(57)【要約】      （修正有）【課題】生体関連物質が分解されることなく、且つ厚さが均一で変形のないスライス片を得ることができるスライス装置及びスライス方法の提供。【解決手段】樹脂ブロックを、連続的に切断するスライス装置であって、該樹脂ブロックまたは刃物を一定方向に移動する手段、該樹脂ブロックの両端を別々に固定する手段を含むスライス装置。固定する手段が、樹脂ブロックの切断側をクランプで固定し、反対側は樹脂ブロック端面に金属片を接合し、電磁石にて固定することが好ましい。さらに樹脂ブロック端面と金属片の接合が、接着剤による接合であることがより好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ブロックを、連続的に切断するスライス装置であって、該樹脂ブロックまたは刃物を一定方向に移動する手段、該樹脂ブロックの両端を別々に固定する手段を含むスライス装置。
【請求項２】
固定する手段が、樹脂ブロックの切断側をクランプで固定し、反対側は樹脂ブロック端面に金属片を接合し、電磁石にて固定する、請求項１記載のスライス装置。
【請求項３】
樹脂ブロック端面と金属片の接合が、接着剤による接合である請求項２記載のスライス装置。
【請求項４】
凹形状の金属ブロックに樹脂ブロックを挿入し、側面からネジ止めにて接合する請求項２記載のスライス装置。
【請求項５】
樹脂ブロックまたは刃物の移動方向に対して刃物の切断部位のなす角度が３０°〜６０°である請求項１〜４のいずれかに記載のスライス装置。
【請求項６】
樹脂ブロックが、複数本の繊維が互いに平行に配置され、該配列物が樹脂により包埋された繊維配列体である請求項１〜５のいずれかに記載のスライス装置。
【請求項７】
繊維配列体の各繊維には生体関連物質を含む請求項６記載のスライス装置。
【請求項８】
繊維が中空繊維であり、該繊維の中空部に生体関連物質が保持されている請求項６記載のスライス装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の装置を用いて、樹脂ブロックを連続してスライスするスライス方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂ブロックを連続的に切断するスライス装置、及び該装置を用いたスライス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂ブロック等の被切断物を数百ｎｍの薄片に切断する装置や方法はミクロトームに代表される様に古くから公知である。例えば３０ｃｍ立方のシリコンブロックを固定治具に接着し、スライスして数十ミクロンから数ミリの厚みのシリコンシートを得る装置や方法が開示されている（特許文献１及び２参照）。さらに、観察試料となる被切断物の固定方法として一端をクランプで挟み、他端を溶融接合する方法が開示されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１４６９９３号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平９−２２５８９０号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平１０−２０６２９６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の樹脂ブロックにより切り出されたスライス片は、特異的な結合を目的とするプローブが保持されており、例えば遺伝子変異の検査に使用される。よって、スライス片の汚染は致命的となる。
【０００７】
ここで、例えば特許文献１及び２のシリコーン系ゴムのスライス装置を本発明の樹脂ブロックのスライスに適用すれば、刃物とスライス片との汚染、スライス片同士の汚染が問題となり、得られるスライス片は検査用途には使用することができない。
【０００８】
また、通常、特異的な結合の有無の検出は、標的物質にマーカとして結合された蛍光分子からの蛍光などを検出することにより行われる。よって、スライス片の切断表面に微小な凹凸を有すると、スライス片を形成する樹脂などからの蛍光がバックグランド光として放射され、検出感度が著しく低下する。さらに、生産効率の観点から、常に一定の厚みのスライス片が得られることが望ましい。
【０００９】
ここで、特許文献１及び２に記載の片側のみを固定して切断する方法を適用すれば、切断時に樹脂ブロックが傾斜や座屈変形を起こし、均一な厚さで変形のない切断片を得ることが困難となる。
【００１０】
特許文献３には、ブロック体の切断面（試料観察面）を観察するためのブロックの支持方法に関する記載がなされている。しかし、該特許文献は切断面の連続観察のため支持方法であり、切断後のスライス片は問題としていない。
【００１１】
よって、上述したようなスライス片の汚染が問題となる。さらには、常に一定の厚みのスライス片を得ることは困難である。
【００１２】
また、樹脂ブロックの支持方法に関して、溶融接合により固定を行っているが、ブロックを加熱、冷却して固定する故、本発明の樹脂ブロックのように生体関連物質を含む場合には、生体関連物質の分解等が生じるため、適用することができない。
本発明は、上記の問題点を解決した、生体関連物質が分解されることなく、且つ厚さが均一で変形のないスライス片を得ることができるスライス装置及びスライス方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下に示すスライス装置及びスライス方法である。
【００１４】
（１）  樹脂ブロックを、連続的に切断するスライス装置であって、該樹脂ブロックまたは刃物を一定方向に移動する手段、該樹脂ブロックの両端を別々に固定する手段を含むスライス装置、（２）固定する手段が、樹脂ブロックの切断側をクランプで固定し、反対側は樹脂ブロック端面に金属片を接合し、電磁石にて固定する、（１）のスライス装置、（３）樹脂ブロック端面と金属片の接合が、接着剤による接合である（２）のスライス装置、（４）凹形状の金属ブロックに樹脂ブロックを挿入し、側面からネジ止めにて接合する（２）のスライス装置、（５）樹脂ブロックまたは刃物の移動方向に対して刃物の切断部位のなす角度が３０°〜６０°である（１）〜（４）のいずれかのスライス装置、である。
【００１５】
また、樹脂ブロックは、複数本の繊維が互いに平行に配置され、該配列物が樹脂により包埋された繊維配列体であることが好ましい。さらには、繊維配列体の各繊維には生体関連物質を含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、上記の装置を用いて、樹脂ブロックを連続してスライスするスライス方法、である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、「樹脂ブロック」は、生体関連物質が保持される部材を構成する。また、樹脂ブロックが本発明のスライス装置及びスライス方法により切断された際、そのスライス片は生体関連物質マイクロアレイとして利用される。
【００１８】
ここで、「生体関連物質」とは、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）や、リボ核酸（ＲＮＡ）、蛋白質、脂質等が挙げられる。これら生体関連物質は、市販品又は生細胞等から得ることができる。
【００１９】
例えば、生細胞からのＤＮＡの抽出は、Ｂｌｉｎらの方法（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．３．２３０３（１９７６））等により、また、ＲＮＡの抽出は、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５．７１８（１９８０））等により実施することができる。
【００２０】
また、ＤＮＡとしては、鎖状若しくは環状のプラスミドＤＮＡ又は染色体ＤＮＡが用いられる。さらには、制限酵素若しくは化学的に切断したＤＮＡ断片、試験管内で酵素等により合成
されたＤＮＡ又は化学合成したオリゴヌクレオチド等を用いることもできる。
【００２１】
樹脂ブロックとしては、マイクロアレイの形状、製造方法等により、適宜選択される。単一の材料から構成される必要はない。
【００２２】
生体関連物質マイクロアレイの製造方法としては、樹脂ブロックの切断面に、プローブとなる生体関連物質を所定の区画に点着（スポッティング）・配列し、ブロックを横切断する方法が挙げられる。
【００２３】
また、樹脂ブロックに複数の貫通穴を形成し、各貫通穴に生体関連物質を保持した樹脂ブロックを準備し、それを横切断することによりマイクロアレイを得ることも可能である（例えば特開２０００−７８９９８号公報参照）。
【００２４】
更には、生体関連物質を含む複数本の繊維を集束し、集束物を樹脂で固定した樹脂ブロックを横切断することによりマイクロアレイを得ることも可能である（例えばＷＯ  ００／５３７３６号公報参照）。
【００２５】
上記に例示した他にも、マイクロアレイの製造法において、スライス工程を含む場合、本発明のスライス装置又はスライス方法が適用できる。
【００２６】
しかしながら、本発明は、特に上述した樹脂ブロックに複数の繊維が平行に規則正しく配置されている繊維配列体を、該繊維の繊維軸に対して垂直方向に切断する際に好適に使用される。
【００２７】
次に、図面によって本発明のスライス装置ついて詳しく説明する。
【００２８】
図１は本発明のスライス装置の平面を示す。図２は本発明のスライス装置の側面を示す。樹脂ブロック１はエアシリンダー等によって作動する上クランプ２と下クランプ３にて固定される。上クランプ２はエアシリンダー１１と共にＸ軸ステージ４に固定されている。下クランプ３はエアチャック１２と共にＺ軸ステージ５に固定されており、これにより樹脂ブロック１は所定量上下に移動することができる。該Ｚ軸ステージ５は上クランプと同様にＸ軸ステージ４に取り付けてある。
【００２９】
一方、刃物６は刃物固定台７取り付けてあり、刃物固定台７は刃物６がＸ軸ステージ４の移動方向に対して所定の角度θを有し、Ｘ軸ステージ４と同様にベースプレート８に固定されている。この角度θは、３０°から６０°の間で調整可能である。本発明に用いる刃物６の材質は、高速度工具鋼、超鋼合金、カーボン鋼などが使用できる。
図３は本発明のスライス装置における切断行程を示す模式図である。
切断行程は樹脂ロッド１を未装着の時は▲１▼から▲７▼の順に進み、その後、▲３▼から▲７▼の行程を繰り返して連続切断を行う。
まず、開放された上クランプ２および下クランプ３に樹脂ロッド１を挿入する。次に、下クランプ３、上クランプ２の順で樹脂ロッド１を固定する。次に、Ｘ軸ステージ４の移動により刃物６によって樹脂ブロック１を所定の厚さに切断する。この時、上クランプ２の上面と刃物６は平行であることが望ましく、また樹脂ブロックの変形を抑えるため、刃物６と上クランプ２の上面との距離は１ｍｍ以下であることが望ましい。
さらに切断後、樹脂ブロック１が切断前の位置に戻る際、上クランプ２を開放してＺ軸ステージ５を一定量下降することにより、樹脂ブロック１の切断面と刃物６の接触を回避することが出来る。樹脂ブロック１が切断前の位置に戻った後、刃物６との接触を回避するため下降した一定量に切断厚さを加えて上昇し、上クランプ２にて再度固定することにより同じ厚さを連続して切断可能となる。
また、切断を行う前に樹脂ブロック１の上面にレーザーマーキング装置等を用いてロット番号などを記入することも可能であり、これにより樹脂片の製品管理が容易となる。
なお、本発明の装置に用いられる刃物は樹脂ブロックと接触するため平滑であることが望ましいが、油脂等の潤滑剤は樹脂ブロックを変質させてしまう恐れがあるため好ましくない。潤滑性向上のため、切断時には清浄な水を潤滑剤として適当量滴下させながら切断することが好ましい。
切断する樹脂ブロック１は樹脂の材質および硬度、或いは成型方法などにより必ずしも曲がりが無く垂直なものが得られない場合がある。また、ブロック両端面も長さ方向に対して直角になっていない場合もある。
図４に示すごとく、端面が直角でない樹脂ブロックを切断する場合、上クランプ２を開放した際、下クランプ３の把持力により樹脂ブロックが傾斜する。その後、上クランプ２にて再クランプ時に上方に引き上げられ、切断厚さにズレが生じる。従って、連続切断の際、厚さの繰り返し精度の低下を起こし、歩留まり悪化につながる。このような樹脂ブロックを精度良く連続切断する場合は以下の方法を用いることにより解決できる。
図５は樹脂ブロック１の下端面の固定をクランプから電磁石にした場合の模式図である。
樹脂ブロック１を図示しないＶブロックのような治具を用いて金属片９に接着することにより樹脂ブロック１の接着面が直角でなくとも接着剤の塗布厚さでこれを吸収して樹脂ブロック１と金属片９の端面は直角をなす。その後、金属片９はＺ軸ステージ５に設けられた電磁石１３により吸着、固定される。これにより常に下方に固定する力が働くため、上クランプ２開閉時に樹脂ブロックが引き上げられることは無い。
本発明に用いられる電磁石の大きさ、吸着力は、固定する金属ブロックの大きさにもよるが、直径２０ｍｍから５０ｍｍ、吸着力は５０Ｎ以上が好ましい。
また、図６に示すように樹脂ブロック１に若干の曲がりがあった場合においても、上クランプ２を基準として金属ブロック９が電磁石１３の任意の位置で吸着されるため、芯ズレを吸収することが出来、繰り返し切断時の厚さ精度を確保することが出来る。
図７は樹脂ブロック１を固定する金属片９を接着からネジによる固定方式に変更した図を示す。凹状の金属ブロック１０に樹脂ブロック１を挿入し、側面からネジで固定する。これにより、接着剤の硬化を待つことなく切断を行うことが可能となり、生産性向上につながる。
本発明のスライス装置で切断する樹脂ブロック中の繊維状の支持体にはＰＭＭＡ樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂のほか、これらを複層化した繊維状の支持体が含まれる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体例にもとづいて説明する。
＜参考例１＞
被切断物として以下の３種類の樹脂ブロックを用意した。
（樹脂ブロックＡ）
ポリウレタンエラストマー（コロネート４４０３／ニッポラン４２７６およびコロネート４４０３／ニッポラン４２２３）を適切な配合比で混合し、縦、横、高さが２０ｍｍ×２０ｍｍ×１２０ｍｍの樹脂ブロックＡを作成した。
（樹脂ブロックＡ）
ＰＭＭＡ製中空糸（外径０．３ｍｍ）を０．４２ｍｍピッチで、中空糸が互いに平行となるように縦１２段、横１９列に合計２２８本を、糸を張った状態で配列し、治具に固定した。次にポリウレタンエラストマーコロネート４４０３／ニッポラン４２７６およびコロネート４４０３／ニッポラン４２２３）を適切な配合比で混合し、上記中空糸配列体治具に流し込むことによって、２２８本の中空糸を包含した、縦、横、高さが９ｍｍ×１２ｍｍ×１２０ｍｍの樹脂ブロックＡを作成した。
（樹脂ブロックＢ）
ＰＭＭＡ製中空糸（外径０．３ｍｍ）を０．４２ｍｍピッチで、中空糸が互いに平行となるように縦横各１０列に合計１００本を、糸を張った状態で配列し、治具に固定した。次にポリウレタンエラストマーコロネート４４０３／ニッポラン４２７６およびコロネート４４０３／ニッポラン４２２３）を適切な配合比で混合し、上記中空糸配列体治具に流し込むことによって、１００本の中空糸を包含した、縦、横、高さが８ｍｍ×８ｍｍ×１２０ｍｍの樹脂ブロックＢを作成した。
＜実施例１＞
図１、図２に示したスライス装置を用い、刃物の取付け角度θを３５°とした。樹脂ブロックＡは端面が直角になるように成型したものを用いた。Ｘ軸ステージの移動速度は５ｃｍ／ｍｉｎとし、切断厚さ０．５ｍｍに設定して樹脂ブロックＡを連続切断して２３０枚の樹脂片を得た。厚さを測定した結果、樹脂片の四隅の厚さ斑は±５μｍ以下、各樹脂片の厚み斑は１０μｍ以下であった。
【００３１】
＜実施例２＞
図１、図５に示したスライス装置を用い、刃物の取付け角度を４０°とした。
樹脂ブロックＢと金属片９をＶブロックに載せてエポキシ系接着剤で接着したものを用いた。Ｘ軸ステージの移動速度は１５ｃｍ／ｍｉｎとし、切断厚さ０．５ｍｍに設定して樹脂ブロックＢを連続切断して２３０枚の樹脂片を得た。厚さを測定した結果、樹脂片の四隅の厚さ斑は±５μｍ以下、各樹脂片の厚み斑は１０μｍ以下であった。
【００３２】
＜実施例３＞
図１、図７に示したスライス装置を用い、刃物の取付け角度を４５°とした。
【００３３】
樹脂ブロックＣは金属ブロック１０に挿入してネジ止めしたものを用いた。Ｘ軸ステージの移動速度は３０ｃｍ／ｍｉｎとし、切断厚さ０．５ｍｍに設定して樹脂ブロックＣを連続切断して２２０枚の樹脂片を得た。厚さを測定した結果、樹脂片の四隅の厚さ斑は±５μｍ以下、各樹脂片の厚み斑は１０μｍ以下であった。顕微鏡により樹脂片の切断面を観察したところ、中空糸は潰れることなく全て真円状に切断されていた。
＜比較例１＞
図１、図２に示したスライス装置を用い、刃物の取付け角度θを３５°とした。上クランプ２は開放し、樹脂ブロックＡを下クランプ３のみで固定した。Ｘ軸ステージの移動速度は５ｃｍ／ｍｉｎとし、切断厚さ０．５ｍｍに設定して樹脂ブロックＡを連続切断したところ、数枚切断した時点で刃先が樹脂ブロックの上側に逃げ、良好な樹脂片を得られなかった。また、切断した樹脂片の厚さを測定した結果、０．１ｍｍ以上の厚み斑があった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のスライス装置およびスライス方法を用いることで、樹脂ブロックを薄く、連続的に切断する場合においても、均一で変形のない、良好なスライス片を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるスライス装置の平面を示す図である。
【図２】本発明におけるスライス装置の側面を示す図である。
【図３】本発明のスライス装置における切断行程を示す模式図である。
【図４】本発明のスライス装置を用いて端面が直角でない樹脂ブロックを切断する場合の状態を示す模式図である。
【図５】本発明のスライス装置において樹脂ブロックの下端面の固定を電磁石にした場合の模式図である。
【図６】本発明のスライス装置において樹脂ブロックに若干の曲がりがあった場合の状態を示す模式図である。
【図７】本発明のスライス装置において樹脂ブロックを固定する金属ブロックを取り付けた例を示す模式図である。
【符号の説明】
１：樹脂ブロック
２：上クランプ
３：下クランプ
４：Ｘ軸ステージ
５：Ｚ軸ステージ
６：刃物
７：刃物固定台
８：ベースプレート
９：金属片
１０：ネジ止め式金属ブロック
１１：上クランプ用エアシリンダー
１２：下クランプ用エアチャック
１３：電磁石
【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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