(57)【要約】【課題】透過型電子顕微鏡で観察目的の生物からの試料採取において，生物に出来るだけ負荷をかけずに，生物が生存した状態で試料を微量採取し，同一生物から試料採取を連続して実施できる試料採取装置及び採取方法を可能とする。【解決手段】上記課題を解決するため本発明では，第一の微細管及び肉薄で強固な第二の微細管とを有し，第一の微細管の一方が第二の微細管内に収納され，かつ，第二の微細管内を移動可能な状態にあり，第一の微細管のもう一方には吸引・排出手段と回転手段が接続された試料採取装置構成し，前記第一の微細管が収納された第二の微細管を試料採取対象物に挿入し，試料採取時に吸引手段と回転手段とを作動させて試料を採取し，採取目的の生物試料に出来るだけ負担をかけずに最小限の試料を採取する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の微細管及び肉薄で強固な第二の微細管とを有し，第一の微細管の一方が第二の微細管内に収納され，かつ，第二の微細管内を回転可能な状態にあり，第一の微細管のもう一方には吸引・排出手段と回転手段が接続された試料採取装置構成し，前記第一の微細管が収納された第二の微細管を試料採取対象物に挿入し，試料採取時に吸引手段と回転手段とを作動させて試料を採取することを特徴とする微細管を用いた試料採取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸引・排出手段と回転手段の駆動源を手動又は圧縮空気を使用し，吸引・排出手段と回転手段が同時に作動することを特徴とする微細管を用いた試料採取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は生物試料の凍結固定処理に係り，特に，微量試料を採取可能な微細管を用いた微量採取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透過型電子顕微鏡を用いて生物試料を観察するための試料（透過可能な切片）を作製するために，透過型電子顕微鏡で観察する前処理作業として生物試料を凍結固定処理する必要がある。その凍結手法は，冷媒（液化プロパン，液体窒素，液体ヘリウム等）を使用して生物試料を凍結固定処理する。例えば液化プロパンを用いた浸漬法，液体窒素を用いた加圧凍結法，液体ヘリウム温度に冷却した金属ブロックに試料を押しつけて凍結固定する凍結手法等が一般に利用されている。
【０００３】
凍結固定処理を実施する前に，生物試料を凍結固定処理可能な大きさに切り出す作業から始めるが，特に動物試料の場合は，植物試料に比べて以下に記載のような手順が増える。一例として，▲１▼麻酔で仮眠状態にする，▲２▼解剖を行い目的の対象部位を切り取る，▲３▼切り取った試料片から更に微量な部位を取る。以上の手順で切取った試料はそれぞれの凍結手法に併せて専用の試料ホルダ（試料を凍結するための保持具）に取付け凍結固定処理を行う。
【０００４】
以上述べた凍結固定処理において，特に動物試料の場合は，動物試料の解剖から，最終的に透過型電子顕微鏡で観察するまでに必要な観察目的の試料は極微量である。例えば，マウスの肝細胞を観察する場合は，前述のようにマウス一匹を麻酔し，解剖して肝細胞に一部を試料ホルダに取付け凍結固定処理を行う。現在の手法では，微量な試料を採取するために動物一匹を殺してしまうことになる。
【０００５】
以上のように，微量の試料を採取する度に動物試料を殺してしまうことは，動物保護の観点から望ましいことでない。また，系統的な評価を行う場合は同一の生物試料で時系列的に観察ができればより効果的な結果を得ることが期待できる。しかしながら，現状の試料採取方法では難点が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
透過型電子顕微鏡で観察目的の生物からの試料採取において，生物に出来るだけ負荷をかけずに，生物が生存した状態で試料を微量採取し，同一生物から試料採取を連続して実施できる試料採取装置及び採取方法を可能とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では，第一の微細管及び肉薄で強固な第二の微細管とを有し，第一の微細管の一方が第二の微細管内に収納され，かつ，第二の微細管内を回転可能な状態にあり，第一の微細管のもう一方には吸引・排出手段と回転手段が接続された試料採取装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
試料採取装置の概略図を図１に示す。１は第一の微細管，２は回転手段，３は吸引・排出手段，４は第一の微細管，回転手段及び吸引・排出手段を一体化したホルダを，５は第一の微細管１の回転方向を示し，６は第二の微細管，７は第二の微細管のホルダを，８は第一及び第二の微細管の断面図をそれぞれ示す。
【０００９】
図２は図１で示した試料採取装置において，第一の微細管１及び回転手段及び吸引・排出手段からなるホルダと第二の微細管６を分離した図を示している。第一の微細管１の一方は鋭く研磨され，もう一方は回転手段２及び吸引・排出手段３に接続され，ホルダ４で吸引・排出・回転機構を構成する。第二の微細管６は肉薄で強固な材質からなり，第一の微細管１と同様に一方は鋭く研磨され，もう一方はホルダ７に接続されている。
【００１０】
図３は本発明の一実施例に示した試料採取装置を用いた試料採取時の説明図である。９は試料採取目的の生物試料を，１０は第一の微細管１に採取された生物試料をそれぞれ示す。図中１〜７を付した番号は図１と同様の機能を示す。
【００１１】
試料採取の手順は以下のとおりである。試料９の下部に示す矢印Ａで示したところ（試料を採取しない範囲）までは，試料採取装置の第一の微細管１及び第二の微細管６を挿入する。次に，試料９の下部に矢印Ｂで示した範囲（生物試料を採取する部位）では，回転手段２及び吸引・排出手段３を作動させて目的とした生物試料を採取する。矢印Ｂで示した範囲では，第一の微細管１が第二の微細管６に保護されて生物試料内で回転することで，試料を切り取ると供に，試料採取時は吸引・排出手段３の吸引手段を作動させることで，試料１０で示すように目的とした生物試料が第一の微細管１に採取される。また，試料排出時は吸引・排出手段３の排出手段を作動させることで，第一の微細管１から試料１０を排出できる。
【００１２】
図４は本発明の試料採取装置で採取した微量試料を，凍結装置で凍結固定処理を行うため凍結装置専用試料ホルダにセットされた一例を示す。１１は凍結装置専用試料ホルダ，１２は凍結装置専用試料ホルダ１１にセットされた生物試料，１３は試料ホルダの専用セットプレート，１４は専用セットプレートにセットされた試料ホルダを示す。本例では試料ホルダ１１をセットプレート１３に８個の試料ホルダをセットした状態を示している。なお，このセットプレートは試料観察を連続して行う場合に有効である。
【００１３】
図５及び図６は冷媒に液体ヘリウムを用いた金属圧着方式の急速凍結装置を示した一例である。本急速凍結装置は液体ヘリウムで冷却された冷却ブロック面に試料を圧着して急速に凍結するもので，特に冷却ブロックが１回の凍結処理毎に回転することで，連続して凍結処理が可能である。
【００１４】
以下，本装置を用いた凍結固定処理について簡単な説明をおこなう。図５は上下に移動可能なプランジャーの下端に図のように試料ホルダを取付た状態を示し，装置のスイッチ操作により，プランジャーが下降動作を行う。図６はプランジャーが下降動作し試料ホルダ１１が冷却ブロックに圧着されて凍結固定されている状態を示す。図６で一定時間凍結固定された試料は図５に示した状態に復帰後，液体窒素が充填された試料回収容器に回収される。その後多量の液体窒素が充填された所定の容器に保存される。本凍結装置は凍結固定処理を行うと，次の凍結固定処理が可能なように，冷却ブロックが回転する手段を有し次の凍結に備えて新たな金属圧着面を準備する。したがって，８個の試料を連続して処理が可能である。なお，連続処理が可能なために生物試料の変化を観察することが可能となる。
【００１５】
図７は図１に示した回転手段及び吸引・排出手段の一実施例を示したもので，回転及び吸引・排出の駆動において手動方式の場合を示す。図７（Ａ）は第一の微細管１の内部の吸引時を，図７（Ｂ）は排出時の場合をそれぞれ示す。図７（Ａ）において，１５及び１６は歯車を示し，１７で示すレバーと供に回転手段を構成している。歯車１５は第一の微細管１に接続され，歯車１６はレバー１７に接続されている。したがって，レバー１７を矢印方向に移動させると歯車１６及び１５が回転し，第一の微細管１を回転させることが出来る。
【００１６】
図中１８〜２５は吸引・排出手段を構成し，１８は吸引・排出手段のポンプを，１９はＯリング，２０〜２４は吸引時及び排出時の切換弁を，２５は摺動部を，２６ａは吸引時の空気の流れをそれぞれ示す。２７は摺動部２５の移動方向を示し，摺動部２５はレバー１７に接続されており，前述の回転手段と連動して作動する構成となっている。２８は摺動部２５の拡大図を示したもので，２９ａ，２９ｂは可動弁を示し，摺動部２５の移動により開閉動作を行い，一方向（図中右側）の圧力を高める動作を行う。図７（Ｂ）は排出時の場合を示し，切換弁２１ｂで示す位置に切り換えられ，空気の流れが２６ｂに示す方向となり第一の微細管の試料を排出する。なお，Ｏリング１９は吸引・排出時に第一の微細管が回転する時のシールを行っている。以上説明した装置の製作はマイクロマシン技術等の応用が可能である。
【００１７】
以下，第一の微細管で吸引時の動作について説明する。図７（Ａ）に示すように，切換弁２０ａは図示した位置に，切換弁２２は開状態，切換弁２３は閉状態とし，レバー１７を作動させ摺動部２５を矢印の方向に往復動作することで，２６ａに示す空気の流れにより，第一の微細管の内部を低圧にすることで第一の微細管に試料を吸引することが出来る。また，図７（Ｂ）に示すように，切換弁２０ｂは図示した位置に，切換弁２２は閉状態，切換弁２３は開状態とし，レバー１７を作動させ摺動部２５を矢印の方向に往復動作することで，２６ｂに示す空気の流れにより，第一の微細管の内部を高圧にすることで第一の微細管に試料を排出することが出来る。
【００１８】
図８は図１に示した回転手段及び吸引・排出手段の一実施例を示したもので，回転及び吸引・排出の駆動に圧縮空気を使用した実施例を示している。　３０はエアー源で回転する機構を，３１は回転機構用のエアー源を，３２は切換弁（ＡＢＣ）３３はマイクロエジェクタ，３４は切換弁，３５は排出時のエアーの流れを，３６は第一の微細管１に試料吸引用のエアーの流れを，３７は排出用のエアーの流れを，３８はエアー源を示す。
【００１９】
図８において，第一の微細管１を回転させるには，切換弁３２のＣを開くと，３１で示すエアーがエアー源で回転する機構３０に当たり歯車１５を回転させ，第一の微細管１を矢印５で示す方向に回転させる。第一の微細管１に試料を吸引する場合は電磁弁３２のＡと切換弁３４を開くと，３６で示すエアーがマイクロエジェクタ３３に流れ，３５で示す流れで第一の微細管１から試料を吸引する。次に第一の微細管１から試料を排出する場合は切換弁３４を閉じ，電磁弁３２のＢを開くと，第一の微細管１に３７で示すエアーが流れ第一の微細管１から試料を排出することが出来る。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると透過型電子顕微鏡で観察目的の生物からの試料採取において，生物に出来るだけ負荷をかけずに，生物が生存した状態で試料を微量採取し，同一生物から試料採取を連続して実施できる試料採取装置及び採取方法を可能とする。微細管（キャピラリーチューブ）を用いて採取するため生物に負荷をかけにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す微細管を用いた試料採取装置の説明図である。
【図２】図１に示した試料採取装置の分割図である。
【図３】試料採取装置を用いた試料採取の説明図である。
【図４】本発明の微細管で採取した試料を試料ホルダに取付けた一例を示す。
【図５】急速凍結装置の一例で試料ホルダを取付けた状態を示す。
【図６】急速凍結装置の一例で試料を凍結状態を示す。
【図７】試料採取装置の吸引・排出，回転手段部の第一の詳細説明図である。
【図８】試料採取装置の吸引・排出，回転手段部の第二の詳細説明図である。
【符号の説明】
１・・・第一の微細管
２・・・回転手段
３・・・吸引・排出手段
４・・・回転手段及び吸引・排出部を一体化したホルダ
５・・・第一の微細管の回転方向
６・・・第二の微細管
７・・・第二の微細管のホルダ
８・・・第一及び第二の微細管の断面図
９・・・生物試料
１０・・・第一の微細管で採取された試料
１１・・・凍結装置専用試料ホルダ
１２・・・試料ホルダにセットされた生物試料
１３・・・試料ホルダの専用セットプレート
１４・・・専用セットプレートにセットされた試料ホルダ
１５，１６・・・歯車
１７・・・レバー
１８・・・吸引・排出手段のポンプ
１９・・・Ｏリング
２０〜２４・・・切換弁
２５・・・摺動部
２９・・・可動弁
３０・・・エアー源で回転する機構
３２・・・電磁弁
３３・・・マイクロエジェクタ
３４・・・切換弁
３８・・・エアー源
【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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