(57)【要約】  観察部により観察する生体組織を挟んで観察部とは反対側に配置された構造物の像が生体組織の像に写り込むことを防止し、染色された生体組織を鮮明に観察することを目的として、本発明に係る生体組織加工装置（１）は、透過性を有する支持部（２）に支持された生体組織を保持する保持部（３）と、該保持部（３）に保持された生体組織を加工する加工部（４）と、保持部（３）に保持された生体組織に対して加工部（４）とは反対側に配置され、生体組織を観察する観察部（６）と、加工部（４）と保持部（３）との間に挿脱可能に設けられ、光を散乱させる表面処理が施された散乱板（７）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性を有する支持部に支持された生体組織を保持する保持部と、
該保持部に保持された前記生体組織を加工する加工部と、
前記保持部に保持された前記生体組織に対して前記加工部とは反対側に配置され、前記生体組織を観察する観察部と、
前記加工部と前記保持部との間に挿脱可能に設けられ、光を散乱させる表面処理が施された散乱板とを備える生体組織加工装置。
【請求項２】
前記散乱板が、択一的に選択可能な散乱特性の異なる複数の散乱部を備える請求項１に記載の生体組織加工装置。
【請求項３】
前記観察部側から生体組織側に光を照射する照明部を備える請求項１または請求項２に記載の生体組織加工装置。
【請求項４】
前記加工部が、前記支持部に支持された前記生体組織の一部を打ち抜く請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織加工装置。
【請求項５】
前記加工部が、前記支持部に支持された前記生体組織の一部を削り取る請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体組織加工装置。
【請求項６】
前記加工部により加工された生体組織を回収する回収部を備える請求項４または請求項５に記載の生体組織加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート部材に支持された基板上に貼り付けられた生体組織の切片を基板とともに小さなチップに分割し、シート部材の上方から針によって一部のチップを下方に押すことにより回収する基板回収装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、シート部材の下方に配置した観察部により、回収する基板を特定してから、特定された基板を針に対して位置決めする機構において、観察部により取得される画像内に、透明なシート部材および生体組織を透過して背景となる針や該針を保持する構造物の像が写り込むことを抑制するために、背景となる構造物を目立たない色に塗装している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０６０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景となる構造物を目立たない色に塗装するだけでは、透明なシートおよび生体組織を透過して生体組織の像に背景構造物の像が写り込むことを完全に防止することはできず、回収する基板を特定する際の生体組織の像に、背景構造物の像が重なって観察されることがある。
また、シート部材を挟んで観察部とは反対側に構造物が存在する状態では、透過照明を配置することが困難であり、落射照明相当の照明を行う必要がある。この場合には、生体組織における光の透過特性よりも反射特性が強調され、染色された生体組織を鮮明に観察することが困難であった。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察部により観察する生体組織を挟んで観察部とは反対側に配置された構造物の像が生体組織の像に写り込むことを防止し、染色された生体組織を鮮明に観察することができる生体組織加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、透過性を有する支持部に支持された生体組織を保持する保持部と、該保持部に保持された前記生体組織を加工する加工部と、前記保持部に保持された前記生体組織に対して前記加工部とは反対側に配置され、前記生体組織を観察する観察部と、前記加工部と前記保持部との間に挿脱可能に設けられ、光を散乱させる表面処理が施された散乱板とを備える生体組織加工装置である。【０００７】
本態様によれば、保持部において透過性を有する支持部に生体組織を支持させて、観察部により生体組織を観察すると、生体組織の表面の形態のみならず生体組織および支持部を透過した背面側の物体も観察される。保持部の背面側には加工部が配置されているが、加工部と保持部との間に散乱板を挿入することにより、加工部からの光がシートや生体組織を透過しないように散乱板によって遮られるので、生体組織の観察像に加工部の像が写り込むことを確実に防止することができる。また、生体組織を挟んで観察部とは反対側に配置されている散乱板によって光が散乱されることにより、散乱された光が、シートおよび生体組織を透過して観察部により観察される。散乱板によって散乱された光による透過照明により、染色された生体組織を鮮明に観察することができる。【０００８】
上記態様においては、前記散乱板が、択一的に選択可能な散乱特性の異なる複数の散乱部を備えていてもよい。
このようにすることで、散乱板の散乱部のいずれか１つを保持部と加工部との間に挿入することにより、生体組織の観察像に加工部の像が写り込むことを防止するとともに、散乱板によって散乱され、生体組織を透過する光の量を調節することができる。【０００９】
また、上記態様においては、前記観察部側から生体組織側に光を照射する照明部を備えていてもよい。
このようにすることで、照明部からの光を落射照明として生体組織に照射することができるとともに、生体組織を透過して散乱板において散乱された光を透過照明として生体組織に再度照射させ、染色された生体組織を鮮明に観察することができる。【００１０】
また、上記態様においては、前記加工部が、前記支持部に支持された前記生体組織の一部を打ち抜くことにしてもよい。
このようにすることで、生体組織の鮮明な観察像により、加工すべき生体組織の一部を正確に特定し、所望の生体組織を加工部により打ち抜くことができる。【００１１】
また、上記態様においては、前記加工部が、前記支持部に支持された前記生体組織の一部を削り取ることにしてもよい。
このようにすることで、生体組織の鮮明な観察像により、加工すべき生体組織の一部を正確に特定し、所望の生体組織を加工部により削り取ることができる。【００１２】
また、上記態様においては、前記加工部により加工された生体組織を回収する回収部を備えていてもよい。
このようにすることで、加工部により加工された生体組織を回収部により回収することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、観察部により観察する生体組織を挟んで観察部とは反対側に配置された構造物の像が生体組織の像に写り込むことを防止し、染色された生体組織を鮮明に観察することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織加工装置において散乱板を挿入した状態を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体組織加工装置において散乱板を離脱させた状態を示す全体構成図である。
【図３】図１の生体組織加工装置に使用される、チップ配列が形成されたシートを示す平面図である。
【図４】図３のシートのステージへの載置方法を説明する図である。
【図５】図１の生体組織加工装置の散乱板の第１の変形例を示す斜視図である。
【図６】図１の生体組織加工装置の散乱板の第２の変形例を示す斜視図である。
【図７】図１の生体組織加工装置の散乱板の第３の変形例を示す斜視図である。
【図８】図１の生体組織加工装置の散乱板の第４の変形例を示す斜視図である。
【図９】図１の生体組織加工装置の照明部の配置の第１の変形例を示す図である。
【図１０】図１の生体組織加工装置の照明部の配置の第２の変形例を示す図である。
【図１１】図１の生体組織加工装置において散乱板を配置せずに取得されたチップ配列の画像例を示す図である。
【図１２】図１０の生体組織加工装置において黒色の散乱板を配置して取得されたチップ配列の画像例を示す図である。
【図１３】図１０の生体組織加工装置において白色の散乱板を配置して取得されたチップ配列の画像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る生体組織加工装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織加工装置１は、生体組織の切片Ａから、所望の細胞を含む断片Ａ’を回収する装置であって、図１および図２に示されるように、シート（支持部）２を略水平に支持するステージ（保持部）３と、該ステージ３の上方に配置された打ち抜き部（加工部）４と、ステージ３の下方に配置された照明部５および観察部６と、ステージ３と打ち抜き部４との間に挿脱可能に設けられた散乱板７と、該散乱板７を挿脱させる挿脱機構８とを備えている。
【００１６】
図３は、シート２と、該シート２上に形成されたチップ配列９とを示している。
シート２は、粘着剤が塗布された粘着面を有し、該粘着面上にチップ配列９が形成されている。チップ配列９は、多数の微小な略正方形のチップ１０からなり、チップ１０は、その辺に平行な行方向および列方向に、互いに隙間を空けて２次元的に規則的に整列している。各チップ１０は、互いに対向するおもて面１０ａおよび裏面１０ｂを有し、裏面１０ｂにおいてシート２の粘着面に粘着している。各チップ１０の辺寸法は、例えば、０．５ｍｍ程度である。各チップ１０は、無色または有色の透明な材料、例えばガラスや樹脂からなり、後述する照明光Ｌを透過させる透光性を有している。また、シート２も、照明光Ｌを透過させる透光性を有している。
【００１７】
各チップ１０のおもて面１０ａには、生体組織の切片Ａの一部Ａ’が貼り付けられている。このようなチップ配列９は、一例として、次のような方法で作成される。まず、カバーガラスのような１枚の基板を、伸展性を有するシート２の粘着面上に貼り、基板をシート２上で格子状に切断して基板に切れ目を形成する。次に、この基板上に切片Ａを貼り付け、シート２を表面方向に伸展させる。
【００１８】
これにより、基板が切れ目に沿って複数のチップ１０に分割され、このときに基板上の切片Ａも基板の切れ目に沿って複数の断片Ａ’に分割される。この後、チップ１０間の隙間を維持するために、シート２はグリップリング１２によって伸展状態に保持される。グリップリング１２は、外リング１２ａと、該外リング１２ａの内周面に嵌合する内リング１２ｂとを有し、外リング１２ａの内周面と内リング１２ｂの外周面との間にシート２を挟んで把持することによって、シート２が伸展状態に固定されるようになっている。
【００１９】
ステージ３は、略水平に配置される矩形の載置面（所定の平面）３ａを上側に有している。載置面３ａの略中央部分には、鉛直方向に貫通する窓３ｂが形成されている。シート２は、図４に示されるように、窓３ｂにチップ配列９が位置するように、また、チップ配列９が形成されている粘着面が下側を向くように、載置面３ａ上に載置される。これにより、ステージ３の下側から観察部６によってチップ配列９を観察することができる。
【００２０】
打ち抜き部４は、針４１と、針先４１ａを下側に向けて針４１を保持するとともに、水平方向および鉛直方向に移動可能なホルダ４２とを備えている。ホルダ４２の水平方向の移動によって、載置面３ａ上のチップ１０に対して針先４１ａを水平方向に位置合わせできるようになっている。また、ホルダ４２の鉛直方向の下降によって、チップ１０の裏面１０ｂを針先４１ａで突き、当該チップ１０をシート２から剥離および落下させることができるようになっている。
【００２１】
観察部６は、窓３ｂの位置のチップ配列９を図示しない撮像素子によって撮影し、取得した画像を図示しない表示部に送るようになっている。観察部６は、チップ１０を回収するための回収容器１３と一緒に可動台１４に保持されており、該可動台１４を水平方向に移動させることによって、観察部６および回収容器１３を択一的に窓３ｂの真下に配置可能になっている。
照明部５は、観察部６に設けられ、環状に配列された複数のＬＥＤを備え、チップ配列９に対して、観察部６側から白色光からなる照明光Ｌを均一に照射するようになっている。
【００２２】
散乱板７は、例えば、少なくともステージ３側に対向することとなる表面に、均一な散乱特性を有する白色の塗装が施された平板状の部材であり、観察部６の視野範囲全体を覆う大きさを有している。
挿脱機構８は、観察部６の光軸に直交する軸線を有するモータのような駆動源８ａと、軸線に交差する方向に延び、駆動源８ａによって軸線回りに回転させられるアーム８ｂとを備えている。アーム８ｂには、その先端に、軸線に平行な方向に沿って散乱板７が固定されている。
【００２３】
これにより、挿脱機構８を作動させて、駆動源８ａの軸線回りにアーム８ｂを揺動させることにより、図１に実線で示されるようなステージ３と打ち抜き部４との間に挿入状態に配置する位置と、図１の鎖線および図２に示されるように、ステージ３と打ち抜き部４との間から離脱させた位置との間で散乱板７を移動させることができるようになっている。散乱板７を揺動させる軸線を散乱板７に対して間隔をあけて配置することにより、散乱板７がその表面に沿う方向に移動させられるようになっている。
【００２４】
次に、このように構成された本実施形態に係る生体組織加工装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る生体組織加工装置１を使用してシート２上のチップ配列９から所望の断片Ａ’が付着しているチップ１０を回収するためには、まず、図４に示される状態にシート２をステージ３の載置面３ａ上に載置する。載置面３ａ上のシート２の位置を安定させるために、図示しないクリップ等を用いてシート２の端部を載置面３ａに固定してもよい。
【００２５】
次に、観察部６によってチップ配列９を観察する。
この場合において、本実施形態においては、挿脱機構８を作動させ、図１に実線で示されるように散乱板７を打ち抜き部４とステージ３との間に挿入する。
【００２６】
散乱板７は、観察部６の視野範囲全体を覆う大きさを有しているので、シート２上のチップ配列９全体の背面側に配置される。この状態で、照明部５から照明光Ｌを照射して、観察部６によるチップ配列９の観察を行うと、照明光Ｌはチップ配列９の各断片Ａ’の表面に照射されるとともに、透過性を有する切片Ａ、チップ１０およびシート２を透過して背面側に配置されている散乱板７に照射される。
【００２７】
散乱板７には、均一な散乱特性を有し、照明光Ｌを散乱させる白色の塗装が施されているので、散乱板７に照射された照明光Ｌは、散乱板７の表面において散乱される。
すなわち、切片Ａ、チップ１０およびシート２を透過した照明光Ｌは、背面側全体を覆うように配置されている散乱板７によって遮られるので、散乱板７のさらに背面側に配置されている打ち抜き部４に照射されることがなく、観察部６による切片Ａの観察像に打ち抜き部４の像が写り込むことを確実に防止することができるという利点がある。
【００２８】
また、散乱板７において散乱された照明光Ｌは、切片Ａの背面側から観察部６側に向かって、切片Ａに再度照射され、切片Ａを透過した光が観察部６により観察される。すなわち、散乱板７において散乱された照明光Ｌが、透過照明となって切片Ａを照射するので、透過性を有し、染色された切片Ａの観察像を鮮明に撮影することができるという利点がある。
【００２９】
特に、観察像に打ち抜き部４の像が写り込むのを防止するために散乱板７によって切片Ａの背面側を覆う場合に、切片Ａの背面側に透過照明用の光源を配置することはスペース上困難となるが、本実施形態によれば、照明光Ｌを散乱する散乱板７を間接的な透過照明光源として利用することができるという利点がある。
【００３０】
そして、観察部６により取得された画像を表示部（図示略）に表示することにより、散乱板７による間接的な透過照明により、鮮明で、かつ、打ち抜き部４の像が写り込んでいない切片の画像により、回収すべき切片Ａを正確に特定することができる。回収すべき切片Ａが特定された後には、挿脱機構８の作動により、図２に示されるように、散乱板７を打ち抜き部４とステージ３との間から離脱させるように揺動させる。
【００３１】
そして、ホルダ４２を水平方向に移動させることによって回収すべき所望のチップ１０の真上に針４１を配置する。この工程においては、切片Ａ、チップ１０およびシート２を透過して背面側の針４１の像が透けて見えるので、操作者は、回収すべき所望のチップ１０に針４１を精度よく位置合わせすることができる。
【００３２】
この状態で、観察部６に代えて回収容器１３を窓３ｂの真下に配置し、続いて、ホルダ４２を下降させることによって所望のチップ１０の裏面１０ｂを針先４１ａで突き、当該チップ１０をシート２から剥離および落下させる。これにより、所望のチップ１０が回収容器１３内に回収される。
【００３３】
なお、本実施形態においては、挿脱機構８が、散乱板７を揺動させるモータのような駆動源８ａを有することとしたが、これに代えて、ホルダ４２の動きに連動して散乱板７を揺動させるカム機構（図示略）を備えていてもよい。すなわち、ホルダ４２が針４１を上昇させる動きに連動して散乱板７を打ち抜き部４とステージ３との間に挿入させ、ホルダ４２が針４１を下降させる動きに連動して散乱板７を打ち抜き部４とステージ３との間から離脱させることにしてもよい。また、駆動源８ａを有さず、手動によって挿脱する機構を採用してもよい。
【００３４】
また、挿脱機構８としては、図５に示されるように、散乱板７自体を揺動させることにしてもよいし、図６に示されるように、観察部６の光軸に平行な軸線回りに散乱板７を揺動させることで、散乱板７を水平移動させて挿脱させることにしてもよい。また、図７に示されるように、観察部６の光軸に直交する水平方向に散乱板７を直線移動させてもよいし、図８に示されるように、展開によってステージ３と打ち抜き部４との間に挿入し、折り畳むことによりステージ３と打ち抜き部４との間から離脱させることにしてもよい。図８は離脱させた状態を示している。
【００３５】
また、散乱板７として平板状の部材を例示したが、これに代えて、湾曲板でもよい。また、散乱板７として、白色の塗装を施したものを例示したが、その色については、散乱特性を考慮して任意の色を採用することができる。また、表面に微細な凹凸を有する方が、散乱を均一にすることができるので好ましい。照明部５が白色ＬＥＤ等で構成されている場合には、滑らかな表面の散乱板７では、指向性の強いＬＥＤの強度ムラをそのまま反映してしまうが、微細な凹凸を有する表面である場合には、強度ムラを低減することができる。
【００３６】
表面の凹凸は、散乱板７をアルマイト加工したアルミニウム板により構成したり、表面を化学処理した金属板にしたりすることで実現できる。その他、散乱板７の表面にフェルトの布や凹凸のある紙や樹脂あるいはマット塗装を行うことにしてもよい。
【００３７】
また、散乱板７として単一色のものを例示したが、これに代えて、図６から図８に示されるように、異なる散乱特性を有する複数の散乱部７ａ，７ｂを有する散乱板７を採用し、挿脱機構８によって、いずれかの散乱部７ａ，７ｂを択一的に、ステージ３と打ち抜き部４との間に挿脱可能に配置してもよい。これにより、観察により適した散乱特性の散乱部７ａ，７ｂを選択して観察を行うことができる。
【００３８】
また、透過性を有するシート２に支持された生体組織の切片Ａを加工する場合について説明したが、これに代えて、容器に入った細胞等の生体組織、ガラス板に固定された生体組織に適用してもよい。例えば、シャーレ内に貯留された培養液内の培養細胞や、プレパラート上に固定された生体組織の切片等である。
【００３９】
また、加工部４としては、生体組織に近接して加工するものであれば、任意の加工を施すものを採用できる。例えば、液体を吐出しながら回転して生体組織を削り取るものでもよい。また、培養細胞の操作に用いられるピペットを備えたマイクロマニピュレータでもよい。また、レーザマイクロダイセクション装置のレーザ光源であってもよいし、加工された生体組織を回収するピペット（回収部）や容器（回収部）が加工部４に含まれていてもよい。
【００４０】
観察部６は顕微鏡に代えて、より簡易なパーソナルコンピュータに接続可能なＵＳＢインタフェースで映像を送るカメラであってもよい。また、観察部６、ステージ３および加工部４の位置関係は逆でもよいし、横方向に並んでいてもよい。
【００４１】
照明部５は、ＬＥＤの他、キセノンランプ、水銀ランプ、蛍光灯あるいはレーザ光源等の任意の照明部５を採用することができる。ＬＥＤとしては、白色ＬＥＤに限られるものではなく、染色された生体組織からチップ１０を見分けやすくするための緑色等の単色ＬＥＤを採用してもよい。
【００４２】
照明部５の位置は、図１に示されるように観察部６側に配置されていてもよいが、図９に示されるように、チップ配列９を介さずに散乱板７に照明光Ｌを照射可能な位置に配置されていてもよい。これにより、より透過照明に近い照明光Ｌを生体組織の切片Ａに照射することができる。
また、照明部５は生体組織加工装置１に備えられていなくてもよい。この場合、周囲からの外光が散乱板７によって散乱されることにより、同様の効果を達成することができる。
【００４３】
また、図１０に示されるように、生体組織の切片Ａに対して傾斜した方向から照明光Ｌを照射することにしてもよい。この場合には、散乱板７として、より散乱特性の低い、例えば、黒色の塗装が施されたものを採用することが好ましい。これにより、チップ１０のエッジにおける散乱光を強調して観察し易くすることができ、打ち抜かれたチップ１０がシート２上に残っているか否かを判別し易くすることができる。
【実施例】
【００４４】
次に、上述した生体組織加工装置１の実施例について、図１１から図１３を参照して以下に説明する。
本実施例においては、ガラス板に貼り付けた生体組織の切片Ａとして、ホルマリン固定し薄切した、厚さ８μｍのブタの大腸をトルイジンブルーで染色したものを用いた。【００４５】
白い散乱部７ａとしては、キムワイプを２重に折った表面の粗い漂白された紙を用い、ガラス板の背面側に５ｍｍの間隔をあけて配置した。
黒い散乱部７ｂとしては、市販の画用紙であり、光を当てても光源の形が分からない程度に散乱される表面の粗いものを採用した。【００４６】
観察部６としては、Ｄｉｎｏ―Ｌｉｔｅ社製のＵＳＢ接続カメラＡＤ７０１３ＭＴを用い、約５０倍の倍率で撮影した。
照明部５としては、ＡＤ７０１３ＭＴが内蔵する第１の白色ＬＥＤと、生体組織の表面に対して３０°の角度で白色光を斜照明する第２の白色ＬＥＤとを用いた。【００４７】
散乱板７を配置することなく第１の白色ＬＥＤのみによる照明によって生体組織を観察した結果、図１１に示されるように、装置の周囲から入射する光によって照明ムラが発生し、背面に近接する打ち抜き部４の像が写り込んでいる。また、落射照明となって生体組織の切片Ａ表層しか見えないので、染色のコントラストが低く、組織構造が見にくく、全体として暗い画像となった。【００４８】
黒い散乱部７ｂを配置して第２の白色ＬＥＤのみによる照明によって生体組織を観察した結果、図１２に示されるように、背面側からの光はほとんど入射しなかったので、生体組織の切片Ａの表層の濃淡がより観察し易くなるとともに、チップ１０のエッジが強調されて観察し易い画像が取得された。【００４９】
白い散乱部７ａを配置して第１の白色ＬＥＤのみ照明によって生体組織を観察した結果、図１３に示されるように、散乱板７における散乱光が透過光として生体組織の切片Ａの背面側から入射されるので、生体組織の全層の濃淡をはっきり観察することができ、組織構造を鮮明に観察することができた。散乱板７を用いない図１１と比較して、打ち抜き部４の像の写り込みが防止されているとともに、生体組織全体が透過光により明るくなり、かつ、高コントラストの鮮明な画像による観察が可能となった。
【符号の説明】
【００５０】
１  生体組織加工装置
２  シート（支持部）
３  ステージ（保持部）
４  打ち抜き部（加工部）
５  照明部
６  観察部
７  散乱板
７ａ，７ｂ  散乱部
【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】
2017077573.tif 000011
【図１０】
2017077573.tif 000012
【図１１】
2017077573.tif 000013
【図１２】
2017077573.tif 000014
【図１３】
2017077573.tif 000015
【国際調査報告】
2017077573.tif 000016
2017077573.tif 000017