CN110328712A - 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机 - Google Patents

刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机 Download PDF

Info

Publication number
CN110328712A
CN110328712A CN201910578456.9A CN201910578456A CN110328712A CN 110328712 A CN110328712 A CN 110328712A CN 201910578456 A CN201910578456 A CN 201910578456A CN 110328712 A CN110328712 A CN 110328712A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stepping
amount
slice
edge position
blade edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910578456.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110328712B (zh
Inventor
张丽娜
马宏图
李琳琳
陈曦
韩华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Original Assignee
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Automation of Chinese Academy of Science filed Critical Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority to CN201910578456.9A priority Critical patent/CN110328712B/zh
Publication of CN110328712A publication Critical patent/CN110328712A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110328712B publication Critical patent/CN110328712B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/27—Means for performing other operations combined with cutting
    • B26D7/32—Means for performing other operations combined with cutting for conveying or stacking cut product
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/2202—Preparing specimens therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及生物组织切片制备技术领域，具体涉及一种刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机，解决了切割刀刀刃位置切换时引起的序列不连续、中间切片信息丢失等问题。本发明实施例第一方面公开的刀刃位置切换方法包括步骤：切割完第N1片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进；所述第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，直到所有的步进量之和不小于切片宽度本发明的有益效果为：保证切片质量，使得切片的序列连续，避免中间切片信息丢失。

Description

刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机
技术领域
本发明涉及生物组织切片制备技术领域，具体涉及一种刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机。
背景技术
连续超薄切片扫描电镜成像方法(ssSEM，即Serial Sections ScanningElectron Microscopy的英文简称)是使用卷轴设计加带式系统的超薄切片机与扫描电镜联用的方法实现序列超薄切片的自动收集与图像获取工作，由于该方法不但可以实现较大体量神经环路三维重建、切片样品可以保留，而且还可以多台电镜并行成像，已经成为大体量生物电镜三维重建领域公认的最有效的解决方案。超薄切片机的工作原理为样品臂驱动切片厚度
进行切片，并利用收集机将超薄切片按顺序收集在亲水性适宜的塑料条带上。样品夹持在样品臂上，通过样品臂的上下摆动及微量步进，利用固定在钻石刀刀架上的钻石刀(当然也可以采用其他材质的刀，此处仅以钻石材质的刀进行举例说明)完成切割。超薄切片机工作时，钻石刀刀槽内装满超纯水，液面与钻石刀刀刃平齐，体视镜下反光呈镜面。但是，随着超薄切片的连续切割，会带来各种各样的问题，如，超薄切片钻石刀刀刃变钝、切片碎屑黏在钻石刀刀刃位置、包埋块中硬质杂质颗粒粘附在钻石刀刀刃等。无论是哪种形式，都会造成超薄切片的损坏以及超薄切片的切割不稳定，表现为切片的局部损坏、厚度不一等问题。此情况下只能停止超薄切片机，切换至钻石刀刀刃的另一位置，重新对齐样品与钻石刀。对于单张切片厚度在30-50nm的超薄切片切割及收集工作，一旦样品与钻石刀间的应力解除，再重新操作，如对刀、修快等，就会造成刀台的微小变化，即使对于经验丰富的超薄切片工作者来讲，也会造成起始超薄切片切割时的不稳定，表现为切片的局部损坏、厚度不一等问题，会损失掉3-5片超薄切片，损失整体厚度在90-250nm，此体量在神经环路重建中为3-4个囊泡及突触的信息量，不论是哪种形式，都会造成序列超薄切片的不连续、中间切片信息丢失等现象。
在现有超薄切片机、收集机与钻石刀配合的基础上，一处钻石刀刀刃能连续切割的超薄切片数量是有限的，对于30nm的超薄切片，一处崭新的钻石刀刀刃在连续切割5000片左右的切片后就应该停止切片机将钻石刀刀刃手动切换至新的可用的刀刃。但在现有技术基础上，又要重新对刀。
因此，需要一种超薄切片机用刀刃位置切换方法、装置及超薄切片机，以解决或至少减轻上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决切割刀刀刃位置切换时引起的序列不连续、中间切片信息丢失的问题，本发明实施例第一方面提供了一种刀刃位置切换方法，用于超薄切片机，该方法包括步骤：
S100、切割完第N1片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，所述第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
S200、所述第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当所述样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到所述第一次步进量、所述第二次步进量、…所述第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
在一些优选实施例中，所述第一次步进量、所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。
在一些优选实施例中，M1、…、Mn均等于1。
在一些优选实施例中，所述切割刀刀刃每次步进时所述样品臂位于其运动到的上止点或下止点。
本发明实施例第二方面公开了一种刀刃位置切换装置，用于超薄切片机，该装置包括：
刀架，所述刀架安装于超薄切片机的机架；
切割刀；所述切割刀固定于所述刀架，所述切割刀具有切割刀刀刃；
刀刃位置切换控制器；
切片动力装置，所述切片动力装置的控制端与所述刀刃位置切换控制器通信连接，用于驱动所述刀架运动以使得所述切割刀刀刃相对于样品以切片厚度为步进量间歇步进；以及
刀刃位置切换动力装置，所述刀刃位置切换动力装置安装于所述机架，所述刀刃位置切换动力装置的控制端与所述刀刃位置切换控制器通信连接，所述刀刃位置切换动力装置配置为：
切割完第N1片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时所述刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，所述第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
所述第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当所述样品臂运动到样品脱离切割刀时所述刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到所述第一次步进量、所述第二次步进量、…所述第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
在一些优选实施例中，所述第一次步进量、所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。
在一些优选实施例中，M1、…、Mn均等于1。
在一些优选实施例中，所述切割刀刀刃每次步进时所述样品臂位于其运动到的上止点或下止点。
本发明实施例的第三方面公开了一种超薄切片机，其包括任一上述的刀刃位置切换装置。
在一些优选实施例中，该超薄切片机还包括设置在所述切割刀刀刃处的收集机，以按照切片顺序连续收集所述切片。
本发明实施例的有益效果为：
如果当前切割刀刀刃达到寿命时或接近寿命前(通过在超薄切片机设定切片数量N，N1≤切割刀刀刃最大切片数量)则驱动切割刀刀刃沿切片的宽度方向步进，通过至少两次步进使得所有的步进量的和不小于切片的宽度，从而保证达到或接近时使用新的切割刀刀刃进行切片，从而保证切片的连续性、不丢失中间切片；
每次步进量(切割刀刀刃沿样品的宽度方向上)均小于切片的宽度，使得该步进前后的两个切片有重叠的部分，从而使得后一切片能够推着前一切片移动，从而完成被收集机的顺序收纳，保证收集的切片与样品的序列一致；
可以根据样品臂运动速度、每次步进(切割刀刀刃沿样品的宽度方向上)的速度设置第一次步进后的步进时间间隔(切割完的切片的数量×单次切片所需时间)，亦即第一次步进后可灵活设置第二次步进及后续(如果步进次数大于2)的步进时间间隔为切割一片切片的时间，也可设置为切割两片及以上的时间(该切片数量应小于N1)，满足多种使用场景，具有较广的适应性。
附图说明
图1为刀刃位置切换方法一实施例的流程图；
图2为切片由收集机收集前一实施例的运动路径图；
图3为切片由收集机收集前又一实施例的运动路径图；
图4为刀刃位置切换装置一实施例的结构示意图；
图5为刀刃位置切换装置又一实施例的结构示意图；
图6为刀刃位置切换装置一实施例的工作原理图。
图中：
1、切割刀；2、刀架；3、转接旋转台；4、旋转台；5、R轴旋转调节旋钮螺母；6、钻石刀刀台；7、固定刀台旋钮螺母；8、切片机刀台底座；9、N/S方向粗调旋钮螺母；10、N/S方向细调旋钮螺母；11、E/W方向手动调节旋钮螺母；12、E/W方向电动调节装置；13、切片；14、样品臂；15、样品。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
参照图1，本发明实施例第一方面公开了一种刀刃位置切换方法，用于超薄切片机，该方法包括步骤：
S100、切割完第N1片切片后，当样品臂运动(以图6中箭头T的方向转动)到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
S200、第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到所述第一次步进量、所述第二次步进量、…所述第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
为刀刃位置切换的每次步进量(切割刀刀刃沿样品的宽度方向，即图6所示的Ss1和Ss2的方向))均小于切片的宽度，使得该步进前后的两个切片有重叠的部分，从而使得后一切片能够推着前一切片移动，从而完成被收集机的顺序收纳，保证收集的切片与样品的序列一致。
可以根据样品臂运动速度、每次步进(切割刀刀刃沿样品的宽度方向上)的速度设置第一次步进后的步进时间间隔(切割完的切片的数量×单次切片所需时间)，亦即第一次步进后可灵活设置第二次步进及后续(如果步进次数大于2)的步进时间间隔为切割一片切片的时间，也可设置为切割两片及以上的时间(该切片数量应小于N1)，满足多种使用场景，具有较广的适应性。
第一次刀刃位置切换完成后，新的刀片的一部分已经切割至少一次切片(设切割次数为X)，应当考虑。即第二次刀刃位置、第三次刀刃位置、…及第n次刀刃位置切换时，对应设置N2、N3、…和Nn均≤N-X。从而使得切割刀刀刃上的每一个切割点的使用寿命均小于其最大寿命，考虑刀刃位置切换过程中切割刀刀刃的切割次数，最终保证了每一片切片的质量，严格保证切片的连续性、不丢失中间切片。
如果当前切割刀刀刃达到寿命时或接近寿命前(通过在超薄切片机设定切片数量N，N1≤切割刀刀刃最大切片数量)则驱动切割刀刀刃沿切片的宽度方向步进，通过至少两次步进使得所有的步进量的和不小于切片的宽度，从而保证达到或接近时使用新的切割刀刀刃进行切片，从而保证切片的连续性、不丢失中间切片；另外，上述的切割刀刀刃最大切片数量指的是保证切片质量的前提下可切出的最大切片数量，当样品处理方式、切割刀及切片厚度均确定后其为一确定值，如样品为树脂包埋块、切割刀为钻石材质的切割刀、切片厚度为50nm条件下的最大切片数量为3000片，当超出该数量时，很有可能会发生钻石刀刀刃变钝、切片碎屑黏在钻石刀刀刃位置、包埋块中硬质杂质颗粒粘附在钻石刀刀刃等情况。无论哪种情况的发生，都会造成超薄切片的损坏以及超薄切片的切割不稳定，表现为切片的局部损坏、厚度不一等问题。当然，本领域技术人员可根据其他的样品处理方式、切割刀的材质、切片厚度相应修改上述N2、N3、…和Nn的大小，在此不再一一列举。
需要说明的是，样品臂运动到样品脱离切割刀时，不仅指该状态下样品与切割刀脱离，还包括切割刀沿第一次步进的路线步进时切割刀刀刃与样品不接触。从而使得为了切换刀刃位置的步进时不会接触、破坏样品，同时，避免了切割刀刀刃的不必要的磨损，保证了其使用寿命。
另外，第一次步进量、第二次步进量、…和第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。从而使得切下的切片13呈现图2(图2示出步进两次，即n＝2，每次步进量等于1/2的情形)和图3(示出步进两次，即n＝2，每次步进量小于1/2的情形)所示的状态，亦即相邻的两个切片之间的重叠超过1/2，从而保证后一切片能够稳定地将该切片前的切片推动，从而使得刀刃位置切换过程中的切片仍然连续，使得被收集机按照切片顺序连续收集成为可能。
另外，M1、…、Mn均等于1。亦即刀刃位置切换过程中，驱动切割刀步进的两次间隔为一次切片所需时间，最小化了刀刃位置切换所需时间，保证了切片效率。
在一些优选实施例中，切割刀刀刃每次步进时样品臂位于其运动到的上止点或下止点。在该设置下，样品可完全避开切割刀，避免二者的接触、挤压等破坏样品、引起切割刀刀刃的不必要磨损。当然，本领域技术人员可知的是，为刀刃位置切换切割刀刀刃的每次步进，样品臂还可运动至上行过程或下行过程中的任一位置，只要能够满足条件：该过程下样品与切割刀不接触(二者之间无作用力)即可。
本发明实施例第二方面公开了一种刀刃位置切换装置，用于超薄切片机，参见图4、图5和图6，该装置包括：
刀架2，刀架安装于超薄切片机的机架(图中未画出)；
切割刀1；切割刀固定于刀架，切割刀具有切割刀刀刃；
刀刃位置切换控制器；
切片动力装置，切片动力装置的控制端与刀刃位置切换控制器通信连接，用于驱动刀架运动以使得切割刀刀刃相对于样品以切片厚度(通过在超薄切片机的如触摸显示屏等人机交互界面进行设置，该人机交互界面应当与超薄切片机的控制器信号连接，进一步地，超薄切片机的控制器与刀刃位置切换控制器可为同一个控制器，也可为两个信号连接的控制器)为步进量间歇步进(步进方向为图6中St1、St2所示的方向)，以对样品进行切片；以及
刀刃位置切换动力装置(如套索电机、伺服电机等)，刀刃位置切换动力装置安装于机架，刀刃位置切换动力装置的控制端与所述刀刃位置切换控制器通信连接，所述刀刃位置切换动力装置配置为：
切割完第N1片切片后，当样品臂14运动(以图6中箭头T的方向转动)到样品15脱离切割刀时所述刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且第二次步进量、…和第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到第一次步进量、第二次步进量、…第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
本发明实施例第二方面公开的刀刃位置切换装置实现本发明实施例第一方面所公开的方法，相应地，其解决了该方法所解决的技术问题和产生了相同的有益效果，此处不再重复说明。
参见图4，其示出了刀刃位置切换装置的一种具体结构，其中，切割刀固定在刀架上，刀架固定于转接旋转台3上，转接旋转台固定于旋转台4，旋转台固定于钻石刀刀台6，钻石刀刀台通过紧固件(如固定刀台旋钮螺母7)锁紧在切片机刀台底座8上的某一位置，R轴旋转调节旋钮螺母5通过直线传动副(如丝杆)来调节切割刀在左右方向(图6中箭头Ss1、Ss2所示方向)上的安装位置，N/S方向粗调旋钮螺母9和N/S方向细调旋钮螺母10可通过直线传动副(如丝杆)来调节切割刀在前后方向(图6中箭头St1、St2所示方向)的安装位置，该N/S方向粗调旋钮螺母和N/S方向细调旋钮螺母为两个传动比不同的直线传动副，以此来实现大范围、粗调和小范围、细调，同时E/W方向手动调节旋钮螺母11和E/W方向电动调节装置12也通过直线传动副来调节左右切割刀在左右方向的安装位置，只是E/W方向手动调节旋钮螺母需要用户通过手动方式操作，E/W方向电动调节旋钮螺母可外接套索电机、伺服电机等能够控制其工作状态(如转动圈数、转动速度等，转动圈数反映为切割刀沿相应方向的步进量，转动速度反映为切割刀沿相应方向的步进速度)的动力装置驱动，以实现设备的自动控制。
需要说明的是，切片数量的统计可通过安装于机架的计数器进行，该计数器的一种具体结构为视觉检测仪，通过检测样品臂的运动来实现，亦即，检测到样品臂两次时计数器计一次(样品臂为周期往复运动)；切片数量的统计还可以通过检测切片动力装置(如伺服电机、舵机等)、该切片动力装置与样品臂之间的切片传动装置(如减速器)的转动圈数来进行，例如，当通过检测切片动力装置的转动圈数来进行时，可通过计算切片动力装置、样品臂之间的传动比，即计算出样品臂往复运动一个切片周期(切片所需时间)伺服电机的转动圈数P，当计数器检测到伺服电机的转动圈数为N1*P圈时可切出N1片切片。
另外，需要说明的是超薄切片机及安装于超薄切片机的收集机均为本领域技术人员所公知，本发明实施例的目的在于公开用于超薄切片机的刀刃位置切换装置，故不对超薄切片机及安装于超薄切片机的收集机进行过多描述。
与本发明实施例第一方面公开的刀刃位置切换方法对应，第一次步进量、第二次步进量、…和第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。
与本发明实施例第一方面公开的刀刃位置切换方法对应，M1、…、Mn均等于1。
与本发明实施例第一方面公开的刀刃位置切换方法对应，切割刀刀刃每次步进时样品臂位于其运动到的上止点或下止点。
本发明实施例的第三方面公开了一种超薄切片机，其包括任一上述的刀刃位置切换装置和机架(图中未画出)。
在一些优选实施例中，该超薄切片机还包括设置在所述切割刀刀刃处的收集机(图中未画出)，以按照切片顺序连续收集所述切片。
最后，为了进一步说明本发明实施例，以两种切片实例进行说明：
切片实例一
样品宽度(在x轴方向的长度)为500um，单次步进量250um，连续步进次数2次，收取连续切片数量4000。
准备样品树脂包埋块，钻石刀(钻石制成的切割刀)精修表面及暴露侧面，大小为0.5x 0.8x 0.3mm(X x Y x Z)，固定在样品夹后稳定安装于切片机样品臂。精细对齐样品面与钻石刀刀刃，为钻石刀刀槽注水，并安装收集机。
在超薄切片机的人机交互界面(可显示于显示屏的人机交互界面或PLC面板，该人机交互界面与刀刃位置切换控制器信号连接)中设置切片厚度为50nm、切片窗口、切片速度及切割刀刀刃最大切片数量。记录每张切片的时间间隔，并输入到刀刃位置切换控制器中，或者，由计时器等传感器采集每张切片的时间间隔并发送至刀刃位置切换控制器。
当切片数量为3000片，达到该部位的切割刀刀刃的最大切片数量，用户在人机交互界面输入步进方向(沿切片的宽度方向，并且使得新的切割刀刀刃朝着靠近样品的方向步进)和步进量250um，设置连续步进次数为2次，点击开始步进按钮。此时，随着切片的进行，当切片机样品臂达到运动到的下止点时，钻石刀刀刃开始步进250um，同时样品臂继续上下摆动完成一次切片，当切片机样品臂再次达到运动到的下止点时，钻石刀刀刃再次步进250um，两次步进量之和为500um，即等于样品在x轴的长度0.5mm，使得已经达到寿命的切割刀刀刃错开、新的切割刀刀刃对样品进行切片，至此，完成第一次刀刃位置切换，切片机配合收集机继续收集切片至4000片。
进一步地，当需要第二次刀刃位置切换时，需要将第一次刀刃位置切换过程中的两次新的切割刀刀刃的使用考虑进去，同样的条件下(样品宽度(在x轴方向的长度)为500um，单次步进量250um，连续步进次数2次，收取连续切片数量4000)，此时应该在人机交互界面中设置切割刀刀刃最大切片数量为3000-2＝2998，保证了同一部位的切割刀刀刃的切片数量不大于其最大切片数量。
切片实例二
样品厚度(沿x轴的长度)为1.0mm，单次步进400um，连续步进次数3次，收取连续切片数量6000。
准备样品树脂包埋块，钻石刀精修表面及暴露侧面，大小为1.0x 0.8x 0.5mm(X xY x Z)，固定在样品夹后稳定安装于切片机样品臂。精细对齐样品面与钻石刀刀刃，为钻石刀刀槽注水，并安装收集机。
在切片机中设置切片厚度为30nm、切片窗口及切片速度。记录每张切片的时间间隔，并输入到装置控制系统中。
当切片数量为4000片时，达到该部位的切割刀刀刃的最大切片数量，用户在人机交互界面(同实例一，不再重复描述)中输入步进方向(同实例一，不再重复描述)，单次步进量为400um，设置连续步进次数为3次，点击开始步进按钮。此时，随着切片的进行，当切片机样品臂达到行程最低端(其运动到的下止点)时，钻石刀刀刃开始向设定方向位移400um，同时样品臂继续上下摆动完成一次切片，当切片机样品臂达到行程最低端时，钻石刀刀刃再次开始向设定方向位移400um，同时样品臂继续上下摆动完成一次切片，当切片机样品臂达到行程最低端时，钻石刀刀刃再次开始向设定方向位移400um，三次步进量之和为1200um＞1.0mm(样品的宽度)，使得已经达到寿命的切割刀刀刃错开、新的切割刀刀刃对样品进行切片，至此，完成第一次刀刃位置切换，切片机配合收集机继续收集切片至6000片。
与实例一相同，本切割条件下，如果需要第二次刀刃位置切换时，应该在人机交互界面中设置切割刀刀刃最大切片数量为4000-2＝3998，以保证同一部位的切割刀刀刃的切片数量不大于其最大切片数量，从而保证切片质量。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀刃位置切换方法，其特征在于，用于超薄切片机，所述刀刃位置切换方法包括步骤：
S100、切割完第N1片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，所述第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
S200、所述第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当所述样品臂运动到样品脱离切割刀时驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到所述第一次步进量、所述第二次步进量、…所述第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
2.根据权利要求1所述的刀刃位置切换方法，其特征在于，所述第一次步进量、所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。
3.根据权利要求2所述的刀刃位置切换方法，其特征在于，M1、…、Mn均等于1。
4.根据权利要求2所述的刀刃位置切换方法，其特征在于，所述切割刀刀刃每次步进时所述样品臂位于其运动到的上止点或下止点。
5.一种刀刃位置切换装置，其特征在于，用于超薄切片机，所述刀刃位置切换装置包括：
刀架，所述刀架安装于超薄切片机的机架；
切割刀；所述切割刀固定于所述刀架，所述切割刀具有切割刀刀刃；
刀刃位置切换控制器；
切片动力装置，所述切片动力装置的控制端与所述刀刃位置切换控制器通信连接，用于驱动所述刀架运动以使得所述切割刀刀刃相对于样品以切片厚度为步进量间歇步进；以及
刀刃位置切换动力装置，所述刀刃位置切换动力装置安装于所述机架，所述刀刃位置切换动力装置的控制端与所述刀刃位置切换控制器通信连接，所述刀刃位置切换动力装置配置为：
切割完第N1片切片后，当样品臂运动到样品脱离切割刀时所述刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向第一次步进，设步进量为第一次步进量，所述第一次步进量小于切片的宽度，其中，N1≤切割刀刀刃最大切片数量；以及
所述第一次步进后，切割完M1、…Mn片切片后，当所述样品臂运动到样品脱离切割刀时所述刀刃位置切换动力装置驱动切割刀刀刃沿样品的宽度方向步进，设步进量分别为第二次步进量、…第n+1次步进量，并且所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均＜所述切片的宽度，直到所述第一次步进量、所述第二次步进量、…所述第n+1次步进量的和≥所述切片的宽度，其中，M1、…和Mn均≤N1。
6.根据权利要求5所述的刀刃位置切换装置，其特征在于，所述第一次步进量、所述第二次步进量、…和所述第n+1次步进量均≤切片宽度的1/n。
7.根据权利要求6所述的刀刃位置切换装置，其特征在于，M1、…、Mn均等于1。
8.根据权利要求6所述的刀刃位置切换装置，其特征在于，所述切割刀刀刃每次步进时所述样品臂位于其运动到的上止点或下止点。
9.一种超薄切片机，其特征在于，包括权利要求5至8中任一项所述的刀刃位置切换装置。
10.根据权利要求9所述的超薄切片机，其特征在于，还包括设置在所述切割刀刀刃处的收集机，以按照切片顺序连续收集所述切片。
CN201910578456.9A 2019-06-28 2019-06-28 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机 Active CN110328712B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910578456.9A CN110328712B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910578456.9A CN110328712B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110328712A true CN110328712A (zh) 2019-10-15
CN110328712B CN110328712B (zh) 2020-06-16

Family

ID=68144558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910578456.9A Active CN110328712B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110328712B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1271092A (zh) * 1999-03-12 2000-10-25 莱卡显微系统努斯洛赫股份有限公司 切片机
CN1309765A (zh) * 1998-05-29 2001-08-22 迈克罗姆国际股份有限公司 用于切片机的刀架
CN1500206A (zh) * 2001-02-01 2004-05-26 赫斯咨询有限公司 切片机
CN1630813A (zh) * 2001-02-09 2005-06-22 赫斯咨询有限公司 显微切片机
CN201069415Y (zh) * 2007-06-15 2008-06-04 浙江省金华市科迪仪器有限公司 一种生物组织切片机
WO2014070564A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Ingrain Inc. Characterization of rock and other samples by means of a process and system for the preparation of samples using castable mounting materials
CN103808567A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 中国石油大学(华东) 一种钎焊接头力学性能实验装置及方法
CN104781645A (zh) * 2012-11-08 2015-07-15 日本樱花检验仪器株式会社 薄切片制作方法以及薄切片制作装置
CN204585329U (zh) * 2015-04-30 2015-08-26 天津蒙特立医疗科技有限责任公司 一种新型多功能生物医药研究实验自动切片机
CN205521637U (zh) * 2016-03-12 2016-08-31 宁波大学 一种生物医药实验用多角度切片器
CN206450606U (zh) * 2017-01-19 2017-08-29 中国人民解放军第三军医大学 一种带有涂片功能的显微镜
CN207415496U (zh) * 2017-11-10 2018-05-29 张益� 一种生物医学用切片机
CN109807956A (zh) * 2019-01-29 2019-05-28 广州特种承压设备检测研究院 切口制样设备及切口制样方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1309765A (zh) * 1998-05-29 2001-08-22 迈克罗姆国际股份有限公司 用于切片机的刀架
CN1271092A (zh) * 1999-03-12 2000-10-25 莱卡显微系统努斯洛赫股份有限公司 切片机
CN1500206A (zh) * 2001-02-01 2004-05-26 赫斯咨询有限公司 切片机
CN1630813A (zh) * 2001-02-09 2005-06-22 赫斯咨询有限公司 显微切片机
CN201069415Y (zh) * 2007-06-15 2008-06-04 浙江省金华市科迪仪器有限公司 一种生物组织切片机
WO2014070564A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Ingrain Inc. Characterization of rock and other samples by means of a process and system for the preparation of samples using castable mounting materials
CN104781645A (zh) * 2012-11-08 2015-07-15 日本樱花检验仪器株式会社 薄切片制作方法以及薄切片制作装置
CN103808567A (zh) * 2014-02-28 2014-05-21 中国石油大学(华东) 一种钎焊接头力学性能实验装置及方法
CN204585329U (zh) * 2015-04-30 2015-08-26 天津蒙特立医疗科技有限责任公司 一种新型多功能生物医药研究实验自动切片机
CN205521637U (zh) * 2016-03-12 2016-08-31 宁波大学 一种生物医药实验用多角度切片器
CN206450606U (zh) * 2017-01-19 2017-08-29 中国人民解放军第三军医大学 一种带有涂片功能的显微镜
CN207415496U (zh) * 2017-11-10 2018-05-29 张益� 一种生物医学用切片机
CN109807956A (zh) * 2019-01-29 2019-05-28 广州特种承压设备检测研究院 切口制样设备及切口制样方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110328712B (zh) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103691498B (zh) 一种移液器及使用其进行移液的方法
DE4111689A1 (de) Automatische anschneidevorrichtung fuer mikrotome, insbesondere ultramikrotome
TW201240932A (en) Methods and apparatus for scoring thin glass
CN103575563A (zh) 具有线性压电致动器的切片机
CN110328712A (zh) 刀刃位置切换方法、装置及包括该装置的超薄切片机
CN209815959U (zh) 基板玻璃切割装置
CN205471824U (zh) 高速四轴收卷机
CN102284971A (zh) 高精度动态自动切割机
CN105590884A (zh) 半自动芯片裂片机及裂片方法
CN201725200U (zh) 数控内圆切片机
CN105289815B (zh) 磨粉收尘系统及使用该系统进行磨粉收尘的方法
CN209738037U (zh) 一种切割角度可调节的瓷砖切割装置
CN109030285A (zh) 水泥胶砂流动度测定仪
CN201373837Y (zh) 一种扫描探针显微镜全自动进样机构
CN112850612B (zh) 一种医用麻醉液药瓶破碎装置
CN210523934U (zh) 多功能钢材剪切机
CN208409976U (zh) 一种自动化金刚石膜的裁剪设备
CN218053036U (zh) 适用于造纸多幅宽调整产品的切纸边装置
CN107247134A (zh) 一种反应杯防卡杯输送装置
CN109269428B (zh) 钢帘线弓高检测装置及检测方法
CN204575365U (zh) 一种手动类生物组织切片机夹头自动进退机构
CN214237504U (zh) 一种偏光板生产用磨边装置
CN114407116B (zh) 一种建筑防水材料生产用分段切割装置
CN216173547U (zh) 一种直线刮胶装置
CN217752150U (zh) 一种建筑施工用开孔装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant