CN107643201A - 一种膜式单层细胞制片机及其制片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膜式单层细胞制片机，该设备包括：承载平台、机械臂、气动废液收集系统和控制系统，所述承载平台上方内嵌有固定盘，所述的固定盘设有工作卡槽；机械臂固定于承载平台上方正中心处，机械臂能沿中心轴做圆周和升降运动；所述机械臂包含膜筒装载装置、垂直支撑部和排液管；所述膜筒装载装置能自动加载膜筒、排液、转移样本和卸载膜筒；所述排液管一端连接于膜筒装载装置排液圆孔，另一端连接于废液收集瓶。制片方法，采用负压将细胞吸附到膜上，再通过机械臂转印至玻片上，细胞片再经特殊固定液处理后，可进行各种病理染色。本发明具有减少人工操作、样本通量大、制作标准化、细胞分布均匀、稳定可靠的优点，极具大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及病理诊断器械领域，尤其是指一种膜式单层细胞制片机及其制片方法。
背景技术
早在20世纪六七十年代开始就有不少欧美医疗单位用滤膜手工制片，制片质量受操作人员经验的影响较大，制片效果不理想，效率不高。直至1997年Thin Prep薄层制片技术（TCT）的出现，克服了传统制片方式在细胞重叠、背景模糊、细胞固定不佳方面的缺陷，明显提高细胞分布均匀性，制片背景清晰，诊断准确性得到大幅提高，液基薄层制片技术从此风靡全球。
液基薄层制片技术目前多采用微孔滤膜法，其原理为轻微的负压作用于滤膜上，将细胞吸附在滤膜表面，然后移动滤膜至玻片表面，赋予轻微的正压，滤膜上的细胞与玻片接触，细胞即被吸附到玻片上。但由于膜表面张力的存在，导致部分细胞片细胞圈中心部位细胞稀少，甚至没有细胞，远远不能满足细胞定量分析的要求。目前，因现有的膜式制片设备（微孔滤膜法）存在样本通量小、细胞分布不均匀、细胞受压过大易变形、制片效果不稳定等缺点，较难满足大病理科大样本、高标准的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种膜式单层细胞制片机及其制片方法，以解决现有技术中的膜式制片样本通量小、细胞分布不均匀、采样区中心无细胞、细胞受压过大易变形、制片效果不稳定的缺点。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，包括：
一承载平台，所述的承载平台包括平台壳体和固定盘，所述的平台壳体上设有安装槽，所述的固定盘内嵌入安装槽与平台壳体固定，所述的固定盘上设有多个工作工位卡槽；
一机械臂，所述的机械臂包括膜筒装载装置、垂直支撑部、排液管和运动驱动部，所述的垂直支撑部竖直设置在承载平台的中心，所述的膜筒装载装置与垂直支撑部的顶端连接，并且围绕垂直支撑部的轴心线来回转动，所述的排液管置于垂直支撑部内，一端与气动系统连接，一端与膜筒装载装置连接，所述的运动驱动部设置在平台壳体内，并且驱动垂直支撑部沿着轴心线做上下运动和转动；
一气动废液收集系统，所述的气动废液收集系统包括废液收集瓶、推注器和真空泵，所述的膜筒装载装置通过排液管连接废液收集瓶，所述的推注器与膜筒装载装置连接，所述的真空泵与废液收集瓶连接；
一控制系统，所述的控制系统控制机械臂和气动废液收集系统的工作，所述的平台壳体上设有控制系统操作窗口。
进一步的，所述的膜筒装载装置包括膜管头、膜管筒、膜筒套、密封圈、步进电机和中空轴旋转器，所述的膜管头与垂直支撑部连接并且膜管头与垂直支撑部相互垂直，所示的步进电机和中空轴旋转器设在膜管头内，所述的膜管筒的上端口与膜管头连接，下端口套有密封圈，膜管筒的外侧套有膜筒套，所述的膜筒套上设有制动杆，所述的步进电机控制制动杆进而驱动膜筒套装卸膜管筒，所述的中空轴旋转器控制膜筒装载装置围绕与垂直支撑部垂直的轴心线来回转动。
进一步的，所述的膜筒装载装置围绕与垂直支撑部垂直的轴心线来回转动的转动范围为180°。
进一步的，所述的平台壳体上安装的固定盘至少一个，所述的固定盘为扇形，固定盘上的工作工位卡槽包括本瓶卡槽、玻片卡槽和膜筒卡槽。
进一步的，固定盘上的玻片卡槽数量为1个或者2个。
进一步的，所述的膜筒卡槽上防止滤膜筒，所述的滤膜筒为一筒体，所述的筒体的底端设有一多层过滤区，所述的多层过滤区自上而下依次为粗孔薄膜、脱脂棉、微孔纳米膜，所述的多层过滤区的中间位置凸起。
进一步的，所述的垂直支撑部为圆筒状，所述的排液管内置其中，所述的运动驱动部包括中空轴旋转器和丝杠升降机，所述的中空轴旋转器与垂直支撑部的圆筒底部连接带动垂直支撑部转动，所述的丝杠升降机与中空轴旋转器连接，进而带动垂直支撑部上下运动。
进一步的，所述的废液收集瓶包括瓶盖和瓶体，所述的瓶盖设有2个圆柱孔和2个电极片，1个圆柱孔接排液管，1个圆柱孔接真空泵，2个电极片通过可拆卸线路连接一液位控制器。
一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，采用上述膜式单层细胞制片机。
一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将装有细胞标本的样本瓶置于振荡器上振荡混匀后，拧开瓶盖，将样本瓶放入固定盘的样本瓶卡槽内，同时将带有标号的玻片和滤膜筒分别放入同一固定盘的玻片卡槽和膜筒卡槽内；
步骤2：将固定盘嵌入承载平台上，选择对应控制程序，点击运行；
步骤3：机械臂复位，转动至滤膜筒卡槽上方，机械臂下行，套取滤膜筒后上行；再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；机械臂再次转动至样本瓶卡槽上方，下行，脱膜；
步骤4：完后1个固定盘的制片动作后，机械臂继续转动，连续完成其余固定盘的制片；
步骤5：选定的固定盘全部制片完成后，机械臂复位，取出固定盘，取下细胞片，细胞片再经固定液A固定处理后，进行病理染色。
进一步的，所述的步骤5中固定液A由甲醇、乙醇、异丙醇、多元醇、丙酮中的两种或两种以上组成。
进一步的，所述的步骤5中在固定液A固定处理的时间为1-60min。
本发明的有益效果：
（1）单次最大制片量为8张，耗时少于1min，通量大，高效省时；
（2）2种规格的固定盘与2套程序组合，可实现同一标本一次制1张片，同一标本一次快速制2张片，灵活组合，符合联合诊断需求；
（3）可拆卸式固定盘，使操作者能预先布置制片耗材，方便使用，明显提高工作效率；
（4）不同卡槽排位顺序合理，避免标本交叉污染；
（5）滤膜筒采用三明治夹层设计，采样区中心位置小幅度凸出，印片时能保证细胞圈中心区域能与玻片接触，克服了传统单层滤膜膜筒印片时，压力不足，滤膜不能与玻片充分接触，细胞圈中心区域无细胞的问题；
（6）微孔纳米膜采用激光打孔，能滤除绝大多数的血液和杂质，制片效果优良；
（7）运行时，膜筒装载装置和推注器配合可对样本瓶内的标本进行吹吸作业，保证标本均一性；
（8）警报式废液收集瓶，可避免废液溢出污染环境的风险；
（9）细胞片经特殊固定液处理，使细胞及有效成份的固定化，可耐高浓度盐酸酸化，利于进行DNA染色；
（10）整机结构设计简单，模块化，故障率低，设备小巧，占地面积少，重量轻，搬运方便。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明机械臂结构示意图；
图3是本发明气动废液收集系统结构示意图；
图4是本发明固定盘第一种结构示意图；
图5是本发明固定盘第二种结构示意图；
图6是本发明滤膜筒结构示意图；
图7是本发明第一实施例染色结果图；
图8是本发明第二实施例巴氏染色结果图；
图9是本发明第二实施例Feulgen染色结果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
图1所示，一种膜式单层细胞制片机，包括：承载平台、机械臂、气动废液收集系统和控制系统，所述的承载平台包括平台壳体11和固定盘12，所述的平台壳体11上设有安装槽，所述的固定盘12内嵌入安装槽与平台壳体11固定，平台壳体11上安装的固定盘12至少一个，所述的固定盘12上设有多个工作工位卡槽，所述的平台壳体上设有控制系统操作窗口13；所述的机械臂包括膜筒装载装置22、垂直支撑部21、排液管23和运动驱动部，所述的垂直支撑部21竖直设置在承载平台的中心，所述的膜筒装载装置22与垂直支撑部21的顶端连接，并且围绕与垂直支撑部21垂直的轴心线来回转动，所述的运动驱动部设置在平台壳体11内，并且驱动垂直支撑部21沿着轴心线做上下运动和转动；所述的膜筒装载装置22与气动废液收集系统连接，用于自动收集废液；所述的控制系统控制机械臂和气动废液收集系统的工作。
图2所示本实施例中的机械臂，包括包括膜筒装载装置22、垂直支撑部21、排液管23和运动驱动部，垂直支撑部21为圆筒状，所述的运动驱动部包括中空轴旋转器241和丝杠升降机242，所述的中空轴旋转器241与垂直支撑部21的圆筒底部连接带动垂直支撑部21转动，所述的丝杠升降机242与中空轴旋转器241连接，进而带动垂直支撑部21上下运动；所述的排液管23置于垂直支撑部21内，一端与气动系统连接，一端与膜筒装载装置22连接；所述的膜筒装载装置22包括膜管头221、膜管筒222、膜筒套223、密封圈224、步进电机225和中空轴旋转器226，所述的膜管头221与垂直支撑部21连接并且膜管头221与垂直支撑部21相互垂直，所示的步进电机225和中空轴旋转器226设在膜管头221内，所述的膜管筒222的上端口与膜管头221连接，下端口套有密封圈224，膜管筒222的外侧套有膜筒套223，所述的膜筒套223上设有制动杆227，所述的步进电机225控制制动杆227进而驱动膜筒套223装卸膜管筒222，所述的中空轴旋转器226控制膜筒装载装置22围绕与垂直支撑部21垂直的轴心线来回转动，具体的膜筒装载装置22围绕与垂直支撑部21垂直的轴心线来回转动角度范围为180°。
图3所示本实施例中的气动废液收集系统包括废液收集瓶31、推注器32和真空泵33，所述的膜筒装载装置22通过排液管23连接废液收集瓶31，所述的推注器32与膜筒装载装置22连接，所述的真空泵33与废液收集瓶31连接；废液收集瓶31包括瓶盖和瓶体，所述的瓶盖设有2个圆柱孔和2个电极片，1个圆柱孔接排液管23，1个圆柱孔接真空泵33，2个电极片通过可拆卸线路连接一液位控制器34。
图4、5、6所示，所述的固定盘12为扇形，固定盘12上的工作工位卡槽包括本瓶卡槽121、玻片卡槽122和膜筒卡槽123，固定盘12上的玻片卡槽122根据需求，数量为1个或者2个；固定盘可拆卸，根据实际需求组合需要的固定盘。所述的膜筒卡槽123上放置滤膜筒40，所述的滤膜筒40为一筒体，所述的筒体的底端设有一多层过滤区，所述的多层过滤区自上而下依次为粗孔薄膜41、脱脂棉42、微孔纳米膜43，所述的多层过滤区的中间位置凸起。
一种膜式单层细胞制片方法，包括以下步骤：
步骤1：将装有细胞标本的样本瓶置于振荡器上振荡混匀后，拧开瓶盖，将样本瓶放入固定盘的样本瓶卡槽内，同时将带有标号的玻片和滤膜筒分别放入同一固定盘的玻片卡槽和膜筒卡槽内；
步骤2：将固定盘嵌入承载平台上，选择对应控制程序，点击运行；
步骤3：机械臂复位，转动至滤膜筒卡槽上方，机械臂下行，套取滤膜筒后上行；再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；机械臂再次转动至样本瓶卡槽上方，下行，脱膜；
步骤4：完后1个固定盘的制片动作后，机械臂继续转动，连续完成其余固定盘的制片；
步骤5：选定的固定盘全部制片完成后，机械臂复位，取出固定盘，取下细胞片，细胞片再经固定液A固定处理后，进行病理染色。
上述方法中步骤5中固定液A由甲醇、乙醇、异丙醇、多元醇、丙酮中的两种或两种以上组成，固定液A固定处理的时间为1-60min，优选为15min。
实施例一：
将装有细胞标本的样本瓶置于振荡器上振荡混匀后，拧开瓶盖，将1份宫颈样本瓶放入固定盘（规格1）的样本瓶卡槽内，同时将带有标号的1张玻片和1个滤膜筒分别放入同一固定盘的玻片卡槽和膜筒卡槽内。
将固定盘嵌入承载平台上，选择程序1，标本数1，点击运行。
机械臂复位，转动至滤膜筒卡槽上方，机械臂下行，套取滤膜筒后上行；再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；机械臂再次转动至样本瓶卡槽上方，下行，脱膜，机械臂复位，取出固定盘，取下细胞片，细胞片再经特殊固定液（多元醇：丙酮）处理15min后，进行巴氏染色染色。制片效果见附图7。
实施例二：
将装有细胞标本的样本瓶置于振荡器上振荡混匀后，拧开瓶盖，将1份宫颈样本瓶放入固定盘（规格2）的样本瓶卡槽内，同时将带有标号的2张玻片和1个滤膜筒分别放入同一固定盘的玻片卡槽和膜筒卡槽内；
将固定盘嵌入承载平台上，选择程序2，标本数1，点击运行；
机械臂复位，转动至滤膜筒卡槽上方，机械臂下行，套取滤膜筒后上行；再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；机械臂再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；下行，脱膜。
完成上述动作后，机械臂复位，取出固定盘，取下细胞片，细胞片再经特殊固定液（甲醇：乙醇：异丙醇）处理30min后，2张片分别进行巴氏和Feulgen染色。制片效果见附图8、9。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，包括：
一承载平台，所述的承载平台包括平台壳体和固定盘，所述的平台壳体上设有安装槽，所述的固定盘内嵌入安装槽与平台壳体固定，所述的固定盘上设有多个工作工位卡槽；
一机械臂，所述的机械臂包括膜筒装载装置、垂直支撑部、排液管和运动驱动部，所述的垂直支撑部竖直设置在承载平台的中心，所述的膜筒装载装置与垂直支撑部的顶端连接，并且围绕垂直支撑部的轴心线来回转动，所述的排液管置于垂直支撑部内，一端与气动系统连接，一端与膜筒装载装置连接，所述的运动驱动部设置在平台壳体内，并且驱动垂直支撑部沿着轴心线做上下运动和转动；
一气动废液收集系统，所述的气动废液收集系统包括废液收集瓶、推注器和真空泵，所述的膜筒装载装置通过排液管连接废液收集瓶，所述的推注器与膜筒装载装置连接，所述的真空泵与废液收集瓶连接；
一控制系统，所述的控制系统控制机械臂和气动废液收集系统的工作，所述的平台壳体上设有控制系统操作窗口。
2.根据权利要求1所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的膜筒装载装置包括膜管头、膜管筒、膜筒套、密封圈、步进电机和中空轴旋转器，所述的膜管头与垂直支撑部连接并且膜管头与垂直支撑部相互垂直，所示的步进电机和中空轴旋转器设在膜管头内，所述的膜管筒的上端口与膜管头连接，下端口套有密封圈，膜管筒的外侧套有膜筒套，所述的膜筒套上设有制动杆，所述的步进电机控制制动杆进而驱动膜筒套装卸膜管筒，所述的中空轴旋转器控制膜筒装载装置围绕与垂直支撑部垂直的轴心线来回转动。
3.根据权利要求1或2所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的膜筒装载装置围绕与垂直支撑部垂直的轴心线来回转动的转动范围为180°。
4.根据权利要求1所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的平台壳体上安装的固定盘至少一个，所述的固定盘为扇形，固定盘上的工作工位卡槽包括本瓶卡槽、玻片卡槽和膜筒卡槽。
5.根据权利要求4所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的固定盘上的玻片卡槽数量为1个或者2个。
6.根据权利要求1所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的膜筒卡槽上放置滤膜筒，所述的滤膜筒为一筒体，所述的筒体的底端设有一多层过滤区，所述的多层过滤区自上而下依次为粗孔薄膜、脱脂棉、微孔纳米膜，所述的多层过滤区的中间位置凸起。
7.根据权利要求1所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的垂直支撑部为圆筒状，所述的排液管内置其中，所述的运动驱动部包括中空轴旋转器和丝杠升降机，所述的中空轴旋转器与垂直支撑部的圆筒底部连接带动垂直支撑部转动，所述的丝杠升降机与中空轴旋转器连接，进而带动垂直支撑部上下运动。
8.根据权利要求1所述的一种膜式单层细胞制片机，其特征在于，所述的废液收集瓶包括瓶盖和瓶体，所述的瓶盖设有2个圆柱孔和2个电极片，1个圆柱孔接排液管，1个圆柱孔接真空泵，2个电极片通过可拆卸线路连接一液位控制器。
9.一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一所述的膜式单层细胞制片机。
10.根据权利要求9所述的一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将装有细胞标本的样本瓶置于振荡器上振荡混匀后，拧开瓶盖，将样本瓶放入固定盘的样本瓶卡槽内，同时将带有标号的玻片和滤膜筒分别放入同一固定盘的玻片卡槽和膜筒卡槽内；
步骤2：将固定盘嵌入承载平台上，选择对应控制程序，点击运行；
步骤3：机械臂复位，转动至滤膜筒卡槽上方，机械臂下行，套取滤膜筒后上行；再次转动至样本瓶卡槽上方，机械臂下行至滤膜筒浸入样本中，吹吸样本后，吸滤细胞至滤膜上，机械臂上行，膜筒装载装置旋转180°，吸弃余液后复位；再次转动至玻片卡槽上方，膜筒装载装置下行，将细胞转印至玻片上；机械臂再次转动至样本瓶卡槽上方，下行，脱膜；
步骤4：完后1个固定盘的制片动作后，机械臂继续转动，连续完成其余固定盘的制片；
步骤5：选定的固定盘全部制片完成后，机械臂复位，取出固定盘，取下细胞片，细胞片再经固定液A固定处理后，进行病理染色。
11.根据权利要求10所述的一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，所述的步骤5中固定液A由甲醇、乙醇、异丙醇、多元醇、丙酮中的两种或两种以上组成。
12.根据权利要求10所述的一种膜式单层细胞制片方法，其特征在于，所述的步骤5中在固定液A固定处理的时间为1-60min。
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