(57)【要約】【課題】作業者の負担が軽減しかつ人為的なミスの発生を回避できる薄切片試料作製装置を提供する。【解決手段】薄切片試料作製装置１０は、試料ブロック２０を所定の薄切片厚さに切断するナイフ２８を有し、切断された薄切片３１を静電気によってキャリアテープ１１に吸着させる。この薄切片３１は、スライドガラス４０に塗布された接着液４１を介してスライドガラス４０上に転写される。この薄切片試料作製装置１０は、薄切片３１が付着したスライドガラス４０を搬送する搬送ロボット７０と、この薄切片付きスライドガラス４０を加熱することによって接着液４１を蒸発させる伸展装置５１，５２を備えている。第１の伸展装置５１では、比較的高い温度で短時間、薄切片付きスライドガラス４０を加熱する。第２の伸展装置５２では、比較的低い温度で長時間、薄切片付きスライドガラス４０を加熱する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ブロックとナイフを相対的に移動させることにより該試料ブロックを該ナイフによって所定の薄切片厚さに切断する切断手段と、
切断された前記薄切片を静電気によりキャリアテープに吸着して送り出す薄切片搬送手段と、
スライドガラスの表面に接着液を供給し、前記キャリアテープに吸着している前記薄切片を該接着液を介して前記スライドガラス上に転写する転写手段と、
前記薄切片が付着した薄切片付きスライドガラスを所定温度に加熱することにより前記接着液を蒸発させる伸展装置と、
前記薄切片付きスライドガラスを搬送する搬送ロボットと、
前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち該薄切片付きスライドガラスを前記伸展装置から取り出すよう前記搬送ロボットを制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする薄切片試料作製装置。
【請求項２】
前記伸展装置は、前記薄切片付きスライドガラスが載置される床面を加熱するホットプレートを用いた接触式加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項３】
前記伸展装置は、前記薄切片付きスライドガラスを収容する乾燥室と、該乾燥室内に設けた赤外線ランプ、ヒータまたはマイクロウェーブ加熱のいずれかによって前記薄切片付きスライドガラスを加熱する非接触式加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項４】
前記搬送ロボットがＸＹＺの３軸直交型ロボットであることを特徴とする請求項１〜３に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項５】
加熱温度を個別に設定可能な複数の前記伸展装置を有し、前記制御部は、前記薄切片付きスライドガラスに応じて前記複数の伸展装置のうち選択された伸展装置に該薄切片付きスライドガラスを搬入するよう前記搬送ロボットを制御し、かつ、該薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち該薄切片付きスライドガラスを該伸展装置から取り出すよう前記搬送ロボットを制御し、前記制御部は、前記それぞれの伸展装置の温度と該伸展装置による薄切片付きスライドガラスの加熱時間を任意に設定可能であり、かつ、該搬送ロボットによって前記薄切片付きスライドガラスを前記複数の伸展装置に任意の順序で送り込むことができるようにしたことを特徴とする請求項１〜４に記載の薄切片試料作製装置。
【請求項６】
試料ブロックとナイフを相対的に移動させることにより該試料ブロックを該ナイフによって所定の薄切片厚さに切断する切断工程と、
切断された前記薄切片を静電気によりキャリアテープに吸着して送り出す薄切片搬送工程と、
スライドガラスの表面に接着液を供給し、前記キャリアテープに吸着している前記薄切片を該接着液を介して前記スライドガラス上に転写する転写工程と、
前記薄切片が付着した薄切片付きスライドガラスを、搬送ロボットによって、所定温度に加熱されている伸展装置に搬入する搬入工程と、
前記伸展装置に搬入された前記薄切片付きスライドガラスの前記接着液を蒸発させる伸展工程と、
前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち前記搬送ロボットによって該薄切片付きスライドガラスを前記伸展装置から取り出す搬出工程と、
を具備したことを特徴とする薄切片試料作製方法。
【請求項７】
前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスを第１の温度と第１の時間で加熱したのち、該第１の温度よりも低い第２の温度でかつ第１の時間よりも長い第２の時間で前記薄切片付きスライドガラスを加熱することを特徴とする請求項６に記載の薄切片試料作製方法。
【請求項８】
前記第１の温度が４０℃〜６０℃、第１の時間が１０秒〜５分であり、前記第２の温度が２５℃〜４０℃、第２の時間が１０分〜２４時間であることを特徴とする請求項７に記載の薄切片試料作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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の作製装置と作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察に利用される薄切片試料を製作するミクロトームが知られている。ミクロトームは、パラフィン等で包埋された検体をナイフ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】
上記薄切片は、例えば静電気によってキャリアテープ等の薄切補助部材に付着させたのち、接着液（例えば水）を塗布したスライドガラスに、前記薄切補助部材に付着している薄切片を転写する。この薄切片が付着したスライドガラスを、例えば乾燥室を備えた伸展装置に収容して加熱し、接着液を蒸発させることにより、薄切りの際に生じた皺あるいはカールが伸ばされるとともに、スライドガラスに薄切片が密着固定する。こうして組織観察用の薄切片試料が得られる。
【０００４】
前記伸展装置は、前記接着液を乾燥させかつ薄切片を伸展させるためにヒータ等の加熱手段を用いて薄切片試料を加熱している。ここで伸展時間（加熱時間）については、予め決められた時間が経過した時点で、作業者が薄切片試料を伸展装置から取外すという作業を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら伸展時間は薄切片試料によってまちまちであり、伸展時間が数秒から数十秒のものは、伸展装置に入れてから直ちに伸展装置から取り出す必要があり、作業者が常時監視していなければならない。このため薄切片試料の数が多い場合に、適切な伸展時間を与えることは大変な作業であった。
【０００６】
例えば伸展時間の異なる薄切片試料を連続的に処理する場合、作業者が全ての薄切片試料の伸展時間データを把握しておくことが不可欠であり、処理する薄切片試料の数が多くなると、人為的なミスが発生することにより良質な薄切片試料が得られない懸念がある。
【０００７】
スライドガラスに対する薄切片の密着固定強度が不十分な場合には、その後に行われる染色工程などにおいて、薄切片がスライドガラスから脱落することがある。逆に、伸展し過ぎると、薄切片が必要以上に大きく広がってしまうという問題が生じる。
【０００８】
従ってこの発明の目的は、薄切片試料を作製する作業者の負担を軽減するとともに、人為的なミスの発生を防止し、良好な薄切片試料を安定的に作製することができる薄切片試料作製装置と作製方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄切片試料作製装置は、試料ブロックとナイフを相対的に移動させることにより該試料ブロックを該ナイフによって所定の薄切片厚さに切断する切断手段と、切断された前記薄切片を静電気によりキャリアテープに吸着して送り出す薄切片搬送手段と、スライドガラスの表面に接着液を供給し、前記キャリアテープに吸着している前記薄切片を該接着液を介して前記スライドガラス上に転写する転写手段と、前記薄切片が付着した薄切片付きスライドガラスを所定温度に加熱することにより前記接着液を蒸発させる伸展装置と、前記薄切片付きスライドガラスを搬送する搬送ロボットと、前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち該薄切片付きスライドガラスを前記伸展装置から取り出すよう前記搬送ロボットを制御する制御手段とを具備している。
【００１０】
前記伸展装置の一例は、前記薄切片付きスライドガラスが載置される床面を加熱するホットプレート，ヒータブロック等の接触式加熱手段を備えている。あるいは前記伸展装置の他の例は、前記薄切片付きスライドガラスを収容する乾燥室と、該乾燥室内に設けた赤外線ランプ、ヒータまたはマイクロウェーブ加熱等の非接触式加熱手段を備えている。
【００１１】
この発明の好ましい形態では、前記搬送ロボットが、ＸＹＺの３軸直交型ロボットである。
この発明の好ましい形態では、加熱温度を個別に設定可能な複数の前記伸展装置を有し、前記制御部は、前記薄切片付きスライドガラスに応じて前記複数の伸展装置のうち選択された伸展装置に該薄切片付きスライドガラスを搬入するよう前記搬送ロボットを制御し、かつ、該薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち該薄切片付きスライドガラスを該伸展装置から取り出すよう前記搬送ロボットを制御する。しかも前記制御部は、前記それぞれの伸展装置の温度と該伸展装置による薄切片付きスライドガラスの加熱時間を任意に設定可能であり、かつ、該搬送ロボットによって前記薄切片付きスライドガラスを前記複数の伸展装置に任意の順序で送り込むことができるようにしている。
【００１２】
本発明の薄切片試料作製方法は、試料ブロックとナイフを相対的に移動させることにより該試料ブロックを該ナイフによって所定の薄切片厚さに切断する切断工程と、切断された前記薄切片を静電気によりキャリアテープに吸着して送り出す薄切片搬送工程と、スライドガラスの表面に接着液を供給し、前記キャリアテープに吸着している前記薄切片を該接着液を介して前記スライドガラス上に転写する転写工程と、前記薄切片が付着した薄切片付きスライドガラスを、搬送ロボットによって、所定温度に加熱されている伸展装置に搬入する搬入工程と、前記伸展装置に搬入された前記薄切片付きスライドガラスの前記接着液を蒸発させる伸展工程と、前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスが所定時間加熱されたのち前記搬送ロボットによって該薄切片付きスライドガラスを前記伸展装置から取り出す搬出工程とを具備している。
【００１３】
この発明の好ましい形態では、前記伸展装置によって前記薄切片付きスライドガラスを第１の温度と第１の時間で加熱したのち、該第１の温度よりも低い第２の温度でかつ第１の時間よりも長い第２の時間で前記薄切片付きスライドガラスを加熱する。例えば、前記第１の温度が４０℃〜６０℃、第１の時間が１０秒〜５分であり、前記第２の温度が２５℃〜４０℃、第２の時間が１０分〜２４時間である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。　図１に示した薄切片試料作製装置１０は、薄切補助部材として機能するキャリアテープ１１を繰り出す供給リール１２と、キャリアテープ１１を巻取る巻取リール１３を備えている。巻取リール１３をテープ駆動機構１４によって回転させることにより、キャリアテープ１１が矢印Ｒで示す方向に移動するようになっている。
【００１５】
キャリアテープ１１の移動経路に沿って、被薄切対象である試料ブロック２０を矢印Ｆ１で示す方向に移動させるための試料搬送機構２１が設けられている。試料ブロック２０の一例は、生体試料等の被検体を包埋材（例えばパラフィン）の中に埋め込んだものである。
【００１６】
キャリアテープ１１の移動経路の上流側から下流側に沿って、ステージＳＴ１〜ＳＴ４に対応する位置に、第１の帯電装置２５と、クーラ２６と、第２の帯電装置２７と、ナイフ２８を備えた薄切装置２９などが配置されている。第１の帯電装置２５は、試料ブロック２０にプラスの電荷を与える。第２の帯電装置２７は、キャリアテープ１１にマイナスの電荷を与えるようになっている。
【００１７】
ナイフ２８は、試料ブロック２０の表面を所定の薄切片３１の厚さに対応する量だけ薄切りすることができるように、ナイフ駆動機構３２によって所定位置に移動させることができるようになっている。なお、ナイフ２８を固定し、試料ブロック２０を所定の薄切片３１の厚さに対応する量だけ移動させるように構成してもよい。
【００１８】
ナイフ２８を備えた薄切装置２９と、前記試料搬送機構２１によって、この発明で言う切断手段が構成されている。切断手段は、試料ブロック２０をナイフ２８によって所定の薄切片厚さに切断することができればよいから、試料ブロック２０に対してナイフ２８を相対的に移動させてもよい。
【００１９】
キャリアテープ１１とテープ駆動機構１４およびガイドロール３５等は、静電気によってキャリアテープ１１に吸着した薄切片３１を矢印Ｆ２で示す方向に送り出すための薄切片搬送手段の一例である。
【００２０】
図２に示すように、スライドガラス４０の上面に接着液４１の一例としての水を滴下させる接着液供給機構４２が設けられている。接着液４１として、例えばエチルアルコールを含有した水を用いてもよい。
【００２１】
キャリアテープ１１の搬送経路の途中に、転写ステージＳＴ５が設けられている。この転写ステージＳＴ５において、ガイドロール４５，４６間に運ばれてきたキャリアテープ１１に付着している薄切片３１が、図３に示すように、接着液４１を介してスライドガラス４０上に転写されるようになっている。転写ステージＳＴ５と接着液供給機構４２等は、本発明で言う転写手段の一例である。この明細書では、薄切片３１が転写されたスライドガラス４０を、薄切片付きスライドガラス４０と称している。
【００２２】
図５に示すように、第１の伸展装置５１と、第２の伸展装置５２と、薄切片試料収納部５３が設けられている。これら伸展装置５１，５２の床面には、接触式加熱手段の一例として、それぞれホットプレート５５，５６が設けられている。
【００２３】
これらのホットプレート５５，５６は、図４に一部を代表して示すように、伸展装置５１，５２の床面を構成する金属板６０の裏面に配されたヒータ６１を有し、例えばコントローラ６２によって、各伸展装置５１，５２の加熱温度をそれぞれ個別に設定することができるようになっている。
【００２４】
例えば第１の伸展装置５１のホットプレート５５は、薄切片付きスライドガラス４０を第１の温度（例えば５０℃前後）で加熱し、第２の伸展装置５２のホットプレート５６は、前記第１の温度よりも低い第２の温度（例えば３０℃前後）で、薄切片付きスライドガラス４０を加熱するよう、コントローラ６２によってヒータ電源６３が制御される。
【００２５】
この薄切片試料作製装置１０は、搬送手段の一例として、ＸＹＺ３軸直交型の搬送ロボット７０を備えている。搬送ロボット７０は、図４等に示すように、スライドガラス４０を挾持可能な指部７１，７２を有するロボットハンド７３と、ロボットハンド７３を駆動するロボット駆動機構７４などを備えている。
【００２６】
図５と図６に示すように搬送ロボット７０は、スライドガラス４０の長さ方向に延びるＸ軸リニアシステム８０と、スライドガラス４０の幅方向に延びるＹ軸リニアシステム８１と、スライドガラス４０の厚み方向に昇降可能なＺ軸リニアシステム８２などを備えたロボット駆動機構７４によって、所望の方向に所望量移動させることができるようになっている。各リニアシステム８０，８１，８２は、リニアガイドレールと、ボールねじと、ボールねじを回転させるサーボモータ（いずれも図示せず）などによって構成されている。
【００２７】
図４に示したコントローラ６２は、ロボット駆動機構７４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６２は、薄切片付きスライドガラス４０に応じて、この薄切片付きスライドガラス４０を最適な温度と時間で加熱することができるよう、搬送ロボット７０の動作を制御する。
【００２８】
すなわち、薄切片３１の種類や薄切状況等に応じて、温度が互いに異なる複数の伸展装置５１，５２のうちのいずれかを選択し、薄切片付きスライドガラス４０を伸展装置５１（または５２）に搬入する。そして薄切片付きスライドガラス４０が所定時間加熱されたのち、この薄切片付きスライドガラス４０を伸展装置５１（または５２）から取り出すように、搬送ロボット７０を制御するようになっている。
【００２９】
次に、前記薄切片試料作製装置１０を用いて薄切片試料を作製する方法について説明する。
試料ブロック２０を試料搬送機構２１によって矢印Ｆ１方向（図１に示す）に移動させながら、ステージＳＴ１において第１の帯電装置２５によって試料ブロック２０にプラスの電荷を与える。ステージＳＴ２においてクーラ２６によって冷却したのち、ステージＳＴ３において、第２の帯電装置２７によってキャリアテープ１１にマイナスの電荷を与える。
【００３０】
切断工程では、ステージＳＴ４において、試料ブロック２０の表面付近がナイフ２８によって所定の薄切片３１の厚さに切断される。この薄切片３１は、静電気によりキャリアテープ１１に吸着する。
【００３１】
こうしてキャリアテープ１１に付着した薄切片３１は、薄切片搬送工程において矢印Ｆ２方向に移動し、キャリアテープ１１と共に転写ステージＳＴ５まで搬送される。この転写ステージＳＴ５には、予め接着液４１が塗布されたスライドガラス４０が、搬送ロボット７０によって搬入されている。
【００３２】
転写工程では、上記転写ステージＳＴ５において、キャリアテープ１１に付着している薄切片３１がスライドガラス４０上の接着液４１に押し当てられ、そののちキャリアテープ１１のみがスライドガラス４０から離される。こうすることにより、スライドガラス４０上の接着液４１に薄切片３１が付着し、薄切片３１がスライドガラス４０上に転写される。
【００３３】
こうして薄切片３１が付着した薄切片付きスライドガラス４０を、搬入工程において、搬送ロボット７０によって、伸展装置５１（または５２）に搬入する。例えば第１の伸展装置５１の床面に、薄切片付きスライドガラス４０が載置される。伸展装置５１，５２の床面は、予め所定温度に設定されている。例えば第１の伸展装置５１のホットプレート５５が５０℃前後、第２の伸展装置５２のホットプレート５６が３０℃前後に暖められている。
【００３４】
伸展工程では、伸展装置５１（または５２）の内部にて薄切片付きスライドガラス４０上の接着液４１が蒸発する。薄切時に薄切片３１に発生した皺やカールは、温度が上昇することによって伸ばされ、接着液４１が蒸発することによってスライドガラス４０に貼り付く。
【００３５】
第１の伸展装置５１において加熱された薄切片付きスライドガラス４０は、予めコントローラ６２によって個別に設定されている伸展時間が経過したのち、搬出工程において、搬送ロボット７０によって、第１の伸展装置５１から搬出される。そののち、必要に応じて第２の伸展装置５２に搬入される。
【００３６】
例えば、第１の伸展装置５１において薄切片付きスライドガラス４０が５０℃で２分間加熱されたのち、この薄切片付きスライドガラス４０が、搬送ロボット７０によって第２の伸展装置５２のホットプレート５６上に載置される。
【００３７】
第２の伸展装置５２では、第１の伸展装置５１よりも低い温度で、第１の伸展装置５１よりも長い時間、薄切片付きスライドガラス４０が加熱される。一例として、第２の伸展装置５６において薄切片付きスライドガラス４０が３０分間加熱される。
【００３８】
そして所定の伸展時間経過後、搬送ロボット７０によって薄切片付きスライドガラス４０が第２の伸展装置５２から取り出され、薄切片試料収納部５３の空いているスペースに自動搬送される。
【００３９】
以上説明した各工程を実施することにより、薄切片付きスライドガラス４０が５０℃で２分間加熱されたのち、３０℃で３０分間暖められる。
高温で加熱する方が薄切片付きスライドガラス４０の加熱効率が高いが、薄切片３１に皺が発生することがある。低温では皺の発生は無いが、乾燥時間が長くなる。
【００４０】
この実施形態の薄切片試料作製装置１０では、最初に第１の伸展装置５１によって比較的高い温度で短時間（１０秒〜５分）加熱することにより、大部分の水分を蒸発させ、そののち、第２の伸展装置５２によって比較的低い温度で長時間（１０分〜２４時間）暖めることにより、薄切片３１に皺が発生することを抑制するとともに、乾燥時間を短縮することができる。この加熱温度と加熱時間は、薄切片３１の種類や薄切状況等に応じて変更され、最適な加熱温度と加熱時間がコントローラ６２に設定される。
【００４１】
本実施形態では、薄切片付きスライドガラス４０を搬送する際に、スライドガラス４０の方向を変える必要がないので、ＸＹＺ３軸直交型の搬送ロボット７０を用いている。この搬送ロボット７０は、ロボットハンド７３によってスライドガラス４０を両側から挟んだ状態で搬送するようになっている。
【００４２】
このような３軸直交型の搬送ロボット７０は、ＸＹＺの３方向に延びるリニアシステム８０，８１，８２を採用することにより、比較的低コストで製作することができ、コンパクトでもある。
【００４３】
図７は本発明の第２の実施形態の伸展装置５１，５２を示している。この実施形態では、第１の伸展装置５１と第２の伸展装置５２がそれぞれ乾燥室９１，９２を備えている。乾燥室９１，９２の内部に、それぞれ非接触式加熱手段の一例としての赤外線ランプ９３を設けることにより、薄切片付きスライドガラス４０を上方から輻射熱によって加熱する。
【００４４】
乾燥室９１，９２の上部にシャッタ９５，９６が設けられており、搬送ロボット７０が乾燥室９１，９２に入るときにシャッタ９５，９６を開放するようにしている。これら以外の構成と作用について、この第２の実施形態は前述の第１の実施形態と同様である。なお、赤外線ランプ９３以外に、ヒータによる加熱あるいはマイクロウェーブによる加熱等の非接触式加熱手段を用いてもよい。
【００４５】
薄切片３１の種類や薄切状況等によっては、伸展装置５１，５２のいずれか一方を用いてもよい。またロボットハンド７３は、スライドガラス４０を両側から挾持する指部７１，７２を用いる代わりに、負圧によってスライドガラス４０を吸着するバキューム式の吸盤タイプであってもよい。
【００４６】
以上説明した各実施形態では、２つの伸展装置５１，５２を有する場合について述べたが、伸展装置は１つでもよい。伸展装置が１つの場合、伸展装置の温度調整を行うことによって、最初に薄切片付きスライドガラス４０を高温で短時間保持したのち、設定温度を下げ、この薄切片付きスライドガラス４０を低温度で長時間加熱したのち、伸展装置から取り出すことにより、前記実施形態と同様に良質な薄切片試料を製作することができる。
【００４７】
前記搬送ロボット７０とは別に、処理済みの薄切片試料（薄切片付きスライドガラス４０）を薄切片試料収納部５３から取り出すことのできるロボット１００（図７に２点差線で示す）を設けた場合には、より長時間自動で薄切片試料を処理することができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、薄切片試料を作製する作業者の負担が軽減され、作業者による人為的なミスを無くすことができ、良好な薄切片試料を安定的に作製することができる。
【００４９】
本発明において、比較的高温の第１の温度で短時間加熱したのち、第１の温度よりも低い第２の温度で長時間加熱するようにした場合には、さらに良好な薄切片試料を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す薄切片試料作製装置の一部の正面図。
【図２】スライドガラスに接着液を供給する接着液供給機構の一部の正面図。
【図３】図１に示された薄切片試料作製装置によってスライドガラス上に接着液と薄切片が供給された状態を示す断面図。
【図４】図１に示された薄切片試料作製装置に使用される搬送ロボットの一部を示す正面図。
【図５】図１に示された薄切片試料作製装置の搬送ロボットと伸展装置を示す平面図。
【図６】図５に示された搬送ロボットと伸展装置を示す断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す薄切片試料作製装置の搬送ロボットと伸展装置を示す断面図。
【符号の説明】
１０…薄切片試料作製装置
１１…キャリアテープ
１４…テープ駆動機構（薄切片搬送手段）
２０…試料ブロック
２８…ナイフ
２９…薄切装置（切断手段）
３１…薄切片
４０…スライドガラス
４１…接着液
５１，５２…伸展装置
５５，５６…ホットプレート（接触式加熱手段）
６２…コントローラ（制御手段）
７０…搬送ロボット（ＸＹＺ３軸直交型ロボット）
９３…赤外線ランプ（非接触式加熱手段）
【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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