JPH0943119A - 生物組織の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライドガラス上の生物組織の試料に対して
試薬処理を行なう場合に、１つの試薬槽で多量試薬処理
と少量試薬処理の両方に対応する。 【解決手段】 試薬槽２６は、下方から上方にかけてそ
の厚みが徐々に大きく形成されており、多量試薬処理の
場合には、試薬槽２６内に多量の試薬が注入され、スラ
イドガラス３０が上方の多量試薬処理位置に位置決めさ
れ試薬処理が行われる。一方、少量試薬処理の場合、試
薬槽２６内に少量の試薬が注入され、スライドガラス３
０は、下方の少量試薬処理位置に位置決めされ試薬処理
が行われる。

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処理装置
に関し、特に生物組織の試料へ必要最小限の試薬供給を
行うための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時のバイオテクロロジーの進歩と相俟
って、生物組織に対する各種の処理が研究施設や大学な
どで活発に行われており、その処理の効率化・迅速化が
強く要望されている。例えば免疫染色処理やＩＳＨ(in
situ hybridization) 処理などを行う場合には、透明な
試料プレートとしてのスライドガラス上に生物組織の薄
片（以下、単に試料という）を付着させ、そのスライド
ガラス上の試料に対して脱水、染色、ハイブリダイゼー
ションなどの多くの処理が行われる。

【０００３】このような処理を行う場合、従来において
は、一般に試料が付着された多数（例えば２０枚）のス
ライドガラスを相互に一定の間隔をおいて金属製の籠に
整列させて起立保持し、その籠をガラス製の大型の試薬
槽へ浸し、このような処理が各種の試薬に対して実行さ
れていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の処理方法においては、試薬槽への試薬の注入、処理
後の試薬除去などが人為的に行われていたため煩雑であ
るという問題があり、また、相互に離隔配置された多数
のスライドガラスの全体を浸すことができる大型の試薬
槽を使用する必要があることから、各試薬の量も画一的
に多量とならざるを得ないという問題がある。すなわ
ち、脱パラフィンなどの処理においては多量の試薬を用
いる必要があるが、一方において、少量で十分な高価な
試薬も多く、処理全体としてコストダウンを図ることが
できず経済性に劣っていた。そして、同様の理由から必
要以上に排液が多くなるという問題があった。

【０００５】また、従来は、籠内のスライドガラス上の
各試料に対しては一括して同じ試薬処理を行う方式であ
るため、処理工程の途中から一部の試料に異なる試薬処
理が必要とされる場合には、籠から一部のスライドガラ
スを取りはずして、別々に上記の処理を行う必要があっ
た。この場合、各スライドガラスごとに試薬槽を設けて
試薬処理を行うことも考えられるが、上記のように多量
試薬処理用と少量試薬処理用の２種類の試薬槽を設ける
必要があり、装置の大型化とコストアップという問題が
生じていた。

【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、必要最小量の試薬を用いて処
理を行うことができ、試薬の無駄を防止できる生物組織
の処理装置を提供することにある。

【０００７】また、本発明の目的は、装置を小型化で
き、かつコストダウンを図ることができる生物組織の処
理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、試料プレート上に付着された生物組織の試
料に対して試薬処理を行う装置において、前記試料プレ
ートが上方から挿入される井戸状の容器であって、前記
試料プレートが位置決めされる上方の多量試薬処理位置
と下方の少量試薬処理位置に対応して下部の断面積に対
して上部の断面積が大きく形成された試薬槽と、前記試
料プレートの搬送及び前記試薬の供給を制御する試薬量
適応型の制御手段と、を含み、前記制御手段は、少量試
薬処理モードの場合には、前記試薬槽に少量の試薬を供
給し、前記試薬槽内の前記下方の少量試薬処理位置に前
記試料プレートを位置決めし、多量試薬処理モードの場
合には、前記試薬槽に多量の試薬を供給し、前記試薬槽
内の前記上方の多量試薬処理位置に前記試料プレートを
位置決めすることを特徴とする。

【０００９】上記構成によれば、試薬槽が多量試薬処理
と少量試薬処理とで兼用されることになる。ここで、試
薬槽は下方から上方へかけて断面積を大きくした形状を
有する。多量試薬処理モードでは、試薬槽内に多量の試
薬が注入されて、試料プレートが上方から下方に引き下
ろされて多量試薬処理位置に位置決めされ、そして多量
の試薬を利用して試薬処理が実行される。少量試薬処理
モードでは、試薬槽内に少量の試薬が注入されて、試料
プレートが上方から下方に引き下ろされて少量試薬処理
位置に位置決めされつつ試薬処理が実行される。

【００１０】本発明では、試薬槽が多量試薬処理と少量
試薬処理の２種類の処理に対応した形状を有しており、
つまり、試料プレートの試薬槽への挿入度合いを変更す
ることにより多量試薬処理と少量試薬処理の両方に対応
できる。よって、２種類の試薬槽を用意する必要がない
ので、装置を小型化でき、またコストダウンを図ること
ができる。

【００１１】本発明の好適な態様では、前記試薬槽の厚
みは、下方から上方にかけて連続的に大きくされ、望ま
しくは、前記試薬槽の下部の厚み変化よりも、前記試薬
槽の上部の厚み変化の方が大きい。

【００１２】また、本発明の好適な態様では、前記試薬
槽の上部は、前記試料プレートを保持するホルダを受け
入れ可能な開口の大きさをもって上方へ徐々に開いた形
状を有する。

【００１３】また、本発明の好適な態様では、前記試薬
槽の内壁と前記試料プレート上の試料の接触を防止しつ
つ前記試料プレートの位置決めを行う位置決め手段が設
けられ、望ましくは、前記位置決め手段は、前記試料プ
レートの試料付着面の両側部に接触する上下方向に形成
された凸状のフランジである。

【００１４】また、本発明の好適な態様では、前記制御
手段は、試薬処理中において前記試薬プレートを周期的
に上下運動させる。これによって試料へ接触される試薬
量を積極的に増大させて、処理効率を向上できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
つき図面を用いて説明する。

【００１６】図１には、本発明に係る生物組織の処理装
置の好適な実施形態が示されており、図１は、装置の斜
視図である。

【００１７】図１において、装置本体１０上には、複数
の試薬容器１２が起立配置されている。分注ノズル１４
は、特定の試薬容器１２から試料を吸引して後述する試
薬槽２６へ試料の吐出を行なうものであり、その分注ノ
ズル１４は、搬送機構１６によって三次元方向に移動自
在にされている。装置１０上には水平ステージ１８が設
けられ、その水平ステージ１８によって２つの処理ユニ
ット２０及び２２が水平方向に移動自在に保持されてい
る。各処理ユニット２０及び２２の下方には例えばヒー
タプレート等で構成される温度制御部２４が接合配置さ
れており、２つの処理ユニット２０及び２２とこの温度
制御部２４とが一体となって水平ステージ１８によって
水平方向に移動される。

【００１８】処理ユニット２０と処理ユニット２２は、
同一の構造を有し、各処理ユニット２０，２２には複数
の試薬槽２６が形成されている。この試薬槽２６につい
ては後に詳述する。

【００１９】保持機構３２は、複数のスライドガラス３
０を整列させて保持しており、その保持機構３２は、上
下ステージ３４によって昇降自在にされている。保持機
構３２は、複数のスライドガラス３０で構成されるスラ
イドガラス列を複数列保持しており、一方、処理ユニッ
ト２０及び２２では、そのスライドガラス３０の配列に
対応した配列で複数の試薬層２６が形成されている。各
試薬層２６は分離されており、これによって各試薬槽ご
とに異なる試薬を注入して各スライドガラス３０ごとに
異なる試薬処理を行うことも可能である。

【００２０】吸引部３６には針状の先端部を有する複数
の吸引ノズル３８が設けられており、これらの吸引ノズ
ル３８によって試薬槽２６内に残存する試薬が吸引除去
される。この吸引部３６は上下ステージ４０によって昇
降自在にされている。ここで、複数の吸引ノズル３８の
配列ピッチは、処理ユニット２０及び２４における試薬
槽２６の配列ピッチと同一である。

【００２１】図２には、試薬槽２６の具体的な構造が示
されており、（Ａ）は側面から見た試薬槽２６の構造が
示され、（Ｂ）には正面から見た試薬槽２６の構造が示
されている。

【００２２】図２において、この試薬槽２６は上述した
ように井戸状に形成され、（Ｂ）に示されるように、そ
の厚みすなわち挿入されるスライドガラスの厚さ方向の
厚みは、その下方から上方にかけて徐々に大きく設定さ
れている。すなわち下方から上方にかけて試薬槽２６の
水平断面積は徐々に大きく設定されている。具体的に
は、試薬槽２６は、大別して上部２６Ａと下部２６Ｂと
を有し、図２（Ａ）に示されるように、それらの上部２
６Ａ及び下部２６Ｂのそれぞれの幅は同一であり、スラ
イドガラスの幅よりも若干大きな幅Ｗを有する。一方、
図２（Ｂ）に示されるように、下部２６Ｂにおける下方
から上方への厚み変化よりも、上部２６Ａにおける下方
から上方への厚み変化のほうが大きく設定されており、
後述するような多量試薬処理と少量試薬処理の両者に対
応した構造を有している。

【００２３】なお、下部２６Ｂの底部の厚さＤ３はスラ
イドガラスの厚さより若干厚く設定されており、例えば
１．２ｍｍである。下部２６Ｂの上開口の厚さＤ２は、
底部の厚さＤ３よりもやや大きく設定され、その厚さＤ
２は例えば２．０ｍｍである。ここで、Ｄ３よりもＤ２
を大きくしたのはスライドガラスを上方から受け入れる
ときにその挿入を容易にするためであり、すなわち位置
決めを容易にするために下部２６Ｂにおいては下方から
上方にかけてその厚みが徐々に大きく形成されている。
ただし、スライドガラスの厚みよりもあまりその厚さＤ
２やＤ３を大きくすると結果として少量試薬処理におい
て試薬量が増大することになるので、できる限りスライ
ドガラスの厚さに近付けつつそのスライドガラスの挿入
を容易にできる程度の厚さに設定するのが望ましい。

【００２４】下部２６Ｂの高さＨ２は少量試薬処理にお
いてスライガラスの実質的な部分が完全に収納できる程
度に設定され、具体的には、少なくとも試料が付着され
る可能性がある領域まで完全に下部２６Ｂ内に収納でき
る程度の高さに設定される。例えばＨ２としては、４０
ｍｍに設定される。

【００２５】上部２６Ａの上端開口の厚みＤ１はスライ
ドガラスの長手方向の上端部を保持するホルダを受入れ
可能な程度の大きさを有しており、例えばＤ１は１０ｍ
ｍである。すなわち、少量試薬処理の場合には、上端部
がホルダによって支持されたスライドガラスが上方から
下方に引き下ろされ、スライドガラスはその下端部が下
部２６Ｂの底面に到達するまで落とし込まれるため、そ
のような状態においてホルダを試薬槽２６内に受け入れ
るために、上部２６Ａがその下方から上方にかけてやや
広がって形成されている。このような上部２６Ａの広が
りにより、結果として上部２６Ａには多量の試薬が収納
されることになり、多量試薬処理の場合には上部に収納
された比較的多量の試薬と下部２６Ｂ内に収納された比
較的少量の試薬とを合わせた量の試薬によって、すなわ
ち多量の試薬によって試薬処理が行われる。

【００２６】試薬槽２６の高さＨ１は例えば５５ｍｍに
設定される。もちろん、各部位の寸法はスライドガラス
の大きさに対応しており、スライドガラスの形状が異な
る場合にはそれに対応した試薬槽２６が用いられる。ま
た、特に試薬槽２６の下部２６Ｂの厚さや上部２６Ａの
厚さを変更することによって少量処理の場合に必要とさ
れる試薬量や多量処理の場合に必要とされる試薬量を変
更することができる。図２に示した実施形態において
は、上部２６Ａ及び下部２６Ｂのいずれも下方から上方
にかけてその断面積が徐々に大きく設定されていたが、
少なくとも２段階に断面積が変化するような構造を有し
ていれば、１つの試薬槽２６で多量試薬処理と少量試薬
処理の両方を行なうことができる。

【００２７】この実施形態における試薬槽２６は、下部
２６Ｂの内壁の両側部に凸状のフランジ４２が形成され
ている。このフランジ４２の厚さは例えば１００μｍで
あり、試薬槽２６内にスライドガラスが挿入される場合
には、試料付着面がフランジ４２が形成された内壁に向
けられてそのスライドガラスの挿入が行われる。すなわ
ち、このフランジ４２によって下部２６Ｂの内壁と試料
との接触が防止されており、またスライドガラスを上方
から下方へ挿入させる際の位置決め手段としても機能し
ている。

【００２８】図３には、試薬槽２６内にスライドガラス
３０が挿入された状態が一部断面図として示されてい
る。スライドガラス３０は試薬槽２６の一方の内壁面２
７の左右端に形成されたフランジ４２と試薬槽２６の他
方の内壁面とによって位置決めされつつ落とし込まれて
おり、この際、スライドガラス３０の試料付着面３０Ａ
上の試料４４が一方の内壁面２７から隔てられ、両者の
接触が防止されている。これによって、試料４４の全域
に試薬を確実に供給することができ、また内壁面２７と
の接触によるスライドガラス３０からの試料４４の脱落
などが防止される。この実施形態では、フランジ４２が
上下方向に沿って下部２６Ｂのみに形成されたが、もち
ろんさらに上部２６Ａにフランジを形成してもよい。こ
のフランジ４２の厚さは試料４４の厚さに対応して設定
され、この実施形態では試料の厚みがおよそ３０μｍで
あることに対応してフランジ４２の厚さが１００μｍに
設定されていたが、もちろん試料の厚みがそれ以上の場
合には、それに対応してフランジ４２の厚さを厚くす
る。

【００２９】次に、図１に示した生物組織の処理装置の
動作について説明する。

【００３０】この実施形態においては、全く同一の構造
を有する処理ユニット２０と処理ユニット２２とが設け
られており、一方の処理ユニットにおいて実際に試薬に
よる処理が行なわれている間においては、他方の処理ユ
ニットにおいて試薬処理のための準備が行われている。
具体的には、一方の処理ユニットにおいて各試薬槽２６
内に各スライドガラス３０が挿入されている間、他方の
処理ユニットでは、前の試薬処理により残存する試薬が
複数の吸引ノズル３８によって吸引除去され、その後、
分注ノズル１４を用いて所定の試薬が所定の試薬槽２６
内に注入される。このような他方の処理ユニットにおい
て試薬処理準備が完了した後、一方の処理ユニットから
引き上げられた各スライドガラスが、その他方の処理ユ
ニットの各試薬槽２６内に挿入され、試薬処理が実行さ
れる。このように、２つの処理ユニットを利用して一方
の処理ユニットで実際に試薬処理を行なわせると共に、
他方の試薬処理においてそのための準備を行なわせ、そ
れらを交互に並行して行なうことによって試薬処理効率
を極めて向上することができる。この実施形態において
は各処理ユニット２０および２２の下部に温度制御部２
４が接合配置されているため、試薬処理は適切な温度条
件下で行なうことができる。

【００３１】このような生物組織の処理装置において、
図４（Ａ）に示されるような多量試薬処理を行なう場合
には、まず分注ノズル１４によって所定の試薬が所定の
試薬槽２６内に注入される。その注入量はスライドガラ
ス３０が図４（Ａ）に示す上方の多量試薬処理位置に位
置決めされたときに試薬槽２６内から試薬が外側に溢れ
ない程度に設定される。

【００３２】制御部（図示せず）は、このような分注ノ
ズル１４による試薬の注入や保持機構３２によるスライ
ドガラス３０の搬送等を制御しており、図４（Ａ）に示
す多量試薬処理の場合には、スライドガラス３０は試薬
槽２６内において完全に底部まで下げ落とされることな
く上方の多量試薬処理に位置決めされつつ多量の試薬処
理を用いてスライドガラス３０上の試料に対して試薬処
理が実行される。制御部は、このような多量試薬処理の
場合には、スライドガラス３０を一定の幅で上下に周期
的に振動させる。これによりスライドガラス３０上の試
料に接触する試薬量の増大が図られ、効率の良い試薬処
理が行われる。このような多量試薬処理の場合には、下
部２６Ｂ内に収納された試薬に加えて上部２６Ａに収納
された多量の試薬が利用される。

【００３３】一方、少量試薬処理の場合には、図４
（Ｂ）に示されるように、制御部は分注ノズル１４によ
って所定の試薬を試薬槽２６内に少量注入させる。この
場合、スライドガラス３０を下部２６Ｂの最下端まで落
とし込んだときに試薬がほぼ下部２６Ｂの全体を満たす
程度の量だけ試薬が注入される。そして、図４（Ｂ）に
示されるように、保持機構３２によってスライドガラス
３０が上方から引き下ろされて、完全に落とし込まれ、
その状態において試薬槽２６の内壁とスライドガラス表
面との間に回り込んでせり上がる試薬によって試料が処
理される。この場合、図３に示したようにフランジ４２
によって試料と試薬槽２６との内壁との接触が防止され
ている。図４（Ｂ）に示す少量試薬処理の場合、スライ
ドガラス３０は試薬槽２６の最下部まで落とされ、すな
わち下方の少量試薬処理位置にスライドガラス３０が位
置決めされて試薬処理が行われるが、もちろんこの場合
において上下ステージ３４を駆動して保持機構３２を上
下動作させることによりスライドガラス３０を一定の幅
で周期的に上下動させて処理効率の向上を図ってもよ
い。

【００３４】図４（Ｂ）に示されるように、上部２６Ａ
はその開口が下方から上方へ広がっているため、保持機
構３２におけるホルダ３２Ａを内部に受け入れることが
可能であり、ホルダ３２Ａの動きを妨げることはない。

【００３５】この実施形態においては、少量試薬処理に
おける試薬量と多量試薬処理における試薬量はほぼ１対
４に設定されており、例えば、少量によって処理が行わ
れる高価な試薬を用いられる場合には、少量試薬処理が
実行され、一方、脱パラフィン等の比較的多量の試薬を
用いて処理を行なう必要がある場合には、多量試薬処理
が実行されることになる。

【００３６】この実施形態における試薬槽２６は、下部
２６Ｂと上部２０Ａの両方とも下部から上方にかけてテ
ーパ状に形成されているため、試薬槽２６を金型によっ
て成型する際に、その型抜きを容易に行なうことができ
るという利点もある。この試薬槽２６は、例えばキシレ
ンなどに対する対薬品性に優れたナイロン等の樹脂形成
品として構成することができる。また、洗浄などの処理
をなくすために、試薬槽２６をディスポーザブル型と
し、各試薬処理ごとに試薬槽２６を交換してもよい。

【００３７】さらに、非試料付着面を互いに接合させた
スライドガラスペアを試薬槽内に挿入させ、図４に示し
たような多量試薬処理および少量試薬処理を行なう場合
には、そのスライドガラスペアに対応させて試薬槽の各
部分の寸法を設定する。この場合、図２に示したフラン
ジ４２は、試薬槽２６の一方の内壁のほか、他方の内壁
にも設け、スライドガラスペアの両側に存在する試料の
保護を図るのが望ましい。

【００３８】以上説明したように、この実施形態におい
ては、試薬槽２６が多量試薬処理と少量試薬処理に対応
して２段階の形状で成型され、かつ制御部によって多量
試薬処理と少量試薬処理とに適合した高さにスライドガ
ラスを保持して試薬処理が行われるので、結果として複
数種類の試薬槽を利用することなく１つの試薬槽で多量
試薬処理と少量試薬処理を行なうことができる。よって
装置を小型化でき、かつコストダウンを図ることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
必要最少量の試薬を用いて処理を行なうことができ、試
薬の無駄を防止できる。また、１つの試薬槽で多量試薬
処理及び少量試薬処理の両方に対応できるので装置を小
型化でき、かつコストダウンを図ることができる。

【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斜視図で
ある。

【図２】 試薬槽の構造を示す図である。

【図３】 試薬槽内にスライドガラスが挿入された状態
を示す一部断面図である。

【図４】 多量試薬処理と少量試薬処理を示す図であ
る。

【符号の説明】

１４ 分注ノズル、２０，２２ 処理ユニット、２６
試薬槽、３０ スライドガラス、３２ 保持機構。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料プレート上に付着された生物組織の
   試料に対して試薬処理を行う装置において、 前記試料プレートが上方から挿入される井戸状の容器で
   あって、前記試料プレートが位置決めされる上方の多量
   試薬処理位置と下方の少量試薬処理位置に対応して下部
   の断面積に対して上部の断面積が大きく形成された試薬
   槽と、 前記試料プレートの搬送及び前記試薬の供給を制御する
   試薬量適応型の制御手段と、 を含み、 前記制御手段は、 少量試薬処理モードの場合には、前記試薬槽に少量の試
   薬を供給し、前記試薬槽内の前記下方の少量試薬処理位
   置に前記試料プレートを位置決めし、 多量試薬処理モードの場合には、前記試薬槽に多量の試
   薬を供給し、前記試薬槽内の前記上方の多量試薬処理位
   置に前記試料プレートを位置決め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記載の装置において、 前記試薬槽の厚みは、下方から上方にかけて連続的に大
   きくされた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記載の装置において、 前記試薬槽の下部の厚み変化よりも、前記試薬槽の上部
   の厚み変化の方が大きいことを特徴とする生物組織の処
   理装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 前記試薬槽の上部は、前記試料プレートを保持するホル
   ダを受け入れ可能な開口の大きさをもって上方へ徐々に
   開いた形状を有することを特徴とする生物組織の処理装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記試薬槽の内壁と前記試料プレート上の試料の接触を
   防止しつつ前記試料プレートの位置決めを行う位置決め
   手段が設けられたことを特徴とする生物組織の処理装
   置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記位置決め手段は、前記試料プレートの試料付着面の
   両側部に接触する上下方向に形成された凸状のフランジ
   であることを特徴とする生物組織の処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の装置において、 前記制御手段は、試薬処理中において前記試薬プレート
   を周期的に上下運動させることを特徴とする生物組織の
   処理装置。