JP6835368B2 - 標本作製方法および標本作製装置 - Google Patents

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Description

本発明は、標本作製方法および標本作製装置に関する。
顕微鏡観察等で用いられる観察標本は、一般に、透光性のプレート(スライドガラス)上に被観察物(組織片)を載置することで作製される。特許文献1には、観察標本を作製する標本作製装置の構造が開示されている。この標本作製装置は、被観察物を搬送するための搬送用ベルトを備え、被観察物を、このベルトの下面に静電気により保持しながら搬送する。そして、特許文献1によれば、ベルトの下面からプレート上への被観察物の移載は、ベルトを弛めて、ベルトの下方に配されたプレートにベルトの下面を当接させることで行われる。
特開2008−151657号公報
特許文献1によれば、被観察物の移載の際、例えば被観察物とプレートとの間に気泡が混入してしまう場合があり、観察標本が適切に作製されない可能性がある。また、特許文献1の構造では、被観察物をベルトの下面に静電気により保持し或いは該下面からリリースするための機構や、ベルトの下面をプレートに当接させるための機構等が必要となり、装置の大型化ないし複雑化の原因となりえた。
本発明は、比較的簡素な構成で気泡を混入させることなく被観察物をプレート上に移載させて観察標本を作製することを目的とする。
本発明の一つの側面は標本作製方法に係り、前記標本作製方法は、光透過性のプレート上に被観察物を載置して観察標本を作製する標本作製方法であって、液体溜まりを形成可能かつ前記被観察物が載置される載置部に液体を滞留させる滞留工程と、前記載置部を備える搬送機構により前記被観察物を搬送する搬送工程と、前記搬送機構の搬送終端部において前記搬送機構の前記載置部から前記プレート上に前記被観察物を移載させる移載工程と、を含み、前記移載工程では、前記被観察物が載置された前記載置部に液体を供給し、その液体の流動に乗せて前記被観察物を前記プレート上に移載させ、前記滞留工程では、前記載置部の周囲に設けられた疎水性を有する疎水部により、前記液体を前記載置部内に滞留させて液体溜まりを形成することを特徴とする。
本発明の他の側面は標本作製装置に係り、前記標本作製装置は、光透過性のプレート上に被観察物が載置された観察標本を作製するための標本作製装置であって、液体溜まりを形成可能かつ前記被観察物が載置される載置部を含み、前記載置部を移動させて前記被観察物を搬送する第1の搬送手段と、前記プレートを、前記被観察物が移載される位置を通るように搬送する第2の搬送手段と、前記第1の搬送手段の前記載置部に液体を供給する液体供給手段と、を備え、前記第1の搬送手段は、前記載置部が設けられた搬送ベルトを含み、前記載置部の周囲に疎水性を有する疎水部が設けられることを特徴とする。
本発明によれば、気泡を混入させることなく被観察物をプレート上に移載させて観察標本を作製することができる。
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
標本管理システムの構成例を説明するための図である。 標本作製装置の構成例を説明するための図である。 被観察物を搬送する搬送部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。 標本作製装置による標本作製態様の一部を説明するための図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、各図は、実施形態の構造ないし構成を示す模式図であり、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。
図1は、実施形態に係る標本管理システムSYの構成の例を示すブロック図である。標本管理システムSYは、標本作製装置1、プレート収納庫2、標本収納庫3、マニピュレータ4、及び、コントローラ5を具備する。
標本作製装置1は、顕微鏡観察等において観察対象となる被観察物OBと、それを載置するための光透過性のプレートPLとを受け取り、プレートPL上に被観察物OBを載置して観察標本SPを作製する。被観察物OBは、患者等の被検者から採取された組織であり、典型的にはスライスされた組織片である。観察標本SPは、組織標本、或いは単に標本と称されてもよい。プレートPLは、いわゆるスライドガラス(microscope slide)であり、載置用プレート、光学観察用プレート等と称されてもよい。他の実施形態として、プレートPL上には、被観察物OBを覆うように更にカバーガラスが載置されてもよい。
プレート収納庫2は、後に標本作製装置1に提供されるプレートPLを収納可能である。標本収納庫3は、標本作製装置1により作製された観察標本SP(即ち、被観察物OBが載置されたプレートPL)を収納可能である。マニピュレータ4は、プレートPL又は観察標本OBを把持可能なハンド(エンドエフェクタ)を備える。このマニピュレータ4により、プレート収納庫2から標本作製装置1にプレートPLが移載され、また、標本作製装置1から標本収納庫3に観察標本SPが移載される。例えば、マニピュレータ4は、プレート収納庫2からプレートPLを取り出して標本作製装置1に提供し、また、標本作製装置1から観察標本SPを受け取って標本収納庫3に収納する。マニピュレータ4としては、例えばスカラロボットや、垂直6軸ロボット(好ましくは後述する作業者との協働作業性が高い協働ロボット)が挙げられる。
コントローラ5は、例えば、標本作製装置1及びマニピュレータ4の動作を制御する他、プレート収納庫2におけるプレートPLの在庫数、及び、標本収納庫3における観察標本SPの収納数等を管理可能である。コントローラ5には、上記制御および管理を行う機能を備えるASIC(特定用途向け集積回路)、PLD(プログラマブルロジックデバイス)等の半導体装置が用いられうる。或いは、コントローラ5は、CPU(中央演算装置)及びメモリで構成されてもよく、所定のプログラムを読み出して実行することで上記制御および管理を行うことも可能である。即ち、コントローラ5の機能は、ハードウェアおよびソフトウェアの何れによっても実現可能である。
図2は、標本作製装置1の構造を示す斜視図である。標本作製装置1は、一対の移載ユニット10A及び10B、並びに、洗浄ユニット11を備える。移載ユニット10Aは、搬送ユニット101、搬送ユニット102、及び、液体供給ユニット103を含む。移載ユニット10Bは、移載ユニット10Aと左右対称に設けられ、移載ユニット10A同様の構造を有する。以下では移載ユニット10Aに着目しながら、その構造の詳細を述べる。
搬送ユニット101は、載置面に載置された被観察物OBを搬送可能である。この載置面への被観察物OBの載置は、本実施形態では病理医等の作業者が所定の器具を用いて行うが、他の実施形態として上記マニピュレータ4が行ってもよく、又は、マニピュレータ4とは異なる他のマニピュレータが行ってもよい。詳細については後述とするが、本実施形態では、搬送ユニット101は、載置面を形成する搬送用ベルト1011を含む搬送機構(ベルト機構)である。この搬送用ベルト1011の表面側の面、即ち環状に形成された搬送用ベルト1011の外側の面が載置面(搬送面)であり、この載置面に被観察物OBが載置される。
搬送ユニット102は、載置面に載置されたプレートPLを搬送可能である。この載置面へのプレートPLの載置は、本実施形態では上記マニピュレータ4が行うが、他の実施形態として作業者が行ってもよい。詳細については後述とするが、本実施形態では、搬送ユニット102は、プレートPLが載置される載置板102eを備え、この載置板102eは、斜め方向(後述の図4B中における矢印DIの方向)に沿って移動する。
液体供給ユニット103は、搬送ユニット101及び102の双方に液体を供給可能に構成され、本実施形態では、液体供給ノズル1031、スライダ機構1032、ガイドレール1033、スライダ用ベルト1034、一対のプーリ1036、及び、モータ1035を含む。液体供給ノズル1031は、液体を吐出可能な開口を有する。この液体には、本実施形態では純水が用いられるが、他の実施形態として、被観察物OBに対して実質的な化学的影響のない液体(溶液ないし薬液)、例えば生理食塩水等が用いられてもよい。
スライダ機構1032は、液体供給ノズル1031の基部を固定しており、ガイドレール1033に沿って摺動可能に構成される。本実施形態では、モータ1035の駆動力が一対のプーリ1036の一方に伝達されることにより、一対のプーリ1036に架け渡されたスライダ用ベルト(タイミングベルト)1034が走行する。このスライダ用ベルト1034の走行に伴い、スライダ用ベルト1034に固定されたスライダ機構1032が駆動される。スライダ機構1032がガイドレール1033に沿って走行することで、液体供給ノズル1031は搬送ユニット101及び102の間を往復移動する。
詳細については後述とするが、搬送ユニット101により搬送される被観察物OBを、搬送ユニット102により搬送されるプレートPL上に移載(以下、「被観察物OBの移載」或いは単に「移載」と表現する場合がある。)する際、液体供給ユニット103は、搬送ユニット101及び102のそれぞれに液体を供給する。なお、本実施形態では、モータ1035の駆動力のスライダ機構1032への伝達にスライダ用ベルト1034を用いたが、他の直線駆動機構、例えばリニアモータ、ボールねじ、シリンダ、ラックアンドピニオン、チェーン等を用いてもよい。
洗浄ユニット11は、詳細については後述とするが、移載ユニット10A及び10Bのそれぞれについて搬送ユニット101の搬送用ベルト1011を洗浄可能に構成され、本実施形態では、容器111、超音波発生ユニット112、及び、供給ユニット113を含む。容器111は、貯留部111aと、排液部111bとを備える。貯留部111aは、搬送用ベルト1011を洗浄するための液体である洗浄液W1を貯留する。貯留部111aは、供給ライン115を介して洗浄液タンク114に接続される。排液部111bは、貯留部111aから溢流した洗浄液W1を一時的に貯留し、排液する。超音波発生ユニット112は、容器111の底部に配され、容器111内の洗浄液W1に超音波振動を付与して洗浄液W1中にキャビテーションを発生させる。また、供給ユニット113は、洗浄液W1で洗浄された搬送用ベルト1011に対して、仕上げ用の洗浄液を供給する。
図3は、搬送ユニット101の構造を示す斜視図である。搬送ユニット101は、前述の搬送用ベルト1011の他、プーリ1012a〜1012e、モータ1013、チルト機構1014、及び、ハウジング1015を含む。搬送用ベルト1011は、例えばゴム等で構成された帯状の無端走行体であり、前述のとおり、載置面に載置された被観察物OBを搬送する。なお、図3に示された搬送ユニット101は、移載ユニット10Bの搬送ユニット101であり、移載ユニット10Aの搬送ユニット101とは対称性を有する構造である。
詳細については後述とするが、搬送ユニット101は、搬送用ベルト1011の一部が容器111内の洗浄液W1を通過するべく、プーリ1012a、1012d及び1012eによって搬送用ベルト1011がV字状に折り返された折り返し部を形成するよう構成される。この折り返し部の一部が洗浄液W1内に浸漬されるように搬送ユニット101および容器111を配置することで、容器111内を通過する搬送用ベルト1011は洗浄液W1中のキャビテーションにより洗浄される。なお、超音波発生ユニット112が発生する超音波の周波数は、例えば40kHz〜170kHz程度であるが、必要に応じて変更ないし調整されてもよい。
このような構成により、標本作製装置1は、移載ユニット10A及び10Bのそれぞれにおいて、観察標本SPの作製と、洗浄ユニット11による搬送ユニット101の搬送用ベルト1011の洗浄と、を順に行う。なお、移載ユニット10A及び10Bのうちの一方において観察標本SPを作製している間、他方において搬送ユニット101の搬送用ベルト1011の洗浄および被観察物OBの載置ないし設置が行われてもよいが、双方で同内容の作業が並行して行われてもよい。
ここで再び図3を参照すると、本実施形態では、搬送用ベルト1011は、その上面に、親水性領域R1、及び、撥水性領域(疎水性領域)R2を含む。親水性領域R1は、濡れ性の良い領域であり、液体が供給された場合にその液体を滞留(ないし貯留)可能である。撥水性領域R2は、液体が供給された場合にその液体をはじく撥水作用を有する。
本実施形態では、親水性領域R1は撥水性領域R2により取り囲まれているため、親水性領域R1に滞留される液体は、外方向(親水性領域R1から撥水性領域R2に向かう全方向)に流動しようとしても、撥水性領域R2によって親水性領域R1の中心方向に向かってはじかれる。よって、この液体は、親水性領域R1外に広がることなく、親水性領域R1に滞留し続け、液体溜まりを形成することになる。被観察物OBは、親水性領域R1に滞留された液体溜まりの上に載置され、即ち、親水性領域R1は、被観察物OBを載置するための載置部に対応する。
上記親水性領域R1及び撥水性領域R2の関係は、それらの上面における液体に対する性質の差で決められる相対的なものでよいが、親水性領域R1及び撥水性領域R2は、それらの上面における液滴の接触角が所定の条件を満たすように設けられてもよい。例えば、純水の液滴の接触角をθとしたときに、親水性領域R1は、少なくともθ≦10°、好適にはθ≦5°の超親水性を満たすとよい。撥水性領域R2は、撥水性領域R2での接触角θが少なくとも親水性領域R1での接触角θより大きくなるように設けられればよいが、好適にはθ≧90°の撥水性、より好適にはθ≧120°の強撥水性、さらに好適にはθ≧150°の超撥水性を満たすとよい。
本実施形態では、親水性領域R1は、搬送用ベルト1011の幅方向(搬送用ベルト1011の搬送方向と直交する方向)における中央部に略矩形状に設けられ、その両端部は撥水性領域R2となっている。また、親水性領域R1は、搬送用ベルト1011の搬送方向において2つ以上設けられてもよい。例えば、搬送用ベルト1011の上面に2つの親水性領域R1が設けられている場合、それらの一方を被観察物OBの移載に使用している間、他方を洗浄ユニット11により洗浄することができる。詳細については後述とするが、親水性領域R1は、搬送方向の上流側において凸状に形成された部分R1aを有する。
親水性領域R1は、例えば、以下のように構成される。まず、搬送用ベルト1011自体を親水性材料で形成する。その後、搬送用ベルト1011の表面における親水性領域R1を除く部分、言い換えると親水性領域R1を取り囲む部分に、撥水性材料の蒸着膜、塗膜またはフィルムを設けることで、撥水性領域R2が形成される。また、親水性領域R1は、次のように構成してもよい。まず、慣用のベルト材料で構成される搬送ベルト1011の所望の領域の表面に酸化チタン膜をコーティングした後、その酸化チタン膜のコーティング領域に紫外線を照射することで、その照射領域が親水性領域R1に形成される。
一方、撥水性領域R2は、例えば、以下のように構成してもよい。まず、搬送用ベルト1011自体を撥水性材料で形成する。そして、搬送用ベルト1011の所望の領域の表面に酸化チタン膜をコーティングした後、その酸化チタン膜のコーティング領域に紫外線を照射することで、その照射領域が親水性領域R1に形成される。親水性領域R1以外がすべて、撥水性領域R2となる。また、撥水性領域R2は、次のように構成してもよい。搬送用ベルト1011の表面における親水性領域R1を取り囲む部分に、ナノインプリント法で転写された表面粗化フィルム体(表面に極微細な多数の突起部を有するフィルム体)を貼り付けるとともに、該フィルム体に低表面エネルギー物質をコーティングするまたは元のフィルム体自体に低表面エネルギー物質を混合または重合させることで、そのフィルム体が撥水性領域R2に形成される。
プーリ1012a〜1012eは、搬送用ベルト1011を走行可能に配されると共に搬送用ベルト1011の位置を固定する。プーリ1012aは、搬送用ベルト1011の搬送始端部PST側、即ち搬送用ベルト1011の搬送方向の上流側(図3中では右側)に配される。プーリ1012bは、ベルト1011の搬送終端部PED側、即ちベルト1011の搬送方向の下流側(図3中では左側)に配される。プーリ1012c〜1012eは、搬送終端部PEDにおいて被観察物OBの搬送を終えた搬送用ベルト1011を再び搬送始端部PST側に案内するように配される。
本実施形態では、プーリ1012cは搬送終端部PED下方に配され、また、プーリ1012dは搬送始端部PST下方に配される。また、プーリ1012eは、プーリ1012c及び1012dの間かつそれらの上方に配される。このようなプーリ1012a〜1012eの配置により、搬送終端部PEDにおいて上記搬送を終えた搬送用ベルト1011は前述の洗浄ユニット11を通過しやすくなる。
モータ1013は、本実施形態ではプーリ1012c及びその同軸上のプーリ1016aの下方に配され、モータ1013の駆動力は、歯付きベルト(タイミングベルト)1018aを介してプーリ1016aに伝達される。このプーリ1016aの回転はダイレクトにプーリ1012cに入力される。モータ1013からの駆動力を受けてプーリ1012cが回転すると、搬送用ベルト1011が走行する。モータ1013は、本実施形態ではプーリ1012cの下方に配されるものとするが、他の実施形態として、例えばプーリ1012b等、他のプーリの下方に配されてもよい。
チルト機構1014は、搬送終端部PEDを傾斜可能に構成され、本実施形態では、ガイド部10141、及び、モータ1017を含む。モータ1017の駆動力は、歯付きベルト(タイミングベルト)1018bを介してプーリ1016bに伝達される。このプーリ1016bはガイド部10141とリジッドに結合されており、プーリ1016bの回転はダイレクトにガイド部10141に入力される。これにより、ガイド部10141は、モータ1017からの駆動力を受けて傾動可能である。言い換えると、モータ1017の回動運動がガイド部10141の傾動運動に変換される。
このような構成により、チルト機構1014は、搬送用ベルト1011の上面を搬送始端部PSTから搬送終端部PEDまで全域にわたって水平/平坦な状態にすることもできるし、また、搬送終端部PEDを搬送始端部PSTに対して下方側に屈曲させることもできる。なお、ガイド部10141の先端には、搬送用ベルト1011が走行しやすくなるように、小型のローラーが設けられてもよい。或いは、ガイド部10141と搬送用ベルト1011との摩擦抵抗を低くするべく、以下のように構成してもよい。即ち、
‐少なくともガイド部10141の先端表面を低摩擦抵抗の素材で被覆する、
‐搬送用ベルト1011の裏面を低摩擦抵抗の素材で被覆する、又は
‐ガイド部10141そのものを低摩擦抵抗の素材で形成する。
本明細書において、傾斜とは、水平面に対して傾いた姿勢ないし状態のことをいう。本実施形態では、搬送終端部PEDの傾斜は、搬送終端部PEDがチルト機構1014により搬送始端部PSTに対して下方側に屈曲されることで実現される。詳細については後述とするが、チルト機構1014により、搬送ユニット102に対する搬送終端部PEDの近接または離間が自在となっている。
ハウジング1015は、搬送用ベルト1011、プーリ1012a〜1012e、及び、チルト機構1014を挟持するように、一対、配される。一対のハウジング1015により、プーリ1012a〜1012e及びチルト機構1014が支持され、安定して搬送用ベルト1011を走行させることができる。また、一対のハウジング1015は、それぞれの上端が搬送用ベルト1011の上部走行面より上に位置するように設けられている。これにより、搬送用ベルト1011により搬送される被観察物OBが、その搬送中にベルト両側方から落下することを防ぐ。
以下、図4A〜12Bを参照しながら本実施形態に係る標本作製方法の一態様を述べる。本方法の概要としては、搬送ユニット101により搬送される被観察物OBを、搬送ユニット102により搬送されるプレートPL上に移載する際、搬送ユニット101に液体供給ノズル1031により液体が供給される。そして、この液体と共に被観察物OBがプレートPL上に移載される。
先ず、図4A及び4Bの工程では、搬送ユニット102にプレートPLが設置される。図中において、図4Aは、搬送ユニット101の上面図を示しており、図4Bは、搬送ユニット101の側面図を搬送ユニット102と共に示す。なお、この工程以降の内容を説明するための各図(図5A及び5B以降)においても同様に上面図および側面図をそれぞれ示す。
ここで、図4Bに示されるように(一部については図2にも図示されるが)、搬送ユニット102は、駆動モータ102a、駆動プーリ102b、従動プーリ102c、搬送用ベルト1021、ブラケット102d、載置板102e、支持部材102fおよびガイド部材102gを含む。支持部材102fの一方側の側面に駆動モータ102aが取り付けられ、他方側の側面に駆動プーリ102bおよび従動プーリ102cが取り付けられる。搬送用ベルト1021は、駆動プーリ102bおよび従動プーリ102cの間に架け渡される。ブラケット102dは、Z字状(クランク状)の部材であり、その一端部は搬送用ベルト1021の上部走行部1021aに固定され、他端部上に載置板102eが設けられる。
ガイド部材102gは、支持部材102fの他方側の側面(駆動プーリ102bおよび従動プーリ102cが取り付けられた面)に、方向DIに沿って設けられる。ブラケット102dにおける支持部材102fの対向面には、このガイド部材102gに沿って摺動可能なスライダ102hが設けられる。
このような構成によれば、駆動モータ102aからの駆動力を受けて駆動プーリ102bが回転すると、搬送用ベルト1021が走行する。これによって、ブラケット102dにおいてスライダ102hがガイド部材102gに沿って摺動し、載置板102eが方向DIに沿って移動する。
なお、この工程では、チルト機構1014は、搬送始端部PSTから搬送終端部PEDまで(図3参照)、搬送用ベルト1011の上面を全域にわたって水平な状態(以下、単に「水平状態」と表現する場合がある。)を維持しているものとする。
次に、図5及び5Bの工程では、搬送ユニット101の搬送用ベルト1011上の親水性領域R1に、液体供給ノズル1031により液体W2を供給する。前述のとおり、親水性領域R1は撥水性領域R2により取り囲まれており、これにより、該供給された液体W2は、図5Aに図示されるように、親水性領域R1に滞留され、液体溜まりを形成する。
次に、図2に示すモータ1013を駆動させて、図6Bにおいて矢印A1で示された方向にプーリ1012cを回転させる。これにより、矢印A2で示された方向に搬送用ベルト1011が走行し、親水性領域R1が、その上に滞留された液体溜まりと共に、搬送終端部PED側に移動する。親水性領域R1が、搬送終端部PED側に移動した時点で、モータ1013の駆動は停止される。この親水性領域R1の移動工程と略同時に、図6A及び図6Bにおいて矢印A2で示された方向に液体供給ノズル1031を移動させ、搬送ユニット102におけるプレートPLの上方で停止させる。
なお、本明細書において、略同時とは、2つの工程が並行して行われることが好ましいが、それらの工程が行われる期間が部分的に重なり、或いは、一方の工程から比較的短時間内に他方の工程が行われてもよい。例えば、図6及び6Bの工程では、親水性領域R1の移動と、液体供給ノズル1031の移動とは、並行して行われ、部分的に同期間に行われ、或いは、比較的短時間内に順に行わればよい。
次に、図7及び7Bの工程では、親水性領域R1に滞留している液体W2の液体溜まり上に、被観察物OBが載置される。このとき、親水性領域R1は撥水性領域R2に取り囲まれているため、液体溜まりは親水性領域R1上に安定的に維持される。このとき、親水性領域R1(載置部)と撥水性領域R2(疎水部)との間には、界面張力が働く。この界面張力により、被観察物OBに対して、液体溜まり表面の中心方向に引っ張る力が作用する。これによって、被観察物OBは、液体溜まり表面の中心に常にセンタリングされた状態で維持される。そのため、液体溜まり上において被観察物OBの位置ずれが生じにくい。仮に、搬送用ベルト1011の傾斜や搬送用ベルト1011の走行時の振動により、被観察物OBに位置ずれが生じたとしても、被観察物OBは常に液体溜まり表面の中心に向かってセンタリングされるため、すぐに液体溜まり表面の中心に保持されることになる。ここで、被観察物OBを液体溜まり上に載置した際に、被観察物OBと液体溜まりとの間に気泡が混入した場合には、この段階で気泡を押し出しておくとよい。
次に、図8及び8Bの工程では、搬送ユニット102におけるプレートPLに、液体供給ノズル1031により液体W3が供給され、プレートPLの上面を濡れた状態にする。ここで、図8Bから分かるように、搬送ユニット102は、プレートPLが傾斜した姿勢になるように設けられ、よって、上記供給された液体W3のうちの余剰分W3’は下方に落下する。
次に、図9及び9Bの工程では、図9A及び図9Bにおいて矢印A3で示された方向に液体供給ノズル1031を移動させ、親水性領域R1の凸状の部分R1aの上方で停止させる。この液体供給ノズル1031の移動工程と略同時に、チルト機構1014を駆動させて、図9Bにおいて矢印A4で示された方向に搬送終端部PEDを屈曲させ、搬送終端部PEDを傾斜した状態(以下、単に「傾斜状態」と表現する場合がある。)とし、搬送終端部PEDを搬送ユニット102におけるプレートPLに近接させる。
次に、図10及び10Bの工程では、モータ1013を再び駆動させて、図10Bにおいて矢印A5で示された方向にプーリ1012cを回転させてベルト1011を走行させる。これにより、親水性領域R1に滞留している液体溜まり上の被観察物OBが、搬送終端部PEDに近接する搬送ユニット102側に向けて搬送される。この被観察物OBの搬送工程と略同時に、モータ102aを駆動して搬送ベルト1021を走行させる。これにより、プレートPLが矢印DIの方向に沿って斜め上方に移動する。また、このプレートPLの搬送工程と略同時に、親水性領域R1の部分R1aに液体供給ノズル1031により液体W4が供給される。
即ち、図10Aおよび図10Bにおける被観察物OBの移載工程では、搬送ユニット101による被観察物OBの搬送と、搬送ユニット102によるプレートPLの搬送と、被観察物OBの上流側での液体W4の供給との3つの動作が並行して行われる。これら3つの動作は、少なくとも所定期間にわたって並行して/重畳的に実行されることが好ましいが、各動作の開始及び/又は終了のタイミングは必ずしも一致していなくてもよい。
なお、搬送ユニット102はプレートPLが傾斜した姿勢になるように設けられているため、この工程においても上記供給された液体W4のうちの余剰分W4’は下方に落下する。
図11及び11Bの工程では、搬送ユニット101による被観察物OBの搬送と、搬送ユニット102によるプレートPLの搬送とを継続して行いつつ、被観察物OBを上記供給された液体W4の流動に乗せ、この液体W4と共に被観察物OBがプレートPL上に移載される。別の表現では、被観察物OBは液体W4により液体溜まりと共にプレートPL上に押し流される。
この工程では、プレートPLは、図11Bにおいて矢印A7で示された方向、即ち載置板102eの傾斜の方向に沿って上方に移送される。そのため、被観察物OBは、搬送終端部PEDにおいて搬送ユニット101の搬送用ベルト1011から搬出される(落下する)と、プレートPL上に載置され、被観察物OBに気泡を混入させることなく液体溜まり及び液体W4と共に適切にプレートPL上に移載される。このようにしてプレートPL上に被観察物OBが移載され、観察標本SPが作製される。なお、被観察物OBと共にプレートPL上に流し込まれた液体W4の余剰分W4’は、搬送ユニット102の載置板102eを伝って下方に落下する。
図12及び12Bの工程では、観察標本SPを載せた載置板102eが搬送ユニット102によって、図11Bにおいて矢印A7で示された方向に移送され、その後、前述のマニピュレータ4(図1参照)が観察標本SPを把持可能な位置にて停止される。この停止位置は、ガイド部材102gの上側端部に位置し、上部停止位置、上部停止地点等と称されてもよい。その後、マニピュレータ4が、観察標本SPを把持すると共に載置板102e上から取り出し、標本収納庫3に収納する。
また、この工程では、被観察物OBが搬送ユニット101の搬送用ベルト1011からリリースされた後、即ち被観察物OBがプレートPL上に移載された後も、この搬送用ベルト1011を継続して走行させ、洗浄ユニット11における貯留部111a内へと導く。これにより、搬送用ベルト1011が貯留部111a内の洗浄液W1により洗浄され、次の(他の)被観察物OBを親水性領域R1に載置可能な状態にする。
図5B、6B、7B、8B、9B、10B、11B及び12Bの各々の側面図からも分かるように、プーリ1012a及び1012eが容器111の上方に位置し且つプーリ1012dが容器111内に位置することで、ベルト1011は貯留部111a内の洗浄液W1を通過するようになっている。前述のとおり、搬送ユニット101は、プーリ1012a、1012d及び1012eによって搬送用ベルト1011がV字状に折り返された折り返し部を形成するよう構成される。即ち、搬送用ベルト1011は、プーリ1012eからプーリ1012dまで貯留部111a内を通過するべく下方へ向けて走行する部分(第1走行部)と、この部分から折り返されてプーリ1012dからプーリ1012aまで上方へ向けて走行する部分(第2走行部)とを含む。
これにより、搬送用ベルト1011は貯留部111a内の洗浄液W1中を通過可能となっており、搬送用ベルト1011が洗浄液W1中を通過する際、搬送用ベルト1011に対して超音波発生ユニット112による超音波洗浄が行われる。搬送用ベルト1011に付着するタンパク質やコンタミネーションなどの付着物は、この超音波振動によって発生したキャビテーション等によって剥がれ落ち、洗浄液W1の表面に浮遊する。洗浄液タンク114から洗浄液W1は十分に供給させることで、貯留部111aの洗浄液W1は溢流され、この洗浄液W1の溢流に伴い、洗浄液W1の表面に浮遊する付着物は排液部111bへ排出される。その結果、貯留部111aに貯留される洗浄液W1はクリーンな状態に保たれる。
貯留部111a内の洗浄液W1を通過した搬送用ベルト1011には、供給ユニット113から仕上げ用の洗浄液(未使用の洗浄液、或いは、クリーニング処理が行われた洗浄液)W5が供給される。これにより、搬送用ベルト1011の表面に付着する洗浄液W1が仕上げ用の洗浄液W5で洗い流される。本実施形態では、供給ユニット113は容器111の上方に位置しているため、供給ユニット113から搬送用ベルト1011に供給された上記洗浄液W5は、そのまま容器111内へ落下し、比較的綺麗な洗浄液W1として容器111内に貯留される。なお、洗浄液W1および液体W2〜W4は、本実施形態では何れも純水とするが、それらの一部/全部は互いに異なる溶液であってもよい。また、仕上げ用の洗浄液W5は、液体W2〜W4と同じ液体であってもよい。
以上のようにして、被観察物OBを用いた観察標本SPが作製されるが、その後、更に他の被観察物OBを用いて他の観察標本SPを作製する場合には、チルト機構1014を駆動して搬送終端部PEDを水平状態に戻し、該次の被観察物OBについて上記図5A及び5B〜図12A及び12Bの工程を同様に行えばよい。
本実施形態によれば、搬送ユニット101により搬送される被観察物OBを、搬送ユニット102により搬送されるプレートPLに適切に移載することが可能となる。具体的には、図10A〜11Bを参照しながら述べたように、移載時には液体供給ノズル1031により搬送ユニット101に液体W4を供給し、この液体W4と共に被観察物OBをプレートPL上に移載する。このとき、被観察物OBは、液体W4の流動に乗って搬送ユニット101からリリースされてプレートPL上に移載される。本実施形態によれば、被観察物OBを液体W4により押し流すことで、プレートPL上への被観察物OBの移載を、被観察物OB及びプレートPLの間に気泡を混入させることなく、実現することができる。
本実施形態では、被観察物OBの移載に先立って、搬送ユニット101では、被観察物OBは、親水性領域R1に滞留している液体W2の液体溜まり上に載置される。そのため、被観察物OBの移載の際、液体溜まりは、上記供給された液体W4による被観察物OBの押し流しを補助ないし促進する。即ち、親水性領域R1に滞留している液体溜まり上の被観察物OBは、親水性領域R1に液体W4が更に供給されて液体溜まり及び液体W4と共に押し流されることで、プレートPL上に移動する。ここで、液体溜まり上に被観察物OBを載置した際に液体溜まりと被観察物OBとの間に気泡が混入していた場合には、該気泡を被観察物OBの移載前(即ち液体W4を供給する前)に予め押し出しておくことで、この移載時に被観察物OBとプレートPLとの間に該気泡が混入することを防ぐことができる。
ここで、被観察物OBの移載時にプレートPL上に移動した液体溜まり及び液体W4、並びに、プレートPL上に予め供給された液体W3は、プレートPLの撥水性およびプレートPL自体の傾きにより流れ落ちる。液体溜まり、液体W3及びW4の流れ落ちの際に、被観察物OBとプレートPLとの間に空気が混入することもないため、被観察物OBはプレートPL上に密着する。液体溜まり、液体W3及びW4は、プレートPLから完全に流れ落ちる必要はなく、プレートPL上面が濡れる程度の量の液体が残っていてもよい。
また、本実施形態によれば、搬送ユニット101の搬送終端部PEDを傾斜状態にしているため、被観察物OBを液体W4の流動に乗せやすい。これに加えて、搬送終端部PEDを傾斜状態にすることで、搬送終端部PEDとプレートPLとの離間距離を小さくし、搬送終端部PEDからリリースされた被観察物OBの落下距離を小さくすることができる。これにより、被観察物OBの移載時には、被観察物OBを実質的に水平状態に維持しながら移載することが可能となり、即ち被観察物OBの姿勢が崩れてしまうことを防ぐことができ、より適切に被観察物OBを移載することが可能となる。
搬送終端部PEDの傾斜角(搬送終端部PEDの上面と水平面との成す角)をθ1としたとき、θ1を大きくしすぎると、被観察物OBを移載する際に被観察物OBの姿勢が崩れてしまう可能性がある。そのため、例えば、傾斜角θ1は、5°<θ1<30°(好適には5°<θ1<20°)程度に設定されればよい。
搬送終端部PEDとプレートPLとは、搬送ユニット101及び102の搬送用ベルト1011及び1021のそれぞれの走行が妨げられない程度に離間していればよい。例えば、搬送終端部PEDとプレートPLとの離間距離は、少なくとも被観察物OBのサイズより小さければよく、好適には被観察物OBのサイズの半分以下がよい。
ここで、本実施形態では、搬送終端部PEDを傾斜状態にして、搬送終端部PEDを搬送ユニット102に近接させる態様を例示したが、これに限られるものではない。即ち、搬送ユニット101(特に搬送終端部PED)と搬送ユニット102とが互いに近接可能となるよう、それらの少なくとも一方が位置ないし姿勢を変更可能に構成されればよい。例えば、他の実施形態として、搬送終端部PEDが搬送ユニット102に近接するように搬送ユニット101の全体を傾斜させ又は移動させてもよいし、或いは、搬送ユニット102を搬送終端部PEDに近接するように傾斜させ又は移動させてもよい。更に他の実施形態として、搬送ユニット101及び102の双方が、互いに近接するように移動可能に構成されてもよい。
更に、本実施形態によれば、搬送ユニット101において、被観察物OBは、親水性領域R1に滞留された液体W2の液体溜まり上に載置される。この液体溜まりは、親水性領域R1上に維持されるため、被観察物OBの載置位置が適切に維持される。そのため、被観察物OBの移載時には、位置ずれを生じさせることなく、プレートPL上の所望の位置への被観察物OBの移載が可能となる。また、被観察物OBを液体溜まり上に載置することで、搬送用ベルト1011の上面への被観察物OBの貼り付き等を防ぐことができ、被観察物OBの移載時には、被観察物OBは搬送終端部PEDから適切にリリースされる。更に、前述のとおり、被観察物OBの移載時には、液体溜まりは液体W4による被観察物OBのプレートPL上への押し流しを補助ないし促進する。よって、本実施形態によれば、より適切に被観察物OBを移載することが可能となる。
ここで、本実施形態では、撥水性領域R2に取り囲まれた親水性領域R1を、液体W2の液体溜まりを滞留可能とし、且つ、被観察物OBを載置するための載置部とする態様を例示したが、これに限られるものではない。例えば、他の実施形態として、搬送用ベルト1011の上面に陥凹部を設けることによっても、この陥凹部を、液体W2を貯留可能な載置部とすることもできる。
更に、本実施形態によれば、被観察物OBの移載前に予めプレートPLを液体W3で濡れた状態にしておくことで、この移載時には、プレートPLの上面に接触した被観察物OBは該上面に吸着され、該上面で適切に受け止められる。このとき、プレートPLは傾斜した姿勢となっており、液体W3の余剰分W3’は落下し、適度に濡れた状態となる。
プレートPLの傾斜角(プレートPLの上面と水平面との成す角)をθ2としたとき、θ2を小さくしすぎると余剰分W3’が落下しにくく、またθ2を大きくしすぎると被観察物OBの移載時に被観察物OBが落下してしまう可能性がある。そのため、傾斜角θ2は、例えば、40°<θ2<65°、好適には45°<θ2<60°程度に設定されればよい。
ここで、本実施形態では、搬送ユニット101及び102間を往復移動可能な単一の液体供給ノズル1031により親水性領域R1およびプレートPL上に液体を供給する態様を例示したが、これに限られるものではない。例えば、他の実施形態として、液体供給ノズル1031が搬送ユニット101の上方に固定されている場合、液体供給ユニット103は、搬送ユニット102の上方に固定された他の液体供給ノズルを更に含んでいてもよい。即ち、液体供給ユニット103には、搬送ユニット101及び102にそれぞれ液体を供給可能な2つの液体供給ノズルが設けられていてもよい。この場合、搬送ユニット102に対応する液体供給ノズルを噴霧型のノズルとしてもよい。
(その他)
本発明は上述の例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよく、例えば各実施形態の特徴が組み合わされてもよい。例えば、必要に応じて、図5A及び5B〜図12A及び12Bの各工程の一部が省略されてもよいし、他の工程が追加されてもよいし、それらの工程の順番は変更されてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。

Claims (23)

  1. 光透過性のプレート上に被観察物を載置して観察標本を作製する標本作製方法であって、
    液体溜まりを形成可能かつ前記被観察物が載置される載置部に液体を滞留させる滞留工程と、
    前記載置部を備える搬送機構により前記被観察物を搬送する搬送工程と、
    前記搬送機構の搬送終端部において前記搬送機構の前記載置部から前記プレート上に前記被観察物を移載させる移載工程と、を含み、
    前記移載工程では、前記被観察物が載置された前記載置部に液体を供給し、その液体の流動に乗せて前記被観察物を前記プレート上に移載させ、
    前記滞留工程では、前記載置部の周囲に設けられた疎水性を有する疎水部により、前記液体を前記載置部内に滞留させて液体溜まりを形成す
    ことを特徴とする標本作製方法。
  2. 前記移載工程では、前記搬送機構の前記搬送終端部及び前記プレートの少なくとも一方を、双方の離間距離を小さくさせるべく移動させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の標本作製方法。
  3. 前記移載工程では、前記搬送機構の前記搬送終端部と前記プレートとの離間距離を小さくするべく、前記搬送機構を傾斜させて下流側の前記搬送終端部を上流側の搬送始端部よりも下方に位置させ、前記搬送終端部を前記プレートに近接させる
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の標本作製方法。
  4. 前記移載工程では、前記プレートを傾斜させた姿勢で該傾斜の方向に沿って前記プレートを上方に移動させながら、前記被観察物を前記プレート上に移載する
    ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の標本作製方法。
  5. 記滞留工程の後かつ前記搬送工程の前に、前記載置部に前記被観察物を載置する載置工程を更に含み
    記載置工程では、前記液体溜まり上に前記被観察物を載置する
    ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の標本作製方法。
  6. 前記載置部は、親水性を有する親水部であり、
    前記搬送工程は、前記載置部と前記疎水部との間に働く界面張力により、前記被観察物に前記液体溜まり表面の中心方向に引っ張る力を作用させ、該被観察物を、液体溜まり表面の中心にセンタリングしつつ搬送する、
    ことを特徴とする請求項5に記載の標本作製方法。
  7. 前記親水部は、前記液体の接触角が10度以下の超親水部であり、
    前記疎水部は、前記液体の接触角が90度以上の撥水部である、
    ことを特徴とする請求項6に記載の標本作製方法。
  8. 前記親水部は、前記液体の接触角が5度以下の超親水部であり、
    前記疎水部は、前記液体の接触角が150度以上の超撥水部である、
    ことを特徴とする請求項6に記載の標本作製方法。
  9. 前記移載工程の前に前記プレートの表面に液体を付着させる工程を更に含む
    ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載の標本作製方法。
  10. 光透過性のプレート上に被観察物が載置された観察標本を作製するための標本作製装置であって、
    液体溜まりを形成可能かつ前記被観察物が載置される載置部を含み、前記載置部を移動させて前記被観察物を搬送する第1の搬送手段と、
    前記プレートを、前記被観察物が移載される位置を通るように搬送する第2の搬送手段と、
    前記第1の搬送手段の前記載置部に液体を供給する液体供給手段と、を備え
    前記第1の搬送手段は、前記載置部が設けられた搬送ベルトを含み、前記載置部の周囲に疎水性を有する疎水部が設けられ
    ことを特徴とする標本作製装置。
  11. 記載置部は親水性を有する親水部である
    ことを特徴とする請求項10に記載の標本作製装置。
  12. 前記親水部は、前記液体の接触角が10度以下の超親水部であり、
    前記疎水部は、前記液体の接触角が90度以上の撥水部である、
    ことを特徴とする請求項11に記載の標本作製装置。
  13. 前記親水部は、前記液体の接触角が5度以下の超親水部であり、
    前記疎水部は、前記液体の接触角が150度以上の超撥水部である、
    ことを特徴とする請求項11に記載の標本作製装置。
  14. 前記液体供給手段は、更に前記第2の搬送手段に液体を供給可能であり、
    前記液体供給手段は、
    液体を供給する液体供給ノズルと、
    前記液体供給ノズルを前記第1の搬送手段と前記第2の搬送手段との間で往復移動させるスライダ機構と、
    を含む
    ことを特徴とする請求項10に記載の標本作製装置。
  15. 前記第1の搬送手段は、前記第2の搬送手段に対する前記第1の搬送手段の搬送終端部の近接または離間を自在とするべく、前記搬送終端部をその反対側の搬送始端部に対して屈曲させるチルト機構を備える
    ことを特徴とする請求項10から請求項14の何れか1項に記載の標本作製装置。
  16. 前記第1の搬送手段および前記第2の搬送手段の近接または離間を自在とするべく、前記第1の搬送手段および前記第2の搬送手段の少なくとも一方に移動手段が接続された
    ことを特徴とする請求項10から請求項14の何れか1項に記載の標本作製装置。
  17. 洗浄手段を更に備え、
    前記第1の搬送手段は、前記載置部が設けられた搬送ベルトを含み、
    前記洗浄手段は、
    前記搬送ベルトを洗浄する洗浄液を貯留する容器と、
    前記容器に対して超音波振動を付与する超音波発生ユニットと、
    を含み、
    前記第1の搬送手段は、前記搬送ベルトの搬送始端部側に配置される第1のプーリと、前記搬送ベルトの搬送終端部側に配置される第2のプーリと、前記第1のプーリの下方側であって、前記容器内に配置される第3のプーリと、を含み、
    前記搬送ベルトは、
    その少なくとも一部が前記洗浄液を貯留する前記容器内を通過するべく、前記第2のプーリと前記第3のプーリとの間に設けられ、下方へ向けて走行する第1走行部と、
    該第1走行部から折り返されて上方へ向けて走行するべく、前記第1のプーリと前記第3のプーリとの間に設けられる第2走行部と、
    を含む
    ことを特徴とする請求項10から請求項16の何れか1項に記載の標本作製装置。
  18. 前記洗浄手段は、前記洗浄液で洗浄された前記搬送ベルトの搬送面に対して液体を供給する供給ユニットを更に含む
    ことを特徴とする請求項17に記載の標本作製装置。
  19. 前記供給ユニットは、前記搬送ベルトの前記搬送面に対して供給された前記液体が前記容器に流れ落ちる位置に配されている
    ことを特徴とする請求項18に記載の標本作製装置。
  20. 光透過性のプレート上に被観察物を載置して観察標本を作製する標本作製方法であって、
    周囲に疎水性の疎水部を備え且つ前記被観察物が載置される載置部に、液体を供給し且つ該液体を滞留させて液体溜まりを形成する滞留工程と、
    前記載置部の前記液体溜まり上に前記被観察物を載置する載置工程と、
    前記載置部の前記液体溜まりと共に前記被観察物を搬送する搬送工程と、
    前記載置部の前記液体溜まり上から前記プレート上に前記被観察物を移載させる移載工程と、を含み、
    前記移載工程では、前記被観察物が載置された前記載置部に液体を供給し、その液体の流動に乗せて前記被観察物を前記プレート上に移載させる
    ことを特徴とする標本作製方法。
  21. 光透過性のプレート上に被観察物が載置された観察標本を作製するための標本作製装置において、前記被観察物を搬送する搬送手段として用いられる搬送用ベルトであって、
    前記搬送用ベルトは、
    前記被観察物が載置される載置部と、
    前記載置部の周囲に設けられた疎水性の疎水部と、
    を含む、
    ことを特徴とする搬送用ベルト。
  22. 前記搬送用ベルトは、前記載置部の移動方向に所定の間隔を空けて前記載置部を複数備える、
    ことを特徴とする請求項21に記載の搬送用ベルト。
  23. 載置部に形成された液溜まりの上面に載置された被観察物を移動させて搬送し、該被観察物を光透過性のプレート上に移載して観察標本を作製する標本作製装置に用いられる搬送ユニットであって、
    前記載置部として親水性の親水部を有する共に前記液溜まりを形成するべく前記親水部の周囲に疎水性の疎水部を有する搬送用ベルトを備える
    ことを特徴とする搬送ユニット。
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