流体输送系统的制作方法

文档序号:20012600发布日期:2020-02-22 04:32阅读:143来源:国知局
流体输送系统的制作方法

本发明涉及一种用于自动化载片处理设备的流体输送系统,所述自动化载片处理设备用于处理设置在载片上的一个或多个组织样本,其中所述载片处理设备包括多个载片处理模块,所述多个载片处理模块被布置来接收所述载片中的载片。

本发明特别地但非排他地涉及一种流体分配机器人,所述流体分配机器人由控制器配置来将多种试剂分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片以处理所述一个或多个组织样本。所述流体分配机器人包括流体分配头,所述流体分配头具有一个或多个探针,所述一个或多个探针具有主体,所述主体具有一个或多个通道,所述一个或多个通道被布置来接收所述待分配试剂中的试剂。所述流体分配机器人被配置来为所述试剂中的选定一种选择所述探针中的一个和/或所述通道中的一个,并且将所述试剂中的所述选定一种分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片。



背景技术:

在一些应用中,现有的组织样本处理方法包括手动执行的许多步骤。例如,在免疫学应用中,诸如原位杂交(ish)和免疫组织化学(ihc)应用中,由操作者手动执行一些步骤(包括将样本烘焙到载片上、脱蜡和表位修复)以在组织样本可在染色设备中用于根据预定染色方案对组织样本进行染色之前处理组织样本。

免疫组织化学染色和原位核酸分析是用于组织学诊断和组织形态学研究的手段。免疫组织化学染色依赖于抗体与组织样本中的表位的特异性结合亲和力,以及与仅存在于某些类型的患病细胞组织中的独特表位特异性结合的抗体的不断提高的可用性。免疫组织化学染色涉及对安装在玻璃载片上的组织样本(通常为切片)进行以通过选择性染色来突出显示疾病状态的某些形态指标的一系列处理步骤。

典型的处理步骤包括:对组织样本进行预处理以减少非特异性结合;抗体处理和孵育;酶标记第二抗体处理和孵育;底物与酶发生反应以产生突出显示组织样本的具有与抗体结合的表位的区域的荧光团或发色团;复染等。在每个处理步骤之间,必须冲洗组织样本以去除先前步骤中未反应的残余试剂。大多数处理步骤涉及通常在大约25℃至高达大约40℃的环境温度下进行的孵育期,而细胞调节步骤通常在稍微更高的温度(例如,90℃至100℃)下进行。原位dna分析依赖于探针(dna结合蛋白)与细胞或组织样本中的独特核苷酸序列的特异性结合亲和力,并且类似地涉及在多种试剂和过程温度要求下进行的一系列过程步骤。一些特异性反应涉及高达120℃至130℃的温度。

参考上述示例,组织样本保存在福尔马林中,并且在有石蜡层保护样本的情况下呈现在显微镜载片上。因此,在可进行呈对样本进行染色形式的处理之前,需要操作者在载片上执行呈至少通过加热和/或使用大量流体试剂进行脱蜡形式的处理。例如,脱蜡通常是通过操作者手动将载片浸入脱蜡溶液(例如脱蜡试剂)中以制备样本来进行染色实现的。另外,可在进行染色之前通过将载片手动浸没在另一种试剂(诸如酒精)中以使样本脱水来对样本进行进一步处理。在任何情况下,通常由操作者将载片上的脱蜡样本装载到染色设备中以进行染色,然后在染色过程完成后由操作者取回以供比如病理学医师观察。

已经尝试使用例如自动化组织样本染色设备来自动处理设置在载片上的组织样本以用于免疫学应用。在现有示例中,自动化染色设备在对载片上的样本进行染色之前使用用于处理样本的试剂处理组织样本。对样本的处理由一个或多个机器人自动执行,所述一个或多个机器人被配置来根据染色方案按预定顺序将多种指定试剂分配到载片。此外,机器人可被配置来在染色之前和之后分配试剂(诸如脱蜡溶液和酒精)以处理载片上的样本。然而,必须将当前由机器人中的一个分配的试剂从机器人中清除,然后才可分配其他试剂,从而导致延迟、试剂浪费和对自动化染色设备的低效使用。



技术实现要素:

根据本发明的一个方面,提供了一种用于自动化载片处理设备的流体输送系统,所述自动化载片处理设备用于处理设置在载片上的一个或多个组织样本,所述设备包括被布置来接收所述载片中的载片的多个载片处理模块,所述流体输送系统包括:

流体分配机器人,所述流体分配机器人由控制器配置来将多种试剂分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片中的所述载片以分别处理所述一个或多个组织样本,其中:

所述流体分配机器人包括:

流体分配头,所述流体分配头具有从其延伸的一个或多个探针,所述探针中的每一个具有主体,所述主体具有一个或多个通道,所述一个或多个通道被布置来接收所述待分配试剂中的一种,其中所述待分配试剂中的每一种通过由所述控制器配置的泵送装置从多个相应试剂容器泵送,其中:

所述流体分配机器人被配置来为所述试剂中的选定一种选择所述探针中的一个和/或所述通道中的一个,并且将所述试剂中的所述选定一种分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片中的所述载片。

在优选实施方案中,所述流体分配机器人由所述控制器配置来将包括高价值试剂和散装流体试剂的多种试剂分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片中的载片。所述试剂包括:散装流体试剂,诸如草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化物、柠檬酸、edta、发蓝剂、去离子水和bondtm洗涤液;以及高价值试剂,诸如色原体、ish探针、荧光剂、ihc探针、抗体、pcr试剂。

优选地,所述流体输送系统包括一个或多个洗涤机器人,所述一个或多个洗涤机器人由所述控制器配置来分配散装洗涤试剂,诸如去离子水和bondtm洗涤液。

理想地,所述流体分配机器人可由所述控制器配置来利用驱动装置来使具有所述一个或多个探针的所述流体分配头在x轴、y轴和z轴上移动,以将所述选定探针相对于所述载片处理模块中的一个定位在适当位置以分配所述试剂中的所述选定一种。这里,所述驱动装置包括:x轴驱动器,所述x轴驱动器由所述控制器配置来使所述流体分配头在所述x轴上移动;y轴驱动器,所述y轴驱动器由所述控制器配置来使所述流体分配头在所述y轴上移动;z轴驱动器,所述z轴驱动器由所述控制器配置来使所述流体分配头在所述z轴上移动。另外,所述流体分配机器人可由所述控制器配置来利用所述驱动装置使所述流体分配头在θ轴上旋转地移动。这里,所述驱动装置包括θ轴驱动器,所述θ轴驱动器由所述控制器配置来使所述流体分配头在所述θ轴上移动。例如,所述驱动器是致动器诸如螺线管或气动致动器、电动机、步进机等。替代地,所述流体分配机器人可以是用于x-y移动和定位的单个分配机器人的一部分。

在一个实施方案中,所述流体分配头包括圆筒,所述圆筒使得所述探针中的每一个基本上围绕所述圆筒的周边间隔开,并且被布置来在所述θ轴上旋转。例如,所述流体分配头具有从其延伸的围绕所述圆筒周向间隔开的十个探针。所述流体分配机器人被配置来为所述试剂中的选定一种选择所述探针中的一个,然后使所述圆筒旋转,并且根据需要在所述x轴、所述y轴和所述z轴上移动,以将所述选定探针相对于所述载片处理模块定位在所需位置以将所述选定试剂分配到位于其中的载片。

在另一实施方案中,所述流体分配头还包括多个z轴致动器,所述多个z轴致动器各自由所述控制器配置来独立地使所述探针中的对应一个在所述z轴上移动。在这种情况下,例如,所述流体分配机器人还被配置来为所述试剂中的选定一种选择所述探针中的一个,然后使所述圆筒旋转和/或使所述流体分配头在所述x轴和所述y轴上移动。替代地,可利用固定头旋转致动器来在z方向上接合探针。然后,所述致动器在所述z轴上移动所述选定探针以将所述选定探针相对于所述载片处理模块定位在所需位置以将所述选定试剂分配到位于其中的载片。

另外,所述探针中的每一个可包括设置在所述探针的远端处以分配所述试剂的喷嘴。所述探针中的每一个的所述喷嘴通常被布置来与所述载片处理模块中的所述一个的盖构件联接,并且在正在分配所述试剂中时与所述盖构件的入口端口基本上密封地配合。另外,所述流体分配机器人被配置来在正在分配所述试剂中的所述一种时,利用所述驱动装置将所述探针的所述喷嘴在所述z轴上朝向所述载片处理模块中的所述一个的所述入口端口推动,以维持与所述入口端口的密封。例如,上述z轴致动器被配置来将所述探针的所述喷嘴朝向所述载片处理模块的所述入口端口推动。所述盖构件在最早优先权日期为2012年11月1日的名称为“slidestainingassemblyandcovermember”的国际公布号wo2014/066950中有所描述,其内容特此通过引用并入本文。

在一个实施方案中,所述泵送装置包括多个泵,所述泵中的每一个与所述多种试剂中的每一种相关联,用于通过多个对应试剂管线将所述试剂泵送到所述通道中的每一个和/或所述探针中的每一个。

在一个实施方案中,所述流体输送系统还包括洗涤站,所述洗涤站用于在所述一个或多个探针插入其洗涤筒或槽时洗涤所述一个或多个探针。所述洗涤站可定位在任何位置,包括紧邻所述流体分配机器人或与所述流体分配机器人成一体。在一个示例中,所述洗涤流体由所述探针中的选定一个供应到所述洗涤站。

根据本发明的另一方面,提供了一种输送用于处理设置在载片上的一个或多个组织样本的流体的方法,其中所述载片中的载片被接收在多个载片处理模块中,并且多种试剂由至少一个流体分配机器人分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片中的所述载片以分别处理所述一个或多个组织样本,所述方法包括:

将所述待分配试剂从多个对应试剂容器泵送到从所述流体分配机器人的流体分配头延伸的一个或多个探针,所述探针中的每一个具有主体,所述主体具有一个或多个通道,所述一个或多个通道被布置来接收所述待分配试剂中的一种;

为所述试剂中的选定一种选择所述探针中的一个和/或所述通道中的一个;以及

将所述试剂中的所述选定一种分配到接收在所述载片处理模块中的所述载片中的所述载片。

根据本发明的另一方面,提供了一种计算机程序代码,当由控制器执行时,所述计算机程序代码实现以上方法。

根据本发明的另一方面,提供了一种包括以上计算机程序代码的有形计算机介质。

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。

附图说明

现将参考附图仅以举例的方式来描述本发明的实施方案,在附图中:

图1是根据本发明的实施方案的具有流体输送系统的自动化载片处理设备的透视图;

图2是根据本发明的实施方案的图1的自动化载片处理设备的透视图,所述自动化载片处理设备保持多个载片处理模块,其中一个处于打开构型;

图3是根据本发明的实施方案的流体分配机器人的流体分配头的透视图;

图3a是图3的流体分配头的剖视图;

图4是根据本发明的实施方案的载片输送机器人和流体分配机器人的顶视图;

图5是根据本发明的实施方案的流体分配机器人的流体分配头的透视图;

图5a是图5的流体分配头的简化视图,其示出探针选择器和探针套环;

图5b是图5和5a的流体分配头的简化视图;

图5c示出用于使图5b所示的圆筒旋转的θ轴驱动器;

图6是根据本发明的另一实施方案的具有多个通道的探针的透视图;

图7a和图7b是示出根据本发明的实施方案的洗涤机器人15的放大视图;

图8是载片处理模块的透视图;

图9是根据本发明的另一实施方案的流体分配机器人的透视图;

图10是根据本发明的实施方案的流体分配机器人的致动器的透视图;

图11是根据本发明的实施方案的多个z轴致动器的透视图,所述多个z轴致动器被配置来使多个对应探针移动;

图12是根据本发明的另一实施方案的也具有多个z轴致动器的流体分配头的透视图;

图13是根据本发明的另一实施方案的流体分配头的透视图;

图14是根据本发明的实施方案的流体分配头的探针保持器的透视图;

图15是根据本发明的实施方案的载片输送机器人的侧视图;

图16是根据本发明的实施方案的载片输送机器人的透视图;

图17是根据本发明的实施方案的流体分配机器人的流体分配头的剖视图;以及

图18是根据本发明的实施方案的分配试剂以处理设置在载片上的组织样本的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出用于自动化载片处理设备12的流体输送系统10,所述自动化载片处理设备12用于处理设置在载片13上的组织样本。载片处理设备12包括被布置来接收载片13的多个载片处理模块14,并且包括呈桁架机器人形式的至少一个载片输送机器人18,所述至少一个载片输送机器人18由控制器(未示出)配置来将载片13向和从载片处理模块14移动。流体输送系统10包括流体分配机器人16,所述流体分配机器人16由控制器配置来将多种试剂分配到接收在载片处理模块14中的载片13以处理载片13上的组织样本。

在图1所示的实施方案中,流体输送系统10包括:一个流体分配机器人16,所述一个流体分配机器人16由控制器配置来将试剂分配到载片处理模块14中的载片13;以及两个洗涤机器人15,所述两个洗涤机器人15由控制器配置来将存储在试剂容器中的多种较低价值的试剂分配到接收在载片处理模块14中的载片13。如上所述,较低价值的试剂通常是洗涤试剂,诸如去离子水和bondtm洗涤液。

本领域技术人员应当理解,在一些情况下,为了处理载片13上的组织样本,将指定组合和次序的更高或更低价值(例如,散装)的试剂分配到载片。还应当理解,设备12可包括两个或更多个流体分配机器人16,使得一个机器人可专用于(或主要用于)分配高价值试剂,而另一个机器人可用于分配较低价值或散装的流体试剂。散装流体试剂包括例如用于处理设置在其上的组织样本的草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化物、柠檬酸、edta、去离子水和bondtm洗涤液。

在所示的实施方案中,图1所示的两个洗涤机器人15设置在设备12上以将洗涤试剂分配到两排载片处理模块14上。另外,载片输送机器人18被配置来将载片13向和从载片处理模块14移动而不干扰洗涤机器人15,因为载片输送机器人18可沿z方向在洗涤机器人15上方移动载片13。如图1所示,x轴沿着设备12的长度,y轴沿着设备12的宽度,并且z轴对应于设备12的高度。如上所述,然而也应当理解,设想到洗涤机器人15的其他构型,诸如设备12包括被配置来相对于设备12在x轴、y轴和z轴上移动的一个洗涤机器人15。

如所描述,载片输送机器人18由控制器配置来在x轴、y轴和z轴上移动以将载片13移进和移出载片处理模块14,使得可在载片处理模块14中用试剂处理设置在载片13上的样本。载片输送机器人18是桁架机器人并且与流体分配机器人16结合。流体分配机器人16(以下称为ft机器人16)由控制器配置来将存储在试剂容器中的多种试剂分配到载片处理模块14中的载片13。高价值试剂的示例包括色原体和抗体,而散装流体试剂的示例包括草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化物、柠檬酸和edta。

图1所示的洗涤机器人15被配置来沿着轨道22在x轴上移动以将载片13定位在将向其中分配洗涤试剂的载片处理模块14中。一旦定位,洗涤机器人15就在z和θ方向上移动以将洗涤试剂(诸如去离子水和bondtm洗涤液)分配到载片13。图7a和图7b是示出洗涤机器人15的放大视图,所述洗涤机器人15可沿着轨道22移动以定位指定载片处理模块14来进行洗涤。一旦沿着x轴合适地定位,洗涤机器人15就在z轴上(并且如果需要的话,围绕θ轴)移动洗涤探针以使其与覆盖载片13的盖构件24中的入口端口32联接,以便用例如去离子水或bondtm洗涤液洗涤样本。

图3、图3a、图4、图5、图5a、图5b和图5c中更详细地示出图1的实施方案的ft机器人16,其中ft机器人16具有流体分配头17。另外,图17中更详细地示出ft机器人16的另一实施方案。

图2示出具有载片输送机器人18的流体输送系统10的实施方案,所述载片输送机器人18被配置来沿着x轴轨道29和y轴轨道31移动以将载片13移动到指定载片处理模块14。在一些实施方案中,处理模块致动器设置在ft机器人16的分配头17上,并且可操作以使载片处理模块14在打开和闭合构型之间移动(或者,如果载片处理装置14偏置到闭合构型,则仅从闭合构型移动到打开构型)。处理模块致动器可相对于分配头17永久地定位或可在控制器的控制下相对于分配头17回缩。在一个实施方案中,处理模块致动器是可操作以接合载片处理模块14上的打开机构、从而致使其枢转至打开构型(如14a处所示)的u形构件或钩52。一旦载片处理模块14处于打开构型,载片输送机器人18就能够在载片处理模块14内拾取或放置载片13。在另一实施方案中,处理模块致动器是可操作以接合载片处理模块14上的打开机构的指状构件。指状构件也可能在不受控制的状态下(即,在流体分配机器人16不知道打开机构在哪里的情况下)打开和闭合载片处理模块14,因为指状构件可能恰好在不知道载片处理模块14在x轴上的位置的情况下朝向打开机构移动并打开或闭合载片处理模块14。

现在参考图3和图3a,流体分配头17具有在z轴上从其延伸以分配试剂的多个探针19。探针19各自具有细长主体,所述细长主体具有从中延伸穿过的通道21(如图6中的一个实施方案中所示),所述通道21被布置来接收待分配试剂中的一种。探针19可围绕圆筒25成组地布置,例如危险试剂探针成一组并且非危险试剂探针成一组,以便于洗涤。在一些实施方案中,流体分配头17具有另外的高价值流体传输探针39(下文称为hv探针39),所述hv探针39可与围绕圆筒25的探针19分开地操作。理想地,hv探针39放置成靠近流体分配头17的前部以便于维护和更换,并且可以是自对准的。

如以上所讨论,流体分配头17可包括集成载片输送装置20。然而,期望将流体分配头17布置成沿着轨道29、31保持在托架宽度内以最小化载片处理设备12内的死空间。试剂通过由控制器(未示出)配置的泵送装置(未示出)从多个对应试剂容器(未示出)泵送。在一个示例中,设备12包括多个泵送装置,它们中的每一个与多种试剂中的每一种相关联,用于将试剂从试剂容器泵送到ft机器人16的探针19的输出喷嘴。在图3和图4中,每个探针19具有与对应试剂相关联的单个通道21。在图6中,流体分配头17的一个探针19具有从中延伸穿过的多个通道21。这里,每个通道21被布置来接收待分配试剂。在此实施方案中,ftp机器人16为待泵送和分配的试剂中的选定一种选择通道21中的一个。在这种情况下,仅需将一个探针19相对于载片处理模块14定位在适当位置以将连接到通道21的试剂中的每一种分配到接收在其内的载片13。然而,本领域技术人员应当理解,设备12可采用分配多种试剂的各自具有多个通道的多个探针。因此,在一个实施方案中,具有比如十五个探针19的单个流体分配头17可通过将多个通道21合并到总数的探针19中来分配二十种或更多种试剂。应当理解,针对流体分配头17设想到许多探针/通道组合,并且所有组合都在本发明的范围内。

重新参考其中每个探针19具有用于分配试剂的单个通道21的实施方案,多个泵送装置被配置来将试剂从相应试剂容器泵送到探针19的相应输出喷嘴。为了分配试剂,设备12包括与试剂中的每一种相关联的多个试剂管线23,所述试剂管线23从试剂容器中的每一个通过相应泵延伸到探针19。也就是说,设备12通常包括用于每种试剂的专用泵送装置(例如,泵)和从每个试剂容器通过每个泵延伸到ft机器人16的专用试剂管线23。因此,在其中在十个不同试剂容器中存储有十种试剂并且有一个ft机器人16的示例中,十个专用试剂管线23从十个容器中的每一个通过十个直列式泵延伸到ft机器人16。例如,存在用于脱蜡溶液、酒精、er1、er2、苏木精、过氧化物、酶清洗液、h2so4清洗液、kmno4清洗液和草酸清洗液的专用试剂管线23。

图4是示出具有试剂管线23的载片输送机器人18的顶视图,所述试剂管线23向ft机器人16中的流体分配头17中的探针19馈入。试剂管线23由试剂容器(未示出)并且利用探针供应。在一个实施方案中,试剂管线23由非反应性塑料或聚合物材料制成,尽管它们可理想地在外部被涂覆以最小化摩擦,并且最终最小化由于与其他试剂管线23和流体分配头17中的部件的经常接触而造成的损坏。一个或多个试剂管线23还可包括旋转阀以引导流体的流入和流出。

在任何情况下,ft机器人16都由控制器配置来为待分配试剂中的选定一种(或多种,在多通道探针的情况下)选择探针19中的一个。ft机器人16从多个探针19中选择一个探针19,并且将选定探针19相对于指定载片处理模块14定位在适当位置,使得可分配选定试剂。也就是说,ft机器人16由控制器配置来利用合适的驱动装置(例如,x轴、y轴和z轴致动器)使具有探针19的流体分配头17在x轴、y轴和/或z轴上移动,以将选定探针19相对于载片处理模块14定位在期望位置以分配选定试剂。此外或替代地,ft机器人16由控制器配置来利用合适的θ轴驱动器使流体分配头17围绕θ轴旋转地移动。在此实施方案中,ft机器人16通过旋转流体分配头17的圆筒25来选择探针19,所述圆筒25使得探针19基本上围绕其周边围绕θ轴间隔开。例如,θ轴驱动器驱动轴以使圆筒25旋转,使得选定探针19位于指定载片处理模块14上方。然后,ftp机器人16沿z方向降低选定探针19以接合指定载片处理模块14。然后,ft机器人16被配置来将试剂中的选定一种分配到接收在指定载片处理模块14中的载片13。

参考图5和图5a所示的实施方案,圆筒25具有从其延伸的围绕圆筒25周向间隔开的七个探针19。ft机器人16被配置来为试剂中的选定一种选择探针19a中的一个,并且使圆筒25旋转,使得将选定探针19a定位成与被配置来沿箭头a的方向(即,在z轴上)移动的z轴致动器26对准。在流体分配头在x轴(并且在一些其他实施方案中,y轴)上移动、以便迫使选定探针19a相对于指定载片处理模块14处于所需位置以将选定试剂分配到位于其中的载片之后,z轴致动器26(例如,导螺杆和螺母)例如通过使探针选择器49与探针套环47接合来压下选定探针19a。理想地,z轴致动器26与θ轴驱动器37以在1:1至10:1范围内、优选地在大约2:1:6:1范围内、并且更优选地大约3:1的比率运行。

更详细地,每个探针19包括设置在探针19的远端处以分配一种或多种试剂的喷嘴。每个探针19的喷嘴被布置以与载片处理模块14中的一个的盖构件24(在图8中示出)联接(其中为了清楚起见,移除了模块的顶盖)并且在正在分配选定试剂时与盖构件24的入口端口32基本上密封地配合。参考图5和图5a的实施方案,ft机器人16被配置来在旋转分配试剂时,使用z轴致动器26将选定探针19a的喷嘴在z轴上朝向载片处理模块14的入口端口32推动,以维持与入口端口32的密封。理想地,探针19、39的喷嘴中的单个喷嘴是可移除的,以便在不破坏或移动其他分配尖端或其所附接到的探针的情况下进行维护或更换。类似地,期望流体分配头17的致动器的芯机构可在不移动探针19、39或分配尖端的情况下移除。

在一些实施方案中,至少一个探针19可被配置成可从载片处理模块14中的载片13移除材料(诸如液体或组织碎屑)。这可涉及通过探针中的通道21向载片施加负压(吸力或真空)。在一些实施方案中,这种探针可能够例如利用试剂管线23中的旋转阀配置用于双向流体输送,使得可移除流体和/或碎屑并排空载片处理模块14,并且还允许流体进入模块14。此特征可利用来搅拌载片13上的流体,并且可通过控制器向载片处理模块14中施加一系列流体排空和分配动作来实现。在一些实施方案中,一个或多个探针19、39还可被配置来从混合瓶(未示出)移除流体和/或从混合瓶将一个或多个流体等份抽取并输送到一个或多个载片处理模块。

盖构件24在最早优先权日期为2012年11月1日的名称为“slidestainingassemblyandcovermember”的国际公布号wo2014/066950中有所描述,其内容特此通过引用并入本文。

此外,盖构件24的入口端口32可具有倒角(未示出),例如45度或60度的倒角,以引导探针19的喷嘴并与之密封。另外,在一个实施方案中,ft机器人16的探针19的直径小于用于被配置来分配洗涤试剂的洗涤机器人15的探针的直径。因此,ft机器人16的探针19的较小直径尖端被更深地接收到带倒角的入口端口32中。

例如,当利用4n至20n的力分配试剂的同时,z轴致动器26将探针19的喷嘴在z轴上朝向载片处理模块14的入口端口32推动。在其他实施方案中,力根据应用可以是更大的。z轴致动器26使用步进电动机以恒定扭矩模式利用探针19上的例如4n的力将喷嘴朝向入口端口32推动。替代地,z轴致动器26可以是气动致动器,其中联接力由空气压力调节并且在整个行程中是恒定的。另外,例如,弹簧致动和螺线管致动可用于提供必要的力以使探针19的喷嘴与盖构件的入口端口32密封。在螺线管启动的情况下,可使用闩锁螺线管将探针19闩锁在回缩位置。此外,还设想到提供改进的扭矩控制的伺服电动机致动。

此外,在已经分配试剂之后,z轴致动器26在z轴上远离载片处理模块14的入口端口32向选定探针19提供动力回程。另外,在图5和图5a中可以看到,当探针19中的每一个完成试剂分配时,所述探针可被弹簧加载并偏置以返回到回缩位置(即,非选择)。因此,当z轴致动器26断电时,探针19可被保持或偏置在回缩位置。另外,动力回程最大程度地减少弹簧卡住的机会,并且降低所需的最大弹簧力。

图5b和图5c示出流体分配头17的简化样式,其展示具有探针19的圆筒25。在图5c中,θ轴驱动器37使圆筒25旋转以将选定探针19定位在指定盖装置24的入口端口32上方。这也将探针选择器49定位在探针10上的一对探针套环47和48之间。一旦定位,z轴致动器26(例如,呈从动导螺杆形式)通过使探针选择器49与探针套环47接合而使探针向下移动,并且通过使探针选择器49与探针套环48接合而使探针向上移动。

应当理解,可以有助于探针套环接合的任何形状或构型来提供探针选择器。可提供另外的探针套环,诸如邻近探针选择器的接合区域定位的探针套环,以促进探针的移动。

在图9所示的实施方案中,ft机器人16被配置以在z轴上沿着齿条28移动,以便将选定探针19定位在指定载片处理模块14处以将选定试剂分配到接收在指定载片处理模块14中的载片13。齿条28由设置在ft机器人16上的小齿轮30(在图10的一个实施方案中例示)驱动以在z轴上降低和升高探针19。在此实施方案中,流体分配头17具有在z轴上以间隔开的方式从其延伸的探针19,使得当在z轴上朝向载片处理模块14的入口端口32推动探针中的选定一个时,非选定探针不干扰选定探针。这里,为了帮助为每个间隔开的探针19提供间隙以便避免干扰,入口端口32从盖构件24延伸。

自动化载片处理设备12还包括洗涤站35,所述洗涤站35用于在探针19插入到其洗涤筒或槽中时对探针19进行洗涤。在一个实施方案中,手动移除探针19并在洗涤站35的洗涤筒中进行洗涤。在另一实施方案中,ft机器人16是在x轴、y轴和z轴上移动的桁架机器人,并且被配置来将每个或所有探针19插入洗涤筒中。

图11至图13示出流体分配头17的实施方案,所述流体分配头具有从其延伸的探针19与用于压下选定探针19的多个z轴致动器26。图9示出多个上述z轴致动器26,每个z致动器26被配置来在z轴上移动探针19中的专用一个。这里,与比如在图5和5a的实施方案中相比,对于非选定探针来说,在盖构件24上方需要更小的间隙,因为选定探针19可由对应致动器压下。此外,探针19的移动由与每个探针19相关联的弹簧来弹簧加载,所述弹簧保持在上盘27和下盘33之间。下盘33保持探针19并且被向上驱动以用于使探针19回缩。顶盘是可选的,并且在使探针19回缩时可将顶盘升高以移除弹簧张力,并且在选择探针之前可将顶盘降低以施加弹簧张力。在一个示例中,致动器26是螺线管致动器,其回缩以释放并取消选择探针。在另一示例中,拉动型螺线管与内部复位弹簧一起使用。此实施方案具有能够使所有探针19落入洗涤站35中以同时洗涤的优点。图12示出其中多个z轴致动器26是气动致动器的实施方案,所述气动致动器可包括容纳在壳体内的气压缸。图13示出其中流体分配头17上设置有四个z轴致动器26的实施方案。这里,有十二个探针19,其具有从其延伸的对应试剂管线23。四个z轴致动器26中的每一个具有三个专用探针19,所述三个专用探针19可单独选择或作为用于试剂分配的群组来选择。以此方式,使非选定探针19的间隙要求最小化。

例如,也可将探针19从流体分配头17拆卸下来以进行更换。为此,在一个实施方案中,在流体分配头17上设置探针保持器34,如图14所示。探针保持器34包括具有上狭槽38的上部36和具有下狭槽42的下部40。图14示出其中捕获了探针的处于锁定位置的探针保持器34。当上部36相对于下部40旋转直到上狭槽38和下狭槽42对准时,探针被释放并且可从流体分配头17拆卸下来。探针保持器34还包括将探针保持器34偏置到锁定位置的复位弹簧44和夹具46。

重新参考图1和图2,在使用中,载片输送机器人18在x方向上沿着轨道31以及在y方向上沿着轨道29中的任一个线性移动,这取决于哪个最接近目标载片处理模块14,和或哪个不太可能干扰洗涤机器人15的操作,如控制器所确定。载片输送机器人18沿着这些导轨的移动使载片输送机器人18能够将其上有样本的载片移动到载片处理模块14。载片输送机器人18包括设置在载片输送机器人18上的载片输送装置20,所述载片输送装置20由控制器配置来可释放地保持载片13,使得可将载片移入和移出载片处理模块14。例如,载片输送装置20可以是如图3所示的吸杯20,所述吸杯20被布置来在要将载片13移动至载片处理模块14时可释放地保持载片13,以及释放载片13以将其定位在载片处理模块14中。图3和图4还示出读取器50,所述读取器50被配置来读取载片13上的标识符(诸如条形码或qr码)以追踪正由载片处理设备12处理的样本。理想地,读取器50成一定角度以便获得载片13上的标识符的图像或发射并检测光以用于读取载片13上的标识符。在一些实施方案中,还可在载片输送机器人18上安装液位传感器,诸如超声波液位传感器。

载片输送机器人18还可包括用于在将载片放置在载片处理模块中之后或在需要脱离接合载片的其他点处促进脱离接合载片的装置。合适的手段包括提供图15中的凹入部分aaa,所述凹入部分aaa包围载片13的一部分并且在于期望位置处释放载片13之后接合载片13。在当吸杯20与载片13接合并且试图移动载片13时载片13附着或粘到模块(诸如载片处理模块14)的底部的情况下,载片接合部分(诸如图15中的u形凹入部分aaa)辅助载片输送机器人18提升载片13。此外,吸杯20可单独地在轨道r上移动并且具有辅助移动的张力布置s,如图16所示。张力布置使当在需要输送载片时提升和释放粘住的载片时的力减小。因此,在当需要输送载片时载片附着的情况下,u形凹口aaa将接合载片并促进其释放。另外,u形凹部aaa被成形来提供用于悬垂载片标签的另外的间隙。图17示出ft机器人16的流体分配头17的实施方案的剖视图。

然后,ft机器人16将一种或多种选定试剂分配到载片处理模块14中的载片13。可将高价值试剂分配到指定载片处理模块14中的载片13以处理设置在载片上的那些样本。另外地/替代地,ft机器人16可例如在洗涤机器人15不可用时将散装流体试剂分配到指定载片处理模块14中的载片13以快速冲洗或洗涤样本。在一些实施方案中,使用ft机器人16分配洗涤试剂可从载片处理设备12中消除洗涤机器人15,这可降低生产成本,尽管可能以牺牲吞吐量为代价。

可以看出,载片输送机器人18和ft机器人16在z轴上避开洗涤机器人15,使得它们可独立地由控制器操作和控制。应当理解,自动化载片处理设备12的控制器—以及载片输送机器人18、洗涤机器人15和ftp机器人16—可远离设备12实现或者可相对于设备12在本地实现。在任何情况下,还应当理解,控制器包括数个模块(所述数个模块由处理器和用于存储用于模块的指令的存储器实现),以用于向载片输送机器人18提供指令以控制其移动,并且向洗涤机器人15和ft机器人16提供指令以控制试剂分配。本领域技术人员应当理解,存储器包括用于配置控制器以按预定顺序分配散装流体试剂和高价值试剂来处理载片13上的组织样本的指令。

在一个示例中,根据存储在存储器中的用于原位杂交(ish)和免疫组织化学(ihc)应用的预定染色方案对组织样本进行染色。以此方式,洗涤机器人15和ft机器人16由控制器配置来针对载片处理模块14中的每一个按预定次序独立地分配试剂以处理(例如,染色)设置在模块14中的载片13中的每一个上的组织样本。例如,首先由ft机器人16用散装试剂(诸如酒精和脱蜡剂)处理组织样本,然后由ft机器人16用色原体处理组织样本。

现在参考图18,示出了输送用于处理设置在载片上的一个或多个组织样本的流体的方法100的概要,其中载片中的载片被接收在多个载片处理模块中,并且多种流体试剂由至少一个流体分配机器人分配到接收在载片处理模块中的载片以处理载片上的组织样本。方法100包括:步骤102:将待分配试剂从多个相应试剂容器泵送到从流体分配机器人的流体分配头延伸的一个或多个探针,所述探针中的每一个具有主体,所述主体具有一个或多个通道,所述一个或多个通道被布置来接收待分配试剂中的一种;步骤104:为试剂中的选定一种选择探针中的一个和/或通道中的一个;以及步骤106:将试剂中的选定一种分配到接收在载片处理模块中的载片中的载片以处理设置在载片上的一个或多个组织样本。

通过以上对流体输送系统10的描述,所述方法的其他方面将显而易见。本领域技术人员还将理解,所述方法可以程序代码来体现。程序代码可以多种方式来提供,例如在有形计算机可读介质(诸如盘片或存储器)上。

应当理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可对先前描述的部分做出各种更改、添加和/或修改,并且如本领域技术人员将理解的,鉴于以上教义,可以多种方式在软件、固件和/或硬件中实现本发明。

本说明书仅出于提供本发明的文本的目的而包括对文档、法案、材料、装置、制品等的讨论。不暗示或表示这些内容中的任何内容形成现有技术基础的一部分或已经是与本发明相关的领域中的公知常识,如同它在本申请的每一权利要求的优先权日期之前就存在一样。

当在本说明书(包括权利要求)中使用术语“包括(comprise/includes/comprised/comprising)”时,它们应解释为指定存在一个或多个特征,但不排除在本发明的各种实施方案中存在或增加其他特征。

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