包埋ブロック加湿装置、自動薄切片作製装置及び自動薄切片標本作製装置
【課題】包埋ブロックの表面温度に極力影響を与えずに短時間で包埋ブロックを加湿すること。
【解決手段】生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックＢを加湿する装置であって、所定温度に加熱された水蒸気Ｅを発生させる水蒸気発生機構２０と、発生した水蒸気が予め決められた待機位置（矢印Ｐで示す位置）にセットされた包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構２１と、を備えている包埋ブロック加湿装置１１を提供する。
【解決手段】生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックＢを加湿する装置であって、所定温度に加熱された水蒸気Ｅを発生させる水蒸気発生機構２０と、発生した水蒸気が予め決められた待機位置（矢印Ｐで示す位置）にセットされた包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構２１と、を備えている包埋ブロック加湿装置１１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置、加湿された包埋ブロックを薄切して薄切片を自動的に作製する自動薄切片作製装置、及び、作製された薄切片を基板上に固定して薄切片標本を自動的に作製する自動薄切片標本作製装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、新薬開発において臨床試験に先立ち、実験動物による毒性試験や病理検査等が行われている。これらの試験や検査は、スライドガラス等の基板上に、厚さが数μｍ（例えば、３μｍ〜５μｍ）の薄切片が固定された薄切片標本を用いて行われるものである。薄切片としては、薬物を投与したネズミやウサギ等の実験動物を剖検し、病理検査のために薄切りしたものが使用されている。また、種々の部位（例えば、脳や肺等）毎に作製されている。
【０００３】
このような薄切片標本を作製する装置として、ミクロトームが知られている。ここで、ミクロトームを利用して薄切片試料を作製する一般的な方法について説明する。
まず、ホルマリン固定された生物や動物等の生体試料をパラフィン置換した後、更に周囲をパラフィンで固めて強固にして、ブロック状態の包埋ブロックを作製する。次に、この包埋ブロックを専用の薄切り装置であるミクロトームにセットして、粗削りを行う。この粗削りによって、包埋ブロックの表面が平滑面となると共に、実験や観察の対象物である包埋された生体試料が表面に露出した状態となる。
【０００４】
粗削りが終了した後、本削りを行う。これは、ミクロトームが有する切断刃により、包埋ブロックを上述した厚みで極薄にスライスする工程である。これにより、薄切片を得ることができる。この際、包埋ブロックを可能な限り薄くスライスすることで、薄切片の厚みを細胞レベルの厚みに近付けることができるので、より品質の高い薄切片標本を得ることができる。よって、可能な限り厚さが薄い薄切片を作製することが求められている。なお、この本削りは、必要枚数の薄切片が得られるまで連続して行う。
【０００５】
次いで、本削りによって得られた薄切片を伸展させる伸展工程を行う。つまり、本削りによって作製された薄切片は、上述したように極薄の厚みでスライスされたものであるので、皺がついた状態や、丸まった状態（例えば、Ｕの字状）となってしまう。そこで、この伸展工程によって、皺や丸みを取って伸ばす必要がある。
一般的には、水とお湯を利用して伸展させている。始めに、本削りによって得られた薄切片を水に浮かべる。これにより、生体試料を包埋しているパラフィン同士のくっつきを防止しながら、薄切片の大きな皺や丸みを取ることができる。次に、薄切片をお湯に浮かべる。これにより、薄切片が伸び易くなるので、水による伸展では取りきれなかった残りの皺や丸みを取ることができる。
【０００６】
そして、お湯による伸展が終了した薄切片をスライドガラス等の基板で掬って該基板上に載置する。なお、この時点で仮に伸展が不十分であった場合には、基板ごとホットプレート等に乗せてさらに熱を加える。これにより、薄切片をより伸展させることができる。
最後に、薄切片を乗せた基板を乾燥器内に入れて乾燥させる。この乾燥により、伸展で付着した水分が蒸発すると共に、薄切片が基板上に固定される。その結果、薄切片標本を作製することができる。
【０００７】
ところで、薄切片を作製する際に、包埋ブロックの表面が乾燥していると切断面に皺や変形等が生じる恐れがあるので、包埋ブロックの表面が乾燥しないように対策を施す必要がある。つまり、包埋ブロックを適度に加湿して、乾燥を防止する必要がある。
そこで、包埋ブロックを加湿する装置の１つとして、超音波振動によって霧状の水滴（以下、ミストと称する）を発生させて、該ミストにより包埋ブロックを加湿する装置が既に知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の装置では、まだ以下の課題が残されていた。
始めに、包埋ブロックについて簡単に説明すると、生体材料を包埋している包埋剤は、通常撥水性を有するパラフィンが使用されている。また、生体材料自体もパラフィン置換されているため、表面は撥水性を有している。ところが、図１２に示すように、パラフィン置換されている生体試料Ｓには、表面に微小な罅（ひび）Ｓ１が無数に空いている。よって、包埋ブロックを加湿するためには、この無数の罅Ｓ１を利用して生体試料Ｓの内部から加湿する必要がある。
【０００９】
ところが、この無数の罅Ｓ１は、直径が数百ｎｍ〜１μｍ程度の微小な罅である。そのため、図１３に示すように、ミストＭを発生させて包埋ブロックの表面に付着させたとしても、表面張力の影響を受けてミストＭが罅Ｓ１の入り口で弾かれて易かった。よって、罅Ｓ１の中までミストＭを容易に侵入させることが難しく、多大な時間が必要であった。
一方、加湿に費やす時間を短縮するため、ミスト量を増やした場合には、新たな不都合が生じてしまうものであった。つまり、ミスト量を増やした場合には、包埋ブロックの表面に過度のミストＭが付着することになる。すると、過度のミストＭが蒸発する際の蒸発潜熱によって、包埋ブロックの表面温度が低下（２℃程度）し、包埋ブロックが熱収縮してしまう不都合があった。その結果、包埋ブロックを薄切することで得られる薄切片の厚みにばらつきが生じてしまう恐れがあった。
【００１０】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、包埋ブロックの表面温度に極力影響を与えずに短時間で包埋ブロックを加湿することができる包埋ブロック加湿装置、該包埋ブロック加湿装置を有する自動薄切片作製装置、及び、自動薄切片作製装置を有する自動薄切片標本作製装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置であって、所定温度に加熱された水蒸気を発生させる水蒸気発生機構と、発生した前記水蒸気が予め決められた待機位置にセットされた前記包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、包埋ブロックが待機位置にセットされているときに、案内機構が水蒸気発生機構によって発生した水蒸気を包埋ブロックまで案内して、該水蒸気を包埋ブロックの表面に当たるように吹き付ける。特に、従来のミストとは異なり、気体である水蒸気を包埋ブロックに当てているので、パラフィン置換されている生体試料の表面に空いている微小な罅の中に水蒸気が容易に入り込む。この際、水蒸気は、所定温度に加熱されているので、罅の中に入り込んだ後に生体試料に接すると罅の内部で結露した状態となる。これにより、生体試料を内部から湿らせることができる。その結果、包埋ブロックを加湿することができる。
【００１３】
特に、気体である水蒸気を利用するので、罅が微小であっても水蒸気を確実に罅の中に入り込ませることができる。従って、短時間で加湿することができる。しかも、罅の中に水蒸気が入り込むので、少量の水蒸気で十分に加湿行うことができる。よって、従来のように過度のミストの蒸発によって引き起こされていた包埋ブロックの温度低下が生じ難い。よって、包埋ブロックが熱収縮してしまうことを防止できる。その結果、包埋ブロックを最適な状態に加湿することができ、高品質な薄切片の作製に貢献することができる。
【００１４】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記水蒸気発生機構が、液体が貯留されたタンクと、前記液体を加熱する液体用ヒータと、該液体用ヒータの温度を調整するヒータ温度調整器と、前記液体に浸かるように前記タンク内に挿し込まれた配管を有し、該配管にエアーを供給して配管の先端から無数の気泡を液体中に発生させる気泡発生機構と、前記エアーの供給量を調整するエアー調整器と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、気泡発生機構の配管にエアーを供給すると、配管の先端から無数の気泡がタンクに貯留された液体中に発生する。そして、これら無数の気泡は、周囲の液体と接触するので、両者の間には気液界面が形成される。この際、液体は液体用ヒータによって加熱されているので、液体は気液界面を通して気泡の内部の気体内に蒸発し、該気体を加湿する。特に、気泡は小さく体積に対して表面積が大きくなるので、気泡内の気体は短時間でほぼ飽和蒸気圧まで加湿される。そのため、無数の気泡が液体の上面に達した時点で弾けると、タンク内に所定温度に加熱された水蒸気が発生する。このように、簡単な構成で水蒸気を確実に発生させることができる。しかも、ヒータ温度調整器によって、液体用ヒータの温度を調整できるので、液体の温度を自在にコントロールして水蒸気の温度を所望する温度に調整できる。よって、水蒸気を利用して包埋ブロックを確実に加湿することができる。
また、エアー調整器によって配管に供給するエアーの供給量を調整できるので、発生する水蒸気の量を適宜調整することができる。よって、包埋ブロックの表面温度変化をできるだけ抑えながら、加湿を確実に行うといったことが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記包埋ブロックの表面温度を測定するセンサを備え、前記ヒータ温度調整器が、発生する前記水蒸気の温度が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように、前記液体用ヒータの温度を調整することを特徴とするものである。
【００１７】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、センサを備えているので、加湿されている包埋ブロックの表面温度を正確に知ることができる。そして、ヒータ温度調整器は、包埋ブロックの表面温度に基づいて液体用ヒータの温度を調整し、水蒸気の温度が包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように調整することができる。これにより、包埋ブロックの温度よりも過度に高い温度の水蒸気を包埋ブロックに当ててしまうことがない。従って、包埋ブロックが温度変化してしまうことを最小限に抑えながら、水蒸気を利用して該包埋ブロックを確実に加湿することができる。
【００１８】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記エアー調整器が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度に基づいて、前記エアーの供給量を調整することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、エアー調整器が、包埋ブロックの表面温度に基づいて配管に供給するエアーの供給量を調整するので、包埋ブロックに過度の水蒸気が当たりすぎて温度が変化してしまうことを防止することができる。従って、包埋ブロックが温度変化してしまうことをさらに確実に抑えることができる。
【００２０】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記案内機構が、前記水蒸気を前記包埋ブロックまで案内する案内管と、該案内管を加熱する案内管用ヒータと、該案内管用ヒータの温度を調整する案内管温度調整器と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、水蒸気発生機構によって発生した水蒸気が、案内管の内部を通って包埋ブロックまで案内される。この際、案内管は、案内管用ヒータによって加熱されているので、内部を通過している水蒸気を加熱することができる。よって、仮に案内管が長い管路であったとしても、包埋ブロックに案内されるまでの間に、水蒸気の温度が包埋ブロックの温度よりも低くなってしまうことがない。
よって、案内管を自由に設計することができるうえ、包埋ブロックの加湿を確実に行うことができる。しかも、案内管温度調整器によって、案内管用ヒータの温度を自在に調整できるので、水蒸気の温度を所定温度に保ったまま、包埋ブロックまで確実に案内することができる。
【００２２】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記案内機構が、前記水蒸気を一旦溜め込む蓄積部と、溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させる放出機構と、を備え、放出した前記水蒸気を前記包埋ブロックに案内することを特徴とするものである。
【００２３】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、案内機構が水蒸気発生機構によって発生した水蒸気を包埋ブロックまで案内する際に、一旦蓄積部に水蒸気を溜め込んで蓄積する。そして、水蒸気が所定量蓄積された後、案内機構は放出機構により溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させると共に、この放出した水蒸気を包埋ブロックまで案内する。これにより、ある程度まとまった量の水蒸気を包埋ブロックに供給できるので、より短時間で加湿を行うことができる。従って、スループットを向上でき、より効率の良い薄切片の作製に貢献することができる。
【００２４】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置と、前記包埋ブロックを載置固定する固定台と、前記待機位置から離間した位置に配置された切断刃を有し、待機位置と切断刃との間で前記固定台を移動させ、前記包埋ブロックを所定の厚みで切断して薄切片を切り出す切断機構と、切り出された前記薄切片を搬送する薄切片搬送機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、まず、手動或いはロボット等により、包埋ブロックを載置台上に載置固定する。そして、切断機構により固定台が移動して、載置された包埋ブロックが待機位置にセットされると、包埋ブロック加湿装置が包埋ブロックを加湿し始める。これにより、包埋ブロックは、待機位置にいる間、温度変化がほとんどない状態で最適に加湿される。
次に、切断機構は、固定台を切断刃に向けて移動させて、包埋ブロックを所定の厚み（例えば、５μｍの極薄）でシート状に切断（スライス）する。これにより、薄切片を切り出して作製することができる。そして、作製された薄切片は、薄切片作製装置により搬送される。このように、薄切片を自動的に次々と作製して次工程に受け渡すことができる。
【００２６】
特に、包埋ブロックは、上述したように温度変化がない状態で最適に加湿されているので、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片を作製することができる。よって、高品質な薄切片を作製することができる。また、包埋ブロックを短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮してスループットを向上することができる。
【００２７】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置において、前記包埋ブロックが前記待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサと、前記包埋ブロックが前記待機位置に位置していると前記位置センサが検出したときに、前記水蒸気発生機構を作動させる制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２８】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、包埋ブロックが待機位置に位置すると、位置センサがその旨を制御部に知らせる。すると、制御部は、これを受けて、水蒸気発生機構を作動させる。これにより、待機位置に来た包埋ブロックを速やかに加湿することができる。特に、包埋ブロック加湿装置を無駄に作動させることがないので、省電力化を図ることができるうえ、ランニングコストを抑え易い。
【００２９】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置において、前記切断機構が、前記水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、前記固定台を移動させることを特徴とするものである。
【００３０】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、切断機構は、水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、固定台を移動させて薄切片の作製を行わせるので、常に最適な加湿状態となった包埋ブロックから薄切片を作製することができる。従って、高品質な薄切片をより安定して作製することができる。
【００３１】
この発明に係る自動薄切片標本作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置と、前記包埋ブロックを前記固定台上に搬送するブロック搬送機構と、前記薄切片搬送機構によって搬送された前記薄切片を、少なくとも液体に浮かべて伸展させる伸展機構と、伸展された前記薄切片を、基板上に転写させて薄切片標本を作製する転写機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る自動薄切片標本作製装置においては、ブロック搬送機構を備えているので、複数の包埋ブロックを簡単且つ容易に、順々と固定台上に搬送することができる。また、薄切片搬送機構によって搬送された薄切片は、伸展機構が有する、例えば水等の液体に浮かばされて伸展される。これにより薄切片は、表面張力によって切断時に生じた皺や丸みが取れて伸びた状態となるので、伸展される。そして、伸展された薄切片は、転写機構によってスライドガラス等の基板上に転写される。これより、基板上に薄切片が転写された薄切片標本を作製することができる。
【００３３】
特に、自動薄切片作製装置によって作製された薄切片は、厚みができるだけ均一で高品質な薄切片であるので、薄切片標本に関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本を用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る包埋ブロック加湿装置によれば、包埋ブロックの表面温度に極力影響を与えずに、短時間で該包埋ブロックを最適な状態に加湿することができる。
また、本発明に係る自動薄切片作製装置によれば、上述した包埋ブロック加湿装置を備えているので、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片を包埋ブロックから作製することができる。よって、高品質な薄切片を作製することができる。また、包埋ブロックを短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮して全体のスループットを向上することができる。
また、本発明に係る自動薄切片標本作製装置によれば、上述した自動薄切片作製装置を備えているので、薄切片標本に関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本を用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１から図６を参照して説明する。なお、本実施形態では、生体試料として、鼠等の実験動物から採取した生体組織Ｓを例に挙げて説明する。
本実施形態の自動薄切片標本作製装置１は、生体組織Ｓが包埋剤に包埋された包埋ブロックＢから作製された薄切片Ｂ１を、スライドガラス（基板）Ｇ上に転写させて薄切片標本Ｈを作製する装置である。
【００３６】
自動薄切片標本作製装置１は、図１に示すように、包埋ブロックＢを固定台１０上に搬送するブロックハンドリングロボット（ブロック搬送機構）２と、搬送された包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１を作製する自動薄切片作製装置３と、該自動薄切片作製装置３の切片ハンドリング機構（薄切片搬送機構）１４によって搬送された薄切片Ｂ１を、少なくとも水（液体）Ｗ１に浮かべて伸展させる伸展機構４と、伸展された薄切片Ｂ１を、スライドガラスＧ上に転写させて薄切片標本Ｈを作製するスライドガラスハンドリングロボット（転写機構）５と、を備えている。
【００３７】
上記自動薄切片作製装置３は、包埋ブロックＢを所定の厚みで切断して、シート状の薄切片Ｂ１を切り出して作製する装置である。
即ち、自動薄切片作製装置３は、上記ブロックハンドリングロボット２によって搬送された包埋ブロックＢを載置固定する固定台１０と、該固定台１０上に固定された包埋ブロックＢを待機位置（矢印Ｐで示す位置）で加湿する包埋ブロック加湿装置１１と、待機位置から離間した位置に配置された切断刃１２を有し、待機位置と切断刃１２との間で固定台１０を移動させ、包埋ブロックＢから上記薄切片Ｂ１を切り出す切断機構１３と、切り出された薄切片Ｂ１を搬送する上記切片ハンドリング機構１４と、を備えている。
【００３８】
包埋ブロックＢは、図２に示すように、ホルマリン固定された生体組織Ｓ内の水分をパラフィン置換した後、さらに周囲をパラフィン等の包埋剤によってブロック状に固めたものである。これにより、生体組織Ｓがパラフィン内に包埋された状態となっている。
このように構成された包埋ブロックＢは、図１に示すように、後述するＺステージ５２上に固定されたカセット１５上に載置固定されている。そして、包埋ブロックＢは、後述するＸステージ５１の移動によって、待機位置と切断刃１２との間で往復移動するようになっている。
【００３９】
包埋ブロック加湿装置１１は、所定温度に加熱された水蒸気Ｅを発生させる水蒸気発生機構２０と、発生した水蒸気Ｅを待機位置にセットされた包埋ブロックＢの表面に当たるように、該水蒸気Ｅを包埋ブロックＢまで案内する案内機構２１と、を備えている。
【００４０】
水蒸気発生機構２０は、水（液体）Ｗ２が貯留されたタンク２５と、タンク２５内の水Ｗ２を加熱するヒータ（液体用ヒータ）２６と、該ヒータ２６の温度を調整する温度調整器（ヒータ温度調整器）２７と、水Ｗ２に浸かるようにタンク２５内に挿し込まれた配管２８を有し、該配管２８にエアーを供給して配管２８の先端から無数の気泡を水中に発生させる気泡発生機構２９と、エアーの供給量を調整するエアー調整器３０と、を備えている。
【００４１】
タンク２５は、上部に密閉部材２５ａが取り付けられており、内部が密閉された状態となっている。このタンク２５は、上記ヒータ２６が内蔵されたラバーヒータ３１によって周囲が囲まれている。このヒータ２６は、上記温度調整器２７に電気的に接続されており、発熱量がコントロールされている。温度調整器２７は、タンク２５内に取り付けられた温度センサ３２からの測定結果を受けて、ヒータ２６の発熱量を調整している。これにより、タンク２５内に貯留されている水Ｗ２の温度を、一定の温度（例えば、４０℃）に設定することが可能とされている。
また、温度調整器２７には、後述する温度センサ（センサ）８０から包埋ブロックＢの表面温度が送られてくるようになっている。そして、温度調整器２７は、タンク２５内に発生する水蒸気Ｅの温度が、送られてきた包埋ブロックＢの表面温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように（例えば、＋２℃だけ高くなるように）、ヒータ２６の温度を調整してタンク２５内の水Ｗ２の温度を調整するようになっている。
【００４２】
上記配管２８は、先端が密閉部材２５ａを突き抜けてタンク２５内に貯留されている水Ｗ２の中に浸かっていると共に、基端側がタンク２５から離れた位置に配置されたコンプレッサー等のエアー供給源３５に接続されている。これら配管２８及びエアー供給源３５は、気泡発生機構２９として機能する。
エアー供給源３５とタンク２５との間における配管２８には、開閉制御器３６によって開閉する電磁バルブ３７が介在されている。つまり、開閉制御器３６の信号を受けて、電磁バルブ３７が開閉することで、エアー供給源３５から供給されるエアーの供給量を調整できるようになっている。即ち、これら電磁バルブ３７及び開閉制御器３６は、上記エアー調整器３０として機能する。
また、開閉制御器３６には、温度調整器２７と同様に、温度センサ８０から包埋ブロックＢの表面温度が送られてくるようになっている。そして、開閉制御器３６は、包埋ブロックＢの表面温度に基づいてエアーの供給量を調整している。なお、エアーの供給量に比例して、タンク２５内に水蒸気Ｅが発生するようになっている。
【００４３】
上記配管２８の先端は、丸みを帯びた略球形に形成されており、表面に微小開口２８ａが無数に空いている。そのため、配管２８を通ってきたエアーは、先端に達した時点で無数の微小開口２８ａを通って外側に漏れ出す。これにより、水中に無数の気泡Ｖを発生させることができるようになっている。しかも、タンク２５内の水Ｗ２はヒータ２６によって加熱されているので、無数の気泡Ｖが水面に浮上するまでの間に加熱された状態となる。よって、気泡Ｖの内部の気体は、加熱された状態となる。これより、無数の気泡Ｖが水面で弾けた時点で、タンク２５内に所定温度に加熱された水蒸気Ｅが発生するようになっている。
このように構成された水蒸気発生機構２０のエアー供給源３５及び開閉制御器３６は、後述する制御部８２によって作動が制御されている。
【００４４】
ここで、タンク２５には、上記配管２８とは別に案内管４０の基端が密閉部材２５ａを突き抜けて挿し込まれている。この際、案内管４０は、タンク２５内に貯留された水Ｗ２に触れないように挿し込まれている。そして、案内管４０は、先端が待機位置にセットされた包埋ブロックＢの近傍に位置するように延出されている。この際、案内管４０の先端は、末広がり形状に形成されており、待機位置にセットされた包埋ブロックＢに上方から被されるようにセットされている。
このように、タンク２５と包埋ブロックＢとの間に案内管４０がセットされているので、タンク２５内に発生した水蒸気Ｅは、案内管４０を通って包埋ブロックＢまで案内された後、包埋ブロックＢの表面に吹き付けられるようになっている。
【００４５】
ところで、案内管４０の途中には、該案内管４０を加熱するヒータ（案内管用ヒータ）４１が内蔵されたラバーヒータ４２が案内管４０の周囲を覆うように取り付けられている。このヒータ４１は、温度調整器（案内管温度調整器）４３に電気的に接続されており、発熱量がコントロールされている。温度調整器４３は、案内管４０の内部に取り付けられた温度センサ４４からの測定結果を受けて、ヒータ４１の発熱量を調整している。これにより、案内管４０を通過する水蒸気Ｅの温度をタンク２５内で発生させたときの温度のままで、包埋ブロックＢまで案内できるようになっている。
上述した案内管４０、ヒータ４１及び温度調整器４３は、上記案内機構２１として機能する。
【００４６】
ところで、包埋ブロックＢを固定する固定台１０は、切断刃１２に向かうＸ方向に伸びたガイドレール５０に沿って移動可能なＸステージ５１と、該Ｘステージ５１上に取り付けられ、鉛直方向に向かうＺ方向に移動可能なＺステージ５２とから構成されている。
ガイドレール５０は、切断刃１２を越えた反対側にまで延びた状態で取り付けられている。Ｘステージ５１は、図示しないモータ等によって、ガイドレール５０上を往復運動するようになっている。また、Ｚステージ５２には、内部に図示しないピエゾ素子等が組み込まれており、電圧が印加されることでＺ方向に一定量毎上昇するように高さ制御されている。この際、Ｚステージ５２は、Ｘステージ５１がガイドレール５０を１往復する毎に、一定量だけ上昇するように制御されている。
【００４７】
これにより、Ｚステージ５２上にカセット１５を介して載置固定された包埋ブロックＢは、Ｘステージ５１の移動に伴って切断刃１２に向けて移動して、該切断刃１２によって切断されるようになっている。この際、Ｚステージ５２によって高さ制御されているので、所定の厚み（例えば、５μｍ）で表面が切断される。その結果、シート状の薄切片Ｂ１が作製される。これについては、後に詳細に説明する。なお、Ｘステージ５１の往復運動と、該往復運動に同期したＺステージ５２の上昇とによって、包埋ブロックＢから複数毎の薄切片Ｂ１が次々と作製されるようになっている。上述したガイドレール５０、Ｘステージ５１、Ｚステージ５２及び切断刃１２は、上記切断機構１３を構成している。
【００４８】
固定台１０の上方には、ガイドレール５０と同じＸ方向に延びる水平ガイドレール５５が図示しない支持部によって取り付けられている。また、この水平ガイドレール５５の下方には、ガイドレール５０側から順に水（液体）Ｗ１を貯留した水槽５６と、未使用のスライドガラスＧを収納するスライドガラス収納棚５７と、作製された薄切片標本Ｈを収納する収納棚５８とが設けられている。
【００４９】
また、水平ガイドレール５５には、該水平ガイドレール５５に沿って移動可能な水平ステージ６０が取り付けられている。そして、この水平ステージ６０には、Ｚ方向に移動可能であると共に、包埋ブロックＢから切り出された薄切片Ｂ１を、例えば静電気を利用して先端に吸着可能なアーム部６１が取り付けられている。なお、静電気に限られず、吸引力や接着剤等を利用して薄切片Ｂ１を捕らえても構わない。
アーム部６１は、吸着した薄切片Ｂ１を水槽５６まで搬送し、貯留された水Ｗ１に浮かべるようになっている。即ち、水平ガイドレール５５、水平ステージ６０及びアーム部６１は、上記切片ハンドリング機構１４を構成している。
【００５０】
また、水平ガイドレール５５には、上記水平ステージ６０、６５に加え、該水平ガイドレール５５に沿って移動可能な別の水平ステージ６５が取り付けられている。なお、この水平ステージ６５は、単に水平方向に移動するだけでなく、Ｚ軸回りに回転可能とされている。この水平ステージ６５には、Ｚ方向に直交する一軸回りに回転可能な状態でスライドガラス把持ロボット６６が取り付けられている。また、スライドガラス把持ロボット６６は、一定距離離間した状態で平行に配されると共に互いの距離を接近離間自在に調整可能な一対のアーム部６６ａを備えている。
【００５１】
そしてこれら水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６をそれぞれ適宜作動させることで、スライドガラス収納棚５７から未使用のスライドガラスＧを把持すると共に、水槽５６内に浮いている薄切片Ｂ１を、把持したスライドガラスＧ上に転写して薄切片標本Ｈを作製することができるようになっている。更には、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８に収納することもできるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
これら上述した水平ガイドレール５５、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６は、上記スライドガラスハンドリングロボット５を構成している。なお、本実施形態では、水平ガイドレール５５が、切片ハンドリング機構１４及びスライドガラスハンドリングロボット５を共に構成する兼用部品となっている。
【００５２】
また、水槽５６とは反対側には、図１、図３及び図４に示すように、ガイドレール５０に隣接して、Ｚ方向に延びるＺ軸ガイドレール７０が取り付けられている。このＺ軸ガイドレール７０には、該Ｚ軸ガイドレール７０に沿って移動可能な昇降ステージ７１が取り付けられている。また、昇降ステージ７１には、水平方向に延びた水平ガイドレール７２が取り付けられている。そして、この水平ガイドレール７２に、該水平ガイドレール７２に沿って移動可能な水平ステージ７３が取り付けられている。なお、水平ステージ７３は、単に水平方向に移動するだけでなく、Ｚ軸回りに回転可能とされている。
【００５３】
また、水平ステージ７３には、一定距離離間した状態で平行に配されると共に、互いの距離を接近離間自在に調整可能な一対のアーム部７４ａを有する把持ロボット７４が取り付けられている。そして、昇降ステージ７１、水平ステージ７３及び把持ロボット７４をそれぞれ適宜作動させることで、包埋ブロックＢを固定台１０上に搬送することができるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。上述したＺ軸ガイドレール７０、昇降ステージ７１、水平ガイドレール７２、水平ステージ７３及び把持ロボット７４は、上記ブロックハンドリングロボット２として機能する。
【００５４】
ところで、図１に示すように、案内管４０の先端側には、包埋ブロックＢが待機位置に位置しているときに、該包埋ブロックＢの表面温度を測定する温度センサ８０が設けられている。この温度センサ８０は、例えば包埋ブロックＢの表面温度を非接触で測定するセンサであり、測定結果を温度調整器２７、４３にそれぞれ出力している。
また、ガイドレール５０には、包埋ブロックＢが待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサ８１が設けられている。この位置センサ８１は、例えば光学的に位置を検出するセンサであり、測定結果を制御部８２に出力している。一方、制御部８２は、位置センサ８１から包埋ブロックＢが待機位置に位置しているとの信号を受けたときに、水蒸気発生機構２０を作動させるようになっている。即ち、エアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させるようになっている。
【００５５】
また、制御部８２は、水蒸気発生機構２０を作動させた際、所定時間経過した後に、固定台１０を待機位置から移動させるように切断機構１３を制御するようになっている。これにより、包埋ブロックＢの加湿を確実に行った後に、薄切片Ｂ１の作製を行うことが可能とされている。
【００５６】
次に、このように構成された自動薄切片標本作製装置１により、包埋ブロックＢから数枚の薄切片標本Ｈを作製する場合について、以下に説明する。
まず、作業者は、包埋ブロックＢをブロックハンドリングロボット２の把持ロボット７４が有する一対のアーム部７４ａ間に位置させる。すると、把持ロボット７４は、図４に示すように、包埋ブロックＢが載置されているカセット１５を一対のアーム部７４ａで挟持し、包埋ブロックＢを作業者から受け取る。そして、ブロックハンドリングロボット２は、包埋ブロックＢを受け取った後、カセット１５を挟持したまま昇降ステージ７１及び水平ステージ７３を適宜作動させて、図３に示すように、包埋ブロックＢを固定台１０まで搬送して該固定台１０上に載置する。
【００５７】
固定台１０上に包埋ブロックＢが載置されると、Ｘステージ５１が移動して包埋ブロックＢを待機位置にセットする。これと同時に、切片ハンドリング機構１４の水平ステージ６０が水平ガイドレール５５に沿って移動して、アーム部６１の先端が包埋ブロックＢの切断開始位置近傍に待機した状態となる。
ところで、包埋ブロックＢが待機位置にセットされると、位置センサ８１が待機位置にセットされたことを検出して、その旨を制御部８２に知らせる。制御部８２は、これを受けて、エアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させる。
【００５８】
すると、エアー供給源３５が配管２８の内部にエアーを供給し始めると共に、開閉制御器３６が電磁バルブ３７を開状態にして、供給されたエアーを配管２８の先端に向かって送り込む。そして、供給されたエアーが配管２８を通って先端側まで達すると、無数の微小開口２８ａを通って外部に放出される。これにより、タンク２５内に貯留された水中には、無数の気泡Ｖが発生する。これら無数の気泡Ｖは、周囲の液体Ｗ２と接触するので、両者の間には気液界面が形成される。この際、液体Ｗ２はヒータ２６によって加熱されているので、液体Ｗ２は気液界面を通して気泡Ｖの内部の気体内に蒸発し、該気体を加湿する。特に、気泡Ｖは小さく体積に対して表面積が大きくなるので、気泡Ｖ内の気体は短時間でほぼ飽和蒸気圧まで加湿される。そのため、無数の気泡Ｖが水面で弾けることで、タンク２５内に所定温度に加熱された水蒸気Ｅが発生する。
【００５９】
一方、タンク２５内に発生した水蒸気Ｅは、案内管４０を通って該案内管４０の先端に向かって進み、包埋ブロックＢまで案内される。これにより、図５に示すように、水蒸気Ｅを包埋ブロックＢの表面に当たるように吹き付けることができる。特に、従来のミストとは異なり、気体である水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに当てているので、図６に示すように、パラフィン置換されている生体組織Ｓの表面に空いている微小な罅Ｓ１の中に水蒸気Ｅが容易に入り込む。この際、水蒸気Ｅは、所定温度に加熱されているので、罅Ｓ１の中に入り込んだ後に生体組織Ｓに接すると、罅Ｓ１の内部で結露した状態となる。これにより、生体組織Ｓを内部から湿らせることができる。その結果、包埋ブロックＢを加湿することができる。
【００６０】
特に、気体である水蒸気Ｅを利用するので、罅Ｓ１が微小であっても水蒸気Ｅを確実に罅Ｓ１の中に入り込ませることができる。従って、短時間で包埋ブロックＢを加湿することができる。しかも、罅Ｓ１の中に水蒸気Ｅが入り込むので、少量の水蒸気Ｅで加湿を十分に行うことが可能である。よって、従来のように過度のミストの蒸発によって引き起こされていた包埋ブロックＢの温度低下が生じ難い。従って、包埋ブロックＢの熱収縮を防止しながら、該包埋ブロックＢを最適な状態に加湿し続けることができる。
【００６１】
特に、上述した加湿を行っている間、温度センサ８０が包埋ブロックＢの表面温度を正確に測定しており、その旨を温度調整器２７、４３にそれぞれ出力している。温度調整器２７は、包埋ブロックＢの表面温度に基づいて、ヒータ２６の発熱量をコントロールして水蒸気Ｅの温度が包埋ブロックＢの温度よりも２℃程度高い温度になるようにタンク２５内の水Ｗ２の温度を調整している。これにより、包埋ブロックＢの温度よりも過度に高い温度の水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに当ててしまうことがない。従って、包埋ブロックＢが温度変化してしまうことを抑えつつ、水蒸気Ｅを利用して包埋ブロックＢを確実に加湿することができる。
【００６２】
また、同様にエアー調整器３０を構成する開閉制御器３６は、温度センサ８０から送られてくる包埋ブロックＢの表面温度に基づいて、電磁バルブ３７の開閉度を調整することで、エアーの供給量をコントールしている。つまり、水蒸気Ｅの発生量を調整している。そのため、包埋ブロックＢに過度の水蒸気Ｅが当たりすぎて温度が変化してしまうことを防止することができる。従って、この点においても包埋ブロックＢが温度変化してしまうことを効果的に抑えることができる。
【００６３】
更に、水蒸気Ｅを包埋ブロックＢまで案内する案内管４０は、ヒータ４１によって加熱されているので、内部を通過する水蒸気Ｅを加熱することができる。よって、仮に案内管４０が長い管路であったとしても、包埋ブロックＢに案内されるまでの間に、水蒸気Ｅの温度が包埋ブロックＢの温度よりも低い温度になってしまうことがなく、タンク２５内で発生した温度のまま包埋ブロックＢに導くことができる。よって、案内管４０を自由に設計することができるうえ、包埋ブロックＢの加湿を確実に行うことができる。
【００６４】
また、位置センサ８１からの信号を受けて、水蒸気発生機構２０を作動させて加湿を開始しているので、待機位置に来た包埋ブロックＢを速やかに加湿することができると共に、水蒸気発生機構２０を無駄に作動させることがない。よって、省電力化を図ることができるうえ、ランニングコストを抑え易い。
【００６５】
上述したように、包埋ブロックＢは、待機位置にいる間、包埋ブロック加湿装置１１によって温度変化がほとんどない状態で最適に加湿されている。
そして、制御部８２は、水蒸気発生機構２０が作動してから所定時間経過後に、Ｘステージ５１をガイドレール５０に沿って待機位置から切断刃１２に向かって移動させ、該切断刃１２によって包埋ブロックＢを所定の厚み（例えば、５μｍ）でシート状にスライスする。これにより、包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１が切り出される。
【００６６】
一方、包埋ブロックＢの切断開始位置近傍に先端が待機したアーム部６１は、切断刃１２によって包埋ブロックＢから切り出され始めた薄切片Ｂ１を静電気によって吸着する。そして、Ｘステージ５１の移動に合わせて、アーム部６１が取り付けられた水平ステージ６０が水平ガイドレール５５に沿って動く。これにより、薄切片Ｂ１に外力を加えることなく、アーム部６１の先端に、薄切片Ｂ１を確実に吸着させることができる。
【００６７】
切片ハンドリング機構１４は、アーム部６１の先端に薄切片Ｂ１を吸着した後、水平ステージ６０を移動させて薄切片Ｂ１を搬送する。そして、伸展機構４が有する水槽５６の上方にアーム部６１が達したときに、該アーム部６１をＺ方向に下降させて先端を水Ｗ１の中に入れる。これにより、アーム部６１の先端に吸着されていた薄切片Ｂ１は、吸着が解かれて水Ｗ１に浮かんだ状態となる。水Ｗ１に浮かんだ薄切片Ｂ１は、表面張力により切断時に生じた皺や丸みが取れて伸び、伸展した状態となる。
【００６８】
一方、上述した薄切片Ｂ１の切り出し及び搬送に合わせて、スライドガラスハンドリングロボット５は、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラス収納棚５７から未使用のスライドガラスＧを１枚取り出し、水槽５６の上方にて待機している。
即ち、まず水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラス把持ロボット６６の一対のアーム部６６ａをスライドガラス収納棚５７に挿し込ませる。次いで、一対のアーム部６６ａを互いに接近させるように作動させて、未使用のスライドガラスＧを１枚挟み込んで挟持固定する。そして、スライドガラスＧを挟持したまま、再度水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラスＧを引き出し、水槽５６の上方に移動させる。そしてこの状態のまま、水槽５６に薄切片Ｂ１が搬送されてくるまで待機する。
【００６９】
そして、上述したように水槽５６内に薄切片Ｂ１が搬送されて、水Ｗ１に浮かんだ状態が一定時間経過した後、図１に示すように、スライドガラスハンドリングロボット５は、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、把持しているスライドガラスＧを用いて水Ｗ１に浮かんでいる薄切片Ｂ１を掬い上げる。これにより薄切片Ｂ１は、スライドガラスＧ上に転写された状態となる。その結果、薄切片標本Ｈが作製される。最後にスライドガラスハンドリングロボット５は、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８まで搬送し、該収納棚５８に入れて保管する。
【００７０】
上述したように、本実施形態の自動薄切片標本作製装置１によれば、包埋ブロックＢから薄切片標本Ｈを自動的に作製して、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８に保管させることができる。よって、作業者の負担を軽減することができる。また、Ｘステージ５１をＸガイドレール５０に沿って往復運動させることで、１つの包埋ブロックＢから必要な枚数の薄切片Ｂ１を自動で作製して、薄切片標本Ｈを作製することができる。
なお、ブロックハンドリングロボット２は、必要枚数の薄切片Ｂ１の作製が終了すると、使用済みの包埋ブロックＢを固定台１０上から搬送する。これにより作業者は、使用済みの包埋ブロックＢを、新しい次の包埋ブロックＢに取り替えることができる。そして、上述した各工程を繰り返すことで、次の包埋ブロックＢから必要枚数の薄切片標本Ｈを自動的に作製することができる。
【００７１】
特に、本実施形態の自動薄切片標本作製装置１によれば、包埋ブロック加湿装置１１を有する自動薄切片作製装置３を備えているので、温度変化がほとんどない状態で最適に加湿された包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１を作製することができる。そのため、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片Ｂ１を作製することができる。よって、高品質な薄切片Ｂ１を作製することができる。また、包埋ブロックＢを待機位置で短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮でき、スループットを向上することができる。
また、上述した高品質な薄切片Ｂ１を利用して薄切片標本Ｈを作製するので、該薄切片標本Ｈに関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本Ｈを用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を、図７から図１１を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、水蒸気発生機構２０で発生した水蒸気Ｅを常時包埋ブロックＢまで案内する構成であったが、第２実施形態では、水蒸気発生機構２０で発生した水蒸気Ｅを一旦溜め込んで蓄積した後、ある程度まとまった量の水蒸気Ｅを一気に案内することができるように構成されている点である。
【００７３】
即ち、本実施形態の包埋ブロック加湿装置９０は、図７及び図８に示すように、水蒸気Ｅを一旦溜め込む蓄積部９２と、溜め込んだ水蒸気Ｅを蓄積部９２の外部に一度に放出させる放出機構９３と、を備えた案内機構９１を備えている。
蓄積部９２は、円筒状に形成されたシリンダーであり、案内管４０の途中に介在した状態で取り付けられている。具体的には、蓄積部９２の一端側に、タンク２５に挿し込まれた側の案内管４０と、包埋ブロックＢの近傍まで延出している側の案内管４０と、がそれぞれ接続されている。つまり、水蒸気発生機構２０によって発生した水蒸気Ｅは、タンク２５側から蓄積部９２の内部に流入して溜め込まれるようになっている。そして、溜め込まれた水蒸気Ｅは、放出機構９３によって蓄積部９２の内部から包埋ブロックＢの近傍まで延出している案内管４０に押し出されることで、包埋ブロックＢに向けて案内されるようになっている。
【００７４】
この際、蓄積部９２と案内管４０との接続部分には、水蒸気Ｅの流れを一方向に規制する弁９４、９５がそれぞれ設けられている。このうち、タンク２５に挿し込まれた側の案内管４０と蓄積部９２との接続部分に設けられた弁９４は、蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅが流入することを許容すると共に、蓄積部９２からタンク２５側に水蒸気Ｅが流出することを規制するように取り付けられている。これにより、水蒸気Ｅを蓄積部９２内に確実に流れ込ませることができると共に、蓄積した水蒸気Ｅを放出する際にタンク２５側に逆流してしまうことを防止することができるようになっている。
一方、包埋ブロックＢの近傍まで延出した側の案内管４０と蓄積部９２との接続部分に設けられた弁９５は、蓄積部９２から包埋ブロックＢ側に水蒸気Ｅが流出することを許容すると共に、外部から蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅが流入することを規制するように取り付けられている。これにより、水蒸気Ｅを蓄積部９２内に確実に溜め込むことができると共に、蓄積した水蒸気Ｅを包埋ブロックＢ側に確実に放出することができるようになっている。
【００７５】
このように構成された蓄積部９２の内部には、ピストン軸９６ａが蓄積部９２の他端側から挿し込まれたピストン９６が移動可能に収容されている。ピストン軸９６ａには、図８及び図９に示すように、モータＭによって回転軸Ｌ回りに回転するプーリー９７に巻回されたワイヤ９８が接続されている。これにより、モータＭを回転駆動することで、ピストン９６を引き込んで蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅを溜め込むことができるようになっている。なお、蓄積部９２は、内部に１Ｌから５Ｌ程度の水蒸気Ｅを溜め込むことが可能とされている。
【００７６】
ところで、モータＭとプーリー９７との間には、両者の連結を解除可能なクラッチ９９が取り付けられており、任意のタイミングでプーリー９７をモータＭから切り離すことができるようになっている。また、ピストン９６と蓄積部９２との間にはコイルバネ１００が設けられており、ピストン９６を蓄積部９２の一端側に向けて常時付勢している。よって、プーリー９７をモータＭから切り離すことで、ピストン９６をコイルバネ１００によるバネ力を利用して蓄積部９２の一端側に押し出すことができるようになっている。これにより、蓄積部９２の内部に溜め込んだ水蒸気Ｅを、蓄積部９２の外部に一度に放出することが可能とされている。
つまり、上述したピストン９６、プーリー９７、ワイヤ９８、モータＭ、クラッチ９９及びコイルバネ１００は、溜め込んだ水蒸気Ｅを蓄積部９２の外部に一度に放出させる放出機構９３として機能する。
【００７７】
また、本実施形態の制御部８２は、モータＭの作動タイミングや、クラッチ９９によるモータＭとプーリー９７との切り離しタイミングを制御している。
【００７８】
このように構成された包埋ブロック加湿装置９０を備えている場合には、包埋ブロックＢが待機位置にセットされる前に、制御部８２がエアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させる。すると、エアー供給源３５が配管２８の内部にエアーを供給し始めると共に、開閉制御器３６が電磁バルブ３７を開状態にして、供給されたエアーを配管２８の先端に向かって送り込む。これにより、図７に示すように、タンク２５内に水蒸気Ｅが発生し、案内管４０に流れ込む。
また、これと同時に制御部８２はモータＭを駆動させてプーリー９７を回転させる。すると、ワイヤ９８が巻かれるので、ピストン軸９６ａを介してピストン９６が引き込まれ、蓄積部９２の他端側に移動する。この際、ピストン９６を引く速さは、水蒸気Ｅが発生して流れる流量（例えば、１〜５Ｌ／ｍｉｎ）に略一致させることが好ましい。
【００７９】
ピストン９６が引き込まれると、タンク２５内に挿し込まれた案内管４０から蓄積部９２内に水蒸気Ｅが流れ込む。これにより、蓄積部９２内に水蒸気Ｅを一旦溜め込んで蓄積することができる。そして、蓄積部９２の容積までピストン９６を引き終わったら、制御部８２はモータＭを停止すると共に電磁バルブ３７を閉じさせる。なお、蓄積部９２の内部は若干負圧になっているので、弁９５は閉じている。そのため、蓄積されている水蒸気Ｅが、漏れてしまうことがない。
【００８０】
このような状態において、包埋ブロックＢが待機位置にセットされると、制御部８２はクラッチ９９を切ってモータＭとプーリー９７との連結を切り離す。すると、ピストン９６は、コイルバネ１００によるバネ力によって付勢されるので、蓄積部９２の一端側に向けて一気に押し出される。これにより、蓄積された水蒸気Ｅは、弁９５を通過して蓄積部９２の外部に一度に放出される。なお、この際、弁９４は閉じているので、タンク２５側に水蒸気Ｅが逆流してしまうことはない。
そして、放出された水蒸気Ｅは、案内管４０を通って包埋ブロックＢに案内される。これにより、ある程度まとまった水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに供給できるので、より短時間で加湿を行うことができる。従って、スループットを向上することができ、第１実施形態の場合よりも効率良く薄切片を作製することができる。
【００８１】
なお、本実施形態において、蓄積部９２を熱導電性の低い材料で形成したり、断熱材で蓄積部９２を覆う等の工夫をしたりして、蓄積部９２をできるだけ断熱することが好ましい。こうすることで、水蒸気Ｅを溜め込んでいる際に、水蒸気Ｅの温度が低下してしまうことを極力防止することができる。
【００８２】
なお、上記第２実施形態において、第１実施形態と同様に案内管４０の途中（蓄積部９２とタンク２５との途中）にヒータ４１が内蔵されたラバーヒータ４２等を設けても構わない。
【００８３】
また、上記第２実施形態では、蓄積部９２の一例としてシリンダータイプを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。
例えば、図１０に示すように、蓄積部９２が可撓性の収容体であっても構わない。この場合であっても、内部に水蒸気Ｅを溜め込むことができる。また、この場合には、収容体である蓄積部９２を挟み込んで押し潰すことができるように放出機構９３を構成すれば良い。こうすることで、やはり溜め込んだ水蒸気Ｅを一度に放出することができる。よって、同様の作用効果を奏することができる。
【００８４】
更には、図１１に示すように、蓄積部９２を、軸方向に伸張可能な蛇腹状に構成しても構わない。この場合には、蓄積部９２の他端側をワイヤ９８で引っ張ることで水蒸気Ｅを内部に蓄積することができる。そして、クラッチ９９を切ってモータＭとプーリー９７との連結を切り離すと、蓄積部９２は蛇腹の収縮力によって自然と縮まるので、やはり溜め込んだ水蒸気Ｅを一度に放出することができる。よって、同様の作用効果を奏することができる。
【００８５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加える
【００８６】
例えば、上記各実施形態では、伸展機構４として水Ｗ１を貯留する水槽５６を設けただけの構成にしたが、この場合に限られるものではない。例えば、水槽５６に隣接して、お湯を貯留する水槽と、ホットプレートとを設けた伸展機構４としても構わない。
この場合には、スライドガラスハンドリングロボット５によって、水伸展が終了した薄切片Ｂ１をスライドガラスＧ上に載置した後、該薄切片Ｂ１をお湯が貯留されている別の水槽に搬送してお湯に浮かべる。このお湯伸展によって、薄切片Ｂ１が伸び易くなるので、水Ｗ１による伸展では取り切れなかった残りの皺や丸み等を取ることができる。よって、さらに高品質な薄切片標本Ｈを作製することができる。
【００８７】
更に、このお湯伸展後、薄切片Ｂ１を載置したスライドガラスＧをホットプレート上に載置することで、スライドガラスＧを通して薄切片Ｂ１にさらに熱を加えることができる。これにより、お湯伸展で取り切れなかった皺や丸み等をさらに取ることができる。このように、お湯が貯留された水槽及びホットプレートを設けることで、より高品質な薄切片標本Ｈを作製できるので、より好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の自動薄切片標本作製装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す自動薄切片標本作製装置で使用される包埋ブロックの斜視図である。
【図３】図１に示す自動薄切片標本作製装置のブロックハンドリングロボットを示す側面図である。
【図４】図３に示すブロックハンドリングロボットの上面図である。
【図５】図１に示す自動薄切片標本作製装置を構成する包埋ブロック加湿装置により、包埋ブロックの表面に水蒸気を当てている状態を示す図である。
【図６】図５に示す包埋ブロックの表面を拡大した図であって、生体組織の表面に空いた微小な罅の中に水蒸気が入り込んでいる状態を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の自動薄切片標本作製装置を示す構成図である。
【図８】図７に示す自動薄切片標本作製装置を構成する包埋ブロック加湿装置の一部拡大図である。
【図９】図８に示す包埋ブロック加湿装置を構成するプーリーとクラッチとモータとの関係を示す図である。
【図１０】図８に示す包埋ブロック加湿装置の変形例を示す図である。
【図１１】図８に示す包埋ブロック加湿装置の別の変形例を示す図である。
【図１２】包埋ブロックの表面を拡大した図である。
【図１３】従来の加湿方法を説明するための図であって、図１２に示す包埋ブロックの表面にミスト（霧状の水滴）を付着させた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
Ｂ…包埋ブロック
Ｅ…水蒸気
Ｇ…スライドガラス（基板）
Ｈ…薄切片標本
Ｓ…生体組織（生体試料）
Ｗ１…水槽内の水（液体）
Ｗ２…タンク内の水（液体）
１…自動薄切片標本作製装置
２…ブロックハンドリングロボット（ブロック搬送機構）
３…自動薄切片作製装置
４…伸展機構
５…スライドガラスハンドリングロボット（転写機構）
１０…固定台
１１、９０…包埋ブロック加湿装置
１２…切断刃
１３…切断機構
１４…切片ハンドリング機構（薄切片搬送機構）
２０…水蒸気発生機構
２１、９１…案内機構
２５…タンク
２６…ヒータ（液体用ヒータ）
２７…温度調整器（ヒータ温度調整器）
２８…配管
２９…気泡発生機構
３０…エアー調整器
４０…案内管
４１…ヒータ（案内管用ヒータ）
４３…温度調整器（案内管温度調整器）
８０…温度センサ（センサ）
８１…位置センサ
８２…制御部
９２…蓄積部
９３…放出機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置、加湿された包埋ブロックを薄切して薄切片を自動的に作製する自動薄切片作製装置、及び、作製された薄切片を基板上に固定して薄切片標本を自動的に作製する自動薄切片標本作製装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、新薬開発において臨床試験に先立ち、実験動物による毒性試験や病理検査等が行われている。これらの試験や検査は、スライドガラス等の基板上に、厚さが数μｍ（例えば、３μｍ〜５μｍ）の薄切片が固定された薄切片標本を用いて行われるものである。薄切片としては、薬物を投与したネズミやウサギ等の実験動物を剖検し、病理検査のために薄切りしたものが使用されている。また、種々の部位（例えば、脳や肺等）毎に作製されている。
【０００３】
このような薄切片標本を作製する装置として、ミクロトームが知られている。ここで、ミクロトームを利用して薄切片試料を作製する一般的な方法について説明する。
まず、ホルマリン固定された生物や動物等の生体試料をパラフィン置換した後、更に周囲をパラフィンで固めて強固にして、ブロック状態の包埋ブロックを作製する。次に、この包埋ブロックを専用の薄切り装置であるミクロトームにセットして、粗削りを行う。この粗削りによって、包埋ブロックの表面が平滑面となると共に、実験や観察の対象物である包埋された生体試料が表面に露出した状態となる。
【０００４】
粗削りが終了した後、本削りを行う。これは、ミクロトームが有する切断刃により、包埋ブロックを上述した厚みで極薄にスライスする工程である。これにより、薄切片を得ることができる。この際、包埋ブロックを可能な限り薄くスライスすることで、薄切片の厚みを細胞レベルの厚みに近付けることができるので、より品質の高い薄切片標本を得ることができる。よって、可能な限り厚さが薄い薄切片を作製することが求められている。なお、この本削りは、必要枚数の薄切片が得られるまで連続して行う。
【０００５】
次いで、本削りによって得られた薄切片を伸展させる伸展工程を行う。つまり、本削りによって作製された薄切片は、上述したように極薄の厚みでスライスされたものであるので、皺がついた状態や、丸まった状態（例えば、Ｕの字状）となってしまう。そこで、この伸展工程によって、皺や丸みを取って伸ばす必要がある。
一般的には、水とお湯を利用して伸展させている。始めに、本削りによって得られた薄切片を水に浮かべる。これにより、生体試料を包埋しているパラフィン同士のくっつきを防止しながら、薄切片の大きな皺や丸みを取ることができる。次に、薄切片をお湯に浮かべる。これにより、薄切片が伸び易くなるので、水による伸展では取りきれなかった残りの皺や丸みを取ることができる。
【０００６】
そして、お湯による伸展が終了した薄切片をスライドガラス等の基板で掬って該基板上に載置する。なお、この時点で仮に伸展が不十分であった場合には、基板ごとホットプレート等に乗せてさらに熱を加える。これにより、薄切片をより伸展させることができる。
最後に、薄切片を乗せた基板を乾燥器内に入れて乾燥させる。この乾燥により、伸展で付着した水分が蒸発すると共に、薄切片が基板上に固定される。その結果、薄切片標本を作製することができる。
【０００７】
ところで、薄切片を作製する際に、包埋ブロックの表面が乾燥していると切断面に皺や変形等が生じる恐れがあるので、包埋ブロックの表面が乾燥しないように対策を施す必要がある。つまり、包埋ブロックを適度に加湿して、乾燥を防止する必要がある。
そこで、包埋ブロックを加湿する装置の１つとして、超音波振動によって霧状の水滴（以下、ミストと称する）を発生させて、該ミストにより包埋ブロックを加湿する装置が既に知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の装置では、まだ以下の課題が残されていた。
始めに、包埋ブロックについて簡単に説明すると、生体材料を包埋している包埋剤は、通常撥水性を有するパラフィンが使用されている。また、生体材料自体もパラフィン置換されているため、表面は撥水性を有している。ところが、図１２に示すように、パラフィン置換されている生体試料Ｓには、表面に微小な罅（ひび）Ｓ１が無数に空いている。よって、包埋ブロックを加湿するためには、この無数の罅Ｓ１を利用して生体試料Ｓの内部から加湿する必要がある。
【０００９】
ところが、この無数の罅Ｓ１は、直径が数百ｎｍ〜１μｍ程度の微小な罅である。そのため、図１３に示すように、ミストＭを発生させて包埋ブロックの表面に付着させたとしても、表面張力の影響を受けてミストＭが罅Ｓ１の入り口で弾かれて易かった。よって、罅Ｓ１の中までミストＭを容易に侵入させることが難しく、多大な時間が必要であった。
一方、加湿に費やす時間を短縮するため、ミスト量を増やした場合には、新たな不都合が生じてしまうものであった。つまり、ミスト量を増やした場合には、包埋ブロックの表面に過度のミストＭが付着することになる。すると、過度のミストＭが蒸発する際の蒸発潜熱によって、包埋ブロックの表面温度が低下（２℃程度）し、包埋ブロックが熱収縮してしまう不都合があった。その結果、包埋ブロックを薄切することで得られる薄切片の厚みにばらつきが生じてしまう恐れがあった。
【００１０】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、包埋ブロックの表面温度に極力影響を与えずに短時間で包埋ブロックを加湿することができる包埋ブロック加湿装置、該包埋ブロック加湿装置を有する自動薄切片作製装置、及び、自動薄切片作製装置を有する自動薄切片標本作製装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置であって、所定温度に加熱された水蒸気を発生させる水蒸気発生機構と、発生した前記水蒸気が予め決められた待機位置にセットされた前記包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、包埋ブロックが待機位置にセットされているときに、案内機構が水蒸気発生機構によって発生した水蒸気を包埋ブロックまで案内して、該水蒸気を包埋ブロックの表面に当たるように吹き付ける。特に、従来のミストとは異なり、気体である水蒸気を包埋ブロックに当てているので、パラフィン置換されている生体試料の表面に空いている微小な罅の中に水蒸気が容易に入り込む。この際、水蒸気は、所定温度に加熱されているので、罅の中に入り込んだ後に生体試料に接すると罅の内部で結露した状態となる。これにより、生体試料を内部から湿らせることができる。その結果、包埋ブロックを加湿することができる。
【００１３】
特に、気体である水蒸気を利用するので、罅が微小であっても水蒸気を確実に罅の中に入り込ませることができる。従って、短時間で加湿することができる。しかも、罅の中に水蒸気が入り込むので、少量の水蒸気で十分に加湿行うことができる。よって、従来のように過度のミストの蒸発によって引き起こされていた包埋ブロックの温度低下が生じ難い。よって、包埋ブロックが熱収縮してしまうことを防止できる。その結果、包埋ブロックを最適な状態に加湿することができ、高品質な薄切片の作製に貢献することができる。
【００１４】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記水蒸気発生機構が、液体が貯留されたタンクと、前記液体を加熱する液体用ヒータと、該液体用ヒータの温度を調整するヒータ温度調整器と、前記液体に浸かるように前記タンク内に挿し込まれた配管を有し、該配管にエアーを供給して配管の先端から無数の気泡を液体中に発生させる気泡発生機構と、前記エアーの供給量を調整するエアー調整器と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、気泡発生機構の配管にエアーを供給すると、配管の先端から無数の気泡がタンクに貯留された液体中に発生する。そして、これら無数の気泡は、周囲の液体と接触するので、両者の間には気液界面が形成される。この際、液体は液体用ヒータによって加熱されているので、液体は気液界面を通して気泡の内部の気体内に蒸発し、該気体を加湿する。特に、気泡は小さく体積に対して表面積が大きくなるので、気泡内の気体は短時間でほぼ飽和蒸気圧まで加湿される。そのため、無数の気泡が液体の上面に達した時点で弾けると、タンク内に所定温度に加熱された水蒸気が発生する。このように、簡単な構成で水蒸気を確実に発生させることができる。しかも、ヒータ温度調整器によって、液体用ヒータの温度を調整できるので、液体の温度を自在にコントロールして水蒸気の温度を所望する温度に調整できる。よって、水蒸気を利用して包埋ブロックを確実に加湿することができる。
また、エアー調整器によって配管に供給するエアーの供給量を調整できるので、発生する水蒸気の量を適宜調整することができる。よって、包埋ブロックの表面温度変化をできるだけ抑えながら、加湿を確実に行うといったことが可能である。
【００１６】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記包埋ブロックの表面温度を測定するセンサを備え、前記ヒータ温度調整器が、発生する前記水蒸気の温度が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように、前記液体用ヒータの温度を調整することを特徴とするものである。
【００１７】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、センサを備えているので、加湿されている包埋ブロックの表面温度を正確に知ることができる。そして、ヒータ温度調整器は、包埋ブロックの表面温度に基づいて液体用ヒータの温度を調整し、水蒸気の温度が包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように調整することができる。これにより、包埋ブロックの温度よりも過度に高い温度の水蒸気を包埋ブロックに当ててしまうことがない。従って、包埋ブロックが温度変化してしまうことを最小限に抑えながら、水蒸気を利用して該包埋ブロックを確実に加湿することができる。
【００１８】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記エアー調整器が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度に基づいて、前記エアーの供給量を調整することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、エアー調整器が、包埋ブロックの表面温度に基づいて配管に供給するエアーの供給量を調整するので、包埋ブロックに過度の水蒸気が当たりすぎて温度が変化してしまうことを防止することができる。従って、包埋ブロックが温度変化してしまうことをさらに確実に抑えることができる。
【００２０】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記案内機構が、前記水蒸気を前記包埋ブロックまで案内する案内管と、該案内管を加熱する案内管用ヒータと、該案内管用ヒータの温度を調整する案内管温度調整器と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、水蒸気発生機構によって発生した水蒸気が、案内管の内部を通って包埋ブロックまで案内される。この際、案内管は、案内管用ヒータによって加熱されているので、内部を通過している水蒸気を加熱することができる。よって、仮に案内管が長い管路であったとしても、包埋ブロックに案内されるまでの間に、水蒸気の温度が包埋ブロックの温度よりも低くなってしまうことがない。
よって、案内管を自由に設計することができるうえ、包埋ブロックの加湿を確実に行うことができる。しかも、案内管温度調整器によって、案内管用ヒータの温度を自在に調整できるので、水蒸気の温度を所定温度に保ったまま、包埋ブロックまで確実に案内することができる。
【００２２】
また、本発明に係る包埋ブロック加湿装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置において、前記案内機構が、前記水蒸気を一旦溜め込む蓄積部と、溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させる放出機構と、を備え、放出した前記水蒸気を前記包埋ブロックに案内することを特徴とするものである。
【００２３】
この発明に係る包埋ブロック加湿装置においては、案内機構が水蒸気発生機構によって発生した水蒸気を包埋ブロックまで案内する際に、一旦蓄積部に水蒸気を溜め込んで蓄積する。そして、水蒸気が所定量蓄積された後、案内機構は放出機構により溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させると共に、この放出した水蒸気を包埋ブロックまで案内する。これにより、ある程度まとまった量の水蒸気を包埋ブロックに供給できるので、より短時間で加湿を行うことができる。従って、スループットを向上でき、より効率の良い薄切片の作製に貢献することができる。
【００２４】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の包埋ブロック加湿装置と、前記包埋ブロックを載置固定する固定台と、前記待機位置から離間した位置に配置された切断刃を有し、待機位置と切断刃との間で前記固定台を移動させ、前記包埋ブロックを所定の厚みで切断して薄切片を切り出す切断機構と、切り出された前記薄切片を搬送する薄切片搬送機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、まず、手動或いはロボット等により、包埋ブロックを載置台上に載置固定する。そして、切断機構により固定台が移動して、載置された包埋ブロックが待機位置にセットされると、包埋ブロック加湿装置が包埋ブロックを加湿し始める。これにより、包埋ブロックは、待機位置にいる間、温度変化がほとんどない状態で最適に加湿される。
次に、切断機構は、固定台を切断刃に向けて移動させて、包埋ブロックを所定の厚み（例えば、５μｍの極薄）でシート状に切断（スライス）する。これにより、薄切片を切り出して作製することができる。そして、作製された薄切片は、薄切片作製装置により搬送される。このように、薄切片を自動的に次々と作製して次工程に受け渡すことができる。
【００２６】
特に、包埋ブロックは、上述したように温度変化がない状態で最適に加湿されているので、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片を作製することができる。よって、高品質な薄切片を作製することができる。また、包埋ブロックを短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮してスループットを向上することができる。
【００２７】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置において、前記包埋ブロックが前記待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサと、前記包埋ブロックが前記待機位置に位置していると前記位置センサが検出したときに、前記水蒸気発生機構を作動させる制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２８】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、包埋ブロックが待機位置に位置すると、位置センサがその旨を制御部に知らせる。すると、制御部は、これを受けて、水蒸気発生機構を作動させる。これにより、待機位置に来た包埋ブロックを速やかに加湿することができる。特に、包埋ブロック加湿装置を無駄に作動させることがないので、省電力化を図ることができるうえ、ランニングコストを抑え易い。
【００２９】
また、本発明に係る自動薄切片作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置において、前記切断機構が、前記水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、前記固定台を移動させることを特徴とするものである。
【００３０】
この発明に係る自動薄切片作製装置においては、切断機構は、水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、固定台を移動させて薄切片の作製を行わせるので、常に最適な加湿状態となった包埋ブロックから薄切片を作製することができる。従って、高品質な薄切片をより安定して作製することができる。
【００３１】
この発明に係る自動薄切片標本作製装置は、上記本発明の自動薄切片作製装置と、前記包埋ブロックを前記固定台上に搬送するブロック搬送機構と、前記薄切片搬送機構によって搬送された前記薄切片を、少なくとも液体に浮かべて伸展させる伸展機構と、伸展された前記薄切片を、基板上に転写させて薄切片標本を作製する転写機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る自動薄切片標本作製装置においては、ブロック搬送機構を備えているので、複数の包埋ブロックを簡単且つ容易に、順々と固定台上に搬送することができる。また、薄切片搬送機構によって搬送された薄切片は、伸展機構が有する、例えば水等の液体に浮かばされて伸展される。これにより薄切片は、表面張力によって切断時に生じた皺や丸みが取れて伸びた状態となるので、伸展される。そして、伸展された薄切片は、転写機構によってスライドガラス等の基板上に転写される。これより、基板上に薄切片が転写された薄切片標本を作製することができる。
【００３３】
特に、自動薄切片作製装置によって作製された薄切片は、厚みができるだけ均一で高品質な薄切片であるので、薄切片標本に関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本を用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る包埋ブロック加湿装置によれば、包埋ブロックの表面温度に極力影響を与えずに、短時間で該包埋ブロックを最適な状態に加湿することができる。
また、本発明に係る自動薄切片作製装置によれば、上述した包埋ブロック加湿装置を備えているので、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片を包埋ブロックから作製することができる。よって、高品質な薄切片を作製することができる。また、包埋ブロックを短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮して全体のスループットを向上することができる。
また、本発明に係る自動薄切片標本作製装置によれば、上述した自動薄切片作製装置を備えているので、薄切片標本に関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本を用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１から図６を参照して説明する。なお、本実施形態では、生体試料として、鼠等の実験動物から採取した生体組織Ｓを例に挙げて説明する。
本実施形態の自動薄切片標本作製装置１は、生体組織Ｓが包埋剤に包埋された包埋ブロックＢから作製された薄切片Ｂ１を、スライドガラス（基板）Ｇ上に転写させて薄切片標本Ｈを作製する装置である。
【００３６】
自動薄切片標本作製装置１は、図１に示すように、包埋ブロックＢを固定台１０上に搬送するブロックハンドリングロボット（ブロック搬送機構）２と、搬送された包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１を作製する自動薄切片作製装置３と、該自動薄切片作製装置３の切片ハンドリング機構（薄切片搬送機構）１４によって搬送された薄切片Ｂ１を、少なくとも水（液体）Ｗ１に浮かべて伸展させる伸展機構４と、伸展された薄切片Ｂ１を、スライドガラスＧ上に転写させて薄切片標本Ｈを作製するスライドガラスハンドリングロボット（転写機構）５と、を備えている。
【００３７】
上記自動薄切片作製装置３は、包埋ブロックＢを所定の厚みで切断して、シート状の薄切片Ｂ１を切り出して作製する装置である。
即ち、自動薄切片作製装置３は、上記ブロックハンドリングロボット２によって搬送された包埋ブロックＢを載置固定する固定台１０と、該固定台１０上に固定された包埋ブロックＢを待機位置（矢印Ｐで示す位置）で加湿する包埋ブロック加湿装置１１と、待機位置から離間した位置に配置された切断刃１２を有し、待機位置と切断刃１２との間で固定台１０を移動させ、包埋ブロックＢから上記薄切片Ｂ１を切り出す切断機構１３と、切り出された薄切片Ｂ１を搬送する上記切片ハンドリング機構１４と、を備えている。
【００３８】
包埋ブロックＢは、図２に示すように、ホルマリン固定された生体組織Ｓ内の水分をパラフィン置換した後、さらに周囲をパラフィン等の包埋剤によってブロック状に固めたものである。これにより、生体組織Ｓがパラフィン内に包埋された状態となっている。
このように構成された包埋ブロックＢは、図１に示すように、後述するＺステージ５２上に固定されたカセット１５上に載置固定されている。そして、包埋ブロックＢは、後述するＸステージ５１の移動によって、待機位置と切断刃１２との間で往復移動するようになっている。
【００３９】
包埋ブロック加湿装置１１は、所定温度に加熱された水蒸気Ｅを発生させる水蒸気発生機構２０と、発生した水蒸気Ｅを待機位置にセットされた包埋ブロックＢの表面に当たるように、該水蒸気Ｅを包埋ブロックＢまで案内する案内機構２１と、を備えている。
【００４０】
水蒸気発生機構２０は、水（液体）Ｗ２が貯留されたタンク２５と、タンク２５内の水Ｗ２を加熱するヒータ（液体用ヒータ）２６と、該ヒータ２６の温度を調整する温度調整器（ヒータ温度調整器）２７と、水Ｗ２に浸かるようにタンク２５内に挿し込まれた配管２８を有し、該配管２８にエアーを供給して配管２８の先端から無数の気泡を水中に発生させる気泡発生機構２９と、エアーの供給量を調整するエアー調整器３０と、を備えている。
【００４１】
タンク２５は、上部に密閉部材２５ａが取り付けられており、内部が密閉された状態となっている。このタンク２５は、上記ヒータ２６が内蔵されたラバーヒータ３１によって周囲が囲まれている。このヒータ２６は、上記温度調整器２７に電気的に接続されており、発熱量がコントロールされている。温度調整器２７は、タンク２５内に取り付けられた温度センサ３２からの測定結果を受けて、ヒータ２６の発熱量を調整している。これにより、タンク２５内に貯留されている水Ｗ２の温度を、一定の温度（例えば、４０℃）に設定することが可能とされている。
また、温度調整器２７には、後述する温度センサ（センサ）８０から包埋ブロックＢの表面温度が送られてくるようになっている。そして、温度調整器２７は、タンク２５内に発生する水蒸気Ｅの温度が、送られてきた包埋ブロックＢの表面温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように（例えば、＋２℃だけ高くなるように）、ヒータ２６の温度を調整してタンク２５内の水Ｗ２の温度を調整するようになっている。
【００４２】
上記配管２８は、先端が密閉部材２５ａを突き抜けてタンク２５内に貯留されている水Ｗ２の中に浸かっていると共に、基端側がタンク２５から離れた位置に配置されたコンプレッサー等のエアー供給源３５に接続されている。これら配管２８及びエアー供給源３５は、気泡発生機構２９として機能する。
エアー供給源３５とタンク２５との間における配管２８には、開閉制御器３６によって開閉する電磁バルブ３７が介在されている。つまり、開閉制御器３６の信号を受けて、電磁バルブ３７が開閉することで、エアー供給源３５から供給されるエアーの供給量を調整できるようになっている。即ち、これら電磁バルブ３７及び開閉制御器３６は、上記エアー調整器３０として機能する。
また、開閉制御器３６には、温度調整器２７と同様に、温度センサ８０から包埋ブロックＢの表面温度が送られてくるようになっている。そして、開閉制御器３６は、包埋ブロックＢの表面温度に基づいてエアーの供給量を調整している。なお、エアーの供給量に比例して、タンク２５内に水蒸気Ｅが発生するようになっている。
【００４３】
上記配管２８の先端は、丸みを帯びた略球形に形成されており、表面に微小開口２８ａが無数に空いている。そのため、配管２８を通ってきたエアーは、先端に達した時点で無数の微小開口２８ａを通って外側に漏れ出す。これにより、水中に無数の気泡Ｖを発生させることができるようになっている。しかも、タンク２５内の水Ｗ２はヒータ２６によって加熱されているので、無数の気泡Ｖが水面に浮上するまでの間に加熱された状態となる。よって、気泡Ｖの内部の気体は、加熱された状態となる。これより、無数の気泡Ｖが水面で弾けた時点で、タンク２５内に所定温度に加熱された水蒸気Ｅが発生するようになっている。
このように構成された水蒸気発生機構２０のエアー供給源３５及び開閉制御器３６は、後述する制御部８２によって作動が制御されている。
【００４４】
ここで、タンク２５には、上記配管２８とは別に案内管４０の基端が密閉部材２５ａを突き抜けて挿し込まれている。この際、案内管４０は、タンク２５内に貯留された水Ｗ２に触れないように挿し込まれている。そして、案内管４０は、先端が待機位置にセットされた包埋ブロックＢの近傍に位置するように延出されている。この際、案内管４０の先端は、末広がり形状に形成されており、待機位置にセットされた包埋ブロックＢに上方から被されるようにセットされている。
このように、タンク２５と包埋ブロックＢとの間に案内管４０がセットされているので、タンク２５内に発生した水蒸気Ｅは、案内管４０を通って包埋ブロックＢまで案内された後、包埋ブロックＢの表面に吹き付けられるようになっている。
【００４５】
ところで、案内管４０の途中には、該案内管４０を加熱するヒータ（案内管用ヒータ）４１が内蔵されたラバーヒータ４２が案内管４０の周囲を覆うように取り付けられている。このヒータ４１は、温度調整器（案内管温度調整器）４３に電気的に接続されており、発熱量がコントロールされている。温度調整器４３は、案内管４０の内部に取り付けられた温度センサ４４からの測定結果を受けて、ヒータ４１の発熱量を調整している。これにより、案内管４０を通過する水蒸気Ｅの温度をタンク２５内で発生させたときの温度のままで、包埋ブロックＢまで案内できるようになっている。
上述した案内管４０、ヒータ４１及び温度調整器４３は、上記案内機構２１として機能する。
【００４６】
ところで、包埋ブロックＢを固定する固定台１０は、切断刃１２に向かうＸ方向に伸びたガイドレール５０に沿って移動可能なＸステージ５１と、該Ｘステージ５１上に取り付けられ、鉛直方向に向かうＺ方向に移動可能なＺステージ５２とから構成されている。
ガイドレール５０は、切断刃１２を越えた反対側にまで延びた状態で取り付けられている。Ｘステージ５１は、図示しないモータ等によって、ガイドレール５０上を往復運動するようになっている。また、Ｚステージ５２には、内部に図示しないピエゾ素子等が組み込まれており、電圧が印加されることでＺ方向に一定量毎上昇するように高さ制御されている。この際、Ｚステージ５２は、Ｘステージ５１がガイドレール５０を１往復する毎に、一定量だけ上昇するように制御されている。
【００４７】
これにより、Ｚステージ５２上にカセット１５を介して載置固定された包埋ブロックＢは、Ｘステージ５１の移動に伴って切断刃１２に向けて移動して、該切断刃１２によって切断されるようになっている。この際、Ｚステージ５２によって高さ制御されているので、所定の厚み（例えば、５μｍ）で表面が切断される。その結果、シート状の薄切片Ｂ１が作製される。これについては、後に詳細に説明する。なお、Ｘステージ５１の往復運動と、該往復運動に同期したＺステージ５２の上昇とによって、包埋ブロックＢから複数毎の薄切片Ｂ１が次々と作製されるようになっている。上述したガイドレール５０、Ｘステージ５１、Ｚステージ５２及び切断刃１２は、上記切断機構１３を構成している。
【００４８】
固定台１０の上方には、ガイドレール５０と同じＸ方向に延びる水平ガイドレール５５が図示しない支持部によって取り付けられている。また、この水平ガイドレール５５の下方には、ガイドレール５０側から順に水（液体）Ｗ１を貯留した水槽５６と、未使用のスライドガラスＧを収納するスライドガラス収納棚５７と、作製された薄切片標本Ｈを収納する収納棚５８とが設けられている。
【００４９】
また、水平ガイドレール５５には、該水平ガイドレール５５に沿って移動可能な水平ステージ６０が取り付けられている。そして、この水平ステージ６０には、Ｚ方向に移動可能であると共に、包埋ブロックＢから切り出された薄切片Ｂ１を、例えば静電気を利用して先端に吸着可能なアーム部６１が取り付けられている。なお、静電気に限られず、吸引力や接着剤等を利用して薄切片Ｂ１を捕らえても構わない。
アーム部６１は、吸着した薄切片Ｂ１を水槽５６まで搬送し、貯留された水Ｗ１に浮かべるようになっている。即ち、水平ガイドレール５５、水平ステージ６０及びアーム部６１は、上記切片ハンドリング機構１４を構成している。
【００５０】
また、水平ガイドレール５５には、上記水平ステージ６０、６５に加え、該水平ガイドレール５５に沿って移動可能な別の水平ステージ６５が取り付けられている。なお、この水平ステージ６５は、単に水平方向に移動するだけでなく、Ｚ軸回りに回転可能とされている。この水平ステージ６５には、Ｚ方向に直交する一軸回りに回転可能な状態でスライドガラス把持ロボット６６が取り付けられている。また、スライドガラス把持ロボット６６は、一定距離離間した状態で平行に配されると共に互いの距離を接近離間自在に調整可能な一対のアーム部６６ａを備えている。
【００５１】
そしてこれら水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６をそれぞれ適宜作動させることで、スライドガラス収納棚５７から未使用のスライドガラスＧを把持すると共に、水槽５６内に浮いている薄切片Ｂ１を、把持したスライドガラスＧ上に転写して薄切片標本Ｈを作製することができるようになっている。更には、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８に収納することもできるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。
これら上述した水平ガイドレール５５、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６は、上記スライドガラスハンドリングロボット５を構成している。なお、本実施形態では、水平ガイドレール５５が、切片ハンドリング機構１４及びスライドガラスハンドリングロボット５を共に構成する兼用部品となっている。
【００５２】
また、水槽５６とは反対側には、図１、図３及び図４に示すように、ガイドレール５０に隣接して、Ｚ方向に延びるＺ軸ガイドレール７０が取り付けられている。このＺ軸ガイドレール７０には、該Ｚ軸ガイドレール７０に沿って移動可能な昇降ステージ７１が取り付けられている。また、昇降ステージ７１には、水平方向に延びた水平ガイドレール７２が取り付けられている。そして、この水平ガイドレール７２に、該水平ガイドレール７２に沿って移動可能な水平ステージ７３が取り付けられている。なお、水平ステージ７３は、単に水平方向に移動するだけでなく、Ｚ軸回りに回転可能とされている。
【００５３】
また、水平ステージ７３には、一定距離離間した状態で平行に配されると共に、互いの距離を接近離間自在に調整可能な一対のアーム部７４ａを有する把持ロボット７４が取り付けられている。そして、昇降ステージ７１、水平ステージ７３及び把持ロボット７４をそれぞれ適宜作動させることで、包埋ブロックＢを固定台１０上に搬送することができるようになっている。これについては、後に詳細に説明する。上述したＺ軸ガイドレール７０、昇降ステージ７１、水平ガイドレール７２、水平ステージ７３及び把持ロボット７４は、上記ブロックハンドリングロボット２として機能する。
【００５４】
ところで、図１に示すように、案内管４０の先端側には、包埋ブロックＢが待機位置に位置しているときに、該包埋ブロックＢの表面温度を測定する温度センサ８０が設けられている。この温度センサ８０は、例えば包埋ブロックＢの表面温度を非接触で測定するセンサであり、測定結果を温度調整器２７、４３にそれぞれ出力している。
また、ガイドレール５０には、包埋ブロックＢが待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサ８１が設けられている。この位置センサ８１は、例えば光学的に位置を検出するセンサであり、測定結果を制御部８２に出力している。一方、制御部８２は、位置センサ８１から包埋ブロックＢが待機位置に位置しているとの信号を受けたときに、水蒸気発生機構２０を作動させるようになっている。即ち、エアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させるようになっている。
【００５５】
また、制御部８２は、水蒸気発生機構２０を作動させた際、所定時間経過した後に、固定台１０を待機位置から移動させるように切断機構１３を制御するようになっている。これにより、包埋ブロックＢの加湿を確実に行った後に、薄切片Ｂ１の作製を行うことが可能とされている。
【００５６】
次に、このように構成された自動薄切片標本作製装置１により、包埋ブロックＢから数枚の薄切片標本Ｈを作製する場合について、以下に説明する。
まず、作業者は、包埋ブロックＢをブロックハンドリングロボット２の把持ロボット７４が有する一対のアーム部７４ａ間に位置させる。すると、把持ロボット７４は、図４に示すように、包埋ブロックＢが載置されているカセット１５を一対のアーム部７４ａで挟持し、包埋ブロックＢを作業者から受け取る。そして、ブロックハンドリングロボット２は、包埋ブロックＢを受け取った後、カセット１５を挟持したまま昇降ステージ７１及び水平ステージ７３を適宜作動させて、図３に示すように、包埋ブロックＢを固定台１０まで搬送して該固定台１０上に載置する。
【００５７】
固定台１０上に包埋ブロックＢが載置されると、Ｘステージ５１が移動して包埋ブロックＢを待機位置にセットする。これと同時に、切片ハンドリング機構１４の水平ステージ６０が水平ガイドレール５５に沿って移動して、アーム部６１の先端が包埋ブロックＢの切断開始位置近傍に待機した状態となる。
ところで、包埋ブロックＢが待機位置にセットされると、位置センサ８１が待機位置にセットされたことを検出して、その旨を制御部８２に知らせる。制御部８２は、これを受けて、エアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させる。
【００５８】
すると、エアー供給源３５が配管２８の内部にエアーを供給し始めると共に、開閉制御器３６が電磁バルブ３７を開状態にして、供給されたエアーを配管２８の先端に向かって送り込む。そして、供給されたエアーが配管２８を通って先端側まで達すると、無数の微小開口２８ａを通って外部に放出される。これにより、タンク２５内に貯留された水中には、無数の気泡Ｖが発生する。これら無数の気泡Ｖは、周囲の液体Ｗ２と接触するので、両者の間には気液界面が形成される。この際、液体Ｗ２はヒータ２６によって加熱されているので、液体Ｗ２は気液界面を通して気泡Ｖの内部の気体内に蒸発し、該気体を加湿する。特に、気泡Ｖは小さく体積に対して表面積が大きくなるので、気泡Ｖ内の気体は短時間でほぼ飽和蒸気圧まで加湿される。そのため、無数の気泡Ｖが水面で弾けることで、タンク２５内に所定温度に加熱された水蒸気Ｅが発生する。
【００５９】
一方、タンク２５内に発生した水蒸気Ｅは、案内管４０を通って該案内管４０の先端に向かって進み、包埋ブロックＢまで案内される。これにより、図５に示すように、水蒸気Ｅを包埋ブロックＢの表面に当たるように吹き付けることができる。特に、従来のミストとは異なり、気体である水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに当てているので、図６に示すように、パラフィン置換されている生体組織Ｓの表面に空いている微小な罅Ｓ１の中に水蒸気Ｅが容易に入り込む。この際、水蒸気Ｅは、所定温度に加熱されているので、罅Ｓ１の中に入り込んだ後に生体組織Ｓに接すると、罅Ｓ１の内部で結露した状態となる。これにより、生体組織Ｓを内部から湿らせることができる。その結果、包埋ブロックＢを加湿することができる。
【００６０】
特に、気体である水蒸気Ｅを利用するので、罅Ｓ１が微小であっても水蒸気Ｅを確実に罅Ｓ１の中に入り込ませることができる。従って、短時間で包埋ブロックＢを加湿することができる。しかも、罅Ｓ１の中に水蒸気Ｅが入り込むので、少量の水蒸気Ｅで加湿を十分に行うことが可能である。よって、従来のように過度のミストの蒸発によって引き起こされていた包埋ブロックＢの温度低下が生じ難い。従って、包埋ブロックＢの熱収縮を防止しながら、該包埋ブロックＢを最適な状態に加湿し続けることができる。
【００６１】
特に、上述した加湿を行っている間、温度センサ８０が包埋ブロックＢの表面温度を正確に測定しており、その旨を温度調整器２７、４３にそれぞれ出力している。温度調整器２７は、包埋ブロックＢの表面温度に基づいて、ヒータ２６の発熱量をコントロールして水蒸気Ｅの温度が包埋ブロックＢの温度よりも２℃程度高い温度になるようにタンク２５内の水Ｗ２の温度を調整している。これにより、包埋ブロックＢの温度よりも過度に高い温度の水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに当ててしまうことがない。従って、包埋ブロックＢが温度変化してしまうことを抑えつつ、水蒸気Ｅを利用して包埋ブロックＢを確実に加湿することができる。
【００６２】
また、同様にエアー調整器３０を構成する開閉制御器３６は、温度センサ８０から送られてくる包埋ブロックＢの表面温度に基づいて、電磁バルブ３７の開閉度を調整することで、エアーの供給量をコントールしている。つまり、水蒸気Ｅの発生量を調整している。そのため、包埋ブロックＢに過度の水蒸気Ｅが当たりすぎて温度が変化してしまうことを防止することができる。従って、この点においても包埋ブロックＢが温度変化してしまうことを効果的に抑えることができる。
【００６３】
更に、水蒸気Ｅを包埋ブロックＢまで案内する案内管４０は、ヒータ４１によって加熱されているので、内部を通過する水蒸気Ｅを加熱することができる。よって、仮に案内管４０が長い管路であったとしても、包埋ブロックＢに案内されるまでの間に、水蒸気Ｅの温度が包埋ブロックＢの温度よりも低い温度になってしまうことがなく、タンク２５内で発生した温度のまま包埋ブロックＢに導くことができる。よって、案内管４０を自由に設計することができるうえ、包埋ブロックＢの加湿を確実に行うことができる。
【００６４】
また、位置センサ８１からの信号を受けて、水蒸気発生機構２０を作動させて加湿を開始しているので、待機位置に来た包埋ブロックＢを速やかに加湿することができると共に、水蒸気発生機構２０を無駄に作動させることがない。よって、省電力化を図ることができるうえ、ランニングコストを抑え易い。
【００６５】
上述したように、包埋ブロックＢは、待機位置にいる間、包埋ブロック加湿装置１１によって温度変化がほとんどない状態で最適に加湿されている。
そして、制御部８２は、水蒸気発生機構２０が作動してから所定時間経過後に、Ｘステージ５１をガイドレール５０に沿って待機位置から切断刃１２に向かって移動させ、該切断刃１２によって包埋ブロックＢを所定の厚み（例えば、５μｍ）でシート状にスライスする。これにより、包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１が切り出される。
【００６６】
一方、包埋ブロックＢの切断開始位置近傍に先端が待機したアーム部６１は、切断刃１２によって包埋ブロックＢから切り出され始めた薄切片Ｂ１を静電気によって吸着する。そして、Ｘステージ５１の移動に合わせて、アーム部６１が取り付けられた水平ステージ６０が水平ガイドレール５５に沿って動く。これにより、薄切片Ｂ１に外力を加えることなく、アーム部６１の先端に、薄切片Ｂ１を確実に吸着させることができる。
【００６７】
切片ハンドリング機構１４は、アーム部６１の先端に薄切片Ｂ１を吸着した後、水平ステージ６０を移動させて薄切片Ｂ１を搬送する。そして、伸展機構４が有する水槽５６の上方にアーム部６１が達したときに、該アーム部６１をＺ方向に下降させて先端を水Ｗ１の中に入れる。これにより、アーム部６１の先端に吸着されていた薄切片Ｂ１は、吸着が解かれて水Ｗ１に浮かんだ状態となる。水Ｗ１に浮かんだ薄切片Ｂ１は、表面張力により切断時に生じた皺や丸みが取れて伸び、伸展した状態となる。
【００６８】
一方、上述した薄切片Ｂ１の切り出し及び搬送に合わせて、スライドガラスハンドリングロボット５は、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラス収納棚５７から未使用のスライドガラスＧを１枚取り出し、水槽５６の上方にて待機している。
即ち、まず水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラス把持ロボット６６の一対のアーム部６６ａをスライドガラス収納棚５７に挿し込ませる。次いで、一対のアーム部６６ａを互いに接近させるように作動させて、未使用のスライドガラスＧを１枚挟み込んで挟持固定する。そして、スライドガラスＧを挟持したまま、再度水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、スライドガラスＧを引き出し、水槽５６の上方に移動させる。そしてこの状態のまま、水槽５６に薄切片Ｂ１が搬送されてくるまで待機する。
【００６９】
そして、上述したように水槽５６内に薄切片Ｂ１が搬送されて、水Ｗ１に浮かんだ状態が一定時間経過した後、図１に示すように、スライドガラスハンドリングロボット５は、水平ステージ６５及びスライドガラス把持ロボット６６を適宜作動させて、把持しているスライドガラスＧを用いて水Ｗ１に浮かんでいる薄切片Ｂ１を掬い上げる。これにより薄切片Ｂ１は、スライドガラスＧ上に転写された状態となる。その結果、薄切片標本Ｈが作製される。最後にスライドガラスハンドリングロボット５は、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８まで搬送し、該収納棚５８に入れて保管する。
【００７０】
上述したように、本実施形態の自動薄切片標本作製装置１によれば、包埋ブロックＢから薄切片標本Ｈを自動的に作製して、作製した薄切片標本Ｈを収納棚５８に保管させることができる。よって、作業者の負担を軽減することができる。また、Ｘステージ５１をＸガイドレール５０に沿って往復運動させることで、１つの包埋ブロックＢから必要な枚数の薄切片Ｂ１を自動で作製して、薄切片標本Ｈを作製することができる。
なお、ブロックハンドリングロボット２は、必要枚数の薄切片Ｂ１の作製が終了すると、使用済みの包埋ブロックＢを固定台１０上から搬送する。これにより作業者は、使用済みの包埋ブロックＢを、新しい次の包埋ブロックＢに取り替えることができる。そして、上述した各工程を繰り返すことで、次の包埋ブロックＢから必要枚数の薄切片標本Ｈを自動的に作製することができる。
【００７１】
特に、本実施形態の自動薄切片標本作製装置１によれば、包埋ブロック加湿装置１１を有する自動薄切片作製装置３を備えているので、温度変化がほとんどない状態で最適に加湿された包埋ブロックＢから薄切片Ｂ１を作製することができる。そのため、厚みのばらつきを抑えて、できるだけ均一な厚みの薄切片Ｂ１を作製することができる。よって、高品質な薄切片Ｂ１を作製することができる。また、包埋ブロックＢを待機位置で短時間に加湿できるので、加湿に費やす時間を短縮でき、スループットを向上することができる。
また、上述した高品質な薄切片Ｂ１を利用して薄切片標本Ｈを作製するので、該薄切片標本Ｈに関しても高品質なものを作製することができる。よって、この薄切片標本Ｈを用いた各種の試験や検査等の精度をより高めることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態を、図７から図１１を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、水蒸気発生機構２０で発生した水蒸気Ｅを常時包埋ブロックＢまで案内する構成であったが、第２実施形態では、水蒸気発生機構２０で発生した水蒸気Ｅを一旦溜め込んで蓄積した後、ある程度まとまった量の水蒸気Ｅを一気に案内することができるように構成されている点である。
【００７３】
即ち、本実施形態の包埋ブロック加湿装置９０は、図７及び図８に示すように、水蒸気Ｅを一旦溜め込む蓄積部９２と、溜め込んだ水蒸気Ｅを蓄積部９２の外部に一度に放出させる放出機構９３と、を備えた案内機構９１を備えている。
蓄積部９２は、円筒状に形成されたシリンダーであり、案内管４０の途中に介在した状態で取り付けられている。具体的には、蓄積部９２の一端側に、タンク２５に挿し込まれた側の案内管４０と、包埋ブロックＢの近傍まで延出している側の案内管４０と、がそれぞれ接続されている。つまり、水蒸気発生機構２０によって発生した水蒸気Ｅは、タンク２５側から蓄積部９２の内部に流入して溜め込まれるようになっている。そして、溜め込まれた水蒸気Ｅは、放出機構９３によって蓄積部９２の内部から包埋ブロックＢの近傍まで延出している案内管４０に押し出されることで、包埋ブロックＢに向けて案内されるようになっている。
【００７４】
この際、蓄積部９２と案内管４０との接続部分には、水蒸気Ｅの流れを一方向に規制する弁９４、９５がそれぞれ設けられている。このうち、タンク２５に挿し込まれた側の案内管４０と蓄積部９２との接続部分に設けられた弁９４は、蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅが流入することを許容すると共に、蓄積部９２からタンク２５側に水蒸気Ｅが流出することを規制するように取り付けられている。これにより、水蒸気Ｅを蓄積部９２内に確実に流れ込ませることができると共に、蓄積した水蒸気Ｅを放出する際にタンク２５側に逆流してしまうことを防止することができるようになっている。
一方、包埋ブロックＢの近傍まで延出した側の案内管４０と蓄積部９２との接続部分に設けられた弁９５は、蓄積部９２から包埋ブロックＢ側に水蒸気Ｅが流出することを許容すると共に、外部から蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅが流入することを規制するように取り付けられている。これにより、水蒸気Ｅを蓄積部９２内に確実に溜め込むことができると共に、蓄積した水蒸気Ｅを包埋ブロックＢ側に確実に放出することができるようになっている。
【００７５】
このように構成された蓄積部９２の内部には、ピストン軸９６ａが蓄積部９２の他端側から挿し込まれたピストン９６が移動可能に収容されている。ピストン軸９６ａには、図８及び図９に示すように、モータＭによって回転軸Ｌ回りに回転するプーリー９７に巻回されたワイヤ９８が接続されている。これにより、モータＭを回転駆動することで、ピストン９６を引き込んで蓄積部９２の内部に水蒸気Ｅを溜め込むことができるようになっている。なお、蓄積部９２は、内部に１Ｌから５Ｌ程度の水蒸気Ｅを溜め込むことが可能とされている。
【００７６】
ところで、モータＭとプーリー９７との間には、両者の連結を解除可能なクラッチ９９が取り付けられており、任意のタイミングでプーリー９７をモータＭから切り離すことができるようになっている。また、ピストン９６と蓄積部９２との間にはコイルバネ１００が設けられており、ピストン９６を蓄積部９２の一端側に向けて常時付勢している。よって、プーリー９７をモータＭから切り離すことで、ピストン９６をコイルバネ１００によるバネ力を利用して蓄積部９２の一端側に押し出すことができるようになっている。これにより、蓄積部９２の内部に溜め込んだ水蒸気Ｅを、蓄積部９２の外部に一度に放出することが可能とされている。
つまり、上述したピストン９６、プーリー９７、ワイヤ９８、モータＭ、クラッチ９９及びコイルバネ１００は、溜め込んだ水蒸気Ｅを蓄積部９２の外部に一度に放出させる放出機構９３として機能する。
【００７７】
また、本実施形態の制御部８２は、モータＭの作動タイミングや、クラッチ９９によるモータＭとプーリー９７との切り離しタイミングを制御している。
【００７８】
このように構成された包埋ブロック加湿装置９０を備えている場合には、包埋ブロックＢが待機位置にセットされる前に、制御部８２がエアー供給源３５及び開閉制御器３６を作動させる。すると、エアー供給源３５が配管２８の内部にエアーを供給し始めると共に、開閉制御器３６が電磁バルブ３７を開状態にして、供給されたエアーを配管２８の先端に向かって送り込む。これにより、図７に示すように、タンク２５内に水蒸気Ｅが発生し、案内管４０に流れ込む。
また、これと同時に制御部８２はモータＭを駆動させてプーリー９７を回転させる。すると、ワイヤ９８が巻かれるので、ピストン軸９６ａを介してピストン９６が引き込まれ、蓄積部９２の他端側に移動する。この際、ピストン９６を引く速さは、水蒸気Ｅが発生して流れる流量（例えば、１〜５Ｌ／ｍｉｎ）に略一致させることが好ましい。
【００７９】
ピストン９６が引き込まれると、タンク２５内に挿し込まれた案内管４０から蓄積部９２内に水蒸気Ｅが流れ込む。これにより、蓄積部９２内に水蒸気Ｅを一旦溜め込んで蓄積することができる。そして、蓄積部９２の容積までピストン９６を引き終わったら、制御部８２はモータＭを停止すると共に電磁バルブ３７を閉じさせる。なお、蓄積部９２の内部は若干負圧になっているので、弁９５は閉じている。そのため、蓄積されている水蒸気Ｅが、漏れてしまうことがない。
【００８０】
このような状態において、包埋ブロックＢが待機位置にセットされると、制御部８２はクラッチ９９を切ってモータＭとプーリー９７との連結を切り離す。すると、ピストン９６は、コイルバネ１００によるバネ力によって付勢されるので、蓄積部９２の一端側に向けて一気に押し出される。これにより、蓄積された水蒸気Ｅは、弁９５を通過して蓄積部９２の外部に一度に放出される。なお、この際、弁９４は閉じているので、タンク２５側に水蒸気Ｅが逆流してしまうことはない。
そして、放出された水蒸気Ｅは、案内管４０を通って包埋ブロックＢに案内される。これにより、ある程度まとまった水蒸気Ｅを包埋ブロックＢに供給できるので、より短時間で加湿を行うことができる。従って、スループットを向上することができ、第１実施形態の場合よりも効率良く薄切片を作製することができる。
【００８１】
なお、本実施形態において、蓄積部９２を熱導電性の低い材料で形成したり、断熱材で蓄積部９２を覆う等の工夫をしたりして、蓄積部９２をできるだけ断熱することが好ましい。こうすることで、水蒸気Ｅを溜め込んでいる際に、水蒸気Ｅの温度が低下してしまうことを極力防止することができる。
【００８２】
なお、上記第２実施形態において、第１実施形態と同様に案内管４０の途中（蓄積部９２とタンク２５との途中）にヒータ４１が内蔵されたラバーヒータ４２等を設けても構わない。
【００８３】
また、上記第２実施形態では、蓄積部９２の一例としてシリンダータイプを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。
例えば、図１０に示すように、蓄積部９２が可撓性の収容体であっても構わない。この場合であっても、内部に水蒸気Ｅを溜め込むことができる。また、この場合には、収容体である蓄積部９２を挟み込んで押し潰すことができるように放出機構９３を構成すれば良い。こうすることで、やはり溜め込んだ水蒸気Ｅを一度に放出することができる。よって、同様の作用効果を奏することができる。
【００８４】
更には、図１１に示すように、蓄積部９２を、軸方向に伸張可能な蛇腹状に構成しても構わない。この場合には、蓄積部９２の他端側をワイヤ９８で引っ張ることで水蒸気Ｅを内部に蓄積することができる。そして、クラッチ９９を切ってモータＭとプーリー９７との連結を切り離すと、蓄積部９２は蛇腹の収縮力によって自然と縮まるので、やはり溜め込んだ水蒸気Ｅを一度に放出することができる。よって、同様の作用効果を奏することができる。
【００８５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加える
【００８６】
例えば、上記各実施形態では、伸展機構４として水Ｗ１を貯留する水槽５６を設けただけの構成にしたが、この場合に限られるものではない。例えば、水槽５６に隣接して、お湯を貯留する水槽と、ホットプレートとを設けた伸展機構４としても構わない。
この場合には、スライドガラスハンドリングロボット５によって、水伸展が終了した薄切片Ｂ１をスライドガラスＧ上に載置した後、該薄切片Ｂ１をお湯が貯留されている別の水槽に搬送してお湯に浮かべる。このお湯伸展によって、薄切片Ｂ１が伸び易くなるので、水Ｗ１による伸展では取り切れなかった残りの皺や丸み等を取ることができる。よって、さらに高品質な薄切片標本Ｈを作製することができる。
【００８７】
更に、このお湯伸展後、薄切片Ｂ１を載置したスライドガラスＧをホットプレート上に載置することで、スライドガラスＧを通して薄切片Ｂ１にさらに熱を加えることができる。これにより、お湯伸展で取り切れなかった皺や丸み等をさらに取ることができる。このように、お湯が貯留された水槽及びホットプレートを設けることで、より高品質な薄切片標本Ｈを作製できるので、より好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の自動薄切片標本作製装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す自動薄切片標本作製装置で使用される包埋ブロックの斜視図である。
【図３】図１に示す自動薄切片標本作製装置のブロックハンドリングロボットを示す側面図である。
【図４】図３に示すブロックハンドリングロボットの上面図である。
【図５】図１に示す自動薄切片標本作製装置を構成する包埋ブロック加湿装置により、包埋ブロックの表面に水蒸気を当てている状態を示す図である。
【図６】図５に示す包埋ブロックの表面を拡大した図であって、生体組織の表面に空いた微小な罅の中に水蒸気が入り込んでいる状態を示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の自動薄切片標本作製装置を示す構成図である。
【図８】図７に示す自動薄切片標本作製装置を構成する包埋ブロック加湿装置の一部拡大図である。
【図９】図８に示す包埋ブロック加湿装置を構成するプーリーとクラッチとモータとの関係を示す図である。
【図１０】図８に示す包埋ブロック加湿装置の変形例を示す図である。
【図１１】図８に示す包埋ブロック加湿装置の別の変形例を示す図である。
【図１２】包埋ブロックの表面を拡大した図である。
【図１３】従来の加湿方法を説明するための図であって、図１２に示す包埋ブロックの表面にミスト（霧状の水滴）を付着させた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
Ｂ…包埋ブロック
Ｅ…水蒸気
Ｇ…スライドガラス（基板）
Ｈ…薄切片標本
Ｓ…生体組織（生体試料）
Ｗ１…水槽内の水（液体）
Ｗ２…タンク内の水（液体）
１…自動薄切片標本作製装置
２…ブロックハンドリングロボット（ブロック搬送機構）
３…自動薄切片作製装置
４…伸展機構
５…スライドガラスハンドリングロボット（転写機構）
１０…固定台
１１、９０…包埋ブロック加湿装置
１２…切断刃
１３…切断機構
１４…切片ハンドリング機構（薄切片搬送機構）
２０…水蒸気発生機構
２１、９１…案内機構
２５…タンク
２６…ヒータ（液体用ヒータ）
２７…温度調整器（ヒータ温度調整器）
２８…配管
２９…気泡発生機構
３０…エアー調整器
４０…案内管
４１…ヒータ（案内管用ヒータ）
４３…温度調整器（案内管温度調整器）
８０…温度センサ（センサ）
８１…位置センサ
８２…制御部
９２…蓄積部
９３…放出機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置であって、
所定温度に加熱された水蒸気を発生させる水蒸気発生機構と、
発生した前記水蒸気が予め決められた待機位置にセットされた前記包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記水蒸気発生機構は、液体が貯留されたタンクと、
前記液体を加熱する液体用ヒータと、
該液体用ヒータの温度を調整するヒータ温度調整器と、
前記液体に浸かるように前記タンク内に挿し込まれた配管を有し、該配管にエアーを供給して配管の先端から無数の気泡を液体中に発生させる気泡発生機構と、
前記エアーの供給量を調整するエアー調整器と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項３】
請求項２に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記包埋ブロックの表面温度を測定するセンサを備え、
前記ヒータ温度調整器は、発生する前記水蒸気の温度が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように、前記液体用ヒータの温度を調整することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項４】
請求項３に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記エアー調整器は、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度に基づいて、前記エアーの供給量を調整することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記案内機構は、前記水蒸気を前記包埋ブロックまで案内する案内管と、
該案内管を加熱する案内管用ヒータと、
該案内管用ヒータの温度を調整する案内管温度調整器と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項６】
請求項１項に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記案内機構は、前記水蒸気を一旦溜め込む蓄積部と、溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させる放出機構と、を備え、
放出した前記水蒸気を前記包埋ブロックに案内することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の包埋ブロック加湿装置と、
前記包埋ブロックを載置固定する固定台と、
前記待機位置から離間した位置に配置された切断刃を有し、待機位置と切断刃との間で前記固定台を移動させ、前記包埋ブロックを所定の厚みで切断して薄切片を切り出す切断機構と、
切り出された前記薄切片を搬送する薄切片搬送機構と、を備えていることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項８】
請求項７に記載の自動薄切片作製装置において、
前記包埋ブロックが前記待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサと、
前記包埋ブロックが前記待機位置に位置していると前記位置センサが検出したときに、前記水蒸気発生機構を作動させる制御部と、を備えていることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の自動薄切片作製装置において、
前記切断機構は、前記水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、前記固定台を移動させることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の自動薄切片作製装置と、
前記包埋ブロックを前記固定台上に搬送するブロック搬送機構と、
前記薄切片搬送機構によって搬送された前記薄切片を、少なくとも液体に浮かべて伸展させる伸展機構と、
伸展された前記薄切片を、基板上に転写させて薄切片標本を作製する転写機構と、を備えていることを特徴とする自動薄切片標本作製装置。
【請求項１】
生体試料が包埋剤に包埋された包埋ブロックを加湿する包埋ブロック加湿装置であって、
所定温度に加熱された水蒸気を発生させる水蒸気発生機構と、
発生した前記水蒸気が予め決められた待機位置にセットされた前記包埋ブロックの表面に当たるように、該水蒸気を包埋ブロックまで案内する案内機構と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記水蒸気発生機構は、液体が貯留されたタンクと、
前記液体を加熱する液体用ヒータと、
該液体用ヒータの温度を調整するヒータ温度調整器と、
前記液体に浸かるように前記タンク内に挿し込まれた配管を有し、該配管にエアーを供給して配管の先端から無数の気泡を液体中に発生させる気泡発生機構と、
前記エアーの供給量を調整するエアー調整器と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項３】
請求項２に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記包埋ブロックの表面温度を測定するセンサを備え、
前記ヒータ温度調整器は、発生する前記水蒸気の温度が、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度よりも予め決められた温度だけ高くなるように、前記液体用ヒータの温度を調整することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項４】
請求項３に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記エアー調整器は、前記センサで測定された前記包埋ブロックの温度に基づいて、前記エアーの供給量を調整することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記案内機構は、前記水蒸気を前記包埋ブロックまで案内する案内管と、
該案内管を加熱する案内管用ヒータと、
該案内管用ヒータの温度を調整する案内管温度調整器と、を備えていることを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項６】
請求項１項に記載の包埋ブロック加湿装置において、
前記案内機構は、前記水蒸気を一旦溜め込む蓄積部と、溜め込んだ水蒸気を蓄積部の外部に一度に放出させる放出機構と、を備え、
放出した前記水蒸気を前記包埋ブロックに案内することを特徴とする包埋ブロック加湿装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の包埋ブロック加湿装置と、
前記包埋ブロックを載置固定する固定台と、
前記待機位置から離間した位置に配置された切断刃を有し、待機位置と切断刃との間で前記固定台を移動させ、前記包埋ブロックを所定の厚みで切断して薄切片を切り出す切断機構と、
切り出された前記薄切片を搬送する薄切片搬送機構と、を備えていることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項８】
請求項７に記載の自動薄切片作製装置において、
前記包埋ブロックが前記待機位置に位置しているか否かを検出する位置センサと、
前記包埋ブロックが前記待機位置に位置していると前記位置センサが検出したときに、前記水蒸気発生機構を作動させる制御部と、を備えていることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の自動薄切片作製装置において、
前記切断機構は、前記水蒸気発生機構が作動してから所定時間経過後に、前記固定台を移動させることを特徴とする自動薄切片作製装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の自動薄切片作製装置と、
前記包埋ブロックを前記固定台上に搬送するブロック搬送機構と、
前記薄切片搬送機構によって搬送された前記薄切片を、少なくとも液体に浮かべて伸展させる伸展機構と、
伸展された前記薄切片を、基板上に転写させて薄切片標本を作製する転写機構と、を備えていることを特徴とする自動薄切片標本作製装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１５０８６４（Ｐ２００９−１５０８６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１４３４４（Ｐ２００８−２１４３４４）
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２２日（２００８．８．２２）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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