CN113514307A - 载玻片自动染色系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于细胞涂片染色技术领域，尤其涉及载玻片自动染色系统，包括输入单元、控制单元、滴液单元、压盖单元、混合单元和干燥单元；输入单元用于输入细胞类型；控制单元内存储有各类型细胞的染色方案，控制单元用于根据输入的细胞类型，匹配出对应的染色方案，并根据染色方案给滴液单元发送滴液信号；滴液单元用于接收到滴液信号后按照染色方案对涂片进行滴液操作；控制单元还用于发送滴液信号第一时间后，给压盖单元发送固定信号；压盖单元用于接收到固定信号后，对涂片进行压片固定，并在固定完成后给控制单元发送固定完成信号。本系统能够稳定的进行高质量的涂片染色。
Description
技术领域
本发明属于细胞涂片染色技术领域，尤其涉及载玻片自动染色系统。
背景技术
为了对细胞和组织进行有效的观察，在用显微镜进行观察前，需要对其进行处理。具体的，需要将标本均匀的涂抹在载玻片上形成单层均匀的涂层(称之为涂片，如血液、骨髓等)，涂片采用特殊工艺将涂层固定和干燥，然后将染色液及缓冲液依次滴在涂片上使染液与涂层充分接触进行染色(使细胞核和细胞质染成不同的颜色)，染色后采用清洗液冲洗染色后的涂片将多余染液冲洗掉，然后对冲洗后的涂片进行干燥。再将染色后的涂片放在显微镜上进行细胞检测。
目前，细胞涂片染色主要还是由人工操作完成，但是不同工作人员对染液滴加量、染色时间及染色均匀程度的控制不同，得到的涂片染色效果差异会非常大，难以保证涂片染色效果的质量。而涂片的染色质量，则会影响后续的细胞观察。当涂片染色效果无法保证时，工作人员需要花费大量时间来寻找满足观察要求的细胞，检测效率低下；并且，由于染色效果无法保证，还可能出现因为细胞无法识别或错误识别而导致的漏诊、误诊。
因此，需要一种载玻片自动染色系统，能够稳定的进行高质量的涂片染色。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种载玻片自动染色系统，能够稳定的进行高质量的涂片染色。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
载玻片自动染色系统，包括输入单元、控制单元、滴液单元、压盖单元、混合单元和干燥单元；
输入单元用于输入细胞类型；控制单元内存储有各类型细胞的染色方案，控制单元用于根据输入的细胞类型，匹配出对应的染色方案，并根据染色方案给滴液单元发送滴液信号；滴液单元用于接收到滴液信号后按照染色方案对涂片进行滴液操作；
控制单元还用于发送滴液信号第一时间后，给压盖单元发送固定信号；压盖单元用于接收到固定信号后，对涂片进行压片固定，并在固定完成后给控制单元发送固定完成信号；控制单元还用于接收到固定完成信号后给混合单元发送混合信号，混合单元用于接收到混合信号后，对涂片进行混合操作，并在混合完成后给控制单元发送混合完成信号；
控制单元还用于接收到混合完成信号后给滴液单元发送清洁信号，滴液单元还用于接收到清洁信号后进行冲洗操作，并在冲洗完成后给控制单元发送冲洗完成信号；控制单元还用于接收到冲洗完成信号后给干燥单元发送干燥信号，干燥单元用于接收到干燥信号后进行干燥操作。
基础方案原理及有益效果如下：
使用本系统，将载玻片放置到预设位置后，工作人员通过输入单元(如鼠标键盘)输入细胞类型后，控制单元根据细胞类型，匹配出对应的染色方案。染色方案的内容，包括滴液单元按不同间隔时间滴加不同种类、顺序和比例的各种染液、缓冲液、清洗液等。
之后，控制单元给滴液单元发送滴液信号，滴液单元按照染色方案对涂片进行滴液(染液及缓冲液)操作。这样的滴液方式，由于染色方案为预存，可以保证对相同类型细胞涂片的滴液方式的一致性。控制单元发送滴液信号第一时间后给压盖单元发送固定信号，压盖单元对涂片进行压片固定，防止后续混合时液体飞溅造成环境污染和生物危害。
压盖单元固定完成后给控制单元发送固定完成信号，控制单元后给混合单元发送混合信号，混合单元对涂片进行混合操作(如摇动或吹动等方式)，使染色液和缓冲液充分与涂片上的细胞涂层接触，进而使整个涂片的染色均匀、一致且充分。
混合完成后，混合单元给控制单元发送混合完成信号，控制单元给滴液单元发送清洁信号，滴液单元进行冲洗操作，将多余的染液冲洗干净。冲洗完成后滴液单元给控制单元发送冲洗完成信号，控制单元给干燥单元发送干燥信号，干燥单元进行干燥处理，便于涂片的长期保存。
使用本系统，工作人员只需要输入细胞的类型即可，系统会自动匹配出对应的染色方案，并自动进行滴液、压盖、混合、清洗及干燥的工作，不仅可以保证涂片的质量，使细胞成像清晰易认，提高观察效率；同时，标准化的染色工艺制成的染色涂片具有良好的染色效果一致性，更适宜于进行全自动机器图像采集和图像识别，可极大的提高涂片检查效率和及时性。
进一步，控制单元内还预存有多种冲洗档位；控制单元还用于根据染色方案及输入的细胞类型匹配出对应的冲洗档位；滴液单元接收到清洁信号后，按照对应的冲洗档位进行冲洗操作。
这样，预设每种细胞对应的冲洗档位，在进行清洗时，会根据具体的细胞类型调整到使用的强度对其进行冲洗，可避免强度过大造成细胞涂层脱落，或强度太小导致多于染色液未冲洗干净的情况。
进一步，滴液单元包括染液滴加管路、清洗液冲洗管路和废液收集管路。
滴液单元通过不同的管路设计，可以分别对涂片进行滴液和清洗操作。
进一步，混合单元包括转盘与转盘电机。
进一步，还包括放置单元，放置单元固定在转盘上，用于放置载玻片。
工作人员将载玻片放在放置单元上，系统即可自动进行后续的操作。
进一步，放置单元包括从下到上的底座、倾斜机构和摆放座；底座与转盘固定；倾斜机构包括四根分别与控制单元电连接的电伸缩杆，电伸缩杆竖直固定在底座上，电伸缩杆的自由端与摆放座的底面固定。
进一步，干燥单元包括陶瓷加热片、风机和温度传感器，风机朝向摆放座。
风机与转盘的配合，可很好的完成涂片的干燥工作。
进一步，还包括图像采集单元，用于采集涂片的染色图像并发送给控制单元。
进一步，控制单元还用于发送滴液信号第二时间后，根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，则控制单元根据分析结果生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略，混合策略包括电伸缩杆的伸缩量、转盘电机的转动角度及风机的档位；之后，控制单元按照混合策略控制电伸缩杆、转盘电机及风机工作预设时长；其中，第二时间小于第一时间。
为了观察时便于对细胞进行观察，染液需要在涂片上位于理想的区域位置。但在具体染色的过程中，由于放置涂片位置的偏差或者滴液的偏差，有时会出现染液没有位于理想位置或滴下后非常不均匀的情况。
控制单元根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，说明染液需要进行调整。因此，控制单元根据分析结果生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略，混合策略包括电伸缩杆的伸缩量、转盘电机的转动角度及风机的档位。通过控制电伸缩杆的伸缩，可使染液向标准位置移动，再配合转盘电机转动带动转盘转动，风机吹出的风能将染液向标准位置均匀混合。进而保证成品的质量。
进一步，控制单元还用于发送滴液信号第三时间后，根据染色图像、细胞种类及染液的种类，分析染液的颜色及深度，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则调整染色方案；第三时间大于第二时间小于第一时间。
发送滴液信号第三时间后，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则说明当前的染色方案不足以完成良好的染色，因此，控制单元调整染色方案，强化染色效果，尽量避免因染色效果不足而造成后续的细胞分析工作不顺利。
附图说明
图1为本发明实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
如图1所示，载玻片自动染色系统，包括输入单元、控制单元、滴液单元、压盖单元、混合单元和干燥单元。
本实施例中，输入单元为鼠标键盘，输入单元及控制单元集成在工业PC上。滴液单元包括染液滴加管路、清洗液冲洗管路和废液收集管路。这些管路采用现有的管路即可，通过微控制器可控制各管路的启闭及流量，这些都属于现有技术，在此不再赘述。
压盖单元包括机械臂和红外传感器；混合单元包括转盘和转盘电机，转盘电机的输出轴通过传动机构与转盘连接。干燥单元包括陶瓷加热片、风机和温度传感器。干燥单元使用的设备均为常用的干燥设备，按照本领域技术人员熟悉的方式安装和使用即可，在此不再赘述。
输入单元用于输入细胞类型；控制单元内存储有各类型细胞的染色方案，还存储有多种冲洗档位。
控制单元用于根据输入的细胞类型匹配出对应的染色方案，并根据染色方案给滴液单元发送滴液信号；滴液单元用于接收到滴液信号后，按照染色方案通过对应的染液滴加管路对涂片进行滴液操作；
控制单元还用于发送滴液信号第一时间后，给压盖单元发送固定信号；压盖单元用于接收到固定信号后，对涂片进行压片固定，并在固定完成后给控制单元发送固定完成信号；控制单元还用于接收到固定完成信号后给混合单元发送混合信号，混合单元用于接收到混合信号后，对涂片进行混合操作，并在混合完成后给控制单元发送混合完成信号；
控制单元还用于根据染色方案及输入的细胞类型匹配出对应的冲洗档位；控制单元还用于接收到混合完成信号后给滴液单元发送清洁信号，滴液单元还用于接收到清洁信号后，按照对应的冲洗档位通过清洗液冲洗管路和废液收集管路进行冲洗操作，并在冲洗完成后给控制单元发送冲洗完成信号；控制单元还用于接收到冲洗完成信号后给干燥单元发送干燥信号，干燥单元用于接收到干燥信号后进行干燥操作。
使用本系统，工作人员只需要输入细胞的类型即可，系统会自动匹配出对应的染色方案，并自动进行滴液、压盖、混合、清洗及干燥的工作，不仅可以保证涂片的质量，使细胞成像清晰易认，提高观察效率；同时，标准化的染色工艺制成的染色涂片具有良好的染色效果一致性，更适宜于进行全自动机器图像采集和图像识别，可极大的提高涂片检查效率和及时性。
实施例二
与实施例一的区别在于，本实施例中，还包括放置单元，放置单元固定在转盘上，用于放置载玻片。具体的，放置单元包括从下到上的底座、倾斜机构和摆放座；底座与转盘固定；倾斜机构包括四根分别与控制单元电连接的电伸缩杆，电伸缩杆竖直固定在底座上，电伸缩杆的自由端与摆放座的底面固定。本实施例中，干燥单元的风机朝向摆放座。
还包括图像采集单元，用于采集涂片的染色图像并发送给控制单元。
控制单元还用于发送滴液信号第二时间后，根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，则控制单元根据分析结果生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略，混合策略包括电伸缩杆的伸缩量、转盘电机的转动角度及风机的档位；之后，控制单元按照混合策略控制电伸缩杆、转盘电机及风机工作预设时长；其中，第二时间小于第一时间。
控制单元还用于发送滴液信号第三时间后，根据染色图像、细胞种类及染液的种类，分析染液的颜色及深度，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则调整染色方案；第三时间大于第二时间小于第一时间。发送滴液信号第三时间后，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则说明当前的染色方案不足以完成良好的染色，因此，控制单元调整染色方案，强化染色效果，尽量避免因染色效果不足而造成后续的细胞分析工作不顺利。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.载玻片自动染色系统，其特征在于：包括输入单元、控制单元、滴液单元、压盖单元、混合单元和干燥单元；
输入单元用于输入细胞类型；控制单元内存储有各类型细胞的染色方案，控制单元用于根据输入的细胞类型，匹配出对应的染色方案，并根据染色方案给滴液单元发送滴液信号；滴液单元用于接收到滴液信号后按照染色方案对涂片进行滴液操作；
控制单元还用于发送滴液信号第一时间后，给压盖单元发送固定信号；压盖单元用于接收到固定信号后，对涂片进行压片固定，并在固定完成后给控制单元发送固定完成信号；控制单元还用于接收到固定完成信号后给混合单元发送混合信号，混合单元用于接收到混合信号后，对涂片进行混合操作，并在混合完成后给控制单元发送混合完成信号；
控制单元还用于接收到混合完成信号后给滴液单元发送清洁信号，滴液单元还用于接收到清洁信号后进行冲洗操作，并在冲洗完成后给控制单元发送冲洗完成信号；控制单元还用于接收到冲洗完成信号后给干燥单元发送干燥信号，干燥单元用于接收到干燥信号后进行干燥操作。
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：控制单元内还预存有多种冲洗档位；控制单元还用于根据染色方案及输入的细胞类型匹配出对应的冲洗档位；滴液单元接收到清洁信号后，按照对应的冲洗档位进行冲洗操作。
3.根据权利要求2所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：滴液单元包括染液滴加管路、清洗液冲洗管路和废液收集管路。
4.根据权利要求1所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：混合单元包括转盘与转盘电机。
5.根据权利要求4所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：还包括放置单元，放置单元固定在转盘上，用于放置载玻片。
6.根据权利要求5所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：放置单元包括从下到上的底座、倾斜机构和摆放座；底座与转盘固定；倾斜机构包括四根分别与控制单元电连接的电伸缩杆，电伸缩杆竖直固定在底座上，电伸缩杆的自由端与摆放座的底面固定。
7.根据权利要求6所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：干燥单元包括陶瓷加热片、风机和温度传感器，风机朝向摆放座。
8.根据权利要求7所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：还包括图像采集单元，用于采集涂片的染色图像并发送给控制单元。
9.根据权利要求8所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：控制单元还用于发送滴液信号第二时间后，根据染色图像分析染液的位置和均匀度，若分析结果为位置或均匀度未达到预设标准，则控制单元根据分析结果生成使涂片上染液向标准位置均匀混合的混合策略，混合策略包括电伸缩杆的伸缩量、转盘电机的转动角度及风机的档位；之后，控制单元按照混合策略控制电伸缩杆、转盘电机及风机工作预设时长；其中，第二时间小于第一时间。
10.根据权利要求9所述的载玻片自动染色系统，其特征在于：控制单元还用于发送滴液信号第三时间后，根据染色图像、细胞种类及染液的种类，分析染液的颜色及深度，若染液的颜色低于预设颜色值或深度低于预设深度值，则调整染色方案；第三时间大于第二时间小于第一时间。
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