薄切片試料作製方法及び装置
【課題】薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる薄切片試料作製方法及び装置を提供する。
【解決手段】試料ブロック搬送部とカッターとを相対的に移動させることにより薄切片試料を作製し、試料ブロックの切断表面が薄切可能位置に位置するように試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、予め設定された回数の薄切り動作が完了する毎に、高さ位置調整後の試料ブロックに最初に当接するカッターの刃先の当接領域が逐次変更されるようにカッターを移動させたのち、変更後のカッターの刃先の高さ位置を検出部により測定し、検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開する。
【解決手段】試料ブロック搬送部とカッターとを相対的に移動させることにより薄切片試料を作製し、試料ブロックの切断表面が薄切可能位置に位置するように試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、予め設定された回数の薄切り動作が完了する毎に、高さ位置調整後の試料ブロックに最初に当接するカッターの刃先の当接領域が逐次変更されるようにカッターを移動させたのち、変更後のカッターの刃先の高さ位置を検出部により測定し、検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製するための装置としては、ミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだ試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすることにより、薄切片を作製する装置である。
【０００３】
ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。
【０００４】
上記のようなミクロトームを用いた薄切片試料の作製作業は、従来、作業者によって手動で行われており、多大な手間と労力を要するものである。ミクロトームの使用に熟練した作業者であっても、数十個の試料ブロックを処理するのには、通常、数日かかる一方、同様の作業の繰り返しであるため、肉体的にも精神的にも作業者に過度の負担がかかるものである。
【０００５】
また、薄切片試料に求められる厚さは、非常に薄く（試料によって異なるが例えば３μｍ〜１０μｍ）、高い均一性も求められる。これに対して、従来においては、試料ブロック及びカッターの位置（高さ）調整を作業者が目視によって行っていたため、作業者によって薄切片試料の精度（厚さ及び均一性）にバラツキがあるとともに、同一作業者によっても、作業者の疲労度により薄切片試料の精度にバラツキがある。また、試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすると、カッターの刃先にパラフィン等が付着して、次回に作製される薄切片試料の精度が低下する。特に、カッターの刃先の同一領域を使用して試料ブロックを連続的に薄切りする場合には、カッターの当該領域の切れ味が次第に低下し、薄切片試料の精度が大幅に低下する。
このため、作業者の負担を軽減するとともに、薄切片試料の精度の低下を低減する装置が求められている。
【０００６】
特許文献１（特開平１１−１５３５２１号公報）には、試料ブロックの表層部分をカッターによって連続的に薄切りするときに、試料ブロックの表層部分に最初に当接するカッターの刃先の当接領域が同一領域に集中しないように、自動的に上記当接領域が変更されるようにカッターを移動させる装置が開示されている。特許文献１の装置によれば、自動的に上記当接領域が適宜変更されるようにカッターを移動させることにより、作業者によるカッターの交換作業又は取り付け位置の変更作業による負担を軽減できるとともに、カッターの切れ味を良い状態で一定に保って、薄切片試料の精度の低下を低減することができる。
【特許文献１】特開平１１−１５３５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の装置においては、試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置が、例えばカッターの移動を繰り返すことにより生じるカッターとカッターを保持するホルダとの摩擦による摩耗などにより、カッターの移動前と移動後ではズレを生じる場合がある。また、試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置は、カッターの個体差や、ホルダへのカッターの取り付け時の取り付け加減（例えばカッターをホルダにネジ固定する場合にはネジの締め加減）によってもズレを生じる。
【０００８】
このため、上記特許文献１の装置において、薄切片試料を自動的且つ連続的に薄切りしている途中で上記ズレを生じた場合には、薄切り動作でカッターの空振りが生じたり、薄切片試料の厚さが薄切片試料に求められる厚さより薄くあるいは厚くなったり、試料ブロックに刃が刺さって試料ブロックが損傷するといった不具合が生じ、薄切片試料の精度が低下することとなる。このような不具合を解決するには、例えば、作業者が、装置の薄切片試料の作製動作を常時監視し、薄切片試料の精度が低下したときや試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置にズレが生じたときには装置を停止させてカッター又は試料ブロックの高さ位置を調整するなどの作業を行わなければならず、かえって作業者に負担がかかることもある。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる薄切片試料作製方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様によれば、試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有する薄切片試料作製装置を用いて、上記試料ブロックの表層部分を上記カッターにより自動的且つ連続的に薄切りして複数の薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとを相対的に移動させることにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、
予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、
上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が逐次変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させたのち、上記変更後の上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を検出部により測定し、
上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開することを特徴とする薄切片試料作製方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、一回の上記薄切り動作は、上記カッターによって上記薄切片試料を作製したのち、上記試料ブロックに当接した上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付ける動作を有することを特徴とする第１態様に記載の薄切片試料作製方法を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有し、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとが相対的に移動することにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う薄切片試料作製装置であって、
さらに、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させる刃先当接位置変更部を有し、
上記検出部は、上記刃先当接位置変更部により上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの上記刃先の上記当接領域が変更されたとき、上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を測定し、
上記試料ブロック搬送部が、上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記試料ブロックの上記切断表面が上記補正後の上記薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整することを特徴とする薄切片試料作製装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、さらに、上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付けるエア供給部を備える第３態様に記載の薄切片試料作製装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１又は第３態様によれば、一回の上記薄切り動作において、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整するようにしている。したがって、上記試料ブロックが常に同一の上記薄切可能位置に調整されるので、上記試料ブロックが上記薄切可能位置からズレを生じることによる薄切片試料に求められる精度の低下を防ぐことができる。
また、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の位置が逐次変更されるように上記カッターが刃の延在方向へ移動する。したがって、上記試料ブロックの薄切りに用いる上記カッターの刃先の当接領域を異ならせることができるため、上記カッターの切れ味を良い状態に保つことができる。また、上記カッターの刃先の全体を利用できるので、上記カッターの交換回数を減らして、作業者の負担を軽減することができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１又は第３態様によれば、上記カッターの上記刃の延在方向への移動が完了する毎に、上記変更後の上記カッターの上記刃先の高さ位置を上記検出部により測定し、上記検出部の測定情報に基づいて、上記刃の厚み方向に上記薄切可能位置を補正する。したがって、上記試料ブロックに当接する上記カッターの上記刃先の高さ位置が、上記カッターの移動前と移動後ではズレを生じた場合でも、そのズレが補正される。
したがって、本発明の第１又は第３態様によれば、上記薄切り動作が行われる際、上記試料ブロックは、上記試料ブロックと当接する上記カッターの上記刃先に、常に上記薄切片試料の厚さ分の上記刃の厚み方向の距離を保つように移動されるので、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００１６】
また、本発明の第２又は第４態様によれば、上記カッターの上記刃先に、上記圧縮空気を吹き付けるようにされている。したがって、上記カッターの上記刃先にパラフィン等が付着しても、上記圧縮空気により上記パラフィン等を吹き飛ばすことが可能となり、切れ味の低下を軽減して薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００の概要構成を示す正面図である。図２は、薄切片試料作製装置１００の試料貼付室１００Ｂにおける概要構成を示す平面図である。
【００１８】
図１において、薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック２０を薄切りして薄切片試料２４を作製するのに関連する構成部が配置される試料作製室１００Ａと、薄切片試料２４をスライドガラス２２に転写して強固に貼り付けるのに関連する構成部が配置される試料貼付室１００Ｂとを備えている。
【００１９】
薄切片試料作製装置１００において薄切り処理される試料ブロック２０は、一例として生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだものが使用される。このような試料ブロック２０は、その表層部分が乾燥した状態で切断されると、切断面に傷や変形が生じやすい一方、温度及び湿度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、試料作製室１００Ａは、図示しない冷却機及び加湿器により、一定温度（例えば２５℃）及び一定の高湿度（例えば６５％以上）を維持するように、その内部の温度及び湿度が設定されている。なお、上記温度及び湿度の設定は、被検体及び包埋体の種類等によって適宜設定すれば良い。
【００２０】
試料作製室１００Ａには、試料保管部３０と、試料ブロック搬送部１と、第１の帯電部２と、冷却部３と、第２の帯電部４と、カッター部５と、供給リール６と、キャリアテープ案内部８が配置されている。
試料貼付室１００Ｂには巻取リール７と、転写部９と、スライドガラス搬送部１０と、接着液供給部１１と、伸展部１２と、スライドガラス保管部４０とが配置されている。上記各部には、後述する制御部１３が接続されている。
【００２１】
試料ブロック搬送部１は、多数の試料ブロック２０を保管する試料保管部３０から、次に薄切り処理される１つの試料ブロック２０をポジションＡ上に搬送したのち、当該試料ブロック２０をポジションＡ〜Ｄの間で往復搬送可能に構成されている。なお、ポジションＡ〜Ｄは、横方向（図１に示す±Ｘ方向）に直線的に整列しており、試料保管部３０は、試料作製室１００Ａと同一温湿度環境で試料ブロック２０を保管している。また、試料ブロック搬送部１は、例えば、後述するようにカッター部５が備えるカッター５１により試料ブロック２０が薄切りされるときに、試料ブロック２０に−Ｘ方向に力が加わったとしても、試料ブロック２０が試料ブロック用載置位置（図示せず）から位置ズレして薄切片試料２４の精度が低下することがないように、試料ブロック２０を試料ブロック用載置位置でしっかりと保持可能に構成されている。
また、試料ブロック搬送部１は、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が、ポジションＤの上方に位置し且つ後述するカッター部５が備えるカッター５１によって薄切りされることができる位置（以下、薄切可能位置ｈという）に位置するように、試料ブロック２０の高さ位置（±Ｘ方向と直交する±Ｚ方向の位置）を調整可能に構成されている。
【００２２】
第１の帯電部２は、ポジションＡの上方に配置されている。第１の帯電部２は、ポジションＡに搬送される試料ブロック２０の表層部分にプラスの電荷を与えて、試料ブロック２０の表層部分をプラスに帯電させる。
冷却部３は、ポジションＢの上方に配置されている。冷却部３は、ポジションＢに搬送される試料ブロック２０と、後述するように当該試料ブロック２０の上方に供給され、試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とを、試料作製室１００Ａの温度雰囲気よりも低い温度に冷却する。この冷却により、試料ブロック２０の表層部分が薄切りしやすくなるとともに、キャリアテープ２１の上記一部分に薄切片試料２４が貼り付きやすくなるという効果が得られる。なお、上記冷却温度は、キャリアテープ２１の上記一部分が結露する程度に低く設定されることが好ましい。これにより、上記効果を大きくすることができる。
【００２３】
第２の帯電部４は、ポジションＣの上方に配置されている。第２の帯電部４は、後述するように試料ブロック２０の移動に同期してポジションＢの上方からポジションＣの上方に供給されるキャリアテープ２１の上記一部分に、マイナスの電荷を与えて、キャリアテープ２１の上記一部分をマイナスに帯電させる。
【００２４】
カッター部５は、カッター５１を備え、カッター５１を、薄切可能位置ｈより薄切片試料２４の厚さ分（例えば３μｍ〜１０μｍ）だけ、試料ブロック２０側（−Ｚ方向側）に離れたＸＹ平面上で且つ薄切可能位置ｈより−Ｘ方向側の位置（以下、薄切準備位置Ｈという）に固定可能に構成されている。カッター部５は、カッター５１を薄切準備位置Ｈに固定した状態で、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により＋Ｘ方向に搬送されて薄切可能位置ｈに移動されることによって、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０の表層部分を薄切りして薄切片試料２４を作製可能に構成されている。なお、試料ブロック２０の＋Ｘ方向側の側面は、カッター５１により薄切りし易くするために、例えばＸＹ平面に対して垂直、つまりＹＺ平面に平行となるように形成されることが好ましい。
以下、試料ブロック２０の表層部分をカッター５１によって薄切りして薄切片試料２４を作製するとともに、試料ブロック２０の薄切り後の切断表面が薄切可能位置ｈに位置するように試料ブロック２０の高さ位置を試料ブロック搬送部１により調整させる一連の動作を、『薄切り動作』という。カッター部５の詳細構成については、後で詳しく説明する。
【００２５】
供給リール６は、繰り出しモータ（図示せず）とともに、ポジションＡとポジションＢの間の上方に配置されている。供給リール６は、上記繰り出しモータが駆動されることにより、薄切補助部材として機能するキャリアテープ２１を繰り出し可能に構成されている。
巻取リール７は、モータ７１とともに、ポジションＤよりキャリアテープ２１の走行（供給）経路の下流側（＋Ｘ方向側）に位置するポジションＥよりも、更に下流側に配置されている。巻取リール７には、モータ７１が常に駆動されることにより、常に一定のトルクがかけられており、上記繰り出しモータにより供給リール６から繰り出されたキャリアテープ２１を繰り出しと同時に巻き取り可能に構成されている。キャリアテープ２１の繰り出し及び巻き取りを行う上記繰り出しモータ及びモータ７１の駆動は、制御部１３に制御される。
【００２６】
キャリアテープ案内部８は、複数のガイドローラ８を備えている。複数のガイドローラ８は、供給リール６より繰り出され、巻取リール７に巻き取られるキャリアテープ２１が、ポジションＢに搬送された試料ブロック２０の表層部分と冷却部３との間と、ポジションＣに搬送された試料ブロック２０の表層部分と第２の帯電部４との間と、ポジションＤの上方で且つポジションＤ上に搬送された試料ブロック２０の表層部分と近い領域と、ポジションＥの上方とに供給されるように、キャリアテープ２１を案内可能に配置されている。
なお、供給リール６及び巻取リール７は、上記のように配置されることに限定されるものではなく、キャリアテープ２１がキャリアテープ案内部８により上記のように案内されることができるのであれば、どこに配置されてもよい。
【００２７】
転写部９は、ポジションＥの上方で且つキャリアテープ２１の走行経路の上流側（−Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９１，９１と、ポジションＥの上方で且つキャリアテープ２１の走行経路の下流側（＋Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９２，９２とを備えている。転写部９は、例えば、一対のガイドローラ９１，９１の間と一対のガイドローラ９２，９２の間で薄切片試料２４が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ９２，９２又は一対のガイドローラ９１，９１を−Ｚ方向に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませ、後述するように上面に接着液２３を供給されポジションＥに位置するスライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を接触させて、スライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を転写可能に構成されている。以下、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。
【００２８】
スライドガラス搬送部１０は、多数のスライドガラス２２を保管するスライドガラス保管部４０から、次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２をポジションＦ上に搬送し、ポジションＦ、ポジションＥ、ポジションＧの順に搬送し、ポジションＧで伸展部１２が備える加温板（図示せず）上に載置する（図２参照）。
【００２９】
接着液供給部１１は、ポジションＦの上方に配置され、ポジションＦに搬送されたスライドガラス２２の上面に接着液２３を供給する。接着液２３の一例としては、水、あるいはエチルアルコールを含有した水が挙げられる。
【００３０】
伸展部１２は、加温板（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部１０により加温板上に載置された薄切片付きスライドガラス２２に、上記加温板により、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）をして薄切片試料２４の皺の伸展を行うとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力を強くしたのち、さらに第２の加熱（例えば４０℃程度、数時間）をして薄切片付きスライドガラス２２上の水分を完全に蒸発させて、薄切片試料２４をスライドガラス２２に密着固定するように構成されている。
【００３１】
制御部１３は、試料ブロック搬送部１と、第１の帯電部２と、冷却部３と、第２の帯電部４と、カッター部５と、スライドガラス搬送部１０と、伸展部１２と、モータ７１とに接続されて、記憶部（図示せず）に予め記憶された動作プログラムに基づいてそれぞれの動作を制御する。
【００３２】
本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００は、以上のように構成されている。
なお、本発明の実施形態においては、薄切片試料作製装置１００は上記各部を備えるものとしたが、本発明にかかる薄切片試料作製装置は、この構成には限定されず、上記薄切り動作を行うことができるように、少なくとも試料ブロック搬送部１及びカッター部５が備えられていれば良い。
【００３３】
次に、薄切片試料作製装置１００の薄切片試料２４の作製動作を説明する。この薄切片試料２４の作製動作は、制御部１３の制御の下に行われる。
なお、精度の高い薄切片試料２４を作製するには、凹凸等のある試料ブロック２０の表層部分を予め、カッター５１により薄切りして、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行となるようにする必要がある。このため、下記のような初期動作が行われる。
【００３４】
まず、試料ブロック搬送部１により、試料保管部３０から次に薄切り処理される１つの試料ブロック２０がポジションＡ上に搬送される。
次いで、上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１により、ポジションＡ、ポジションＢ、及びポジションＣ上を通過するように搬送されるとともに、当該搬送の間に上記試料ブロック２０の表層部分が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整されて、上記試料ブロック２０がポジションＤ上の薄切可能位置ｈ（図１参照）まで搬送される。
この上記試料ブロック２０の薄切可能位置ｈへの移動により、薄切準備位置Ｈで固定されたカッター部５のカッター５１が、上記試料ブロック２０の表層部分を薄切りして、上記試料ブロック２０に、薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行な切断表面が形成される。
次いで、試料ブロック搬送部１により、上記切断表面がＸＹ平面と平行になった試料ブロック２０がポジションＤからポジションＡまで移動されるとともに、上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。
これにより、初期動作が完了する。
【００３５】
次に、上記初期動作の完了後の薄切片試料２４の作製動作について説明する。
まず、試料ブロック搬送部１により、上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように高さ位置調整された試料ブロック２０がポジションＡ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈへ向けて搬送される。
【００３６】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＡ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面に、第１の帯電部２によりプラスの電荷が供給され、上記試料ブロック２０の上記切断表面がプラスに帯電される。
【００３７】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＢ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面と、ポジションＢの上方に位置し且つ上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とが、冷却部３により冷却される。
【００３８】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＢ上からポジションＣ上に移動するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期して、キャリアテープ２１の上記一部分が上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０との対向状態を維持して移動するように、上記繰り出しモータ（図示せず）が駆動される。
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＣ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期してポジションＣの上方に移動したキャリアテープ２１の上記一部分に、第２の帯電部４によりマイナスの電荷が供給される。これにより、キャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電する。
【００３９】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１によりポジションＣ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈに搬送されるとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の表層部分が薄切準備位置Ｈで固定されるカッター部５のカッター５１に当接したのち、試料ブロック搬送部１の搬送力により薄切りされて、一枚の薄切片試料２４が作製される。
【００４０】
カッター部５のカッター５１により上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切りされるときにおいて、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０はポジションＤ上の薄切可能位置ｈまで搬送されると薄切可能位置ｈで停止するが、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動と同期して移動するキャリアテープ２１の上記一部分は、試料作製室１００Ａを出て試料貼付室１００Ｂに位置するポジションＥの上方まで移動を続ける。
【００４１】
このとき、カッター部５により作製された薄切片試料２４は、上記したように、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面である薄切片試料２４がプラスに帯電し、薄切片試料２４に対向するキャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電しているための静電気によって、及び上記した冷却部３による冷却の効果によって、キャリアテープ２１の上記一部分に貼り付いて、ポジションＥの上方まで移動する。
【００４２】
一方、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０のポジションＡからポジションＤへの移動及び薄切片試料２４のポジションＦへの移動の間に、スライドガラス搬送部１０により次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２が、スライドガラス保管部４０から搬送され、ポジションＦに搬送されて接着液供給部１１により上面に接着液２３を供給された後、ポジションＥに搬送される。これにより、ポジションＥにおいて、薄切片試料２４とスライドガラス２２とが対向状態となる。
【００４３】
次いで、転写部９により、薄切片試料２４が貼り付いたキャリアテープ２１の上記一部分が下方に撓み、薄切片試料２４がスライドガラス２２の上面の接着液２３に押し当てられて、薄切片試料２４がキャリアテープ２１の上記一部分からスライドガラス２２の上面に転写される。
【００４４】
薄切片試料２４が転写された薄切片付きスライドガラス２２は、スライドガラス搬送部１０により、ポジションＥから伸展部１２のポジションＧまで搬送される。
ポジションＧに搬送された薄切片付きスライドガラス２２は、伸展部１２により第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）がされて、薄切片試料２４の皺の伸展が行われるとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力が強くされる。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）がされて、水分が完全に蒸発され、薄切片試料２４がスライドガラス２２に密着固定される。
これにより、最初の一枚の薄切片試料２４の作製動作が完了する。
【００４５】
なお、上記において、薄切片試料２４がポジションＥの上方まで移動されたとき、ポジションＤ上の薄切可能位置ｈで停止している試料ブロック２０は、次の薄切片試料２４の作製のために、試料ブロック搬送部１によりポジションＤからポジションＡまで搬送されるとともに、最初の一枚の薄切片試料２４を作製した後の上記試料ブロック２０の切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。
以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部１により試料ブロック２０がポジションＡからポジションＤへと搬送されて、上記薄切り動作が、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返され、任意の枚数の薄切片試料２４が作製される。
【００４６】
次に、カッター部５の構成及び動作について詳しく説明する。
図３は、カッター部５の概略構成を示す平面図である。図４は、カッター部５の概略構成を示す側面図である。
【００４７】
図３及び図４において、カッター部５は、カッター５１と、刃先当接位置変更部５２と、検出部５３とを備えている。
カッター５１は、試料ブロック２０の幅方向（±Ｘ方向及び±Ｚ方向と直交する±Ｙ方向）の長さよりも十分大きい幅方向（刃の延在方向ともいう）の長さを有する。カッター５１は、幅方向（±Ｙ方向）に延在する刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩ（図３参照）のいずれかが試料ブロック２０に最初に当接できるように配置されている。カッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩのそれぞれは、試料ブロック２０の幅方向の長さ以上の幅方向の長さを有し、薄切可能位置ｈ（図１参照）に搬送される試料ブロック２０を他の当接領域に当接させることなく薄切り可能に配置されている。なお、図３においては、カッター５１の刃先５１ａを、試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）に対して直交するように（±Ｙ方向に延在するように）配置したが、一定の角度で傾斜させてもよい。
【００４８】
刃先当接位置変更部５２は、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に最初に当接する位置を逐次変更できるように、すなわち、当接領域Ｉ〜ＶＩまで変更できるように、カッター５１を試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）と直交する方向（±Ｙ方向、刃の延在方向）に移動可能に構成されている。
【００４９】
検出部５３は、光を投光する投光部５３ａと、投光部５３ａより投光された光を受光する受光部５３ｂとを備え、投光部５３ａと受光部５３ｂとは、カッター５１を（例えば薄切準備位置Ｈの近傍部分で）±Ｙ方向に挟んで対向するようにそれぞれ配置されている。検出部５３は、投光部５３ａから投光された光の光量と受光部５３ｂで受光された光量の差に基づいて、カッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定可能に構成されている。
また、検出部５３は、光を投光する投光部５３ｃと、投光部５３ｃより投光された光を受光する受光部５３ｄとを備え、投光部５３ｃと受光部５３ｄとは、試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）の上流側（例えばポジションＡの近傍部分）で、試料ブロック２０の搬送経路を±Ｙ方向に挟んで対向するように配置されている。検出部５３は、投光部５３ｃから投光された光の光量と受光部５３ｃで受光された光量の差に基づいて、薄切可能位置ｈへ搬送される試料ブロック２０の切断表面の高さ（±Ｚ方向）位置を測定可能に構成されている。
【００５０】
刃先当接位置変更部５２と検出部５３との動作は、制御部１３により制御される。
以上のように、カッター部５は構成されている。
【００５１】
次に、複数の薄切片試料２４を作製するときのカッター部５の動作について説明する。上記薄切り動作の説明と重複する部分については省略して説明する。図５は、カッター部５の動作を示すフローチャートである。なお、カッター部５の刃先当接位置変更部５２と検出部５３の動作は、制御部１３の制御の下に行われる。
【００５２】
なお、ここでは、上述した初期動作等が行われて、試料ブロック２０の表層部分にＸＹ平面に対して平行な切断表面が形成され、試料ブロック搬送部１により当該試料ブロック２０が検出部５３の投光部５３ｃと受光部５３ｄとの間に配置されているものとして説明を始める。
【００５３】
まず、検出部５３が、投光部５３ｃと受光部５３ｄとの間に上記試料ブロック２０が配置された状態で、投光部５３ｃから光を投光し、投光部５３ｃから投光された光を受光部５３ｄに受光させて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ１）
【００５４】
上記ステップＳ１の動作に次いで、又は上記ステップＳ１の動作と同時的に、検出部５３が、投光部５３ａと受光部５３ｂとの間の薄切準備位置Ｈに配置されたカッター５１の刃先５１ａに、投光部５３ａから光を投光し、投光部５３ａから投光された光を受光部５３ｂに受光させて、カッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ２）。
【００５５】
次いで、検出部５３が測定した上記試料ブロック２０の上記切断表面及びカッター５１の高さ位置の測定情報に基づいて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ位置がカッター５１の刃先５１ａの高さ位置（すなわち、薄切準備位置Ｈ）から上記薄切片試料２４の厚さ分だけ＋Ｚ方向側に離れた平面（すなわち、薄切可能位置ｈのある平面）上に位置するように、試料ブロック搬送部１により上記試料ブロック２０が±Ｚ方向に移動されて、上記試料ブロック２０の高さ位置が調整される（ステップＳ３）。
【００５６】
次いで、カッター５１の刃先５１ａが薄切準備位置Ｈに固定された状態で、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が、ポジションＡ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈに搬送され、試料ブロック２０の表層部分が、カッター５１の刃先５１ａのいずれかの当接領域（例えば当接領域Ｉ）で薄切りされる。すなわち、上記薄切り動作が開始される（ステップＳ４）。
次いで、上記薄切り動作が一回完了する毎に、制御部１３が、カッター５１の刃先５１ａの上記当接領域による任意の回数（例えば１００回）の上記薄切り動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ５）。なお、上記任意の回数とは、作業者が薄切片試料作製装置１００により自動的且つ連続的に上記薄切り動作を開始させる前に、作業者が要求する薄切片試料２４の数及び薄切片試料２４の種類に応じて設定されるものである。
【００５７】
上記ステップＳ５において、制御部１３が任意の回数の上記薄切り動作が完了したと判断したときには、上記薄切り動作を停止させる一方、制御部１３が任意の回数の薄切り動作が完了していないと判断したときには、制御部１３は、次いで、予め設定された回数（例えば２０回）の薄切り動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ６）。なお、上記予め設定された回数とは、作業者が薄切片試料作製装置１００により自動的且つ連続的に上記薄切り動作を開始させる前に、作業者が材質等に応じて適宜設定されるものであり、自動的且つ連続的な上記薄切り動作によりカッター５１の刃先５１ａの切れ味が低下しない範囲の回数に設定されるのが好ましいものである。
【００５８】
上記ステップＳ６において、制御部１３が予め設定された回数の上記薄切り動作が完了していないと判断したとき、上記ステップＳ４に戻って上記薄切り動作を繰り返す一方、制御部１３が予め設定された回数の上記薄切り動作が完了したと判断したとき、刃先当接位置変更部５２が、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に最初に当接する位置が上記当接領域とは別の当接領域（例えば当接領域ＩＩ）に変更されるように、カッター５１を±Ｙ方向（刃の延在方向）に移動させる（ステップＳ７）。このとき、カッター５１の刃先５１ａの高さ位置は、上述したように、カッター５１の個体差等により、移動前と移動後とでズレを生じる場合がある。すなわち、この場合、薄切準備位置Ｈが±Ｚ方向にズレる。
【００５９】
このため、検出部５３が、投光部５３ａと受光部５３ａとの間にカッター５１が配置された状態で、投光部５３ａから光を投光し、投光部５３ａから投光された光を受光部５３ｂに受光させて、上記移動後（変更後）のカッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ８）。
【００６０】
次いで、検出部５３が測定した上記移動後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置の測定情報に基づいて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ位置が、上記移動後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置から上記薄切片試料２４の厚さ分だけ＋Ｚ方向側に離れた平面上に位置するように、試料ブロック搬送部１により上記試料ブロック２０が±Ｚ方向に移動されて、上記試料ブロック２０の高さ位置が調整される（ステップＳ９）。言い換えれば、薄切準備位置Ｈの±Ｚ方向のズレに応じて、±Ｚ方向の薄切可能位置ｈを補正する。これにより、上記試料ブロック２０と上記移動後のカッター５１の刃先５１ａとの±Ｚ方向の距離は、薄切片試料２４の厚さ分の距離に保たれる。
次いで、上記ステップＳ４に戻って上記薄切り動作を再開する。
【００６１】
以上のように、カッター部５が動作することにより、複数の薄切片試料２４の作製が可能となる。
【００６２】
なお、上記では、カッター５１を薄切準備位置Ｈで固定して、試料ブロック２０を薄切可能位置ｈに移動させることにより試料ブロック２０の表層部分を薄切りするように構成したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、試料ブロック２０を薄切可能位置ｈで固定して、カッター５１をＸＹ平面上で±Ｘ方向に動かすことにより上記薄切り動作を行うように薄切片試料作製装置１００が構成されてもよい。すなわち、薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック２０とカッター５１とを相対的に移動させることにより、上記薄切動作が行われるように構成されればよい。カッター５１を移動させる場合の一例としては、カッター５１を±Ｘ方向に移動させるカッター水平移動部（図示せず）を別途設けて、試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により薄切可能位置ｈに搬送されて停止（固定）した状態で、上記カッター水平移動部によりカッター５１を−Ｘ方向に移動させて試料ブロック２０を薄切りし、薄切片試料２４が作製されるようにすることが考えられる。
また、試料ブロック２０及びカッター５１の高さ位置の調整動作は、上記した動作に限られず、試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により、ポジションＤからポジションＡに搬送され、再びポジションＡからポジションＤに搬送されるまでに行われればよい。
【００６３】
また、上記では、試料ブロック２０を±Ｚ方向（高さ方向）に移動させることで薄切り時の高さ位置の調整を行ったが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、カッター５１を±Ｚ方向（刃の厚み方向）に移動させて、薄切り時の高さ位置の調整が行われるよう構成されてもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、一回の上記薄切り動作において、試料ブロック２０の上記切断表面が薄切可能位置ｈに位置するように試料ブロック２０の高さ位置を調整するようにしている。したがって、試料ブロック２０が常に同一の薄切可能位置ｈに調整されるので、試料ブロック２０が薄切可能位置ｈからズレを生じることによる薄切片試料２４に求められる精度の低下を防ぐことができる。
また、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、高さ位置調整後の試料ブロック２０に最初に当接するカッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩが逐次変更されるようにカッター５１が刃の延在方向（±Ｙ方向）へ移動する。したがって、試料ブロック２０の薄切りに用いるカッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩを異ならせることができるため、カッター５１の切れ味を良い状態で保つことができる。また、カッター５１の刃先５１ａの全体を利用できるので、カッター５１の交換回数を減らして、作業者の負担を軽減することができる。
【００６５】
さらに、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、カッター５１の刃の延在方向への移動が完了する毎に、上記変更後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置を検出部５３により測定し、検出部５３の測定情報に基づいて、±Ｚ方向に薄切可能位置ｈを補正する。したがって、試料ブロック２０に当接するカッター５１の刃先５１ａの位置が、カッター５１の移動前と移動後ではズレを生じた場合でも、そのズレが補正される。
したがって、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、上記薄切り動作が行われる際、試料ブロック２０は、試料ブロック２０と当接するカッター５１の刃先５１ａと、薄切片試料２４の厚さ分の±Ｚ方向の距離を保つように移動されるので、薄切片試料２４を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料２４に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、カッター部５に、さらに、図６に示すように、カッター５１の刃先５１ａに圧縮空気（矢印で示す）を吹き付けるエア供給部５６を設けて、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に当接していないときに、上記薄切り動作によりカッター５１の刃先５１ａに付着したパラフィン等の付着物１２０を、上記圧縮空気により吹き飛ばすようにしても良い。このように構成することにより、カッター５１の刃先５１ａの１つの当接領域における切れ味の低下を軽減することができ、カッター５１の交換回数を従来よりもさらに減らすことができる。よって、薄切片試料２４に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００６７】
なお、図６に示すように、エア供給部５６に２つのノズル５６ａ，５６ｂを設けて、カッター５１の刃先５１ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側の２方向から上記圧縮空気を吹き付けるように構成すれば、付着物１２０をさらに容易に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の薄切片試料作製方法及び装置は、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる効果を有し、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置の概要構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置の試料貼付室における概要構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の概要構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の概要構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置において、複数の薄切片試料を作製する工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の他の構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 試料ブロック搬送部
２ 第１の帯電部
３ 冷却部
４ 第２の帯電部
５ カッター部
６ 供給リール
７ 巻取リール
８ キャリアテープ案内部
９ 転写部
１０ スライドガラス搬送部
１１ 接着液供給部
１２ 伸展部
１３ 制御部
２０ 試料ブロック
２１ キャリアテープ
２２ スライドガラス
２３ 接着液
２４ 薄切片試料
５１ カッター
５１ａ 刃先
５２ 刃先当接位置変更部
５３ 検出部
５３ａ，５３ｃ 投光部
５３ｂ，５３ｄ 受光部
５６ エア供給部
５６ａ，５６ｂ ノズル
１００ 薄切片試料作製装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製するための装置としては、ミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだ試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすることにより、薄切片を作製する装置である。
【０００３】
ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。
【０００４】
上記のようなミクロトームを用いた薄切片試料の作製作業は、従来、作業者によって手動で行われており、多大な手間と労力を要するものである。ミクロトームの使用に熟練した作業者であっても、数十個の試料ブロックを処理するのには、通常、数日かかる一方、同様の作業の繰り返しであるため、肉体的にも精神的にも作業者に過度の負担がかかるものである。
【０００５】
また、薄切片試料に求められる厚さは、非常に薄く（試料によって異なるが例えば３μｍ〜１０μｍ）、高い均一性も求められる。これに対して、従来においては、試料ブロック及びカッターの位置（高さ）調整を作業者が目視によって行っていたため、作業者によって薄切片試料の精度（厚さ及び均一性）にバラツキがあるとともに、同一作業者によっても、作業者の疲労度により薄切片試料の精度にバラツキがある。また、試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすると、カッターの刃先にパラフィン等が付着して、次回に作製される薄切片試料の精度が低下する。特に、カッターの刃先の同一領域を使用して試料ブロックを連続的に薄切りする場合には、カッターの当該領域の切れ味が次第に低下し、薄切片試料の精度が大幅に低下する。
このため、作業者の負担を軽減するとともに、薄切片試料の精度の低下を低減する装置が求められている。
【０００６】
特許文献１（特開平１１−１５３５２１号公報）には、試料ブロックの表層部分をカッターによって連続的に薄切りするときに、試料ブロックの表層部分に最初に当接するカッターの刃先の当接領域が同一領域に集中しないように、自動的に上記当接領域が変更されるようにカッターを移動させる装置が開示されている。特許文献１の装置によれば、自動的に上記当接領域が適宜変更されるようにカッターを移動させることにより、作業者によるカッターの交換作業又は取り付け位置の変更作業による負担を軽減できるとともに、カッターの切れ味を良い状態で一定に保って、薄切片試料の精度の低下を低減することができる。
【特許文献１】特開平１１−１５３５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の装置においては、試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置が、例えばカッターの移動を繰り返すことにより生じるカッターとカッターを保持するホルダとの摩擦による摩耗などにより、カッターの移動前と移動後ではズレを生じる場合がある。また、試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置は、カッターの個体差や、ホルダへのカッターの取り付け時の取り付け加減（例えばカッターをホルダにネジ固定する場合にはネジの締め加減）によってもズレを生じる。
【０００８】
このため、上記特許文献１の装置において、薄切片試料を自動的且つ連続的に薄切りしている途中で上記ズレを生じた場合には、薄切り動作でカッターの空振りが生じたり、薄切片試料の厚さが薄切片試料に求められる厚さより薄くあるいは厚くなったり、試料ブロックに刃が刺さって試料ブロックが損傷するといった不具合が生じ、薄切片試料の精度が低下することとなる。このような不具合を解決するには、例えば、作業者が、装置の薄切片試料の作製動作を常時監視し、薄切片試料の精度が低下したときや試料ブロックに当接するカッターの刃先の高さ位置にズレが生じたときには装置を停止させてカッター又は試料ブロックの高さ位置を調整するなどの作業を行わなければならず、かえって作業者に負担がかかることもある。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる薄切片試料作製方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様によれば、試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有する薄切片試料作製装置を用いて、上記試料ブロックの表層部分を上記カッターにより自動的且つ連続的に薄切りして複数の薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとを相対的に移動させることにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、
予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、
上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が逐次変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させたのち、上記変更後の上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を検出部により測定し、
上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開することを特徴とする薄切片試料作製方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、一回の上記薄切り動作は、上記カッターによって上記薄切片試料を作製したのち、上記試料ブロックに当接した上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付ける動作を有することを特徴とする第１態様に記載の薄切片試料作製方法を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有し、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとが相対的に移動することにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う薄切片試料作製装置であって、
さらに、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させる刃先当接位置変更部を有し、
上記検出部は、上記刃先当接位置変更部により上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの上記刃先の上記当接領域が変更されたとき、上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を測定し、
上記試料ブロック搬送部が、上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記試料ブロックの上記切断表面が上記補正後の上記薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整することを特徴とする薄切片試料作製装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、さらに、上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付けるエア供給部を備える第３態様に記載の薄切片試料作製装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１又は第３態様によれば、一回の上記薄切り動作において、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整するようにしている。したがって、上記試料ブロックが常に同一の上記薄切可能位置に調整されるので、上記試料ブロックが上記薄切可能位置からズレを生じることによる薄切片試料に求められる精度の低下を防ぐことができる。
また、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の位置が逐次変更されるように上記カッターが刃の延在方向へ移動する。したがって、上記試料ブロックの薄切りに用いる上記カッターの刃先の当接領域を異ならせることができるため、上記カッターの切れ味を良い状態に保つことができる。また、上記カッターの刃先の全体を利用できるので、上記カッターの交換回数を減らして、作業者の負担を軽減することができる。
【００１５】
さらに、本発明の第１又は第３態様によれば、上記カッターの上記刃の延在方向への移動が完了する毎に、上記変更後の上記カッターの上記刃先の高さ位置を上記検出部により測定し、上記検出部の測定情報に基づいて、上記刃の厚み方向に上記薄切可能位置を補正する。したがって、上記試料ブロックに当接する上記カッターの上記刃先の高さ位置が、上記カッターの移動前と移動後ではズレを生じた場合でも、そのズレが補正される。
したがって、本発明の第１又は第３態様によれば、上記薄切り動作が行われる際、上記試料ブロックは、上記試料ブロックと当接する上記カッターの上記刃先に、常に上記薄切片試料の厚さ分の上記刃の厚み方向の距離を保つように移動されるので、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００１６】
また、本発明の第２又は第４態様によれば、上記カッターの上記刃先に、上記圧縮空気を吹き付けるようにされている。したがって、上記カッターの上記刃先にパラフィン等が付着しても、上記圧縮空気により上記パラフィン等を吹き飛ばすことが可能となり、切れ味の低下を軽減して薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００の概要構成を示す正面図である。図２は、薄切片試料作製装置１００の試料貼付室１００Ｂにおける概要構成を示す平面図である。
【００１８】
図１において、薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック２０を薄切りして薄切片試料２４を作製するのに関連する構成部が配置される試料作製室１００Ａと、薄切片試料２４をスライドガラス２２に転写して強固に貼り付けるのに関連する構成部が配置される試料貼付室１００Ｂとを備えている。
【００１９】
薄切片試料作製装置１００において薄切り処理される試料ブロック２０は、一例として生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだものが使用される。このような試料ブロック２０は、その表層部分が乾燥した状態で切断されると、切断面に傷や変形が生じやすい一方、温度及び湿度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、試料作製室１００Ａは、図示しない冷却機及び加湿器により、一定温度（例えば２５℃）及び一定の高湿度（例えば６５％以上）を維持するように、その内部の温度及び湿度が設定されている。なお、上記温度及び湿度の設定は、被検体及び包埋体の種類等によって適宜設定すれば良い。
【００２０】
試料作製室１００Ａには、試料保管部３０と、試料ブロック搬送部１と、第１の帯電部２と、冷却部３と、第２の帯電部４と、カッター部５と、供給リール６と、キャリアテープ案内部８が配置されている。
試料貼付室１００Ｂには巻取リール７と、転写部９と、スライドガラス搬送部１０と、接着液供給部１１と、伸展部１２と、スライドガラス保管部４０とが配置されている。上記各部には、後述する制御部１３が接続されている。
【００２１】
試料ブロック搬送部１は、多数の試料ブロック２０を保管する試料保管部３０から、次に薄切り処理される１つの試料ブロック２０をポジションＡ上に搬送したのち、当該試料ブロック２０をポジションＡ〜Ｄの間で往復搬送可能に構成されている。なお、ポジションＡ〜Ｄは、横方向（図１に示す±Ｘ方向）に直線的に整列しており、試料保管部３０は、試料作製室１００Ａと同一温湿度環境で試料ブロック２０を保管している。また、試料ブロック搬送部１は、例えば、後述するようにカッター部５が備えるカッター５１により試料ブロック２０が薄切りされるときに、試料ブロック２０に−Ｘ方向に力が加わったとしても、試料ブロック２０が試料ブロック用載置位置（図示せず）から位置ズレして薄切片試料２４の精度が低下することがないように、試料ブロック２０を試料ブロック用載置位置でしっかりと保持可能に構成されている。
また、試料ブロック搬送部１は、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が、ポジションＤの上方に位置し且つ後述するカッター部５が備えるカッター５１によって薄切りされることができる位置（以下、薄切可能位置ｈという）に位置するように、試料ブロック２０の高さ位置（±Ｘ方向と直交する±Ｚ方向の位置）を調整可能に構成されている。
【００２２】
第１の帯電部２は、ポジションＡの上方に配置されている。第１の帯電部２は、ポジションＡに搬送される試料ブロック２０の表層部分にプラスの電荷を与えて、試料ブロック２０の表層部分をプラスに帯電させる。
冷却部３は、ポジションＢの上方に配置されている。冷却部３は、ポジションＢに搬送される試料ブロック２０と、後述するように当該試料ブロック２０の上方に供給され、試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とを、試料作製室１００Ａの温度雰囲気よりも低い温度に冷却する。この冷却により、試料ブロック２０の表層部分が薄切りしやすくなるとともに、キャリアテープ２１の上記一部分に薄切片試料２４が貼り付きやすくなるという効果が得られる。なお、上記冷却温度は、キャリアテープ２１の上記一部分が結露する程度に低く設定されることが好ましい。これにより、上記効果を大きくすることができる。
【００２３】
第２の帯電部４は、ポジションＣの上方に配置されている。第２の帯電部４は、後述するように試料ブロック２０の移動に同期してポジションＢの上方からポジションＣの上方に供給されるキャリアテープ２１の上記一部分に、マイナスの電荷を与えて、キャリアテープ２１の上記一部分をマイナスに帯電させる。
【００２４】
カッター部５は、カッター５１を備え、カッター５１を、薄切可能位置ｈより薄切片試料２４の厚さ分（例えば３μｍ〜１０μｍ）だけ、試料ブロック２０側（−Ｚ方向側）に離れたＸＹ平面上で且つ薄切可能位置ｈより−Ｘ方向側の位置（以下、薄切準備位置Ｈという）に固定可能に構成されている。カッター部５は、カッター５１を薄切準備位置Ｈに固定した状態で、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により＋Ｘ方向に搬送されて薄切可能位置ｈに移動されることによって、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０の表層部分を薄切りして薄切片試料２４を作製可能に構成されている。なお、試料ブロック２０の＋Ｘ方向側の側面は、カッター５１により薄切りし易くするために、例えばＸＹ平面に対して垂直、つまりＹＺ平面に平行となるように形成されることが好ましい。
以下、試料ブロック２０の表層部分をカッター５１によって薄切りして薄切片試料２４を作製するとともに、試料ブロック２０の薄切り後の切断表面が薄切可能位置ｈに位置するように試料ブロック２０の高さ位置を試料ブロック搬送部１により調整させる一連の動作を、『薄切り動作』という。カッター部５の詳細構成については、後で詳しく説明する。
【００２５】
供給リール６は、繰り出しモータ（図示せず）とともに、ポジションＡとポジションＢの間の上方に配置されている。供給リール６は、上記繰り出しモータが駆動されることにより、薄切補助部材として機能するキャリアテープ２１を繰り出し可能に構成されている。
巻取リール７は、モータ７１とともに、ポジションＤよりキャリアテープ２１の走行（供給）経路の下流側（＋Ｘ方向側）に位置するポジションＥよりも、更に下流側に配置されている。巻取リール７には、モータ７１が常に駆動されることにより、常に一定のトルクがかけられており、上記繰り出しモータにより供給リール６から繰り出されたキャリアテープ２１を繰り出しと同時に巻き取り可能に構成されている。キャリアテープ２１の繰り出し及び巻き取りを行う上記繰り出しモータ及びモータ７１の駆動は、制御部１３に制御される。
【００２６】
キャリアテープ案内部８は、複数のガイドローラ８を備えている。複数のガイドローラ８は、供給リール６より繰り出され、巻取リール７に巻き取られるキャリアテープ２１が、ポジションＢに搬送された試料ブロック２０の表層部分と冷却部３との間と、ポジションＣに搬送された試料ブロック２０の表層部分と第２の帯電部４との間と、ポジションＤの上方で且つポジションＤ上に搬送された試料ブロック２０の表層部分と近い領域と、ポジションＥの上方とに供給されるように、キャリアテープ２１を案内可能に配置されている。
なお、供給リール６及び巻取リール７は、上記のように配置されることに限定されるものではなく、キャリアテープ２１がキャリアテープ案内部８により上記のように案内されることができるのであれば、どこに配置されてもよい。
【００２７】
転写部９は、ポジションＥの上方で且つキャリアテープ２１の走行経路の上流側（−Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９１，９１と、ポジションＥの上方で且つキャリアテープ２１の走行経路の下流側（＋Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９２，９２とを備えている。転写部９は、例えば、一対のガイドローラ９１，９１の間と一対のガイドローラ９２，９２の間で薄切片試料２４が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ９２，９２又は一対のガイドローラ９１，９１を−Ｚ方向に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませ、後述するように上面に接着液２３を供給されポジションＥに位置するスライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を接触させて、スライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を転写可能に構成されている。以下、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。
【００２８】
スライドガラス搬送部１０は、多数のスライドガラス２２を保管するスライドガラス保管部４０から、次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２をポジションＦ上に搬送し、ポジションＦ、ポジションＥ、ポジションＧの順に搬送し、ポジションＧで伸展部１２が備える加温板（図示せず）上に載置する（図２参照）。
【００２９】
接着液供給部１１は、ポジションＦの上方に配置され、ポジションＦに搬送されたスライドガラス２２の上面に接着液２３を供給する。接着液２３の一例としては、水、あるいはエチルアルコールを含有した水が挙げられる。
【００３０】
伸展部１２は、加温板（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部１０により加温板上に載置された薄切片付きスライドガラス２２に、上記加温板により、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）をして薄切片試料２４の皺の伸展を行うとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力を強くしたのち、さらに第２の加熱（例えば４０℃程度、数時間）をして薄切片付きスライドガラス２２上の水分を完全に蒸発させて、薄切片試料２４をスライドガラス２２に密着固定するように構成されている。
【００３１】
制御部１３は、試料ブロック搬送部１と、第１の帯電部２と、冷却部３と、第２の帯電部４と、カッター部５と、スライドガラス搬送部１０と、伸展部１２と、モータ７１とに接続されて、記憶部（図示せず）に予め記憶された動作プログラムに基づいてそれぞれの動作を制御する。
【００３２】
本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００は、以上のように構成されている。
なお、本発明の実施形態においては、薄切片試料作製装置１００は上記各部を備えるものとしたが、本発明にかかる薄切片試料作製装置は、この構成には限定されず、上記薄切り動作を行うことができるように、少なくとも試料ブロック搬送部１及びカッター部５が備えられていれば良い。
【００３３】
次に、薄切片試料作製装置１００の薄切片試料２４の作製動作を説明する。この薄切片試料２４の作製動作は、制御部１３の制御の下に行われる。
なお、精度の高い薄切片試料２４を作製するには、凹凸等のある試料ブロック２０の表層部分を予め、カッター５１により薄切りして、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行となるようにする必要がある。このため、下記のような初期動作が行われる。
【００３４】
まず、試料ブロック搬送部１により、試料保管部３０から次に薄切り処理される１つの試料ブロック２０がポジションＡ上に搬送される。
次いで、上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１により、ポジションＡ、ポジションＢ、及びポジションＣ上を通過するように搬送されるとともに、当該搬送の間に上記試料ブロック２０の表層部分が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整されて、上記試料ブロック２０がポジションＤ上の薄切可能位置ｈ（図１参照）まで搬送される。
この上記試料ブロック２０の薄切可能位置ｈへの移動により、薄切準備位置Ｈで固定されたカッター部５のカッター５１が、上記試料ブロック２０の表層部分を薄切りして、上記試料ブロック２０に、薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行な切断表面が形成される。
次いで、試料ブロック搬送部１により、上記切断表面がＸＹ平面と平行になった試料ブロック２０がポジションＤからポジションＡまで移動されるとともに、上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。
これにより、初期動作が完了する。
【００３５】
次に、上記初期動作の完了後の薄切片試料２４の作製動作について説明する。
まず、試料ブロック搬送部１により、上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように高さ位置調整された試料ブロック２０がポジションＡ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈへ向けて搬送される。
【００３６】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＡ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面に、第１の帯電部２によりプラスの電荷が供給され、上記試料ブロック２０の上記切断表面がプラスに帯電される。
【００３７】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＢ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面と、ポジションＢの上方に位置し且つ上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とが、冷却部３により冷却される。
【００３８】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＢ上からポジションＣ上に移動するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期して、キャリアテープ２１の上記一部分が上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０との対向状態を維持して移動するように、上記繰り出しモータ（図示せず）が駆動される。
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０がポジションＣ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期してポジションＣの上方に移動したキャリアテープ２１の上記一部分に、第２の帯電部４によりマイナスの電荷が供給される。これにより、キャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電する。
【００３９】
次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１によりポジションＣ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈに搬送されるとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の表層部分が薄切準備位置Ｈで固定されるカッター部５のカッター５１に当接したのち、試料ブロック搬送部１の搬送力により薄切りされて、一枚の薄切片試料２４が作製される。
【００４０】
カッター部５のカッター５１により上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切りされるときにおいて、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０はポジションＤ上の薄切可能位置ｈまで搬送されると薄切可能位置ｈで停止するが、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動と同期して移動するキャリアテープ２１の上記一部分は、試料作製室１００Ａを出て試料貼付室１００Ｂに位置するポジションＥの上方まで移動を続ける。
【００４１】
このとき、カッター部５により作製された薄切片試料２４は、上記したように、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面である薄切片試料２４がプラスに帯電し、薄切片試料２４に対向するキャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電しているための静電気によって、及び上記した冷却部３による冷却の効果によって、キャリアテープ２１の上記一部分に貼り付いて、ポジションＥの上方まで移動する。
【００４２】
一方、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０のポジションＡからポジションＤへの移動及び薄切片試料２４のポジションＦへの移動の間に、スライドガラス搬送部１０により次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２が、スライドガラス保管部４０から搬送され、ポジションＦに搬送されて接着液供給部１１により上面に接着液２３を供給された後、ポジションＥに搬送される。これにより、ポジションＥにおいて、薄切片試料２４とスライドガラス２２とが対向状態となる。
【００４３】
次いで、転写部９により、薄切片試料２４が貼り付いたキャリアテープ２１の上記一部分が下方に撓み、薄切片試料２４がスライドガラス２２の上面の接着液２３に押し当てられて、薄切片試料２４がキャリアテープ２１の上記一部分からスライドガラス２２の上面に転写される。
【００４４】
薄切片試料２４が転写された薄切片付きスライドガラス２２は、スライドガラス搬送部１０により、ポジションＥから伸展部１２のポジションＧまで搬送される。
ポジションＧに搬送された薄切片付きスライドガラス２２は、伸展部１２により第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）がされて、薄切片試料２４の皺の伸展が行われるとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力が強くされる。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）がされて、水分が完全に蒸発され、薄切片試料２４がスライドガラス２２に密着固定される。
これにより、最初の一枚の薄切片試料２４の作製動作が完了する。
【００４５】
なお、上記において、薄切片試料２４がポジションＥの上方まで移動されたとき、ポジションＤ上の薄切可能位置ｈで停止している試料ブロック２０は、次の薄切片試料２４の作製のために、試料ブロック搬送部１によりポジションＤからポジションＡまで搬送されるとともに、最初の一枚の薄切片試料２４を作製した後の上記試料ブロック２０の切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。
以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部１により試料ブロック２０がポジションＡからポジションＤへと搬送されて、上記薄切り動作が、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返され、任意の枚数の薄切片試料２４が作製される。
【００４６】
次に、カッター部５の構成及び動作について詳しく説明する。
図３は、カッター部５の概略構成を示す平面図である。図４は、カッター部５の概略構成を示す側面図である。
【００４７】
図３及び図４において、カッター部５は、カッター５１と、刃先当接位置変更部５２と、検出部５３とを備えている。
カッター５１は、試料ブロック２０の幅方向（±Ｘ方向及び±Ｚ方向と直交する±Ｙ方向）の長さよりも十分大きい幅方向（刃の延在方向ともいう）の長さを有する。カッター５１は、幅方向（±Ｙ方向）に延在する刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩ（図３参照）のいずれかが試料ブロック２０に最初に当接できるように配置されている。カッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩのそれぞれは、試料ブロック２０の幅方向の長さ以上の幅方向の長さを有し、薄切可能位置ｈ（図１参照）に搬送される試料ブロック２０を他の当接領域に当接させることなく薄切り可能に配置されている。なお、図３においては、カッター５１の刃先５１ａを、試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）に対して直交するように（±Ｙ方向に延在するように）配置したが、一定の角度で傾斜させてもよい。
【００４８】
刃先当接位置変更部５２は、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に最初に当接する位置を逐次変更できるように、すなわち、当接領域Ｉ〜ＶＩまで変更できるように、カッター５１を試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）と直交する方向（±Ｙ方向、刃の延在方向）に移動可能に構成されている。
【００４９】
検出部５３は、光を投光する投光部５３ａと、投光部５３ａより投光された光を受光する受光部５３ｂとを備え、投光部５３ａと受光部５３ｂとは、カッター５１を（例えば薄切準備位置Ｈの近傍部分で）±Ｙ方向に挟んで対向するようにそれぞれ配置されている。検出部５３は、投光部５３ａから投光された光の光量と受光部５３ｂで受光された光量の差に基づいて、カッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定可能に構成されている。
また、検出部５３は、光を投光する投光部５３ｃと、投光部５３ｃより投光された光を受光する受光部５３ｄとを備え、投光部５３ｃと受光部５３ｄとは、試料ブロック２０の搬送方向（±Ｘ方向）の上流側（例えばポジションＡの近傍部分）で、試料ブロック２０の搬送経路を±Ｙ方向に挟んで対向するように配置されている。検出部５３は、投光部５３ｃから投光された光の光量と受光部５３ｃで受光された光量の差に基づいて、薄切可能位置ｈへ搬送される試料ブロック２０の切断表面の高さ（±Ｚ方向）位置を測定可能に構成されている。
【００５０】
刃先当接位置変更部５２と検出部５３との動作は、制御部１３により制御される。
以上のように、カッター部５は構成されている。
【００５１】
次に、複数の薄切片試料２４を作製するときのカッター部５の動作について説明する。上記薄切り動作の説明と重複する部分については省略して説明する。図５は、カッター部５の動作を示すフローチャートである。なお、カッター部５の刃先当接位置変更部５２と検出部５３の動作は、制御部１３の制御の下に行われる。
【００５２】
なお、ここでは、上述した初期動作等が行われて、試料ブロック２０の表層部分にＸＹ平面に対して平行な切断表面が形成され、試料ブロック搬送部１により当該試料ブロック２０が検出部５３の投光部５３ｃと受光部５３ｄとの間に配置されているものとして説明を始める。
【００５３】
まず、検出部５３が、投光部５３ｃと受光部５３ｄとの間に上記試料ブロック２０が配置された状態で、投光部５３ｃから光を投光し、投光部５３ｃから投光された光を受光部５３ｄに受光させて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ１）
【００５４】
上記ステップＳ１の動作に次いで、又は上記ステップＳ１の動作と同時的に、検出部５３が、投光部５３ａと受光部５３ｂとの間の薄切準備位置Ｈに配置されたカッター５１の刃先５１ａに、投光部５３ａから光を投光し、投光部５３ａから投光された光を受光部５３ｂに受光させて、カッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ２）。
【００５５】
次いで、検出部５３が測定した上記試料ブロック２０の上記切断表面及びカッター５１の高さ位置の測定情報に基づいて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ位置がカッター５１の刃先５１ａの高さ位置（すなわち、薄切準備位置Ｈ）から上記薄切片試料２４の厚さ分だけ＋Ｚ方向側に離れた平面（すなわち、薄切可能位置ｈのある平面）上に位置するように、試料ブロック搬送部１により上記試料ブロック２０が±Ｚ方向に移動されて、上記試料ブロック２０の高さ位置が調整される（ステップＳ３）。
【００５６】
次いで、カッター５１の刃先５１ａが薄切準備位置Ｈに固定された状態で、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が、ポジションＡ上からポジションＤ上の薄切可能位置ｈに搬送され、試料ブロック２０の表層部分が、カッター５１の刃先５１ａのいずれかの当接領域（例えば当接領域Ｉ）で薄切りされる。すなわち、上記薄切り動作が開始される（ステップＳ４）。
次いで、上記薄切り動作が一回完了する毎に、制御部１３が、カッター５１の刃先５１ａの上記当接領域による任意の回数（例えば１００回）の上記薄切り動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ５）。なお、上記任意の回数とは、作業者が薄切片試料作製装置１００により自動的且つ連続的に上記薄切り動作を開始させる前に、作業者が要求する薄切片試料２４の数及び薄切片試料２４の種類に応じて設定されるものである。
【００５７】
上記ステップＳ５において、制御部１３が任意の回数の上記薄切り動作が完了したと判断したときには、上記薄切り動作を停止させる一方、制御部１３が任意の回数の薄切り動作が完了していないと判断したときには、制御部１３は、次いで、予め設定された回数（例えば２０回）の薄切り動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ６）。なお、上記予め設定された回数とは、作業者が薄切片試料作製装置１００により自動的且つ連続的に上記薄切り動作を開始させる前に、作業者が材質等に応じて適宜設定されるものであり、自動的且つ連続的な上記薄切り動作によりカッター５１の刃先５１ａの切れ味が低下しない範囲の回数に設定されるのが好ましいものである。
【００５８】
上記ステップＳ６において、制御部１３が予め設定された回数の上記薄切り動作が完了していないと判断したとき、上記ステップＳ４に戻って上記薄切り動作を繰り返す一方、制御部１３が予め設定された回数の上記薄切り動作が完了したと判断したとき、刃先当接位置変更部５２が、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に最初に当接する位置が上記当接領域とは別の当接領域（例えば当接領域ＩＩ）に変更されるように、カッター５１を±Ｙ方向（刃の延在方向）に移動させる（ステップＳ７）。このとき、カッター５１の刃先５１ａの高さ位置は、上述したように、カッター５１の個体差等により、移動前と移動後とでズレを生じる場合がある。すなわち、この場合、薄切準備位置Ｈが±Ｚ方向にズレる。
【００５９】
このため、検出部５３が、投光部５３ａと受光部５３ａとの間にカッター５１が配置された状態で、投光部５３ａから光を投光し、投光部５３ａから投光された光を受光部５３ｂに受光させて、上記移動後（変更後）のカッター５１の刃先５１ａの高さ（±Ｚ方向）位置を測定する（ステップＳ８）。
【００６０】
次いで、検出部５３が測定した上記移動後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置の測定情報に基づいて、上記試料ブロック２０の上記切断表面の高さ位置が、上記移動後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置から上記薄切片試料２４の厚さ分だけ＋Ｚ方向側に離れた平面上に位置するように、試料ブロック搬送部１により上記試料ブロック２０が±Ｚ方向に移動されて、上記試料ブロック２０の高さ位置が調整される（ステップＳ９）。言い換えれば、薄切準備位置Ｈの±Ｚ方向のズレに応じて、±Ｚ方向の薄切可能位置ｈを補正する。これにより、上記試料ブロック２０と上記移動後のカッター５１の刃先５１ａとの±Ｚ方向の距離は、薄切片試料２４の厚さ分の距離に保たれる。
次いで、上記ステップＳ４に戻って上記薄切り動作を再開する。
【００６１】
以上のように、カッター部５が動作することにより、複数の薄切片試料２４の作製が可能となる。
【００６２】
なお、上記では、カッター５１を薄切準備位置Ｈで固定して、試料ブロック２０を薄切可能位置ｈに移動させることにより試料ブロック２０の表層部分を薄切りするように構成したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、試料ブロック２０を薄切可能位置ｈで固定して、カッター５１をＸＹ平面上で±Ｘ方向に動かすことにより上記薄切り動作を行うように薄切片試料作製装置１００が構成されてもよい。すなわち、薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック２０とカッター５１とを相対的に移動させることにより、上記薄切動作が行われるように構成されればよい。カッター５１を移動させる場合の一例としては、カッター５１を±Ｘ方向に移動させるカッター水平移動部（図示せず）を別途設けて、試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により薄切可能位置ｈに搬送されて停止（固定）した状態で、上記カッター水平移動部によりカッター５１を−Ｘ方向に移動させて試料ブロック２０を薄切りし、薄切片試料２４が作製されるようにすることが考えられる。
また、試料ブロック２０及びカッター５１の高さ位置の調整動作は、上記した動作に限られず、試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により、ポジションＤからポジションＡに搬送され、再びポジションＡからポジションＤに搬送されるまでに行われればよい。
【００６３】
また、上記では、試料ブロック２０を±Ｚ方向（高さ方向）に移動させることで薄切り時の高さ位置の調整を行ったが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、カッター５１を±Ｚ方向（刃の厚み方向）に移動させて、薄切り時の高さ位置の調整が行われるよう構成されてもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、一回の上記薄切り動作において、試料ブロック２０の上記切断表面が薄切可能位置ｈに位置するように試料ブロック２０の高さ位置を調整するようにしている。したがって、試料ブロック２０が常に同一の薄切可能位置ｈに調整されるので、試料ブロック２０が薄切可能位置ｈからズレを生じることによる薄切片試料２４に求められる精度の低下を防ぐことができる。
また、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、高さ位置調整後の試料ブロック２０に最初に当接するカッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩが逐次変更されるようにカッター５１が刃の延在方向（±Ｙ方向）へ移動する。したがって、試料ブロック２０の薄切りに用いるカッター５１の刃先５１ａの当接領域Ｉ〜ＶＩを異ならせることができるため、カッター５１の切れ味を良い状態で保つことができる。また、カッター５１の刃先５１ａの全体を利用できるので、カッター５１の交換回数を減らして、作業者の負担を軽減することができる。
【００６５】
さらに、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、カッター５１の刃の延在方向への移動が完了する毎に、上記変更後のカッター５１の刃先５１ａの高さ位置を検出部５３により測定し、検出部５３の測定情報に基づいて、±Ｚ方向に薄切可能位置ｈを補正する。したがって、試料ブロック２０に当接するカッター５１の刃先５１ａの位置が、カッター５１の移動前と移動後ではズレを生じた場合でも、そのズレが補正される。
したがって、本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置１００によれば、上記薄切り動作が行われる際、試料ブロック２０は、試料ブロック２０と当接するカッター５１の刃先５１ａと、薄切片試料２４の厚さ分の±Ｚ方向の距離を保つように移動されるので、薄切片試料２４を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料２４に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、カッター部５に、さらに、図６に示すように、カッター５１の刃先５１ａに圧縮空気（矢印で示す）を吹き付けるエア供給部５６を設けて、カッター５１の刃先５１ａが試料ブロック２０に当接していないときに、上記薄切り動作によりカッター５１の刃先５１ａに付着したパラフィン等の付着物１２０を、上記圧縮空気により吹き飛ばすようにしても良い。このように構成することにより、カッター５１の刃先５１ａの１つの当接領域における切れ味の低下を軽減することができ、カッター５１の交換回数を従来よりもさらに減らすことができる。よって、薄切片試料２４に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる。
【００６７】
なお、図６に示すように、エア供給部５６に２つのノズル５６ａ，５６ｂを設けて、カッター５１の刃先５１ａの＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側の２方向から上記圧縮空気を吹き付けるように構成すれば、付着物１２０をさらに容易に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の薄切片試料作製方法及び装置は、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる効果を有し、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置の概要構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置の試料貼付室における概要構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の概要構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の概要構成を示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置において、複数の薄切片試料を作製する工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態にかかる薄切片試料作製装置が備えるカッター部の他の構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 試料ブロック搬送部
２ 第１の帯電部
３ 冷却部
４ 第２の帯電部
５ カッター部
６ 供給リール
７ 巻取リール
８ キャリアテープ案内部
９ 転写部
１０ スライドガラス搬送部
１１ 接着液供給部
１２ 伸展部
１３ 制御部
２０ 試料ブロック
２１ キャリアテープ
２２ スライドガラス
２３ 接着液
２４ 薄切片試料
５１ カッター
５１ａ 刃先
５２ 刃先当接位置変更部
５３ 検出部
５３ａ，５３ｃ 投光部
５３ｂ，５３ｄ 受光部
５６ エア供給部
５６ａ，５６ｂ ノズル
１００ 薄切片試料作製装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有する薄切片試料作製装置を用いて、上記試料ブロックの表層部分を上記カッターにより自動的且つ連続的に薄切りして複数の薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとを相対的に移動させることにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、
予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、
上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が逐次変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させたのち、上記変更後の上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を検出部により測定し、
上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開することを特徴とする薄切片試料作製方法。
【請求項２】
一回の上記薄切り動作は、上記カッターによって上記薄切片試料を作製したのち、上記試料ブロックに当接した上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付ける動作を有することを特徴とする請求項１に記載の薄切片試料作製方法。
【請求項３】
試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有し、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとが相対的に移動することにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う薄切片試料作製装置であって、
さらに、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させる刃先当接位置変更部を有し、
上記検出部は、上記刃先当接位置変更部により上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの上記刃先の上記当接領域が変更されたとき、上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を測定し、
上記試料ブロック搬送部は、上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記試料ブロックの上記切断表面が上記補正後の上記薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整することを特徴とする薄切片試料作製装置。
【請求項４】
さらに、上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付けるエア供給部を備える請求項３に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項１】
試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有する薄切片試料作製装置を用いて、上記試料ブロックの表層部分を上記カッターにより自動的且つ連続的に薄切りして複数の薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとを相対的に移動させることにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う際に、
予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、
上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が逐次変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させたのち、上記変更後の上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を検出部により測定し、
上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記薄切り動作を再開することを特徴とする薄切片試料作製方法。
【請求項２】
一回の上記薄切り動作は、上記カッターによって上記薄切片試料を作製したのち、上記試料ブロックに当接した上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付ける動作を有することを特徴とする請求項１に記載の薄切片試料作製方法。
【請求項３】
試料ブロックの高さ位置を調整可能で上記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、刃の延在方向に移動可能に構成されたカッターと、上記カッターの刃の厚み方向位置を検出する検出部とを有し、
上記試料ブロック搬送部と上記カッターとが相対的に移動することにより、上記試料ブロックの上記表層部分を上記カッターによって薄切りして上記薄切片試料を作製し、上記試料ブロックの上記薄切り後の切断表面が薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整させる薄切り動作を連続して行う薄切片試料作製装置であって、
さらに、予め設定された回数の上記薄切り動作が完了する毎に、上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの刃先の当接領域が変更されるように上記カッターを上記刃の延在方向に移動させる刃先当接位置変更部を有し、
上記検出部は、上記刃先当接位置変更部により上記高さ位置調整後の上記試料ブロックに最初に当接する上記カッターの上記刃先の上記当接領域が変更されたとき、上記カッターの上記刃先の、上記刃の厚み方向にある高さ位置を測定し、
上記試料ブロック搬送部は、上記検出部の測定情報に基づいて、上記薄切可能位置が上記変更後の上記カッターの上記刃先の上記高さ位置から上記刃の厚み方向に上記薄切片試料の厚さ分だけ離れた位置になるように、上記薄切可能位置を補正して、上記試料ブロックの上記切断表面が上記補正後の上記薄切可能位置に位置するように上記試料ブロックの高さ位置を調整することを特徴とする薄切片試料作製装置。
【請求項４】
さらに、上記カッターの上記刃先に、圧縮空気を吹き付けるエア供給部を備える請求項３に記載の薄切片試料作製装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−７６２５０（Ｐ２００８−７６２５０Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５６２４６（Ｐ２００６−２５６２４６）
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【Ｆターム（参考）】
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