JP2003130866A - 標本中の微小領域測定装置及び方法 - Google Patents
標本中の微小領域測定装置及び方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
- G01N1/31—Apparatus therefor
- G01N1/312—Apparatus therefor for samples mounted on planar substrates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ハイブリダイズ反応，免疫反応等をオンサイト
で短時間で行うことのできる装置・方法を提供する。 【解決手段】標本中の特定の微小領域を選択し、この部
分にのみハイブリ反応等の反応操作が可能な微小反応手
段を設ける。 【効果】本発明によれば、塗抹した細胞標本や組織切片
標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反応，免疫反
応等を迅速に行うことができる。また、試薬液量も低減
できる。遺伝子や抗体の局在と、細胞像との比較が迅速
に且つ容易に行える。
で短時間で行うことのできる装置・方法を提供する。 【解決手段】標本中の特定の微小領域を選択し、この部
分にのみハイブリ反応等の反応操作が可能な微小反応手
段を設ける。 【効果】本発明によれば、塗抹した細胞標本や組織切片
標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反応，免疫反
応等を迅速に行うことができる。また、試薬液量も低減
できる。遺伝子や抗体の局在と、細胞像との比較が迅速
に且つ容易に行える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、細胞診や病理組織
等の標本を顕微鏡等を用いて観察・検査するための反応
・測定装置及び方法に関し、特に注目する特定の領域で
迅速に試薬を反応させて、その結果を迅速に測定できる
装置及び方法に関する。
等の標本を顕微鏡等を用いて観察・検査するための反応
・測定装置及び方法に関し、特に注目する特定の領域で
迅速に試薬を反応させて、その結果を迅速に測定できる
装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】病理，細胞診等の検査は癌などの診断の
上で重要な検査法であり、通常組織や細胞等を採取し、
スライドガラスなどに塗抹すること等によって固定して
標本を作製し、染色等の処理の後検査診断が行われる。
また、細胞を蛍光標識抗体や核酸プローブと反応させ、
感染や異常の検知を行う方法が、広く細胞診や感染症検
査の手法として用いられている（特開２０００−３１０
６３７公報、『臨床検査増刊号＜細胞診−２１世紀への
展望＞Ｖol.４４，Ｎo.１１』 医学書院，東京、２００
０年１０月刊行参照）。
上で重要な検査法であり、通常組織や細胞等を採取し、
スライドガラスなどに塗抹すること等によって固定して
標本を作製し、染色等の処理の後検査診断が行われる。
また、細胞を蛍光標識抗体や核酸プローブと反応させ、
感染や異常の検知を行う方法が、広く細胞診や感染症検
査の手法として用いられている（特開２０００−３１０
６３７公報、『臨床検査増刊号＜細胞診−２１世紀への
展望＞Ｖol.４４，Ｎo.１１』 医学書院，東京、２００
０年１０月刊行参照）。
【０００３】染色には種々の手法が知られており、パパ
ニコロウ染色，ヘマトキシリン・エオジン染色，ギムザ
染色などが目的に合わせて適用される。たとえばパパニ
コロウ染色では、ギル・ヘマトキシリンによる核染色→
水・エタノールによる洗浄→塩酸アルコールによる脱色
分別→洗浄→アンモニアアルコールによる核の色出し→
洗浄→細胞質染色→洗浄→細胞質染色→洗浄→脱水→透
徹という作業工程を行うことで細胞が染色され、細胞診
に利用される。このようなスライドガラスに固定された
細胞を染色のための自動化装置はすでに市販されてお
り、たとえば特開昭６２−２７６８２号等に記されてい
る。
ニコロウ染色，ヘマトキシリン・エオジン染色，ギムザ
染色などが目的に合わせて適用される。たとえばパパニ
コロウ染色では、ギル・ヘマトキシリンによる核染色→
水・エタノールによる洗浄→塩酸アルコールによる脱色
分別→洗浄→アンモニアアルコールによる核の色出し→
洗浄→細胞質染色→洗浄→細胞質染色→洗浄→脱水→透
徹という作業工程を行うことで細胞が染色され、細胞診
に利用される。このようなスライドガラスに固定された
細胞を染色のための自動化装置はすでに市販されてお
り、たとえば特開昭６２−２７６８２号等に記されてい
る。
【０００４】また、上記細胞診とは別に、ウイルス遺伝
子，癌関連遺伝子等の注目するDNA配列等とハイブリダ
イズするオリゴヌクレオチドプローブ，ＤＮＡプローブ
を活用し、組織，細胞中にその遺伝子があるか否かを直
接検出する方法も近年開発されている。蛍光物質や発光
物質等を標識したオリゴヌクレオチドプローブ，DNAプ
ローブ等をつかうことで、検体中に存在する遺伝子をハ
イブリダイズして捕捉し、蛍光または発光測定等で検出
することができる。
子，癌関連遺伝子等の注目するDNA配列等とハイブリダ
イズするオリゴヌクレオチドプローブ，ＤＮＡプローブ
を活用し、組織，細胞中にその遺伝子があるか否かを直
接検出する方法も近年開発されている。蛍光物質や発光
物質等を標識したオリゴヌクレオチドプローブ，DNAプ
ローブ等をつかうことで、検体中に存在する遺伝子をハ
イブリダイズして捕捉し、蛍光または発光測定等で検出
することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】細胞診等では、細胞の
形，核・細胞質の大きさ，細胞同士の関係によって異常
の有無等を判断している。
形，核・細胞質の大きさ，細胞同士の関係によって異常
の有無等を判断している。
【０００６】オリゴヌクレオチドプローブ及びＤＮＡプ
ローブ等では、目的の遺伝子ＤＮＡやＲＮＡの存在を定
量的に検出する事ができる。遺伝子の存在は病気発生の
危険因子があるという意味で重要な情報であり、またウ
ィルス感染の場合等は、症状が発症する前に感染を判定
でき、より確実な治療が可能になる。そこで、オリゴヌ
クレオチドプローブ及びＤＮＡプローブ等による遺伝子
の検出と、従来様の細胞診の両方の測定結果を合わせる
ことでより有効な診断が可能になる。
ローブ等では、目的の遺伝子ＤＮＡやＲＮＡの存在を定
量的に検出する事ができる。遺伝子の存在は病気発生の
危険因子があるという意味で重要な情報であり、またウ
ィルス感染の場合等は、症状が発症する前に感染を判定
でき、より確実な治療が可能になる。そこで、オリゴヌ
クレオチドプローブ及びＤＮＡプローブ等による遺伝子
の検出と、従来様の細胞診の両方の測定結果を合わせる
ことでより有効な診断が可能になる。
【０００７】通常、細胞中での遺伝子の検出は蛍光標識
オリゴヌクレオチドプローブ，DNAプローブ等をハイブ
リダイズさせて蛍光検出により行う。また従来様の細胞
診は上記の様な一般染色の後、透過光像測定により行
う。ハイブリダイズと一般染色は各々手順が異なるた
め、通常同時に行わず個別に行われる。
オリゴヌクレオチドプローブ，DNAプローブ等をハイブ
リダイズさせて蛍光検出により行う。また従来様の細胞
診は上記の様な一般染色の後、透過光像測定により行
う。ハイブリダイズと一般染色は各々手順が異なるた
め、通常同時に行わず個別に行われる。
【０００８】通常、ハイブリダイズ反応には数時間から
一晩程度と、長い時間を必要とし、操作性が悪い。スラ
イドガラス上の標本に対して免疫染色する場合も１時間
以上と時間がかかる。また、試薬液量も、例えば塗抹標
本のスライドガラス上の塗抹標本部全面に試薬液を添加
するため、必要な部分の液量に比較して大量の液量を必
要とする。特に、ハイブリダイズ反応用の試薬は高価で
あり、コスト高になる。
一晩程度と、長い時間を必要とし、操作性が悪い。スラ
イドガラス上の標本に対して免疫染色する場合も１時間
以上と時間がかかる。また、試薬液量も、例えば塗抹標
本のスライドガラス上の塗抹標本部全面に試薬液を添加
するため、必要な部分の液量に比較して大量の液量を必
要とする。特に、ハイブリダイズ反応用の試薬は高価で
あり、コスト高になる。
【０００９】本発明の目的は、上記の問題を解決し、塗
抹した細胞標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反
応，免疫反応等を迅速に行う装置及び方法を提供するこ
とである。また、試薬液量を低減する装置及び方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、同一標
本において、通常染色像または非染色透過光像を基に、
異常細胞などの注目領域を識別し、その領域で迅速なハ
イブリダイゼーション，免疫染色等の反応操作を行い、
ハイブリダイズ像や免疫染色像を測定し、より詳細な情
報を迅速に得ることのできる装置及び方法を提供するこ
とである。
抹した細胞標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反
応，免疫反応等を迅速に行う装置及び方法を提供するこ
とである。また、試薬液量を低減する装置及び方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、同一標
本において、通常染色像または非染色透過光像を基に、
異常細胞などの注目領域を識別し、その領域で迅速なハ
イブリダイゼーション，免疫染色等の反応操作を行い、
ハイブリダイズ像や免疫染色像を測定し、より詳細な情
報を迅速に得ることのできる装置及び方法を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、標本中の
特定の微小領域を選択し、この部分にのみハイブリ反応
等の反応操作が可能な微小反応手段を設けることによ
り、達成される。
特定の微小領域を選択し、この部分にのみハイブリ反応
等の反応操作が可能な微小反応手段を設けることによ
り、達成される。
【００１１】微小反応機構部には、数ｐｌ（ピコリット
ル）以下ないし数十ｎｌ（ナノリットル）の液を吸引・
滴下する微小ノズル機構部をもうけてもよい。そのノズ
ル機構の位置を制御する２次元または３次元移動機構部
及び微小領域の洗浄機構部を備える。また、反応させる
ための試薬液を保管する試薬保管機能も備えることがで
きる。
ル）以下ないし数十ｎｌ（ナノリットル）の液を吸引・
滴下する微小ノズル機構部をもうけてもよい。そのノズ
ル機構の位置を制御する２次元または３次元移動機構部
及び微小領域の洗浄機構部を備える。また、反応させる
ための試薬液を保管する試薬保管機能も備えることがで
きる。
【００１２】微小ノズル機構部は、試薬液を目的の領域
に連続的にまたは間欠的に滴下する機能、または滴下・
吸引を繰り返す機能を有する。これにより、試薬液の反
応効率が向上し、反応時間の短縮が可能になる。また試
薬液を高濃度の溶液とすることで、反応効率の向上，反
応時間の短縮を可能にする。なお、必要に応じ、少なく
とも標本の微小領域部分で湿度を制御できる加湿機構ま
たは温度を制御できる恒温機能を備える。加湿機構と恒
温機能の両者をそなえていてもよい。微小反応手段によ
り反応操作した後の標本の画像、例えばハイブリダイゼ
ーション蛍光画像または発光画像，免疫染色蛍光画像ま
たは発光画像等を測定し記録表示する画像測定記録表示
機能及びその制御のための画像処理機能を備える。
に連続的にまたは間欠的に滴下する機能、または滴下・
吸引を繰り返す機能を有する。これにより、試薬液の反
応効率が向上し、反応時間の短縮が可能になる。また試
薬液を高濃度の溶液とすることで、反応効率の向上，反
応時間の短縮を可能にする。なお、必要に応じ、少なく
とも標本の微小領域部分で湿度を制御できる加湿機構ま
たは温度を制御できる恒温機能を備える。加湿機構と恒
温機能の両者をそなえていてもよい。微小反応手段によ
り反応操作した後の標本の画像、例えばハイブリダイゼ
ーション蛍光画像または発光画像，免疫染色蛍光画像ま
たは発光画像等を測定し記録表示する画像測定記録表示
機能及びその制御のための画像処理機能を備える。
【００１３】また、上記目的を達成するため、測定対象
の標本の透過画像（非染色での微分干渉像または位相差
像，染色標本の透過カラー画像等）を測定・記録する機
能、また、透過画像から特徴を抽出して、詳細を調べる
べき注目領域を決定またはサポートする領域選別機能、
さらに、選別した領域の透過画像と位置情報を記憶する
データ記録機能を備えることで、自動化が実現できる。
の標本の透過画像（非染色での微分干渉像または位相差
像，染色標本の透過カラー画像等）を測定・記録する機
能、また、透過画像から特徴を抽出して、詳細を調べる
べき注目領域を決定またはサポートする領域選別機能、
さらに、選別した領域の透過画像と位置情報を記憶する
データ記録機能を備えることで、自動化が実現できる。
【００１４】本発明によれば、細胞塗抹標本，組織標本
等を観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応させ
画像等で測定・解析する装置であって、標本中の特定の
微小領域を選択し、該微小領域の部分で反応操作が可能
な微小反応手段、及び該微小領域の部分の画像を測定し
記録表示する手段、及びその制御手段を有することを特
徴とする標本中の微小領域測定装置が提供される。
等を観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応させ
画像等で測定・解析する装置であって、標本中の特定の
微小領域を選択し、該微小領域の部分で反応操作が可能
な微小反応手段、及び該微小領域の部分の画像を測定し
記録表示する手段、及びその制御手段を有することを特
徴とする標本中の微小領域測定装置が提供される。
【００１５】本発明は更に細胞塗抹標本，組織標本等を
観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応させ画像
等で測定・解析する方法であって、標本の上の複数の指
定された位置の部位に対し、順番にまたは同時に、微量
の試薬液を滴下し、洗浄し、それらの部位の像を測定す
ることを特徴とする標本中の微小領域測定方法を提供す
る。
観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応させ画像
等で測定・解析する方法であって、標本の上の複数の指
定された位置の部位に対し、順番にまたは同時に、微量
の試薬液を滴下し、洗浄し、それらの部位の像を測定す
ることを特徴とする標本中の微小領域測定方法を提供す
る。
【００１６】特に、本発明によれば細胞塗抹標本，組織
標本等を観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応
させ画像等で測定・解析する方法であって、少なくとも
標本の一部の領域の透過画像を測定し、透過画像から注
目すべき微小領域を選別し、注目すべき該微小領域の位
置情報を位置情報に基づき標本を移動させ、数ｐｌ以下
〜数十ｎｌの試薬を一滴または連続的または間欠的に滴
下して反応させ、該微小領域の部分の画像を測定するこ
とを特徴とする標本中の微小領域測定方法を提供するこ
とができる。
標本等を観察・検査するために必要な試薬を滴下し反応
させ画像等で測定・解析する方法であって、少なくとも
標本の一部の領域の透過画像を測定し、透過画像から注
目すべき微小領域を選別し、注目すべき該微小領域の位
置情報を位置情報に基づき標本を移動させ、数ｐｌ以下
〜数十ｎｌの試薬を一滴または連続的または間欠的に滴
下して反応させ、該微小領域の部分の画像を測定するこ
とを特徴とする標本中の微小領域測定方法を提供するこ
とができる。
【００１７】透過画像は、解像度の異なる複数の画像を
記録する機能を設けてもよい。特に標本全体の透過画像
に対して、注目領域に対して、より高解像度での測定画
像を位置情報とともに持たせることでより、高度の解析
が可能となる。
記録する機能を設けてもよい。特に標本全体の透過画像
に対して、注目領域に対して、より高解像度での測定画
像を位置情報とともに持たせることでより、高度の解析
が可能となる。
【００１８】対話形式で注目領域を決定する場合は、透
過画像をモニタに表示し、注目位置をオペレータが指示
し、その位置を記録するとともに、必要なら同位置の透
過像をより高解像度で測定して記録し、微小反応機構部
で反応させ、その画像を記録する。なお、透過画像の測
定・記録と、微小反応機構部による反応などの処理・及
び画像計測・記録は、連続して行ってもよいし、また複
数の標本の透過画像を順番に測定したのち、あとで注目
領域の決定，微小反応機構での反応及び画像計測・記録
を行ってもよい。この場合、各標本には、標本を識別す
るための識別手段、及び位置決め手段を備えることが望
ましい。識別手段にはバーコード等、位置決め手段には
標本のあらかじめ決めた位置に記した十字等の印とする
ことができる。また、同時にそれらマーカの読み取り機
構部を備えてもよい。該微小領域を含む標本の一部の領
域の透過画像と微小領域の部分の画像(たとえば蛍光画
像)を重ねて、または並べて表示することで、注目部位
をより詳細に判定する事ができる。
過画像をモニタに表示し、注目位置をオペレータが指示
し、その位置を記録するとともに、必要なら同位置の透
過像をより高解像度で測定して記録し、微小反応機構部
で反応させ、その画像を記録する。なお、透過画像の測
定・記録と、微小反応機構部による反応などの処理・及
び画像計測・記録は、連続して行ってもよいし、また複
数の標本の透過画像を順番に測定したのち、あとで注目
領域の決定，微小反応機構での反応及び画像計測・記録
を行ってもよい。この場合、各標本には、標本を識別す
るための識別手段、及び位置決め手段を備えることが望
ましい。識別手段にはバーコード等、位置決め手段には
標本のあらかじめ決めた位置に記した十字等の印とする
ことができる。また、同時にそれらマーカの読み取り機
構部を備えてもよい。該微小領域を含む標本の一部の領
域の透過画像と微小領域の部分の画像(たとえば蛍光画
像)を重ねて、または並べて表示することで、注目部位
をより詳細に判定する事ができる。
【００１９】上記により、塗抹した細胞標本などの標本
に対して、ハイブリダイズ反応，免疫反応等を迅速に行
うことができる。また、その際の試薬液量を低減するこ
ともできる。さらに、同一標本において、通常染色像ま
たは非染色透過光像の測定から、ハイブリダイズ像や免
疫染色像の測定を効率良く行うことができる。
に対して、ハイブリダイズ反応，免疫反応等を迅速に行
うことができる。また、その際の試薬液量を低減するこ
ともできる。さらに、同一標本において、通常染色像ま
たは非染色透過光像の測定から、ハイブリダイズ像や免
疫染色像の測定を効率良く行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。
により説明する。
【００２１】〔実施例１〕図１に本発明の微小領域測定
装置の構成図を示す。標本には、スライドガラスに貼り
つけた組織切片または塗抹標本を使用し、周知のような
in situ ハイブリダイゼーション法等の手順に従い用意
する。スライドガラス１ａ，１ｂ．．．は標本ストッカ
ー２に挿入し、標本ストッカー２を装置本体に取り付け
ることで、挿入されている複数のスライドガラスが順番
に処理される。スライドガラス１ａはスライドガラスロ
ーダ３により、測定用のステージ５に運ばれる。その
際、バーコードリーダ４を通過する事によりスライドガ
ラスが識別され、標本の情報として記録される。ステー
ジ５上のスライドガラス１ａは、移動機構部６により移
動でき、スライドガラス全面にわたって画像測定ができ
るようになっている。
装置の構成図を示す。標本には、スライドガラスに貼り
つけた組織切片または塗抹標本を使用し、周知のような
in situ ハイブリダイゼーション法等の手順に従い用意
する。スライドガラス１ａ，１ｂ．．．は標本ストッカ
ー２に挿入し、標本ストッカー２を装置本体に取り付け
ることで、挿入されている複数のスライドガラスが順番
に処理される。スライドガラス１ａはスライドガラスロ
ーダ３により、測定用のステージ５に運ばれる。その
際、バーコードリーダ４を通過する事によりスライドガ
ラスが識別され、標本の情報として記録される。ステー
ジ５上のスライドガラス１ａは、移動機構部６により移
動でき、スライドガラス全面にわたって画像測定ができ
るようになっている。
【００２２】まず、ステージ５上に運ばれたスライドガ
ラス１ａは、透過照明光源７及びコンデンサレンズ８に
より上方からケーラー照明され、その透過光は対物レン
ズ９，励起光照明用フィルターミラーユニット１０，光
路切替部１１，結像レンズ１２を通過して、光検出器１
３により検出される。光検出器として２次元ＣＣＤカメ
ラ等を使えば、そのまま透過光像として測定される。一
般に測定視野はスライドガラスまたは標本の全面よりも
小さいため、標本の全面の像を得るためには、移動機構
部６により、視野をずらして複数枚の画像を取得し、合
成する必要がある。光検出器として光電子増倍管等を使
う場合は、必要な分解能まで照明光を細く絞り、移動機
構部６によりスライドガラスを２次元に走査しながら、
透過光強度を検出していくことにより、標本の全面の像
を取得できる。その際、ＲＧＢ３色のフィルタを介して
順番に取ることにより、カラー画像を得ることもでき
る。
ラス１ａは、透過照明光源７及びコンデンサレンズ８に
より上方からケーラー照明され、その透過光は対物レン
ズ９，励起光照明用フィルターミラーユニット１０，光
路切替部１１，結像レンズ１２を通過して、光検出器１
３により検出される。光検出器として２次元ＣＣＤカメ
ラ等を使えば、そのまま透過光像として測定される。一
般に測定視野はスライドガラスまたは標本の全面よりも
小さいため、標本の全面の像を得るためには、移動機構
部６により、視野をずらして複数枚の画像を取得し、合
成する必要がある。光検出器として光電子増倍管等を使
う場合は、必要な分解能まで照明光を細く絞り、移動機
構部６によりスライドガラスを２次元に走査しながら、
透過光強度を検出していくことにより、標本の全面の像
を取得できる。その際、ＲＧＢ３色のフィルタを介して
順番に取ることにより、カラー画像を得ることもでき
る。
【００２３】透過光測定の時は、励起光照明用フィルタ
ーミラーユニット１０と光路切替部１１は素通しであ
る。また、透過光像として、微分干渉像，位相差像等に
することも可能であり、目的に合わせて変更できる。そ
の際は周知のように偏光板等の光学素子を適切な位置に
追加する必要がある。測定した画像データはメモリ，Ｃ
ＰＵを含む制御装置１７に蓄えられ、画像合成などを行
い、モニタ１８に表示などする。得られた画像から、オ
ペレータが設定したパラメータ条件に基づき、複数の注
目領域を選び出し、領域番号、その位置を記録する。そ
の際、それらの領域近傍をより高解像度で再測定し、高
解像度透過光像を記録しておくとより詳細な解析が可能
になる。
ーミラーユニット１０と光路切替部１１は素通しであ
る。また、透過光像として、微分干渉像，位相差像等に
することも可能であり、目的に合わせて変更できる。そ
の際は周知のように偏光板等の光学素子を適切な位置に
追加する必要がある。測定した画像データはメモリ，Ｃ
ＰＵを含む制御装置１７に蓄えられ、画像合成などを行
い、モニタ１８に表示などする。得られた画像から、オ
ペレータが設定したパラメータ条件に基づき、複数の注
目領域を選び出し、領域番号、その位置を記録する。そ
の際、それらの領域近傍をより高解像度で再測定し、高
解像度透過光像を記録しておくとより詳細な解析が可能
になる。
【００２４】選ばれた注目領域に対して、その部分のみ
に標識プローブを含む反応試薬を滴下し、ハイブリダイ
ゼーションや免疫染色などを局所的に行う。これらは微
小反応機構部１９により行う。微小反応機構部１９は標
本の上部に配置されており、反応操作時、透過照明光源
７及びコンデンサレンズ８が横にずれ、微小反応機構部
１９が標本の真上部に移動する。
に標識プローブを含む反応試薬を滴下し、ハイブリダイ
ゼーションや免疫染色などを局所的に行う。これらは微
小反応機構部１９により行う。微小反応機構部１９は標
本の上部に配置されており、反応操作時、透過照明光源
７及びコンデンサレンズ８が横にずれ、微小反応機構部
１９が標本の真上部に移動する。
【００２５】微小反応機構部１９は図２及び図３に示す
ような構成になっている。図２は試薬液の分注機構部の
構成図であり、標識プローブ液などの試薬液を分注する
ための微小ノズル部１００，移動機構１０１，シリンジ
ポンプ１０２，ノズル洗浄液１０３、及び試薬１０４で
構成される。図３は洗浄機構部の構成図である。洗浄ノ
ズル１１０は内管１１１，外管１１２の２重管構造をし
ており、洗浄液１１５を送液ポンプ１１３により内管の
先端から送出し、吸引ポンプ１１４により外管１１２か
ら吸引する構造となっており、微小領域を洗浄できる。
ような構成になっている。図２は試薬液の分注機構部の
構成図であり、標識プローブ液などの試薬液を分注する
ための微小ノズル部１００，移動機構１０１，シリンジ
ポンプ１０２，ノズル洗浄液１０３、及び試薬１０４で
構成される。図３は洗浄機構部の構成図である。洗浄ノ
ズル１１０は内管１１１，外管１１２の２重管構造をし
ており、洗浄液１１５を送液ポンプ１１３により内管の
先端から送出し、吸引ポンプ１１４により外管１１２か
ら吸引する構造となっており、微小領域を洗浄できる。
【００２６】注目領域の位置に一致するように、移動機
構部６及び移動機構を有する微小反応機構部１９を調整
し、数十ｎｌ以下の液滴を注目領域の標本部に分注す
る。通常は細胞１個〜数個分の領域に試薬を滴下するの
で、通常は数ｐｌから十数ｐｌの液を滴下する。この試
薬液は、反応速度を速めるため、通常適用される周知の
試薬濃度より数倍から数十倍の濃度の試薬液を使う。ま
た、さらに反応効率を向上させるために、滴下を連続的
にまたは間欠的に行ったり、滴下と吸引を繰り返して、
攪拌効果を持たせることで反応時間が短縮できるように
なる。反応後は、図３の様な機構により反応領域を洗浄
する。これにより、微小領域での反応時間を短縮するこ
とができるようになる。反応は標本ひいてはスライドガ
ラス全面に対して行わず、異常細胞などの注目すべき特
定の位置，領域に対して実施するので、試薬液量を低減
が可能である。
構部６及び移動機構を有する微小反応機構部１９を調整
し、数十ｎｌ以下の液滴を注目領域の標本部に分注す
る。通常は細胞１個〜数個分の領域に試薬を滴下するの
で、通常は数ｐｌから十数ｐｌの液を滴下する。この試
薬液は、反応速度を速めるため、通常適用される周知の
試薬濃度より数倍から数十倍の濃度の試薬液を使う。ま
た、さらに反応効率を向上させるために、滴下を連続的
にまたは間欠的に行ったり、滴下と吸引を繰り返して、
攪拌効果を持たせることで反応時間が短縮できるように
なる。反応後は、図３の様な機構により反応領域を洗浄
する。これにより、微小領域での反応時間を短縮するこ
とができるようになる。反応は標本ひいてはスライドガ
ラス全面に対して行わず、異常細胞などの注目すべき特
定の位置，領域に対して実施するので、試薬液量を低減
が可能である。
【００２７】反応及び洗浄後、標識プローブの種類に応
じて蛍光像，発光像等を計測する。蛍光像の場合、レー
ザ光源や水銀ランプ等の励起光源１６の光をレンズ１
５，励起光照明用フィルターミラーユニット１０，対物
レンズ９を通して標本の目的とする領域を照射すること
で蛍光体を励起し、蛍光を生じさせる。励起光照明用フ
ィルターミラーユニット１０内には、蛍光励起及び検出
用のフィルターユニットが組み込まれている。フィルタ
ーユニットは、通常の蛍光顕微鏡と同様に励起光源側に
励起光源の光を単色にする励起フィルター１０ａ，励起
光を反射し蛍光を通過させるダイクロイックミラー１０
ｂ，蛍光成分をさらに分離するための干渉フィルター等
の蛍光フィルター１０ｃで構成される。標本から発する
蛍光は、対物レンズ９で集められ、励起光照明用フィル
ターミラーユニット１０を通って、蛍光成分を分離し、
結像レンズ１２を通過して、光検出器１３により検出さ
れる。あらかじめ設定してある分解能と、露光時間，領
域の大きさを基に蛍光像を計測及び保存する。
じて蛍光像，発光像等を計測する。蛍光像の場合、レー
ザ光源や水銀ランプ等の励起光源１６の光をレンズ１
５，励起光照明用フィルターミラーユニット１０，対物
レンズ９を通して標本の目的とする領域を照射すること
で蛍光体を励起し、蛍光を生じさせる。励起光照明用フ
ィルターミラーユニット１０内には、蛍光励起及び検出
用のフィルターユニットが組み込まれている。フィルタ
ーユニットは、通常の蛍光顕微鏡と同様に励起光源側に
励起光源の光を単色にする励起フィルター１０ａ，励起
光を反射し蛍光を通過させるダイクロイックミラー１０
ｂ，蛍光成分をさらに分離するための干渉フィルター等
の蛍光フィルター１０ｃで構成される。標本から発する
蛍光は、対物レンズ９で集められ、励起光照明用フィル
ターミラーユニット１０を通って、蛍光成分を分離し、
結像レンズ１２を通過して、光検出器１３により検出さ
れる。あらかじめ設定してある分解能と、露光時間，領
域の大きさを基に蛍光像を計測及び保存する。
【００２８】反応操作，蛍光像測定を、注目領域の数分
だけ繰り返し、スライドガラスを標本ストッカー２にも
どす。これらの操作をあらかじめ決められた手順に従
い、制御装置１７が自動処理する。上記手順は蛍光検出
の場合であるが、発光測定の場合は励起光源をつかわな
いようにすればほぼ同様に測定することができる。なお
光路切替部１１は、目視にて標本を観察するために光路
を接眼レンズ１４側に切り替える時に使用する。
だけ繰り返し、スライドガラスを標本ストッカー２にも
どす。これらの操作をあらかじめ決められた手順に従
い、制御装置１７が自動処理する。上記手順は蛍光検出
の場合であるが、発光測定の場合は励起光源をつかわな
いようにすればほぼ同様に測定することができる。なお
光路切替部１１は、目視にて標本を観察するために光路
を接眼レンズ１４側に切り替える時に使用する。
【００２９】以上の操作で、個々のスライドについて、
スライドの番号，標本のほぼ全体の透過画像，標本中の
注目位置のより高解像度な透過画像及び蛍光画像及びそ
の位置情報、が記録される。測定結果の表示は、スライ
ドの番号とともに標本の測定領域全体の透過画像の縮小
イメージをモニタ画面の一部に表示し、併せて注目位置
をその表示に重ねてマーキングする。モニタの別の位置
に注目位置近傍の詳細透過画像と蛍光画像を並べて表
示、または位置近傍の詳細透過画像と蛍光画像を合成し
て一つの画像として表示できるようにする。これによ
り、標本全体の把握、及び詳細観察が可能になり効果的
な解析が可能になる。なお、透過画像としては、非染色
での透過画像，微分干渉像，位相差像等のほか、パパニ
コロウ染色などの染色液で色づけされた標本のカラー画
像とすることもでき、目的にあわせて選べるようにす
る。
スライドの番号，標本のほぼ全体の透過画像，標本中の
注目位置のより高解像度な透過画像及び蛍光画像及びそ
の位置情報、が記録される。測定結果の表示は、スライ
ドの番号とともに標本の測定領域全体の透過画像の縮小
イメージをモニタ画面の一部に表示し、併せて注目位置
をその表示に重ねてマーキングする。モニタの別の位置
に注目位置近傍の詳細透過画像と蛍光画像を並べて表
示、または位置近傍の詳細透過画像と蛍光画像を合成し
て一つの画像として表示できるようにする。これによ
り、標本全体の把握、及び詳細観察が可能になり効果的
な解析が可能になる。なお、透過画像としては、非染色
での透過画像，微分干渉像，位相差像等のほか、パパニ
コロウ染色などの染色液で色づけされた標本のカラー画
像とすることもでき、目的にあわせて選べるようにす
る。
【００３０】以上により、通常染色像または非染色透過
光像を基に、異常細胞などの注目領域を識別し、その領
域で迅速なハイブリダイゼーション，免疫染色等の反応
操作を行い、ハイブリダイズ像や免疫染色像を測定し、
より詳細な情報を迅速に得ることができるようになる。
特に蛍光像と透過光像との位置情報が正確に規定される
ため、像の位置対応関係が明確であり、蛍光ＤＮＡプロ
ーブの局在を細胞像等の透過光像に照らし合わせて比較
することができ、より詳細な解析が可能になる。また、
図２に記載の分注機構部の替わりに、圧電素子などを使
ったインクジェット方式の構成でも同様に実現できる。
この場合、滴下がより高速にできる。なお、反応操作時
には、反応領域の温度湿度を制御できる恒温恒湿ユニッ
トをスライドガラス上部に配置するか、または全体が恒
温恒湿槽内に配置することで、反応をより安定に行うこ
とができる。また、上記実施例は、個々のスライドガラ
ス標本に対して、透過光像測定，反応，蛍光像測定と順
番に行っているが、すべてのスライドガラス標本に対し
て透過光像測定を行った後、反応，蛍光像測定を行って
もよい。そのために、スライドガラス標本には位置決め
用のマーカが記され、その読みとり機能部を設けている
（図示していない）。また、同一標本において、通常染
色像または非染色透過光像を得ることができ、遺伝子や
抗体の局在と、細胞像との比較が迅速に且つ容易に行え
るようになる。
光像を基に、異常細胞などの注目領域を識別し、その領
域で迅速なハイブリダイゼーション，免疫染色等の反応
操作を行い、ハイブリダイズ像や免疫染色像を測定し、
より詳細な情報を迅速に得ることができるようになる。
特に蛍光像と透過光像との位置情報が正確に規定される
ため、像の位置対応関係が明確であり、蛍光ＤＮＡプロ
ーブの局在を細胞像等の透過光像に照らし合わせて比較
することができ、より詳細な解析が可能になる。また、
図２に記載の分注機構部の替わりに、圧電素子などを使
ったインクジェット方式の構成でも同様に実現できる。
この場合、滴下がより高速にできる。なお、反応操作時
には、反応領域の温度湿度を制御できる恒温恒湿ユニッ
トをスライドガラス上部に配置するか、または全体が恒
温恒湿槽内に配置することで、反応をより安定に行うこ
とができる。また、上記実施例は、個々のスライドガラ
ス標本に対して、透過光像測定，反応，蛍光像測定と順
番に行っているが、すべてのスライドガラス標本に対し
て透過光像測定を行った後、反応，蛍光像測定を行って
もよい。そのために、スライドガラス標本には位置決め
用のマーカが記され、その読みとり機能部を設けている
（図示していない）。また、同一標本において、通常染
色像または非染色透過光像を得ることができ、遺伝子や
抗体の局在と、細胞像との比較が迅速に且つ容易に行え
るようになる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、塗抹した細胞標本や組
織切片標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反応，
免疫反応等を迅速に行うことができる。また、必要な領
域のみに反応させるため、試薬液量が低減できる。
織切片標本などの標本に対して、ハイブリダイズ反応，
免疫反応等を迅速に行うことができる。また、必要な領
域のみに反応させるため、試薬液量が低減できる。
【図１】本発明の微小領域測定装置の構成図。
【図２】試薬液の分注機構部の構成図。
【図３】洗浄機構部の構成図。
１ａ，１ｂ…スライドガラス、２…標本ストッカー、３
…スライドガラスローダ、４…バーコードリーダ、５…
測定用のステージ、６…移動機構部、７…透過照明光
源、８…コンデンサレンズ、９…対物レンズ、１０…励
起光照明用フィルターミラーユニット、１１…光路切替
部、１２…結像レンズ、１３…光検出器、１４…接眼レ
ンズ、１５…レンズ、１６…励起光源、１７…制御装
置、１８…モニタ、１９…微小反応機構部、１００…微
小ノズル部、１０１…移動機構、102…ポンプ、１０３
…ノズル洗浄液、１０４…試薬ｖ、１１０…洗浄ノズ
ル、111…内管、１１２…外管、１１３…送液ポンプ、
１１４…吸引ポンプ、１１５…洗浄液、１１６…廃液タ
ンク。
…スライドガラスローダ、４…バーコードリーダ、５…
測定用のステージ、６…移動機構部、７…透過照明光
源、８…コンデンサレンズ、９…対物レンズ、１０…励
起光照明用フィルターミラーユニット、１１…光路切替
部、１２…結像レンズ、１３…光検出器、１４…接眼レ
ンズ、１５…レンズ、１６…励起光源、１７…制御装
置、１８…モニタ、１９…微小反応機構部、１００…微
小ノズル部、１０１…移動機構、102…ポンプ、１０３
…ノズル洗浄液、１０４…試薬ｖ、１１０…洗浄ノズ
ル、111…内管、１１２…外管、１１３…送液ポンプ、
１１４…吸引ポンプ、１１５…洗浄液、１１６…廃液タ
ンク。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 21/00 Ｇ０２Ｂ 21/00
(72)発明者 押田 良忠
神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株
式会社日立製作所生産技術研究所内
(72)発明者 清野 太作
東京都港区西新橋一丁目24番14号 株式会
社日立ハイテクノロジーズ内
Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 CA04 DA02 EA01
GA07 GB21 HA01 HA09 JA03
LA02
2G045 AA26 BB21 BB22 BB24 BB25
BB26 CB01 CB02 FA12 FA16
FB02 FB03 GC15
2H052 AA03 AA05 AA09 AB25 AC04
AC05 AD03 AE00 AF02
4B029 AA07 BB01 CC03 CC08 FA02
FA10 FA11 FA13 FA15
4B063 QA01 QA11 QA18 QA19 QA20
QQ01 QQ20 QR01 QR31 QR41
QR51 QS31 QS39 QX02 QX10
Claims (14)
- 【請求項１】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査す
るために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・解
析する装置であって、標本中の特定の微小領域を選択
し、該微小領域の部分で反応操作が可能な微小反応手段
を設けることを特徴とする標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項２】微小反応手段は、数ｐｌ以下〜数十ｎｌの
液を吸引・滴下する微小ノズル機構部、その位置を制御
する２次元または３次元移動機構部，微小領域の洗浄機
構部を備えることを特徴とする請求項１記載の標本中の
微小領域測定装置。 - 【請求項３】微小反応手段は、反応のための試薬液を保
管する試薬保管機能を備えることを特徴とする請求項１
記載の標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項４】微小ノズル機構部は、試薬液を目的の微小
領域に連続的にまたは間欠的に滴下する機能、または滴
下・吸引を繰り返す機能を有することを特徴とする請求
項１または２記載の標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項５】反応操作時、少なくとも標本の微小領域部
分で、湿度を制御できる加湿機構部、また温度を制御で
きる恒温機能部を備えることを特徴とする請求項１記載
の標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項６】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査す
るために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・解
析する装置であって、標本中の特定の微小領域を選択
し、該微小領域の部分で反応操作が可能な微小反応手
段、及び該微小領域の部分の画像を測定し記録表示する
手段、及びその制御手段を有することを特徴とする標本
中の微小領域測定装置。 - 【請求項７】該微小領域の部分の画像が蛍光像，発光像
であることを特徴とする請求項６記載の標本中の微小領
域測定装置。 - 【請求項８】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査す
るために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・解
析する装置であって、少なくとも標本の一部の領域の透
過画像を測定・記録する手段と、透過画像から注目すべ
き微小領域を選別する手段を有し、該微小領域の部分で
反応操作が可能な微小反応手段、及び該微小領域の部分
の画像を測定し記録表示する手段、及びその制御手段を
有することを特徴とする標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項９】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査す
るために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・解
析する装置であって、少なくとも標本の一部の領域の透
過画像を測定・記録する手段と、透過画像から注目すべ
き微小領域を選別する手段を有し、注目すべき微小領域
の位置情報を記録する手段，位置情報に基づき標本を移
動させる手段，該微小領域の部分で反応操作が可能な微
小反応手段、及び該微小領域の部分の画像を測定し記録
表示する手段、及びその制御手段を有することを特徴と
する標本中の微小領域測定装置。 - 【請求項１０】透過画像には、微分干渉像または位相差
像を含むことを特徴とする請求項８または９記載の標本
中の微小領域測定装置。 - 【請求項１１】標本には、標本を個別識別するためのマ
ーカ及び位置決めマーカを有し、それらのマーカを識別
し、位置決めする手段を有することを特徴とする請求項
１から１０のいずれかに記載の標本中の微小領域測定装
置。 - 【請求項１２】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査
するために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・
解析する方法であって、標本の上の複数の指定された位
置の部位に対し、順番にまたは同時に、微量の試薬液を
滴下し、洗浄し、それらの部位の像を測定することを特
徴とする標本中の微小領域測定方法。 - 【請求項１３】細胞塗抹標本，組織標本等を観察・検査
するために必要な試薬を滴下し反応させ画像等で測定・
解析する方法であって、少なくとも標本の一部の領域の
透過画像を測定し、透過画像から注目すべき微小領域を
選別し、注目すべき該微小領域の位置情報を位置情報に
基づき標本を移動させ、数ｐｌ以下〜数十ｎｌの試薬を
一滴または連続的または間欠的に滴下して反応させ、該
微小領域の部分の画像を測定することを特徴とする標本
中の微小領域測定方法。 - 【請求項１４】請求項１２または１４記載の微小領域測
定方法であって、該微小領域を含む標本の一部の領域の
透過画像と該微小領域の部分の画像を重ねて、または並
べて表示する機能を有することを特徴とする標本中の微
小領域測定方法。
Priority Applications (2)
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