专利名称：生物显微样品自动脱水染色仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学显微术和电子显微术生物显微样品的脱水、染色处理装置。其国际专利分类号为G01N1／30。
中国实用新型专利公开说明书CN.85203869U公开了一种“多功能自动显微玻片染色仪”，它根据微机编程控制一机械手的动作，在染色过程中，机械手按照设定的程序，先要逐一开启其中一个染液箱的盖，然后将样品篮放入染液中染色，处理完毕后，机械手再将箱盖关上，进入下一个程序。该机不工作时染液箱是关闭的，而在操作时是打开的，由于是暴露操作，这会带来两方面的问题。一方面仍会出现染液污染环境，影响人体健康问题，另一方面，在常压暴露操作下制备的显微玻片存在处理时间长，样品制备质量不够理想，操作比较繁琐等问题，同时该机不适合扫描电子显微镜的超薄切片的处理，其应用范围受到一定的限制。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，设计一种全封闭的生物显微样品自动脱水、染色仪，以解决染色过程中的染液污染问题。同时增加了生物显微样品固定脱水、复水、脱蜡、脱脂和电镜超薄切片处理的功能，所有处理均由微处理机实现自动控制，样品处理均在一个封闭式的低真空条件下完成，既简化了处理程序，又加快了样品处理速度，同时使样品制备质量得到提高。
本实用新型通过以下技术措施实现
一种由微处理机编程并控制的生物显微样品自动脱水、染色处理装置，包括一个由专用微处理机组成的电控单元和一个样品处理(执行机构)单元。样品处理单元是由若干公共管道、电磁阀、真空泵、样品柱、试剂瓶和废液收集瓶等部分构成，有一个封闭式的样品处理系统，其中有与大气相通并引入大气的公共管道1，该管与所述系统中的试剂瓶71～n(它有若干个瓶)中的任一接口连通，管1与户外大气连通之间设有电磁阀F1；有一个与大气相通并引入大气的公共管道4，该管与所述的处理系统中的样品柱A、B、C(其中A用于脱水处理，B用于光学染色处理，C用于电子染色)中的任一个接口连通，管4与户外大气连通之间设有电磁阀F2；有一个用于抽真空的公共管道3，该管与所述处理系统中的样品柱A、B、C中的任一个接口和一个真空泵P的接口连通，管3与真空泵P之间设有一个双通式的电磁阀F3；有一个用于抽真空的公共管道6，该管与所述的处理系统中的废液收集瓶51～n(它有若干个瓶)中的任何一个的接口和一个真空泵P的接口连通，管6与真空泵P之间设有一双通式电磁阀F3；有一个用于进液的公共管道2，该管与所述处理系统中的试剂瓶71～n(它有若干个瓶)中的任一个和样品柱A、B、C中的任一个接口连通，管2与试剂瓶71～n接口之间设有电磁阀F41～n；
有一个用于进液的公共管道5，该管与所述处理系统中的废液收集瓶81～n(它有若干个瓶)和样品柱A、B、C中的任一个接口连通，管5与废液收集瓶81～n接口之间设有电磁阀F51～n(它有若干个)。
本实用新型还可以通过以下其它措施来实现在所述的样品柱A、B、C中的任一柱内设有检测液面高度的探头10，它有一金属探棒，其前端设有一热敏电阻，通过一信号放大器，将所检测信号传输给继电器线包，用于中断真空泵P的电源。
在所述的样品柱A、B的任一室上设有一液体搅拌器，该搅拌器由一低速微电机22(600转／分)、曲轴14、连杆15和样品篮挂勾17组成。微电机22驱位一位于密封室13内的曲轴14，该曲轴通过连杆15与样品篮挂勾17连接，该样品篮18与连杆15连动，从而实现染液上下搅动的目的。该搅拌器也可以用电子振荡方式来实现，例如采用一个电磁振荡器，其频率为5Hz。
在所述的样品柱A、B中的任一柱室的底盖19的下部，没有恒温加热器，其温度范围可调，例如可以来用远红外加热方式，使染液加温均匀。
在所述的样品柱A、B中的任一柱室的密封室13的上部，设有开盖、关盖和将盖提升移动的开盖装置(机构)，该装置由支承板21，调节螺杆11和提升支杆12构成，提升支杆12的内端与支承板21活动连接，可在水平方向转动90°，支杆12的外端开有内螺纹孔，其上设有调节螺杆11，该螺杆11穿过所述的螺纹孔，其下端与密封室13的连动接口连接。
本实用新型的微处理机的主控板(硬件)由8048系列单片微处理器，2K字节EPROM，74LS373，74LS244和8243芯片组成。在微处理机与执行机构(如泵、电磁阀等处理单元)之间设有用于隔离的继电器。
本实用新型的工作原理是这样的进液时，由专用微处理机按照设定的程序开启真空泵，同时打开相应柱室的抽真空阀(电磁阀、试剂瓶进液阀(电磁阀)，以及大气引入阀(电磁阀)，使柱室为真空负压而吸入试剂溶液。当溶液接触液面探头时，引起探头电路翻转，而真空泵停止工作。
排液时，由专用微处理机按照设定程序开启真空泵，同时开启相应的柱室通大气阀(电磁阀)和相应的废液收集瓶的进液阀(电磁阀)，抽废液瓶的真空，使之造成负压吸出柱室中的处理液。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型处理单元结构示意图。图中1、4是引入大气的公共管道；2、5是进液公共管道；3、6是抽真空的公共管道；71～n是试剂瓶，81～n是废液收集瓶；9是样品柱(它有三个，以A、B、C表示)。图10是液面检测探头；F是电磁阀；P是真空泵。
图2是本实用新型样品柱A、B的内部结构示意图。
其中11是调节螺杆；12是提升支杆；13是密封室；14是曲轴；15是连杆；16是柱室上盖；17是样品篮挂勾；18是样品篮；19是柱室下盖，20是恒温加热器；21是支承杆；22是微电机。
图3是本实用新型样品柱C的内部结构示意图。
其中23是柱室的上盖；27是柱室的下盖；24是连接于公共管道2与样品篮底部一条软管；25是处理的样品；26是样品篮。
图4是本实用新型的电控原理图。
其中CPU是微处理机的主控板；J1～n是继电器的线包；F是电磁阀；P是真空泵；10是液面探头；29是放大器；20是恒温加热器；28是搅拌器；22是蜂鸣器。
图5是本实用新型的微处理机工作程序框图。
图6是本实用新型的微处理机主控板结构框图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步叙述。
由图1，本实用新型处理单元是由若干公共管道、电磁阀、真空泵、试剂瓶、样品柱A、B、C以及废液收集瓶构成。其中由电磁阀F1和F2分别控制大气入口的公共管道1和4，它们分别与试剂瓶71～n(根据脱水、固定、复水、脱脂、脱蜡和光学染色和电子染色需要分别设立若干个试剂瓶，其中用于同一处理的归并为一组)和样品柱9(以A、B、C表示)图为A、B样品柱其中一柱室的基本结构)连通，抽真空的公共管3和分别与样品柱A、B、C(A为脱水柱，B为光学染色柱，C为电子超薄切片染色柱)的接口和废液收集瓶81～n任一接口连通，它们受一个双通式的电磁阀F3控制与真空泵P连通，进液公共管3和5则分别与试剂瓶71～n，样品柱A、B、C和废液收集瓶81～n中的任一个接口连通，在试剂瓶和废液收集瓶的进液，排液接口与管3和管5的接口之间设有若干控制管口通断的电磁阀F41～n及F5(即每一试剂瓶或废液收集瓶接口管均匹配有一只电磁阀)，以控制液体的排出或收集。上述各个电磁阀的启、闭动作均按微机设定的程序进行。真空泵的启动由微处理机的程序控制；而它的停止动作，则由位于样品柱A、B、C内的液面检测探头检测的信号，经放大器放大将信号传输给继电器并控制其触点。整个处理单元为一个封闭式的处理系统。上述试剂瓶样品柱上的大气引入管通过电磁阀F1及F2与户外管道连通，只在进液和排液(约一分钟)时电磁阀才开启，引入大气压，其余时间都封闭着。因此，本实用新型无论是在工作时，还是在静止时，均无有毒气体泄漏。
由图2所示，样品柱A、B室专用于处理光学显微镜的显微玻片和组织块的染色以及其它生物显微样品的脱水(复水)、脱蜡、脱脂处理。图2为A、B柱室的基本结构。该柱室有上盖16和下盖17组成，中间为园柱形玻璃真空罩，其上端设一密封室13，微电机22位于室外驱动密封室内的曲轴4，在提升支杆的带动下，借助于样品篮挂勾17，使样品篮18以每分钟120次左右的速度上下往复运动，使样品充分与染液接触，从而提高样品处理效果。
密封室13的上部设有开盖、关盖以及使盖转动90°并使样品篮提升的机构(装置)，其特点是，有一个提升支杆12与一个支承板21成垂直活动连接，该提升支杆以其内端与支承板连接，并可在水平方向转动90°，该提升支杆的外端上开有一内螺纹孔，其上装有调节螺杆11，该螺杆可在其内上下活动，其下端与密封室的上端连动接口连接。这样封盖时，只要旋紧调节螺杆11便可以压紧上盖16；取样时，旋松调节螺杆11即可开盖，并可将样品篮提起并使其在水平方向转动90°，将制备的样品取出。在样品柱的下盖下方设置有一远红外恒温加热器20，其温控范围及加热时间均由微机控制。
图3是样品柱C的整体结构及工作方式示意。该柱室是专用于电镜超薄切片染色的。该室由上密封盖23和下密封盖27组成一真空室。有一个专用于超薄切片的样品篮26，其特点是在一个工程塑料制作的园盘中央设有一个中心引液管，并通过其中的一段软管24与公共进液管2连通。中心引液管通过样品篮底部的间隙与多个小样品室勾通(小样品室设置若干电镜铜网25，其上设置超薄切片)。这种结构在真空泵通过公共管道3抽C室真空并开启阀F1时，可造成进液公共管2与各样品小室的压差，可使极少量的染色液(3～5ml)被压入多个样品小室。染 色完毕后又可利用冲洗液来排除废液，从而提高了超薄切片的制作质量。
由图4、图5和图6所示，微处理机CPU有多个输出接口与多个继电器J1～n的线包相接。由这些继电器J1～n的触头分别提供给电磁阀F真空泵P、恒温加热器20、搅拌器28、蜂鸣器22、液面探头10放大器29提供工作电源。现以A、B样品柱进液为例阐明其工作原理根据设定的程序，CPU输入＋24伏电压给继电器J6的线包，接通其常开触点，通过继电器J7的常闭触点将220V的电源提供给真空泵P，开始抽动A、B柱室的真空。CPU同时又输出＋24伏电压提供给相应的继电器J1，开启大气引入电磁阀F1，进液电磁阀F41～n，并供给液面探头10的放大器29电源，将试剂瓶溶液吸入A、B柱室，当液面接触检测探头时，立即引起放大器29的电路翻转，使继电器J7得电，拉开常闭触点，从而切断真空泵电源而停止进液。这时CPU再输入＋24伏电压给继电器J5，启动搅拌器28，使样品在染色液内上下动作。其排液原理与此类同。
实施例本实用新型的微处理机的硬件(主控板)由8048条列单片处理器，2K字节EPROM，74LS373，74LS244。和8243芯片组成，在微机与执行机构(处理单元)之间设有用于隔离的继电器。该微机主要包括三个主程序即脱水(包括复水、脱脂)，光学染色(包括脱蜡)；电子染色(超薄切片染色)，每一程序有30～50步。既可按标准程序操作，也可以作“点菜单”式地调动某些片段程序进行操作。样品处理完毕后由蜂鸣器发出鸣声自动关机。操作面板上有LED数字显示屏，自动显示处理时间和处理工序。此外可显示各个电磁阀、真空泵、搅拌器、恒温加热器的动作状态。
本实用新型的真空泵、电磁阀、搅拌器和加热器等全部低压化(直流32伏)，以解决仪器运行中可能发生的突然停电事故，当市电突然停止时，由电瓶自动供电，样品一经进入程序就可以按照设定程序处理完毕，决无乱序和损坏样品之忧。
本实用新型的处理系统中试剂瓶为三组共17个，样品柱3个，废液收集瓶8个，电磁阀为35个。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1.本实用新型实现了全封闭低真空状态下工作，无论工作与否，均无有毒气体泄漏。不影响人体健康，也不污染环境；2.整个样品处理过程自动化程度高，且更换试剂或回收试剂、废液十分方便。
3.既适合光镜样品处理，也适合电镜样品处理，且一机多用，功能齐全，样品处理时间短，质量好。
4.具有连续工作特点，不受停电影响，经济、实用。
权利要求1.一种由微处理机编程控制的生物显微样品脱水、染色处理装置，包括一个电控单元和一个样品处理单元，其特征在于a、一个封闭式样品处理系统，其中有与大气相通并引入大气的公共管道1，该管与所述处理系统中的试剂瓶71～n中的任一个接口连通，管1与户外大气连通之间设有电磁阀F1；b、有一个与大气相通并引入大气的公共管道4，该管与所述处理系统中的样品柱A、B、C、D中的任一个接口连通，管4与户外大气连通之间设有电磁阀F2；c、有一个用于抽真空的公共管道3，该管与所述处理系统中的样品柱A、B、C中的任一个的接口和一个真空泵P的接口连通，管3与泵P之间设有一双通式的电磁阀F3；d、有一个用于抽真空的公共管道6，该管与所述处理系统中的废液收集瓶51～n中的任一个的接口和一个真空泵P的接口连通，管6与泵P之间设有一双通式的电磁阀F3；e、有一个用于进液的公共管道2，该管与所述处理系统中的试剂瓶71～n和样品柱A、B、C中的任一个接口连通，管2与试剂瓶71～n接口之间设有电磁阀F41～n；f、有一个用于进液的公共管道5，该管与所述处理系统中的废液收集瓶81～n和样品柱A、B、C的任一个接口连通，管5与废液收集瓶81～n接口之间设有电磁阀F51～n。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的样品柱A、B、C中的任一个柱内装有检测液面高度的探头10，该探头的前端设有一个热敏电阻。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述样品柱A、B的任一柱上设有液体搅拌器，该搅拌器由一低速微电机22驱动一个位于密封室13内的曲轴14，该轴通过一连杆15与样品篮的挂勾17连接，所述样品篮18与连杆15连动。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述的微电机22转速为600转／分。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的样品柱A、B中的任一个柱上装有液体搅拌装置，该装置属于一个电磁振荡器，其频率为5Hz。
6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的样品柱A、B中的任一柱室的底盖19下部设有一个恒温加热器20，其温度可调。
7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的样品柱A、B中的任一柱室的密封室13上部，设有一用于装样、取样以及便于开盖、关盖和提升、移动的开盖装置，该装置由支承板21，调节螺杆11和提升支杆12构成，提升支杆12的内端与支承板21活动连结，可以在水平方向转动90°，提升支杆12的外端开有一内螺纹孔，其上设有调节螺杆11，该螺杆穿过内螺纹孔，其下端与密封室13的连动接口连接。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的微处理机的硬件是由8048系列单片微处理器，2K字节EPROM，74LS373，74LS244和8243芯片组成。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的微处理机与处理单元(执行机构)之间设有用于隔离的继电器。
专利摘要本实用新型公开了一种生物显微样品自动脱水染色仪，属于光学显微术和电子显微术样品制备领域。本机由微机控制，样品制备在一个全封闭系统中完成。该系统由若干公共管道、电磁阀、真空泵、样品柱、试剂瓶和回收瓶等组成，利用系统内的负压常压条件，实现进液、处理和排液，样品在三个封闭柱室的低真空下按电脑程序自动操作。其优点是，完全无污染，自控程度高，且一机多用，操作简便。
文档编号G01N1/28GK2066578SQ9020776
公开日1990年11月28日 申请日期1990年5月29日 优先权日1990年5月29日
发明者兰盛银, 胡春奎, 徐珍秀 申请人:华中农业大学