CN105102958A - 制备用于检查的生物样本的自动化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本文公开的设备特征为基板臂和夹持器、平台，所述平台具有在所述基板臂处于样本处理位置时位于与所述基板相对的顶表面，且包括至少一个位于所述面向基板的平台表面的流体端口和至少一个位于面向所述基板的平台表面的真空端口，且在操作过程中所述设备配置成(a)从所述至少一个流体端口分配第一量的流体以填充基板和平台间的间隔，(b)从所述至少一个流体端口分配额外的量的流体进入所述间隔以替换所述第一量的流体的部分，和(c)通过所述至少一个真空端口从所述间隔去除第一量的流体的部分。

Description

制备用于检查的生物样本的自动化系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年4月5日提交的美国临时申请号61/809,179的优先权，其全部内容通过提述并入本文。

背景技术

多年以来，实验室技师已使用用于制备生物样本的染料和染剂(如在Romanowsky染色中所使用的那些)以改善检查过程中样本的对比度。这种检查方法通常利用显微镜，另一种捕获样本图像的装置，或者在其它情况下，肉眼的视觉检查。制备用于检查的样本的几种不同的系统和方法是已知的。例如，美国专利号6,096,271、7,318,913以及5,419,279和公布的美国专利申请号2008/0102006和2006/0073074涉及用于样本处理过程中对基板进行染色的机器和方法。这些出版物提供了关于染色和制备样本用于检查的诸多细节。

发明概述

本公开涉及制备生物样本用于检查的自动化系统及方法。例如，所述样本可包括施加至基板例如显微镜载片或盖玻片的含有红血细胞、白血细胞和血小板的血液样品。不同的实施方案可用于从生物样品包括骨髓、尿、阴道组织、上皮组织、肿瘤、精液、唾液及其它体液中制备其它的生物样本。本公开的其它方面包括用于固定、染色、冲洗以及搅拌样本的系统和方法。一般地，本文公开的系统和方法通过使用最小的流体量提供快速、高效且高度均匀的样本处理。所述方法包括一个或多个的固定、染色以及冲洗阶段，在一个或多个所述固定、染色以及冲洗阶段期间或之后包括一个或多个搅拌阶段。可将所述系统作为独立的装置或作为较大系统中的部件实施用于制备和检查生物样本。

一般地，在第一方面，本公开特征为一种在基板上制备生物样本用于检查的设备，所述设备包括：(a)基板臂，其包括基板夹持器；(b)第一致动器，其连接至所述基板臂，且配置成使所述基板臂在打开位置(openposition)与样本处理位置之间移动；(c)第二致动器，其布置且配置成搅拌由所述基板臂上的基板夹持器夹持的基板；(d)平台，其具有当所述基板臂处于样本处理位置时位于与所述基板相对的顶表面；以及(e)两个以上的偏位件，其布置在所述平台的顶表面上，以使得当所述基板在基板处理位置接触所有的偏位件时，基板与平台的顶表面基本平行并且形成至少约50微米的间隔。

该设备的实施方案可单独地或组合地包括以下特征中的任何一个或多个。

所述第一与第二致动器可为相同的致动器，其配置成使所述基板臂移动且搅拌由基板臂上所述基板夹持器夹持的基板。所述平台顶表面的总表面积可小于所述基板的总表面积。可具有至少三个或更多布置在所述平台顶表面外边缘的偏位件，其中所述偏位件的尖端(tips)限定了一个平面。

抽吸端口可位于所述基板夹持器上；所述抽吸端口可连接至抽吸源，用于通过抽吸管向抽吸端口提供抽吸，从而将基板保持于所述基板夹持器。所述设备可包括位于所述平台顶表面上的第一染剂端口、第一染剂储液器、以及连接至所述第一染剂端口的第一染剂导管，用于为染剂提供流体通路，以将其从所述第一染剂储液器泵送至所述第一染剂端口并进入到所述间隔中。所述设备可包括位于所述平台顶表面上在不同于所述第一染剂端口位置的位置处的第二染剂端口、第二染剂储液器以及第二染剂导管，其中所述第一与第二染剂端口当基板处于所述样本处理位置时都布置在与基板上样本区域间隔开的顶表面上，并且其中所述第二染剂导管连接至所述第二染剂端口，用于为染剂提供流体通路，以将其从所述第二染剂储液器泵送至所述第二染剂端口并进入到所述间隔中。

所述设备可包括位于所述平台顶表面上的第一固定剂端口、固定剂储液器、以及连接至所述第一固定剂端口的固定剂导管，用于为固定剂提供流体通路以将其从所述固定剂储液器泵送至所述第一固定剂端口并进入到所述间隔中。所述设备可包括位于所述平台顶表面上的第一冲洗剂端口、冲洗剂溶液储液器、以及连接至所述第一冲洗剂端口的冲洗导管，用于为冲洗流体提供流体通路，以将其从所述冲洗剂溶液储液器泵送至所述第一冲洗剂端口并进入到所述间隔中。

所述设备可包括位于所述平台顶表面上的第一真空端口、第一废物容器、以及连接至所述第一真空端口的第一废物导管，用于提供负压的通路，以将流体从所述间隔或基板中排出(evacuate)并且将流体沉积到所述第一废物容器中。所述设备可包括位于所述平台顶表面上的第二真空端口和连接至所述第二真空端口的第二废物导管，用于提供负压的通路以将流体从所述间隔或基板中排出并且将流体沉积到所述第一废物容器中。所述第一与第二真空端口可位于所述平台顶表面的相对端上。

所述平台可包括：固定剂端口；第一染剂端口；第二染剂端口；冲洗剂端口；第一真空端口；以及第二真空端口。所述设备可包括布置成支撑所述平台的块，其中所述块包括：固定剂端口；第一染剂端口；第二染剂端口；冲洗剂端口；第一真空端口；以及第二真空端口，其中块上的每个端口处于对应于位于所述平台中的端口的位置。

所述设备可包括：第一染剂储液器；第二染剂储液器；固定剂储液器；冲洗剂溶液储液器；废物容器；泵；多个流体导管，其连接至所述泵及连接至所述储液器，并且布置成用于从所述储液器的任何一个或多个中分配流体；以及真空源，用于从所述基板中排出流体进入到所述废物容器中。所述设备可包括干燥器，其定位成当所述基板位于所述打开位置时引导空气流穿过所述样本。

所述设备的实施方案还可包括本文所公开的任何其它特征、以及特征的任何组合，视情况而定。

在进一步的方面，本公开特征为在基板上制备生物样本用于检查的方法，所述方法包括：(a)相对于表面定位所述基板，以使所述生物样本面对所述表面，且使得所述基板与表面基本平行并形成至少约100微米的间隔；(b)以足以接触所述样本与表面的量连续分配(i)第一固定剂溶液、(ii)第一染剂溶液、(iii)第二染剂溶液、以及(iv)第一冲洗剂溶液到所述基板与表面之间的间隔中；以及(c)在分配步骤(b)中溶液(i)、(ii)、(iii)和(iv)的每一种后，且在分配步骤(b)中溶液(i)、(ii)、(iii)和(iv)的下一种前，执行至少第一搅拌周期，其中所述第一搅拌周期包括在所分配的溶液接触所述样本的第一搅拌周期的持续时间改变所述基板与表面之间的距离，以及从所述间隔及从接触所述样本中去除所分配的溶液。

所述方法的实施方案可包括下列特征中的任何一个或多个。

每个连续分配的步骤可包括以至少70微升每秒的流速分配步骤(b)中溶液中的一种进行不多于三秒。所述第一搅拌周期可包括将所述基板与表面之间的距离增加至少十微米，以及将所述基板与表面之间的距离减少至少五微米。去除所分配的溶液可包括向所述间隔施加小于一个大气压的至少一磅每平方英寸的压力进行至少两秒。

所述方法的实施方案还可包括本文所公开的任何其它特征、以及特征的任何组合，视情况而定。

在另一方面，本公开特征为在基板上制备生物样本用于检查的方法，其中所述方法包括：(a)相对于表面定位所述基板，以使所述生物样本面对所述表面，并且使得所述基板与所述表面基本平行且形成至少约50微米的间隔；(b)以足以接触所述样本与表面的量将第一染剂分配到所述基板与表面之间的间隔中；(c)执行至少第一搅拌阶段，其中所述第一搅拌阶段包括当所述第一染剂接触所述样本进行第一搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离；以及(d)从所述间隔与样本中去除所述第一染剂。

所述方法的实施方案可包括下列特征中的任何一个或多个。

所述分配步骤可包括以至少70微升每秒的流速分配染剂进行不多于三秒。所述搅拌阶段可包括将所述基板与表面之间的距离增加至少十微米，以及将所述基板与表面之间的距离减少至少五微米。去除染剂可包括向所述间隔中的第一染剂施加至少一磅每平方英寸的真空力进行至少两秒。

所述方法可包括：以足以接触所述样本与表面的量将第二染剂分配到所述基板与表面之间的间隔中；执行至少第二搅拌阶段，其中所述第二搅拌阶段包括当所述第二染剂接触所述样本进行第二搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离；以及从所述间隔与样本中去除所述第二染剂。

所述方法的实施方案还可包括本文所公开的任何其它特征和/或步骤、以及其任何组合，视情况而定。

在进一步的方面，本公开特征为在基板上制备生物样本用于检查的方法，其中所述方法包括：(a)相对于表面定位所述基板，以使所述样本面对所述表面，且使得所述基板定位以在所述表面与所述基板的至少一部分之间形成至少约50至250微米，例如50、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225或250微米的间隔；(b)执行固定阶段，其包括(i)以足以接触所述样本与表面的量将固定剂分配到所述基板与表面之间的间隔中，(ii)执行至少第一搅拌阶段，其中所述第一搅拌阶段包括当所述固定剂接触所述样本进行第一搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离，以及(iii)从所述间隔与样本中去除所述固定剂；(c)执行第一染色阶段，其包括(i)以足以接触所述样本与表面的量将第一染剂分配到所述基板与表面之间的间隔中，(ii)执行至少第二搅拌阶段，其中所述第二搅拌阶段包括当所述第一染剂接触所述样本进行第二搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离，以及(iii)从所述间隔与样本中去除所述第一染剂；(d)执行第二染色阶段，其包括(i)以足以接触所述样本与表面的量将第二染剂分配到所述基板与表面之间的间隔中，(ii)执行至少第三搅拌阶段，其中所述第三搅拌阶段包括当所述第二染剂接触所述样本进行第三搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离，以及(iii)从所述间隔与样本中去除所述第二染剂；以及(e)执行第一冲洗阶段，其包括(i)以足以接触所述样本与表面的量将第一冲洗剂分配到所述基板与表面之间的间隔中，(ii)执行至少第四搅拌阶段，其中所述第四搅拌阶段包括当所述第一冲洗剂接触所述样本进行第四搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离，以及(iii)从所述间隔与样本中去除所述第一冲洗剂。

所述方法的实施方案可包括下列特征中的任何一个或多个。

所述方法可包括执行第二冲洗阶段，其中所述第二冲洗阶段包括：(i)以足以接触所述样本与表面的量将第二冲洗剂分配到所述基板与表面之间的间隔中；(ii)执行至少第五搅拌阶段，其中所述第五搅拌阶段包括当所述第二冲洗剂接触所述样本进行第五搅拌阶段的持续时间时改变所述基板与表面之间的距离；以及(iii)从所述间隔与样本中去除所述第二冲洗剂。所述方法还可以包括通过引导空气流穿过所述样本而执行干燥周期。

例如可在少于70秒(例如少于60秒)的时间执行组合的方法步骤。在一些实施方案中，所述方法可消耗小于650微升的固定剂、第一染剂、第二染剂以及第一冲洗剂流体。在某些实施方案中，所述方法可消耗小于850微升的固定剂、第一染剂、第二染剂、第一冲洗剂及第二冲洗剂流体。

所述方法的实施方案还可包括本文所公开的任何其它特征和/或步骤、以及其任何组合，视情况而定。

在另一方面，本公开特征为自动化样本检查系统，所述系统包括：施用器站，其施加样品样本至基板，本文公开的任何一种生物样本制备设备；以及成像站，其在由所述样本制备设备进行制备之后对所述生物样本进行成像。

所述自动化样本检查系统的实施方案可包括本文所公开的特征中的任何一个或多个，包括本文所公开的生物样本制备设备的特征中的任何一个或多个，视情况而定。

进一方面，本公开特征为在基板上制备生物样本用于检查的设备，所述设备特征为：基板臂，其包括基板夹持器；致动器，其连接至所述基板臂且配置成使所述基板臂在打开位置与样本处理位置之间移动；平台，其具有在所述基板臂处于样本处理位置时位于与所述基板相对的顶表面，且包括至少一个位于所述面向基板的平台的表面上的流体端口和至少一个位于面向所述基板的平台的表面上的真空端口；和两个以上的偏位件，其布置在所述平台的顶表面上，以使当所述基板在基板处理位置接触所有的偏位件时，基板与平台的顶表面基本平行并且形成至少约50微米的间隔，其中操作过程中，通过如下配置所述设备以在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口间循环流体：(a)从所述至少一个流体端口分配第一量的流体以填充基板和平台间的间隔；(b)从所述至少一个流体端口分配额外的量的流体进入所述间隔以替换所述第一量的流体的部分；且(c)通过所述至少一个真空端口从所述间隔去除第一量的流体的部分。

所述设备的实施方案可包括任何下列特征的一个或多个。

在操作过程中，所述设备可配置成从所述至少一个流体端口分配多份额外的量的流体进入所述间隔以从所述间隔替换流体的部分；且通过至少一个真空端口去除所述替换的流体的部分。所述设备可配置成持续分配额外的量的流体并去除所述第一量的流体的部分。所述设备可配置成交替地分配多份额外的量的流体和去除替换的流体的部分以在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口间生成流体的脉动流。

所述所述多份额外的量的流体包含至少2份额外的量的流体(例如至少4份额外的量的流体)。所述设备配置成从所述至少一个流体端口以20微升每秒或更大的速率分配额外的量的流体。所述设备配置成从所述至少一个流体端口以250微升每秒或更小的速率分配额外的量的流体。可定向所述平台使得所述至少一个流体端口相对所述至少一个真空端口向上倾斜3度或更大(例如20度或更大)的角度。

所述设备可包括位于基板夹持器的抽吸端口，所述抽吸端口与抽吸源可连接，用于通过抽吸管向抽吸端口提供抽吸以将基板固定于所述基板夹持器。所述至少一个流体端口包括第一染剂端口，且其中所述设备进一步包括第一染剂储液器和与第一染剂端口连接的第一染剂导管，以使在操作过程中，包含第一染剂的流体可从第一染剂储液器通过第一染剂端口分配进所述间隔。所述至少一个流体端口可包括在平台表面上与第一染剂端口间隔的第二染剂端口，且其中所述设备进一步包括第二染剂储液器和与第二染剂端口连接的第二染剂导管，以使在操作过程中，包含第二染剂的流体可从第二染剂储液器通过第二染剂端口分配并进入所述间隔。

所述至少一个流体端口包括固定剂端口，且其中所述设备进一步包括固定剂储液器和与固定剂端口连接的固定剂导管，以使在操作过程中，包含固定剂的流体可从固定剂储液器通过固定剂端口分配并进入所述间隔。所述至少一个流体端口包括冲洗剂端口，且其中所述设备进一步包括冲洗剂储液器和与冲洗剂端口连接的冲洗剂导管，以使在操作过程中，冲洗剂流体可从冲洗储液器通过冲洗剂端口分配并进入所述间隔。

所述设备可包括废物导管和与所述至少一个真空端口连接的废物容器。在操作过程中，可在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口间建立负压通路。所述至少一个真空端口可包括多个真空端口。

所述至少一个流体端口可包括第一染剂端口、第二染剂端口、固定剂端口和冲洗剂端口，且其中操作过程中，所述设备配置成通过实施步骤(a)、(b)和(c)来循环包含第一染剂的流体、包含第二染剂的流体、包含固定剂的流体和冲洗剂流体以分别从第一染剂端口、第二染剂端口、固定剂端口和冲洗剂端口分配流体。

所述设备可包括具有凹槽的支持块，其中平台位于所述支持块的凹槽内，且基板相对支持块的顶表面升高使得来自所述间隔的流体可在所述凹槽内收集。

所述基板臂可为第一基板臂且所述基板夹持器可为第一基板夹持器，所述设备可包括：特征为第二基板夹持器的第二基板臂，且配置成在至少两处位置间平移设备的平移机构，其中在第一位置中，定位第一基板夹持器以从基板移动器取得基板，而在第二位置中，定位第二基板夹持器以从基板移动器取得基板。所述设备可包括与平移机构连接的控制系统，其中配置所述控制系统使得在所述设备的操作过程中所述控制系统激活平移机构，以使：当基板附接于所述第二基板夹持器且第二基板臂处于开放位置、样本处理位置或在开放位置和样本处理位置之间的中间位置时，定位第一基板夹持器以从基板移动器取得基板，且当基板附接于第一基板夹持器且第一基板臂处于开放位置、样本处理位置或开放位置和样本处理位置之间的中间位置时，定位第二基板夹持器以从基板移动器取得基板。

所述设备的实施方案还可包括本文公开的任何其他特征或方面，包括与不同实施方案相关的公开的特征和方面的任何组合，视情况而定。

另一方面，本公开的特征为一种在基板上制备生物样本用于检查的方法，所述方法包括：(a)相对表面放置基板，以使生物样本面向所述表面，且使得所述基底和表面基本上平行并形成至少约50微米的间隔；(b)随后以足以填充所述间隔的量分配第一量的(i)第一固定剂溶液、(ii)第一染剂溶液、(iii)第二染剂溶液和(iv)第一冲洗剂溶液进入所述基板和所述表面之间的间隔；且(c)在步骤(b)中分配第一量的每种(i)、(ii)、(iii)和(iv)溶液后，且在步骤(b)中分配下一份(i)、(ii)、(iii)和(iv)溶液前分配额外的量的溶液进入所述间隔以替换第一量的溶液的部分，且通过真空端口去除第一量的溶液的部分。

所述方法的实施方案可包括一种或多种下列特征。

所述方法可包括分配多份额外的量的溶液进入间隔以从所述间隔替换溶液的部分，且通过所述真空端口去除替换的溶液的部分。所述方法可包括持续分配额外的量的溶液并通过真空端口去除第一量的溶液的部分以在所述间隔中循环所述溶液。所述方法可包括交替地分配多份额外的量的溶液和去除溶液的替换的部分以在间隔内生成溶液的脉动流。

所述多份额外的量的溶液包括至少2份额外的量的溶液(例如至少4份额外的量的溶液)。所述方法可包括以20微升每秒或更大的速率分配额外的量的溶液进入所述间隔。所述方法可包括以250微升每秒或更小的速率分配额外的量的溶液进入所述间隔。步骤(a)、(b)和(c)可在少于60秒的总时间实施。

所述方法的实施方案还可包括本文公开的任何其他步骤或特征，包括公开的与不同实施方案相关的步骤和特征的组合，视情况而定。

进一步的方面，本公开特征为在基板上制备生物样本用于检查的方法，所述方法包括：(a)相对于表面放置基板，以使生物样本面向表面，且使得所述基底和表面基本上平行并形成至少约50微米的间隔；(b)实施固定阶段，其包括：以足以填充所述间隔的量分配第一量的固定剂溶液进入所述间隔；分配额外的量的固定剂溶液进入所述间隔以替换第一量的固定剂溶液的部分；且通过真空端口去除替换的第一量的固定剂溶液的部分；(c)实施第一染色阶段，包括：以足以填充所述间隔的量分配第一量的第一染剂溶液进入所述间隔；分配额外的量的第一染剂溶液进入间隔以替换第一量的第一染剂溶液的部分；且通过所述真空端口去除替换的第一染剂溶液的部分；(d)实施第二染色阶段，包括：以足以填充所述间隔的量分配第一量的第二染剂溶液进入所述间隔；分配额外的量的第二染剂溶液进入所述间隔以替换第一量的第二染剂溶液的部分；且通过所述真空端口去除替换的第二染剂溶液的部分；且(e)实施冲洗阶段，包括：以足以填充所述间隔的量分配第一量的冲洗剂溶液进入所述间隔；分配额外的量的冲洗剂溶液进入所述间隔以替换第一量的冲洗剂溶液部分；且通过所述真空端口去除替换的冲洗剂溶液的部分。

所述方法的实施方案可包括本文公开的任何步骤和特征，包括公开的与不同实施方案相关的步骤和特征的组合，视情况而定。

除非另有定义，本公开的特征为出于阐述目的的多个实施方案。然而，应该注意的是与这些实施方案相关的特征、方面和步骤可与与其他实施方案相关的特征、方面和步骤组合。本公开不限于公开的特征、方面和步骤与特定实施方案的特定组合的保护范围，但应该理解的是这些特征、方面和步骤可更广泛应用于全部公开，且根据预期可与额外的特定实施方案组合。

下列每一个申请的全部内容都通过提述并入本文：2011年11月9日提交的美国专利申请号13/293,050；2011年7月21日提交的美国临时专利申请号61/510,180和2010年11月10日提交的美国临时专利申请号61/460,775。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员之一所通常理解的相同的含义。虽然可在本发明的实践或测试中使用与本文所公开的相类似或相同的方法和材料，但是下面说明合适的方法和材料。本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献通过提述以其整体并入。在发生冲突的情况下，以包括定义本说明书为准。另外，所述的材料、方法以及实施方案仅为说明性的，并非意欲为限制性的。

从下面的详细说明以及从权利要求中，本发明的其它特征和优点将是显而易见的。

附图简述

图1是制备生物样本用于检查的设备的实施方案的透视图，两个样品夹持器20A和20B处于打开位置。

图2是图1设备的一部分的另一透视图(基板臂和样品夹持器未显示)。

图3A是图1设备的另一透视图，样品夹持器20A处于打开位置，样品夹持器20B处于闭合(样本处理)位置。

图3B是图1设备的分度机构(indexingmechanism)的透视图。

图4是图1设备的透视图，展示了通过多个流体导管在设备与流体容器之间的连接。

图5是包括如本文所述的自动化基板移动器和样本制备设备的实施方案的样本检查系统的透视图。

图6A是图1设备的一部分的放大透视图，详细显示了样本夹持器20B、平台60B以及块80B。

图6B是图1设备的球接头机构的透视图。

图6C是图6B球接头机构的横截面图。

图7A是显示用于将基板臂从打开位置移动至闭合(样本处理)位置的一系列步骤的流程图。

图7B是如本文所述的样本制备设备的实施方案的示意图。

图8A是显示用于将基板臂从打开位置移动至样本处理位置的替代系列步骤的流程图。

图8B是制备生物样本用于检查的设备的示意图，其包括两个致动器。

图9是显示将固定剂施加至样本的一系列步骤的流程图。

图10是显示将染剂施加至样本的一系列步骤的流程图。

图11A是显示将多余流体从基板中除去的一系列步骤的流程图。

图11B是显示将多余流体从基板中除去的替代系列步骤的流程图。

图12是显示冲洗样本的一系列步骤的流程图。

图13是显示搅拌样本的一系列步骤的流程图。

图14是显示干燥样本的一系列步骤的流程图。

图15是如在更大样本检查系统中所使用的样本制备设备的透视图。

图16是显示处理安装在基板上的样本的一系列步骤的流程图。

图17是显示所消耗的流体的体积作为图16流程图中时间的函数的图。

图18A和18B是图1设备的透视图，其显示通过自动化基板移动器将基板置于基板臂上。

各图中相同参考标号指示相同的部件。

发明详述

本文公开了用于自动化生物样本处理的方法及系统。本文所述的自动化样本处理方法及系统提供了优于手动及其它自动化处理方法的优点，包括增强的处理速度，同时使用最小的试剂量，并且同时生产高度均匀的样品制备，与通过手动或通过其它系统处理的样本相比，其显著降低与染剂、固定剂及其它试剂的应用相关联的变异性。

常规的自动化处理方法通常具有相对高的处理量同时消耗大体积的处理流体，或者具有相对低的处理能力同时消耗减少体积的流体。然而，对于许多应用来说，高能力操作与低流体消耗这二者都是所希望的。通过保持高能力，可有效地处理样本进行后续检查。通过保持低的流体消耗，处理废物的量随着处理试剂所需的体积而减少，保持操作成本较低。本文所公开的系统及方法允许样本的快速自动化处理(例如，单个机器每小时大于100个样本)，使用低体积的处理流体(例如，每个样本小于1mL流体)，同时产生高度一致且可重复的结果。

生物样本制备系统及方法

检查样本之前，按一系列步骤制备样本以增强其中某些特征的视觉外观。图1展示了制备生物样本用于检查或者在基板2如显微镜载片、盖玻片或其它透明表面上成像的设备或机器1的实施方案。机器1可并入到用于制备和分析包括体液或包含有细胞的其它生物样品的样本的整体系统中，如图15所示的及下文所述的系统2000。机器1通常可包括或形成系统的一部分，该系统特征为具有获取样本的第一站、将样本施加至基板的第二站、分别用于固定和染色样本的第三站和第四站、干燥样本的第五站、成像样本的第六站以及用于分析从样本中获取的图像与数据的第七站。机器1的某些实施方案与系统2000是相容的；机器1的一些实施方案可用在其它样本制备系统中，和/或作为独立的装置。

机器1可包括或连接至控制系统5，如图4所示，其提供机器1的另一透视图。控制系统5可包括一台或更多计算机，每个包含能执行存储在计算机可读介质如硬盘驱动器、光盘驱动器或存储器上的软件指令的中央处理单元。此外，控制系统5可包括用于执行软件指令的电子电路。控制系统5可包括用于接收用户命令的用户界面，以控制机器1的操作。存储在或提供给计算机的软件可包括在样本处理时控制机器1的部件如流体泵和真空装置的操作的程序。例如，该软件可包括用于指导机器1施加各种固定剂、染剂以及冲洗剂至样本，并且在样本处理过程中执行若干搅拌步骤的指令。

此外，软件可包括默认设置，用户界面可包含自定义功能，用于向用户提供改变这些默认设置的能力。例如，用户界面可包含的自定义功能有允许用户自定义速度、频率，或固定、染色及漂洗阶段的顺序，以及搅拌参数(下面进一步描述)。控制系统5还可经由网络协议(如IPX或TCP/IP)进行通信。例如，网络协议可使用电缆(如双绞线电缆)和/或无线连接，如WiFi。使用网络协议，该控制系统可连接至实验室信息系统。实验室信息系统可包含用于存储与在机器1上处理的样本有关的信息的服务器和/或数据库。例如，数据库可包含这样的表格，其提供关于样本的人或来源的信息(例如，姓名、出生日期(DOB)、地址、样本采样的时间、性别等)、与样本处理有关的信息(处理日期##/##/####、样本号#等)、所获得的样本的任何图像的副本以及通过分析图像所获取的任何结果的副本。

参照图1，机器1可包括支撑110A和110B，以将装置紧固至系统或实验室工作站内的位置。机器1还包括一个或多个的基板臂10A和10B，每个在其底部连接至致动器30A和30B。基板臂10A和10B的相对端部包括基板夹持器20A和20B，用于在样本处理过程中接收和保持基板。每个基板夹持器20A和20B接收和保持基板2，同时机器1完成所有的样本处理步骤(如下所述)。所述基板可为或包括显微镜载片、盖玻片或适于在样本处理及样本处理后的微观检查过程中保持样本的其它透明材料。图1的实施方案展示了玻璃显微镜载片、基板2，其包括生物样本3。通过使用抽吸端口，基板夹持器20A、20B可在样本处理过程中保持基板2至基板臂10A、10B。通过抽吸端口21A和21B、以及22A和22B，抽吸管23提供抽吸至基板夹持器20A和20B(要指出的是，端口21A和22A位于图1中的载片2之后，并且以虚线示出)。

图1-3中所示的机器1实施方案是双基板机器，能在基板臂10A和10B中的每个上保持且处理基板。其它实施方案用于处理单一基板或者依次或同时处理三个或更多的基板。此外，虽然图1-6中所示的实施方案使用抽吸以将基板2附接于基板臂10A和10B，但是替代实施方案可使用各种类型的夹具、指状件或磁体(如果基板被磁化)，以在样本处理过程中将基板2附接于基板臂10A。

在图5和18A-B所示的实施方案中，机器1接收携带来自自动化基板移动器120或手动地来自个人的样本3的基板2。作为实施方案，基板移动器120可以是在站之间(例如，站121至站122至站123、至站124以及至站125)传送基板的装置。图5展示了一系统，其具有第一标签阅读器站121、施用器站122、包括机器1的染色站123、摄像或成像站124以及第二标签阅读器站125。第一标签阅读器站121配置成阅读来自基板2的信息，如条形码和/或“指纹”信息，用于识别特定的基板2及在其上的样本3。第二标签阅读器站125以相同的方式起作用，其阅读的信息用于验证在站124成像的样本3与被处理的基板相同。

基板移动器120可包括夹持器127，用于保持基板2，和配准电路(registrationcircuitry)或软件，以使得移动器120能够确定基板2是否安装在移动器120中。在一个实施方案中，基板移动器120可包括液压缸，用于使基板2从第一站121移动至第二站122。在样本处理后，基板移动器120可将处理过的基板从染色站123移出，并将基板2传送至另一站用于基板检查，如显微镜或站124。另外，个人可在样本处理后手动地从机器中移出样本。

基板臂10A和10B可绕着轴旋转，以使得基板能够从用于加载的打开位置移动至样本处理位置，并且在样本处理后回到用于卸载的打开位置。图7A展示了流程图500，其包括一系列步骤，用于使基板臂从打开位置移动至处理位置。参照图7B，流程图500在下面得到进一步说明，图7B展示了机器1的示意图。

需要注意的是图1中的机器1配置成接受和检查两个基板。在下面的讨论和附图中，可指机器1中的仅一组部件(例如，基板夹持器20A、致动器30A、基板臂10A等)。然而，要明白的是，所公开的与一组部件有关的相同步骤、特征以及属性也适用于机器1中的另一组部件(例如，基板夹持器20B、致动器30B、基板臂10B等)。因此，为了清楚和简洁起见，尽管本文的讨论只集中在一组部件上，但是要明白的是，用于样本检查的机器如机器1可包括两组或多于两组的部件，每组具有本文所讨论的特征中的一些或全部。

返回到图7A和7B，在流程图500的第一步骤502中，基板移动器120将基板2置于与基板夹持器20A接触。在步骤504中，基板2定位在基板夹持器上于“样本向上”或“打开”位置。接着，在步骤506中，致动器30A使基板臂10A旋转约180°(参照图7B)，以将基板2定位在“样本向下”或“样本处理”或“闭合”位置(步骤508)，直接在平台60A的上方，以使得在步骤510中基板2处于处理位置。

然后，在步骤512中，通过引导合适的流体包括染剂、洗涤流体以及固定剂从储液器210A、211A、212A以及213A中泵送通过端口42A、43A、44A和45A与样本3接触，机器1染色定位在基板2上的样本3。多余的流体由通过端口40A和41A的真空抽吸从样本3中去除，并且收集在废物收集器230和231中。

在步骤514中，在样本3染色后，致动器30A使基板臂10旋转约180°(与步骤506的旋转相反)，以使基板返回至“样本向上”位置。最后，在步骤516中，基板移动器120将处理过的基板从基板夹持器20A中去除。还可以使用其它的打开或“样本向上”位置，条件是操作员或自动化基板移动器可从机器1中加载和卸载基板。例如，可使样本向上位置从样本处理位置旋转100°或更多(例如，120°或更多、130°或更多、140°或更多)。在一些实施方案中，可使样本向上位置从样本处理位置旋转小于100°(例如，小于90°、小于80°、小于70°)，条件是操作员或基板移动器可从机器1中加载和卸载基板。

致动器30A和/或30B可包括电动马达、气动元件、磁系统或其它硬件(例如蜗轮)，以使臂10A和/或10B运动。当基板臂10A和10B处于如图1所示的打开位置时，夹持器20A和20B可各自接收基板2。一旦被加载到基板夹持器20A或20B上，致动器30A和/或30B则使臂10A和/或10B、以及因此基板2从打开(“样本向上”)位置旋转到处理位置(“样本向下”，如图3A中对于臂10B所示)，用于施加固定剂、染剂以及冲洗剂溶液，包括搅拌步骤，并且在处理后回到打开位置用于卸载。

参照图3A，致动器30B已使基板臂10B从图1所示的打开位置旋转至“闭合”或处理位置。图3A展示了在基板臂10B上的基板2已翻转过来，并且已从其图1所示的加载位置旋转了约180°至面朝下的位置，其中在基板2上的样本3基本上平行于平台60B的表面。如与上面图7A有关的论述，虽然基板2位于在所示的样本处理位置中平台60B的近端，但是机器1通过若干处理阶段施加各种固定剂、染剂以及冲洗剂至基板2上的样本3，下面将进行更加详细地说明。为了将基板2从处理位置去除，致动器30B使基板臂10B旋转回到图1(两个臂)和图3A(仅臂10A处于打开位置)所示的打开位置。

在某些实施方案中，利用一个或多个的传感器105A和105B来检测指示器臂101A和101B(如图1和3所示)，控制系统5可以检测臂的位置。传感器105A和105B可以是接近传感器，例如光电传感器，利用例如红外光或各种其它技术(激光器、运动检测器等)来检测臂的存在或不存在。例如，接近传感器105A或105B可具有检测域，并且所述传感器可确定基板臂(例如臂10A和/或10B)或基板夹持器(例如夹持器20A和/或20B)是否在检测域内。控制系统5可接收来自传感器的信息以确定基板臂10的位置。例如，当基板臂10B(图3A中未示出)旋转到处理位置时，在指示器臂101B的近端上的接近传感器105B感测目标基板夹持器20B，并且通知控制系统5基板臂10B旋转至样本处理位置。在该位置，在指示器臂101B的远端上的接近传感器105B将不会发送信号至控制系统5，因为该传感器没有检测到任何目标(例如基板臂或基板夹持器)。

当基板臂10B旋转至打开位置(如图1所示)时，在指示器臂101B的远端上的接近传感器105B感测目标基板夹持器20B，并且通知控制系统5基板臂10B旋转至打开位置。换句话说，当基板臂10B已旋转远离传感器105B时，传感器发送“不存在”信号至控制系统5。当臂10B旋转进入到打开位置时，臂10B更接近传感器105B，并且该传感器可发送“存在”信号至控制系统5。在替代的配置中，传感器可安装在基板10B上，并且可检测指示器臂101B的存在。在一些实施方案中，控制系统5可用于校准致动器30A和30B的位置至已知的打开和样本处理位置，和/或基于控制信号和/或所接收的来自致动器30A和30B的反馈来主动地监测基板臂10A和10B的运动和位置。

用于图1中基板臂10A和10B的旋转结构与轴线可在本发明的其它实施方案中发生变化。图8A展示了流程图600，其包括替代的系列步骤，用于使基板臂从打开位置移动到处理位置。流程图600在下面参照图8B得到进一步说明，其展示了机器1的示意图。

在流程图600的步骤602中，基板移动器120将基板2放置在基板夹持器20A上于“样本向上”方位。然后，在步骤604中，第一致动器30A使基板2在与图8B的平面相垂直的平面上旋转约180°，以使得基板2保持定向在“样本向上”位置于平台60A的上方。在步骤606中，第二致动器35A接收定位在“样本向上”位置的基板2。然后，在步骤608中，第二致动器35A(例如位于基板臂10A与基板夹持器20A之间)使基板2旋转进入到“样本向下”方位。第二致动器35A还可以使基板2向下朝着平台60A移动，以使得基板2接触偏位件70A和70B。

接着，在步骤610中，由于基板2处于处理位置，机器1通过施加染剂、固定剂以及冲洗剂溶液对基板2上的样本3进行染色，如与流程图500有关的步骤512上面所述。染色完成后，第二致动器35A使基板2从“样本向下”方位旋转至“样本向上”方位(步骤614)，然后第一致动器30A使基板2旋转约180°(例如在与图8B的平面相垂直的平面上，与在步骤606中所应用的旋转相反)，以使得基板保持定向在“样本向上”位置。最后，在步骤618中，基板移动器120将处理过的基板从基板夹持器20A中去除。

一般地，机器1可包括如图1-3所示的一个或更多(例如，两个、三个、四个、五个或多于五个)的平台60A和60B用于样本处理。如图2所示，平台60A可包括用于支撑平台顶侧的横向侧面。如图1和3所示，防护板100可位于平台60A与60B之间，以防止流体在平台60之间飞溅。在一些实施方案中，防护板100可由透明材料形成，其阻止来自平台60A与60B中之一的流体污染另一平台。在某些实施方案中，防护板100可由半透明或不透明的材料形成。在图1和3中，防护板100示出为是由透明材料形成的，以允许位于防护板100后的其它部件在同一幅图中显示出来。防护板100还可以示出为是由不透明材料形成的，在这种情况下，一些部件如平台60A和块80A的部分将被遮挡。

图3B展示了分度机构50A，其可用来平移机器1，以提供来自基板夹持器20A、20B中的每个的基板2至用于样本处理的位置。分度机构50A可为多种形式，如机电装置(例如，由电动马达驱动的齿条与小齿轮的齿轮组)、线性致动器(例如，气动致动器、液压致动器或电磁致动器)。虽然在图示的实施方案中，分度机构50A在两个位置之间线性平移机器1，但是基于包括在机器1上的平台的数量、以及它们的配置和布局如圆形或半圆形(例如可在弧形路径中移动的分度台)，其它的平移路径是可能的。如图所示，分度机构50A可包括附接于机器1的底座50C的齿轮齿条50B和附接于固定至底座50C的电动马达50E的小齿轮50D。机器1可使用一个或多个的滑动装置50F附接于底座50C，以使得机器1可在由分度机构50A平移时平滑地移动。在使用过程中，分度机构50A可使机器1移动，以使机器1的多个基板夹持器20A和/或20B接收来自基板移动器120的基板2(在图5中示出)，从而置于基板2上的样品可由机器1制备，而且，一旦制备，基板夹持器20A和/或20B可提供具有制备的样品的基板2，其可被提供给基板移动器120用于样品处理。

对于具有两个平台60A和60B的机器来说，如在图示的实施方案中，基板2通常以交替的方式提供给基板移动器120并由基板移动器120提供。在一些实施方案中，将来自于基板移动器120中的第一基板2提供给第一基板夹持器20A以在第一平台60A处理，而机器1处于第一位置。虽然第一基板2在第一平台60A处理，但是分度结构50A可将机器1平移至第二位置，以使得第二基板夹持器20B可以接收来自于基板移动器120的第二基板，以在第二平台60B处理。虽然第二基板在第二平台60B处理，但是分度机构50A可将机器1平移回第一位置，以使得基板移动器120可将第一基板2从第一基板夹持器20A中去除。一旦基板2从第一夹持器平台20A中去除，那么可将下一个基板提供给第一夹持器平台20A。可实施用于将基板提供给替代夹持器平台的该方法用于两个或更多(例如，三个、四个、五个或多于五个)平台，从而增加制备样本的产量用于进一步评估。

平台60A和60B通常由一种或更多种材料形成，这些材料相对于样本处理过程中所使用的流体是相对化学惰性的并且提供合适的表面张力。可用于形成平台60A和60B的示例性材料包括工程热塑性塑料如聚甲醛(例如，由DuPont制造的)、高分子量碳氟化合物如聚四氟乙烯(PTFE)(例如，由DuPont制造的)，以及金属如铝、钢和钛，条件是对他们制造和/或处理以提供合适的表面张力，表面张力起作用以协助均匀地分布和将处理的流体限制在基板1与所述平台之间的空间，并且还允许处理流体的合适排出。通过选择合适的材料，平台还可以在流体分布时有利地减少或最小化这些流体内气泡或空间的形成，并且同时维持足够的表面张力使得从平台与基板2之间间隔的流体泄漏得以减少或消除。

一般而言，可根据需要为了基板处理与流体输送的目的选择平台60A和60B的表面积。一些因素如平台60A和60B的表面积还可以影响基板2的所选的表面积。例如，在一些实施方案中，平台60A的表面积(例如，面向基板2的平台60A的表面积)略小于面向平台60A的基板2的表面积。通过维持平台60A与基板2的面对着的表面面积之间的这样的关系，从表面之间区域的流体泄漏可以得到减少或消除。通常，例如，面向基板2的平台60A的表面积比基板2的表面积小2％或更多(例如，3％或更多、5％或更多、7％或更多、10％或更多、15％或更多、20％或更多、25％或更多、30％或更多)。

平台60A和60B可分别附接于块80A和80B。块80A包括支撑顶侧85A的横向侧面81A-84A，如图2所示。块80A和80B可由与用于平台的那些材料相同或相似的材料制成，包括金属、陶瓷和/或塑料。因此，一些材料如可用于形成块80A和80B，特别是在实施样本的Romanowsky染色的实施方案中。可用在实施方案中的其它材料包括金属、以及牌聚四氟乙烯涂覆的铝、钢或钛。

在一些实施方案中，平台60A和/或60B可以抬高，如图1-3所示。或者，在某些实施方案中，平台60A和/或60B可以分别与块80A和80B的上表面齐平(flush)。在这两种情况下，机器1的某些特征以及流体的表面张力和平台或块的表面能量阻止多余的液体流过平台60A/60B和/或块80A/80B的边缘。

如图1和2所示，平台60A可包括偏位件70A-70D以提供平台60A的表面与基板2之间的分离，并且防止基板2接触平台60A。平台60B可包括对应的一组偏位件71A-71D。偏位件可包括支架、销、螺钉、杆、珠、壁或其它结构，其提供平台60A和/或60B的表面与基板2之间的分离。偏位件70A-70D和71A-71D确保平台60A和60B与基板2的表面在基板2当接触这些偏位件时保持基本平行。保持这两个表面平行的益处是，在这两个表面之间包围的体积因此得到限定并可精确控制。如果这两个表面不基本平行，并且在它们之间的角度发生变化，则在它们之间的体积也发生变化，并且不固定且不被精确控制。另外，如果这样的两个表面不基本平行的话，则流体不可以均匀地施加至样本。

如本文所用的，短语“基本平行”是指两个表面精确地平行或接近平行，以使得基板2的表面平整度中的缺陷在基板2接触所述偏位件时得到减少或消除。例如，虽然在样本生产中给予了大量的关注，但是某些基板可具有缺陷，如扭曲和/或不共面的角落。在本文所公开的系统和方法中，偏位件的使用有助于通过改善基板2的表面平整度来校正这些缺陷，需要时，在处理中定位基板2处于相对于平台60A和60B是基本平行的关系。短语“基本平行”涵盖这两个表面不完全平坦的情形，但是所述偏位件全都是相同尺寸或高度的，以使得至少基板表面与偏位件的接触点在同一平面上。

图6A展示了带有样本3(样本未示出)的基板2、基板夹持器20B、块80A与80B、平台60A与60B、偏位件70A-70D与71A-71D、以及基板2与平台60B之间的间隔92。间隔92允许流体在包含端口40B-45B的平台60B的表面与包含样本3的基板2之间行进。所需的用于最佳的样本固定、染色以及冲洗的间隔距离将发生变化，取决于从端口40B-45B(和/或端口40A-45A)分配的流体的流速、端口直径、处理过程中所施加的流体的粘度、以及可用于将流体从基板、间隔和平台中去除的抽吸量。

在一些实施方案中，例如，提供平台60B的表面与基板2之间约100-200微米的间隔92的偏位件使得用于包括在实施方案中血细胞的样本的固定、染色和冲洗能够以范围为70至140微升每秒(例如，90、115或125微升每秒)的流速从具有直径范围为500至1500微米的直径的端口40B-45B分配流体。一般而言，间隔92的尺寸和高度对于某些实施方案来说可以变化约50微米至1000微米(例如，约50至500微米、约75至250微米、约100至200微米)，条件是这样的实施方案能够克服来自于间隔中流体的表面张力，同时在样本处理过程中分配和去除流体。另外，在某些实施方案中，位于平台60A和/或60B上的端口的直径可以变化约125微米至5000微米。

图6B和6C展示了球接头机构25，其可用于对准基板夹持器20A平行于平台60A。球接头机构25可包括刚性地固定至基板夹持器20A的球部件25A、偏转元件25B(例如弹簧)、刚性连接至基板臂10A的下部插座25C、上部插座25D、固定至下部插座25C(例如使用紧固件)的盖25E，以及紧固螺钉25F。在一些实施方案中，在机器1与基板夹持器20A和/或20B的制造和/或装配过程中，可调整球接头机构25以补偿可能由于公差叠加或制造问题而存在的任何未对准。为了调整球接头机构25，在一些实施方案中，紧固螺钉25F被松开，并且使基板臂10A运动至闭合位置。由于松开了紧固螺钉25F，所以同时夹持基板2的基板夹持器20A能处于基本平行于平台60A，而基板2沿着接触偏位件70定位。或者，在一些实施方案中，在平台60上的偏位件的数量可以得到减少或完全消除，可在机器1结合球接头机构25的装配或校准过程中暂时使用带有对应于所需的间隔距离的厚度的垫片，以便以所需的距离设定间隔92用于样本处理。虽然松开了球接头机构25，但偏转元件25B施加力以保持基板夹持器20A半固定至基板臂10A，以使得其能够独立地移动，但是其并非那么松散且不能自由移动那么多以干扰机器1的其它部件或造成损坏。一旦基板2被按压牢固处于闭合位置以使得基板2基本平行于平台60A，则紧固螺钉25F就可被拧紧以固定球接头机构25。如图所示，当拧紧时，紧固螺钉25F施加向下的力于上部插座25D之上，且因此经由上部插座25D施加摩擦力至球部件25A的顶部。由于下部插座25C固定至盖25E，所以由紧固螺钉25F产生的力也提升下部插座25C，从而下部插座25C施加摩擦力至球部件25A的底侧，以限制球部件25A于上部与下部插座25C、25D之内。一旦限制至球部件25A，基板夹持器20A就变成固定至基板臂10A。

通常，一旦基板夹持器20A由紧固螺钉25F而被定位和限制，则球接头机构25在正常使用过程中不必再次调整。然而，如果基板夹持器20A变得未对准且因此球接头机构25需要调整(例如由于损坏、机器维修、性能差或其它原因)，则可以松开紧固螺钉25F，基板夹持器20A可移动至变化位置以定位，以使得由基板夹持器20A夹持的基板基本平行于平台60A，然后，可拧紧紧固螺钉25F，以固定球接头机构25。

一般而言，致动器30A和/或30B可配置成调整基板臂10A和/或10B的位置，以改变平台60A和/或60B的表面与基板2之间的间隔的范围。改变该间隔提供在允许调整分配至每个端口的流体、流速、流体粘度、以及来自于平台60A和/或60B的排出力的实施方案中的更大的灵活性。例如，100微米的间隔92在从平台60A所施加的流体以70微升每秒的流速从具有端口直径范围为500微米至1500微米的端口40A-45A分配时可提供足够的样本固定、染色和冲洗。或者，在平台60A的表面与基板2之间的间隔的距离约为200微米，对于从端口40A-45A分配的流体来说，可以使用更高的流速如115-140微升每秒用于样本处理。

如上所述，机器1可包含一系列的端口和管，用于分配和去除在样本处理过程中所施加的流体。下面的论述说明各种端口、管、以及与平台60A相关的其它元件，而且类似的考虑也适用于平台60B及其相关部件。图2展示了图1所示设备的特写图，并且详细展示了在平台60A上的端口40A-45A和连接至块80A的管50A-55A。管52A-55A分配包括一个或多个的固定剂、染剂和冲洗剂溶液的某些流体穿过平台，进入间隔，并且至基板上。

参照图2，平台60A的顶侧包括连接至管50A-55A的六个端口40A-45A。流体由一个或多个泵驱动，通过管和端口至基板2上。一个或多个的流体储液器210A-213A(如第一染剂储液器211A、第二染剂储液器212A、固定剂储液器210A和冲洗剂溶液储液器213A)，例如如图4所示，可引导流体至平台60A及基板2上。图1-3所示的端口40A-45A的直径范围为约500微米至1500微米，虽然直径在某些实施方案中也可能更小或更大。在一些实施方案中，真空端口40A和41A的直径是流体端口42A-45A的直径的两倍以上。

端口40A-45A中的每个通常专用于一特定的流体或真空源。或者，一个或多个的端口可用于每种流体或真空源，或者来自于各种流体及真空源的多个管可连接至位于平台60A上的单一端口。例如，在一些实施方案中，在平台60A上的仅一个端口可用于废物清除，但是当使用更多的粘性流体时，该单一端口不可能提供足够的抽吸以排出来自于该平台的残余流体。因此，在某些实施方案中，希望的是在平台上的不同位置提供两个抽吸端口(例如，在平台的每个端部有一个抽吸端口)，用于去除过量的染剂、固定剂以及冲洗流体，如图2中带有端口40A和41A所示。在某些实施方案中，还突出了流体端口配置的变化，在平台60A上的单一端口可专用于一特定的染剂，而在其它实施方案中，多个端口用于在样本处理过程中施加染剂。事实上，有关端口的数量、端口位置以及分配至每个端口和流体管的流体的各种组合可用在本发明的不同实施方案中。

端口40A-45A一般可根据需要定位在平台60A上，以用于流体输送至基板2，以及流体从基板2去除。通常，流体端口中的每个定位在平台60A上，以使得端口的孔在样本进行处理时不直接定位成相邻于基板2上的样本3或其下方。由于样本与染剂的某些组合，例如，如果染剂从直接位于相邻样本3的一部分或在其下方的端口分配时，则可向那部分中(端口附近)的细胞施加比在样本的其它部分中的细胞更多量的染剂。其结果是，接收更多量染剂的细胞可能会在样本图像中表现更暗，并且这种非均匀染色的样本细胞可使样本的手动及自动化评估复杂化，且基于这些图像将误差引入到诊断测量和分析结果中。因此，输送染剂至样本3的流体端口可与载片的含样本的面积间隔开一定的距离，以改善染色结果。

另外，彼此相对布置的成对端口的使用，例如多对端口，也可改善染色的均匀性，例如，在一些实施方案中，两个端口用于将染剂输送至样本3。这两个端口可位于平台60A上，在与样本3的边缘间隔开一定距离(例如，偏移)的位置处，并且在与平台60A的短边缘平行的方向上彼此相对布置。当染剂从这两个间隔开的端口分配时，相对均一量的染剂沉积在样本3的不同区域中的细胞上，并且改善的染色均匀性在样本图像中被观察到。

类似地，虽然端口40A-45A通常可根据需要定位，以便通过使用一个或多个真空源从基板2的表面去除过量的流体，但是在一些实施方案中，用于去除流体的端口与在平台60A上直接位于基板2上的样本3内的细胞下方的位置间隔开一定的距离。以这种方式定位废物清除端口(即，不直接相对着样本3的一部分)减少了这样的机会，也就是当致动这种端口以从基板2排出流体时，来自样本3的细胞无意中受到损坏或被抽入到流体清除端口中。在某些实施方案中，由于平台60A的长短侧面的长度的不同，废物清除端口与样本区的边缘间隔开，并且沿着与平台60A的长边缘平行的方向彼此相对布置。

固定阶段

可对流体管52A-55A和52B-55B进行定位，以在样本处理过程中将固定剂输送至平台60A和60B、间隔92、基板2以及样本3。可使用的固定剂包括用于保护生物样品免于腐烂的化学品，并且这样的固定剂可以阻碍生化反应发生在样本中且增加样本的机械强度和稳定性。可使用各种固定剂，包括但不限于，甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲醛、戊二醛、EDTA、表面活性剂、金属盐、金属离子、尿素以及氨基化合物。

参照图4，一个或多个流体管52A-55A可连接至在平台60A内部的端口和各自的固定剂储液器210A。这些流体管还可包括至泵200A和/或阀的连接，所述阀能引导固定剂从该储液器穿过管和位于平台上的端口，并且至基板与样本上。作为实例，泵200A可引导固定剂从储液器210A穿过管54A、穿过块80A、从端口44A出来、至平台60A上、进入平台60A与基板2之间的间隔92以及至包含样本3的基板2上。在施加特定量的固定剂至基板2之后，真空或其它抽吸源220A和/或221A可将残留固定剂经由一个或多个端口40A和/或41A穿过废物管50A和51A从平台60A、间隔92以及基板2排出进入到废物容器230A和/或230A中。

图9展示了流程图700，其包括用于施加固定剂至样本的一系列步骤。在步骤702中，泵(例如泵200A)引导固定剂(例如甲醇)从储液器(例如储液器210A)进入到固定剂管(例如管54A)中。在步骤704中，引导固定剂进入到连接至块80A的端口44A中。然后，在步骤706中，引导固定剂从平台60A中的端口44A出来。在步骤708中，引导固定剂穿过端口44A并进入到基板2与平台60A之间的间隔92中。最后，在步骤710中，基板2上的样本3由固定剂溶液进行固定。

在一些实施方案中，泵200A引导甲醇以70微升每秒的流速穿过管54A和端口44A，至平台60A上并进入到间隔92中进行四秒的时间。然后，通过使用端口40A和/或41A以及废物管50A和/或51A，真空或其它抽吸源220A和/或221A去除存在于间隔92中和/或平台60及基板2上的残留甲醇(下面将进一步说明)。接着，泵200A可再次引导甲醇以70微升每秒的流速穿过管54A和端口44A，并且至平台60A上进行四秒的时间，随后是第二流体排出过程。使用相同或不同的固定剂，固定与排出的该过程可再次重复，取决于需要固定的生物样本的类型。此外，机器1能够为每个固定阶段改变频率和流速。还可使用其它的流速，其足以克服位于间隔92中的流体的任何表面张力且固定样本3用于进一步处理和评估。通过调整固定阶段的频率和/或流速，机器1可使用几种不同的固定剂为各种样本实现最佳的固定。用于不同类型样本的机器指令可以在控制单元5中硬连线(hardwire)或预编程，并根据需要由系统操作员选择。

一般而言，在固定阶段可给样本施加各种各样的固定剂。例如，85％的甲醇可用作固定剂。对于一些染剂来说，可以使用基于乙醇或甲醛固定剂。可用于制备样本的其他固定剂配方已公开于，例如美国临时专利申请号61/505011中，其全部内容通过提述并入本文。

染色阶段

机器1还包括在一个或多个染色阶段配置成施加一种或多种染料或染剂至固定到基板的样本的管和端口。当染色样本在其于显微镜或其它成像装置下被观察或成像时其增加样本的对比度。可使用Romanowsky染剂和/或其它染料或染剂，包括苏木精和曙红、荧光素、噻嗪染剂，通过使用抗体、核酸探针、和/或金属盐和离子。可用于制备样本的其他染剂配方公开于，例如美国临时专利申请号61/505011中。

图10是流程图800，其包括用于施加染剂至样本的一系列步骤。在步骤802中，泵(例如泵201A)引导染料或染剂从储液器(例如储液器211A)进入到染剂管(例如管52A)中。在步骤804中，引导染剂进入到附接至块80A的端口(例如端口42A)中。接着，在步骤806中，染剂流出平台60A中的端口42A。在步骤808中，染剂流入到基板2与平台60A之间的间隔92中，此后在步骤810中对基板2上的样本3进行染色。

在一些实施方案中，可使用多个管和端口给样本3施加染剂。例如，第二泵(例如泵202A)可引导染剂(例如，与从储液器211A中所分配的相同染剂或不同染剂)从储液器212A穿过管53A和端口43A至平台60A上。在某些实施方案中，两个或多个流体管可连接至共享的染剂储液器或泵和/或阀，其用于引导染剂穿过端口至平台上。返回参照图2，管52A可输送红色染剂如荧光染料至平台、基板2(3)和样本3(2)。管53A可输送蓝色染剂，如噻嗪染料。在图1-6中，选择在平台60A上的端口的数目、位置和大小以优化染剂至固定到基板的样本的施加。如果选择其它的染剂，则端口的不同数目、位置和大小可为优选的，取决于染剂的粘度。

端口40A-45A(和40B-45B)中的每个可包括用于接收流体的输入通道和用于输出流体的输出通道。在一些实施方案中，冲洗剂45A、固定剂44A以及染色端口42A-43A的输出通道在平台60A的上部表面上，并且真空端口40A和41A的输入通道可在平台60A的上部表面的相对端上。冲洗剂45A、固定剂44A以及染色端口42A-43A的输入通道可位于块80A的同一横向侧面(lateralside)，并且真空端口40A和41A的输出通道可位于块80A的相对的横向侧面。

通过举例并参照图2和10，控制系统5在步骤802中指示泵(例如泵201A)引导染剂(例如包括荧光染料的染剂)从染剂储液器进入到流体管52A中。在步骤804中，染剂从流体管进入端口42A。然后，在步骤806中，染剂以140微升每秒的流速以五秒的时间离开端口42A，在步骤808中，染剂沉积在平台60A与包含样本3的基板2之间的间隔92中。在步骤810中，基板2上的样本3被染色。染色之后，使用端口40A-41A和废物管50A-51A，真空或其它抽吸源(例如泵220和/或221)然后可排出存在于间隔92中、平台60A上以及基板2(3)上的残留染剂。

可对机器1进行编程以在延迟(例如在3秒-10秒的延迟，如5秒延迟)之后紧跟着第一染色阶段重复这些染色及排出阶段。第二泵202A可由控制系统5指示以引导噻嗪染料以140微升每秒的流速以例如3秒的时间从染剂储液器穿过流体管53A，从端口43A出来，至平台60A上。通过使用端口40A-41A和废物管50A-51A，真空或其它抽吸源(例如泵220A和/或221)然后可排出存在于间隔92中和/或平台60A上和/或基板2上的残留噻嗪染料。正如固定阶段那样，机器1能够为每个染色阶段改变频率、延迟时间和流速。流速可在例如70至140微升每秒的范围，或者可小于或大于该范围的外部界限(例如10至500微升每秒)，条件是流速足以克服位于间隔92中的流体中存在的任何表面张力并且为预定的评估合意地对样本进行染色。

可施加给样本的示例性染剂包括但不限于：Wright-Giemsa染剂、Giemsa染剂以及Romanowsky染剂。还可以给样本施加其它的试剂如免疫细胞化学试剂或者特定细胞成分的其它标志物。

废流体去除

如上文所提到的，真空或其它抽吸源220和/或221在固定和染色阶段过程中或在其之间可从基板2、间隔92以及平台60A中排出残留的流体。参照图1，一个或多个废物管可连接至块80A的侧面82A和84A。废物或真空管50A和51A用于从平台60A、间隔92以及基板2中收回流体和小颗粒物进入到废物容器或与机器1分开的其它位置。参照图2，废物管51A和51B可连接至分开的真空源220和221、以及在废物管远端的废物容器230和231。或者，两个或更多废物管可连接至单一的真空源、以及相同的废物容器，如图4所示。废物管50A和50B可分别延伸穿过夹管阀90A和90B。

用于施加抽吸的真空或其它源(例如真空泵220和/或221)可连接至废物管50A、50B、51A和51B中的一个或多个，以从平台60A和/或60B、间隔92以及基板2中吸取流体进入到废物容器230和231中。在废物管内所施加的真空力可等于负一至负十磅每平方英寸(“psi”)，以当基板2与平台之间的间隔处于100至200微米时提供足够的抽吸用于去除流体。一般而言，如本文所用，“负”压力是指小于机器1内或机器1周围环境中的环境压力的压力。例如，在一些实施方案中，机器1周围环境具有的环境空气压力约为一个大气压。“负”压力是指小于该环境空气压力的压力(例如，施加给流体的负一psi的压力是比施加在流体上的环境空气压力小一psi的压力)。可使用范围为负0.1psi至负14psi(例如负6psi)或更大的其它真空，条件是这样的真空足以克服存在于间隔中的流体的任何表面张力并且去除在间隔中以及在基板和样本上的所有残留流体。另外，紧接在施加真空以从间隔中排出流体之前，致动器30A可将基板2的近边缘从样本处理位置提高15-35微米的距离。基板2与平台60之间的该增加的间隔在真空阶段期间可改善间隔92中任何残留流体的排出。

在一些实施方案中，控制系统5配置成在样本处理过程中改变应用于流体去除的频率和真空。图11A包括流程图900，其特征为用于从基板中去除多余流体的一系列步骤。在固定阶段之后，例如，控制系统5可在步骤902中打开夹管阀90A和/或90C，并且在废物管(例如废物管50A和51A)中以五秒的时间施加负5psi的真空。在该时间段，固定剂通过端口40A和41A从间隔、基板以及平台去除(步骤904)。流体在步骤906中行进穿过废物管，并且在步骤908中沉积到一个或多个废物容器(例如容器230和/或231)中。一旦排出期限届满，控制系统5就可在步骤910中指示夹管阀90A、90C中的一个或多个关闭废物管50A和/或51A，从而防止由真空220-221的进一步排出。控制系统5可引导机器1在每个固定阶段后重复该流体去除步骤。

图11B包括流程图1000，其展示了用于从基板中去除多余流体的替代系列步骤。在流程图1000中的方法没有使用夹管阀密封废物管。相反，在流体施加阶段之后，抽吸源220和/或221在步骤1002中初始化并且在步骤1004中进入活跃状态。抽吸源在废物管50A和/或51A中施加负3psi的真空达四秒的时间以在步骤1006中从间隔92、基板2以及平台60A中去除流体穿过端口40A和41A。排出的流体在步骤1008中行进穿过废物管50A和/或51A，并且在步骤1010中沉积在一个或多个废物容器230、231中。机器1可在每个流体施加阶段之后重复该流体清除步骤。通过改变在流体清除步骤中所施加的频率和压力，机器1可实现生物样本的最佳固定、染色以及冲洗。

夹管阀90A、90B、90C和90D关闭废物管50A、50B、51A和51B，如图1所示。夹管阀90A-90D可通过包含在阀内或外部的致动器机械地、电气地、液压地或气动地制动。夹管阀90A-90D操作以禁止流体流过废物管50A、50B、51A和51B。例如，当从机器1中改变或清空满满的废物容器230时，可为合意的是关闭夹管阀(90A-90D)以防止废物管中存在的残留流体的泄漏。可随机器1的实施方案使用不同的阀类型或其它机构如夹具或止动件，以关闭废物管50A、50B、51A和51B。

冲洗阶段

冲洗剂溶液可在样本处理过程中随机器1在一个或多个冲洗阶段施加。例如，可为合意的是，在固定阶段之间、在染色阶段之间和/或在固定与染色阶段之间从基板2上的样本3、间隔92以及平台60A和/或60B中去除残留的和/或多余的流体。与本系统及方法相容的冲洗剂溶液包括蒸馏水；缓冲水溶液；有机溶剂；和带有或不带有缓冲的水性与有机溶剂的混合物。可用于制备样本的冲洗剂溶液的其他配方公开于，例如美国临时专利申请号61/505,011中。

图12包括流程图1100，其特征为用于冲洗样本的一系列步骤。在步骤1102中，泵(例如泵203A)引导冲洗剂溶液(例如包括蒸馏水)从储液器(例如储液器213A)进入到冲洗管(例如冲洗管55A)中。在步骤1104中，冲洗剂溶液进入连接至块80A的端口45A。在步骤1106中，冲洗剂溶液流至平台60A上穿过端口45A的输出通道，并且在步骤1108中，冲洗剂溶液进入基板2与平台60A之间的间隔92。在步骤1110中，进行样本3的冲洗。最后，在步骤1112中，真空源220、221施加抽吸给废物管50A和51A中的一个或多个，以将冲洗剂溶液从间隔92和基板2中去除；冲洗剂溶液被传送至废物容器230和/或231。

在一些实施方案中，控制系统5可引导泵203A以例如70微升每秒的流速以例如5秒的时间施加冲洗剂溶液。正如固定阶段那样，控制系统5可改变每个冲洗阶段的持续时间和流速以及冲洗阶段的数量。另外，控制系统5可在样本处理过程中调整一个或多个冲洗阶段的布置。例如，控制系统5可引导在完成所有固定阶段后冲洗阶段发生一次，并且在完成所有染色阶段后第二冲洗阶段发生一次。或者，冲洗阶段可穿插在两个或更多固定阶段之间或两个或更多染色阶段之间。

搅拌阶段

在某些实施方案中的样本处理可包括一个或多个搅拌阶段，以在固定、染色和/或冲洗阶段期间在间隔92、包含样本3的基板2以及平台60A和/或60B上分散固定剂、染剂和/或冲洗剂流体。图13包括流程图1200，其展示了用于搅拌样本的一系列步骤。如图3A所示，致动器30A和/或30B可提供微动调整用于改变基板2相对于平台60A和/或60B的位置。

控制系统5可包括软件和/或硬件，用于指示致动器30A和/或30B启动搅拌阶段。致动器30A和/或30B可配置成基于来自控制系统的搅拌启动命令使基板臂20A和/或20B上下移动。搅拌阶段可重复预定数目的搅拌周期。如本文所用的术语“搅拌周期”指从起始位置以向上方向运动，然后以与向上方向相反的向下方向移动。在一些实施方案中，一个或多个搅拌周期使基板2在每个周期结束或至少在一些周期结束时返回到起始位置。在某些实施方案中，基板2在一些或所有搅拌周期的结束时不返回到起始位置，但是每个周期仍包括向上运动，然后是向下运动。致动器30A和/或30B通常继续使基板2在一个或多个的搅拌周期中移动，直到停止命令从控制系统5发送至致动器。搅拌阶段可暂时增加基板2与平台60A和/或60B的表面之间的间隔尺寸(间隔距离)，然后使基板返回到样本处理位置。另外，搅拌阶段可包括一系列运动，其使基板2在相对于平台60A和/或60B的表面的角位置(angularposition)与样本处理位置之间转移。分配到平台与基板2之间的间隔中的流体的表面张力当基板于搅拌阶段期间从样本处理位置移动时会导致基板上流体分子的重新分布，并且可有利地改善整个样本的流体分布。

其它的方法还可用来使基板2在搅拌阶段期间相对于平台移动。例如，在一些实施方案中，偏位件70A-D和/或71A-D中的一个或多个的位置(例如，偏位件在平台60A和/或60B的表面上方延伸的量)可迅速得到调整以搅拌样本3。在某些实施方案中，可调整平台60A和/或60B的位置以促使样本3的搅拌。例如，平台60A和/或60B可交替地上下移动(例如，对应于上述的基板2的移动方向)以引起样本3的搅拌。

在一些实施方案中，样本3的搅拌可通过改变致动器30A和/或30B当基板臂由弯曲的材料制成时驱动基板2朝向偏位件70A-D和/或71A-D的程度而被影响，如下文所述。应变计(straingauge)可通过检测基板臂中作为时间函数的应变的变化而用来测量和调整施加给基板2的搅拌的频率。

参照图13，在第一步骤1202中，搅拌阶段开始。在步骤1204中，控制系统5指示致动器30A开始搅拌周期。响应于该指令，致动器30A在步骤1206中使基板2向上旋转，增加基板2与平台60A之间的距离。然后，在步骤1208中，致动器30A使基板2朝着平台60A向下旋转，减少基板与平台60A之间的距离。在判断步骤1210中，如果搅拌阶段继续，则控制返回到步骤1204，并且由致动器30A的基板2的旋转再次出现在另一搅拌周期中。如果搅拌阶段终止，则控制经过步骤1210至步骤1212，其中基板2随着搅拌完成返回到其初始位置。

搅拌阶段可包括通过致动器30A和/或30B所施加的一个或多个搅拌周期。此外，搅拌阶段可在固定、染色和/或冲洗阶段的每个期间且在固定、染色和/或冲洗阶段的每个之间以变化的频率发生一次或多次。例如，参照图3A，致动器30A和/或30B可从样本处理位置垂直提高基板2的近边缘35微米的距离，并随后使基板2三次返回到样本处理位置，在每个固定、染色和冲洗阶段后一次。致动器30A和/或30B可在两秒内完成每个搅拌周期(例如，一秒用于从样本处理位置垂直提高基板2的近边缘35微米的距离，一秒用于使基板返回到样本处理位置)。机器1能够执行指令以为每个搅拌周期和/或阶段改变搅拌频率和距离。例如，搅拌阶段可包括致动器30A和/或30B，其从样本处理位置垂直提高基板2的近边缘5微米的距离，然后使基板返回到样本处理位置，每秒10到20次。

还可使用搅拌距离与频率的替代组合。例如，在一些实施方案中，搅拌距离是5微米或更大(例如，15微米或更大、25微米或更大、50微米或更大、100微米或更大、150微米或更大、200微米或更大、250微米或更大、300微米或更大、500微米或更大、700微米或更大、1毫米或更大)。例如，在某些实施方案中，搅拌距离为35微米-350微米。

在一些实施方案中，搅拌周期频率是每秒一个周期或更大(例如，每秒两个周期或更大、每秒三个周期或更大、每秒四个周期或更大、每秒五个周期或更大、每秒七个周期或更大、每秒十个周期或更大)。

还可使用其他搅拌技术。例如，在一些实施方案中，基板夹持器20A和/或20B可包括致动器，其使基板绕着与图1和3中所示的致动器30A和/或30B的旋转轴线相垂直的轴线旋转。

或者，平台60A和/或60B可配备有偏位件调节器，用于在固定、染色和冲洗阶段期间升高或降低一个或多个的偏位件70A-D和/或71A-D。为了实施所述偏位件调节器，平台60A和/或60B可包括附接于平台中内部板的偏位件。可使用内部致动器来改变该板的高度，因此改变偏位件的高度。或者，可通过指示该致动器使平台60A和/或60B或者块80A和/或80B运动来改变相对于基板2的偏位件70A-D与71A-D的位置，从而在搅拌阶段期间改变间隔距离。在样本制备过程中使用与常规的染色和制备技术相比显著较少的流体体积，控制系统5可调节流体循环的频率、流速、偏位件高度、间隔距离、以及搅拌参数与频率，以更有效地处理样本。

在一些实施方案中，基板臂可由弯曲的材料制成，以使得如果处于样本处理位置的基板仅靠着从平台延伸的两个偏位件，则致动器或其它动力元件可使载片进一步朝向平台表面旋转，直到载片抵靠所有四个偏位件。改变在这两个位置之间的基板的位置可在样本处理过程中实现充分搅拌。基板臂可包括应变计以监控基板臂中的应变，并且可用于将相对于平台偏位件的基板的位置通知控制系统5。另外，该控制系统可包括对应于基板厚度缺陷的信息，当基板置于样本处理位置时或在搅拌阶段期该控制系统可负责。

在一些实施方案中，本文公开的搅拌步骤的一些或全部可相对平台60A/60B和/或偏位件70A-D/71A-D不移动基板2。也就是说，可搅拌和更新已引进基板2上的样本和平台间的流体而不移动基板或平台，例如，当所述平台和基板保持彼此间平行时或几乎平行时。在一些实施方案中，为确保新鲜的流体与基板上尽可能多的样本细胞接触，可通过使用本文公开的泵搅拌或更新所述流体(例如泵200A/B和/或201A/B和/或202A/B和/或203A/B)以在闭合位置将流体引进基板2和平台60A/60B间的间隙，然后一旦所述间隙被填充，为将额外小体积的流体例如与最初引进的体积相同或更小的体积从一个或多个流体入口或平台60A/B一端处的递送端口引入所述间隙，使得一些或全部最初的流体被推出间隙且新的流体占据其在间隙中的位置。该过程可重复多次(例如2次、3次、4次、5次或多于5次)。

在一些实施方案中，可用流体的持续或脉动流穿过所述样本(例如在基板2上)和所述平台，和/或用贯穿样本和平台移动的流体的重复的流循环制备样品，而不是搅拌已分配进入所述间隙或所述基板和平台的间隔中的流体。例如，流体可通过一个或多个流体入口或位于所述平台末端的递送端口分配进入所述间隙和间隔。同时或短时间后，可将真空应用至一个或多个真空端口(例如端口220和/或221)或至位于相反末端(相比入口端口)和/或在平台60A/B的侧面处的真空槽。同时的分配和真空作用可产生穿过基板的样本区域和平台的流体的持续或脉动(有节奏或无节奏)流。以流体分配流动速率和从真空源流体撤出速率适当平衡，可控制或变化流体流以实现合意的样本固定、染色和/或冲洗。

对于多种实施方案的分配流速可为约20至约250微升每秒，且所述真空可为约1psi至约10psi的负压。作为持续流制备的替换，所述流体分配和流体撤出步骤可交错进行以产生连续的流动循环(例如2循环、3循环、4循环、5循环或多于5循环)，每一循环包括流体分配和撤出步骤以对样本固定、染色或冲洗。在本文的任何实施方案中，包括前文的实施方案，平台60A/B可具有从流体分配入口末端稍微向下倾斜至位于平台反面末端的真空端口，使得重力辅助流体流过平台。所述倾斜可为约2、3、4或5度或更多至约45度或更多，例如约10、15、20、25、30、35、40或45度的角度。

干燥阶段

在某些实施方案中，控制系统5可使用附接于机器1的干燥器4来干燥样本。图14包括流程图1300，其特征为用于干燥样本的一系列步骤。在初始步骤1302中，验证染色及其它阶段(例如，一个或多个冲洗阶段)的完成，在该步骤后，在步骤1304中，干燥器4引导空气流穿过样本。在步骤1306中，干燥过程继续，直到从控制单元中接收到信号以停止干燥。当信号被接收时，干燥器停止空气流穿过样本，并且干燥阶段在步骤1308终止。

一般而言，可以控制机器1，以改变空气的温度、流速、所施加的空气流的持续时间、以及样本处理过程中用于干燥样本3的阶段(数)。例如，在完成染色阶段后，干燥器4可引导空气流在约120°F以10升每分钟的速度以7秒的时间穿过样本。还可使用其它的空气温度(例如，环境温度多至120°F)、空气流速(例如，一升每分钟至100升每分钟)、以及空气流动时间(例如，从几秒钟到几分钟)。

样本检查系统

本文所公开的自动化样本制备机器和设备，包括机器1，通常可与较大的样本检查系统一起使用和/或并入其中，如在美国专利申请公开第2009/0269799号中所描述的那些，其全部内容通过提述并入本文。例如，图15展示了示意图，其展示了样本检查系统2000的一个可能的实施方案。系统2000包括平台2100、光接受装置2200、计算机2300、施用器2400、气体循环装置2500、光源2600、分配器2800、放电装置2900、载片贴标机3000以及载片标签阅读器3100。推进器2110可配置成接收一个或多个载片或其它基板2700。推进器2110可附接于平台的表面，如顶表面2101。推进器2110可采取带的形式，并且该系统可使用机械臂、重力、磁力、液压系统、齿轮或其它运动技术，以使安装在基板上的样本沿着平台的表面2101移动。

平台2100还可包括进给器2102和收集器2106，分别用于从堆栈或架进给基板2700(例如载片)或者将其收集至堆栈或架。进给器2102可配备有进给器推进机构2103(如涂胶轮)，用于将样本推至推进器2110上。或者，可使用机械臂来抓住基板2700并直接将基板放置在推进器上。可使用替代的机构将基板推出进给器2102，如磁体或液压系统。该进给器可包括传感器，用于确定存在多少载片。该传感器可测量基板2700的重量，例如以确定存在多少基板。收集器2106还可包括传感器，用于确定存在多少基板。该传感器可配置成当已分析预设数量的样本时通知计算机2300，和/或在持续的基础上通知计算机安装在基板上的样本的接收。

光接收装置2200可为显微镜(如明视场显微镜)、摄影机、照相机或接收光的其它光学装置。包括标准明视场显微镜的实施方案还可包括自动化镜台(例如基板移动器2201)和自动化对焦。在一些实施方案中，显微镜可附接于电动镜台和聚焦电机附件。显微镜可具有电动换镜器，用于在计算机2300的控制下允许选择不同的放大倍率透镜。可采用过滤器轮，以使得计算机2300能够在光路中自动地选择窄带滤色器。可采用LED照明代替过滤器，并且与过滤器轮旋转所需的时间相比，LED的使用可减少图像采集时间。例如，1600X1200像素的(IEEE1394HighPerformanceSerialBus)摄像头可用来获取窄带图像。

在一些实施方案中，光接收装置2200接收从基板2700反射的光并存储由反射光形成的一个或多个图像。或者，或另外，在一些实施方案中，来自基板上样本的荧光发射可由光接收装置2200检测。

在某些实施方案中，光接收装置2200配置成获取基板上样本的透射图像。例如，光发射源2600可定位在平台的下方，并且可以引导光，以使其通过平台2100和基板2700进入到光接收装置2200中。

光接收装置2200和图15中所示的任何其它部件可以通过连接(link)(2011-2014)与计算机2300连接，所述连接可提供能量给部件、提供来自计算机2300的指令给部件和/或允许部件发送信息到计算机2300。连接2011-2014可以是有线连接或无线连接。

光接收装置2200可为能X、Y和Z轴向移动(在其它实施方案中，电动镜台或基板移动器2201可提供X、Y和Z移动)。光接收装置2200可包括摇摄、倾斜和/或运动致动器，以使计算机2300能够使光接收装置2200定位在适当的位置。光接收装置2200可包括聚焦入射光的透镜2210。

可选择光接收装置2200以捕捉黑色和白色和/或彩色图像。在一些实施方案中，两个或更多的光接收装置可用来划分与捕捉图像相关联的处理时间。例如，低倍率成像站后可以为高倍率成像站。类似地，在一些实施方案中，系统2000、平台2100、计算机2300和/或光接收装置2200可引导基板移动器2201使基板2700移动，以确保捕捉和存储所有或大多数细胞的一个或多个图像于基板上或基板的特定部分上。

计算机2300可为笔记本电脑、服务器、工作站或任何其它类型的计算装置。该计算机可包括处理器、显示器2320、接口2310、以及内部存储器和/或磁盘驱动器。计算机2300还可包括存储在存储器中或计算机可读有形介质如光盘驱动器上的软件。该软件可包括指令，用于引起计算机操作光接收装置2200、施用器2400、气体循环装置2500、平台2100、推进器2110、光源2600、分配器2450和/或2800、样本制备机器1、或者在这些部件之一内或与之连接的任何部件。类似地，计算机被布置成接收来自任何这些部件的信息。

例如，该软件可控制从进给器2102的基板的分散率，并且进给器2102可通知计算机关于存在的基板的数量。另外，计算机2300还可负责执行由光接收装置2200捕捉的图像的分析。通过该分析过程，计算机可布置且控制成计算特定体积的血液中特定类型细胞的数目，例如对于血液来说，红细胞、白细胞以及血小板计数，并且可以计算全血计数的其它测量的和衍生的组分如：血红蛋白含量、红血细胞形态或白血细胞分类计数。图像分析软件可分析每个个体视野并合计总的红细胞和白细胞计数。为了计算患者血液样品中每微升的总计数，在载片上计数的数目可乘以子样品的体积和稀释比。来自载片的红血细胞与白血细胞的计数、形态测量以及图像的结果可显示在显示器2320上。

在一些实施方案中，使用在监视器上显示的血细胞的图像，计算机2300配置成显示数字数据、细胞种群直方图、散点图以及细胞形态的直接评估。显示细胞形态的能力向系统2000的用户提供快速建立细胞形态中可确保制备额外的载片用于由有经验的技师或其它专业人员人工检查异常存在或不存在的能力。软件还可向计算机提供指令以显示从所述光接收装置接收的图像2331，或可引起显示器2330显示图像的分析的结果2332(例如，可能是图表或图形)。类似地，可控制计算机2300以计数特定血液体积中特定类型细胞的数目，或者计数特定血液体积中受损细胞、癌细胞或裂解细胞的数目。该软件使计算机能够执行分析过程。计算机在分析过程中可使用一个或多个放大倍数(magnification)。

虽然示为一个部件，但是计算机2300可包括多台计算机；第一计算机可用于控制系统2000的部件，第二计算机可用于处理来自光接收装置2200的图像。多个计算机可连接在一起以允许计算机分享信息。计算机2300还可连接至网络或实验室信息系统，以允许计算机发送和接收信息至其它计算机。

在某些实施方案中，施用器2400可包括注射器、手动或马达驱动的移液器、或通过管附接于移液尖的马达控制的泵。施用器2400以控制的方式向基板2700施加样本。使用施用器2400的示例性特征、属性以及方法公开于，例如美国专利申请公开号US2009/0269799中。样本可包括一个或多个血液组分、细胞、组织或其它生物组分。

一旦样本施加到基板2700上，所施加的样本通过使用机器1进行处理。如本文所述，机器1的功能表现为施加一种或多种染剂、固定剂和/或其它溶液至基板上的样本。

在一些实施方案中，通过从施用器2400的前端放下非接触行的细胞，系统2000可配置成实现沉积在基板2700上的细胞之间的最小重叠。增加稀释流体的粘度或者稀释剂的类型或量可影响来自施用器的样本流的最终固定位置的宽度。通过选择行之间的距离以允许血液样品中的典型变化，所有细胞可在所有样品中计数。

气体运动装置2500可为分离的装置，如图15所示，或者如前文所述，可以并入机器1中，该装置可包括风扇和/或可包括其它气体运动装置，如例如压缩机或风箱。气体运动装置2500可直接连接至计算机2300，或者可通过另一部件连接，如平台2100或施用器2400。气体运动装置推动气体(在一些情况下是大气中的空气)穿过基板，以控制基板上物质干燥的速度。使太多的空气太快(即，过高的风扇转速)地运动穿过基板可引起样本中的细胞由于快速干燥而爆裂，而使太少的空气太慢(即，过低的风扇转速)地运动穿过样本可引起细胞干燥得太慢且出现收缩。

基于气体运动装置距离基板的距离、分析的流体的类型、流动的宽度、气体(例如空气)的温度以及流的平均厚度，计算机2300可选择和控制在一段时间内运动穿过基板的空气量(即，立方英尺或立方厘米的空气每秒)。可定位气体运动装置2500以使该装置引导气体，从而气体以30°-60°(例如45°)的角度撞击基板约15至20秒的时间。在一些实施方案中，计算机2300可控制系统附近的湿度和温度设定，以允许干燥过程发生，而不使用气体运动装置2500。

光发射装置2600以及其中的各种部件通过举例描述于美国专利申请公开号US2009/0269799中。多种波长的光可由光发射装置2600产生并且由光接收装置2200检测。例如，波长如415nm对于获取用于评估RBC形态和血红蛋白含量的仅血红蛋白图像是有用的。以600nm发射的光可用于提供血小板和核的高对比度图像。可选择其它波长以最佳辨别嗜碱白细胞、单核细胞、淋巴细胞(所有蓝色阴影)、嗜曙红细胞(红色)以及嗜中性细胞(中性色)的颜色。

实施例

通过以下实施例进一步描述本公开，所述实施例并非意欲限制权利要求中所记载的发明的范围。

实施例1

图16是流程图1400，其展示了用于处理安装在基板上的样本的一系列例示性步骤。可使用流程图1400中的步骤来制备生物样本用于检查。虽然该过程的说明有时指具有特定范围的特定步骤，和/或公开以特定顺序发生的步骤，但是该说明仅意欲作为非限制性的实例。参照图16，机器1连接至控制系统5，用于在处理步骤过程中指挥多种机器部件的操作。在样本初始步骤中，将包括来自血液的等分试样中的红血细胞、白血细胞、以及血小板的生物样本3施加至由玻璃显微镜载片组成的基板2。这可通过使用不同的站执行，如在共同未决的美国专利申请公开号2008/0102006中所述的一个或多个站。在定位步骤1402中，将包含样本3的基板2加载到如图1所示的基板臂10A的基板夹持器20A上。控制系统5指示抽吸源222(步骤1404)排出来自基板夹持器20A的空气。通过抽吸端口21和22所施加的抽吸(步骤1406)在样本处理过程中将基板2附着至基板夹持器20A。控制系统5指示(步骤1408)致动器30A使基板2从图1所示的打开位置旋转至图3A所示的样本处理位置。在所述样本处理位置，样本3面对着平台60A的表面，而基板2依靠着图2所示的偏位件70A-D。所述偏位件防止基板2与平台60A的表面接触。在该实施例过程中，基板2的包含样本的表面与平台60A的表面之间的间隔92约为100微米。

在固定阶段(步骤1412，也参照图10)期间，泵在步骤1414中施加固定剂至样本3。连接至图2所示的流体管54A的泵200A推动包括甲醇的固定剂从固定剂储液器210穿过管54A、从端口44A出来、至平台60A上、至包含样本3的基板2上、以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中。泵200A以70微升每秒的流速从端口44A推动甲醇两秒的时间T1，从而引导总共140微升的甲醇V1至包含样本3的基板2上。

接着，在第一搅拌步骤1416中，控制系统5通过引导致动器30A(步骤1418)从样本处理位置垂直地升高基板2的近边缘35微米的距离并且使基板返回到其样本处理位置来搅拌基板。机器1将该搅拌步骤再重复四次。机器1在如图17所示的约十秒的时间T2完成五个搅拌运动。在搅拌之后，控制系统启动真空或排出步骤1420。施加负五psi的真空力一秒半T3，经由端口40A和41A以及废物管50A和51A排出存在于间隔中、平台上或基板上的任何残余甲醇(步骤1422)。将排出的甲醇收集在废物容器230和/或231中。

固定阶段后，控制系统5启动(步骤1424)第一染色阶段。在此情况下，控制系统5引导机器1对样本进行染色(步骤1426)。参照图2以及图11的流程图，连接至流体管52A的泵201推动荧光素染料从染剂储液器211A、出端口42、至平台60A上、至包含样本3的基板2上以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中。泵201以70微升每秒的流速以两秒的时间T4分配荧光素染料通过端口42A，从而引导140微升的染料V2至基板上。

在施加荧光素染料至样本3后，机器1通过引导致动器30A在步骤1430中从样本处理位置垂直地升高基板2的近边缘35微米的距离且然后使基板返回到其样本处理位置来执行第二搅拌步骤1428。控制系统5引起机器1将该搅拌步骤再重复两次且在如图17所示约六秒的时间T5完成三个搅拌。

接着，在步骤1432中启动第二真空或排出阶段。在步骤1434中，施加负五psi的真空三秒T6，以经由端口40A和/或41A以及废物管50A和51A排出存在于间隔92中或平台和基板上的任何残余荧光素染料。被排出的荧光素染料收集在废物容器230A和/或231A中。

在用荧光素染料对样本进行染色之后，机器1使用噻嗪染料在步骤1436中启动第二染色阶段。连接至流体管53A的泵202推动噻嗪染料从染剂储液器通过端口43A、至平台60A上、至基板2上以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中(步骤1438)。机器1以70微升每秒的流速以两秒的时间T7，分配噻嗪染料通过端口43A，从而引导总共140微升的噻嗪染料V3至基板上。

在施加染料至样本3后，机器1通过引导致动器30A从样本处理位置升高基板2的近边缘(步骤1442)35微米的距离且然后使包含样本3的基板返回到其样本处理位置在步骤1440中启动第三搅拌阶段。机器1将该搅拌步骤再重复三次。机器在约八秒的时间T8完成四个搅拌运动。

然后启动第三真空或排出步骤1444。施加负五psi的真空两秒T9以在步骤1446中在搅拌之后经由端口40A和/或41A以及废物管50A和/或51A排出存在于间隔中或平台60A和基板2上的残余噻嗪染料。将排出的噻嗪染料收集在废物容器230A和/或231A中。

机器1然后执行两个冲洗-搅拌-真空阶段顺序。当控制系统5指示机器1启动第一冲洗阶段时，第一顺序阶段在步骤1448中启动。包含蒸馏水的冲洗剂溶液的储液器213A连接至泵203和流体管55A。泵203引导蒸馏水通过进料入端口45A的清洗管55A，进入到间隔92中，以及至平台60A和基板2上，以在步骤1450中冲洗样本3。或者，在一些实施例中，引导清洗流体穿过两个或更多的流体端口42A至45A。泵203以70微升每秒的流速以两秒T10引导蒸馏水出端口45A，从而引导总共140微升V4的水至包含样本的基板上。

接着，控制系统5在步骤1452中启动第四搅拌阶段，引导致动器30A(步骤1454)从样本处理位置垂直地升高基板2的近边缘35微米的距离并且使基板返回到其样本处理位置。控制系统5可引导机器1重复该搅拌步骤，并且以约四秒T11完成两个搅拌。

然后，在步骤1456中启动真空或排出阶段。在步骤1458中施加的五psi的真空五秒半T12在搅拌之后经由端口40A和/或41A以及废物管50A和/或51A排出存在于间隔92中或平台60A和基板2上的残余蒸馏水。

此后，在步骤1460中，控制系统5引导机器1通过启动第二冲洗阶段开始第二冲洗-搅拌-真空阶段顺序。第二冲洗阶段(步骤1460、1462)、第五搅拌阶段(步骤1464、1466)以及第五真空阶段(步骤1468、1470)以与上文所披露的用于第一冲洗-搅拌-真空阶段相同的方式执行。在第二冲洗-搅拌-真空阶段期间，清洗流体的量V5和处理时间T13、T14以及T15通常与在第一冲洗-搅拌-真空阶段顺序中是相同的。

在样本已固定、利用荧光素与噻嗪染料进行染色、以及冲洗之后，机器1在步骤1472中启动干燥阶段。干燥器4引导约120°的空气流以10升每分钟的流速(步骤1474)以八秒的时间T16穿过样本。

在这些步骤完成之后，基板2在步骤1476中返回到其初始位置。在该步骤，致动器30A使基板2从样本处理位置旋转至如图1所示的打开位置。基板2然后可由基板移动器去除，并且可加载新基板用于处理新样本。

实施例2

可在本发明如下的其它实施例中调整上述用于实施例1的处理步骤。另外，美国临时专利申请号61/505,011中所公开的固定剂、染剂、以及冲洗剂溶液配方可用于下面实施例的处理步骤中。

在第一固定阶段(步骤1412，同样参照图10)期间，泵在步骤1414中施加固定剂溶液至样本3。连接至图2所示的流体管54A的泵200A推动包括甲醇的固定剂溶液从固定剂储液器210穿过管54A、出端口44A、至平台60A上、至基板2上、以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中。泵200A以115微升每秒的流速以两秒时间T1从端口44A推动固定剂溶液，从而引导总共230微升的固定剂溶液V1至基板2上。

接着，在第一搅拌步骤1416中，控制系统5通过引导致动器30A(步骤1418)从样本处理位置竖直地升高基板2的近边缘35微米的距离并且使基板返回到其样本处理位置来搅拌基板。机器1将该搅拌步骤再重复五次。机器1在约12秒内完成六个搅拌运动。在搅拌之后，控制系统启动真空步骤1420。施加负六psi的真空力一秒半T3，经由端口40A和41A以及废物管50A和51A排出存在于间隔中、平台上或基板上的任何残余固定剂溶液(步骤1422)。排出的固定剂溶液收集在废物容器230和/或231中。

此后，在包括第二搅拌步骤的第二固定阶段，重复第一固定阶段的前述步骤与第一搅拌步骤。

固定阶段后，控制系统5启动(步骤1424)第一染色阶段。在此情况下，控制系统5引导机器1对样本进行染色(步骤1426)。参照图2以及图11的流程图，连接至流体管52A的泵201推动包括曙红Y的第一染剂溶液从染剂储液器211A、出端口42、至平台60A上、至包括样本3的基板2上以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中。泵201以115微升每秒的流速以两秒的时间T4分配第一染剂溶液通过端口42A，从而引导230微升的第一染剂溶液V2至基板上。

在施加第一染剂溶液至样本3后，机器1通过引导致动器30A在步骤1430中从样本处理位置竖直地升高基板2的近边缘35微米的距离且然后使基板返回到其样本处理位置来执行第二搅拌步骤1428。控制系统5引起机器1将该搅拌步骤再重复两次且在约六秒T5的时间完成三个搅拌，如图17所示。

接着，在步骤1432中启动第二真空阶段。在步骤1434中，施加负五psi的真空三秒T6以经由端口40A和/或41A以及废物管50A和51A排出存在于间隔92中或平台和基板上的任何残余第一染剂溶液。排出的第一染剂溶液收集在废物容器230A和/或231A中。

在用包括曙红Y的第一染剂溶液对样本进行染色之后，机器1使用包括天青B和亚甲基蓝的第二染剂溶液在步骤1436中启动第二染色阶段。连接至流体管53A的泵202推动第二染剂溶液从染剂储液器通过端口43A、至平台60A上、至基板2上以及进入到平台60A与基板2之间的间隔92中(步骤1438)。机器1以115微升每秒的流速以两秒的时间T7分配第二染剂溶液通过端口43A，从而引导总共230微升的第二染剂溶液V3至基板上。

在施加染剂至样本3后，机器1通过引导致动器30A从样本处理位置升高基板2的近边缘(步骤1442)35微米的距离并且然后使样本3返回到其样本处理位置在步骤1440中启动第三搅拌阶段。机器1将该搅拌步骤再重复两次。机器以约6秒的时间T8完成三个搅拌运动。

然后启动第三真空步骤1444。施加负六psi的真空两秒T9以在步骤1446中搅拌之后经由端口40A和/或41A以及废物管50A和/或51A排出存在于间隔中或平台60A上和基板2上的残余第二染剂溶液。排出的第二染剂溶液收集在废物容器230A和/或231A中。

机器1然后执行两个冲洗-搅拌-真空阶段顺序。当控制系统5指示机器1启动第一冲洗阶段时，第一顺序阶段在步骤1448中启动。包含冲洗剂溶液的储液器213A连接至泵203和流体管55A。泵203引导冲洗剂溶液通过进料入端口45A的清洗管55A进入到间隔92中以及至平台60A和基板2上以在步骤1450中冲洗样本3。或者，在一些实施例中，引导冲洗剂溶液穿过两个或更多的流体端口42A至45A。泵203以115微升每秒的流速以两秒T10引导冲洗剂溶液出端口45A，从而引导总共230微升V4的水至基板上。

接着，控制系统5在步骤1452中启动第四搅拌阶段，引导致动器30A(步骤1454)从样本处理位置竖直地升高基板2的近边缘35微米的距离并且使基板返回到其样本处理位置。控制系统5然后引导机器1将该搅拌步骤再重复三次，并且以约八秒T11完成四个搅拌。

然后，在步骤1456中启动真空阶段。在步骤1458中，施加五psi的真空五秒半T12，在搅拌之后经由端口40A和/或41A以及废物管50A和/或51A排出存在于间隔92中或平台60A和基板2上的残余冲洗剂溶液。

此后，在步骤1460中，控制系统5引导机器1通过启动第二冲洗阶段开始第二冲洗-搅拌-真空阶段顺序。第二冲洗阶段(步骤1460、1462)、包括在约12秒内完成的六个搅拌的第五搅拌阶段、以及第五真空阶段(步骤1468、1470)以与上文所披露的用于第一冲洗-搅拌-真空阶段相同的方式执行。在第二冲洗-搅拌-真空阶段期间，冲洗剂溶液的量V5和处理时间T13、T14以及T15通常与在第一冲洗-搅拌-真空阶段顺序中是相同的。另外，紧接真空阶段之前，致动器30A将基板2的近边缘从样本处理位置提高15-35微米的距离。基板2与平台60之间的该增加的间隔在最终真空阶段期间改善间隔92中任何残留流体的排出。

在样本已固定、用包含曙红Y的第一染剂溶液与包含天青B和亚甲基蓝的第二染剂溶液进行染色、以及冲洗之后，机器1在步骤1472中启动干燥阶段。干燥器4引导约120°的空气流以10升每分钟的流速(步骤1474)以八秒的时间T16穿过样本。

在这些步骤完成之后，基板2在步骤1476中返回到其初始位置。在该步骤，致动器30A使基板2从样本处理位置旋转至如图7所示的打开位置。基板2然后可由基板移动器去除，并且可加载新基板用于处理新样本。

如上述的实施例样本处理过程步骤中所示，通过与包括自动与手动样本制备技术的常规样本处理方法相比消耗更少的试剂，本文公开的系统和方法提供更有效的样本处理。参照实施例2，机器1在例示性处理步骤过程中消耗少于1.5毫升的试剂用于固定、染色以及冲洗样本(例如，460微升的固定剂溶液+230微升的第一染剂溶液+230微升的第二染剂溶液+460微升的冲洗剂溶液＝1380微升的试剂)。在一些实施方案中，可在样本处理过程中使用多于或少于1380微升的流体。例如，在样本处理过程中使用的流体量可为约1150微升(例如，通过消除冲洗阶段中的一个)或少于1000微升(例如，通过进一步消除固定阶段中的一个)。

相对于图17，对于实施例1来说，机器1在例示性处理步骤过程中消耗少于一毫升的试剂用于固定、染色以及冲洗样本(例如，140微升的甲醇固定剂+140微升的荧光素染料+140微升的噻嗪染料+280微升的冲洗剂溶液＝700微升的试剂)。在一些实施例中，在样本处理过程中可使用多于或少于700微升的流体。例如，在样本处理过程中使用的流体量可为约560微升(例如，通过消除冲洗阶段中的一个)。

—般而言，消耗的流体总容积可为500微升或更多(例如，520微升或更多、540微升或更多、560微升或更多、580微升或更多、600微升或更多、650微升或更多、700微升或更多、750微升或更多)和/或2mL或更少(例如，1.5mL或更少、1.4mL或更少、1.3mL或更少、1.2mL或更少、1.1mL或更少、1.0mL或更少、900微升或更少)。

参照图17和实施例1，样本制备过程在略多于一分钟内完成(例如，固定阶段经过13.5秒+荧光素染料阶段经过11秒+噻嗪染料阶段经过12秒+冲洗阶段经过23秒+干燥阶段经过8秒＝67.5秒的总经过时间)。在某些实施方案中，样本制备可在多于或少于67.5秒内完成，如在实施例2中。例如，样本处理可在180秒或更短(例如，150秒或更短、120秒或更短、90秒或更短、80秒或更短、70秒或更短、60秒或更短、50秒或更短或者40秒或更短)完成。

此外，虽然前述示例性处理描述了对于单一样本的处理时间，但是用于处理多个基板的系统和方法(例如，图1中配置成处理两个基板的机器1，和/或配置成处理三个或更多基板的系统)每小时能处理超过100个样本(例如每小时60个样本-120个样本)。本文所公开的系统与方法在实验室设定中的使用可导致在每个样本基础上更快的产量，而与常规的自动化系统及手动样本制备技术相比流体(例如，固定剂、染剂和冲洗剂流体)的消耗得以减少。

其它实施方案

应当理解的是，虽然已结合详细的说明对本发明进行了描述，但是上面的描述旨在说明而非限制本公开的范围，所述范围由所附的权利要求书的范围限定。其它的方面、优点以及修改都在所附权利要求的范围之内。

Claims (32)

1.一种在基板上制备生物样本用于检查的设备，所述设备包括：

基板臂，其包括基板夹持器；

致动器，其连接至所述基板臂，且配置成使所述基板臂在打开位置与样本处理位置之间移动；

平台，其具有在所述基板臂处于样本处理位置时位于与所述基板相对的顶表面，且包括至少一个位于所述面向基板的平台的表面上的流体端口和至少一个位于面向所述基板的平台的表面上的真空端口；和

两个或更多的偏位件，其布置在所述平台的顶表面上，以使得当所述基板在基板处理位置接触所有的偏位件时，基板与平台的顶表面基本平行并且形成至少约50微米的间隔，

其中操作过程中，通过以下配置所述设备以使流体在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口之间循环：

(a)从所述至少一个流体端口分配第一量的流体以填充基板和平台之间的间隔；

(b)从所述至少一个流体端口分配额外的量的流体进入所述间隔以替换所述第一量的流体的部分；且

(c)通过所述至少一个真空端口从所述间隔去除第一量的流体的部分。

2.权利要求1的设备，其中在操作过程中，所述设备配置成：

从所述至少一个流体端口分配多份额外的量的流体进入所述间隔以从所述间隔替换的流体的部分；且

通过至少一个真空端口去除所述替换的流体的部分。

3.权利要求1的设备，其中所述设备配置成持续分配额外的量的流体并去除所述第一量的流体的部分。

4.权利要求2的设备，其中所述设备配置成交替地分配多份额外的量的流体和去除替换的流体的部分以生成在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口之间的流体的脉动流。

5.权利要求2的设备，其中所述多份额外的量的流体包含至少2份额外的量的流体。

6.权利要求2的设备，其中所述多份额外的量的流体包含至少4份额外的量的流体。

7.权利要求1的设备，其中所述设备配置成从所述至少一个流体端口以20微升每秒或更大的速率分配额外的量的流体。

8.权利要求1的设备，其中所述设备配置成从所述至少一个流体端口以250微升每秒或更小的速率分配额外的量的流体。

9.权利要求1的设备，其中将所述平台定向以使所述至少一个流体端口相对所述至少一个真空端口向上倾斜3度或更大。

10.权利要求1的设备，其中将所述平台定向以使所述至少一个流体端口相对所述至少一个真空端口向上倾斜20度或更大。

11.权利要求1的设备，其进一步包括位于基板夹持器上的抽吸端口，其中所述抽吸端口与抽吸源可连接，用于通过抽吸管向抽吸端口提供抽吸，从而将基板固定至所述基板夹持器。

12.权利要求1的设备，其中所述至少一个流体端口包括第一染剂端口，且其中所述设备进一步包括第一染剂储液器和与第一染剂端口连接的第一染剂导管，以使在操作过程中包含第一染剂的流体可从第一染剂储液器通过第一染剂端口分配进所述间隔。

13.权利要求12的设备，其中所述至少一个流体端口包括在平台表面上与第一染剂端口间隔的第二染剂端口，且其中所述设备进一步包括第二染剂储液器和与第二染剂端口连接的第二染剂导管，以使在操作过程中包含第二染剂的流体可从第二染剂储液器通过第二染剂端口分配并进入所述间隔。

14.权利要求1的设备，其中所述至少一个流体端口包括固定剂端口，且其中所述设备进一步包括固定剂储液器和与固定剂端口连接的固定剂导管，以使在操作过程中包含固定剂的流体可从固定剂储液器通过固定剂端口分配并进入所述间隔。

15.权利要求1的设备，其中所述至少一个流体端口包括冲洗剂端口，且其中所述设备进一步包括冲洗剂储液器和与冲洗剂端口连接的冲洗剂导管，以使在操作过程中冲洗剂流体可从冲洗储液器通过冲洗剂端口分配并进入所述间隔。

16.权利要求1的设备，其进一步包括废物导管和与所述至少一个真空端口连接的废物容器。

17.权利要求1的设备，其中在操作过程中在所述至少一个流体端口和至少一个真空端口之间建立负压通路。

18.权利要求1的设备，其中所述至少一个真空端口包括多个真空端口。

19.权利要求1的设备，其中所述至少一个流体端口包括第一染剂端口、第二染剂端口、固定剂端口和冲洗剂端口，且其中在操作过程中所述设备配置成通过实施步骤(a)、(b)和(c)循环包含第一染剂的流体、包含第二染剂的流体、包含固定剂的流体和冲洗剂流体以分别从第一染剂端口、第二染剂端口、固定剂端口和冲洗剂端口分配流体。

20.权利要求1的设备，其进一步包括具有凹槽的支持块，其中：

平台位于所述支持块的凹槽内；且

基板相对支持块的顶表面升高以使来自所述间隔的流体可在所述凹槽内收集。

21.权利要求1的设备，其中所述基板臂是第一基板臂且所述基板夹持器是第一基板夹持器，所述设备进一步包括：

包括第二基板夹持器的第二基板臂；且

配置成在至少两处位置间平移设备的平移机构，其中在第一位置中，定位第一基板夹持器以从基板移动器取得基板，而在第二位置中，定位第二基板夹持器以从基板移动器取得基板。

22.权利要求21的设备，其进一步包括与平移机构连接的控制系统，其中配置所述控制系统以使在所述设备的操作过程中，控制系统激活平移机构，以使：

当基板附接于所述第二基板夹持器且第二基板臂处于开放位置、处于样本处理位置或处于开放位置和样本处理位置之间的中间位置时，定位第一基板夹持器以从基板移动器取得基板；且

当基板附接于所述第一基板夹持器且第一基板臂处于开放位置、处于样本处理位置或处于开放位置和样本处理位置之间的中间位置时，定位第二基板夹持器以从基板移动器取得基板。

23.一种在基板上制备生物样本用于检查的方法，所述方法包括：

(a)相对于表面定位基板，以使生物样本面向所述表面，且使得所述基底和表面基本上平行并形成至少约50微米的间隔；

(b)随后以足以填充所述间隔的量分配第一量的(i)第一固定剂溶液、(ii)第一染剂溶液、(iii)第二染剂溶液和(iv)第一冲洗剂溶液进入所述基板和所述表面之间的间隔；且

(c)在步骤(b)中分配第一量的每种(i)、(ii)、(iii)和(iv)溶液后，且在步骤(b)中分配下一份(i)、(ii)、(iii)和(iv)溶液前：

分配额外的量的溶液进入所述间隔以替换第一量的溶液的部分；且

通过真空端口去除第一量的溶液的部分。

24.权利要求23的方法，其进一步包括：

分配多份额外的量的溶液进入间隔以从所述间隔替换溶液的部分；且

通过所述真空端口去除替换的溶液的部分。

25.权利要求23的方法，其进一步包括持续分配额外的量的溶液并通过真空端口去除第一量的溶液的部分以在所述间隔中循环所述溶液。

26.权利要求24的方法，其进一步包括交替地分配多份额外的量的溶液和去除替换的溶液的部分以在间隔内生成溶液的脉动流。

27.权利要求24的方法，其中所述多份额外的量的溶液包括至少2份额外的量的溶液。

28.权利要求24的方法，其中所述多份额外的量的溶液包括至少4份额外的量的溶液。

29.权利要求23的方法，其进一步包括以20微升每秒或更大的速率分配额外的量的溶液进入所述间隔。

30.权利要求23的方法，其进一步包括以250微升每秒或更小的速率分配额外的量的溶液进入所述间隔。

31.权利要求23的方法，其中步骤(a)、(b)和(c)以少于60秒的总时间实施。

32.一种在基板上制备生物样本用于检查的方法，所述方法包括：

(a)相对于表面定位基板，以使生物样本面向表面，且使得所述基底和表面基本上平行并形成至少约50微米的间隔；

(b)实施固定阶段，其包括：

以足以填充所述间隔的量分配第一量的固定剂溶液进入所述间隔；

分配额外的量的固定剂溶液进入所述间隔以替换第一量的固定剂溶液的部分；且

通过真空端口去除替换的第一量的固定剂溶液的部分；

(c)实施第一染色阶段，包括：

以足以填充所述间隔的量分配第一量的第一染剂溶液进入所述间隔；

分配额外的量的第一染剂溶液进入所述间隔以替换第一量的第一染剂溶液的部分；且

通过所述真空端口去除替换的第一染剂溶液的部分；

(d)实施第二染色阶段，包括：

以足以填充所述间隔的量分配第一量第二染剂溶液进入所述间隔；

分配额外的量的第二染剂溶液进入所述间隔以替换第一量的第二染剂溶液的部分；且

通过所述真空端口去除替换的第二染剂溶液的部分；且

(e)实施冲洗阶段，包括：

以足以填充所述间隔的量分配第一量的冲洗剂溶液进入所述间隔；

分配额外的量的冲洗剂溶液进入所述间隔以替换第一量的冲洗剂溶液的部分；且

通过所述真空端口去除替换的冲洗剂溶液的部分。