説明

薄切片標本作製装置及び薄切片標本作製方法

【課題】薄切の際に薄切片に生じたしわや縮みをのばし、スライドガラスとの密着固定力を向上させ、より少ない労力と時間でスライドガラス上に良好な薄切片標本を作製できる薄切片標本作製装置及び薄切片標本作製方法を提供する。
【解決手段】固形試料をナイフによって薄切りするミクロトームと、キャリアテープに水分を付着させる加湿器と、薄切片をキャリアテープの付着水分の吸着力により吸着させて送り出す薄切片搬送手段と、スライドガラスの表面に水を塗布し、塗布水の吸着力により薄切片をキャリアテープからスライドガラス上に移行させる転写手段と、薄切片が吸着したスライドガラスを加熱し、水分を蒸発させて薄切片を伸展させる伸展装置と、薄切片付きスライドガラスを搬送するスライドガラス搬送手段と、を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、理科学試料分析や生体試料の顕微鏡観察などの医療分析において用いられるミクロトームに係り、水分を利用して薄切補助部材上に薄切片を取り出し、その後水を塗布したスライドガラスに、薄切補助部材上に取り出した薄切片を触れさせ(微小な力で押し当て)、薄切片のみを前記薄切補助部材からスライドガラスに転写し、定時間加温(加熱)し、薄切の際に薄切片に生じたしわや縮みをのばし、スライドガラスとの密着固定力を向上させ、良好な薄切片標本を作製する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、薄切片の作製(切り出し)作業は、作業者がミクロトーム(固形試料またはナイフを希望切断厚さに対応する量だけ移動させた後、ナイフによって固形試料を薄切し、薄切片を作製する装置)を用いて行っている。固形試料には凍結包埋材を用いて包埋した凍結試料と、パラフィンを用いたパラフィン包埋試料があり、薄切を行うミクロトームには滑走式ミクロトームとロータリーミクロトームがある。この薄切片の作製工程において、重要かつ非常に困難なポイントは、切断中および切断工程終了後の薄切片のハンドリングである。
【0003】
滑走式ミクロトームを使用した従来の薄切片採取方法について図10を参照して説明する。
【0004】
先ず、図10の(a)に示すように、切断刃22を図中の矢印方向に送り、固形試料20の薄切を開始する(固形試料20を切断刃22のほうに動かしてもよい)。作業者は、図10の(b)に示すように、片手で切断刃22を移動させつつ、もう一方の手でこのとき生成される薄切片41の切れ始めに、水分を含ませた非常に細い筆などの治具23(他に紙製の小さい短冊に水分を含ませたものや、先端を鋭利に削った木製の鉛筆状の治具などが使用される)の先端部を接触させる。
【0005】
次に、図10の(c)に示すように、そのまま切断刃22を移動させる速度と同じ速度で、薄切片41に接触させた治具23を動かしながら切断を終了させることにより、切断終了時には一端が治具23に接触した状態の薄切片41を取り出すことができる。そして、取り出した薄切片41をスライドガラス上に載せる。一般的には取り出した薄切片41のシワや縮みをのばす目的で薄切片41を一旦水面に浮かべた後に、スライドガラスですくい取る。
【0006】
その後、薄切片41が付着したスライドガラスを伸展装置(ホットプレートのような装置)に載せるか、もしくは恒温槽に入れ、一定時間加温(加熱)し、未染色の薄切片標本ができあがる。最終的には染色工程、カバーガラスを被せる封入工程を経て、染色済みの薄切片標本となる。
【0007】
次に、ロータリーミクロトームを使用した従来の薄切片採取方法について図3を参照して説明する。
【0008】
図3の(a)に示すように、ナイフ22の刃先22aに対して固形試料20を矢印19の方向に送り、固形試料20の薄切を開始する。図3の(b)に示すように、固形試料20の主面とほぼ平行に刃先22aを相対的に移動させ、厚さ数ミクロンの薄切片41を切り出す。これを繰り返すことにより、図3の(c)に示すように、連続的に薄切片41が生成される。
【0009】
薄切した切片41は、通常、丸まっていたり、しわがあったりするため、次の処理手順に従って染色を施せるような状態に処理する。
【0010】
薄切された切片41を、一端を濡らした紙片に付着させて採取し、薄切片41の裏面を水面に向け、水槽内の水に浮かせて伸展させる。これにより薄切片41の細かいしわを取り除く。切片41の種類によっては水槽内の水を40〜45℃の温水とする場合がある。
【0011】
水槽に浮かべた切片が十分に伸展したところで、スライドガラスの一端を水中に斜めに浸漬し、切片の一方をスライドガラスに付けて細い筆の先などの治具で押えながら、希望する箇所で連続薄切片41を破り、これをスライドガラスですくい取るような感じでスライドガラス上に乗せる(貼付工程)。
【0012】
組織切片を貼り付けたスライドガラスを伸展板の上に載せて伸展させ、乾燥させる。伸展板としてホットプレートを用い、その表面温度を例えば40〜45℃に制御して薄切片を乾燥することができる。あるいは、薄切片が付着したスライドガラスを恒温槽内に入れ、一定時間加温(加熱)するようにしてもよい。この伸展処理により薄切片から更に細かいしわを取り除き、薄切片とスライドガラスとの密着強度を向上させることができる(伸展工程)。このようにして未染色の薄切片標本となり、最終的には染色工程、およびカバーガラスを被せる封入工程を経て、染色済みの薄切片標本ができあがる。
【0013】
上述のように薄切片標本を作製する際に、その作業のほとんどを臨床検査技師など人間の手作業に依存するため、以下に列挙するように種々の問題点がある。
1)作業に高度な技能と技術が要求されるため、作業を行う者が熟練者のみに限定される。
2)多くの枚数の薄切を行い、多数の標本を作製する場合は、多大な労力と時間を要する。
3)神経をつかう作業であるため、著しく疲労する。
4)人間が手作業で行うため、安定した精度と品質で多数の標本を作製することが困難である。
5)人間が手作業で行うため、ナイフにかかる力等が変化し、厚さのむらやしわ、破れ等の不具合が発生しやすい。特に長時間の作業を経て疲れてくると、しわ、破れ、縮み等の種々の不具合が発生しやすくなる。
【0014】
そこで、手作業に依存する割合を低減して作業者の負担軽減を図るなど上記の課題を解決することを目的として、手作業で行われている部分を自動化して機械が行うようにした技術が提案されている。例えば特許文献1には、薄切片をキャリアテープに静電吸着させて搬送し、転写ステージにおいてスライドガラス上の接着液に薄切片を押し当て転写する自動化装置が記載されている。
【特許文献1】特開2004−28910号公報、段落0030〜0032
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかしながら、特許文献1の装置は、試料がパラフィン等で固められたものの場合には有用であるが、冷凍した試料を薄切りして薄切片を作製する場合には、試料が乾燥していないため静電吸着力が弱くなり、効果的ではない。ちなみに、薄切片標本を作製するための試料は水分を含むものを冷凍して固めたものが多いことから、ハンドリングが難しく、その作業に非常に手間と時間が掛かっている。
【0016】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ハンドリングが難しい薄切片標本、特に冷凍状態にある固形試料を薄切りした薄切片に生じたしわや縮みをのばし、スライドガラスとの密着固定力を向上させ、手作業に依存する割合を低減することができるハンドリング性能に優れた薄切片標本作製装置及び薄切片標本作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明に係る薄切片標本作製装置は、薄切対象である検体を包埋材で包埋した固形試料をナイフによって薄切して薄切片標本を作製する装置であって、前記固形試料とナイフを相対的に移動させることにより該固形試料をナイフ(22)によって所定の薄切片厚さに薄切りする薄切装置(21)と、テープ状の薄切補助部材(5)に水分を付着させる水分付与手段(10,14)と、薄切りされた薄切片を前記薄切補助部材の付着水分の吸着力により吸着させて送り出す薄切片搬送手段(2,4)と、スライドガラスの表面に水(43)を塗布し、該塗布水の吸着力により薄切片を前記薄切補助部材からスライドガラス上に移行させる転写手段(44)と、前記薄切片が吸着したスライドガラスを加熱し、水分を蒸発させて薄切片を伸展させる伸展装置(45)と、薄切片付きスライドガラスを搬送するスライドガラス搬送手段(80)と、を具備することを特徴とする。
【0018】
水分付与手段として、薄切補助部材に向けて霧状の水を噴霧する加湿器を用いてもよいし、また、薄切補助部材およびその周辺領域を局部的に冷却して薄切補助部材上に大気中の湿分を結露させる冷却器を用いてもよい。
【0019】
転写手段として、スライドガラス上に温度30〜50℃の温水を滴下する水滴下機構を用いてもよいし、また、転写手段がスライドガラス上に室温の水を滴下塗布した後に、伸展装置がスライドガラス上の水を加熱して30〜50℃の温水とするようにしてもよい。水の加熱温度が30℃未満では室温と差がなく、乾燥促進の効果がほとんど認められなくなるからである。一方、水の加熱温度が50℃を超えると、生体試料である薄切片が変質するおそれがあるからである。
【0020】
さらに、薄切片の一端が薄切補助部材に吸着された後に、薄切装置の薄切り速度に対して80〜90%の速度比で薄切補助部材を送り出すように薄切片搬送手段を制御する制御手段を有することができる。薄切り速度V1に対する薄切補助部材搬送速度V2の速度比(V2/V1)×100が80%を下回ると、薄切片にしわや縮みを生じ易くなり、薄切片の形状が悪くなるばかりでなく、薄切片の厚みが不均一になるからである。一方、速度比(V2/V1)×100が90%を上回ると、薄切片と薄切補助部材との間でスリップを生じ易くなり、固形試料側から薄切補助部材側への薄切片の円滑な乗り移りが阻害されるようになるか、または薄切片に対して局部的な引張り力が働いて破れを生じ易くなるからである。
【0021】
さらに、制御手段は、伸展装置により薄切片付きスライドガラスが加熱された後に、伸展装置から薄切片付きスライドガラスを取り出すようにスライドガラス搬送手段を制御することが好ましい。このようにすると、さらに薄切片標本作製作業の自動化が促進される。
【0022】
本発明に係る薄切片標本作製方法は、薄切対象である検体を包埋材で包埋した固形試料をナイフによって薄切し、薄切片標本を作製する方法であって、(i)テープ状の薄切補助部材に水分を付着させ、(ii)前記ナイフによって前記固形試料の薄切を開始した際に生成される薄切片の端部を、前記水分が付着した薄切補助部材に吸着させ、付着水分の吸着力により薄切片を前記固形試料から前記薄切補助部材のほうへ順次移行させ、さらに前記固形試料の薄切りを続けることにより連続的に生成される薄切片を、前記水分が付着した薄切補助部材上に連続的に密着させ、薄切りが完了した薄切片全体を前記薄切補助部材上に取り出し、(iii)スライドガラスの表面を水で濡らし、このスライドガラス上に前記薄切補助部材に取り出した薄切片を密着させ、該薄切片を前記薄切補助部材から前記スライドガラス上に移行させ、(iv)前記薄切片付きスライドガラスを加熱して前記水を蒸発させることにより薄切片を伸展させることを特徴とする。
【0023】
固形試料をナイフに向けて送って薄切りするときは、テープ状の薄切補助部材の送給は停止した状態にしておく。固形試料を薄切りすると、薄切片が固形試料の送りに従って上方の薄切補助部材に向かって延び出し、薄切片の先端が薄切補助部材に接触すると同時か又はその直後のタイミングで、薄切補助部材の送りを再開する(図2の(c)(d)参照)。このテープ送りの再開タイミングは、テープ送り停止時から一律に所定時間が経過した後としてもよいし、薄切片の先端が薄切補助部材に接触したことをセンサで検知したとき又はその検知時から一律に所定時間が経過した後としてもよい。なお、上記工程(ii)では、薄切片の一端が薄切補助部材に吸着された後に、薄切り速度に対して80〜90%の速度比で薄切補助部材を送り出すことが好ましい。その理由は上述したとおりである。
【0024】
工程(i)では、水分付与手段としての加湿器から霧状の水を薄切補助部材に向けて噴霧するようにしてもよいし、また、水分付与手段としての冷却器により薄切補助部材およびその周辺領域を局部的に冷却して該薄切補助部材上に大気中の湿分を結露させるようにしてもよい。
【0025】
また、工程(iii)では、転写手段としての水滴下機構を用いて、温度30〜50℃の温水をスライドガラス上に滴下塗布してもよいし、また、転写手段がスライドガラス上に室温の水を滴下塗布した後に、伸展装置がスライドガラス上の水を加熱して30〜50℃の温水としてもよい。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、水膜に吸着させた薄切片を薄切補助部材とともにスライドガラスまで搬送し、薄切補助部材からスライドガラスの上に薄切片を移載して標本とする自動化技術が実現され、病理組織検査などにおいて手作業に依存する割合を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【0028】
(第1の実施形態)
図1を参照して本発明の第1の実施形態の装置について説明する。
【0029】
薄切片標本装置1は、薄切補助部材として機能するキャリアテープ5を繰り出す送給リール2と、キャリアテープ5を巻き取る巻取ドラム4とを備えている。巻取ドラム4をテープ駆動機構によって回転させることにより、キャリアテープ5が薄切装置としてのミクロトーム21の作業ラインに沿って送給されるようになっている。
【0030】
キャリアテープ5の移動経路の上流側から下流側に向かって、ステージA〜Bに対応する位置には送給リール2から送り出されたキャリアテープ5の向きを垂直から水平に変えるガイドローラ3aが、ステージCに対応する位置には加湿器10が、ステージDに対応する位置にはナイフ22を備えた薄切装置(ミクロトーム)21およびキャリアテープ5の向きを水平から垂直に変えるガイドローラ3bが、ステージEに対応する位置には転写手段としての水滴下機構44が、ステージE〜Gに対応する位置にはスライドガラス搬送手段としての搬送ロボット80(図4参照)が、ステージHに対応する位置にはホットプレート46を有する伸展装置45が、それぞれ配置されている。
【0031】
加湿器10は、上方に向けて開口する吹出口11を有し、この吹出口11からキャリアテープ5までの距離が所定の間隔に調整された状態でキャリアテープ移動経路の下方に配置されている。加湿器10内で生成された水蒸気は、吹出口11から吹出し、キャリアテープ5の下面に吹付けられ、キャリアテープ5を濡らす。キャリアテープ5への水分の付着を良好にするために、キャリアテープ5の表面は親水性であることが望ましい。また、加湿器10により生成される水蒸気は室温・大気圧下で飽和または過飽和であることが好ましい。なお、加湿器10には超音波噴霧方式、ジェット噴霧方式、加熱方式、あるいはこれらの2つ以上の方式を併用する方式のいずれの方式も用いることができる。
【0032】
ミクロトーム21は、その作業台上に固形試料20が載置された状態で、キャリアテープ5の送給経路に沿って図示しない搬送機構によって図中に矢印で示す水平方向に移動されるようになっている。固形試料20は、生体試料などの被検体を例えばパラフィンのような包埋材のなかに埋め込み、冷凍固化してなるものである。
【0033】
水滴下機構44は、キャリアテープ5からスライドガラス42上に薄切片41を移行させる転写手段である。ステージEにおいて水滴下機構44からスライドガラス42上に水を滴下して水膜43を形成し、スライドガラス搬送手段によりスライドガラス42をステージFに搬送してキャリアテープ5の水平パスラインの直下に位置させ、スライドガラス42をテープ42に付着する薄切片41に押し付け、水膜43の吸着力によりキャリアテープ5からスライドガラス42上に薄切片41を移行させる。
【0034】
次に、図4を参照して伸展装置およびスライドガラス搬送手段について説明する。
【0035】
ホットプレート45は、薄切片付きスライドガラス42が載置される載置面46と、この載置面46の直下に埋設されたヒータ47とを備え、伸展装置として機能するものである。ヒータ47は、コントローラ49に動作を制御されるヒータ電源48に接続されている。温度センサ49がヒータ47の直下に設けられ、ホットプレート45の温度が検出され、温度検出信号がコントローラ50の入力部に送られるようになっている。コントローラ50は、入力信号に基づいて電源48からヒータ47への給電動作を制御する。これによりホットプレート45上において薄切片付きスライドガラス42が所望の温度に加熱される。
【0036】
図5および図6に示すように、スライドガラス搬送手段としての搬送ロボット80は、薄切片付きスライドガラス42を転写位置から伸展装置に搬送するためにロボット駆動機構84によりXYZ3軸方向に可動に支持され、ロボットハンド83および一対の指部材81,82を備えている。一対の指部材81,82は、ロボットハンド83の先端に所定の間隔を空けて離間して取り付けられ、図示しないリニアスライダ機構に可動に支持されている。指部材81,82を互いに接近させると、指部材81,82がスライドガラス42の外周端面に当接し、一方の指部材81と他方の指部材82との間にスライドガラス42が挟持されるようになっている。
【0037】
搬送ロボット80は、スライドガラス42の長手方向に延びるX軸リニアシステム90と、スライドガラス42の幅方向に延びるY軸リニアシステム91と、スライドガラス42の厚み方向に昇降可能なZ軸リニアシステム92とを備えている。各リニアシステム90,91,92は、リニアガイドレール、ボールスクリュウ、サーボモータを具備している。これら3軸のリニアシステム90,91,92によってロボットハンド83が可動に支持されている。
【0038】
図4に示したコントローラ50は、ロボット駆動機構84の動作を制御するための制御手段として機能する。コントローラ50は、薄切片付きスライドガラス42に応じて、この薄切片付きスライドガラス42を最適な温度と時間で加熱することができるように、搬送ロボット80の動作を制御する。すなわち、薄切片41の種類や薄切り状態に応じて、温度が互いに異なる複数の伸展装置45a,45b,45cのうちのいずれかを選択し、その選択した伸展装置のホットプレート45a(又は45b又は45c)上に薄切片付きスライドガラス42を載置する。さらに、コントローラ50は、薄切片付きスライドガラス42を所定条件下で加熱した後に、伸展装置から取り出すように搬送ロボット80の動作を制御する。
【0039】
次に、図1および図2を参照して本実施形態の装置を用いて薄切片標本を作製する場合について説明する。
【0040】
ミクロトーム21の載置台上に固形試料20をセットし、これをステージDに搬送して位置させる。次いで、送給リール2と巻取リール4をそれぞれ駆動させ、キャリアテープ5を所定速度で送給するとともに、加湿器10からキャリアテープ5に水の蒸気を噴霧して、テープ5の下面に水分を付着させる。水の蒸気は、加湿器10の吹出口11において少なくとも飽和又は過飽和の状態にある。このため、親水性の表面を有するテープ5は水の蒸気に接触すると、容易に濡らされる。
【0041】
図2の(a)に示すようにキャリアテープ5を送給リール2から搬送台上の固形試料20の上方(ステージDの上方)に送給し、水蒸気で濡らされた部分が押圧ローラ3bのところに到着したところで、図2の(b)に示すようにテープ5の送りを停止させる一方で、固形試料20の送りを開始する。
【0042】
固形試料20をナイフ22に向けて送給すると、それに応じて固形試料20が薄切りされる。固形試料20の送りに従って薄切片41が上方のテープ5に向かって延び出し、図2の(c)に示すように薄切片の先端41aがテープ5に接触すると同時か又はその直後のタイミングで、図2の(d)に示すようにテープ5の送りを再開する。このテープ送りの再開タイミングは、テープ送り停止時から一律に所定時間が経過した後としてもよいし、薄切片の先端41aがテープ5に接触したことを図示しないセンサで検知したとき又は検知時から一律に所定時間が経過した後としてもよい。
【0043】
薄切片の先端41aがテープ5に吸着された後に、薄切り速度V1に対して百分率で80〜90%の速度比となるような巻取り速度V2でテープ5を巻き取り、図2の(e)に示すようにテープ5上に薄切片41を採取する。このとき速度比V2/V1の百分率が80〜90%の範囲から外れると、薄切片41の形状不良(厚みの不均一、しわ、縮み))が発生しやすくなるので、コントローラ50は両速度V1,V2を高精度に制御する。具体的には、コントローラ50は、ミクロトーム21の搬送台の送り速度、送給リール2からのテープ送り速度、巻取リール4によるテープ巻取り速度、ローラ3bの位置調整などをそれぞれ制御する。
【0044】
薄切りが完了すると、図2の(f)に示すように、薄切片41はテープ5の上に完全に移行し、テープ5とともにステージFに向けて搬送される。薄切片41がステージFに到着すると、テープ5の送りを停止させ、さらに巻取リール4およびローラ3d,3eの動作を制御して、図1に示すようにローラ3d−3e間のテープ5を緩める。そして、水膜43付きスライドガラス42を上昇させ、テープ5に付着している薄切片41を水膜43に接触させ、水膜43の吸着力により薄切片41をテープ5からスライドガラス42の上に移行させる(転写工程)。なお、スライドガラス42上の水膜43は、ステージEにおいて水滴下機構44からスライドガラス42の上面に適量の水を滴下して形成したものである。水膜43付きスライドガラス42は、搬送ロボット80によって所定のタイミングでステージEからステージFに搬送されるようになっている。
【0045】
薄切片の転写後に、搬送ロボット80によって薄切片41付きスライドガラス42をステージHの伸展装置45(45a,45b,45c)に搬送し、いずれか所望の伸展装置のホットプレート上にこれを載置する。そして、薄切片41付きスライドガラス42を所望の温度に加熱し、薄切片41を伸展させ、薄切片41からしわや縮みを除去する。
【0046】
例えば、第1の伸展装置45aのホットプレート46a上に薄切片41付きスライドガラス42を載置し、所定温度・所定時間の条件で加熱される。第1の伸展装置45aにおいて加熱された薄切片41付きスライドガラス42は、コントローラ50によって個別に設定されている伸展時間が経過した後、搬送ロボット80によって搬出される。その後、必要に応じて第2の伸展装置45bに薄切片41付きスライドガラス42を搬入し、さらに異なる条件で伸展処理する。
【0047】
コントローラ50は、センサ49で温度を検出しながらホットプレートへの給電を制御し、第1の伸展装置45aにおいて薄切片41付きスライドガラス42を例えば50±2℃の温度に約2分間加熱保持した後に、これを第2の伸展装置45bに搬入して例えば30±2℃の温度に約30分間加熱保持する。このように長い時間を掛けて段階的に伸展処理することにより、薄切片41はしわや縮みの無い滑らかな表面を有するようになる。なお、第2の伸展装置45bにおける第2段階の低温加熱時間は、さらに24時間まで延長することができ、また10分間まで短縮することができる。また、ホットプレートを有する伸展装置の代わりに、薄切片41付きスライドガラス42を恒温槽のなかに入れて一定時間加温(加熱)するようにしてもよい。
【0048】
このようにして未染色の薄切片標本ができあがる。最終的には染色工程と、カバーガラスを被せる封入工程とを経て、染色済みの薄切片標本となる。
【0049】
本実施形態によれば、水膜に吸着させた薄切片をキャリアテープとともにスライドガラスまで搬送し、テープからスライドガラス上に薄切片を移載(転写)して標本とする自動化技術が実現される。これにより病理組織検査などにおいて手作業に依存する割合を大幅に低減することができる。
【0050】
(第2の実施形態)
次に、図7を参照して第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【0051】
第2の実施形態の薄切片標本作製装置1Aは、水分付与手段として冷却器14を備えている。冷却器14は、温度調節された冷気を吹出す空調機であってもよいし、周囲を放射(輻射)冷却する放射冷却板であってもよい。冷却器14の電源はコントローラ50の出力部に接続されている。冷却器14は、ステージCにおいてキャリアテープ5のパスラインよりも上方に配置されている。
【0052】
本実施形態の装置1Aを用いて薄切片標本を作製する場合について説明する。
【0053】
ミクロトーム21の載置台上に固形試料20をセットし、これをステージDに搬送して位置させる。次いで、送給リール2と巻取リール4をそれぞれ駆動させ、キャリアテープ5を所定速度で送給するとともに、冷却器14(空調機)から冷風(例えば5℃に温調された冷気)をテープ5に向けて吹付け、テープ5を冷却する。これにより大気中に含まれる湿分がテープ5の表面に結露して、テープ5が濡らされる。なお、第1の実施形態の加湿器10を冷却器14と組み合わせて用いることもできる。このように冷却器と加湿器を組合せて用いると、テープ5の表面への水滴の付着がさらに確実になる。
【0054】
次いで、キャリアテープ5を送給リール2から搬送台上の固形試料20の上方(ステージDの上方)に送給し、水蒸気で濡らされた部分が押圧ローラ3bのところに到着したところで、テープ5の送りを停止させる一方で、固形試料20の送りを開始する。固形試料20をナイフ22に向けて送給すると、それに応じて固形試料20が薄切りされる。固形試料20の送りに従って薄切片41が上方のテープ5に向かって延び出し、薄切片の先端41aがテープ5に接触すると同時か又はその直後のタイミングで、テープ5の送りを再開する(図2参照)。
【0055】
薄切片の先端41aがテープ5に吸着された後に、薄切り速度V1に対して百分率で80〜90%の速度比となるような巻取り速度V2でテープ5を巻き取り、テープ5上に薄切片41を採取する。このとき速度比V2/V1の百分率が80〜90%の範囲から外れると、薄切片41の形状不良(厚みの不均一、しわ、縮み))が発生しやすくなるので、コントローラ50は両速度V1,V2を高精度に制御する。
【0056】
薄切りが完了すると、薄切片41はテープ5の上に完全に移行し、テープ5とともにステージFに向けて搬送される。薄切片41がステージFに到着すると、テープ5の送りを停止させ、さらに巻取リール4およびローラ3d,3eの動作を制御して、図1に示すようにローラ3d−3e間のテープ5を緩める。そして、水膜43付きスライドガラス42を上昇させ、テープ5に付着している薄切片41を水膜43に接触させ、水膜43の吸着力により薄切片41をテープ5からスライドガラス42の上に移行させる(転写工程)。なお、スライドガラス42上の水膜43は、ステージEにおいて水滴下機構44からスライドガラス42の上面に適量の水を滴下して形成したものである。水膜43付きスライドガラス42は、搬送ロボット80によって所定のタイミングでステージEからステージFに搬送されるようになっている。
【0057】
薄切片の転写後に、搬送ロボット80によって薄切片41付きスライドガラス42をステージHの伸展装置に搬入し、いずれか所望の伸展装置のホットプレート上にこれを載置する。そして、薄切片41付きスライドガラス42を所望の温度に加熱し、薄切片41を伸展させ、薄切片41からしわや縮みを除去する。このようにして未染色の薄切片標本ができあがる。最終的には染色工程と、カバーガラスを被せる封入工程とを経て、染色済みの薄切片標本となる。
【0058】
本実施形態によれば、キャリアテープを過度に濡らすことなく、薄切片をテープに吸着させるのに必要最小限の水をテープに付着させるので、転写工程において薄切片をテープからスライドガラス上に容易に移行させることができる。
【0059】
(第3の実施形態)
次に、図8を参照して第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【0060】
第2の実施形態の薄切片標本作製装置1Bは、転写手段として3本の可動バー32,33,34および1つの定置ロール31を備えている。可動バー32,33,34の各々は、図示しないシリンダ機構によって位置が変えられるようにそれぞれ移動可能に支持されている。
【0061】
定置ロール31は、ステージFにおいて第1の可動バー32の下方の所定位置において第1の可動バー32とほぼ平行に向き合って設けられ、テープ5を一定の同じ位置で案内するようになっている。定置ロール31の位置は変わらないが、第1の可動バー32は図8の(b)に示すように定置ロール31に当接するところまで変位するようになっている。
【0062】
第2の可動バー33および第3の可動バー34は、ステージFにおいて定置ロール31/第1可動バー32のところから所定距離だけ離れたところに位置し、ほぼ平行に向き合って配置され、テープ5を巻取リール4に向けて案内するようになっている。第2の可動バー33および第3の可動バー34は、図8の(b)(c)(d)に示すように、図8の(a)に示す定位置からそれぞれ変位するようになっている。
【0063】
次に、本実施形態の装置1Bを用いて薄切片41をテープ5からスライドガラス42上に転写する場合について説明する。
【0064】
薄切りされた薄切片41は、図8の(a)に示すようにテープ5に付着した状態でステージFに送られる。薄切片41が水膜43付きスライドガラス42の直上に位置するところで、リール4によるテープ5の巻取りを停止させ、図8の(b)に示すように、第1の可動バー32を下降させ、第1の可動バー32と定置ロール31との間にテープ5を挟みこむ。このとき同時に第3の可動バー34を第2の可動バー33に向けて移動させ、図8の(b)に示すように第2の可動バー33と第3の可動バー34との間にテープ5を挟みこむ。
【0065】
次いで、テープ5を挟み込んだ状態で、図8の(c)に示すように、第2の可動バー33および第3の可動バー34を共に斜め下方に変位させ、テープ5に付着した薄切片41をスライドガラス42上の水膜43に接触させる。
【0066】
次いで、テープ5を挟み込んだ状態で、図8の(d)に示すように、第2の可動バー33および第3の可動バー34を共に斜め上方に変位させ、テープ5をスライドガラス42から引き離す。水膜43の吸着力により薄切片41はテープ5からスライドガラス42の上に移行する。
【0067】
薄切片付きスライドガラス42を伸展装置45に搬送した後に、テープ5の挟み込みを解除して第1〜第3の可動バー32,33,34をそれぞれ定位置に戻し、図8の(a)に示すように巻取リール4によるテープ5の巻取りを再開する。
【0068】
このような動作を繰り返すことにより、薄切片41はテープ5からスライドガラス42の上に円滑に転写される。
【0069】
本実施形態によれば、キャリアテープ側に薄切片の一部が残ってしまう不具合の発生頻度を大幅に低減することができた。これにより薄切片に破れが生じることがほとんどなくなり、良好な形状の薄切片を得ることができるようになった。
【0070】
(比較例)
次に、図9を参照して比較例の転写手段について説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分は説明を省略する。
【0071】
比較例の薄片標本作製装置1Cは、転写手段として1本の可動バー62および1本の定置ロール61を備えている。可動バー62は、図示しないシリンダ機構によって位置が変えられるように移動可能に支持されている。
【0072】
定置ロール61は、ステージFにおいて可動バー62の下方の所定位置において可動バー62とほぼ平行に設けられ、テープ5を一定の同じ位置で案内するようになっている。定置ロール61の位置は変わらないが、可動バー62は図9の(b)〜(d)に示すように段階的に変位するようになっている。
【0073】
次に、本実施形態の装置1Cを用いて薄切片41をテープ5からスライドガラス42上に転写する場合について説明する。
【0074】
薄切りされた薄切片41は、図9の(a)に示すようにテープ5に付着した状態でステージFに送られる。薄切片41が水膜43付きスライドガラス42の上方に位置するところで、リール4によるテープ5の巻取りを停止させ、図9の(b)に示すように、可動バー62を斜め下方に変位させ、テープ5を下方に押し込む。さらに、図9の(c)に示すように、可動バー62を斜め下方に変位させ、薄切片41がスライドガラス42上の水膜43に接触するところまで、テープ5を下方に押し込む。
【0075】
次いで、図9の(d)に示すように、可動バー62を斜め上方の定位置まで戻して、テープ5をスライドガラス42から引き離す。水膜43の吸着力により薄切片41はテープ5からスライドガラス42の上に移行する。薄切片付きスライドガラス42を伸展装置45に搬送した後に、図9の(a)に示すように巻取リール4によるテープ5の巻取りを再開する。このような動作を繰り返すことにより、薄切片41はテープ5からスライドガラス42の上に転写される。
【0076】
比較例の転写手段によれば、キャリアテープ側に薄切片の一部が残ってしまう不具合が発生し、薄切片に破れなどを生じて形状不良の薄切片となることがある。このように比較例の転写手段は、上記第3実施形態の装置の転写手段に比べて不確実であるということが判明した。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明は、理科学試料分析や生体試料の顕微鏡観察などの医療、バイオ系の分析において用いられる薄切片標本の作製に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0078】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る薄切片標本作製装置を示す概略構成ブロック図。
【図2】(a)〜(f)は第1の実施形態の装置を使用して薄切片を採取する手順を示す工程図。
【図3】(a)〜(c)はロータリーミクロトームを使用して薄切片を採取する手順を示す工程図。
【図4】本発明装置に使用される搬送ロボットの一部を示す図。
【図5】搬送ロボットと伸展装置を示す平面図。
【図6】搬送ロボットと伸展装置を示す側断面図。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る薄切片標本作製装置を示す概略構成ブロック図。
【図8】(a)〜(d)は本発明の第2の実施形態に係る薄切片標本作製装置を用いて薄切片をスライドガラス上に転写する手順を示す工程図。
【図9】(a)〜(d)は比較例として従来の薄切片標本作製装置を用いて薄切片をスライドガラス上に転写する手順を示す工程図。
【図10】(a)〜(c)は従来の滑走式ミクロトームを使用した薄切片の作製手順を示す斜視図。
【符号の説明】
【0079】
1,1A,1B,1C…薄切片標本作製装置、
2…送給リール、4…巻取ドラム、
5…キャリアテープ(薄切補助部材)、
10…加湿器(水分付与手段)、11…吹出口、12…ミスト、
14…冷却器(水分付与手段)、
20…固形試料、21…ミクロトーム(薄切装置)、22…ナイフ、
31…定置ロール、32,33,34…可動バー、
41…薄切片、42…スライドガラス、
43…水膜(塗布水)、44…水滴下機構(転写手段)、
45,45a〜45c…伸展装置、46,46a〜46c…ホットプレート、
47…ヒータ、48…ヒータ電源、49…温度センサ、
50…コントローラ(制御手段)、
61…定置ロール、62…変位ロール、
80…搬送ロボット(スライドガラス搬送手段)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
薄切対象である検体を包埋材で包埋した固形試料をナイフによって薄切して薄切片標本を作製する装置であって、
前記固形試料とナイフを相対的に移動させることにより該固形試料をナイフによって所定の薄切片厚さに薄切りする薄切装置と、
テープ状の薄切補助部材に水分を付着させる水分付与手段と、
薄切りされた薄切片を前記薄切補助部材の付着水分の吸着力により吸着させて送り出す薄切片搬送手段と、
スライドガラスの表面に水を塗布し、該塗布水の吸着力により薄切片を前記薄切補助部材からスライドガラス上に移行させる転写手段と、
前記薄切片が吸着したスライドガラスを加熱し、水分を蒸発させて薄切片を伸展させる伸展装置と、
薄切片付きスライドガラスを搬送するスライドガラス搬送手段と、
を具備することを特徴とする薄切片標本作製装置。
【請求項2】
前記水分付与手段は、前記薄切補助部材に向けて霧状の水を噴霧する加湿器であることを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項3】
前記水分付与手段は、前記薄切補助部材およびその周辺領域を局部的に冷却して該薄切補助部材上に大気中の湿分を結露させる冷却器であることを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項4】
前記転写手段は、前記スライドガラス上に温度30〜50℃の温水を滴下する水滴下機構であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の装置。
【請求項5】
前記転写手段が前記スライドガラス上に室温の水を滴下塗布した後に、前記伸展装置が前記スライドガラス上の水を加熱して30〜50℃の温水とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の装置。
【請求項6】
さらに、薄切片の一端が前記薄切補助部材に吸着された後に、前記薄切装置の薄切り速度に対して80〜90%の速度比で前記薄切補助部材を送り出すように前記薄切片搬送手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の装置。
【請求項7】
さらに、前記伸展装置により薄切片付きスライドガラスが加熱された後に、前記伸展装置から薄切片付きスライドガラスを取り出すように前記スライドガラス搬送手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の装置。
【請求項8】
薄切対象である検体を包埋材で包埋した固形試料をナイフによって薄切し、薄切片標本を作製する方法であって、
(i)テープ状の薄切補助部材に水分を付着させ、
(ii)前記ナイフによって前記固形試料の薄切を開始した際に生成される薄切片の端部を、前記水分が付着した薄切補助部材に吸着させ、付着水分の吸着力により薄切片を前記固形試料から前記薄切補助部材のほうへ順次移行させ、さらに前記固形試料の薄切りを続けることにより連続的に生成される薄切片を、前記水分が付着した薄切補助部材上に連続的に密着させ、薄切りが完了した薄切片全体を前記薄切補助部材上に取り出し、
(iii)スライドガラスの表面を水で濡らし、このスライドガラス上に前記薄切補助部材に取り出した薄切片を密着させ、該薄切片を前記薄切補助部材から前記スライドガラス上に移行させ、
(iv)前記薄切片付きスライドガラスを加熱して前記水を蒸発させることにより薄切片を伸展させる、
ことを特徴とする薄切片標本作製方法。
【請求項9】
前記工程(i)では、前記薄切補助部材に霧状の水を噴霧して水分を付着させることを特徴とする請求項8記載の方法。
【請求項10】
前記工程(i)では、前記薄切補助部材およびその周辺領域を局部的に冷却して該薄切補助部材上に大気中の湿分を結露させることを特徴とする請求項8記載の方法。
【請求項11】
前記工程(iii)では、前記スライドガラス上に温度30〜50℃の温水を滴下することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項記載の方法。
【請求項12】
前記工程(iii)では、前記スライドガラス上に室温の水を滴下塗布した後に、前記伸展装置が前記スライドガラス上の水を加熱して30〜50℃の温水とすることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項記載の方法。
【請求項13】
前記工程(ii)では、薄切片の一端が前記薄切補助部材に吸着された後に、薄切り速度に対して80〜90%の速度比で前記薄切補助部材を送り出すことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−57255(P2007−57255A)
【公開日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−239952(P2005−239952)
【出願日】平成17年8月22日(2005.8.22)
【出願人】(000003458)東芝機械株式会社 (843)
【Fターム(参考)】