JP3604593B2

JP3604593B2 - 薄片試料作製装置

Info

Publication number: JP3604593B2
Application number: JP18189299A
Authority: JP
Inventors: 光典小久保; 祥吾芹澤
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2019-06-28
Also published as: JP2001013046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料ブロックから薄片状の試料を切り取る際に使用されるミクロトームの構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
生体試料の顕微鏡観察などの医療分析、あるいはその他の理科学試料分析において、検体をパラフィン等の包埋剤の中に埋め込み、これを、ミクロトームを用いて薄切りし、薄片状の観察用試料を作製している。従来、ミクロトームの操作は、オペレータが手動により行っていた。
【０００３】
図４に、一般的なミクロトームの主要部の概略構成を示す。ミクロトームは、試料ステージ１５及びカッタ２１を備えている。試料ブロック１１は、試料ステージ１５の上に試料用ベース１３を介して保持され、その位置及び姿勢の調整が行われる。この例では、試料ブロック１１として、検体１０をパラフィン中に埋込んだものが用いられている。試料ステージ１５の上方には、カッタ２１が配置され、カッタ２１は、試料ステージ１５の上面に対して平行な面内を走行することができる。なお、カッタ２１は、カッタブレード２３及びこれを保持するブレードホルダ２５などから構成されている。
【０００４】
図中、Ｘ軸は、カッタ２１の走行方向に対して平行方向の軸を、Ｙ軸は、カッタ２１の走行面内でＸ軸に対して垂直方向の軸を、Ｚ軸は、カッタ２１の走行面に対して垂直方向の軸を、それぞれ表す。
【０００５】
試料ステージ１５は、アクチュエータ（図示せず）に接続され、Ｚ軸方向に対して平行な案内面（図示せず）に沿って上下移動することができる。同様に、カッタ２１は、別のアクチュエータ（図示せず）に接続され、Ｘ軸方向に対して平行な別の案内面（図示せず）に沿って走行することができる。なお、カッタ２１の走行を、手動により行う装置もある。
【０００６】
試料の作製は、図４に示したミクロトームを用いて、以下の様に行われる。先ず、試料用ベース１３の上に試料ブロック１１を固定し、これらを試料ステージ１５の上に保持する。次いで、試料ステージ１５を上下方向（Ｚ軸方向）に移動し、カッタ２１の走行面に対する試料ブロック１１の垂直方向の位置を設定する（以下、この工程を「位置決め工程」と呼ぶ）。次いで、カッタ２１を、試料ブロック１１の表面に対して平行な面内で、試料ブロック１１に向けてＸ軸方向に走行させて、試料ブロック１１の表層部を薄切りする（以下、この工程を「切断工程」と呼ぶ）。これによって、所定の厚みを備えた薄片状の試料が作成される。
【０００７】
なお、上記の例では、位置決め工程において試料ステージ１５をＺ方向へ移動し、切断工程においてカッタ２１をＸ方向へ移動しているが、試料ステージ１５（従って、試料ブロック１１）とカッタ２１の位置関係は相対的なものなので、位置決め工程においてカッタ２１をＺ方向へ移動し、切断工程において試料ステージをＸ方向へ移動させることもできる。また、試料ステージ１５及びカッタ２１の内の一方のみを専ら移動させ、他方を固定しておくこともできる。
【０００８】
上記の様なミクロトームにおいて、通常、カッタ２１の切れ味を向上させるため、図４に示す様に、その刃先２４をカッタ２１の走行面内（ＸＹ面内）でその走行方向（Ｘ軸方向）に対して若干傾けた状態で、試料ブロック１１の薄切りを行っている。ここで、カッタ２１の走行方向（Ｘ軸方向）に対して、その刃先２４に平行な方向（Ｗ方向）が成す角度θは、「引き角」と呼ばれる。
【０００９】
（従来技術の問題点）
カッタの刃先２４の部分には、試料ブロック１１の表層部を薄切りする際にパラフィン等が付着する。このため、薄切りの累計回数の増加に伴い、次第に切れ味が低下する。しかし、従来のミクロトームにおいては、カッタブレード２３の位置が固定されているので、切れ味が低下したとオペレータが判断した時点で、新しいカッタブレード２３と交換するか、あるいはカッタブレード２３の取り付け位置を変更していた。この様な作業の頻度が多いことが、ミクロトームを自動化する際の支障となっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の様な従来のミクロトームの問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、カッタの切れ味を良好な状態で長期間維持することが可能で、操作が容易で、且つ自動化に適した薄片試料作製装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄片試料作製装置は、
カッタブレードを用いて試料ブロックの表層部を薄切りし、薄片試料を切り取る薄片試料作製装置において、
試料ブロックの表面に対して平行な面内で、試料ブロックをカッタブレードに向けて相対的に移動させる対向送り機構と、
前記面内で、カッタブレードの刃先に平行な方向に、カッタブレードを試料ブロックに対して相対的に移動させる平行移動機構と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の薄片試料作製装置によれば、上記の平行移動機構を備えているので、対向送り機構の動作中に（即ち、一回の切断動作中に）、試料ブロックに接触している刃先の位置を徐々に移動することによって、カッタブレードの切れ味を向上させることができる。
【００１３】
好ましくは、前記平行移動機構を、前記対向送り機構の動作中に前記カッタブレードを試料ブロックに対して相対的に移動させるとともに、その相対移動速度を前記対向送り機構による相対送り速度に対応して設定できる様に構成する。
【００１４】
前記平行移動機構をこの様に構成すれば、前記対向送り機構による相対送り速度に対する前記平行移動機構による相対移動速度の比を適切な値に設定することによって、カッタブレードの切れ味を向上させることができる。
【００１５】
更に、好ましくは、前記平行移動機構に、試料ブロックの側面に最初に接触するカッタブレードの刃先の位置を、薄切動作毎に自動的に変更する機能を設ける。前記平行移動機構をこの様に構成すれば、カッタブレードの切れ味が良好な状態を長期間維持することができる。
【００１６】
好ましくは、前記カッタブレードを、その刃先に平行な方向が前記対向送り機構による相対送り方向に対して斜めに交差する様に配置する。この様に構成すれば、試料ブロックの状態（例えば、硬度、弾性など）、切り取られる薄片試料の厚みなどに応じて、上記の交差角度を最適な値に設定することによって、カッタブレードの切れ味を向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、前記平行移動機構を、試料ブロックの表層部を薄切りしている動作中において、その相対移動速度を変化させることができる様に構成する。
【００１８】
好ましくは、前記対向送り機構を、試料ブロックの表層部を薄切りしている動作中において、その相対送り速度を変化させることができる様に構成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて、本発明に基づく薄片試料作成装置の例について説明する。なお、装置の基本的な構成は、先に図４で示したものと共通なので、その説明は省略する。
【００２０】
（例１）
図１に、本発明の薄片試料作成装置の主要部の概略構成の一例を示す。
【００２１】
試料ブロック１１は、試料ステージ１５の上に試料用ベース１３を介して保持され、その位置及び姿勢の調整が行われる。試料ブロック１１は、包埋材（パラフィン）の中に検体１０が埋め込まれたものである。試料ステージ１５の上方には、カッタ２１が配置されている。なお、カッタ２１は、カッタブレード２３及びこれを保持するブレードホルダ２５などから構成されている。
【００２２】
試料ステージ１５は、切り取られる薄片試料の厚さを設定するため、試料ステージ１５をＺ軸方向（紙面に対して垂直な方向）に駆動するアクチュエータ（図示せず）に接続され、Ｚ軸方向にのみ移動可能な案内面（図示せず）によってガイドされている。
【００２３】
更に、試料ステージ１５は、試料ブロック１１をカッタ２１に向けて送り出すため、Ｘ軸方向に駆動するアクチュエータ（図示せず）に接続され、Ｘ軸方向にのみ移動可能な案内面（図示せず）によってガイドされている。
【００２４】
一方、カッタ２１は、カッタ２１をその刃先２４に対して平行な方向（Ｗ方向）に移動させるため、Ｗ軸方向に駆動するアクチュエータ（図示せず）に接続され、Ｗ方向にのみ移動可能な案内面（図示せず）によってガイドされている。
【００２５】
次に、図１に示した装置を用いて、試料ブロック１１から薄片状の試料を切り取る動作の手順について説明する。
【００２６】
（イ）先ず、試料ブロック１１の表層部の切断を開始する際には、図２（ａ）に示す様に、カッタブレード２３の刃先２４の一方の端部（この例では、“Ｗ−”側の端部）に、試料ブロック１１が接触する様に、カッタ２１の位置（刃先２４に対して平行方向の位置）を設定する。
【００２７】
（ロ）試料ステージ１５をＺ方向へ駆動し、試料ブロック１１を所定の切断厚さに対応する量だけ“Ｚ＋”方向へ送る。
【００２８】
（ハ）次に、試料ステージ１５の“Ｘ＋”方向への移動を開始する。
【００２９】
（ニ）刃先２４に試料ブロック１１が接触する直前に、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す様に、カッタ２１の“Ｗ−”方向への移動を開始する。即ち、試料ブロック１１を“Ｘ＋”方向へ送り出してその表層部を切断している間、同時に、カッタ２１を“Ｗ−”方向へ移動させる。
【００３０】
（ホ）一枚の薄片試料が切り取られた時点で、図２（ｄ）に示す様に、試料ブロック１１の移動及びカッタ２１の移動を停止する。
【００３１】
（へ）次いで、試料ステージ１５を、“Ｚ−”方向に所定量後退させた後、試料ステージ１５を“Ｘ−”方向に後退させる。
【００３２】
（ト）更に、カッタ２１を“Ｗ＋”方向に後退させ、試料ステージ１５とカッタ２１との相対的な位置を、先に図２（ａ）に示した初期状態に戻す。
【００３３】
（チ）再び、試料ステージ１５をＺ方向へ駆動し、試料ブロック１１を所定の切断厚さに対応する量だけ“Ｚ＋”方向へ送る。
【００３４】
上記の工程（ロ〜チ）を、所定の枚数の薄片試料が得られるまで繰り返す。
【００３５】
上記の様に、試料ステージ１５をカッタ２１に向けて送り出す際、これに同期させてカッタ２１を刃先に対して平行な方向に移動することによって、刃先の切れ味を保ち、良好な保存状態で薄片試料を切り取ることができる。
【００３６】
例えば、カッタ２１の移動速度を、試料ステージ１５の移動速度の等倍に設定すると（例えば、試料ステージの移動速度：１０ｍｍ／ｓ、カッタの移動速度：１０ｍｍ／ｓ）、カッタ２１は、試料ブロック１１に対して相対的に、刃先に垂直な方向に対して４５度の方向に前進することになる。
【００３７】
なお、必要に応じて、一回の薄切動作中に、カッタ２１の刃先に対して平行な方向の移動速度を変更することによって（例えば、次第に増速する）、刃先の切れ味を向上させることができる。
【００３８】
同様に、必要に応じて、一回の薄切動作中に、試料ステージ１５の送り速度を変更することによって（例えば、次第に増速する）、刃先の切れ味を向上させることもできる。
【００３９】
更に、カッタ２１を刃先に対して平行な方向に移動させる機構を利用して、刃先２４が試料ブロック１１に最初に接触する位置を、薄切動作毎に、徐々にずらしていけば、刃先２４の切れ味を長期間維持する効果が得られる。
【００４０】
（例２）
図３に、本発明の薄片試料作成装置の主要部の概略構成の他の例を示す。
【００４１】
この例では、カッタ２１は、その刃先２４に対して平行な方向（Ｗ方向）が、試料ステージ１５の送り出し方向（“Ｘ＋”方向）に対して４５度で斜めに交わる様に配置されている。この場合も、試料ステージ１５をカッタ２１に向けて送り出す際、これに同期させてカッタ２１を刃先に対して平行な方向（Ｗ方向）に移動することによって、刃先の切れ味を向上させることができる。
【００４２】
なお、上記の例では、試料ステージ１５をカッタ２１に向けて送り出し、カッタ２１を刃先に対して平行な方向に移動しているが。試料ステージ１５とカッタ２１の位置関係は相対的なものなので、上記の方法に代わって、カッタ２１を試料ステージ１５に向けて送り出し、試料ステージ１５を刃先に対して平行な方向に移動してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の薄片試料作成装置によれば、カッタの刃先の切れ味が向上することによって、良好な保存状態の薄片試料を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄片試料作製装置の主要部の構成の一例を示す図。
【図２】本発明の薄片試料作製装置の機能を説明する図。
【図３】本発明の薄片試料作製装置の主要部の構成の他の例を示す図。
【図４】一般的なミクロトームの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１０・・・検体、
１１・・・試料ブロック、
１３・・・試料用ベース、
１５・・・試料ステージ、
２１・・・カッタ、
２３・・・カッタブレード、
２４・・・刃先、
２５・・・ブレードホルダ。

Claims

試料ブロックの表面に対して平行な面内で、試料ブロックをカッタブレードに向けて相対的に移動させる対向送り機構と、
前記面内で、カッタブレードの刃先に平行な方向に、カッタブレードを試料ブロックに対して相対的に移動させる平行移動機構とを備え、
試料ブロックの表層部から薄片試料を切り取るように構成された薄片試料作製装置において、
前記平行移動機構は、前記対向送り機構の動作中に前記カッタブレードを試料ブロックに対して相対的に移動させるとともに、その相対移動速度を前記対向送り機構による相対送り速度に対応して設定できる様に構成されていることを特徴とする薄片試料作製装置。
前記平行移動機構は、試料ブロックの側面に最初に接触するカッタブレードの刃先の位置を、薄切動作毎に自動的に変更する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄片試料作製装置。
前記カッタブレードは、その刃先に平行な方向が前記対向送り機構による相対送り方向に対して斜めに交差する様に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の薄片試料作製装置。
前記平行移動機構は、試料ブロックの表層部を薄切りしている動作中において、その相対移動速度を変化させることができる様に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄片試料作製装置。
前記対向送り機構は、試料ブロックの表層部を薄切りしている動作中において、その相対送り速度を変化させることができる様に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄片試料作製装置。