-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mikrotom zur Verwendung
bei der wissenschaftlichen Probenanalyse oder medizinischen Analyse, wie
beispielsweise die mikroskopische Betrachtung einer organischen
Probe, genauer gesagt auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei
dem ein Probenschnitt auf einem Hilfsschneidelement unter Verwendung
von Feuchtigkeit angeordnet wird, und der auf dem Hilfsschneidelement
angeordnete Schnitt anschließend
in Kontakt (gedrückt
mit einer Mikrokraft) mit einem mit Wasser beschichteten Objektträger gebracht
wird. Der einzelne Schnitt wird von dem Hilfsschneidelement auf
den Objektträger
transferiert und für
eine vorbestimmte Zeitdauer erwärmt
(erhitzt), wodurch Falten oder eine Schrumpfung, die während des
Schneidvorgangs des Schnitts erzeugt wurden, eliminiert werden,
eine Fixierkraft zur Erzeugung eines engen Kontaktes in Bezug auf
den Objektträger wird
erhöht,
und ein zufrieden stellender Probenschnitt wird präpariert.
-
Bislang
wurde eine Operation zum Präparieren
(Schneiden) eines Schnitts von einer Person unter Verwendung eines
Mikrotoms (Vorrichtung, bei der nach dem Bewegen einer festen Probe
oder eines Schneidmessers um ein Maß, das einer gewünschten
Schnitttiefe entspricht, die feste Probe mit dem Schneidmesser geschnitten
wird, um einen Schnitt zu erzeugen) durchgeführt.
-
Die
feste Probe umfasst eine gefrorene Probe, die unter Verwendung eines
Gefriereinbettmaterials eingebettet wird, und eine in Paraffin eingebettete Probe,
und das Mikrotom zur Durchführung
des Schneidvorgangs umfasst ein Gleitmikrotom oder ein Drehmikrotom.
Bei einem Schritt zum Präparieren dieses
Schnitts stellt die Handhabung des Schnitts während des Schneidvorgangs und
nach Beendigung eines Schneidschrittes einen wichtigen und sehr
schwierigen Punkt dar. Diese Handhabung wurde früher von Hand durchgeführt.
-
Um
den Grad der Abhängigkeit
von der manuellen Operation zu verkleinern und den Bediener zu entlasten,
wird eine Technologie vorgeschlagen, bei der ein Anteil der manuellen
Operation automatisiert und von einer Maschine durchgeführt wird.
In der
JP 2004-028
910 A wird beispielsweise eine automatische Vorrichtung
beschrieben, bei welcher der Schnitt elektrostatisch von einem Trägerband
adsorbiert und gefördert
wird, und der Schnitt wird auf eine adhäsive Flüssigkeit auf dem Träger in einem
Transferschritt gedrückt,
um den Schnitt zu transferieren. Die Vorrichtung beinhaltet eine
Schneideinheit, die mit Hilfe eines Schneidmessers eine Probe schneidet und
Schnittfördermittel,
die, wie beschrieben, den Schnitt elektrostatisch von einem Trägerband
aufnehmen und transportieren. Ferner besitzt die Vorrichtung eine
Kühleinheit,
die die Probe auf dem Weg zur Schnittvorrichtung kühlt. Am
Ende des automatischen Vorgangs wird die Probe auf einen Objektträger übertragen.
-
Die
in der
JP 2004-028
910 A beschriebene Vorrichtung ist dann geeignet, wenn
die Probe mit Paraffin oder dergleichen gehärtet wurde, in einem Fall jedoch,
in dem eine gefrorene Probe zum Präparieren des Schnitts geschnitten
wird, wird eine elektrostatische Adsorptionskraft geschwächt, da
die Probe nicht getrocknet ist, weshalb die Vorrichtung hier nicht
effektiv ist. Da die Probe zum Präparieren des Probenschnitts
in vielen Fällen
erzeugt wird, indem der Feuchtigkeit aufweisende Schnitt gefroren und
gehärtet
wird, ist es ferner schwierig, die Probe zu handhaben, und es ist
viel Laborraum und Zeit erforderlich, um die Operation durchzuführen.
-
Aus
der
JP 2004-028 965
A geht eine Vorrichtung zum Schneiden einer Probe hervor,
bei der ein Bereich, in dem die Probe geschnitten wird, abgedeckt
ist. Die Umgebung des Blocks, von dem die Probe geschnitten wird,
wird durch einen Befeuchter bei einer vorbestimmten Feuchtigkeit,
und durch einen Kühler
bei einer vorbestimmten Temperatur, gehalten.
-
Die
EP 1 498 718 A1 zeigt
ein Verfahren zum Herstellen eines Gewebeabschnitts, bei dem eine gefrorene
Probe geschnitten wird und durch das Anschmelzen des Gewebeabschnitts
an einem vorgewärmten
Band anhaftet.
-
Die
vorliegende Erfindung soll das zuvor bei gefrorenen Proben beschriebene
Problem lösen.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Probenschnittpräparationsvorrichtung
und ein Probenschnittpräparationsverfahren
mit einer sehr guten Handhabung zu schaffen, bei dem eine Faltenbildung
und eine Schrumpfung, die bei einem schwer zu handhabenden Probenschnitt,
insbesondere bei einem Schnitt, der durch Schneiden einer festen
Probe, die in einen gefrorenen Zustand gebracht wurde, erzeugt wurde,
eliminiert werden, und eine enge Kontaktbefestigungskraft in Bezug
auf einen Objektträger verbessert
wird, bei dem es möglich
ist, den Grad der Abhängigkeit
von einer manuellen Operation zu verringern.
-
Diese
Aufgabe wird durcheine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.
-
Als Übertragungsmittel
wird ein Wassertropfmechanismus verwendet, der warmes Wasser mit
einer Temperatur von 30 bis 50°C
auf den Objektträger tropfen
kann. Alternativ kann die Ausdehnungseinheit, nachdem der Wassertropfmechanismus
Wasser bei Raumtemperatur auf den Objektträger aufgetropft und übertragen
hat, das Wasser auf dem Objektträger
erwärmen,
um warmes Wasser mit einer Temperatur von 30 bis 50°C zu erzeugen.
Wenn die Wassererwärmungstemperatur
weniger als 30°C
beträgt, besteht
kaum ein Unterschied zur Raumtemperatur, und eine Wirkung hinsichtlich
der Begünstigung
des Trocknungsvorgangs ist schwer erkennbar. Wenn die Wassererwärmungstemperatur
hingegen 50°C überschreitet,
kann der Schnitt einer organischen Probe verändert werden.
-
Ferner
können
Steuermittel zum Steuern des Schnittfördermittels vorhanden sein,
um das Trägerband
bei einem Geschwindigkeitsverhältnis
von 80 bis 90% in Bezug auf eine Schneidgeschwindigkeit der Schneideinheit
zu bewegen, nachdem ein Ende des Schnitts von dem Trägerband
adsorbiert wurde. Wenn ein Geschwindigkeitsverhältnis (V2/V1) × 100 einer
Trägerbandfördergeschwindigkeit
V2 in Bezug auf eine Schneidgeschwindigkeit V1 weniger als 80% beträgt, werden
leicht eine Faltenbildung oder eine Schrumpfung des Schnitts, ein
Formfehler des Schnitts und ferner eine ungleichmäßige Dicke
des Schnitts erzeugt. Wenn das Geschwindigkeitsverhältnis (V2/V1) × 100 hingegen
90% überschreitet, wird
leicht ein Schub zwischen dem Schnitt und dem Trägerband erzeugt, so dass der
Schnitt an einem sanften Transfer von einer Seite der festen Probe
zu einer Trägerbandseite
gehindert wird, oder es wirkt eine lokale Zugkraft auf den Schnitt,
so dass dieser leicht bricht.
-
Ferner
ist bevorzugt, dass das Steuermittel das Objektträgerfördermittel
steuert, um den mit dem Schnitt versehenen Objektträger aus
der Ausdehnungseinheit zu entfernen, nachdem der mit dem Schnitt
versehene Objektträger
von der Ausdehnungseinheit erwärmt
wurde. In diesem Fall wird die Automatisierung einer Probenschnittpräparationsoperation
weiter begünstigt.
-
Wenn
die feste Probe in Richtung des Schneidmessers zugeführt und
geschnitten wird, wird die Zufuhr des Trägerbandes angehalten. Wenn die
feste Probe bei ihrer Zufuhr geschnitten wird, erstreckt sich der
Schnitt aufwärts
zu dem Trägerband. Sobald
oder kurz nachdem ein abstehendes Ende des Schnitts mit dem Trägerband
in Kontakt kommt, wird die Zufuhr des Trägerbandes erneut gestartet (siehe 2C und 2D).
Die zeitliche Koordinierung des erneuten Starts der Zufuhr dieses
Bandes kann in Abhängigkeit
von einer vorbestimmten Zeitdauer erfolgen, die gleichmäßig von
einem Zeitpunkt verstreicht,' zu
dem die Zufuhr des Bandes angehalten wurde, von einem Zeitpunkt,
bei dem ein Sensor erfasst hat, dass das abstehende Ende des Schnitts mit
dem Trägerband
in Kontakt gekommen ist, oder von einer vorbestimmten Zeitdauer,
die von dem Zeitpunkt der Erfassung verstreicht. Es sollte klar
sein, dass in Schritt (ii) bevorzugt ist, dass, nachdem ein Ende
des Schnitts von dem Trägerband
adsorbiert wurde, das Trägerband
bei einem Geschwindigkeitsverhältnis
von 80 bis 90% in Bezug auf die Schneidgeschwindigkeit bewegt wird.
Der Grund wurde zuvor bereits beschrieben.
-
Ferner
kann im Schritt (iii) warmes Wasser bei einer Temperatur von 30
bis 50°C
auf den Objektträger
unter Verwendung eines Wassertropfmechanismus als Transfermittel
getropft und zugeführt
werden. Alternativ erwärmt
eine Ausdehnungseinheit, nachdem das Transfermittel Wasser bei Raumtemperatur
auf den Objektträger
getropft und auf diesen transferiert hat, das auf dem Objektträger vorhandene
Wasser, um warmes Wasser mit einer Temperatur von 30 bis 50°C zu erzeugen.
-
Die
Vorrichtung und das mit dieser durchgeführte Verfahren wird in der
Folge mit Hilfe der Zeichnung näher
beschrieben, welche bevorzugte Ausführungsformen zeigt.
-
1 ist
ein schematisches Aufbaublockdiagramm, das eine Probenschnittpräparationsvorrichtung
gemäß einer
exten Ausführungsform
der Vorrichtung zeigt;
-
2A bis 2F sind
Stufendiagramme, die einen Vorgang zur Probenentnahme eines Schnitts
unter Verwendung der Vorrichtung zeigen;
-
3 ist
ein Diagramm, das einen Teil eines Förderroboters zur Verwendung
bei der Vorrichtung zeigt;
-
4 ist
eine Draufsicht, die den Förderroboter
und eine Ausdehnungseinheit zeigt;
-
5 ist
eine seitliche Querschnittsansicht, die den Förderroboter und die Ausdehnungseinheit zeigt;
-
6A bis 6D sind
Stufendiagramme, die einen Vorgang zum Transfer eines Schnitts auf
einen Objektträger
unter Verwendung der Probenschnittvorbereitungsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Vorrichtung zeigen.
-
Eine
Probenschnittpräparationsvorrichtung 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
(1) umfasst: eine Zuführbandrolle 2 zum
Zuführen
eines Trägerbands 5,
das als ein Hilfsschneidelement dient; und eine Aufwickeltrommel 4,
die das Trägerband 5 aufwickelt.
Wenn die Aufwickeltrommel 4 durch einen Bandantriebsmechanismus
gedreht wird, so wird das Trägerband 5 als
eine Schneideinheit entlang einer Operationslinie eines Mikrotoms zugeführt.
-
Von
einer stromaufwärtigen
Seite in Richtung einer stromabwärtigen
Seite eines Bewegungsweges des Trägerbandes 5 ist in
einer Position zwischen den Stufen A und B eine Führungsrolle 3a angeordnet,
die eine Richtung des Trägerbandes 5,
das von der Zuführbandrolle 2 zugeführt wird,
von einer vertikalen Richtung in eine horizontale Richtung ändert. In
einer der Stufe C entsprechenden Position ist ein Befeuchter 10 angeordnet.
In einer der Stufe D entsprechenden Position ist das Mikrotom, das
ein Schneidmesser 22 umfasst, und eine Führungsrolle 3b angeordnet,
welche die Richtung des Trägerbandes 5 von
der horizontalen Richtung in die vertikale Richtung ändert. In
einer Position, die der Stufe E entspricht, ist ein Wassertropfmechanismus 44 als Transfermittel
angeordnet. In einer Position, die von Stufe E bis Stufe G reicht,
ist ein Förderroboter 80 (siehe 3)
als Objektträgerfördermittel
vorgesehen. In einer Position, die der Stufe H entspricht, ist eine
Ausdehnungseinheit 45 mit einer heißen Platte 46 angeordnet.
-
Der
Befeuchter 10 umfasst eine aufwärts öffnende Düse 11 und ist unterhalb
eines Trägerbandbewegungsweges
in einem Zustand angeordnet, in dem ein Abstand von dieser Düse 11 zum
Trägerband 5 in
einem vorbestimmte Intervall eingestellt ist. In dem Befeuchter 10 erzeugter
Wasserdampf 12 wird von der Düse 11 aufwärts geblasen
und trifft auf die Unterseite des Trägerbandes 5, um das
Trägerband 5 zu
befeuchten. Um eine ausreichende Befeuchtung des Trägerbandes 5 zu
erzielen, ist es bevorzugt, dass die Oberfläche des Trägerbandes 5 hydrophil
ist. Es ist ferner bevorzugt, dass der von dem Befeuchter 10 erzeugte
Wasserdampf 12 bei Raumtemperatur unter einem atmosphärischen
Druck gesättigt
oder übersättigt ist.
Es sollte klar sein, dass in dem Befeuchter 10 ein Ultraschallsprühsystem,
ein Sprühdüsensystem,
ein Beheizungssystem und ein System mit zwei oder mehreren der genannten
Systeme wahlweise vorgesehen werden kann.
-
In
einem Zustand, in dem eine feste Probe 20 auf einem Operationsbasiselement
des Mikrotoms befestigt ist, wird die Befestigungseinheit in einer
horizontalen Richtung, die in dem Diagramm durch einen Pfeil gezeigt
ist, mit Hilfe eines Fördermechanismus
(nicht gezeigt) entlang einem Zuführweg des Trägerbands 5 bewegt.
Die feste Probe 20 wird durch Einlegen, Einscheren und
Härten
eines Testkörpers,
wie beispielsweise einer organischen Probe, in einem Einbettmaterial,
wie beispielsweise Paraffin, erzeugt.
-
Der
Wassertropfmechanismus 44 dient als Transfermittel zum
Transferieren eines Schnitts 41 von dem Trägerband 5 auf
einen Objektträger 42.
In der Stufe E wird Wasser von dem Wassertropfmechanismus 44 auf
den Objektträger 42 getropft,
um einen Wasserfilm 43 auszubilden, woraufhin der Objektträger 42 mit
Hilfe des Objektträgerfördermittels zu
Stufe F gefördert
und direkt unterhalb einer horizontalen Durchgangslinie des Trägerbands 5 positioniert
wird, und der Objektträger 42 auf
den Schnitt 41, der an dem Band 5 befestigt ist,
gedrückt
wird, so dass der Schnitt 41 von dem Trägerband 5 auf den Objektträger 42 durch
eine Adsorptionskraft des Wasserfilms 43 transferiert wird.
-
Nachfolgend
werden die Ausdehnungseinheit und die Objektträgerfördermittel unter Bezugnahme
auf 3 bis 5 beschrieben.
-
Die
Ausdehnungseinheit 45 umfasst: die heiße Platte 46, auf
welcher der mit dem Schnitt versehene Objektträger 42 zu befestigen
ist; und einen Erhitzer 47, der unmittelbar unter dieser
Befestigungsoberfläche 46 vorgesehen
ist, wobei die heiße
Platte als Ausdehnungseinheit dient. Der Erhitzer 47 ist
mit einer Erhitzerenergieversorgung 48 verbunden, deren
Betrieb von einer Steuerung 50 gesteuert wird. Ein Temperatursensor 49 ist
direkt unterhalb des Erhitzers 47 angeordnet, die Temperatur
der heißen Platte 46 wird
erfasst, und ein Temperaturerfassungssignal wird zu einem Eingangsbereich
der Steuerung 50 gesendet. Die Steuerung 50 steuert eine
Operation, um dem Erhitzer 47 basierend auf einem Eingangssignal
Energie von der Erhitzerenergieversorgung 48 zuzuführen. Entsprechend
wird der Objektträger 42,
der mit dem Schnitt versehen ist, mit der gewünschten Temperatur auf der
heißen
Platte 46 erhitzt.
-
Wie
in den 4 und 5 gezeigt ist, ist der Förderroboter 80 als
Objektträgerfördermittel
in Richtungen von drei Achsen XYZ mit Hilfe eines Roboterantriebsmechanismus 84 bewegbar,
um den mit dem Schnitt versehenen Objektträger 42 von einer Transferposition
zu der Ausdehnungseinheit zu bewegen, und der Roboter umfasst eine
Roboterhand 83 und ein Paar von Fingerelementen 81, 82.
Die beiden Fingerelemente 81, 82 sind an einem
distalen Ende der Roboterhand 83 derart befestigt, dass
sie in einem vorbestimmten Intervall voneinander beabstandet sind,
und sie sind bewegbar durch einen linearen Gleitmechanismus (nicht
gezeigt) gehalten. Wenn die Fingerelemente 81, 82 nahe
aneinander bewegt werden, stoßen
die Fingerelemente 81, 81 an einer äußeren Umfangsendfläche des
Objektträgers 42 an,
und der Objektträger 42 wird
zwischen dem einen Fingerelement 81 und dem anderen Fingerelement 82 gehalten.
-
Der
Förderroboter 80 umfasst:
ein X-Achsen-Linearsystem 90, das sich in einer Längsrichtung des
Objektträgers 42 erstreckt;
ein Y-Achsen-Linearsystem 91, das sich in einer Breitenrichtung
des Objektträgers 42 erstreckt;
und ein Z-Achsen-Linearsystem 92,
das in einer Dickenrichtung des Objektträgers 42 anhebbar ist.
Die entsprechenden Linearsysteme 90, 91 und 92 umfassen
eine Linearführungsschiene,
eine Kugelgewindespindel und einen Servomotor. Die Roboterhand 83 ist
bewegbar von diesem Linearsystem 90, 91 und 92 der
drei Achsen gehalten.
-
Die
Steuerung 50, die in 3 gezeigt
ist, dient als Steuermittel zum Steuern einer Operation des Roboterantriebsmechanismus 84.
Entsprechend dem Objektträger 42,
der mit dem Schnitt versehen ist, steuert die Steuerung 50 die
Operation des Förderroboters 80,
so dass dieser mit dem Schnitt versehene Objektträger 42 bei
einer optimalen Temperatur für
eine optimale Zeitdauer erwärmt
werden kann. Gemäß einer
Art oder einem geschnittenen Zustand des Schnitts 41 wird
eine von mehreren Ausdehnungseinheiten 45a, 45b und 45c,
die sich in Bezug auf die Temperatur voneinander unterscheiden,
ausgewählt,
und der Objektträger 42,
der mit dem Schnitt versehen ist, wird auf der heißen Platte 46a (oder 46b oder 46c)
der ausgewählten
Ausdehnungseinheit befestigt. Nachdem der mit dem Schnitt versehene
Objektträger 42 unter
vorbestimmten Bedingungen erwärmt
wurde, steuert die Steuerung 50 die Operation des Förderroboters 80,
um den Objektträger
aus der Ausdehnungseinheit zu entnehmen.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2A bis 2F ein
Fall beschrieben, in dem ein Probenschnitt unter Verwendung der
Vorrichtung der vorliegenden Ausführungsform präpariert
wird.
-
Die
feste Probe 20 wird auf dem Befestigungsbasiselement des
Mikrotoms angeordnet, und dieses wird zur Stufe D gefördert und
dort positioniert. Anschließend
werden die Zuführbandrolle 2 und
die Aufwickeltrommel 5 jeweils angetrieben, das Zuführband 5 bei
einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt, Wasserdampf 12 von
dem Befeuchter 10 auf das Trägerband 5 gesprüht und die
Unterseite des Bandes 5 befeuchtet. Der Wasserdampf wird
in der Düse 11 des
Befeuchters 10 zumindest in einen gesättigten oder übersättigten
Zustand gebracht. Entsprechend wird das Band 5 mit der
hydrophilen Oberfläche,
wenn es mit dem Wasserdampf in Berührung kommt, in einfacher Art
und Weise befeuchtet.
-
Wenn,
wie es in 2A gezeigt ist, das Trägerband 5 von
der Zuführbandrolle 2 oberhalb
(oberhalb der Stufe D) der festen Probe 20 auf einem Förderbasiselement
zugeführt
wird, und wenn ein mit Wasserdampf 12 befeuchteter Bereich
die Druckwalze 3b erreicht, wie es in 2B gezeigt
ist, wird die Zufuhr des Bandes 5 angehalten, woraufhin
die Zufuhr der festen Probe 20 einsetzt.
-
Wenn
die feste Probe 20 in Richtung des Schneidmessers 22 zugeführt wird,
wird die feste Probe 20 entsprechend geschnitten. Mit der
Zufuhr der festen Probe 20 erstreckt sich der Schnitt 41 aufwärts zum
Band 5. Sobald oder unmittelbar nachdem ein abstehendes
Ende 41a des Schnitts mit dem Band 5 in Kontakt
kommt, wie in 2C gezeigt ist, wird die Zufuhr
des Bandes 5 erneut gestartet, wie in 2D gezeigt
ist. Die zeitliche Koordinierung dieses erneuten Starts der Bandzufuhr
kann auf einen Zeitpunkt eingestellt werden, nachdem eine vorbestimmte
Zeitdauer nach dem Zeitpunkt des Anhaltens der Bandzufuhr verstrichen
ist, einen Zeitpunkt, wenn ein Sensor (nicht gezeigt) erfasst, dass
das abstehende Ende 41a des Schnitts mit dem Band 5 in Kontakt
gekommen ist, oder einen Zeitpunkt, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer
von dem Erfassungszeitpunkt gleichmäßig verstrichen ist.
-
Nachdem
das abstehende Ende 41a des Schnitts von dem Band 5 adsorbiert
wurde, wird das Band 5 mit einer Aufwickelgeschwindigkeit
V2 aufgewickelt, das ein prozentuales Geschwindigkeitsverhältnis 8 0
bis 90% relativ zu einer Schneidgeschwindigkeit V1 aufweist, und
der Schnitt 41 wird auf dem Band 5 angeordnet,
wie in 2E gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt
wird leicht ein Formfehler (Ungleichmäßigkeit der Dicke, Faltenbildung,
Schrumpfung) des Schnitts 41 erzeugt, wenn der Prozentanteil
eines Geschwindigkeitsverhältnisses
V2/V1 von einem Bereich von 80 bis 90% abweicht. Aus diesem Grunde
steuert die Steuerung 50 bei Geschwindigkeiten V1, V2 mit
hoher Genauigkeit. Insbesondere steuert die Steuerung 50 eine
Zuführgeschwindigkeit
des Zuführbasiselements
des Mikrotoms, eine Geschwindigkeit, bei der das Band von der Zuführbandrolle 2 zugeführt wird,
eine Geschwindigkeit, bei der das Band von der Aufwickeltrommel 4 aufgewickelt
wird, eine Positionseinstellung der Walze 3b und dergleichen.
Nachdem der Schneidvorgang abgeschlossen ist, wie in 2F gezeigt
ist, wird der Schnitt 41 vollständig auf das Band 5 angehoben
und zusammen mit dem Band 5 in Richtung der Stufe F gefördert. Wenn
der Schnitt 41 die Stufe F erreicht, wird die Zufuhr des
Bandes 5 angehalten, die Operationen der Aufwickeltrommel 4 und
der Walzen 3d, 3e wird weiter gesteuert, und das
Band 5 wird zwischen den Walzen 3d und 3e gelöst, wie
in 1 gezeigt ist. Ferner wird der mit dem Wasserfilm 43 versehene Objektträger 42 angehoben,
der an dem Band 5 befestigte Schnitt 41 wird in
Kontakt mit dem Wasserfilm 43 gebracht, und der Schnitt 41 wird
von dem Band 5 auf den Objektträger 42 durch die Adsorptionskraft des
Wasserfilms 43 transferiert (Transferschritt). Es sollte
klar sein, dass der Wasserfilm 43 auf dem Objektträger 42 durch
Herabtropfen einer geeigneten Wassermenge von dem Wassertropfmechanismus 44 auf
die Oberseite des Objektträgers 42 in
Stufe E erzeugt wird. Der mit dem Wasserfilm 43 versehene Objektträger 42 wird
mit Hilfe des Förderroboters 80 bei
einer vorbestimmten zeitlichen Koordination von der Stufe E zur
Stufe F gefördert.
-
Nach
dem Transfer des Schnitts 41 wird der mit dem Schnitt 41 versehene
Objektträger 42 zu
der Ausdehnungseinheit 45 (45a, 45b oder 45c)
der Stufe H mit Hilfe des Förderroboters 80 gefördert, und dieser
Objektträger
wird an der heißen
Platte (46a, 46b, 46c) einer gewünschten
Ausdehnungseinheit befestigt. Ferner wird der mit dem Schnitt 41 versehene
Objektträger 42 bei
einer vorbestimmten Temperatur erwärmt, der Schnitt 41 wird
ausgedehnt, und Falten oder eine Schrumpfung werden von dem Schnitt 41 entfernt.
-
Beispielsweise
wird der mit dem Schnitt 41 versehene Objektträger 42 auf
einer heißen
Platte 46a der ersten Ausdehnungseinheit 45a befestigt, woraufhin
er bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer
erwärmt
wird. Der mit dem Schnitt 41 versehene Objektträger 42,
der in der ersten Ausdehnungseinheit 45a erwärmt wurde,
wird mit Hilfe des Förderroboters 80 nach
Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer, die individuell durch die
Steuerung 50 eingestellt ist, bewegt. Anschließend wird
der mit dem Schnitt 41 versehene Objektträger 42,
wenn dies erforderlich ist, in die zweite Ausdehnungseinheit 45b gefördert und
einer weiteren Ausdehnungsbehandlung bei anderen Bedingungen ausgesetzt.
-
Während der
Sensor 49 die Temperatur erfasst, steuert die Steuerung 50 die
Energiezufuhr zu der heißen
Platte. Nach dem Erwärmen
des mit dem Schnitt 41 versehenen Objektträgers 42 auf
einer Temperatur von beispielsweise 50 ± 2°C für etwa zwei Minuten in der
ersten Ausdehnungseinheit 45a, wird der Objektträger 42 der
zweiten Ausdehnungseinheit 45b zugeführt, erwärmt und bei einer Temperatur
von beispielsweise 30 ± 2°C für etwa 30
Minuten gehalten. Wenn die Ausdehnungsbehandlung schrittweise für einen
derart langen Zeitraum durchgeführt
wird, erhält
der Schnitt 41 eine glatte Oberfläche ohne jegliche Falten oder
Schrumpfung. Es sollte klar sein, dass eine Los-Temperaturerwärmungsdauer
einer zweiten Stufe in der zweiten Ausdehnungseinheit 45b auf
bis zu 24 Stunden ausgeweitet und bis auf 10 Minuten verkürzt werden
kann. Anstelle der Ausdehnungseinheit mit der heißen Platte
kann der mit dem Schnitt 41 versehene Objektträger 42 in einem
Behälter
mit konstanter Temperatur vorgesehen und für eine vorbestimmte Zeitdauer
erwärmt
(erhitzt) werden.
-
Auf
diese Weise wird ein nicht gefärbter
Probeschnitt fertig gestellt. Mit Hilfe eines Färbeschrittes und einem Abdichtschritt
durch Abdecken der Probe mit einem Abdeckglas wird schließlich der
gefärbte Probenschnitt
erzielt.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
eine Automationstechnologie realisiert, bei welcher der Schnitt,
der durch den Wasserfilm adsorbiert wurde, zusammen mit dem Trägerband
zu dem Objektträger
gefördert
wird, und der Schnitt wird von dem Band auf den Objektträger bewegt
(transferiert), um die Probe zu bilden. Entsprechend ist es möglich, den
Grad der Abhängigkeit
von einer manuellen Operation bei einer pathologischen Gewebeuntersuchung
oder dergleichen in hohem Maße
zu reduzieren.
-
Nachfolgend
wird eine zweite Ausführungsform
beschrieben. Es sollte klar sein, dass auf eine Beschreibung redundanter
Teile der folgenden Ausführungsform
in Bezug auf die zuvor beschriebene Ausführungsform verzichtet wird.
-
Bei
der zweiten Ausführungsform
umfasst eine Probenschnittpräparationsvorrichtung
einen Kühler,
wobei der Kühler
mit dem Befeuchter (10) der ersten Ausführungsform kombiniert ist.
Der Kühler kann
eine Kühlanlage
sein, die Kaltluft mit einer eingestellten Temperatur ausbläst, oder
eine Ausstrahlkühlplatte,
deren Strahlung (Emission) eine Umgebung kühlt. Eine Energiezufuhr des
Kühlers
ist mit einem Ausgangsbereich einer Steuerung 50 verbunden.
Der Kühler
ist in Stufe C oberhalb einer Durchgangslinie eines Trägerbandes 5 angeordnet.
-
Nachfolgend
wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Probenschnitt unter Verwendung
der Vorrichtung 1A der vorliegenden Ausführungsform
präpariert
wird.
-
Eine
feste Probe 20 wird auf einem Befestigungsbasiselement
eines Mikrotoms angeordnet, und dieses wird zur Stufe D transportiert
und dort positioniert. Anschließend
werden jeweils eine Zuführbandrolle 2 und
eine Aufwickeltrommel 4 angetrieben, und das Trägerband 5 wird
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt. Ferner wird Kaltluft (beispielsweise
Kaltluft, deren Temperatur bei 5°C
eingestellt ist) von dem Kühler
(Luftkühlanlage) in
Richtung des Bandes 5 geblasen, um das Band 5 zu
kühlen.
Entsprechend wird in der Umgebung enthaltene Feuchtigkeit auf der
Oberfläche
des Bandes 5 kondensiert, um das Band 5 zu befeuchten.
Es sollte klar sein, dass der Befeuchter 10 der ersten
Ausführungsform
mit dem Kühler
kombiniert ist. Wenn der Kühler
und der Befeuchter kombiniert und wie beschrieben verwendet werden,
werden Wassertropfen an die Oberfläche des Bandes 5 weitergegeben.
-
Wenn
der Objektträger 5 von
der Zuführbandrolle 2 oberhalb
(oberhalb der Stufe D) der festen Probe 20 auf einem Förderbasiselement
zugeführt
wird, und ein mit Wasserdampf befeuchteter Bereich eine Druckwalze 3b erreicht,
wird die Zufuhr des Bandes 5 angehalten, woraufhin die
Zufuhr der festen Probe 20 beginnt. Wenn die feste Probe 20 in Richtung
des Schneidmessers 22 bewegt wird, wird die feste Probe 20 entsprechend
geschnitten. Mit der Zufuhr der festen Probe 20 erstreckt
sich ein Schnitt 41 aufwärts zum Band 5. Sobald
oder unmittelbar nachdem ein abstehendes Ende 41a des Schnitts
mit dem Band 5 in Kontakt kommt, wird die Zufuhr des Bandes 5 gestartet
(siehe 2C und 2D).
-
Nachdem
das abstehende Ende 41a des Schnitts durch das Band 5 adsorbiert
wurde, wird das Band 5 mit einer derartigen Aufwickelgeschwindigkeit
V2 aufgewickelt, das ein prozentuales Geschwindigkeitsverhältnis 80
bis 90% in Bezug auf eine Schneidgeschwindigkeit V1 beträgt, und
der Schnitt 41 wird auf dem Band 5 angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt kann leicht ein Formfehler (Ungleichmäßigkeit der
Dicke, Falten, Schrumpfung) des Schnittes 41 erzeugt werden,
wenn der prozentuale Anteil eines Geschwindigkeitsverhältnisses
V2/V1 von einem Bereich von 80 bis 90% abweicht. Daher steuert die Steuerung 50 beide
Geschwindigkeiten V1, V2 mit hoher Genauigkeit.
-
Nachdem
der Schneidvorgang abgeschlossen ist, wird der Schnitt 41 vollständig auf
das Band 5 gehoben und zusammen mit dem Band 5 zur
Stufe F bewegt. Wenn der Schnitt 41 die Stufe F erreicht, wird
die Zufuhr des Bandes 5 angehalten, die Operationen der
Zuführbandrolle 4 und
der Walzen 3d, 3e werden weiter gesteuert, und
das Band 5 wird zwischen den Walzen 3d und 3e gelöst, wie
in 1 gezeigt ist. Ferner wird ein mit einem Wasserfilm 43 versehene
Objektträger 42 angehoben,
der an dem Band 5 befestigte Schnitt 41 in Kontakt
mit dem Wasserfilm 43 gebracht, und der Schnitt 41 wird
von dem Band 5 auf den Objektträger 42 durch eine
Adsorptionskraft des Wasserfilms 43 transferiert (Transferschritt).
Es sollte klar sein, dass der Wasserfilm 43 auf dem Objektträger 42 durch
Auftropfen einer geeigneten Wassermenge von einem Wassertropfmechanismus 44 auf
die Oberseite des Objektträgers 42 in
der Stufe E erzeugt wird. Der mit dem Wasserfilm 43 versehene
Objektträger 42 wird
von einem Förderroboter 80 bei
einer vorbestimmten zeitlichen Koordinierung von der Stufe E zur
Stufe F bewegt.
-
Nach
dem Transfer des Schnittes 41 wird der mit dem Schnitt 41 versehene
Objektträger 42 zu
einer Ausdehnungseinheit der Stufe H mit Hilfe des Förderroboters 80 gefördert, und
dieser Objektträger wird
auf einer heißen
Platte einer gewünschten
Ausdehnungseinheit befestigt. Ferner wird der mit dem Schnitt 41 versehene
Objektträger 42 bei
einer vorbestimmten Temperatur erwärmt, der Schnitt 41 wird ausgedehnt,
und Falten oder eine Schrumpfung werden von dem Schnitt 41 entfernt.
Auf diese Weise wird ein nicht gefärbter Probenschnitt fertig
gestellt. Schließlich
wird durch einen Färbungsschritt
und einen Dichtungsschritt durch Abdecken der Probe mit einem Abdeckglas
der gefärbte
Probenschnitt erzeugt.
-
Da
bei der vorliegenden Ausführungsform eine
minimale Wassermenge, die zum Adsorbieren des Schnitts durch das
Band erforderlich ist, an das Band weitergegeben wird, ohne das
Trägerband übermäßig zu befeuchten,
kann der Schnitt in dem Transferschritt einfach von dem Band auf
den Objektträger
transferiert werden.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 6A, 6B, 6C und 6D eine
dritte Ausführungsform
der Vorrichtung beschrieben. Es sollte klar sein, dass auf eine
Beschreibung redundanter Bauteile der vorliegenden Ausführungsform
in Bezug auf die zuvor beschriebene verzichtet wird.
-
Bei
der dritten Ausführungsform
umfasst eine Probenschnittpräparationsvorrichtung 1B drei bewegbare
Stangen 32, 33 und 34 und eine ortsfeste Rolle 31 als
Transfermittel. Jede der bewegbaren Stangen 32, 33 und 34 ist
bewegbar gehalten, so dass eine Position durch einen Zylindermechanismus
(nicht gezeigt) verändert
werden kann.
-
Die
ortsfeste Rolle 31 ist im Wesentlichen parallel zur Fläche der
ersten bewegbaren Stange 32 in einer vorbestimmten Position
unterhalb der ersten bewegbaren Stange 32 in der Stufe
F angeordnet und führt
das Band 5 konstant in derselben Position. Die Position
der ortsfesten Rolle 31 ändert sich nicht, jedoch wird
die erste bewegbare Stange 32 verschoben, bis die Stange
an die ortsfeste Rolle 31 anstößt, wie in 6B gezeigt
ist.
-
Die
zweite bewegbare Stange 33 und die dritte bewegbare Stange 34 sind
in einem vorbestimmten Abstand in Stufe F entfernt von der ortsfesten
Rolle 31/der ersten bewegbaren Stange 32 angeordnet,
sind im Wesentlichen parallel angeordnet, so dass sie zueinander
weisen, und führen
das Band 5 in Richtung einer Aufwickeltrommel 4.
Die zweite bewegbare Stange 33 und die dritte bewegbare
Stange 34 sind jeweils zu in 6A gezeigten,
festen Positionen versetzt angeordnet, wie in den 6B, 6C und 6D gezeigt
ist. Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei dem Schnitt 41 unter
Verwendung der Vorrichtung 1B der vorliegenden Ausführungsform
von dem Band 5 auf einen Objektträger 42 transferiert
wird.
-
Der
resultierende Schnitt 41 wird der Stufe F in einem Zustand
zugeführt,
in dem der Schnitt 41 an dem Band 5 befestigt
ist, wie in 6A gezeigt ist. Sobald der Schnitt 41 direkt
oberhalb des mit einem Wasserfilm 43 versehenen Objektträgers 42 positioniert
ist, wird das Aufwickeln des Bandes 5 durch die Aufwickeltrommel 4 angehalten.
Wie in 6D gezeigt ist, wird die erste
bewegbare Stange 32 gesenkt, und das Band 5 wird
zwischen der ersten bewegbaren Stange 32 und der ortsfesten
Walze 31 gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird gleichzeitig
die dritte bewegbare Stange 34 in Richtung der zweiten
bewegbaren Stange 33 bewegt, wie in 6B gezeigt ist,
so dass das Band 5 zwischen der zweiten bewegbaren Stange 33 und
der dritten bewegbaren Stange 34 gehalten ist.
-
In
einem Zustand, in dem das Band 5 wie in 6C gehalten
ist, werden dann sowohl die zweite bewegbare Stange 33 als
auch die dritte bewegbare Stange 34 schräg abwärts verschoben,
und der an dem Band 5 befestigte Schnitt 41 wird
mit dem Wasserfilm 43 auf dem Objektträger 42 in Kontakt
gebracht.
-
Anschließend werden
in einem Zustand, in dem das Band 5 eingeklemmt ist, wie
in 6D gezeigt ist, sowohl die zweite bewegbare Stange 33 als auch
die dritte bewegbare Stange 34 schräg aufwärts bewegt, und das Band 5 wird
von dem Objektträger 42 entfernt.
Der Schnitt 41 wird von dem Band 5 auf den Objektträger 42 durch
die Adsorptionskraft des Wasserfilms 43 gehoben.
-
Anschließend wird
der mit dem Schnitt versehene Objektträger 42 der heißen Platte 45 zugeführt, das
gehaltene Band 5 wird gelöst, so dass die ersten bis
dritten bewegbaren Stangen 32, 33 und 34 in
die entsprechenden festen Positionen zurückbewegt werden. Wie in 6A gezeigt
ist, wird das Aufwickeln des Bandes 5 durch die Aufwickeltrommel 4 gestartet.
-
Wenn
eine derartige Operation wiederholt wird, wird der Schnitt 41 sanft
von dem Band 5 auf den Objektträger 42 transferiert.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist es möglich,
die Frequenz einer Erzeugung eines Nachteils stark zu reduzieren,
dass ein Teil des Schnitts auf einer Trägerbandseite verbleibt. Entsprechend tritt
kaum ein Brechen des Schnitts auf, und es kann ein Schnitt mit einer
zufrieden stellenden Form erzielt werden.
-
Die
Vorrichtung kann bei der Präparation
des Probenschnitts zur Verwendung bei einer wissenschaftlichen Probenanalyse
oder einer medizinischen oder biologischen Analyse verwendet werden, wie
beispielsweise bei der mikroskopischen Betrachtung einer organischen
Probe.
-
Es
wird eine Automationstechnologie realisiert, bei welcher der von
dem Wasserfilm absorbierte Schnitt zusammen mit dem Trägerband
zu dem Objektträger
bewegt wird, und der Schnitt wird als Probe von dem Trägerband
auf den Objektträger transferiert,
und es ist möglich,
ein Grad der Abhängigkeit
von der manuellen Operation bei einer pathologischen Gewebeuntersuchung
oder dergleichen in hohem Maße
zu reduzieren.