JPH09304251A - 生物組織の処理装置及び処理容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物組織の試料に試薬を反応させて処理する
生物組織の処理装置において、処理終了後の試薬の除去
を簡易な構成で効率よく行う機構を提供する。 【解決手段】 処理容器１２の排出管１２６先端の排出
口１２６ａは毛細管寸法の径の開口である。このため、
試薬３０を処理容器１２に注入した場合、試薬３０の表
面張力の働きにより、試薬３０の量がある程度以上にな
るまでは試薬３０は排出口１２６ａから排出されず、処
理容器１２内には所定量の試薬３０が保持される。試薬
処理終了後は、吸引ポンプ２２を作動させることによ
り、それまで保たれていた排出口１２６ａにおける液圧
と表面張力との均衡が崩れ、試薬３０が排出口１２６ａ
から排出される。この構成によれば、排出口１２６ａに
弁などの機械的な機構を設けなくても、試薬の保持及び
排出を制御できる。

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
試薬で処理するための生物組織の処理装置に関し、特に
生物組織をスライスせずにそのまま処理するホールマウ
ント処理に用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】遺伝子診断などの分野で行われる免疫染
色処理やＩＳＨ(in situ hybridization) 処理などの試
薬処理においては、生物組織の試料を薄くスライスして
スライドグラスに貼り付けて行う処理のほかに、試料を
そのままの形態で試薬処理する方法がある。この方法
は、ホールマウント処理と呼ばれ、鶏の胚などの微小な
試料の処理に用いられることが多い。

【０００３】図８は、従来のホールマウント処理の手順
を説明する図である。従来のホールマウント処理は、２
４穴や９６穴のマイクロプレート２００を用い、まずそ
のマイクロプレート２００の各収容部２０２に試料２０
４を収容し、ピペット２０８を用いて各収容部２０２に
試薬２０６を分注する（図８（ａ））。その後、試薬２
０６と試料２０４との反応を促進するため、マイクロプ
レート２００を撹拌装置に載せて撹拌する操作や、マイ
クロプレート２００を恒温槽に入れて適温に保つ操作が
行われる。このようにして試薬２０６による処理が完了
すると、ポンプに連結された微細なガラス管２１０の先
端を収容部２０２に挿入し、試薬２０６を収容部２０２
から吸引除去する（図８（ｂ））。免疫染色処理やＩＳ
Ｈ処理などでは、通常複数の試薬を用いるため、上記の
試薬分注、反応、試薬除去という手順が複数回繰り返し
て行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のホールマウント
処理では、収容部２０２内部の試薬を残らず吸引するに
は、ガラス管２１０の先端を収容部２０２の底面近くま
で近接させる必要があり、このような微妙な制御は自動
化が比較的困難であり、敢えて自動化を行うとすれば大
規模な制御機構が必要となる。特に、マイクロプレート
２００には多数の収容部２０２が設けられているため、
これらの試薬を効率よく除去しようとすればガラス管２
１０を複数設けて並列的に吸引を行うなどの対策が必要
となり、装置構成が勢い大規模化しがちである。

【０００５】また、従来のホールマウント処理では、試
薬を除去する際に、ガラス管２１０に試料２０４を吸い
込んでしまったり、あるいはガラス管２１０の先端に試
料２０４が詰まったりすることがないよう、例えば試料
２０４をピンセットで押さえておくなどの作業が必要で
あった。しかしながら、微小な試料２０４を押さえ付け
ておくという微妙な作業は自動化が極めて困難なので、
この作業は手作業で行わざるを得ず、従って作業効率は
極めて悪かった。

【０００６】遺伝子診断の分野の研究・検査などでは、
多くの標本を作成する必要上標本作成作業の省力化が求
められており、簡易な構成で効率よく試薬の除去を行う
ことができる装置が要望されている。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、試薬除去処理を簡易な構成で効
率よく行うことができ、ひいては大量の標本の作成を効
率的に行うことができる生物組織の処理装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明に係る生物組織の処理装置は、処理容器内
に生物組織の試料の配置及び試薬の注入を行い、前記試
料を試薬処理する生物組織の処理装置において、前記処
理容器の底部に毛細管寸法の試薬排出口を設けたことを
特徴とする。

【０００９】この構成では、処理容器の底部に設けられ
た試薬排出口が毛細管寸法の開口であるため、処理容器
に試薬を注入した場合、試薬の液面高さが試薬排出口に
おける試薬の表面張力とその位置における液圧が釣り合
う高さになるまでは、試薬が試薬排出口から排出されな
い。逆にいえば、毛細管寸法の試薬排出口とは、処理容
器内に所定の液面高さまで試薬が収容されているとき
に、当該試薬排出口にて表面張力と液圧（すなわち試薬
に作用する重力）とが拮抗する程度のサイズの開口のこ
とを意味する。このような機構により処理容器内に保持
された試薬により試料の処理を行うことができる。

【００１０】そして、試薬処理の終了後は、試薬排出口
から吸引したり、あるいは処理容器の上部から試薬に圧
力をかけたりすることにより、試薬排出口から試薬を排
出することができる。

【００１１】この構成によれば、比較的簡易な構成によ
り、処理容器内の試薬を効率よく除去することができ
る。特に、本構成は、試薬排出口に弁などの特別の機構
を設けなくても、試薬の保持及び排出を制御することが
できるという利点がある。

【００１２】なお、本構成において、試薬排出口を設け
る位置は、処理容器の厳密な底面に限られるものではな
く、例えば処理容器の側面下部のように処理容器内の試
薬が当該試薬排出口を通ってほぼすべて排出可能な位置
であればよい。また、処理容器の底面や側面下部に孔を
設け、その孔から毛細管寸法の径を有する管を下方ある
いは側方に延設し、その管の先端の開口から試薬を排出
する構成も本発明の範囲に含まれる。

【００１３】また、本発明の１つの態様では、前記処理
容器内に保持された試薬による処理が終了すると、次の
試薬を前記処理容器内に注入し、この注入による液圧の
増加により前記処理容器内に保持された試薬を前記試薬
排出口より排出して前記次の試薬と置換する。この構成
によれば、次の試薬の注入により自動的に前の試薬が排
出されるので、試薬排出機構を設けることなく試薬の排
出を行うことができる。

【００１４】また、本発明の別の態様では、前記試薬排
出口は吸引手段に接続され、前記処理容器内から試薬を
除去する際には前記吸引手段を作動させて前記試薬排出
口から試薬を吸引する。この構成では、吸引手段を作動
させることにより、試薬排出口近傍の気圧が減少し、試
薬排出口から試薬が急速に吸引排出される。

【００１５】また、本発明の別の態様では、前記処理容
器に収容された試薬の上面に圧力を加える加圧手段を設
け、前記処理容器内から試薬を除去する際には前記加圧
手段にて前記試薬に上から圧力を加えることにより、前
記処理容器内の試薬を前記試薬排出口から排出させる。
この構成によれば、加圧手段で試薬に対して上から圧力
を加えることにより、試薬排出口から試薬が急速に排出
される。なお、生物組織の処理装置においては、処理容
器の上方を密閉する蓋機構を設け、試薬処理中にこの蓋
機構によって処理容器に蓋をすることにより試薬の蒸発
等を低減する場合があるが、この蓋機構に加圧手段を設
けることもできる。この構成によれば、蓋機構に加圧手
段を設けたことにより、装置構成を簡略化することがで
きる。

【００１６】また、本発明に係る生物組織の処理装置
は、複数の前記処理容器を着脱自在に装着可能な容器ラ
ックであって、前記各処理容器の試薬排出口に接続され
た廃液管を有する容器ラックを有し、前記各処理容器内
の試薬を前記廃液管を通して排出することを特徴とす
る。

【００１７】この構成では、容器ラックに複数の処理容
器を装着することにより、従来のマイクロプレートと同
様に多数の試料を扱うことが可能となる。そして、各処
理容器から排出された試薬は、容器ラックに設けられた
廃液管から排出される。この構成は、使い捨てという面
において従来のマイクロプレートに比べてコスト的に極
めて有利である。すなわち、検査などで用いられる容器
においては、洗浄の手間を省くため、一度使用され汚染
のおそれがある容器を使い捨てにしたいという要望があ
るが、従来のマイクロプレートでは、一部の収容部しか
使わなかった場合でも、そのマイクロプレートごと捨て
ることとなり、コスト負担が大きいという問題があっ
た。これに対して、本構成では、各処理容器一つ一つを
使い捨てにできるため無駄が生じない。

【００１８】また、本発明に係る生物組織の処理装置
は、前記処理容器内に、前記試料の前記試薬排出口への
吸い込み及び前記試料による試薬排出口の閉塞を防止す
る吸込・閉塞防止手段を設けたことを特徴とする。吸込
・閉塞防止手段としては、例えば試料よりも目の細かい
メッシュ部材を用いることができる。このような吸込・
閉塞防止手段を設けることにより、試薬排出時に試料が
一緒に排出されたり、試料により試薬排出口が塞がれた
りということがなくなり、試薬排出を円滑に行うことが
可能となる。

【００１９】また、本発明に係る生物組織の処理容器
は、底部に毛細管寸法の試薬排出口を有することを特徴
とする。この処理容器は、弁などの特別な機構を用いず
に試薬の保持及び排出を行うことができる。この処理容
器に、試料の試薬排出口への吸い込みや試料による試薬
排出口の閉塞を防止する吸込・閉塞防止手段を設けれ
ば、試薬排出を円滑に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は、本発明に係る生物組織の処理装置
の全体構成を概略的に示した斜視図である。

【００２２】生物組織の処理装置は、容器ラック１０を
有しており、その容器ラック１０に複数の処理容器１２
が装着される。より詳しくは、処理容器１２は、ホルダ
１４を介して容器ラック１０に装着される。ホルダ１４
は、板状部材であり、処理容器１２が挿入される穴が所
定数設けられている。また、容器ラック１０は、ヒータ
１６及び振盪器１８の上に載置されている。ヒータ１６
は、試薬処理時の温度を制御するための装置であり、振
盪器１８は、試薬に振動を与えて反応を促進するための
装置である。

【００２３】分注ヘッド２６は、３軸方向に移動可能に
構成されており、各処理容器１２に試料がセットされる
と、必要な試薬を試薬瓶テーブル２８から適量吸い上
げ、各処理容器１２に分注する。

【００２４】試薬の分注後、蓋機構２４が移動し、容器
ラック１０の各処理容器１２の上面を覆って密閉する。
この蓋機構２４は、試薬の蒸発を低減するための構成で
ある。そして、この状態で、ヒータ１６の作用により各
処理容器１２内の試薬の温度を適温に制御し、さらに必
要に応じて振盪器１８を作動させて試薬と試料との反応
を促進する。

【００２５】試薬による処理が終了すると、蓋機構２４
が上昇するとともに、吸引ポンプ２２が作動する。容器
ラック１０には後述するように各処理容器１２の排出口
に接続された廃液管が設けられており、吸引ポンプ２２
はテフロン製のチューブ２０を介してこの容器ラック１
０の廃液管に接続されている。従って、吸引ポンプ２２
が作動すると、処理容器１２の排出口から試薬が排出さ
れ、この排出された試薬はチューブ２０及び吸引ポンプ
２２を通って図示しない廃液瓶に排出される。

【００２６】以上、本実施形態の全体的な構成につき概
略的に説明した。次に、本実施形態における処理容器１
２の構造、及び処理容器１２からの試薬排出の機構につ
いて図２及び図３を参照して説明する。

【００２７】図２に示すように、本実施形態の処理容器
１２は、円錐台形状のカップ部１２０と、カップ部１２
０の底面から延設された排出管１２６とから構成され
る。カップ部１２０の上部は、前述のホルダ１４に掛止
されるよう、外に張り出した外縁１２２を形成してい
る。カップ部１２０の寸法は、ホルダ１４や容器ラック
１０の寸法と関連を有しており、例えば上部開口の直径
が１４ｍｍ、底面１２４の直径が１０ｍｍ、深さ１２ｍ
ｍである。

【００２８】そして、カップ部１２０の底面１２４には
毛細管寸法（例えば約１ｍｍ）の穴が設けられ、その穴
に対して同じ内径を有する長さ１０ｍｍの排出管１２６
が接続されている。そして、排出管１２６の下端は、同
じく毛細管寸法の排出口１２６ａとなっている。このよ
うな処理容器１２は、例えば樹脂成形により形成するこ
とができる。

【００２９】図３は、この処理容器１２を容器ラック１
０に装着した状態を示した図である。図３に示すよう
に、容器ラック１０には、処理容器１２を収容する穴１
００が所定数穿設されている。容器ラック１０は、例え
ばアルミニウムで形成される。また、ホルダ１４には、
処理容器１２が挿入される穴が設けられている。この穴
の径は、処理容器１２の外縁が引っ掛かる程度の大きさ
である。このホルダ１４は、試薬処理がすべて終了した
後に複数の処理容器１２を一度に容器ラック１０から取
り外すために設けたものである。

【００３０】容器ラック１０への処理容器１２の装着
は、人手により行う。この場合、作業者は、容器ラック
１０の上にホルダ１４を重ねた後、処理容器１２をホル
ダ１４の穴を介して容器ラック１０に差し込んでいく。
容器ラック１０の穴１００の下端にはゴムで形成された
シール部材１０４が設けられており、処理容器１２の排
出管１２６がこのシール部材に差し込まれ、固定され
る。この結果、排出管１２６先端の排出口は、容器ラッ
ク１０に設けられた廃液管１０２内に突出する。廃液管
１０２は、シール部材１０４の作用により所定の気密性
が確保されている。

【００３１】処理容器１２の装着が終わると、各処理容
器１２内に試料３２をセットし、分注ヘッド２６を作動
させて各処理容器１２に所定の試薬を分注する。

【００３２】本実施形態の処理容器１２では、排出管１
２６先端の排出口１２６ａが毛細管寸法の径の開口であ
るため、試薬３０を処理容器１２に注入した場合、試薬
３０の表面張力の働きにより、試薬３０の量がある程度
以上になるまで（すなわち試薬３０の液面がある高さ以
上になるまで）は試薬３０は排出口１２６ａから排出さ
れない。すなわち、排出口１２６ａにおいて試薬３０の
自重などによる液圧と試薬３０の表面張力とが釣り合っ
ているうちは、試薬３０は排出口１２６ａから排出され
ず、処理容器１２内に保持される。そして、注入量が限
界量を超え、表面張力が液圧に抗し切れなくなって初め
て、試薬３０が排出口１２６ａから排出される。このメ
カニズムにより、処理容器１２内に所定量の試薬３０が
保持される。

【００３３】そして、試薬３０による試料３２の処理が
終了すると、吸引ポンプ２２が作動し、容器ラック１０
の廃液管１０２を引圧する。これにより、それまで保た
れていた液圧と表面張力との均衡が崩れ、試薬３０が排
出口１２６ａから廃液管１０２へと吸い出される。排出
された試薬３０は、チューブ２０及び吸引ポンプ２２を
介して廃液瓶へ排出される。そして、一定時間経過後、
各処理容器１２内の試薬がすべて排出されると、吸引ポ
ンプ２２は停止する。従って、その後処理容器１２に他
の試薬が注入された場合には、表面張力の作用により処
理容器１２内には所定量の試薬が保持される。

【００３４】このように、本実施形態によれば、処理容
器１２の排出口１２６ａを毛細管寸法の開口とすること
により、弁などの機械的な機構を設けなくても、試薬の
保持及び排出を吸引ポンプ２２の操作に連動して切り換
えることができる。従って、本実施形態によれば、比較
的簡易な構成により、各処理容器１２内の試薬を自動的
に効率よく除去することができる。

【００３５】なお、上記実施形態の構成では、廃液管１
０２を吸引ポンプ２２で引圧することにより、処理容器
１２内の試薬３０を吸い出していたが、試薬の排出方法
にはこのほかにも次のような方法がある。

【００３６】一つは、処理容器１２内の試薬３０の上方
から圧力を加える方法である。図４は、この方法を実現
する構成を示す概略図である。図４の構成では、処理容
器１２を密閉する蓋機構２４の内部に配管２４ａが設け
られ、この配管２４ａから各処理容器１２に対して図示
しないエアポンプにて空気を供給し、試薬３０の上面を
加圧できる構成となっている。この構成では、各処理容
器１２に試薬３０を分注後、蓋機構２４を移動させて処
理容器１２に蓋をし、試薬３０による処理を行う。そし
て、処理が終了すると、蓋をしたままでエアポンプにて
各処理容器１２を加圧する。この結果、試薬３０は、排
出管１２６を通って排出口１２６ａから廃液管１０２へ
と排出される。この構成によれば、処理容器１２内の試
薬の保持及び排出をエアポンプの動作により切り換える
ことができる。

【００３７】この構成では、処理容器１２内の試薬３０
を加圧するための手段を蓋機構２４に内蔵したが、その
ような加圧手段は、蓋機構２４と別体に設けてももちろ
んよい。

【００３８】試薬排出のためのもう一つの方法は、試薬
３０を保持している処理容器１２内に、更に液体を注入
し、処理容器１２内の液量を表面張力で支えられる限界
を越える量まで増やすという方法である。すなわち、こ
の方法では、試薬処理終了後に、例えば分注ヘッド２６
により各処理容器１２にさらに液体を注入する。この結
果、排出口１２６ａでの液圧が増加して表面張力に打ち
勝ち、処理容器１２内の試薬３０が排出口１２６ａから
排出される。この方法によれば、吸引や加圧のための特
別の手段を設けることなしに試薬の保持・排出を制御す
ることができる。なお、試薬排出のために処理容器１２
に注入する液体を、次の試薬処理に用いる試薬とすれ
ば、処理済みの試薬の排出と同時に次の試薬の注入を行
うことができ、処理効率が向上する。

【００３９】次に、処理容器１２の変形例について説明
する。

【００４０】図５は、処理容器１２にフィルタ１２８を
設けた例である。この構成では、処理容器１２の底面１
２４に対して少し上方にフィルタ１２８が設けられてい
る。フィルタ１２８としては、例えば０．４ｍｍ角程度
の開口をもつメッシュを用いることができる。フィルタ
１２８を設けたことにより、試薬排出時において、排出
管１２６に試料３２が吸い込まれたり、試料３２が排出
管１２６の入り口を塞いだりすることを防止することが
できる。なお、フィルタ１２８としては、試薬を通過さ
せるが、試料を通過させないようなものであれば、メッ
シュ以外のものを用いてもよい。また、例えば底面１２
４の開口の部分にフィルタ１２８を設ける構成でもよ
い。

【００４１】図６は、処理容器１２の側面下端部に排出
管１３０を設けた例を示す。前述の図２の例では、処理
容器１２の底面に排出管が設けられていたが、排出管の
配設位置はこれに限らず、処理容器１２内の試薬がすべ
て排出可能な位置であればよい。従って、図６のごとく
処理容器１２の側面下端部に排出管１３０を設けた場合
でも、本実施形態の効果を得ることができる。

【００４２】図７は、処理容器１２の更に別の例を示
す。図７では、処理容器１２の底面に排出口１３２が設
けられているだけで、図２の例のような排出管は設けら
れていない。このような構造の場合でも、排出口１３２
の径を毛細管寸法とすれば、前述の例と同様の効果を得
ることができる。

【００４３】なお、以上に説明した実施形態では、各処
理容器１２ごとに使い捨てが可能であるので、従来のマ
イクロプレートのように一部の穴しか用いていないのに
マイクロプレート一枚すべてを捨てなければならないと
いうような無駄が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 生物組織の処理装置の全体構成を概略的に示
す斜視図である。

【図２】 本発明に係る生物組織の処理装置において用
いられる処理容器の構造を示す斜視図である。

【図３】 処理容器を容器ラックに装着した状態を示す
断面図である。

【図４】 処理容器内の試薬を加圧することにより試薬
を排出する構成例を示す断面図である。

【図５】 処理容器内にフィルタを設けた例を示す図で
ある。

【図６】 排出管を処理容器の側面下端部に設けた例を
示す図である。

【図７】 処理容器の構成の別の例を示す図である。

【図８】 従来の生物組織の処理装置における試薬処理
の手順を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 容器ラック、１２ 処理容器、１４ ホルダ、１
６ ヒータ、１８ 振盪器、２０ チューブ、２２ 吸
引ポンプ、２４ 蓋機構、２６ 分注ヘッド、２８ 試
薬瓶テーブル、３０ 試薬、３２ 試料、１０２ 廃液
管、１０４ シール部材、１２６ 排出管、１２６ａ
排出口。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器内に生物組織の試料の配置及び
   試薬の注入を行い、前記試料を試薬処理する生物組織の
   処理装置において、 前記処理容器の底部に、毛細管寸法の試薬排出口を設け
   た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、 前記処理容器内に保持された試薬による処理が終了する
   と、次の試薬を前記処理容器内に注入し、この注入によ
   る液圧の増加により前記処理容器内に保持された試薬を
   前記試薬排出口より排出して前記次の試薬と置換するこ
   とを特徴とする生物組織の処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 前記試薬排出口は吸引手段に接続され、前記処理容器内
   から試薬を除去する際には前記吸引手段を作動させて前
   記試薬排出口から試薬を吸引する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又は３記載の生物組織の処理装
   置において、 前記処理容器に収容された試薬の上面に圧力を加える加
   圧手段を設け、前記処理容器内から試薬を除去する際に
   は前記加圧手段にて前記試薬に上から圧力を加えること
   により、前記処理容器内の試薬を前記試薬排出口から排
   出させ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４記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 前記加圧手段を、前記処理容器の上面を密閉するために
   用いる蓋機構に設け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１記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 複数の前記処理容器を着脱自在に装着可能な容器ラック
   であって、前記各処理容器の試薬排出口に接続された廃
   液管を有する容器ラックを有し、前記各処理容器内の試
   薬を前記廃液管を通して排出す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１〜６のいずれかに記載の生物組
   織の処理装置において、 前記処理容器内に、前記試料の前記試薬排出口への吸い
   込み及び前記試料による試薬排出口の閉塞を防止する吸
   込・閉塞防止手段を設けたことを特徴とする生物組織の
   処理装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の生物組織の処理装置にお
   いて、 前記吸込・閉塞防止手段は、少なくとも前記試薬排出口
   を覆う、前記試料の大きさより目の細かいメッシュ部材
   であることを特徴とする生物組織の処理装置。
9. 【請求項９】 生物組織の試料及び試薬を保持する生物
   組織の処理容器であって、底部に毛細管寸法の試薬排出
   口を有することを特徴とする生物組織の処理容器。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の生物組織の処理容器で
    あって、 前記処理容器は、前記試料の前記試薬排出口への吸い込
    み及び前記試料による試薬排出口の閉塞を防止する吸込
    ・閉塞防止手段を有することを特徴とする生物組織の処
    理容器。