WO2012147731A1 - 薄切片試料作製装置 - Google Patents

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大介 中島
祐子 南條
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倉敷紡績株式会社
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    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
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    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
    • G01N1/06—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting providing a thin slice, e.g. microtome

Definitions

  • the present invention relates to a thin-section sample preparation device and a thin-section sample preparation method for preparing a thin-section sample used for physicochemical sample analysis or microscopic observation of biological samples.
  • the sample block is roughly cut to a predetermined thickness and then sliced for tissue observation. In this way, roughening the surface of the sample block to obtain a surface for slicing for tissue observation is called chamfering.
  • the surface of the sample block is inclined by using a light projecting unit and a line sensor arranged in the thickness direction of the sample block.
  • a method and apparatus for chamfering the surface of a sample block at a position where the amount of light received by a sensor is maximized see, for example, Patent Document 1).
  • the chamfering in this case is for matching the inclination angle of the surface of the sample block with the cutting surface of the cutter, and compared with the chamfering of the present application, “obtain a surface for performing a thin slice for tissue observation” Although it is common in a broad sense, it differs in a narrow sense from the surface finding in the present application of “obtaining a surface for performing useful tissue observation”.
  • an image is generated based on each of the image data obtained by capturing the embedding block by the epi-illumination system and the image data captured by the diffuse illumination system, and both images are displayed in a superimposed state.
  • Thin slice manufacturing apparatuses that perform thin cutting are known (see, for example, Patent Documents 4 and 5).
  • both images are simply displayed in a superimposed state, and the operator grasps the state of the biological sample in the embedding block based on the images, and works.
  • the cutting surface is designated by the operator himself. Therefore, the skill of the operator himself is required as in the conventional case, and the burden on the operator is large after all.
  • the second problem is that there is almost no difference in the intensity of the reflected light from the exposed portion of the biological sample and the portion of the embedding agent in a biological sample with a low cell density such as adipose tissue. That's what it means. In this case as well, there is a risk of erroneous detection because there is almost no difference between the brightness data and the brightness data based on the brightness data.
  • the thin-section sample preparation apparatus is A thin-section sample preparation device for preparing a thin-section sample by slicing a surface layer portion of a sample block in which a sample is embedded in an embedding agent with a cutter, A cutter portion for slicing the surface of the sample block; A surface determination unit that determines whether the area of the sample portion of the surface of the sample block is sufficient for thin-section sample preparation; and A sample block transport unit for transporting the sample block; A humidifying unit for humidifying the surface of the sample block; With The surface determination unit An irradiation unit for irradiating light on the surface of the sample block; An imaging unit that receives reflected light from the surface of the humidified sample block of light irradiated from the irradiation unit and obtains image data; Based on the image data obtained by the imaging unit, an image data processing unit for identifying a portion of the sample and a portion of the embedding agent on the surface of the sample block; The imaging unit, the irradiation unit,
  • FIG. 10 is a flowchart showing details of a step of determining whether or not the area of the sample portion on the surface of the obtained sample block is sufficient for the preparation of the thin-section sample in the flowchart of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the principle of using diffused light to detect the maximum projection area of the sample in the sample block in the flowchart of FIG. 11.
  • the imaging unit receives reflected light from the surface of the humidified sample block and obtains image data including luminance information.
  • the image data processing unit based on the brightness data obtained based on the luminance information of the image data obtained by the imaging unit, the portion of the sample and the portion of the embedding agent on the surface of the sample block May be identified.
  • control unit of the surface determination unit may control the sample block transport unit and the cutter unit. Furthermore, when the control unit determines that the area of the sample portion on the surface of the sample block is not sufficient for thin slice sample preparation, the sample block is transferred to the cutter unit by the sample block transfer unit, After roughing the sample block, the sample block is returned to the surface determination unit by the sample block transport unit, and whether the area of the sample portion on the surface of the sample block is sufficient for thin slice sample preparation Make a decision, When it is determined that the area of the sample portion on the surface of the sample block is sufficient for thin-section sample preparation, the sample block is transported to the cutter unit by the sample block transport unit, and the sample block is sliced To prepare a thin section sample.
  • the thin-section sample preparation method includes a step of humidifying the surface of the sample block in which the sample is embedded with an embedding agent; Identifying the portion of the sample and the portion of the embedding agent on the surface of the humidified sample block; Determining whether the area of the sample portion of the surface of the sample block obtained at the surface of the sample block is sufficient for thin section sample preparation; including.
  • the thin-section sample preparation method is a thin-section sample preparation method in which a thin-section sample is prepared by slicing a surface layer portion of a sample block in which a sample is embedded in an embedding agent with a cutter. Because Slicing the surface layer portion of the sample block in which the sample is embedded in the embedding agent with a cutter; Identifying a portion of the sample and a portion of the embedding agent on the surface of the sample block; Humidifying the surface of the sample block between the slicing step and the identifying step; Determining whether the area of the sample portion on the surface of the obtained sample block is sufficient for thin-section sample preparation; and including.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the overall configuration of the thin-section sample preparation device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the thin-section sample preparation device 100 includes at least a surface determination unit 10 of the sample block 1, a cutter unit 30 that slices the surface of the sample block 1, and a sample block transport unit 20 that transports the sample block 1. Just do it.
  • the control unit 8 of the surface determination unit 10 may control the sample block transport unit 20 and the cutter unit 30.
  • the image data processing unit 6 Based on the brightness data obtained by binarizing the luminance information of the image data obtained by the photographing unit 4, the image data processing unit 6 is a portion of the sample 11 and a portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1. And identify.
  • the control unit 8 controls the irradiation unit 3, the imaging unit 4, and the image data processing unit 6, and the area of the sample 11 portion on the surface of the sample block 1 obtained by the image data processing unit 6 is a thin slice. Determine whether the sample preparation is sufficient.
  • the sample block 1 has a problem that expansion and contraction are likely to occur due to a subtle change in temperature, and unevenness is likely to occur in the thickness of the thin slice during the thinning process. For this reason, a cooler and a humidifier (not shown) are provided so as to maintain a constant temperature (for example, 10 ° C. to 25 ° C.) and a constant humidity.
  • the temperature and humidity may be set as appropriate according to the type of sample 11 and embedding agent 12 used as the sample block 1.
  • the surface of the sample block (sample after slicing) is used by using a humidifier that can be directly humidified in a spot, such as a sprayer, after the surface layer portion of the sample block is cut and before obtaining image data. It is preferable to humidify the surface. Moreover, it is preferable that the humidification part 2 is provided between the cutter part 30 and the surface determination part 10, or is provided in the cutter part 30 or the surface determination part 10.
  • the irradiation unit 3 can be used as long as it can irradiate the surface of the sample block 1 with light.
  • one or a plurality of single color LEDs may be used.
  • a white light source may be used.
  • a surface light source or a line light source may be used.
  • photography part 4 should just scan the surface of the sample block 1, maintaining a mutual positional relationship using a line sensor.
  • the above description is an example and does not limit the range that can be used as the irradiation unit 3.
  • the image data processing unit 6 can be used as long as it has a function of discriminating between the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 based on the obtained image data.
  • the control unit 8 controls the irradiation unit 3, the imaging unit 4, and the image data processing unit 6, and the area of the sample 11 portion on the surface of the sample block 1 obtained by the image data processing unit 6 is determined. Any material can be used as long as it has a function of determining whether or not a thin slice sample is sufficient. Note that the image data processing unit 6 and the control unit 8 are divided into two for the sake of convenience, but may function as a unit.
  • a personal computer can be used as the image data processing unit 6 and the control unit 8.
  • a personal computer for example, a CPU, a ROM, a RAM, an HDD (storage unit), an input unit such as a keyboard or a mouse, a display unit, an input / output unit, and the like may be provided.
  • the cutter unit 30 performs rough cutting for chamfering the sample block 1 and main cutting for producing a thin slice sample.
  • rough cutting the surface layer portion of the sample block 1 is cut to a predetermined thickness, and then returned to the surface determination unit 10 to perform surface determination.
  • main cutting the surface of the sample block 1 is sliced with a cutter 31 to produce a thin slice sample 32.
  • the prepared thin section sample 32 is attached on the carrier tape 34 supplied from the supply reel 33.
  • the thin slice sample 32 can be satisfactorily adhered onto the carrier tape 34 by performing humidification.
  • the carrier tape 34 is wound around the take-up reel 39 from the supply tape 33 through the guide rollers 35, 36, 37 and 38.
  • sample block transport unit 20 only needs to transport the sample block 1 at least between the surface determination unit 10 of the sample block 1 and the cutter unit 30.
  • sample block storage unit The sample block storage unit 40 stores a plurality of sample blocks 1 in a state where they can be taken out.
  • the transfer unit 60 includes a pair of guide rollers 61 disposed on the upstream side of the travel path of the carrier tape 34 and a pair of guide rollers 62 disposed on the downstream side of the travel path.
  • a part of the carrier tape 21 to which the thin slice sample 32 is attached is sandwiched between the pair of guide rollers 61 and the pair of guide rollers 62, and in this state, the pair of guide rollers 62 or the pair The guide roller 61 is moved downward to bend the carrier tape 21 downward.
  • the thin slice sample 32 is brought into contact with the upper surface of the slide glass 63 supplied with the adhesive liquid 64 on the upper surface, and the thin slice sample 32 is transferred to the upper surface of the slide glass 63.
  • the slide glass to which the thin section is transferred is called a slide glass with a thin section.
  • FIG. 3 is a flowchart of the sample block surface determination method in the thin-section sample preparation method according to the first embodiment.
  • a method for determining the surface area of the sample block in this thin-section sample preparation method will be described below with reference to FIG. (A)
  • the surface of the sample block 1 is humidified (S01).
  • the humidification is performed at a high humidity (50 to 100%) that allows the sample 11 on the surface of the sample block 1 to absorb moisture.
  • a humidification method the thing which can humidify for a short time that the water
  • the part of the sample 11 on the surface of the sample block 1 and the part of the embedding agent 12 are identified (S02). Details of this step S02 are according to the flowchart of FIG. (C) It is determined whether the area of the portion of the sample 11 on the surface of the obtained sample block 1 is sufficient for the preparation of the thin slice sample (S03). The determination as to whether the area of the portion of the sample 11 is sufficient for the preparation of the thin-section sample may be made based on, for example, whether or not the area is equal to or larger than a preset area. If the entire surface of the sample block 1, that is, the area of the inspection range is known, the determination may be made by the ratio of the area of the portion of the sample 11 to the area of the inspection range. Furthermore, when the area of the maximum projection area of the sample 11 in the sample block 1 is known or can be estimated, the area of the portion of the sample 11 relative to the area of the maximum projection area of the sample 11 may be determined.
  • FIG. 4 is a flowchart showing details of the step (S02) of identifying the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 of FIG.
  • (B-1) Light is irradiated on the surface of the sample block 1 (S04).
  • the irradiation light in this case, for example, it is preferable to irradiate light from a position where the photographing unit 4 becomes regular reflection light.
  • the reflected light of the irradiated light from the surface of the sample block 1 is received to obtain image data including luminance information (S05).
  • the reflected light to be received is preferably regular reflected light.
  • the part of the sample 11 and the part of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 are identified (S06). Specifically, the brightness data is obtained by binarizing the brightness information.
  • the surface of the sample block 1 is humidified (S01)
  • moisture 7 is applied to the portion of the sample 11 on the surface, thereby reducing the luminance of the regular reflection light from the portion of the sample 11. it can. This is because in the case of the biological sample 11, moisture is easily adsorbed in the tissue of the embedded biological sample 11, and the luminance of the specular reflected light is lower in the portion of the biological sample 11 that has adsorbed moisture than before moisture adsorption.
  • the contrast difference between the specularly reflected light from the portion of the sample 11 to which moisture has been applied and the specularly reflected light from the portion of the embedding agent 12 can be increased. Then, compared with the case where the conventional water
  • the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 are discriminated based on the brightness data obtained by binarizing the luminance information of the obtained image data. can do. That is, the surface of the sample block is humidified in advance and moisture is attached to the portion of the sample 11 on the surface to reduce the brightness of the specular reflection light from the portion of the sample 11. The contrast difference can be increased. Thereby, the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 can be clearly identified. Therefore, since it can be determined whether the portion of the sample 11 appears sufficiently on the surface of the sample block 1, it is possible to improve the accuracy of the surface determination of the sample block 1 in the preparation of the thin slice sample.
  • FIG. 6 is a flowchart of the thin-section sample preparation method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a method for producing the slide glass 63 with the thin-section sample 32 will be specifically described with reference to FIG.
  • the sample block 1 is conveyed from the position adjustment unit 50 to the surface determination unit 10 by the sample block conveyance unit 20 (S53).
  • the extension section 70 performs the first heating (for example, about 40 ° C. to 60 ° C. for several seconds to several tens of seconds) on the conveyed slide glass 63 with a thin section, and While extending the eyelids, the adhesive force of the thin slice sample 32 to the slide glass 63 is strengthened. Thereafter, the second heating (for example, about 40 ° C. for several hours) is further performed to completely evaporate the moisture and to fix the thin slice sample 32 to the slide glass 22 (S62). Thereby, the production of the slide glass 63 with the thin slice sample 32 is completed. Thereafter, the sample block 1 is transported by the sample block transport unit 20 in the same manner as described above, and the thin slice operation is automatically and continuously repeated any number of times, thereby preparing an arbitrary number of thin slice samples 32. it can.
  • the first heating for example, about 40 ° C. to 60 ° C. for several seconds to several tens of seconds
  • the diffused light irradiation unit 3b means a light source that irradiates light from a position that is not in a regular reflection position with respect to the imaging unit 4 on the surface of the sample block. Furthermore, by providing the diffused light irradiating unit 3b, by using the image data based on the diffused light, the maximum projection region (the portion surrounded by the dotted line in FIG. 7B) Smax of the biological sample 11 that is not exposed is used. It can be detected.
  • the inspection range can be grasped even if the size of the sample block 1 changes.
  • FIG. 9 is a flowchart of the sample block surface determination method in the thin-section sample preparation method according to the second embodiment.
  • A The entire area of the surface of the sample block 1 is detected (S20).
  • B The maximum projection area Smax of the sample 11 in the cross section parallel to the surface of the sample block 1 is detected (S30). Normally, the steps (a) and (b) up to here are performed before roughing in the present apparatus, and after this step (b), roughing is performed.
  • S01 The surface of the sample block 1 in which the sample 11 is embedded with the embedding agent 12 is humidified (S01). This humidification is usually performed after the roughing operation.
  • FIG. 10 is a flowchart showing details of the step (S20) of detecting the entire area of the surface of the sample block of FIG.
  • the surface of the sample block is irradiated with light (S11).
  • light is irradiated by the incident light irradiation unit 3a of FIG.
  • the amount of light from the incident light irradiation unit 3a may be increased so that the amount of received light is larger than in a normal case.
  • A-2 The regular reflection light of the irradiated light from the surface of the sample block 1 is received to obtain image data (S12).
  • the amount of light from the incident light irradiation unit 3a may be increased in the previous step, the light reception gain may be set high, or the light reception time may be increased.
  • the light may be received with a light reception amount that is twice or more the normal light reception amount.
  • the amount of light received that is at least twice that of the normal amount of light received is one measure, and is the amount of light received that can illuminate the entire upper surface of the sample block 1 compared to the other part, particularly the sample stage 13. I just need it.
  • the amount of received light is increased to the extent that the surface is bright as a whole regardless of the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12, that is, the whole becomes white.
  • the amount of received light is saturated by the reflected light from the surface in the photographing unit 4.
  • the entire area of the surface of the sample block is detected (S13). That is, the surface area of the upper surface of the sample block 1 can be obtained from the brightness / darkness data obtained by binarizing the luminance information of the obtained image data. In this case, the portion of the sample 11 on the surface and the portion of the embedding agent 12 are not distinguished. Note that the entire area of the surface is the inspection range. Thereby, even if the size of the sample block 1 changes, the inspection range can be grasped.
  • the step (S20) of detecting the entire area of the surface of the sample block is performed only once before the roughing operation in the apparatus, but may be performed a plurality of times as necessary.
  • FIG. 11 is a flowchart showing details of the step (S30) of detecting the maximum projection area of the sample 11 in a cross section parallel to the surface of the sample block 1 of FIG. (B-1)
  • the surface of the sample block is irradiated with light of two or more colors having different wavelengths (S21).
  • light is irradiated by the diffused light irradiation unit 3b in FIG. (B-2)
  • the diffused light from the surface of the sample block of the irradiated light is received to obtain image data (S22).
  • the diffused lights DI-2 and DI-3 can be received also from the portion of the sample 11 that is not exposed on the surface of the sample block 1.
  • the cross section C-1 of the portion of the sample 11 that is not exposed obtained by the diffused light DI-2 is different from the cross section C-2 of the portion of the sample 11 that is not exposed that is obtained by the diffused light DI-3.
  • the maximum projection area Smax means an area obtained by projecting the maximum spread area of the sample on the surface, not a single cross section.
  • the maximum projection area of the biological sample 11 that is not exposed can be detected by using image data based on diffused light.
  • the step (S30) of detecting the maximum projection area of the sample 11 in the cross section parallel to the surface of the sample block 1 is performed only once before the roughing operation in the apparatus, but a plurality of times as necessary. You may implement.
  • the part of the sample 11 and the part of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 are identified (S33).
  • the portion of the biological sample 11 and the portion of the embedding agent 12 are identified using the brightness data obtained by binarizing the luminance information.
  • the “bright” portion is determined to be the “embedding agent” portion
  • the “dark” portion is determined to be the “biological sample” portion based on the light / dark contrast due to the intensity difference of the regular reflection light.
  • Each of the above steps is substantially performed after an arbitrary amount of roughing, but may be performed before the first roughing.
  • step S50 for determining whether the area of the portion of the sample 11 on the surface of the obtained sample block 1 is sufficient for the preparation of the thin-section sample.
  • the surface of the sample block is humidified to reduce the luminance of the sample portion on the surface, and regular reflection from the portion of the sample 11 to which moisture has been applied.
  • the difference in contrast between the light and the specularly reflected light from the portion of the embedding agent 12 can be increased.
  • the portion of the sample 11 and the portion of the embedding agent 12 on the surface of the sample block 1 can be clearly identified. Therefore, since it is possible to determine whether the area of the sample portion is sufficient for thin slice sample preparation, a thin slice sample preparation method for preparing a thin slice sample used for physicochemical analysis or microscopic observation of biological samples, etc. And useful for devices.

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Abstract

　薄切片試料作製装置は、試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、面出し判定部とカッター部との間で試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、を備え、面出し判定部は、試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、照射部から照射した光の加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、得られた画像データに基づいて、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、撮影部と、照射部と、画像データ処理部と、を制御し、画像データ処理部で得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、を備える。

Description

薄切片試料作製装置
　本願は、日本国に２０１１年４月２６日に出願した特願２０１１－９８４８３号の日本特許出願を優先権の基礎とするものであり、この日本特許出願の内容は、本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。
　本発明は、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法に関する。
　従来、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察等に利用される薄切片試料を作製するための装置としてミクロトームが広く知られている。ミクロトームは、生体試料等をパラフィン等の包埋剤の中に埋め込んだ（包埋した）試料ブロックの表層部分をカッターによって薄切りすることにより、薄切片を作製する装置である。
　ミクロトームにより作製された薄切片は、例えば、筆や紙等を用いて、水あるいは湯等の伸展用の液体を充填した槽に回収されて皺等を伸展されたのち、接着液（例えば水）を用いてスライドガラスに貼付けられる。あるいは、上記薄切片は、接着剤を塗布したスライドガラスに直接配置され、スライドガラスが加温されることで皺等の伸展が行われてスライドガラスに貼付けられる。スライドガラスに貼り付いた薄切片は、接着液の蒸発に伴いスライドガラスに密着固定され、組織観察用の薄切片試料として利用される。
　試料ブロックの表面を薄切りして薄切片を得るにあたって、有用な組織観察を行うためには、薄切片を切り出すための試料ブロックの表面に試料の部分が十分に存在していることが必要である。そこで、通常、試料ブロックは、所定厚さまで粗削りされてから組織観察用の薄切りが行われる。このように試料ブロックの表面を粗削りして組織観察用の薄切りを行うための表面を得ることを面出しという。
　なお、試料ブロックの表面とカッターによる切断面との傾斜を解消するために、試料ブロックの厚さ方向に配置された投光部及びラインセンサを用いて、試料ブロックの表面を傾斜させて、ラインセンサの受光量が最大となる位置で試料ブロックの表面の面出しを行う方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この場合の面出しは、試料ブロックの表面の傾斜角度をカッターの切断面と合わせるためのものであって、本願の面出しと比較すると、「組織観察用の薄切りを行うための表面を得る」という広義の意味で共通するが、「有用な組織観察を行うための表面を得る」という本願における面出しとは狭義の意味で異なる。
特開２００８－７６２５１号公報 特開平６－２６５４５２号公報 特開２００４－３７４５９号公報 特開２００８－２０２９３号公報 特開２００７－２１２３８７号公報 特開２００７－２１２２７６号公報 特開２０１０－４４０６９号公報
　上述のように、「有用な組織観察を行うための表面を得る」、すなわち試料ブロック表面に検体である試料を有効に露出させるために、従来、試料ブロックの表面を所定厚さまで粗削りして面出しを行っていた。
　しかし、所定厚さまで粗削りしても、試料ブロックの表面に十分に試料の部分が現れていない場合があり、薄切片試料を作製しても組織観察用に適さないとされることがある。このような場合であっても、従来は、粗削り後、さらに薄切片試料の作製後にしか試料の部分の面積が組織観察用に十分でないことがわからなかった。また、粗削り毎に試料ブロックの表面を目視で確認することは、粗削り及び薄切片作製等の各工程を自動化している場合、自動化されている工程を止めなければならないため非常に非効率であった。
　また、粗削り工程の際に観察装置を設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、試料を照明するためにＬＥＤを有する昇射光照明装置、落射光照明装置、試料内部照明装置を備えたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
　しかし、特許文献２に記載の装置では、切削面を決定するための制御について何も考慮されていない。また、組織が透明に近い場合や、組織が小さい場合には識別可能な画像が得られなかった。さらに、特許文献３に記載の装置では、切削方向を変更する必要が生じた場合には依然として熟練を要する調整作業が必要とされ、作業者への負担が大きかった。
　また、落射照明系で包埋ブロックを撮像した画像データと、拡散照明系で撮像した画像データと、のそれぞれに基づいて画像を生成し、両画像を重ね合わせた状態で表示し、特定面について薄切を行う薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献４及び５参照。）。しかし、注意すべきことは、この装置では、単に両画像を重ね合わせた状態で表示するだけであって、作業者がその画像に基づいて包埋ブロック内の生体試料の状態を把握し、作業者自身によって切削面が指定されるという点である。そのため、従来と同様に作業者自身の熟練を必要とし、結局のところ作業者への負担が大きいものであった。
　また、光源から包埋ブロックの切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光を受光する撮影光学系を備え、画像データの輝度情報に基づく２値化処理を行って明暗データを作成し、明暗データに基づいて表面の生体試料が露出している部分を識別する薄切片作製装置が知られている（例えば、特許文献６参照。）。つまり、明暗データに基づいて生体試料の露出部分と包埋剤の部分を識別している。
　また、明るいパラフィンブロックの表面と、暗い切片化領域との間のコントラストの違いによって両者を区別するサンプルの薄切片を作製する方法及び装置が知られている（例えば、特許文献７参照）。
　しかし、上記の２つの方法には以下の２つの問題点が存在することを本発明者らは見出した。
　第１の問題点は、上記のように切削面に直交して照射し、切削面で反射した反射光は正反射光であるが、切削面の包埋剤部分が完全な鏡面になることは考えられないため、正反射光のみを１００％受光することは困難であるということである。つまり、乱反射光が混入すると、表面に露出していない生体試料の部分が暗く写り込むため、表面に現れていない生体試料の部分を誤検出する場合がある。
　また、第２の問題点は、脂肪組織のような細胞密度が疎な生体試料では、露出している生体試料の部分と、包埋剤の部分からの反射光強度自体にはほとんど差異がないということである。この場合も、輝度データ及びそれに基づく明暗データにおいても両者の差異がほとんど現れないため誤検出するおそれがある。
　本発明の目的は、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とをより明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる薄切片試料作製装置及薄切片試料作製方法を提供することである。
　本発明に係る薄切片試料作製装置は、
　試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
　前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
　前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
　前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
　前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
　前記面出し判定部は、
　　前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
　　前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
　　前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
　　前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
　を備える。
　本発明に係る薄切片試料作製装置によれば、特に、試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを明確に識別し、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できる。
本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。 （ａ）は、粗削り前の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｃ）は、粗削り後の試料ブロックの平面図である。 本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のうち、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。 図３のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置において、複数の薄切片試料を作製する工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部の構成を示す概略図である。 （ａ）は、粗削り後の試料ブロックの正面方向から見た断面図であり、（ｂ）は、粗削り後の試料ブロックの露出していない試料の最大投影領域を点線で示した平面図である。 本発明の実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。 図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面の全領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。 図９のフローチャートのうち、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するステップの詳細を示すフローチャートである。 図９のフローチャートのうち、試料ブロックの表面における試料の部分と包埋剤の部分とを識別するステップの詳細を示すフローチャートである。 図９のフローチャートのうち、得られた試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップの詳細を示すフローチャートである。 図１１のフローチャートで、試料ブロック内の試料の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。
　本発明の第１態様に係る薄切片試料作製装置は、
　試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
　前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
　前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
　前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
　前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
を備え、
　前記面出し判定部は、
　　前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
　　前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
　　前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
　　前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
　を備える。
　また、上記第１態様において、前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
　前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別してもよい。
　さらに、上記第１態様において、前記面出し判定部の制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御してもよい。
　さらに、前記制御部は、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
　前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する。
　さらに、本発明の第２態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤で包埋された試料ブロックの表面を加湿するステップと、
　前記加湿された試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
　前記試料ブロックの表面における得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
　また、本発明の第３態様に係る薄切片試料作製方法は、試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法であって、
　試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りするステップと、
　前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
　前記薄切りするステップと前記識別するステップとの間において、前記試料ブロックの表面を加湿するステップと、
　得られた前記試料ブロックの表面の試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップと、
を含む。
　さらに、上記第２態様又は上記第３態様において、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップは、
　　前記試料ブロックの表面を光で照射するステップと、
　　照射した光の前記試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るステップと、
　　得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別するステップと、
を含んでもよい。
　以下、本発明の実施の形態に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
＜薄切片試料作製装置＞
　図５は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００の全体的な構成を示す概略図である。この薄切片試料作製装置１００は、試料ブロック１の面出し判定部１０と、試料ブロック１の表面を薄切りするカッター部３０と、試料ブロック１を搬送する試料ブロック搬送部２０と、を少なくとも備えていればよい。なお、面出し判定部１０の制御部８は、試料ブロック搬送部２０とカッター部３０とを制御してもよい。
　この薄切片試料作製装置１００では、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分でないと判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を粗削りした後、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１を面出し判定部１０に戻して、再度、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であるか否かの判定を行う。一方、試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積が薄切片試料作製に十分であると判定された場合、試料ブロック搬送部２０によって試料ブロック１をカッター部３０に搬送して、試料ブロック１を薄切りして薄切片試料を作製する。
＜試料ブロックの面出し判定部＞
　図１は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製装置１００における試料ブロックの面出し判定部１０の構成を示す概略図である。この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０は、加湿部２と、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、制御部８と、を備える。照射部３は、試料１１が包埋剤１２中に包埋された試料ブロック１の表面に光を照射する。撮影部４は、照射部３から照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る。画像データ処理部６は、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
　図２（ａ）～（ｃ）は、試料ブロック１の構成を示す概略図である。図２（ａ）は、粗削り前の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図２（ｃ）は、試料ブロック１の平面図である。試料ブロック１は、例えば、生体試料１１等をパラフィン等の包埋剤１２の中に包埋（埋め込み）したものである。この試料ブロック１は、試料台１３の上に載せて使用される。この試料ブロック１は、表面が乾燥した状態で切断されると、試料断面が毛羽立つ等、良好な切片が得にくくなる。また、試料ブロック１は、温度の微妙な変化によって膨張及び収縮が発生しやすく、薄切り処理時に薄切片の厚さにムラが生じやすいという問題点を有する。このため、一定温度（例えば１０℃～２５℃）及び一定湿度を維持するように、図示しない冷却機及び加湿器を備えている。なお、上記温度及び湿度の設定は、試料ブロック１として使用する試料１１及び包埋剤１２の種類等に応じて適宜設定すればよい。
　この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０では、あらかじめ試料ブロック１の表面を加湿して試料ブロック１の表面の試料１１部分に水分７を付与して包埋剤１２の部分よりも正反射光の輝度が低い状態にしておき、撮影部４で得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分を付与して正反射光の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出しを行うことができる。なお、もし、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れていないと判定された場合には、試料ブロック１の表面について、例えば、図２（ａ）に示す面１４まで粗削りを行って、再度、試料ブロック１の面出しを行う。
　この薄切片試料作製用試料ブロックの面出し判定部１０を構成する各部材について説明する。
　＜加湿部＞
　試料ブロック１の表面を加湿できるものであれば用いることができる。加湿部２としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を霧状に付与する噴霧器を用いてもよい。あるいは、試料ブロック１の表面と接触可能に配置された水分を含んだ媒体（例えば、スポンジ、布等）であってもよい。さらに、試料ブロック１を高湿度雰囲気環境下におくことができる高湿度雰囲気ボックスであってもよい。なお、装置全体を高湿度雰囲気下におくような加湿部も考えられるが、装置全体の湿度を一定に保つことは非常に難しい。さらに試料ブロックを切削した際、切削面の画像データを得る必要があるが、当該切削面が十分な加湿状態になるまでには時間がかかってしまい、画像データの入手に時間がかかってしまう。すなわち、切削してから、当該試料ブロックの表面における試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定に時間がかかってしまうのである。したがって、加湿のタイミングとしては、試料ブロックの表層部分が切削されてから画像データを得るまでの間に、噴霧器等のスポット的に直接加湿可能な加湿器を用いて試料ブロック表面（薄切り後の試料表面）を加湿することが好ましい。また、加湿部２は、カッター部３０と面出し判定部１０との間に設けるか、カッター部３０又は面出し判定部１０に設けることが好ましい。特に、面出し判定部１０に噴霧器等の加湿器を設けることで、より時間短縮をすることが可能となる。なお、図１では、加湿部２を試料ブロック１の上方に設けている例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図５の面出し判定部１０とカッター部３０との間の図５の面に垂直な方向から加湿を行ってもよい。さらに、カッター部３０又はカッター部３０と面出し判定部１０との間に、噴霧器等のスポット加湿器を設け、カッター部３０での薄切り前に加湿すると共に、薄切り後に同じ加湿器を用いて加湿させるようにするのも好ましい。この場合、薄切り前に加湿する効果と薄切り後に加湿する効果が、一つの加湿器で得られる利点がある。また、この加湿部２は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０～１００％）であることが好ましい。特に、水を噴霧又は接触させるような短時間で加湿できるものが好ましい。このように加湿部２によって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。その結果、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。
　＜照射部＞
　照射部３は、試料ブロック１の表面に光を照射することができるものであれば使用できる。例えば、単色ＬＥＤを一つ又は複数用いてもよい。また、白色光源を用いてもよい。さらに、照射部３としては、面光源を用いてもよく、あるいはライン光源を用いてもよい。なお、照射部３としてライン光源を用いる場合には、撮影部４もラインセンサを用いて互いの位置関係を保ちながら、試料ブロック１の表面を走査すればよい。なお、上記記載は一例であって照射部３として利用可能な範囲を限定するものではない。
　＜撮影部＞
　撮影部４は、輝度情報を含む画像データを得ることができるものであれば使用できる。撮影部としては、例えば、ＣＣＤカメラであってもよい。また、撮影部４として、エリアカメラを用いても良く、あるいはラインセンサを用いてもよい。なお、上記記載は一例であって撮影部４として利用可能な範囲を限定するものではない。
　＜画像データ処理部及び制御部＞
　画像データ処理部６は、得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する機能を有するものであれば使用できる。また、制御部８は、照射部３と、撮影部４と、画像データ処理部６と、を制御し、画像データ処理部６で得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する機能を有するものであれば使用できる。なお、画像データ処理部６及び制御部８は、機能的に区別するため便宜的に２つに分けているが、一体として機能するものであってもよい。また、画像データ処理部６及び制御部８としては、例えば、パーソナルコンピュータを使用できる。パーソナルコンピュータとしては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ（記憶部）、キーボード又はマウス等の入力部、表示部、入出力部等の必要な部材を備えていればよい。
＜カッター部＞
　カッター部３０では、試料ブロック１の面出しのための粗削りと、薄切片試料を作製する本削りとを行う。
　粗削りの場合には、所定厚さまで試料ブロック１の表層部分を削った後、面出し判定部１０に戻して面出し判定を行う。
　一方、本削りの場合には、試料ブロック１の表面をカッター３１によって薄切りして薄切片試料３２を作製する。作製した薄切片試料３２は、供給リール３３から供給されるキャリアテープ３４の上に付着される。この場合に、加湿を行うことによって薄切片試料３２をキャリアテープ３４上に良好に付着することができる。なお、キャリアテープ３４は、供給テープ３３から、ガイドローラ３５、３６、３７、３８を経て、巻取リール３９に巻き取られる。なお、カッター部にも高さ調整機構を設けても良い。
＜試料ブロック搬送部＞
　試料ブロック搬送部２０は、少なくとも試料ブロック１の面出し判定部１０とカッター部３０との間で試料ブロック１を搬送するものであればよい。
　なお、図５に示すように、この薄切片試料作製装置１００は、上記面出し判定部１０、カッター部３０、試料ブロック搬送部以外に、試料ブロック保管部４０と、位置調整部５０と、転写部６０と、伸展部７０と、スライドガラス搬送部８０と、を備えていてもよい。
＜試料ブロック保管部＞
　試料ブロック保管部４０では、複数の試料ブロック１を取り出し可能な状態で保管する。
＜位置調整部＞
　位置調整部５０では、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う。
＜転写部＞
　転写部６０は、キャリアテープ３４の走行経路の上流側に配置された一対のガイドローラ６１と、走行経路の下流側に配置された一対のガイドローラ６２とを備えている。転写部６０では、例えば、一対のガイドローラ６１の間と一対のガイドローラ６２の間で薄切片試料３２が貼り付いているキャリアテープ２１の一部分を挟み、その状態で一対のガイドローラ６２又は一対のガイドローラ６１を下方に移動させることで、キャリアテープ２１を下方に撓ませる。これによって、上面に接着液６４を供給されたスライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を接触させて、スライドガラス６３の上面に薄切片試料３２を転写する。なお、薄切片を転写されたスライドガラスを、薄切片付きスライドガラスという。
＜伸展部＞
　伸展部１２は、加温板（図示せず）を備え、スライドガラス搬送部８０により加温板（図示せず）上に載置された薄切片付きスライドガラス６３に、上記加温板により、第１の加温（例えば４０℃～６０℃程度、数秒～数十秒）を行って薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強くする。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って薄切片付きスライドガラス６３上の水分を完全に蒸発させて、薄切片試料３２をスライドガラス６３に密着固定する。
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
　図３は、実施の形態１に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。この薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法について、図３を用いて以下に説明する。
（ａ）試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。好ましくは、この加湿は、試料ブロック１の表面の試料１１の部分に、水分を吸収させ得る程度の高湿度（５０～１００％）であることが好ましい。なお、加湿方法としては、例えば、試料ブロック１の表面に水分７を噴霧器にてスポット的に霧状に付与するような短時間で加湿できるものが好ましい。
（ｂ）試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０２）。このステップＳ０２の詳細は図４のフローチャートによる。
（ｃ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ０３）。試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるかの判定は、例えば、あらかじめ設定された面積以上であるか否かによって判定してもよい。また、試料ブロック１の表面全体、つまり検査範囲の面積がわかっている場合には、検査範囲の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。さらに、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域の面積がわかっているか、推定できる場合には、試料１１の最大投影領域の面積に対する試料１１の部分の面積の割合によって判定してもよい。
　図４は、図３の試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ０２）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ－１）試料ブロック１の表面に光を照射する（Ｓ０４）。この場合の照射光としては、例えば、撮影部４に対して正反射光となる位置から光を照射することが好ましい。
（ｂ－２）照射した光の試料ブロック１の表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得る（Ｓ０５）。受光する反射光としては、上記のように、正反射光であることが好ましい。
（ｂ－３）得られた画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ０６）。なお、詳細には、明暗データは、輝度情報を２値化して得られる。
　上記のように、試料ブロック１の表面を加湿している（Ｓ０１）ので、表面における試料１１の部分に水分７を付与して、試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させることができる。これは、生体試料１１の場合、包埋された生体試料１１の組織中に水分を吸着しやすく、水分を吸着した生体試料１１の部分では、水分吸着前に比べて正反射光の輝度が低下することに起因する。そのため、水分が付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくすることができる。そこで、従来の水分を付与しない場合に比べて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。
　この薄切片試料作製方法では、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データに基づいて、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別することができる。つまり、あらかじめ試料ブロックの表面を加湿して表面の試料１１の部分に水分を付着させて試料１１の部分からの正反射光の輝度を低下させ、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料ブロック１の表面において試料１１の部分が十分に現れているか判定できるので、薄切片試料作製にあたって試料ブロック１の面出し判定の精度を向上させることができる。
＜薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法＞
　次に、図６は、本発明の実施の形態１に係る薄切片試料作製方法のフローチャートである。図６を用いて、具体的に薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製方法を説明する。
（ａ）まず、試料ブロック保管部４０から一つの試料ブロック１を試料ブロック搬送部２０により取り出し、位置調整部５０に搬送する（Ｓ５１）。
（ｂ）位置調整部５０で、試料ブロック１の表面の傾斜及び高さ調整を行う（Ｓ５２）。
（ｃ）次いで、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、位置調整部５０から面出し判定部１０に搬送する（Ｓ５３）。
（ｄ）面出し判定部１０では、上述のように、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５４）。
　なお、面出し判定部１０において、本装置における粗削り前の試料ブロック１については、後述の実施の形態２において説明するように、試料ブロック１の表面全面の面積を検出するステップを行ってもよい。また、試料ブロック１内の試料の最大投影領域の面積を検出するステップを行ってもよい。
　所定量の粗削りを行った後には、面出し判定部１０において、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積、すなわち薄切り後（粗削り後）の表面の試料露出面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行う。
（ｅ－１）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送する（Ｓ５５）。つまり、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。
（ｅ－２）試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合には、試料ブロック１を、試料ブロック搬送部２０によって、面出し判定部１０からカッター部３０に搬送して、所定量の粗削りを行った後、試料ブロックをカッター部３０から面出し判定部１０に戻して（Ｓ５６）、再度、ステップＳ５４に戻って、面出し判定部１０で、試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する。
（ｆ）カッター部３０では、試料ブロック搬送部２０とカッター３１との相対移動によって、試料ブロック１の表層部分がカッター３１によって薄切りされて、一枚の薄切片試料３２が作製され、薄切片試料３２をキャリアテープ３４に貼り付ける（Ｓ５７）。
（ｇ）キャリアテープ３４に貼り付けられた薄切片試料３２を、キャリアテープ３４の移動と共に、転写部６０に移動させる（Ｓ５８）。
（ｈ）一方、試料ブロック１の移動及び薄切片試料３２の移動の間に、スライドガラス搬送部８０によって、薄切片試料３２を貼り付ける１つのスライドガラス６３を転写部６０に搬送して、上面に接着液２３を供給した後、キャリアテープ３４上に貼り付けられた薄切片試料３２とスライドガラス６３とを対向状態とする（Ｓ５９）。
（ｉ）転写部６０では、薄切片試料３２が貼り付けられたキャリアテープ３４の一部分を下方に撓ませて、薄切片試料３２をスライドガラス６３の上面の接着液６４に押し当てて、薄切片試料３２をキャリアテープ３４の一部分からスライドガラス６３の上面に転写する（Ｓ６０）。
（ｊ）薄切片試料３２が転写された薄切片付きスライドガラス６３をスライドガラス搬送部８０により、転写部６０から伸展部７０へ搬送する（Ｓ６１）。
（ｋ）伸展部７０では、搬送された薄切片付きスライドガラス６３に対して、第１の加温（例えば４０℃～６０℃程度、数秒～数十秒）を行って、薄切片試料３２の皺の伸展を行うとともに薄切片試料３２のスライドガラス６３への貼付力を強化する。その後、さらに第２の加温（例えば４０℃程度、数時間）を行って、水分を完全に蒸発させて薄切片試料３２をスライドガラス２２に密着固定させる（Ｓ６２）。
　これにより、一枚の薄切片試料３２付きスライドガラス６３の作製が完了する。
　以下、上記と同様にして試料ブロック搬送部２０により試料ブロック１を搬送して、上記薄切り動作を、任意の回数、自動的且つ連続的に繰り返すことによって、任意の枚数の薄切片試料３２を作製できる。
（実施の形態２）
＜試料ブロックの面出し判定部＞
　図７は、実施の形態２に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部１０ａの構成を示す概略図である。この試料ブロックの面出し判定部１０ａは、実施の形態１に係る薄切片試料作製装置における、試料ブロックの面出し判定部と比較して、照射部として、落射光照射部３ａと拡散光照射部３ｂとの異なる２つの照射部を含む点で相違する。この落射光照射部３ａとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置から光を照射する光源を意味する。なお、面の鉛直上方から照射する光を落射光と呼ぶ場合があるが、落射光とは必ずしも鉛直上方に限られず、図７に示すように面に斜めに照射するものであってもよい。また、拡散光照射部３ｂとは、試料ブロックの表面に撮影部４に対して正反射位置にない位置から光を照射する光源を意味する。さらに、拡散光照射部３ｂを備えたことによって、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域（図７（ｂ）中の点線で囲った部分）Ｓｍａｘを検出できる。また、落射光照射部３ａによる試料ブロック１の表面からの光の受光量を通常より多くすることによって、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別することなく、表面の全領域を検出できるので、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
　図８（ａ）は、粗削り後の試料ブロック１の正面方向から見た断面図であり、図８（ｂ）は、粗削り後の試料ブロック１の露出していない試料１１の最大投影領域を点線で示した平面図である。なお、図１４は、後述の図１１のフローチャートで、試料ブロック１内の試料１１の最大投影領域を検出するために拡散光を用いる原理を説明するための概略図である。正反射光ＤＩ－１のみを受光する場合には、試料ブロック１の表面に露出していない部分を検出することは困難であった。一方、本発明者は、図１４の断面図に示すように、試料ブロック１内部まで入り込んだ光について、表面に露出していない試料１１によって反射された拡散光ＤＩ－２、ＤＩ－３を受光することによって最大投影領域の面積Ｓｍａｘを検出できることを見出した。
＜試料ブロックの面出し判定方法＞
　図９は、実施の形態２に係る薄切片試料作製方法における、試料ブロックの面出し判定方法のフローチャートである。
（ａ）試料ブロック１の表面の全領域を検出する（Ｓ２０）。
（ｂ）試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域Ｓｍａｘを検出する（Ｓ３０）。なお、通常、ここまでの（ａ）及び（ｂ）工程は、本装置における粗削り前に行い、この（ｂ）工程の後に、粗削りを行う。
（ｃ）試料１１が包埋剤１２で包埋された試料ブロック１の表面を加湿する（Ｓ０１）。なお、この加湿は、通常、粗削り動作後に実施される。
（ｄ）試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ４０）。
（ｅ）得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する（Ｓ５０）。
　なお、上記（ｃ）の加湿工程Ｓ０１については実施の形態１における加湿工程と同様であるので詳細な説明を省略する。また、加湿工程以外の各工程の詳細については、以下に説明する。
　図１０は、図９の試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）の詳細を示すフローチャートである。
（ａ－１）試料ブロックの表面を光で照射する（Ｓ１１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。なお、通常の場合よりも受光量が多くなるように、落射光照射部３ａからの光量を多くしておいてもよい。
（ａ－２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ１２）。この場合、前のステップで落射光照射部３ａからの光量を多くしておくか、あるいは、受光ゲインを高く設定するか、又は、受光時間を長くしてもよい。例えば、通常の受光量より２倍以上の受光量で受光してもよい。なお、上記通常の受光量より２倍以上の受光量とは、一つの目安であって、試料ブロック１の上面の全面を他部、特に、試料台１３と比べて光らせることができる受光量であればよい。つまり、表面を試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを問わず、全体として明るく、つまり全体が白くなる程度まで受光量を大きくする。この場合、撮影部４で表面からの反射光によって受光量が飽和する程度とする。
（ａ－３）得られた画像データに基づいて、試料ブロックの表面の全領域を検出する（Ｓ１３）。つまり、得られた画像データの輝度情報を２値化して得られた明暗データによって、試料ブロック１の上面の表面積を得ることができる。この場合には、表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを区別しない。なお、この表面の全領域が検査範囲となる。これによって、試料ブロック１のサイズが変化しても検査範囲を把握することができる。
　通常、この試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ２０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
　図１１は、図９の試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｂ－１）試料ブロックの表面を互いに異なる波長の２色以上の光で照射する（Ｓ２１）。この場合、図７の拡散光照射部３ｂによって光を照射する。
（ｂ－２）照射した光の試料ブロックの表面による拡散光を受光して画像データを得る（Ｓ２２）。この場合、図１４に示すように、試料ブロック１の表面に露出していない試料１１の部分からも拡散光ＤＩ－２、ＤＩ－３を受光できる。この場合、拡散光ＤＩ－２によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ－１と、拡散光ＤＩ－３によって得られる露出していない試料１１の部分の断面Ｃ－２とは異なる場合がある。つまり、最大投影領域Ｓｍａｘとは、一つの断面ではなく、試料が最大に広がっている範囲を表面に投影して得られる領域を意味する。
（ｂ－３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の試料１１の最大投影領域を検出する（Ｓ２３）。この場合、上記検査範囲内で表面に現れている生体試料１１の部分だけでなく、露出していない生体試料１１の部分をも検出する。さらに、拡散光による画像データを用いることによって、露出していない生体試料１１の最大投影領域を検出できる。通常、この試料ブロック１の表面に平行な断面における、試料１１の最大投影領域を検出するステップ（Ｓ３０）は、本装置における粗削り動作の前に一度だけ実施されるが、必要に応じて複数回実施してもよい。
　図１２は、図９の試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップ（Ｓ４０）の詳細を示すフローチャートである。
（ｃ－１）試料ブロック１の表面を光で照射する（Ｓ３１）。この場合、図７の落射光照射部３ａによって光を照射する。
（ｃ－２）照射した光の試料ブロック１の表面による正反射光を受光して画像データを得る（Ｓ３２）。なお、この場合の受光量は、上記試料ブロックの表面の全領域を検出するステップ（Ｓ１０）と比較して、それより少ない受光量とするのが好ましい。
（ｃ－３）得られた画像データに基づいて、試料ブロック１の表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する（Ｓ３３）。この場合、輝度情報を２値化して得られた明暗データを用いて生体試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別する。具体的には、正反射光の強度差による明暗コントラストによって、「明」の部分を「包埋剤」の部分と判定し、「暗」の部分を「生体試料」の部分と判定する。
　なお、上記各ステップは、実質的には任意量の粗削り後に行われるが、最初の粗削り前に行ってもよい。
　図１３は、図９の得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップ（Ｓ５０）の具体的な内容を示すフローチャートである。
（ｄ－１）試料ブロック１の表面における試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘを算出する（Ｓ４１）。
（ｄ－２）試料１１の部分の面積Ｓが試料１１の最大投影領域の面積Ｓｍａｘに対する割合Ｓ／Ｓｍａｘが所定割合以上であるか否かに応じて、薄切片試料作製について十分であるか否かを判定する（Ｓ４２）。
　なお、試料ブロック１の表面における試料１１の部分が薄切片試料作製について十分であると判定された場合には、実際の薄切片作製（本削り）工程に移行する。一方、試料１１の部分が薄切片試料作製について十分でないと判定された場合は、任意量の粗削りを実施した後に、再度、上記試料ブロックの表面における試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを識別するステップＳ４０及び得られた試料ブロック１の表面の試料１１の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定するステップＳ５０を繰り返す。
　また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
　本発明に係る薄切片試料作製装置及び薄切片試料作製方法では、試料ブロックの表面を加湿することによって、表面の試料部分の輝度を低下させ、水分を付与された試料１１の部分からの正反射光と、包埋剤１２の部分からの正反射光とのコントラスト差を大きくできる。これによって、試料ブロック１の表面の試料１１の部分と包埋剤１２の部分とを明確に識別できる。そこで、試料の部分の面積が薄切片試料作製用に十分であるか否か判定できるので、理化学試料分析や生体試料等の顕微鏡観察などに利用される薄切片試料を作製する薄切片試料作製方法及び装置に有用である。
１　試料ブロック
２　加湿部
３　照射部
４　撮影部
６　画像データ処理部
８　制御部
１０　面出し判定部
１１　試料
１２　包埋剤
１３　試料台
２０　試料ブロック搬送部
３０　カッター部
３１　カッター
３２　薄切片試料
３３　供給リール
３４　キャリアテープ
３５、３６、３７、３８　ガイドローラ
３９　巻取リール
４０　試料ブロック保管部
５０　位置調整部
６０　転写部
６１、６２　ガイドローラ
６３　スライドガラス
６４　接着液
７０　伸展部
８０　スライドガラス搬送部
１００　薄切片試料作製装置

Claims (3)

  1. 　試料が包埋剤中に包埋された試料ブロックの表層部分をカッターにより薄切りして薄切片試料を作製する薄切片試料作製装置であって、
    　前記試料ブロックの表面を薄切りするカッター部と、
    　前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する面出し判定部と、
    　前記試料ブロックを搬送する試料ブロック搬送部と、
    　前記試料ブロックの表面を加湿する加湿部と、
    を備え、
    　前記面出し判定部は、
    　　前記試料ブロックの表面に光を照射する照射部と、
    　　前記照射部から照射した光の前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して画像データを得る撮影部と、
    　　前記撮影部で得られた前記画像データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する画像データ処理部と、
    　　前記撮影部と、前記照射部と、前記画像データ処理部と、を制御し、前記画像データ処理部で得られた前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否か判定する制御部と、
    を備えた、薄切片試料作製装置。
  2. 　前記撮影部は、前記加湿された試料ブロックの表面による反射光を受光して輝度情報を含む画像データを得るものであり、
    　前記画像データ処理部は、前記撮影部で得られた前記画像データの輝度情報に基づいて得られた明暗データに基づいて、前記試料ブロックの表面の前記試料の部分と前記包埋剤の部分とを識別する、請求項１に記載の薄切片試料作製装置。
  3. 　前記面出し判定部の前記制御部は、前記試料ブロック搬送部と前記カッター部とを制御し、
    　前記試料ブロックの表面の前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分でないと判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを粗削りした後、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記面出し判定部に戻して、前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であるか否かの判定を行い、
    　前記試料ブロックの表面における前記試料の部分の面積が薄切片試料作製について十分であると判定した場合、前記試料ブロック搬送部によって前記試料ブロックを前記カッター部に搬送して、前記試料ブロックを薄切りして薄切片試料を作製する、請求項１又は２に記載の薄切片試料作製装置。
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