CN102759472B - 组织样本操作装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组织样本操作装置，尤其是用于在诸如石蜡的包埋介质的渗入之后抓取组织样本，其特征在于样本通过负压方式被固定在所述操作装置上，尤其是固定在样本保持位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种组织样本操作装置，特别是用于在诸如石蜡的包埋介质的渗入之后抓取组织样本。
背景技术
在使用组织样本工作时，特别是在包埋过程中准备组织样本用于随后切片时，必须能够——尤其是在各个处理步骤之间，这些步骤通常发生在不同实验室位置和/或不同设备中——精确地且平缓地抓取样本并且将它们再次放下。在这种情况下存在的一种困难是，样本通常被浸渍或至少被液体弄湿，尤其是被室温下固化的液体(例如，石蜡)浸渍或弄湿；通常很难通过使用机械抓取工具—例如，镊子—处理。另外，可能发生对样本的损坏。
仅仅以实例的方式，提及以下一系列处理步骤，在其中或其之间可能必须抓取样本并且将它们再次放下：在组织样本的情形下，通常首先通过应用各种化学制剂将它们固定。在多个步骤中，最初出现在样本的天然腔体中的组织液体在此被例如福尔马林的固定液体替换。为了将固定的样本转换为允许通过切片机切割的状态，固定液体可由包埋介质替代，所述包埋介质例如为石蜡、明胶、琼脂、硝酸纤维素、聚酯蜡、聚乙二醇、或塑料。在前述的各处理阶段中，通常将样本放置在盒里，所述盒具有多个类似筛孔的开口，这样化学制剂能围绕样本流动。这种盒的特定实施方式是已知的，例如从DE4333118A1中获知。在例如石蜡的包埋介质渗入样本之后，多余的包埋介质被排出。然后可从盒中取出样本。然而这个步骤之后，样本可能位于盒中的任意位置处；因为剩余的石蜡粘附在其上，所以例如样本通常粘附到盒的盖子上、位于盒的腔体中、和/或彼此粘附。粘在一起形成团的样本通常在盒的内侧形成。这使得单个样本的可靠、平缓地抓取变得困难。
在对样本进行其他处理之前，尤其是自动的、机械可控的其他处理之前，例如在将样本浇铸成石蜡块(称作“成块(blocking)”)的其他步骤之前，该样 本或各样本必须呈现为分离的样式。例如使用镊子可以执行分离或隔离，不利的是，在这种情况下存在这样的风险，即可能损害样本，并且样本甚至可能变得不可使用。尤其是，存在这样的风险，即无意中使样本改变，导致在随后对样本组织切片的分析中出现伪差。
DE202009017U1公开了一种使用固定剂来固定标本的抓取装置。这种抓取装置包括可加热和可冷却的探头。还设置了温度调节单元用于加热及冷却探头和用于在一定范围内调节探头的温度，固定剂呈现为从固体到液体的聚集态的变化范围内。最后，粘附至组织样本的石蜡被用作粘附介质，其为坚硬(被冷却)状态，确保可被抓取的样本粘附至探头上。通过对探头的后续加热可将样本从探头上再次分离，因此石蜡再次液化。实际上，这种抓取装置很难操作，尤其是因为完全液化的石蜡仍在探头和样本之间施加(尽管有所减小)粘附效应。这尤其不利地阻止了这种抓取装置在自动系统中使用。
发明内容
因此，本发明的目的在于介绍一种组织样本操作装置，其能有效地、可靠地以及平缓地抓取样本并且将其再次释放。
其目的可以通过这样的组织样本操作装置实现，所述组织样本操作装置的特征在于通过负压方式将样本固定在该操作装置上，尤其是固定在样本保持位置。
本发明具有非常特别的优势，即使样本被液体弄湿，尤其是被诸如石蜡的包埋介质弄湿，也可被牢固地以及平缓地抓取和放下，特别是不会损伤。有利的是，根据本发明的样本的自动操作，尤其是在例如自动样本处理过程的情况下，诸如自动成块，根据本发明利用该组织样本操作装置作出的该抓取和放下操作功能是足够牢固及可靠的。
在有利的实施例中，设置调节装置用于调节负压。例如，根据本发明负压是可以调节的，优选为自动调节，其基于样本是否固定在操作装置上，尤其是固定在样本保持位置。特别是，当样本被吸附且固定在操作装置上时，根据本发明可提供将负压减小，优选为自动地，进而降低作用在样本上的力，并且优选地将其限制将样本保持在操作装置(例如在吸嘴上)所需的大小。
可选择地或另外地，有利的是，当样本没有被固定在操作装置上时，在操 作装置上设置更大的负压(较低的压力)，例如为了牢固地及可靠地吸附样本。可能出现负压降低，优选地在吸附之后再次自动降低。
尤其是为了自动的样本处理，在根据本发明的组织样本操作装置的特别实施方式中，设置传感装置，其能确定样本是否被固定在操作装置上，特别是样本保持位置。例如，传感装置包括压力传感器，其能测量连接至吸附开口的腔体或导管中相应的当前压力。在这个实施例中，当吸附开口完全或部分地被所固定的样本封闭时，基于腔体或导管中的压力立即下降的事实来确定。
根据本发明，压力传感器原则上可以被布置在所有腔体或导管中，其中通过样本对吸附开口的全部或部分封闭具有使得压力改变的效果。
根据本发明的组织样本操作装置优选地包括至少一个吸嘴。尤其是提供了吸嘴开口的位置来限定样本保持位置。吸嘴优选地在吸附开口大小方面，与待固定的样本的大小相适应。特别有利的是，吸嘴提供针对样本的最大可能的接触区域，进而将作用在样本上的力分散到最大可能的接触区域上。
在另一方面，吸嘴的开口不能选择得很大以免样本被无意识地吸入而不是被固定。然而为了安全起见，根据本发明可例如在组织样本操作装置内侧提供一种例如具有收集滤网的收集装置。
在有利的实施方式中，设置的吸嘴是可更换的。组织样本操作装置的一个实施方式中可连接不同的吸嘴，尤其是具有不同开口直径的吸嘴，并且/或所述组织样本操作装置包括存储装置，尤其是对于不同吸嘴的转台或滑动盒，特别是具有不同开口直径的吸嘴尤其是有利的，并且尤其快速适应各自使用状况是特别有利的。例如，可以通过旋转吸嘴的转台将各自所需的吸嘴引入工作位置，如显微镜的物镜。
根据本发明的组织样本操作装置的一个有利实施方式包括分离装置，用于从气流尤其是空气流中分离液体和/或固体物质，尤其是液体石蜡，其特别经吸嘴吸入。在分离腔体中，例如，从所吸入的石蜡雾气中分离石蜡。
分离装置可特别地包括分离腔体，其以下列方式实施以及布置，即吸入气流中的所吸入的液体在分离腔体中被压缩。
在一个对促进压缩过程特别有效的实施例中，分离腔体以下列方式实施以及布置，即在进入分离腔体和/或流经分离腔体后，气流的流速降低。这可以通过例如流经的横截面变宽来实现。可选择地或另外地，可对气流提供冲击元件， 例如冲击板，和/或偏转挡板，和/或迷宫。
为了排空分离腔体，有利地使与气流一起吸入的液体，例如液体石蜡，和/或与气流一起吸入的固体物质，通过逆转流动方向和/或通过正压方式被吹出。也可通过下列方式实现，例如并非通过负压而是通过替代的正压冲击分离腔体，特别是来自压缩空气导管。可选择地或另外地，也可通过逆转流动方向，将通过负压方式与气流一起吸入的液体和/或与气流一起吸入的固体物质引出。为此，负压导管可以被临时连接到吸嘴上。
根据本发明的另一个实施例，对其极短地维护以及清洗时间就足够了，包括可更换的分离腔体。该分离腔体可特别有利地实施为用后可弃的容器和/或一次性容器。
在另一个实施例中，分离装置包含离心分离器。
在一个非常特别有利的实施方式中，设置至少一个加热装置用于加热组织样本操作装置的至少一部分。这能可靠地防止与气流一起吸入的液体被无意地固化，和/或位于例如固化石蜡的固化液体的位置上，可能导致功能损害。
尤其是，可以有利地设置至少一个加热装置，用于加热吸嘴或多个吸嘴。还可以设置至少一个加热装置用于加热导管，尤其是管线导管。
根据本发明的组织样本操作装置可有利地实施为用于将抓取的样本(特别地，自动地)传输至预定的或可预定的放下位置。为此，组织样本操作装置包括，例如，转移装置、X-Y-Z操作器，或者机器人手，其能至少将吸嘴在空间内移动，例如在拾起位置和放下位置之间。
根据本发明的组织样本操作装置还可以包括图像处理系统，其优选自动地检测待拾起的样本和/或对于样本待放下的放下位置。尤其是，还设置了开或闭环控制装置，其根据图像处理系统确定的信息，以开和/或闭环的方式控制样本保持位置和/或吸嘴的位置和/或移动距离，和/或负压或可选择的其他参数。
如已提到的，根据本发明的组织样本操作装置可有利地作为自动操作器械或自动样本制备器械的一部分。
本发明的其他目标、优点、特征以及可能的应用通过以下结合附图对示例性实施例的描述变得显而易见。在本文中，描述的和/或图示描述的所有特征，独立地或任意有用组合，构成本发明的主题，不管权利要求中的分组或它们的内部引用。
附图说明
图1概略地显示了根据本发明的组织样本操作装置；
图2显示了根据本发明的具有负压控制系统及分离装置的另一个组织样本操作装置；以及
图3显示了根据本发明的自动操作的组织样本操作装置。
具体实施方式
图1概略地显示了根据本发明的组织样本操作装置1，用于抓取组织样本2并且将其再次放下。
组织样本操作装置1包括吸嘴3，其吸附开口4限定了样本保持位置5。可通过负压方式将样本2固定在样本保持位置5中。
吸嘴3经可加热的吸引管6连接到分离装置19，也就是分离腔体7。吸引管6包括加热装置8。具体地，吸引管6具有围绕其缠绕的加热条。这样有利地防止与气流一起吸入的诸如石蜡的液体，在吸引管6中已经发生硬化并且将其堵塞。
分离腔体7包括用于导管10的连接器9，通过该连接器在分离腔体7、吸引管6以及吸嘴3中产生负压。一旦存在负压，通过外部空气压力将位于样本保持位置5中的样本保持在吸嘴3的顶端。通过关闭负压来释放该样本。
也可以经导管10用替代的正压(以计量方式)而非负压来冲击分离腔体7、吸引管6、以及吸嘴3。这样做的目的是，例如，将收集在分离腔体7中的石蜡吹出，或者将例如由于石蜡的粘附效应而顽固地粘附在吸嘴上的样本分离。
图2显示了根据本发明的另一个组织样本操作装置1，在基本功能方面，其操作完全类似于图1所描述的组织样本操作装置1。还设置了开及闭环控制装置11，其根据分离腔体7的负压来控制导管10中的负压。分离腔体7中的负压由压力传感器12辅助测量，该压力传感器将测量信号发送至开及闭环控制装置11。
当所固定的样本2完全或部分封闭吸附开口4时，由于分离腔体7中的压力立即下降，开及闭环控制装置11通过压力传感器12的辅助来确定样本保持位置5中是否固定有样本。
为了平缓处理样本2，当样本2被固定在样本保持位置5时，开及闭环控制装置11通过减少导管10中的负压来降低作用在样本上的力。
为了此目的，在导管10中设置阀13，其受控于开及闭环控制装置11。
图3显示了根据本发明的自动操作的组织样本操作装置1，其实施为用于自主以及自动地例如从盒14里面抓取样本2，并将其再次放下到另一个位置，例如包埋模具15中。
组织样本操作装置1包括X-Y-Z操作器16，其在中心控制系统17的控制下，能至少将吸嘴与分离腔体7一起在空间内自由移动。
中心控制系统17根据从图像处理系统18传输来的信息控制X-Y-Z操作器16，所述图像处理系统能自动检测待拾起的样本2，以及待放下的样本2的相应的放下位置。
部件清单
1组织样本操作装置
2样本
3吸嘴
4吸附开口
5样本保持位置
6吸引管
7分离腔体
8加热装置
9连接器
10导管
11开及闭环控制装置
12压力传感器
13阀
14盒
15包埋模具
16X-Y-Z操作器
17中心控制系统
18图像处理系统
19分离装置。
Claims (16)
1.一种组织样本操作装置(1)，用于在包埋介质渗入之后抓取组织样本(2)，
其中，通过负压的方式将样本(2)固定在操作装置(1)上，
其中设置传感装置，以确定样本(2)是否固定在所述操作装置(1)上的作为样本保持位置的吸嘴顶端，所述吸嘴的开口被选择成小到能免于样本被吸入，
其中所述传感装置包括压力传感器(12)；和/或所述传感装置测量组织样本操作装置(1)的腔体或导管中的压力，
其中设置至少一个加热装置(8)用于加热所述组织样本操作装置(1)的至少一部分，从而防止与气流一起吸入的液体被固化。
2.根据权利要求1的组织样本操作装置(1)，其中设置调节装置(11)用于调节负压。
3.根据权利要求1的组织样本操作装置(1)，其中所述组织样本操作装置(1)包括至少一个吸嘴(3)。
4.根据权利要求3的组织样本操作装置，其中吸嘴(3)是可更换的；和/或可以连接不同的吸嘴(3)；和/或所述操作装置(1)包括用于不同吸嘴(3)的存储装置。
5.根据权利要求1的组织样本操作装置(1)，其中，设置分离装置(19)用于将液体和/或固体物质从气流中分离。
6.根据权利要求5的组织样本操作装置(1)，其中
a.所述分离装置(19)包括分离腔体(7)，其以下列方式实施以及布置，即与吸入气流一起吸入的液体在分离腔体(7)中压缩；和/或
b.所述分离装置(19)包括分离腔体(7)，其以下列方式实施以及布置，即在进入所述分离腔体(7)和/或流经所述分离腔体(7)后，气流的流速降低；和/或
c.所述分离装置(19)包括可更换的分离腔体(7)；和/或
d.所述分离装置(19)包括分离腔体(7)，其实施为用后可弃的容器和/或一次性容器。
7.根据权利要求1-6之一的组织样本操作装置(1)，其中将与气流一起吸 入的液体和/或与气流一起吸入的固体物质，可通过逆转流动方向和/或通过正压方式从所述组织样本操作装置(1)移除。
8.根据权利要求1-6之一的组织样本操作装置(1)，其中至少一个加热装置(8)用于加热所述吸嘴(3)或多个吸嘴(3)；和/或至少一个加热装置(8)用于加热导管。
9.根据权利要求1-6之一的组织样本操作装置(1)，其中所述组织样本操作装置(1)实施为用于将所抓取的样本(2)传送至预定的或可预定的放下位置；和/或所述组织样本操作装置(1)包括转移装置。
10.根据权利要求1-6之一的组织样本操作装置(1)，其中所述组织样本操作装置(1)包括图像处理系统(18)，其用于检测待拾起的样本(2)和/或待放下的样本(2)的放下位置。
11.根据权利要求1-6之一的组织样本操作装置(1)，其中有开或闭环控制装置，根据图像处理系统(17)确定的信息，以开和/或闭环的方式控制样本保持位置(5)和/或吸嘴(3)的位置和/或移动距离，和/或负压或可选择的其他参数。
12.一种自动操作器械或自动样本制备器械，其具有根据权利要求1-11之一所述的组织样本操作装置(1)。
13.根据权利要求1的组织样本操作装置(1)，其中所述样本(2)固定在样本保持位置(5)。
14.根据权利要求6的组织样本操作装置(1)，其中所述分离腔体(7)具有至少一个冲击元件和/或迷宫和/或偏转挡板。
15.根据权利要求6的组织样本操作装置(1)，其中将与气流一起吸入的液体和/或与气流一起吸入的固体物质，可通过逆转流动方向和/或通过正压方式从所述分离腔体(7)中移除。
16.根据权利要求8的组织样本操作装置(1)，所述至少一个加热装置(8)用于加热管线导管。
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