一種全自動處理生物載片樣品的裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種全自動處理生物載片樣品的裝置和方法。裝置主要包括檢測組件、基臺、Z臂、Y臂、X臂、加樣針和試劑以及標本識別掃描裝置。本發明專利技術可根據檢測過程要求和檢測步驟自動實現定時定量加樣，自動控制加熱，自動控制灌液和排液，實現檢測過程的全自動化。當載片標本需要熱處理時，可以直接向安插槽灌注溶液并進行加熱。在熱處理過程中，縫隙中的溶液即使產生揮發也會由于毛細作用能夠從載片組件底部的縫隙口吸入，得到自動補充，熱處理充分而均勻，不產生干枯的現象，克服傳統的烘烤式加熱容易造成揮發和干片問題，保障加熱過程的可靠性和重復性。本發明專利技術可以提高生物載片標本處理的可靠性、重復性和效率并實現全程的自動化流程。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物樣品處理領域，特別是涉及一種全自動處理生物載片樣品的裝置和方法。載片標本上的蛋白或基因檢測（如免疫組織化學法以及原為雜交基因檢測法等）需要幾十個復雜的步驟，環境和人為操作差異的多種因素都會影響測試結果的準確性、重復性。提高標本檢測的準確性、重復性和效率成為當務之急。目前常見儀器的運行，試劑都是從載片上方噴射加樣到載片上，加樣位置不能確保對標本的完全覆蓋，滴加試劑之后敞開孵育也及其容易導致試劑流失、揮發干片的問題。絕大部分標本處理過程中需要熱處理，這是使抗原或病原體特征蛋白回復原有形狀所必須的步驟，也是基因檢測中基因溶解和組織水化所必須的步驟。加熱一般在80-121℃進行并維持3-60分鐘。然而目前手工操作載片標本處理的裝置都不具備可加熱或耐熱的性能。在載片標本處理的中途需要將載片標本轉移到可加熱的容器內進行，而后又需要轉移到常溫的操作臺上，增加了操作流程的復雜性和操作誤差。而目前常用的帶有加熱功能的自動化儀器則使用噴射加樣然后將每個載片標本獨立烘烤加熱，極其容易造成試劑揮發干枯、加熱不均勻等現象。目前全世界市場上有近十家全自動免疫組化染色儀。其中，美國的溫塔那（Ventana）、德國的萊卡（leica）和丹麥的丹科（Dako）三家的儀器最為常用。但所有的儀器均存在以下幾個缺點，歸納為：慢（每輪程需要3-5小時），標本處理量小（每輪最多只能處理16-60張載片標本），重復性差（由于各個標本獨立加熱）所處的環境差異和溫度控制差異）。所有儀器都把載片標本平鋪安放，占據空間大，限制了儀器的容量，一般為16-60張之間。試劑加樣從載片上方噴射，加樣位置不能確保是標本所在的位置，造成標本沒有得到試劑的覆蓋而出現假陰性。絕大部分標本處理過程中需要熱處理，這是提高載片標本檢測專一性和靈敏度所必需的步驟。加熱需要在80oC以上的溫度并維持3-60分鐘。常用的方法是高壓鍋烹煮、一般沸煮或熱液體溫浴等方法。然而，目前儀器上的加熱都是以烘烤式的形式進行，試劑的揮發和氣泡的產生難以控制。本領域幾大產家，如溫塔那的儀器使用油膜覆蓋的方法（在加了試劑之后復加一層硅油），減少揮發。但是硅油覆蓋難以做到每張載片都得以均勻完全，并且需要后續的特殊清洗洗去硅油。萊卡的儀器使用塑料蓋薄片的方式蓋在試劑上防止揮發，但是因為載片標本是平方的，加熱過程中氣泡積累在標本和塑料蓋之間，引起加熱不均勻、因氣泡局部積聚所產生的局部干枯問題以及局部氣泡積聚所造成的后續清洗不完全引起的背景等問題。其它產家，如Dako、Biocare，Biogenex等采用更溫和的溫度（一般在90-97oC）來防止沸騰造成的氣泡、揮發和干枯現象。這種方法卻延長了時間，也還是不能徹底解決氣泡和揮發的根本問題。所有的儀器均采用每張載片標本分開加熱，獨立溫度控制，載片之間以及儀器之間的溫度差異在所難免，影響到標本處理的重復性和可靠性。所有的儀器均使用單機械臂取樣、加樣的方式，花費大量的時間取樣和加樣，進一步限制了儀器的通量。專利CN102770746A公開了一種用于處理置于載片上的至少一份生物樣品的自動化染色裝置，所述裝置包括：至少一個毛細作用染色組件，其包括：設置成可拆卸地支持載片支架的載片支架支撐物，所述載片支架設置成支持一個或多個載片，和設置成可拆卸地支持毛細蓋支架的毛細蓋支架支撐物，所述毛細蓋支架設置成支持一個或多個毛細蓋，其中所述載片支架能夠被移除獨立于毛細蓋支架的移除；以及含有第一流體的第一流體容器，其中自動化染色裝置設置成自動地：控制所述載片支架支撐物以將一個或多個載片從插入位置轉動到一個或多個傾斜位置，并控制毛細蓋支架支撐物以使一個或多個毛細蓋向一個或多個載片移動，以在每個載片和每個毛細蓋之間自動地形成毛細間隙，所述毛細間隙作為毛細室；并且在載片處于所述傾斜位置時，從所述流體容器中自動地供給一定量的第一流體至所述載片。該專利文獻克服具有一次僅處理一個載片的復雜機構的缺點，留有小縫隙的蓋讓液體（或試劑）在蓋的小縫隙中，隨著蓋的角度翻轉，蓋的中間留有小縫隙，使蓋片翻轉時不會貼到（碰觸到）標本。但該專利無法大批量處理，且由于結構需要翻轉載片和蓋片使得操作步驟多降低效率且影響處理效果，蓋片只是在標本處理到某一個階段之后才蓋上去，蓋片是移動的，在需要將液體流掉或放掉進入下一步試劑的時候，蓋片需要翻轉抬起來，蓋面沒有起到讓液體自由通過的功能；蓋片需要翻轉抬起來，導致下一步加入試劑不方便；不能全程蓋住載片不利于處理效果。因此，當前存在一種需求，需要一種能夠更快速可靠處理載片標本的裝置和方法。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提出了一種處理生物載片標本的自動化裝置和方法，能夠更有效更可靠地處理大批量的載片標本。本專利技術的目的至少通過如下技術方案之一實現。一種全自動處理生物載片樣品的裝置，包括檢測組件、基臺、Z臂、X臂、Y臂、加樣針、能夠識別條碼及二維碼的試劑掃描器和能夠識別條碼及二維碼的載片標本掃描器；XYZ對應空間直角坐標系的坐標軸；檢測組件包括容器、底座、加熱裝置、進液口、排液口、控制器、熱電偶、載片、載片蓋板和載片支架；控制器控制加熱裝置的啟動與停止；加熱裝置位于底座上方且位于容器下方；容器用于放置加熱介質和一個以上的載片支架；熱電偶安置在容器內，熱電偶實時感應容器(301)中的溫度，并將感應數據傳遞給控制器，控制器根據感應數據調節加熱功率的輸出；所述試劑掃描器和載片標本掃描器均與所述控制器連接，將掃描結果傳輸給控制器；所述載片蓋板和載片配合，組成一組用于標本處理的載片組件；載片支架的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架中的載片組件底端與容器底部留有間隙；所述載片支架上設置有一體形成的豎直或傾斜的多個V形安插槽，每個V形安插槽中固定設置彈簧片；多個V形安插槽緊密排成一列，所述載片支架包括一列或多列V形安插槽；載片組件沿著載片支架的V形安插槽插入，載片蓋板的表面壓制板型彈簧產生彈簧壓力施加在載片組件上以實現壓緊作用；載片支架的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架中的載片組件底端與容器底部留有間隙；Z臂豎直固定設置在基臺上；X臂安裝在Z臂上，Z臂上設有用于控制X臂沿Z臂上下移動的步進控制機構；Y臂安裝在X臂上，X臂上設有用于控制Y臂沿X臂左右移動的步進控制機構；Y臂上安裝有一個加樣針或者多個加樣針形成加樣針組；Y臂上設置有步進控制機構，能在控制器的控制下驅動加樣針組沿著Y臂移動；Y臂上還設置了間距調節機構，能在控制器的控制下調節加樣針組各加樣針之間的間距。在步進控制機構的控制下，加樣針能上下移動以調節加樣針的高度即與基臺的距離；加樣針在步進控制機構的控制下能自動移動到載片組件的加樣槽上方。進一步地，加樣針通過管路連接有加樣微泵；加樣微泵能控制器的控制下控制取樣和放樣的體積和次數、控制著每次試劑的加樣量以及取一次試劑單次加完和取一次試劑分多次加到多個標本上。進一步地，檢測組件1的個數為一個或多個，多個檢測組件1平行放置在基臺上，能用于同時處理較大量的載片標本或處理需要不同操作流程的載片標本。進一步地，所述步進控制機構為步進電機驅動下的絲桿機構或步進電機驅動下的帶傳動機構。進一步地，所述處理裝置還包括與進液口連接的進液控制部件和與排液口連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于包括檢測組件（1）、基臺（2）、Z臂（3）、X臂（4）、Y臂（5）、加樣針（6）、能夠識別條碼及二維碼的試劑掃描器和能夠識別條碼及二維碼的載片標本掃描器；XYZ對應空間直角坐標系的坐標軸；檢測組件（1）包括容器（301）、底座（302）、加熱裝置（303）、進液口（308）、排液口（307）、控制器（309）、熱電偶（312）、載片（101）、載片蓋板（601）和載片支架（602）；控制器（309）控制加熱裝置的啟動與停止；加熱裝置（303）位于底座（302）上方且位于容器（301）下方；容器（301）用于放置加熱介質和一個以上的載片支架（602）；熱電偶（312）安置在容器內，熱電偶（312）實時感應容器(301)中的溫度，并將感應數據傳遞給控制器（309），控制器（309）根據感應數據調節加熱功率的輸出；所述試劑掃描器和載片標本掃描器均與所述控制器連接，將掃描結果傳輸給控制器；所述載片蓋板（601）和載片（101）配合，組成一組用于標本處理的載片組件；載片支架（602）的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架（602）中的載片組件底端與容器底部留有間隙；所述載片支架（602）上設置有一體形成的豎直或傾斜的多個V形安插槽（604），每個V形安插槽（604）中固定設置彈簧片（603）；多個V形安插槽緊密排成一列，所述載片支架包括一列或多列V形安插槽；載片組件沿著載片支架的V形安插槽（604）插入，載片蓋板（601）的表面壓制板型彈簧（603）產生彈簧壓力施加在載片組件上以實現壓緊作用；載片支架（602）的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架（602）中的載片組件底端與容器底部留有間隙；Z臂（3）豎直固定設置在基臺（2）上；X臂（4）安裝在Z臂（3）上，Z臂上設有用于控制X臂（4）沿Z臂上下移動的步進控制機構；Y臂（5）安裝在X臂（4）上，X臂上設有用于控制Y臂（5）沿X臂左右移動的步進控制機構；Y臂（5）上安裝有一個加樣針（6）或者多個加樣針（6）形成加樣針組；Y臂（5）上設置有步進控制機構，能在控制器的控制下驅動加樣針組沿著Y臂移動；Y臂上還設置了間距調節機構，能在控制器的控制下調節加樣針組各加樣針之間的間距；在步進控制機構的控制下，加樣針能上下移動以調節加樣針的高度即與基臺的距離；加樣針（6）在步進控制機構的控制下能自動移動到載片組件的加樣槽（102）上方。...

【技術特征摘要】
1.一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于包括檢測組件（1）、基臺（2）、Z臂（3）、X臂（4）、Y臂（5）、加樣針（6）、能夠識別條碼及二維碼的試劑掃描器和能夠識別條碼及二維碼的載片標本掃描器；XYZ對應空間直角坐標系的坐標軸；檢測組件（1）包括容器（301）、底座（302）、加熱裝置（303）、進液口（308）、排液口（307）、控制器（309）、熱電偶（312）、載片（101）、載片蓋板（601）和載片支架（602）；控制器（309）控制加熱裝置的啟動與停止；加熱裝置（303）位于底座（302）上方且位于容器（301）下方；容器（301）用于放置加熱介質和一個以上的載片支架（602）；熱電偶（312）安置在容器內，熱電偶（312）實時感應容器(301)中的溫度，并將感應數據傳遞給控制器（309），控制器（309）根據感應數據調節加熱功率的輸出；所述試劑掃描器和載片標本掃描器均與所述控制器連接，將掃描結果傳輸給控制器；所述載片蓋板（601）和載片（101）配合，組成一組用于標本處理的載片組件；載片支架（602）的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架（602）中的載片組件底端與容器底部留有間隙；所述載片支架（602）上設置有一體形成的豎直或傾斜的多個V形安插槽（604），每個V形安插槽（604）中固定設置彈簧片（603）；多個V形安插槽緊密排成一列，所述載片支架包括一列或多列V形安插槽；載片組件沿著載片支架的V形安插槽（604）插入，載片蓋板（601）的表面壓制板型彈簧（603）產生彈簧壓力施加在載片組件上以實現壓緊作用；載片支架（602）的兩端掛在容器相互正對的兩側邊上，使載片支架（602）中的載片組件底端與容器底部留有間隙；Z臂（3）豎直固定設置在基臺（2）上；X臂（4）安裝在Z臂（3）上，Z臂上設有用于控制X臂（4）沿Z臂上下移動的步進控制機構；Y臂（5）安裝在X臂（4）上，X臂上設有用于控制Y臂（5）沿X臂左右移動的步進控制機構；Y臂（5）上安裝有一個加樣針（6）或者多個加樣針（6）形成加樣針組；Y臂（5）上設置有步進控制機構，能在控制器的控制下驅動加樣針組沿著Y臂移動；Y臂上還設置了間距調節機構，能在控制器的控制下調節加樣針組各加樣針之間的間距；在步進控制機構的控制下，加樣針能上下移動以調節加樣針的高度即與基臺的距離；加樣針（6）在步進控制機構的控制下能自動移動到載片組件的加樣槽（102）上方。2.根據權利要求1所述的一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于加樣針（6）通過管路連接有加樣微泵；加樣微泵能控制器的控制下控制取樣和放樣的體積和次數、控制著每次試劑的加樣量以及取一次試劑單次加完和取一次試劑分多次加到多個標本上。3.根據權利要求1所述的一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于檢測組件(1)的個數為一個或多個，多個檢測組件(1)平行放置在基臺（2）上。4.根據權利要求1所述的一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于所述步進控制機構為步進電機驅動下的絲桿機構或步進電機驅動下的帶傳動機構。5.根據權利要求1所述的一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于還包括與進液口（308）連接的進液控制部件和與排液口（307）連接的排液控制部件，進液控制部件和排液控制部件采用微泵或電磁閥實現；微泵或電子閥均由控制器控制，實現定量灌液和排液；控制器（309）與主機連接，接收主機的指令。6.根據權利要求1所述的一種全自動處理生物載片樣品的裝置，其特征在于：所述蓋板包括毛細平面（901）、深度定位面（902）、寬度定位塊（903）、底部定位塊（904）、槽側面（906）和槽開口面（907）；所述毛細平面（901）的相互正對的兩側邊上方設置有所述兩個深度定位面（902），毛細平面（901）與深度定位面平行；所述載片的平面靠近兩側邊緣的部分與深度定位面（902）貼合，使載片表面與毛細平面（901）之間形成一個毛細縫隙；每個深度定位面（902）上遠離毛細平面（901）的外側邊緣設有一個以上的所述寬度定位塊（903）；位于不同深度定位面（902）上的寬度定位塊（903）之間的垂直距離與載片的寬度匹配以起到限位作用；底部定位塊（904）設置在深度定位面（902）的底端；所述槽開口面（907）與毛細平面（901）的上端連接并形成夾角A1，A1為1~175度平面角；槽開口面（907）兩側各連接有一個槽側面（906）；所述槽開口面（907）及兩個槽側面（906）與載片平面共同構成一個與所述毛細縫隙連通的加樣槽，毛細縫隙底部具有縫隙口；載片蓋板與載片的長度相當或相等，槽側面（906）上與載片平面貼合的一側即所述兩個深度定位面（902）的上端均設有一個標簽槽（909），當載片上貼有標簽時，標簽槽提供足夠的空間用于容納標簽的厚度，使載片蓋板能夠與載片貼緊而不受載片上是否貼有標簽的影響；兩個槽側面（906）的外側設有頂部條紋（91...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭金燦，郭恩明，
申請(專利權)人：廣州深達生物制品技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44