CN106662513B - 自动化样品处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了用于使用样品处理系统来处理样品载片的系统和方法。样品载片可以从载片载体顺序地朝向标签读取器排出，以确定用于载片的适当处理方案。在排出载片之前，可使破裂元件与载片载体接合，以便使载片的边缘和载体的壁之间的任何残余的粘结结合破坏或“破裂”。样品载片可以水平对准并搁置在相对应的多个平坦搁架上，从而使得能够通过重力来实现均匀的间隔。因此，载片被均匀地隔开，从而使得能够无损伤地排出载片，以及适当地定位，用于包括扫描、查看、加热，清洗及其他处理的附加操作。标签读取器可以处理来自载片的标签的扫描信息，以确定载片的一个或多个属性，并且生成之后要对载片执行的操作的顺序或序列。

Description

自动化样品处理系统和方法

技术领域

本公开涉及用于制备分析用样品的系统。具体而言，本公开涉及用于处理样品载片的样品处理系统。

背景技术

已开发出各种各样的技术来制备和分析生物样品。示例性技术包括：显微镜检查、微阵列分析（例如，蛋白质和核酸微阵列分析）和质谱法。通过向样品施加一种或多种液体来制备样品用于分析。如果利用多种液体来处理样品，则施加和随后去除每种液体二者对于产生适于分析的试样（sample）而言可能都是重要的。通常用一种或多种染料或试剂来处理载有生物样品（例如，组织切片或细胞）的显微镜载片，以给否则透明或不可见的细胞或细胞组分增加颜色和对比度。可以通过手动地将染料或其他试剂施加于载有样品的载片来制备样品用于分析。自动化机器通过类似于手动浸没技术的技术将样品浸入液体中。这些自动化机器能够通过将承载显微镜载片的架子淹没在开放式浴槽（open bath）中来成批地处理样品。

不幸的是，现有系统存在许多问题。液体在容器之间的转移导致处理液的污染和降解。此外，载片载体可能已经历了外部处理，例如干燥和脱蜡。来自这些过程的热使载片上的蜡熔化并与载片载体接触。在冷却之后，蜡硬化以在载片和载片载体之间产生粘合，这阻碍载片从载片载体排出用于后续的处理。更糟的是，载片可能基于当蜡干燥时它们如何定向而错位。如果载片错位（或未对准），则妨碍诸如成像之类的后续处理。此外，当前的自动染色系统依赖于将载片手动装载到各个平台上。这些系统中的一些需要用户手动地标定（map）系统中每个载片的位置。目前没有用于去除载片和载片载体之间的粘结结合、以对准的方式单独排出载片以及基于载片标签的内容自动地处理每个载片的优化方法。

发明内容

本文所述的示例性实施例包括用于使用样品处理系统来处理样品载片的系统和方法。一般而言，样品载片可以从载片载体朝向分段装置排出。所述样品载片可以是通过载片载体来承载的多个样品载片中的一个，并且每个样品载片可以水平对准并搁置在相对应的多个平坦搁架上，从而使得能够通过重力来最佳地对准，如本文进一步描述的。因此，载片被均匀地隔开，从而使得能够无损伤地排出载片，以及适当地定位，用于包括扫描、查看、加热，清洗及其他处理的附加操作。载片可以使用载片排出器来排出，所述载片排出器使排出器元件或“指”与载片接合，以将载片推到分段装置的载片保持区域上。例如，所述分段装置可以包括备用平台和超程抑制器，并且可以通过超程抑制器来抽真空，以停止载片在载片保持区域上的向前运动。通过在与载片分段装置的平台相邻的载片移除位置处使搁架转位，能够使载有样品的显微镜载片顺序地从载体移至载片分段装置。可以借助控制器通过多个传感器在保持区域上检测载片的存在。例如，载片的存在可通过超程抑制器的真空吸力的变化、真空端口、流体管线和/或真空源内压力的变化以及其他传感器来检测，所述其他传感器包括压力传感器、光学传感器、运动传感器等。

一旦排出，就可使用例如多个对准构件来将载片的对准从未对准位置进一步校正到对准位置，所述多个对准构件被耦接到与保持区域相邻的相对应的多个致动器。所述对准构件可接合载片，以使载片移动到对准位置，并且在载片对准之后，致动器可使对准构件移回到起始位置并远离对准的载片。一旦适当地对准，载片就可以被运输到一个或多个处理站。在维持载片对准的同时，可以将载片从备用平台运输到例如样品处理站。具有转移头的运输组件可以通过多个头部对准特征而与备用平台对准。所述转移头可以被构造成使用捕获特征来接合、拾取和运输载片，所述捕获特征例如由真空源提供的真空。

在示例性实施例中，在排出载片之前，可使破裂元件（cracking element）与载片载体接合，以便使在背景中描述的载片的边缘和载体的壁之间残余的粘结结合破坏或“破裂”。例如，系统可以被编程为“干燥”架内的载片，从而使载片和载体壁之间的蜡残留物硬化并产生粘结结合。当该结合被密封时，载片可能不适当地对准。任何后续的排出机构都可能造成对载片的损坏。因此，本公开引入了一种破裂元件，其显著宽于排出器元件，并且朝向载片架促动所述破裂元件，以使一个或多个载片与其在载片架内相应的搁架或“槽”的壁之间的结合破坏或破裂。宽的破裂元件可具有足够的尺寸，以使架内所有载片或架内任何数量的载片的粘结结合破裂。然后，可以接合窄的排出器元件，以在它们的结合被破坏的多个已破裂的载片之中排出单一的载片。

在示例性实施例中，载片可以被排出至与标签读取器或扫描器相邻定位的分段装置上。所述标签读取器或扫描器可以处理来自载片的标签的扫描信息，以确定载片的一个或多个属性，并且生成之后要对载片执行的操作的顺序或序列。例如，耦接到读取器的处理器可以使载片的所述一个或多个属性与数据库相关联，以检索关于打算如何处理载片的指令。对标签的读取允许存储在耦接到处理器的存储器上的软件指示处理器确定要执行什么测定以及确定系统上是否有适当的试剂。自动化样品处理系统可以包括通信地耦接到载片排出器组件的控制器。例如，所述控制器可以被编程为命令载片对准装置。例如，所述控制器可以被编程为控制转移头与载片分段装置对准，以及将载片从备用平台运输至样品处理站。控制器可以基于作为读取或扫描载片的标签的结果的处理器所确定的处理指令来执行操作。

一旦被扫描，载片就可以通过相对的排出器元件或“推动器元件”而被放回到载片载体中，所述相对的排出器元件或“推动器元件”被促动以将载片引导或推回到其相对应的载片载体的槽中。可选地，扫描器可以移动到旁边，并且可以在载片返回到载片载体之前对载片执行一个或多个后续的查看或处理操作。最终，载片返回到载片载体，并且载片载体可以被运输至样品处理站的其他区域，如本文进一步描述的。

附图说明

图1示出了根据本公开的示例性实施例的样品处理系统。

图2示出了根据本公开的示例性实施例的样品处理系统的等距分解图。

图3示出了根据本公开的示例性实施例的排出器组件。

图4示出了根据本公开的示例性实施例的排出器组件的部件。

图5示出了根据本公开的示例性实施例的在排出器组件中处于中间位置的载片载体。

图6示出了根据本公开的示例性实施例的在排出器组件中处于水平对准位置的载片载体。

图7示出了根据本公开的示例性实施例的排出器组件中的排出器的部件。

图8示出了根据本公开的示例性实施例的排出器的替代视图。

图9示出了根据本公开的示例性实施例的排出器的顶视图。

图10示出了根据本公开的示例性实施例的耦接到载片载体和排出器组件的标签读取器。

图11示出了根据本公开的示例性实施例的标签读取器的另一视图。

图12A-D示出了根据本公开的示例性实施例的用于使用破裂元件（crackingelement）和排出器元件将载片从载片载体排出的方法。

图13A-C示出了根据本公开的示例性实施例的不同形状的破裂元件。

具体实施方式

本文所述的示例性实施例包括用于使用样品处理系统来处理样品载片的系统和方法，所述系统和方法下面参照图1-13来描述，并且在共同转让和共同未决的美国专利申请号13/831,255中更详细地描述，该美国专利申请的内容在此通过引用整体地结合于本文中。

一般而言，样品载片可以从载片载体朝向分段装置（staging device）排出。样品载片可以是通过载片载体承载的多个样品载片中的一个，并且每个样品载片可以水平对准并搁置在相对应的多个平坦表面或“槽”上，从而使得能够通过重力来最佳地对准，如本文进一步描述的。因此，载片是均匀隔开的，从而使得能够无损伤地排出载片。最佳地对准被用于适当地定位载片用于附加的操作，包括扫描、观察、加热、清洗和其他处理。载片可以使用载片排出器来排出，所述载片排出器使排出器元件或“指（finger）”与载片接合，以将载片推到分段装置的载片保持区域上。例如，分段装置可以包括备用平台和超程抑制器，并且可以通过超程抑制器来抽真空，以停止载片在载片保持区域上的向前运动。可以借助控制器通过多个传感器在保持区域上检测载片的存在。例如，载片的存在可通过超程抑制器的真空吸力的变化、真空端口、流体管线和/或真空源内压力的变化以及其他传感器来检测，所述其他传感器包括压力传感器、光传感器、运动传感器等。

一旦排出，就可使用例如多个对准构件来将载片的对准从未对准位置进一步校正到对准位置，所述多个对准构件被耦接到与保持区域相邻的相对应的多个致动器。所述对准构件可接合载片，以使载片移动到对准位置，并且在载片对准之后，致动器可使对准构件移回到起始位置并远离对准的载片。一旦适当地对准，载片就可以被运输到一个或多个处理站。在维持载片对准的同时，可以将载片从备用平台运输到例如样品处理站。具有转移头的运输组件可以通过多个头部对准特征而与备用平台对准。所述转移头可以被构造成使用捕获特征来接合、拾取和运输载片，所述捕获特征例如由真空源提供的真空。

对于下面的描述，可以假定跨附图的最相对应地标记的结构（例如，132和232等）具有相同的特性并且具有相同的结构和功能。如果在相对应标记的元件之间存在没有指出的差异，并且该差异导致用于特定实施例的元件的非对应结构或功能，则应以针对该特定实施例给出的冲突描述为准。

图1示出了样品处理系统100，其包括保护性壳体120、载片载体停放站124、可对置载体装载站130以及试剂停放站140、142。系统100能够使用经由装载站130装载的可对置物来自动地处理载有样品的载片，以执行例如样品调节（例如，细胞调节、清洗、脱蜡等）、抗原修复、染色（例如，H&E染色）或其他类型的方案（例如，免疫组织化学方案、原位杂交方案等），以便制备用于目视检查、荧光可视化、显微镜检查、显微分析、质谱法、成像（例如，数字成像）或者其他分析或成像方法的样品。系统100能够使用相同或不同的方案来同时处理20个载有样品的载片，以提供处理灵活性和相对高的吞吐量。在整个处理过程中（例如，烘干到染色），样品能够保持在载片上，以便方便地搬运并且防止交叉污染。可以通过扫描每个单个载片上的标签来确定用于每个载片的染色和处理方案，如本文进一步描述的。

此外，生物样品可以包括一个或多个生物试样。生物试样可以是从对象移除的一个或多个组织试样（例如，任何细胞集合）。组织试样可以是在生物体内执行类似功能的互连细胞的集合。生物试样还可以是从任何活的生物体获得的、由任何活的生物体排泄的或分泌的任何固体或流体试样，所述活的生物体包括但不限于：单细胞生物体，例如细菌、酵母、原生动物和变形虫；多细胞生物体（例如，植物或动物，包括来自健康或表面健康的人类对象或者受到例如癌症之类的待诊断或调查的病情或疾病影响的人类患者的试样）。在一些实施例中，生物试样可固定在显微镜载片上，并且包括但不限于组织的切片、器官、肿瘤切片、涂片、冰冻切片、细胞学印片（cytology prep）或细胞株。能够使用切取活检、核心活检、切除活检、针吸活检、芯针活检、立体定向活检、开放活检或手术活检来获得试样。

保护性壳体120抑制、限制或基本上防止污染物进入内部处理环境。保护性壳体120能够包括盖146，所述盖146能够被打开以接近内部部件，这些内部部件包括但不限于成像装置（例如，标签扫描器、条形码读取器、摄像机等）、机器人部件（例如，机械臂）、运输装置（例如，输送机、致动器等）、流体部件、样品处理站、载片台板、混合部件（例如，混合井、试剂盘等）、载片载体搬运部件、可对置物载体搬运部件、干燥器、加压装置（例如，泵、真空装置等）等。停放站124包括一排隔舱（bay）。形式为篮的载片载体位于左边的隔舱148中。每个隔舱都能够被构造成接收其他类型的载片载体，例如架、篮、盘或适于在样品处理之前、期间或之后承载载片的其他类型的载体。图示的停放站124包括被分隔物分隔的12个隔舱。隔舱的数量、隔舱的位置、隔舱的定向以及隔舱的构造能够基于要使用的载片载体的类型来选择。

装载站130包括接收开口150，用户能够通过所述接收开口150来装载可对置物载体。可对置物载体可以是保持可对置元件的堆叠的盒。在其他实施例中，可对置物载体可以是筒或用于承载可对置物的其他便携式结构。停放站140、142各自包括一排隔舱。每个隔舱能够保持一个或多个容器，包括散装试剂容器（bulk reagent container）、瓶、盒中袋（bag-in-box）试剂容器等。停放站142能够保持散装液体容器，所述散装液体容器提供以较大的体积来使用的液体，例如清洗液等。能够用满的容器来方便地替换停放站140、142中的空容器。能够通过流体模块来控制到样品处理站中、从样品处理站中向外以及在样品处理站内的流体运动，所述流体模块包括例如泵、阀和过滤器。气动模块能够供应加压空气并且产生真空，以执行各种载片处理操作以及使流体在整个系统100中移动。废料能够被递送至废料抽屉143。废料抽屉143保持废料容器149A、149B（参见图2）。气动模块能够将废料从样品处理站递送至容器149A、149B，所述容器149A、149B能够被定期清空。

控制器144能够命令系统部件，并且一般能够包括但不限于一个或多个计算机、中央处理单元、处理装置、微处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、读取器等。为了存储信息，控制器144能够包括但不限于一个或多个存储元件，例如易失性存储器、非易失性存储器、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）等。所存储的信息能够包括加热程序、优化程序、组织制备程序、校准程序、索引程序、混合程序或其他可执行程序。

此外，如本文所述，读取或扫描每个载片的标签或条形码可以根据预定顺序来触发软件生成的染色方案和其他操作。例如，基于载体中的载片的标识符或属性，可以执行优化程序来优化性能（例如，增强加热，减少过量试剂消耗，增加生产率，增强处理一致性等）。可以通过确定例如最佳的安排来优化处理，以（1）提高处理速度；（2）减少加热或冷却循环的时间；（3）提高吞吐量（例如，增加在特定时间长度中处理的载片的数量）；和/或（4）减少试剂废料。在一些实施例中，控制器144确定装载样品处理站的装载顺序，以减少处理时间以及确定分配器的装载顺序。这节省了时间，因为载有样品的载片一从样品处理站移除，流体就能够被分配到下一个载有样品的载片上。在一些实施例中，控制器144确定使用混合站165来混合和分配试剂的顺序。

控制器可从读取器（未示出）接收载片信息，所述读取器从载片的标签获得载片信息（例如，目标处理温度、目标处理温度范围、补充率等）。利用目标处理温度或目标处理温度范围和总蒸发速率，控制器144能够确定平衡体积的目标范围。控制器144可以接收附加的信息，例如总蒸发速率、查找表、温度设定点、占空比、功率设置、诸如环境温度和/或湿度之类的环境信息、处理方案等。控制器或读取器上的处理器可以被编程为读取载片的标签或条形码，并且与数据服务器或其他类似的装置通信，以便基于该标签从数据库检索信息。存储器可以存储用于不同过程的不同指令，包括使样品与洗涤物接触，对样品施加试剂（例如，染色剂），将载片加热和冷却至用于不同过程的一个或多个目标温度等。控制器可以接收信息并且执行存储在存储器中的多个指令，所述多个指令使得自动化样品处理系统的各部件能够基于标签来执行针对载片优化的操作。

图2是样品处理系统100的等距分解图，所述样品处理系统100包括处理站163、载片排出器组件200、可对置物分配器380以及样品返回机构157。处理站163、载片排出器组件200以及可对置物分配器380位于内部环境121的左侧处。样品返回机构157位于内部环境121的右侧处。混合站165大致位于样品返回机构157之下，并且能够包括储存器（例如，储存井）。试剂能够在混合站165中混合。在其他实施例中，混合站165能够保持在其中存储和/或混合物质的容器（例如，小瓶、烧杯等）。一排152的20个样品处理站能够独立地处理生物样品。

在操作中，用户能够将承载载有样品的载片的载片载体装载到图1的停放站124的空的隔舱中，并且能够将承载可对置物的可对置物载体装载到装载站130中。载片载体能够被转移至读取载片上的标签（如果存在的话）的未示出的读取器（例如，标签读取器、条形码读取器等）。每个载片可以从载片载体朝向标签读取器排出，并且随后被移回到载片载体中。每个载片的标签信息可以被传送到处理器，以便确定意在对载片执行的操作的属性和顺序。这些操作中的一些可通过样品处理系统100内的附加单元或模块来执行。例如，载片载体能够被递送至处理站163，所述处理站163能够包括但不限于干燥器（例如，脱水单元）、加热单元（例如，烘干模块）或能够从载片去除水、加热样品（例如，加热样品以将样品粘附至载片）的其他部件等。在一些实施例中，处理站163在载片上吹送热空气以使载片干燥，并且如果样品包含石蜡，则热空气能够软化石蜡以促使样品粘附至载片。空气系统能够使空气部分地再循环，以控制处理站163中的湿度。载片载体能够被拾取，并且从处理站163运输至另一模块（例如，样品处理站、标签读取器等）或返回至停放站124的隔舱中的一个。

样品返回机构157能够将载有样品的载片装载到载片载体中。装载的载片载体能够被运输至停放站124。如果载片载体与自动盖片机相容，则载片载体可以从停放站124运输至自动盖片机用于盖片。替代性地，也能够手动为载片盖片。已盖片的载片能够使用光学设备来分析，所述光学设备例如显微镜或其他光学装置。例如，已盖片的载片可以从载片载体排出到标签读取器，以便确定如何处理载片，并且随后，被引导回到载片载体中用于后续的处理。此外，无论是在系统外还是在系统内执行，在载片加热期间由蜡熔化引起的任何粘附都可在载片排出之前通过破裂器元件来破坏，如本文进一步描述的。

图3和图4示出了装载到载片排出器组件200（“排出器组件200”）中的载片载体170。图3的板216在图4的图示中被移除。排出器组件200包括载片载体搬运器202（“载体搬运器202”）、载片分段装置210（“分段装置210”）以及排出器212。载体搬运器202能够包括载体接收器220（图4）和接收器旋转装置224（图4）。载体接收器220包括一对隔开的臂226（例如，细长构件、悬臂构件等），载片载体170能够停留在所述臂226上。图示的载片载体170是能够以隔开的布置结构来保持显微镜载片的载片架。一个载片被示出为处于图3和图4的载体170中。在一些实施例中，载片载体170可以是篮，例如SAKURA®篮或者具有搁架或分隔物的类似的篮。

图4的载体接收器220能够包括一个或多个夹持器、夹具、保持器或可释放地保持载片载体的其他部件。接收器旋转装置224能够包括但不限于一个或多个马达、致动装置或能够使臂226旋转的其他部件。臂226能够沿弓形轨、枢转机构等移动，以使载片载体170旋转。载体搬运器202还能包括滑架230和轨道232。滑架230能够沿轨道232行进，以使载片载体170竖直移动。此外，在轨道232附近或与之相邻，一个或多个载片引导特征225可被结合到滑架230中，以防止由于从竖直载片到水平载片的过渡中产生的动量而导致的载片的不正确投弃（jettisoning）。

再次参照图3，完全或部分装载的载片载体能够被插入板214、216之间。接收器旋转装置224（图4）能够使载体接收器220从以基本上竖直的定向来保持载片的装载位置213（图3）旋转至以基本上水平的定向来保持载片的中间位置215（图5）。术语“基本上水平”一般指在水平面的大约+/-3度内的角度，例如，在水平面的大约+/-1度内，例如在水平面的大约+/-0.8度内等。载片载体170能够被竖直地移至卸载位置217（图6）。卸载位置217水平地保持载片，从而允许载片搁置在载片载体170内其相应搁架的平坦表面上，从而使得载片能够相对于分段装置210的平坦表面适当地对准。因此，载片是均匀隔开的，从而使得能够无损伤地排出载片。排出器212可以顺序地使载有样品的载片移动至分段装置210，而没有因载片未对准而损坏载片上的组织的任何风险。分段装置210能够定位载有样品的载片以便后续运输到系统100的其他单元。替代性地，排出器212可以顺序地将各个载片排出指定的距离，以通过标签读取器或条形码扫描器来扫描，并且推动器元件可以引导载片回到架中用于后续的处理。可以使破裂器元件与载片接合，以破坏由来自加热或干燥操作的过量的蜡引起的任何残余的粘结结合。此外，载片的水平对准使得能够实现适当的对准，以便在使用蜡破裂元件来去除或破坏附接到载体170的载片之间的结合之后排出。

图7-9示出了排出器212，其包括排出器元件330、基部334和驱动机构336。排出器元件330包括位于基部334上的线性轨道或其他减小摩擦装置上的细长部分340和耦接到驱动机构336的杆344的安装部分342。驱动机构336能够提供往复式直线运动，并且能够包括但不限于一个或多个步进电机、活塞（例如，气动活塞、液压活塞等）、加压装置（例如，泵、空气压缩机等）、传感器等。图示的杆344已沿箭头350所指示的方向移动，以使排出器元件330从第一位置或初始位置351（在图9中以虚线图示）移动越过载片载体接收间隙352（“间隙352”），使得细长部分340的头部360将载片推到备用平台240上。头部360能够包括顺应性材料（compliant material）（例如，橡胶、塑料等）以避免损坏载片。在一些实施例中，头部360能够沿保持区域250的表面推动载片，直到载片处于期望的位置处。能够一次一个地从载片载体170移除载片，直到载片载体170为空。

再次参照图1和图2，用户能够将保持载有样品的载片的载片载体装载到停放站124中。转移机构能够将载片载体运输至排出器组件200。所述转移机构能够包括但不限于一个或多个机械手或机械臂、X-Y-Z运输系统、输送机或能够在位置之间运送物品的其他自动化机构。在一些实施例中，转移机构包括一个或多个末端执行器、夹持器、吸引装置、支持器、夹具或适于夹持载片载体的其他部件。排出器组件200使载片载体170移至卸载位置217（图6）。使载片载体170竖直地移动，以使载片相对于参考位置转位（index）。所述参考位置可以是限定载片移除位置的平面（例如，图6中所示的固定的载片移除平面275）。待移除的载片的底部能够是大致共面的，或略微在分段装置的表面之上。驱动机构336可使排出器元件330水平移动，以使细长部分340（图7）移动通过载体170，来将载片从载体中推出。在使用细长部分340将载片推出之前，可移动第二细长部分（未示出）以使载片和载体之间的结合破裂或破坏。所述第二细长部分或“破裂元件”可以比细长部分340宽，并且可以通过单独的致动器来控制。可使一个或多个载片从与载体170的任何粘结结合松开，从而使得细长部分340能够推出各个载片。一旦被推出并适当地对准，载片243就可以被标签读取器扫描、处理或运输到样品处理站。驱动机构336能够使排出器元件330来回移动，并且载片能够转位，以顺序地将所有的载片递送至分段装置210或至本文进一步描述的标签扫描器。

为了保护样品，能够首先排出载片载体170中最下部的载片。通过从最下部的载片开始，处于竖向相邻的载片上的样品能够背离头部360，并且因此受到保护。如果头部360与待移除的载片未竖直对准，则头部360可能撞击竖向相邻的载片的底部，而不会撞出（dislodge）处于竖向相邻的载片的上表面上的样品。在移除最下部的载片之后，能够移除留在载片载体170中的最下部的载片。能够重复该过程直到载片载体170为空。可使用其他转位顺序来移除或扫描载片。

空的载片载体170能够返回到装载位置（图3），并且随后运输至停放站124的隔舱中的一个。空的载片载体170能够从停放站124移除，并用载有样品的载片来填充，并且返回到停放站124。替代性地，空的载片载体170能够使用排出器组件200以已处理的载有样品的载片来填充。推动器组件能够被用于将处于分段装置210上的已处理的载有样品的载片推到载片载体中。因此，排出器组件200能够被用于卸载和装载载片载体二者。所述推动器组件可以被耦接到例如标签扫描器。然后，载片将被从载体中推出至耦接到标签扫描器的分段装置上，扫描，并且随后，使用推动器组件推回到载体中。

在示例性实施例中，载片可以被排出至耦接到标签读取器或扫描器的分段装置上。标签读取器或扫描器可以处理来自载片的标签的扫描信息。例如，在标签读取器是图2中的载片/弧（arc）转移模块160的部件的情况下，扫描的信息可被用于确认预期的载片已被排出。在一些实施例中，例如，在扫描器或标签读取器耦接到“先行（lookahead）”模块的情况下，扫描的信息可被用于确定载片的一个或多个属性，以及确定用于载片的处理方案或者之后要对载片执行的操作的顺序或序列。例如，耦接到读取器的处理器可以使载片的所述一个或多个属性与数据库相关联，以检索关于打算如何处理载片的指令。除其他自动化过程之外，标签的读取允许存储在耦接到处理器的存储器上的软件指示处理器确定要执行什么测定，以及确定系统上是否有适当的试剂。

图10和图11示出了根据本公开的示例性实施例的耦接到样品处理系统的标签读取器400。载片可以被推出至分段装置210以通过标签读取器400来查看。光学传感器405可被用于确定载片是否最佳地对准，并且对准机构可被用于在通过读取器400来扫描之前最佳地对准载片。替代性地，载片可被推出至耦接到读取器400或处于读取器400内的单独的分段区域。耦接到读取器400或处于读取器400内的该单独的分段区域可以使得能够实现“先行”特征，所述“先行”特征被用于确定测定以及确认机载试剂（on-board reagent）等。读取器400可以经由接口401与处理器和存储器通信。在读取标签时，读取器400可以将例如载片标识符和其他属性之类的来自标签的信息传送到处理器，以确定用于载片的操作序列或处理方案。所述属性可以包括载片的年龄、样品类型、染色信息以及可影响打算如何处理载片的其他可识别因素。然后，可以通过从分段装置210运输到系统的另一单元，或者通过推回到载体170中并随后进行处理，来相应地处理载片。载片可以通过推动器元件345来推回到载体170中，所述推动器元件345也可以被耦接到排出器元件330，并且通过排出器212中的一个或多个致动器来促动。

图11示出了在移除了前板216的情况下的标签读取器的另一视图。如在图11中可见的，来自载体170的载片可被排出器元件330的细长部分340沿方向350推动，直到它可通过读取器400来查看。载片可以被排出到分段装置210的观察平台上，或者排出到包围在读取器400内的单独的平台中。载片可通过耦接到排出器元件330的推动器元件345从分段装置210的平台推回到载体170中。可以促动推动器元件345，以将载片引导或推回到其相对应的载片载体170的槽中。可选地，扫描器400可以移动到旁边，并且可以在载片返回到载片载体170之前对载片执行一个或多个后续的查看或处理操作。最终，载片返回到载片载体170，并且载片载体170可以被运输至样品处理站的其他区域，如本文进一步描述的。替代性地，载片可通过载片运输机构与载体170分开地运输。

在示例性实施例中，在排出载片之前，可使破裂元件与载片载体接合，以便使在背景中描述的载片的边缘和载体的壁之间残余的粘结结合破坏或“破裂”。例如，可朝向载片架促动显著宽于排出器元件的破裂元件，以使载片架中的一个或多个载片之间的结合破坏或破裂。宽的排出器元件可具有足够的尺寸，以使架内所有载片或架内任何数量的载片的粘结结合破裂。然后，可以接合窄的排出器元件，以在它们的结合被破坏的多个已破裂的载片之中排出单一的载片。

图12A-12D示出了根据本公开的示例性实施例的用于使用破裂元件和排出器元件来从载片载体排出载片的方法。根据本公开的示例性实施例，破裂元件346和排出器元件的细长部分340被示出为与包含处于水平对准位置的载片243的载片载体170相邻。如本文所提及的，破裂元件346可以尺寸设定为足够宽的，以利用足够的力来冲击载体170中的一个或多个载片243，以破坏由于熔化的蜡将载片243粘附至载体170而可能存在的粘结结合，所述熔化的蜡例如来自先前执行的加热操作。图12A示出了破裂元件346在沿朝向载片架170的方向移动，以破坏载体170和载片243之间的蜡结合。此时，每个载片243借助重力而适当地水平对准，从而使得它能够搁置在其相应的载体170的搁架上。

在破裂操作之后，图12B示出了载体170被降低到一定位置，由此最低的载片243与载片载体170的左边的接收区域适当地对准，以便通过标签读取器来读取，或者对载片243执行其他过程。图12C示出了被促动以接合单载片243并将之从载体170中推出的细长构件340。细长构件340的尺寸适当地设定成一次仅接合一个载片。细长构件340可以被移回到其初始位置。在任何成像、扫描或其他操作之后，载片243可以通过推动器元件345来引导回到其槽中。由于耦接到相同的排出器，推动器元件345可通过使元件346和340移动的相同致动器来促动，或者可通过单独的致动器来促动。载片243现在处于其原始位置，并且架170可以被逐步地降低以排出下一载片。

一般需要大约25牛顿的力来使单一载片摆脱其蜡结合。尽管推动多个载片远离该粘结结合确保了载片由于重力而均匀地隔开并且适当地对准，但这需要大量的力。例如，破坏20个载片（即，整个SAKURA（RTM）架）的结合将是500牛顿或大约112磅的力。这样的力可高于系统的致动器和其他部件所需的力。因此，可使用不同厚度或宽度的破裂元件来在排出载片之前破坏这些结合。此外，还可以采用不同的致动机构来使与排出载片对抗的结合破裂。例如，在一些示例性实施例中，破裂元件346可以被耦接到马达驱动的致动器，而细长构件340可以被耦接到气动致动器。

图13A-C示出了根据本公开的示例性实施例的不同形状的破裂元件。在载片载体170现在水平对准的情况下，使用宽的破裂元件来释放潜在粘附的载片，所述宽的破裂元件的宽度足以一次破坏三至四个载片的结合。这降低了破坏结合所需的总体的力。然后，该过程继之以使用细长构件340来单独地排出每个载片243，以便根据预定的用户需求来触发软件生成的染色方案，所述细长构件340一次接合一个载片243用于诸如标签读取、条形码扫描之类的操作。然后，载片可以通过推动器元件推回，从而返回至它们到载体170的位置，所述载体170随后可以被运输到其他操作，例如干燥、加热、清洗或染色等。替代性地，载片243可以在被排出之后单独地运输。如果在所有载片243就位的情况下运输载体170，则类似的破裂和排出机构可被用于排出载片用于后续的操作。

图13B和C示出了用于破裂元件346的替代形状。例如，波状表面347使得能够破坏多个载片243而非所有载片的结合，从而减小了破坏这些结合所需的力。脊状表面348可以在不使用过多的力的情况下利用单次推动来提供更高的精度和多个载片的破裂。脊状表面348使得不同组的载片能够在通过细长构件340最终排出之前在不同的深度处从载片载体170摆脱。表面347和348的附加优点确保了最小化破裂元件的不必要的竖直运动，从而避免了从不完全与水平对准的载片一致的奇角（odd angle）刮擦载片。

已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的示例性实施例的前述公开。它并不意在是详尽无遗的或将本公开限于所公开的精确形式。根据上述公开内容，对于本领域技术人员而言，本文所描述的实施例的许多变型和修改将是显而易见的。本公开的范围应仅由所附权利要求及其等同物来限定。

此外，在描述本公开的代表性实施例时，说明书可将本公开的方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，就所述方法或过程不依赖于本文所阐述的步骤的特定顺序而言，所述方法或过程不应被限于所描述的特定步骤序列。如本领域技术人员将理解的，其他步骤序列也是可能的。因此，本说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，涉及本公开的方法和/或过程的权利要求不应被限于以所写的顺序来执行它们的步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，所述序列可以变化并且仍然保持在本公开的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种自动化样品处理系统，包括：

多个载片；

承载所述多个载片的载片载体，其中，所述多个载片在所述载片载体中水平对准，以使得能够通过重力来实现对准和均匀的间隔；以及

载片排出器，其具有破裂器元件和细长部分，所述破裂器元件用于推动多个载片，以破坏所述多个载片和载片载体之间的结合，所述细长部分用于从所述载片载体排出来自所述多个载片中的一个载片。

2.如权利要求1所述的自动化样品处理系统，其特征在于，所述破裂器元件被耦接到马达驱动的致动器，并且其中，所述细长部分被耦接到气动致动器。

3.如权利要求1所述的自动化样品处理系统，还包括用于将所述一个载片推回到所述载片载体中的推动器元件。

4.如权利要求1所述的自动化样品处理系统，其特征在于，所述破裂器元件具有用于接合所述多个载片的波状表面。

5.如权利要求1所述的自动化样品处理系统，其特征在于，所述破裂器元件具有用于接合所述多个载片的脊状表面。

6.如权利要求1至5中任一项所述的自动化样品处理系统，还包括用于读取所述一个载片的标签的标签读取器。

7.如权利要求6所述的自动化样品处理系统，其特征在于，所述标签读取器是光学传感器、条形码扫描器和OCR装置中的一种。

8.如权利要求7所述的自动化样品处理系统，还包括耦接到所述标签读取器的处理器和存储器，所述处理器用于基于从所述标签读取器接收的基于读取所述一个载片的标签的载片信息来执行操作。

9.一种自动化样品处理系统，包括：

用于将载片载体运输到成像装置的载片载体搬运器；

用于扫描载片的标签的标签读取器；以及

用于从所述载片载体排出载片的载片排出器，所述载片排出器包括破裂器元件和细长部分，所述破裂器元件用于顺序地推动多个载片中的两个或更多个载片，以破坏所述两个或更多个载片和所述载片载体之间的结合，所述细长部分用于从所述载片载体排出所述两个或更多个载片，

其中，所述载片载体搬运器对准所述载片载体，使得所述载片载体中的多个载片水平对准。

10.如权利要求9所述的自动化样品处理系统，其特征在于，所述标签读取器是光学传感器、条形码扫描器和OCR装置中的一种。

11.如权利要求9或10所述的自动化样品处理系统，还包括耦接到所述标签读取器的处理器和存储器，所述处理器用于基于从所述标签读取器接收的基于读取所述载片的标签的载片信息来执行操作。

12.一种用于处理样品的方法，所述方法包括：

使用如权利要求1 至11任一项所述的自动化样品处理系统的载片排出器，从以水平位置定向的载片载体排出载片；

使用耦接到所述自动化样品处理系统的标签读取器来读取所述载片的标签；以及

利用处理器基于所述标签读取器所读取的标签来确定要对所述载片执行的一个或多个过程。

13.如权利要求12所述的方法，还包括从通信地耦接到所述处理器的存储器检索所述一个或多个过程。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，一个或多个过程包括样品调节、抗原修复、干燥、清洗、染色、免疫组织化学方案、原位杂交、可视化、显微镜检查、成像中的一种或多种。

15.如权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括在排出所述载片之前使用破裂元件来使所述载片和所述载片载体之间的粘结结合破裂。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述破裂元件为多个载片使多个粘结结合破裂。

17.如权利要求16所述的方法，还包括顺序地排出所述多个载片，并读取相对应的多个标签。

18.如权利要求17所述的方法，还包括使用推动器元件使每个载片返回到所述载片载体。

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