JP5193085B2 - 薄切片作製装置及び薄切片作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄切片作製装置及び薄切片作製方法に関する。

従来より、新薬開発において臨床試験に先立ち、実験動物による毒性試験や病理検査等が行われている。これらの試験や検査は、スライドガラス等の基板上に、所望の切片厚（例えば、３μｍ〜５μｍ）の薄切片が固定された薄切片標本を用いて行われるものである。薄切片としては、薬物を投与したネズミやウサギ等の実験動物を剖検し、病理検査のために薄切りしたものが使用されている。また、種々の部位（例えば、脳や肺等）毎に作製されている。

このような薄切片を作製する装置として、専用の薄切り装置であるミクロトームが知られている。ここで、ミクロトームを利用して薄切片を作製する一般的な方法について説明する。
まず、ホルマリン固定された生物や動物等の生体試料をパラフィン置換した後、更に周囲をパラフィンで固めて強固にして、ブロック状態の包埋ブロックを作製する。
次に、この包埋ブロックをミクロトームにセットして、粗削り（面出し）を行う。この粗削りによって、包埋ブロックの表面が平滑面となると共に、実験や観察の対象物である包埋された生体試料が表面に露出した状態となる。
粗削りが終了した後、本削りを行う。これは、ミクロトームが有するカッターにより、包埋ブロックを上述した厚みで極薄に切削、つまり薄切する工程である。
以上により、前記切片厚の薄切片を得ることができる。

ところで、生体試料の種類によっては、薄切片を作製する際に、包埋ブロックの表面が乾燥していると、切削後に露出する包埋ブロックの表面に皺や変形等が生じる恐れがあり、包埋ブロックの表面が乾燥しないように対策を要するものがある。この場合、例えば包埋ブロックを適度に加湿して、乾燥を防止する必要がある。この種の薄切片作製装置として、下記特許文献１に示されるように、包埋ブロック（試料ブロック）及びカッター（ナイフ）の周囲を上方から覆うカバーと、このカバーの内側の湿度が目標の値に保たれるように制御する湿度制御装置と、を備える構成が知られている。

特開２００４−２８９６５号公報

しかしながら、包埋ブロックは、加湿によって膨潤や温度変化することから収縮もしくは伸張して大きさが変化することがあるため、前記従来の薄切片作製装置では、本削りに際し包埋ブロックを加湿したときに、包埋ブロックを所望の切片厚で切削することが困難であった。つまり、包埋ブロックを前記切片厚で切削しようとしたときに、加湿によって包埋ブロックが収縮する場合には、薄切片が前記切片厚より薄く切削され、包埋ブロックが伸張する場合には、薄切片が前記切片厚より厚く切削されてしまっていた。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、薄切片を所望の切片厚で高精度に切削することができる薄切片作製装置、及び薄切片作製方法を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る薄切片作製装置は、生体試料が包埋された包埋ブロックを切削して所望の切片厚の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支持する支持体と、前記包埋ブロックを切削するカッターと、前記支持体と前記カッターとを一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記カッターにより前記包埋ブロックを切削する移動手段と、前記一方向に交差する他方向に沿って前記支持体と前記カッターとを相対的に進退移動させ、前記カッターに対する前記包埋ブロックの前記他方向の位置を調整する調整手段と、前記包埋ブロックを加湿する加湿手段と、前記カッターにより前記包埋ブロックから切削された切削屑を吸引して廃棄する廃棄手段と、前記移動手段、前記調整手段、前記加湿手段及び前記廃棄手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記包埋ブロックを前記加湿手段により予備加湿した後、前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前進移動させ、前記包埋ブロックを前記カッターにより予備切削し、前記予備切削で切削された前記切削屑を前記廃棄手段により吸引して廃棄し、その後、前記包埋ブロックを前記加湿手段により本加湿すると共に、前記調整手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前記切片厚だけ前進移動させた後、前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に、前記予備切削時と同じ速度で前進移動させ、前記包埋ブロックを前記カッターにより本切削して前記薄切片を作製し、前記制御部は、前記予備加湿が終了した後から前記予備切削を開始させるまでの時間と、前記本加湿が終了した後から前記本切削を開始させるまでの時間と、を同じにすると共に、前記予備加湿及び前記本加湿のそれぞれを同じ加湿条件で行うことを特徴とする。

また、本発明に係る薄切片作製方法は、生体試料が包埋された包埋ブロックを支持する支持体と、前記包埋ブロックを切削するカッターと、前記支持体と前記カッターとを一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記カッターにより前記包埋ブロックを切削する移動手段と、前記一方向に交差する他方向に沿って前記支持体と前記カッターとを相対的に進退移動させ、前記カッターに対する前記包埋ブロックの前記他方向の位置を調整する調整手段と、前記包埋ブロックを加湿する加湿手段と、前記カッターにより前記包埋ブロックから切削された切削屑を吸引して廃棄する廃棄手段と、を備える薄切片作製装置を用いて、前記包埋ブロックを切削して所望の切片厚の薄切片を作製する薄切片作製方法であって、前記包埋ブロックを前記加湿手段により予備加湿する予備加湿工程と、前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前進移動させ、予備加湿された前記包埋ブロックを前記カッターにより予備切削する予備切削工程と、前記予備切削工程で切削された前記切削屑を前記廃棄手段により吸引して廃棄する廃棄工程と、予備切削された前記包埋ブロックを前記加湿手段により本加湿する本加湿工程と、前記予備切削工程後、前記調整手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前記切片厚だけ前進移動させる調整工程と、前記調整工程後、前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に、前記予備切削工程時と同じ速度で前進移動させ、本加湿された前記包埋ブロックを前記カッターにより本切削して前記薄切片を作製する本切削工程と、を備え、前記予備加湿工程が終了した後から前記予備切削工程を開始させるまでの時間と、前記本加湿工程が終了した後から前記本切削工程を開始させるまでの時間と、が同じであると共に、前記予備加湿工程及び前記本加湿工程のそれぞれを同じ加湿条件で行うことを特徴とする。

この発明によれば、本切削工程において、移動手段により支持体とカッターとを相対的に予備切削工程時と同じ速度で前進移動させる。更に、予備加湿工程後から予備切削工程を開始させるまでの時間と、本加湿工程後から本切削工程を開始させるまでの時間と、が同じであると共に、予備加湿工程及び本加湿工程のそれぞれが同じ加湿条件で行われる。
以上により、本切削工程において切削される包埋ブロックの加湿条件、及び本加湿されてから本切削されるまでの切削待時間を、予備切削において切削された包埋ブロックの加湿条件、及び予備加湿されてから予備切削されるまでの切削待時間と、それぞれ一致させることができる。これにより、本切削工程における包埋ブロックでの加湿を起因とする前記他方向の変化量と、予備切削工程における前記変化量とを一致させることが可能となる。従って、調整手段により支持体とカッターとを相対的に前記切片厚だけ前進移動させる調整工程を行った後、本切削工程を行うことで薄切片を前記切片厚で高精度に切削することができる。
また、廃棄工程が、予備切削工程で切削された切削屑を廃棄することから、この切削屑が薄切片の作製の過程において他の作業を妨げることが無いので、薄切片の作製効率を向上させることができる。

また、本発明に係る薄切片作製装置では、前記制御部は、前記予備加湿が終了した後から前記予備切削を開始するまでの時間と、前記本加湿が終了した時点と、に基づいて、前記本切削を開始しても良い。

また、本発明に係る薄切片作製方法では、前記予備加湿工程が終了した後から前記予備切削工程を開始するまでの時間と、前記本加湿工程が終了した時点と、に基づいて、前記本切削工程を開始しても良い。

本発明によれば、薄切片を所望の切片厚で高精度に切削することができる。

本発明の一実施形態に係る薄切片作製装置の模式的な側面図である。 図１に示す薄切片作製装置の制御ブロック図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。 図１に示す薄切片作製装置を用いた薄切片作製方法を説明する一工程図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、薄切片作製装置１は、生体試料Ａが包埋された略直方体の包埋ブロックＢを所望の切片厚ｈ１に薄切して薄切片Ｓを作製する装置である。なお、薄切片Ｓの切片厚ｈ１は、例えば３〜５μｍ程度であり、この薄切片作製装置１は、主に薄切片Ｓに含まれる生体試料Ａを検査、観察する過程で使用される。

生体試料Ａ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Ａを包埋剤Ｂ１によって包埋、即ち周囲を覆い固めたものである。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Ａの塊をホルマリンに漬けて、生体試料Ａ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Ａの内部の水分を包埋剤Ｂ１に置き換えたものを、溶解した包埋剤Ｂ１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Ｂ１は、液状化と冷却固化とが容易で、且つ、エタノールに浸漬することで溶解する材質であり、例えば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を支持する支持体２と、包埋ブロックＢを切削するカッター３と、支持体２とカッター３とを水平面と平行なＸ方向（一方向）に沿って相対的に進退移動させるＸステージ（移動手段）４と、水平面と直交する鉛直方向であるＺ方向（他方向）に沿って支持体２とカッター３とを相対的に進退移動させるＺステージ（調整手段）５と、包埋ブロックＢを加湿する加湿手段６と、Ｘステージ４、Ｚステージ５及び加湿手段６を制御する制御部７と、を備えている。更に、本実施形態では、カッター３により包埋ブロックＢから切削された切削屑Ｓ１（図６参照）を吸引して廃棄する廃棄手段８と、カッター３による包埋ブロックＢの切削の有無を検出する切削検出手段９と、カッター３により包埋ブロックＢから切削された薄切片Ｓを次工程に搬送する搬送手段１０と、を備えており、これらの廃棄手段８及び搬送手段１０も制御部７により制御される。

図１に示すように、カッター３は、図示しない固定手段で互いに固定された固定台１１とホルダ１２との間に着脱可能に挟持されて固定されて交換可能とされている。図示の例では、カッター３は、刃先３ａが水平面と平行となるように固定されている。
支持体２は、包埋ブロックＢが固定されているカセットＣを交換可能に位置決めして固定して包埋ブロックＢを支持している。そして、支持体２は、Ｚステージ５上に設けられたガイドレール１３によってＸ方向に摺動可能に支持されている。なお、図示の例では、支持体２は、包埋ブロックＢの厚み方向がＺ方向に一致すると共に、包埋ブロックＢの表面Ｂ２が水平面と一致するように、包埋ブロックＢを支持している。

Ｚステージ５は、支持体２をＺ方向に沿って移動可能に支持しており、支持体２をＺ方向に沿って上側に移動させることで支持体２とカッター３とを相対的に前進移動させ、支持体２をＺ方向に沿って下側に移動させることで支持体２とカッター３とを相対的に後退移動させることができる。これにより、カッター３に対する包埋ブロックＢのＺ方向の位置を調整することができる。

Ｘステージ４は、Ｚステージ５を介して支持体２をＸ方向に沿って移動可能に支持しており、支持体２をカッター３に対してＸ方向に沿って刃先３ａ側から接近するように移動させることで両者を相対的に前進移動させ、支持体２をカッター３に対してＸ方向に沿って刃先３ａ側に離間するように移動させることで両者を相対的に後退移動させることができる。
このように構成されたＸステージ４は、カッター３に対して支持体２を進退移動させることで、包埋ブロックＢに対してカッター３の刃先３ａを水平面と平行な走行面３ｂに沿って相対的に移動させることができる。従って、Ｘステージ４は、カッター３に対して支持体２を、カッター３の刃先３ａ側でＸ方向に離間した待機位置Ｐから前進移動させることで、カッター３により包埋ブロックＢを切削することができる。

切削検出手段９は、Ｘステージ４により移動される支持体２の位置を検出して支持体位置データＤ１を出力する支持体位置検出器１４と、カッター３によって包埋ブロックＢを切削した際に生じる切削力を検出して切削力データＤ２を出力する切削力検出部１５と、を備えている。そして、切削検出手段９は、支持体位置データＤ１と切削力データＤ２とで構成される検出データＤを制御部７に送出する。

支持体位置検出器１４は、例えば光学式センサーや磁気センサー等により構成されている。また、切削力検出部１５は、支持体２とＸ方向に対向してＺステージ５上に設けられて支持体２と当接する力センサー１５ａと、支持体２を挟むように力センサー１５ａとＸ方向に対向してＺステージ５上に設けられて支持体２を一定の力で力センサー１５ａ側に押圧する押圧部１５ｂと、を備えている。なお、図示の例では、力センサー１５ａは、カッター３の刃先３ａとＸ方向に対向するように配設されている。

搬送手段１０は、カッター３の上方にホルダ１２と近接して設けられた前部ローラ１０ａと、カッター３に対して次工程が位置する後方に設けられた後部ローラ１０ｂと、前部ローラ１０ａと後部ローラ１０ｂとの間に巻回された搬送ベルト１０ｃとを備えている。前部ローラ１０ａ及び後部ローラ１０ｂは、それぞれ図示しないフレームに回転可能に軸着されている。また、前部ローラ１０ａとカッター３のホルダ１２との間には、搬送ベルト１０ｃが通過可能な隙間があいている。

更に、本実施形態では、前部ローラ１０ａと後部ローラ１０ｂとの間には、前記フレームに回転可能に軸着された２つの中間ローラ１０ｄ、１０ｅが配設され、一方の中間ローラ１０ｅには、モータ１０ｆが接続されている。
このように構成された搬送手段１０においては、カッター３により包埋ブロックＢから切削される薄切片Ｓが、切削されながらその先端側が上方に捲り上げられて搬送ベルト１０ｃによって受け取られる。そして、モータ１０ｆが作動して搬送ベルト１０ｃを無限走行させることで、この薄切片Ｓを次工程に向けて搬送することができる。

加湿手段６は、一定温度に加熱されたミストを発生させるミスト発生部１６と、発生したミストが前記待機位置Ｐの支持体２に支持された包埋ブロックＢの表面Ｂ２に当たるようにミストを案内する案内部１７と、を備えている。
このように構成された加湿手段６によれば、ミスト発生部１６によって発生されたミストを案内部１７により案内し、このミストを前記待機位置Ｐに位置する包埋ブロックＢの表面Ｂ２に当たるように吹き付けることができる。これにより、包埋ブロックＢを一定の加湿温度Ｔで加湿することができる。
また、本実施形態では、加湿手段６は、加湿時間が制御部７により制御可能とされている。

廃棄手段８は、カッター３の近傍に配設された吸引口部１８と、吸引口部１８に接続されたバキュームポンプ１９と、を備えている。本実施形態では、吸引口部１８は、カッター３の近傍の搬送ベルト１０ｃの上面に向けて開口されており、この廃棄手段８によれば、バキュームポンプ１９が作動することで搬送ベルト１０ｃ上の切削屑Ｓ１を吸引口部１８から吸引することができる。

図２に示すように、制御部７は、切削検出手段９から送出された検出データＤを記憶するサンプリング回路２０と、Ｘステージ４及びＺステージ５を制御するステージコントローラ２１と、サンプリング回路２０及びステージコントローラ２１、並びに搬送手段１０、加湿手段６及び廃棄手段８を制御するコンピュータ２２と、を備えている。

コンピュータ２２は、サンプリング回路２０及びステージコントローラ２１とそれぞれ電気的に接続されている。
また、コンピュータ２２には、各種データを外部入力可能な入力部２３が接続されている。本実施形態では、コンピュータ２２には、カッター３の刃先３ａのＸ方向の位置座標と、包埋ブロックＢのＸ方向に沿った大きさと、所望する薄切片Ｓの切片厚ｈ１とが入力部２３を用いて予め入力され記憶されている。また、ステージコントローラ２１には、後述する移動工程（予備切削工程）及び本切削工程におけるＸステージ４の移動速度ｖが入力部２３を用いて予め入力され記憶されている。

そして、コンピュータ２２は、カッター３の刃先３ａのＸ方向の位置座標と、包埋ブロックＢのＸ方向に沿った大きさと、サンプリング回路２０に記憶された検出データＤと、に基づいて、後述するように包埋ブロックＢが切削されたか否かを判定することが可能な構成とされている。
なお、本実施形態では、コンピュータ２２には、ディスプレイ２４が接続されており、下記に示す各工程の進捗状況や、切削検出手段９による検出結果などが表示可能である。

次に、以上に示した薄切片作製装置１を用いて、予め面出しがされた包埋ブロックＢから前記切片厚ｈ１の薄切片Ｓを作製する薄切片作製方法について説明する。
始めに、図３に示すように、支持体２を前記待機位置Ｐに移動させ、包埋ブロックＢが固定されたカセットＣを支持体２にセットする準備工程を行う。この際、本実施形態では、カッター３の刃先３ａの走行面３ｂと、包埋ブロックＢの表面Ｂ２とのＺ方向の位置が一致するようにカセットＣをセットする。

次に、図４に示すように、包埋ブロックＢを加湿手段６により予備加湿する予備加湿工程を行う。本実施形態では、コンピュータ２２が、ミスト発生部１６に一定の加湿時間ｔ１（例えば１０秒間）だけ一定温度のミストを発生させ、発生したミストを案内部１７から包埋ブロックＢの表面Ｂ２に吹きつける。これにより、包埋ブロックＢの表面Ｂ２が前記加湿温度Ｔで前記加湿時間ｔ１だけ予備加湿される。つまり、前記加湿温度Ｔと前記加湿時間ｔ１とは、予備加湿の加湿条件Ｈを構成する。
なお以下では、前記加湿条件Ｈで予備加湿された包埋ブロックＢは、予備加湿される前の包埋ブロックＢに比べて、Ｚ方向に変化量ｈ２（但し、ｈ２＜ｈ１）だけ収縮するものとして説明する。つまり、予備加湿された包埋ブロックＢの表面Ｂ２は、カッター３の走行面３ｂよりも下側に位置することになる。

次いで、図５に示すように、本実施形態では、Ｚステージ５によりカッター３に対する包埋ブロックＢのＺ方向の位置を調整する予備調整工程を行う。本実施形態では、ステージコントローラ２１が、Ｚステージ５により前記切片厚ｈ１だけ支持体２をカッター３に対して前進移動させ、カッター３に対する包埋ブロックＢの位置を調整させる。図示の例では、ｈ２＜ｈ１なので、包埋ブロックＢの表面Ｂ２が、カッター３の走行面３ｂよりも上側に位置することになる。

次いで、本実施形態では、図６に示すように、Ｘステージ４により支持体２とカッター３とを相対的に前進移動させる移動工程を行う。本実施形態では、ステージコントローラ２１が、Ｘステージ４により包埋ブロックＢをカッター３に対して相対的に前記移動速度ｖで前進移動させる。なお、この移動速度ｖは、包埋ブロックＢとカッター３とのＸ方向の相対的な位置関係によって変化しても構わず、例えば、包埋ブロックＢがカッター３によって切削されうるＸ方向の範囲では、包埋ブロックＢとカッター３とが単に接近するＸ方向の範囲よりも遅くなっていても良い。
また、コンピュータ２２は、予備加湿工程後から移動工程を開始するまでの時間ｔ２を計測し、記憶しておく。

また、移動工程を行いながら、カッター３による包埋ブロックＢの切削状態を検出する検出工程を行う。本実施形態では、ステージコントローラ２１が、Ｘステージ４により支持体２を待機位置Ｐからカッター３に向けて前進移動させながら、支持体位置検出器１４が、支持体２のＸ方向の位置を支持体位置データＤ１としてサンプリング回路２０に送出すると共に、切削力検出部１５の力センサー１５ａが、カッター３により包埋ブロックＢが切削されることで生じる切削力の切削力データＤ２をサンプリング回路２０に送出する。

切削検出工程について詳しく説明すると、図示の例のように、予備加湿された包埋ブロックＢの表面Ｂ２がカッター３の走行面３ｂよりも上側に位置する場合には、移動工程において包埋ブロックＢがカッター３により切削される。この際、包埋ブロックＢが切削されている期間、つまり、支持体２に固定された包埋ブロックＢのＸ方向の位置座標がカッター３の刃先３ａのＸ方向の位置座標に到達した時点から、包埋ブロックＢのＸ方向に沿った大きさ移動される時点までの検出期間、カッター３による切削力が力センサー１５ａに伝達され、切削力データＤ２がこの検出期間の前後に比べて大きくなる。

一方、予備加湿された包埋ブロックＢの表面Ｂ２がカッター３の走行面３ｂよりも下側に位置する場合には、前記検出期間においてカッター３の刃先３ａが包埋ブロックＢに接触することなくカッター３が包埋ブロックＢを空振りするため、前記検出期間を含めてカッター３に対して包埋ブロックＢが前進移動されている間、力センサー１５ａにより検出される切削力の切削力データＤ２は略一定となる。なおこの際、切削力データＤ２は、押圧部１５ｂにより支持体２が押圧されることで力センサー１５ａに検出される切削力を示す。

以上に示すように、切削検出工程において、カッター３による包埋ブロックＢの切削状態を検出し、支持体位置データＤ１及び切削力データＤ２とで構成される検出データＤとしてサンプリング回路２０に送出することができる。そして、サンプリング回路２０は、送出された検出データＤを記憶する。
以上で切削検出工程が終了する。

次いで、切削検出工程で得られた検出データＤに基づいて包埋ブロックＢの切削の有無を判定する判定工程を行う。
この際、まず、コンピュータ２２は、カッター３の刃先３ａのＸ方向の位置座標と、包埋ブロックＢのＸ方向に沿った大きさと、サンプリング回路２０に記憶された検出データＤと、に基づいて、前記検出期間における切削力データＤ２がこの検出期間の前後に比べて大きくなっているか否かを判定し、切削の有無を判定する。

そして、コンピュータ２２が、移動工程の前記検出期間においてカッター３が包埋ブロックＢを空振りし、切削が行われなかったと判定した場合には、予備加湿工程に戻り、予備加湿工程から判定工程までを繰り返す。なお、予備加湿工程から判定工程を繰り返す場合、コンピュータ２２は、予備加湿工程後から移動工程を開始するまでの時間ｔ２を、両工程を実施する都度更新して記憶する。

一方、コンピュータ２２が、移動工程の前記検出期間において切削が行われたと判定した場合には、次の工程に移行する。なお、判定工程で、前記検出期間において切削が行われたと判定された移動工程が、本実施形態において、予備加湿された包埋ブロックＢをカッター３により予備切削する予備切削工程となる。

このように予備切削工程（移動工程）を行うことで、前記加湿条件Ｈで予備加湿された包埋ブロックＢは、予備加湿工程後から予備切削工程（移動工程）を開始させるまでの時間ｔ２と、予備切削工程（移動工程）におけるカッター３の移動速度ｖと、で決定される予備加湿されてから予備切削されるまでの切削待時間ｔ３の下でＺ方向に所定の変化量だけ変化した状態で予備切削される。

次に、図６に示すように、予備切削工程で切削された切削屑Ｓ１を吸引して廃棄する廃棄工程を行う。この際、コンピュータ２２は、搬送ベルト１０ｃ上に受け取られた薄切片Ｓをバキュームポンプ１９により吸引口部１８から吸引して廃棄する。
また、図７に示すように、コンピュータ２２は、ステージコントローラ２１によりＸステージ４を作動させ、支持体２を前記待機位置Ｐまで後退移動させる。

ここで、予備切削工程が終了したときには、カッター３の走行面３ｂと、包埋ブロックＢの表面Ｂ２とが、Ｚ方向に一致しているが、予備切削工程後から本加湿工程を行うまでに、包埋ブロックＢが乾燥することで、加湿による影響である包埋ブロックＢのＺ方向の収縮が徐々に復元され、包埋ブロックＢの表面Ｂ２が、カッター３の走行面３ｂに対して前記変化量ｈ２だけ上側に位置する。

次いで、図８に示すように、予備切削された包埋ブロックＢを加湿手段６により本加湿する本加湿工程を行う。この際、予備加湿工程と同じ加湿条件Ｈで行う。本実施形態では、コンピュータ２２が、ミスト発生部１６に前記加湿時間ｔ１だけ前記一定温度のミストを発生させ、発生したミストを案内部１７から包埋ブロックＢの表面Ｂ２に吹きつけて前記加湿温度Ｔで加湿する。これにより、本加湿工程で本加湿された包埋ブロックＢは、前記加湿条件Ｈで加湿されるので、本加湿される前の包埋ブロックＢに比べて、Ｚ方向に前記変化量ｈ２だけ収縮する。従って、カッター３の走行面３ｂと包埋ブロックＢの表面Ｂ２とが、Ｚ方向に一致する。
また、コンピュータ２２は、本加湿工程が終了した時点を記憶しておく。

次いで、図９に示すように、Ｚステージ５により支持体２とカッター３とを相対的に前記切片厚ｈ１だけ前進移動させる本調整工程（調整工程）を行う。本実施形態では、ステージコントローラ２１が、Ｚステージ５によりカッター３に対して支持体２を前記切片厚ｈ１だけ前進移動させる。これにより、包埋ブロックＢの表面Ｂ２は、走行面３ｂに対して前記切片厚ｈ１だけ上側に位置することになる。

次いで、図１０に示すように、Ｘステージ４により支持体２とカッター３とを相対的に前進移動させ、本加湿された包埋ブロックＢをカッター３により本切削して薄切片Ｓを作製する本切削工程を行う。この際、本加湿工程後から本切削工程を開始させるまでの時間ｔ４が、予備加湿工程後から予備切削工程を開始させるまでの時間ｔ２と同じになるように本切削工程を行う。更に、支持体２とカッター３とを相対的に、予備切削工程時と同じ速度ｖで前進移動させる。
本実施形態では、コンピュータ２２が、予備切削工程で記憶された予備加湿工程後から予備切削工程を開始するまでの時間ｔ２と、本加湿工程が終了した時点と、に基づいて、本切削工程を開始する。この際、ステージコントローラ２１が、包埋ブロックＢをカッター３に対して相対的に前記移動速度ｖで前進移動させる。

次いで、本実施形態では、切削されて搬送手段１０に移し渡された薄切片Ｓを次工程に向けて搬送する搬送工程を行う。本実施形態では、コンピュータ２２が、モータ１０ｆを作動させて搬送ベルト１０ｃにより薄切片Ｓを次工程に向けて搬送する。

以上に示した薄切片作製装置１及び薄切片作製方法によれば、本切削工程において、Ｘステージ４により支持体２とカッター３とを相対的に予備切削工程時と同じ速度ｖで前進移動させる。更に、予備加湿工程後から予備切削工程を開始させるまでの時間ｔ２と、本加湿工程後から本切削工程を開始させるまでの時間ｔ４と、が同じであると共に、予備加湿工程及び本加湿工程のそれぞれが同じ加湿条件Ｈで行われる。
以上により、本切削工程において切削される包埋ブロックＢの加湿条件Ｈ、及び本加湿されてから本切削されるまでの切削待時間を、予備切削において切削された包埋ブロックＢの加湿条件Ｈ、及び予備加湿されてから予備切削されるまでの切削待時間ｔ３と、をそれぞれ一致させることができる。これにより、本切削工程における包埋ブロックＢでの加湿を起因とするＺ方向の変化量と、予備切削工程における前記変化量とを一致させることが可能となる。従って、Ｚステージ５により支持体２とカッター３とを相対的に前記切片厚ｈ１だけ前進移動させる本調整工程を行った後、本切削工程を行うことで薄切片Ｓを前記切片厚ｈ１で高精度に作製することができる。

また、廃棄工程が、予備切削工程で切削された切削屑Ｓ１を廃棄することから、この切削屑Ｓ１が薄切片Ｓの作製の過程において他の作業を妨げることが無いので、薄切片Ｓの作製効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、判定工程において切削されたと判定した後に、次の工程である廃棄工程に移行するので、予備切削を複数回繰り返す恐れがなく、予備切削後、円滑に次の工程に移行することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、準備工程において、カッター３の走行面３ｂと、包埋ブロックＢの表面Ｂ２とのＺ方向の位置が一致するように支持体２にカセットＣをセットするものとしたが、これに限られるものではなく、包埋ブロックＢの表面Ｂ２がカッター３の走行面３ｂに対して下側や上側に位置していても良い。

また、前記実施形態では、加湿により収縮する包埋ブロックＢを採用した場合を例に示したが、加湿により伸張する包埋ブロックを採用しても良い。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。更にこの場合、予備調整工程は行わなくても良く、これにより、予備調整工程において薄切される切削屑Ｓ１の厚さを小さく抑えることが可能となり、包埋ブロックＢから作製できる薄切片Ｓの歩留まりを向上させることができる。

また、前記実施形態では、予備調整工程において、カッター３に対して支持体２を前記切片厚ｈ１だけ前進移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、本切削の対象とする包埋ブロックＢについて、前記加湿条件Ｈで加湿した際に収縮または伸張のいずれの変化をどれだけするかの概略の予測変化量を制御部７に予め記憶させておき、この予測変化量に応じて予備調整工程におけるカッター３に対する支持体２の進退量を設定しても良い。

また、前記実施形態では、切削検出手段９を備えるものとしたが、切削検出手段９は無くても良い。例えば、制御部７に前記予測変化量を予め記憶させておき、予備調整工程におけるカッター３に対する支持体２の進退量の累積値が、前記予測変化量を超えた後に行う移動工程により予備切削がされたと判定しても良い。また、切削検出手段９を備える場合であっても、切削検出手段は、前記実施形態に示すものに限られるものではない。

また、前記実施形態では、廃棄手段８及び搬送手段１０を備えるものとしたが、これらは無くても良く、また、これらを備える場合であっても、廃棄手段及び搬送手段は、前記実施形態に示したものに限られない。
また、前記実施形態では、Ｘ方向を水平面と平行な方向とし、Ｚ方向を水平面それぞれと直交する鉛直方向としたが、これに限られるものではなく、Ｘ方向とＺ方向とは互いに交差していれば良い。

また、前記実施形態では、移動手段であるＸステージ４は、カッター３に対して支持体２を進退移動させることで両者を相対的に進退移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、移動手段は、カッター３及び支持体２の両者を移動させても良く、また、カッター３を支持体２に対して移動させても良い。
また、前記実施形態では、調整手段であるＺステージ５は、カッター３に対して支持体２を進退移動させることで両者を相対的に進退移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、調整手段は、カッター３及び支持体２の両者を移動させても良く、また、カッター３を支持体２に対して移動させても良い。

また、前記実施形態では、予備加湿工程の後に予備調整工程を行うものとしたが、両工程が予備切削工程の前に行われれば、工程順序はこれに限られるものではなく、例えば予備調整工程の後に予備加湿工程を行っても良く、また、予備加湿工程と予備調整工程とを並行して行っても良い。
また、前記実施形態では、本加湿工程の後に本調整工程を行うものとしたが、両工程が本切削工程の前に行われれば、工程順序はこれに限られるものではなく、例えば本調整工程の後に本加湿工程を行っても良く、また、本加湿工程と本調整工程とを並行して行っても良い。

また、前記実施形態では、薄切片Ｓの切片厚ｈ１が、入力部２３を用いて予め入力されて記憶されているものとしたが、これに限られるものではなく、本調整工程時に入力部２３を用いて入力しても良い。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 薄切片作製装置
２ 支持体
３ カッター
３ａ 刃先
３ｂ 走行面
４ Ｘステージ（移動手段）
５ Ｚステージ（調整手段）
６ 加湿手段
７ 制御部
８ 廃棄手段
Ｂ 包埋ブロック
Ｃ カセット
Ｓ 薄切片
Ｓ１ 切削屑
ｈ１ 切片厚

Claims (4)

1. 生体試料が包埋された包埋ブロックを切削して所望の切片厚の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支持する支持体と、
   前記包埋ブロックを切削するカッターと、
   前記支持体と前記カッターとを一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記カッターにより前記包埋ブロックを切削する移動手段と、
   前記一方向に交差する他方向に沿って前記支持体と前記カッターとを相対的に進退移動させ、前記カッターに対する前記包埋ブロックの前記他方向の位置を調整する調整手段と、
   前記包埋ブロックを加湿する加湿手段と、
   前記カッターにより前記包埋ブロックから切削された切削屑を吸引して廃棄する廃棄手段と、
   前記移動手段、前記調整手段、前記加湿手段及び前記廃棄手段を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記包埋ブロックを前記加湿手段により予備加湿した後、
   前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前進移動させ、前記包埋ブロックを前記カッターにより予備切削し、
   前記予備切削で切削された前記切削屑を前記廃棄手段により吸引して廃棄し、
   その後、前記包埋ブロックを前記加湿手段により本加湿すると共に、前記調整手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前記切片厚だけ前進移動させた後、
   前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に、前記予備切削時と同じ速度で前進移動させ、前記包埋ブロックを前記カッターにより本切削して前記薄切片を作製し、
   前記制御部は、
   前記予備加湿が終了した後から前記予備切削を開始させるまでの時間と、前記本加湿が終了した後から前記本切削を開始させるまでの時間と、を同じにすると共に、
   前記予備加湿及び前記本加湿のそれぞれを同じ加湿条件で行う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であって、
   前記制御部は、前記予備加湿が終了した後から前記予備切削を開始するまでの時間と、前記本加湿が終了した時点と、に基づいて、前記本切削を開始することを特徴とする薄切片作製装置。
3. 生体試料が包埋された包埋ブロックを支持する支持体と、
   前記包埋ブロックを切削するカッターと、
   前記支持体と前記カッターとを一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記カッターにより前記包埋ブロックを切削する移動手段と、
   前記一方向に交差する他方向に沿って前記支持体と前記カッターとを相対的に進退移動させ、前記カッターに対する前記包埋ブロックの前記他方向の位置を調整する調整手段と、
   前記包埋ブロックを加湿する加湿手段と、
   前記カッターにより前記包埋ブロックから切削された切削屑を吸引して廃棄する廃棄手段と、
   を備える薄切片作製装置を用いて、前記包埋ブロックを切削して所望の切片厚の薄切片を作製する薄切片作製方法であって、
   前記包埋ブロックを前記加湿手段により予備加湿する予備加湿工程と、
   前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前進移動させ、予備加湿された前記包埋ブロックを前記カッターにより予備切削する予備切削工程と、
   前記予備切削工程で切削された前記切削屑を前記廃棄手段により吸引して廃棄する廃棄工程と、
   予備切削された前記包埋ブロックを前記加湿手段により本加湿する本加湿工程と、
   前記予備切削工程後、前記調整手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に前記切片厚だけ前進移動させる調整工程と、
   前記調整工程後、前記移動手段により前記支持体と前記カッターとを相対的に、前記予備切削工程時と同じ速度で前進移動させ、本加湿された前記包埋ブロックを前記カッターにより本切削して前記薄切片を作製する本切削工程と、
   を備え、
   前記予備加湿工程が終了した後から前記予備切削工程を開始させるまでの時間と、前記本加湿工程が終了した後から前記本切削工程を開始させるまでの時間と、が同じであると共に、
   前記予備加湿工程及び前記本加湿工程のそれぞれを同じ加湿条件で行うことを特徴とする薄切片作製方法。
4. 請求項３に記載の薄切片作製方法であって、
   前記予備加湿工程が終了した後から前記予備切削工程を開始するまでの時間と、前記本加湿工程が終了した時点と、に基づいて、前記本切削工程を開始することを特徴とする薄切片作製方法。

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