特開 2023-178591 塗抹装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178591

(43)【公開日】2023-12-18

(54)【発明の名称】塗抹装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/28 20060101AFI20231211BHJP

   C12M 1/32 20060101ALI20231211BHJP

【ＦＩ】

G01N1/28 V

C12M1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091365

(22)【出願日】2022-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】竹中 啓

(72)【発明者】

【氏名】梶原 ゆり

(72)【発明者】

【氏名】安居 晃啓

(72)【発明者】

【氏名】上野 沙季

(72)【発明者】

【氏名】前嶋 宗郎

【テーマコード（参考）】

2G052

4B029

【Ｆターム（参考）】

2G052AA33

2G052CA19

2G052CA23

2G052CA32

2G052DA07

4B029AA09

4B029BB11

4B029CC08

4B029DG10

4B029FA15

4B029GA08

4B029GB01

4B029GB05

4B029HA10

(57)【要約】

【課題】検体を含む液体を平板上に均一塗抹し得る信頼性の高い塗抹装置を提供する。
【解決手段】本発明は、検体を含む液体を検体容器から吸引して平板上に吐出するノズルと、前記ノズルが前記液体を吸引及び吐出する動力を与えるポンプと、前記ノズルと前記ポンプを接続する配管と、前記平板を保持するステージと、前記ノズル又は前記ステージを前記平板の平面と垂直な方向又は平行な方向に移動させて、前記ノズルの先端と前記平板の相対位置を制御する位置制御部と、を備えた塗抹装置において、前記ノズルの先端の断面形状が、長円形、楕円形若しくは卵形を含むオーバル型、又は、直交する長短２本の対称軸を有し、かつ、ｎを自然数としたときのｎ角形、であることを特徴としている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検体を含む液体を検体容器から吸引して平板上に吐出するノズルと、
前記ノズルが前記液体を吸引及び吐出する動力を与えるポンプと、
前記ノズルと前記ポンプを接続する配管と、
前記平板を保持するステージと、
前記ノズル又は前記ステージを前記平板の平面と垂直な方向又は平行な方向に移動させて、前記ノズルの先端と前記平板の相対位置を制御する位置制御部と、
を備えた塗抹装置において、
前記ノズルの先端の断面形状が、長円形、楕円形若しくは卵形を含むオーバル型、又は、直交する長短２本の対称軸を有し、かつ、ｎを自然数としたときのｎ角形、であることを特徴とする塗抹装置。

【請求項2】

請求項１に記載の塗抹装置において、
前記ノズルの先端の断面形状が、直交する長短２本の対称軸を有する、長円形、楕円形又はｎを自然数としたときのｎ角形であって、
前記ノズルが前記液体を前記平板上に吐出するときに相対移動する方向は、前記対称軸のうち短い方と平行な方向、又は当該平行な方向に対して１０度以内の傾きを持った方向、であることを特徴とする塗抹装置。

【請求項3】

請求項２に記載の塗抹装置において、
前記対称軸のうち長い方の長さをａ、短い方の長さをｂとしたとき、２≦ａ／ｂ≦１０となることを特徴とする塗抹装置。

【請求項4】

請求項１に記載の塗抹装置において、
前記ノズルの先端の断面形状が、１本の対称軸を有する卵形であって、
前記ノズルが前記液体を前記平板上に吐出するときに相対移動する方向は、前記対称軸の寸法と、前記対称軸と垂直な方向の最大寸法のうち、短い方の方向と平行な方向、又は当該平行な方向に対して１０度以内の傾きを持った方向、であることを特徴とする塗抹装置。

【請求項5】

請求項４に記載の塗抹装置において、
前記対称軸の寸法と、前記対称軸と垂直な方向の最大寸法のうち、長い方の長さをａ、短い方の長さをｂとしたとき、２≦ａ／ｂ≦１０となることを特徴とする塗抹装置。

【請求項6】

請求項３又は５に記載の塗抹装置において、
前記ノズルの先端の相当直径が、０．１ｍｍ以上かつ１ｍｍ以下であることを特徴とする塗抹装置。

【請求項7】

請求項３又は５に記載の塗抹装置において、
前記平板上の液体塗抹跡の間隔は、長さａに対して０．８倍以上かつ１．２倍以下であることを特徴とする塗抹装置。

【請求項8】

請求項１に記載の塗抹装置において、
前記位置制御部は、前記ステージを、前記平板の平面と平行な方向に移動させることを特徴とする塗抹装置。

【請求項9】

請求項１に記載の塗抹装置において、
前記位置制御部は、前記ノズルを、前記平板の平面と平行な方向に移動させることを特徴とする塗抹装置。

【請求項10】

請求項１に記載の塗抹装置において、
前記ノズルと、前記配管に設けられた連結用部材と、の対向面には、回転防止用の凹凸が形成されていることを特徴とする塗抹装置。

【請求項11】

検体を含む液体を検体容器から吸引して平板上に吐出するノズルと、
前記ノズルが前記液体を吸引及び吐出する動力を与えるポンプと、
前記ノズルと前記ポンプを接続する配管と、
前記平板を保持するステージと、
前記ノズル又は前記ステージを鉛直方向又は水平方向に移動させて、前記ノズルの先端と前記平板の相対位置を制御する位置制御部と、
を備えた塗抹装置において、
前記ノズルの先端の水平断面は、前記ノズルが前記液体を前記平板上に吐出するときに相対移動する方向の最大寸法が、当該方向と直交する方向の最大寸法よりも短いことを特徴とする塗抹装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗抹装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被験者から採取した細胞を観察し、細胞の状態や異常細胞の有無を判断する細胞検査が、がんの診断等に広く用いられている。細胞検査は、被験者から採取した細胞を含有する液体(以下、細胞含有液体とする)を、スライドガラス等の平板上に塗抹し、染色や抗原抗体反応等の処理を加えた後、光学顕微鏡等で細胞像を取得し、個々の細胞像の情報を分析する検査方法である。

【0003】

細胞検査では、細胞像の取得・分析に先立ち、平板上に細胞含有液体が塗抹される。このときの塗抹方法として、すりガラス法や引きガラス法が知られている。すりガラス法は、細胞含有液体をスライドガラス上に吐出した後、もう一枚のスライドガラスを重ね合わせ、前後に動かすことで、塗抹面に細胞含有液体を行き渡らせる塗抹方法である。引きガラス法は、細胞含有液体をスライドガラスに吐出した後、もう一枚のスライドガラスのエッジを利用して、塗抹面に細胞含有液体を引き伸ばす塗抹方法である。

【0004】

また、他の塗抹方法として、特許文献１には、先端が円形のノズルから細胞含有液体を平板上に吐出し、平板を動かすことで細胞を平板上に塗抹する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１９／２３５５１３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前述した従来の塗抹方法では、平板上に吐出された細胞含有液体の塗抹跡における細胞の均一性が高くない。また、発明者らは、特許文献１に記載されているような、先端が円形のノズルを有する塗抹装置を用いて、実際に細胞含有液体を平板上に塗抹し、その塗抹跡内における細胞分布を評価した。その結果、塗抹跡の両端付近に細胞が密集し、塗抹跡の中心付近は細胞が少ないことが判明した。したがって、先端が円形のノズルの場合、塗抹跡の両端付近において細胞の重なりが増えることになり、細胞数計測の精度や細胞判別の正確性が低下することが予想される。

【0007】

本発明は、前述した従来技術の課題に鑑みて、様々な試行錯誤を重ねた結果、達成されたものであり、その目的は、検体を含む液体を平板上に均一塗抹し得る信頼性の高い塗抹装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、検体を含む液体を検体容器から吸引して平板上に吐出するノズルと、前記ノズルが前記液体を吸引及び吐出する動力を与えるポンプと、前記ノズルと前記ポンプを接続する配管と、前記平板を保持するステージと、前記ノズル又は前記ステージを前記平板の平面と垂直な方向又は平行な方向に移動させて、前記ノズルの先端と前記平板の相対位置を制御する位置制御部と、を備えた塗抹装置において、前記ノズルの先端の断面形状が、長円形、楕円形若しくは卵形を含むオーバル型、又は、直交する長短２本の対称軸を有し、かつ、ｎを自然数としたときのｎ角形、であることを特徴としている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、検体を含む液体を平板上に均一塗抹し得る信頼性の高い塗抹装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】塗抹装置の基本構成図。

【図2】比較例として、円形ノズルから平板に細胞含有液体が塗抹されるときの液体部分と細胞の挙動を示す図。

【図3】本実施形態として、オーバル型ノズルから平板に細胞含有液体が塗抹されるときの液体部分と細胞の挙動を示す図。

【図4】オーバル型ノズルを塗抹装置に取り付ける部分の構造を示す図。

【図5】ノズル先端の断面形状のバリエーションについて示した図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

【0012】

まず、図１を用い、本実施形態における塗抹装置の基本構成について説明する。図１は、塗抹装置の基本構成図である。図１に示すように、塗抹装置１は、検体供給部２と、平板保持ステージ１４と、位置制御部３と、洗浄部４と、制御部５と、を備える。

【0013】

検体供給部２は、検体である細胞を含有する細胞含有液体１５を、検体容器１６１から吸引するとともに、スライドガラス等の平板１３上に吐出するものである。具体的には、検体供給部２は、オーバル型ノズル１０と、検体用ポンプ１２と、検体送液用チューブ１２０と、検体送液用バルブ１２１と、で構成される。オーバル型ノズル１０は、細胞含有液体１５を吸引及び吐出するものであり、その構成の詳細については後述する。検体用ポンプ１２は、オーバル型ノズル１０が細胞含有液体１５を吸引及び吐出する動力を与えるものである。検体送液用チューブ１２０は、オーバル型ノズル１０と検体用ポンプ１２を接続する配管である。検体送液用バルブ１２１は、検体送液用チューブ１２０の流路の開閉するものである。なお、本実施形態における細胞含有液体１５は、粘膜、粘液、痰の懸濁液や胸水、腹水、胃液、尿、血液、骨髄液、精液等の体液だけでなく、微生物やウイルスを含む液体であっても良い。

【0014】

平板保持ステージ１４は、平板１３を保持するものであり、図示しない留め具等により平板１３の位置が固定される。また、平板保持ステージ１４には、前述した検体容器１６１の他、後述する洗浄槽１６３等も設置される。

【0015】

位置制御部３は、オーバル型ノズル１０の先端と平板１３の相対位置を制御するものであり、ノズル上下移動機構１１と、ステージ水平移動機構（図示せず）と、で構成される。ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を平板１３の平面と垂直な方向（図１のｚ方向）に移動させる。ステージ水平移動機構は、平板保持ステージ１４を平板１３の平面と平行な方向（図１のｘ－ｙ方向）に移動させる。

【0016】

洗浄部４は、オーバル型ノズル１０の洗浄を行うものであり、洗浄槽１６３と、洗浄液保持容器１６４と、廃液容器１６６と、洗浄用ポンプ１７と、洗浄液送液用チューブ１７０と、洗浄用ポンプ側バルブ１７１と、洗浄槽側バルブ１７３と、洗浄液保持容器側バルブ１７４と、廃液容器側バルブ１７６と、を備える。洗浄槽１６３は、塗抹後のオーバル型ノズル１０を洗浄するための洗浄液１６２を貯蔵する。洗浄液保持容器１６４は、洗浄液１６２を保管する容器である。廃液容器１６６は、洗浄後の洗浄液１６２の廃液１６５を保管する容器である。洗浄用ポンプ１７は、洗浄液１６２を洗浄液保持容器１６４から洗浄槽１６３に送液したり、洗浄後の廃液１６５を洗浄槽１６３から廃液容器１６６に送液したりするときに、液体に動力を与える。洗浄液送液用チューブ１７０は、洗浄用ポンプ１７と洗浄液保持容器１６４と洗浄槽１６３と廃液容器１６６を接続する配管である。洗浄用ポンプ側バルブ１７１は、洗浄用ポンプ１７に接続された洗浄液送液用チューブ１７０を開閉する。洗浄槽側バルブ１７３は、洗浄槽１６３に接続された洗浄液送液用チューブ１７０を開閉する。洗浄液保持容器側バルブ１７４は、洗浄液保持容器１６４に接続された洗浄液送液用チューブ１７０を開閉する。廃液容器側バルブ１７６は、廃液容器１６６に接続された洗浄液送液用チューブ１７０を開閉する。

【0017】

制御部５は、制御装置１８及び表示装置１８０の他、キーボードやマウス等の図示しない入力部を含む。制御装置１８は、検体供給部２、位置制御部３及び洗浄部４等の動作を制御する。表示装置１８０は、動作状態や各種設定等を出力するものであり、例えばディスプレイである。

【0018】

次に、塗抹装置１による細胞含有液体１５の平板１３への塗抹方法について説明する。塗抹装置１による細胞含有液体１５の塗抹の工程は、塗抹の準備（工程１）、細胞含有液体の塗抹（工程２）、塗抹後の洗浄（工程３）、の３つの工程に分かれている。以下ではこれらの工程に加え、メンテナンス（工程４）ついても説明する。

【0019】

（塗抹の準備：工程１）
塗抹の準備は、以下のように行われる。

【0020】

まず、オペレータが、洗浄液保持容器１６４に洗浄液１６２が十分量入っていることを目視確認する（工程１－１）。目視確認の結果、洗浄液１６２の量が不十分の場合は、洗浄液１６２を追加する。

【0021】

次に、オペレータが、制御部５の入力部を用いて、洗浄を指示する（工程１－２）。すると、制御装置１８は、検体用ポンプ１２及び洗浄用ポンプ１７の動作や、検体送液用バルブ１２１、洗浄用ポンプ側バルブ１７１、洗浄槽側バルブ１７３、洗浄液保持容器側バルブ１７４及び廃液容器側バルブ１７６の開閉を制御し、オーバル型ノズル１０、検体送液用チューブ１２０、洗浄槽１６３及び洗浄液送液用チューブ１７０を洗浄する。

【0022】

その後、オペレータは、制御部５の入力部を用いて、塗抹の条件を入力する（工程１－３）。塗抹の条件とは、細胞含有液体１５の塗抹量、吐出の流速、平板１３の移動速度、平板１３上の塗抹対象領域１３０、塗抹を開始する平板１３上の座標（塗抹開始点１５０）等である。

【0023】

さらに、オペレータは、塗抹する細胞含有液体１５を収容する検体容器１６１を、平板保持ステージ１４上に載置する（工程１－４）。

【0024】

最後に、オペレータは、平板１３を平板保持ステージ１４の留め具等を用いて固定する（工程１－５）。

【0025】

（細胞含有液体の塗抹：工程２）
細胞含有液体の塗抹は、以下のように行われる。

【0026】

まず、オペレータが、制御部５の入力部を用いて、塗抹の開始を指示する（工程２－１）。

【0027】

すると、ステージ水平移動機構は、平板保持ステージ１４を水平方向に移動させることで、平板保持ステージ１４上の検体容器１６１が、オーバル型ノズル１０の直下に位置するように制御する（工程２－２）。

【0028】

ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を下降させることで、オーバル型ノズル１０の先端が、検体容器１６１内の細胞含有液体１５の液面より下に位置するように制御する（工程２－３）。

【0029】

次に、検体用ポンプ１２が駆動するとともに検体送液用バルブ１２１が開くことで、オーバル型ノズル１０内に所定量（０．１～１０μＬ）の細胞含有液体１５を吸引する（工程２－４）。

【0030】

その後、ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を上昇させることで、オーバル型ノズル１０の先端を検体容器１６１から離間させる（工程２－５）。

【0031】

ステージ水平移動機構は、平板保持ステージ１４を水平方向に移動させることで、平板１３の塗抹開始点１５０が、オーバル型ノズル１０の直下に位置するように制御する（工程２－６）。

【0032】

次に、ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を下降させることで、オーバル型ノズル１０の先端が、平板１３の表面から所定の高さ（１～３０μｍ）に位置するように制御する（工程２－７）。

【0033】

その後、制御装置１８は、検体用ポンプ１２及び検体送液用バルブ１２１を制御することで、オーバル型ノズル１０内に吸引されていた細胞含有液体１５を平板１３上に吐出する（工程２－８）。制御装置１８は、細胞含有液体１５の吐出と同時に、ステージ水平移動機構を制御して平板１３を水平方向に移動させることにより、細胞含有液体１５が平板１３の表面上に薄く塗抹される。

【0034】

ここで、細胞含有液体１５の吐出を開始してから吐出を完了するまでの間に、ステージ水平移動機構が平板１３をどのように移動させるかについて具体的に説明する。本実施形態におけるオーバル型ノズル１０の先端は、図１の（ｂ）で示すように、水平断面形状が、直交する長短２本の対称軸を有する長円形となっている。ステージ水平移動機構は、この２本の対称軸のうち、短い方と平行な方向（図１のｘ方向）に、平板保持ステージ１４とともに平板１３を移動させる。そして、平板１３上で予め定められた塗抹領域（面積１～２，０００ｍｍ２の長方形）の縁がオーバル型ノズル１０の直下に接近すると、塗抹対象領域１３０の縁ステージ水平移動機構は、平板保持ステージ１４及び平板１３をｘ－ｙ平面上で１８０度回転させる。これにより、細胞含有液体１５の塗抹跡１５１は、塗抹対象領域１３０の縁において、その領域外にはみ出すことなく、平板保持ステージ１４の回転半径の２倍に相当する分だけｙ方向に移動しつつ、ｘ方向から－ｘ方向に反転する。その後、ステージ水平移動機構は、－ｘ方向に、平板保持ステージ１４とともに平板１３を移動させる。以上の動作が繰り返されることで、平板１３上の塗抹対象領域１３０内に、ｘ方向又は－ｘ方向の直線部分を複数含む蛇行する塗抹跡１５１が形成される。

【0035】

なお、隣り合う塗抹跡１５１の間隔が大き過ぎると、塗抹された部分と塗抹されていない部分とで細胞の数密度のばらつきが大きくなる。一方、隣り合う塗抹跡１５１の間隔が小さ過ぎると、塗抹跡１５１どうしが重なるようになり、重なった部分と重なっていない部分とで細胞の数密度のばらつきが大きくなる。したがって、隣り合う塗抹跡１５１の間隔は、オーバル型ノズル１０の長い方の対称軸の長さａと同等程度、すなわち、長さａに対して０．８倍以上かつ１．２倍以下であることが望ましい。

【0036】

細胞含有液１５の吐出が完了すると、ステージ水平移動機構による平板保持ステージ１４及び平板１３の移動も停止する（工程２－９）。

【0037】

最後に、ノズル上下移動機構１１が、オーバル型ノズル１０を上昇させることで、オーバル型ノズル１０の先端を平板１３から離間させる（工程２－１０）。

【0038】

（塗抹後の洗浄：工程３）
塗抹後の洗浄は、以下のように行われる。

【0039】

まず、オペレータが、制御部５の入力部を用いて、塗抹後の洗浄を指示する（工程３－１）。

【0040】

すると、制御装置１８は、洗浄用ポンプ１７、洗浄用ポンプ側バルブ１７１、洗浄槽側バルブ１７３、洗浄液保持容器側バルブ１７４及び廃液容器側バルブ１７６を制御することで、洗浄槽１６３内に洗浄液１６２を供給する（工程３－２）。

【0041】

ステージ水平移動機構は、平板保持ステージ１４とともに洗浄槽１６３を水平方向に移動させることで、洗浄槽１６３が、オーバル型ノズル１０の直下に位置するように制御する（工程３－３）。

【0042】

次に、ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を下降させることで、オーバル型ノズル１０の先端が、洗浄槽１６３内の洗浄液１６２の液面より下に位置するように制御する（工程３－４）。

【0043】

その後、制御装置１８は、検体用ポンプ１２及び検体送液用バルブ１２１を制御し、オーバル型ノズル１０内への洗浄液１６２の吸引と吐出を繰り返すことで、オーバル型ノズル１０を洗浄する（工程３－５）。

【0044】

オーバル型ノズル１０の洗浄が完了すると、ノズル上下移動機構１１は、オーバル型ノズル１０を上昇させることで、オーバル型ノズル１０の先端が、洗浄槽１６３内の洗浄液１６２の液面から離間させる（工程３－６）。

【0045】

最後に、制御装置１８が、洗浄用ポンプ１７、洗浄用ポンプ側バルブ１７１、洗浄槽側バルブ１７３、洗浄液保持容器側バルブ１７４及び廃液容器側バルブ１７６を制御することで、洗浄槽１６３内の洗浄液１６２を廃液容器１６６へ排出する（工程３－７）。

【0046】

（メンテナンス：工程４）
検体容器１６１は、検体のコンタミネーションを防止するため、検体を変える度に交換することが好ましい。一方、洗浄槽１６３は、塗抹の度に洗浄液１６２によって洗浄されるため、頻繁に交換する必要はなく、定期的なメンテナンス時や異常が発生した時に交換する。同様に、オーバル型ノズル１０、検体送液用チューブ１２０、洗浄液送液用チューブ１７０等の部品についても、定期メンテナンス時や異常発生時に交換する。

【0047】

なお、本実施形態は、オーバル型ノズル１０でなく平板保持ステージ１４を、平板１３の平面（ｘ－ｙ平面）と平行な方向に移動させる構造であるため、塗抹装置１全体の構成を観点にできる利点がある。しかし、平板１３がオーバル型ノズル１０に対して相対移動できれば、平板保持ステージ１４でなくオーバル型ノズル１０を、ｘ－ｙ平面と平行な方向に移動させる構造であっても良い。このような構造の場合、平板保持ステージ１４上に設置される洗浄槽１６３等の要素のレイアウト自由度が高くなる利点がある。

【0048】

次に、ノズル先端の断面形状と、塗抹跡１５１内における細胞分布の均一性と、の関係について説明する。

【0049】

図２は、比較例として、円形ノズルから平板に細胞含有液体が塗抹されるときの液体部分と細胞の挙動を示す図であり、（ａ）は側方から見た断面図、（ｂ）は上方から見た平面図である。ノズルの先端の断面形状が円形である円形ノズル２０の場合、図２の（ｂ）に示すように、吐出された細胞含有液体１５に含まれる細胞１５３は、塗抹跡１５１の幅方向の両端に集まった。発明者らは、その理由について、次のように考察した。

【0050】

細胞含有液体１５は、円形ノズル２０内を矢印１９１の方向に流れて先端から吐出されると、円形ノズル２０の中心から外径側へ広がる力を受ける。一方、平板１３は、矢印１９３の方向に移動するため、吐出された細胞含有液体１５には、矢印１９３の方向の力が加わる。その結果、細胞含有液体１５には、これら２つの力の合力が矢印１９２の方向に作用することになり、細胞含有液体１５が塗抹跡１５１の幅方向の両端に向かうものと推測される。塗抹後、細胞含有液体１５の液体部分１５２の一部は、表面張力により希薄となった塗抹跡１５１の幅方向中心に戻るが、細胞１５３は、平板１３の表面に吸着するため、塗抹跡１５１の幅方向両端に残ると考えられる。

【0051】

この考察結果に基づき、発明者らは、塗抹跡１５１内での細胞１５３の分布を均一にするためには、細胞含有液体１５の流れを、平板１３の移動方向である矢印１９３と平行になるようにして、流速を塗抹跡１５１の幅方向で均一にすることが重要と考えた。そこで、本実施形態では、ノズルの先端の断面形状がオーバルであるオーバル型ノズル１０を用い、その直交する２本の対称軸のうち短い方と平行な方向に平板１３を移動させた。

【0052】

図３は、本実施形態として、オーバル型ノズルから平板に細胞含有液体が塗抹されるときの液体部分と細胞の挙動を示す図であり、（ａ）は側方から見た断面図、（ｂ）は上方から見た平面図である。本実施形態の場合、図３の（ｂ）に示すように、オーバル型ノズル１０の先端から吐出された細胞含有液体１５には、平板１３の移動方向である矢印１９３と平行な、矢印１９４で示す力が作用し、塗抹跡１５１内での細胞１５３の分布が均一になると考えられる。

【0053】

そして、発明者らは、先端が長円形（内側の長円の直交する２本の対称軸の長さは０．４１mmと０．１mm）のオーバル型ノズル１０を実際に作製し、塗抹装置１で平板１３上に細胞含有液体１５を塗抹した。その結果、円形ノズル２０の場合と比べ、細胞分布の均一性の高い塗抹跡になることが確認された。

【0054】

なお、平板１３を移動させる方向は、オーバル型ノズル１０の対称軸のうち短い方と、必ずしも厳密な平行でなくても良い。すなわち、当該平行な方向に対して１０度以内の傾きを持った方向に、平板１３を移動させても、細胞分布を均一化する効果がある程度期待できる。

【0055】

図４は、オーバル型ノズルを塗抹装置に取り付ける部分の構造を示す図である。オーバル型ノズル１０の上端面には、ノズルの軸中心に対して同心状にＯリング１０５が設けられるとともに、ノズルの軸中心に対して周方向の一部に上方へ突出する凸部１０１が設けられる。一方、塗抹装置１の配管（検体送液用チューブ１２０）の先端に設けられた連結用部材１０２の下端面には、配管の軸中心に対して周方向の一部に凹部１０３が形成されている。

【0056】

オーバル型ノズル１０を塗抹装置１に取り付ける際には、まず、連結用部材１０２の凹部１０３に凸部１０１が嵌るように、オーバル型ノズル１０の水平方向位置を合わせる。その後、ロックアダプター１０４が、オーバル型ノズル１０の上端を覆うように装着され、ロックアダプター１０４の雌ネジ構造が、連結用部材１０２の雄ネジ構造と螺合することで、オーバル型ノズル１０が連結用部材１０２に押し付けられる。このとき、Ｏリング１０５が連結用部材１０２の下端面と接触して変形することで、オーバル型ノズル１０と連結用部材１０２が密着する。以上のような構造により、オーバル型ノズル１０と連結用部材１０２との対向面には、回転防止用の凹凸が形成されるので、オーバル型ノズル１０の対称軸のうち短い方の方向と、平板１３の移動方向と、の位置関係を保つことが可能となる。

【0057】

図５は、ノズル先端の断面形状のバリエーションについて示した図である。矢印１９４は、塗抹するときの平板１３の移動方向である。図５には、オーバル型の例として、長円形、楕円形及び卵形、オーバル型ではないがその変形例として、ｎを自然数としたときのｎ角形（四角形、六角形及び八角形）の例が示されている。直交する長短２本の対称軸を有する長円形、楕円形及びｎ角形の場合、対称軸のうち長い方の長さをａとし、短い方の長さをｂとする。一方、１本の対称軸を有する卵型の場合、対称軸の寸法と、対称軸と垂直な方向の最大寸法のうち、長い方の長さをａとし、短い方の長さをｂとする。

【0058】

前述したような方法で平板１３上に細胞含有液体１５を塗抹する場合、ノズル先端の断面形状は、図５の（１－１）に示す長円形であることが最も好ましい。さらに、ノズル内の細胞含有液体１５の流れを阻害しない限り、直交する２本の対称軸の長さの比ａ／ｂは大きいほうが好ましく、例えば２≦ａ／ｂ≦１０の範囲となることが好ましい。

【0059】

また、ノズル先端の断面形状が図５の（１－２）に示す楕円形の場合でも、直交する２本の対称軸の長さの比ａ／ｂを大きくすることで、均一性の高い塗抹を実現することは可能である。この場合も、ノズル内の細胞含有液体１５の流れへの影響を考慮すると、２≦ａ／ｂ≦１０の範囲となることが好ましい。

【0060】

さらに、ノズル先端の断面形状が図５の(１－３a)及び(１－３ｂ)に示す卵形の場合でも、長さの比ａ／ｂを大きくすることで、均一性の高い塗抹を実現することは可能である。この場合も、ノズル内の細胞含有液体１５の流れへの影響を考慮すると、２≦ａ／ｂ≦１０の範囲となることが好ましい。

【0061】

そして、ノズル先端の断面形状が図５の（２－１）、（２－２）及び（２－３）に示すｎ角形の場合でも、直交する２本の対称軸の長さの比ａ／ｂを大きくすることで、均一性の高い塗抹を実現することは可能である。

【0062】

ノズルの材料としては、金属でも樹脂でも良いが、加工精度が高くなる金属であることが好ましく、さらにはステンレスとすることが好ましい。ノズルの加工方法としては、専用の治具で円形ノズルの先端をオーバル状又はｎ角形状に加工して作製するか、オーバル状又はｎ角形状のチューブを切断して作製する。いずれの加工方法の場合も、断面形状は厳密なオーバル状又はｎ角形状になっていなくても良く、少なくとも加工の過程で必然的に生じ得る非対称性等については許容される。

【0063】

次に、ノズル先端の断面の好ましい寸法について説明する。塗抹装置１は、前述のとおり、細胞等の生体由来物質を含んだ少量の検体(液量：０．１～１０μＬ)を、平板１３上の塗抹対象領域１３０（面積：１～２，０００ｍｍ２）に薄く塗抹するものであり、少量の液体を安定して吐出する必要がある。従って、ノズル先端の断面の相当直径(任意断面形状の配管に対する等価円管の直径)は、吐出時の圧力損失や生体由来物質へのダメージが許容できる範囲で小さくすることが好ましく、具体的には０．１ｍｍ以上かつ１ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、塗抹装置１は検体毎にノズルを洗浄する必要があるため、ノズルの相当直径が小さいと、洗浄時の洗い残しが少なくなる利点もある。

【0064】

以上述べた本実施形態の塗抹装置によれば、平板に塗抹した細胞の数密度のばらつきが低減され、細胞の重なりが少なくなるため、細胞数計測の精度や細胞判別の正確性が高くなる効果が得られる。

【0065】

なお、前述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、前述の実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【符号の説明】

【0066】

１：塗抹装置、２：検体供給部、３：位置制御部、４：洗浄部、５：制御部、１０：オーバル型ノズル、１１：ノズル上下移動機構、１２：検体用ポンプ、１３：平板、１４：平板保持ステージ、１５：細胞含有液体、１７：洗浄用ポンプ、１８：制御装置、１００：ケース、１０１：凸部、１０２：連結用部材、１０３：凹部、１０４：ロックアダプター、１０５：Ｏリング、１２０：検体送液用チューブ、１３０：塗抹対象領域、１５０：塗抹開始点、１５１：塗抹跡、１５２：液体部分、１５３：細胞、１６１：検体容器、１６２：洗浄液、１６３：洗浄槽、１６４：洗浄液保持容器、１６５：廃液、１６６：廃液容器、１７０：洗浄液送液用チューブ、１７１：洗浄用ポンプ側バルブ、１７３：洗浄槽側バルブ、１７４：洗浄液保持容器側バルブ、１７６：廃液容器側バルブ、１８０：表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】