CN111366435A - 一种生物样品激光切割自动分离装置及分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物样品激光切割自动分离装置及分离方法，其中，此分离装置包括工作台，工作台的上方间隔设置载样板，载样板与第一驱动件连接，以实现载样板沿平行于工作台的平面移动，载样板远离工作台的一侧凹设有多个凹槽，凹槽的槽底透光设置，并用于承载被荧光标识的生物样品，工作台上还设置有荧光显微成像系统和激光切割系统，荧光显微成像系统用于对生物样品实现荧光激发和成像，激光切割系统用于对生物样品按照成像切割，载样板的上方设置有取样机构，取样机构与第二驱动件连接，以实现取样机构移动将凹槽内已切割好的目标样品移除至凹槽外。本发明的分离装置结构简单，可对生物样品进行自动切割，并使切割后的目标样品自动分离。

Description

一种生物样品激光切割自动分离装置及分离方法
技术领域
本发明涉及生物样品分离技术领域，尤其涉及一种生物样品激光切割自动分离装置及分离方法。
背景技术
目前的激光显微切割(Laser Microdissection，LMD)技术，使用的是高频低能脉冲的紫外波段激光对生物样品进行切割，实现对样品的损失降到最低。激光显微切割技术的原理是：通过荧光标记显微成像的手段快速确认目标细胞或目标组织的精确位置，根据位置坐标参数精确控制同轴紫外激光进行显微切割，并结合膜黏附分离的安全性实现目标细胞或目标组织分离进入培养皿。目前生物样品分离前都是放置在玻璃载板上，然后贴上托片膜，激光切割时，托片膜在玻璃载板的下方以托住生物样品，激光切割后，手动方式对切割后的目标细胞或目标组织分离，使其掉入玻璃载板下方的培养皿中。这种方式不仅需要贴托片膜，还需要进行手动分离切割后的目标细胞或目标组织，操作复杂，无法实现自动化和流水线操作。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于：提供一种生物样品激光切割自动分离装置，其结构简单，可对生物样品进行自动切割，并使切割后的目标样品自动分离。
本发明实施例的另一个目的在于：提供一种分离方法，其操作简单，分离过程自动化程度高。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种生物样品激光切割自动分离装置，包括工作台，所述工作台的上方间隔设置载样板，所述载样板与第一驱动件连接，所述第一驱动件可驱动所述载样板沿平行于所述工作台的平面移动，所述载样板远离所述工作台的一侧凹设有多个凹槽，所述凹槽的槽底透光设置，所述凹槽的槽底用于承载被荧光标识的生物样品，所述工作台上还设置有荧光显微成像系统和激光切割系统，所述荧光显微成像系统用于对所述凹槽内的所述生物样品实现荧光激发和成像，所述激光切割系统用于对所述凹槽内的所述生物样品按照所述成像切割，所述载样板的上方设置有取样机构，所述取样机构与第二驱动件连接，所述第二驱动件可驱动所述取样机构移动将所述凹槽内已切割好的目标样品移除至所述凹槽外，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述荧光显微成像系统和激光切割系统均与控制器连接。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述荧光显微成像系统包括沿所述生物样品的成像路径依次设置的物镜、滤光组件、管镜和相机，所述物镜设置在所述载样板的下方并正对所述凹槽，所述滤光组件的一侧设置有用于激发所述生物样品内荧光的激发机构。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述滤光组件包括滤光片和第一双色镜，所述第一双色镜设置在所述物镜的下方，所述滤光片设置在所述第一双色镜和所述相机之间。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述激光切割系统包括沿激光发射路径依次设置的激光器、双轴振镜扫描系统、透镜组件、反射片组件和第二双色镜，所述第二双色镜位于所述第一双色镜下方，所述第二双色镜可将切割用的激光导入至所述物镜内。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述载样板的下方设置有支架，所述支架上间隔设置多个不同放大倍数的所述物镜，所述支架与第三驱动件连接，所述第三驱动件可驱动所述支架移动，以使其中一个所述物镜正对所述第一双色镜。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述取样机构包括取样针，所述取样针通过安装座与所述第二驱动件连接，所述取样针的下端可插入至所述凹槽内；或，
所述取样机构包括真空吸管和抽气件，所述真空吸管与所述抽气件连接，所述抽气件设置于安装座上，所述安装座与所述第二驱动件连接，所述真空吸管的下端可插入至所述凹槽内吸附所述目标样品。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述载样板上呈矩阵分布有多个所述凹槽。
作为生物样品激光切割自动分离装置的一种优选方案，所述载样板包括不透光的板本体，所述板本体上沿其厚度方向贯穿开设有通孔，所述板本体靠近所述工作台的一侧面设置有透光的石英玻璃板，所述石英玻璃板封堵所述通孔的下端开口，所述石英玻璃板靠近所述板本体的一侧边并正对所述通孔的部分为所述凹槽的槽底。
第二方面，提供一种分离方法，使用所述的生物样品激光切割自动分离装置，包括如下步骤：
步骤S100、将荧光标识好的生物样品置于载样板的凹槽内；
步骤S200、调整所述载样板的位置使需要取样的所述凹槽正对荧光显微成像系统的物镜；
步骤S300、启动所述荧光显微成像系统，激发所述生物样品内的荧光并对所述生物样品内的目标样品进行坐标成像；
步骤S400、启动所述激光切割系统，使切割所述生物样品的激光通过所述物镜聚焦在所述凹槽内，沿所述目标样品的边缘轮廓坐标轨迹进行自动切割；
步骤S500、切割完成后，启动所述取样机构，将所述凹槽内切割好的所述目标样品移出至所述凹槽外。
作为分离方法的一种优选方案，所述载样板上设置有多个所述凹槽，所述取样机构在切割完成后依次取出各个所述凹槽内的所述目标样品；或，
所述取样机构同时取出至少两个所述凹槽内的所述目标样品。
本发明的有益效果为：通过设置移动的载样板，可以使载样板上每个凹槽内的生物样品都能依次进行激发、成像和切割，无需手动放置生物样品，而设置移动的取样机构，可以对切割后的目标样品实现自动取样，整个过程可以实现全自动化，取样效率和取样精度高。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例的生物样品激光切割自动分离装置的立体示意图。
图2为本发明实施例的载样板与物镜的示意图。
图3为本发明实施例的生物样品分离方法的流程示意图。
图中：
1、工作台；2、载样板；21、凹槽；3、生物样品；4、荧光显微成像系统；41、相机；42、物镜；43、滤光盒；431、滤光片；44、第一双色镜；45、激发机构；46、支架；47、管镜；5、激光切割系统；51、激光器；52、双轴振镜扫描系统；53、透镜组件；54、反射片组件；55、第二双色镜；6、取样机构；61、取样针；62、安装座；7、升降气缸；8、第三驱动件。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1和图2所示，本发明的生物样品激光切割自动分离装置包括工作台1，所述工作台1的上方间隔设置载样板2，所述载样板2与第一驱动件(图上未示出)连接，所述第一驱动件可驱动所述载样板2沿平行于所述工作台1的平面移动，所述载样板2远离所述工作台1的一侧凹设有多个凹槽21，所述凹槽21的槽底透光设置，所述凹槽21的槽底用于承载被荧光标识的生物样品3，所述工作台1上还设置有荧光显微成像系统4和激光切割系统5，所述荧光显微成像系统4用于对所述凹槽21内的所述生物样品3实现荧光激发和成像，所述激光切割系统5用于对所述凹槽21内的所述生物样品3按照所述成像切割，以形成目标样品，所述载样板2的上方设置有取样机构6，所述取样机构6与第二驱动件连接，所述第二驱动件可驱动所述取样机构6移动将所述凹槽21内已切割好的目标样品移除至所述凹槽21外，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述荧光显微成像系统4和激光切割系统5均与控制器连接。通过设置移动的载样板2，可以使载样板2上每个凹槽21内的生物样品3都能依次进行激发、成像和切割，无需手动放置生物样品3，而设置移动的取样机构6，可以对切割后的目标样品实现自动取样，整个过程可以实现全自动化，取样效率和取样精度高。本发明实施例的生物样品激光切割自动分离装置集成了生物样品3荧光激发、成像、切割和取样这一系列功能，整个过程全自动化，无需人工操作。本发明实施例的生物样品激光切割自动分离装置的载样板2的凹槽21开口朝上，在生物样品3放置于凹槽21内后，荧光显微成像系统4和激光切割系统5从载样板2的下方对生物样品3进行对应的操作，无需贴托片膜支撑生物样品3，简化了工序，降低了操作难度。
具体地，目标样品为目标细胞或目标组织。
在本实施例中，所述荧光显微成像系统4包括沿所述生物样品3的成像路径依次设置的物镜42、滤光组件、管镜47和相机41，所述物镜42设置在所述载样板2的下方并正对所述凹槽21，所述滤光组件的一侧设置有用于激发所述生物样品3内荧光的激发机构45。此结构的荧光显微成像系统4可以利用激发机构45发出的特定波长激发光束，激发生物样品3。生物样品3内染料标记的目标样品，发射出荧光信号。荧光信号被物镜42收集和汇聚，选择性地通过滤光组件并经管镜47聚焦成像到相机41。成像后，控制器获取到准确地目标样品边缘轮廓的坐标位置和区域轨迹，再控制激光切割系统5按照坐标位置和区域轨迹进行切割。
具体地，激发机构45为激光发射器，此激光发射器可以根据生物样品3内的荧光的种类进行选择，选择合适的波段的激光以完全激发生物样品3内的荧光，保证生物样品3的目标样品的成像效果好。对于具体的荧光、激发荧光的激光的选择为常规的技术，此处不再赘述。
在其他实施例中，还可以选择LED灯激发生物样品3内的荧光，LED灯的芯片发射的不同波段的光也能够激发生物样品3内的荧光。
一实施例中，所述滤光组件包括滤光片431和第一双色镜44，所述第一双色镜44设置在所述物镜42的下方，所述滤光片431设置在所述第一双色镜44和所述相机41之间。
双色镜(Dichroic Mirrors)又称二向色镜，其常用于激光技术中，双色镜的特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射。
在本实施例中，相机41和第二双色镜55之间设置滤光盒43，滤光盒43沿内间隔设置多个可以滤掉不同颜色的光的滤光片431，在同一时间内仅有一个所述滤光片431正对所述相机41，所述滤光盒43通过第四驱动件(图上未示出)驱动实现移动，所述第四驱动件可以根据滤光片431的排布位置进行移动，比如，如果多个所述滤光片431沿水平方向间隔排布，那么第四驱动件可驱动所述滤光盒43沿水平方向移动；如果多个所述滤光片431沿竖直方向间隔排布，那么第四驱动件可驱动所述滤光盒43沿竖直方向移动。此设计可以使整个生物样品激光切割自动分离装置的荧光显微成像系统能适合被不同种类的荧光标识的生物样品3的成像需求。
另外，为了能适应不同种类的生物样品3的成像和切割，所述载样板2的下方设置有支架46，所述支架46上间隔设置多个不同放大倍数的所述物镜42，所述支架46与第三驱动件8连接，所述第三驱动件8可驱动所述支架46移动，以使其中一个所述物镜42正对所述第一双色镜44。第三驱动件8可沿水平方向驱动支架46移动，进而实现物镜42的切换。
一实施例中，所述激光切割系统5包括沿激光发射路径依次设置的激光器51、双轴振镜扫描系统52、透镜组件53、反射片组件54和第二双色镜55，所述第二双色镜55位于所述第一双色镜44下方，所述第二双色镜55可将切割用的激光导入至所述物镜42内，以在凹槽21的槽底的指定位置聚焦。荧光显微成像系统4和激光切割系统5均通过同一个物镜42进行聚焦，以实现同光轴传输，进而获取到目标样品的位置坐标和区域轨迹。
具体地，激光器51可以发出波段为349nm或355nm的紫外激光，此紫外激光的脉冲宽度小于4ns，且最小脉冲能量控制在1μJ以内。选择此种激光是由于生物样品3会吸收紫外波段实现被切割，同时为了提高切割精度和减少激光对生物样品3的损伤。
激光切割系统5的切割远离为：激光器51发射出光斑半径较小的脉冲紫外激光光束，紫外激光光束经过双轴振镜扫描系统52进行高精度(小于0.3微米)控制定位，控制算法依据荧光成像获得的目标样品的坐标参数，双轴振镜扫描系统52进行精确控制，确保紫外激光光束经过透镜组件53、反射片组件54、第二双色镜55以及物镜42后，聚焦在凹槽21的槽底内目标坐标，实现显微切割操作。
一实施例中，所述取样机构6包括取样针61，所述取样针61通过安装座62与所述第二驱动件连接，所述取样针61的下端可插入至所述凹槽21内。通过设置取样针61，可以在生物样品3切割后将目标样品刺穿并搬运至指定位置，比如说培养皿。
在其他实施例中，不限于采用取样针61，还可以将所述取样机构6设置为真空吸管和抽气件配合的结构，所述真空吸管与所述抽气件连接，所述抽气件设置于安装座62上，所述安装座62与所述第二驱动件连接，所述真空吸管的下端可插入至所述凹槽21内吸附所述目标样品。
第二驱动件可以设定为驱动取样机构6沿X、Y、Z三轴向移动的驱动件，也可以设置为仅沿Z向(即竖直方向)移动的驱动件，比如所述第二驱动件为升降气缸7，升降气缸7的活塞杆端部连接所述安装座62。在其他实施例中，还可以设置额外的驱动件单独驱动取样针61实现竖直方向的伸缩。
本发明实施例中的驱动件，可以根据需要选择电机与丝杆、丝杠组合的直线移动结构，也可以设置为电机、滑轨和滑块配合的直线移动结构，或者是气缸。
在本实施例中，所述载样板2上呈矩阵分布有多个所述凹槽21。矩阵分布的凹槽21更加便于实现准确的坐标定位。
所述载样板2包括不透光的板本体，所述板本体上沿其厚度方向贯穿开设有通孔，所述板本体靠近所述工作台1的一侧面设置有透光的石英玻璃板，所述石英玻璃板封堵所述通孔的下端开口，所述石英玻璃板靠近所述板本体的一侧边并正对所述通孔的部分为所述凹槽21的槽底。分体式的结构可以降低制造难度，透光材料中石英玻璃是比较好的选择，但是石英玻璃上开槽难度较大，因此设置为不透光的板本体与石英玻璃板组合的结构，即满足了高透光效果，又降低了制造难度。
在其他实施例中，还可以将载样板2采用含氟的PMMA塑料(即含氟的聚甲基丙烯酸甲酯)一体制造成型，在PMMA塑料的上表面开设不贯穿的凹槽21，PMMA塑料可以透过紫外波长。或者是在载样板2上预先开设通孔，然后在通孔内嵌入石英玻璃。
本发明实施例还提供一种分离方法，如图3所示(参照图1和图2)，使用如上任意实施例的生物样品激光切割自动分离装置，包括如下步骤：
步骤S100、将荧光标识好的生物样品3置于载样板2的凹槽21内；
步骤S200、调整所述载样板2的位置使需要取样的所述凹槽21正对荧光显微成像系统4的物镜42；
步骤S300、启动所述荧光显微成像系统4，激发所述生物样品3内的荧光并对所述生物样品3内的目标样品进行坐标成像；
步骤S400、启动所述激光切割系统5，使切割所述生物样品3的激光通过所述物镜42聚焦在所述凹槽21内，沿所述目标样品的边缘轮廓坐标轨迹进行自动切割；
步骤S500、切割完成后，启动所述取样机构6，将所述凹槽21内切割好的所述目标样品移出至所述凹槽21外。
本发明实施例的分离方法操作简单，整个荧光激发、成像、激光切割和取样都是依序进行，整个过程全自动化操作，无需人工操作，提升了分离效率和分离精度。
在本实施例中，所述取样机构6在切割完成后依次取出各个所述凹槽21内的所述目标样品。
为了提升取样的效率，还可以在切割完成后采用取样机构6一次性取出两个或两个以上的所述凹槽21内的所述目标样品。
在本实施例中，多个凹槽21呈矩阵排布，沿X方向，设置有N个凹槽21，对应地，在载样板2上设置有N个取样针61，取样针61与凹槽21位置一一对应，切割操作完成周，N个取样针61在第二驱动件的驱动下准确地移动到载样板2的上方的对应的凹槽21处，取样针61下降伸入至凹槽21内，刺住目标样品后，再在第二驱动件的驱动下移出到凹槽21的外部至对应的培养皿(图中未示出)内，然后再重复上述动作直至载样板2的所有凹槽21内的目标样品被取出。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的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。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，包括工作台，所述工作台的上方间隔设置载样板，所述载样板与第一驱动件连接，所述第一驱动件可驱动所述载样板沿平行于所述工作台的平面移动，所述载样板远离所述工作台的一侧凹设有多个凹槽，所述凹槽的槽底透光设置，所述凹槽的槽底用于承载被荧光标识的生物样品，所述工作台上还设置有荧光显微成像系统和激光切割系统，所述荧光显微成像系统用于对所述凹槽内的所述生物样品实现荧光激发和成像，所述激光切割系统用于对所述凹槽内的所述生物样品按照所述成像切割，所述载样板的上方设置有取样机构，所述取样机构与第二驱动件连接，所述第二驱动件可驱动所述取样机构移动将所述凹槽内已切割好的目标样品移除至所述凹槽外，所述第一驱动件、所述第二驱动件、所述荧光显微成像系统和激光切割系统均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述荧光显微成像系统包括沿所述生物样品的成像路径依次设置的物镜、滤光组件、管镜和相机，所述物镜设置在所述载样板的下方并正对所述凹槽，所述滤光组件的一侧设置有用于激发所述生物样品内荧光的激发机构。
3.根据权利要求2所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述滤光组件包括滤光片和第一双色镜，所述第一双色镜设置在所述物镜的下方，所述滤光片设置在所述第一双色镜和所述相机之间。
4.根据权利要求3所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述激光切割系统包括沿激光发射路径依次设置的激光器、双轴振镜扫描系统、透镜组件、反射片组件和第二双色镜，所述第二双色镜位于所述第一双色镜下方，所述第二双色镜可将切割用的激光导入至所述物镜内。
5.根据权利要求3所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述载样板的下方设置有支架，所述支架上间隔设置多个不同放大倍数的所述物镜，所述支架与第三驱动件连接，所述第三驱动件可驱动所述支架移动，以使其中一个所述物镜正对所述第一双色镜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述取样机构包括取样针，所述取样针通过安装座与所述第二驱动件连接，所述取样针的下端可插入至所述凹槽内；或，
所述取样机构包括真空吸管和抽气件，所述真空吸管与所述抽气件连接，所述抽气件设置于安装座上，所述安装座与所述第二驱动件连接，所述真空吸管的下端可插入至所述凹槽内吸附所述目标样品。
7.根据权利要求1至5任一项所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述载样板上呈矩阵分布有多个所述凹槽。
8.根据权利要求1至5任一项所述的生物样品激光切割自动分离装置，其特征在于，所述载样板包括不透光的板本体，所述板本体上沿其厚度方向贯穿开设有通孔，所述板本体靠近所述工作台的一侧面设置有透光的石英玻璃板，所述石英玻璃板封堵所述通孔的下端开口，所述石英玻璃板靠近所述板本体的一侧边并正对所述通孔的部分为所述凹槽的槽底。
9.一种分离方法，其特征在于，使用如权利要求1至8任一项所述的生物样品激光切割自动分离装置，包括如下步骤：
步骤S100、将荧光标识好的生物样品置于载样板的凹槽内；
步骤S200、调整所述载样板的位置使需要取样的所述凹槽正对荧光显微成像系统的物镜；
步骤S300、启动所述荧光显微成像系统，激发所述生物样品内的荧光并对所述生物样品内的目标样品进行坐标成像；
步骤S400、启动所述激光切割系统，使切割所述生物样品的激光通过所述物镜聚焦在所述凹槽内，沿所述目标样品的边缘轮廓坐标轨迹进行自动切割；
步骤S500、切割完成后，启动所述取样机构，将所述凹槽内切割好的所述目标样品移出至所述凹槽外。
10.根据权利要求9所述的分离方法，其特征在于，所述载样板上设置有多个所述凹槽，所述取样机构在切割完成后依次取出各个所述凹槽内的所述目标样品；或，
所述取样机构同时取出至少两个所述凹槽内的所述目标样品。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113155510A (zh) * 2021-04-16 2021-07-23 伊达生物有限公司 组织细胞分割采样系统和方法
CN115308004A (zh) * 2022-10-12 2022-11-08 天津云检医学检验所有限公司 激光捕获显微切割方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000034756A2 (en) * 1998-12-08 2000-06-15 Arcturus Engineering, Inc. Small diameter laser capture microdissection
CN103189732A (zh) * 2010-08-30 2013-07-03 德国健康与环境研究中心慕尼黑赫姆霍兹中心 用于自动将至少一个显微标本与标本载体分离并且转移到收集系统的装置和方法
US20170284907A1 (en) * 2001-11-05 2017-10-05 Life Technologies Corporation Automated Microdissection Instrument
CN108138109A (zh) * 2015-10-07 2018-06-08 前沿生物系统有限公司 取样系统
CN212180392U (zh) * 2020-04-27 2020-12-18 中国科学院广州生物医药与健康研究院 一种生物样品激光切割自动分离装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000034756A2 (en) * 1998-12-08 2000-06-15 Arcturus Engineering, Inc. Small diameter laser capture microdissection
US20170284907A1 (en) * 2001-11-05 2017-10-05 Life Technologies Corporation Automated Microdissection Instrument
CN103189732A (zh) * 2010-08-30 2013-07-03 德国健康与环境研究中心慕尼黑赫姆霍兹中心 用于自动将至少一个显微标本与标本载体分离并且转移到收集系统的装置和方法
CN108138109A (zh) * 2015-10-07 2018-06-08 前沿生物系统有限公司 取样系统
CN212180392U (zh) * 2020-04-27 2020-12-18 中国科学院广州生物医药与健康研究院 一种生物样品激光切割自动分离装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113155510A (zh) * 2021-04-16 2021-07-23 伊达生物有限公司 组织细胞分割采样系统和方法
CN113155510B (zh) * 2021-04-16 2024-05-10 伊达生物有限公司 组织细胞分割采样系统和方法
CN115308004A (zh) * 2022-10-12 2022-11-08 天津云检医学检验所有限公司 激光捕获显微切割方法
CN115308004B (zh) * 2022-10-12 2022-12-23 天津云检医学检验所有限公司 激光捕获显微切割方法

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