一种全自动免疫组化染色设备的制作方法

1.本实用新型涉及免疫组化染色的技术领域，具体涉及一种全自动免疫组化染色设备。


背景技术：

2.现有同类产品主要存在如下不足：
3.(1)目前全世界市场上的相关领域自动化设备，仪器标本处理量小，仅在10～70张载玻片；
4.(2)目前全世界市场上的相关领域自动化设备，大部分使用单x/y/z 单自由度运动，单一动作时间偏长，导致试验全流程周期长；
5.(3)目前全世界市场上的相关领域自动化设备，采用每张载玻片独立温度控制，或者整体式温度控制精度不高，影响到载玻片试验质量；
6.(4)目前全世界市场上的相关领域自动化设备，试剂从载玻片上方滴灌，由于定位精度不到位，加样位置不能确保对标本的完全覆盖，影响到载玻片试验质量。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种全自动免疫组化染色设备，提高一次处理载玻片数量，减少载玻片之间热处理的差异，提高载玻片处理的质量和处理效率。
8.本实用新型的技术方案是，一种全自动免疫组化染色设备包括本体1、注射泵2、双针移液臂4、移液臂驱动机构、清洗槽6、试剂混合槽7、试剂箱8、高温孵育箱、集成冰箱10、液路系统、储存箱、台式主机005、双组输出电源007、控制电路板009和基准平台13；台式主机005搭载有免疫组化实验流程模块，流程模块对染色设备的实验流程进行精准控制，即台式主机005根据流程模块中的实验流程通过控制电路板009实现对注射泵2、双针移液臂4、液路系统和高温孵育箱进行控制；控制电路板009具有数/模转换、信号放大功能；双组输出电源007为染色设备中的供电装置；
9.本体1为箱体结构，基准平台13固定在本体1中部前侧，储存箱和集成冰箱10并列安放于本体1内的下部，储存箱包括净液储存箱和废液储存箱；注射泵2和双针移液臂4均安装在本体1内的上部，高温孵育箱安装于本体 1的中部，所述高温孵育箱包括2个大高温孵育箱90和2个小高温孵育箱91，试剂箱8、2个大高温孵育箱90和2个小高温孵育箱91横向排列安装于基准平台13上，注射泵2固定在本体1上部的顶端，注射泵2通过液路系统与储存箱连通；试剂混合槽7嵌入安放在清洗槽6内，清洗槽6嵌入安放在底座 701内，底座701固定安装在隔板013上，其中试剂混合槽位于双针移液臂4 中的机械臂移动方向上，双针移液臂4固定在本体上，双针移液臂4通过移液臂驱动机构实现机械臂的移动，该移动方向与加样针的平面运动垂直；2 个注射泵2的进液口通过管路与净液储存箱连通，2个注射泵2的出液口通过管路与移液臂4上的加样针401连接，2个大高温孵育箱90的溢流口和2 个小高温孵育箱91的的溢流口均与废液储存箱120连通。
10.所述大高温孵育箱90包括加热锅901、温度传感器902、盖板支架903、盖板904、孵育箱滑动导轨905、恒温水浴箱906、孵育箱底板和加热板；加热锅901嵌入安装在恒温水浴箱906中，多个盖板支架903沿加热锅901横向平行安放在加热锅901内，盖板支架903内设置有多个盖板槽，多个盖板槽沿沿加热锅901的纵向排列，每个盖板槽上扣装1个盖板904，多个载玻片分别贴附在多个盖板904的内表面上，2个孵育箱滑动导轨905分别固定安装在两块孵育箱支撑板内侧，2个孵育箱支撑板分别位于恒温水浴箱906 的两侧，加热板固定安装在加热锅901的底部，2个孵育箱导向块固定安装在恒温水浴箱906的两侧面上，2个孵育箱导向块分别与2个孵育箱滑动导轨905滑动连接，2个孵育箱支撑板分别通过1个支撑轴固定安装在孵育箱底板上，净液储存箱通过管路与加热锅901进液口连通，加热锅901的出液口与废液储存箱连通，温度传感器902固定安装在加热锅901内侧，孵育箱底板底板固定安装在的基准平台13上，加热锅901内填充液体。
11.高温孵育箱90放置三个盖板支架903，一个盖板支架最多放置16张盖板。
12.大高温孵育箱90所加水或修复液的体积为加热锅901体积的2/3，小高温孵育箱91所加水或修复液的体积为加热锅911体积的2/3。
13.移液臂驱动机构包括电机406、支撑滑轨和底座齿条405；电机406输出轴上固定有支撑滑轨，支撑滑轨上设置有轮齿，支撑滑轨上的轮齿与底座齿条405啮合，机械臂与底座齿轮固定连接。
14.所述液路系统包括继电器001、电磁阀、压力阀003和隔膜泵004；所述净液储存箱包括纯水储存箱110和修复液储存箱111；2个注射泵2的进液口通过管路与纯水储存箱110连通，纯水储存箱110和修复液储存箱111各自连接1个电磁阀，2个电磁阀均与进液隔膜泵004进液口连接，压力阀003 的进液口与隔膜泵004出液口连接，压力阀003的出液口分成四路，四路通过各自的电磁阀分别与2个大高温孵育箱90进液口和2个小高温孵育箱91 的进液口连通，2个大高温孵育箱90的出液口和2个小高温孵育箱91的出液口分别通过电磁阀与排液隔膜泵010进液口连接，排液隔膜泵010的出液口分成两路管路，两路管路各连接一个电磁阀，2个电磁阀分别与一般废液储存箱120、特殊废液储存箱121连通。
15.所述试剂箱8包括试剂架801、试剂瓶802、大试剂槽803、试剂滑动导轨804、试剂支撑板805、试剂支撑轴806、试剂箱体807、试剂底板808；2 个试剂滑动导轨804分别固定安装在两块试剂支撑板805内侧，2个试剂支撑板805分别位于试剂箱体807两侧，2个试剂支撑板分别通过1个试剂支撑轴806安装固定在试剂底板808上，2个试剂导向块分别固定安装在试剂箱体807的两侧面上，2个试剂导向块分别与2个试剂滑动导轨804滑动连接；多个试剂架801和一个大试剂槽803横向排列安放在箱体807内，每个试剂架801内均设置有多个试剂槽，每个试剂槽扣装一个试剂瓶802。
16.所述清洗槽6上设置有分隔开的四个清洗孔，四路清洗孔中，有两路清洗孔的清洗深度为0～35mm，用于清洗取完导电试剂的加样针401；两路清洗孔的清洗深度为0～85mm，用于清洗取完不导电试剂的加样针401；清洗完的废液通过管路直接与特殊废液储存121箱连接。
17.控制电路板009的数量为4块，一块控制电路板009控制一个高温孵育箱。
18.该染色设备还包括门控开关3；门控开关3安装在本体1内的上部，仓门与本体转动连接，门控开关3固定安装在仓门与本体的转轴处，并门控开关3通过导线连接至控制电路
板009，实验过程中设备的仓门被打开与本体呈20
°
角时，即处于开启状态时，门控开关3触发控制电路板009上的蜂鸣器发出蜂鸣声。
19.本实用新型的有益效果是，
20.(1)本实用新型的标本处理量大，最多可以一次性处理160张载玻片；
21.(2)本实用新型中，同一试验的多个载玻片一体化加热，而不是每个载玻片分开加热、独立温度控制，减少载玻片之间热处理的差异，提高载玻片处理的质量及一致性；
22.(3)在设备台式主机的控制下，双针移液臂在x/y/z自由空间运动，加样针精确的运动到高温孵育箱试验载玻片正上方，进行试剂滴灌，加试剂时，滴入的试剂从载玻片间从上到下渗透，逐步从载玻片的底部流出；
23.(4)本实用新型在机械臂上安装设置两根加样针，提高取样、加样的效率，加样针取样体积为5 to 5000μl，加样精度高，范围广。
24.(5)本实用新型的不同液体储备箱设置液面、温度传感器，保证液体容量、温度的随时感知与测量。
25.(6)加样针在高温孵育箱的载玻片加样可为连续的多个或间隔的多个，不同的载玻片可采用软件中不同的试验流程，有四个孵育箱，可以运行四个不同的试验流程。
26.(7)本实用新型内置有冷藏冰箱，需要冷藏的试剂可以直接存放在该设备的内置冰箱里，不需要另外配置冷藏设备。
27.(8)本实用新型内置有台式主机及显示屏，所有实验流程都可以在设备上完成，不需要借助外部设备。
28.本实用新型采用提高一次性处理载玻片数量、结合综合温控孵育箱及有效低温储存备用试剂为一体的结构设计，从而解决现有试验过程中载玻片数量处理少、需借助外部设备实现高温热处理以及需要单独设备储存该设备所用试剂的问题。本实用新型提高一次处理载玻片数量，减少载玻片之间热处理的差异，提高载玻片处理的质量和处理效率；本实用新型通过全自动化管控流程实现载玻片试验的一致性、重复性、可靠性，减少人为因素干扰，并大大提升运行效率。
附图说明
29.图1为本实用新型的一种全自动免疫组化染色设备的结构示意图；
30.图2为本实用新型中部的后视图；
31.图3为图2的俯视图；
32.图4为本实用新型高温孵育箱的爆炸图；
33.图5为本实用新型试剂箱的爆炸图；
34.图6为本实用新型中试剂混合槽和清洗槽的结构示意图；
35.图7为本实用新型中液路系统的连接示意图。
具体实施方式
36.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指或暗示所指的装置或元件必须具有特定的
方位，此外，本实用新型的描述中，术语“安装”、“连接”应做广义理解。
37.下面结合说明书附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
38.如图1所示，本实用新型一种全自动免疫组化染色设备包括本体1、注射泵2、门控开关3、双针移液臂4、移液臂驱动机构、显示屏5、清洗槽6、试剂混合槽7、试剂箱8、高温孵育箱、集成冰箱10、液路系统、储存箱、台式主机005、排气扇006、双组输出电源007、减重梁008和控制电路板009 和基准平台13。控制电路板009通过线缆与台式主机005连接，控制电路板009通过线缆与注射泵2、双针移液臂4、高温孵育箱、门控开关和液路系统中的各个器件连接。台式主机005搭载有免疫组化实验流程模块，流程模块对本设备的实验流程进行精准控制，即台式主机005根据流程模块中的实验流程通过控制电路板009实现对注射泵2、双针移液臂4、液路系统、高温孵育箱以及门控开关进行控制。控制电路板009具有数/模转换、信号放大功能。双组输出电源007为染色设备中的供电装置。
39.本体1为箱体结构。基准平台13为“l”形，基准平台13固定在本体1 中部前侧。储存箱和集成冰箱10并列安放于本体1内的下部。储存箱包括净液储存箱和废液储存箱；净液储存箱位于废液存储箱的上方。显示屏5、注射泵2、门控开关3和双针移液臂4均安装在本体1内的上部。高温孵育箱9 安装于本体1的中部。所述高温孵育箱包括2个大高温孵育箱90和2个小高温孵育箱91，试剂箱8、2个大高温孵育箱90和2个小高温孵育箱91横向排列安装于基准平台13上，注射泵2固定在本体1上部的顶端。注射泵2 通过液路系统与储存箱连通。
40.试剂混合槽嵌入安放在清洗槽6内，为可拆卸结构，清洗槽6嵌入安放在底座701内，同样为可拆卸结构。底座701通过螺钉安装固定在隔板013 上，其中试剂混合槽位于双针移液臂4中机械臂的移动方向上。台式主机005 识别加载的载玻片数量后，计算得到所需试剂量，由加样针401从试剂箱8 中抽取相应试剂，加样针401在台式主机005的控制下移动到试剂混合槽7 上方，完成所需试剂配比量，配比比例由台式主机005中的流程模块控制。
41.仓门与本体转动连接，对本体起到封闭作用。门控开关3通过螺钉安装固定在仓门与本体的转轴处，并门控开关3通过导线连接至控制电路板009，实验过程中设备的仓门被打开与本)呈20
°
角时，即处于开启状态时，会直接触发控制电路板009上的蜂鸣器发出蜂鸣声，同时显示器会给出相应提示。
42.双针移液臂4采用现有的，双针移液臂4固定在本体上，即双针移液臂 4采用螺钉固定在减重梁008上方的支撑板011上。即支撑板011通过螺钉固定在减重梁008的上部，然后再将双针移液臂4固定在支撑板011上，减重梁008固定在本体上。
43.双针移液臂4包括加样针401、扫描仪402、支撑滑轨403、机械臂404、底座405、驱动电机406。双针移液臂4中的加样针401数量为2，其中扫描仪402随着加样针401一起移动，扫描仪402自动识别载玻片、试剂瓶的二维码，以提取载玻片及试剂信息，台式主机005根据扫描仪402输出的载玻片信息(如病人病例信息、载玻片的位置信息以及实验过程中对应载玻片试剂分配信息)计算出本次试验所需的试剂量。
44.双针移液臂4中的加样针相对其机械臂具有两个垂直方向的移动，即通过机械臂内部的电机及齿轮机构，实现加样针在y轴和z轴的移动。双针移液臂4通过移液臂驱动机构实现另一个垂直方向的移动，即实现机械臂在x 方向自由移动。移液臂驱动机构包括电机406、支撑滑轨和底座齿条405。电机406输出轴上固定有支撑滑轨，支撑滑轨上设置有轮齿，支撑滑轨上的轮齿与底座齿条405啮合，机械臂与底座齿轮固定连接。双针移液臂4通电之
后，通过台式主机005的控制，电机406运转，并带动支撑滑轨转动，进一步带动底座齿条405移动，从而实现机械臂在x方向的移动。最终使双针移液臂4实现x/y/z轴多自由度运动。需要说明的是在各个方向上的运动均由台式主机精准控制。
45.如图6所示，液路系统包括继电器001、电磁阀002、压力阀003和隔膜泵004、2个注射泵2的进液口通过管路与纯水储存箱110连通，2个注射泵 2的出液口通过管路与移液臂4上的加样针401连接。纯水储存箱110和修复液储存箱111各自连接1个电磁阀002，2个电磁阀002均与进液隔膜泵 004进液口连接，压力阀003的进液口与隔膜泵004出液口连接，压力阀003 的出液口分成四路，四路通过各自的电磁阀002分别与2个大高温孵育箱90 进液口和2个小高温孵育箱91的进液口连通。2个大高温孵育箱90的出液口和2个小高温孵育箱91的出液口分别通过电磁阀002与排液隔膜泵010 进液口连接。排液隔膜泵010的出液口分成两路管路，两路管路各连接一个电磁阀，2个电磁阀分别与废液储存箱120、特殊废液储存箱121连通。2 个大高温孵育箱90的溢流口和2个小高温孵育箱91的溢流口均与废液储存箱120连通。
46.所述净液储存箱包括纯水储存箱110和修复液储存箱111；所述废液储存箱包括一般废液储存箱120和特殊废液储存箱121。一般废液是指纯水利用之后且没有试剂污染的废液，如：用以高温孵育箱降温的纯水，排放时将其指定为一般废液。特殊废液是指排放的废液中含有试剂成分的废液，如对载玻片进行抗原修复时纯水与修复液按比例混合的液体，在排放时将其指定为特殊废液。
47.所述试剂箱8包括试剂架801、试剂瓶802、大试剂槽803、试剂滑动导轨804、试剂支撑板805、试剂支撑轴806、试剂箱体807、试剂底板808；2 个试剂滑动导轨804分别固定安装在两块试剂支撑板805内侧，2个试剂支撑板805分别位于试剂箱体807两侧，2个试剂支撑板分别通过1个试剂支撑轴806安装固定在试剂底板808上，2个试剂导向块分别通过螺钉固定安装在试剂箱体807的两侧面上，2个试剂导向块分别与2个试剂滑动导轨804 滑动连接；多个试剂架801和一个大试剂槽803横向排列安放在箱体807内，每个试剂架801内均设置有多个试剂槽，每个试剂槽扣装一个试剂瓶802。
48.如图4所示，所述大高温孵育箱90包括加热锅901、温度传感器902、盖板支架903、盖板904、孵育箱滑动导轨905、恒温水浴箱906、孵育箱底板和加热板；加热锅901嵌入安装在恒温水浴箱906中。多个盖板支架903 沿加热锅901横向平行安放在加热锅901内，盖板支架903内设置有多个盖板槽，多个盖板槽沿盖板支架903的长度方向逐一排列，即沿加热锅901的纵向排列。每个盖板槽上扣装1个盖板904。多个载玻片分别贴附在多个盖板904的内表面上。2个孵育箱滑动导轨905分别固定安装在两块孵育箱支撑板内侧，2个孵育箱支撑板分别位于恒温水浴箱906的两侧。加热板通过螺钉固定安装在加热锅901的底部，2个孵育箱导向块分别通过螺钉固定安装在恒温水浴箱906的两侧面上，2个孵育箱导向块分别与2个孵育箱滑动导轨905滑动连接。2个孵育箱支撑板分别通过1个支撑轴固定安装在孵育箱底板上。净液储存箱通过管路与加热锅901进液口连通。加热锅901的出液口与废液储存箱连通。温度传感器902固定安装在加热锅901内侧，孵育箱底板底板通过螺钉固定安装在的基准平台13上。加热锅901内填充液体，即恒温水浴箱906坐在液体内。加热锅901内的液体采用水或者修复液。
49.小高温孵育箱91与大小高温孵育箱91结构相似，小高温孵育箱91包括加热锅911、
温度传感器902、盖板支架912、盖板904、滑动导轨905、恒温水浴箱913；区别在于高温孵育箱9还包括包括进水管路接口920、出水管路接口921、自溢水管路接口922。
50.本实用新型的实施例中，注射泵2数量为2个，2个注射泵2的一端均通过管路分别与双针移液臂4上的2个加样针401进行连接，2个注射泵2 的另一端均另一端通过管路与纯水储存箱110连接，即一个注射泵2连接一个加样针401。
51.还包括排气扇006。排气扇006通过螺钉安装固定在隔板013上，通过排气扇006将加热锅内所产生的蒸汽抽走，在排气扇006的接口处通过管路将蒸汽产生的液体排到一般废液储存箱120内。
52.清洗槽6用于清洗加样针外壁及内壁，清洗槽6上设置有分隔开的四路清洗加样针外壁的清洗孔，每个清洗孔位对应一根加样针401，清洗时加样针伸入清洗孔内。四路清洗孔中，有两路清洗孔的清洗深度为0～35mm，用于清洗取完导电试剂的加样针401；两路清洗孔的清洗深度为0～85mm，用于清洗取完不导电试剂(如酒精、脱蜡液)的加样针401；清洗完的废液通过管路直接与特殊废液储存121箱连接。
53.试剂箱8可放置5列试剂架801与一列大试剂槽803，且单列试剂架801 可存放10个试剂瓶802。
54.一个大高温孵育箱90可放置三列盖板支架903，一列盖板支架最多可放置16张盖板，三列盖板支架最多可放置48张盖板；
55.一个小高温孵育箱91最多可放置两列盖板支架903，一列盖板支架最多可放置16张盖板，两列盖板支架最多可放置32张盖板；
56.恒温水浴箱906和恒温水浴箱913左右两侧均安装有滑动导轨，可直接抽出放置试剂架，其进水管路接口920均由软管连接至电磁阀002，再由电磁阀002与进液隔膜泵004连接，最后从进水隔膜泵004再连接至纯水储存箱110连接，出水管路接口921同样经过电磁阀002后与排液隔膜泵010通过软管连接至一般废液储存箱120；自溢水管路922由软管连接至一般废液储存箱120。
57.净液储存箱与废液储存箱均设置有液面检测装置，可实时检测储存箱内的体积，到达一定体积时，台式主机005会提示操作人员进行处理。
58.恒温水浴箱内设置有温度传感器902，温度传感器902安装位置必须在液面以下。能将高温孵育箱中水或修复液的温度实时反馈到台式主机005。
59.清洗槽6与试剂混合槽7是安放在基准平台13上方的隔板上，是可拆卸清洗的结构。
60.双针移液臂4背部下方设置的隔膜泵004数量为2，压力阀003数量为1，电磁阀002数量为12个，继电器001数量为5个；其中1个继电器001用以控制排气扇，其余控制高温孵育箱。另外单个高温孵育箱6使用两个电磁阀 002，其余为共用电磁阀002，所有连接方式均为管路连接，且在相应接口处均有密封措施。
61.控制电路板009的数量为4块，单块控制电路板009控制一个高温孵育箱。
62.集成冰箱10主要用于存放需要冷藏的一些特殊试剂以及试验完成之后可以直接把未用完的试剂放入冰箱，冰箱的冷藏室容量为68l，冷冻室容量为17l。
63.双针移液臂4通过内部电机来驱动机械臂404以及加样针401，来实现三轴多自由运动。
64.门控开关3用以警示免疫组化设备在实验过程中仓门的打开或者关闭，当设备在进行实验时仓门被打开，门控开关及时反馈到控制系统并由控制系统发出警报。
65.大高温孵育箱90所加水或修复液的体积为加热锅901体积的2/3，小高温孵育箱91所加水或修复液的体积为加热锅911体积的2/3。
66.加热锅901用于液体的加热，且所有管路接口处均有密封措施。孵育箱滑动导轨905采用的是三节静音无阻尼导轨。盖板904每张只能放置一张载玻片。载玻片要自适应贴附在盖板904上，不得用力按压。
67.采用本实用新型的实验过程是，
68.(1)首先，把载玻片及盖板放到盖板支架上；
69.(2)准备好此次试验所需要的试剂，并将其放在试剂区域的对应位置；
70.(3)将装有载玻片的盖板支架分别摆放在对应的高温孵育箱的基准平台上；
71.(4)启动免疫组化设备，即打开电源开关后，启动台式主机。本实用新型中的各个部分在台式主机的控制下，按照事先确定的实验流程自动运行，两根加样针即吸液针分别将dab染色液a液及dab染色液b液吸入，再移动到试剂混合槽7区域，将两种试剂加在该区域的同一个试剂瓶中，从而配置成dab染色试剂；
72.(5)双针移液臂将染色试剂添加到载玻片上；
73.(6)等待染色模块对载玻片进行染色；
74.(7)载玻片完全染色后，操作人员将载玻片取出。
75.台式主机上设置试验步骤，扫描仪自动识别载玻片、试剂瓶的二维码，提取载玻片及试剂信息，台式主机根据扫描到的载玻片信息自动计算出本次试验所需的试剂量，而且加液针在取液时还能探查试剂液面深度，计算出试剂剩余量，在试验开始之前如果试剂不足，设备会自动报警，加排水装置、加热装置、移液臂、照明指示灯及报警装置等根据试验步骤自动运行，从而实现试验过程的全自动控制。当载玻片开展试验时，扫描仪扫描载玻片、试剂瓶上的二维码提取载玻片及试剂信息，在台式主机上设置试验步骤，由软件驱动双针移液臂移动到载玻片对应位置进行试剂添加，台式主机通过孵育箱中温度传感器的反馈，从而控制孵育箱中液体的温度，孵育箱通过高温精确控制方式实现抗原修复可靠性，通过加样针精确滴灌最大化保证组织表面试剂均匀。本设备通过全自动化管控流程实现载玻片试验的一致性、重复性、可靠性，减少人为因素干扰，并大大提升运行效率。
76.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，根据本实用新型的技术方案使其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。