自动化涂片制造装置制造方法
【专利摘要】一种自动化涂片制造装置用于制备和涂抹载玻片上的样品。在一些实施方案中，涂抹子系统一般包括涂片盒，其具有输入盘、偏转组件、收带盘和涂抹带。所述涂抹带可以包括形成在其中的多个穿孔。所述涂抹带可以缠绕在所述偏转组件上，以使得所述多个穿孔中的每个形成叶片，在将所述涂抹带拉进所述收带盘时所述叶片从所述涂抹带延伸以暴露涂片表面。也提供载玻片运送表面以在所述涂片表面上移动载玻片。
【专利说明】自动化涂片制造装置
[0001]相关申请案的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年12月28日提交的美国临时专利申请序号61/581，032的优先权，所述申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。
【背景技术】
[0003]本公开一般提供一种自动化涂片制造装置，其用于制备和涂抹显微镜载玻片上的样品(例如，血样)。在一个实施方案中，提供一种用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统。涂抹子系统一般包括涂片盒，其具有输入盘、偏转组件、收带盘以及用于形成涂片表面的涂抹带。涂抹带最初卷绕在输入盘内并且耦合到收带盘，以使得可以从输入盘取出涂抹带并且将其拉进收带盘。涂抹带可以包括形成在其中的多个穿孔。然后，涂抹带可以由偏转组件偏转，以使得多个穿孔中的每个形成叶片，在将涂抹带拉进收带盘时叶片从涂抹带延伸以暴露涂片表面。在替代实施方案中，涂抹带的边缘可以用于形成涂片。例如，可以操纵涂抹带以使得涂抹带的边缘在第一偏转组件与第二偏转组件之间形成涂片表面。涂抹带边缘与载玻片之间的角度可以由机械机构或由第一偏转组件和/或第二偏转组件来调整。也提供载玻片运送表面以在涂片表面上移动显微镜载玻片。
[0004]下文提供额外的实施方案和细节。
【发明内容】
[0005]在一些实施方案中，本公开提供一种用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统，所述涂抹子系统包括涂片盒，其包括输入盘；收带盘；涂抹带，其具有形成在其中的多个穿孔，其中涂抹带最初卷绕在输入盘内并且耦合到收带盘，以使得可以将涂抹带从输入盘拉进收带盘；偏转组件，其被配置成偏转多个涂抹带穿孔中的每个以形成叶片，在将涂抹带拉进收带盘时叶片从涂抹带延伸以暴露涂片表面；以及载玻片运送表面，其被配置成在暴露的涂片表面上移动载玻片。
[0006]在一些实施方案中，在载玻片运送表面使载玻片与暴露的涂片表面接触时，叶片与载玻片形成锐角。在一些实施方案中，涂抹子系统进一步包括角度控制机构以调整在叶片与载玻片之间形成的锐角。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整偏转组件相对于输入盘的位置。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整偏转组件相对于收带盘的位置。在一些实施方案中，角度控制机构包括被配置成移动偏转组件的步进电机。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整输入盘相对于偏转组件的位置。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整收带盘相对于偏转组件的位置。在一些实施方案中，锐角小于约60度。在一些实施方案中，锐角小于约45度。在一些实施方案中，锐角小于约30度。在一些实施方案中，锐角小于约15度。
[0007]在一些实施方案中，本公开提供一种用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统，所述涂抹子系统包括涂片盒，其包括输入盘；第一偏转组件和第二偏转组件；收带盘；涂抹带，其中涂抹带最初卷绕在输入盘内并且耦合到收带盘，以使得可以将涂抹带从输入盘拉进收带盘，并且其中将涂抹带安置在输入盘与收带盘之间的第一偏转组件和第二偏转组件周围，以使得涂抹带的边缘在第一偏转组件与第二偏转组件之间形成涂片表面；以及载玻片运送表面，其被配置成在涂片表面上移动载玻片。在一些实施方案中，第一偏转组件和第二偏转组件使涂抹带弯曲，以使得在载玻片运送表面使载玻片与涂片表面接触时，在涂抹带与载玻片之间形成锐角。在一些实施方案中，涂抹子系统进一步包括角度控制机构以调整涂抹带在第一偏转组件与第二偏转组件之间的弯曲度。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整第一偏转组件或第二偏转组件中的一个的位置。在一些实施方案中，角度控制机构被配置成调整第一偏转组件和第二偏转组件的位置。在一些实施方案中，第一偏转组件与第二偏转组件互相平行。在一些实施方案中，载玻片运送表面的运动垂直于涂抹带。在一些实施方案中，锐角小于约60度。在一些实施方案中，锐角小于约45度。在一些实施方案中，锐角小于约30度。在一些实施方案中，锐角小于约15度。在一些实施方案中，第一偏转组件包括辗杆，并且涂抹带缠绕在输入盘与收带盘之间的辗杆上。在一些实施方案中，第二偏转组件包括辗杆，并且涂抹带缠绕在输入盘与收带盘之间的辗杆上。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]并入本文的附图形成说明书的部分。附图与此书面描述一起进一步用于解释提出的系统和方法的原理，并且使相关领域技术人员能够制造和使用提出的系统和方法。在附图中，相似的参考符号指示相同或功能相似的元件。
[0009]图1为自动化载玻片制备装置的透视图。
[0010]图2图示用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统。
[0011]图3为图2的涂抹子系统的透视图。
[0012]图4A和图4B示出根据提出的一个实施方案的涂抹盒的透视图。
[0013]图5A和图5B示出输入盘、偏转组件、收带盘和涂抹带的示意图。
[0014]图6为描述提出的一个实施方案的示意图。
[0015]图7为根据提出的另一实施方案的涂抹盒的侧视图。
[0016]图8为提出的另一实施方案的示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明涉及自动化载玻片制备系统，其用于制备、涂沫和成像显微镜载玻片上的样品(例如，血样)。在一个特定实施方案中，提供一种用于自动化载玻片制备系统的低成本的涂抹子系统。此涂抹子系统使用卷盘到卷盘(reel-to-reel)配置以从涂抹带(或带状物)提供单次使用的涂片表面。更具体来说，最初卷绕在输入盘内的涂抹带被配置成在从输入盘解开涂抹带并且将其拉进收带(或废物)盘时提供用于涂抹一系列载玻片的多个涂抹边缘(或表面)。卷盘到卷盘配置是转位配置(indexed)以移动(或推进)带，以使得为随后的载玻片提供随后的洁净的涂片表面。因此，涂抹子系统通过不断提供洁净的单次使用的涂片表面来防止交叉污染和可能的操作员生物危害。下文描述各种实施方案。
[0018]例如，在一个实施方案中，涂抹子系统一般包括涂片盒，其具有输入盘、偏转组件、收带盘和转位的涂抹带。涂抹带最初卷绕在输入盘内。涂抹带耦合到收带盘(或至少部分地卷绕在收带盘内)以使得可以将涂抹带从输入盘拉进收带盘。在一个实施方案中，涂抹带可以包括形成在其中的多个穿孔。然后，涂抹带缠绕在偏转组件上(或以其他方式安置在偏转组件上或围绕偏转组件伸展)，以使得多个穿孔中的每个形成叶片，在将涂抹带拉进收带盘时叶片从涂抹带延伸以暴露涂片表面。在替代实施方案中，涂抹带的边缘可以用于形成涂片。例如，可以操纵涂抹带以使得涂抹带的边缘在第一偏转组件与第二偏转组件之间形成涂片表面。带边缘与载玻片之间的角度可以由机械机构或由第一偏转组件和第二偏转组件来调整。在一些实施方案中，第一偏转组件和/或第二偏转组件可以包括辗杆，并且涂抹带可以缠绕在辗杆上(或以其他方式安置、安装在辗杆上，或卷绕在辗杆上或围绕辗杆伸展)。也提供载玻片运送表面以在涂片表面上移动显微镜载玻片。
[0019]各图的以下详细描述涉及说明一个或多个示例性实施方案的附图。其他实施方案也是可能的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文所述的实施方案进行修改。因此，以下详细描述不是用来限制。
[0020]图1为自动化载玻片制备装置100的透视图，自动化载玻片制备装置100用于将样品(例如，血样)放置在载玻片380 (例如，玻璃、塑料、石英或其他显微镜载玻片)上，涂抹样品以获得最佳观察效果，和/或在成像载玻片之前染色和干燥样品。在所示实施方案中，载玻片制备装置100包括涂抹盒115、样品抽吸子系统120、载玻片打印机和条码子系统125和载玻片传输子系统130。在操作中，载玻片传输子系统130从一个或多个载玻片支架135取出载玻片380，并且将载玻片380运送到样品抽吸子系统120。在样品抽吸子系统120处，通过抽吸探针221将一滴样品(例如，血)涂覆到载玻片380。样品抽吸子系统120可以从一个或多个管架输入140取出样品(如果有必要，试剂)。
[0021]在通过涂抹盒115处理载玻片380之后，其中在载玻片380上涂抹样品，将涂抹的载玻片运送到载玻片托架(或盒)355，其具有用来容纳载玻片380的一个或多个空位置。(具有用来容纳载玻片380的一个或多个空位置的多个载玻片托架355保持处于保存区145中。)接着，通过额外的子系统(例如，染色子系统170和/或干燥子系统165)进一步处理通常保存多个涂抹的载玻片380的载玻片托架355。在染色子系统中，载玻片380经受各种试剂和/或清洗液。最后，通过成像子系统175处理载玻片380，其中使用受训的专业和/或计算机自动化成像分析系统来成像样品以便于观察。
[0022]图2提供图1的涂抹子系统110的透视图。更具体来说，图2示出样品抽吸子系统120的额外的细节，样品抽吸子系统120包括抽吸梭(或探针)221、抽吸点222、洗涤块223和再悬浮单元224。在操作中，将载玻片380从载玻片支架135 (或在外部制备的载玻片输入底座231)取出。标签(或例如条码的其他标记)可以被施加到打印机和条码子系统125内的载玻片380上。然后，载玻片380通过载玻片运送表面216从抽吸子系统120移动到涂片盒115。在涂抹载玻片380之后，将载玻片380移动到载玻片托架(或盒)355，其可以由垂直转位器217中的架进行转位。在将载玻片380安装到载玻片托架355上时，烘干风扇218可以被施加到载玻片380上。
[0023]图3提供图1的涂抹子系统110的另一透视图。更具体来说，图3的箭头示出在从载玻片支架135取得载玻片380时，载玻片380通过样品抽吸子系统120、涂抹盒115，并且放置在载玻片托架355上的工艺流程。在美国临时申请号61/581，037中公开载玻片托架355的额外的细节，所述申请的整个公开内容以引用的方式并入本文。
[0024]图4A为根据提出的一个实施方案的涂抹盒115的透视图，并且图4B为底侧视图。如图所示，涂片表面481由从涂抹带482延伸的叶片(或调整片，或突起物)487提供。在将涂抹带从输入盘483取出，围绕偏转组件(例如，辗杆(或辊)484)，并且拉进收带盘485时，叶片487从涂抹带482延伸。在实践中，涂抹带482是转位配置以提供带的受控运动。电机(例如，步进电机)可以I禹合到收带盘485以提供涂抹带482的运动。在一些实施方案中，调整机构(例如，电机或制动器)可以施加到输入盘483以在涂抹带482上提供适当的张力。也可以提供调整机构以调整输入盘483、偏转组件和/或收带盘485之间的相对定位。
[0025]图5A和图5B示出在涂抹带缠绕在偏转组件上(或以其他方式围绕偏转组件安置或伸展)时，叶片(或调整片，或突起物)487如何从涂抹带482延伸的示意图。更具体来说，穿孔(或开孔)588形成在涂抹带482内，以使得涂抹带围绕偏转组件的方向的变化使叶片487从涂抹带482突起(或延伸)，且由此形成单次使用的涂片表面481。然后，当载玻片运送表面在涂片表面481上移动载玻片时，使用涂片表面481来涂抹安置在载玻片580上的一滴样品(例如，血)586。在已涂抹载玻片580之后，通过将涂抹带拉进收带盘485来推进涂抹带482。当涂抹带482移动超过偏转组件时，叶片487从其延伸的位置返回。然后，涂抹带482上的随后的叶片用于要处理的下一个载玻片。
[0026]在一个实施方案中，涂抹带482包括用于“牵引馈送”带的多个转位孔，这不会直接影响叶片487的功能。这些转位孔可以是圆的，但其形状可以变成槽以适应公差，或甚至变成在带的边缘的凹口以防止需要在处理中去除的材料的废物的“未蒸发的燃料液滴(slugs)”。转位的关键方面是提供用于准确的带位置确定的手段。在一个实施方案中，用于形成叶片的穿孔(或开孔)形成规定涂片的宽度的平坦部分(即，在“临界边”内部)。在一个实施方案中，涂片的宽度为25mm，临界边的宽度为22mm，并且在每个边角具有Rl.5。在一个实施方案中，临界边是光滑的且无毛刺。在一个实施方案中，穿孔本身形成2.5mm的开孔以便形成叶片轮廓。此开孔可以尽可能的小以最小化带的使用，并且尽可能的大以最大化冲压模具的坚固性。开孔宽度尺寸也可以是零(即，剪切)。可以通过模切形成带中的开孔，而几个变化形式可用，例如:使用“钢尺”模对牺牲砧平板半切(kiss cutting);使用一面的转模对砧旋转半切；使用一面的转模对砧和临时“低粘性”垫板旋转半切；平板“金属对模(match metal)”或“凸凹”模具；和/或旋转“金属对模”或“凸凹”模具。
[0027]涂抹带482的候选材料包括许多半刚性热塑性聚合物，其包括:丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS);聚乙烯(PE，也被称为:HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE);聚苯乙烯(PS);聚丙烯(PP)；聚氨酯(PU);聚酰胺(PA，俗称尼龙)；聚甲醛(Ρ0Μ，俗称乙缩醛或商品名Delfin?:);聚碳酸酯(PC);聚四氟乙烯(PTFE，俗称商品名Teflon? );聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，俗称聚酯或商品名Mylar?:或Melinex? );聚氯乙烯(PVC，俗称乙烯基)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称丙烯酸或商品名Perspex?:或Plexiglass? )。
[0028]在一些实施方案中，涂抹带可以包括具有亲水涂层或疏水涂层的塑料膜。在一些实施方案中，涂抹带可以包括用弱酸(例如，柠檬酸或异丙醇)处理的塑料膜，以促进样品的良好芯吸性以及将样品涂抹在衬底(例如，载玻片)上。
[0029]在一些实施方案中，涂抹带的材料可以由于其韧性和稳定性而是聚酯(PET)。聚酯膜主要在透光率和对粘附到各种衬底的处理的方面具有一系列的属性。表面抛光的间接影响在促进跨叶片宽度的血滴的芯吸性上是重要的。
[0030]个别叶片487的长度(即，在叶片背面的“脊柱”区)和涂抹带482材料的厚度可以规定叶片487的硬度，以及在涂抹带缠绕在偏转组件上(或围绕偏转组件弯曲，或接触偏转组件)时对角位置的敏感性。涂抹带材料的规格可能是175 μ m(0.007’ ’)，而替代规格也是可用的，例如，从75μπι至250μπι的范围。
[0031]图6为描述提出的一个实施方案的示意图。更具体来说，图6示出为形成最佳的涂片提供的关键角度和距离，其可能受到以下因素的影响，例如，样品的粘度、样品的血细胞比容水平、样品的体积等。涂抹也可能对许多不同的参数敏感，这些参数将需要调整涂抹子系统以形成具有合格质量的涂片。可以基于输入盘、偏转组件和/或收带盘之间的相对位置调整所述参数。可能需要调整的参数也包括:偏转组件与载玻片之间的距离；涂抹带的转位角度；载玻片的速度分布图；芯吸位置和时间；涂抹带相对于载玻片的垂直度；对载玻片的叶片压力；和/或叶片在载玻片上的定心。
[0032]图6中所示的简化的几何形状示出如下定义的参数:
[0033]Θ =涂片叶片与载玻片的接触角
[0034]X =偏转组件的前面与载玻片上的涂片叶片触点之间的距离
[0035]β =点P与叶片切触之间的转位角度
[0036]S=AP与叶片切触之间的弧长
[0037]h =偏转组件中心与载玻片表面之间的距离(例如,8.5mm)
[0038]I =涂片叶片长度(例如，IOmm)
[0039]r =偏转组件半径(例如,5mm)
[0040]在一个实施方案中，可以假定，在没有载玻片位于对的位置时，叶片487将以完美的切线从偏转组件(例如，辗杆484)延伸。然而，当插入载玻片580时，偏转组件与载玻片580之间的距离局限于h，从而使叶片487绕切点T旋转。在计算几何时，假定叶片487不弯曲并且叶片487绕切点完美地枢转。在这种情况下，当定义某一接触角Θ时，使用以下几何。
[0041]如果Isin ( Θ )+rcos ( Θ ) >h,那么:
[0042]β =Sirf1 ((h_lsin ( θ ))/r)
[0043]s=r β
[0044]x=r-rcos ( Θ)+Icos(Θ)
[0045]在一个实施方案中，涂抹带482包括一个或多个光学识别符或标记(未示出)以识别涂抹带与叶片的相对位置。在一个实施方案中，沿着涂抹带在光学识别符与点P之间的距离为16.9mm，并且涂抹带中的转位孔之间的距离为20.5mm。因此，涂抹带转位距离i为:i=(S+16.9)mod20.5。在一个实施方案中，沿着载玻片在原位置与在点P正下方的血液分配位置之间的距离为73mm。因此,叶片边缘接触血液的涂片起始位置m为:m=x+73。
[0046]考虑到在推进涂抹带时输入盘和收带盘的变化的直径，计算可能需要确定为涂抹带转位某一距离所需的步骤数。在这种情况下，卷盘的大小将遵循方程式:
[0047]
【权利要求】
1.一种用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统，所述涂抹子系统包括: 涂片盒，其包括 输入盘； 收带盘； 涂抹带，其具有形成在其中的多个穿孔，其中所述涂抹带最初卷绕在所述输入盘内并且耦合到所述收带盘，以使得能够将所述涂抹带从所述输入盘拉进所述收带盘，以及 偏转组件，其被配置成偏转所述多个涂抹带穿孔中的每个以形成叶片，在将所述涂抹带拉进所述收带盘时所述叶片从所述涂抹带延伸以暴露涂片表面；以及载玻片运送表面，其被配置成在暴露的涂片表面上移动载玻片。
2.如权利要求1所述的涂抹子系统，其中在所述载玻片运送表面使所述载玻片与所述暴露的涂片表面接触时，所述叶片与所述载玻片形成锐角。
3.如前述权利要求 中任一项所述的涂抹子系统，其进一步包括角度控制机构以调整在所述叶片与所述载玻片之间形成的所述锐角。
4.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述偏转组件相对于所述输入盘的位置。
5.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述偏转组件相对于所述收带盘的位置。
6.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构包括被配置成调整所述偏转组件的步进电机。
7.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述输入盘相对于所述偏转组件的位置。
8.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述收带盘相对于所述偏转组件的位置。
9.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约60度。
10.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约45度。
11.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约30度。
12.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约15度。
13.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述偏转组件包括辗杆。
14.如前述权利要求中任一项所述的涂抹子系统，其中所述涂抹带缠绕在所述输入盘与所述收带盘之间的所述辗杆上。
15.一种用于自动化载玻片制备装置的涂抹子系统，所述涂抹子系统包括: 涂片盒，其包括 输入盘； 第一偏转组件和第二偏转组件； 收带盘； 涂抹带，其中所述涂抹带最初卷绕在所述输入盘内并且耦合到所述收带盘，以使得能够将所述涂抹带从所述输入盘拉进所述收带盘，并且其中将所述涂抹带安置在所述输入盘与所述收带盘之间的所述第一偏转组件和所述第二偏转组件周围，以使得所述涂抹带的边缘在所述第一偏转组件与所述第二偏转组件之间形成涂片表面；以及载玻片运送表面，其被配置成在所述涂片表面上移动载玻片。
16.如权利要求15所述的涂抹子系统，其中所述第一偏转组件和所述第二偏转组件使所述涂抹带弯曲，以使得在所述载玻片运送表面使所述载玻片与所述涂片表面接触时，在所述涂抹带与所述载玻片之间形成锐角。
17.如权利要求15至16中任一项所述的涂抹子系统，其进一步包括角度控制机构以调整所述涂抹带在所述第一偏转组件与所述第二偏转组件之间的弯曲度。
18.如权利要求15至17中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述第一偏转组件和所述第二偏转组件中的一个的位置。
19.如权利要求15至18中任一项所述的涂抹子系统，其中所述角度控制机构被配置成调整所述第一偏转组件和所述第二偏转组件两者的位置。
20.如权利要求15至19中任一项所述的涂抹子系统，其中所述第一偏转组件和所述第二偏转组件互相平行。
21.如权利要求15至20中任一项所述的涂抹子系统，其中所述载玻片运送表面的运动垂直于所述涂抹带。
22.如权利要求15至21中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约60度。
23.如权利要求15至22中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约45度。
24.如权利要求 15至23中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约30度。
25.如权利要求15至24中任一项所述的涂抹子系统，其中所述锐角小于约15度。
26.如权利要求15至25中任一项所述的涂抹子系统，其中所述第一偏转组件包括辗杆。
27.如权利要求15至26中任一项所述的涂抹子系统，其中所述第二偏转组件包括辗杆。
28.如权利要求15至27中任一项所述的涂抹子系统，其中所述涂抹带缠绕在所述输入盘与所述收带盘之间的所述辗杆上。
29.如权利要求15至28中任一项所述的涂抹子系统，其中所述涂抹带缠绕在所述输入盘与所述收带盘之间的所述辗杆上。
【文档编号】B05C1/14GK103998147SQ201280062415
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】约翰·斯科特·沙夫纳, 科什·T.·查科, 罗伊·所罗门 申请人:雅培制药有限公司