载玻片沉积小室的制作方法

专利名称：载玻片沉积小室的制作方法
技术领域：
本发明涉及将生物材料沉积到显微镜载玻片上。更具体地，本发 明涉及使用沉积小室(deposition chamber)来将各种材料沉积到显微 镜载玻片上的设备和方法。小室可以是一次性的，或非一次性的即可 再用的，如在本发明的实施例中所公开的。
背景技术：
在实验室进行的诊断过程一般首先从患者身上收集生物材料样 本。样本可包括但不限于血液、唾液、尿、上皮涂片、精液等。存在 多种从悬浮液中以固定的细胞或细胞核的形式将这些样本沉积在显微 镜载玻片上的方法，以便免疫细胞化学染色、免疫荧光染色或FISH (荧光原位杂交)染色和随后的显微分析。沉积方法根据用途而改变。
例如，涂抹方法可用于在载玻片上沉积血液样品以用于显微分析。 涂抹可能需要将一滴几微升抗凝剂处理的血液放置在载玻片的一端 上，且使用另一个干净的载玻片以一个动作涂抹血液。被正确执行后， 涂抹形成了覆盖大部分载玻片表面的相对均匀的单层血细胞。然后， 使载玻片在环境条件下变干燥。干燥过程主要是将细胞附着到玻璃载 玻片上。制备血液涂片是与使用者密切相关的一个过程。涂抹可用于 制备全血载玻片。使该过程自动化的尝试是极其不成功的。
另一种方法涉及"滴落(dropping)"方法。滴落是由各种来源的 细胞制备用于FISH分析的固定核的普通方法，这些来源包括羊水、 血液和骨髓吸出物。这些细胞可以是来自样品的原发细胞或培养细胞。
5样品可悬浮在有机溶剂中，例如卡诺(Carnoy)固定液(3: 1，甲醇 乙酸)。
固定核悬浮液可从预定高度(通常为15-20cm)以单滴的形式滴 在玻璃载玻片上。由于液滴在载玻片上撞击的结果，悬浮液可按同心 方式扩展以覆盖载玻片的宽度，取决于悬浮液被滴落的高度。然后， 允许溶液挥发，如果玻璃是干净的且被适当处理，这导致细胞核附着 到载玻片上。然而，沉积的模式和位置是不可预测的，且只可部分地 控制所沉积的样品的数量。载玻片上细胞的分布和最后得到的密度通 常是不可预测的。然而，如果不要求细胞核的量化和系统化的扫描， 那么这种方法在大多数情况下是适当的。
为了获得对沉积模式的更好控制且使样品沉积过程自动化，开发 了使用离心力将细胞或细胞核放置在载玻片上的方法。通过使用可调 节的力在载玻片上放置细胞的离心法还允许附着一些不能附着到载玻 片表面的样品类型。设计成在专用离心机中的显微镜载玻片上沉积材 料的被称为细胞离心机(Cytospin)的离心装置由Shandon公司制造 并显示在图1中。
细胞离心机IO包括小室20，小室20接纳载玻片30且可安装到 保持架/托架40上，如图1所示。小室的位置设置成使载玻片稍微倾 斜且样品悬浮液借助于吸液管60穿过开口或端口 50被装入(图2a)。 悬浮液70包含悬浮细胞75。悬浮细胞以可通过著名的斯托克(Stoke) 方程的变形预测的沉淀速度立即开始沉淀。因此，如图2a所示，包括 细胞75的初始颗粒在细胞离心机小室的底部形成，初始颗粒的尺寸与 装入小室和开始离心动作之间的时间成比例。整个细胞离心机组件10 (小室20-载玻片30-保持架40)紧接着置于离心机中(未显示)。当离 心机加速且在离心力80的作用下时，液体70逐渐升高到如图2b所示 竖直位置。在离心期间，悬浮液对着载玻片30被压缩且细胞被压到载 玻片上，如图2c所示。然后，当离心机停止时，细胞75被留下来附 着到载玻片30上，剩余的浮于上层的悬浮液70流回其在小室20内的 原始位置，如图2d所示。W. J. Hayes在美国专利5，942，129中描述了一种设备和方法，其 使用离心机将处理液如固定剂施加到进行离心分析的样本上。该专利 提供了带有与显微镜载玻片接合的安装凸缘的离心机样品小室，以便 样本材料被离心到载玻片用于检验。样品小室具有由流体通道连接的
上部空腔和下部样本保持部分。样本保持部分包括下部空腔，下部支 腿从下部空腔向下延伸，以在离心之前保持样本。与上部空腔连通的 上部中空支腿保持处理液，同时小室在离心之前处于静止状态。离心 机的启动使小室倾斜以倾斜上部支腿和下部支腿，以便处理液流入上 部空腔且由离心力保持在其中。离心力同时使样本流出下部支腿，穿 过下部空腔并穿过排放口，到达显微镜载玻片。当离心机停止时，重 力使小室倾斜而回到静止位置，使处理液通过重力从上部空腔落下穿 过通道并进入下部支腿。离心机的重新启动使小室再次倾斜以倾斜下 部支腿，且离心力致使处理液流出下部支腿，并穿过排放口以离心施 加到显微镜载玻片上的样本中。
用于在离心力的作用下将固体物质放置在载玻片玻璃上的另一装 置由M.Toya在美国专利4,853,188中提供。该装置在离心分离器中旋 转。根据该专利，离心分离器因此通过易于处理的合成树脂的模压成 形来整体地形成。形成该装置的一部分的基板具有弹力，以便与设置 在保持架上的套环接合，基板固定在保持架中。
在一种不同方法中，A. E. Lorincz在美国专利6，567，214中描述了 为生物流体和组织样品中细胞的现场搜集、染色和观察设计的显微镜 载玻片。根据该专利，载玻片允许在大约数分钟内现场检验(point-of care screening)任何生物流体或组织样品中传染病原体的存在，其后， 载玻片可被运送到中心实验室用于培养和/或最后的鉴定。
在本说明书中引用的所有参考文献中所教给的适当的附加或可选 的细节、特征、和/或技术背景，在这里通过引用被并入。可以理解， 用于将材料样本沉积到显微镜载玻片上的各种现有方法都存在缺陷。 尽管涂片方法常用于临床血液学中的细胞化学染色和细胞分类计数， 但是很难使其自动化。对于大多数普通滴落方法而言，载玻片上细胞
7的分布和最后得到的密度是不可预测的。使用以上所描述的细胞离心
机技术，载玻片30上沉积物周围的上清液(图2a-2d的70)的初始 沉淀和运动可阻碍同质层的形成，这是不希望有的。此外，上清液70 的运动可从载玻片表面冲走附着不牢固的细胞。
为了避免细胞离心机的不规则沉淀问题，还有一种Cytobucket 技术。Cytobucket技术通常仅仅用于在载玻片上沉积固定细胞或细胞 核的研究环境中(例如，见Krider等人的美国专利5，985，595)。它由 离心载体(centrifuge carrier)组成，离心载体制造成配合特别的通 用离心机和可再用的小室。使用者选择的规则载玻片完成组装且形成 小室的底部。载体安装有摆动(Swing-out)式转子。样品装入在水平 位置的组件中(小室-载玻片-保持架)，且细胞悬浮液直接分配在载玻 片上的沉积区域上。细胞开始的沉淀模式可反映出在离心作用开始之 前在零参考重力时细胞在分配的悬浮液中的分布。如果初始悬浮液分 布通过适当的混合而呈随机分布，则在载玻片上可实现随机的细胞分 布。当组件被加速时，由于离心力的原因，栽体逐渐旋转成竖直状。 只要横向加速度不高，细胞就通常保持附着到它们最初到达的地方。 此外，只要载体液体的弯月面不大，那么当离心机减速时，弯月面不 会搅动和移除细胞。因此，Cytobucket技术有可能最佳地沉积细胞用 于自动扫描；然而，其具有补救的缺陷，如在本发明的实施例中进一 步描述的。

发明内容
本发明涉及一种用于在定制的显微镜载玻片上沉积材料的装置。 该装置包括沉积小室，其可密封地粘附着到载玻片并从载玻片移去， 且可以是一次性的或可再使用的。该装置可用在体外诊断检测环境下， 且适合于离心作用。
一个实施例涉及用于在显微镜载玻片上沉积生物样品(包括细胞、 细胞器、细胞外和细胞内材料、混合物)的装置或设备。显微镜载玻 片具有用于生物样品的接纳区域。小室具有顶部、中部和底部。底部 具有设置成在显微镜载玻片的接纳区域上配合的覆盖区(footprint )。中部可包括截头多面体，截头多面体包括四个平坦表面。顶部具有圓 柱状开口或端口 ，以允许生物样品被引入到载玻片表面的所有区域上 且从载玻片表面的所有区域吸出。本发明提供了包括但不限制于用于 封闭和密封口的挡板材料或档块材料的装置，以及包括但不限制于用 于将小室的底部附着到载玻片的粘合剂材料或固定结构上的不同装 置。
在一个实施例中，小室可通过使用粘合剂可拆卸地固定到显微镜 载玻片上。在另一实施例中，小室配备有套筒状凸缘，套筒状凸缘被 压到显微镜载玻片的接纳区域上，以可拆卸地将小室密封在栽玻片上。
在一个实施例中，小室通过装配在小室上的外壳被压到显微镜载
玻片上。包封住小室和显微镜载玻片的外壳卡入离心桶(centrifuge bucket)中。在另一方面，压缩板设置在细胞沉积小室上，其又由离 心桶中弹簧加载的杠杆手柄操纵。
更具体地， 一个实施例涉及一种设备，其包括小室和封闭结构， 所述小室具有设置成配合在显微镜载玻片上的接納区域上的覆盖区， 所述小室具有顶部、中部和底部，所述小室的所述顶部限定设置成允 许生物样品沉积到显微镜载玻片表面上的开口 ，所述封闭结构用于封 闭和密封所述开口 。 一个方面进一步涉及用粘合剂材料处理的接纳区 域，所述粘合剂材料使所述小室附着到显微镜载玻片上和从其上移去。 另一方面进一步包括与所述小室的内壁形状相符且装配到其上的衬 里；可拆卸地附着到所述小室的开口的衬里颈部；可拆卸地附着到所 述小室的底部边缘的衬里凸缘部分；与所述小室的外壁形状相符且装 配到其上的外壳；以及固定装置，通过在外壳上施压以将所述凸缘部 分密封在所述接纳区域上，所述固定装置将所述小室固定到显微镜载 玻片上。
另一实施例提供了用于在细胞沉积小室中沉积生物材料的方法。 该方法涉及提供一种具有用于沉积生物样品的接纳区域的显微镜载玻 片，和带有适合于装配到接纳区域上的覆盖区的细胞沉积小室。显微 镜载玻片用包括疏水性物质的化学背衬层处理。在一个方面，实施例提供了具有生物样品的接纳区域的显微镜载 玻片和具有适合于装配到接纳区域上的覆盖区的细胞沉积小室，所述
小室具有开口 ，以及提供了用化学背衬层来处理显微镜载玻片的方法； 给小室装配上衬里，所述衬里具有装配到小室开口上的颈部，以及装 配到小室底部边缘上的凸缘；将小室放置到接纳区域上且将小室固定 到显微镜载玻片上；将生物材料经由沉积小室上的开口引入到显微镜 载玻片上；封闭且密封在小室顶部的端口；执行生物样品的体外诊断 检测；打开端口；以及穿过端口吸出生物样品的上清液。
在另一实施例中，该方法进一步包括步骤在吸出上清液之后封 闭且密封在小室顶部的端口；将压缩板放置到小室上；操纵手柄向压 缩板施加，以将小室密封到显微镜载玻片上的接纳区域上。


图l是细胞离心机装置的透视图，其显示了根据已有技术在离心 作用期间用于在载玻片上沉积样本的小室、载玻片和保持架托架的组 件。
图2a是图1的细胞离心机的侧视图，其显示了根据已有技术使样 品样本进入细胞离心机的小室中。
图2b是根据已有技术的图2a的细胞离心机在离心作用期间的侧 视图。
图2c是根据已有技术的图2b细胞离心机在离心作用期间的侧视 图，显示了细胞从浮于上层液体样本中分离。
图2d是图2c的细胞离心机的侧视图，其显示了根据已有技术在 离心作用下细胞沉积到载玻片上。
图3a是根据本发明的显微镜栽玻片的顶视图和侧视图，所述显微 镜载玻片具有用于在体外诊断检测中放置样品样本的正方形接纳和封 闭区域。
图3b是根据本发明的显微镜载玻片的顶视图和侧视图，所述显微 镜载玻片具有用于在体外诊断检测中放置样品样本的矩形接纳和封闭 区域。
10图4a是本发明的实施例的 一方面的顶视图和侧视图，其根据本发 明显示了具有附着到本发明的显微镜载玻片的正方形覆盖区的细胞沉 积小室。
图4b是本发明的实施例的另一方面的顶视图和侧视图，其根据本 发明显示了具有附着到本发明的显微镜栽玻片的矩形覆盖区的细胞沉 积小室。
图5a是图4a的细胞沉积小室的透视图，其根据本发明示出了将 具有正方形覆盖区的小室组装到显微镜载玻片上。
图5b是图4b的细胞沉积小室的透视图，其根据本发明示出了将 具有矩形覆盖区的小室组装到显微镜载玻片上。
图6是根据本发明当小室中浮于上层的流体被吸液管吸出时，本 发明的细胞沉积小室和显微镜载玻片的组件的视图。
图7是显示本发明的多个细胞沉积小室组件的视图，所述组件根 据本发明将装载到栽体上以便运送和/或受离心作用。
图8a和8b是显示本发明的一次性套筒状衬里的实施例的视图， 所述衬里与细胞沉积小室一起使用，其中借助于装配到小室上的外壳 通过将小室压到载玻片表面，衬里的凸缘被密封到显微镜载玻片上。
图9是另一实施例的视图，其显示了通过使用压缩板来将本发明 的细胞沉积小室安装到显微镜载玻片上，压缩板借助于弹簧加载的杠 杆或手柄将小室压到栽玻片上。
具体实施例方式
现在参考附图，图3a显示了具有总体标记100的显微镜载玻片。 尽管如图3a所示的载玻片是矩形形状，它可以是不同的形状，取决于 应用。它可由塑料或玻璃制成。载玻片具有常规长度、宽度和厚度， 如本领域的普通技术人员所熟知的。图4a和4b显示了本发明的细胞 沉积小室，其可密封地分别安装在图3a和3b的载玻片上。小室可胶 粘或通过单独的机械装置来安装，本发明的实施例中对此将要进一步 描述。此外，根据应用，在将小室安装在载玻片上之后或之前，样本 可被引入到载玻片上。在通常使用中，包括含水或不含水液体、液体试剂、生物流体和/ 或生物组织切片的样品样本被引入到载玻片的一部分上。在使用显微 术或其他技术对样品样本进行分析以前，栽玻片或板上的样品在处理 之前可被干燥、放置在固定剂中或保持新鲜，以通过光、电子或荧光 显微术来增加可视性和/或包括使用人眼大致分析。样品可在其自然状
态下被分析或需要用一次或更多次的液体染色来处理以增强可视性。 例如，用分子生物技术的进一步处理可包括通过单克隆、多克隆抗体、 通过分子探针的原位杂交、和/或它们的液体检测试剂的处理。在载玻 片的常规分析或操作中，如果载玻片接触到另一物体，样品或液体试 剂可从载玻片溢出、流动或移动到载玻片的其他部分、和/或"通过毛 细作用被传送走"，从而导致损失所有或部分液体样品或试剂。希望避 免不同样品或液体试剂的这样的不经意的溢出或不希望有的混合或污
域(containment area )以阻止液体或液体样品在其上的移动，而且也 提供了固定到封闭边界上的小室，以便当转移载玻片时或当载玻片受 到离心作用以将样品中的细胞沉积到载玻片上时避免溢出样品。例如 本发明的小室可以是一次性的或不是一次性的，取决于应用，如以下 实施例所描述的。
在图3a所示实施例中，载玻片100具有上表面110和下表面120， 如在相同的图3a中载玻片的侧视图中所看到的。液体封闭边界130 设置在上表面110的一部分上，液体封闭边界130具有正方形形状， 尽管它可以是任何其他形状，例如矩形、圆形、三角形、梯形等。例 如，图3b显示了用矩形液体封闭边界130，制备的相同栽玻片100。本 领域的技术人员应当理解，用于接纳样品样本的封闭区域的形状可不 只限于此处图形中所示那些形状。例如，形状可以是圆形或多边形。 相应的小室具有与封闭边界匹配的覆盖区。小室可用来将样本的样品 沉积到载玻片上，或引入其他试剂以对已经被放置在载玻片上的样本 起作用。
图3a或图3b中的封闭边界130或130，分别包围载玻片100的上
12表面110的各自的接纳和封闭区域140或140，。封闭边界130 ( 130，) 形成了围绕封闭区域140 ( 140，)的液体屏障。当液体或液体样品(未 显示)被引入到载玻片100的封闭区域140 ( 140，)用于分析时，封 闭边界130 ( 130，)防止液体或液体样品从封闭区域140 ( 140，)扩散、 渗漏或移动，从而致使样品保留在载玻片IOO上的独立的和受限制的 特定区域内。此处所用的术语"液体，，或"液体样品"指被希望放置 在栽玻片上的液体材料或液体生物样品(例如，血液、尿、血浆或脑 脊髓液)。
在图3a和图3b所示实施例的一个方面中，载玻片IOO进一步具 有不同的标记区域150，以在上面做记录或用于将标签贴到其上。栽 玻片的形成标记区域的部分可以是"磨砂的，，，即蚀刻的或磨蚀的，或 在可选方案中可以是不透明的环氧树脂涂层或上了涂料的涂层。形成 标记表面的其他方法对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
形成封闭边界130的材料可以是这样一种成分，其包括在挥发性 溶齐寸中溶解的、液体防护齐'H匕合物(liquid repellant compound )。例:i口， 这种组合物可以是按本领域熟知的方式与溶剂混合的烷基聚硅氧烷和 无机酸。可使用可永久地或至少基本上永久地结合到玻璃表面并根据 本发明起作用的其他聚硅氧烷、珪酮和硅流体(silicon fluids )。
此外，封闭边界材料具有厚度t和宽度w，其提供在稳态下以及 动态下例如在离心作用期间的最佳细胞沉积特性。优选地，边界的厚 度从约O.Olmm至约0.2mm，以及宽度从约lmm至约2.5mm。本领 域的技术人员应当理解，当悬浮液置于封闭区域内时，在一些应用中 希望有最大密度的细胞沉淀到载玻片上。为了获得这种结果，悬浮液 应当具有尽可能接近于单层细胞的厚度。过量悬浮液将导致细胞的聚 集成团(conglomeration),这些细胞可能在竖直地沉淀到载玻片上时 相互干扰。实施例的一个方面涉及栽玻片上悬浮液中样品的被测量的 振动，以帮助细胞相互通过而没有在沉淀到载玻片上时形成团。同时， 封闭区域中的悬浮液具有这样的预定体积，以便不流过封闭边界的厚 度所提供的坝的高度。应当理解，悬浮液的体积取决于封闭区域的面积和封闭边界的厚度。
尽管本发明的显微镜载玻片可用于稳定状态下细胞的原位分析， 如不再施加g力(人造重力)沉积到载玻片上的情况，这种人造重力 例如通过附加振动或离心作用来实现。如果要求较高的细胞密度，那 么还是希望能够将载玻片安装在分离机上。为了此目的，且也为了在 操作载玻片时提供防溢罩的总体目的，实施例的一个方面涉及可密封
地安装到载玻片上以及可被拆卸的小室。图4a和4b显示了两个不同 的小室。图4a中所示小室具有正方形覆盖区，而图4b所示小室具有 矩形覆盖区，其分别对应于图3a和3b中两个载玻片上的封闭区域。 然而，应当理解，小室的覆盖区可根据设计的封闭区域的形状而变化。
图4a中所示基于正方形的小室160以及图4中所示基于矩形的小 室160，都具有顶部(170、 170，)、中部(180、 180，)和底部(190、 190，)。顶部包括圆柱形状的开口或端口。中部包括具有四个平坦表面 的截头多面体。底部具有粘合剂以将小室粘合到它们各自的载玻片上。 在样本被引入到载玻片的封闭区域之前或之后，小室胶粘或通过单独 的机械装置安装到它们各自的载玻片上。在初始测试和分析结束之后， 移走小室内部的上清液。实施例的一个方面为所配置的每个小室提供 了开口 ，所述开口构建成使小室下面封闭区域的所有区域都可通过巴 斯德(Pasteur)吸液管或类似的吸出器装置被吸出。此外，本发明提 供了封闭所述开口的机械装置，例如包括帽或塞子的挡块，以便使装 置防漏，即使当包括载玻片和小室的装置被倒置时。
在图4a和4b所示细胞沉积装置的示意图中，使用了具有磨砂标 记区域150的标准玻璃载玻片100 (76x25.5xlmm)。与这种类型的标 准玻璃相一致，图4a中的正方形小室的尺寸可包括例如从约20mm 至约23mm的边a。小室到挡块顶部(未显示)的高度b可在例如约 15mm至约20mm之间。图4b中所示实施例的相应尺寸c、 d和e可 分别例如从约24mm至约25mm、从约55mm至约58mm和从约18mm 至约20mm。然而，应当理解，以上提到的替换方案并不是用来将本 发明限制到这些实施例。相反，本发明旨在覆盖可包括在如所附权利
14要求所限定的本发明的精神和范围内的替换、修改和等效形式。
如图5a和5b所示，其中示出了本发明的细胞沉积装置的三维再 现。正方形小室200和矩形小室300都可适合于标准玻璃载玻片。该 装置用于从含水悬浮液沉积羊水或其他细胞到定制的标准玻璃载玻片 100上。该装置可以是一次性的，只使用一次，且可用在体外诊断检 测中。每一个小室都可密封地安装到接纳器/封闭区域上或从其上拆卸 下来，如以上所描述的。在实施例的一个方面中，生物相容的丙烯酸 粘合剂用来将小室附着到它们各自的载玻片上。在小室中含水介质具 有最大液体体积时，粘合剂具有能抵抗660g摆动料桶(Swing bucket) 离心作用的强度。同时，粘合剂允许在离心作用之后用手或者通过使 用双叉(two-pronged)楔型拆移工具来从载玻片移走小室。具有与小 室的覆盖区相应形状的疏水性化学背衬层在边界(250、 350)处附着 到载玻片上，以促进粘合作用并形成试剂坝以使试剂耗损减至最小。 施加的背衬材料的厚度使得当移走小室之后盖玻片(coverslip )(未显 示)附在载玻片上时，盖玻片和载玻片表面之间的间隙不超过0.2mm。 此外，图5a和5b中所示每一个小室顶部的开口设置成使得载玻片表 面的所有区域可通过优选地具有从约2mm至约2.5mm外径的巴斯德 吸液管或类似的吸出器装置来吸取。图6显示了离心作用之后被打开 以前的小室300中的吸出器400。图7显示了装到载体500上以运送 到离心站的多个小室300。
在操作过程中，如图3a和3b所示带有或没有特殊涂层的载玻片 100制备有适当的封闭区域(140、 140，)，封闭区域(140、 140，)具 有包括疏水性背衬层的封闭边界(130、 130，)。接着，具有与接纳封 闭边界相同形状的覆盖区的沉积小室被降落到载玻片表面上，且用生 物相容性丙烯酸粘合剂附着到边界。然后，包括细胞或细胞中具有特 定功能的细胞器(organelles)的显微结构例如线粒体和细胞核悬浮液 的样品通过从小室顶部(图4a和4b中170、 170，)中的开口用吸液 管引入小室中。如果在悬浮液最初沉积(和敲打出或振动)到载玻片 上期间细胞充分沉淀到载玻片表面上，那么通过吸液管400可将小室内此刻浮于上层的液体吸出，如图6所示。随后，在小室顶部示出的 圆柱状开口可用档块例如帽或塞子来封闭，且如果需要，组件装置可 运送到别处，以进一步分析载玻片上的样本。例如，这样组装的装置 可准备用于在任何标准离心机上的离心作用。在将要分析时，可用手 或工具将小室移去，以暴露载玻片上的细胞，用于例如在显微镜下的 进一步分析。
如前面所描述的，细胞沉积小室将在分离机外壳中向外摆动，直 到在离心力的作用下达到竖直位置为止。对于本领域技术人员来说很 明显的是，由于离心力垂直于封闭区域作用在此刻竖直的载玻片上， 悬浮液中的细胞将在封闭区域上相对均勻地扩散且沉积到载玻片表面 上。在预定的一段离心作用时间之后，将装置从离心机中移走。然后， 去掉小室上开口的档块，且借助于吸液管将任何浮于上层的流体从载 玻片表面吸出。本领域的工作人员应当理解，本发明的细胞沉积小室 允许吸液管到达小室的所有角落，以便完全吸取封闭边界内的所有区 域。还应当理解，本发明的实施例提供了最高可能的细胞密度2400 细胞/mm2，而同时还提供了在显微镜下清晰的细胞视图。这是可能的， 因为封闭区域被很好地限定，且悬浮液体积可精确地制备成与所用的 具体样本相同，从而改进了细胞的密度和清晰的视图，因为实现了真 正的单层沉积。
一方面，图4a-7所示可拆卸的小室是一次性的，即不可以再使用， 因为小室的内壁由于样品样本的引入而受到污染，且很难清洗它们。 另一方面，本发明提供了另外的可拆卸的结构或衬里，其衬住所公开 的小室的内壁，以便在载玻片与衬里及其小室分离以后，每次使用之 后可处理衬里。
在图8a和8b所示实施例中，提供了这样的衬里600。衬里制成 与小室300的内轮廓一致且具有套环650以钩到小室的颈部325上， 如图8a所显示。此外，衬里600具有凸缘边缘675，凸缘边缘675钩 到小室300的下部边缘375上，以便当套环650和凸缘675接合到其 在小室上的对应部分时，衬里沿小室的内壁紧密地配合。衬里可由一
16次性材料制成，例如弹性体或包括聚丙烯或聚苯乙烯的塑料。当凸缘
675被降落到载玻片100上时，凸缘675与载玻片100上的边界350 (还是见图5b)匹配以提供对着载玻片的压力密封。压力可由外壳700 提供，外壳700保形地包封小室300，其中外壳可以多种方式与图7 中所示载体500接合，以提供保持小室衬里子组件密封地贴着载玻片 IOO的必要的力。例如，部分地从外壳700侧面上的空腔中伸出的弹 簧加载的球形支承725可制造成卡入载体500的侧壁上的棘爪550中， 从而在载体中将小室衬里子组件保持在载玻片上。外壳可由足够刚性 的金属或塑料制成，以为组件提供稳定性且也提供对载玻片的保持动 力。
图9显示了组件的另一实施例，其包括在具有弹簧加载手柄875 的载体800中的载玻片100上的细胞沉积小室300。载体800设置成 接纳小室300和其相关的载玻片100，如图9所描述。小室300被降 低以与具有中间衬垫315的载玻片100匹配。衬垫315包括弹性体材 料，其在小室和载玻片之间提供緩冲，而同时维持小室和载玻片之间 可密封的和可拆卸的连接。密封压力由具有曲面850的压缩板825来 提供，曲面850通过弹簧加载的手柄875被压缩到衬垫315的周界上， 从而将组件接合到载体800中。应当注意的是，图8a和8b所示两个 实施例都设置成提供在组装之后通过开口 325在载玻片上的细胞沉 积，然后可按前面所述的任何方式来覆盖开口 325。在图8a和8b中， 通过外壳700中的另一开口 750提供了到开口 325的通道，开口 750 又可由档块775来封盖。
本领域的技术人员应当理解，除了具有如以上实施例所公开的可 再使用的小室的优点以外，本发明还有在将小室组装到载玻片上时没 有粘合剂的附加优点。当没有粘合剂时，细胞沉积小室可容纳可能与 基于粘合剂的单元不相容的各种溶剂中的样本的样品。还可在一定范 围内容纳由使用者指定的载玻片，因为载玻片不需要有接纳小室的粘 合剂边界。可对沉积表面进行修改，不存在来自粘合剂边界的任何干 扰，因为不存在粘合剂边界。进一步地，在载玻片已经沉积有固体组织样品(例如，颗粒、细 胞混合物、细胞外产物、细胞内成分、非同质的群体)情况下，样品 可在本发明的小室中被分散和分裂而不必将它们转移到另一容器中。
这可通过使用图8b的外壳700技术或图9中的手柄机械装置875来将 沉积小室300组装到栽玻片上且在小室中进行組织处理来实现。例如， 这种处理可通过在小室中加入分解试剂(例如蛋白酶溶液，如胶原酶) 来实现。在培育分解混合物且最终中和分解试剂之后，最后得到的悬 浮液可接着通过离心作用而直接沉积到载玻片上。然后，移去上层清 液且拆掉小室。
本发明的一次性细胞沉积小室可用作基于细胞的化验的平台。这 些化验至少包括以下类型的化验
1. 载玻片小室用于获得具有从包围细胞的液体介质中获取分析 物的能力的细胞。这种化验通过用待分析的溶液培育活的或固定细胞 来执行。细胞在培育之后附着到载玻片或者被离心地沉积。然后，在 免疫染色或使分析物出现荧光之后，通过荧光显微术或其他方法对细 胞进行分析物含量的分析。
2. 载玻片小室用于获得可与周围介质中存在的分析物相互作用 的细胞。相互作用在细胞中产生响应。可在载玻片上或沉积在载玻片 上之后使用显微技术即免疫荧光显微术对细胞进行上述响应的分析。
3. 细胞沉积小室可用于淘洗工艺(panning )中，例如，根据细 胞表面存在的生化结构，载玻片被涂有专用于结合到特定类别的细胞 的试剂。这种试剂可以是抗体或凝集素(lectin )。在这种情形下，将 细胞悬浮液加到包含涂有试剂的载玻片的小室。允许细胞悬浮液在小 室中沉淀，同时搅动小室，以便阻止通过特定的相互作用没有附着到 载玻片的那些细胞不特定地(non-specifically )粘附着到载玻片。在 预定时间之后，包含没有粘附细胞的上层清液将被移走。然后，小室 组件受到离心作用(如果需要)且被拆卸。
4. 沉积小室可用于由环境样品制备载玻片。分析物可由微粒物质 例如土壤颗粒或污染物颗粒而不是细胞组成。5.细胞沉积小室可用于法医用样品的制备，以分析微粒样品。 尽管在此阐述了所公开的设备和方法的这些许多细节以提供对本 发明的理解，然而，对于本领域的技术人员来说，很显然不需要全部 使用这些具体细节来实现本发明。同时，很明显，相似的部件可用在 很多而无法列举的其他相似设备中，例如用在临床常规诊断中的公知 的Cytospin装置中。图8a和8b的外壳700适合于使本发明的细胞沉 积小室适用于细胞桶(Cytobucket )。
尽管参考具体实施例具体示出和描述了本发明，本领域的技术人
员应当理解，可进行形式和细节上的各种改变而不偏离本发明的精神 和范围。
权利要求
1. 一种设备，其包括小室，其限定一个空腔且具有覆盖区，所述覆盖区设置成装配到显微镜载玻片上的接纳区域上，所述小室具有顶部、中部和底部，所述顶部限定所述小室的开口，以允许生物样品沉积到所述显微镜载玻片的表面；用于封闭和密封所述开口的装置；以及用于将所述小室附着到所述显微镜载玻片上的所述接纳区域上的装置。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述小室具有带有多边形覆 盖区的开口底部。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述覆盖区是圆形。
4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述小室的所述顶部包括圓 柱形状。
5. 根据权利要求1所述的设备，其中所述用于封闭和密封所述开 口的装置是帽。
6. 根据权利要求1所述的设备，其中所述用于封闭和密封所述开 口的装置是塞子。
7. 根据权利要求1所述的设备，其中所述小室的所述中部包括截 头多面体，以允许从所述载玻片表面的所有区域吸出所述生物样品。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述多面体包括四个平坦表面。
9. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括 接纳区域，其用粘合剂材料处理，所述粘合剂材料允许所述小室附着到所述显微镜载玻片上和从其 上去除。
10. 根据权利要求9所述的设备，其中所述粘合剂包括可生物相 容的丙烯酸材料。
11. 根据权利要求9所述的设备，其中所述接纳区域用疏水性背 衬层处理，以促进粘合功能。
12. 根据权利要求9所述的设备，其中所述接纳区域用疏水性背 衬层处理，以形成试剂坝。
13. 根据权利要求1所述的设备，其进一步包括衬里，所述衬里设置成配合所述小室的内壁且具有颈部以及凸缘 部分，所述颈部可拆卸地附着到所述小室的所述开口，所述凸缘部分 可拆卸地附着到所述小室的所述底部的边缘；以及外壳，所述外壳与所述小室的外壁形状相符并装配到其上。
14. 根据权利要求13所述的设备，其中所述衬里包括一次性聚乙烯。
15. 根据权利要求13所述的设备，其中所述外壳包括聚乙烯。
16. 根据权利要求13所述的设备，其进一步包括固定装置，通过 在所述外壳上施压以将所述凸缘部分密封在所述接纳区域上，所述固 定装置将所述小室固定到所述显微镜载玻片上的所述接纳区域。
17. 根据权利要求16所述的设备，其中所述用于固定所述小室的 固定装置包括手柄，所述手柄接合设置在所述小室上的压缩板。
18. —种用于在细胞沉积小室中沉积生物材料的方法，包括以下 步骤提供细胞沉积小室，所述细胞沉积小室在所述小室的底部具有覆 盖区且在所述小室的顶部限定一开口；提供显微镜载玻片，所述显微镜载玻片具有用于生物样品的接纳 区域，所述接纳区域适合于匹配所述细胞沉积小室的所述覆盖区；用化学背衬层来处理所述显微镜载玻片；将衬里装配到所述小室中，所述衬里具有装配到所述小室的所述 开口上的颈部，以及装配到所述小室的所述底部边缘上的凸缘；将所述小室的所迷覆盖区设置在所述接纳区域上，且在所述显微 镜载玻片上固定所述小室；将生物材料经由所述沉积小室的所述开口引入到所述显微镜载玻片上；封闭且密封所述开口。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述生物样品包括在悬浮 液中的细胞。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中所述生物样品包括在悬浮 液中的细胞器。
21. 根据权利要求18所述的方法，其进一步包括以下步骤 执行所述生物样品的体外诊断检测；打开所述端口；以及通过所述端口吸出所述生物样品的上清液。
22. 根据权利要求21所述的方法，其进一步包括以下步骤 在吸出所述上清液之后，封闭且密封在所述小室顶部的所述端口； 将压缩板放置到所述小室上；操纵手柄向所述压缩板施压，以将所述小室密封到所述显微镜载 玻片上的所述接纳区域上。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中所述手柄将所述小室密封 到细胞离心桶中的所述载玻片上。
全文摘要
一种细胞沉积小室和一种使用该小室将生物样品沉积到显微镜载玻片上的方法。小室可拆卸地密封到载玻片上的样品接纳区域，且具有可密封的开口以允许从载玻片表面吸出样品。小室设置成能够通过吸液管吸取载玻片表面的所有区域，且当倒置时小室完全排空。小室可装配有一次性衬里以使小室可再使用。
文档编号G01N9/30GK101511481SQ200680024844
公开日2009年8月19日 申请日期2006年6月28日 优先权日2005年7月8日
发明者安迪·塞波, 特里安塔菲洛斯·P·塔法斯, 迈克尔·W·基尔帕特里克 申请人:艾可尼西斯公司