薄切片作製装置
【課題】包埋ブロックの表面を変形させること無く、また、包埋ブロックの表面を観察しながら正確かつ均一な厚さの薄切片を作製し、作製した薄切片を無端状ベルトを介して自動的に次工程に搬送する。
【解決手段】搬送手段を、無端状ベルトと、カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう切れ刃と近接して配置され、無端状ベルトを折り返すことにより無端状ベルトによる薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、第１の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを、薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、第２の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、第３の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを、第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にした。
【解決手段】搬送手段を、無端状ベルトと、カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう切れ刃と近接して配置され、無端状ベルトを折り返すことにより無端状ベルトによる薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、第１の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを、薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、第２の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、第３の折り返し軸によって折り返された無端状ベルトを、第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や実験動物等から取り出した生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するとともに、作製した薄切片を次工程に搬送する薄切片作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体や実験動物等から取り出した生体試料を検査、観察する方法の１つとして、包埋剤によって生体試料を包埋した包埋ブロックを、厚さ数μｍの極薄の薄切片に薄切した後に、包埋剤を除去した試料を観察する方法が知られている。この中で、薄切片を作製する工程として、試料台に包埋ブロックを固定し、カッターを所定の移動速度で移動させることで、厚さ３〜５μｍ程度の薄切片を作製し、このように作製した薄切片を細い糸などで引っ掛けて取出し、伸展工程、乾燥工程などの次工程に搬送するものがある。
従来、この作製された薄切片を取り出し、搬送する工程は、薄切片が極薄で、カール、しわ、破れなどの損傷が発生しやすいことから、手作業で行われてきた。一方、例えば、前臨床試験においては、一試験当たり数百個の包埋ブロックを作製し、さらに一包埋ブロック当たり数枚の薄切片を作製する。このため、作業者は膨大な枚数の薄切片を作製し、次工程に搬送する必要があり、これらの工程の自動化が試みられている。
【０００３】
例えば、包埋ブロックを薄切するカッターと、包埋ブロックが固定され、カッターに対して往復運動する試料台と、接着層を有して試料台の上方で供給ロールと集めロールとの間に延びているテープと、包埋ブロックの上方において包埋ブロックの表面にテープを押圧する押圧装置とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような装置によれば、カッターで包埋ブロックを薄切する際に、カッターの切れ刃の前方において、押圧装置によって包埋ブロックの表面にテープを押圧することで、作製された薄切片がテープに接着されて搬送される。
【０００４】
また、包埋ブロックとテープとを異なる極性の電荷に帯電させ、薄切の初期段階にはテープに付与する張力を低くしてテープを薄切開始部に接触、付着させて、薄切の途中から張力を増加させて、テープに付着した薄切片をカッターのすくい面から離す薄切片の作製方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公昭４９−２８７１１号公報
【特許文献２】特許第３５６０７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２による装置及び方法では、ともにカッターによって薄切する前に、包埋ブロックの表面にテープを押し付けて、テープを接着あるいは静電気力などによって付着させる必要があり、テープを包埋ブロックに押し付けることで、包埋ブロックの表面が変形してしまう恐れがあった。すなわち、包埋ブロックの表面が変形してしまうことで、正確に、また、均一な厚さで薄切片を作製することができなくなってしまう問題があった。また、包埋ブロックの上方にテープが位置することで、包埋ブロック中に包埋された試料は、常にテープあるいはカッターに覆われた状態であるため、薄切片の作製中に包埋ブロックの表面を観察することができなくなってしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、包埋ブロックの表面を変形させること無く、また、包埋ブロックの表面を観察しながら正確かつ均一な厚さの薄切片を作製し、作製した薄切片を無端状ベルトを介して自動的に次工程に搬送することが可能な薄切片作製装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、生体試料が包埋された包埋ブロックを固定する試料台と、該試料台に固定された前記包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するカッターと、該カッターによって作製された前記薄切片を前記カッターの後方へ搬送して次工程に引渡す搬送手段と、前記試料台、または、前記カッター及び前記搬送手段のいずれか一方を所定の送り方向に移動させて、前記カッターによって前記包埋ブロックを薄切する送り機構と、を備えた薄切片作製装置であって、前記搬送手段による前記薄切片の搬送方向を、前記送り機構による前記カッターの切削方向に対して逆方向となるように設定し、前記カッターを、切れ刃の向きが該カッターによる切削方向に対し所定鋭角の引き角を持つように配置し、前記搬送手段を、無端状ベルトと、前記カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう該切れ刃と近接して配置されて前記無端状ベルトを折り返すことにより該無端状ベルトによる前記薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、該第１の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、該第２の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、該第３の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にしたことを特徴としている。
【０００８】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、試料台、または、カッターのいずれか一方が送り機構で送り方向に移動することで、試料台に固定された包埋ブロックはカッターによって薄切され、薄切片が作製される。この際、包埋ブロックの薄切される表面は露出した状態であり、包埋ブロックの表面を押圧した状態で薄切する構成では無いので、包埋ブロックの表面を観察しながら、正確、かつ均一な厚さで薄切することができる。そして、作製されていく薄切片が、相対的にカッターの切削方向後方へ移動するのに伴って、薄切片はカッターの上方において第１の折り返し軸で折り返されて搬送方向へ送られる無端状ベルトに接触し、載置され、無端状ベルトとともにカッターの後方へ搬送される。搬送した後の無端状ベルトは、第２の折り返し軸、第３の折り返し軸及び第４の折り返し軸でそれぞれ折り返されて、再び搬送起点を形成する第１の折り返し軸へ戻る。
【０００９】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第３の折り返し軸と前記第４の折り返し軸との少なくとも一方には、軸線の傾き角を調整する角度調整手段が設けられていることが好ましい。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、無端状ベルトの左右部分あるいは中央部分で同じテンションをかけながら均一に搬送するのが理想的であり、それには、いずれかの折り返し軸にその軸線の角度を調整する角度調整手段を設けるのが好ましい。この場合、第１の折り返し軸はカッターの切れ刃の向きに平行、第２の折り返し軸は送り方向に直交というようにそれぞれ向きが予め定められているので、角度調整手段を設けるのは難しい。それに対して、第３の折り返し軸及び第４の折り返し軸は、そのような制約が無く角度調整手段を設けてもなんら支障がない。
【００１０】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第２の折り返し軸には、前記無端状ベルトの張力を調整するテンション機構が設けられていることが好ましい。
【００１１】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、第２の折り返し軸は、無端状ベルトを薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返しているため、搬送方向と直交する方向に配置される。このため、テンション機構によって同軸が、無端状ベルトの搬送方向に多少ずれたところで、該第２の折り返し軸と無端状ベルトとの相対的な角度の関係は変わらず直交となったままである。このため、テンション機構を容易に構成できる。
【００１２】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置され、第１の折り返し軸の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｃ（度）、前記第４の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄの関係が、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表されることが好ましい。
【００１３】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置されているため、略平面的な関係だけ管理すれば足り、３次元を導入してそれら軸の角度管理を行う場合に比べて管理ははるかに容易になる。また、第１〜第４の折り返し軸（第２の折り返し軸は搬送方向に直交して配置される）の搬送方向に対する角度を、上記式のように設定すれば、ベルトの左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになり、無端状ベルトの一部が皴になったり、異様に引っ張られたりすることがない。
【００１４】
さらに、上記の薄切片作製装置において、前記カッターの後方には、液体が満たされた液槽が設けられ、前記搬送手段の無端状ベルトは、前記第２の折り返し軸と前記第３の折り返し軸との間に設けられた補助折り返し軸により案内されて、前記液槽の前記液体に浸漬されるよう下方へ屈曲されることが好ましい。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、無端状ベルトに載置された薄切片を、無端状ベルトとともに液槽の液体まで搬送することで、無端状ベルトに載置された状態から液槽の液体中へ離脱させて次工程に引き渡すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の薄切片作製装置によれば、搬送手段として、無端状ベルトと第１〜第４の折り返し軸とを備え、第１の折り返し軸で、無端状ベルトをカッターの上方で折り返して、カッターの後方へ移送することで、包埋ブロックの表面を観察しながら、カッターによって薄切片を作製し、搬送することができる。また、カッターによって薄切する際に、包埋ブロックの表面を押圧するものが無い。このため、正確、かつ均一な厚さで、薄切片を自動的に作製し、次工程に搬送することができる。加えて、無端状ベルトを用いているので、連続的に薄切片を搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１及び図２は、この発明に係る第１の実施形態を示し、図１は平面図、図２は側面図である。図１に示す薄切片作製装置１は、生体試料Ａが包埋された包埋ブロックＢから厚さ３〜５μｍ程度の極薄の薄切片を作製し、薄切片に含まれる生体試料Ａを検査、観察する過程において、自動的に、包埋ブロックＢから薄切片を薄切し、次工程に搬送する装置である。生体試料Ａは、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器などの組織であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野などで適時選択されるものである。また、包埋ブロックＢは、上記のような生体試料Ａを包埋剤Ｂ１によって包埋、すなわち周囲を覆い固めたものである。このような包埋ブロックＢは、より詳しくは、以下のように作製されるものである。
まず、上記の生体試料Ａの塊をホルマリンに漬けて、生体試料Ａを構成する蛋白質を固定する。そして、組織を固い状態にした後、適当な大きさに切断する。最後に、切断された生体試料Ａの内部の水分を包埋剤Ｂ１に置き換えたものを、溶解した包埋剤Ｂ１の中に埋め込んで、固めることで作製される。ここで、包埋剤Ｂ１は、上記のように液状化と冷却固化が容易に可能とされるとともに、有機溶剤に浸漬することで溶解する材質であり、樹脂やパラフィンなどである。以下、薄切片作製装置１の構成について説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、薄切片作製装置１は、包埋ブロックＢが載置されたカセットＣを固定する試料台２と、包埋ブロックＢを薄切するカッター３と、カッター３によって包埋ブロックＢから薄切された薄切片Ｄを搬送する搬送手段２０とを備える。試料台２は、包埋ブロックＢが載置されたカセットＣを位置決めし、固定することが可能である。
また、試料台２の下方には、Ｘステージ４及びＺステージ５を有する送り機構６が設けられ、試料台２に固定された包埋ブロックＢを、薄切する送り方向Ｘ及び高さ方向Ｚにそれぞれ位置調整するとともに、送り方向Ｘに所定の移動速度で送ることが可能である。また、薄切片作製装置１は、カッター３を支持する固定台７を備えるとともに、固定台７の上面７ａにはホルダ８が設けられ、このホルダ８にカッター３の上面３ａを当接させることで、固定台７との間でカッター３を挟持して固定している。カッター３は、切れ刃３ｂの向きがこのカッターによる切削方向Ｘａに対し所定鋭角の引き角（度）θａを持つように配置されている（図３参照）。また、搬送手段２０による薄切片Ｄの搬送方向Ｘｂは、送り機構６の前記カッター３による切削方向Ｘａに対して逆方向となるように設定されている（図２参照）。
また、カッター３の前方の第１の折り返し軸２２と対向する位置には、送風機９が設けられている。
【００１８】
搬送手段２０は、無端状ベルト２１と、カッター３の切れ刃３ｂの向きと略平行になるよう切れ刃３ｂと接近して配置され、無端状ベルト２１を折り返すことにより無端状ベルト２１による薄切片Ｄの搬送起点を形成する第１の折り返し軸２２と、カッター３の後方に配置されて、第１の折り返し軸２２によって折り返された無端状ベルト２１を、薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸２３と、第１の折り返し軸２２と第２の折り返し軸２３との間に巻回される無端状ベルト２１の下方に設けられ、第２の折り返し軸２３によって折り返された無端状ベルト２１を薄切片Ｄの搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸２４と、第３の折り返し軸２４によって折り返された無端状ベルト２１を、第１の折り返し軸２２の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸２５とを有する構成になっている。なお、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５は、搬送手段２０のフレームによって支持されている。
【００１９】
第４の折り返し軸２５には、折り返し軸の軸線の傾き角を調整する角度調整手段２６が設けられている。角度調整手段２６は、第４の折り返し軸２５の一方の端部を所定位置Ｐでピン支持するボールジョイント２７と、第４の折り返し軸２５の他方の端部に設けられ、該端部を、前記所定位置Ｐを中心に回転する軌道（後述する仮想平面Ｓに沿った軌道）のいずれかの位置に固定するよう調整する調整機構２８からなっている。調整機構２８は、例えば、フレームに回転可能に支持された雄ねじ２８ａと、それら雄ねじ２８ａに螺合するとともに第２の折り返し軸２５の他方の端部にピン結合されたナット２８ｂを備え、雄ねじ２８ａを回転させることにより、ナット２８ｂを介して、このナット２８ｂにピン結合された前記第２の折り返し軸２５の他方の端部を位置調整する構成になっている。
【００２０】
第２の折り返し軸２３には、無端状ベルト２１の張力を調整するテンション機構３０が設けられている。テンション機構３０は、例えば、第２の折り返し軸２３の両端にそれぞれ設けられて、それら第２の折り返し軸２３の両端をそれぞれ前記搬送方向Ｘｂに付勢するばねやゴム等の付勢部材３０ａから構成される。
【００２１】
さらに、第２の折り返し軸２３には、駆動用モータ３１が設けられ、この駆動用モータ３１により、ベルト等の動力伝達手段３２を介して、第２の折り返し軸２３と一体的にローラ３３が回転され、これにより、該ローラ３３に巻回される前記無端状ベルト２１が回転移送されるようになっている。
【００２２】
すなわち、図１に示すように、無端状ベルト２１は、駆動用モータ３１が駆動することによって、動力伝達手段３２およびローラ３３を介して、まず、第２の折り返し軸２３により折り返された無端状ベルト２１が搬送方向Ｘｂとは逆方向に移送されて第３の折り返し軸２４に至り、ここで折り返されて第４の折り返し軸２５に至り、ここで折り返されて薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸２２に至り、ここで折り返されて搬送方向Ｘｂに沿って第２の折り返し軸２３まで戻る循環路を、連続的に回転移送する。
なお、駆動用のモータ３１の回転数は、前記無端状ベルト２１の移送速度が、送り機構６の送り方向Ｘへの移動速度と略等しくなるように設定されている。
なお、カッター３の後方、具体的には、無端状ベルト２１の搬送方向Ｘｂの端部下方に刃、水等の液体が満たされた液槽３５が配置されている。
【００２３】
ここで、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５の互いの角度の関係について説明すると、図２に示すように、それら折り返し軸２２〜２５は、いずれも前記カッター３の切り刃３ｂが包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置されている。そして、第１の折り返し軸２２の搬送方向Ｘｂに対する角度（度）をθａ（この角度は前記引き角と一致する）、第３の折り返し軸２４の搬送方向Ｘｂに対する角度（度）をθｃ、第４の折り返し軸２５の前記搬送方向に対する角度（度）をθｄとしたとき、θａ、θｃ、θｄの関係は、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表される（図３参照）。
つまり、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５の互いの角度の関係が、上記式を満たすとき、これら折り返し軸に巻回された無端状ベルト２１は、幾何学的にベルトの左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになる。
【００２４】
次に、この実施形態の薄切片作製装置１の作用について説明する。図２に示すように、まず、送り機構６のＺステージ５によって、包埋ブロックＢの高さ方向Ｚの位置調整を行い、カッター３によって所定の厚さ（３〜５μｍ程度）に薄切できるように、カッター３と包埋ブロックＢとの相対的位置を決定する。そして、送り機構６のＸステージ４を駆動して、所定の移動速度で試料台２に固定された包埋ブロックＢを送り方向Ｘに移動させるとともに、駆動モータ３１を駆動して無端状ベルト２１を回転移送させる。カッター３は固定台７によって搬送手段２０のフレームに固定されているので、カッター３及び搬送手段２０に対して、包埋ブロックＢが相対的に移動することになる。そして、図４に示すように、カッター３が包埋ブロックＢを薄切することにより、薄切片Ｄが作製されていく。この際、包埋ブロックＢの表面を押圧したりすることが無いので、包埋ブロックＢの表面が変形してしまう恐れが無く、また、表面を観察しながら薄切することができる。
【００２５】
このため、包埋ブロックＢは、正確、かつ、均一な厚さで薄切されていく。そして、作製されていく薄切片Ｄは、カッター３によって上方に捲り上げられ、カッター３の後方へ移動する。
【００２６】
次に、第１の折り返し軸２２は、カッター３の上方において、切れ刃３ｂに近接して設けられているので、薄切片Ｄがカッター３の後方に移動するのに伴って、薄切片Ｄの先端は、第１の折り返し軸２２で折り返されて送り方向Ｘへ移送される無端状ベルト２１に接触することになる。さらに、カッター３によって薄切片Ｄが作製されていくことで、作製された薄切片Ｄは、カッター３の後方へ移送する無端状ベルト２１に載置された状態となる。
【００２７】
ここで、送風機９によって、カッター３により薄切された薄切片Ｄに送風し、第１の折り返し軸２２で折り返された無端状ベルト２１に薄切片Ｄを押し付ける。このため、カッター３により作製される薄切片Ｄは、より確実に無端状ベルト２１に載置され、無端状ベルト２１によってカッター３の後方へ搬送される。特に、カッター３によって薄切する際に、カッター３の前方へカールしてしまう場合があるが、送風機９によって送風されることで、カールしてしまうのを防ぐことができる。
【００２８】
そして、カッター３によって包埋ブロックＢが完全に薄切されることで、薄切片Ｄは包埋ブロックＢから切り離され、無端状ベルト２１とともにカッター３の後方へ搬送される。なお、無端状ベルト２１の移送速度は、送り機構６による送り速度、すなわちカッター３によって作製されていく薄切片Ｄの作製速度と略等しい速度である。このため、作製されていく薄切片Ｄは、無端状ベルト２１の移送速度が早く、無端状ベルト２１に引っ張られて切断されてしまうことが無い。あるいは、無端状ベルト２１の移送速度が遅く、無端状ベルト２１とカッター３の切れ刃３ｂとの間でしわになってしまうようなことが無い。
【００２９】
そして、第２の折り返し軸２３が位置するところまで搬送されることで、無端状ベルト２１に載置された薄切片Ｄは、無端状ベルト２１とともにカッター３の後方へ搬送され、必要に応じて次の搬送手段に移し替えられた後に、水等の液が満たされた液槽３５まで搬送される。液槽３５まで搬送された薄切片Ｄは、液中に浮かべられることになり、次工程に引渡される。なお、薄切片Ｄは、液槽３５において液面に浮かべられることにより、液の表面張力が作用するので、薄切した際に生じてしまったしわ、反り、歪みなどの変形を修正することができる。また、搬送手段２０は無端状ベルト２１による無限走行としているので、搬送された薄切片Ｄを所定箇所まで搬送した後、第２、第３、及び第４の折り返し軸２３，２４，２５でそれぞれ折り返された後、再びカッター３に向って移送し、作製された薄切片Ｄを連続して搬送することができる。
【００３０】
以上のように、薄切片作製装置１によれば、搬送手段２０として、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５とを備え、無端状ベルト２１をカッター３の上方へ折り返し、カッター３の後方へ移送することで、包埋ブロックＢの表面を観察しながら、カッター３によって薄切片Ｄを作製し、搬送することができる。また、カッター３によって薄切する際に、包埋ブロックＢの表面を押圧するものが無い。このため、正確、かつ均一な厚さで、薄切片Ｄを自動的に作製し、次工程に搬送することができる。
【００３１】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、第４の折り返し軸２５に、軸線の傾き角を調整する角度調整手段２６が設けられており、この角度調整手段２６によって、例えば、無端状ベルト２１の長さが巾方向によって多少異なる場合であっても、また、無端状ベルト２１が巾方向に沿って均一に移送しにくい場合であっても、それを修正して、無端状ベルト２１の左右部分あるいは中央部分で同じテンションをかけながら均一に移送することができる。なお、軸線の角度を調整する角度調整手段２６の配置箇所としては、第４の折り返し軸２５のほかに、第１折り返し軸２２や第２の折り返し軸２３に設けることも可能である。しかしながら、第１の折り返し軸２２はカッター３の切れ刃３ｂの向きに平行、第２の折り返し軸２３は薄切片の搬送方向Ｘｂに直交というようにそれぞれ向きが予め定められているので、角度調整手段２６を設けるのは妥当でない。それに対して、第４の折り返し軸２５に設けた場合、そのような制約が無く角度調整手段２６を設けてもなんら支障がない。第３の折り返し軸２４に設ける場合でもそのような制約が無く、ここに角度調整手段２６を設けてもよい。
【００３２】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、第２の折り返し軸２３にテンション機構３０を設けられており、これによって、無端状ベルト２１に適切な緊張力を与えることができる。なお、第２の折り返し軸２３は、無端状ベルト２１を薄切片の搬送方向Ｘｂに対して逆方向に折り返しているため、搬送方向Ｘｂと直交する方向に配置される。このため、テンション機構２１によって同軸２３が、無端状ベルト２１の搬送方向に多少ずれたところで、第２の折り返し軸２３と無端状ベルト２１との相対的な角度の関係は変わらず直交となったままである。このため、テンション機構３０の構成が容易になる。
【００３３】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれもカッター３の切り刃３ｂが包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置されているため、略平面的な関係だけ管理すれば足り、３次元を導入してそれら軸の角度管理を行う場合に比べて管理ははるかに容易になる。
また、第１の折り返し軸２２の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸２４の搬送方向に対する角度をθｃ（度）、第４の折り返し軸２５の搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄが、θｄ＝９０−θａ−θｃを満足する関係になっており、各折り返し軸２２，２４，２５がこの関係を満足するとき、幾何学的に、無端状ベルト２１の左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになる。このため、無端状ベルト２１の一部が皴になったり、異様に引っ張り力が与えられたりするのを防止できる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図５は、この発明に係る第２の実施形態を示す側断面図である。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
図５に示すように、この実施形態の薄切片作製装置４０においては、前記カッター３の後方に、液体が満たされた液槽３５が設けられ、搬送手段２０の無端状ベルト２１は、第２の折り返し軸２３と第３の折り返し軸２４との間に設けられた補助折り返し軸４２，４３により案内されて、液槽３５の例えば水等の液体Ｗに浸漬されるよう、下方へ屈曲される。
【００３５】
すなわち、第２の折り返し軸２４のさらに後方であって斜め下方に下がった位置には、第１の補助折り返し軸４２が液槽３５の液中に浸るように設けられ、また、第２の折り返し軸２４の下方位置には、第２の補助折り返し軸４３が配置されている。そして、第２の折り返し軸２４で折り返された無端状ベルト２１は、第１の補助折り返し軸４２に至り、ここで折り返されて第２の補助折り返し軸４３に至り、ここで折り返されて前記第３の折り返し軸２４へ至る。無端状ベルト２１の他の動きは、前記第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００３６】
前記薄切片作製装置４０によれば、無端状ベルト２１に載置された薄切片Ｄを、他の搬送手段に移し替えることなく、無端状ベルト２１とともに液槽３５の液中まで搬送することができる。そして、この搬送した薄切片Ｄを、無端状ベルト２１に載置された状態から液槽３５の液中へ離脱させ、次工程に引き渡すことができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更等可能である。
例えば、前記各実施形態では、送り機構６が、試料台２を送り方向Ｘ及び高さ方向Ｚに移動可能な構成としたが、これに限ることはなく、試料台２を固定して、カッター３及び搬送手段２０を同時に移動させる構成としても良い。少なくとも、カッター３及び搬送手段２０に対して、包埋ブロックＢを固定している試料台２を相対的に移動することが可能であれば良い。
【００３８】
また、前記各実施形態では、送り機構６による送り速度と無端状ベルトの移送速度は略等しく設定されているとしたが、作製されていく薄切片Ｄを損傷しないように無端状ベルト２１に載置して搬送させる範囲において、これらの速度は相互に調整されるものである。
また、前記各実施形態では、液槽３５には水が満たされているとしたが、水を主体とする液体でも良く、また、薄切片Ｄの包埋剤Ｂ１を溶解しない性質の液体であれば、液体としては、種々選択可能である。
また、前記各実施形態では、各折り返し軸２２〜２５を、それぞれカッターの切り刃３ｂの包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置しているが、これに限られることなく、例えば、第３及び第４の折り返し軸２４，２５を３次元的に配置してもよい。この場合、角度調整手段２６は、前記仮想平面Ｓに沿って折り返し軸の角度調整行うのではなく、３次元的な角度調整を行うことが必要になる。
また、各折り返し軸２２〜２５には、必要に応じて、それら折り返し軸に巻回される無端状ベルト２１の巾方向の位置ずれを防止する、例えば突起等の位置規制手段を折り返し軸に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の平面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の第１〜第４折り返し軸の相互の配置角度の関係を示す説明図である。
【図４】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の作用を説明する断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態の薄切片作製装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、４０ 薄切片作製装置 ２ 試料台 ３ カッター ３ａ 上面 ３ｂ 切れ刃 ６ 送り機構 ７ 固定台 ９ 送風機 ２０ 搬送手段 ２１ 無端状ベルト ２２ 第１の折り返し軸 ２３ 第２の折り返し軸 ２４ 第３の折り返し軸 ２５ 第４の折り返し軸 ２６ 角度調整手段 ３０ テンション機構 Ａ 生体試料 Ｂ 包埋ブロック Ｂ１ 包埋剤 Ｓ 仮想平面 Ｄ 薄切片 Ｗ 水（液体） Ｘａ 切削方向 Ｘｂ 搬送方向 θａ 引き角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や実験動物等から取り出した生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するとともに、作製した薄切片を次工程に搬送する薄切片作製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体や実験動物等から取り出した生体試料を検査、観察する方法の１つとして、包埋剤によって生体試料を包埋した包埋ブロックを、厚さ数μｍの極薄の薄切片に薄切した後に、包埋剤を除去した試料を観察する方法が知られている。この中で、薄切片を作製する工程として、試料台に包埋ブロックを固定し、カッターを所定の移動速度で移動させることで、厚さ３〜５μｍ程度の薄切片を作製し、このように作製した薄切片を細い糸などで引っ掛けて取出し、伸展工程、乾燥工程などの次工程に搬送するものがある。
従来、この作製された薄切片を取り出し、搬送する工程は、薄切片が極薄で、カール、しわ、破れなどの損傷が発生しやすいことから、手作業で行われてきた。一方、例えば、前臨床試験においては、一試験当たり数百個の包埋ブロックを作製し、さらに一包埋ブロック当たり数枚の薄切片を作製する。このため、作業者は膨大な枚数の薄切片を作製し、次工程に搬送する必要があり、これらの工程の自動化が試みられている。
【０００３】
例えば、包埋ブロックを薄切するカッターと、包埋ブロックが固定され、カッターに対して往復運動する試料台と、接着層を有して試料台の上方で供給ロールと集めロールとの間に延びているテープと、包埋ブロックの上方において包埋ブロックの表面にテープを押圧する押圧装置とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このような装置によれば、カッターで包埋ブロックを薄切する際に、カッターの切れ刃の前方において、押圧装置によって包埋ブロックの表面にテープを押圧することで、作製された薄切片がテープに接着されて搬送される。
【０００４】
また、包埋ブロックとテープとを異なる極性の電荷に帯電させ、薄切の初期段階にはテープに付与する張力を低くしてテープを薄切開始部に接触、付着させて、薄切の途中から張力を増加させて、テープに付着した薄切片をカッターのすくい面から離す薄切片の作製方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公昭４９−２８７１１号公報
【特許文献２】特許第３５６０７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２による装置及び方法では、ともにカッターによって薄切する前に、包埋ブロックの表面にテープを押し付けて、テープを接着あるいは静電気力などによって付着させる必要があり、テープを包埋ブロックに押し付けることで、包埋ブロックの表面が変形してしまう恐れがあった。すなわち、包埋ブロックの表面が変形してしまうことで、正確に、また、均一な厚さで薄切片を作製することができなくなってしまう問題があった。また、包埋ブロックの上方にテープが位置することで、包埋ブロック中に包埋された試料は、常にテープあるいはカッターに覆われた状態であるため、薄切片の作製中に包埋ブロックの表面を観察することができなくなってしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、包埋ブロックの表面を変形させること無く、また、包埋ブロックの表面を観察しながら正確かつ均一な厚さの薄切片を作製し、作製した薄切片を無端状ベルトを介して自動的に次工程に搬送することが可能な薄切片作製装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、生体試料が包埋された包埋ブロックを固定する試料台と、該試料台に固定された前記包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するカッターと、該カッターによって作製された前記薄切片を前記カッターの後方へ搬送して次工程に引渡す搬送手段と、前記試料台、または、前記カッター及び前記搬送手段のいずれか一方を所定の送り方向に移動させて、前記カッターによって前記包埋ブロックを薄切する送り機構と、を備えた薄切片作製装置であって、前記搬送手段による前記薄切片の搬送方向を、前記送り機構による前記カッターの切削方向に対して逆方向となるように設定し、前記カッターを、切れ刃の向きが該カッターによる切削方向に対し所定鋭角の引き角を持つように配置し、前記搬送手段を、無端状ベルトと、前記カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう該切れ刃と近接して配置されて前記無端状ベルトを折り返すことにより該無端状ベルトによる前記薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、該第１の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、該第２の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、該第３の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にしたことを特徴としている。
【０００８】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、試料台、または、カッターのいずれか一方が送り機構で送り方向に移動することで、試料台に固定された包埋ブロックはカッターによって薄切され、薄切片が作製される。この際、包埋ブロックの薄切される表面は露出した状態であり、包埋ブロックの表面を押圧した状態で薄切する構成では無いので、包埋ブロックの表面を観察しながら、正確、かつ均一な厚さで薄切することができる。そして、作製されていく薄切片が、相対的にカッターの切削方向後方へ移動するのに伴って、薄切片はカッターの上方において第１の折り返し軸で折り返されて搬送方向へ送られる無端状ベルトに接触し、載置され、無端状ベルトとともにカッターの後方へ搬送される。搬送した後の無端状ベルトは、第２の折り返し軸、第３の折り返し軸及び第４の折り返し軸でそれぞれ折り返されて、再び搬送起点を形成する第１の折り返し軸へ戻る。
【０００９】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第３の折り返し軸と前記第４の折り返し軸との少なくとも一方には、軸線の傾き角を調整する角度調整手段が設けられていることが好ましい。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、無端状ベルトの左右部分あるいは中央部分で同じテンションをかけながら均一に搬送するのが理想的であり、それには、いずれかの折り返し軸にその軸線の角度を調整する角度調整手段を設けるのが好ましい。この場合、第１の折り返し軸はカッターの切れ刃の向きに平行、第２の折り返し軸は送り方向に直交というようにそれぞれ向きが予め定められているので、角度調整手段を設けるのは難しい。それに対して、第３の折り返し軸及び第４の折り返し軸は、そのような制約が無く角度調整手段を設けてもなんら支障がない。
【００１０】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第２の折り返し軸には、前記無端状ベルトの張力を調整するテンション機構が設けられていることが好ましい。
【００１１】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、第２の折り返し軸は、無端状ベルトを薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返しているため、搬送方向と直交する方向に配置される。このため、テンション機構によって同軸が、無端状ベルトの搬送方向に多少ずれたところで、該第２の折り返し軸と無端状ベルトとの相対的な角度の関係は変わらず直交となったままである。このため、テンション機構を容易に構成できる。
【００１２】
また、上記の薄切片作製装置において、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置され、第１の折り返し軸の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｃ（度）、前記第４の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄの関係が、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表されることが好ましい。
【００１３】
この発明に係る薄切片作製装置によれば、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置されているため、略平面的な関係だけ管理すれば足り、３次元を導入してそれら軸の角度管理を行う場合に比べて管理ははるかに容易になる。また、第１〜第４の折り返し軸（第２の折り返し軸は搬送方向に直交して配置される）の搬送方向に対する角度を、上記式のように設定すれば、ベルトの左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになり、無端状ベルトの一部が皴になったり、異様に引っ張られたりすることがない。
【００１４】
さらに、上記の薄切片作製装置において、前記カッターの後方には、液体が満たされた液槽が設けられ、前記搬送手段の無端状ベルトは、前記第２の折り返し軸と前記第３の折り返し軸との間に設けられた補助折り返し軸により案内されて、前記液槽の前記液体に浸漬されるよう下方へ屈曲されることが好ましい。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、無端状ベルトに載置された薄切片を、無端状ベルトとともに液槽の液体まで搬送することで、無端状ベルトに載置された状態から液槽の液体中へ離脱させて次工程に引き渡すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の薄切片作製装置によれば、搬送手段として、無端状ベルトと第１〜第４の折り返し軸とを備え、第１の折り返し軸で、無端状ベルトをカッターの上方で折り返して、カッターの後方へ移送することで、包埋ブロックの表面を観察しながら、カッターによって薄切片を作製し、搬送することができる。また、カッターによって薄切する際に、包埋ブロックの表面を押圧するものが無い。このため、正確、かつ均一な厚さで、薄切片を自動的に作製し、次工程に搬送することができる。加えて、無端状ベルトを用いているので、連続的に薄切片を搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１及び図２は、この発明に係る第１の実施形態を示し、図１は平面図、図２は側面図である。図１に示す薄切片作製装置１は、生体試料Ａが包埋された包埋ブロックＢから厚さ３〜５μｍ程度の極薄の薄切片を作製し、薄切片に含まれる生体試料Ａを検査、観察する過程において、自動的に、包埋ブロックＢから薄切片を薄切し、次工程に搬送する装置である。生体試料Ａは、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器などの組織であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野などで適時選択されるものである。また、包埋ブロックＢは、上記のような生体試料Ａを包埋剤Ｂ１によって包埋、すなわち周囲を覆い固めたものである。このような包埋ブロックＢは、より詳しくは、以下のように作製されるものである。
まず、上記の生体試料Ａの塊をホルマリンに漬けて、生体試料Ａを構成する蛋白質を固定する。そして、組織を固い状態にした後、適当な大きさに切断する。最後に、切断された生体試料Ａの内部の水分を包埋剤Ｂ１に置き換えたものを、溶解した包埋剤Ｂ１の中に埋め込んで、固めることで作製される。ここで、包埋剤Ｂ１は、上記のように液状化と冷却固化が容易に可能とされるとともに、有機溶剤に浸漬することで溶解する材質であり、樹脂やパラフィンなどである。以下、薄切片作製装置１の構成について説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、薄切片作製装置１は、包埋ブロックＢが載置されたカセットＣを固定する試料台２と、包埋ブロックＢを薄切するカッター３と、カッター３によって包埋ブロックＢから薄切された薄切片Ｄを搬送する搬送手段２０とを備える。試料台２は、包埋ブロックＢが載置されたカセットＣを位置決めし、固定することが可能である。
また、試料台２の下方には、Ｘステージ４及びＺステージ５を有する送り機構６が設けられ、試料台２に固定された包埋ブロックＢを、薄切する送り方向Ｘ及び高さ方向Ｚにそれぞれ位置調整するとともに、送り方向Ｘに所定の移動速度で送ることが可能である。また、薄切片作製装置１は、カッター３を支持する固定台７を備えるとともに、固定台７の上面７ａにはホルダ８が設けられ、このホルダ８にカッター３の上面３ａを当接させることで、固定台７との間でカッター３を挟持して固定している。カッター３は、切れ刃３ｂの向きがこのカッターによる切削方向Ｘａに対し所定鋭角の引き角（度）θａを持つように配置されている（図３参照）。また、搬送手段２０による薄切片Ｄの搬送方向Ｘｂは、送り機構６の前記カッター３による切削方向Ｘａに対して逆方向となるように設定されている（図２参照）。
また、カッター３の前方の第１の折り返し軸２２と対向する位置には、送風機９が設けられている。
【００１８】
搬送手段２０は、無端状ベルト２１と、カッター３の切れ刃３ｂの向きと略平行になるよう切れ刃３ｂと接近して配置され、無端状ベルト２１を折り返すことにより無端状ベルト２１による薄切片Ｄの搬送起点を形成する第１の折り返し軸２２と、カッター３の後方に配置されて、第１の折り返し軸２２によって折り返された無端状ベルト２１を、薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸２３と、第１の折り返し軸２２と第２の折り返し軸２３との間に巻回される無端状ベルト２１の下方に設けられ、第２の折り返し軸２３によって折り返された無端状ベルト２１を薄切片Ｄの搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸２４と、第３の折り返し軸２４によって折り返された無端状ベルト２１を、第１の折り返し軸２２の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸２５とを有する構成になっている。なお、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５は、搬送手段２０のフレームによって支持されている。
【００１９】
第４の折り返し軸２５には、折り返し軸の軸線の傾き角を調整する角度調整手段２６が設けられている。角度調整手段２６は、第４の折り返し軸２５の一方の端部を所定位置Ｐでピン支持するボールジョイント２７と、第４の折り返し軸２５の他方の端部に設けられ、該端部を、前記所定位置Ｐを中心に回転する軌道（後述する仮想平面Ｓに沿った軌道）のいずれかの位置に固定するよう調整する調整機構２８からなっている。調整機構２８は、例えば、フレームに回転可能に支持された雄ねじ２８ａと、それら雄ねじ２８ａに螺合するとともに第２の折り返し軸２５の他方の端部にピン結合されたナット２８ｂを備え、雄ねじ２８ａを回転させることにより、ナット２８ｂを介して、このナット２８ｂにピン結合された前記第２の折り返し軸２５の他方の端部を位置調整する構成になっている。
【００２０】
第２の折り返し軸２３には、無端状ベルト２１の張力を調整するテンション機構３０が設けられている。テンション機構３０は、例えば、第２の折り返し軸２３の両端にそれぞれ設けられて、それら第２の折り返し軸２３の両端をそれぞれ前記搬送方向Ｘｂに付勢するばねやゴム等の付勢部材３０ａから構成される。
【００２１】
さらに、第２の折り返し軸２３には、駆動用モータ３１が設けられ、この駆動用モータ３１により、ベルト等の動力伝達手段３２を介して、第２の折り返し軸２３と一体的にローラ３３が回転され、これにより、該ローラ３３に巻回される前記無端状ベルト２１が回転移送されるようになっている。
【００２２】
すなわち、図１に示すように、無端状ベルト２１は、駆動用モータ３１が駆動することによって、動力伝達手段３２およびローラ３３を介して、まず、第２の折り返し軸２３により折り返された無端状ベルト２１が搬送方向Ｘｂとは逆方向に移送されて第３の折り返し軸２４に至り、ここで折り返されて第４の折り返し軸２５に至り、ここで折り返されて薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸２２に至り、ここで折り返されて搬送方向Ｘｂに沿って第２の折り返し軸２３まで戻る循環路を、連続的に回転移送する。
なお、駆動用のモータ３１の回転数は、前記無端状ベルト２１の移送速度が、送り機構６の送り方向Ｘへの移動速度と略等しくなるように設定されている。
なお、カッター３の後方、具体的には、無端状ベルト２１の搬送方向Ｘｂの端部下方に刃、水等の液体が満たされた液槽３５が配置されている。
【００２３】
ここで、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５の互いの角度の関係について説明すると、図２に示すように、それら折り返し軸２２〜２５は、いずれも前記カッター３の切り刃３ｂが包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置されている。そして、第１の折り返し軸２２の搬送方向Ｘｂに対する角度（度）をθａ（この角度は前記引き角と一致する）、第３の折り返し軸２４の搬送方向Ｘｂに対する角度（度）をθｃ、第４の折り返し軸２５の前記搬送方向に対する角度（度）をθｄとしたとき、θａ、θｃ、θｄの関係は、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表される（図３参照）。
つまり、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５の互いの角度の関係が、上記式を満たすとき、これら折り返し軸に巻回された無端状ベルト２１は、幾何学的にベルトの左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになる。
【００２４】
次に、この実施形態の薄切片作製装置１の作用について説明する。図２に示すように、まず、送り機構６のＺステージ５によって、包埋ブロックＢの高さ方向Ｚの位置調整を行い、カッター３によって所定の厚さ（３〜５μｍ程度）に薄切できるように、カッター３と包埋ブロックＢとの相対的位置を決定する。そして、送り機構６のＸステージ４を駆動して、所定の移動速度で試料台２に固定された包埋ブロックＢを送り方向Ｘに移動させるとともに、駆動モータ３１を駆動して無端状ベルト２１を回転移送させる。カッター３は固定台７によって搬送手段２０のフレームに固定されているので、カッター３及び搬送手段２０に対して、包埋ブロックＢが相対的に移動することになる。そして、図４に示すように、カッター３が包埋ブロックＢを薄切することにより、薄切片Ｄが作製されていく。この際、包埋ブロックＢの表面を押圧したりすることが無いので、包埋ブロックＢの表面が変形してしまう恐れが無く、また、表面を観察しながら薄切することができる。
【００２５】
このため、包埋ブロックＢは、正確、かつ、均一な厚さで薄切されていく。そして、作製されていく薄切片Ｄは、カッター３によって上方に捲り上げられ、カッター３の後方へ移動する。
【００２６】
次に、第１の折り返し軸２２は、カッター３の上方において、切れ刃３ｂに近接して設けられているので、薄切片Ｄがカッター３の後方に移動するのに伴って、薄切片Ｄの先端は、第１の折り返し軸２２で折り返されて送り方向Ｘへ移送される無端状ベルト２１に接触することになる。さらに、カッター３によって薄切片Ｄが作製されていくことで、作製された薄切片Ｄは、カッター３の後方へ移送する無端状ベルト２１に載置された状態となる。
【００２７】
ここで、送風機９によって、カッター３により薄切された薄切片Ｄに送風し、第１の折り返し軸２２で折り返された無端状ベルト２１に薄切片Ｄを押し付ける。このため、カッター３により作製される薄切片Ｄは、より確実に無端状ベルト２１に載置され、無端状ベルト２１によってカッター３の後方へ搬送される。特に、カッター３によって薄切する際に、カッター３の前方へカールしてしまう場合があるが、送風機９によって送風されることで、カールしてしまうのを防ぐことができる。
【００２８】
そして、カッター３によって包埋ブロックＢが完全に薄切されることで、薄切片Ｄは包埋ブロックＢから切り離され、無端状ベルト２１とともにカッター３の後方へ搬送される。なお、無端状ベルト２１の移送速度は、送り機構６による送り速度、すなわちカッター３によって作製されていく薄切片Ｄの作製速度と略等しい速度である。このため、作製されていく薄切片Ｄは、無端状ベルト２１の移送速度が早く、無端状ベルト２１に引っ張られて切断されてしまうことが無い。あるいは、無端状ベルト２１の移送速度が遅く、無端状ベルト２１とカッター３の切れ刃３ｂとの間でしわになってしまうようなことが無い。
【００２９】
そして、第２の折り返し軸２３が位置するところまで搬送されることで、無端状ベルト２１に載置された薄切片Ｄは、無端状ベルト２１とともにカッター３の後方へ搬送され、必要に応じて次の搬送手段に移し替えられた後に、水等の液が満たされた液槽３５まで搬送される。液槽３５まで搬送された薄切片Ｄは、液中に浮かべられることになり、次工程に引渡される。なお、薄切片Ｄは、液槽３５において液面に浮かべられることにより、液の表面張力が作用するので、薄切した際に生じてしまったしわ、反り、歪みなどの変形を修正することができる。また、搬送手段２０は無端状ベルト２１による無限走行としているので、搬送された薄切片Ｄを所定箇所まで搬送した後、第２、第３、及び第４の折り返し軸２３，２４，２５でそれぞれ折り返された後、再びカッター３に向って移送し、作製された薄切片Ｄを連続して搬送することができる。
【００３０】
以上のように、薄切片作製装置１によれば、搬送手段２０として、第１〜第４の折り返し軸２２〜２５とを備え、無端状ベルト２１をカッター３の上方へ折り返し、カッター３の後方へ移送することで、包埋ブロックＢの表面を観察しながら、カッター３によって薄切片Ｄを作製し、搬送することができる。また、カッター３によって薄切する際に、包埋ブロックＢの表面を押圧するものが無い。このため、正確、かつ均一な厚さで、薄切片Ｄを自動的に作製し、次工程に搬送することができる。
【００３１】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、第４の折り返し軸２５に、軸線の傾き角を調整する角度調整手段２６が設けられており、この角度調整手段２６によって、例えば、無端状ベルト２１の長さが巾方向によって多少異なる場合であっても、また、無端状ベルト２１が巾方向に沿って均一に移送しにくい場合であっても、それを修正して、無端状ベルト２１の左右部分あるいは中央部分で同じテンションをかけながら均一に移送することができる。なお、軸線の角度を調整する角度調整手段２６の配置箇所としては、第４の折り返し軸２５のほかに、第１折り返し軸２２や第２の折り返し軸２３に設けることも可能である。しかしながら、第１の折り返し軸２２はカッター３の切れ刃３ｂの向きに平行、第２の折り返し軸２３は薄切片の搬送方向Ｘｂに直交というようにそれぞれ向きが予め定められているので、角度調整手段２６を設けるのは妥当でない。それに対して、第４の折り返し軸２５に設けた場合、そのような制約が無く角度調整手段２６を設けてもなんら支障がない。第３の折り返し軸２４に設ける場合でもそのような制約が無く、ここに角度調整手段２６を設けてもよい。
【００３２】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、第２の折り返し軸２３にテンション機構３０を設けられており、これによって、無端状ベルト２１に適切な緊張力を与えることができる。なお、第２の折り返し軸２３は、無端状ベルト２１を薄切片の搬送方向Ｘｂに対して逆方向に折り返しているため、搬送方向Ｘｂと直交する方向に配置される。このため、テンション機構２１によって同軸２３が、無端状ベルト２１の搬送方向に多少ずれたところで、第２の折り返し軸２３と無端状ベルト２１との相対的な角度の関係は変わらず直交となったままである。このため、テンション機構３０の構成が容易になる。
【００３３】
また、上記の薄切片作製装置１によれば、前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれもカッター３の切り刃３ｂが包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置されているため、略平面的な関係だけ管理すれば足り、３次元を導入してそれら軸の角度管理を行う場合に比べて管理ははるかに容易になる。
また、第１の折り返し軸２２の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸２４の搬送方向に対する角度をθｃ（度）、第４の折り返し軸２５の搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄが、θｄ＝９０−θａ−θｃを満足する関係になっており、各折り返し軸２２，２４，２５がこの関係を満足するとき、幾何学的に、無端状ベルト２１の左部分、中央部分及び右部分いずれも同じ長さになる。このため、無端状ベルト２１の一部が皴になったり、異様に引っ張り力が与えられたりするのを防止できる。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
図５は、この発明に係る第２の実施形態を示す側断面図である。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
図５に示すように、この実施形態の薄切片作製装置４０においては、前記カッター３の後方に、液体が満たされた液槽３５が設けられ、搬送手段２０の無端状ベルト２１は、第２の折り返し軸２３と第３の折り返し軸２４との間に設けられた補助折り返し軸４２，４３により案内されて、液槽３５の例えば水等の液体Ｗに浸漬されるよう、下方へ屈曲される。
【００３５】
すなわち、第２の折り返し軸２４のさらに後方であって斜め下方に下がった位置には、第１の補助折り返し軸４２が液槽３５の液中に浸るように設けられ、また、第２の折り返し軸２４の下方位置には、第２の補助折り返し軸４３が配置されている。そして、第２の折り返し軸２４で折り返された無端状ベルト２１は、第１の補助折り返し軸４２に至り、ここで折り返されて第２の補助折り返し軸４３に至り、ここで折り返されて前記第３の折り返し軸２４へ至る。無端状ベルト２１の他の動きは、前記第１の実施形態で説明したものと同様である。
【００３６】
前記薄切片作製装置４０によれば、無端状ベルト２１に載置された薄切片Ｄを、他の搬送手段に移し替えることなく、無端状ベルト２１とともに液槽３５の液中まで搬送することができる。そして、この搬送した薄切片Ｄを、無端状ベルト２１に載置された状態から液槽３５の液中へ離脱させ、次工程に引き渡すことができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更等可能である。
例えば、前記各実施形態では、送り機構６が、試料台２を送り方向Ｘ及び高さ方向Ｚに移動可能な構成としたが、これに限ることはなく、試料台２を固定して、カッター３及び搬送手段２０を同時に移動させる構成としても良い。少なくとも、カッター３及び搬送手段２０に対して、包埋ブロックＢを固定している試料台２を相対的に移動することが可能であれば良い。
【００３８】
また、前記各実施形態では、送り機構６による送り速度と無端状ベルトの移送速度は略等しく設定されているとしたが、作製されていく薄切片Ｄを損傷しないように無端状ベルト２１に載置して搬送させる範囲において、これらの速度は相互に調整されるものである。
また、前記各実施形態では、液槽３５には水が満たされているとしたが、水を主体とする液体でも良く、また、薄切片Ｄの包埋剤Ｂ１を溶解しない性質の液体であれば、液体としては、種々選択可能である。
また、前記各実施形態では、各折り返し軸２２〜２５を、それぞれカッターの切り刃３ｂの包埋ブロックＢに対して相対移動する仮想平面Ｓに平行に配置しているが、これに限られることなく、例えば、第３及び第４の折り返し軸２４，２５を３次元的に配置してもよい。この場合、角度調整手段２６は、前記仮想平面Ｓに沿って折り返し軸の角度調整行うのではなく、３次元的な角度調整を行うことが必要になる。
また、各折り返し軸２２〜２５には、必要に応じて、それら折り返し軸に巻回される無端状ベルト２１の巾方向の位置ずれを防止する、例えば突起等の位置規制手段を折り返し軸に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の平面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の第１〜第４折り返し軸の相互の配置角度の関係を示す説明図である。
【図４】この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の作用を説明する断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態の薄切片作製装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、４０ 薄切片作製装置 ２ 試料台 ３ カッター ３ａ 上面 ３ｂ 切れ刃 ６ 送り機構 ７ 固定台 ９ 送風機 ２０ 搬送手段 ２１ 無端状ベルト ２２ 第１の折り返し軸 ２３ 第２の折り返し軸 ２４ 第３の折り返し軸 ２５ 第４の折り返し軸 ２６ 角度調整手段 ３０ テンション機構 Ａ 生体試料 Ｂ 包埋ブロック Ｂ１ 包埋剤 Ｓ 仮想平面 Ｄ 薄切片 Ｗ 水（液体） Ｘａ 切削方向 Ｘｂ 搬送方向 θａ 引き角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料が包埋された包埋ブロックを固定する試料台と、該試料台に固定された前記包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するカッターと、該カッターによって作製された前記薄切片を前記カッターの後方へ搬送して次工程に引渡す搬送手段と、前記試料台、または、前記カッター及び前記搬送手段のいずれか一方を所定の送り方向に移動させて、前記カッターによって前記包埋ブロックを薄切する送り機構と、を備えた薄切片作製装置であって、
前記搬送手段による前記薄切片の搬送方向を、前記送り機構による前記カッターの切削方向に対して逆方向となるように設定し、
前記カッターを、切れ刃の向きが該カッターによる切削方向に対し所定鋭角の引き角を持つように配置し、
前記搬送手段を、無端状ベルトと、前記カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう該切れ刃と近接して配置されて前記無端状ベルトを折り返すことにより該無端状ベルトによる前記薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、該第１の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、該第２の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、該第３の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にしたことを特徴とする薄切片作製装置。
【請求項２】
前記第３の折り返し軸と前記第４の折り返し軸との少なくとも一方には、それら折り返し軸の軸線の傾き角を調整する角度調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄切片作製装置。
【請求項３】
前記第２の折り返し軸には、前記無端状ベルトの張力を調整するテンション機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の薄切片作製装置。
【請求項４】
前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置され、
第１の折り返し軸の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｃ（度）、前記第４の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄの関係が、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄切片作製装置。
【請求項５】
前記カッターの後方には、液体が満たされた液槽が設けられ、
前記搬送手段の無端状ベルトは、前記第２の折り返し軸と前記第３の折り返し軸との間に設けられた補助折り返し軸により案内されて、前記液槽の前記液体に浸漬されるよう下方へ屈曲されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄切片作製装置。
【請求項１】
生体試料が包埋された包埋ブロックを固定する試料台と、該試料台に固定された前記包埋ブロックを薄切して薄切片を作製するカッターと、該カッターによって作製された前記薄切片を前記カッターの後方へ搬送して次工程に引渡す搬送手段と、前記試料台、または、前記カッター及び前記搬送手段のいずれか一方を所定の送り方向に移動させて、前記カッターによって前記包埋ブロックを薄切する送り機構と、を備えた薄切片作製装置であって、
前記搬送手段による前記薄切片の搬送方向を、前記送り機構による前記カッターの切削方向に対して逆方向となるように設定し、
前記カッターを、切れ刃の向きが該カッターによる切削方向に対し所定鋭角の引き角を持つように配置し、
前記搬送手段を、無端状ベルトと、前記カッターの切れ刃の向きと略平行になるよう該切れ刃と近接して配置されて前記無端状ベルトを折り返すことにより該無端状ベルトによる前記薄切片の搬送起点を形成する第１の折り返し軸と、該第１の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して逆方向に折り返す第２の折り返し軸と、該第２の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記薄切片の搬送方向に対して側方へ折り返す第３の折り返し軸と、該第３の折り返し軸によって折り返された前記無端状ベルトを前記第１の折り返し軸の存する方向へ折り返す第４の折り返し軸とを有する構成にしたことを特徴とする薄切片作製装置。
【請求項２】
前記第３の折り返し軸と前記第４の折り返し軸との少なくとも一方には、それら折り返し軸の軸線の傾き角を調整する角度調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄切片作製装置。
【請求項３】
前記第２の折り返し軸には、前記無端状ベルトの張力を調整するテンション機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の薄切片作製装置。
【請求項４】
前記第１〜第４の折り返し軸は、いずれも前記カッターの切り刃が前記包埋ブロックに対して相対移動する仮想平面に平行に配置され、
第１の折り返し軸の前記切削方向に対する引き角をθａ（度）、第３の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｃ（度）、前記第４の折り返し軸の前記搬送方向に対する角度をθｄ（度）としたとき、θａ、θｃ、θｄの関係が、
θｄ＝９０−θａ−θｃ
で表されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄切片作製装置。
【請求項５】
前記カッターの後方には、液体が満たされた液槽が設けられ、
前記搬送手段の無端状ベルトは、前記第２の折り返し軸と前記第３の折り返し軸との間に設けられた補助折り返し軸により案内されて、前記液槽の前記液体に浸漬されるよう下方へ屈曲されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄切片作製装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２６０６８（Ｐ２００８−２６０６８Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９７０４９（Ｐ２００６−１９７０４９）
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【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２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【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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