JPH09250974A - 生物組織の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物組織の試薬処理において加温処理を行う
際、試薬の蒸散等を防止するカバー内面にウエルから蒸
発した水分が結露し水滴となって滴下することによる試
薬濃度の変化を防止する。 【解決手段】 試料プレート４を密閉するカバー１６に
ラバーヒータ１８を付加し、加温時にはカバー１６の温
度を、温度制御ユニット１０により制御される試料プレ
ート４の温度より数℃〜１０℃高くする。この温度差は
温度センサ１２、２０を用いて制御される。カバー１６
の温度が試薬からの水蒸気の温度より高いことにより、
カバー１６内面に水分が結露しにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生物組織の試料を
試薬で処理する生物組織の処理装置、特に加温時におけ
る試薬の蒸散を防止する手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動物や植物の組織切片、あるいは
菌の標本などの様々なプレパラート標本を作成する場
合、試料をスライドグラスに貼り付け、その貼り付けた
試料に対し脱水や染色などの処理を行っている。

【０００３】通常、これらの処理は、２０枚程度のスラ
イドグラスを金属製のラックに起立整列させ、種々の試
薬が入れられたガラス製の試薬槽にそのラック全体を浸
すことによって行われていた。そして、１つの試薬によ
る処理が終了した後、必要であれば、次の試薬が入った
試薬槽にラックが浸される。この処理において、加温す
る必要がある場合には、試薬槽全体をインキュベーター
（保温器）に入れ加温する。このとき、試薬の蒸発を防
止するために試薬槽には蓋をする。

【０００４】しかし上記のような手法では、多量の試薬
が必要になること、各試薬槽へのラックの固定作業が煩
雑であること、及び一連の処理過程において一部の試料
に異なる種類の試薬による処理を行う場合にはラックか
ら一部のスライドグラスを取り外す必要があり作業効率
が悪いこと、といった問題があった。これらの問題を解
決するため、複数のウエルが設けられた試薬プレートを
用い、処理の自動化を図る手法が提案された（特願平６
−２４３６０４号参照）。この手法は、試薬プレートの
ウエル内に組織切片を収納し、ウエルに試薬を注入し
て、各ウエル内で処理を行うものである。例えば加温処
理では、３０〜９５℃の温度で数分〜一晩程度の期間反
応させることが行われる。

【０００５】さて、試料プレートを用いた手法では、試
料プレートをプレートヒータに載せて加温する方法が採
られている。ここで試料プレートのウエル内の試薬は少
ないので、加温処理時にそのウエルから蒸発、発散する
水分の量は微小であっても試薬濃度が大きく変化しう
る。上記のようなプレパラート標本作製方法（免疫染色
法、ＩＳＨ（in situ hybridization ）法など）におけ
る試料処理工程中の試薬濃度は作成された標本を用いた
実験結果の再現性に大きく影響すると言われている。ま
た、ある種の検査対象物質は、大気中にありふれた酵素
で分解されやすい。そこで、反応条件が加温処理過程に
おいて変化したり、試料が乾燥するといった不都合を抑
制するため、試料プレートを試料保護カバーで覆って、
密閉することが行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した試料プレート
を用いた手法における従来の加温処理の方法では、加温
がプレートヒータのみに対して行われている。すなわ
ち、試料保護カバー側に対する温度制御はなされていな
い。そのため、試料保護カバーの内面温度が加温された
試薬の温度に比較して低い場合には、ウエルから蒸発し
た試薬中の水分がカバー内面に結露し水滴となってウエ
ルに滴下することがある。これにより、試料間のコンタ
ミネーションや試薬の濃度変化などが発生し、従来の装
置では安定した生物組織の処理が保証されないという問
題点があった。

【０００７】本発明は、上記試料プレートを用いた自動
化可能な生物組織処理装置において上記問題を解決し、
ウエル内の試薬の濃度変化及び汚染を抑制し、再現性の
良好で精密な生物組織処理を実現する装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る生物組織の
処理装置は、内部に試料が収容されるウエルが少なくと
も１つ形成された試料プレートと、この試料プレートの
温度を制御する試料プレート温度制御手段と、前記ウエ
ル上面を覆うカバーと、このカバーの温度を制御するカ
バー温度制御手段と、を有することを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、試料プレートの温度が試
料プレート温度制御手段によって制御されるだけでな
く、カバーの温度もカバー温度制御手段によって制御さ
れる。これにより、ウエルからの試薬成分の蒸発が抑制
され、ウエル内の試料の加温処理における試薬の条件を
精密に制御することができる。

【００１０】本発明に係る生物組織の処理装置において
は、前記カバーの温度は前記試料プレートの温度と同じ
かそれ以上であることを特徴とする。本発明によれば、
カバーの温度は、ウエル内の試薬から蒸発しカバー内部
にこもる蒸気の温度より同程度以上となるので、蒸気が
カバー内面に結露しにくい。よって水分が液滴となって
滴下することによる試薬濃度の変化、試料の汚染が防止
される。

【００１１】本発明に係る生物組織の処理装置において
は、前記試料プレート温度制御手段は前記試料プレート
の温度を検知する試料プレート温度センサを有し、前記
カバー温度制御手段は、前記カバーの温度を検知するカ
バー温度センサと、このカバー温度センサと前記試料プ
レート温度センサとの出力を受けて前記カバーの温度を
前記試料プレートの温度に対して所定温度範囲内に保つ
温度差維持回路と、を有することを特徴とする。本発明
によれば、試料プレートとカバーの温度差が所定温度範
囲内に制御されるので、カバーの熱で、試料プレートが
設定値以上に加熱されたり、カバー内部の飽和蒸気圧が
大きくなり試薬の蒸散が促進されることが防止される。
試料プレートとカバーの温度差は、例えば数℃〜１０℃
程度に保たれる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施形態を
図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明に係る生物組織の処理装置
の概略構成図である。生物組織切片である試料２を収容
する試料プレートは、ガラス又はプラスチックなどで構
成された透明な試料プレート４である。試料プレート４
には浅い井戸状のウエル（試料槽）６が複数形成されて
いる。試料２はウエル６の底部に載置される。試料プレ
ート４は、アルミニウム（Ａｌ）などの金属製の箱であ
るヒートブロック８内に載置される。ヒートブロック８
は温度制御ユニット１０上に置かれる。温度制御ユニッ
ト１０はペルチェ素子を内蔵しており、ヒートブロック
８を加熱することも冷却することもできる。ペルチェ素
子はヒートブロック８の底部に内蔵された温度センサ１
２からの信号を用いて制御される。ヒートブロック８は
約１ｃｍ厚の底部を有する。これにより得られるヒート
ブロック８の比較的大きな熱容量によって、試料プレー
ト４はペルチェ素子の位置に係わらず均一に加熱（又は
冷却）され、またペルチェ素子のオン／オフ動作による
温度の時間的変動が小さくなる。

【００１４】ウエル６には、分注装置（図示せず）が試
薬ラックに置かれた試薬容器（図示せず）から吸引した
試薬が注入される。その量はウエル６当たり例えば５０
０μｌという少量である。試料プレート４を加温する場
合、試料プレート４は試料保護カバーユニット１４によ
りカバーされ、試薬の蒸散、及び外部からの汚染が防止
される。

【００１５】本実施形態の特徴は、この試料保護カバー
ユニット１４にある。試料保護カバーユニット１４の本
体はヒートブロック８同様、アルミニウムなどの金属で
熱伝導が良い材料で構成されたカバー１６である。この
カバー１６をヒートブロック８の全面にかぶせることに
より試料プレート４は密閉される。カバー１６の上部に
はラバーヒータ１８と温度センサ２０とが設けられ、こ
れらが試料保護カバーユニット１４を構成する。温度セ
ンサ２０はカバー１６全体の平均的温度を測定できる位
置に設けられるのが望ましい。そのような位置としては
例えば、カバー１６上面の中心付近が考えられる。しか
しここでカバー１６の熱伝導は良いので、温度センサ２
０は図のようにカバー１６側面から差し込む形でカバー
１６端部に設けられても支障はない。カバー１６は、試
料プレート４を加熱する際には、ウエル６から蒸発した
試薬蒸気がカバー１６内面に結露しないように、ラバー
ヒータ１８により加温される。この動作は後述する。試
料保護カバーユニット１４の温度調節はこの結露防止を
目的とするものであるので、冷却機能を具備してもしな
くてもいずれでもよい。そこでここでは試料保護カバー
ユニット１４には、ペルチェ素子のように発熱機能、冷
却機能の双方を有するが高価である部品を用いず、発熱
機能のみのラバーヒータ１８を用いることとした。この
ように試料保護カバーユニット１４はその温度調節のた
めの素子から冷却機能が省かれているが、カバー１６の
厚さはおよそ１ｍｍと、ヒートブロック８に比較して薄
く構成されており、自然放熱により速やかに冷却が行わ
れる。ラバーヒータ１８は、カバー１６を均一に加温す
るように、カバー１６の上面のほぼ全体に設けられる。

【００１６】図２は、本生物組織処理装置の電気的構成
を示すブロック図である。この図を用いて、本装置の制
御動作を説明する。コンピュータ４０には、試料プレー
ト４に対する設定温度が記憶されている。この設定温度
は時間的に変化する温度プロファイルとして与えること
もできるし、随時、キーボード等の入力装置から与えて
もよい。コンピュータ４０は、適時、設定温度に応じた
温度設定信号４２を温度制御回路４４に送る。

【００１７】温度制御回路４４は温度制御ユニット１０
の温度（制御ユニット温度）を制御する回路であり、ヒ
ートブロック８の温度センサ１２からの温度信号４６が
表す温度と温度設定信号４２が表す温度とを比較し、そ
の温度差に応じて温度制御ユニット１０のペルチェ素子
に供給される電源４８を制御する制御信号５０を出力
し、温度制御ユニット１０の温度が設定温度となるよう
な制御を行う。つまり温度制御回路４４は、例えば加温
時には、制御ユニット温度が設定温度より低ければペル
チェ素子にそれが発熱するような向きの電流を供給し、
逆に設定温度と同じか高い場合には、電流供給を停止す
るという制御を行い、一方、冷却時には、制御ユニット
温度が設定温度より高ければペルチェ素子にそれが吸熱
するような向きの電流を供給し、設定温度と同じか低い
場合には、電流供給を停止するという制御を行う。さら
に、温度制御回路４４は温度信号４６の時間的変化をも
観測して、例えば、加温時に電流供給を停止してもヒー
トブロック８の温度の上昇が止まらない場合には、自動
的に冷却動作を行うこととすることもできる。

【００１８】試料保護カバーユニット１４に設けられた
ラバーヒータ１８の温度制御は、加算回路５２、比較器
５４及びカバーヒータ電源５６とによって行われる。加
算回路５２はヒートブロック８からの温度信号４６が入
力され、ヒートブロック８の温度より所定値高い温度を
表す温度設定信号５８を出力する。この所定の温度差
は、数℃〜１０℃の範囲である。この値は装置固定とし
てもよいし、生物組織処理装置側に設けられたつまみな
どにより可変としてもよい。またコンピュータ４０から
制御可能としてもよい。ここでは、加算回路５２は比較
器５４に対し、例えば、ヒートブロック８より１０℃高
い温度を表す温度設定信号５８を出力するものとする。

【００１９】比較器５４は試料保護カバーユニット１４
の温度センサ２０からの温度信号６０が表す温度と加算
回路５２からの温度設定信号５８が表す温度とを比較
し、その温度差に応じてラバーヒータ１８に供給される
電源５６をオン／オフする制御信号６２を出力し、試料
保護カバーユニット１４の温度がヒートブロック８より
１０℃高い温度となるような制御を行う。つまり比較器
５４は、カバー１６の温度が目標温度より低い場合には
カバーヒータ電源５６をオンしてラバーヒータ１８を発
熱させてカバー１６の温度を上昇させ、逆に目標温度よ
り高くなるとカバーヒータ電源５６をオフしてラバーヒ
ータ１８の発熱を停止させ、自然放熱によりカバー１６
の温度を低下させるという動作を繰り返す。

【００２０】上述のように、本装置は試料保護カバーユ
ニット１４の温度を、試薬の温度と同じかそれより高く
なるように調節することができる。これにより試料プレ
ート４を加熱する際にウエル６から蒸発した水蒸気がカ
バー１６内面に結露しウエル６に滴下することを防止す
ることができ、ウエル６内の試薬の濃度変化及び汚染が
抑制され、再現性の良好で精密な生物組織処理が実現さ
れる。

【００２１】なお、試料、試薬を入れるウエルは、上で
述べた複数のウエルを有した試料プレート以外のもので
もよく、シャーレやビーカーやその他の容器でも構わな
い。

【００２２】

【発明の効果】本発明の生物組織の処理装置によれば、
試薬の加温時において試薬から蒸発した水分が、試薬の
蒸散や汚染を防止するカバーの内面に結露することが防
止される。これにより、結露した水滴がウエルに滴下し
て、そのウエルの試薬濃度が変化することが防止され
る。すなわちウエル内の試薬濃度が加温処理中において
一定に保たれ、精密に制御され安定した生物組織の処理
が行われるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る生物組織の処理装置の概略構成
図。

【図２】 本発明に係る生物組織の処理装置の電気的構
成を示すブロック図。

【符号の説明】

２ 試料、４ 試料プレート、６ ウエル、８ ヒート
ブロック、１０ 温度制御ユニット、１２，２０ 温度
センサ、１４ 試料保護カバーユニット、１６カバー、
１８ ラバーヒータ、４０ コンピュータ、４４ 温度
制御回路、５２ 加算回路、５４ 比較器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物組織の試料を試薬で処理する生物組
   織の処理装置において、 内部に試料が収容されるウエルが少なくとも１つ形成さ
   れた試料プレートと、 この試料プレートの温度を制御する試料プレート温度制
   御手段と、 前記試料プレート上面を覆うカバーと、 このカバーの温度を制御するカバー温度制御手段と、 を有することを特徴とする生物組織の処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 前記カバーの温度は前記試料プレートの温度と同じかそ
   れ以上に設定制御されることを特徴とする生物組織の処
   理装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 前記試料プレート温度制御手段は、前記試料プレートの
   温度を検知する試料プレート温度センサを有し、 前記カバー温度制御手段は、 前記カバーの温度を検知するカバー温度センサと、 このカバー温度センサと前記試料プレート温度センサと
   の出力を受けて、前記カバーの温度を前記試料プレート
   の温度に対して所定温度範囲内に保つ温度差維持回路
   と、 を有することを特徴とする生物組織の処理装置。