JP2000321183A

JP2000321183A - 生物組織の処理装置

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Publication number: JP2000321183A
Application number: JP11130740A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Itani; 和徳射谷; Sumiharu Noji; 澄晴野地
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-24
Anticipated expiration: 2019-05-12
Also published as: JP3432173B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生物組織の処理において、必要な試薬量を削
減すると共に処理効率を高める。【解決手段】処理プレート１０の収容部１０Ａにはカ
プセル１１がセットされる。そのカプセル１１内には組
織の試料１００が貼り付けられた試料プレート１が落し
込まれる。カプセル１１内において試料１００の試薬処
理が実行される。カプセル１１内でバルーンを膨らませ
てカプセルを保持し、これによってカプセル１１を搬送
することが可能である。必要に応じて底面にメッシュが
設けられたメッシュ付きカプセルがカプセル１１内に挿
入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生物組織の処理装置
に関し、特に、免疫染色処理やＩＳＨ(in situ hybridy
zation）処理を行う生物組織の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、免疫染色処理やＩＳＨ処理などの
生物組織処理を行う場合、試料をスライドガラスに貼り
付け、その貼り付けた試料に対し、脱水、染色、ハイブ
リダイゼーションなどの多くの処理を行っている。

【０００３】また、スライドガラス上に作製されたＤＮ
Ａチップの検出の前処理として、各種試薬によるデネチ
ャー、ハイブリダイゼーション、洗浄、染色などの多く
の試薬処理が行われている。

【０００４】通常、これらの処理では、２０枚程度のス
ライドグラスを立てた状態で金属製の篭に配列し、種々
の試薬を入れた複数のガラス製の水槽に対して、順次、
その篭を浸漬させるという一連の処理が行われている。
そして、このような種々の試薬による処理によって、所
望の生物組織の処理、又は、ＤＮＡチップの処理を行っ
ている。

【０００５】ちなみに、抗原抗体反応中にマイクロ波を
照射すると、両者の衝突頻度を高め、免疫反応速度を早
くする作用があることは知られている。更に、ＩｎＳ
ｉｔｕハイブリダイゼーションにおいても、ハイブリ
ダイゼーションの工程でマイクロ波を照射することは、
同様の効果が期待される(参照文献：The Journal ofHis
tochemistry and Cytochemistry Vol.44、No.3、pp.281-2
87、1996)。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の処理装置、
すなわち複数枚のスライドグラスを立てた状態で保持す
る金属製の篭を用いて処理を行う装置の場合、上記のよ
うに水槽が用いられ、その水槽中にスライドグラスを入
れた篭が浸される。従って、全てのスライドグラスを試
薬中に浸すために多量な試薬が必要とされる。

【０００７】しかしながら、免疫染色や、ＩＳＨなどを
行う場合には、それらの処理に用いられる試薬は、非常
にコストが高く、処理の経済的条件に適合させるべく、
できるだけ少量の試薬によって処理を行う必要がある。
また、廃液を少なくすることは、環境面からも所望され
ている。

【０００８】また、試薬ごとにホルダの水槽中へのセッ
ティング作業が必要があり、処理する試薬の数が多くな
ると、作業が面倒である。また、一連の処理中に一部試
料ごとに違う種類の試薬で処理する場合は、ホルダから
外す必要があり、作業効率が極めて悪いという問題もあ
った。

【０００９】また、遺伝子診断の分野の研究、検査で
は、より多くの標本作成が要求されており、大量の標本
の作成にも課題があった。また、一連の処理の途中に、
非常に高価な試薬で処理する工程が有り、より少ない試
薬量での処理が所望されている。

【００１０】また、処理時間を短縮するためマイクロ波
照射を行う場合、装置から試料プレートを取り出し、適
当な処理を行って専用のマイクロ波照射装置に入れる必
要があった。なお、特開平９−２３６５９８号公報など
には関連する技術が開示されている。

【００１１】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
ものであり、その目的は、少量の試薬によって試料の処
理ができ、かつ多種の試薬を試料ごとに容易に交換する
ことができる生物組織の処理装置を提供することであ
る。

【００１２】また、本発明の他の目的は、試料プレート
の取り扱いが容易な生物組織の処理装置を提供すること
である。

【００１３】また、本発明の他の目的は、数滴ほどの極
めて少ない試薬量で処理を行える生物組織の処理装置を
提供することである。

【００１４】また、本発明の他の目的は、一連の処理の
途中で、自動的にマイクロ波の照射を行う機能を有する
生物組織の処理装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、組織試料が貼り付けられる透明性を有す
る試料プレートと、前記試料プレートが内部に落とし込
まれるカプセルと、前記カプセルを収容する少なくとも
１つの収容部が形成された収容部材と、を含み、前記カ
プセル内で組織試料の試薬処理を行うことを特徴とす
る。

【００１６】上記構成によれば、試料プレートの表面に
は例えば切片状の組織試料が貼り付けられ、その試料プ
レートがカプセル内に落とし込まれる。この場合、望ま
しくはその試料プレートはカプセル底面上に水平に安定
保持される。ちなみに、組織試料の付着面を上向きにす
るのが望ましいが、下向きにしてもよい。カプセル内に
は、望ましくは自動分注により試薬が滴下され、試薬処
理が実行される。この場合、ピペットを利用した手動分
注を適用することもできる。試薬処理後においては、望
ましくは、カプセル内からの残存試薬の吸引、また必要
に応じてカプセル内の洗浄が実行される。なお、試薬吸
引時等において試料の保護を図るための措置を施しても
よい。

【００１７】組織試料を試料プレートに担持された状態
で取り扱うことができるので、その取り扱い性を良好に
でき、必要であれば、その試料プレートを従来のカバー
ガラスのようにスライドガラスに貼り付け、プレパラー
トを作成することもできる。この場合、組織試料の付着
面がスライドガラス上面に接合されることになる。ま
た、カプセル単位で試薬処理を行えるので組織試料ごと
の試薬処理を実現でき、試薬量も大幅に削減可能であ
る。更に、カプセル自体が独立した部材として構成され
ているので、カプセルごと組織試料を搬送することが可
能であるという利点を得られる。その結果、例えばカプ
セルごとマイクロ波照射装置へ搬送すること等が可能と
なる。

【００１８】以上のように、試料プレートとカプセルと
の組み合わせによって、処理効率及び操作性を高めるこ
とができる。

【００１９】望ましくは、上記の搬送手段は、前記カプ
セル内で膨張してそのカプセルを保持するバルーンと、
前記バルーンの膨張及び収縮を制御する駆動部と、前記
バルーンを移動させる移動機構と、を含む。

【００２０】このようなバルーンを利用すれば、カプセ
ルに特別な構造を形成しなくても確実な搬送を行えると
いう利点がある。すなわち、単にカプセル内の空間でバ
ルーンを膨らませるだけで、カプセルの保持を行えるの
で、特別な係合、把持などは不要である。各種直径のカ
プセルが利用される場合においても、バルーンの大きさ
（圧力）を変えるだけで対応できる利点もある。更に、
断面が非円形（例えば矩形）のカプセルが利用される場
合でもバルーンであればそれ自体が変形して確実なカプ
セルの保持を行える。

【００２１】望ましくは、前記バルーンは、分注用のノ
ズル部に装着され、前記ノズル部に接続された分注用ポ
ンプによってバルーンの膨張及び収縮が制御される。こ
の構成によれば、既存設備を有効利用してカプセル搬送
を行え、装置コストを低減できる。

【００２２】望ましくは、前記カプセルには縦方向にス
リットが形成される。このスリットは、例えば、カプセ
ル内への試料プレート挿入時及びカプセル内からの試料
プレートの取出時に、例えばピンセットを挿入するため
の開口として機能する。試薬がスリットを介して外部に
漏れ出る場合、その試薬は収容部内に保持される。な
お、収容部に試薬吸引孔などの構造を設けてもよい。

【００２３】望ましくは、前記カプセル内には、前記試
料プレートを覆うメッシュを備えたカバー部材が挿入さ
れ、前記メュシュを介して試薬が滴下される。メッシュ
を介して試薬を組織試料に滴下すれば、メッシュ上にお
ける試薬の展開を利用して試薬量を削減でき、また組織
試料の全体に微量試薬を供給できるという利点がある。
更に、メッシュによって、試薬滴下から組織試料が保護
される利点もある。

【００２４】望ましくは、前記カプセル内にはカプセル
より小さい同形状のキャップが挿入され、前記試料プレ
ートの上面と前記キャップの下面との間に組織試料を収
容する隙間が形成される。特に、揮発性の高い試薬を利
用する場合、また外部からの汚染を防止したい場合に、
上記キャップを利用するのが望ましい。キャップの形状
としては単なる蓋としてもよいが、カプセルの内径より
やや小さい外径を有し、カプセル内に挿入されるカプセ
ルと同形状のものを利用するのが望ましい。

【００２５】望ましくは、前記試料プレートは、組織試
料の付着面を接合面として、スライドガラスに接合され
るものである。すなわち、試料プレートは従来のカバー
ガラスとして利用するのが望ましい。よって、試料プレ
ートは顕微鏡観察に適合する透明性をもった材料、厚み
を有するものとして形成される。

【００２６】望ましくは、前記搬送機構は前記収容部材
とマイクロ波照射装置との間でカプセルごと試料プレー
トを搬送する。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る装置の概略
構成図である。図１において、収容部材としての処理プ
レート１０には、複数の収容部１０Ａが整列形成されて
おり、各収容部１０Ａ内においては、中空で上部に開口
が形成されたカプセル１１が収容され、そのカプセル１
１の底面上に試料プレート１（図２参照）が落とし込ま
れつつ水平に安定保持される。各試料プレートには生物
組織の切片である試料１００（図２参照）が貼り付けら
れている。

【００２８】分注ノズル２０は、搬送機構２２によって
三次元的に自在に運動可能である。分注時において、そ
の分注ノズル２０の先端には、チップラック３４に保持
されたディスポーザブルチップ３４Ａが装着される。そ
して、そのチップ３４Ａによって、予め用意され試薬テ
ーブル１１０の内のいずれかの試薬１１０Ａが吸引さ
れ、当該試薬による処理が必要な全部又は一部のカプセ
ル１１内に試薬が滴下される。本装置では、各カプセル
ごとに異なる試薬を分注すること、試薬量を変えるこ
と、複数の試薬を試料カプセル内で混合すること、など
も容易に実現可能である。

【００２９】カプセル搬送時において、分注ノズル２０
の先端には、ディスポーザブルチップ３４Ａに代えて、
ラック８４に保持されたバルーン体８０が装着される。
このバルーン体８０は後述のようにカプセル把持手段と
して機能するものである。バルーン体８０の駆動は、分
注ノズルに接続された分注ポンプからの空気圧によって
行われ、ポンプの電気的制御によりバルーン体の膨張・
収縮を簡単に制御することが可能である。カプセル１１
内にバルーン体８０を入れた状態でそれを膨らませれ
ば、カプセル１１の内壁形状に従ってバルーン体８０が
膨らみ、カプセル１１を確実に保持することが可能とな
る。このような保持が行われた後、例えば、カプセル１
１がマイクロ波トレー７１上に搬送される。そして、ト
レー穴７１Ａへのカプセル１１のセッテイングが完了し
た後、バルーン体８０が収縮され、その後、マイクロ波
トレー７１がマイクロ波照射装置７０内に収容され、カ
プセル１１内の組織試料に対するマイクロ波照射が実行
される。マイクロ波照射後、試料カプセル１１は、再び
バルーン８０を利用して試料プレート１０へ搬送され、
引き続き試薬処理が行われる。なお、上記と同様に、必
要に応じて、カプセル１１は図示されていない恒温槽に
搬送され、急速な温度処理などが行われる。

【００３０】ラック９２には、複数のメッシュ付きカプ
セル９０が保持されている。そのメッシュ付きカプセル
９０の作用は後に図４を用いて説明するが、それも必要
に応じて上記バルーン体８０によって搬送され、カプセ
ル１１内に挿入される。

【００３１】なお、処理プレート１０は、ヒーターなど
の温度制御装置５０によって適温に制御され、カプセル
１１内の試薬は好適な反応温度に保持される。長時間の
反応では、後に図８を用いて説明する蓋（キャップ）を
利用し、カプセル１１内からの試薬の蒸発を抑制する。
撹拌手段４０は、処理プレート１０を適当な速度で回転
させることで、注入された試薬を攪拌し、試薬の反応を
促進する。

【００３２】試薬処理が終了したら、試料カプセル１１
内の試薬は吸引部３０によって排出される。ここで、吸
引部３０は、複数の吸引ノズルで構成され、それらは搬
送機構３２によって自在に搬送される。

【００３３】図１に示す装置によれば、生物組織の試薬
処理をマイクロ波照射などを含めて自動化でき、効率的
な処理を実現できる。特に、既存設備を活用してカプセ
ルを個別に搬送できる利点がある。

【００３４】図２には、試料のセッテイング状態が示さ
れている。ここで、（Ａ）には試料１００が貼り付けら
れた薄ガラス状の試料プレート１が示され、（Ｂ）には
それを内部に収納したカプセル１１の断面図が示され、
（Ｃ）にはカプセル１１が個別収容される収容部１０Ａ
が形成された処理プレート１０が示されている。

【００３５】試料プレート１としては、例えば、市販の
透明な円形カバーガラスが用いられ、その寸法は、厚み
０．２ｍｍで直径φ１５ｍｍである。試料プレート１
は、その表面にシランコートなどの処理を施し、組織切
片としての試料１００が貼り付けられる。

【００３６】カプセル１１は、耐薬品性の樹脂成型品
で、上面が開口となった円筒形状をなしており、その寸
法は、例えば内径１５．５ｍｍφ、高さ１５ｍｍであ
る。その底面上には試料プレート１が載置される。カプ
セル１１の水平断面形状を試料プレート１の形状に対応
させれば、試薬を滴下した場合に効率的に試薬を試料に
浸漬することができ、結果として処理に必要な試薬量を
削減できる。

【００３７】処理プレート１０は、カプセル１１の保持
部材として機能するもので、各カプセルが安定設置され
れば各種の形態を採用しうる。その処理プレート１０
は、例えばデルリンなどで作製され、その寸法は、マイ
クロタイタープレートとほぼ同じ縦８５＊横１２５*高
さ１５ｍｍである。処理プレート１０は、試料カプセル
１１を載置するための、例えば、直径１７ｍｍ深さ１２
ｍｍの円筒形の収容部１０Ａが、縦３列＊横５列の１５
個設けられている。

【００３８】図３は、カプセル１１の側面に、スリット
１１Ａを設けた様子を示している。スリット１１Ａは側
面の上部から、例えば、幅３ｍｍで、底面から４ｍｍの
高さまで形成されている。このため、処理プレート１０
から取り出したカプセル１１を少し傾け、スリット１１
Ａを介してカプセル１１の内部にピンセットなどを差し
入れることによって、試料プレートを容易に取り出すこ
とができる。スリット１１Ａから試薬が漏れ出ないよう
にスリット１１Ａの深さを設定してもよく、あるいは、
収容部１０Ａを試薬処理糟と位置づければ、スリット１
１Ａをカプセル底面まで形成してもよい。また、その底
面に穴を形成して下側から試料プレートを突き上げられ
るようにしてもよい。

【００３９】図４は、メッシュ付きカプセル９０による
極微量な試薬による組織切片の処理を示している。メッ
シュ付きカプセル９０は、底面にメッシュ９０Ａが貼り
付けられた円筒形の部材であり、その寸法は、例えば、
外形１４．５ｍｍφ、高さ１２ｍｍである。底面に貼り
付けられるメッシュ９０Ａは、例えば、ナイロン製でそ
の編み目の開口が例えば４０μｍのものが使用される。
更に、試薬の広がりを的確にするため、親水性の処理が
施されるが望ましい。（Ａ）に示すように、メッシュ付
きカプセル９０をカプセル１１内に落とし込むと、
（Ｂ）に示すように、試料１００がメュシュ９０Ａによ
って覆われることになる。その状態で、例えば２０μl
程度の試薬を上方より滴下すると、試薬はメッシュ９０
Ａの編み目の空間に浸透し、組織に均一に広がる。よっ
て、特に微量処理で十分な高価な試薬を用いる場合にこ
のメッシュ付きカプセル９０を利用するのが望ましい。

【００４０】図５は、カプセル把持方式の概略を示して
いる。バルーン体８０は、分注ノズル２０に装着される
フィッテング部８１と、それに取り付けられたバルーン
８２と、で構成されている。フィッテング部８１の構造
を、ディスポーザブルチップの上部と同じ形状にするこ
とで、既存のチップ着脱機構を利用して、バルーン体８
０の着脱を行うことができる。（Ａ）に示すように、カ
プセル１１の把持を行う場合、バルーン８２をカプセル
内の中央に位置決めした状態で、分注ポンプよりバルー
ン８２に空気を供給する。（Ｂ）に示すように、膨らん
だバルーン８２は、カプセル１１を確実に保持する。取
り外しの動作は、分注ポンプを吸引方向に作動させ、バ
ルーン８２を収縮させることで、簡単に実施できる。

【００４１】図６は、試料プレート１をスライドガラス
１０２へ貼り付ける様子を示している。スライドガラス
１０２には、予め試薬１０４として充填剤(例えばグリ
セリン)が適量付着されている。処理が終了した試料プ
レート１は、試料１００が貼り付けられた面を下にし
て、泡が残らないように静かに充填剤上に被せられる。
試料プレート１が貼り付けられたスライドガラス１０２
は、通常のスライドガラスと同様に、通常の顕微鏡で観
察される。

【００４２】図７には、カプセル１１の蓋として機能す
るキャップ１０６が示されている。キャップ１０６は、
カプセル１１内（メッシュ付きカプセル９０が使用され
る場合にはその内部）に収容される円筒形の本体１０６
Ｃと、その本体１０６Ｃの上縁から水平に出たつば部１
０６Ａと、本体１０６Ｃの底部１０６Ｂと、で構成され
る。処理プレート１０の上面には、収容部の上部開口を
取り囲むようにＯリング１０８が設けられ、そのＯリン
グ１０８につば部１０６Ａが載置されることによって、
キャップ１０６が保持される。その底部１０６Ｂの下面
位置は試料１００よりも高く、しかもメュシュ９０Ａを
利用する場合でもそれより若干高い。つまり、底部１０
６Ｂの下面と試料プレート１の上面との間に試料を収容
する隙間が形成される。

【００４３】Ｏリング１０８は気密性を高めるためのも
のであり、そのＯリングをつば部１０６Ａに取り付けて
もよい。また、つば部１０６Ａが処理プレート１０の上
面によって直接的に支持されるように構成してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生物組織の試料の処理効率を高めることができ、また試
薬量を削減できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る生物組織の処理装置を示す
概念図である。

【図２】処理プレートに対してカプセルをセッティン
グする際の状態を示す図である。

【図３】スリットが形成されたカプセルの概念図であ
る。

【図４】メッシュ付きカプセルの使用例を示す図であ
る。

【図５】バルーンを利用したカプセルの搬送方法を示
す図である。

【図６】スライドガラスに対する試料プレートの接合
を表す図である。

【図７】キャップの使用例を示す図である。

【符号の説明】

１試料プレート、１０処理プレート、１１カプセ
ル、２０分注ノズル、７０マイクロ波照射装置、８
０バルーン体、９０メッシュ付カプセル、１１０
試薬テーブル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組織試料が貼り付けられる透明性を有す
る試料プレートと、前記試料プレートが内部に落とし込まれるカプセルと、前記カプセルを収容する少なくとも１つの収容部が形成
された収容部材と、を含み、前記カプセル内で組織試料の試薬処理を行うことを特徴
とする生物組織の処理装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記カプセルごとに前記試料プレートの搬送を行う搬送
手段を含むことを特徴とする生物組織の処理装置。
【請求項３】請求項２記載の装置において、前記搬送手段は、前記カプセル内で膨張してそのカプセルを保持するバル
ーンと、前記バルーンの膨張及び収縮を制御する駆動部と、前記バルーンを移動させる移動機構と、を含むことを特徴とする生物組織の処理装置。
【請求項４】請求項３記載の装置において、前記バルーンは、分注用のノズル部に装着され、前記ノズル部に接続された分注用ポンプによってバルー
ンの膨張及び収縮が制御されることを特徴とする生物組
織の処理装置。
【請求項５】請求項１記載の装置において、前記カプセルには縦方向にスリットが形成されたことを
特徴とする生物組織の処理装置。
【請求項６】請求項１記載の装置において、前記カプセル内には、前記試料プレートを覆うメッシュ
を備えたカバー部材が挿入され、前記メュシュを介して組織試料に試薬が滴下されること
を特徴とする生物組織の処理装置。
【請求項７】請求項１記載の装置において、前記カプセル内にはカプセルより小さい同形状のキャッ
プが挿入され、前記試料プレートの上面と前記キャップの下面との間に
組織試料を収容する隙間が形成されることを特徴とする
生物組織の処理装置。
【請求項８】請求項１記載の装置において、前記試料プレートは、組織試料の付着面を接合面とし
て、スライドガラスに接合されるものであることを特徴
とする生物組織の処理装置。
【請求項９】請求項２記載の装置において、前記搬送機構は前記収容部材とマイクロ波照射装置との
間でカプセルごとに試料プレートを搬送することを特徴
とする生物組織の処理装置。
【請求項１０】試薬処理用の容器内に収容される部材
であって、スライドガラスよりも小さいサイズを有し、透明性をも
った薄板状の部材であり、切片状の組織試料が貼り付け
られる試料プレート。
【請求項１１】請求項１０記載の試料プレートを個別
収納して試薬処理を行うためのカプセル。