JP4941648B2 - 薄切片作製装置、並びに、包埋ブロックの切削方法及び薄切片の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、人体や実験動物等から取り出した生体試料を包埋した包埋ブロックを切削し薄切片を作製する薄切片作製装置及び包埋ブロックの切削方法に関する。

従来から、人体や実験動物等から取り出した生体試料を検査、観察する方法の１つとして、包埋剤によって生体試料を包埋した包埋ブロックから薄切片を作製して生体試料の観察を行う方法が知られている。ここで、包埋ブロックを切削して薄切片を作製する装置としては、カッターと、カッターを包埋ブロックの厚さ方向に移動させるカッター駆動機構と、包埋ブロックをカッターに向かって移動させる搬送機構とを備える薄切片作製装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この薄切片作製装置によれば、カッター駆動機構によってカッターを移動させることで、カッターと包埋ブロックの厚さ方向の位置関係を調整する。そして、搬送機構によって包埋ブロックをカッターに向かって移動させることで、カッターによって包埋ブロックを所望の厚さに切削して薄切片を作製することができるとされている。

ここで、カッターによって包埋ブロックを切削する場合には、薄切片が作製されるとともに、切削屑が発生する。また、包埋ブロックを切削する工程は、一般に、所望の生体試料が露出した切断面を形成した後に、所定の厚さで再度切削して薄切片を採取する本削りと、本削りの前工程として、所望の生体試料が露出するまで繰り返し切削を行う粗削りとがある。そして、特に粗削りにおいては、繰り返し切削が行われることで大量の切削屑が発生することとなる。
特開２００４−２８９１０号公報

しかしながら、特許文献１による装置では、切削に伴って発生する切削屑を除去する手段を有していなく、定期的に装置を停止させて、切削屑の清掃を行う必要があった。また、このような切削屑の清掃を行う方法としては、刷毛などで包埋ブロック上、及び、カッターの刃先の切削屑を払い除ける方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、刷毛によりカッターの刃先を損傷させてしまうおそれがあり、カッターの寿命の低下、作製される薄切片の品質の低下のおそれがあった。また、カッターの刃先に切削屑が付着してしまった場合には、切削屑により構成刃先が形成されてしまい、これにより包埋ブロックを切削して薄切片を作製する際に薄切片が裂けてしまうなどして、薄切片を採取することができない場合があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、切削屑が支障となってしまうこと無く、包埋ブロックを切削することが可能な薄切片作製装置、並びに、包埋ブロックの切削方法及び薄切片の作製方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、生体試料が包埋された包埋ブロックを切削して薄切片を作製する薄切片作製装置であって、前記包埋ブロックを固定する試料台と、該試料台に固定された前記包埋ブロックを切削するカッターと、該カッターを固定するホルダと、前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する切削方向に、前記カッターを前記試料台に固定された前記包埋ブロックに対して相対的に移動させることが可能なＸステージと、前記包埋ブロックの厚さ方向に、前記カッターと前記試料台に固定された前記包埋ブロックとの相対的位置を調整可能なＺステージと、開口部が前記カッターの刃先近傍に配置された吸引ノズル及び該吸引ノズルから前記包埋ブロックを切削した際に生じる切削屑を吸引可能な吸引機を有する切削屑除去手段と、前記カッターの前記刃先に近接する吸引位置と離間する退避位置とで前記吸引機の前記吸引ノズルを進退させる進退手段と、を備え、前記進退手段は、前記包埋ブロックを切削して前記生体試料を露出させる粗削り時において、前記吸引ノズルを前記吸引位置に配置し、前記生体試料が露出した状態で前記包埋ブロックを切削して前記薄切片を作製する本削り時において、前記吸引ノズルを前記退避位置に配置し、前記進退手段は、前記吸引位置において、前記吸引ノズルの前記開口部の縁端の一部を前記カッターまたは前記ホルダに当接配置させ、前記吸引ノズルは、前記カッターが延びる方向において前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する範囲全体を吸引可能な大きさの前記開口部を有していることを特徴としている。

また、本発明の包埋ブロックの切削方法は、上記本発明の薄切片作製装置を用いて、生体試料が包埋された包埋ブロックを切削することを特徴としている。

この発明に係る薄切片作製装置及び包埋ブロックの切削方法によれば、包埋ブロックを試料台に固定し、Ｚステージによって包埋ブロックの厚さ方向に、カッターと包埋ブロックとの相対的位置を調整する。そして、Ｘステージによってカッターを包埋ブロックに向かって相対的に移動させるとともに、切削屑除去手段の吸引機による吸引を行う。これにより、カッターによってＺステージによる調整に応じた厚さで包埋ブロックを切削するとともに、切削するのに伴って発生する切削屑を、カッターの刃先近傍に配置された吸引ノズルの開口部から吸引し、除去することができる。

また、進退手段によって切削屑除去手段の吸引ノズルを吸引位置に設定することで、カッターの刃先及び包埋ブロック上の切削屑を効果的に吸引することが可能である一方、退避位置に設定することで、カッターの刃先近傍で他の動作を行う際に吸引ノズルが支障となってしまうのを防ぐことができる。

また、吸引ノズルの開口部の縁端の一部をカッターまたはホルダに当接配置させることで、吸引ノズルをカッターの刃先及び包埋ブロックにより近接させた位置とすることができるとともに、吸引による空気の流れをカッターまたはホルダによって一部規制し、限定させることができる。このため、吸引機による吸引力を同じとしても、吸引される空気の流速を高め、より効果的に切削屑を吸引することができる。

さらに、上記の薄切片作製装置において、前記吸引ノズルの内、少なくとも、前記カッターまたは前記ホルダと当接される前記開口部の前記縁端の一部は、前記カッターと当接することで弾性変形可能な軟性材で形成されていることがより好ましいとされている。

この発明に係る薄切片作製装置によれば、吸引ノズルの内、少なくとも、カッターまたはホルダと当接される開口部の縁端の一部が弾性変形可能な軟性材で形成されていることで、カッターまたはホルダと吸引ノズルとの密着性を高めることができ、吸引による空気の流れをカッターまたはホルダによってより効果的に規制して吸引することができる。

また、上記の薄切片作製装置において前記吸引ノズルの内周面には、該内周面を伝わる水滴を回収可能な水受け部が設けられていることがより好ましいとされている。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、切削屑除去手段の吸引ノズルによって吸引する際、空気及び切削屑とともに、空気中や包埋ブロックに付着した水分も同時に吸引することとなる。このような水分の一部は、吸引ノズルの内周面に付着し、結合して水滴となる。そして、水滴は、一定の大きさに成長することで吸引力よりも重力の方が大きくなり、吸引ノズルの内周面を伝って降下し、水受け部に回収されることとなる。このため、この水滴が吸引ノズルの開口部からカッターまたは包埋ブロックに落下し、切削に支障となってしまうのを防ぐことができる。

さらに、上記の薄切片作製装置において、前記吸引ノズルの前記水受け部には、該水受け部に回収された水滴を外部に適宜排出可能な排出管を備えることがより好ましいとされている。
この発明に係る薄切片作製装置によれば、排出管によって水受け部に滞留した水滴を適宜排出させることができ、滞留した水滴の影響を受けること無く、連続して吸引し切削することができる。

また、上記の薄切片作製装置において、前記切削屑除去手段は、開口部が前記カッターの前記刃先近傍に配置された吹出しノズルと、該吹出しノズルから前記カッターの前記刃先に向かって圧縮空気を送出可能な吹出し機とを有することがより好ましいとされている。

また、上記の包埋ブロックの切削方法において、前記切削屑を吸引するとともに、前記カッターの前記刃先近傍に吹出しノズルを配置して、該吹出しノズルから前記カッターの前記刃先に向かって圧縮空気を送出させることがより好ましいとされている。

この発明に係る薄切片作製装置及び包埋ブロックの切削方法によれば、吹出し機及び吹出しノズルによってカッターの刃先近傍に圧縮空気を送出させることで、カッター及び包埋ブロックに付着した切削屑を剥ぎ取ることができる。そして、吸引機及び吸引ノズルによって吸引することで、この剥ぎ取られた切削屑を吸引することができ、より効果的に切削屑を除去することができる。

さらに、上記の薄切片作製装置において、前記Ｘステージを駆動して前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する際の切削時間、及び、該切削時間の前後のそれぞれ一定時間の間、前記切削屑除去手段の前記吸引機によって吸引させるとともに、前記切削時間経過後前記吸引機によって吸引を行っている内の一定時間の間、前記吹出し機によって圧縮空気を送出させる制御部を備えることがより好ましいとされている。

さらに、上記の包埋ブロックの切削方法において、前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する際の切削時間、及び、該切削時間の前後のそれぞれ一定時間の間、前記吸引ノズルから前記切削屑の吸引を行うとともに、前記切削時間経過後吸引を行っている内の一定時間の間、前記吹出しノズルから圧縮空気の送出を行うことがより好ましいとされている。

この発明に係る薄切片作製装置及び包埋ブロックの切削方法によれば、制御部による制御のもと、切削屑除去手段の吸引機は、カッターによって包埋ブロックを切削し始める前から吸引を開始し、切削している間、さらに切削完了後も吸引を行う。このため、切削に伴って発生する切削屑を効果的に除去しつつ切削することできる。この際、吹出しノズルから圧縮空気を送出していないので、圧縮空気によって包埋ブロックの切断面が乱れて切削の支障となってしまうことが無い。一方、制御部による制御のもと、切削屑除去手段の吹出し機は、切削完了後で、吸引機によって吸引が行われている間の一定時間に圧縮空気を送出する。このため、カッター及び包埋ブロックに付着して残留している切削屑を効果的に除去することができる。

また、本発明の薄切片の作製方法は、上記の包埋ブロックの切削方法によって前記包埋ブロックを切削して所望の切断面を形成した後に、所定の厚さで前記包埋ブロックを再度切削して薄切片を作製することを特徴としている。

この発明に係る薄切片の作製方法によれば、上記の包埋ブロックの切削方法により包埋ブロックを切削することで、切削屑が支障となってしまうこと無く、良好な切断面を得ることができる。そして、良好な切断面が形成された状態で、所定の厚さで再度切削することで、対応して良好な切断面を有する薄切片を作製することができる。

本発明の薄切片作製装置によれば、切削屑除去手段を備えることで、切削屑が支障となってしまうこと無く、包埋ブロックを切削することが可能であり、これにより良好な切断面の薄切片を作製することができる。
本発明の包埋ブロックの切削方法によれば、切削しながら吸引ノズルによって切削屑を吸引することで、切削屑が支障となってしまうこと無く、包埋ブロックを切削することが可能であり、これにより良好な切断面の薄切片を作製することができる。
本発明の薄切片の作製方法によれば、上記の包埋ブロックの切削方法で包埋ブロックを切削することで、切削屑の影響を受けずに、良好な切断面の薄切片を作製することができる。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、この発明に係る第１の実施形態を示している。図１及び図２に示す薄切片作製装置１は、生体試料Ｓが包埋された包埋ブロックＢから厚さ３〜５μｍ程度の極薄の薄切片Ｂ１を作製し、薄切片Ｂ１に含まれる生体試料Ｓを検査、観察する過程において、自動的に、包埋ブロックＢを切削して、薄切片Ｂ１を作製する装置である。生体試料Ｓは、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器などの組織から切除された試料であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野などで適時選択されるものである。また、包埋ブロックＢは、上記のような生体試料Ｓを包埋剤Ｂ２によって包埋、すなわち周囲を覆い固めたものである。そして、包埋ブロックＢは、樹脂などで形成された包埋カセットＣに搭載して取り扱われている。このような包埋ブロックＢは、より詳しくは、以下のように作製されるものである。まず、上記の生体試料Ｓの塊をホルマリンに漬けて、生体試料Ｓを構成する蛋白質を固定する。そして、組織を固い状態にした後、適当な大きさに切断する。最後に、切断された生体試料Ｓの内部の水分を包埋剤Ｂ２に置き換えたものを、溶解した包埋剤Ｂ２の中に埋め込んで、固めることで作製される。ここで、包埋剤Ｂ２は、上記のように液状化と冷却固化が容易に可能とされるとともに、有機溶媒に浸漬することで溶解する材質であり、樹脂やパラフィンなどである。以下、薄切片作製装置１の構成について説明する。

図１及び図２に示すように、薄切片作製装置１は、包埋ブロックＢを固定する試料台２と、試料台２に固定された包埋ブロックＢを切削するカッター３と、試料台２に固定された包埋ブロックＢを移動させるＸステージ４及びＺステージ５と、切削屑を除去する切削屑除去手段６と、制御部７とを備える。試料台２は、包埋ブロックＢが包埋カセットＣに搭載された状態で包埋カセットＣを固定することで、包埋ブロックＢを位置決めし、固定することが可能である。また、カッター３は、固定台８に設けられたホルダ９に固定されている。より詳しくは、ホルダ９は、一定の角度に設定された挟持面９ｂを有するホルダ本体９ａと、ホルダ本体９ａの挟持面９ｂとの間でカッター３を挟持する刃押さえ９ｃとを有している。そして、カッター３は、ホルダ９に固定されることで、挟持面９ｂと対応する角度で刃先３ａを突出させた状態で、切削面Ｂ３内で切削可能に固定されている。

Ｘステージ４及びＺステージ５は、試料台２の下部に設けられている。Ｚステージ５は、制御部７による制御のもと、包埋ブロックＢの厚さ方向であるＺ方向に、試料台２上の包埋ブロックＢを所定量移動させることが可能である。また、Ｘステージ４は、制御部７による制御のもと、切削面Ｂ３内においてカッター３と試料台２に固定された包埋ブロックＢとが対向するＸ方向に、所定の移動速度で包埋ブロックＢを移動させることが可能である。

切削屑除去手段６は、略筒状で先端側に開口部１０ａを有する吸引ノズル１０と、吸引ノズル１０に連通した略管状の吸引管１１と、吸引管１１によって吸引ノズル１０と接続された吸引機１２とを備える。吸引ノズル１０は、開口部１０ａが、カッター３の刃先３ａ近傍において、刃先３ａ及び包埋ブロックＢの切断面Ｂ４と対向するように配置されている。また、吸引ノズル１０の開口部１０ａは、刃先３ａが延びる方向においてカッター３によって包埋ブロックＢを切削する範囲全体を吸引可能に、基端側と比較して開口幅が拡大しているとともに、切削方向であるＸ方向において基端側と比較して開口幅が縮小している。また、吸引機１２は、制御部７による制御のもと駆動することで、吸引管１１及び吸引ノズル１０を介して、開口部１０ａから外気を吸引することが可能である。

また、薄切片作製装置１は、切削屑除去手段６を構成する吸引ノズル１０、吸引管１１、及び吸引機１２をＺ方向に進退させる進退手段１５を備える。進退手段１５は、Ｚ方向に立設するガイド１６と、ガイド１６に沿ってＺ方向に進退可能なスライダ１７とを有する。スライダ１７には吸引機１２が固定されていて、制御部７による制御のもとスライダ１７を進退させることで、吸引ノズル１０の開口部１０ａを、刃先３ａに近接させた吸引位置Ｐと、離間した退避位置Ｑとで進退させることが可能である。

次に、薄切片標本作製装置１の作用について説明する。まず、試料台２に、包埋ブロックＢが搭載された包埋カセットＣを載置して固定する。そして、まず包埋ブロックＢの粗削りを行い、包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に生体試料Ｓを最適な状態で露出させる。すなわち、制御部７は、進退手段１５のスライダ１７を駆動することで、切削屑除去手段６の吸引ノズル１０を退避位置Ｑから吸引位置Ｐへ移動させ、吸引ノズル１０の開口部１０ａを刃先３ａ及び包埋ブロックＢに近接配置させる。

次に、制御部７は、Ｚステージ５を駆動して、Ｚ方向でカッター３に近接する方へ、予め設定された送り量だけ包埋ブロックＢを移動させる。そして、制御部７は、切削屑除去手段６の吸引機１２を駆動させて吸引ノズル１０の開口部１０ａから外気を吸引する状態にさせる。この状態で、制御部７は、Ｘステージ４を駆動して、Ｘ方向でカッター３に向う方に、所定の移動速度で包埋ブロックＢを移動させる。これにより、包埋ブロックＢはカッター３によって切削され、切削屑として、Ｚステージ５の送り量と対応する厚さの切片Ｂ５が形成されていくとともに、細かく砕けた細片Ｂ６が形成されていく。ここで、カッター３によって包埋ブロックＢを切削するとともに、切削除去手段６の吸引機１２によって吸引ノズル１０の開口部１０ａから吸引していることで、切削屑である切片Ｂ５及び細片Ｂ６は外気とともに吸引されることとなる。このため、切削屑が除去された状態で、カッター３によって包埋ブロックＢを切削していくことができる。また、吸引ノズル１０の開口部１０ａの形状が、刃先３ａが延びる方向に開口幅を拡大させているとともに、切削方向であるＸ方向に開口幅を縮小させていることで、切削屑が発生する範囲を効率的に、かつ、効果的に吸引することができる。

上記の荒削りの工程を繰り返し行い、包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に、生体試料Ｓが最適な状態で露出したら、次に本削りを行う。まず、制御部７は、切削屑除去手段６の吸引機１２の駆動を停止させるとともに、進退手段１５のスライダ１７を駆動して、吸引ノズル１０を吸引位置Ｐから退避位置ＱまでＺ方向に退避させる。次に、制御部７は、Ｚステージ５を駆動して、Ｚ方向でカッター３に近接する方へ、予め設定された送り量だけ包埋ブロックＢを移動させる。この状態で、制御部７は、Ｘステージを駆動して、Ｘ方向でカッター３に向う方に、所定の送り速度で包埋ブロックＢを移動させる。これにより、包埋ブロックＢはカッター３により切削され、Ｚステージ５の送り量と対応する厚さの薄切片Ｂ１が形成されることとなる。この際、吸引ノズル１０が退避位置Ｑに退避していることで、吸引ノズル１０が支障となってしまうこと無く、薄切片Ｂ１を採取することができる。なお、本削り時のＺステージ５の送り量及びＸステージ４の移動速度は、粗削り時のＺステージ５の送り量及びＸステージ４の移動速度と同じ設定としても良いが、ともに小さい値に設定することで、より精密に本削りを行って薄切片Ｂ１を作製するとともに、効率的に粗削りを行うことができる。

以上のように、本実施形態の薄切片作製装置１によれば、切削屑除去手段６によって切削屑を吸引することで、構成刃先の形成など、切削屑が支障となってしまうこと無く、包埋ブロックＢを切削することが可能である。また、切削屑を外気とともに吸引するだけであるので、カッター３の刃先３ａを損傷させてしまうおそれが無い。このため、カッター３の耐久性を向上させ、良好な切断面Ｂ４の薄切片Ｂ１を作製することができる。なお、包埋ブロックＢの切削に際しては、生体試料Ｓの種類によっては包埋ブロックＢの切断面Ｂ４を加湿する場合がある。このような場合でも、切削屑除去手段６によって吸引することで、加湿された水分を吸引し、カッター３が結露してしまうのを防止することができる。このため、切削した薄切片Ｂ１または切片Ｂ５若しくは細片Ｂ６などの切削屑がカッター３に貼り付いてしまうこと無く、加湿した状態で包埋ブロックＢを好適に切削することができる。

（第２の実施形態）
図３は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図３に示すように、この実施形態の薄切片作製装置２０において、切削屑除去手段２１の吸引ノズル２２は、開口部２２ａを含む先端部２２ｂが弾性変形可能な軟性材で形成されていて、本実施形態では例えばゴムで形成されている。また、吸引ノズル２２は、進退手段１５によって、吸引位置Ｐにおいては、開口部２２ａの縁端２２ｃの一部がカッター３に当接した状態となるように設定されている。

この実施形態の薄切片作製装置２０では、包埋ブロックＢを切削するに際して、吸引ノズル２２を上記のような吸引位置Ｐでカッター３に当接配置することで、カッター３の刃先３ａ及び包埋ブロックＢの切断面Ｂ４に吸引ノズル２２をより近接させた位置とすることができる。さらに、吸引ノズル２２の開口部２２ａの縁端２２ｃの一部がカッター３に当接することで、吸引による空気の流れをカッター３によって一部規制し、限定させることができる。このため、吸引機１２による吸引力を同じとしても、吸引される空気の流速を高め、より効果的に切削屑を吸引することができる。特に、本実施形態では、吸引ノズル２２の先端部２２ｂが弾性変形可能な軟性材で形成されていることで、吸引ノズル２２が吸引位置Ｐに配置されるのに伴って、縁端２２ｃは弾性変形してカッター３に当接した状態となる。このため、カッター３と吸引ノズル２２との密着性を高めることができ、吸引による空気の流れをカッター３によってより効果的に規制して吸引することができる。なお、本実施形態では、吸引ノズル２２の内、先端部２２ｂを軟性材で形成するものとしたが、これに限るものでは無く、全体を軟性材で形成するものとしても良く、あるいは、先端部２２ｂの内、カッター３に当接する縁端２２ｃの一部を含む範囲のみ軟性材で形成するものとしても良い。また、本実施形態では、吸引位置Ｐにおいて、吸引ノズル１０は、カッター３に当接するものとしたが、カッター３を固定する刃押さえ９ｃに当接させても同様の効果を期待することができる。

（第３の実施形態）
図４及び図５は、この発明に係る第３の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図４及び図５に示すように、この実施形態の薄切片作製装置３０において、切削屑除去手段３１の吸引ノズル３２の内周面３２ａには、内周面３２ａを伝わる水滴Ｗ１を回収可能な水受け部３３が設けられている。より詳しくは、水受け部３３は、吸引ノズル３２の開口部３２ｂの縁端３２ｃが内周側に断面略コの字状に折り返されることで、内周面３２ａにおいて周方向に沿って形成された溝である。また、水受け部３３の一部には、外部と連通する排出管３４が設けられている。排出管３４は、開閉自在な排出弁３４ａを有している。排出弁３４ａは、吸引機１２による吸引時には負圧により排出管３４の開口部３４ｂを閉塞するとともに、水受け部３３に一定の水量の水Ｗが滞留することで、その自重により開放するように設定されている。

この実施形態の薄切片作製装置３０によれば、切削屑除去手段６の吸引機１２によって吸引することで、第１の実施形態でも述べたように、空気及び切削屑とともに、空気中や包埋ブロックＢに付着した水分も同時に吸引することとなる。このような水分の一部は、吸引ノズル３２の内周面３２ａに付着し、結合して水滴Ｗ１となる。そして、水滴Ｗ１は、一定の大きさに成長することで吸引力よりも重力の方が大きくなり、吸引ノズル３２の内周面３２ａを伝って降下し、水受け部３３に回収されることとなる。このため、この水滴Ｗ１が吸引ノズル３２の開口部３２ｂからカッター３または包埋ブロックＢに落下し、薄切片Ｂ１または切片Ｂ５若しくは細片Ｂ６などの切削屑がカッター３に貼り付いてしまうなどして、切削に支障となってしまうのを防ぐことができる。ここで、水受け部３３に一定の水量の水Ｗが滞留すると、その自重によって排出弁３４ａが開放し、水受け部３３の水Ｗは排出される。このため、滞留した水Ｗの影響を受けること無く、連続して吸引しながら切削することができる。

なお、本実施形態において、水受け部３３は、吸引ノズル３２の開口部３２ｂの縁端３２ｃが折り返されることで周方向に沿って形成された溝であるとしたが、これに限るもので無い。例えば、内周面３２ａに周方向に沿って凹状に形成された溝としても良く、内周面３２ａ全体に螺旋状に形成するものとしても良い。少なくとも、吸引ノズル３２に付着した水滴Ｗ１が開口部から落下せずに滞留させることが可能であれば良い。また、排出管３４において、排出弁３４ａは滞留する水Ｗの重量によって開閉するものとしたが、制御部７による制御のもと、電気的に適宜開閉可能な構成としても良い。

（第４の実施形態）
図６から図８は、この発明に係る第４の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、この実施形態の薄切片作製装置４０において、切削屑除去手段４１は、吸引ノズル１０、吸引管１１、及び、吸引機１２とともに、さらに、略筒状で先端側に開口部４２ａを有する吹出しノズル４２と、吹出しノズル４２に連通した略管状の送出管４３と、送出管４３によって吹出しノズル４２と接続された吹出し機４４とを備える。吹出しノズル４２は、開口部４２ａが、カッター３ａ近傍において刃先３ａ及び包埋ブロックＢの切断面Ｂ４と対向するように配置されている。より詳しくは、図７に示すように、吸引ノズル１０の開口部１０ａ及び吹出しノズル４２の開口部４２ａの形状は、ともに、カッター３の刃先３ａの延びる方向に開口幅が拡げられた形状を有していて、吹出しノズル４２がカッター３側となるようにして、吸引ノズル１０と吹出しノズル４２とは一体となっている。また、図６に示すように、吸引位置Ｐにおいて、吹出しノズル４２の開口部４２ａの縁端４２ｂの一部はカッター３に当接するように設定されている。吹出し機４４は、制御部７による制御のもと駆動することで、送出管４３及び吹出しノズル４２を介して、開口部４２ａから圧縮空気を送出することが可能である。また、吸引機１２と吹出し機４４とは、一体となって進退手段１５のスライダ１７に固定されていて、これにより吸引位置Ｐから退避位置Ｑまで一体として進退可能である。

次に、この実施形態の薄切片作製装置４０の作用、及び、制御部７による制御の詳細について説明する。まず、制御部７は、第１の実施形態同様に、吸引ノズル１０及び吹出しノズル４２を、吸引位置Ｐ、すなわち吹出しノズル４２の開口部４２ａの縁端４２ｂがカッター３に当接する位置まで移動させる。そして、Ｚステージ５を駆動して包埋ブロックＢをＺ方向に位置調整する。そして、図８に示すように、吸引機１２を駆動させて、吸引ノズル１０の開口部１０ａからの吸引を開始し（ステップＳ１）、一定時間経過後に、Ｘステージ４を駆動して切削を開始させる（ステップＳ２）。このため、切削を開始した時点から発生する切削屑を好適に吸引ノズル１０の開口部１０ａから吸引して除去ことができる。そして、制御部７は、包埋ブロックＢを切削している切削時間中、継続して吸引を行い、切削完了（ステップＳ３）後一定時間が経過するまで、さらに吸引を行う（ステップＳ４）。このため、切削後にカッター３及び包埋ブロックＢに残留した切削屑を確実に除去することができる。さらに、制御部７は、切削完了後、吸引機１２による吸引を行っている内の一定時間の間、吹出し機４４を駆動して吹出しノズル４２の開口部４２ａから圧縮空気を送出させる（ステップＳ５〜ステップＳ６）。このため、カッター３及び包埋ブロックＢに付着して残留している切削屑は、カッター３及び包埋ブロックＢから剥ぎ取られることとなり、効果的に除去することができる。

なお、吹出し機４４による圧縮空気の送出は、切削時間中に実施するものとしても良い。ただし、切削完了後吸引中の一定時間に圧縮空気の送出を限定して行うことで、圧縮空気によって包埋ブロックＢの切断面Ｂ４が乱れて切削の支障となってしまうことを防ぐことができ、より好適である。また、本実施形態では、吸引ノズル１０よりも吹出しノズル４２をカッター３側に配置している。このため、カッター３に付着した切削屑をより確実に除去することができ、構成刃先の形成をより確実に防止することができる。さらに、吸引位置Ｐにおいて、吹出しノズル４２の開口部４２ａの縁端４２ｂの一部をカッター３に当接配置させている。このため、吹出しノズル４２をカッター３の刃先３ａ及び包埋ブロックＢにより近接させた位置とすることができるとともに、圧縮空気の流れをカッター３によって一部規制し、限定させることができる。このため、吹出し機４４による圧力を同じとしても、圧縮空気の流速を高め、より効果的に切削屑を除去することができる。なお、第２の実施形態同様に、吹出しノズル４２を刃押さえ９ｃに当接するものとしても、同様の効果を期待することができる。

（第５の実施形態）
図９は、この発明に係る第５の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、この実施形態の薄切片作製装置５０において、カッター３を固定する固定台５１は、Ｘ方向に延設されたカッターガイド５２と、カッターガイド５２に沿ってＸ方向に進退可能なＸステージ５３とを備える。Ｘステージ５３には、ホルダ５４が固定されている。そして、カッター３は、ホルダ５４に固定されていることで、Ｘ方向に進退可能であり、刃先３ａを突出させて切削面Ｂ３内で切削することが可能である。なお、図示しないが、本実施形態の切削屑除去手段６には、カッター３に追従させて吸引ノズル１０の開口部１０ａをＸ方向へ移動させる移動機構が備えられている。

また、薄切片作製装置５０は、切削屑除去手段６と別途に、カッター３に付着した切削屑の除去を行う清掃手段５５を備える。清掃手段５５は、固定台５１のカッターガイド５２の前端５２ａにＸステージ５３を配置させて、カッター３を包埋ブロックＢから離間させた状態において、カッター３の刃先３ａを囲む断面略コの字の筐体５６と、吸引機５７とを備える。筐体５６には、内周面５６ａから外周面５６ｂまで貫通する吸引孔５６ｃが形成されている。吸引孔５６ｃにおいて、内周面５６ａ側に開口する開口部５６ｄは、カッター３の刃先３ａに対向する位置で、刃先３ａの延びる方向に開口幅を拡大させて形成されている。一方、吸引孔５６ｃの外周面５６ｂ側と吸引機５７との間には、吸引管５８が接続されている。

この実施形態の薄切片作製装置５０によれば、制御部７によってＺステージ５を駆動して包埋ブロックＢをＺ方向に所定量移動させる。次に、制御部７によってＸステージ５３を駆動して、包埋ブロックＢに対してカッター３をＸ方向に移動させることで、所定の厚さで包埋ブロックＢを切削することができる。この際、図示しない移動機構によって切削屑除去手段６の吸引ノズル１０を追従して移動させることで、カッター３の刃先３ａ及び包埋ブロックＢの切削面Ｂ４上の切削屑を第１の実施形態同様に除去することができる。また、本実施形態では、切削完了後、制御部７は、進退手段１５によって切削屑除去手段６の吸引ノズル１０を退避させた後に、Ｘステージ５３を駆動して、カッター３をカッターガイド５２の前端５２ａ側に配置、すなわちカッター３の刃先３ａを清掃手段５５の筐体５６の内部に配置させる。そして、制御部７は、吸引機５７を駆動することで、筐体５６の内部を吸引させる。これにより、カッター３に付着した切削屑を再度吸引して除去することができる。ここで、カッター３の刃先３ａは、筐体５６で囲まれている。このため、吸引機５７によって効果的に切削屑を吸引することができ、切削屑除去手段６による切削中または切削後における除去によって切削屑の一部が残存してしまったとしても、清掃手段５５によってカッター３に付着した切削屑を確実に除去することができる。

図１０は、この実施形態の薄切片作製装置５０において、清掃手段の変形例を示している。この変形例の清掃手段６０は、吹出し機６１を備えている。また、清掃手段６０において、筐体５６には、内周面５６ａから外周面５６ｂまで貫通する送出孔５６ｅが形成されている。送出孔５６ｅにおいて、内周面５６ｃ側に開口する開口部５６ｆは、カッター３の刃先３ａに対向する位置で、刃先３ａの延びる方向に開口幅を拡大させて形成されている。一方、送出孔５６ｅの外周面５６ｂ側と吹出し機６１との間には、送出管６２が接続されている。

この変形例の清掃手段６０においては、カッター３に付着した切削屑を除去する場合、吸引機５７によって吸引するとともに、吹出し機６１によってカッター３に向かって圧縮空気を送出させることができる。このため、より効果的に、カッター３に付着した切削屑を除去することができる。ここで、カッター３の刃先３ａは筐体５６によって囲まれている。このため、吹出し機６１による圧縮空気を拡散してしまうこと無くカッター３に送出することができる。また、剥離した切削屑が周囲に散乱するおそれが無いので、より高圧で圧縮空気を送出することができる。このため、より効果的にカッター３に付着した切削屑を除去することができる。

なお、本実施形態及び変形例では、Ｘステージ５３によってカッター３がＸ方向に移動して、包埋ブロックＢから退避した位置で清掃手段５５（６０）によってカッター３の切削屑の除去を行うものとしたが、これに限るものでは無い。第１から第４の実施形態と同様に、カッター３は固定台に固定された状態とし、Ｘステージによって包埋ブロックＢがＸ方向に移動可能な構成としても良い。この場合には、清掃手段５５（６０）の筐体５６をＸ方向に移動可能な構成とし、Ｘステージによって包埋ブロックＢをカッター３から退避させた後に、筐体５６をカッター３の刃先３ａの位置に移動させるようにすれば良い。また、切削屑除去手段６による切削屑の除去と、清掃手段５５（６０）による切削屑の除去とを併せて行うものとしたが、清掃手段５５（６０）のみの構成としても、カッター３に付着した切削屑の除去を行うことは可能である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、各実施形態において、切削屑除去手段６を構成する吸引ノズル１０、吸引管１１、及び、吸引機１２は、進退手段１５によって一体となって移動可能としたが、これに限るものでは無く、少なくとも開口部１０ａの位置を調整可能に吸引ノズル１０が移動可能であれば良い。また、各実施形態において、Ｘステージ、Ｚステージ、吸引機などの各構成は制御部７による制御のもと駆動するものとしたが、これに限るものでは無い。各構成を操作可能な操作部を有し、手動によって動作させるものとしても、同様の効果を有する。

この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。 この発明の第１の実施形態の薄切片作製装置の正面図である。 この発明の第２の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。 この発明の第３の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。 この発明の第３の実施形態の薄切片作製装置の正面図である。 この発明の第４の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。 この発明の第４の実施形態の薄切片作製装置において、吸引ノズル及び吹出しノズルの各開口部の詳細図である。 この発明の第４の実施形態の薄切片作製装置において、薄切片作製の工程図である。 この発明の第５の実施形態の薄切片作製装置の側面図である。 この発明の第５の実施形態の変形例の清掃手段の詳細図である。

符号の説明

１、２０、３０、４０、５０ 薄切片作製装置
２ 試料台
３ カッター
３ａ 刃先
４ Ｘステージ
５ Ｚステージ
６、２１、３１、４１ 切削屑除去手段
７ 制御部
９ ホルダ
１０、２２、３２ 吸引ノズル
１０ａ、２２ａ、３２ｂ 開口部
１２ 吸引機
１５ 進退手段
２２ｃ 縁端
３２ａ 内周面
３３ 水受け部
３４ 排出管
４２ 吹出しノズル
４２ａ 開口部
４４ 吹出し機
Ｂ 包埋ブロック
Ｂ１ 薄切片
Ｂ３ 切削面
Ｂ５ 切片（切削屑）
Ｂ６ 細片（切削屑）
Ｐ 吸引位置
Ｑ 退避位置
Ｓ 生体試料
Ｗ１ 水滴
Ｘ 切削方向
Ｚ 厚さ方向

Claims (10)

1. 生体試料が包埋された包埋ブロックを切削して薄切片を作製する薄切片作製装置であって、
   前記包埋ブロックを固定する試料台と、
   該試料台に固定された前記包埋ブロックを切削するカッターと、
   該カッターを固定するホルダと、
   前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する切削方向に、前記カッターを前記試料台に固定された前記包埋ブロックに対して相対的に移動させることが可能なＸステージと、
   前記包埋ブロックの厚さ方向に、前記カッターと前記試料台に固定された前記包埋ブロックとの相対的位置を調整可能なＺステージと、
   開口部が前記カッターの刃先近傍に配置された吸引ノズル及び該吸引ノズルから前記包埋ブロックを切削した際に生じる切削屑を吸引可能な吸引機を有する切削屑除去手段と、
   前記カッターの前記刃先に近接する吸引位置と離間する退避位置とで前記吸引機の前記吸引ノズルを進退させる進退手段と、を備え、
   前記進退手段は、
   前記包埋ブロックを切削して前記生体試料を露出させる粗削り時において、前記吸引ノズルを前記吸引位置に配置し、
   前記生体試料が露出した状態で前記包埋ブロックを切削して前記薄切片を作製する本削り時において、前記吸引ノズルを前記退避位置に配置し、
   前記進退手段は、前記吸引位置において、前記吸引ノズルの前記開口部の縁端の一部を前記カッターまたは前記ホルダに当接配置させ、
   前記吸引ノズルは、前記カッターが延びる方向において前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する範囲全体を吸引可能な大きさの前記開口部を有していることを特徴とする薄切片作製装置。
2. 請求項１に記載の薄切片作製装置において、
   前記吸引ノズルの内、少なくとも、前記カッターまたは前記ホルダと当接される前記開口部の前記縁端の一部は、前記カッターと当接することで弾性変形可能な軟性材で形成されていることを特徴とする薄切片作製装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の薄切片作製装置において、
   前記吸引ノズルの内周面には、該内周面を伝わる水滴を回収可能な水受け部が設けられていることを特徴とする薄切片作製装置。
4. 請求項３に記載の薄切片作製装置において、
   前記吸引ノズルの前記水受け部には、該水受け部に回収された水滴を外部に適宜排出可能な排出管を備えることを特徴とする薄切片作製装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄切片作製装置において、
   前記切削屑除去手段は、開口部が前記カッターの前記刃先近傍に配置された吹出しノズルと、
   該吹出しノズルから前記カッターの前記刃先に向かって圧縮空気を送出可能な吹出し機とを有することを特徴とする薄切片作製装置。
6. 請求項５に記載の薄切片作製装置において、
   前記Ｘステージを駆動して前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する際の切削時間、及び、該切削時間の前後のそれぞれ一定時間の間、前記切削屑除去手段の前記吸引機によって吸引させるとともに、前記切削時間経過後前記吸引機によって吸引を行っている内の一定時間の間、前記吹出し機によって圧縮空気を送出させる制御部を備えることを特徴とする薄切片作製装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄切片作製装置を用いて、前記生体試料が包埋された前記包埋ブロックを切削することを特徴とする包埋ブロックの切削方法。
8. 請求項７に記載の包埋ブロックの切削方法において、
   前記切削屑を吸引するとともに、前記カッターの前記刃先近傍に吹出しノズルを配置して、該吹出しノズルから前記カッターの前記刃先に向かって圧縮空気を送出させることを特徴とする包埋ブロックの切削方法。
9. 請求項８に記載の包埋ブロックの切削方法において、
   前記カッターによって前記包埋ブロックを切削する際の切削時間、及び、該切削時間の前後のそれぞれ一定時間の間、前記吸引ノズルから前記切削屑の吸引を行うとともに、前記切削時間経過後吸引を行っている内の一定時間の間、前記吹出しノズルから圧縮空気の送出を行うことを特徴とする包埋ブロックの切削方法。
10. 請求項７から請求項９に記載の包埋ブロックの切削方法によって前記包埋ブロックを切削して所望の切断面を形成した後に、所定の厚さで前記包埋ブロックを再度切削して薄切片を作製することを特徴とする薄切片の作製方法。

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