CN106353516B - 一种全自动处理生物载片样品的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全自动处理生物载片样品的装置和方法。装置主要包括检测组件、基台、Z臂、Y臂、X臂、加样针和试剂以及标本识别扫描装置。本发明可根据检测过程要求和检测步骤自动实现定时定量加样，自动控制加热，自动控制灌液和排液，实现检测过程的全自动化。当载片标本需要热处理时，可以直接向安插槽灌注溶液并进行加热。在热处理过程中，缝隙中的溶液即使产生挥发也会由于毛细作用能够从载片组件底部的缝隙口吸入，得到自动补充，热处理充分而均匀，不产生干枯的现象，克服传统的烘烤式加热容易造成挥发和干片问题，保障加热过程的可靠性和重复性。本发明可以提高生物载片标本处理的可靠性、重复性和效率并实现全程的自动化流程。
Description
技术领域
本实用新型属于生物样品处理领域，特别是涉及一种全自动处理生物载片样品的装置和方法。
载片标本上的蛋白或基因检测(如免疫组织化学法以及原为杂交基因检测法等)需要几十个复杂的步骤，环境和人为操作差异的多种因素都会影响测试结果的准确性、重复性。提高标本检测的准确性、重复性和效率成为当务之急。
目前常见仪器的运行，试剂都是从载片上方喷射加样到载片上，加样位置不能确保对标本的完全覆盖，滴加试剂之后敞开孵育也及其容易导致试剂流失、挥发干片的问题。绝大部分标本处理过程中需要热处理，这是使抗原或病原体特征蛋白回复原有形状所必须的步骤，也是基因检测中基因溶解和组织水化所必须的步骤。加热一般在80-121℃进行并维持3-60分钟。然而目前手工操作载片标本处理的装置都不具备可加热或耐热的性能。在载片标本处理的中途需要将载片标本转移到可加热的容器内进行，而后又需要转移到常温的操作台上，增加了操作流程的复杂性和操作误差。而目前常用的带有加热功能的自动化仪器则使用喷射加样然后将每个载片标本独立烘烤加热，极其容易造成试剂挥发干枯、加热不均匀等现象。
目前全世界市场上有近十家全自动免疫组化染色仪。其中，美国的温塔那(Ventana)、德国的莱卡(leica)和丹麦的丹科(Dako)三家的仪器最为常用。但所有的仪器均存在以下几个缺点，归纳为：慢(每轮程需要3-5小时)，标本处理量小(每轮最多只能处理16-60张载片标本)，重复性差(由于各个标本独立加热)所处的环境差异和温度控制差异)。
所有仪器都把载片标本平铺安放，占据空间大，限制了仪器的容量，一般为16-60张之间。
试剂加样从载片上方喷射，加样位置不能确保是标本所在的位置，造成标本没有得到试剂的覆盖而出现假阴性。
绝大部分标本处理过程中需要热处理，这是提高载片标本检测专一性和灵敏度所必需的步骤。加热需要在80℃以上的温度并维持3-60分钟。常用的方法是高压锅烹煮、一般沸煮或热液体温浴等方法。然而，目前仪器上的加热都是以烘烤式的形式进行，试剂的挥发和气泡的产生难以控制。本领域几大产家，如温塔那的仪器使用油膜覆盖的方法(在加了试剂之后复加一层硅油)，减少挥发。但是硅油覆盖难以做到每张载片都得以均匀完全，并且需要后续的特殊清洗洗去硅油。莱卡的仪器使用塑料盖薄片的方式盖在试剂上防止挥发，但是因为载片标本是平方的，加热过程中气泡积累在标本和塑料盖之间，引起加热不均匀、因气泡局部积聚所产生的局部干枯问题以及局部气泡积聚所造成的后续清洗不完全引起的背景等问题。其它产家，如Dako、Biocare，Biogenex等采用更温和的温度(一般在90-97℃)来防止沸腾造成的气泡、挥发和干枯现象。这种方法却延长了时间，也还是不能彻底解决气泡和挥发的根本问题。
所有的仪器均采用每张载片标本分开加热，独立温度控制，载片之间以及仪器之间的温度差异在所难免，影响到标本处理的重复性和可靠性。
所有的仪器均使用单机械臂取样、加样的方式，花费大量的时间取样和加样，进一步限制了仪器的通量。
专利CN102770746A公开了一种用于处理置于载片上的至少一份生物样品的自动化染色装置，所述装置包括：至少一个毛细作用染色组件，其包括：设置成可拆卸地支持载片支架的载片支架支撑物，所述载片支架设置成支持一个或多个载片，和设置成可拆卸地支持毛细盖支架的毛细盖支架支撑物，所述毛细盖支架设置成支持一个或多个毛细盖，其中所述载片支架能够被移除独立于毛细盖支架的移除；以及含有第一流体的第一流体容器，其中自动化染色装置设置成自动地：控制所述载片支架支撑物以将一个或多个载片从插入位置转动到一个或多个倾斜位置，并控制毛细盖支架支撑物以使一个或多个毛细盖向一个或多个载片移动，以在每个载片和每个毛细盖之间自动地形成毛细间隙，所述毛细间隙作为毛细室；并且在载片处于所述倾斜位置时，从所述流体容器中自动地供给一定量的第一流体至所述载片。该专利文献克服具有一次仅处理一个载片的复杂机构的缺点，留有小缝隙的盖让液体(或试剂)在盖的小缝隙中，随着盖的角度翻转，盖的中间留有小缝隙，使盖片翻转时不会贴到 (碰触到)标本。但该专利无法大批量处理，且由于结构需要翻转载片和盖片使得操作步骤多降低效率且影响处理效果，盖片只是在标本处理到某一个阶段之后才盖上去，盖片是移动的，在需要将液体流掉或放掉进入下一步试剂的时候，盖片需要翻转抬起来，盖面没有起到让液体自由通过的功能；盖片需要翻转抬起来，导致下一步加入试剂不方便；不能全程盖住载片不利于处理效果。
因此，当前存在一种需求，需要一种能够更快速可靠处理载片标本的装置和方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种处理生物载片标本的自动化装置和方法，能够更有效更可靠地处理大批量的载片标本。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
一种全自动处理生物载片样品的装置，包括检测组件、基台、Z臂、X臂、 Y臂、加样针、能够识别条码及二维码的试剂扫描器和能够识别条码及二维码的载片标本扫描器；XYZ对应空间直角坐标系的坐标轴；
检测组件包括容器、底座、加热装置、进液口、排液口、控制器、热电偶、载片、载片盖板和载片支架；控制器控制加热装置的启动与停止；加热装置位于底座上方且位于容器下方；容器用于放置加热介质和一个以上的载片支架；热电偶安置在容器内，热电偶实时感应容器(301)中的温度，并将感应数据传递给控制器，控制器根据感应数据调节加热功率的输出；所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，将扫描结果传输给控制器；
所述载片盖板和载片配合，组成一组用于标本处理的载片组件；载片支架的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架中的载片组件底端与容器底部留有间隙；所述载片支架上设置有一体形成的竖直或倾斜的多个V形安插槽，每个V形安插槽中固定设置弹簧片；多个V形安插槽紧密排成一列，所述载片支架包括一列或多列V形安插槽；载片组件沿着载片支架的V形安插槽插入，载片盖板的表面压制板型弹簧产生弹簧压力施加在载片组件上以实现压紧作用；载片支架的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架中的载片组件底端与容器底部留有间隙；
Z臂竖直固定设置在基台上；X臂安装在Z臂上，Z臂上设有用于控制X 臂沿Z臂上下移动的步进控制机构；Y臂安装在X臂上，X臂上设有用于控制Y臂沿X臂左右移动的步进控制机构；
Y臂上安装有一个加样针或者多个加样针形成加样针组；Y臂上设置有步进控制机构，能在控制器的控制下驱动加样针组沿着Y臂移动；Y臂上还设置了间距调节机构，能在控制器的控制下调节加样针组各加样针之间的间距。
在步进控制机构的控制下，加样针能上下移动以调节加样针的高度即与基台的距离；加样针在步进控制机构的控制下能自动移动到载片组件的加样槽上方。
进一步地，加样针通过管路连接有加样微泵；加样微泵能控制器的控制下控制取样和放样的体积和次数、控制着每次试剂的加样量以及取一次试剂单次加完和取一次试剂分多次加到多个标本上。
进一步地，检测组件1的个数为一个或多个，多个检测组件1平行放置在基台上，能用于同时处理较大量的载片标本或处理需要不同操作流程的载片标本。
进一步地，所述步进控制机构为步进电机驱动下的丝杆机构或步进电机驱动下的带传动机构。
进一步地，所述处理装置还包括与进液口连接的进液控制部件和与排液口连接的排液控制部件，进液控制部件和排液控制部件采用微泵或电磁阀实现；微泵或电子阀均由控制器控制，实现定量灌液和排液；控制器与主机连接，接收主机的指令。
进一步地，所述盖板包括毛细平面、深度定位面、宽度定位块、底部定位块、槽侧面和槽开口面；所述毛细平面的相互正对的两侧边上方设置有所述两个深度定位面，毛细平面与深度定位面平行；所述载片的平面靠近两侧边缘的部分与深度定位面贴合，使载片表面与毛细平面之间形成一个毛细缝隙；每个深度定位面上远离毛细平面的外侧边缘设有一个以上的所述宽度定位块；位于不同深度定位面上的宽度定位块之间的垂直距离与载片的宽度匹配以起到限位作用；底部定位块设置在深度定位面的底端；所述槽开口面与毛细平面的上端连接并形成夹角A1，A1为1～175度平面角；槽开口面两侧各连接有一个槽侧面；所述槽开口面及两个槽侧面与载片平面共同构成一个与所述毛细缝隙连通的加样槽，毛细缝隙底部具有缝隙口；载片盖板与载片的长度相当或相等，槽侧面上与载片平面贴合的一侧即所述两个深度定位面的上端均设有一个标签槽，当载片上贴有标签时，标签槽提供足够的空间用于容纳标签的厚度，使载片盖板能够与载片贴紧而不受载片上是否贴有标签的影响；两个槽侧面的外侧设有顶部条纹，用于增加槽侧面与手指之间的摩擦力；毛细平面与深度定位面之间的垂直距离为0.01～0.5mm，使载片盖板及载片贴紧之后载片表面与毛细平面之间形成一个间距为0.01～0.5mm的毛细缝隙；所述宽度定位块高出深度定位面的厚度为0.1～1mm；底部定位块为向上的钩状，底部定位块与宽度定位块一起确定盖板与载片贴合之后的相对位置并协助保持盖板和载片之间的紧密贴合。
进一步地，载片组件插入V形安插槽后呈倾斜或竖立摆放，载片组件与竖直方向之间的角度为1～90度。
进一步地，所述加热装置采用电热棒加热、电热丝加热、微波加热、电磁感应加热或热介质循环(热液体温浴)加热方式；所述加热装置与容器为连体结构或可分离式结构。
进一步地，由载片及盖板组合成的载片组件上端的外形与支架上的V形安插槽相匹配，使得载片组件能安插在载片支架上的V形安插槽里，形成多个紧密排列的载片组件；弹簧片与载片支架的V形安插槽为一体连接结构或者独立分离设置，采用独立分离设置时弹簧片板以嵌合或粘接方式固定在V 形安插槽内。
用上述的一种全自动处理生物载片样品的装置的处理方法，该方法中，所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，将扫描结果传输给控制器，产生试剂加样的对应指令；每个加样针受控制器独立控制，但能协同对多个试剂单独或同时取样，或者对多个载片标本单独或同时加样；载片上至少含有一个生物标本，对生物标本进行热处理时，载片支架中的载片组件以浸泡或插入容器的热介质中进行，而不是将试剂滴加在载片标本上然后以烘烤的方式进行；多个载片上的标本浸泡在同一个容器内由控制器控制温度、进行一体化热处理，而不是每个载片标本分开加热、独立温度控制。载片组件在载片标本处理的整个过程中，载片盖板和载片之间的相对位置从始至终固定不动也无需分开。
进一步地，载片组件热处理时，能将容器内的加热介质加热至沸腾，达到控制热处理温度，使热处理的具有均一性、可靠性和重复性。
进一步地，假定检验过程中容器中容液沸腾之后要求保温时间为T2；开始加热时，控制器设置加热功率为K1进行快速加热；在加热过程中，热电偶随时反馈溶液温度；温度达到沸点时，控制器设定加热功率为K2，保持温和沸腾，并同时启动计时，在计时达到T2时暂停加热。
进一步地，对容器的加热为经过试验验证之后，只需设置加热到沸腾的时间T1和保温时间T2，无需通过热偶的反馈来调节加热的时间和功率。
进一步地，控制器自动控制进液微泵、排液微泵给容器灌液和排液；当载片标本处理中需要热处理时，进液微泵向容器中灌液以便对载片标本进行烹煮加热；在热处理之后，排液微泵将加热液抽出或将载片标本处理过程中产生的废液抽出。
进一步地，加新试剂时，新试剂从加样槽进入缝隙，缝隙中原有的试剂从载片组件底部的缝隙口流出，自动被替换；加新试剂之前无需将上一步的试剂进行清除、沥干操作。
进一步地，基台上放置有N1列载片组件，每列之间等距放置，距离为 D1；每一列载片支架上设置有N2个V形安插槽能安插N2个载片组件，每个 V形安插槽之间的距离为D2；当载片组件以N1列的形式插放，形成一个N2 排和N1列的载片组件阵列式结构；设当前Y臂上设有N3个加样针；N2是 N3的倍数；控制器首先根据D1设置了Y臂在X臂上的运动步长，根据D2*N3 的数值设置了加样针组在Y臂上的运动步长；假定某次加样需要的容积为M，加样微泵的流速为V1，则单次加样的时间为t1＝M/V1，由控制器自动控制；当检测过程中需要加样时，制器控制加样针组移动到需要加样的载片组件的加样槽正上方，开启加样微泵，加样时间为t1，完成后控制加样针组沿着X臂移动距离D2*N3至下一个加样位置，直到完成一列检测载片组件的加样；接着，控制Y臂沿着X臂移动距离D1到下一列检测组件，加样针沿着Y臂反向滑动D2*N3*(N2/N3-1)即回到相应列载片组件的起点然后继续加样；
进一步地，假定进液微泵的流速为V2，排液微泵的流速为V3，容器的长度为L、宽度为W；在一个操作过程中，需要在容器中增加溶液的深度为H，则能在控制器中设定新增溶液深度的数值为H，此时控制器自动计算进液微泵的运行时间T3＝L*W*H/V2；当需要将上述H深度的溶液排出容器时，则有控制器自动控制排液微泵的工作时间为T3+Δt，Δt是一个设定的时间余量，其目的是确保容器中的液体可以排出干净。
相对于现有技术，本发明具有以下优点和技术效果：
本发明的载片盖板与载片组合时形成载片组件中间有一个微细缝隙，使得加样试剂通过重力和毛细虹吸作用充满缝隙，只要切片标本处在缝隙所覆盖范围内，均能得到试剂的覆盖。传统的滴加试剂到载片标本上的方法，容易造成试剂覆盖不均匀。
本发明的载片盖板与载片组合的载片组件不论以任何方式摆放，缝隙中的试剂均不会流干，保证载片标本时刻得到试剂的覆盖。
本发明的载片组件、载片支架以及容器等检测组件均采用耐热材料制作并配置连体式或分离式的加热装置，可实现载片处理过程中载片从始至终保持在原位加热而无需在中途将载片转移。
本发明的载片组件可浸泡在热溶液中或将载片组件的底部浸泡在热容液中进行浸泡式加热，缝隙中的溶液即使产生挥发也会从底部的缝隙口吸入，得到自动补充。而其它仪器采用滴加试剂在载片上然后进行烘烤式加热，容易造成挥发和干片问题。
本发明中，多个载片标本浸泡在同一个容器内一体化加热，由单一温度控制器控制温度，而不是每个载片标本分开加热、独立温度控制。减少标本于标本之间热处理的差异，提高载片标本处理的重复性。
本发明的载片标本以竖立或倾斜的角度多排多列紧密地安插在安插槽内，形成列阵式的结构，极大地节省空间。
本发明在Y臂上可以安装设置多个加样针形成加样针组。克服了常规单个加样针取样、加样的低效率。
本发明的加样针可以在Y轴上滑动，并可以调整加样针之间的距离，确定取样和加样的位置；加样针也可以在Y轴上下滑动以调整所需要取样和加样的高度。实现准确、灵活取样和放样。
本发明的检测组件设置了微泵自动灌液和排液的装置，实现载片处理过程中快速的灌液和排的自动控制。
本发明所述的全自动处理生物载片样品的装置和方法，其特征在于：能够高通量、快速、可靠、全自动地进行载片标本的处理。
V形安插槽结构更加简单，成本更低，与载片组件的结构配合。
V形安插槽与载片组件的结构配合，使容器能容纳更多的载片组件，使用时只需用手指夹住两个槽侧面的顶部条纹部位和载片，轻易将载片组件插入安插槽中，避免按压载片顶端时受力不均或受力方向有偏差导致载片脱开载片盖板，保障毛细缝隙的形成和精确性，操作更加简便快捷。另外，载片组件的排列可以更加紧密，进一步减少空间，提高处理效率。
试剂和载片标本种类的识别和定位通过扫描器对相应标签上条码或二维码的识别，输送给控制器，指导试剂取样和加样的对应指令。
附图说明
图1是本发明的一种全自动处理生物载片样品的装置结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的正视图。
图4a是实例中的检测组件结构示意图。
图4b是图4a移除载片支架的视图。
图5a是实例中的检测组件的剖析图。
图5b是图5a移除载片支架后的视图。
图6是实例中的载片盖板示意图。
图7是实例中的载片盖板与载片配合的载片组件示意图。
图8a是图7中载片组件的正视图；
图8b是图7的A-A剖面图；
图8c是图7的局部B的放大示意图。
图9是实例中的一种载片支架结构示意图。
图10是实例中的具有多列安插槽的载片支架示意图。
图11是实例中一种载片支架安插了多个载片组件的示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护和实施不限于此。
如图1～图3所示，本实例的全自动处理生物载片样品的装置，其包括检测组件1、基台2、Z臂3、X臂4、Y臂5、加样针6、能够识别条码及二维码的试剂扫描器和能够识别条码及二维码的载片标本扫描器；XYZ对应空间直角坐标系的坐标轴；
如图4a～图5b，检测组件1包括容器301、底座302、加热装置303、进液口308、排液口307、控制器309、热电偶312、载片101、载片盖板601和载片支架602；控制器309控制加热装置的启动与停止；加热装置303位于底座302上方且位于容器301下方；容器301用于放置加热介质和一个以上的载片支架602；热电偶312安置在容器内，热电偶312实时感应容器301中的温度，并将感应数据传递给控制器309，控制器309根据感应数据调节加热功率的输出。本实例中，排液口307连接排水泵310，用于必要时从容器中排出液体；进液口308连接进水泵311：用于必要时向容器里灌注液体。实例中，该装置还提供了热处理时间(保温时间)显示模块314，用于显示热处理时间的长度；保温时间调节键315，用于设置保温时间的长度。
所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，将扫描结果传输给控制器。试剂扫描器安装在基台2的左下前方的基台上，用于识别试剂的种类和所在位置。载片标本扫描器独立安置在基台2的边上，能手工移动和手动扫描载片样品，用于识别载片标本的种类和位置。
如图7，所述载片盖板601和载片101配合，组成一组用于标本处理的载片组件；载片支架602的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架602 中的载片组件底端与容器底部留有间隙；所述载片支架602上设置有一体形成的竖直或倾斜的多个V形安插槽604，每个V形安插槽604中固定设置弹簧片603；多个V形安插槽紧密排成一列，所述载片支架包括一列V形安插槽或多列V形安插槽602b；载片组件沿着载片支架的V形安插槽604插入，载片盖板601的表面压制弹簧片 603产生弹簧压力施加在载片组件上以实现压紧作用；载片支架602的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架602 中的载片组件底端与容器底部留有间隙。载片组件插入V形安插槽后呈倾斜或竖立摆放，载片组件与竖直方向之间的角度为1～90度。
Z臂3竖直固定设置在基台2上；X臂4安装在Z臂3上，Z臂上设有用于控制X臂4沿Z臂上下移动的步进控制机构；Y臂5安装在X臂4上，X 臂上设有用于控制Y臂5沿X臂左右移动的步进控制机构；
Y臂5上安装有一个加样针6或者多个加样针6形成加样针组；Y臂5上设置有步进控制机构，能在控制器的控制下驱动加样针组沿着Y臂移动；Y 臂上还设置了间距调节机构。作为一种实例，该间距调节机构由伺服电机、步进电机或者气缸等驱动机构结合丝杠螺母机构或者连杆机构等工作机构组成，可在系统控制器的控制下，驱动机构根据间距调节要求驱动工作机构运动，从而实现调节加样针组各加样针之间的间距。
能在控制器的控制下调节加样针组各加样针之间的间距；在步进控制机构的控制下，加样针能上下移动以调节加样针的高度即与基台的距离；加样针6 在步进控制机构的控制下能自动移动到载片组件的加样槽102上方。加样针6 通过管路连接有加样微泵；加样微泵能控制器的控制下控制取样和放样的体积和次数、控制着每次试剂的加样量以及取一次试剂单次加完和取一次试剂分多次加到多个标本上。
作为实例，检测组件1的个数为一个或多个，多个检测组件1平行放置在基台2上，能用于同时处理较大量的载片标本或处理需要不同操作流程的载片标本。所述步进控制机构为步进电机驱动下的丝杆机构或步进电机驱动下的带传动机构。
本实例的处理装置还包括与进液口308连接的进液控制部件和与排液口307连接的排液控制部件，进液控制部件和排液控制部件采用微泵或电磁阀实现；微泵或电子阀均由控制器控制，实现定量灌液和排液；控制器309与主机 (如电脑)连接，接收主机的指令。
如图6、图7、图8a～图8c，所述盖板包括毛细平面901、深度定位面902、宽度定位块903、底部定位块904、槽侧面906和槽开口面907；所述毛细平面901的相互正对的两侧边上方设置有所述两个深度定位面902，毛细平面901 与深度定位面平行；所述载片的平面靠近两侧边缘的部分与深度定位面902 贴合，使载片表面与毛细平面901之间形成一个毛细缝隙；每个深度定位面 902上远离毛细平面901的外侧边缘设有一个以上的所述宽度定位块903；位于不同深度定位面902上的宽度定位块903之间的垂直距离与载片的宽度匹配以起到限位作用；底部定位块904设置在深度定位面902的底端；所述槽开口面907与毛细平面901的上端连接并形成夹角A1，A1为1～175度平面角；槽开口面907两侧各连接有一个槽侧面906；所述槽开口面907及两个槽侧面906 与载片平面共同构成一个与所述毛细缝隙连通的加样槽，毛细缝隙底部具有缝隙口；载片盖板与载片的长度相当或相等，槽侧面906上与载片平面贴合的一侧即所述两个深度定位面902的上端均设有一个标签槽909，当载片上贴有标签时，标签槽提供足够的空间用于容纳标签的厚度，使载片盖板能够与载片贴紧而不受载片上是否贴有标签的影响；两个槽侧面906的外侧设有顶部条纹 910，用于增加槽侧面906与手指之间的摩擦力；毛细平面901与深度定位面 902之间的垂直距离为0.01～0.5mm，使载片盖板及载片贴紧之后载片表面与毛细平面901之间形成一个间距为0.01～0.5mm的毛细缝隙；所述宽度定位块903 高出深度定位面902的厚度为0.1～1mm；底部定位块904为向上的钩状，底部定位块904与宽度定位块903一起确定盖板与载片贴合之后的相对位置并协助保持盖板和载片之间的紧密贴合。所述毛细平面上的底部还设置两个导流角；所述的两个导流角911之间形成一个漏斗式的导流口905，并允许毛细平面中的溶液从导流口流出。
作为实例，所述加热装置303采用电热棒加热、电热丝加热、微波加热、电磁感应加热或热介质循环加热方式；所述加热装置303与容器301为连体结构或可分离式结构。作为实例，所述控制器采用PIC单片机、51单片机或者 PLC控制器等控制器，通过控制器对继电器的通电和断电进行控制，从而实现对加热功能的启动与停止、实现对进入口和排出口开合的控制。
如图9，由载片101及盖板601组合成的载片组件上端的外形与支架上的 V形安插槽604相匹配，使得载片组件能安插在载片支架602上的V形安插槽604 里，形成多个紧密排列的载片组件；弹簧片603与载片支架的V形安插槽604为一体连接结构或者独立分离设置，采用独立分离设置时弹簧片板以嵌合或粘接方式固定在V形安插槽604内。
本实例的一种全自动处理生物载片样品的装置的处理方法中，每个加样针受控制器独立控制，但能协同对多个试剂单独或同时取样，或者对多个载片标本单独或同时加样；载片上至少含有一个生物标本，对生物标本进行热处理时，载片支架中的载片组件以浸泡或插入容器的热介质中进行，而不是将试剂滴加在载片标本上然后以烘烤的方式进行；多个载片上的标本浸泡在同一个容器内由控制器控制温度、进行一体化热处理，而不是每个载片标本分开加热、独立温度控制。载片组件在载片标本处理的整个过程中，载片盖板和载片之间的相对位置从始至终固定不动也无需分开。控制器自动控制进液微泵、排液微泵给容器灌液和排液；当载片标本处理中需要热处理时，进液微泵向容器中灌液以便对载片标本进行烹煮加热；在热处理之后，排液微泵将加热液抽出或将载片标本处理过程中产生的废液抽出。
载片组件热处理时，作为一种实例，可以简单地将容器内的加热介质加热至沸腾，达到控制热处理温度，使热处理的具有均一性、可靠性和重复性。
假定检验过程中容器301中容液沸腾之后要求保温时间为T2；开始加热时，控制器设置加热功率为K1进行快速加热；在加热过程中，热电偶312随时反馈溶液温度；温度达到沸点时，控制器设定加热功率为K2，保持温和沸腾，并同时启动计时，在计时达到T2时暂停加热。
作为一种实例，对容器的加热为经过试验验证之后，只需设置加热到沸腾的时间T1和保温时间T2，无需通过热偶的反馈来调节加热的时间和功率。
加新试剂时，新试剂从加样槽进入缝隙，缝隙中原有的试剂从载片组件底部的缝隙口流出，自动被替换；加新试剂之前无需将上一步的试剂进行清除、沥干操作。
作为一种实例，基台上放置有N1列载片组件，每列之间等距放置，距离为D1；每一列载片支架上设置有N2个V形安插槽604能安插N2个载片组件，每个V形安插槽之间的距离为D2；当载片组件以N1列的形式插放，形成一个N2排和N1列的载片组件阵列式结构；设当前Y臂5上设有N3个加样针6；N2是N3的倍数；控制器首先根据D1设置了Y臂5在X臂4上的运动步长，根据D2*N3的数值设置了加样针组在Y臂5上的运动步长；假定某次加样需要的容积为M，加样微泵的流速为V1，则单次加样的时间为 t1＝M/V1，由控制器自动控制；当检测过程中需要加样时，制器控制加样针组移动到需要加样的载片组件的加样槽正上方，开启加样微泵，加样时间为t1，完成后控制加样针组沿着X臂移动距离D2*N3至下一个加样位置，直到完成一列检测载片组件的加样；接着，控制Y臂沿着X臂移动距离D1到下一列检测组件，加样针沿着Y臂反向滑动D2*N3*(N2/N3-1)即回到相应列载片组件的起点然后继续加样。
假定进液微泵的流速为V2，排液微泵的流速为V3，容器的长度为L、宽度为W；在一个操作过程中，需要在容器中增加溶液的深度为H，则能在控制器中设定新增溶液深度的数值为H，此时控制器自动计算进液微泵311的运行时间T3＝L*W*H/V2；当需要将上述H深度的溶液排出容器时，则有控制器自动控制排液微泵310的工作时间为T3+Δt，Δt是一个设定的时间余量，其目的是确保容器中的液体可以排出干净。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (16)
1.一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于包括检测组件（1）、基台（2）、Z臂（3）、X臂（4）、Y臂（5）、加样针（6）、能够识别条码及二维码的试剂扫描器和能够识别条码及二维码的载片标本扫描器；XYZ对应空间直角坐标系的坐标轴；
检测组件（1）包括容器（301）、底座（302）、加热装置（303）、进液口（308）、排液口（307）、控制器（309）、热电偶（312）、载片（101）、载片盖板（601）和载片支架（602）；控制器（309）控制加热装置的启动与停止；加热装置（303）位于底座（302）上方且位于容器（301）下方；容器（301）用于放置加热介质和一个以上的载片支架（602）；热电偶（312）安置在容器内，热电偶（312）实时感应容器(301)中的温度，并将感应数据传递给控制器（309），控制器（309）根据感应数据调节加热功率的输出；所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，将扫描结果传输给控制器；
所述载片盖板（601）和载片（101）配合，组成一组用于标本处理的载片组件；载片支架（602）的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架（602）中的载片组件底端与容器底部留有间隙；所述载片支架（602）上设置有一体形成的竖直或倾斜的多个V形安插槽（604），每个V形安插槽（604）中固定设置弹簧片（603）；多个V形安插槽紧密排成一列，所述载片支架包括一列或多列V形安插槽；载片组件沿着载片支架的V形安插槽（604）插入，载片盖板（601）的表面压制弹簧片（603）产生弹簧压力施加在载片组件上以实现压紧作用；载片支架（602）的两端挂在容器相互正对的两侧边上，使载片支架（602）中的载片组件底端与容器底部留有间隙；
Z臂（3）竖直固定设置在基台（2）上；X臂（4）安装在Z臂（3）上，Z臂上设有用于控制X臂（4）沿Z臂上下移动的步进控制机构；Y臂（5）安装在X臂（4）上，X臂上设有用于控制Y臂（5）沿X臂左右移动的步进控制机构；
Y臂（5）上安装有一个加样针（6）或者多个加样针（6）形成加样针组；Y臂（5）上设置有步进控制机构，能在控制器的控制下驱动加样针组沿着Y臂移动；Y臂上还设置了间距调节机构，能在控制器的控制下调节加样针组各加样针之间的间距；在步进控制机构的控制下，加样针能上下移动以调节加样针的高度即与基台的距离；加样针（6）在步进控制机构的控制下能自动移动到载片组件的加样槽（102）上方；
所述载片盖板包括毛细平面（901）、深度定位面（902）、宽度定位块（903）、底部定位块（904）、槽侧面（906）和槽开口面（907）；所述毛细平面（901）的相互正对的两侧边上方设置有所述两个深度定位面（902），毛细平面（901）与深度定位面平行；所述载片的平面靠近两侧边缘的部分与深度定位面（902）贴合，使载片表面与毛细平面（901）之间形成一个毛细缝隙；每个深度定位面（902）上远离毛细平面（901）的外侧边缘设有一个以上的所述宽度定位块（903）；位于不同深度定位面（902）上的宽度定位块（903）之间的垂直距离与载片的宽度匹配以起到限位作用；底部定位块（904）设置在深度定位面（902）的底端；所述槽开口面（907）与毛细平面（901）的上端连接并形成夹角A1，A1为1~175度平面角；槽开口面（907）两侧各连接有一个槽侧面（906）；所述槽开口面（907）及两个槽侧面（906）与载片平面共同构成一个与所述毛细缝隙连通的加样槽，毛细缝隙底部具有缝隙口；载片盖板与载片的长度相当或相等，槽侧面（906）上与载片平面贴合的一侧即所述两个深度定位面（902）的上端均设有一个标签槽（909），当载片上贴有标签时，标签槽提供足够的空间用于容纳标签的厚度，使载片盖板能够与载片贴紧而不受载片上是否贴有标签的影响；两个槽侧面（906）的外侧设有顶部条纹（910），用于增加槽侧面（906）与手指之间的摩擦力；毛细平面（901）与深度定位面（902）之间的垂直距离为0.01~0.5mm，使载片盖板及载片贴紧之后载片表面与毛细平面（901）之间形成一个间距为0.01~0.5mm的毛细缝隙；所述宽度定位块（903）高出深度定位面（902）的厚度为0.1~1mm；底部定位块（904）为向上的钩状，底部定位块（904）与宽度定位块（903）一起确定盖板与载片贴合之后的相对位置并协助保持盖板和载片之间的紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于加样针（6）通过管路连接有加样微泵；加样微泵在控制器的控制下控制取样和放样的体积和次数、控制着每次试剂的加样量以及取一次试剂单次加完和取一次试剂分多次加到多个标本上。
3.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于检测组件(1)的个数为一个或多个，多个检测组件(1)平行放置在基台（2）上。
4.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于所述步进控制机构为步进电机驱动下的丝杆机构或步进电机驱动下的带传动机构。
5.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于还包括与进液口（308）连接的进液控制部件和与排液口（307）连接的排液控制部件，进液控制部件和排液控制部件采用微泵或电磁阀实现；微泵或电子阀均由控制器控制，实现定量灌液和排液；控制器（309）与主机连接，接收主机的指令。
6.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于：
根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于：载片组件插入V形安插槽后呈倾斜或竖立摆放，载片组件与竖直方向之间的角度为1~90度。
7.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于：所述加热装置（303）采用电热棒加热、电热丝加热、微波加热、电磁感应加热或热介质循环加热方式；所述加热装置（303）与容器（301）为连体结构或可分离式结构。
8.根据权利要求1所述的一种全自动处理生物载片样品的装置，其特征在于：由载片（101）及盖板（601）组合成的载片组件上端的外形与支架上的V形安插槽（604）相匹配，使得载片组件能安插在载片支架（602）上的V形安插槽（603）里，形成多个紧密排列的载片组件；弹簧片（603）与载片支架的V形安插槽（604）为一体连接结构或者独立分离设置，采用独立分离设置时弹簧片板以嵌合或粘接方式固定在V形安插槽（604）内。
9.用于权利要求1~8任一项所述的一种全自动处理生物载片样品的装置的处理方法，其特征在于：所述试剂扫描器和载片标本扫描器均与所述控制器连接，将扫描结果传输给控制器，产生试剂加样的对应指令；每个加样针受控制器独立控制，但能协同对多个试剂单独或同时取样，或者对多个载片标本单独或同时加样；载片上至少含有一个生物标本，对生物标本进行热处理时，载片支架中的载片组件以浸泡或插入容器的热介质中进行；多个载片上的标本浸泡在同一个容器内由控制器控制温度、进行一体化热处理。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：载片组件热处理时，能将容器内的加热介质加热至沸腾，达到控制热处理温度。
11.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：假定检验过程中容器（301）中容液沸腾之后要求保温时间为T2；开始加热时，控制器设置加热功率为K1进行快速加热；在加热过程中，热电偶(312)随时反馈溶液温度；温度达到沸点时，控制器设定加热功率为K2，保持温和沸腾，并同时启动计时，在计时达到T2时暂停加热。
12.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：对容器的加热为经过试验验证之后，只需设置加热到沸腾的时间T1和保温时间T2，无需通过热偶的反馈来调节加热的时间和功率。
13.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：
控制器自动控制进液微泵、排液微泵给容器灌液和排液；当载片标本处理中需要热处理时，进液微泵向容器中灌液以便对载片标本进行烹煮加热；在热处理之后，排液微泵将加热液抽出或将载片标本处理过程中产生的废液抽出。
14.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：加新试剂时，新试剂从加样槽进入缝隙，缝隙中原有的试剂从载片组件底部的缝隙口流出，自动被替换；加新试剂之前无需将上一步的试剂进行清除、沥干操作。
15.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于：基台上放置有N1列载片组件，每列之间等距放置，距离为D1；每一列载片支架上设置有N2个V形安插槽（604）能安插N2个载片组件，每个V形安插槽之间的距离为D2；当载片组件以N1列的形式插放，形成一个N2排和N1列的载片组件阵列式结构；设当前Y臂（5）上设有N3个加样针（6）； N2是N3的倍数；控制器首先根据D1设置了Y臂（5）在X臂（4）上的运动步长，根据D2*N3的数值设置了加样针组在Y臂（5）上的运动步长；假定某次加样需要的容积为M，加样微泵的流速为V1，则单次加样的时间为t1=M/V1，由控制器自动控制；当检测过程中需要加样时，控制器控制加样针组移动到需要加样的载片组件的加样槽正上方，开启加样微泵，加样时间为t1，完成后控制加样针组沿着X臂移动距离D2*N3至下一个加样位置，直到完成一列检测载片组件的加样；接着，控制Y臂沿着X臂移动距离D1到下一列检测组件，加样针沿着Y臂反向滑动D2*N3*（N2／N3-1）即回到相应列载片组件的起点然后继续加样。
16.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于：假定进液微泵的流速为V2，排液微泵的流速为V3，容器的长度为L、宽度为W；在一个操作过程中，需要在容器中增加溶液的深度为H，则能在控制器中设定新增溶液深度的数值为H，此时控制器自动计算进液微泵（311）的运行时间T3=L*W*H/V2；当需要将深度H的溶液排出容器时，则有控制器自动控制排液微泵(310)的工作时间为T3+Δt，Δt是一个设定的时间余量，其目的是确保容器中的液体可以排出干净。
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