対象の細胞が通過できないサイズの排出孔を有する底板からなる第４部分と、を備え、
    　　前記上面から前記下面へ向けて、前記第１部分から前記第４部分が順次連設されることによって構成されている前記ディッシュを、所定位置に水平に配置する第１ステップと、
    　撮像装置を前記下面の側に配置して前記ディッシュの画像の撮像動作を実行すると共に、前記撮像動作の際のフォーカス情報に基づいて、前記ディッシュの所定の形状特徴部の高さ位置を認識する第２ステップと、
    　前記ディッシュが液体中に浸漬された状態で、前記上面の側から細胞を含む細胞懸濁液を撒き、重力により前記第１部分を通して前記細胞を前記保持凹部内へ導くと共に、当該細胞を前記第２部分に沿って沈降させて前記第３部分に接地させる第３ステップと、
    　前記下面の側に配置した前記撮像装置で、前記形状特徴部の高さ位置を基準位置として、前記細胞が前記保持凹部に保持された状態の前記ディッシュの画像の撮像動作を実行する第４ステップと、
    　前記撮像動作により得られた前記ディッシュの画像データに基づき、前記細胞の形状を特定する第５ステップと、を含む細胞の撮像方法。
  2. 　請求項１に記載の細胞の撮像方法において、
    　前記ディッシュは、一の前記保持凹部の前記第１部分の頂部が他の前記保持凹部の前記第１部分の頂部と隣接することで、前記上面に稜線部が形成されており、
    　前記第２ステップにおいて認識される前記形状特徴部が、前記ディッシュの前記上面に形成された前記稜線部である、細胞の撮像方法。
  3. 　請求項２に記載の細胞の撮像方法において、
    　前記ディッシュの前記本体が四角形の平板であり、
    　前記第２ステップにおいて、少なくとも前記本体の四隅付近における前記稜線部と、前記四隅の対角線の交点付近における前記稜線部との高さ位置が認識され、
    　前記第４ステップにおいて、撮像の対象となる任意の前記保持凹部の稜線部の高さ位置が、前記四隅付近及び前記交点付近の前記稜線部の高さ位置に基づいて算出され、算出された高さ位置が前記基準位置として用いられる、細胞の撮像方法。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の細胞の撮像方法において、
    　前記ディッシュとして、前記保持凹部を構成する前記第１～第４部分の中で、前記垂直方向の厚さにおいて前記第４部分が最も薄い形状を有するディッシュが用いられる、細胞の撮像方法。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の細胞の撮像方法において、
    　前記ディッシュとして、前記第４部分の前記排出孔が、前記下面の側から見た平面視で多角形の形状を有するディッシュが用いられる、細胞の撮像方法。
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