JP4883448B2 - 包埋ブロック支持機構及び薄切片作製装置 - Google Patents
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Description
一般的には、水とお湯を利用して伸展させている。始めに、本削りによって得られた薄切片を水に浮かべる。これにより、生体試料を包埋しているパラフィン同士のくっつきを防止しながら、薄切片の大きな皺や丸みを取ることができる。その後、薄切片をお湯に浮かべる。これにより、薄切片が伸び易くなるので、水による伸展では取りきれなかった残りの皺や、切削時に受けた圧力によって生じた歪を取ることができる。
最後に、薄切片を乗せた基板を乾燥器内に入れて乾燥させる。この乾燥により、伸展で付着した水分が蒸発すると共に、薄切片が基板上に固定される。
その結果、薄切片標本を作製することができる。また、作製された薄切片標本は、主に生物、医学分野等で使用されている。
図11及び図12に示すように、この機構は、包埋ブロック等の試料60が固定される試料ヘッド61と、玉継手のボール62と、該ボール62を回転可能に保持する2つの半球シェル63、64と、ボール62に結合されたカルダン継手65と、該カルダン継手65を介してボール62を互いに直交するXY軸回りに回転させる2つの微調整ノブ66、67とを備えている。
ところがカルダン継手65は、ボール62に結合されているため、ピン71と共に直線的に移動するのではなく、図11に示す点Gを中心として回転する。この際、長穴65aがピン71に摺動しながら回転すると共に、ピン71が長穴65aに沿って相対的に移動している。なお、カルダン継手65の回転に伴って、一方の長穴65bに案内されているピン72が長穴65bの縁に接触することになる。よって、これ以上カルダン継手65が回転することはない。
即ち、ゴニオステージを利用した機構は、一軸のゴニオステージを高さ方向に多段に重ねる構成であるため、包埋ブロックを載置したときに該包埋ブロックの表面と下段のゴニオステージの底面との距離が長くなってしまう。そのため、剛性が劣ってしまい、切断刃によって包埋ブロックを薄切したときに、切断刃の力に負けてしまいぐらついてしまう恐れがあった。
本発明に係る包埋ブロック支持機構は、生体試料が包埋された包埋ブロックを支持する包埋ブロック支持機構であって、前記包埋ブロックが載置固定される載置面を有する載置台と、該載置台に固定されたボールと、該ボールの外周面に接する球面で囲まれた空間を有し、前記載置台を外側に露出させた状態でボールを該空間内に転動可能に収納する台部と、前記球面を前記ボールの外周面に押し付けてボールを固定させる固定手段と、前記載置面に平行な状態で前記ボールの中心を通る第1の軸線に沿って、ボールの外周面から外方に延びた第1のプレートと、前記第1の軸線に沿って前記第1のプレートに形成されたV字状の溝部と、前記載置面に平行な状態で前記ボールの中心を通ると共に前記第1の軸線に直交する第2の軸線に沿って、ボールの外周面から外方に延びた第2のプレートと、先端が球状に形成された第1のロッド及び第2のロッドと、前記第1のプレートを付勢して前記溝部と前記第1のロッドの先端とを常に点接触させる第1の付勢部材と、前記第2のプレートを付勢して該第2のプレートと前記第2のロッドの先端とを常に点接触させる第2の付勢部材と、前記第1のロッドを直線的に可動させて前記第1のプレートを前記第2の軸線回りに回転させると共に、前記第2のロッドを直線的に可動させて前記第2のプレートを前記第1の軸線回りに回転させるロッド可動手段とを備えていることを特徴とするものである。
そして2枚のプレートは、それぞれ付勢部材によって付勢され、第1のロッドの先端が溝部に嵌った状態で該溝部に点接触すると共に、第2のロッドの先端が第2のプレートに点接触した状態となっている。これにより、両ロッドを可動させない限り、ボールは第1の軸線回り及び第2の軸線回りに転動しないように回転が規制されている。
つまり上述した溝部と付勢部材との効果によって、両プレートと両ロッドとを常に接触させた状態にすることができる。
この際、第1のプレートは、ボールに固定されているので、載置面に垂直な方向に向けて第1のロッドと共に直線的に移動することができない。よって、第1のロッドの先端は、見かけ上、溝部に沿って(第1の軸線に沿って)移動しながら第1のプレートを押している。従って、正確に包埋ブロックを第2の軸線回りに回転傾斜させることができる。また、第1のロッドの先端が球状に形成されているので、移動時の抵抗をできるだけ小さくすることができ、第1のプレートの動きを妨げることがない。よって、包埋ブロックを第2の軸線回りに円滑に傾斜させることができる。
上述したように、ロッド可動手段により第1のロッドを付勢方向に関係なく直線的に可動させることで、第1のプレート及びボールを介して包埋ブロックを第2の軸線回りに正確に回転傾斜させることができる。
1の軸線回りに回転傾斜させることができる。特に、第1のロッドの先端が溝部内に嵌った状態で、第1のプレートが第1の軸線回りに回転する。従って、包埋ブロックを正確に第1の軸線回りに回転傾斜させることができる。
その結果、包埋ブロックを載置面に平行で互いに直交する2軸(第1の軸線、第2の軸線)回りにそれぞれ正確に傾斜させることができ、包埋ブロックの表面を任意の角度に高精度に傾斜させることができる。
そして最後に、固定手段により台部の球面をボールの外周面に押し付けて、ボールを固定する。これにより、任意の角度に傾斜させた包埋ブロックを、その姿勢のまま支持することができる。
特に、包埋ブロック支持機構によって、包埋ブロックを所望する傾きに高精度に調整しているので、所望する面を有した高品質な薄切片を作製することができる。また、包埋ブロックを無駄に切断することなく、薄切片を作製することができる。更には、包埋ブロックが包埋ブロック支持機構によって強固に支持されているので、綺麗に切断することができ、薄切片の表面をより平滑にすることができる。この点においても、薄切片の高品質化を図ることができる。
また、本発明に係る薄切片作製装置によれば、上述した包埋ブロック支持機構を備えているので、平滑でしかも所望する面が表面に露出した薄切片を包埋ブロックから作製することができ、薄切片の高品質化を図ることができる。
また、本実施形態では、包埋ブロックBが箱状に形成されたカセットK上に固定されているものとして説明する。
上記ハウジング12は、上部ハウジング20と下部ハウジング21とから構成されており、全体として略箱状に形成されている。また、ハウジング12内には、ボール11の外周面に接する球面で囲まれた空間が形成されており、この空間内にボール11を転動可能に収納している。この際、ハウジング12は、ボール11の一部及び載置台10を外側に露出させた状態でボール11を収納している。よって、載置台10に包埋ブロックBを容易に固定させることができるようになっている。
また、上部ハウジング20の略中心にはボール11が挿通される貫通孔20bが形成されており、該貫通孔20bを介してボール11の一部分が上部ハウジング20の外側に露出している。また、貫通孔20bの内面は、ボール11の外周面に接する球面となっている。つまり、この貫通孔20bと上記凹部21aとで囲まれる空間が、ボール11を収納する上記空間とされている。
即ち、これら両突出プレート25、26、クランプレバー27及び上部ハウジング20は、上記固定手段13として機能する。
また、上記ロール用プレート15は、図4及び図5に示すように、載置面10aに平行な状態でボール11の中心Gを通ると共に、軸線L2に直交する(第2の軸線)軸線L3に沿って、ボール11の外周面から外方に延びた状態で取り付けられている。よって、この2枚のプレート14、15は、共に載置面10aに平行で且つボール11の中心Gを通る面を有している。また2枚のプレート14、15は、載置面10aに直交する方向から見たときに、周方向に90度ずれた位置に取り付けられている。
そしてナット32は、ウォームギア40の回転に伴って、歯車34と共にZ方向回りに回転するようになっている。すると両ロッド16、17もナット32の回転に伴って回転しようとするが、ピン31がプレート30の貫通孔30aを貫いているので、回転が規制されている。そのため、回転力が直線運動に変換されるので、両ロッド16、17は、Z方向に直線的に可動するようになっている。
上述した溝部14aとコイルバネ18a、18bとの効果によって、両プレート14、15と両ロッド16、17とを常に接触させた状態にすることができるようになっている。
つまり、ナット32、玉軸受け33、プレート30、ピン31、歯車34、ウォームギア40、ロッド41及び両摘み部42、43は、ピッチ用ロッド16を直線的に可動させてピッチ用プレート14を軸線L3回りに回転させると共に、ロール用ロッド17を直線的に可動させてロール用プレート15を軸線L2回りに回転させるロッド可動手段19として機能する。
初めに、作業者は包埋ブロックBを載置台10の載置面10a上に載置固定した後、クランプレバー27を緩めてボール11を転動可能な状態にする。次に、包埋ブロックBを軸線L2回り及び軸線L3回りに適宜回転させて、所定の向きに傾斜させる。本実施形態では、最初に軸線L3回りに回転させることでピッチング(縦方向)調整を行う場合を説明する。
なお、この場合も同様に、ピッチ用ロッド16の先端は、見かけ上、溝部14aに沿って(軸線L2に沿って)移動しながらピッチ用プレート14に接触している。また、ロール用プレート15も同様に、上述した場合とは逆方向(図7に示す矢印R4方向)に向けて軸線L3回りに回転する。
その結果、包埋ブロックBを載置台10の載置面10aに平行で互いに直交する2軸(軸線L2、軸線L3)回りにそれぞれ正確に傾斜させて、ピッチング調整及びローリング調整を行うことができ、包埋ブロックBの表面を任意の角度に高精度に傾斜させることができる。
つまり、ウォームギア53、ロッド54及びヨーイング用摘み部は、回転軸部52を回転させる回転手段55として機能する。また、この場合の載置台10は、ボール11に対して非接触状態で回転軸部52の一端側に連結されている。
なお、これら回転軸部52及び回転手段55は、ボール11に設けられているので、包埋ブロックBの傾き調整に何ら影響を与えることがない。
G ボールの中心
M 薄切片
S 生体試料
L2 軸線(第1の軸線)
L3 軸線(第2の軸線)
L5 軸線(第3の軸線)
1 薄切片作製装置
2 包埋ブロック支持機構
3 切断刃
4 切断機構
5 Zステージ(移動機構)
10 載置台
10a 載置台の載置面
11 ボール
12 ハウジング(台部)
13 固定手段
14 ピッチ用プレート(第1のプレート)
14a 溝部
15 ロール用プレート(第2のプレート)
16 ピッチ用ロッド(第1のロッド)
17 ロール用ロッド(第2のロッド)
18a、18b コイルバネ(付勢部材)
19 ロッド可動手段
50 ボール(球体)
52 回転軸部
55 回転手段
Claims (4)
- 生体試料が包埋された包埋ブロックを支持する包埋ブロック支持機構であって、
前記包埋ブロックが載置固定される載置面を有する載置台と、
該載置台に固定されたボールと、
該ボールの外周面に接する球面で囲まれた空間を有し、前記載置台を外側に露出させた状態でボールを該空間内に転動可能に収納する台部と、
前記球面を前記ボールの外周面に押し付けてボールを固定させる固定手段と、
前記載置面に平行な状態で前記ボールの中心を通る第1の軸線に沿って、ボールの外周面から外方に延びた第1のプレートと、
前記第1の軸線に沿って前記第1のプレートに形成されたV字状の溝部と、
前記載置面に平行な状態で前記ボールの中心を通ると共に前記第1の軸線に直交する第2の軸線に沿って、ボールの外周面から外方に延びた第2のプレートと、
先端が球状に形成された第1のロッド及び第2のロッドと、
前記第1のプレートを付勢して前記溝部と前記第1のロッドの先端とを常に点接触させる第1の付勢部材と、
前記第2のプレートを付勢して該第2のプレートと前記第2のロッドの先端とを常に点接触させる第2の付勢部材と、
前記第1のロッドを直線的に可動させて前記第1のプレートを前記第2の軸線回りに回転させると共に、前記第2のロッドを直線的に可動させて前記第2のプレートを前記第1の軸線回りに回転させるロッド可動手段とを備えていることを特徴とする包埋ブロック支持機構。 - 請求項1に記載の包埋ブロック支持機構において、
前記第1及び第2のロッドの先端には、少なくとも前記第1及び第2の軸線回りに転動可能な球体が設けられていることを特徴とする包埋ブロック支持機構。 - 請求項1又は2に記載の包埋ブロック支持機構において、
前記ボールには、前記載置面に垂直な第3の軸線方向に沿ってボールの中心を貫通すると共に該第3の軸線回りに回転可能に固定された回転軸部と、該回転軸部を回転させる回転手段とが設けられ、
前記載置台は、前記ボールに対して非固定状態で前記回転軸部の一端に連結されていることを特徴とする包埋ブロック支持機構。 - 前記包埋ブロックを所定の厚みで薄切して、シート状の薄切片を切り出す薄切片作製装置であって、
請求項1から3のいずれか1項に記載の包埋ブロック支持機構と、
該包埋ブロック支持機構上に配された切断刃を有し、該切断刃と前記包埋ブロック支持機構とを相対的に移動させて、前記包埋ブロックから前記薄切片を切り出す切断機構と、
前記包埋ブロック支持機構を前記切断時の移動方向に対して直交する方向に移動させ、前記薄切片の厚みを調整する移動機構とを備えていることを特徴とする薄切片作製装置。
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