Search

JP-2026076914-A - 薄切片搬送装置及び薄切標本作製システム

JP2026076914AJP 2026076914 AJP2026076914 AJP 2026076914AJP-2026076914-A

Abstract

【課題】標本ブロックから切り出された薄切片を、基板によって掬い取られる位置まで、適切な向きを維持したまま水流によって搬送することができる薄切片搬送装置等を提供する。 【解決手段】薄切片搬送装置は、標本ブロックから薄切された薄切片を基板上に転写する薄切標本作製システムにおいて、薄切片を搬送する薄切片搬送装置であって、標本ブロックを薄切する薄切刃の下流側に配置され、底部と、該底部に接続された互いに対向する２つの壁部とを有し、該２つの壁部の間を液体が流れるように構成された水路と、２つの壁部に沿って設けられた２組の回転ベルトであって、２つの壁部の間においてそれぞれのベルト面が所定の間隔を空けて互いに対向するように配置され、互いに対向しているベルト部分が水路の下流側に向かって移動するように構成された２組の回転ベルトとを備える。 【選択図】図１

Inventors

  • 菅原 雅史
  • 吉野 雅彦
  • 佐藤 寛恭
  • 佐々木 雄大

Assignees

  • パスイメージング株式会社
  • 国立大学法人東京科学大学

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20250114

Claims (9)

  1. 標本ブロックから薄切された薄切片を基板上に転写する薄切標本作製システムにおいて、薄切片を搬送する薄切片搬送装置であって、 標本ブロックを薄切する薄切刃の下流側に配置された水路であって、上流側の領域である冷水路と、下流側の領域である温水路とに仕切られ、前記薄切片が液体に浮かんだ状態で前記冷水路から前記温水路に移動可能となるように構成された水路と、 前記冷水路を流通する液体の温度を第１の温度範囲に制御するように構成された第１の温度コントロールシステムと、 前記温水路を流通する液体の温度を前記第１の温度範囲よりも高い第２の温度範囲に制御するように構成された第２の温度コントロールシステムと、 を備える薄切片搬送装置。
  2. 前記水路の上流側に配置され、前記薄切刃の刃先に向けて液体を流して前記水路を注入するように構成された１つ以上のノズルをさらに備え、 前記第１の温度コントロールシステムは、前記１つ以上のノズルから前記冷水路に注入される液体の温度を第１の温度範囲に制御するように構成されている、請求項１に記載の薄切片搬送装置。
  3. 前記第１の温度範囲は、２０℃以下であり、 前記第２の温度範囲は、４０℃以上５５℃以下である、 請求項１に記載の薄切片搬送装置。
  4. 前記水路に、前記冷水路における液面が所定の高さ以上となった場合に前記液体を排出する排液口が設けられ、 前記水路を収容可能な水槽であって、前記冷水路から前記排液口を通じて流出した液体を貯留するように構成された第１の貯留部と、前記温水路から流出した液体を貯留するように構成された第２の貯留部と、を有する水槽をさらに備え、 前記第１の温度コントロールシステムは、 前記第１の貯留部から排出された液体を冷却するように構成された冷却ユニットと、 前記冷却ユニットにより冷却された液体を前記冷水路に循環させるように構成された第１のポンプと、 を有し、 前記第２の温度コントロールシステムは、 前記第２の貯留部から排出された液体を加温するように構成された加温ユニットと、 前記加温ユニットにより加温された液体を前記温水路に循環させるように構成された第２のポンプと、 を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の薄切片搬送装置。
  5. 前記第１の貯留部と前記第２の貯留部との間に断熱領域が設けられている、請求項４に記載の薄切片搬送装置。
  6. 前記水路は、底部と、該底部に接続された互いに対向する２つの壁部とを有し、 前記２つの壁部に沿って設けられた２組の回転ベルトであって、前記２つの壁部の間においてそれぞれのベルト面が所定の間隔を空けて互いに対向するように配置され、互いに対向しているベルト部分が前記水路の下流側に向かって移動するように構成された２組の回転ベルトをさらに備え、 前記薄切片を、前記互いに対向しているベルト部分の間を流れる液体に浮かべて搬送するように構成されている、請求項４に記載の薄切片搬送装置。
  7. 前記水路は、前記水槽に対し、当該水路の先端側を引き上げ可能に取り付けられている、請求項６に記載の薄切片搬送装置。
  8. 請求項１に記載の薄切片搬送装置と、 前記基板を把持し、前記薄切刃により薄切され前記２組の回転ベルトの間を流れてきた薄切片を前記基板により掬い上げるように構成されたハンドリングユニットと、 を備える薄切標本作製システム。
  9. 請求項１に記載の薄切片搬送装置と、 前記薄切片搬送装置の上流側の端部に取り付けられ、前記薄切刃を、刃先が延在する方向が前記水路の長手方向と所定の角度をなすように保持するカッターユニットと、 を備える薄切標本作製システム。

Description

本発明は、生体試料を包埋した標本ブロックから薄切された薄切片を搬送する薄切片搬送装置及び薄切標本作製システムに関する。 従来、生体から採取された試料を検査する方法として、病理検査が知られている。病理検査においては、まず、生体試料をパラフィン等の包埋材により包埋した標本ブロックが作製される。この標本ブロックを数μｍ（例えば、２～５μｍ）程度の厚さでスライス（薄切）することにより得られる薄切片をスライドガラス上に移し（転写とも呼ばれる）、乾燥及び染色を施すことにより、薄切標本が作製される。この薄切標本を顕微鏡観察することにより、診断が行われる。なお、標本ブロックは包埋ブロックとも呼ばれる。 標本ブロックをスライスして薄切片を作製する装置として、ミクロトームが知られている（例えば、特許文献１参照）。通常、顕微鏡標本を作製する技師は、ミクロトームに設けられたハンドルを操作することにより、標本ブロックから薄切片を１枚ずつ切り出し、薄切片を水槽内の水又は湯に浮かべる。それにより、スライスした際に生じた薄切片のカールや皺を伸ばすことができる。その後、技師は、水面に浮かんだ薄切片を１枚ずつ、ピンセットやブラシ等を用いてスライドガラスに移動させる。 また、近年では、切り出された薄切片をスライドガラスに転写する作業を自動で行う装置の開発も行われている（例えば、特許文献２～６参照）。 特許文献２には、作製された薄切片を基板上に固定して、薄切片標本を自動的に作製する自動薄切片標本作製装置が開示されている。この装置においては、切り出された薄切片をアーム部の先端に吸着して搬送し、水槽の上方にアーム部が達したときに、該アーム部を下降させて先端を水の中に入れることにより、薄切片を水の中に浸漬させて浮かんだ状態とし、この薄切片を、スライドガラスハンドリングロボットに把持させたスライドガラスにより掬い上げることとされている。 特許文献３には、生体試料が包埋された包埋ブロックを薄切して作製された矩形状の薄切片を、該薄切片が搬送されてきた搬送ポイントから、基板に掬い取られて処理される処理ポイントまで搬送する薄切片搬送装置が開示されている。この装置において、水路は、薄切片が処理ポイントに達したときに、該薄切片の向きが予め定められた向きとなるように姿勢を調整しながら移動させることとされている。 特許文献４には、貯留した液体に搬送体の端部が浸かった液槽と、薄切片の一辺に対して基板の横幅方向が平行になるように基板を把持する把持部と、把持部を基板に沿って引き上げる引き上げ機構と、該機構の作動タイミング及び引き上げ速度を制御する制御部と、を備え、搬送体から離脱しながら液面上に浮かぶ薄切片を基板上に掬い取る薄切片標本作製装置が開示されている。 特許文献５には、搬送手段で搬送された矩形状の薄切片を、搬送手段から離間して配置された矩形状の基板に受け渡して薄切片標本を作製する薄切片標本作製装置が開示されている。この装置においては、薄切片が着脱可能に定着される定着面を有する中継体を搬送手段に移動させ、搬送手段で搬送された薄切片を定着面で受け取って定着させた後、中継体を基板に移動させ、定着面に定着された薄切片を離脱させて基板に受け渡している。 特許文献６には、切り出された薄切片を貯留槽まで搬送して液面に浮かべる薄切片搬送機構と、貯留槽に浮かべられた薄切片をスライドガラス上に載置するスライドガラスハンドリング機構と、薄切片搬送機構とスライドガラスハンドリング機構との間に設けられ、外面上に薄切片が載置された状態で回転することで、薄切片をスライドガラスハンドリング機構に向けて搬送する回転体とを備える薄切片作製装置が開示されている。 特表２０１９－５３４４６１号公報特開２００７－１９２６０６号公報特開２００８－２６１７６号公報特開２００９－１８０５４６号公報特開２０１０－２６１７９４号公報特開２０１４－９５５８９号公報 本発明の第１の実施形態に係る薄切標本作製システムの概略構成を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る薄切標本作製システムの概略構成を示す側面図である。本発明の第１の実施形態に係る薄切片搬送装置を後端側から見た模式図である。本発明の第１の実施形態に係る薄切片搬送装置の上面図である。図４ＡのＡ－Ａ断面図である。第１の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える搬送水路の上面図である。第１の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える搬送水路の側面図である。第１の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える水槽の上面図である。第１の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える水槽の側面図である。搬送水路を保持する保持ブロックを示す模式図である。回転ベルトへの動力伝達手段を説明するための模式図である。カッターユニットを示す断面図である。搬送水路の先端側の引き上げた状態を示す模式図である。本発明の第２の実施形態に係る薄切片搬送装置の模式図である。図１１ＡのＣ－Ｃ面における一部断面図である。第２の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える搬送水路の上面図である。図１２ＡのＤ－Ｄ断面拡大図である。第２の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える水槽の上面図である。第２の実施形態に係る薄切片搬送装置が備える水槽の側面図である。図１３ＡのＥ－Ｅ断面図である。 以下、本発明の実施の形態に係る薄切片搬送装置及び薄切標本作製システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 以下の説明において参照する図面は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示しているに過ぎない。即ち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 ＜第１の実施形態＞ （薄切標本作製システムの構成） 図１は、本発明の第１の実施形態に係る薄切標本作製システムの概略構成を示す模式図である。図２は、同システムの概略構成を示す側面図である。第１の実施形態に係る薄切標本作製システム１は、標本ブロック２から薄切された薄切片３をスライドガラス等の基板４上に転写するシステムである。標本ブロック２は、生体組織をパラフィン等の包埋材によって包埋したものである。 図１及び図２に示すように、薄切標本作製システム１は、標本ブロック２を薄切するように構成されたカッターユニット２０と、薄切された薄切片３を液体によって搬送するように構成された薄切片搬送装置３０と、薄切片搬送装置３０を流れてきた薄切片を基板４によって掬い上げるように構成されたハンドリングユニット４０とを備える。これらの各部は、ボルト等により台座１ａに固定されている。また、薄切標本作製システム１は、標本ブロックスライドユニット１０と、基板４の保管庫であるマガジンユニット６０と、制御部９０と、各種センサとをさらに備えても良い。センサとしては、薄切片搬送装置３０の上方に設けられたカメラ９１、及び、薄切刃の近傍に配置された薄切刃センサ（カメラ）９３等が挙げられる。さらに、薄切標本作製システム１に、薄切片搬送装置３０に供給される水を貯水するための一時貯水タンク７３を設けても良い。 以下においては、薄切片搬送装置３０における薄切片３の搬送方向を基準として、上流側を先端側ということもあり、下流側を後端側ということもある。 ここで、薄切片３を搬送する液体としては、通常の水（水道水）を用いることができるが、これに限定されるわけではない。例えば、界面活性剤を加えた水溶液や、特定のフロート液等を使用することも可能である。以下においては、薄切片３を搬送する液体として水が用いられるものとして説明する。 カッターユニット２０は、薄切刃を保持するものであり、薄切片搬送装置３０の先端に取り付けられている。また、カッターユニット２０の上流側には、標本ブロックスライドユニット１０が設置されている。標本ブロックスライドユニット１０は、標本ブロック２を保持し、薄切刃に対して標本ブロック２を所定の角度を維持したままスライドさせる。それにより、薄切刃に接触した標本ブロック２の部分が薄くスライスされる。 薄切刃に対して標本ブロック２をスライドさせる方向（以下、試料送り方向ｖ1とも記す）は特に限定されない。ここで、図２に示すように、標本ブロック２の切断面２ａと平行な面内において、薄切刃の刃先が延在する向き（後述する図４Ａに示す向きｖ3参照）と直交する軸ｖ0に対する試料送り方向ｖ1の角度のことを切れ刃傾斜角θとも記す。切れ刃傾斜角θは、搬送方向の下流側（図１参照）から見て、軸ｖ0を基準として反時計回りの方向を正とする。例えば、試料送り方向ｖ1に対して薄切刃が直交している場合、切れ刃傾斜角θは０°となる。また、例えば図２に示す向きの場合、切れ刃傾斜角θは、０°より大きく９０°未満の範囲となる。切れ刃傾斜角θは０°であっても良いし、０°より大きく９０°未満（例えば、３０°～６０°程度、或いは、４５°近傍）、又は、－９０°より大きく０°未満であっても良い。 薄切片搬送装置３０においては、カッターユニット２０側から流れる水流が形成されている。薄切刃によりスライスされた薄切片３は、そのまま、薄切片搬送装置３０の水面に浮かべられ、水流に乗って下流側に搬送される。 ハンドリングユニット４０は、基板４を把持する把持部４１と、把持部４１を鉛直軸Ｒ１回りに旋回させる旋回機構４２と、把持部４１を軸Ｒ２回りに回転させるスイング機構４４とを有する。 制御部９０は、薄切片搬送装置３０を含む薄切標本作製システム１全体の動作を制御する。例えば、制御部９０は、後述する回転ベルト３７５，３７６のベルト面が適切な速度で移動するように、モータ３６２の動作を制御する。また、制御部９０は、カメラ９１により撮影された画像に基づき、標本ブロック２から薄切されて薄切片搬送装置３０により搬送された薄切片３を基板４により掬い上げ、マガジンユニット６０に収納するというハンドリングユニット４０の動作を制御する。 （薄切標本作製システム１の動作） 次に、薄切標本作製システム１の動作の概略を説明する。 まず、薄切片搬送装置３０において水流を発生させた状態で、標本ブロック２の面出し（プレカット）が行われる。即ち、標本ブロックスライドユニット１０により標本ブロック２をスライドさせ、薄切刃により、生体組織が含まれる面が露出するまでスライスする。この時点では、標本ブロック２から削り出された削りかすは、水流に乗って排出される。 プレカットの終了後、薄切片３のスライス（本カット）が行われる。なお、プレカットの終了後、本カットが行われる前の間、標本ブロックスライドユニット１０の動作を一旦停止し、その間に、ハンドリングユニット４０に基板４を保持させるなどの準備を行っても良い。標本ブロック２からスライスされた薄切片３は、そのまま、薄切片搬送装置３０の水面に浮かべられ、水流に乗って搬送される。また、薄切片３を水に浮かべることにより、薄切片３が伸展される。ハンドリングユニット４０は、保持した基板４の少なくとも一部を水路（２つの回転ベルト３７５，３７６の間の領域）に差し入れた状態で待機し、流れてきた薄切片３を基板４により掬い上げる。その後、ハンドリングユニット４０は、基板４をマガジンユニット６０に収容する。 （薄切片搬送装置の構成） 次に、第１の実施形態に係る薄切片搬送装置３０の詳細な構成について説明する。図３は、薄切片搬送装置３０を後端側から見た模式図である。図２及び図３に示すように、薄切片搬送装置３０は、内部に搬送水路３４が配置された水槽３２と、水槽３２への水の給排水を行う水回りユニット７２と、水槽３２を長手方向に沿って移動させる移動ユニット８０とを有する。