(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織を薄切りして固定液に浸漬し、樹脂材料で平板状に包埋して製作された生体試料を、選択対象エリアの特定のため、光学顕微鏡により観察可能に構成された観察機構と、前記生体試料をナイフで押し切りすることにより、該生体試料から前記選択対象エリアを切り出して生体標本を成形可能に構成された切出機構と、をベース板上に横並びに配置し、前記ベース板上に、前記生体試料が載置されて前記観察機構と前記切出機構との間をスライド移動するステージを備え、前記ステージは、該ステージに載置された前記生体試料を、前記樹脂材料が軟質化する所定温度に加熱する加熱手段を備え、前記切出機構は、加熱された前記生体試料を前記ナイフで押し切りする際に、該生体試料を押さえる試料押えプレートを備えたことを特徴とする生体標本成形装置。
【請求項２】
前記ステージを前記観察機構から前記切出機構へと移動させた場合、前記光学顕微鏡の観察視野の中心に相当する当該ステージ上の位置が前記ナイフの略真下に位置することを特徴とする請求項１に記載の生体標本成形装置。
【請求項３】
前記ステージは前記生体試料とともに回動する回動機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の生体標本成形装置。
【請求項４】
前記生体試料は、前記組織としての動物の臓器を丸ごと薄切りして固定液に浸漬し、樹脂材料で平板状に包埋して形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生体標本成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や動物の臓器等から採取された組織から電子顕微鏡等で観察するための生体標本を成形する生体標本成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノサイズ物資(ナノマテリアル)が、その利便性から工業製品のみならず一般家庭用品まで多用されその生産量は急増している。このナノマテリアルの生体への影響を形態学的に検索する手段として電子顕微鏡レベルでの研究が必須となる。
この場合、電子顕微鏡で観察するための生体標本は、人や動物等の臓器等から組織を採取し、この組織を固定、脱水、置換、包埋の手順により作製されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、固定は、組織を生きている状態のまま維持させる目的で行うものであり、ホルマリンやグルタール等の固定液の浸透を良くすることが望ましい。このため、従来、組織を薄く、かつ、小さく（例えば、１ｍｍ3以下の大きさに）切り出し、これらを上記固定液に浸漬させて前固定するとともに、当該組織を洗浄後、オスミュウム酸等の固定液による後固定を行う。脱水の工程では、アルコールやアセトン等の脱水剤を用い組織内の水分を脱水剤で置換する。置換の工程では、包埋に先立って、エポキシ樹脂等の包埋樹脂との親和性の高いプロピレンオキサイド等の置換剤を用いて、組織内の脱水剤を置換剤で置換する。
【０００３】
包埋は、組織の長期保存と薄切りを容易にする目的で行われるものであり、置換された組織を包埋樹脂の入ったゼラチンカプセルやビームカプセルに入れて包埋する。包埋後、組織まわりの樹脂を取り除き、光学顕微鏡で観察するためにミクロトームを用いて１〜２μｍ程度に薄切りされる。この薄切りされた組織は、スライドガラス上に載せられトリジンブルー染色液で染色され、光学顕微鏡で観察される。
光学顕微鏡で観察後、目的の視野があれば、その視野を中心に１〜２ｍｍ平方にトリミングし、これを超ミクロトームを用いて厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍの生体標本に薄切りする。この薄切りされた切片（生体標本）は、１００〜２００メッシュの金網で３ｍｍ径になったグリッドに載せ、電子染色を行い電子顕微鏡で観察を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電子顕微鏡で観察では、観察する部位の方向性や周辺組織とのつながりが重要になることが多い。しかしながら、従来の手法では、組織が約１ｍｍ3角に切り刻まれているため、観察した組織の周辺の部位の状況がどうであったか知ることができない。
また、従来の手法では、カプセル内に包埋された樹脂を手作業で削る等して組織を露出させ、この組織を薄切りする必要があるが、組織が包埋される位置はカプセルごとに異なるため、これら包埋された組織から目的の生体標本を取り出すのは熟練を要し、初心者には困難であった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、初心者でも簡単に観察したい部位を切り出すことができる生体標本成形装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、組織を薄切りして固定液に浸漬し、樹脂材料で平板状に包埋して製作された生体試料を、選択対象エリアの特定のため、光学顕微鏡により観察可能に構成された観察機構と、前記生体試料をナイフで押し切りすることにより、該生体試料から前記選択対象エリアを切り出して生体標本を成形可能に構成された切出機構と、をベース板上に横並びに配置し、前記ベース板上に、前記生体試料が載置されて前記観察機構と前記切出機構との間をスライド移動するステージを備え、前記ステージは、該ステージに載置された前記生体試料を、前記樹脂材料が軟質化する所定温度に加熱する加熱手段を備え、前記切出機構は、加熱された前記生体試料を前記ナイフで押し切りする際に、該生体試料を押さえる試料押えプレートを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、光学顕微鏡で選択された選択対象エリアをそのままナイフで押し切りすることができ、初心者でも簡単に観察したい部位を切り出すことができる。
【０００７】
この構成において、前記ステージを前記観察機構から前記切出機構へと移動させた場合、前記光学顕微鏡の観察視野の中心に相当する当該ステージ上の位置が前記ナイフの略真下に位置する構成としても良い。また、前記ステージは前記生体試料とともに回動する回動機構を備えても良い。前記生体試料は、前記組織としての動物の臓器を丸ごと薄切りして固定液に浸漬し、樹脂材料で平板状に包埋して形成されても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、臓器を薄切りして固定液に浸漬し、樹脂材料で平板状に包埋して製作された生体試料を、選択対象エリアの特定のため、光学顕微鏡により観察可能に構成された観察機構と、前記生体試料から前記選択対象エリアをナイフで押し切りして生体標本を成形可能に構成された切出機構とを備えたため、光学顕微鏡で選択された選択対象エリアをそのままナイフで押し切りすることができ、初心者でも簡単に観察したい部位を切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態にかかる生体標本成形装置の正面図である。
【図２】生体標本成形装置の上面図である。
【図３】生体標本成形装置の左側面図である。
【図４】生体標本成形装置の右側面図である。
【図５】生体試料を製作する際の成型皿の側断面図である。
【図６】エポキシ系樹脂の混合比と樹脂面の硬度との関係を示すグラフである。
【図７】生体試料の上面図である。
【図８】生体試料から切り出された生体標本を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる生体標本成形装置の正面図であり、図２は、生体標本成形装置の上面図であり、図３は、生体標本成形装置の左側面図であり、図４は、生体標本成形装置の右側面図である。
生体標本成形装置１０は、樹脂材料で平板状に包埋して製作された生体試料から観察したい特定の部分を生体標本として切出すための装置である。この生体標本成形装置１０は、図１及び図２に示すように、ベース板１１上に横並びに配置された観察機構１３及び切出機構１５と、当該ベース板１１上に設けられ、観察機構１３と切出機構１５との間をスライドして移動するステージ１７とを備える。ベース板１１の四隅には、それぞれ高さ調整が可能な脚片１９が設けられ、ベース板１１及びステージ１７の水平が確保される。
【００１１】
観察機構１３は、ステージ１７の上方に位置する双眼式の光学顕微鏡２１を備え、この光学顕微鏡２１は、図３に示すように、ステージ１７の後方側でベース板１１に固定されている。
光学顕微鏡２１は、ベース板１１上に立設される脚部２３と、この脚部２３に昇降自在に取り付けられるレンズユニット２５とを備える。このレンズユニット２５は、左右一対の接眼レンズ２６Ａ，２６Ｂと、対物レンズ２７と、これら各レンズが取り付けられるユニット本体２８とを備え、このユニット本体２８は、図１及び図３に示すように、調節ねじ２９を操作することにより、対物レンズ２７がステージ１７の中心線上を昇降するように取り付けられている。また、観察機構１３は、ベース板１１上に配置されるＬＥＤ照明２２と、このＬＥＤ照明２２に電源を供給する電源ボックス２４とを備える。ＬＥＤ照明２２は、上記した光学顕微鏡２１の対物レンズ２７の下方に設けられ、ステージ１７を観察機構１３側に移動した際に、このステージ１７に設けられた光路（後述する）を通じて、当該ステージ上に載置された生体試料１２を照らす。本実施形態では、電源ボックス２４は、ベース板１１の側縁部に固定されているが、例えば、ベース板１１の下方に収容してコンパクト化を図る構成としても良い。
【００１２】
一方、切出機構１５は、図４に示すように、ベース板１１上に立設される脚部３０と、この脚部３０に取り付けられてステージ１７の上方に延在する切出部３１とを備える。この切出部３１は、略直方体形状に形成される本体部３２と、この本体部３２を上下に貫通し、当該本体部３２内を摺動する摺動軸３３と、この摺動軸３３の上端部３３Ａと当接して、当該摺動軸３３を押し下げるレバー３４とを備える。このレバー３４は先端部が屈曲されて略Ｌ字形状をなし、この先端部が本体部３２に連結軸３５を介して回動自在に連結されている。
摺動軸３３は、例えば、ばね部材等を介して上方（レバー３４に当接する方向）に付勢されるように本体部３２内に配置されている。レバー３４を押し下げると、摺動軸３３は、ばね部材の付勢力に抗って本体部３２内を下降し、レバー３４から手を離すと、摺動軸３３は、ばね部材の付勢力により本体部３２内を上昇する。摺動軸３３の上端部３３Ａ、すなわち、レバー３４と当接する部分には、例えば、テフロン（登録商標）樹脂等でコーティングされており、レバー３４との摩擦抵抗を減じて摩耗を抑えている。
【００１３】
摺動軸３３の下端部３３Ｂには、ステージ１７上に載置された生体試料１２から生体標本を押し切りするナイフ３６を着脱自在に保持するアタッチメント３７が設けられている。本構成では、アタッチメント３７は、生体標本成形装置１０の奥行方向（図２中Ｙ方向）にナイフ３６の刃が延びるように当該ナイフ３６を保持している。また、アタッチメント３７には、図４に実線で示す刃幅Ｌ１の狭いナイフ３６や、破線で示す刃幅Ｌ２の広いナイフ３６を取り付けることができ、これら刃幅の異なるナイフを組み合わせて所望の大きさの生体標本を切出すことができる。ナイフ３６は、図１に示すように、両刃に形成されており、この刃先３６Ａは摺動軸３３の軸線上に設けられている。このため、レバー３４を下降させると、これに伴いナイフ３６が下降し、このナイフ３６が生体試料１２を押し切りする。また、図４に示すように、ナイフ３６の周囲には、このナイフ３６が上方に位置する際に当該ナイフ３６を覆う円筒状のカバー部材３８が設けられ、このカバー部材３８は、本体部３２に取り付けられている。このカバー部材３８は、ナイフ３６を下げて生体試料１２から生体標本を押し切り操作中に手指を保護するために設けられている。
また、切出機構１５は、ステージ１７上に載置された生体試料１２をナイフ３６で押し切りする際に、この生体試料１２を押さえる試料押えプレート３９が設けられている。この試料押えプレート３９は、本体部３２の前面に昇降自在に設けられる前板部８０と、この前板部８０の下端部に取り付けられ、生体試料１２の上方に延びる押え部８１とを備える。前板部８０には、上下に延びる長孔８０Ａが設けられ、この長孔８０Ａを貫通する高さ調整ねじ８２により本体部３２に取りつけられている。また、押え部８１は、生体試料１２を上方から押さえることにより、ナイフ３６で押し切りする際に、この生体試料１２の横ずれ等を防止するものである。この押え部８１には、図１に示すように、ナイフ３６が通過する溝８１Ａが形成されている。
【００１４】
次に、ステージ１７について説明する。
ベース板１１上には、図２に示すように、一対のレール１６Ａ，１６Ｂが略平行に設けられ、これらレール１６Ａ，１６Ｂに沿ってステージ１７が移動する。
ステージ１７は、大別して、３つの部位を積層して構成され、レール１６Ａ，１６Ｂ上を移動するステージ本体４０と、このステージ本体４０上に設けられて当該ステージ本体４０に対して、生体標本成形装置１０の幅方向（図２中Ｘ方向）に移動可能な移動テーブル５０と、この移動テーブル５０上に設けられて当該移動テーブル５０に対して回動する回動テーブル６０とを備え、この回動テーブル６０上に生体試料１２が載置される。
【００１５】
ステージ本体４０の下面の４隅には、図３及び図４に示すように、上記したレール１６Ａ，１６Ｂ上をスライドするスライド部材４１がそれぞれ設けられている。これらスライド部材４１は、レール１６Ａ，１６Ｂの側面に設けられた溝に進入する突部が設けられており、ステージ本体４０がレール１６Ａ，１６Ｂから上方に離脱しないようになっている。また、レール１６Ａ，１６Ｂの端部には、図１に示すように、スライド部材４１と当接して、ステージ１７（ステージ本体４０）が、それ以上移動することを規制するストッパ１８が設けられている。一方のストッパ１８は、ステージ１７を観察機構１３に移動させた際に、当該ステージ１７の回動テーブル６０の中心（移動テーブル５０がステージ本体４０に対して基準位置にあるものとする）が、光学顕微鏡２１の対物レンズ２７の中心と一致するように設けられている。また、他方のストッパ１８は、ステージ１７を切出機構１５に移動させた際に、当該ステージ１７の回動テーブル６０の中心（移動テーブル５０が基準位置にあるものとする）が、ナイフ３６の刃先３６Ａの中心と一致するように設けられている。これにより、ユーザは、ステージ本体４０を各ストッパ１８に当たるまで移動させれば、回動テーブル６０の中心が光学顕微鏡２１の対物レンズ２７の中心もしくはナイフ３６の刃先３６Ａの中心と一致するため、ステージ１７を観察機構１３または切出機構１５に中心位置に簡単に移動させることができ、操作性の向上を図ることができる。
【００１６】
ステージ本体４０の背面側には、ステージ本体４０を観察機構１３または切出機構１５で固定するための固定ねじ４２が設けられている。一方、ベース板１１上には、ステージ本体４０を観察機構１３または切出機構１５に移動した場合、固定ねじ４２に対応する位置に当該固定ねじ４２の先端が嵌る穴部４３が設けられており、固定ねじ４２を穴部４３に嵌めることにより、ステージ本体４０がベース板１１上に固定される。
また、ステージ本体４０の前面側には、図２に示すように、前方側に延びる一対のハンドル４４が設けられ、このハンドル４４を把持してステージ本体４０を移動させることにより、ステージ本体４０の移動中に、誤って移動テーブル５０を移動させることが防止される。更に、本実施形態では、ステージ本体４０の両側面には、図１に示すように、各側面から上方に延出して移動テーブル５０の誤操作を防止する一対のプレート４５が設けられている。
【００１７】
ステージ本体４０の上面には、一対のレール４６Ａ，４６Ｂが略平行に設けられ、これらレール４６Ａ，４６Ｂに沿って移動テーブル５０が移動する。この移動テーブル５０は、ステージ１７を切出機構１５に移動した際に用いられ、ナイフ３６に対してステージ１７上の生体試料１２を変位させることにより生体標本を切り出す大きさを調整するものである。一対のレール４６Ａ，４６Ｂは、図４に示すように、ナイフ３６の刃が延在する方向（装置１０の奥行き方向）と直行する方向（装置１０の幅方向）に設けられ、移動テーブル５０と回動テーブル６０とを組み合わせて操作することで所望の大きさの生体標本を切出すことができる。また、ステージ本体４０の略中央には、上下方向に貫通する貫通孔４７が形成されている。貫通孔４７は、図１に示すように、ステージ本体４０を観察機構１３に移動させた際に、ＬＥＤ照明２２と対物レンズ２７との間に形成され、当該ＬＥＤ照明２２からの光を対物レンズ２７に導く光路の一部を形成する。貫通孔４７は、光を導くのに十分な大きさ（本実施形態では、直径約２５ｍｍ）に形成されている。
【００１８】
移動テーブル５０の下面の４隅には、図３及び図４に示すように、レール４６Ａ，４６Ｂ上をスライドするスライド部材５１がそれぞれ設けられている。これらスライド部材５１は、レール４６Ａ，４６Ｂの側面に設けられた溝に進入する突部が設けられており、移動テーブル５０がレール４６Ａ，４６Ｂから上方に離脱しないようになっている。また、ステージ本体４０と移動テーブル５０との間には、この移動テーブル５０をステージ本体４０に対して微小距離を移動させるための手段が設けられている。具体的には、移動テーブル５０の下面には、スライド部材５１の手前側に、当該移動テーブル５０の幅方向に沿ってラックギア５２が形成されている。
一方、ステージ本体４０の前面略中央には、移動テーブル５０を移動操作するための操作つまみ５３が設けられ、この操作つまみ５３は、ステージ本体４０に回動自在に保持され、当該操作つまみ５３の回動軸の周面には、上記ラックギア５２と噛み合うピニオンギア５４が形成されている。このため、操作つまみ５３を操作すると、この回転力がピニオンギア５４を介して、ラックギア５２に伝達されて移動テーブル５０をステージ本体４０に対して移動する。また、操作つまみ５３は、円柱形状に形成され、当該操作つまみ５３の周面には、移動テーブル５０の移動量を示す目盛が設けてある。このため、ユーザは、この目盛を見ながら操作つまみ５３を操作することで、所望の距離だけ移動テーブル５０を移動させることができる。
また、移動テーブル５０の略中央には、この移動テーブル５０を上下方向に貫通し、ステージ本体４０の貫通孔４７とともに光路の一部を形成する貫通孔５５が形成されている。この貫通孔５５は、上記貫通孔４７と略同じ大きさに形成され、移動テーブル５０をステージ本体４０の略中央位置に移動した際に、各貫通孔４７，５５が上面視で一致するようになっている。本実施形態では、この各貫通孔４７，５５が上面視で一致する位置を移動テーブル５０の基準位置という。
【００１９】
回動テーブル６０は、移動テーブル５０に対して回動自在に設けられている。具体的には、回動テーブル６０は、図１に示すように、観察機構１３における観察台及び切出機構１５における切削台として機能する上面部材６１と、この上面部材６１の下方に設けられ、上記した移動テーブル５０に不図示のベアリング等を介して回動自在に取り付けられる下面部材６２と、この下面部材６２と上面部材６１との間に挟持されるヒータ（加熱手段）６３とを備えて一体に形成されている。
これら上面部材６１、下面部材６２及びヒータ６３には、それぞれ移動テーブル５０の貫通孔５５に連通して上記した光路の一部を形成する貫通孔６４，６５，６６が、上記各貫通孔４７，５５と略同じ大きさに形成されている。
【００２０】
上面部材６１は、ヒータ６３からの熱を生体試料１２に伝達するために熱伝導性の高い材料（例えば、アルミニウム）で形成され、この上面部材６１の上面には、生体試料１２を保持する一対のクリップ８５Ａ，８５Ｂが設けられている。また、上面部材６１の縁部には、下方に周方向に亘って延出してヒータ６３を保護する壁部６１Ａが形成されている。この壁部６１Ａを含む上面部材６１の周面には不図示の断熱材を設けておくのが望ましい。
また、上面部材６１の貫通孔６４には、円盤状のガラス板６８がはめ込まれており、光透過性を確保しつつ、回動テーブル６０上での作業を可能としている。このガラス板６８には、ナイフ３６が当接した際に当該ガラス板６８への傷付きを防止する保護フィルム６７が貼付されている。これにより、保護フィルム６７を定期的に交換することにより、ガラス板６８の光透過性を確保しつつ、ガラス板６８の傷付きが防止される。また、ガラス板６８は、保護フィルム６７を貼付した状態で上面部材６１の上面と面一となるように配置されていることは言うまでもない。
【００２１】
下面部材６２は、上面部材６１の壁部６１Ａにねじ止め等で固定されることにより、上面部材６１と一体に構成される。下面部材６２は、移動テーブル５０に対して９０°の範囲で回動するように取り付けられており、下面部材６２と移動テーブル５０との間には、初期位置（０°）とこの初期位置から９０°回動した回動位置（９０°）とで、それぞれ下面部材６２の回動を規制するストッパ（不図示）が設けられている。また、本構成では、初期位置及び回動位置で下面部材６２を移動テーブル５０に一時的に係止する係止部材（不図示）が設けられている。
ヒータ６３は、例えば、シリコンラバーヒータ等のシート状に形成された電気ヒータであり、上面部材６１上の生体試料１２を均一に加熱するものである。本構成では、生体試料１２の樹脂材料（例えばエポキシ樹脂）は、加熱することにより軟質化することが分かっている。このため、ヒータ６３は、生体試料１２中の組織を変性することなく樹脂材料を軟質化できる所定温度（例えば６０℃）に加熱するようになっている。
【００２２】
次に、臓器をスライスした組織を樹脂材料で包埋する生体試料の製作手順と、この生体試料から生体標本成形装置１０を用いて生体標本を切出す手順とを説明する。
まず、１３週齢のＦ３４４雄性ラットを用いて、ペントバルビタール麻酔下で頚部から胸腔内臓器（臓器）を一塊として摘出する。この摘出した臓器は、寒天で包埋した後に、この臓器の各組織(肺、胸腺・縦隔、気管、食道、心臓、リンパ節)を相互に連絡を保った状態の複合大型組織として気管上部から肺の下端までを連続にスライスされる。この場合、スライスされる臓器の厚みは、固定液の浸透を容易に行うために０．５ｍｍ〜０．８ｍｍとすることが望ましい。
前固定では、ホルマリン固定液の調整に用いるリン酸緩衝液をベースに、パラホルムアルデヒド２％、グルタールアルデヒド０．５％を加えて使用する。後固定では、大型複合組織を洗浄後、この大型複合組織が変形しないように２枚のメッシュ板で組織をサンドイッチ状に保持し、オスミュウム酸により行った。本構成では、臓器を１ｍｍ以下の厚みにスライスしているため、組織面が広くても固定液の浸透は、従来の１ｍｍ3の組織と変わらないことが確認されている。このため、大型複合組織のように、各組織を相互に連絡を保った状態のものであっても早急に固定することができる。
その後、アルコールやアセトン等の脱水剤を用い組織内の水分を脱水し、この脱水剤をエポキシ系樹脂との親和性の高いプロピレンオキサイド等の置換剤を用いて置換する。
【００２３】
包埋は、エポキシ系樹脂（樹脂材料：例えば、エポン８１２）を用いて、このエポキシ系樹脂を所定温度（例えば６０℃）に加温した状態で重合することにより行われる。エポン８１２の混合には、Ｌｕｆｆ法のＡ：Ｂを基準にし、溶液ＡはＤＤＳＡ（dodecenyl succinic anhydride）を１００ｍｌに対しエポン８１２を６２ｍｌ混合して生成する。溶液Ｂは、ＭＮＡ（methyl nadic anhydride）を８９ｍｌに対しエポン８１２を１００ｍｌ混合して生成する。本構成では、大型組織の薄切が容易になるように、上記したＡ：Ｂの比率（混合比）を８：２とソフトに混合する。
具体的には、図５に示すように、テフロン樹脂製の円形の成型皿７０の底にスライスした複数の複合大型組織７１，７１・・を並べ、この上に上記比率で混合されたエポキシ系樹脂溶液７２を注入し、これにＤＭＰ−３０（加速剤）を混合する。そして、注入されたエポキシ系樹脂溶液７２の上から成型皿７０の内径と同寸法に形成された蓋７３をかぶせ、この状態で上記した成型皿７０及び蓋７３を所定温度（６０℃）に設定されたオーブン（恒温槽）で数日間保持してエポキシ系樹脂溶液７２の重合を行う。これによれば、複合大型組織７１，７１が均一に伸びた状態でエポキシ系樹脂溶液７２が固まり、複合大型組織７１がエポキシ系樹脂で円形の平板状に包埋された生体試料１２が形成される。
【００２４】
一般に、上記したＡ：Ｂの比率によって、生体試料１２の硬さが異なることが判明しており、通常の生体組織を包埋するものでは、ダイヤモンドナイフで切削する場合は混合比を５：５、ガラスナイフを用いる場合は８：２、生体組織でないもの（非生物試料）では０：１０が最適硬さとされている。
図６は、エポキシ系樹脂の混合比と樹脂面の硬度との関係を示したグラフである。この図６において、直線αはエポキシ系樹脂の温度を１５℃とした状態での上記混合比及び硬度の関係を示し、直線βは樹脂温度を２５℃とした状態での上記混合比及び硬度の関係を示す。
本実施形態では、１０：０，８：２，５：５，２：８，０：１０の５つの混合比で重合させた複数の樹脂板をそれぞれ１５℃及び２５℃に調整された室内に約１時間放置し、各温度状態での硬度をビッカース硬度計を用いて測定した。具体的には、上記した混合比で重合させた５つの樹脂板の樹脂面における硬度をそれぞれ１０箇所測定し、これら１０個の値の平均値を測定値とした。
この図６によれば、樹脂板は、同一の温度では溶液Ａの比率が高くなるほど、樹脂面の硬度が低くなる（軟質化する）こと傾向にあり、さらに、同一の混合比では、温度が高い方が樹脂面の硬度が低くなる傾向にあることがわかる。また、図６には示されていないが、樹脂板の温度を、エポキシ系樹脂を重合する際の温度である６０℃まで上昇させると、樹脂面の硬度が更に低くなり、ナイフで簡単に押し切りできることが発明者の実験により判明している。
このように、包埋に使用するエポキシ系樹脂は、温度を高くするほど軟質化する傾向にあるため、簡単に押し切りするという観点に立てば、当該エポキシ系樹脂を用いて製作された生体試料１２を、より高い温度に加温する方が好ましい。
一方、生体試料１２をあまり高温に加温すると、生体試料１２中の組織が熱で変性する恐れがある。このため、本実施形態では、エポキシ系樹脂を重合させる温度（６０℃）では、組織が変性しないことが判明していることから、この温度に加熱して切出しを行っている。なお、この温度はあくまで一例であり、生体試料１２中の組織を変性することなく、ナイフで押し切りできる程度に樹脂材料を軟質化できる温度であれば適宜変更が可能である。
【００２５】
続いて、平板包埋により製作された生体試料１２から生体標本成形装置１０を用いて生体標本を切出す手順を説明する。
まず、図１に示すように、生体試料１２をステージ１７の回動テーブル６０上に載置し、このステージ１７を観察機構１３に移動させる。この状態で、ＬＥＤ照明２２を点灯し、接眼レンズ２６Ａ，２６Ｂを覗いて、生体試料１２の中から詳細に観察したい選択対象エリアを探す。なお、本構成では、複合大型組織７１をまるごとエポキシ系樹脂で包埋して生体試料１２中を製作しているため、肉眼でも各組織の位置及び繋がりを把握することが可能である。このため、選択対象エリアをそれほど正確に選ばなくても良い場合には、肉眼でおおまかに当該エリアを探してもよい。
続いて、図７に示すように、生体試料１２の中に選択対象エリア７５が見つかると、この選択対象エリア７５が観察野の中心に位置するように、回動テーブル６０上で生体試料１２を動かし、この生体試料１２をクリップ８５Ａ，８５Ｂで固定する。
【００２６】
次に、ステージ１７を、図１に破線で示すように、切出機構１５側に移動する。この場合、ＬＥＤ照明２２を消灯するとともに、ヒータ６３への通電を開始する。なお、ヒータ６３の温度を、例えば２段階に設定可能とし、ステージ１７が観察機構１３に位置する際には低い温度（例えば４０℃）に予備的に加熱しておき、このステージ１７が切出機構１５側に移動した際に、上記した所定温度（６０℃）まで加熱する構成としても良い。この構成では、生体試料１２が所定温度まで短時間で昇温するため、その分作業時間の短縮を図ることができる。
本実施形態では、ステージ１７が移動するレール１６Ａ，１６Ｂに当該ステージ１７の位置決めをするストッパ１８が設けられており、このストッパ１８にステージ１７を突き当てると、当該ステージ１７の中心が観察機構１３及び切出機構１５での中心と略一致するようになっている。このため、ステージ１７を切出機構１５側に移動することにより、生体試料１２の選択対象エリア７５が切出機構１５のナイフ３６の直下に位置することになる。
【００２７】
次に、高さ調整ねじ８２を緩めて、試料押えプレート３９の押え部８２が生体試料１２を押さえる位置まで試料押えプレート３９を下降させ、その位置で高さ調整ねじ８２を締める。これにより、生体試料１２は、試料押えプレート３９により押えられるため、ナイフ３６での押し切り時に、生体試料１２の横ずれを防止できる。
この状態で、ナイフ３６を降下させて選択対象エリア７５に相当する部分の切り出しを行う。ただし、ステージ１７を切出機構１５に移動させただけでは、選択対象エリア７５の中心がナイフ３６の直下となるため、移動テーブル５０を用いて生体試料１２の位置を微調整する。
例えば、ナイフ３６として刃幅が５ｍｍのものがアタッチメント３７に装着され、このナイフ３６を利用して５ｍｍ×５ｍｍの生体標本を切り出す場合、移動テーブル５０を基準位置から２．５ｍｍ移動させ、この位置で切出機構１５のナイフ３６を下降させ、選択対象エリア７５の第１の辺７５Ａを押し切りする。この場合、ステージ１７の回動テーブル６０では、ヒータ６３に通電されることにより、生体試料１２はエポキシ樹脂７６が軟質化する上記した所定温度まで加熱されている。このため、この温度に加温された生体試料１２上にナイフ３６を降下させることにより、エポキシ樹脂７６及び組織をナイフ３６で簡単に押し切りすることが可能となる。また、エポキシ樹脂７６及び組織をナイフ３６で押し切りすることにより、エポキシ樹脂７６及び組織に生じる切り代を最小限に抑えることができ、生体試料１２と切り出された生体標本との連続性を確保できる。
【００２８】
続いて、移動テーブル５０を反対方向に５ｍｍ移動し、この位置で切出機構１５のナイフ３６を下降させ、選択対象エリア７５の第２の辺７５Ｂを押し切りする。次に、移動テーブル５０を基準位置に戻し、この位置で回動テーブル６０を９０°回動させ、この回動させた位置から移動テーブル５０を２．５ｍｍ移動させ、この位置で切出機構１５のナイフ３６を下降させ、選択対象エリア７５の第３の辺７５Ｃを押し切りする。最後に移動テーブル５０を反対方向に５ｍｍ移動し、この位置で切出機構１５のナイフ３６を下降させ、選択対象エリア７５の第４の辺７５Ｄを押し切りする。
このように、選択対象エリア７５を押し切りすることにより、図８に示す生体標本９０が形成される。生体標本９０の大きさは、この生体標本９０をミクロトーム（不図示）で薄切りできる大きさに依存し、現在では小さいもので１ｍｍ×１ｍｍ、大きいものでは、横５．５ｍｍ×縦１３ｍｍであれば薄切可能である。
次に、この生体標本９０をエポキシ樹脂で形成された台座９１に接着し、この台座９１及び生体標本９０をミクロトームにセットして、生体標本９０を厚さ１〜２μｍの光顕切片を作製する。この厚切りした切片は、トリジンブルー染色を施し光学顕微鏡で観察後、電子顕微鏡で観察する部位を１ｍｍ×１ｍｍまたは１ｍｍ×２ｍｍの大きさの切片にトリミングされる。そして、このトリミングされた切片をミクロトームに取り付け、厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍの超薄切切片を作製し、１００〜２００メッシュの金網で３ｍｍ径になったグリッドに載せ、電子染色を行い電子顕微鏡での観察を行う。
【００２９】
以上、説明したように、本実施形態によれば、複合大型組織７１を薄切りして固定液に浸漬し、エポキシ樹脂で平板状に包埋して製作された生体試料１２を、選択対象エリア７５の特定のため、光学顕微鏡２１により観察可能に構成された観察機構１３と、生体試料１２から選択対象エリア７５をナイフ３６で押し切りして生体標本９０を成形可能に構成された切出機構１５とを備えたため、光学顕微鏡２１で選択された選択対象エリア７５をそのままナイフ３６で押し切りすることができ、初心者でも簡単に観察したい部位を切り出すことができる。
更に、生体試料１２は、複合大型組織７１を薄切りして固定液に浸漬し、エポキシ樹脂で平板状に包埋されるため、観察したい部位とその周囲との関係を保ったまま生体標本９０を切り出すことができ、周囲の観察を後からでも行うことができる。
更に、生体試料１２から選択対象エリア７５をナイフ３６で押し切りして生体標本９０を成形するため、生体標本９０と生体試料１２との切り代を最小限に抑えることができ、生体試料１２と切り出された生体標本との連続性を確保できる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、生体試料１２が載置されるステージ１７を備え、このステージ１７が観察機構１３と切出機構１５との間を移動可能に構成されているため、ステージ１７を移動させるだけで、生体試料１２を観察機構１３から切出機構１５に移すことができ、切出機構１５での生体標本９０の切り出しを容易に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、ステージ１７を観察機構１３から切出機構１５へと移動させた場合、光学顕微鏡２１の観察野の中心に相当するステージ１７上の位置がナイフ３６の略真下に位置するため、例えば、光学顕微鏡２１の観察野の中心に選択対象エリア７５が位置するように、生体試料１２をステージ１７上で操作させることにより、このステージ１７をこのまま切出機構１５へ移動させるだけで、選択対象エリア７５がナイフ３６の略真下に位置する。このため、このままナイフ３６で押し切りすることにより、生体試料１２から生体標本９０を簡単に切り出すことができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、ステージ１７は生体試料１２とともに回動する回動テーブル６０を備えるため、ステージ１７の移動と回動テーブル６０とを組み合わせて操作することにより、ナイフ３６の刃幅に相当する生体標本９０を切り出すことができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、ステージ１７の回動テーブル６０には、この回動テーブル６０に載置された生体試料１２を、該生体試料１２中の複合大型組織７１を変性することなく、エポキシ樹脂７６が軟質化する所定温度に加熱するヒータ６３を設けたため、生体試料１２を均一に温めることができ、当該生体試料１２からナイフ３６による生体標本９０の切り出しを容易に行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、生体試料１２は、複合大型組織７１としての動物の臓器を丸ごと薄切りして固定液に浸漬し、エポキシ樹脂７６で平板状に包埋して形成されているため、例えば、胸腔内臓器の各組織(肺、胸腺・縦隔、気管、食道、心臓、リンパ節)を相互に連絡を保った状態で包埋することができ、従来のように、臓器を細かく切り刻んで固定、包埋したものに比べて、周辺の部位との関係を理解した状態で観察したい部位の特定を容易に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、これに限るものではない。例えば、上記した実施形態では、ステージ１７の移動操作、移動テーブル５０の移動操作、及び回動テーブル６０の回動操作は、すべて手動で行うものについて説明したが、これに限るものではなく、操作量を入力して操作ボタンを操作することにより、サーボモータ等の駆動手段により、自動に所定の操作量だけ移動または回動する構成としても良いのは勿論である。
【００３６】
また、本実施形態では、ヒータ６３を回動テーブル６０に設けた構成としたが、これに限るものではなく、例えば、温風発生器（加熱手段）等を設け、回動テーブル６０の上方から生体試料１２に向けて温風を当てる構成としても良い。この構成では、温風を生体試料１２に局所的に当てることができるため、切出しする箇所を早く温めて軟質化させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  生体標本成形装置
１２  生体試料
１３  観察機構
１５  切出機構
１６Ａ、１６Ｂ  レール
１７  ステージ
２１  光学顕微鏡
２７  対物レンズ
３４  レバー
３６  ナイフ
３６Ａ  刃先
４０  ステージ本体
５０  移動テーブル
６０  回動テーブル
６３  ヒータ
６８  ガラス板
７０  成型皿
７１  複合大型組織（組織）
７２  エポキシ系樹脂溶液
７５  選択対象エリア
７６  エポキシ樹脂（樹脂材料）
９０  生体標本
【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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