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用于生物樣品染色的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的方法、自動化設(shè)備和系統(tǒng)，例如以用于組織學(xué)和細(xì)胞學(xué)檢查。包括布置在框架中的載玻片的患者殼體被裝載到該設(shè)備中，在該設(shè)備中，根據(jù)預(yù)定的或操作者規(guī)定的處理方案針對載玻片以不同的方式進(jìn)行預(yù)處理，包括例如干燥、烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索以及染色。
【專利說明】用于生物樣品染色的方法、設(shè)備和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的方法、自動化設(shè)備和系統(tǒng)。本發(fā)明用于例如組織學(xué)目的的和細(xì)胞學(xué)的檢查的生物材料的處理。本發(fā)明的一個方面涉及在自動化染色設(shè)備中操作和處理安裝在顯微鏡載玻片上的患者組織樣品。
【背景技術(shù)】
[0002]癌癥是由細(xì)胞的不受控制的生長、隨后入侵到相鄰組織、并且有時候擴(kuò)散到身體的其它部分而引起的疾病群。大多數(shù)癌癥形成腫瘤，腫瘤可以導(dǎo)致器官衰竭，并且是全球性的死亡誘因。
[0003]癌癥由腫瘤專家診斷和治療。決定性的診斷通常需要對通過例如外科手術(shù)、活組織檢查或尸體解剖而提取的癌癥樣本直接進(jìn)行組織學(xué)檢查。這些樣本在解剖病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中通過類似蘇木精和曙紅(稱為H&E)初級染色和高級染色的染色技術(shù)，利用作為廣為使用的方法的免疫組織化學(xué)(IHC)進(jìn)行檢查。
[0004]免疫組織化學(xué)(IHC)是這樣一種技術(shù)，其涉及使用特定的結(jié)合劑，例如抗體和抗體片段，來檢測在組織樣品中可能出現(xiàn)的特定抗原。免疫組織化學(xué)廣泛用于臨床和診斷應(yīng)用，例如以診斷具體的疾病狀態(tài)或狀況，例如癌癥。例如，可以根據(jù)從受檢者獲得的樣品中存在的特定標(biāo)記抗原來診斷特定類型的癌癥。
[0005]解剖病理學(xué)(AP)實(shí)驗(yàn)室接收來自活組織檢查、外科手術(shù)或尸體解剖的新鮮組織或細(xì)胞樣品。在典型的實(shí)驗(yàn)室分析工作流程中，整個器官或組織樣品被切開且進(jìn)行描述。樣品被切割成較小的塊狀物，并且被固定在甲醛中，以保存該結(jié)構(gòu)并保護(hù)組織免于降解。組織用福爾馬林固定在盒中過夜，在乙醇浴中進(jìn)行脫水，并且被包埋在石蠟塊狀物中(組織處理)，由此在顯微鏡用薄片切片機(jī)上切割成薄切片(1-10微米厚)。福爾馬林固定石蠟包埋(FFPE)的組織切片被安裝到顯微鏡載玻片上，并且通常通過兩個一般的途徑來進(jìn)行處理:
[0006]首先，組織切片被烘烤和脫蠟(清蠟)，并且在簡單且自動化的批處理器械中通過一系列試劑浴處理而借助于一般性初級染色蘇木精和曙紅(H&E)方法進(jìn)行染色。H&E染色的載玻片由蓋玻片覆蓋，并且由病理學(xué)家利用明視野顯微鏡進(jìn)行檢查，以識別細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并且診斷疾病狀態(tài)。
[0007]剩余的載玻片經(jīng)受更加特定分析的光學(xué)二次波，即所謂的高級染色，其顯現(xiàn)根據(jù)初始H&E染色選擇的組織切片中的特定的蛋白質(zhì)、基因或組織結(jié)構(gòu)。
[0008]一種廣泛使用的高級染色方法是免疫組織化學(xué)(IHC)，其是基于免疫的方法，用于顯現(xiàn)組織中的蛋白質(zhì)和結(jié)構(gòu)，以用于檢測和診斷癌癥和其它疾病。對于IHC染色，載玻片經(jīng)過多個復(fù)雜的步驟:(a)所謂的烘烤，以幫助將薄組織切片附著到載玻片；(b)脫臘，以移除組織中的石蠟包埋介質(zhì)和脂肪成分；(C)通過加熱和緩沖液處理或酶解而進(jìn)行目標(biāo)檢索或抗原檢索，其與之前的甲醛固定效果部分地相背，并且還使得組織腫脹；以及(d)利用初級和次級抗體的一系列孵育、多個洗滌和封阻次序、通常之后是次級抗體酶偶合物和色原體或熒光標(biāo)記，來進(jìn)行染色。由病理學(xué)家在明視野或熒光顯微鏡中檢查在組織中得到的染色圖案，該染色圖案作為診斷的基礎(chǔ)。
[0009]各種已知的組織化學(xué)或免疫組織化學(xué)染色需要在限定的溫度下，在特定時間段內(nèi)以良好限定的序列添加和移除多種試劑。因此，已經(jīng)提出了多種器械，其能夠在計(jì)算機(jī)控制下同時執(zhí)行由技術(shù)專家指定的各種各樣的染色。
[0010]被稱為“染色器”的這些器械是實(shí)驗(yàn)室機(jī)械臂器械，能夠用各種弄個試劑處理載玻片，并且受軟件系統(tǒng)控制。某些染色器可以執(zhí)行多個高級染色方案，某些包括烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索的處理步驟。以下描述特定的染色器。
[0011]參照目標(biāo)檢索過程，對于所有待染色的目標(biāo)而言沒有單個目標(biāo)檢索方法或方案是理想的。還應(yīng)當(dāng)理解，選擇最佳目標(biāo)檢索方法是若干因素之間的折中，包括具體固定方法、優(yōu)選的特定染色強(qiáng)度和可能變化的組織形態(tài)。對于具體的情況，熟練的病理學(xué)家將優(yōu)選使用具體目標(biāo)的抗體、適合于特定抗體的染色方案和最佳目標(biāo)檢索方法、以及組織固定方法的最佳實(shí)踐組合。當(dāng)前，沒有自動化染色器器械能夠在不將器械生產(chǎn)能力犧牲到手動染色操作更加有效的程度的情況下提供執(zhí)行最佳方案的可能性。
[0012]通常，甚至在高度自動化的解剖病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，用于處理樣品的多種工作流程包括手動和自動過程。甚至大多數(shù)自動化實(shí)驗(yàn)室依賴于手動且即時地將樣品和載玻片搬運(yùn)、移動、排序和裝載進(jìn)入和離開多種器械平臺，來獲得高效的工作流程。由于以下因素的變化:一般患者壓力、操作院中的活動、醫(yī)院中的傳輸路線和科室之間的傳輸路線、以及職員可用性，包括當(dāng)病理學(xué)家或其它專家能夠進(jìn)行最終檢查和診斷的情況，而使得樣品處理工作流程的產(chǎn)率要求隨時間而變化。因此，實(shí)際手動樣品和載玻片搬運(yùn)計(jì)劃，包括器械-操作者交互作用，始終是變化的，并且優(yōu)化并不是直截了當(dāng)?shù)摹?br> [0013]許多采樣數(shù)據(jù)，例如患者ID、數(shù)據(jù)、來自總體或活組織檢查的信息以及一批的切片數(shù)量，通過實(shí)驗(yàn)室信息網(wǎng)絡(luò)共享，在自動化平臺之間通過先進(jìn)標(biāo)簽系統(tǒng)而得到輔助。盡管這樣，但是應(yīng)當(dāng)理解，樣品和載玻片在器械平臺之間以復(fù)雜的圖案物理地手動移動。
[0014]盡管最近在基于軟件的工作流程計(jì)劃優(yōu)化工具和傾斜處理優(yōu)化工具方面取得了進(jìn)步，但是實(shí)驗(yàn)室中的工作流程是有壓力的，并且對人員存在需求，原因是速度通過不斷改變外部產(chǎn)量需求和器械平臺的循環(huán)時間而設(shè)定。另外，當(dāng)器械以類似模式的批次操作且平臺上的過程時間長時，操作者的多個手動樣品處理步驟受限于器械的節(jié)奏。
[0015]盡管解剖病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的工作流程與臨床化學(xué)和微生物實(shí)驗(yàn)室中找到的那些工作流程共享了某些特征，但是在樣品處理和評估方面仍然存在基本的差別。
[0016]在臨床化學(xué)和微生物實(shí)驗(yàn)室中，樣品(例如血液、尿液或來自患者的其它樣品)被分配到多個測試管、藥水瓶或井管中，并且在若干自動化平臺上通過多個過程進(jìn)行處理。來自各個過程的輸出是數(shù)字化數(shù)據(jù)或者說是數(shù)字化處理的數(shù)據(jù)組，它們易于組合以形成最終的診斷，而不需要進(jìn)一步的物理樣品。這種數(shù)字化的輸出格式與解剖病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的輸出形成強(qiáng)烈對比，在解剖病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，來自整個患者殼體的處理的樣品載玻片通常在一起進(jìn)行視覺檢查，同時獲得診斷。
[0017]病理學(xué)家通過檢查整個殼體，即組合的載玻片的初級和特定染色圖案以及細(xì)胞和組織形態(tài)，來進(jìn)行診斷。
[0018]另外，載玻片格式自身使得器械、過程和處理要求與例如臨床化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不同。小瓶或其它管可以被閉合，固定地保持例如處理試劑，并且通過機(jī)械手進(jìn)行傳輸。載玻片是平的，不能夠保持試劑，并且樣品可能容易地被刮傷、變干或以其它方式損壞。
[0019]未處理過的和處理過的載玻片作為單個載玻片、在特定的平托盤上或者在所謂的支架中而在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行傳輸和存儲。支架具有兩種一般的形式。第一種是這樣的支架，在該支架處，載玻片堆疊成平行面板，從而形成豎向或水平的疊堆。例子包括Sakura型載玻片支架或托架(Sakura Finetek,日本)或者類似的類型。這些支架廣泛用于實(shí)驗(yàn)室相互運(yùn)輸以及多個品牌的初級(H&E)和特定染色劑(SS)染色器械，其中相同支架中的所有載玻片利用相同的方案進(jìn)行處理，并且與自動蓋玻片器械相兼容。
[0020]其它類型的支架具有彼此緊挨著安裝在同一個平面中并且面向相同方向的載玻片。例子包括用于LabVision自動染色器(LabVision公司，美國加州佛利蒙市)的支架，其用作實(shí)驗(yàn)室相互傳輸車輛，并且在LabVision自動染色器中進(jìn)行IHC染色操作期間保持載玻片。
[0021]用于Symphony H&E染色器(Roche/Ventana醫(yī)療系統(tǒng)，美國亞利桑那州圖森)的另一種載玻片支架包括金屬托盤，載玻片成行地安裝在該金屬托盤上，如例如US2005186114A1 中所述。
[0022]應(yīng)當(dāng)理解，各種支架通常用作中間存儲裝置且用作各個實(shí)驗(yàn)室工作站、處理器械之間的運(yùn)輸車輛，并且有時候用作自動器械中的保持裝置。針對特定方案和器械的載玻片到支架中的排序和重新排序是手動地進(jìn)行的，并且是費(fèi)力且易于出現(xiàn)錯誤的。
[0023]器械平臺用于包括H&E染色的初級染色，在某些特征方面類似于高級染色器。然而，對于初級染色而言，所有載玻片利用相同的試劑染色方案進(jìn)行處理，并且不進(jìn)行目標(biāo)檢索過程。
[0024]具有一定受限內(nèi)部載玻片存儲容量的某些初級染色器是已知的，例如萊卡XL載玻片染色器型號ST501，其對放置在Sakura式支架中的載玻片進(jìn)行初級H&E染色。其特征在于通過進(jìn)出抽屜、機(jī)械臂將載玻片支架遞送到浸泡槽、水浴槽和爐中的試劑而連續(xù)地裝載和卸載載玻片支架。其并不具有實(shí)際的內(nèi)部存儲，但是載玻片支架可以存儲在空的浸泡槽中而不用于染色操作。這將降低染色操作靈活性，并減少方案的選擇。
[0025]與在犧牲了染色方案的靈活性和通過量的情況下進(jìn)行處理相比，W02006068500A1中所述的另一個類似的所謂浸潰和浸泡線性H&E染色器具有的理論容量將更多的載玻片保持在支架中。
[0026]US2005186114A1中描述的另一個具有理論內(nèi)部載玻片存儲容量的初級染色器械，由Roche銷售的Symphony,允許特定的托盤裝載、處理和從器械卸載,該托盤具有安裝有組織樣品的顯微鏡載玻片。與大多數(shù)其它染色器相比，每個托盤中的載玻片利用相同的染色過程單獨(dú)地處理。這是極為有利的特征，原因是其避免了組織和試劑交叉污染。
[0027]裝載到初級H&E染色器上的載玻片經(jīng)受相同的過程，即它們不需要根據(jù)方案進(jìn)行排序。如上所述，許多不同的方案應(yīng)用于高級染色器。
[0028]包括烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索過程的全自動IHC和ISH高級染色器械已經(jīng)通過以下公司而引入:Ventana 醫(yī)療系統(tǒng)公司(BenchMark? 和 Discovery?)、Vision Biosystem 和Leica (Bond?)、Celerus (WaveRPD)和 BioGenex (16000, XmatrixDX)。通常，它們構(gòu)建在所謂的圓盤傳送帶或矩陣設(shè)計(jì)中。
[0029]在圓盤傳送帶設(shè)計(jì)中，載玻片和試劑分配器布置在不同的圓盤傳送帶上，并且朝向彼此移動，以將試劑施加到載玻片。在矩陣設(shè)計(jì)中，載玻片是靜止的，并且利用吸放架空機(jī)械手通過試劑進(jìn)行處理。
[0030]由LabVision公司(自動染色器)和BioCare (intelliPath-FLX)引入的其它高級染色器矩陣設(shè)計(jì)僅僅進(jìn)行試劑染色，而不進(jìn)行烘烤、脫蠟或目標(biāo)檢索步驟。它們均需要裝載有已經(jīng)被預(yù)先處理的載玻片。
[0031]所有現(xiàn)有技術(shù)的器械的缺陷包括，它們作為批次型的器械進(jìn)行運(yùn)作，也就是僅僅在完成的批次卸載時才能裝載新的載玻片或支架。這需要操作者在固定時刻進(jìn)行頻繁的干預(yù)，操作者必須手動地裝載和卸載單獨(dú)的載玻片或預(yù)先排序的載玻片。
[0032]更具體地，現(xiàn)有技術(shù) 的器械操作為物理獨(dú)立的器械平臺，其與實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)際載玻片和患者殼體工作流程整合不佳，并且實(shí)際的工作流程和人員受到限制。
[0033]若干現(xiàn)有技術(shù)的高級染色器，例如Bench Mark Ultra、Bonds、Wave和intelliPath-FLX作為“連續(xù)染色器”進(jìn)行銷售。這些器械中每個器械都以多批次模式器械進(jìn)行工作，能夠裝載和卸載(ι-?ο)批次的載玻片，部分地獨(dú)立于其它的批次。通過抽屜布置來進(jìn)行載玻片的裝載和卸載。
[0034]這意味著當(dāng)之前的載玻片被處理和移除時可以手動地裝載新的載玻片。然而重要的是要認(rèn)識到，對于這些器械，操作者需要步行到染色器，并且在能夠裝載新的載玻片之前卸載處理過的載玻片。
[0035]考慮到處理步驟的持續(xù)時間，僅僅能夠以固定的時間間隔裝載新的的批次。如果完成的載玻片沒有被移除，那么器械不能夠處理下一個批次，因此保持被動且不進(jìn)行生產(chǎn)。
[0036]術(shù)語“連續(xù)染色器”用來區(qū)別于單個批次操作的器械，其中載玻片一起分批裝載和卸載，并且器械操作并不夾雜例如高優(yōu)先級的載玻片。
[0037]Dako的US200136135A1中所述的IHC高級染色設(shè)計(jì)包括多個可移動的載玻片支架、架空機(jī)械手、多種處理模塊、單獨(dú)的裝載和卸載工位以及存儲模塊。與本發(fā)明中的優(yōu)選染色器相比，該設(shè)計(jì)使用極為不同的處理模塊。例如，在目標(biāo)檢索期間，如US200136135A1所述，保持載玻片的支架下降到三個大的浸泡槽之一中。因此，在每個支架中的所有載玻片經(jīng)受相同的目標(biāo)檢索處理。需要不同目標(biāo)檢索過程的載玻片組不能夠安裝在同一個支架上。因此，例如來自一個患者殼體的組織載玻片將通常需要根據(jù)目標(biāo)檢索方法進(jìn)行排序，并安裝在不同的支架上，在所有的支架處理之后，載玻片重新組裝到殼體中。
[0038]染色處理的自動化操作已經(jīng)改進(jìn)了染色質(zhì)量，并減少了手動勞動力的需要，但是人類操作者-器械交互作用和實(shí)際的工作流程仍然需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0039]本發(fā)明的實(shí)施例的一個目的在于，通過消除或至少減少載玻片排序的需要來消除現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的缺陷，以改進(jìn)操作者-器械交互作用并且優(yōu)化染色設(shè)備的通過量。本發(fā)明的目的還在于，在允許靈活使用大多數(shù)合適試劑和用于例如烘烤、脫蠟、目標(biāo)檢索和染色的過程的同時來實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0040]在這種背景下，本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供用于生物樣品自動化染色的方法和設(shè)備。具體地，本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供方法和設(shè)備，其能夠根據(jù)各種處理方案有效地處理樣品。本發(fā)明的實(shí)施例的另一個目的在于提供方法和設(shè)備，其降低或消除在染色期間或者染色之前的預(yù)處理期間載玻片混淆的風(fēng)險。本發(fā)明的實(shí)施例的另一個目的在于提供方法和設(shè)備，其操作減少了體力勞動的需要，并且其至少部分地使得該方法和設(shè)備能夠在不需要操作者干預(yù)的情況下執(zhí)行預(yù)處理和/或染色。
[0041]在第一個方面中,本發(fā)明提供一種用于布置在多個載玻片上的多個生物樣品染色的方法，其包括:
[0042](a)將載玻片布置在框架中以形成殼體,在該殼體中多個載玻片被保持在框架中相應(yīng)部位處的相互固定位置中；
[0043](b)將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中，所述自動化染色設(shè)備包括:處理部分，所述處理部分包括用于載玻片的預(yù)處理和染色的多個工位；和存儲部分，所述存儲部分用于在殼體處于處理部分外側(cè)時存儲該殼體；
[0044](C)使控制染色設(shè)備的操作的電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片；
[0045](d)將用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案加載到所述電子控制系統(tǒng)中，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同；
[0046](e)使得自動化設(shè)備的所述多個工位:
[0047]使殼體中的每 個載玻片根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，該自動化設(shè)備針對殼體中的至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和可選的染色操作，并且根據(jù)處理方案的要求將殼體移動到工位和從工位移動殼體；其中使每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理的步驟包括:使載玻片經(jīng)受在目標(biāo)檢索單元中執(zhí)行的目標(biāo)檢索操作，在每個目標(biāo)檢索單元僅僅容納單個載玻片的同時在該目標(biāo)檢索單元中執(zhí)行目標(biāo)檢索，以便針對每一個載玻片單獨(dú)地控制目標(biāo)檢索操作；(f)將殼體從自動化染色設(shè)備的處理部分卸載；
[0048](g)在一時間點(diǎn)處將殼體存儲在自動化設(shè)備的存儲部分中，該時間點(diǎn)出現(xiàn)在電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片之前或優(yōu)選地之后，和:
[0049]?在將殼體裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分中之前；或
[0050]?在完成所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的至少一個操作之后，但是在完成后續(xù)的所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的一個操作之前；或
[0051]?在完成所述染色操作之后，但是在完成后續(xù)的后染色操作之前；或
[0052]?在完成所有所述預(yù)處理操作、所述染色操作和所述后染色操作之后；
[0053]其中在步驟(b)至(g)中，從將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中時的第一時間點(diǎn)直到殼體已經(jīng)從自動化染色設(shè)備移除時的后來的第二時間點(diǎn)，載玻片始終保持固定到框架。
[0054]在第二個方面中，本發(fā)明提供一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的方法，其包括:
[0055]將載玻片布置在框架中，在所述框架中載玻片被保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中；
[0056]將具有載玻片的框架裝載到自動化染色設(shè)備中，該自動化染色設(shè)備包括用于載玻片預(yù)處理和染色的多個工位；
[0057]使染色設(shè)備的電子控制系統(tǒng)將載玻片識別記號(例如載玻片標(biāo)識符)分配框架中的每個載玻片；
[0058]將用于載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案加載到所述電子控制系統(tǒng)中，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同；
[0059]使得自動設(shè)備的所述工位根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)使每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，由此所述設(shè)備針對至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理和/或染色，并且根據(jù)處理方案的要求將載玻片移動到工位和從工位移動載玻片；
[0060]將具有載玻片的框架從自動化染色設(shè)備卸載。
[0061]在第三個方面中，本發(fā)明提供一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的自動化設(shè)備，其包括:
[0062]用于支撐框架的結(jié)構(gòu)，該框架用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中；
[0063]電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以:(i)利用部位識別記號對每個部位加標(biāo)簽，也就是將部位標(biāo)識符分配到每個部位；(ii)利用載玻片識別記號對每個載玻片加標(biāo)簽，也就是將載玻片標(biāo)識符分配到每個載玻片；以及(iii)將每個載玻片識別記號與保持載玻片的部位的部位識別記號相關(guān)聯(lián)；所述電子控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)，以用于接納用于載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案，所述處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同；
[0064]多個工位，每個工位包括用于相應(yīng)地執(zhí)行所述預(yù)處理操作和染色操作中的至少一個操作的結(jié)構(gòu)，并且每個工位被構(gòu)造成用以接收來自所述電子控制系統(tǒng)的控制信號，以便根據(jù)處理方案執(zhí)行每個載玻片的預(yù)處理操作和染色操作，由此所述設(shè)備針對至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和/或染色操作；
[0065]傳送帶系統(tǒng)，所述傳送帶系統(tǒng)被構(gòu)造成用以響應(yīng)于電子控制系統(tǒng)提供的控制信號而以所述處理方案規(guī)定的序列將框架和載玻片相對于工位進(jìn)行定位。
[0066]在第四個方面中，本發(fā)明提供一種用于布置在多個載玻片上的多個生物樣品染色的自動化設(shè)備，其包括:
[0067](a)用于支撐框架的結(jié)構(gòu)，該框架用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中，其中具有載玻片的框架形成殼體；
[0068](b)處理部分，所述處理部分包括用于載玻片預(yù)處理和染色的多個工位；
[0069](C)電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以控制染色設(shè)備的操作，并且將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片；
[0070](d)電子存儲器，所述電子存儲器與電子控制系統(tǒng)操作性地相關(guān)聯(lián)，所述電子存儲器存儲用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同；
[0071](e)多個目標(biāo)檢索單元，所述多個目標(biāo)檢索單元用于針對每個載玻片執(zhí)行目標(biāo)檢索，每個目標(biāo)檢索單元被構(gòu)造成用以每次僅僅容納單個載玻片；所述控制系統(tǒng)和目標(biāo)檢索單元被構(gòu)造成用以針對每個載玻片單獨(dú)地控制目標(biāo)檢索操作；自動化設(shè)備的所述工位被構(gòu)造成用以根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)使殼體中的每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，以便允許所述設(shè)備針對殼體中的至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和可選的染色操作，并且根據(jù)處理方案的要求將殼體移動到工位和從工位移動殼體；
[0072](f)用于允許殼體從自動化染色設(shè)備的處理部分卸載的結(jié)構(gòu)；
[0073](g)存儲部分，所述存儲部分用于在殼體處于處理部分外側(cè)時存儲該殼體，所述控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以在一時間點(diǎn)處將殼體存儲在自動化設(shè)備的存儲部分中，該時間點(diǎn)出現(xiàn)在電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片之前或優(yōu)選地之后，和:
[0074]?在將殼體裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分中之前；或
[0075]?在完成所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的至少一個操作之后，但是在完成后續(xù)的所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的一個操作之前；或
[0076]?在完成所述染色操作之后，但是在完成后續(xù)的后染色操作之前；或
[0077]?在完成所有所述預(yù)處理操作、所述染色操作和所述后染色操作之后；
[0078]其中所述設(shè)備被構(gòu)造成用以操作殼體，其中從將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中時的第一時間點(diǎn)直到殼體從自動化染色設(shè)備移除時的后來的第二時間點(diǎn)，載玻片始終保持固定到框架。
[0079]由于提供了第一和第二處理方案，至少兩個載玻片可以根據(jù)第一和第二處理方案以不同的方式進(jìn)行處理。這提高了操作者的便利性和載玻片的處理效率，原因是以不同方式處理的載玻片可以包括在相同的框架中。例如，來自于一個患者的布置在多個載玻片上的相應(yīng)的組織樣品可以在框架中一起裝載到設(shè)備中，并且一起從設(shè)備卸載，即使它們以不同的方式進(jìn)行預(yù)處理和/或染色。因此，減少了操作者對載玻片進(jìn)行布置和排序的需要，同樣顯著降低了混淆患者的載玻片的風(fēng)險。在自動化設(shè)備中，載玻片可以從框架移除或者可以不從框架移除來進(jìn)行載玻片的預(yù)處理和/或染色，然而任何給定的框架中的載玻片都在布置在框架中時被一起裝載到設(shè)備中，并且它們在布置在框架中時被一起卸載。因此，即使單個框架中的載玻片根據(jù)第一和第二處理方案以不同的方式進(jìn)行處理，設(shè)備的操作者所經(jīng)歷的仍然是載玻片一起裝 載和卸載，由此降低了載玻片混淆的風(fēng)險。
[0080]根據(jù)本發(fā)明第一個方面的方法和根據(jù)本發(fā)明第四個方面的設(shè)備允許每個殼體以這樣的方式進(jìn)行處理，其中殼體作為單個單元被裝載到設(shè)備中，并且作為單個單元從設(shè)備的處理部分卸載，而載玻片不會在殼體裝載到設(shè)備和/或殼體從設(shè)備的處理部分卸載之間離開殼體。因此，改進(jìn)了用戶便利性，減少了手動用戶交互作用的需要，并且消除了裝載和卸載之間載玻片混淆的風(fēng)險。單獨(dú)地控制每個殼體的每個載玻片的預(yù)處理(尤其是目標(biāo)檢索)的能力使得殼體能夠收集需要不同預(yù)處理?xiàng)l件的載玻片，由此提高了設(shè)備的通過量。另外，消除了載玻片預(yù)先排序和后排序的需要。方法和設(shè)備存儲一個或多個殼體的能力進(jìn)一步改進(jìn)了用戶便利性和處理效率，原因是具有低優(yōu)先級的殼體可以被取出用于間歇性地存儲，以允許具有高優(yōu)先級的其它殼體進(jìn)行處理。殼體的對應(yīng)優(yōu)先級方案可以由用戶經(jīng)由設(shè)備的用戶界面或者通過通信接口經(jīng)由外部裝置而加載到設(shè)備的控制系統(tǒng)中。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)被構(gòu)造成在殼體通過設(shè)備的整個方式中在任何情況下得益于存儲部分，即卸載一個或多個殼體以用于存儲，
[0081] ?在將殼體裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分中之前；
[0082]?在完成所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的至少一個操作之后，但是在完成后續(xù)的所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的一個操作之前；
[0083]?在完成所述染色操作之后，但是在完成后續(xù)的后染色操作之前；和
[0084]?在完成所有所述預(yù)處理操作、所述染色操作和所述后染色操作之后。
[0085]然而，可以想到這樣的實(shí)施例，其中控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以允許僅僅在上述情形之一下進(jìn)行存儲。
[0086]從上述討論應(yīng)當(dāng)理解，可以將多個載玻片布置到多個框架中，以形成多個殼體，每個殼體將多個載玻片保持在框架中的相應(yīng)部位處的相互固定位置中。
[0087]因此，在步驟(b)處，多個殼體中的至少兩個殼體可以從存儲部分裝載到自動化設(shè)備的處理部分，并且在步驟(c)、(d)和(e)處，可以在自動化設(shè)備的處理部分內(nèi)的相應(yīng)工位處同時處理至少兩個殼體。
[0088]在一個實(shí)施例中，在自動化設(shè)備的處理部分內(nèi)的每個所述工位處每次處理單個殼體。
[0089]所述殼體中的至少第一殼體可以保持在自動化設(shè)備的存儲部分中，此時所述殼體中的至少第二殼體在自動化設(shè)備的處理部分中進(jìn)行處理。
[0090]在本發(fā)明的方法和設(shè)備中，電子控制系統(tǒng)可以存儲用于殼體的預(yù)處理和染色的優(yōu)先級方案，從而多個殼體可以根據(jù)所述優(yōu)先級方案經(jīng)受預(yù)處理和染色。自動化染色設(shè)備可以包括通信接口，以便在多個殼體處于所述設(shè)備中時允許改變優(yōu)先級方案。在改變優(yōu)先級方案的情況下，方法和設(shè)備可以被構(gòu)造成用以
[0091]?在步驟(g)處:在預(yù)處理工位和染色工位處已經(jīng)處理完所述殼體中的至少第一殼體之前，或者在后染色工位處已經(jīng)處理完所述殼體中的至少第一殼體之前，將該至少第一殼體間歇性地存儲在存儲部分處；
[0092]?在所述預(yù)處理工位、染色工位和/或后染色工位處處理所述殼體中的至少第二殼體，此時第一殼體保持存儲在存儲部分處，該至少第二殼體被認(rèn)為具有比第一殼體高的優(yōu)先級；
[0093]?在處理完第二殼體時，將第一殼體從存儲部分重新裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分。
[0094]在殼體重新裝載之后，可以在所述工位中的一個工位處處理第一殼體，而此時在所述工位中的第二個工位處同時處理第二殼體。
[0095]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，框架中的第一組載玻片可以以第一組過程參數(shù)通過干燥、烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索進(jìn)行預(yù)處理，隨后以第一染色過程參數(shù)進(jìn)行染色，而框架中的第二組載玻片可以以第二組過程參數(shù)通過干燥、烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索進(jìn)行預(yù)處理，隨后以第二染色過程參數(shù)進(jìn)行染色。過程參數(shù)值可以包括預(yù)處理和染色操作中的任何變量，包括但不限于以下參數(shù)中的一個或多個參數(shù)的值:
[0096]溫度(優(yōu)選地低于60°C )、時間、溫度-時間分布、相對濕度、載玻片數(shù)量、空氣流量、氣流分布以及針對干燥和烘烤的速度；
[0097]針對脫蠟和水合，脫蠟溶劑和水合溶劑混合物的類型、接觸時間、分配的體積、重復(fù)處理的數(shù)量、溫度、溶劑去除效率；
[0098]針對浸泡槽中HIAR的目標(biāo)檢索，溫度和溫度分布、孵育時間、溫度-時間分布、目標(biāo)檢索緩沖劑的pH、清潔劑的類型和濃度、鹽和金屬螯合試劑；
[0099]針對染色模塊中的酶處理的目標(biāo)檢索，酶類型和濃度、孵育時間、溫度、時間、溫度-時間分布、分配的體積、酶緩沖劑的PH ；
[0100]針對IHC中的染色，初級試劑的類型、抗體種類和子類型、克隆數(shù)量、孵育時間、溫度、濃度、抗體稀釋緩沖劑(PH，增強(qiáng)劑，鹽)、分配的體積、可視化供價類型(粘結(jié)實(shí)體、酶、顏色、熒光團(tuán)等)、濃度、孵育時間、溫度、稀釋緩沖劑(PH，增強(qiáng)劑，鹽)、分配的體積、洗滌緩沖劑(PH，清潔劑，鹽)、分配的洗滌緩沖劑體積、洗滌循環(huán)的數(shù)量和效率、溫度、色原體類型、活性試劑的濃度、色原體增強(qiáng)劑的類型、分配的體積、溫度、分配的色原體部分的數(shù)量和重復(fù)應(yīng)用的數(shù)量、逆向染色試劑的類型、濃度、孵育時間、溫度、反應(yīng)緩沖劑的pH、分配的體積、脫水/清潔劑的類型、孵育時間、分配的體積、重復(fù)處理的次數(shù)。
[0101 ] 載玻片可以包括自身已知的顯微鏡載玻片?？蚣芸梢园ㄗ陨硪阎闹Ъ芑蛩^的殼體，或者用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中的任何其它合適的結(jié)構(gòu)。該部位可以由支架中的狹槽構(gòu)成，該支架包括諸如夾具的固定件，以用于將載玻片固定在狹槽中。構(gòu)成本發(fā)明的獨(dú)立方面的自動化染色設(shè)備包括用于預(yù)處理和染色的多個工位。優(yōu)選地，相應(yīng)的工位設(shè)置成用于烘烤、脫蠟、目標(biāo)檢索和染色。然而，工位中的一個或多個可以被構(gòu)造成用以執(zhí)行所述預(yù)處理和染色操作中的僅僅一部分，并且工位中的一個或多個可以被構(gòu)造成用以執(zhí)行多于一種的預(yù)處理和/或染色操作。
[0102]本發(fā)明的方法和設(shè)備優(yōu)選地由自動化染色設(shè)備的電子控制系統(tǒng)控制。控制系統(tǒng)可以與設(shè)備結(jié)合和/或容納在設(shè)備中，或者其可以設(shè)置成經(jīng)由一個或多個電子通信端口與設(shè)備通信的外部計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。控制系統(tǒng)可以包括電子處理器和電子存取存儲器。設(shè)備可以包括用于在電子控制系統(tǒng)的控制下使載玻片和/或框架相對于工位移動的結(jié)構(gòu)。例如，可電子控制的傳送帶或傳送系統(tǒng)可以設(shè)置成用于使框架和/或載玻片在設(shè)備的工位之間移動。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，傳送系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用以從框架移除任一個載玻片或任一組載玻片，同時框架保持支撐在設(shè)備中或保持由設(shè)備支撐。例如，第一組載玻片可以從框架移除以用于通過烘烤進(jìn)行其預(yù)處理，同時第二組載玻片保持固定在框架中，或者第二組載玻片通過脫蠟進(jìn)行預(yù)處理，或者第二組載玻片通過染色進(jìn)行預(yù)處理。由于載玻片識別記號分配到每個載玻片，所以控制系統(tǒng)可以使得每個載玻片或各組載玻片根據(jù)第一和/或第二處理方案進(jìn)行預(yù)處理或染色。因此將會理解該設(shè)備。
[0103]在一個實(shí)施例中，在針對框架或殼體中的任何載玻片開始進(jìn)行染色操作之前，針對框架中的所有載玻片完成預(yù)處理操作。如果載玻片經(jīng)受多于一種的預(yù)處理操作，那么本發(fā)明的方法和設(shè)備可以被構(gòu)造成用以在開始下一個預(yù)處理操作之前完成每個預(yù)處理操作。具體地，在開始染色之前，針對框架中的所有載玻片優(yōu)選地完成目標(biāo)檢索。通過在執(zhí)行染色之前完成預(yù)處理，確保了載玻片通過設(shè)備的流動，這減少了將載玻片重復(fù)地從框架移除以及將載玻片重新引入到框架中的需要。此外，框架中的所有載玻片可以同時經(jīng)受染色，而此時另一個框架的另外的載玻片經(jīng)受預(yù)處理。
[0104]如果需要，可以在通過烘烤進(jìn)行的預(yù)處理之前執(zhí)行通過干燥進(jìn)行的預(yù)處理。
[0105]載玻片識別記號和/或處理方案可以在將載玻片裝載到設(shè)備中之前，通過數(shù)據(jù)輸入接口加載到電子控制系統(tǒng)的存儲器中。例如，操作者可以在某個時間點(diǎn)鍵入或掃描識別記號和處理方案的過程參數(shù)值，在該時間點(diǎn)中載玻片還沒有被裝載到設(shè)備中。這些步驟可以例如借助于設(shè)備的或外部系統(tǒng)的鍵盤、觸摸屏和/或光學(xué)掃描儀來進(jìn)行，它們被構(gòu)造成用以將信息記號和/或處理方案的過程參數(shù)值傳遞到自動化設(shè)備上。在可供選擇的實(shí)施例中，一旦具有載玻片的框架已經(jīng)裝載到設(shè)備中，設(shè)備就將信息記號分配到載玻片，并且操作者通過與電子控制系統(tǒng)的存儲器通信的鍵盤、觸摸屏或設(shè)備的其它界面選擇或限定處理方案的過程參數(shù)值。
[0106]可以為每個框架提供識別，以允許設(shè)備的控制系統(tǒng)識別框架。例如，每個框架可以設(shè)置有條形碼或RF標(biāo)記，以允許在框架靠近設(shè)備時或者在框架裝載到設(shè)備上的時刻設(shè)備能夠識別該框架。載玻片的識別記號和/或載玻片的處理方案可以源自于或者包含在框架識別中。作為另外一種選擇，載玻片的識別記號和/或處理方案可以經(jīng)由單獨(dú)的通信通道提供，并且經(jīng)由框架識別記號與框架相關(guān)聯(lián)，由此與框架的載玻片相關(guān)聯(lián)。
[0107]可以借助于設(shè)備端口處的閱讀器或掃描儀由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備掃描標(biāo)簽。閱讀器可以有利地與設(shè)備的染色操作獨(dú)立地進(jìn)行操作。因此，可以在沒有與引入的載玻片的讀取或掃描相關(guān)的時間損失的情況下，執(zhí)行已經(jīng)裝載到設(shè)備中的載玻片的染色。
[0108]標(biāo)簽可以包括條形碼、3D矩陣、射頻識別(RFID)標(biāo)記等。它們可以通過其供應(yīng)者預(yù)先打印或壓印在載玻片中、激光寫入到玻璃載玻片中、打印在預(yù)先附接到載玻片的基于紙張的貼片上、或者打印在當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)備時手動地或自動地附接到載玻片的基于紙張的貼片上。
[0109]本發(fā)明的設(shè)備可以包括或支撐至少一個存儲單元，該存儲單元用于存儲多個載玻片和/或具有載玻片的至少一個框架。例如，這樣的存儲單元可以設(shè)置在工位的上游或者工位的下游。作為另外一種選擇，一個或多個存儲單元可以設(shè)置在工位的上游，并且一個或多個另外的存儲單元可以設(shè)置在工位的下游。在本文中，術(shù)語上游指的是在設(shè)備操作期間框架和/或載玻片在其路徑上通過設(shè)備而到達(dá)工位之前所到達(dá)的任何位置，術(shù)語下游指的是在設(shè)備操作期間框架和/或載玻片在其路徑上通過設(shè)備而到達(dá)工位之后所到達(dá)的任何位置。
[0110]本發(fā)明的自動化設(shè)備的電子控制系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用以使得工位在保持在第一框架中的第一組載玻片進(jìn)行操作，同時第二組載玻片存儲在一個存儲單元中。從而，存儲單元可以便利地用于對框架進(jìn)行排隊(duì)，從而排除額外的存儲設(shè)施的需要。此外，存儲單元允許框架以自動的方式裝載到設(shè)備中和/或從設(shè)備卸載，由此可以在工作時間之外使用設(shè)備的容量。
[0111]控制系統(tǒng)可以被構(gòu)造成用以將優(yōu)先級水平分配給每個框架和/或每個載玻片。優(yōu)先級水平可以是恒定的或者可以由例如操作者改變。即使在框架和/或載玻片已經(jīng)裝載到設(shè)備中之后，也可以經(jīng)由足夠的通信界面(例如鍵盤或觸摸屏)而由例如操作者輸入來改變優(yōu)先級水平。
[0112]存儲單元可以用于間歇性地將載玻片存儲在殼體中，具有高優(yōu)先級的框架和/或載玻片被裝載到設(shè)備中，或者在殼體中，當(dāng)框架在設(shè)備中進(jìn)行處理時，框架和/或載玻片的優(yōu)先級改變。
[0113]本發(fā)明還提供用于多個生物樣品染色的系統(tǒng)，其包括根據(jù)本發(fā)明的自動化設(shè)備以及用于支撐載玻片并將載玻片保持在相互固定位置中的合適的框架。
[0114]處理方案可以包括卸載框架和/或載玻片和/或間歇性地將它們存儲在至少一個存儲單元中的命令或指令。例如在希望在預(yù)處理或染色操作之間例如通過另一個設(shè)備或相互地在外部處理載玻片的情況下，這可能是期望的。
[0115]在第三個方面中，本發(fā)明還提供一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的自動化設(shè)備，其包括:
[0116]用于支撐框架的結(jié)構(gòu)，該框架用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中；
[0117]電子控制件，其包括用于接收每個載玻片的處理方案的數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)；
[0118]多個工位，用于根據(jù)所述處理方案執(zhí)行預(yù)處理和/或染色；
[0119]傳送帶系統(tǒng)，所述傳送帶系統(tǒng)被構(gòu)造成用以響應(yīng)于電子控制系統(tǒng)提供的控制信號而以所述處理方案規(guī)定的序列將框架和載玻片相對于工位進(jìn)行定位；
[0120]至少一個存儲單元，該存儲單元用于存儲多個載玻片和/或至少所述框架，
[0121]其中，所述設(shè)備被構(gòu)造成用以將多個載玻片和/或框架存儲在存儲單元中，同時各工位和傳送帶系統(tǒng)進(jìn)行操作以處理其它的載玻片和/或其它的框架。
[0122]在第四個方面中，本發(fā)明提供一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的方法，其包括:
[0123]將載玻片布置在框架中，在所述框架中載玻片被保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中；
[0124]將具有載玻片的框架裝載到自動化染色設(shè)備中，該自動化染色設(shè)備包括用于載玻片預(yù)處理和染色的多個工位；
[0125]使染色設(shè)備的電子控制系統(tǒng)將載玻片識別記號分配框架中的每個載玻片；
[0126]將用于載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案加載到所述電子控制系統(tǒng)中，其中處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值；
[0127]使得自動設(shè)備的所述工位根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)使每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，由此所述設(shè)備根據(jù)處理方案的要求將載玻片移動到工位和從工位移動載玻片；
[0128]將具有載玻片的框架從自動化染色設(shè)備卸載，其中載玻片被保持在框架中相應(yīng)部位處的相互固定位置中。
[0129]載玻片可以在裝載到設(shè)備中時從框架移除，然而，自動化設(shè)備的操作者所經(jīng)歷的是，在載玻片被保持在框架中固定位置中的情況下，框架被裝載到設(shè)備中和從設(shè)備移除?？蚣芸梢栽谌魏晤A(yù)處理或染色步驟之后從設(shè)備移除。例如，框架可以在第一預(yù)處理步驟之后卸載，在之后的時間點(diǎn)處再次裝載到設(shè)備上，或者甚至傳送到另一個設(shè)備或設(shè)施以用于進(jìn)一步處理。同樣，框架的單獨(dú)的載玻片可以在任何階段從框架移除。移除的載玻片可以在設(shè)備中或在設(shè)備外的部位處在任何階段被放回到框架中。
[0130]本發(fā)明的第四個方面還提供用于執(zhí)行本發(fā)明第四個方面的方法的自動化設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0131]現(xiàn)在將結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中:
[0132]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的自動化設(shè)備的實(shí)施例的俯視圖；
[0133]圖2示出了圖1的設(shè)備的側(cè)視圖；
[0134]圖3示出了圖1和2的實(shí)施例的俯視圖，標(biāo)記了允許操作者直接觸及器械的區(qū)域；
[0135]圖4- 6是根據(jù)本發(fā)明的自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的簡化草圖；
[0136]圖7是自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的簡化視圖；
[0137]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的自動化染色設(shè)備的裝載、存儲和烘烤模塊；
[0138]圖9示出了在圖8的染色設(shè)備中的存儲和處理模塊之間的載玻片支架的移動；
[0139]圖10示出了圖8和9的染色設(shè)備中的處理模塊的排列；
[0140]圖11示出了圖8-10的染色設(shè)備中的脫蠟/脫水和目標(biāo)檢索模塊以及共用機(jī)械臂的機(jī)械運(yùn)動；
[0141]圖12包括插入有載玻片的目標(biāo)檢索浸泡槽的一個實(shí)施例從側(cè)面和上方看的示意圖。低容量的槽包括組合的淡水和預(yù)熱水的進(jìn)水口、溢流和底部排水裝置、攪拌棒和溫度傳感器。
[0142]圖13為全完自動化測試裝置的示意圖，該測試裝置包括浸泡槽、載玻片、具有永磁體的DC馬達(dá)、定量和廢棄物泵、用于預(yù)熱淡水的貯存器、標(biāo)準(zhǔn)圓形機(jī)械手和分配移液管。
[0143]圖14為用于完全自動化測試裝置的一般流程和控制方案，該測試裝置包括浸泡槽和溢流傳感器、具有加熱器和傳感器的預(yù)熱淡水貯存器、定量泵、淡水泵、冷水貯存器、3向開關(guān)以及廢棄物泵。
[0144]圖15示出了在傾斜升溫和冷卻過程期間所用的一般過程方案。
[0145]圖16為示出了升溫和冷卻期間完全目標(biāo)檢索過程溫度分布的曲線圖。在載玻片上測量外部溫度，在浸泡槽的底部處測量內(nèi)部溫度。
[0146]圖17為目標(biāo)檢索模塊的浸泡槽組件的示意圖，示出了槽的陣列和下部內(nèi)槽接觸表面。另外，該圖示出了用于機(jī)械緩沖劑分配器的靜止位置和洗滌工位。
【具體實(shí)施方式】
[0147]在下文中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例總體上被稱為“染色器”。本文涉及的器械通常指的是設(shè)備內(nèi)的器械，例如具體是設(shè)備的工位處的器械，用于執(zhí)行預(yù)處理和/或染色操作。用于將載玻片保持在相互固定的位置中的框架的同義詞包括“支架”和“殼體”。在本發(fā)明的意義內(nèi)，任何載玻片“保持裝置”或“保持器”、“托盤”或“折疊器”也可以指框架。
[0148]本發(fā)明的一個特征是將患者殼體物理地保持在一起到可能的程度。
[0149]通過完全不需要相對于預(yù)處理方案、染色方案、優(yōu)先次序和成本優(yōu)化而在每個殼體中對載玻片進(jìn)行排序，極大地降低了錯誤的可能性。由于錯誤排序?qū)е碌妮d玻片的任何混淆可能導(dǎo)致錯誤的染色圖案，從而導(dǎo)致錯誤的診斷。修正錯誤可能是不可能的，原因是可能不能夠再獲得組織樣品，即使可能，重新操作對于文件和擾亂的工作流程而言也是成本聞昂的。
[0150]本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，通過避免對過程排序和將患者殼體保持在一起，無論操作者何時做好準(zhǔn)備并且不僅當(dāng)器械具有用于一個或多個載玻片的空的處理位置時，都能夠以合理的方式將許多殼體裝載到染色器上或從染色器卸載。
[0151]通過將患者殼體物理地保持在一起，可以在不會將載玻片與不同的殼體或患者混合的情況下，以最少的手動操作來裝載和卸載例如用于過夜的無人處理的患者殼體，同時有效地利用了器械的染色生產(chǎn)能力。
[0152]另外，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，不是所有的殼體都具有相同的處理優(yōu)先次序或者需要同時處理來獲得最佳的且最有效的工作流程。通過將殼體物理地保持在一起并且避免載玻片排序，能夠?qū)⒏邇?yōu)先級的殼體更加有效地裝載到器械上，該高優(yōu)先級的殼體經(jīng)過較低優(yōu)先級的其它殼體。還能夠針對器械上的多種患者殼體多次改變優(yōu)先級。
[0153]本發(fā)明能夠針對自動化平臺上的每個載玻片利用最佳的烘烤、目標(biāo)檢索和染色過程，而不會犧牲器械的效率。
[0154]另外，器械可以包括初級染色的載玻片，作為對相同殼體中的高級染色的載玻片的補(bǔ)充。因此，不需要識別和尋找之前染色的載玻片并且在檢查殼體之前將這些載玻片添加到殼體。
[0155]在本發(fā)明的實(shí)施例中，以新穎的方式改進(jìn)了用戶-操作者的交互作用。操作者的動作不必由器械的操作來確定，操作者能夠在大多數(shù)方便的時刻裝載和移除患者殼體，并且不必在固定時刻由器械的操作進(jìn)行管理。這改進(jìn)了操作者便利性，減少了實(shí)驗(yàn)室工作流程中的固定時刻約束，同時能夠以最佳的方式利用器械的能力；原因是只要處理模塊可取，就能夠自動地處理載玻片。從而，本發(fā)明結(jié)合了現(xiàn)有的批次操作器械的最佳特性，同時還避免了它們的缺陷，包括手動排序和用于裝載/卸載器械以便利用器械能力的固定時間。
[0156]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例強(qiáng)有力地支持期望的效果，通過例如所謂的精益方法來優(yōu)化病變實(shí)驗(yàn)室中的產(chǎn)率——尤其是針對實(shí)驗(yàn)室工作流程中的物理后勤。
[0157]在預(yù)處理和染色過程之前、期間和之后的載玻片支架的架上存儲以及試劑在冷卻試劑托盤中的長期受控存儲，是產(chǎn)率精益優(yōu)化中已知的內(nèi)建“使用存儲點(diǎn)”。在不需要固定時間間隔的后勤支持的情況下就能夠進(jìn)行染色，這將優(yōu)化產(chǎn)率。
[0158]操作者不需要將工具(試劑)從冷藏庫移動到器械，或者當(dāng)物品被染色時從染色器械立即移除和取代該物品(載玻片)。
[0159]涉及器械的后勤支持的其它內(nèi)建精益特征包括例如載玻片不排序、架上水凈化系統(tǒng)以及大體積試劑的架上制備和儲存。
[0160]染色器的一個實(shí)施例如圖1-3所示，該染色器包括若干單元操作模塊或部分:(i)裝載和卸載抽屜；(ii)圖1中I處的用于未處理的、部分處理的和最終的載玻片的載玻片存儲隔室；(iii)烘烤部分，在該烘烤部分處，組織在近似豎向位置中被加熱器干燥和烘烤；(iv)脫蠟部分，在該脫蠟部分處，支架中的載玻片在近似水平位置處用有機(jī)溶劑單獨(dú)地進(jìn)行處理，之后用水溶性溶劑混合物進(jìn)行處理；(V)目標(biāo)檢索部分，其中載玻片被放置在近似豎向位置中并且部分地浸沒到各個浸泡槽中，浸泡槽填充有相關(guān)的目標(biāo)檢索溶液并且被加熱；(vi)染色部分，在該染色部分處，在近似水平位置處利用一系列試劑處理組織，并且當(dāng)載玻片處于近似豎向位置中時洗滌該組織；(Vii)用于抗體、探針、混合色原體、酶和其它染色試劑的冷卻試劑隔室；以及(Viii)用于廢棄物、脫蠟試劑和洗滌緩沖劑的大體積試劑隔室。
[0161]優(yōu)選的染色器還包括架空機(jī)械手，例如高架類型的機(jī)械手，其夾持載玻片支架，并且根據(jù)方案、期望的工作流程和它們的優(yōu)先級將載玻片支架在各個部分之間移動。
[0162]還包括試劑艙和吸放試劑機(jī)械手(在染色期間試劑可以從其分配到載玻片)、大體積緩沖劑、試劑和廢棄物容器部分、連接流體系統(tǒng)、電子控制裝置以及觸摸屏監(jiān)視器。
[0163]具有組織樣品的顯微鏡載玻片安裝在支架上，該支架將載玻片彼此緊挨著保持在同一個平面中，并且組織樣品面向相同的方向。該支架可以保持例如12個顯微鏡載玻片，并且不需要完全填充。待染色的每個患者殼體安裝在同一個支架上。如果殼體足夠小，那么若干殼體可以安裝在同一個支架上。支架通過裝載抽屜被裝載到染色器上，該染色器還讀取載玻片標(biāo)簽。高架機(jī)械手將載玻片支架移動到染色器中的各個部分。安裝在支架上的載玻片被放置在各個部分中，在這些部分處，載玻片可以定位在豎向位置中，或者可以提升到近似水平位置。
[0164]用于一個支架的典型的內(nèi)部傳送序列可以包括:(i)通過抽屜進(jìn)行裝載；(ii)烘烤模塊；(iii)脫蠟?zāi)K；(iv)目標(biāo)檢索模塊；(V)染色模塊；(Vi)存儲隔室；(Vii)通過抽屜進(jìn)行卸載。
[0165]用于一個支架的另一個內(nèi)部傳送序列可以包括:(i)通過抽屜進(jìn)行裝載；(ii)存儲隔室；(iii)烘烤模塊；(iv)脫蠟?zāi)K；(V)目標(biāo)檢索模塊；(Vi)染色模塊；(Vii)存儲隔室；(Viii)通過抽屜進(jìn)行卸載。在這個例子中，支架在進(jìn)行處理并返回到存儲隔室之前首先存儲在存儲隔室處。這與若干支架相關(guān)，這些支架例如在下午晚些時候進(jìn)行裝載，之后隔夜進(jìn)行處理。在第二天早上被操作者移除之前，染色的載玻片被放置在內(nèi)部存儲隔室中。
[0166]用于一個支架的另一個內(nèi)部傳送序列可以包括:(i)通過抽屜進(jìn)行裝載；(ii)存儲隔室；(iii)烘烤模塊；(iv)脫蠟?zāi)K；(V)存儲隔室；(Vi)目標(biāo)檢索模塊；(Vii)染色模塊；(Viii)存儲隔室；(iX)通過抽屜進(jìn)行卸載。在這個例子中，支架在不同的單元操作之間存儲在存儲隔室中。這與具有低優(yōu)先級的特定支架相關(guān)。然后，高優(yōu)先級的支架能夠自由地進(jìn)入各個部分。
[0167]應(yīng)當(dāng)清楚的是，上述染色器部分的若干部分或其它部分可以被包括或取代，以擴(kuò)展染色器的能力，包括額外的洗滌工位、特定H&E染色部分、專門的ISH染色部分、專門的細(xì)胞學(xué)染色器部分、蓋玻片覆蓋、干燥、圖像掃描或捕獲、以及額外的存儲隔室。
[0168]在以手動方式離線執(zhí)行的ISH方案中，在混雜模塊的不同平臺上或架上，本文中公開的關(guān)于IHC染色的大多數(shù)處理過程、子過程和方法步驟與關(guān)于IHC染色所執(zhí)行的相同或類似。從而，可以方便離線處理過程的內(nèi)部支架混排和可能的支架混排。
[0169]載玻片的框架可以在任何階段從設(shè)備移除，并且在之后的階段重新裝載到設(shè)備上。例如，具有載玻片的框架或單獨(dú)的載玻片可以被取出以在被構(gòu)造成用于載玻片混雜的單獨(dú)染色器中進(jìn)行混雜。
[0170]上述染色器可以保持許多載玻片支架和患者殼體。某些支架分別在烘烤、脫蠟、目標(biāo)檢索和染色部分中進(jìn)行處理。另外的支架存儲在存儲隔室中并存儲在裝載抽屜中。因此，當(dāng)在抽屜或存儲隔室中存在空間或者在第一處理部分中存在空間時，載玻片支架可以裝載到染色器上。類似地，支架可以在任何時間通過抽屜而移除:將處理過的載玻片從最后的染色部分移除，將部分處理過的支架或最終的支架從存儲隔室移除。在將新的患者殼體或載玻片支架裝載到器械中之前，操作者不需要清空染色器的處理部分中的一個或多個部分。另外，載玻片不需要根據(jù)染色方案(包括目標(biāo)檢索方法)進(jìn)行排序。類似地，載玻片不需要重新排序或再次組裝到殼體中，原因是殼體和載玻片的順序在裝載和卸載時是相同的。
[0171 ] 術(shù)語“內(nèi)部存儲”指的是這樣一種能力，即在處理過程之前和之后將載玻片和載玻片支架保持在器械中而不占據(jù)用于其它載玻片的空間或者不會以其它方式妨礙其它載玻片的處理能力。
[0172]另外，內(nèi)部存儲能力包括載玻片的全軟件控制，以及在大多數(shù)便利的情況下將載玻片或載玻片支架從內(nèi)部存儲移入和移出的能力。
[0173]應(yīng)當(dāng)理解，內(nèi)部存儲包括單獨(dú)的存儲隔室，其能夠物理地處于染色器器械或處理模塊的外側(cè)，但是仍然允許載玻片或支架在器械、模塊和部分之間自動移動。
[0174]根據(jù)用于特定載玻片的最佳條件，內(nèi)部存儲隔室可以將載玻片或載玻片支架保持在受控的條件下，也就是加熱的、冷卻的、干燥的或潮濕的條件。
[0175]應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的實(shí)施例中，不同的殼體彼此分離，并且?guī)缀醣舜霜?dú)立地進(jìn)行處理。新的載玻片或殼體可以在一個操作中裝載到器械中，并且不需要為了優(yōu)化器械的性能而對其它載玻片進(jìn)行重新排序或重新布置。
[0176]類似地，在裝載到器械上之前載玻片不需要安裝有蓋玻片、載玻片瓷磚或其它裝置，在卸載之后也不需要移除這樣的裝置。
[0177]手動處理步驟的數(shù)量的減少降低了操作染色器的總體人員壓力，并且引入了此前在實(shí)驗(yàn)室中看不到的工作流程靈活性。這種功能與任何其它染色器操作的方式從根本上不同。
[0178]概括地說，由于處理部分和存儲隔室之間的設(shè)計(jì)和內(nèi)部載玻片傳送，而使得染色器的實(shí)施例能夠:(i)存儲比能夠同時處理的更多的載玻片；(ii)可以在相同的支架上以不同的目標(biāo)檢索和染色方案處理載玻片；(iii)允許優(yōu)先的載玻片經(jīng)過具有較低優(yōu)先級的其它載玻片支架；(iv)允許新的優(yōu)先級方案在已經(jīng)裝載或部分處理的載玻片上起作用；以及(V)無人通宵工作。
[0179]圖4示出了自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的簡化草圖，其具有功能性外觀，包括觸摸屏(15.1)、用于載玻片支架的抽屜(15.2)、用于特定試劑容器的三個抽屜(15.3)、進(jìn)入大體積試劑的門(15.4)和廢棄物容器(15.5)以及拉出桌子(15.6)。
[0180]圖5是從前方和側(cè)面看的自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的簡化草圖，其具有功能性外觀，包括170cm高的基準(zhǔn)人員，包括觸摸屏(16.1)、用于載玻片支架的拉出抽屜(16.2)和特定的試劑。
[0181]圖6是具有功能性外觀的自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的草圖。在左側(cè)，大體積試劑的門打開(17.1)，在右側(cè)，頂部蓋子打開以便在維修和服務(wù)觸及機(jī)械手(17.2)。
[0182] 如圖7中示意性地所示，自動化染色設(shè)備的實(shí)施例包括若干處理模塊和機(jī)械手，包括:用于裝載和卸載支架的抽屜(6.1);架空高架機(jī)械手(6.2)，其能夠?qū)⑤d玻片支架抓取、提升、傳送、降低和釋放到設(shè)備的各個位置中；用于多個載玻片支架的存儲空間(6.3)；暖空氣烘烤和干燥模塊(6.4)，其懷有多于一個的載玻片支架；脫蠟和水合模塊(6.5);目標(biāo)檢索模塊(6.6)，其具有目標(biāo)檢索浸泡槽陣列；染色模塊(6.7)，其具有混合網(wǎng)格；架空x-y-z試劑遞送機(jī)械手(6.8)，其具有多重分配試劑探針和氣刀；試劑艙或模塊(6.9)，其懷有處于溫度控制下的多個特定的試劑容器，并且能夠觸及而用于通過單獨(dú)抽屜(6.10)進(jìn)行裝載和改變。
[0183]染色設(shè)備的下部包括用于洗滌和目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物、脫蠟、水合和脫水溶液的多個大體積試劑容器(6.11)，另外還包括用于有機(jī)物的廢棄物容器(6.12)和用于毒性含水廢棄物的廢棄物容器(6.13)，以及能夠凈化用于設(shè)備的自來水的內(nèi)部水凈化模塊(6.14)。該設(shè)備具有與無毒含水廢棄物的總體排水系統(tǒng)連接的連接部。該設(shè)備具有支撐和穩(wěn)定框架(6.15)，該框架安裝有車輪(6.16)。
[0184]該設(shè)備可以同時存儲和處理若干載玻片支架。高架機(jī)械手將支架在處理、存儲和裝載模塊之間移動。
[0185]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的自動化染色設(shè)備的實(shí)施例的裝載、存儲和烘烤模塊。具有多達(dá)12個載玻片的載玻片支架通過抽屜布置而被裝載到設(shè)備中，該抽屜布置還懷有快速載玻片標(biāo)簽讀取器(8.1)。架空高架機(jī)械臂(8.2)將載玻片支架(8.3)抓取、提升和傳送到存儲或處理模塊。
[0186]在染色過程之前和之后，存儲隔室(8.4)可以保持多達(dá)10個載玻片支架。存儲隔室還用作緩沖劑和支架排序工位，以用于白天或夜晚期間的連續(xù)工作流程操作。
[0187]烘烤模塊(8.5)可以保持多達(dá)兩個支架，并且利用主動推送的干燥暖空氣來烘烤和干燥濕的福爾馬林固定石蠟包埋(FFPE)載玻片。
[0188]圖9示出了在圖8的染色設(shè)備中的存儲和處理模塊之間的載玻片支架的移動。載玻片支架通過抽屜布置(8.1)而被裝載到染色器中。架空高架機(jī)械臂(8.2)將載玻片支架(8.3)抓取和傳送到存儲隔室(8.4)或任何處理模塊，例如干燥和烘烤模塊(8.5)或脫蠟和水合模塊(8.6) ο
[0189]圖10示出了圖8和9的染色設(shè)備中的處理模塊的排列。處理模塊以典型的過程順序排列。安裝在支架中的載玻片從例如存儲隔室(8.4)相繼地移動到干燥和烘烤模塊(8.5)、脫蠟?zāi)K(8.6)(這里示出為具有豎向懸掛的支架)、目標(biāo)檢索模塊(8.7)(在這里示出為在各個浸泡槽上方?jīng)]有蓋子)，移動到具有混合網(wǎng)格的染色模塊(8.8)(在這里示出為在水平位置中具有載玻片)。
[0190]試劑探針(8.9)將試劑從具有多個抽屜的冷卻試劑存儲單元(8.10)遞送到染色模塊。
[0191]試劑機(jī)械臂安裝在相同的導(dǎo)軌(8.11)上，該導(dǎo)軌還保持用于使載玻片支架在模塊之間移動的高架機(jī)械手。
[0192]圖11示出了圖8-10的染色設(shè)備中的脫蠟/脫水和目標(biāo)檢索模塊以及共用機(jī)械臂的機(jī)械運(yùn)動。在烘烤模塊(8.5)中進(jìn)行干燥和烘烤之后，載玻片支架(8.3)通過高架機(jī)械手移動到脫蠟和水合模塊，并且轉(zhuǎn)動到近似水平位置。
[0193]模塊能夠利用來自試劑探針的脫蠟、水合和脫水溶液處理單獨(dú)的載玻片，之后通過機(jī)械臂(8.13)上的氣刀(8.12)進(jìn)行溫和的清理。單獨(dú)載玻片處理和試劑的單個使用防止了任何交叉載玻片組織遷移。
[0194]機(jī)械臂(8.13)與相鄰目標(biāo)檢索模塊共用，其中機(jī)械臂的探針(8.14)將目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物通過穿過蓋子的孔(8.15)而遞送到12個單獨(dú)槽中的每一個槽中，同時另一個支架(8.16)中的載玻片浸沒在每個小型浸泡槽中，每個浸泡槽如圖12所示地構(gòu)造。
[0195]遞送機(jī)械手的雙重功能將永遠(yuǎn)不會發(fā)生沖突，原因是在一般的過程中這兩個動作永遠(yuǎn)不會同時進(jìn)行。為了簡化起見，沒有示出流體系統(tǒng)和空氣管道。
[0196]圖12包括插入有載玻片的目標(biāo)檢索浸泡槽的一個實(shí)施例從側(cè)面和上方看的示意圖。低容量的槽包括組合的淡水和預(yù)熱水的進(jìn)水口、溢流和底部排水裝置、攪拌棒和溫度傳感器。如圖12所示，載玻片(1.1)沿豎向放置在中間，每個槽具有用于預(yù)熱水和冷水的入口(1.2)、具有溢流傳感器的溢流排水裝置(1.3)、由閥控制的底部排水裝置(1.4)、由外部DC馬達(dá)和磁體控制的磁性攪拌棒(1.5)、圍繞浸泡槽的加熱箔(未示出)、以及溫度傳感器(1.6)。全自動測試裝置被構(gòu)建為用于評估浸泡槽的性能，包括射流處理和溫度。
[0197]圖13為構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)模擬板基礎(chǔ)上的測試裝置(Thorlabs，BIT分析器械，德國施瓦爾巴赫)。
[0198]簡而言之，標(biāo)準(zhǔn)(Menzel)顯微鏡載玻片(2.1)被放置在蓋子(2.2)的狹槽中，并且部分地浸沒在浸泡槽(2.3)中。磁性攪拌棒放置在浸泡槽中。在浸泡槽下方，具有永磁體的DC馬達(dá)(2.4)(產(chǎn)品目錄號SFF-030VAV，SGST)與用于將熱的/冷的淡水遞送到浸泡槽的定量泵和用于清空浸泡槽的廢棄物泵(2.6) —起安裝在支撐板(厚度為1.5mm;BSEN1.4301不銹鋼片材)上。
[0199]緊挨著浸泡槽組件放置有用于預(yù)熱淡水的貯存器(2.7)，該貯存器具有水平傳感器、電加熱器和溫度計(jì)傳感器。
[0200]另外，標(biāo)準(zhǔn)圓形機(jī)械手(2.8) (Theta-Ζ機(jī)械臂，產(chǎn)品目錄號71905220)和分配移液管(2.9)(內(nèi)徑/外徑為0.6/1.0mm)(均來自BIT分析器械)，緊挨著浸泡槽安裝，以用于在測試期間將液體直接自動分配到浸泡槽中。
[0201]浸泡槽在底部安裝有熱電傳感器(Betatherm NTC熱敏電阻器)，在溢流排水裝置處安裝有自校準(zhǔn)射流傳感器。
[0202]預(yù)熱淡水貯存器、定量泵(微隔膜泵，高達(dá)100ml/min，NFIOKPDC, KNF)、冷水貯存器和3向閥開關(guān)(來自BUrkert的3/2閥產(chǎn)品目錄號FASF0905520-09)以及廢棄物泵與管道(標(biāo)準(zhǔn)Tygon)連接，如圖14中的總體流程圖所示。
[0203]另外，浸泡槽包裹有加熱箔(Betatherm，12V/48W)和額外的隔絕材料，以最小化熱損耗。整個測試裝置由標(biāo)準(zhǔn)一般模塊板、軟件和簡單的用戶界面(指尖版本3.2Build2，全部來自于BIT分析器械)遠(yuǎn)程控制。
[0204]可以用測試裝置測試用于稀釋、混合、加熱、冷卻以及用熱水或冷水洗滌的多種過程。
[0205]在以下的例子中，利用自動裝置記錄多種浸泡槽特性。在可能的情況下，用靜止攝像機(jī)(5MP CSOS數(shù)碼相機(jī))記錄性能。
[0206]所有的電子輸入和輸出都被收集以用于后續(xù)分析，包括靜態(tài)分析。
[0207]實(shí)例A-傾斜升溫時間、溫度穩(wěn)定性和傾斜降溫時間
[0208]在這個例子中，預(yù)熱的水被泵送到加熱的浸泡槽中一段時間，以減少單獨(dú)加熱之前使浸泡槽升溫所需的總體升溫時間。另外，在冷卻期間，冷水被泵送到浸泡槽中，以快速降低槽的溫度并對槽進(jìn)行洗滌。[0209]圖15示出了在傾斜升溫和冷卻過程期間所用的特定過程方案。
[0210]簡而言之，a)填充預(yù)熱水貯存器；b)淡水泵啟動；c)填充水平傳感器啟動；d)淡水泵停止；c)預(yù)熱貯存器開始加熱；d)溫度傳感器處于95°C;e)預(yù)熱貯存器停止加熱；f)3向閥切換至通到預(yù)熱水貯存器；g)定量泵啟動；h)混合器啟動；i)開始溫度測量；j)開始在浸泡槽(箔)中進(jìn)行加熱；k)溢流傳感器啟動；1)30秒之后停止定量泵；m)廢棄物泵啟動200毫秒；n)浸泡槽加熱到98.5°C，根據(jù)控制算法打開/關(guān)閉；o)孵育25分鐘；p) 3向閥切換至通到冷水貯存器；q)定量泵啟動；r)溢流傳感器啟動；a)60秒后停止定量泵；t)廢棄物泵啟動200毫秒；u)停止攪拌；x)關(guān)閉加熱器。
[0211]圖16為示出了全目標(biāo)檢索過程溫度分布的曲線圖。利用傳感器在載玻片表面上測量外部溫度，在浸泡槽的底部處測量內(nèi)部溫度。溫度曲線是平行的。
[0212]外部溫度相對于標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到證實(shí)。內(nèi)部溫度具有未修正的偏移。
[0213]如曲線圖所示，溫度曲線容易地貼合TR過程。該過程經(jīng)過6個階段:
[0214]1、在23°C下的啟動條件
[0215]2、加熱1:預(yù)熱的水沖入到浸泡槽中，同時進(jìn)行攪拌，直到63°C
[0216]3、加熱I1:進(jìn)入流動停止，調(diào)節(jié)水平，僅僅從加熱箔進(jìn)行加熱，直到98°C
[0217]4、孵育階段，其中98°C下的恒定溫度超過20分鐘
[0218]5、通過用冷水沖洗而冷卻(和洗滌)，直到溫度低于45 °C
[0219]6、停止，顯微鏡載玻片仍然處于冷水中并且沒有攪拌。載玻片準(zhǔn)備移動到染色模塊。
[0220]通過分析記錄的數(shù)據(jù)，25分鐘內(nèi)的平均溫度計(jì)算為98.5°C，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.22°C。[0221 ] 另外，利用冷水沖洗方法，溫度可以在小于18秒的時間內(nèi)從98.5 °C下降到低于45。。。
[0222]概括地說，利用溫水沖洗方法、加熱箔和在浸泡槽中進(jìn)行攪拌，溫度可以在232秒內(nèi)或小于4分鐘的時間內(nèi)從23 °C升高到98 V。
[0223]過程參數(shù)，包括預(yù)熱貯存器溫度、用于控制加熱箔的預(yù)熱水體積和溫度-時間-功率算法，已經(jīng)進(jìn)行繪圖以用于進(jìn)一步的優(yōu)化。
[0224]另外，根據(jù)來自溫度-時間曲線的反饋信息，已經(jīng)構(gòu)建了誤差修正方案。
[0225]實(shí)例B-混合和洗滌效率
[0226]利用在與實(shí)例A中相同的一般性裝置(除了不加熱且沒有蓋子)中使用染料來估計(jì)混合效率。
[0227]簡而言之，通過將30mg的百里酹藍(lán)(thymolsulphonephthalein,產(chǎn)品目錄號76-61-9，Sigma-Aldrich，產(chǎn)品目錄號114545-5G)溶解在50ml的軟化水中而制備深著色染料溶液。添加5mg的NaOH球劑(Fluka，產(chǎn)品目錄號71691)以溶解百里酚藍(lán)，并且通過渦旋混合器(IKA:MS3數(shù)字)均勻化10分鐘。
[0228]利用標(biāo)準(zhǔn)定量泵方法將浸泡槽填充有24ml的軟化水，停止混合，通過自動機(jī)械手分配100 μ I的染料溶液。在浸泡槽中可以清楚地看到深藍(lán)染料液滴。
[0229]開始進(jìn)行混合，觀察混合圖案，并且記錄視頻。在具有載玻片和沒有載玻片的兩種情況下重復(fù)該試驗(yàn)。
[0230]對于在浸泡槽中具有載玻片和沒有載玻片的兩種情況，在3秒內(nèi)完成混合。浸泡槽中的液體變成淡藍(lán)色，而沒有任何不均勻的區(qū)域。
[0231]在浸泡槽中獲得均勻混合物之后，估計(jì)沖洗過程效率。
[0232]繼續(xù)進(jìn)行混合，啟動定量泵，過量的水進(jìn)入到溢流排水裝置中。
[0233]染料被明顯地沖洗掉，液體是無色的，相對于白色浸泡槽內(nèi)部沒有藍(lán)色的痕跡。
[0234]根據(jù)從視頻序列取得的照片的時間序列，在沒有載玻片的情況下，在30秒內(nèi)完成浸泡槽的沖洗。
[0235]在浸泡槽中插入有載玻片的情況下，在20秒或更短的時間內(nèi)完成浸泡槽的沖洗。插入的載玻片好像增加了用清潔無色的水取代有色水的速度。除了從底部的混合棒的有效圓形混合運(yùn)動之外，視頻序列的進(jìn)一步研究表明圍繞載玻片的分流混合機(jī)制。
[0236]總之，少量分配液體體積到浸泡槽內(nèi)較大體積中的稀釋和混合在3秒中內(nèi)完成，另外，可以在小于30秒之后完成浸泡槽的洗滌。
[0237]實(shí)例C-遺留測量
[0238]遺留在試驗(yàn)中利用緩沖劑變化的典型方案而進(jìn)行量化。因?yàn)閜H是目標(biāo)檢索過程中最關(guān)鍵的參數(shù)，所以當(dāng)浸泡槽中的目標(biāo)檢索緩沖劑系統(tǒng)類型發(fā)生變化時遺留被定量地測量為PH變化。
[0239]一般性裝置與實(shí)例A所述的相同，不同之處在于在該試驗(yàn)中不包括加熱或冷卻方案步驟，全部都是為了限制來 自特定原型聚酰胺材料的任何不受控制的效應(yīng)以及二氧化碳擴(kuò)散到大氣和二氧化碳從大氣擴(kuò)散的可能性。
[0240]使用兩種不同的目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物:
[0241]250 μ I的低pH目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物(PT模塊緩沖劑IThermo Scientific產(chǎn)品目錄號了八-125^^以；10(^檸檬酸鹽緩沖劑，？!1 = 6)，以及25(^1的高pH目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物(PT模塊緩沖劑4，Thermo Scientif ic產(chǎn)品目錄號TA-125-PM4X ; IOOmM的三異丙基乙磺酰/ImM的乙二胺四乙酸，IOOx檸檬酸鹽緩沖劑，pH = 9)。
[0242]在該試驗(yàn)中，根據(jù)制造商的推薦，濃縮物在24ml的浸泡槽體積內(nèi)的軟化水中進(jìn)行稀釋。
[0243]校準(zhǔn)的pH 計(jì)(S20Seven Easy, Mettler Toledo)用來執(zhí)行 pH 測量。
[0244]測試循環(huán)如下:
[0245]首先填充淡水貯存器；b)啟動淡水泵；c)啟動填充水平傳感器；d)淡水泵停止；c)閥切換至通到水貯存器。隨后，操作浸泡槽:d)啟動定量泵；e)啟動溢流傳感器；f)停止定量泵；g)廢棄物泵啟動200毫秒；h)通過移液管添加250 μ I的高目標(biāo)檢索緩沖劑濃縮物；1)啟動混合器；j)在孵育20分鐘之后，測量pH ；k)定量泵啟動30秒；m)廢棄物泵啟動20秒；以及η)停止攪拌。
[0246]首先對于高pH的TR緩沖劑重復(fù)該循環(huán)，然后對于低pH的TR緩沖劑重復(fù)該循環(huán)三次，最后對于高pH的TR緩沖劑重復(fù)該循環(huán)。
[0247]以下的表概述了這些循環(huán)和pH測量。
[0248]
【權(quán)利要求】
1.一種用于布置在多個載玻片上的多個生物樣品染色的方法，其包括: (a)將載玻片布置在框架中以形成殼體，在所述殼體中多個載玻片被保持在框架中相應(yīng)部位處的相互固定位置中； (b)將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中，所述自動化染色設(shè)備包括:處理部分，所述處理部分包括用于載玻片的預(yù)處理和染色的多個工位；和存儲部分，所述存儲部分用于在殼體處于處理部分外側(cè)時存儲該殼體； (C)使控制染色設(shè)備的操作的電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片; (d)將用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案加載到所述電子控制系統(tǒng)中，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同； (e)使得自動化設(shè)備的所述多個工位: 使殼體中的每個載玻片根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，該自動化設(shè)備針對殼體中的至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和可選的染色操作，并且根據(jù)處理方案的要求將殼體移動到工位和從工位移動殼體；其中使每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理的步驟包括:使載玻片經(jīng)受在目標(biāo)檢索單元中執(zhí)行的目標(biāo)檢索操作，在每個目標(biāo)檢索單元僅 僅容納單個載玻片時在該目標(biāo)檢索單元中執(zhí)行目標(biāo)檢索，以便針對每一個載玻片單獨(dú)地控制目標(biāo)檢索操作； (f)將殼體從自動化染色設(shè)備的處理部分卸載； (g)在一時間點(diǎn)處將殼體存儲在自動化設(shè)備的存儲部分中，該時間點(diǎn)出現(xiàn)在電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片之前或之后，和: ?在將殼體裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分中之前；或 籲在完成所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的至少一個操作之后，但是在完成后續(xù)的所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的一個操作之前；或 ?在完成所述染色操作之后，但是在完成后續(xù)的后染色操作之前；或 籲在完成所有的所述預(yù)處理操作、所述染色操作和所述后染色操作之后； 其中在步驟(b)至(g)中，從將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中時的第一時間點(diǎn)直到殼體已經(jīng)從自動化染色設(shè)備移除時的后來的第二時間點(diǎn)，載玻片始終保持固定到框架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: -步驟(a)包括:將多個載玻片布置到多個框架中，以形成多個殼體，每個殼體將多個載玻片保持在框架中的相應(yīng)部位處的相互固定位置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中步驟(b)包括:將多個殼體中的至少兩個殼體從自動化設(shè)備的存儲部分裝載到處理部分，并且其中步驟(c)、(d)和(e)包括:在自動化設(shè)備的處理部分內(nèi)的相應(yīng)工位處同時處理所述至少兩個殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在所述自動化設(shè)備的處理部分內(nèi)的每個所述工位處每次處理單個殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述殼體中的至少第一殼體保持在自動化設(shè)備的存儲部分中，此時所述殼體中的至少第二殼體在自動化設(shè)備的處理部分中進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中:-自動化染色設(shè)備的所述電子控制系統(tǒng)存儲用于殼體的預(yù)處理和染色的優(yōu)先級方案； -多個殼體根據(jù)所述優(yōu)先級方案經(jīng)受預(yù)處理和染色；并且其中-所述自動化染色設(shè)備包括通信接口，以便在多個殼體處于所述設(shè)備中時允許改變優(yōu)先級方案； 在改變優(yōu)先級方案的情況下，所述方法還包括: ?在步驟(g)處:在預(yù)處理工位和染色工位處已經(jīng)處理完所述殼體中的至少第一殼體之前，或者在后染色工位處已經(jīng)處理完所述殼體中的至少第一殼體之前，將該至少第一殼體間歇性地存儲在存儲部分處； ?在所述預(yù)處理工位、染色工位和/或后染色工位處處理所述殼體中的至少第二殼體，此時第一殼體保持存儲在存儲部分處，該至少第二殼體被認(rèn)為具有比第一殼體高的優(yōu)先級； ? 一旦處理完第二殼體，就將第一殼體從存儲部分重新裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所 述的方法，其中在所述重新裝載步驟之后，在所述工位中的一個工位處處理第一殼體，而此時在所述工位中的第二個工位處同時處理第二殼體。
8.一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的方法，其包括: -將載玻片布置在框架中，在所述框架中載玻片被保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中； -將具有載玻片的框架裝載到自動化染色設(shè)備中，該自動化染色設(shè)備包括用于載玻片預(yù)處理和染色的多個工位； -使染色設(shè)備的電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到框架中的每個載玻片； -將用于載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案加載到所述電子控制系統(tǒng)中，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同； -使得自動設(shè)備的所述工位根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)使每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，由此所述設(shè)備針對至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理和/或染色，并且根據(jù)處理方案的要求將載玻片移動到工位和從工位移動載玻片； -將具有載玻片的框架從自動化染色設(shè)備卸載。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中在將載玻片裝載到所述設(shè)備中之前，通過數(shù)據(jù)輸入接口將載玻片標(biāo)識符和處理方案加載到電子控制系統(tǒng)中。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在針對框架或殼體中的任何載玻片開始進(jìn)行所述染色操作之前，針對所有的載玻片完成預(yù)處理操作。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述工位在所述設(shè)備中是靜止的，并且其中框架通過該框架的運(yùn)動而相對于所述工位進(jìn)行定位。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述預(yù)處理操作選自以下操作:烘烤、脫蠟和目標(biāo)檢索。
13.一種用于布置在載玻片上的多個生物樣品染色的自動化設(shè)備，其包括: -用于支撐框架的結(jié)構(gòu)，該框架用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中； -電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以:(i)將部位標(biāo)識符分配到每個部位；(ii)將載玻片標(biāo)識符分配到每個載玻片；以及(iii)將每個載玻片標(biāo)識符與保持載玻片的部位的部位標(biāo)識符相關(guān)聯(lián)；所述電子控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)輸入結(jié)構(gòu)，以用于接納用于載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案，所述處理 方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同； -多個工位，每個工位包括用于相應(yīng)地執(zhí)行所述預(yù)處理操作和染色操作中的至少一個操作的結(jié)構(gòu)，并且每個工位被構(gòu)造成用以接收來自所述電子控制系統(tǒng)的控制信號，以便根據(jù)處理方案執(zhí)行每個載玻片的預(yù)處理操作和染色操作，由此所述設(shè)備針對至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和/或染色操作； -傳送帶系統(tǒng)，所述傳送帶系統(tǒng)被構(gòu)造成用以響應(yīng)于電子控制系統(tǒng)提供的控制信號而以所述處理方案規(guī)定的序列將框架和載玻片相對于工位進(jìn)行定位。
14.一種用于布置在多個載玻片上的多個生物樣品染色的自動化設(shè)備，其包括: (a)用于支撐框架的結(jié)構(gòu)，該框架用于將載玻片保持在相應(yīng)部位處的相互固定位置中，其中具有載玻片的框架形成殼體； (b)處理部分，所述處理部分包括用于載玻片預(yù)處理和染色的多個工位； (c)電子控制系統(tǒng)，所述電子控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以控制染色設(shè)備的操作，并且將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片； (d)電子存儲器，所述電子存儲器與電子控制系統(tǒng)操作性地相關(guān)聯(lián)，所述電子存儲器存儲用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少一個載玻片的第一處理方案和用于殼體內(nèi)的載玻片中的至少另一個載玻片的第二處理方案，其中每個處理方案識別染色過程的至少一個預(yù)處理操作和至少一個染色操作，并且提供所述預(yù)處理操作和染色操作中的每一個操作的至少一個過程參數(shù)值，并且其中所述第一處理方案的至少一個過程參數(shù)值與所述第二處理方案的至少一個過程參數(shù)值不同； (e)多個目標(biāo)檢索單元，所述多個目標(biāo)檢索單元用于針對每個載玻片執(zhí)行目標(biāo)檢索，每個目標(biāo)檢索單元被構(gòu)造成用以每次僅僅容納單個載玻片；所述控制系統(tǒng)和目標(biāo)檢索單元被構(gòu)造成用以針對每個載玻片單獨(dú)地控制目標(biāo)檢索操作；自動化設(shè)備的所述工位被構(gòu)造成用以根據(jù)所述至少一個過程參數(shù)使殼體中的每個載玻片經(jīng)受所述預(yù)處理操作和所述染色操作，以便允許所述設(shè)備針對殼體中的至少兩個載玻片以不同的方式執(zhí)行預(yù)處理操作和可選的染色操作，并且根據(jù)處理方案的要求將殼體移動到工位和從工位移動殼體； (f)用于允許殼體從自動化染色設(shè)備的處理部分卸載的結(jié)構(gòu)； (g)存儲部分，所述存儲部分用于在殼體處于處理部分外側(cè)時存儲該殼體，所述控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以在一時間點(diǎn)處將殼體存儲在自動化設(shè)備的存儲部分中，該時間點(diǎn)出現(xiàn)在電子控制系統(tǒng)將載玻片標(biāo)識符分配到殼體中的每個載玻片之前或之后，和:?在將殼體裝載到自動化染色設(shè)備的處理部分中之前；或 籲在完成所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的至少一個操作之后，但是在完成后續(xù)的所述預(yù)處理操作和所述染色操作中的一個操作之前；或 ?在完成所述染色操作之后，但是在完成后續(xù)的后染色操作之前；或 籲在完成所有所述預(yù)處理操作、所述染色操作和所述后染色操作之后； 其中所述設(shè)備被構(gòu)造成用以操作殼體，其中從將殼體裝載到自動化染色設(shè)備中時的第一時間點(diǎn)直到殼體從自動化染色設(shè)備移除時的后來的第二時間點(diǎn)，載玻片始終保持固定到框架。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的設(shè)備，其包括容納所述工位的外殼，所述外殼還容納用于存儲多個載玻片和/或至少所述框架的所述存儲單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，其中所述至少一個存儲單元包括位于工位上游的第一存儲單元和工位下游的第二存儲單元。
17.一種用于多個生物樣品染色的系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)所述的自動化設(shè)備以及至少一個根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的框架。
18.根據(jù)權(quán) 利要求17所述的系統(tǒng)，其中: -所述至少一個框架包括多個框架； -所述設(shè)備包括一個或多個根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)所述的存儲單元； 所述電子控制系統(tǒng)被構(gòu)造成用以使得所述工位在保持在第一框架中的第一組載玻片上進(jìn)行操作，此時第二組載玻片存儲在所述存儲單元中的一個存儲單元中。
【文檔編號】G01N1/31GK103975230SQ201280060890
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】L·溫特 申請人:勝利醫(yī)療系統(tǒng)有限責(zé)任公司