一种全自动免疫组化染色仪及其染色方法与流程

1.本发明涉及医疗检测设备技术领域，具体涉及一种全自动免疫组化染色仪及其染色方法。


背景技术：

2.免疫组织化学(简称免疫组化)技术是实体肿瘤诊断的金标准，但是目前该技术在肿瘤诊断中仍存在很多不足：一是处理步骤繁多，手工操作易出错，一致性较差；现在的自动化仪器处理时间较长，稳定性不高，无法对切片进行快速免疫组化染色，从而对病例进行快速的诊断。目前免疫组化自动染色仪染色时间还有较大的提升空间。目前导致仪器检测流程偏慢的一个主要原因是同一个机械臂采用x/y/z自由度运动的方式移动以实现各种液体试剂的添加，三维定位动作时间长、动作慢。
3.另，导致染色过程时间较长的另一个主要原因是病理组织上的抗原和一抗的反应；传统的反应为载玻片组织上方添加一抗，在恒温条件下静止反应，整个过程需要1小时左右，使免疫组化染色时间延长。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出了一种全自动免疫组化染色仪及其控制方法。
5.本发明通过以下技术方案予以实现：
6.一种全自动免疫组化染色仪，包括机架、染色盒组件、试剂瓶组件、移动加样针、通用试剂加样组件及废液收集盒；
7.所述染色盒组件安装于机架上，其包括染色盒及用于驱动其晃动的驱动机构，所述染色盒安装于驱动机构上，所述染色盒包括容器与盖体，所述容器的两侧壁上分别设有用于安装玻片的开口及用于排液的排液口，所述废液收集盒设于染色盒的排液口侧；
8.所述试剂瓶组件安装于机架上，其包括试剂瓶架与试剂瓶，所述试剂瓶架顶部均匀开设有用于安装试剂瓶的容纳槽，所述试剂瓶用于承装不同的试剂；
9.所述移动加样针安装于机架上，包括加样针、用于驱动加样针进行移动的三轴机械臂及活塞泵，所述活塞泵通过连接管与加样针相连；
10.所述通用试剂加样组件包括通用加样针、吹气头、通用试剂盒及用于驱动通用加样针、吹气头、通用试剂盒水平移动的水平驱动机构，所述通用加样针、吹气头、通用试剂盒均安装于水平驱动机构上，所述水平驱动机构位于染色盒的上方，各通用试剂盒分别安装隔膜液泵，各隔膜液泵通过管路与通用加样针相连，所述吹气头与外部供气系统相连。
11.进一步的，所述驱动机构包括第一电机、转轴与轴承座，所述第一电机与轴承座分别设于染色盒的两侧，所述轴承座连接于第一电机的输出轴上，所述轴承座的另一端与轴承座连接，各染色盒均固定安装于转轴上。
12.进一步的，所述染色盒上均安装有加热模块。
13.进一步的，所述染色盒组件还包括第二电机，所述第二电机通过固定台固定安装
于转轴上，所述第二电机的输出轴通过连接杆分别与各染色盒的盖体连接，用于驱动盖体的开关。
14.优选的，所述试剂瓶的瓶口端安装有鸭嘴阀。
15.进一步的，所述试剂瓶组件还包括用于对试剂瓶进行降温的散热模块，所述散热模块包括半导体制冷片与散热风扇，所述半导体制冷片安装于试剂瓶架的底部，所述散热风扇安装于半导体制冷片的底部用于半导体制冷片的散热。
16.优选的，所述废液收集盒底部设有排液管，排液管与外部废液收集瓶相连。
17.优选的，所述试剂瓶及玻片上均设有识别标识，所述三轴机械臂上还安装有用于扫描识别标识的摄像头。
18.本发明还进一步提供了一种全自动免疫组化染色方法，包括：
19.将装有不同抗体试剂的试剂瓶装入到容纳槽中；
20.通过玻片夹对载有组织标本的玻片进行固定，接着通过染色盒上的开口将玻片插入安装到染色盒中；
21.水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵通过通用加样针将脱蜡液添加至玻片上，盖上染色盒上盖体，驱动机构带动染色盒进行晃动使病理组织浸没在修复液中，加热模块启动对染色盒中玻片进行加热脱蜡；
22.驱动机构带动染色盒倾斜，使玻片上的液体流下，开启染色盒上盖体，水平驱动机构分别移动至各玻片上方，外部供气系统供气用过吹气头将玻片表面液体吹净；
23.驱动机构带动染色盒恢复水平，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵通过通用加样针将修复液添加至玻片上，将玻片上脱蜡液洗净，驱动机构带动染色盒倾斜，使玻片上的液体流下；
24.驱动机构带动染色盒恢复水平，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片添加修复液，使修复液浸没玻片上的组织，盖上染色盒上盖体，加热模块启动对染色盒加热，实现加热修复；
25.染色盒温度降至40℃，开启盖体，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片添加磷酸盐缓冲液洗涤，将脱修复液洗涤干净；
26.洗涤完后，三轴机械臂将加样针移至对应试剂瓶处，并通过活塞泵吸取特定量的抗体，然后三轴机械臂再将加样针移至相应玻片上方，将抗体滴加到玻片样品上，进行抗原抗体反应；
27.抗原抗体反应完成后，驱动机构带动染色盒倾斜，使玻片上的反应试剂流下，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
28.洗涤完后，驱动机构带动染色盒恢复水平，三轴机械臂将加样针移至对应试剂瓶处，并通过活塞泵吸取特定量的二抗，然后三轴机械臂再将加样针移至相应玻片上方，将抗体滴加到玻片样品上，进行抗原抗体反应；
29.反应完成后，驱动机构带动染色盒倾斜，使玻片上的反应试剂流下，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
30.洗涤完后，驱动机构带动染色盒恢复水平，三轴机械臂将加样针移至对应试剂瓶
处，并通过活塞泵吸取特定量的显色液，然后三轴机械臂再将加样针移至相应玻片上方，将显色液滴加到玻片样品上，进行显色反应；
31.反应完成后，驱动机构带动染色盒倾斜，使玻片上的反应试剂流下，水平驱动机构分别移动至各染色盒中玻片的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
32.其中加样针吸取不同试剂时，三轴机械臂将加样针移至外部洗涤瓶中进行洗涤。
33.优选的，通过三轴机械臂上安装的摄像头先扫描玻片上的识别标识信息，再扫描试剂瓶上的识别标识信息，识别对应试剂瓶内承装的抗体类型及对应玻片上所需添加的试剂种类。
34.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
35.1)通过该石蜡切片全自动免疫组化染色机和优化的免疫组化染色方法，可实现石蜡切片免疫组化的快速染色，满足如今医院的病理诊断需求。
36.2)一台石蜡免疫组化染色机上有多个(n≧2)独立的免疫组化染色盒，能够满足临床石蜡检测标本批量或逐个送检并要迅速做出临床病理诊断的需求。
37.3)通过运动装置强化组织与试剂的接触效率，缩短一抗、二抗的反应时间。
附图说明
38.附图1为本发明的示意图；
39.附图2为染色盒组件的示意图；
40.附图3为染色盒组件的俯视图；
41.附图4为试剂瓶组件的示意图；
42.附图5为试剂瓶组件的仰视图；
43.附图6为移动加样针的示意图；
44.附图7为移动加样针仰视方向的轴视图；
45.附图8为移动加样针的仰视图；
46.附图9为通用试剂加样组件的示意图；
47.附图10为通用试剂加样组件的侧视图；
48.附图11为通用试剂加样组件的仰视图；
49.附图12为玻片与玻片夹组配示意图。
50.图中标号分别代表：
51.机架-1；染色盒组件-2；试剂瓶组件-3；移动加样针-4；通用试剂加样组件-5；废液收集盒-6；玻片-7；玻片夹-8；染色盒-21；容器-211；盖体-212；驱动机构-22；第一电机-221；转轴-222；轴承座-223；第二电机-23；固定台-24；加热模块-25；试剂瓶架-31；容纳槽-311；试剂瓶-32；鸭嘴阀-321；散热模块-33；半导体制冷片-331；散热风扇-332；加样针-41；x轴驱动机构-42；第一移动板-421；x轴电机-422；第一同步轮-423；第一导轮-424；第一皮带-425；y轴驱动机构-43；第二移动板-431；y轴电机-432；第二同步轮-433；第二导轮-434；第二皮带-435；第一滑轨-436；z轴驱动机构-44；固定板-441；z轴电机-442；齿轮-443；齿条-444；活塞泵-45；通用加样针-51；吹气头-52；水平驱动组件-53；第二滑轨-531；第三移动板-532；第三导轮-533；驱动电机-534；第三同步轮-535；第三皮带-536；通用试剂盒-54；
管路-55。
具体实施方式
52.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
53.参照附图1-12，一种全自动免疫组化染色仪，包括机架1、染色盒组件2、试剂瓶组件3、移动加样针4、通用试剂加样组件5及废液收集盒6；
54.染色盒组件2安装于机架1上，其包括染色盒21及用于驱动其晃动的驱动机构22，其中染色盒21设置多组，染色盒21安装于驱动机构22上，染色盒21包括容器211与盖体212，容器211的两侧壁上分别设有用于安装玻片7的开口及用于排液的排液口，废液收集盒6设于染色盒21的排液口侧，其中废液收集盒6可设置多组，排布于机架1的不同位置，以便于移动加样针4的排液，废液收集盒6底部设有排液管，排液管与外部废液收集瓶相连，废液收集盒6中废液可由导管排入外部废液收集瓶中进行收集；安装玻片7时将玻片7先装于玻片夹8上，然后再将玻片7从容器211开口处插入到容器211中，玻片7滴加试剂后，启动驱动机构22可带动染色盒21中的玻片7进行晃动，使试剂均匀铺展于玻片上，加速了玻片上组织样本与试剂的反应速率；
55.其中，驱动机构22包括第一电机221、转轴222与轴承座223，第一电机221与轴承座223分别设于染色盒21的两侧，轴承座223连接于第一电机221的输出轴上，轴承座223的另一端与轴承座223连接，各染色盒21均固定安装于转轴222上；第一电机221启动后进行正反循环转动(第一电机221转动预设的角度)，第一电机221正反转动会带动染色盒21进行晃动，进而促进液体的铺展，当需将染色盒21内液体排出时，可通过驱动机构22使染色盒21拍液口倾斜朝下，使废液排入排液口侧的废液收集盒6中。
56.进一步的，染色盒组件2还包括第二电机23，第二电机23通过固定台24固定安装于转轴222上，第二电机23的输出轴通过连接杆分别与各染色盒21的盖体212连接，用于驱动盖体212的自动开启与关闭，第二电机23转动可实现多组盖体212的同步开启与关闭。其中染色盒21上均安装有加热模块25，加热模块25可对染色盒21进行加热，进而实现内部的温度调节；试剂瓶组件3安装于机架1上，其包括试剂瓶架31与试剂瓶32，试剂瓶架31顶部均匀开设有用于安装试剂瓶32的容纳槽311，试剂瓶32用于承装不同的抗体试剂；其中试剂瓶32的瓶口端安装有鸭嘴阀321，吸取试剂时，加样针41穿过鸭嘴阀321插入试剂瓶32中，当加样针41拔出后鸭嘴阀321会自动闭合，该种设置可使试剂瓶32在不吸取试剂时处于关盖状态，盒内维持一个较高的相对湿度，降低试剂瓶中试剂的蒸发与污染。
57.进一步的，试剂瓶组件3还包括用于对试剂瓶32进行降温的散热模块33，散热模块33包括半导体制冷片331与散热风扇332，半导体制冷片331安装于试剂瓶架31的底部，散热
风扇332安装于半导体制冷片331的底部用于半导体制冷片331的散热；半导体制冷片331可通过热传导方式带走试剂瓶32上的温度，散热风扇332吹风可带走半导体制冷片331上的热量，散热模块33的设置能够保障试剂瓶32处在一个相对较低的温度环境，保障抗体的活性，避免抗体试剂过热失活。
58.作为进一步改进的，半导体制冷片331内壳设置水路或设置管路，管路接去离子水，通过水进一步加速半导体制冷片331的散热。
59.移动加样针4安装于机架1上，包括加样针41、用于驱动加样针41进行移动的三轴机械臂及活塞泵45，活塞泵45通过连接管与加样针41相连；通过活塞泵可实现试剂的准确吸取与添加；加样针41通过软管与加样针41相连。
60.其中三轴机械臂由x轴驱动机构42、y轴驱动机构43与z轴驱动机构44组成，x轴驱动机构42包括第一移动板421、安装于第一移动板421上的x轴电机422、安装于x轴电机422输出轴上的第一同步轮423、分别设于机架1横梁两侧的两组第一导轮424以及第一皮带425，第一导轮424转动连接于第一移动板421上并分别设于机架1横梁两侧对横梁进行夹紧，第一皮带425分别绕设于第一同步轮423与其中一组与其同侧的第一导轮424上，第一皮带425的两端分别固定于机架1上，x轴电机422旋转时会带动第一同步轮423，第一同步轮423转动通过第一皮带425可带动第一移动板421在x方向上进行移动；其中y轴驱动机构43包括第一滑轨436、第二移动板431、安装于第二移动板431上的y轴电机432、安装于y轴电机432输出轴上的第二同步轮433、分别设于第一滑轨436两侧的两组第二导轮434以及第二皮带435，其中第一滑轨436固定于第一移动板421上，第二导轮434转动连接于第二移动板431上并分别设于第一滑轨436两侧对第一滑轨436进行夹紧，第二皮带435分别绕设于第二同步轮433与其中一组与其同侧的第二导轮434上，第二皮带435的两端分别固定于第一滑轨436上，y轴电机432旋转时会带动第二同步轮433，第二同步轮433转动通过第二皮带435可带动第二移动板431在y方向上进行移动；上述第一皮带与第二皮带均处于绷紧状态。其中z轴驱动机构44包括固定板441、z轴电机442、齿轮443与齿条444，固定板441固定安装于第二移动板431上，z轴电机442安装于固定板441上，其输出轴上安装有齿轮443，齿条444通过滑槽及滑块结构滑动安装于固定板441上，且齿条444与齿轮443相啮合，加样针41安装于齿条444上，z轴电机442运转通过齿条444可带动加样针41进行升降，进而实现加样针41的升降调节，通过x轴驱动机构42、y轴驱动机构43与z轴驱动机构44的联用可实现加样针41前后左右及升降调节。
61.通用试剂加样组件5包括通用加样针51、吹气头52、通用试剂盒54及用于驱动通用加样针51、吹气头52、通用试剂盒54水平移动的水平驱动机构53，通用加样针51、吹气头52、通用试剂盒54均安装于水平驱动机构53上，水平驱动机构53位于染色盒21的上方，各通用试剂盒54分别安装隔膜液泵，各隔膜液泵通过管路55与通用加样针51相连，吹气头52与外部供气系统相连；其中多组试剂盒54分别加入脱蜡液修复液、磷酸盐缓冲液等液体，当需将对对应液体进行添加时启动对应隔膜液泵，隔膜液泵将试剂盒54中的液体进行导出；水平驱动机构53可带动通用加样针51、吹气头52移动至玻片7对应位置，然后再进行添加试剂；
62.其中其中水平驱动机构53包括第二滑轨531、第三移动板532、第三导轮533、驱动电机534、第三同步轮535及第三皮带536，第二滑轨531固定于机架1上，通用加样针51、吹气头52、通用试剂盒54及驱动电机534均安装于第三移动板532上，第三移动板532的两侧分别
安装有两组第三导轮533，两组第三导轮533位于第二滑轨531的两侧对第二滑轨531进行夹紧，第三同步轮535安装于驱动电机534的输出轴上，第三皮带536分别绕设于第三同步轮535与其中一组与其同侧的第三导轮533上，第三皮带536的两端分别固定于第二滑轨531上，且第三皮带536处于绷紧状态；驱动电机534运转带动第三同步轮535转动，第三同步轮535通过第三导轮533可带动第三移动板532进行水平移动，进而实现通用加样针51及吹气头52水平位置的调节。
63.作为进一步改进的，连接修复液的管路55上设有预加热系统，修复液在进入染色盒21前，通过修复液预热系统快速加热，进入染色盒的修复液温度大于50℃，减少修复过程温度升高的时间，可提高整体染色速度。
64.其中该全自动免疫组化染色仪与外部控制系统电性连接，实现全自动免疫组化染色仪的控制。
65.进一步的，试剂瓶32及玻片7上均设有识别标识，三轴机械臂上还安装有用于扫描识别标识的摄像头。其中识别标识可选用二维码、条码等识别码，本实施例中选用二维码；其中不同的识别标识事先以分别对应好名称，通过识别标识的扫描可确认对应试剂瓶中试剂的名称，通过玻片上识别标识的扫描可确认出对应样本名称，以进一步确认需添加的试剂种类。使用时，确保所需的抗体和试剂瓶32装载的相应抗体种类一致。
66.本实施例还进一步提供了一种全自动免疫组化染色方法，包括：
67.将装有不同抗体试剂的试剂瓶32装入到容纳槽311中；
68.通过玻片夹8对载有组织标本的玻片7进行固定，接着通过染色盒21上的开口将玻片7插入安装到染色盒21中；
69.水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵通过通用加样针51将脱蜡液添加至玻片7上，盖上染色盒21上盖体212，驱动机构22带动染色盒21进行晃动使病理组织浸没在修复液中，加热模块25启动对染色盒21中玻片7进行加热脱蜡；
70.驱动机构22带动染色盒21倾斜，使玻片7上的液体流下，开启染色盒21上盖体212，水平驱动机构53分别移动至各玻片7上方，外部供气系统供气用过吹气头52将玻片7表面液体吹净；
71.驱动机构22带动染色盒21恢复水平，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵通过通用加样针51将修复液添加至玻片7上，将玻片7上脱蜡液洗净，驱动机构22带动染色盒21倾斜，使玻片7上的液体流下；
72.驱动机构22带动染色盒21恢复水平，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片7添加修复液，使修复液浸没玻片上的组织，盖上染色盒21上盖体212，加热模块25启动对染色盒21加热，实现加热修复；
73.染色盒21温度降至40℃，开启盖体212，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片7添加磷酸盐缓冲液洗涤，将脱修复液洗涤干净；
74.洗涤完后，三轴机械臂将加样针41移至对应试剂瓶32处，并通过活塞泵45吸取特定量的抗体，然后三轴机械臂再将加样针41移至相应玻片7上方，将抗体滴加到玻片7样品上，进行抗原抗体反应；
75.抗原抗体反应完成后，驱动机构22带动染色盒21倾斜，使玻片7上的反应试剂流下，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片7添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
76.洗涤完后，驱动机构22带动染色盒21恢复水平，三轴机械臂将加样针41移至对应试剂瓶32处，并通过活塞泵45吸取特定量的二抗，然后三轴机械臂再将加样针41移至相应玻片7上方，将抗体滴加到玻片7样品上，进行抗原抗体反应；
77.反应完成后，驱动机构22带动染色盒21倾斜，使玻片7上的反应试剂流下，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片7添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
78.洗涤完后，驱动机构22带动染色盒21恢复水平，三轴机械臂将加样针41移至对应试剂瓶32处，并通过活塞泵45吸取特定量的显色液，然后三轴机械臂再将加样针41移至相应玻片7上方，将显色液滴加到玻片7样品上，进行显色反应；
79.反应完成后，驱动机构22带动染色盒21倾斜，使玻片7上的反应试剂流下，水平驱动机构53分别移动至各染色盒21中玻片7的上方，并启动对应隔膜液泵依次对各玻片7添加磷酸盐缓冲液洗涤，将反应液洗涤干净；
80.其中加样针41吸取不同试剂时，三轴机械臂将加样针41移至外部洗涤瓶中进行洗涤；清洗液可排至废液收集盒6或预设的废液收集瓶内(废液收集瓶可预设于染色仪内)。
81.进一步的，通过三轴机械臂上安装的摄像头先扫描玻片7上的识别标识信息，再扫描试剂瓶32上的识别标识信息，识别对应试剂瓶32内承装的抗体类型及对应玻片7上所需添加的试剂种类。
82.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。