CN109374386B - 载玻片自动染色系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载玻片自动染色系统，包括底板，底板的前端设置有输入传送机构，输入传送机构的出口端通过进样抓手与环形输送机构的入口端相衔接，环形输送机构的出口端设置有出样抓手；环形输送机构包括由步进电机驱动的输送链条，输送链条的顶部均匀间隔设置有搬运组件，搬运组件的下方对应设置有废液池；沿输送链条环向间隔设置有染色工位，染色工位设置有加样机构和翻转机械手。本发明结构简单、紧凑，自动化程度高，解决了传统人工染色或半自动染色系统人工干预多的技术问题，降低了样本被污染的几率，实现了载玻片上样本的规范化和标准化染色，提高了染色效率，染色重复性好，减少染色试剂对人体的危害，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及载玻片染色技术，尤其是涉及一种载玻片自动染色系统。
背景技术
载玻片的制备主要包括涂片、染色和盖片三部分，其中染色是影响载玻片制备成功与否的关键性因素。传统载玻片染色为手工染色，采用将载玻片投入染色容器内进行着色的方式。由于载玻片浸润面积较大，后期清洁和干燥费时费力，在人工操作的情况下，还容易发生样本污染现象，缺少规范化和标准化操作。
为解决上述技术问题，有人研发了一种半自动染色系统，载玻片集成在半自动染色装置下方安装板的定位槽内，定位槽上卡装染色罐，安装板上方的壳体内集成有多个固定管，每个固定管内集成多根染色剂管路和一个加样针。半自动染色系统在一定程度上解决了传统手动染色人工干预多的技术问题，但是依然存在以下问题：首先，半自动染色系统结构大而笨重，占用空间，能耗高，人工干预多，存在污染风险；其次，染色前需要人工将染色罐旋对应旋拧在每个定位槽内，即需要人工辅助作业；再者，染色过程中需要频繁更换加样针上的枪头，同时需要频繁更换调整加样针连通的染色剂管路，操作麻烦，染色一定时间后需要人工将多个染色罐内的染色剂统一倒掉，且多个样本的染色时间存在差异，染色重复性差；染色剂大多具有毒性和挥发性，存在安全问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构紧凑且自动化程度高的载玻片自动染色系统，实现了载玻片的自动染色，提高了染色效率，减少染色剂对人体的危害。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的载玻片自动染色系统，包括底板，所述底板的前端设置有用于输送染色组件的输入传送机构，所述输入传送机构的出口端通过进样抓手与环形输送机构的入口端相衔接，所述环形输送机构的出口端设置有出样抓手，所述进样抓手和出样抓手左右间隔设置；所述环形输送机构包括由步进电机驱动的输送链条，所述输送链条的顶部均匀间隔设置有多个用于卡装所述染色组件的搬运组件，所述搬运组件的下方对应设置有废液池；沿所述输送链条环向间隔设置有多个染色工位，所述染色工位设置有加样机构和翻转机械手。
所述进样抓手和出样抓手结构相同，进样抓手和出样抓手均包括固连在所述底板下表面的U形框架，所述U形框架的两侧壁上设置有一对竖直导轨，所述竖直导轨上滑动设置有步进电机驱动的水平升降板，所述水平升降板上转动设置有动力机构驱动的旋转轴，所述旋转轴向上延伸出底板，其顶部的水平板上设置有直线气缸驱动的滑板，所述滑板上的夹持气缸上设置有一对呈L形结构的夹持臂，所述夹持臂的水平段开设有与染色组件相配合的限位槽。
与所述输送链条出口端对应处的底板上设置有用于输送染色组件的输出传送机构，所述出样抓手用于衔接输送链条和所述输出传送机构；所述输入传送机构和输出传送机构均为同步带传送机构。
所述搬运组件包括通过连接片固连在所述输送链条上的安装块，所述安装块上通过铰轴连接有用于卡装染色组件的U形卡板，安装块与所述U形卡板之间设置有水平定位结构，U形卡板的内侧面开设有与染色组件相配合的限位卡槽。
所述水平定位结构包括固连在所述安装块上的限位筒，所述限位筒内设置有回位弹簧，回位弹簧端部的定位珠延伸出所述限位筒并卡装在所述U形卡板的限位槽内。
所述翻转机械手包括固连在所述底板上的底座，所述底座的导轨上滑动设置有由动力源驱动的L形支架，所述L形支架的上端设置有由旋转电机驱动的旋转手，所述旋转手与所述U形卡板高度一致，旋转手上开设有与染色组件的短边相配合的定位槽。
所述加样机构包括固连在所述底板上的L形基板，所述L形基板的水平部设置有加样组件，所述加样组件与染色工位载玻片上的染色罐上下对应设置；加样组件包括由升降气缸驱动的水平安装块，所述水平安装块上设置有与输液管路连通的加样针。
所述L形基板上设置有丝杠步进电机，所述丝杠步进电机的丝杠上旋拧有螺母，所述螺母固连有呈L形结构的安装板，所述加样组件固连在所述安装板上。
所述加样针为多个。
所述底板上表面罩设有第一保护罩，所述废液池固连在所述保护罩上表面；所述输送链条上方罩设有第二保护罩。
本发明优点在于结构简单、紧凑，自动化程度高，解决了传统人工染色或半自动染色系统人工干预多的技术问题，降低了样本被污染的几率，实现了载玻片的流水式染色作业，实现了载玻片上样本的规范化和标准化染色，提高了染色效率，染色重复性好，减少染色试剂对人体的危害，安全性高。具体地，输入传送机构出口端的染色组件由进样抓手抓送输送链条上的搬运组件上，每到一个染色工位，加样机构向染色组件注入染色剂进行染色或清洗，达到预定时间后，翻转机械手的旋转手和搬运组件共同作用于染色组件，通过旋转电机带动旋转手翻转180°，将染色剂或清洗液倒入下方的废液池内，染色完成后由出样抓手转移到载出输送机构的同步带上，实现了载玻片的流水线自动染色，无需反复更换染色剂和枪头，简化了实验步骤，提高了染色效率，完全避免人工干预，减少染色试剂对人体的危害，安全性高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图（隐去第一、第二保护罩）。
图3是图2的俯视结构示意图。
图4是本发明所述进样推手的结构示意图。
图5是本发明所述染色工位的结构示意图。
图6是图5中水平定位结构的结构示意图。
图7是本发明所述加样机构的另一种结构示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明所述的载玻片自动染色系统，包括底板1，所述底板1的前端设置有用于输送染色组件N（如图5所示，染色组件N包括染色基板N1，染色基板N1的卡放凹槽内卡装有载玻片N2，载玻片N2与卡放凹槽上方的卡耳间隙设置，染色罐N3通过其底座9.1耳板旋拧在卡耳形成的卡固位内）的输入传送机构2，所述输入传送机构2的出口端通过进样抓手3与环形输送机构的入口端相衔接，所述环形输送机构的出口端设置有出样抓手4，所述进样抓手3和出样抓手4左右间隔设置；与出样抓手4对应处的底板1上设置有用于输送染色组件的输出传送机构11，所述出样抓手4用于衔接输送链条5和输出传送机构11；所述输入传送机构2和输出传送机构11均为同步带传送机构；所述环形输送机构包括由步进电机驱动的输送链条5，所述输送链条5的顶部均匀间隔设置有多个用于卡装染色组件N的搬运组件6，所述搬运组件6的下方对应设置有废液池7；沿所述输送链条5环向间隔设置有多个染色工位，所述染色工位设置有加样机构8和翻转机械手9。
如图1、4所示，所述进样抓手3和所述出样抓手4左右间隔设置且结构相同，所述进样抓手3和出样抓手4结构相同，如图4所示，以进样抓手3的结构为例具体说明：进样抓手3包括固连在所述底板1下表面的U形框架3.1，所述U形框架3.1的两侧壁上设置有一对竖直导轨，所述竖直导轨上滑动设置有步进电机驱动的水平升降板3.2，所述水平升降板3.2上转动设置有动力机构（动力机构为由步进电机驱动的同步带传送机构）驱动的旋转轴3.3，所述旋转轴3.3向上延伸出底板1，其顶部的水平板3.4上设置有直线气缸驱动的滑板，所述滑板上的夹持气缸上设置有一对呈L形结构的夹持臂3.5，所述夹持臂3.5的水平段开设有与染色组件N相配合的限位槽。
如图1、5-6所示，所述搬运组件6包括通过连接片固连在所述输送链条5上的安装块6.1，所述安装块6.1上通过铰轴连接有用于卡装染色组件N的U形卡板6.2，安装块6.1与所述U形卡板6.2之间设置有水平定位结构，所述水平定位结构包括固连在所述安装块6.1上的限位筒6.3，所述限位筒6.3内设置有回位弹簧，回位弹簧端部的定位珠6.4延伸出所述限位筒6.3并卡装在所述U形卡板6.2的限位槽内；U形卡板6.2的内侧面开设有与染色组件N相配合的限位卡槽，用于卡装染色组件N。U形卡板6.2在搬送过程中处于水平状态，定位珠6.4卡装在U形卡板6.2的限位卡槽内对U形卡板6.2进行水平定位，确保染色组件N的搬送稳定性。
如图1、5所示，所述翻转机械手9包括固连在所述底板1上的底座9.1，所述底座9.1的导轨上滑动设置有由动力源（直线气缸）驱动的L形支架9.2，所述L形支架9.2的上端设置有由旋转电机驱动的旋转手9.3，所述旋转手9.3与所述U形卡板6.2高度一致，旋转手9.3上开设有与染色组件N的短边相配合的定位槽，便于卡装染色组件。倾倒染色剂或清洗液时，直线气缸通过L形支架9.2驱动旋转手9.3向U形卡板6.2移动，确保染色组件外端的短边正好卡装在旋转手9.3的定位槽内，旋转电机通过旋转手9.3带动U形卡板6.2和染色组件翻转180°，将染色剂或清洗液倒入下方的废液池7内，U形卡板6.2翻转过程中定位珠6.4受力挤压回位弹簧退回至限位筒6.3内；倾倒完毕后，旋转电机通过旋转手9.3带动U形卡板6.2和染色组件恢复至水平位置，直线气缸通过L形支架9.2带动旋转手9.3驶离U形卡板6.2，确保染色组件顺利通过；U形卡板6.2恢复至水平状态后定位珠6.4在回位弹簧的作用下顶入限位卡槽内，对U形卡板6.2水平定位，确保染色组件的运行稳定性。
如图1、5所示，所述加样机构8包括固连在底板1上的L形基板8.1，所述L形基板8.1的水平部设置有加样组件，所述加样组件与染色工位载玻片上的染色罐上下对应设置；加样组件包括由升降气缸驱动的水平安装块8.2，所述水平安装块8.2上设置有与输液管路连通的加样针8.3，输液管路上设置有膜片泵，提供动力。当需要对染色组件N上的样本进行梯度洗脱时，为提高洗脱效果，在所述L形基板8.1上设置丝杠步进电机8.4，具体见图7，所述丝杠步进电机8.4的丝杠上旋拧有螺母，所述螺母固连有呈L形结构的安装板8.5，所述加样组件固连在所述安装板8.5上，加样组件的水平安装块8.2上间隔设置有三个加样针8.3（也可以是4个、3个或更多），每个加样针8.3与一种洗脱液相连通，通过膜片泵提供注液动力；丝杠步进电机8.4通过安装板8.5带动三个加样针8.3依次经过染色工位上方，分别向染色组件N注入不同的洗脱溶液，如对宫颈癌细胞染色时，输送链条5环向间隔布置16个让染色工位，其中第2个染色工位为带有三个加样针8.3的梯度洗脱工位，对染色后的样本进行梯度洗脱，无需反复调换洗脱试剂和更换枪头，提高了染色效率，实现了染色系统的自动化加样；
为保护翻转机械手9、输入传送机构2和输出传送机构11，所述底板1上表面罩设有第一保护罩11，所述废液池7固连在所述保护罩上表面；为保护输送连接，所述输送链条5上方罩设有第二保护罩12。
如图3所示，实际染色时，以宫颈癌细胞的染色为例，为便于设置染色工位，将与进样抓手3对应处的输送链条5入口端标记为1号工位，然后自1号工位沿顺时针依次排序标记，每相邻两个工位之间的间距与相邻两搬运组件6的间距一致，与出样抓手4对应处的输送链条5出口端为28号工位（即末号工位），出样抓手4将28号工位的染色组件抓送至输出传送机构11的同步带上。
染色时，染色组件由输入传送机构2的入口端随同步带向其出口端移动，进样抓手3抓取同步带出口端的染色组件并顺时针旋转90°，与输送链条5上入口端1号工位的搬运组件6对接，直线气缸通过滑板驱动夹持臂3.5向搬运组件6移动，将染色组件水平推入U形卡板6.2的限位卡槽内，夹持气缸调整夹持臂3.5使其处于张开状态，染色组件随搬运组件6运行至下一工位，进样抓手3的机械臂逆时针旋转至载入输送机构的出口端搬送下一个染色组件；输送链条5环向布置多个染色工位，染色组件随输送链条5运行至染色工位时，升降气缸驱动加样针8.3下降一定高度向染色组件加入染色剂或清洗液，染色或清洗预设时间后翻转机械手9的旋转手9.3向搬运组件6方向移动，确保染色组件外端的短边正好卡装在旋转手9.3的定位槽内，旋转手9.3和U形卡板6.2共同作用于染色组件，旋转电机带动旋转手9.3翻转180°将染色剂或清洗液倒入下方的废液池7内，染色组件每染色或清洗后随输送链条5继续水平移动至下一工位，直至染色完成，染色完成后出样抓手4的夹持臂3.5卡紧染色组件用向外拉染色组件，成功将染色组件由U形卡板6.2转移至出样抓手4的夹持臂3.5上，然后出样抓手4瞬时间旋转90°将染色组件放置在输出传送机构11的同步带上输送至盖片单元。
Claims (2)
1.一种载玻片自动染色系统，其特征在于：包括底板（1），所述底板（1）的前端设置有用于输送染色组件的输入传送机构（2），所述输入传送机构（2）的出口端通过进样抓手（3）与环形输送机构的入口端相衔接，所述环形输送机构的出口端设置有出样抓手（4），所述进样抓手（3）和出样抓手（4）左右间隔设置；所述环形输送机构包括由步进电机驱动的输送链条（5），所述输送链条（5）的顶部均匀间隔设置有多个用于卡装染色组件的搬运组件（6），所述搬运组件（6）的下方对应设置有废液池（7）；沿所述输送链条（5）环向间隔设置有多个染色工位，所述染色工位设置有加样机构（8）和翻转机械手（9）；
染色组件包括染色基板（N1），所述染色基板（N1）的卡放凹槽内卡装有载玻片（N2），所述载玻片（N2）与所述卡放凹槽上方的卡耳间隙设置，染色罐（N3）通过其底座耳板旋拧在卡耳形成的卡固位内；
所述进样抓手（3）和出样抓手（4）结构相同，均包括固连在底板（1）下表面的U形框架（3.1），所述U形框架（3.1）的两侧壁上设置有一对竖直导轨，所述竖直导轨上滑动设置有步进电机驱动的水平升降板（3.2），所述水平升降板（3.2）上转动设置有动力机构驱动的旋转轴（3.3），所述旋转轴（3.3）向上延伸出底板（1），其顶部的水平板（3.4）上设置有直线气缸驱动的滑板，所述滑板上的夹持气缸上设置有一对呈L形结构的夹持臂（3.5），所述夹持臂（3.5）的水平段开设有与染色组件相配合的限位槽；
与输送链条（5）出口端对应处的底板（1）上设置有用于输送染色组件的输出传送机构（10），出样抓手（4）用于衔接输送链条（5）和所述输出传送机构（10）；输入传送机构（2）和输出传送机构（10）均为同步带传送机构；
所述搬运组件（6）包括通过连接片固连在所述输送链条（5）上的安装块（6.1），所述安装块（6.1）上通过铰轴连接有用于卡装染色组件的U形卡板（6.2），安装块（6.1）与所述U形卡板（6.2）之间设置有水平定位结构，U形卡板（6.2）的内侧面开设有与染色组件相配合的限位卡槽；
所述水平定位结构包括固连在所述安装块（6.1）上的限位筒（6.3），所述限位筒（6.3）内设置有回位弹簧，回位弹簧端部的定位珠（6.4）延伸出所述限位筒（6.3）并卡装在所述U形卡板（6.2）的限位槽内；
所述翻转机械手（9）包括固连在所述底板（1）上的底座（9.1），所述底座（9.1）的导轨上滑动设置有由动力源驱动的L形支架（9.2），所述L形支架（9.2）的上端设置有由旋转电机驱动的旋转手（9.3），所述旋转手（9.3）与所述U形卡板（6.2）高度一致，旋转手（9.3）上开设有与染色组件的短边相配合的定位槽；
所述加样机构（8）包括固连在所述底板（1）上的L形基板（8.1）、设置在所述L形基板（8.1）水平段上的加样组件与所述搬运组件（6）上下对应设置，L形基板（8.1）上设置有丝杠步进电机（8.4），所述丝杠步进电机（8.4）的丝杠上旋拧有螺母，所述螺母固连有呈L形结构的安装板（8.5），所述加样组件固连在所述安装板（8.5）上；所述加样组件包括由升降气缸驱动的水平安装块（8.2），所述水平安装块（8.2）上设置有与输液管路连通的加样针（8.3），且所述加样针（8.3）为一个或多个。
2.根据权利要求1所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：所述底板（1）上表面罩设有第一保护罩（11），所述废液池（7）固连在所述保护罩上表面；所述输送链条（5）上方罩设有第二保护罩（12）。
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