JP2005504323A - 組織学的組織標本処理 - Google Patents

Abstract

組織学的分析のための組織サンプル用組織処理装置。処理装置は、２つのレトルト、ワックス糟、試薬コンテナ、ポンプおよび弁を含む。弁は、１つのコンテナからレトルトの一方へ試薬を割り当てる。別の試薬ラインが、ワックス槽とレトルトを接続する。組織サンプルが浸透物質に接触するとき試薬を沸騰して取り除くために、浸透物質を試薬の沸点またはそれより高い温度まで加熱する、アルコールのような脱水試薬等の試薬を含むサンプルを浸透する方法。試薬の沸点を下げるためにレトルト内の圧力を低くしてもよい。

Description

【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、組織学的組織標本の処理システムおよび処理方法に関する。
【０００２】
発明の背景
組織学的組織標本の作製は、生体学的標本と反応する化学溶液を必要とする物理工程である。生体組織検査および死体解剖による組織サンプルなどの標本は、通常、処理を必要とする。このような処理の最終的な成果は、保存加工されパラフィンで浸透されたサンプルである。組織は、パラフィンに包埋されると安定し、引き続き包埋され、ミクロトームによって薄く切ることが可能である。この工程は４つの異なるサブ工程を通常含む。
（ａ） 固定
固定とは、細胞タンパクを安定にする工程であり、この工程は、通常化学溶液を用いて行われる。よい固定剤とは通常、組織を縮ませることも膨らませることもない流体のことであり、より詳しくは、組織の成分を分解せず、細菌を殺して酵素を不活性にする。さらに、溶液は、初期状態の組織では損傷してしまう処理を施した場合でも形状を保持するよう組織成分を変えるはずである。最も一般的に用いられる化学溶液は、ホルマリンである。
（ｂ） 脱水
組織標本処理の最終目的は、組織サンプルをパラフィンで浸透することであり、水とパラフィンは混和性がないので、固定ステップ後に標本を脱水しなければならない。脱水は、組織サンプルにアルコール濃度の増加を施すことにより通常実現される。
（ｃ） 除去
パラフィンとアルコールは混和性がないので、脱水後、組織サンプルは依然としてパラフィンを受容することができない。アルコールとパラフィンの双方に混和性がある、選択された化学溶液が、サンプルからアルコールを除去するために用いられる。最も一般的に用いられる化学溶液はキシレンである。ほとんどの組織学的処理研究所が毎日のようにキシレンを使用するが、残念ながらキシレンは有毒であると考えられている。
（ｄ） 浸透
組織サンプル処理における４番目の、また最終のステップは、サンプルを、通常はパラフィンワックスで浸透することである。このステップでは、除去後の組織サンプルは、パラフィンの融解温度よりも数度高い温度まで加熱されたパラフィンの中へ配置される。組織が融解したパラフィンに完全に浸透するよう、残存するキシレンを取り除くために、パラフィンを数回交換してもよい。
【０００３】
全ての流体の流体交換時期は、組織サンプルからその前の化学薬品を効率的に排除するための要件に関係する。組織サンプルは中身と大きさにおいてかなり変化することがあり、したがって、別のサンプルから流体を排除するためにかかる時間と比較して、１つのサンプルから流体を排除するために要する時間には大きなばらつきがある可能性がある。さらに、サンプルが、空隙を有し、有意量の流体を吸収する生体検査パッドに挟まれる場合もある。
【０００４】
組織処理に関する従来の手動方法の自動化における最初の試みは、最後の加熱されたパラフィン槽に至るまでコンテナからコンテナへサンプルが移動できるよう、溶液を円形配列に配置することを含む。組織学の分野で用いられるこの種の構造を備えた最も良く知られた機器は、Ｔｅｃｈｎｉｃｏｎである。この種の機器の大きな欠点の１つは、これらがガスを研究所内へ流出することをそのままほうっておくことであり、したがって研究所の所員を危険な環境にさらしている。この課題を克服するために、次世代の組織処理機器は、中央に配置された組織サンプル用の閉じたチャンバーを含む。組織処理に必要な溶液は、流体を順序どおりにチャンバー内またチャンバー外へ送り込む好適な弁を用い、閉じたチャンバー内に運ばれる。通常チャンバーは処理中に開かないものである。
【０００５】
チャンバーは閉じており、また１つの指令しか実行できないため、１回の運転に含めることが出来る組織サンプルの範囲に応じるように、指令を企てなければならない。このことは、一部のサンプルの過剰処理または不足処理のいずれかを招きうる。レトルトの密封された状態から判断すると、処理運転中は組織サンプルを簡単に取り除いたり追加したりすることはできない。
【０００６】
もう１つの問題は、サンプルの一部は緊急処理が必要であり、一方、別のサンプルは急を要しないということである。公知の組織サンプル生成装置では、緊急を要するサンプルを処理するために現下のサンプルの運転を停止すること、あるいはより長い処理時間を要する別のサンプルと共に緊急を要するサンプルの処理を可能にする指令を講じることは不可能である。したがって、緊急を要するサンプルを分離して運転するか、別のサンプルに加えるかのどちらかであり、処理時間が長くなる。
【０００７】
公知の自動組織処理機械の実例は、特許文献に見いだされ、典型例にはＬｏｕｄｅｒの米国特許第４，１４１，３１２号およびＲｅｐａｓｉ ｅｔ ａｌ．の米国特許第５，０４９，５１０号が挙げられる。
【０００８】
従来技術ではそのため、多様なサンプルを安全かつ効率的に処理できることを確保し、適切に対応することが不可能であった。
【０００９】
あるシステムでは、ワックスまたは組織サンプルをマイクロ波で加熱することがある。しかしながら、マイクロ波のシステムでは、自動化が困難であり、試薬ではなく組織サンプルを優先的に加熱する。
【００１０】
組織処理の自動化を提供する組織処理装置のための技術が必要である。
【００１１】
組織処理に用いられる有害な化学薬品の使用を削減する必要もある。
【００１２】
さらに、汚染物質の浸透物質を除去する必要もある。
【００１３】
発明の概要
１つめの形態では、本発明は、２つのレトルトと、コントローラと、試薬導管と弁の配置によってレトルトと流体的に接続された一組の試薬コンテナとを有し、コントローラによって命令がなされたとき、弁で配置を調節し、試薬コンテナからレトルトの一方へ試薬を導く組織処理装置に関する。
【００１４】
別の形態では、本発明は、組織サンプルを脱水溶液にさらすことにより固定した組織を脱水するステップと、
該組織を浸透物質にさらすことにより脱水した組織サンプルを浸透させるステップとを有し、
該脱水流体を取り除くステップは、該浸透物質を、実質的に該脱水溶液の沸点以上の温度まで加熱し、該サンプルの表面の脱水溶液が沸騰して該浸透物質が該組織サンプルに浸透することができるよう、該組織サンプルを浸透物質に接触させることにより達成される、
組織サンプル処理方法に関する。
【００１５】
別の形態では、本発明は、該浸透物質を除去温度まで加熱するステップと、
揮発性汚染物質の沸点を低くするために該浸透物質を低い圧力にさらすステップとを含み、該除去温度は実質的に、前記低い圧力における該汚染物質の沸点以上の温度である、
揮発性汚染物質の組織処理浸透物質を除去する方法に関する。
【００１６】
本発明の組織処理装置の実施形態を、添付の図面を参照して、以下により詳細に記載する。
【００１７】
好適な実施形態の説明
図１は、レトルト１２と１４、４つの浸透槽１６〜２２、コンテナ２６、試薬弁４０、多岐管３８、ならびに空気ポンプ４４等の主要物を示す、処理装置１０の概略図の一例である。主要な構成要素に接続している３つの主な流体サブシステムがある。１つ目のサブシステムは、ポンプ４４から浸透槽１６〜２２ならびにレトルト１２と１４への空気ライン３０である。２番目のサブシステムは、浸透槽１６〜２２とレトルト１６〜２２を接続する浸透ライン３２である。３番目のサブシステムは、コンテナ２６と、試薬弁４０ならびにレトルト１２と１４とを接続する試薬ライン３４である。図２に示すように、弁を調節することにより、流体がラインに沿って適正な行先へ流動することを確保し、また図２は、先に言及した構成要素に関する流体ラインの接続および弁の配置の具体的な実施例を示す。コントローラ２５、弁、ポンプ４４および他の構成要素間の電気的接続は、見やすいように図２から省略し、標準的な取り付け品とみなす。多数のコンテナ２６およびそれらの試薬バルブ４０と各々の接続も、見やすいように図２から省略した。省略した接続は、図２に示す接続と同一のものである。
【００１８】
概略図２は、図３および図９に示す実施例に具体化されている。
【００１９】
図３および図９を参照すると、処理装置１０は、コントローラ２５によってユーザが処理装置を操作することを可能にするためのグラフィカルユーザインターフェイスを用いる制御インターフェイスを含む。本実施形態では、コントローラ２５は筐体１１の中に配置されているが、インターフェイス２４とコントローラ２５は、例えば独立型のパソコンの一部として独立して配置してもよい。コントローラ２５は、ＥＴＸフォームファクタＰＣＢに配置されたインテル社によるセレロンチップなどのパーソナルコンピュータプロセッサ（不図示）を含んでも良い。コントローラは、組織を処理するための、多数の所定の指令（またはステップ）を含めることができ、これらの指令はハードドライブ等の不揮発性メモリに記録されている。通常の指令要素は、どの試薬をサンプルに加えるのか、試薬をどのぐらい長く加えるのか、加える試薬の温度、攪拌を行うかどうか、レトルト内の大気圧を変えるかどうかを含む。
【００２０】
図３では、浸透槽１６〜２２の手前にレトルト１２と１４を見ることができる。レトルト１２と１４用の蓋は、浸透槽用の蓋と同様に、見やすいように取り外している。本実施形態では、各レトルト１２、１４は、蓋（不図示）を有し、各１対の浸透槽も蓋１７と１９（図９に示す）を有する。蓋は閉じた位置にあるとき、レトルトと槽を密閉する。コンテナ２６は、利用者が利用しやすいよう、レトルト１２と１４の下に配置してもよい。図３と図９の制御インターフェイス２４は、タッチスクリーンを用いるが、別の入力表示装置を用いてもよい。処理装置１０から排出された空気から蒸気を吸収する炭素フィルタを主に含むフィルタユニット５２もレトルト１２と１４の下に配置する。
【００２１】
図９においては、試薬弁４０に取り付けられた試薬コンテナ２６からの試薬ライン３４等の各種の流体ラインを見ることができる。試薬弁４０は、全てのコンテナ２７からの入力と、レトルト１２および１４への１つの出力を有することができる。多岐管３８と試薬ボトル２６を接続する多数の空気ラインも見ることができる。図９における各種構成要素間の接続を、図２に概略的に示す。
【００２２】
組織サンプルを収容する収納籠６２用の容器１３を含むレトルト１２の一実施形態を図４〜図６に示す。容器は５．５リットルの可使容積を有するが、各指令のステップの間必ずしも完全にいっぱいにしなくてもよい。レトルトは、処理装置に配置されると、処理装置１０の前面に向かって、１０度前方に回転する。これにより、籠へのより容易なアクセスが可能となり、さらに容器１３内の最下部の排出先端部を提供して排出後にレトルト１２内の残留物を最少にする。
【００２３】
先に記載したように、コントローラ２５がいつ、ポンプ４４をオンまたはオフにし、また適当な弁を開け閉めするか確認出来るよう、センサ５２がレトルト１２内の流体のレベルを検知するために用いられる。図６においては、３つのセンサ５２が配置されていることが分かる。最下部のセンサは、例えば試薬または浸透流体の液体のレベルが、最少レベルよりも上にある場合を検知する。最少レベルは、節約モードで運転するときに望ましい一部が満たされた容器を表すことができる。これは、同時に２つ以下の籠を早急に処理するときに望ましく、それ故、籠とそれに収容されたサンプルを覆うために約３．８リットルの流体しか必要でない。籠は多様なサイズであってもいいので、最下段のセンサとのレベルと、それゆえ節約モード用の充填量は、レトルト１２の異なる実施形態によって変えてもよい。中央のセンサ５２は、液体のレベルが、通常の積載量である３つの籠を概して覆う場合を検知する。一番上のセンサ５２は、一杯にし過ぎる状態を検知する。この特定の実施形態では、センサは、液体がセンサのプリズム（不図示）に接した状態になるときの屈折率の変化を基に、光学的に配置される。各籠は約１００個のサンプルを、個々のカセット内にまたは籠内に直接収納して保持することができる。したがって、図４〜図６に示すレトルト１２の満載の実施形態では、約３００のサンプルがある。レトルトは、要請に応じ、より大きくもしくはより小さくしてもよい。
【００２４】
さらに、レトルト１２に直接取り付けられた温度センサ５３と、加熱マット５５に取り付けられた温度センサ５４を図６に示す。レトルト１２は、試薬または浸透流体の温度を確実に調整するように加熱される。使用される流体の熱伝導率が低い場合は特に、温度センサをレトルトに直接配置すると、加熱マットの温度を測定するよりも内部の流体温度をより正確に測定することが可能になる。レトルトの温度が最高値よりも低い間、加熱マットの温度を最大値に保つことができ、１つの温度センサのみを用いる場合より、より迅速な加熱を提供する。
【００２５】
図６に示される開口部５６は、レトルト１２への空気ライン３０の接続を可能にする。レトルト多岐管５７もまた、容器１３の底面の共有入り口先端部（不図示）を介し、浸透ライン３０と試薬ライン３４の接続を可能にする。図２においては、レトルト多岐管５７は、弁ｒｅｔ１−ｖｒｇｔとｒｅｔ１−ｖｗａｘを内蔵し、レトルトの１０度の傾斜角度により全ての流体が共有入り口先端部へ向かって排出するように、処理装置１０の前面に配置される。
【００２６】
図４と図５においては、容器１３の内部を、攪拌器７０を含めて示す。攪拌器７０は電気モータ５８と磁気的に連結しており、コントローラ２５によって指示されたスピードで駆動することができる。籠６２は、各々が１００までの組織サンプルを収容する。籠６２は、図４に示す支柱５９の上に、攪拌器から離れて支持される。
【００２７】
本実施例では、レトルト１２と１４は同一の構造、大きさ、動作をするものであるが、一方のレトルトが、他方のレトルトよりも大きくても、または容積が大きくてもよい。レトルト１２への、またレトルト１２からの接続は、レトルト１４にもあてはまる。
【００２８】
図２に、空気ライン３０、レトルト１２と１４、ならびに浸透糟を備える流体連絡の中に圧力解放弁４８を示す。これらのライン内に超過気圧があると、多岐管およびフィルタ４７を介して余分な空気は放出され排気される。
【００２９】
弁の機能の内訳は以下のとおりである。
弁ｒｅｔ１−ｖｗｓｔとｒｅｔ２−ｖｗｓｔは、廃物サイクルが必要な場合、レトルト１２と１４と廃物コンテナ７２を接続する。一度に１つのレトルトだけ空にするので、それ故、これらの弁は一度に１つ開くだけである。別の実施形態では、弁ｒｅｔ１−ｖｗｓｔとｒｅｔ２−ｖｗｓｔを省略し、廃物コンテナ７２と試薬弁４０を直接接続してもよい。廃物場所まで試薬を排出するためには、試薬弁４０を、廃物コンテナ７２に接続された試薬ライン３４に接続し、レトルトの弁を開いて、試薬を直接廃物コンテナ７２に排出する。
【００３０】
弁ｒｅｔ１−ｖｒｇｔとｒｅｔ２−ｖｒｇｔは、レトルトの充填中または排出中に、各レトルト内へのまたは外への試薬の流動を可能にする。レトルトの排出を行う場合は、試薬が試薬ラインを逆流し、出てきたのと同じ試薬コンテナ２６内に戻ることができるよう、これらの弁を開く。空気弁ｒｅｔ１−ｖｆｌｓとｒｅｔ２ｖｆｌｓは、ｒｅｔ１ｖｒｇｔとｒｅｔ２−ｖｒｇｔ弁の下方の試薬ライン３４と接続されていることが分かる。これらの空気弁は、１つのレトルトを充填した後、試薬ラインから過剰な試薬を取り除くために用いられる。レトルト内へ流体をくみ上げるために減圧を用いると、試薬ライン３４全体の流体圧力が下がり、従って試薬ライン３４の圧力が元に戻ったとき、一部の試薬は充填されていないレトルトのラインを移動することが出来るので、このことは望ましい。これらの弁を開き、または弁を開きさらに空気を空気ラインから試薬ラインへ送り込むと、余分な試薬を取り除くことができ、交差汚染を防止または減らすことができる。
【００３１】
弁ｒｅｔ１−ｖｗａｘとｒｅｔ２−ｖｗａｘは、浸透ライン３２および弁ｗｂ１−ｖｗｘからｗｂ４−ｖｗｘを介し、レトルトと浸透槽を接続する。浸透流体がレトルト１２に流れ込みまたはレトルト１２から排出するとき、弁ｒｅｔ１−ｖｗａｘは開く。弁ｗｂ１−ｖｗｘからｗｂ４−ｖｗｘは、浸透流体がどこから供給されるかにより１つずつ開く。浸透槽とレトルトの間の浸透ライン３２は、浸透物質がライン内で硬化しないことを保証するよう、加熱される。
【００３２】
弁ｒｅｔ１−ｖａｉｒとｒｅｔ２−ｖａｉｒは、空気ポンプからレトルトまで空気を制御するために用いる。空気は、大気に対して正の圧力で供給しても、レトルトの１つまたは双方の内部圧力が大気圧より低くなるようレトルトから引き出してもよい。これらの弁は、どちらのレトルトを空気ポンプと流体接続するかを決定する。ポンプと弁との間の連絡を可能にするために、ａｉｒ−ｖｐｒｓも開かなければならない。そうしないと、空気はｗａｘ−ａｉｒ弁へむかって導かれ、浸透槽と接続される。
【００３３】
図８ａおよび図８ｂに試薬弁４０を示し、試薬弁４０は、入力側の試薬コンテナ２６からの試薬ライン３４と、レトルト１２と１４と流体的に接続された流出口３５との間の連結部を含む。試薬弁４０は、どの試薬コンテナを、レトルトに接続された試薬ラインと流体的に接続するか選択する。本実施形態では、試薬コンテナ２６からの試薬ライン３４は、試薬弁筐体３７に取り付けられ、円形に配置されている。本実施形態では、試薬弁４０は、回転弁の形をしており、２つのセラミックのディスク３９と４１を有し、ディスク３９は、試薬用の導管を形成するために、アパーチャ４３ｂと整合するアパーチャ４３ａを有する。これらのディスクは、互いに同軸上かつ隣接して取り付けられており、コントローラ２５によって指示された位置に基づいて一緒に回転する。図８ｂでは断面図の平面に１つのアパーチャしかないが、ディスク４５は各試薬ライン３４用のアパーチャを有する。回転ディスク３９と４１は、ディスク４５に対して回転し、アパーチャが、流出口３５（したがって１つのレトルト）から試薬コンテナ２６までの流路を提供するように配列するよう、ステッピングモータ４９によって駆動される。ディスク３９、４１および４５の間の密閉を補助するために、プレート５１がディスクを押圧する。このように、任意の試薬ライン３４およびしたがって任意の試薬コンテナがコントローラ２５によって選択され、レトルト１２または１４の１つと流体的に接続される。この種の弁は、内部容積が小さいので、交差汚染を最少にする。さらに、試薬は、各ステップ後に試薬コンテナ内へ逆流するため、次の試薬を汚染する試薬はほとんど残らない。浸透流体は試薬弁を通過しないということに留意されたい。流体の流動のこの分離は、試薬弁の目詰まりを防止し、弁の清掃回数を削減する。
【００３４】
使用する際は、処理される組織サンプルを、籠６２内に配置するためのカセット（不図示）内に通常収納する。一般的に、ほぼ同じ処理時間を有し、さらに同じ処理指令を受けることが望まれる組織サンプルは、同じ籠６２の中に一緒に収納される。組織サンプルを収容した籠６２は、次にレトルト１２または１４のいずれかに収納され、蓋が閉められ、密閉状態が形成される。オペレータは次に、コントローラ２５が行う指令を指示するために、制御インターフェイス２４にデータを入力することができる。指令は例えば各ステップの時間、温度、圧力、攪拌および試薬を指示して順番にプラグラムすることができ、また全てのステップを網羅する予めプログラムされた指令を選択することもできる。
【００３５】
指令の第１ステップでは、レトルトの蓋を固定すると、選択したレトルト（この例ではレトルト１２を選択した）を固定溶液で充填することができる。通常の固定溶液は、１以上の試薬コンテナに入れることがあるホルマリンである。レトルト１２に固定溶液を充填する目的で、ポンプ４４をスイッチ入れて作動させ、弁はレトルト１２からポンプの吸気口までの空気ラインを開き、レトルト１２チャンバーから空気を送り込む。試薬弁は、レトルト１２の試薬ラインと特定のホルマリン用の試薬コンテナを流体的に接続する位置に設定される。レトルト１２から試薬弁４０までの試薬ラインに沿って、残りの弁は開かれる。レトルト１２内の減圧は、試薬弁を介し、試薬ライン３４内へまたレトルト１２内へ試薬コンテナの中から流体をくみ上げるのに十分である。レトルトは、コントローラによって選択され制御された所定の温度に加熱パッドによって加熱される。レトルト、ならびにそれ故、組織とそれに含まれている試薬の温度を制御するために、センサ５３と５４を用いてもよい。図４と図６に示すレトルト内の１以上のセンサ５２は、試薬レベルを検知するために用いることができる。レトルト内の試薬レベルが十分であるとき、通常図５に示す籠６２を覆い、ポンプを止めてもよいし、またはそうでなければ、例えば図２に示す弁ｒｅｔ１−ｖｒｇｔを閉めることによってレトルト１２から解放してもよい。
【００３６】
コントローラ２５によって指定された時間（通常ユーザによりプログラムされている）がたってから、試薬はレトルト１２から取り除かれる。これは、空気ライン３０内の弁ｒｅｔ１−ｖａｉｒを開き、さらに試薬ライン３４内の弁ｒｅｔ１−ｖｒｇｔを開くことにより達成される。試薬は、プログラムされた指令によって決定された試薬弁４０の位置に従い、レトルト１２からそれが生じた試薬コンテナ、または別の試薬コンテナ、または廃物場所に排出される。排出を補助するため、レトルト１２は空気ライン３０に沿って供給されるポンプ４４からの空気によって、プラス方向に加圧してもよい。本実施形態では、試薬は元のコンテナに排出され戻される。試薬が汚染され、または所定数のサンプルまたは洗浄に用いられた場合は、試薬は別の排物サイクルを用いて排出される。
【００３７】
試薬コンテナからの試薬でレトルトを充填する間、レトルト１２から送り込まれた空気は、空気ライン３０を伝って流動し、その一部は、多岐管３８を介し逆流し、試薬コンテナ内に流動し、レトルト１２からの空気の一部は再循環する。レトルト１２から送り込まれた余分な空気は、大気に達する前に、空気から揮発性有機化合物または他の化合物を取り除くように設計された凝縮コイル５１および／またはカーボンフィルタ４７などの凝縮機構を介して流出する。処理装置１０は、フィルタにかけられた空気を放出しまたは処理装置１０の外部装置によってさらにフィルタにかけられることを可能にする、流出口連結部を有してもよい。
【００３８】
組織処理における第２のステップは脱水ステップである。レトルト１２内へ脱水試薬をくみ上げるために用いるやりかたは、脱水試薬が試薬コンテナ２７に蓄えられるので、先に述べたのと同じでもよい。脱水流体は、アルコール等の流体、例えばエタノールを含んでもよい。脱水流体は意図的に加えらた水、または脱水流体を再利用するときには、前のサンプルから取り除かれた水を含んでもよい。レトルト内で脱水流体がサンプルに加えられる場合、指令には多数のステップがあってもよく、各ステップで異なる脱水流体を用いてもよい。例えば、各洗浄においてサンプルからより多くの水分を引き出すために、前の流体より水の少ない流体を用いてもよい。脱水流体はさらにまたはかわりにイソプロパノールを含んでもよい。後にイソプロパノールで洗浄すると、以下に記載するように、有利になることがある特性を提供する。本実施形態は公知の脱水流体に適合することを意図しているので、さらに組織処理装置脱水流体に一般的に用いられている添加物を用いてもよい。
【００３９】
脱水流体で最後に洗浄した後、流体はレトルトから完全に排出される。これは、空気ポンプからの弁を開け、さらに試薬ラインのなかに空気を送り込むことにより達成され、試薬が除去される。脱水流体などの試薬による蒸気を除去するために、ポンプでレトルト内へ新鮮な空気を勢いよく流して蒸気の噴出を行ってもよい。脱水流体は、レトルト運転温度で高い分圧を有することがあるので、かなりの蒸気が存在するかもしれない。脱水ステップ後、乾燥ステップを用いてもよく、レトルトは加熱マット５５によって加熱され、さらに空気が空気ライン３０を経由してチャンバーを介して送り込まれる。これにより余分な脱水流体を取り除く。乾燥ステップは、選択された脱水流体に応じ、さらに加熱する組織サンプルの感度に応じ、数分以上行ってもよく、またレトルトを摂氏８５度まで加熱してもよい。
【００４０】
組織処理におけるもう１つのステップは、サンプルの浸透である。これは通常、パラフィンワックス等の浸透物質により達成される。ワックスは、浸透槽１６〜２２に保たれており、浸透槽はワックスの融解温度よりも高い所望の温度に加熱され、その温度は通常摂氏５４度である。通常ワックスペレットを浸透槽に加え、ペレットが融解し好適な温度に達するまで加熱する。あるいは、予め融解したワックスを直接槽に加えてもよい。ワックスは、必要とされるまで、通常摂氏６５度の高温に保たれる。本実施形態は４つの浸透槽を示すが、レトルトおよび浸透槽の容積に応じ、より多くてもより少なくてもよい。浸透ライン３２は、浸透槽１６〜２２から２つのレトルト１２と１４までわたり、１つの、またはいくつかの、または全ての槽がレトルトの１つと流体的に接続することを可能とするｒｅｔ１−ｖｗａｘやｒｅｔ２−ｖｗａｘなどの弁を含む。浸透槽、弁、および浸透物質ラインの配列は、１つのレトルト内のサンプルが４つまでの異なる浸透物質によって洗浄されることを可能にする。さらに、処理装置１０を運転し、残りの槽から浸透物質をくみ上げる間に、浸透物質を１以上の槽で加熱することが出来る。
【００４１】
浸透段階の間は、レトルトと、ｒｅｔ１−ｖｆｌｓ等の適当な浸透槽との間の弁を開き、次にポンプ４４を用い、さらに弁ａｉｒ−ｖｐｒｓとｒｅｔ１−ｖａｉｒを開けてレトルト内の圧力を低くすることにより、ワックスをレトルト１２内にくみ上げる。レトルト内の減圧は、ワックスをレトルト１２内にくみ上げる。通常圧力は−２０から−８０ｋｐａゲージであるが、広範な種類の圧力を用いることができ、圧力はコントローラを介して利用者がプログラム可能である。ワックスは、最後または最後の数回の洗浄に用いた脱水流体の沸点より高い温度またはだいたい同じ温度まで加熱してもよい。イソプロパノールを用いる場合、沸点温度は大気圧で約摂氏８２度になる。エタノールは通常摂氏７８度で沸騰する。レトルトが脱水流体を流出した後、一部の流体は組織サンプルの表面に残存するか組織サンプルに吸収される。組織サンプルには、さらに脱水流体を取り除くため先に記載したように、次に乾燥段階が施され、レトルトは新鮮な空気で洗い流される。次に、ワックスがレトルト内にくみ上げられる。加熱されたワックスと接触すると、残りの脱水流体は蒸発し、または組織サンプルから沸騰して取り除かれ、ワックスは脱水流体と置き換わり、こうして組織サンプルに浸透する。ポンプは、レトルト内の圧力を下げるために、レトルトから空気や蒸気を排出しても良く、これにより脱水溶液の蒸発温度を下げることができる。例えば、レトルト内の圧力を５０ｋｐａまで下げてもよく、結果としてイソプロパノールの沸点は約摂氏５２度になる。真空圧力と比較した沸点のグラフを図７に示す。組織サンプルに密着しているワックスの温度を低くすると、例えばある種のタイプの組織が高温にさらされると十分機能しない場合、利点を提供することがある。用いるパラフィンワックス（オックスフォード研究所のパラプラスト＋）は、通常約摂氏５４度で溶解する。組織サンプルを浸透させるために組織学的処理に用いる樹脂を含め、他の浸透物質を用いてもよい。本実施例では、最後の段階で用いるアルコールである、イソプロパノールは、パラフィンワックスと実質的に混和性がない。レトルト内の前の流体が浸透溶液と非混和性であれば、この流体を浸透させる方法では、組織サンプルに浸透しない。揮発性の脱水物質を沸騰して取り除くと、アルコールとパラフィンワックスと混和性のキシレン等の中間流体を必要とするステップを省略することが出来る。キシレンは実験室内では好ましくない性質のものである。しかしながら、キシレンも、約８０度にさらすと、特にレトルト内の圧力をここに記載したように真空を用いることにより低くすると蒸発する。このように、本実施形態では、キシレン洗浄サイクルなしで組織サンプルを用いることを可能にするだけでなく、キシレン等の流体とともに用いることもできる。キシレンはワックスと混和性があり、したがって汚染物質としてワックス内に吸収され得るということを含め、キシレンを用いないことには利点がある。しかしながらある場合、例えば組織の除去が必要な場合でかつイソプロパノールなどの脱水流体が不十分だと判断した場合は、キシレンを用いることが望ましい。さらに、処理サイクル後に、レトルトから余分なワックスを除去するためにキシレンを用いることができ、従ってキシレンは処理装置内にあってもよい。
【００４２】
槽内にワックスを保持し、槽内の圧力を下げることにより、脱水溶液、キシレン等の洗浄流体等の、揮発性汚染物質の一部の浸透流体を除去することが可能である。この除去サイクルは、槽の蓋を閉めた状態で行い、これにより、圧力を下げ、浸透物質を約摂氏６０度から１００度の間の高い温度で保持する。ある実施例では、温度は摂氏６５度から８５度の間に保つことができる。揮発性の物質により、ここに記載した温度および／または低い圧力で、物質は沸騰または蒸発する。
【００４３】
コンテナの空気中の脱水流体の蒸気圧力も、例えば圧力を低く維持するか圧力範囲で循環させるかしながらレトルト内の空気を放出することにより、下げることができる。汚染物質を一掃するために、浸透溶液を何時間もの間高温の槽内に保ってもよい。
【００４４】
２つのレトルトを用いると、２組の籠を同時にまたは重複して処理することが可能になる。したがって、１つのレトルトが装着され指令が始まる一方で、他方のレトルトが同じまたは異なる指令中にあるということが可能である。このことは、処理装置のさらなる自由度を提供する。
【００４５】
ここで述べた組織サンプルは、人間若しくは動物の組織サンプル、または植物性の素材であってもよい。
【００４６】
３ｍｍパンチの人間生検標本等の組織サンプルに対する指令の一例を以下に記載する。

【００４７】
別の指令は以下の通り

【００４８】
先に記載したことから、キシレンはこの指令では必要なく、指令は少ない段階を有し、時間が節約されていることが分かる。
【００４９】
１つの実施形態では、試薬内の汚染物質の存在を検知するために試薬ライン３４内に汚染物質検出器６８を配置してもよい。
【００５０】
レトルト１２を排出するために、レトルト１２内に試薬をくみ上げるために用いたのと同じ空気ライン３４に沿って空気を送り込むことにより、レトルト１２内の圧力を上げてもよい。不要な試薬は試薬コンテナ内へ排出することができ、廃物引き込み口７２へ排出することもできる。浸透流体もこの方法でレトルト１２から廃物場所７０へ排出することができ、同様に浸透流体を正の圧力を用いて槽から排出することができる。
【００５１】
上記実施例では、脱水流体は浸透物質と非混和性である。しかしながら、除去流体が脱水流体および浸透物質と混和性がある場合、たとえ除去サイクルを用いても上記処理は利点を提供する。さらに、脱水および浸透段階における流体の混和性を大きくするとともに、脱水物質の除去特性を大きくするために、添加剤を用いてもよい。
【００５２】
脱水試薬（または除去試薬）の沸点以上に浸透溶液の温度を上げると、試薬をより迅速に取り除くことが出来るが、所与の温度でレトルト内の分圧が試薬の分圧よりも低ければ、沸点温度でもしくは沸点温度付近でさらに試薬を取り除くことができる。これはレトルト内の圧力を低くし、次にレトルト内にいくらかの突風を与えることにより達成できる。蒸気で満たされた空気を取り除きながらレトルト内に新鮮な空気を取り込むと、レトルト内の空気中の試薬の分圧が減り、したがって試薬のさらなる蒸発が促進される。試薬が浸透流体と混和性があれば、浸透を得るために全ての試薬を取り除くことは必要ではないかもしれない。しかしながら、サンプルが温度に持ちこたえられれば、レトルト内の浸透流体の温度を、所与の圧力で試薬の沸点温度より高い温度まで上げることが好ましい。所与の圧力での試薬の沸点温度付近の温度は、通常沸点温度の例えば摂氏５度等の数度でもよい。
【００５３】
本装置で使用することが出来るよう、他の脱水流体を検討する。例えば、
メタノール
ブタノール
エチレングリコール
プロピレングリコール
工業用メタノール変性アルコール
変性アルコール（ケロシン、ベンゼンまたはブルシンで変性されたアルコールを含む）
試薬等級アルコール
アセトン
およびこれらの組み合わせ。しかしながら、上記リストは単に代表的なものであり、ここに記載した処理装置に有用な試薬の包括的なリストを網羅することを意図するわけではない。
【００５４】
ジペンテン、ｄ−リモネン、１、１、１−トリクロロエタン、トルエン、およびジオキサン等の除去試薬も検討し、またこの場合もやはり、このリストは包括的なリストというよりもむしろ用いられる試薬の種類を示す。脱水、除去またはこれらの組み合わせ等の組織学的用の上記試薬および別の試薬は、残留物を残さないで試薬が蒸発すれば、浸透流体の加熱を用いてサンプルから試薬を蒸発するステップがある本装置に用いることができる。ブタノールなどの試薬は、大気圧で約摂氏１１８度の沸点を有するが、沸点は周囲圧力が下がると激減する。ほとんどの組織は、摂氏８５度以上に加熱しないことが好ましいと考えられているが、ある種の十分に固定した組織は、損傷しないでこの温度を切り抜け、従ってより高い温度を用いてもよく、先に述べた処理に有効な試薬の範囲が増える。したがって、用いる最高温度は組織によって決まり、したがって十分に固定した組織では、温度は摂氏１００度を超えることもある。レトルト内の圧力を低くすると、試薬の沸点が低くなるので、レトルト内の温度を低くする補助となる。
【００５５】
組織学的組織処理に用いる樹脂や他の流体等の浸透物質も上記実施形態で検討した。本発明は、ここに言及した浸透物質に限定することを意図するものではない。浸透剤は、ミネラルオイルやパラフィンワックス等の混合物質であってもよいということも検討される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、組織処理装置の基本構成要素を示す本発明の組織処理装置の第１の実施形態の概略ブロック図である。
【図２】図２は、空気と試薬ラインを示す組織処理装置のより総合的な概略ブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す組織処理装置の一実施形態の斜視図を示す。
【図４】図４は、図３に示す組織処理装置のレトルトの切欠斜視図を示す。
【図５】図５は、カセット籠を所定の位置に収納した、図４のレトルトの同様な切欠斜視図を示す。
【図６】図６は、図４に示すレトルトの正面図を示す。
【図７】図７は、真空圧力に対するイソプロパノールの沸点温度のグラフを示す。
【図８】図８ａと図８ｂは、本発明の組織処理装置に用いる試薬弁の一例の図を示す。
【図９】図９は、図３に示す組織処理装置の背面図を示す。

Claims (40)

1. 弁に接続された２つのレトルトと、同様に前記弁に接続された試薬コンテナのセットとを有し、該弁は、該試薬コンテナの１つを前記レトルトの１つに、流体的に接続するよう、選択的に接続させる組織処理装置。
2. コントローラが、該試薬コンテナの１つを前記レトルトの１つに流体的に接続させるために弁の位置を選択する、請求項１に記載の組織処理装置。
3. 該弁が回転弁である、請求項２に記載の組織処理装置。
4. 該弁が、試薬コンテナを前記レトルトの１つと選択的に接続するために、互いに対して回転する複数のセラミックプレートを有する、請求項２または３に記載の組織処理装置。
5. 浸透槽が、各レトルトと流体的に接続された、先の請求項のいずれかに記載の組織処理装置。
6. 該浸透槽が、該試薬導管とは別の浸透導管により該レトルトと接続される、請求項５に記載の組織処理装置。
7. ポンプが、該各レトルト内へまたは各レトルトから試薬または浸透物質を引き出しまたは押し出すために、該レトルトの少なくとも１つに正または負の圧力をもたらす、先の請求項のいずれかに記載の組織処理装置。
8. 組織サンプルを脱水溶液にさらすことにより固定した組織を脱水するステップと、
   該組織を浸透物質にさらすことにより、脱水した組織サンプルを浸透させるステップとを有し、
   該脱水流体を取り除くステップは、該浸透物質を、該脱水溶液の沸点と実質的に同じまたはそれより高い温度まで加熱し、該サンプル上の脱水溶液が沸騰して該浸透物質が該組織サンプルに浸透することができるよう、該組織サンプルを浸透物質に接触させることにより達成される、
   組織サンプル処理方法。
9. 該浸透物質は、実質的に該脱水溶液と非混和性である、請求項８に記載の方法。
10. 浸透される該組織サンプルをレトルト内に収納するステップを含む、請求項９または１０に記載の方法。
11. 該レトルトは、実質的に大気から密閉されている、請求項１０の方法。
12. １以上の処理ステップの間に、該レトルト内の空気圧を下げる、請求項１１に記載の方法。
13. 沸騰した脱水溶液を引き上げる処理ステップの間、該レトルト内の圧力を大気圧未満のレベルに維持する、請求項１２に記載の方法。
14. 該浸透物質はパラフィンワックスである、先の請求項のいずれかに記載の方法。
15. 該脱水溶液は、イソプロパノールを含む、先の請求項のいずれかに記載の方法。
16. 請求項８〜１５のいずれかに記載の方法を行うための組織処理装置。
17. 該浸透物質を除去温度まで加熱するステップと、
    汚染物質の沸点を低くするために該浸透物質を低い圧力にさらすステップとを含み、該除去温度は、前記低い圧力で該汚染物質の沸点と実質的に同じまたはそれより高い温度である、
    汚染物質の組織処理浸透物質を除去する方法。
18. 該浸透物質がパラフィンワックスである、請求項１７に記載の方法。
19. 該汚染物質が脱水溶液である、請求項１７または１８に記載の方法。
20. 該揮発性汚染物質が除去溶液である、請求項１７または１８に記載の方法。
21. 該脱水溶液がアルコールである、請求項１９に記載の方法。
22. 該アルコールがイソプロパノールである、請求項２１に記載の方法。
23. 該脱水溶液がエタノールである、請求項２１に記載の方法。
24. 少なくとも１つのレトルト、複数の試薬コンテナ、少なくとも１つの浸透物質コンテナ、前記試薬コンテナの１つから前記レトルトまで試薬を選択的に導く試薬弁、加熱器、および温度センサを有し、前記レトルトから該試薬を蒸発させるために、該レトルトを、試薬の蒸発温度と実質的に同じ温度またはそれより高い温度まで加熱する、組織処理装置。
25. 該レトルト内の圧力を下げるためのポンプを含む請求項２５に記載の装置。
26. 該レトルトの内容物を除去することを補助するために、ポンプが該レトルト内の圧力を上げる、請求項２５に記載の装置。
27. 揮発性流体の沸点より高い温度まで浸透媒体を加熱し、
    該揮発性流体を沸騰して取り除くために該組織サンプルを該浸透媒体に接触させることを含む、浸透媒体で浸透する前にサンプル内の揮発性流体を取り除くための組織サンプル処理方法。
28. 処理するためにレトルト内に該組織サンプルを配置するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 該揮発性流体の該沸点を下げるために、該レトルト内の圧力を大気圧より低くするステップを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 該揮発性流体が脱水溶液である、請求項２７〜２９のいずれかに記載の方法。
31. 該脱水流体がアルコールである、請求項３０に記載の方法。
32. 該脱水流体が、イソプロパノールを含む、請求項３０に記載の方法。
33. 該脱水流体が、実質的にイソプロパノールである、請求項３０に記載の方法。
34. 該揮発性流体が浸透流体である、請求項２７に記載の方法。
35. 該浸透流体がキシレンである、請求項３４に記載の方法。
36. レトルトの本体に直接取り付けられた第１の温度センサと、該レトルトの加熱マットに取り付けられた第２の温度センサとを備えるレトルトを有する、組織処理装置。
37. レトルトの温度を測定するステップと、
    該レトルトに接している少なくとも１つの加熱装置を用いて該レトルトを加熱するステップと、
    該レトルトに接している加熱装置の温度を測定するステップと、
    該レトルトの温度が所望の温度になるまで、該加熱装置を、所望のレトルト温度より高く最大運転温度より低い温度に保つステップとを含む、
    組織処理装置のレトルトを所望の温度まで加熱する方法。
38. 組織サンプルを試薬に浸すステップと、
    該組織サンプルを浸透物質にさらすことにより該組織サンプルを浸透させるステップと、
    該浸透物質を該試薬の沸点と実質的に同じまたはそれより高い温度まで加熱し、該サンプル上の試薬が蒸発して該浸透物質が該組織サンプルに浸透することができるよう該組織サンプルを該浸透物質に接触させることにより該試薬を取り除くステップとを含む、
    組織サンプル処理方法。
39. 該試薬の沸点を下げるために該レトルト内の圧力を低くするステップを含む、請求項３８に記載の方法。
40. 更なる蒸発を促進するために、該レトルト内の空気中の蒸発した試薬の分圧を低くするために、該レトルトを換気するステップを含む、請求項３８または請求項３９に記載の方法。

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