处理载玻片上的组织样本的自动系统和方法
【专利摘要】一种自动方法和系统，用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本，该系统包括：控制器，多个载玻片处理模块，布置成接收多个载玻片；至少一个流体分配机器人，由控制器构造成通过设置在至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本；以及至少一个泵吸装置，用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴，其中该至少一个流体分配机器人由控制器构造成按照用于每个载玻片处理模块的预定顺序来分配所述试剂，以独立地处理设置在每个载玻片上的一个或多个组织样本。
【专利说明】处理载玻片上的组织样本的自动系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本的自动系统和方法。本发明特别地但不排他地，应用于使用多个试剂来处理组织样本以使组织样本着色。
【背景技术】
[0002]在一些应用中，现有组织样本处理方法包括手动执行的多个步骤。例如，在免疫应用中(诸如原位杂交(ISH)和免疫组织化学(IHC)应用中)，通过操作者来手动执行一些步骤，包括脱蜡和目标收回，以在组织样本可用在着色设备中以便根据预定着色方案对该组织样本着色之前来处理组织样本。在该实例中，组织样本保存在福尔马林中并且利用保护该样本的固体石蜡层将该样本呈放在显微镜滑道上。因此，在可以以着色形式对样本进行处理之前，需要由操作者在载玻片上通过加热和/或使用试剂来执行以至少脱蜡的形式的处理。通常，通过操作者手动地将载玻片浸泡在脱蜡溶液(例如脱蜡剂)中来实现脱蜡，以便制备用于着色的样本。此外，可以通过手动地将载玻片浸入另一种试剂(例如酒精)中而进一步处理样本，以在可进行着色之前使样本脱水。在任何情况下，通常通过操作者将载玻片上的脱蜡样本装载在着色设备中以用于着色，并且随后在着色过程已经完成之后由操作者收回，以用于供例如病理学家查看。
[0003]已经作出尝试来自动地处理设置在载玻片上的组织样本，以用于使用例如自动组织样本着色设备的免疫应用。在该实例中，在对载玻片上的样本着色之前，自动着色设备利用试剂来处理样本以处理样本。典型地，还通过一个或多个机器人来自动地执行对样本的处理，该一个或多个机器人构造成按照根据着色方案的预定顺序将试剂分配至载玻片上的样本。此外，机器人还可以构造成在着色之前或之后分配试剂(诸如脱蜡溶液和酒精)以处理样本。不过，当前由一个机器人分配的试剂必须在可分配其他试剂之前从机器人中排出，从而造成自动着色设备的延迟、试剂损耗以及低效使用。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一个方面，提供了一种自动系统，用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本，该系统包括:
[0005]控制器；
[0006]多个载玻片处理模块，布置成接收多个载玻片；
[0007]至少一个流体分配机器人，由控制器构造成通过设置在至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本；以及
[0008]至少一个泵吸装置，用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器中泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴；其中
[0009]所述至少一个流体分配机器人由控制器构造成根据用于每个载玻片处理模块的预定顺序来分配所述试剂，以独立地处理设置在每个载玻片中的一个或多个组织样本。
[0010]在一个实施例中，至少一个流体分配机器人包括至少一个散装液体机器人(BFR)，该散装液体机器人由控制器构造成通过设置在该至少一个BFR上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本。
[0011]在一个实施例中，该至少一个泵吸装置包括多个泵吸装置，每个所述泵吸装置相应地与多个试剂中的每个相关联，以用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器中泵吸至该至少一个BFR的输出喷嘴，并且该至少一个泵吸装置包括与多个试剂中的每个相关联的多个试剂线路，该多个试剂线路通过相应泵吸装置从每个试剂容器延伸至至少一个BFR。
[0012]在一个实施例中，该至少一个BFR包括两个或更多个BFR，并且该多个泵吸装置包括与多个试剂中的每个相关联并与每个BFR相关联的泵吸装置。
[0013]在一个实施例中，该至少一个流体分配机器人包括流体传送探测器(FTP)机器人，该流体传送探测器机器人由控制器构造成通过设置在所述FTP机器人上的FTP喷嘴而将多个高值试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本。
[0014]在一个实施例中，该至少一个BFR和/或FTP机器人由控制器构造成根据所述预定顺序来分配所述试剂和/或所述高值试剂，以根据预定着色方案对设置在每个载玻片上的所述一个或多个组织样本独立地进行着色。本领域普通技术人员将要理解的是，预定顺序和预定着色方案储存在由控制器可访问的存储器中。因此，载玻片处理模块中的每个载玻片可以根据配给的预定着色方案而被单独地处理。
[0015]在另一实施例中，BFR和/或FTP构造成分配所述试剂，以通过清洗、脱水等其他方式另外地处理样本和/或载玻片。因此，例如，该系统可用于免疫组织化学(IHC)、原位杂交(ISH)、荧光原位杂交、着色、微阵列以及其他化学和生物应用。此外，该系统还可用于原位聚合酶链反应(PCR)。
[0016]在一个实例中，BFR分配的试剂为散装流体试剂，诸如草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化氢，柠檬酸、EDTA、发蓝剂、DI水以及Bond?洗涤剂。例如高值试剂包括发色体、ISH探测器、荧光体、IHC探测器、抗体、PCR试剂。
[0017]本领域普通技术人员将要理解的是，BFR和FTP机器人能够分别使用超过一个BFR输出喷嘴和超过一个FTP喷嘴，以分配不同的试剂。此外，将要理解的是，BFR输出喷嘴和/或FTP喷嘴具有超过一个喷嘴。例如，在一个实施例中，BFR输出喷嘴包括六个喷嘴，用于独立地将不同的试剂分配至载玻片。以这种方式，准备六条试剂线路，且不同的载玻片处理模块能够使用这六条试剂线路。
[0018]在一个实施例中，FTP和/或BFR由控制器构造成搅动设置在每个载玻片着色模块中的载玻片上的组织样本。
[0019]在一个实施例中，FTP机器人包括第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置，第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置布置成根据所述预定顺序从FTP喷嘴吸入来自包括所述高值试剂的多个高值试剂容器的所述高值试剂，且将高值试剂分配至FTP喷嘴。在另一实施例中，FTP机器人包括齿轮泵，该齿轮泵布置成将所述高值试剂泵吸至FTP喷嘴。
[0020]在一个实施例中，第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置串联设置且包括能操作的旁通阀，以便第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置布置成独立地吸入和分配所述高值试剂。在另一实施例中，第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置并联设置，以便第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置布置成独立地吸入和分配所述高值试剂。
[0021]在一个实施例中，第一注射器泵吸装置包括小于第二注射器泵吸装置的泵容量。在一种布置中，第一注射器泵吸装置包括250 μ I泵容量，并且第二注射器泵吸装置包括2.5ml泵容量。在一个实施例中，第一注射器泵吸装置吸入和分配1μ I至25 μ I。在一个实施例中，第一注射器泵吸装置吸入和分配5 μ I至20 μ I。在一个实施例中，第二注射器泵吸装置吸入和分配100μ I至500μ I。在一个实施例中，第二注射器泵吸装置吸入和分配150μ I至250μ I。本领域普通技术人员将要理解的是，可以设想其他泵容量布置，以根据不同着色方案分配不同量的高值试剂。
[0022]在一个实施例中，FTP机器人由控制器进一步构造成通过FTP喷嘴分配来自多个试剂容器的多个试剂。在一种布置中，第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置布置成从包括所述试剂的试剂容器中吸入所述试剂且将所述试剂分配至FTP喷嘴。在另一种布置中，FTP机器人构造成分配来自由BFR使用的同一 DI水容器中的DI水以处理样本。在另一实例中，另一 ID水容器专用于FTP机器人。在又一实例中，FTP喷嘴为一次性的，以用于有交叉污染风险的试剂和化验剂，这尤其与PCR相关。
[0023]在一个实施例中，系统进一步包括清洗泵，用于将清洗流体从清洗流体容器泵吸至FTP机器人，以清洗已经分配的剩余高值试剂的第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸
装直。
[0024]在一个实施例中，FTP机器人由控制器构造成使用设置在FTP机器人上的传送装置(诸如抽吸装置或夹持器)以将所述载玻片从输入缓冲器模块移动至载玻片处理模块，以能释放地保持载玻片。本领域普通技术人员将要理解的是，可以利用其他传送装置来能释放地保持和置换载玻片。在一种布置中，FTP机器人由控制器构造成沿着X、1、ζ和Θ (theta)轴移动。本领域普通技术人员将要理解的是，机器人还可以构造成以甚至更多的自由度(诸如六个自由度)来移动，以移动载玻片和分配试剂。在另一种布置中，BFR由控制器构造成仅沿着X和I轴移动。例如，在使用时，BFR不沿着ζ轴移动，以便它们不会干涉FTP机器人和载玻片的运动。
[0025]例如，抽吸装置包括吸盘或真空吸盘。不过，本领域普通技术人员将要理解的是，载玻片传送装置还包括其他装置，以能释放地保持载玻片，诸如夹持器，其可以具有布置成抓持并且提起载玻片上的例如专用于具体载玻片处理设备的载玻片的预设挂钩点的挂钩。将要理解的是，载玻片传送装置可以调整以满足不同尺寸载玻片或载玻片表面的变型，诸如因不恰当或损坏载玻片标记产生的变型。
[0026]在一个实施例中，FTP机器人由控制器进一步构造成使所述载玻片从载玻片处理模块移动至输出缓冲器模块。
[0027]在一个实施例中，载玻片设置在输入缓冲器模块和输出缓冲器模块中的一个或多个载玻片支架中，并且FTP机器人由控制器进一步构造成使载玻片在输入缓冲器模块和输出缓冲器模块的载玻片支架与载玻片处理模块中之间移动。例如，在使用时，载玻片沿着竖直定向设置在载玻片支架中，且载玻片通过FTP移动至载玻片处理模块，以沿着水平定向设置。因此，在使用时，FTP机器人夹持竖直设置在输入缓冲器模块中的载玻片支架中的载玻片，将载玻片旋转至水平，且将载玻片放置在载玻片处理模块中。在载玻片处理模块中处理(例如着色)之后，FTP机器人夹持该载玻片，且再次将载玻片旋转至竖直以用于放置在输出缓冲器模块中的另一载玻片支架中。此外，在FTP机器人夹持载玻片支架中的具体载玻片，且将载玻片放置在载玻片处理模块中用于处理之前，FTP机器人能够在系统的脱蜡模块中移动(例如浸入)载玻片支架中的竖直放置的载玻片。
[0028]因此，在使用时，这些载玻片支架允许对载玻片的大量处理，诸如脱蜡、烘烤以及储存，并且允许根据对载玻片的预期处理而对载玻片进行分类。例如，在经受相同着色方案之前，在烘烤模块中将所有设置在载玻片支架上的样本进行加热至指定温度(例如37°C与80°C之间)。例如，用于所有载玻片的指定温度可以为60°C或37°C。此外，载玻片支架还允许载玻片大量移动至例如用于为载玻片设置盖玻片的盖玻片模块。
[0029]在一个实施例中，FTP机器人由控制器进一步构造成使用传送装置(例如夹持器)使载玻片支架中的所述载玻片在输入和输出模块与其他模块之间移动，以能释放地保持(例如夹持)载玻片支架，其中该其他模块用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本。例如，该系统进一步包括载玻片扫描模块、脱蜡模块(例如脱蜡溶液)、盖玻片模块以及聚合酶链反应(PCR)模块(如果需要)。本领域普通技术人将要理解的是，可以设想其他模块用于处理载玻片。在任何情况下，FTP机器人构造成使载玻片按照预定和最佳顺序在模块之间移动。在一种布置中，夹持器包括挂钩，挂钩布置成在设置在载玻片支架上的指定挂钩点处抓持且提起载玻片支架。在任何情况下，本领域普通技术人员将要理解的是，可以设想其他夹持或抓持装置以移动载玻片支架。
[0030]在一个实施例中，FTP机器人由控制器进一步构造成使所述载玻片支架在输入和输出模块与其他模块之间移动。
[0031]在一个实施例中，该系统进一步包括冷却装置，用于至少冷却至少一些试剂容器和高值试剂容器。在一个实施例中，冷却装置包括设置在需要冷却的试剂容器下方的冷却板。在另一种布置中，冷却装置包括冷藏模块，该冷藏模块布置成控制储存在该冷藏模块中的试剂容器中的试剂的温度。在另一个实施例中，系统进一步包括加热装置，用于加热至少一些试剂容器和高值试剂容器。在该实施例中，加热装置包括设置在需要加热的试剂容器下方的加热板。可替换地，加热装置可以包括加热垫、RF、微波以及对流装置，并且冷却装置可以包括冷藏装置、鳍片和/或Peltier效应冷却器。在又一实施例中，加热和/或冷却板设置在载玻片处理模块处(例如下方)，以加热/冷却具有分配至载玻片处理模块上的试剂的载玻片。此外，可以设想加热/冷却载玻片的温度可以由控制器来构造。
[0032]在一个实施例中，输入缓冲器模块和输出缓冲器模块具有一次接收达到设置在10个载玻片支架上的200个载玻片的能力。本领域普通技术人员将要理解的是，系统可以使用其他载玻片支架和缓冲器模块构造，例如每个仅保持10个载玻片的载玻片支架，以及具有接收例如30个载玻片支架的能力的输入缓冲器模块和输出缓冲器模块，用于改进系统的载玻片密度和输入缓冲器和输出缓冲器的相对尺寸。
[0033]在一些实施例中，输入缓冲器模块还可以用作输出缓冲器模块，并且反之亦然；例如，在从缓冲器模块中移出的处理之后，然后用于处理的从输入缓冲器中移出的载玻片(例如基板)可以返回至该缓冲器模块中的相同位置。也就是，相同模块可以用于将载玻片引入至系统并且可以用于将载玻片从装置中移出。在该实例中，输入缓冲器可接着在设置盖玻片之后处理该载玻片。
[0034]优选地，根据任意期望的构造来执行载玻片(或基板)的分组，包括但不限于常见病人情况、分批标记、分批着色、标记、特殊方案、涉及医生、指定病理学家或其他优选管理配置。在一个或多个实施例中，使用者可以根据期望的分组和/或首选项来配置基板的分组。
[0035]在一个实施例中，系统包括至少一个处理区，用于烘烤、着色、设置盖玻片、分子检测(例如聚合酶链反应)、扫描和/或处理盖玻片粘结。在该实施例中，可以将处理区用作单独特征，其中使用者可以利用它们的优选特征，例如烘烤或设置盖玻片，而不需要使用处理区的其他或所有特征。
[0036]在一个实施例中，该系统进一步包括检测装置，以用于检测由所述BFR或所述BFR中的每个分配的所述试剂的量，和/或由FTP机器人分配的所述高值试剂的量。在一种布置中，检测装置检测每个试剂容器和高值试剂容器所分配的试剂的量。在一个实例中，控制器对比来自容器的检测到的使用的试剂的量，以确定已经分配的试剂量是否恰当。在另一实例中，控制器提供指示或指令，以在检测到试剂容器接近为空时预定试剂。在另一实例中，检测装置(例如传感器)设置在载玻片处理模块中，且在FTP机器人或BFR处，将分配的试剂量与载玻片上的试剂的量进行对比，诸如通过对比压力差以确认传送。
[0037]在一个或多个实施例中，还可以使用检测装置执行对分配的试剂的量的检测，该检测装置构造成使用液面检测技术，诸如探测器接触技术和/或通过监测FTO喷嘴末端处的容量或压力的改变。可替换地，可以采用光学液面检测系统和/或超声系统。室中和/或穿过FTP出口的且在FTP喷嘴处得到的试剂体积的测量结果可以通过控制器进行对比，以根据用于每个载玻片处理模块执行的多个方案来交叉检验所分配的总体积。接着该交叉检验能够用于由系统储存的试剂的存量控制。此外，通过确认已经恰当完成的处理(例如载玻片着色方案)，该交叉检验能够由控制器用于以确定的方式来处理载玻片。因此，控制器布置成接受信息，诸如烘烤或着色模块中的培养时间，并且控制器布置成除了检测试剂使用之外，还按照恰当的顺序传送和移出恰当的试剂。
[0038]在一个实施例中，系统进一步包括废物处理模块，废物处理模块布置成处理通过使用一个或多个所述试剂处理所述一个或多个组织样本而产生的废物。例如，可以使用高锰酸钾、硫酸、抗坏血酸、H202、过氧化物酶以及草酸来处理通过组织样本着色产生的废物。此外，系统进一步包括汽锅，以通过蒸煮或通过过滤来中和生物危害物。在任何情况下，都能够以传统方式处置所处理的废物，诸如通过管道传送至水池，因此减少处理的危险废物以及废物处理成本。此外，可以设想通过废物处理模块将危险废物与非危险废物间隔开。
[0039]根据本发明的另一方面，提供了一种处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本的自动方法，该方法包括:
[0040]将多个载玻片接收在多个载玻片处理模块中；
[0041]使用至少一个泵吸装置将多个试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴；以及
[0042]按照用于每个载玻片处理模块的预定顺序，通过设置在至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，从而独立地处理设置在每个载玻片上的一个或多个组织样本。
[0043]根据本发明的另一方面，提供了自动组织样本处理设备，用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本，该设备包括:
[0044]多个载玻片处理模块,布置成接收多个载玻片；
[0045]至少一个流体分配机器人，由控制器构造成通过设置在至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本；以及
[0046]至少一个泵吸装置，用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴；其中，
[0047]该至少一个流体分配机器人由控制器构造成按照用于每个载玻片处理模块的预定顺序来分配所述试剂，以独立地处理设置在每个载玻片上的一个或多个组织样本。
[0048]根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序代码，当运行该计算机程序代码时，该计算机程序代码执行上述方法。
[0049]根据本发明的又一方面，提供了一种有形计算机可读介质，包括以上程序代码。
[0050]根据本发明的又一方面，提供了一种包括以上程序代码的数据文件。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]现在将参照附图，仅以实例的方式来说明本发明的实施例，在附图中:
[0052]图1是根据本发明一个实施例的自动载玻片处理设备的立体图；
[0053]图2是图1的自动载玻片处理设备的另一立体图；
[0054]图3是图1的自动载玻片处理设备的又一立体图；
[0055]图4是图1的自动载玻片处理设备的平面图；
[0056]图5是根据本发明一个实施例的用于处理一个或多个组织样本的自动系统的示意图；
[0057]图6是图5的系统的散装流体机器人(BFR)和多个试剂线路的示意图；
[0058]图7是图5的系统的试剂容器的示意图；
[0059]图8是图5的系统的两个试剂容器的示意图；
[0060]图9是图5的系统的流体传送探测器(FTP)机器人的示意图；
[0061]图10是图5的系统的另一流体传送探测器(FTP)机器人的示意图；
[0062]图11是图5的系统的废物处理模块的示意图；
[0063]图12是图5的系统的另一废物处理模块的示意图；
[0064]图13是图5的系统的又一废物处理模块的示意图；
[0065]图14是根据本发明一个实施例的处理一个或多个组织样本的方法的流程图；以及
[0066]图15是根据本发明一个实施例的处理一个或多个组织样本的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0067]图1中示出了根据本发明一个实施例的用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本的自动组织样本处理设备10。在该实施例中，设备10以及实际上如上所述的处理组织样本的系统包括控制器(该图中未示出)。不过，本领域普通技术人员将理解的是，在其他实施例中，控制器远离设备10来实施。
[0068]设备10还包括多个载玻片处理模块12以及由控制器构造的以至少一个散装流体机器人(BFR) (bulk fluid robot) 14的形式的流体分配机器人,这些载玻片处理模块布置成接收多个载玻片，该流体分配机器人通过设置在BFR上的输出喷嘴将储存在试剂容器中的多个试剂分配至接收在载玻片处理模块12中的载玻片，以处理载玻片上的组织样本。在图1中示出的实施例中，通过控制器构造的两个BFR14以将试剂(诸如草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化氢、柠檬酸、EDTA、DI水以及Bond?洗涤剂)分配至载玻片，以处理设置于载玻片上的组织样本。
[0069]在该实施例中，这些试剂(例如散装流体试剂)储存在容纳在设备10中的试剂容器中，并且这些试剂可以通过设备10的面板16来得到。设备10还包括至少一个泵吸装置(此图中未示出)，以用于将所述试剂从试剂容器泵吸至BFR14的输出喷嘴。BFR14通过控制器构造成按照用于每个载玻片处理模块的预定顺序分配这些试剂，以独立地处理设置在每个载玻片上的一个或多个组织样本。
[0070]在一个实例中，设备10包括多个泵吸装置，每个泵吸装置相应地与多个试剂中的每个相关联，以用于将试剂从试剂容器泵吸至每个BFR14的输出喷嘴。为用于待分配的试齐U，设备10包括与每个试剂相关联的多个试剂线路(此图中未示出)，这些试剂线路从每个试剂容器通过相应泵吸装置延伸至BFR14。也就是，设备10包括用于每个试剂的专用泵吸装置(例如泵)并包括从每个试剂容器通过每个泵延伸至每个BFR的专用试剂线路。因此，在存在储存在十个不同的散装流体试剂容器中的十个散装流体试剂以及存在两个BFR14的实例中，专用试剂线路从这十个容器中的每个通过二十个串联的泵而延伸至两个BFR14。此外，在一个实例中，每个BFR输出喷嘴具有用于每个试剂的十个喷嘴。在另一实例中，存在十个泵与每个容器相关联，并且专用试剂线路从十个泵中的每个延伸至两个BFR14。
[0071]此外，设备10的流体分配机器人进一步包括流体传送探测器(FTP)机器人18，该FTP机器人由控制器构造成通过设置在FTP机器人18上的FTP喷嘴28将储存在高值试剂容器20中的多个高值试剂分配至载玻片处理模块12中的载玻片，以处理组织样本。因此，在使用时，BFR14和FTP机器人18由控制器构造成按照预定顺序分配散装流体试剂和高值试剂，以处理组织样本，并且在一个实例中，BFR和FTP机器人构造成根据预定着色方案使组织样本着色以用于原位杂交法(ISH)和免疫组织化学(IHC)应用。以这种方式，BFR和FTP机器人通过控制器构造成分配用于每个载玻片处理模块12的试剂，以独立地处理(例如着色)设置在模块12中的每个载玻片上的组织样本。
[0072]本领域普通技术人员将理解的是，高值试剂容器20和散装流体试剂容器包括有助于充足供应试剂以用于单一反应或多个反应所必需的多种尺寸、形状以及构造，而不需要替换并且充分地存在于设备10的结构内。此外，这些容器能够形成可拆卸试剂系统的一部分，该可拆卸试剂系统利用多个试剂容器支撑件(诸如托盘或圆盘(carousel))装载至设备10上。
[0073]此外，FTP机器人18通过控制器构造成使设备10中的载玻片移动至各个模块，以用于独立地处理组织样本。这些图中示出的FTP机器人18包括夹持器26 (诸如抽吸装置)，该夹持器夹持载玻片且将载玻片从输入缓冲器模块22移动至载玻片处理模块12以能够处理样本，并且然后移动至输出缓冲器24，以用于随后从设备10中将载玻片移出，其中输入缓冲器模块将载玻片引入至设备10中以用于处理。这样一来，FTP机器人18通过控制器构造成沿着x、y、z、以及Θ (theta)轴移动。此外，BFR14通过控制器构造成沿着x、y以及ζ轴移动，以便BFR不会干涉载玻片通过FTP机器人18的运动。
[0074]如所述的，在一个实施例中，夹持器26为真空吸盘(bellowed suct1n cup),该真空吸盘比标准吸盘允许更进一步应用摩擦。吸盘可以由例如诸如腈、聚氨酯或氟橡胶的弹性或塑性材料、聚合物的材料制成，并且该吸盘可以包括内部夹板，以确保将载玻片保持在位。本领域普通技术人员将理解的是，真空吸盘包括真空装置，以用于启动吸盘，该吸盘由控制器构造成可释放地保持载玻片。此外，真空装置可构造成通过使用压力传感器而进行操作，以保持压力并且因此夹在载玻片上。在一个实施例中，真空装置保持正压力，以避免载玻片黏住真空吸盘。
[0075]图2和图3更详细地示出了自动组织样本处理设备10。可看到的是，输入缓冲器模块22和输出缓冲器模块24包括载玻片的竖直设置于该输入缓冲器模块和输出缓冲器模块中的多个载玻片支架。因此，FTP机器人18通过控制器构造成在输入缓冲器模块22和输出缓冲器模块24中的支架与载玻片处理模块12之间移动载玻片。在附图中，载玻片沿着竖直定向设置在载玻片支架中，且这些载玻片由FTP机器人18移动至载玻片处理模块12，以便沿着水平定向设置而用于处理。因此，FTP机器人18构造成在沿着x、y以及ζ轴移动的同时，使用夹持器26来夹持竖直设置在输入缓冲器模块22中的载玻片支架中的载玻片，将载玻片旋转(theta轴)至水平，且将载玻片放置在载玻片处理模块12中。在处理(包括着色)之后，在载玻片处理模块12中，载玻片再次由FTP机器人18的夹持器26夹持，并且旋转(Theta轴)至竖直以用于放置在输出缓冲器模块24中的另一载玻片支架中。以这种方式，操作者能够将载玻片引入至设备10中以用于处理，而不会干扰FTP机器人18和BFR14的操作，并且将载玻片从设备10中移出。可替换地，在移出和/或替换载玻片期间，可以锁定用于接近载玻片的抽屉。将要理解的是，FTP机器人18通过控制器构造成以多种方式将载玻片从竖直设置旋转至水平设置。一种方式是将夹持件26设置在旋转构件的端部并且设置成与ζ轴成45度角，以便旋转构件围绕Θ轴的旋转将使载玻片从竖直设置旋转至水平设置，并且反之亦然。
[0076]载玻片支架中的载玻片还能够通过FTP机器人18移动至设备10中的其他模块，包括读取与每个载玻片和/或载玻片支架相关联的条形码的载玻片扫描模块30、烘烤和固化模块(未示出)以及浸泡模块32，在该浸泡模块中，载玻片的支架(或单独的载玻片)通过FTP机器人18浸入浸泡模块32的脱蜡或清洗溶液中。本领域普通技术人员将要理解的是，设备10可以使用其他的试剂溶液(诸如DI水和酒精)来处理载玻片。此外，将要理解的是，夹持器26布置成夹持载玻片支架，以便FTP机器人18能够在用于处理的模块之间移动载玻片支架。此外，虽然未示出，盖玻片模块可通过设备10来实施，以便在处理载玻片上的样本之后，将遮盖物应用于载玻片上(例如玻璃或带型盖片)。本领域普通技术人员还将要理解的是，各个模块可以相对于设备10可拆卸的布置。例如，在一些情况下，不需要盖玻片模块，并且设备10不布置该盖玻片模块。
[0077]还将理解的是，机器可读标识符(多个机器可读标识符)(例如条形码)可以设置在设备10上的任意位置处，诸如试剂容器、载玻片、载玻片封固剂、盖玻片盒、覆盖构件或任意其他这种位置，以有助于识别、存量控制或设备10的其他管理或控制部件或过程。
[0078]从图2和图9中还可以看到，FTP机器人包括第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置，该第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置布置成将高值试剂从含有这些高值试剂的高值试剂容器20独立地泵吸至FTP喷嘴28。在一个实例中，第一注射器泵吸装置包括具有250 μ I泵容量的第一注射器泵，并且第二注射器泵吸装置包括具有2.5ml泵容量的第二注射器泵。以这种方式，较小的注射器泵布置成分配和吸入较小体积(例如小于20 μ I)的高值试剂，诸如发色体或用于混合的成分或抗体，而较大注射器泵布置成分配和吸入较大体积的高值试剂，这些高值试剂可被分配至例如多个载玻片上。因此，通过使较小的注射器泵吸入和分配所需要的量至期望的载玻片可减少较少使用的高值试剂的损耗，同时较大的泵能够分配更多的常用高值试剂至更多的载玻片。此外，以这种方式，通过将更多的常用高值试剂分配至不同的载玻片，FTP机器人18需要做出更少的运动。本领域普通技术人员将要理解的是，第一注射器泵和第二注射器泵具有足够的流量(流动，流速)，以在从高值试剂容器中吸入时在FTP机器人18的室中进行混合。
[0079]此外，第一注射器泵和第二注射器泵串联布置，其中较小的泵更靠近FTP输出喷嘴28，并且每个注射器泵具有旁通阀，以便泵能够独立地使用。此外，这两个泵都能够绕过(bypass)，以便FTP机器人18的试剂线路能够使用通过清洗泵泵吸出的DI水或Bond?洗涤剂进行清洗。
[0080]图3和图4还更详细地示出了高值试剂容器20。此处可以看到，通过利用较小的泵分配的高值试剂或用于混合的成分储存在较小的试剂容器36中(例如用于抗体的)，而更频繁使用的高值试剂(例如检测试剂)储存在较大的试剂容器34中。此外，高值试剂容器20能够通过接近装置38装载至设备10中，而不会干扰设备10的操作。还可以看到，注射器泵利用包括FTP喷嘴28的注射器通过设置于试剂容器34和36上的开口进入这两个试剂容器中，以从这些容器中抽出试剂而用于由FTP喷嘴28进行吸入和分配。
[0081]虽然图中未示出，但是高等级试剂可以使用适当的冷却或加热装置(诸如设置在容器下方的冷板或热板)在这些高等级试剂的相应容器中单独地进行冷却或加热。此外，在另一实施例中，设备10还包括混合模块，以混合该混合模块中的试剂。在该实施例中，FTP机器人18构造成将试剂吸入至混合模块容器中，以混合这些试剂并且随后将这些试剂分配至载玻片。可以设想，混合模块中的容器中混合的试剂还能够以上述方式进行加热和冷却。在任何情况下，第一注射器泵或第二注射器泵随后可用于将混合的试剂分配至期望的载玻片。
[0082]本领域普通技术人员将要理解的是，控制器既能够在容纳在设备10中的计算机中执行，又能够由远离设备10的计算机(包括存在于该设备上的用于监测、跟踪、时序计划、方案排序、选择试剂、LIS以及其他连接接口等的模块)来执行，并且控制器可通过通信网络(诸如本地区域网(LAN))连接至计算机。在任何情况下，控制器包括向BFR14和FTP机器人18提供指令的多个模块，以控制BFR和FTP机器人的运动并分配试剂。在一个实例中，控制器构造成与样本跟踪系统(诸如Leica’ s Cerebro?平台)进行通信，以允许时序计划、方案排序、试剂需求、LIS以及其他连接
[0083]图5示意性地示出了控制器，如具有BFR模块42的控制器40，该控制器构造成控制每个BFR14A14N和FTP机器人模块44的运动和试剂分配，以控制FTP机器人18的运动和试剂分配。这些模块利用与控制器40可获得的指令连接的处理器而生效，这些指令储存在存储器46中。本领域普通技术人员将要理解的是，存储器46可以存在于容纳在设备10中的计算机中，或者可以由与控制器40数据通信的计算机远程控制。在任何情况下，控制器40构造成从存储器46读取指令来操作设备10，以处理每个载玻片处理模块12中的载玻片上的组织样本。存储器46还包括这样的指令，S卩，该指令以确定的方式将载玻片从输入缓冲器22处理至其他模块，以优化设备10中载玻片的吞吐率。此外，包括着色方案的处理方案(例如待由BFR和FTP分配至载玻片的试剂的顺序)也储存在存储器46中，以便控制器40能够构造BFR14A14N和FTP机器人18，以按照所要求的顺序将试剂分配至载玻片处理模块12中的载玻片。
[0084]如所述的，控制器40构造成从存储器46读取指令，以通过设备10的多个模块来移动和处理载玻片。例如，参照图14的流程图，通过使用切片机(mic1tome)将样本组织切片而得到组织样本，并且由操作者将这些组织样本放置在载玻片上，接着将载玻片装载至载玻片支架或托盘上以用于插入至设备10中。如上所述，然后控制器40给予FTP机器人18指令，以按照期望的顺序将载玻片托盘和/或载玻片移动至设备10的各个模块中，并且自动地处理组织样本。这些模块还包括在着色之前使组织样本干燥的烘烤模块(未示出)、执行着色(例如IHC/ISH)的载玻片处理模块12、脱水模块(例如酒精溶液)以及盖玻片模块。一旦这些模块已经作用于相应的载玻片上，这些载玻片返回至输出缓冲器模块24，用于由操作者卸载以及随后成像并诊断分析着色组织样本。此外，图2中示出的载玻片分类模块30读取与载玻片相关联的条形码，该条形码向控制器40提供处理那个载玻片上的组织样本的指令。例如，指令包括涉及用于储存在存储器46中的那个载玻片的组织着色方案。
[0085]在图5中示出的实施例中，BFR14A14N构造成向相应的试剂泵48A48N提供指令，以将预定量的试剂分配至载玻片。此外，控制器40构造成向第一注射器泵和第二注射器泵提供指令，以按照预定的试剂顺序吸入预定量的高值试剂且将试剂分配至载玻片。
[0086]现在参照图6，包括BFR输出喷嘴的BFR头部示意性地示出为与用于每个散装流体试剂的泵连接。BFR由分配的试剂为散装流体试剂，散装流体试剂包括草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化氢、EDTA、柠檬酸、DI水以及Bond?洗涤剂。从该图可以看至IJ，每个散装流体试剂具有从相应容器(未示出)通过相应的泵延伸的专用试剂线路。本领域普通技术人员还将理解的是，BFR头部可以包括超过一个喷嘴，以分配这些试剂中的每个或其组合。
[0087]此外，将要理解的是，散装流体试剂容器或瓶子能够设置在设备10的不同构造中。图7示出了固定容器构造，在该构造中，试剂容器固定地安装至设备10。在该实施例中，操作者通过容器上的入口(具有过滤器)再填充该固定容器。在另一实施例中，散装流体试剂容器为一次性的且可移除地安装至设备10，如图8中所示。以这种方式，当容纳在可移除容器中的试剂水平接近为空时，操作者替换该可移除容器。在两个实施例中，设备10包括磅秤形式的检测(感测)装置，以用于检测由BFR14分配的试剂的量。磅秤还能够用于设备10的诊断分析的目的，诸如将确定使用多少试剂与实际使用多少试剂进行对比。此夕卜，虽然未示出，但可以设想，对于每个高值试剂容器，磅秤还可以由设备10使用以检测由FTP机器人18分配的高值试剂的量。此外，如上所述，这些实施例中可以采用诸如电容的液面检测技术，以检测由FTP机器人18和/或BFR14分配的试剂的量。结合液面检测技术以确保通过提供充足的试剂等级的连续操作，并且以通知使用者接近试剂的转移，并且以有助于管理试剂使用和使用期限。
[0088]此外，图7和图8中可以看到，每个容器具有连接至该容器的泵，并且一次性容器的实施例包括气泡去除系统，以便通过例如将容器插入至设备10中而去除引入至试剂线路中的任意气泡。
[0089]此外，设想FTP机器人18的不同的构造，且图9和图10的实施例中示出了这些构造。在图9中，可以看到，FTP机器人18包括如所述的串联连接的第一 250 μ I注射器泵和第二 2.5ml注射器泵。此外，为使两个注射器泵能够独立地操作，设备10采用注射器泵旁通阀。进一步地，为清洗从FTP喷嘴28至这些泵的线路，采用与Bond?洗涤剂和DI水泵相关联的清洗模块。在一个实施例中，相同的Bond?洗涤剂泵和DI水泵用于具有将这些试剂传送至FTP机器人18的其他试剂线路的BFR。在另一实施例中，设备10使用与电磁换向阀(solenoid selector valve)相关联高速隔膜清洗泵，以使得能够选择Bond?洗漆剂和DI水用于清洗FTP机器人18的流体传送线路。在一个可替换的实施例中，FTP机器人18包括单个齿轮泵而不是注射器泵，以将高等级试剂泵吸至如图10中所示的FTP机器人。
[0090]图11至图13示出了废物处理模块的不同的构造，该废物处理模块由装置10采用，以处理使用一个或多个试剂处理组织样本时产生的废物。在这些附图中，来自载玻片处理模块12(示出为载玻片处理模块)的废物被收集在危险废物箱中以用于处理。如图11和图13中所示，可以使用真空泵或风扇迫使废物进入箱中，其中图13中额外地具有水坑。在任何情况下，危险废物箱能够具有分配废物的分配软管，而不需要将箱从设备10中移出。进一步设想的是，废物处理模块充分处理废物，以便分配软管能够达到水坑中以安全地处置处理的废物。
[0091]参照图15，示出了处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本的自动方法的概要。该方法包括以下步骤，将多个载玻片接收在多个载玻片处理模块中，使用至少一个泵吸装置将多个试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴，以及按照用于每个载玻片处理模块的预定顺序，通过设置在至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴将多个试剂分配至接收在载玻片处理模块中的所述多个载玻片，从而独立地处理设置在每个载玻片上的一个或多个组织样本。
[0092]从设备10的以上说明中，该方法的进一步特征将变得显而易见。本领域普通技术人员还将要理解的是，该方法可体现在程序代码中。该程序代码可以多种方式提供，例如在诸如盘或存储器的有形计算机可读介质上，或者作为数据信号或数据文件(例如，通过从服务器传送该程序代码)。
[0093]要理解的是，可以对之前所述的部件作出各种改变、添加和/或修改，而不背离本发明的范围，并且根据以上教导，本发明可以如本领域普通技术人员将会理解多种方式而由软件、固件和/或硬件来执行。
[0094]本说明书中包括的对文献、作用、材料、装置、物品等的讨论仅用于提供本发明的上下文的目的。未建议或提议形成现有技术基础的一部分的任意或所有这些事物，或是本发明相关领域中的公知常识，因为其在本申请的每个权利要求的 优先权日:之前已经存在。
[0095]贯穿本说明书的描述和权利要求，单词“包括(comprise) ”以及该单词的变型(诸如“包括(comprising) ”和“包括(comprises)”)不旨在排除其他添加物、成分、总体或步骤。
【权利要求】
1.一种自动系统，用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本，所述系统包括: 控制器； 多个载玻片处理模块，布置成接收多个所述载玻片； 至少一个流体分配机器人，由所述控制器构造成通过设置在所述至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本；以及 至少一个泵吸装置，用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至所述至少一个流体分配机器人的所述输出喷嘴；其中 所述至少一个流体分配机器人由所述控制器构造成按照用于每个所述载玻片处理模块的预定顺序来分配所述试剂，以独立地处理设置在每个所述载玻片上的所述一个或多个组织样本。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个流体分配机器人包括至少一个散装流体机器人(BFR)，所述至少一个散装流体机器人由所述控制器构造成通过设置在所述至少一个BFR上的输出喷嘴而将所述多个试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个泵吸装置包括多个泵吸装置，每个所述泵吸装置与所述多个试剂中的每个相关联，以用于将所述试剂从包括所述试剂的所述多个试剂容器泵吸至所述至少一个BFR的所述输出喷嘴；并且所述至少一个泵吸装置包括 多个试剂线路，所述多个试剂线路与所述多个试剂中的每个相关联，所述多个试剂线路通过相应的所述泵吸装置从每个所述试剂容器延伸至所述至少一个BFR。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个BFR包括两个或更多个BFR，并且所述多个泵吸装置包括与所述多个试剂中的每个相关联并且与每个所述BFR相关联的泵吸装置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述至少一个流体分配机器人包括流体传送探测器(FTP)机器人，所述流体传送探测器机器人由所述控制器构造成通过设置在所述FTP机器人上的FTP喷嘴而将多个高值试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本。
6.根据从属于权利要求2至4中任一项的权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个BFR和/或所述FTP机器人由所述控制器构造成按照所述预定顺序来分配所述试剂和/或所述高值试剂，以根据预定着色方案对设置在每个所述载玻片上的所述一个或多个组织样本独立地进行着色。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述FTP机器人包括第一注射器泵吸装置和第二注射器泵吸装置，所述第一注射器泵吸装置和所述第二注射器泵吸装置布置成根据预定顺序从所述FTP喷嘴吸入来自包括所述高值试剂的多个高值试剂容器的所述高值试剂，并且将所述高值试剂分配至所述FTP喷嘴。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一注射器泵吸装置和所述第二注射器泵吸装置串联设置并且包括能操作的旁通阀，以使得所述第一注射器泵吸装置和所述第二注射器泵吸装置布置成独立地吸入和分配所述高值试剂。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一注射器泵吸装置和所述第二注射器泵吸装置平行设置，以使得所述第一注射器泵吸装置和所述第二注射器泵吸装置布置成独立地吸入和分配所述高值试剂。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其中，所述第一注射器泵吸装置包括小于所述第二注射器泵吸装置的泵容量。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一注射器泵吸装置包括250μ I的泵容量，并且所述第二注射器泵吸装置包括2.5ml的泵容量。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的系统，其中，所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成通过所述FTP喷嘴分配来自所述多个试剂容器的所述多个试剂。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的系统，其中，所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成使用传送装置而使所述载玻片从输入缓冲器模块移动至所述载玻片处理模块，以能释放地保持所述载玻片，所述传送装置设置在所述FTP机器人上。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成使所述载玻片从所述载玻片处理模块移动至输出缓冲器模块。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述载玻片设置在所述输入缓冲器模块和所述输出缓冲器模块中的一个或多个载玻片支架中，并且所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成使所述载玻片在所述输入缓冲器模块和所述输出缓冲器模块中的所述载玻片支架与所述载玻片处理模块之间移动。
16.根据权利要 求15所述的系统，其中，所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成使所述载玻片支架中的所述载玻片在所述输入缓冲器模块和所述输出缓冲器模块与用于处理设置在所述载玻片上的所述一个或多个组织样本的其他模块之间移动。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述FTP机器人由所述控制器进一步构造成使用所述传送装置使所述载玻片支架在所述输入缓冲器模块和所述输出缓冲器模块与所述其他模块之间移动，以能释放地保持所述载玻片支架。
18.根据权利要求7至17中任一项所述的系统，进一步包括冷却装置，以用于冷却至少一些所述试剂容器和所述高值试剂容器。
19.根据权利要求2至18中任一项所述的系统，进一步包括检测装置，以用于检测由所述至少一个BFR分配的所述试剂的量。
20.根据权利要求5至19中任一项所述的系统，进一步包括检测装置，以用于检测由所述FTP机器人分配的所述高值试剂的量。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，进一步包括废物处理模块，所述废物处理模块布置成处理通过使用一个或多个所述试剂处理所述一个或多个组织样本而产生的废物。
22.一种处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本的自动方法，所述方法包括: 将多个所述载玻片接收在多个所述载玻片处理模块中； 使用至少一个泵吸装置将多个试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至至少一个流体分配机器人的输出喷嘴；以及 按照用于每个所述载玻片处理模块的预定顺序，通过设置在所述至少一个流体分配机器人上的所述输出喷嘴将所述多个试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，从而独立地处理设置在每个所述载玻片上的所述一个或多个组织样本。
23.一种自动组织样本处理设备，用于处理设置在载玻片上的一个或多个组织样本，所述设备包括: 多个载玻片处理模块，布置成接收多个所述载玻片； 至少一个流体分配机器人，由控制器构造成通过设置在所述至少一个流体分配机器人上的输出喷嘴而将多个试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的多个所述载玻片，以相应地处理所述一个或多个组织样本；以及 至少一个泵吸装置，用于将所述试剂从包括所述试剂的多个试剂容器泵吸至所述至少一个流体分配机器人的所述输出喷嘴；其中 所述至少一个流体分配机器人由所述控制器构造成按照用于每个所述载玻片处理模块的预定顺序来分配所述试剂，以独立地处理设置在每个所述载玻片上的所述一个或多个组织样本。
24.一种计算机程序代码，当运行所述计算机程序代码时，所述计算机程序代码执行根据权利要求22所述的方法。
25.一种有形计算机可读介质，包括权利要求所述的程序代码。
26.一种数 据文件，包括权利要求24所述的程序代码。
【文档编号】G01N35/00GK104053995SQ201280067150
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】安东尼·法瓦洛罗, 卢克·雷斯托里克, 迈克尔·休斯顿·德拉蒙德, 斯蒂芬·约翰·巴尼亚托 申请人:莱卡生物系统墨尔本私人有限公司