CN104884932A - 流体输送系统 - Google Patents

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马丁·利蒙
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Abstract

公开了一种用于具有载玻片处理模块的自动载玻片处理设备的流体输送系统。流体输送系统包括流体分配机器人，流体分配机器人由控制器配置为将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片。流体分配机器人包括：泵送装置，其由控制器配置为从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂；探针，其具有主体，该主体被设置为储存经由泵送装置泵送的一种或多种试剂，以便为探针准备待分配的一种或多种试剂；以及井舱，其设置在探针的主体上，以进一步储存准备分配的试剂。

Description

流体输送系统
技术领域
本发明涉及一种流体输送系统，该流体输送系统用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理的自动载玻片处理设备，据此，载玻片输送系统包括多个载玻片处理模块，该载玻片处理模块被设置为接收一些载玻片。
本发明特别地但并非仅涉及一种流体分配机器人，该流体分配机器人由控制器配置为将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片，以处理一个或多个组织样本。特别地，流体分配机器人是流体传输探针(FTP)机器人，该流体传输探针机器人包括：探针，该探针具有主体，该主体被设置为储存经由泵送装置泵送的一种或多种试剂，以便为探针准备待分配的试剂；以及井舱(well)，该井舱设置在探针的主体上，以进一步储存试剂，以便增加待分配的试剂的容量。因此，在探针将准备的试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片时，可处理载玻片上的一种或多种试剂。
背景技术
在一些应用中，现有组织样本处理方法包括手动执行的多个步骤。例如，在免疫应用中，诸如原位杂交(ISH)和免疫组织化学(IHC)应用，操作人员手动执行一些步骤(包括在载玻片上烘烤样本、脱蜡以及表位取回)以在根据预定的染色法将组织样本染色的染色设备中使用组织样本之前，处理该组织样本。
免疫组织化学染色和原位核酸分析是用于组织学诊断和组织形态的研究中的工具。免疫组织化学染色依赖于抗体与在组织样本中的表位的特定亲合力以及与仅存在于某些类型的病变细胞组织中的独特表位特别结合的抗体的较大可用性。免疫组织化学染色涉及在组织样本(通常是一部分)上进行的一系列处理步骤，该组织样本安装在玻璃载片上，以通过选择性染色来突出疾病状态的某些形态指标。
典型的处理步骤包括预先处理组织样本，以减少非特异性结合、抗体处理和孵化、酶标记的二次抗体处理和孵化、与酶进行底物反应以产生使具有与抗体结合的表位的组织样本的区域凸显的荧光团或发色团、对比染色等。在每个处理步骤之间，组织样本必须被清洗以从前一个步骤中移除未反应的残余试剂。大部分处理步骤涉及通常在大约25℃直到大约40℃的环境温度下进行的孵化的周期，而细胞调节步骤通常在略微更高的温度(例如，90℃到100℃)下进行。原位DNA分析依赖于探针(DNA结合蛋白)与在细胞或组织样本中的独特的核苷酸序列的特定亲合力，并且类似地涉及具有各种试剂和工艺温度要求的一系列处理步骤。一些特定的反应涉及高达120℃到130℃的温度。
尝试使用(例如)自动组织样本染色设备来自动处理设置在载玻片上的组织样本，以用于免疫应用。在一个现有实例中，自动染色设备使用试剂来处理组织样本，以在使载玻片上的样本染色之前处理该样本。由一个或多个机器人自动进行样本的处理，该机器人被配置为根据染色法而通过预定的顺序将多个指定的试剂分配给载玻片。在现有实例中，染色法使用高值试剂(诸如，抗体)，染色设备中的单个机器人将这种试剂一次分配给一个载玻片。由于组织学检测要求和活检标本日益增加的数量，所以现在在实验室中具有明显的压力，以减少处理组织样本的周转时间。而且，现有的自动染色设备通常较为笨重，以容纳专用于不同处理步骤的不同处理模块，从而占据大量实验室面积。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种流体输送系统，该流体输送系统用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理的自动载玻片处理设备，所述设备包括多个载玻片处理模块，该载玻片处理模块被设置为接收一些载玻片，该流体输送系统包括：
流体分配机器人，该流体分配机器人由控制器配置为将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片，以分别对所述一个或多个组织样本进行处理，
其中，该流体分配机器人包括：
泵送装置，该泵送装置由控制器配置为从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂；
探针，该探针具有主体，该主体被设置为储存经由泵送装置泵送的一种或多种试剂，以便为探针准备待分配的一种或多种试剂；以及
井舱，该井舱设置在探针的主体上，以进一步储存一种或多种试剂，从而增大准备分配的一种或多种试剂的容量；其中
该探针被设置为将准备分配的一种或多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的一些载玻片。
在一个实施方式中，流体分配机器人包括流体传输探针(FTP)机器人。FTP机器人由控制器配置为通过探针将多个高值试剂分配给载玻片处理模块中的载玻片，以对设置在载玻片上的样本进行处理。本领域的技术人员会理解的是，该系统可包括多于一个FTP机器人。而且，要理解的是，流体分配机器人可由控制器配置为也将准备的大容量试剂分配给载玻片，以对设置在载玻片上的样本进行处理。
在一个实施方式中，泵送装置还由控制器配置为从不同的一些试剂容器中连续地泵送和/或吸入多于一种试剂，其中，在连续的试剂之间具有空气间隙，以便为探针准备多个不同的试剂。即，探针(以及井舱)可准备不同的试剂，以节省流体分配机器人在分配之间吸入不同试剂所需要的时间。例如，泵送装置是注射泵，其被设置为在探针插入容器中时，将不同的试剂从不同的容器中吸入到探针中，其中，在连续的试剂之间具有空气间隙。然后，注射泵可通过流体分配机器人的运动将准备的不同试剂分配给相同或不同的载玻片。可替换地，试剂可被吸入并混合在探针中，以用于分配给载玻片。
自动载玻片处理设备还包括载玻片输送机器人，该载玻片输送机器人包括载玻片处理头，该载玻片处理头被设置为移动一个载玻片处理模块的闭合主体，以便在载玻片输送机器人由控制器被配置为将一个载玻片移动到载玻片处理模式中以用于通过分配准备的试剂来进行处理时，将通常在闭合位置中偏置的闭合主体移动到打开位置。在申请日期为2012年11月1日的题为“载玻片输送系统(Slide Transport System)”的待审美国临时专利申请61/721,269中描述了载玻片输送机器人，其内容通过引证结合于此。在一个实施方式中，载玻片输送机器人与流体分配机器人组合为龙门型机器人，龙门型机器人被配置为在x轴、y轴以及z轴上移动，以移动载玻片并且将探针移动到指定的载玻片处理模块中，从而对放在其中的载玻片进行处理。
在一个实施方式中，井舱包括盘管。优选地，探针的主体包括细长管，并且井舱的盘管的直径与探针的主体的细长管的直径大体上类似。在该实施方式中，盘管式井舱设置在探针的与探针的喷嘴相反的端部处。然而，要理解的是，井舱可为储槽或容器，以扩展探针(而非盘管)的容量，并且井舱可位于沿着探针的主体的任何点上。
而且，在一个实施方式中，盘管和探针的主体可移动地附接至试剂线路，该试剂线路在可再密封的连接器处连接至泵送装置。该盘管和探针的主体在可再密封的连接器处与流体分配机器人电绝缘。而且，探针的主体在一个或多个探针轴环处可移动地连接至流体分配机器人。探针轴环还由电绝缘材料(例如，橡胶或塑料)制成，因此，盘管和探针的主体在一个或多个探针轴环处与流体分配机器人电绝缘。通过这种方式，可容易地从流体分配机器人中移除探针，以用于清洁或更换探针。
优选地，流体分配机器人还包括液位传感器，以用于感测从探针中分配的试剂的量。在一个实施方式中，液位传感器是电容式液位传感器，其检测分配给载玻片的流体的量。在这种情况下，电容式液位传感器设置在上述电绝缘的探针上，以比较探针在探针准备有试剂时的有效电容以及探针在分配试剂之后的有效电容。
此外或者可替换地，流体分配机器人还包括压力传感器，该压力传感器设置在井舱与泵送装置之间，以用于感测从探针中分配的试剂量。在流体分配机器人使用压力传感器和液位传感器来检测分配给载玻片的流体的量的情况下，压力传感器用于确认液位传感器的结果，反之亦然。而且，液位传感器可检测吸入探针中的流体的量，以准备探针用于分配。
在一个实施方式中，流体分配机器人包括喷嘴，该喷嘴设置在探针的端部处并且被设置为分配准备分配的一种或多种试剂。优选地，探针的喷嘴被设置为与一个载玻片处理模块中的盖体部件耦接，并且在分配一种或多种试剂的同时与盖体部件的入口大体上密封地配合。在一个实施方式中，盖体部件与载玻片形成反应室，并且喷嘴与反应室密封地配合，以分配试剂，从而对载玻片上的组织样本进行处理。在申请日期为2012年11月1日的题为“载玻片染色组件和盖体部件(Slide Staining Assembly andCover Member)”的待审美国临时专利申请61/721,280中描述了盖体部件，其内容通过引证结合于此。
在另一个实施方式中，流体分配机器人还包括驱动器装置，以用于在分配一种或多种试剂的同时朝着一个载玻片处理模块的入口推动探针的喷嘴，从而保持入口的密封。
在一个实施方式中，所有或部分探针可涂有减少摩擦的材料，诸如，铁氟龙或陶瓷。电解抛光等技术可应用于该材料或者制备探针。
在一个实施方式中，流体输送系统还包括清洗站，以用于在探针插入清洗站的清洗滚筒中时清洗探针。优选地，清洗滚筒包括清洗流体注射口，该清洗流体注射口连接至流体输送系统的清洗泵，其中，清洗泵由控制器配置为将清洗流体从一个或多个清洗流体容器泵送到清洗滚筒中。
在一个实施方式中，清洗站可定位在任何位置处(包括紧邻流体分配机器人或者与其成一体)。
在一个实施方式中，清洗滚筒具有带纹理的表面，以在探针插入清洗滚筒中时，在探针之上产生清洗流体的紊流。优选地，带纹理的表面包括在清洗滚筒中的螺旋波纹，以在插入的探针之上产生清洗流体的紊流，以清洗探针。要理解的是，系统可使用清洗滚筒中的其他波纹配置(诸如，间隔开的同心环)来产生紊流。无论如何，清洗滚筒还可包括收集室和排放口，以用于从清洗滚筒中收集和移除清洗流体。
在另一个实施方式中，清洗滚筒包括入口和出口，据此，迫使气体通过入口而围绕探针与清洗流体混合，并且迫使气体通过出口离开。例如，真空装置被设置为向出口施加真空力，以通过入口吸入气体并且从出口排出。在这个实例中，通过入口，将气体从大气中通过空气吸入到清洗滚筒中。
在另一个实施方式中，通过探针供应清洗流体减少了对清洗泵的需要。
根据本发明的另一个方面，提供了一种输送用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理的流体的方法，据此，一些载玻片被接收在多个载玻片处理模块中，并且至少一个流体分配机器人将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的一些载玻片，以分别对一个或多个组织样本进行处理，该方法包括：
从多个相应的试剂容器中泵送带分配的试剂；
将从相应的试剂容器中泵送的一种或多种试剂储存在探针的主体中，以便为探针准备分配一种或多种试剂；
将一种或多种试剂进一步储存在设置于探针的主体上的井舱中，以便增大准备分配的一种或多种试剂的容量；以及
将准备分配的一种或多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的一些载玻片。
根据本发明的另一个方面，提供了一种由控制器执行时实施上述方法的计算机程序代码。
根据本发明的另一个方面，提供了一种实体计算机可读介质，该实体计算机可读介质包括上述计算机程序代码。
根据本发明的又一个方面，提供了一种数据文件，该数据文件包括上述程序代码。
附图说明
现将参照附图仅以实例描述本发明的实施方式，附图中：
图1为根据本发明的一个实施方式的具有流体输送系统的自动载玻片处理设备的立体图；
图2为根据本发明的一个实施方式的具有流体输送系统的自动载玻片处理设备的另一立体图；
图3为根据本发明的一个实施方式的用于自动载玻片处理设备的流体输送系统的立体图；
图4为图3的流体输送系统的侧视图；
图5为根据本发明的一个实施方式的流体输送系统的探针的前视图；
图6为根据本发明的一个实施方式的流体输送系统的探针的前视图；
图7为根据本发明的一个实施方式的流体输送系统的探针的截面图；
图8为根据本发明的一个实施方式的示出用于保持探针的轴环的流体输送系统的探针的截面图；
图9为根据本发明的一个实施方式的用于将流体输送系统的井舱连接至试剂线路的连接器的前视图；
图10A为根据本发明的一个实施方式的自动载玻片处理设备的载玻片处理模块的盖体部件的顶视图；
图10B为与图10A的载玻片处理模块的盖体部件耦接的流体输送系统的探针的沿着图10A中的截面AA截取的截面图；
图11A为图10B的探针和盖体部件在截面C处的截面图；
图11B为图10B的探针和盖体部件的剖视立体图；
图12A为根据本发明的一个实施方式的自动载玻片处理设备的清洗站的截面图；
图12B为根据本发明的一个实施方式的自动载玻片处理设备的另一个清洗站的截面图；
图13为根据本发明的一个实施方式的流体输送系统的示意图；以及
图14为根据本发明的一个实施方式的对用于处理设置在载玻片上的组织样本的试剂进行分配的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中示出了流体输送系统10，该流体输送系统用于对设置在载玻片13上的组织样本进行处理的自动载玻片处理设备12。可以看出，载玻片处理设备12包括被设置为接收载玻片13的多个载玻片处理模块14，并且载玻片处理设备包括至少一个载玻片输送机器人18，该载玻片输送机器人为龙门型机器人的形式，其由控制器配置为往返于载玻片处理模块14而移动载玻片13。流体输送系统10包括流体分配机器人16，该流体分配机器人由控制器配置为移动到指定的载玻片处理模块14，以将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块14中的载玻片13，以处理在载玻片13上的组织样本。
在附图中示出的实施方式中，载玻片输送机器人18与在龙门型机器人中的流体分配机器人16相结合，该机器人被配置为在x轴、y轴以及z轴上移动。本领域的技术人员会理解的是，载玻片输送机器人18可与流体分配机器人16分开。例如，载玻片输送机器人18是铰接臂机器人，而流体分配机器人16是龙门型机器人，反之亦然。然而，在该实施方式中，流体分配机器人16包括流体传输探针(FTP)机器人，该流体传输探针机器人由控制器配置为将储存在试剂容器中的多个高值试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片13。高值试剂的实例包括色原和抗体。即，龙门型机器人包括组合的FTP机器人16和载玻片输送机器人18，以使设备12的尺寸和复杂度最小化。无论如何，x轴是设备12的长度，y轴是设备的宽度，并且z轴与设备12的高度对应。
如上所述，流体分配机器人16(在后文中被称为FTP机器人16)和载玻片输送机器人18由控制器配置为将试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片，并且被配置为往返于载玻片处理模块14移动载玻片13。本领域的技术人员要理解的是，自动载玻片处理设备12的控制器(以及载玻片输送机器人18和FTP机器人16)可远离设备12而执行或者可相对于设备12而本地执行。还要理解的是，在任何情况下，控制器包括多个模块，这些模块由处理器以及用于储存这些模块的指令的存储器来执行，以将指令提供给载玻片输送机器人18和FTP机器人16，从而控制其运动以及试剂的分配。
要理解的是，载玻片输送机器人18由控制器配置为在这三个轴上在设备12的不同模块之间快速移动，以便在载玻片处理模块14中有效地移动载玻片并且从载玻片处理模块中移出，从而对设置在载玻片处理模块14中的载玻片上的样本进行处理。例如，载玻片输送机器人18被配置为在2.2秒内从设备12的一个角落移动到斜对面的角落(这表示相对于设备12的最大运动)。用于相对于图1中的设备12示出的载玻片输送机器人18的行程轮廓可为：例如，在x轴上是780mm，在y轴上是500mm并且在z轴上是120mm，虽然这些范围仅是实例。
还可以看出，龙门型机器人18和FTP机器人16在x方向上沿着轨道21移动并且在y方向上沿着轨道19移动，以便往返于载玻片处理模块14而移动载玻片，从而将试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片13，以对设置在载玻片上的那些样本进行处理。
如在图2的实施方式中示出，设备12包括两个大容量液体机器人(BFR)15，该大容量液体机器人由控制器配置为将储存在试剂容器中的多个较小值试剂分配给接收在载玻片处理模块14中的载玻片13，以便还对载玻片上的组织样本进行处理。即，在某些情况下，为了处理载玻片13上的组织样本，将指定的组合和顺序的高值和较低值大容量试剂分配给载玻片。本领域的技术人员会理解的是，设备12可包括多于两个BFR，以将储存在试剂容器中的较小值试剂分配给载玻片13。
例如，BFR 15由控制器配置为将大容量试剂(诸如，草酸、硫酸、高锰酸钾、酒精、脱蜡剂、苏木精、过氧化物、柠檬酸、EDTA、DI水以及BondTM洗液)分配给载玻片13，以对设置在载玻片上的组织样本进行处理。在图2中还可以看出，每行载玻片处理模块14具有一个BFR 15，并且当载玻片输送机器人可在z方向上移动时，载玻片输送机器人18被配置为往返于载玻片处理模块14移动载玻片13，而不干扰BFR 15。实际上，在这种情况下，BFR 15被配置为仅在x方向和z方向上移动，以将大容量试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片13。
载玻片输送机器人18还包括在图3中示出的载玻片输送装置20，该载玻片输送装置设置在载玻片输送机器人18上，其由控制器配置为可释放地保持载玻片13。例如，载玻片输送装置20是吸杯，其被设置为在待移动到载玻片处理模块14时可释放地保持载玻片13，并且释放载玻片13以将其保持在载玻片处理模块14中。还预计载玻片输送装置20包括用于释放地保持载玻片的其他装置，诸如，夹具。而且，在一个实施方式中，载玻片输送机器人18包括载玻片处理头22，该载玻片处理头被设置为移动一个载玻片处理模块14的闭合主体24，以便在载玻片输送机器人由控制器配置为将一个载玻片13移动到载玻片处理模块14中时将通常在闭合位置中偏置的闭合主体24移动到打开位置。在闭合主体24保持在打开位置中时，载玻片输送装置20还从载玻片处理头22中延伸，并且该载玻片输送装置由控制器配置为释放载玻片13，以将载玻片放在载玻片处理模块14中。然后，在载玻片处理头22在x轴上移动以关闭闭合主体24之后，并且在载玻片处理模块14的闭合主体24返回闭合位置时，FTP机器人16可将试剂分配给载玻片13。如上所述，在题为“载玻片输送系统(A SlideTransport System)”的待审美国临时专利申请中描述了载玻片输送机器人18。
在使用期间，FTP机器人16迫使流体进入反应室中或者从反应室中取出流体，以执行从反应室中搅拌和/或排出试剂。在处理步骤中，搅拌可促进试剂的混合和/或帮助在反应室中管理泡沫，尽管在反应室中存在泡沫，但也升高了试剂与衬底上的样本接触的可能性。试剂分配和取出可与压力和/或真空或者配置为应用负和/或正流体压力的其他源耦接。
图1和图2还示出了具有输入和输出缓冲模块17的自动载玻片处理设备12，据此，输入缓冲模块17将载玻片13引入设备12中，以用于进行处理，并且在对载玻片13上的组织样本进行处理之后，输出缓冲模块17允许从设备12中移除载玻片13。在这些附图中示出的实施方式的载玻片输送机器人18还被配置为从输入模块17中取回载玻片、将载玻片放在载玻片处理模块14中、并且该载玻片输送机器人在通过FTP机器人16和/或BFR 15处理了设置在载玻片上的组织样本之后被配置为从载玻片处理模块14中取出载玻片13，并将载玻片放在输出模块17中。此外，该实施方式的载玻片输送机器人18还可被配置为在将载玻片移动到输出模块之前，往返于用于在载玻片上执行其他操作的其他模块(未示出)(诸如，盖玻片和数字成像模块)而移动载玻片。
图3和图4还详细地示出了FTP机器人16。FTP机器人16被配置为在x轴上沿着轨道21移动并且在z轴上沿着齿条23移动，以便将流体分配机器人16的探针25放在指定的载玻片处理模块14处，从而将指定的试剂分配给接收在指定的载玻片处理模块14中的载玻片13。齿条23由FTP机器人16上的小齿轮驱动，以在z轴上降低和升高探针25。即，可在z轴上升高或降低探针25，以便在载玻片处理模块14的闭合主体24处于闭合位置中时，可将试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片13。在这个实施方式中，FTP机器人16使用由步进马达驱动的链条驱动系统在x轴和y轴上沿着轨道21和轨道19移动。然而，本领域的技术人员会理解的是，可使用其他驱动系统，例如，另一个齿条与齿轮或皮带驱动系统、气动、电磁阀或导螺杆系统。
FTP机器人16包括泵送装置(未示出)，该泵送装置由控制器配置为由FTP机器人16的探针25从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂。在一个实施方式中，泵送装置是注射泵，其被设置为从试剂容器中吸入待分配的试剂。图2示出了储存用于分配的高值试剂的多个高值试剂容器31。本领域的技术人员要理解的是，泵送装置可位于FTP机器人16上或者位于设备12上的其他地方。在一个实例中，注射泵送装置从高值试剂容器31的设置在FTP机器人16的探针25的一端上的喷嘴26中吸入高值试剂并且从该喷嘴分配高值试剂。即，喷嘴26由FTP机器人16的齿条23上的步进马达降低到指定的试剂容器中，使得试剂可通过泵送装置的活动而吸入到探针25中。本领域的技术人员要理解的是，预先确定吸引和分配试剂的顺序，以对设置在载玻片上的特定组织样本进行处理。
FTP机器人16的探针25具有细长主体，该细长主体被设置为储存经由泵送装置泵送的一种或多种试剂，以便为探针准备待分配的试剂。因此，在使用期间，将试剂注入FTP机器人16的探针25中，以分配给不同的载玻片处理模块14中的一个或多个载玻片13。而且，FTP机器人16具有井舱27，该井舱被设置在探针25的主体上，该井舱被设置为进一步储存试剂，以便增大准备分配的试剂的容量。通过这种方式，探针25将准备的试剂分配给接收在指定的载玻片处理模块14中的多个指定的载玻片13，而无需进一步将试剂吸入和注入探针25中。即，无需将探针25的喷嘴26移回高值试剂容器中，以再次准备探针25和井舱27。
此外，泵送装置可进一步由控制器配置为从一些不同的试剂容器中连续地泵送和/或吸入多于一种试剂，其中，在连续的试剂之间具有空气间隙，以便为探针准备多个不同的试剂。通过这种方式，FTP机器人16可在其载玻片处理协定的不同阶段将不同的试剂分配给相同或不同的载玻片，而无需返回试剂容器31中，以进一步吸入试剂。
而且，从图中可以看出，探针25的喷嘴26与载玻片输送机器人18的载玻片处理头22相邻，其被设置为接触抵靠载玻片处理模块14的闭合主体24的承载表面，以将闭合主体24移动到打开位置，使得载玻片13可位于其中以用于进行处理。即，在载玻片输送机器人18通过抵抗偏置力将闭合主体24移动到打开位置并且然后返回闭合位置时，载玻片处理头22接触抵靠承载表面。因此，在载玻片13位于载玻片处理模块14中并且闭合主体24返回闭合位置之后，探针25的喷嘴26进而可在z轴上降低，以将试剂分配给载玻片13。还可以看出，载玻片处理模块14在设备12中对准，以便在x方向上打开，以使载玻片输送机器人18和FTP机器人16的移动的量最小化。
图6到图9更详细地示出了流体输送系统10的探针25和井舱27。图5示出了不具有井舱27的探针25，其中，仅探针25的细长主体被设置为其中储存试剂，以便为探针25准备试剂。图6和图7示出了用于进一步储存试剂的井舱27，以增大准备分配的试剂的容量。如上所述，井舱27是具有直径与探针25的主体的细长管大体上相似的盘管，以大幅增大准备分配给载玻片13的试剂的容量，并且使探针25的尺寸最小化。如上所述，井舱27可采用不同的形式，诸如，储槽，并且井舱无需位于探针25的端部处。例如，井舱27可为沿着探针25的主体位于某个点处的储槽。
井舱27的盘管也可移动地连接至试剂线路，该试剂线路在可再密封的连接器28处连接至泵送装置。在图9中，连接器28通过与连接器28产生密封配合的插头38将弹性管状试剂线路40连接至井舱27。而且，探针25的主体使用电绝缘的探针轴环而可移动地连接至FTP机器人16；具体而言，具有塑料夹头30形式的底部轴环以及具有塑料夹子32形式的顶部轴环用于将探针25保持就位并且将探针25与管状齿条23隔离。
探针25还具有定位块29，以使用夹头30和夹子32将探针25定位并锁定在齿条23中，如在图8中更详细地示出。在此处可以看出，探针25被安装成从管状齿条23的顶部开始穿过齿条23。弹簧36以及两个塑料垫片将探针25定位并锁定在齿条23的顶部上的位置中。此外，齿条23具有手指夹具34，该手指夹具被设置为相对于齿条23而滑动，以从齿条23中移除夹子32，从而从齿条23中移除探针25。而且，夹头30被插入在管状齿条23与探针25之间的间隙中，并且该夹头通过探针25上的定位块29而保持就位，以将探针25锁定在齿条23底部上的位置中。
图13示出了上述流体输送系统10的从探针25的喷嘴26到注射泵C(并且在这种情况下，清洗泵D)的示意图。然而，应理解的是，多个清洗泵D可被馈送到注射器C中，该注射器还可包括旁通阀(bypass valve)。试剂线路经由压力传感器B而在探针25的井舱27与注射泵C之间延伸。在一个实施方式中，注射器C可通过旁通阀C旁通在一起，使得一个或多个清洗泵D直接馈送到探针中(见图12B)。参照这个视图，系统10的元件的尺寸的一个实例如下。从探针25上的点O到点A(即，从喷嘴26到探针25与FTP机器人16的齿条23附接的位置)的距离是120mm。探针25的这个分配端的从点O到点A的直径是1.3mm，并且容量是150μl。探针25的主体的从点A到压力传感器B的直径以及井舱27的盘管的直径是2mm。井舱27的盘管的长度与探针25的细长主体的长度的组合是1100mm，并且容量的组合是3500μl。因此，在该实例中，在探针25的主体和井舱27中准备分配的试剂以及试剂线路到压力传感器的量具有最大的容量3650μl。从压力传感器B到注射泵C的试剂线路是塑料管，该塑料管具有2mm的直径和2500mm的长度。探针25的细长主体的长度增强了间隙(诸如，空气间隙)的供应，以便大体上分离吸入到探针中的不同试剂。这促进了从不同的一些试剂容器中连续地泵送和/或吸入多于一种试剂，其中，在连续的试剂之间具有空气间隙，以便为探针25准备多个不同的试剂。这允许探针25分配至少两个不同的试剂，而无需返回试剂容器。
在一个实施方式中，压力传感器B感测试剂线路中的压力，以确认从探针25中分配了试剂。然而，本领域的技术人员会理解的是，系统10可使用用于感测分配的试剂量的其他感测装置。例如，感测装置是液位传感器，以用于感测从探针25中分配的试剂的量。要理解的是，液位传感器可为电容式液位传感器，该电容式液位传感器被配置为在探针25的喷嘴26处监控电容的变化，或者液位传感器可为压力液位传感器，该压力液位传感器被配置为在喷嘴26处感测压力的变化。或者，可使用光学液位感测系统和超声系统。
在系统10使用电容式液位传感器的实施方式中，连接器28、夹子32以及夹头30由电绝缘材料(诸如，橡胶或塑料)制成，以使盘管和探针25的主体与FTP机器人16的其他元件(诸如，齿条23)电绝缘，使得可进行电容测量，而不干扰其他元件。
返回图10A和图10B，载玻片处理模块14的闭合主体24与在图10A和图10B中示出的载玻片处理模块14的盖体部件42产生密封的反应室，以用于对载玻片13上的组织样本进行处理。盖体部件42设置在闭合主体24的底面上，并且该盖体部件被设置为在载玻片输送机器人18将载玻片13放在载玻片处理模块14中之后且在闭合主体24处于闭合位置中时与载玻片13形成密封的反应室。在题为“载玻片染色组件和盖体部件(SlideStaining Assembly and Cover Member)”的待审美国临时专利申请中描述了盖体部件42的细节。然后，在闭合主体24以指定的顺序并且通过指定的容量处于闭合位置中时，FTP机器人16和BFR 15可将试剂分配给载玻片处理模块14中的载玻片13，以对载玻片13上的组织样本进行处理。本领域的技术人员会理解的是，用于指定的试剂的指令以及待分配试剂的顺序可储存在存储器中，该储存器与控制器进行数据通信。
探针25的喷嘴26被设置为与载玻片处理模块14中的盖体部件42的接收部分44耦接，并且该喷嘴在分配试剂的同时与在盖体部件42的接收部分44中的入口43大体上密封地配合。而且，FTP机器人16包括驱动器装置(诸如，上述步进马达)，以用于在分配试剂的同时朝着载玻片处理模块14的入口43在z轴上推动探针25的喷嘴26，从而保持与入口43的密封。例如，驱动装置在探针25上施加5N到30N的力(例如，10N的力)，以在恒力矩模式中使用步进马达朝着入口43推动探针25的喷嘴26。在图11A和图11B中可以看出，入口43可具有诸如60度的倒角(诸如，30度到75度)，以用于引导探针25的喷嘴26并且与该探针的喷嘴密封。
返回图1、图12A和图12B，如上所述，设备12包括清洗站48的清洗滚筒49，以用于在探针插入清洗站48的清洗滚筒49内时通过FTP机器人16的运动而清洗探针25。而且，如图13中示出的，注射泵C通过清洗线路而连接至清洗泵D，以便可使用清洗流体(诸如，从清洗泵D中泵送的BondTM洗液、DI水以及酒精)清洗FTP机器人16的试剂线路。清洗泵D可由适于输送流体的流体输送线路提供，该流体诸如为一个或多个液压流体，包括但不限于清洗流体、水、缓冲剂、稀释液(例如，抗体稀释液)、清洁液等。在一个实施方式中，清洗泵可由适于输送流体的多个流体输送线路提供。
在一个实施方式中，清洗泵D由控制器配置为将清洗流体从一个或多个清洗流体容器注入到清洗流体注射口50中。然后，清洗流体在带纹理的表面52之上穿过，以在探针插入到清洗滚筒49中时在探针25之上产生清洗流体的紊流。可以看出，带纹理的表面包括螺旋清洗环形式的清洗滚筒中的螺旋波纹，以产生紊流来清洗探针25。清洗滚筒49还包括收集室54和排放口56，以用于从清洗滚筒49中收集和移除清洗流体。本领域的技术人员会理解的是，清洗泵可再循环并且重新使用清洗流体。
在图12B中示出的实施方式中，清洗滚筒49包括入口55和出口57，以用于循环通过探针25的喷嘴26的空气，从而改进清洗工艺。在这种情况下，将真空装置应用到出口57，以便从出口57中引出空气，并且通过入口55吸入空气，使得在探针插入到清洗滚筒49中时空气围绕探针25运行。在这个实施方式中，迫使空气从大气中穿过入口。密封件60防止围绕探针25将空气吸入清洗滚筒49中。因此，在使用期间，例如使用清洗泵D而通过探针25将清洗流体注入清洗滚筒49中，并且真空被应用成使得入口55的空气与在探针25周围的洗涤液混合，以帮助清洁探针25。然而，本领域的技术人员会理解的是，可使用封闭的系统来清洗探针25，并且例如使用受控的惰性气体来代替空气。
现在参照图14示出了一种输送用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理的流体的方法100的主要内容，据此，一些载玻片被接收在多个载玻片处理模块中，并且至少一个流体分配机器人将多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片，以对载玻片上的组织样本进行处理。该方法100包括以下步骤：从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂的步骤102；将从相应的试剂容器中泵送的一种或多种试剂储存在探针的主体中的步骤104，以便为探针准备分配一种或多种试剂；将所述一种或多种试剂进一步储存在设置于探针的主体上的井舱中的步骤106，以便增大准备分配的所述一种或多种试剂的容量；以及将准备分配的所述一种或多种试剂分配给接收在载玻片处理模块中的载玻片的步骤108。
从上文描述的流体输送系统10中使该方法的其他方面变得显而易见。本领域的技术人员还会理解的是，可在程序代码中实施该方法。可通过多种方法(例如，在实体计算机可读介质(诸如，光盘或存储器)上)供应程序代码。
要理解的是，在不背离本发明的范围的前提下，可对上述部件进行各种变更、添加和/或修改，并且鉴于以上教导内容，技术人员会理解到本发明可通过各种方式在软件、固件和/或硬件内执行。
在本说明书内包括文档、行为、材料、装置、物品等的讨论，其仅用于为本发明提供文本的目的。不暗示也不表示任何这些问题构成现有技术基础的一部分或者是在与本发明相关的领域中的公知常识，与在本申请的每个权利要求的优先日期之前存在的一样。
在术语“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprised)”或“包括(comprising)”用于本说明书(包括权利要求)中的情况下，要解释为规定在本发明的各种实施方式中具有一个或多个特征，但是不排除具有或者增加其他特征。

Claims (25)

1.一种用于自动载玻片处理设备的流体输送系统，该自动载玻片处理设备用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理，所述自动载玻片处理设备包括多个载玻片处理模块，所述载玻片处理模块被设置为接收一些载玻片，所述流体输送系统包括：
流体分配机器人，所述流体分配机器人通过控制器配置为将多种试剂分配至接收在载玻片处理模块中的载玻片，以分别对所述一个或多个组织样本进行处理，
其中，所述流体分配机器人包括：
泵送装置，泵送装置通过控制器配置为从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂；
探针，所述探针具有主体，所述主体被设置为储存经由所述泵送装置泵送的一种或多种试剂，以便为探针准备待分配的所述一种或多种试剂；以及
井舱，所述井舱设置在所述探针的主体上并且布置为用于进一步储存所述一种或多种试剂，从而增大准备分配的所述一种或多种试剂的容量；其中
所述探针被设置为将准备分配的所述一种或多种试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的所述一些载玻片。
2.根据权利要求1所述的流体输送系统，其中，所述井舱包括盘管。
3.根据权利要求2所述的流体输送系统，其中，所述探针的主体包括细长管。
4.根据权利要求3所述的流体输送系统，其中，所述井舱的盘管的直径与所述探针的主体的细长管的直径大体上类似。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的流体输送系统，其中，所述盘管和所述探针的主体能移除地附接至试剂线路，所述试剂线路在能再密封的连接器处连接至所述泵送装置。
6.根据权利要求5所述的流体输送系统，其中，所述盘管和所述探针的主体在所述能再密封的连接器处与所述流体分配机器人电绝缘。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体输送系统，其中，所述探针的主体在一个或多个探针轴环处能移除地附接至所述流体分配机器人。
8.根据权利要求7所述的流体输送系统，其中，所述盘管和所述探针的主体在所述一个或多个探针轴环处与所述流体分配机器人电绝缘。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的流体输送系统，其中，所述流体分配机器人还包括液位传感器，以用于感测从所述探针中分配的试剂的量。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的流体输送系统，其中，所述流体分配机器人还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述井舱与所述泵送装置之间，以用于感测从所述探针中分配的试剂的量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的流体输送系统，其中，所述流体分配机器人包括喷嘴，所述喷嘴设置在所述探针的端部处并且所述喷嘴被设置为用于分配准备分配的所述一种或多种试剂。
12.根据权利要求11所述的流体输送系统，其中，所述探针的喷嘴被设置为与所述一个载玻片处理模块中的盖体部件耦接，并且所述探针的喷嘴在分配所述一种或多种试剂的同时与所述盖体部件的入口大体上密封地配合。
13.根据权利要求11所述的流体输送系统，其中，所述流体分配机器人还包括驱动器装置，以用于在所述一种或多种试剂被分配的同时朝着所述一个载玻片处理模块的入口推动所述探针的喷嘴，从而保持所述探针的喷嘴与所述入口的密封。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的流体输送系统，其中，所述流体输送系统还包括清洗站，以用于在探针插入所述清洗站的清洗滚筒中时清洗探针。
15.根据权利要求14所述的流体输送系统，其中，所述清洗滚筒包括清洗流体注射口，所述清洗流体注射口连接至所述流体输送系统的清洗泵，其中，所述清洗泵通过控制器配置为将清洗流体从一个或多个清洗流体容器泵送到所述清洗滚筒中。
16.根据权利要求15所述的流体输送系统，其中，所述清洗滚筒具有带纹理的表面，以在所述探针插入所述清洗滚筒中时，在所述探针之上产生清洗流体的紊流。
17.根据权利要求16所述的流体输送系统，其中，所述带纹理的表面包括所述清洗滚筒中的螺旋波纹，以产生紊流。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的流体输送系统，其中，所述清洗滚筒还包括收集室和排放口，以从所述清洗滚筒中收集和移除清洗流体。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的流体输送系统，其中，所述清洗滚筒包括入口和出口，据此，气体通过所述清洗滚筒的入口进入所述清洗滚筒中以与所述探针周围的清洗流体混合，并且气体通过所述出口离开。
20.根据权利要求19所述的流体输送系统，所述系统还包括真空装置，所述真空装置被设置为向所述出口施加真空力，以将气体吸入到所述清洗滚筒的入口中并且将气体从所述出口引出。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的流体输送系统，其中，所述泵送装置还通过控制器配置为从不同的一些试剂容器中连续地泵送和/或吸入多于一种试剂，其中，在连续的试剂之间具有空气间隙，以便为所述探针准备多个不同的试剂。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的流体输送系统，其中，所述流体分配机器人包括流体传输探针(FTP)机器人。
23.一种输送用于对设置在载玻片上的一个或多个组织样本进行处理的流体的方法，据此，一些载玻片被接收在多个载玻片处理模块中，并且至少一个流体分配机器人将多种试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的所述一些载玻片，以分别对所述一个或多个组织样本进行处理，所述方法包括：
从多个相应的试剂容器中泵送待分配的试剂；
将从相应的试剂容器中泵送的一种或多种试剂储存在探针的主体中，以便为所述探针准备分配的所述一种或多种试剂；
将所述一种或多种试剂进一步储存在设置于所述探针的主体上的井舱中，以便增大准备分配的所述一种或多种试剂的容量；以及
将准备分配的所述一种或多种试剂分配至接收在所述载玻片处理模块中的所述一些载玻片。
24.一种计算机程序代码，在由控制器执行时所述计算机程序代码实施根据权利要求23所述的方法。
25.一种实体计算机可读介质，所述实体计算机可读介质包括根据权利要求24所述的程序代码。
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