JP2008076251A - 試料ブロックの面出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】試料ブロックの欠損などをおこすことなく、また、衛生上問題のない試料ブロックの面出し方法を提供する。
【解決手段】Ｙ軸方向に配置され幅を有する光を射出する投光部６１及び受光部６２を有するラインセンサ６０を備える薄切片試料作製装置１００において、試料ブロック２０の搬送方向略中間位置が前記ラインセンサ６０の設置位置になるように試料ブロック２０を搬送させ、Ｙ軸方向に前記試料ブロック２０を傾斜させながらラインセンサ６０の受光量を検出し、当該受光量が最大になった時にＹ軸方向傾斜角を固定し、試料ブロック２０を所定量前後するように搬送させて、それぞれの位置における前記ラインセンサの受光量を検出し、ラインセンサの受光量の情報に基づいて、前記試料ブロック２０のＸ軸方向傾斜角を算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、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を作製する薄切片試料作製装置において用いられる試料ブロックの面出し方法に関する。

従来、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を作製するための装置としては、ミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだ試料ブロックの表層部分をカッター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。

ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。

上記のようなミクロトームを用いた薄切片試料の作製作業は、従来、作業者によって手動で行われており、多大な手間と労力を要していた。ミクロトームの使用に熟練した作業者であっても、数十個の試料ブロックを処理するのには、通常、数日かかる一方、同様の作業の繰り返しであるため、肉体的にも精神的にも作業者に過度の負担がかかるものであった。このため、作業者の負担を軽減するとともに、薄切片試料の精度の低下を低減する装置が求められていた。

特許文献１（特開２００４−２８９１０号公報）には、サンプルをパラフィンなどに埋設して作製した試料ブロックをカッターで薄切りして薄切片試料とし、当該薄切片試料をキャリアテープに保持させたあと、キャリアテープを走行させて薄切り試料をスライドガラスの正面に送り、次いでキャリアテープをスライドガラスの表面に密着させることによって、スライドガラスの表面に試料を貼り付ける薄切片試料貼付装置が開示されている。

この装置では、カッターの切刃に試料ブロックの表層部分を当接させた状態で試料ブックを搬送させ、試料ブロックの表層部分を薄切りして薄切片試料を作製する。

ところで、当該試料ブロックに埋設されているサンプルは、試料ブロックの搬送方向に沿って薄切りされるため、試料ブロックの頂面の面出しが重要となる。すなわち、当該試料ブロックが所定の角度に対して傾斜した状態となっていると、薄切片試料の厚みに影響を及ぼし、均一な厚みの薄切片試料を作製することができない。

特許文献２（特許第３６５６００５号公報）では、ミクロトームを用いた場合の試料の傾動角度を調整することによって試料の作製を行う方法について開示されている。当該文献では、予め平坦な表面が形成された試料ブロックの当該表面を、基準面に押し当てて試料ブロックの面出しを行う。
特開２００４−２８９１０号公報 特許第３６５６００５号公報

しかし、上記特許文献に開示された方法は、試料ブロックの一部分を基準面に押し当てるため、衛生的に好ましくなく、また、試料ブロックが押圧されて試料ブロック内のサンプルに影響が及ぶ場合がある。

すなわち、試料ブロックは、サンプルをパラフィンなどに埋設して形成されているので比較的柔らかく、所定の圧力で試料ブロックを基準面に押しつけることにより、試料ブロックの欠損、破壊を及ぼす場合がある。また、サンプル自体が非常に柔らかい生体組織であることが多く、基準面に押圧させることは衛生上の問題があるばかりではなく、サンプルの組織崩壊などを及ぼす問題もある。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、上記問題を解決し、試料ブロックの欠損などをおこすことなく、また、衛生上問題のない試料ブロックの面出し方法を提供することである。

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の試料ブロックの面出し方法を提供する。

本発明の第１態様によれば、頂面が平滑な試料ブロックのＸＹ直交２軸方向に対する傾斜角度及びＺ軸方向高さ位置を調整可能に構成され前記試料ブロックをＸ軸方向に搬送する搬送部と、Ｙ軸方向にそれぞれ配置されＺ軸方向に幅を有する光を射出する投光部及び受光部を有するラインセンサと、前記搬送部によりＸ軸方向に搬送される前記試料ブロックの表層部分を薄切りする前記Ｙ軸方向に延在するカッターを備え、前記カッターによって薄切りされた前記試料ブロックの薄切片をスライドガラスに貼着する薄切片試料作製装置において、前記試料ブロック頂面の傾斜角度を調整する試料ブロックの面出し方法であって、
前記試料ブロックのＸ軸方向中間位置が前記ラインセンサの設置位置になるように前記搬送部を駆動させる第１工程と、
前記Ｙ軸方向に前記試料ブロックの傾斜方向を調整しつつ前記ラインセンサの受光量を検出する第２工程と、
前記ラインセンサの受光量が最大になった角度で前記試料ブロックのＹ軸方向傾斜角を固定する第３工程と、
前記試料ブロックをＸ軸方向に所定量前後するように前記搬送部を駆動し、当該位置における前記ラインセンサの受光量を検出する第４工程と、
前記試料ブロックのＸ軸方向の所定量とそれぞれの位置における前記ラインセンサの受光量の情報に基づいて、前記試料ブロックのＸ軸方向傾斜角を算出する第５工程と、
前記算出されたＸ軸方向傾斜角がＸＹ平面に対し所定角度となるように前記搬送部の傾斜角度を調整する第６工程と、を有することを特徴とする試料ブロックの面出し方法を提供する。

本発明の第２態様によれば、前記第１工程と第２工程との間に、前記試料ブロックによる遮光によって、前記ラインセンサの受光量が所定量となるように前記試料ブロックのＺ軸方向高さ位置を調整するように前記搬送部を駆動させる高さ調整工程を有する第１態様の試料ブロックの面出し方法を提供する。

本発明の第３態様によれば、前記第６工程は、前記算出されたＸ軸方向傾斜角がＸＹ平面に対し平行となるように前記搬送部の傾斜角度を調整することを特徴とする、第１態様の試料ブロックの面出し方法を提供する。

本発明の第１態様によれば、投光器と受光器とを有するラインセンサを用い、試料ブロックによって遮蔽される光量を検出することにより、試料ブロックの傾斜角を測定することができるので、試料ブロックに非接触で面出しを行うことができる。また、ラインセンサの投光方向に対しての傾斜角の調整は、パラフィンで形成された半透明の試料ブロックであることを考慮して、当該ラインセンサの受光量が最大になった部分を検出することで、当該方向の傾斜角度を投光方向に平行とすることができる。

また、ラインセンサの投光方向に対して交差する方向の傾斜角度の調整は、単に試料ブロックによる受光量のみで検出することができないため、試料ブロックの位置をずらして、それぞれの位置における受光量を検出することで試料ブロックの傾斜角度を算出し、当該傾斜角度を算出することができる。

本発明の第２態様によれば、予め定められた高さ方向位置になるように試料ブロックを配置することにより、ラインセンサの受光量に基づく演算制御を容易とすることができる。

本発明の第３態様によれば、Ｘ軸方向傾斜角をＸＹ平面に対し平行とすることによって、所定量前後するように駆動した場合にそれぞれ検出したラインセンサの受光量を同一値にすることにより実現可能であるため、傾斜角度の調整制御を容易とすることができる。

以下、本発明の実施形態にかかる面出し方法を行う薄切片試料作製装置について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を用いて、本発明の実施形態にかかる薄切片試料装置１００の全体構成及び動作について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる薄切片試料装置１００の概要構成を示す正面図である。図２は、図１の薄切片試料装置の試料貼付室の概要構成を示す平面図である。

図１において、薄切片試料装置１００は、試料ブロック２０を薄切りして薄切片試料２４を作製する一連の構成部が配置される試料作製室１００Ａと、薄切片試料２４をスライドガラス２２に転写して強固に貼り付ける一連の構成部が配置される試料貼付室１００Ｂとを備えている。

薄切片試料装置１００において薄切り処理される試料ブロック２０は、一例として生体試料等の被検体をパラフィン等の包埋材の中に埋め込んだものが使用される。このような試料ブロック２０は、その表層部分が乾燥した状態で切断されると、切断面に傷や変形が生じやすい一方、温度及び湿度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、試料作製室１００Ａは、図示しない冷却機及び加湿器により、一定温度（例えば２５℃）及び一定の高湿度（例えば６５％以上）を維持するように、その内部の温度及び湿度が設定されている。なお、上記温度及び湿度の設定は、被検体及び包埋体の種類等によって適宜設定すればよい。

試料作製室１００Ａには、試料保管部３０と、試料ブロック搬送部１と、第１の帯電部２と、冷却部３と、第２の帯電部４と、カッター部５と、供給リール６と、キャリアテープ案内部８が配置されている。

試料貼付室１００Ｂには巻取リール７と、転写部９と、スライドガラス搬送部１０と、接着液供給部１１と、伸展部１２と、スライドガラス保管部４０とが配置されている。上記各部には、後述する制御部５０が接続され、制御部５０からの制御信号を受けて、適宜動作を行うように構成されている。

試料ブロック搬送部１は、多数の試料ブロックを保管する試料保管部３０から、次に薄切り処理される１つの試料ブロック２０を取り出して、位置Ａ上に搬送したのち、当該試料ブロック２０を位置Ａ〜Ｄの間で往復搬送可能に構成されている。なお、位置Ａ〜Ｄは、横方向（図１に示す±Ｘ方向）に直線的に整列しており、試料保管部３０は、試料作製室１００Ａと同一温湿度環境で試料ブロック２０を保管している。また、試料ブロック搬送部１は、例えば、後述するようにカッター部５が備えるカッター５ａにより試料ブロック２０が薄切りされるときに、試料ブロック２０に−Ｘ方向に力が加わったとしても、試料ブロック２０が試料ブロック用載置位置（図示せず）から位置ズレして薄切片試料２４の精度が低下することがないように、試料ブロック２０を試料ブロック用載置位置でしっかりと保持可能に構成されている。

また、試料ブロック搬送部１は、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が、位置Ｄの上方に位置しかつ後述するカッター部５が備えるカッター５ａによって薄切りされることができる位置（以下、薄切可能位置ｈという）に位置するように、試料ブロック２０の高さ位置（±Ｘ方向と直交する±Ｚ方向の位置）を調整可能に構成されている。

第１の帯電部２は、位置Ａにおいて、試料ブロック搬送部１の上方に配置されている。第１の帯電部２は、位置Ａに搬送された試料ブロック２０の表層部分にプラスの電荷を与えて、試料ブロック２０の表層部分をプラスに帯電させる。

第１の帯電部２の近傍には、後述する平面出しセンサが設けられている。このセンサの構成及び動作については、詳細は後述する。平面出しセンサ６０は、投光器６１と受光器６２とを備えたラインセンサである。投光器４１は、Ｚ軸方向に幅（１０ｍｍ）を有する線状のレーザをＹ軸方向に沿って射出し、受光器６２は、投光器からのレーザを受光して当該射出された光のうち受光した光の量を測定可能に構成されている。受光量は、照射された光の光量を直接検出してもよいし、受光器の走査線に入射された光の位置により検出してもよい。

冷却部３は、位置Ｂにおいて、試料ブロック搬送部１の上方に配置されている。冷却部３は、位置Ｂに搬送される試料ブロック２０と、後述するように当該試料ブロック２０の上方に供給され試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とを、試料作製室１００Ａの温度雰囲気よりも低い温度に冷却する。この冷却により、試料ブロック２０の表層部分が薄切りしやすくなるとともに、キャリアテープ２１の上記一部分に薄切片試料２４が貼り付きやすくなるという効果が得られる。なお、上記冷却温度は、キャリアテープ２１の上記一部分が結露する程度に低く設定されることが好ましい。これにより、上記効果を大きくすることができる。

第２の帯電部４は、位置Ｃにおいて、試料ブロック搬送部１の上方に配置されている。第２の帯電部４は、後述するように試料ブロック２０の移動に同期して位置Ｂの上方から位置Ｃの上方に供給されるキャリアテープ２１の上記一部分に、マイナスの電荷を与えて、キャリアテープ２１の上記一部分をマイナスに帯電させる。

カッター部５は、カッター５ａを備え、カッター５ａを、薄切可能位置ｈより薄切片試料２４の厚さ分（例えば３μｍ〜１０μｍ）だけ、試料ブロック２０側（−Ｚ方向側）に離れたＸＹ平面上に刃先がくるように配置する。カッター部５は、その切刃がＹ軸方向に延在するようにカッター５ａを固定する。この状態で、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０が試料ブロック搬送部１により＋Ｘ方向に搬送されて薄切可能位置ｈに移動されることによって、上記高さ位置調整後の試料ブロック２０の表層部分を薄切りして薄切片試料２４を作製する。なお、試料ブロック２０の＋Ｘ方向側の側面は、カッター５ａにより薄切りし易くするために、例えばＸＹ平面に対して垂直、つまりＹＺ平面に平行となるように形成されることが好ましい。

供給リール６は、繰り出しモータ（図示せず）とともに、位置Ａと位置Ｂの間の上方に配置されている。供給リール６は、上記繰り出しモータが駆動されることにより、薄切補助部材として機能するキャリアテープ２１を繰り出し可能に構成されている。

巻取リール７は、モータ７ａとともに、位置Ｄよりキャリアテープ２１の走行（供給）経路の下流側（＋Ｘ方向側）に位置する位置Ｅよりも、更に下流側に配置されている。巻取リール７には、モータ７ａが常に駆動されることにより、常に一定のトルクがかけられており、上記繰り出しモータにより供給リール６から繰り出されたキャリアテープ２１を繰り出しと同時に巻き取り可能に構成されている。キャリアテープ２１の繰り出し及び巻き取りを行う上記繰り出しモータ及びモータ７ａの駆動は、制御部５０に制御される。

キャリアテープ案内部８は、複数のガイドローラ８１，８２，８３，９１，９２，９３を備えている。複数のガイドローラ８１，８２，８３は、供給リール６より繰り出され、巻取リール７に巻き取られるキャリアテープ２１が、位置Ｂに搬送された試料ブロック２０の表層部分と冷却部３との間と、位置Ｃに搬送された試料ブロック２０の表層部分と第２の帯電部４との間と、位置Ｄの上方でかつ位置Ｄ上に搬送された試料ブロック２０の表層部分と近い領域に配置される。また、ガイドローラ９１，９２は、位置Ｅの上方において、キャリアテープ２１をガイドすると共に、挟んで固定可能に構成された一対のローラで構成される。ガイドローラ９３は、位置Ｅの下流側において、キャリアテープ２１を巻き掛けて巻取リール７に案内可能に構成されている。

なお、供給リール６及び巻取リール７は、上記のように配置されることに限定されるものではなく、キャリアテープ２１がキャリアテープ案内部により上記のように案内されることができるのであれば、その配置及び個数は問われない。

薄切片貼付部９は、位置Ｅの上方でかつキャリアテープ２１の走行経路の上流側（−Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９１，９１と、位置Ｅの上方でかつキャリアテープ２１の走行経路の下流側（＋Ｘ方向側）に配置された１対のガイドローラ９２，９２の間において、キャリアテープ２１に保持されている薄切片試料をスライドガラスに貼り付ける動作を行う。例えば、一対のガイドローラ９１，９１の間と一対のガイドローラ９２，９２の間で薄切片試料２４が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ９２，９２又は一対のガイドローラ９１，９１を−Ｚ方向に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませ、後述するように上面に接着液２３を供給され位置Ｅに位置するスライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を接触させて、スライドガラス２２の上面に薄切片試料２４を貼り付けるように構成されている。以下、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。

スライドガラス搬送部１０は、多数のスライドガラス２２を保管するスライドガラス保管部４０から、次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２を位置Ｆ上に搬送し、位置Ｆ、位置Ｅ、位置Ｇの順に搬送し、位置Ｇで伸展部１２が備えるヒータ６１上に載置する（図２参照）。

接着液塗布部１１は、位置Ｆにおいてスライドガラス搬送部１０の上方に配置され、位置Ｆに搬送されたスライドガラス２２の上面に接着液２３を供給する。接着液２３の一例としては、水、あるいはエチルアルコールなどを含有した水が挙げられる。接着液塗布部の詳細な構成については、後述する。

伸展部１２は、ヒータ（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部１０により加温板上に載置された薄切片付きスライドガラス２２に、上記ヒータにより、第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）をして薄切片試料２４の皺の伸展を行うとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力を強くする。

制御部５０は、上記各構成部材に接続されて、記憶部（図示せず）に予め記憶された動作プログラムに基づいてそれぞれの構成部材の動作を制御する。なお、動作プログラムは、図示しない入力部により、例えば、薄切片付きスライドガラスの製造個数や１枚のスライドガラスあたりの薄切片の貼り付け数などの各種設定を行うことができるように構成されている。

次に、薄切片試料装置１００の薄切片試料２４の作製動作を説明する。この薄切片試料２４の作製動作は、制御部５０の制御の下に行われる。

精度の高い薄切片試料２４を作製するには、凹凸等のある試料ブロック２０の表層部分を予め、カッター５ａにより薄切りして、試料ブロック２０の薄切り後の表層部分である切断表面が薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行となるようにすることが好ましい。この平行出しを行うために、下記のような初期動作を行う。

図３は、初期動作の処理の流れを示すフローチャートである。これらの動作は、制御部５０により各部材が以下に示すように動作することにより実行される。

まず、試料ブロック２０は、その大きさが予め制御部５０に入力されている。具体的には、試料ブロック２０のサイズは、１５×１５×５ｍｍ、２４×２４×５ｍｍ、２４×３０×５ｍｍ、２４×３７×５ｍｍの４つのサイズが用いられる。制御部５０には、いずれのサイズのものを用いて薄切片試料を作製するのかについて入力され、記憶される（＃１）。その後、試料保管部３０から薄切り処理される１つの試料ブロック２０が取り出され、試料ブロック搬送部１により搬送が開始される（＃２）。

次いで、試料ブロック搬送部１は、試料ブロック２０をＸ軸に沿って搬送し、平面出しセンサ６０に対して、試料ブロック２０のＸ軸方向位置あわせを行う（＃３）。位置あわせは、平面出しセンサ６０の投光器６１のレーザ照射位置が、試料ブロック２０のＸ軸方向寸法の中間部近傍に位置するようにする。具体的には、平面出しセンサ６０は、試料ブロック搬送部１の移動中に、受光器６２により受光されるレーザの量を検出する。そして、図４に示すように、試料ブロック２０がレーザＬの位置まで到達すると、レーザＬの一部を遮蔽し、その結果、受光器６２が検出する光量が変化する。また、上述のように、試料ブロック２０の大きさは、予め制御部に格納されているので、当該受光器による受光量の変化があった位置からどの程度試料ブロック２０を搬送すれば、試料ブロック２０の中間位置にレーザＬが位置するかを算出することができる。すなわち、制御部５０は、受光器６２によるレーザの受光量が減少してから、試料ブロック２０の中間位置にレーザＬが位置するように試料ブロック２０を搬送する。

次いで、試料ブロック２０の高さ調整を行う（＃４）。試料ブロックの高さ調整は、図５の矢印７０に示すように、試料ブロック２０（制御部５０の動作としては、試料ブロック搬送部１の高さを調整する。）をＺ軸方向に移動させて、試料ブロック２０によってレーザＬが遮蔽される量Ｉを一定にするものである。本実施形態においては、具体的には、試料ブロック２０によるレーザＬの遮蔽量Ｉを７ｍｍとしている。なお、遮蔽量の値は７ｍｍに限定されるものではなく、例えば、試料ブロックの厚み寸法や投光器６１と試料ブロック２０までの距離などに応じて適値を選択することができる。遮蔽量を一定にすることにより、受光器６０による検出の初期値を一定にすることができ、以下の受光量制御を容易にすることができる。また、遮蔽量が小さい場合、試料ブロック表面でレーザＬが反射し、受光量が安定しにくくなる。したがって、遮蔽量を大きくとり（７ｍｍ〜９ｍｍ）、反射光を受光させないようにしている。なお、遮蔽量が小さい場合においても、受光器を試料ブロックから遠ざけることにより反射光の受光を防ぐことも可能である。

次に、制御部５０は、試料ブロック搬送部１をＹ軸方向にあおり動作を行い、また、平面出しセンサ６０の受光量の変化を検出して、Ｙ軸方向のあおり処理を行う（＃５）。なお、試料ブロック搬送部１が動作可能な試料ブロック２０のあおり方向は、図６に示すようにＸ軸方向７１及びＹ軸方向７２の２方向である。このあおり方向は以下のように定義する。すなわち、Ｘ軸方向７１は、Ｘ軸に沿った方向に延在する辺２０ｘの傾斜を変化させるように試料ブロック２０をあおる方向であり、Ｙ軸方向７２は、Ｙ軸に沿った方向に延在する辺２０ｙの傾斜を変化させるように試料ブロック２０をあおる方向である。

このとき、平面出しセンサ６０は、試料ブロック２０のＹ軸方向へのあおり動作中に、受光器６２による受光量の変化を検出する。すなわち、試料ブロック２０の頂面が、レーザＬに対して傾斜していると、試料ブロック２０により、レーザの遮蔽する領域が増大する。したがって、レーザの遮光量を最小にすることにより、試料ブロックのＹ軸方向のあおり量を算出することができ、Ｙ軸方向の平面出しを行うことができる。レーザの遮光量が最小、すなわち、受光器の受光量が最大値をとる場合、レーザの照射方向と試料ブロックの頂面が平行になることを意味する。上記のようにレーザは、Ｙ軸方向に照射されるため、この値を検出することにより、試料ブロック２０のＹ軸方向あおり角度をＹ軸に平行にすることができる。

次に、Ｘ軸方向のあおり角度を検出する動作を行う。図７は、Ｘ軸方向のあおり角度を検出する動作を説明する図である。この処理においては、以下の各処理が連続して行われる。まず、図７（ａ）に示す状態から、試料ブロック搬送部１を駆動させて、試料ブロックをＸ軸方向に所定幅Ｂだけ移動させる（＃６）。図７（ｂ）は、試料ブロックが所定幅Ｂだけ動いた状態を示している。当該所定幅Ｂは、試料ブロック２０の大きさによって決定される。具体的には、当該所定幅Ｂは、１５×１５×５ｍｍの試料ブロックでは５．０ｍｍ、２４×２４×５ｍｍの試料ブロックでは８．５ｍｍ、２４×３０×５ｍｍの試料ブロックでは１０．０ｍｍ、２４×３７×５ｍｍの試料ブロックでは１６．０ｍｍとなるように設定されている。すなわち、この所定幅Ｂは、Ｘ軸方向あおり角を算出するために、試料ブロックに対してできるだけ長く、かつ確実に平面出しセンサ６０により検出できるような距離とすることとしている。

図７（ｂ）に示す状態において、試料ブロックを所定幅Ｂだけ移動させた位置を第１位置とし、受光器６２の受光量ｂを検出する（＃７）。試料ブロック２０がＸ軸方向に傾斜した状態となっていると、所定幅Ｂだけ移動した状態の受光量ｂは、初期状態の受光量ａと変化していることになる。

次に、図７（ｃ）に示すように、試料ブロックを図７（ａ）に示す初期位置からＸ軸方向に所定幅Ｃだけ移動させる。すなわち、試料ブロック搬送部１は、−Ｘ軸方向にＢ＋Ｃの幅移動することとなる（＃８）。ここで、所定幅Ｃは、幅Ｂと同じ幅でもよいし、違う幅であってもよい。本実施形態においては、所定幅Ｃは、幅Ｂと同じ幅に設定されている。

次に図７（ｃ）に示す状態において、試料ブロックを所定幅Ｃだけ移動させた位置を第２位置とし、受光器６２の受光量ｃを検出する（＃９）。

上記のようにして得られた第１位置における受光量ｂと第２位置における受光量ｃとの値により、試料ブロック２０のＸ軸方向の傾斜角度を算出する（＃１０）。図８は、傾斜角度算出の原理を説明する図である。上記のように、第１位置における受光量ｂと第２位置における受光量ｃを検出することにより、試料ブロック２０の端部近傍において、それぞれの位置での高さが算出可能である。すなわち、レーザＬのＺ軸方向幅Ｌｈは既知であるので、その受光量ｂまたはｃを算出することによって、試料ブロック２０の頂面２０ｔの高さを検出することができる。また、試料ブロックは所定幅Ｂ、Ｃだけ移動させているので、第１位置及び第２位置間の間隔はＢとＣの和で算出することができる。したがって、頂面２０ｔの平行面に対する傾斜角θを算出することができる。

このようにして算出されたＸ軸方向の傾斜角θにより、試料ブロック搬送部１は、Ｘ軸方向のあおり角の傾斜調整を行う（＃１１）。このあおり調整は、試料ブロック２０の頂面２０ｔが水平となるようにしてもよいし、所定の角度を持つようにしてもよい。すなわち、試料ブロック２０に埋設されているサンプルによっては、このスライスの角度が定められているものがあり、当該角度に合わせて薄切片を作製することが求められる場合がある。この動作が完了すると、試料ブロックのＸ軸方向傾斜角を所定の値として固定し、以下に説明する表層部削り動作を行う（＃１２）。

薄切り動作では、上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１により、位置Ａ、位置Ｂ、及び位置Ｃ上を通過するように搬送されるとともに、当該搬送の間に上記試料ブロック２０の表層部分が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整されて、上記試料ブロック２０が位置Ｄ上の薄切可能位置ｈ（図１参照）まで搬送される。

この上記試料ブロック２０の薄切可能位置ｈへの移動により、薄切準備位置Ｈで固定されたカッター部５のカッター５ａが、上記試料ブロック２０の表層部分を薄切りして、上記試料ブロック２０に、薄切可能位置ｈのある平面（ＸＹ平面）に対して平行な切断表面が形成される。すなわち、上記のようにＸ軸方向傾斜角を所定の値に決定したのち、試料ブロック２０の頂面２０ｔの表層部をカッター部５ａにより削り取る（＃１２）。以下のようにして、試料ブロックの平面出しの処理が行われ、以下に示す薄切り動作を行う準備が完了する。

薄切り動作では、上記切断表面がＸＹ平面と平行になった試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１により位置Ｄから位置Ａまで移動されるとともに、上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。

次に、試料ブロック搬送部１により、上記切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように高さ位置調整された試料ブロック２０が位置Ａ上から位置Ｄ上の薄切可能位置ｈへ向けて搬送される。

このとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が位置Ａ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面に、第１の帯電部２によりプラスの電荷が供給され、上記試料ブロック２０の上記切断表面がプラスに帯電される。

また、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が位置Ｂ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面と、位置Ｂの上方に位置し且つ上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０と対向するキャリアテープ２１の一部分とが、冷却部３により冷却される。

次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が位置Ｂ上から位置Ｃ上に移動するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期して、キャリアテープ２１の上記一部分が上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０との対向状態を維持して移動するように、上記繰り出しモータ（図示せず）が駆動される。

次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が位置Ｃ上を通過するとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動に同期して位置Ｃの上方に移動したキャリアテープ２１の上記一部分に、第２の帯電部４によりマイナスの電荷が供給される。これにより、キャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電する。

次いで、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０が、試料ブロック搬送部１により位置Ｃ上から位置Ｄ上の薄切可能位置ｈに搬送されるとき、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の表層部分が薄切準備位置Ｈで固定されるカッター部５のカッター５ａに当接し、試料ブロック搬送部１が搬送されることにより薄切りされて、一枚の薄切片試料２４が作製される。また、このとき、キャリアテープ２１は、試料ブロック搬送部１の搬送速度と同期して走行し、カッター５ａによって薄切りされた薄切片試料がキャリアテープ２１に貼り付いて保持される。

なお、キャリアテープ２１が試料貼付室１００Ｂまで移動する場合において、薄切片試料２４は、上記したようにプラスに帯電し、薄切片試料２４に対向するキャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電しているため、静電気によって、及び上記した冷却部３による冷却の効果によって、キャリアテープ２１の上記一部分に貼り付いた状態となっている。

試料貼付室１００Ｂに送られた薄切片試料２４は、後述するようにスライドガラスに貼り付けられ、薄切片付きスライドガラスを作製する。

なお、上記において、薄切片試料２４が位置Ｅの上方まで移動されたとき、位置Ｄ上の薄切可能位置ｈで停止している試料ブロック２０は、次の薄切片試料２４の作製のために、試料ブロック搬送部１により位置Ｄから位置Ａまで戻されるとともに、最初の一枚の薄切片試料２４を作製した後の上記試料ブロック２０の切断表面が薄切可能位置ｈのあるＸＹ平面上に位置するように、上記試料ブロック２０の高さ位置（±Ｚ方向の位置）が調整される。

以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部１により試料ブロック２０が位置Ａから位置Ｄへと搬送されて、薄切り動作が、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返され、任意の枚数の薄切片試料２４が作製される。

カッター部５のカッター５ａにより上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面が薄切りされるときにおいて、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０は位置Ｄ上の薄切可能位置ｈまで搬送されると薄切可能位置ｈで停止するが、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の移動と同期して移動するキャリアテープ２１の上記一部分は、試料作製室１００Ａを出て試料貼付室１００Ｂに位置する位置Ｅの上方まで移動を続ける。

このとき、カッター部５により作製された薄切片試料２４は、上記したように、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の上記切断表面である薄切片試料２４がプラスに帯電し、薄切片試料２４に対向するキャリアテープ２１の上記一部分がマイナスに帯電しているために静電気によって、及び冷却の効果によってキャリアテープ２１の上記一部分に貼り付いて、位置Ｅの上方まで移動する。

一方、上記高さ位置調整後の上記試料ブロック２０の位置Ａから位置Ｄへの移動及び薄切片試料２４の位置Ｆへの移動の間に、スライドガラス搬送部１０により次に薄切片試料２４を貼り付ける１つのスライドガラス２２が、スライドガラス保管部４０から搬送され、位置Ｆに搬送されて接着液供給部１１により上面に接着液２３を供給された後、位置Ｅに搬送される。これにより、位置Ｅにおいて、薄切片試料２４とスライドガラス２２とが対向状態となる。

次いで、転写部９により、薄切片試料２４が貼り付いたキャリアテープ２１の上記一部分が下方に撓み、薄切片試料２４がスライドガラス２２の上面の接着液２３に押し当てられて、薄切片試料２４がキャリアテープ２１の上記一部分からスライドガラス２２の上面に転写される。

薄切片試料２４が転写された薄切片付きスライドガラス２２は、スライドガラス搬送部１０により、位置Ｅから伸展部１２内の位置Ｇまで搬送される。位置Ｇに搬送された薄切片付きスライドガラス２２は、伸展部１２により第１の加温（例えば４０℃〜６０℃程度、数秒〜数十秒）がされて、薄切片試料２４の皺の伸展が行われるとともに薄切片試料２４のスライドガラス２２への貼付力が強くされる。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）がされて、水分が完全に蒸発され、薄切片試料２４がスライドガラス２２に密着固定される。これにより、最初の一枚の薄切片試料２４の作製動作が完了する。

以上説明したように、本発明の試料ブロックの面出し方法は、平面出しセンサ６０を用いて、簡単な処理により試料ブロックの頂面の平面出しを行うことができ、また、Ｘ軸方向の傾斜角を任意の値に設定することができる。また、試料ブロックに非接触の状態で平面出しを行うため、試料ブロックの欠損や衛生的な問題もない。また、試料ブロック表面の傾斜角を任意の角度に設定できることから、薄切片試料を製作する際の切削面と試料ブロックの表面の傾斜角を平行とすることができる。これにより、試料ブロック表面と平行に薄切された試料が製作可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。本実施形態においては、平面出しセンサ６０は、第１帯電部の近傍に設けることとしているが、これに限定されるものではない。例えば、カッター部の近傍に設けて、薄切り動作時に用いられる試料ブロックの高さ位置調整のためのセンサと共用することもできる。

本発明の試料ブロックの面出し方法は、薄切片試料を自動的且つ連続的に作製可能にするとともに、薄切片試料に求められる精度を維持しつつ、作業者の負担を軽減することができる効果を有し、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を作製する薄切片試料作製装置に有用である。

本発明の実施形態にかかる薄切片試料装置の概要構成を示す正面図である。 本発明の実施形態にかかる薄切片試料装置の試料貼付室における概要構成を示す平面図である。 初期動作の処理の流れを示すフローチャートである。 初期動作におけるＸ軸方向の位置合わせ時におけるレーザと試料ブロックの位置関係を示す模式図である。 初期動作における試料ブロックの高さ調整動作の説明図である。 初期動作における試料ブロックのあおり方向の説明図である。 Ｘ軸方向のあおり角度を検出する動作を説明する図である。 傾斜角度算出の原理を説明する図である。

符号の説明

１ 試料ブロック搬送部
２ 第１の帯電部
３ 冷却部
４ 第２の帯電部
５ カッター部
５ａ カッター
６ 供給リール
７ 巻取リール
８ キャリアテープ案内部
９ 転写部
１０ スライドガラス搬送部
１１ 接着液供給部
１２ 伸展部
２０ 試料ブロック
２０ｔ 試料ブロック頂面
２１ キャリアテープ
２２ スライドガラス
２３ 接着液
２４ 薄切片試料
５０ 制御部
６０ 平面出しセンサ
６１ 投光器
６２ 受光器

Claims (3)

1. 頂面が平滑な試料ブロックのＸＹ直交２軸方向に対する傾斜角度及びＺ軸方向高さ位置を調整可能に構成され前記試料ブロックをＸ軸方向に搬送する搬送部と、Ｙ軸方向にそれぞれ配置されＺ軸方向に幅を有する光を射出する投光部及び受光部を有するラインセンサと、前記搬送部によりＸ軸方向に搬送される前記試料ブロックの表層部分を薄切りする前記Ｙ軸方向に延在するカッターを備え、前記カッターによって薄切りされた前記試料ブロックの薄切片をスライドガラスに貼着する薄切片試料作製装置において、前記試料ブロック頂面の傾斜角度を調整する試料ブロックの面出し方法であって、
   前記試料ブロックのＸ軸方向略中間位置が前記ラインセンサの設置位置になるように前記搬送部を駆動させる第１工程と、
   前記Ｙ軸方向に前記試料ブロックの傾斜方向を調整しつつ前記ラインセンサの受光量を検出する第２工程と、
   前記ラインセンサの受光量が最大になった角度で前記試料ブロックのＹ軸方向傾斜角を固定する第３工程と、
   前記試料ブロックをＸ軸方向に所定量前後するように前記搬送部を駆動し、当該位置における前記ラインセンサの受光量を検出する第４工程と、
   前記試料ブロックのＸ軸方向の所定量とそれぞれの位置における前記ラインセンサの受光量の情報に基づいて、前記試料ブロックのＸ軸方向傾斜角を算出する第５工程と、
   前記算出されたＸ軸方向傾斜角がＸＹ平面に対し所定角度となるように前記搬送部の傾斜角度を調整する第６工程と、を有することを特徴とする試料ブロックの面出し方法。
2. 前記第１工程と第２工程との間に、前記試料ブロックによる遮光によって、前記ラインセンサの受光量が所定量となるように前記試料ブロックのＺ軸方向高さ位置を調整するように前記搬送部を駆動させる高さ調整工程を有する請求項１に記載の試料ブロックの面出し方法。
3. 前記第６工程は、前記算出されたＸ軸方向傾斜角がＸＹ平面に対し平行となるように前記搬送部の傾斜角度を調整することを特徴とする、請求項１に記載の試料ブロックの面出し方法。

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