CN114295449B - 一种植物微阵列石蜡芯片制备装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物微阵列石蜡芯片制备装置及方法。该装置包括样品锚定板和侧方固定扣，样品锚定板从上到下依次包括顶板、上限位板、下限位板和底板。本发明还公开了使用该装置进行植物微阵列石蜡芯片制备的具体步骤。本发明可用于实现多样品整体脱水透明包埋，样品的阵列式分布便于后期进行整体修块切片，获得矩阵式石蜡切片。本发明不仅避免了大批量石蜡切片制样过程中对每份材料的脱水、透明、渗蜡等重复操作，还能实现多样品的同步修块切片。相比与现有技术，大幅节约了大批量样品从制样到成片过程中的时间成本，同时减少了离心管、载玻片等大量耗材使用，极大提高了实验操作效率。
Description
技术领域
本发明属于组织芯片技术领域，具体涉及一种植物微阵列石蜡芯片制备装置及方法。
背景技术
石蜡切片是细胞生物学当中一种用于观察组织显微结构的基础实验方法，在人类、动物和植物研究当中都有广泛应用。目前传统的石蜡切片方法由于其繁琐复杂的操作步骤，在植物科学研究领域仍不能高效批量进行。
针对植物样品，传统方法在对大量样品进行脱水、透明和浸蜡等步骤时，需要逐一替换不同样品的不同试剂。后期包埋、修块和切片过程同样需要将不同样品单独分离并分别进行切片粘片。这些过程都相当耗时费力，极大地耽误了实验进度。目前虽然已经有了一些针对前期制样过程而设计的自动化仪器或便捷处理装置，显著提高了制样效率，但是实用性还有待改进。而植物样品在包埋修块切片等步骤中需要逐个分离，这同样是限制石蜡切片效率的关键问题，而现有仪器或装置仍不能解决这个问题。
现有的设备中，针对组织芯片的制备，更多的是关于动物组织或者细胞层面的组织芯片，在设计原理上，大都是通过空心柱对不同样品进行穿刺取芯，然后填充到具有微阵列小孔的模具中再进行切片，得到微阵列石蜡芯片。由于动植物样品在体积和结构上的差异，这些设备并不能用于植物组织芯片的制备。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的就是一种体积小巧、操作简便，能大幅度提高实验效率的植物微阵列石蜡芯片制备装置及方法。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明提供了如下技术方案，提出了一种植物微阵列石蜡芯片制备装置及方法，具体如下。
一种植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，该装置包括样品锚定板和侧方固定扣；样品锚定板从上到下依次包括顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)；其中，顶板(1)和上限位板(5)相互贴合，下限位板(9)和底板(10)相互贴合，顶板(1)和底板(10)用于防止样品掉落；上限位板(5)和下限位板(9)相互平行但不贴合，之间隔开适当距离，供样品穿插放置；上限位板(5)和下限位板(9)均设置呈阵列式分布的锚定孔(6)，上限位板与下限位板的锚定孔(6)位于同一相对位置，上下两个锚定孔(6)实现对单件样品的位置限定；侧方固定扣设有两个，在将样品锚定板固定时分别位于其左右两侧；顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的左右部均设有侧翼凸出，侧翼凸出与侧方固定扣相互配合工作，实现整个样品锚定板的固定与拆卸。
优选地，侧方固定扣(13)设有上下两个尺寸一致的矩形孔，矩形孔宽度与限位板和底板的侧翼凸出宽度一致，上矩形孔(14)的孔内顶底高度差为上限位板(5)与顶板(1)厚度之和，下矩形孔(15)的孔内顶底高度差为下限位板(9)和底板(10)厚度之和。
优选地，侧方固定扣(13)的上矩形孔(14)顶边设有有顶边缺口(16)，便于顶板侧翼凸出(4)先从上方放入，再水平滑动，实现卡位固定。
优选地，顶板(1)和底板(10)采用矩阵窗格式设计，中间主体部分为横竖相交的框条；制作石蜡包埋块过程中，横竖框条相交的格点位置与上限位板和下限位板的锚定孔位置一一对应，避免样品从上下限位板的锚定孔中掉出。
优选地，顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的右下侧均设置斜切角，便于各部件正反面的快速辨认与对齐。
优选地，顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的中央主体区域尺寸均为24.6×30毫米，顶板(1)和底板(10)的厚度为1毫米，上限位板(5)和下限位板(9)的厚度为3毫米，上限位板(5)和下限位板(9)之间的高度间隔为6毫米，锚定孔(6)的内直径为1.8毫米。
优选地，上限位板(5)和下限位板(9)的锚定孔(6)各设36个，采用6×6矩阵式设计。
本发明还公开了一种植物微阵列石蜡芯片制备方法，其使用前述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，具体包括如下步骤：
S1，将下限位板和底板贴合，将两者的侧翼凸出插入侧方固定扣的下矩形孔，实现下限位板和底板的对齐与固定；
S2，将上限位板的侧翼凸出插入侧方固定扣的上矩形孔，将上限位板和下限位板的阵列式锚定孔一一对齐；
S3，将多件植物样品依序逐一从上往下、经上限位板的阵列式锚定孔插入到下限位板的锚定孔中，每个锚定孔中插入一件植物样品，并使所有植物样品呈竖直放置；
S4，将顶板的侧翼凸出从上矩形孔顶边的缺口处放入，再沿水平方向滑入上矩形孔内，实现上限位板和顶板的对齐与固定；
S5，将装有植物样品的植物微阵列石蜡切片装置进行实验处理，再将装置整体进行包埋；待石蜡完全凝固，切掉多余石蜡，再将限位板夹层蜡块侧面修平直至与限位板侧边平齐，获得石蜡包埋块；
S6，将石蜡包埋块的侧翼固定扣去除，再将顶板和上限位板去除，露出限位板中间夹层蜡块，并将表面修理平整，获得待切片的包埋块，用于后续切片处理。
优选地，步骤S5的实验处理包括脱水、透明和浸蜡中的一种或多种。
优选地，植物样品的类型为细长样组织，包括但不限于根部、茎部和叶子。
(三)有益效果
本发明提供的植物微阵列石蜡芯片制备装置对样品两端限位，再通过侧方固定扣的矩形方孔对样品锚定板的侧翼凸出进行嵌合，实现上下分离左右固定。相比于现有设备及方法，本发明具有如下多种显著积极的技术效果：
第一，本发明装置整体体积相比现有设备更加轻便小巧，方便同时使用多套装置进行大批量的石蜡切片实验。
第二，本发明装置中空多孔，方便观察样品在实验过程中的状态，在后续脱水、透明、渗蜡、包埋过程中，样品能够充分接触试剂，在更换试剂过程中更加彻底便捷。
第三，包埋完成后，现有设备需要对包埋块内的样品一一进行分离再做修块切片，而本发明装置的锚定孔为阵列式分布，样品可以独立有序的竖直锚定在装置内，通过锚定孔的位置即可确认对应样品，因而可将包埋块整体进行修整切片，节约了大量修块切片的时间，显著提高了实验效率。
第四，本发明装置用可重复利用的材料制作，同时实现微阵列式石蜡芯片的制备，相较于现有设备，对离心管、玻片等耗材的使用更少，是植物石蜡芯片制备上的创新，具有显著积极的经济和社会效益。
附图说明
图1为植物微阵列石蜡芯片制备装置的结构示意图
图2为植物微阵列石蜡芯片制备装置的正视图(带有样品)
图3为植物微阵列石蜡芯片制备装置的俯视图
附图标记说明：1、顶板；2、上限位板；3、框条；4、顶板侧翼凸出；5、上限位板；6、锚定孔；7限位板侧翼凸出；8、限位板模具固定孔；9、下限位板；10、底板；11、底板侧翼凸出；12、底板模具固定孔；13、侧方固定扣；14、上矩形孔；15、下矩形孔；16、顶边缺口；17、根样品；18、叶样品；19、茎样品。
具体实施方式
下面结合附图及实施案例进一步说明本发明。
图1-3展示了本发明提供的植物微阵列石蜡芯片制备装置。阵列式锚定孔为6×6排列，内直径为1.8毫米，孔边缘间距为2毫米，锚定孔阵列的四个角的连线构成正方形，边长为20.8毫米，略小于载玻片宽边。使用前，先将上限位板、下限位板、底板通过侧翼凸出与侧方固定扣配合工作固定装置，然后将装置放置在装有固定液的平皿中，再将样品按次序从上往下经上限位板的锚定孔插入到下限位板相对应的锚定孔中，样品放置完成后，将顶板侧翼凸出从侧方固定扣的顶边缺口放入，再沿水平方向滑入上矩形孔内，实现上限位板和顶板的对齐与固定，完成样品的锚定过程。此外，还可在上、下限位板和底板对应的模具固定孔中穿插金属丝作为提环，方便装置在装有不同梯度的脱水剂、透明剂和蜡杯容器间逐级转移。包埋完成后，尽可能切掉装置所处立体空间外的蜡块，直至露出侧方固定扣、侧翼凸出、顶板上表面、底板下表面和锚定板侧边，然后依次拆去左右侧方固定扣、顶板和上限位板。拆卸上限位板时可对上限位板上表面进行60℃的短暂加热，使上限位板锚定孔内的蜡稍微融化，锚定孔内的局部样品发生松脱，确保上限位板拆卸后，限位板中间夹层蜡块表面相对平整。在修块过程中，修去多余蜡块，确保样品所在平面矩形的最大宽度不超过载玻片宽边。最后进行切片以及后续操作，完成植物微阵列石蜡芯片的制备。
申请中所描述的具体实例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可对本发明所描述的具体实例做各种修改或者补充，或采用类型的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，该装置包括样品锚定板和侧方固定扣；样品锚定板从上到下依次包括顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)；其中，顶板(1)和上限位板(5)相互贴合，下限位板(9)和底板(10)相互贴合，顶板(1)和底板(10)用于防止样品掉落；上限位板(5)和下限位板(9)相互平行但不贴合，之间隔开适当距离，供样品穿插放置；上限位板(5)和下限位板(9)均设置呈阵列式分布的锚定孔(6)，上限位板与下限位板的锚定孔(6)位于同一相对位置，上下两个锚定孔(6)实现对单件样品的位置限定；侧方固定扣设有两个，在将样品锚定板固定时分别位于其左右两侧；顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的左右部均设有侧翼凸出，侧翼凸出与侧方固定扣相互配合工作，实现整个样品锚定板的固定与拆卸；在上、下限位板和底板对应的模具固定孔中穿插金属丝作为提环。
2.根据权利要求1所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，侧方固定扣(13)设有上下两个尺寸一致的矩形孔，矩形孔宽度与限位板和底板的侧翼凸出宽度一致，上矩形孔(14)的孔内顶底高度差为上限位板(5)与顶板(1)厚度之和，下矩形孔(15)的孔内顶底高度差为下限位板(9)和底板(10)厚度之和。
3.根据权利要求2所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，侧方固定扣(13)的上矩形孔(14)顶边设有顶边缺口(16)，便于顶板侧翼凸出(4)先从上方放入，再水平滑动，实现卡位固定。
4.根据权利要求1所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，顶板(1)和底板(10)采用矩阵窗格式设计，中间主体部分为横竖相交的框条(3)；制作石蜡包埋块过程中，横竖框条(3)相交的格点位置与上限位板和下限位板的锚定孔位置一一对应，避免样品从上下限位板的锚定孔中掉出。
5.根据权利要求1所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的右下侧均设置斜切角，便于各部件正反面的快速辨认与对齐。
6.根据权利要求1所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，顶板(1)、上限位板(5)、下限位板(9)和底板(10)的中央主体区域尺寸均为24.6×30毫米，顶板(1)和底板(10)的厚度为1毫米，上限位板(5)和下限位板(9)的厚度为3毫米，上限位板(5)和下限位板(9)之间的高度间隔为6毫米，锚定孔(6)的内直径为1.8毫米。
7.根据权利要求1所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，其特征在于，上限位板(5)和下限位板(9)的锚定孔(6)各设36个，采用6×6矩阵式设计。
8.一种植物微阵列石蜡芯片制备方法，其使用如权利要求1-7中任意一项所述的植物微阵列石蜡芯片制备装置，具体包括如下步骤：
S1，将下限位板和底板贴合，将两者的侧翼凸出插入侧方固定扣的下矩形孔，实现下限位板和底板的对齐与固定；
S2，将上限位板的侧翼凸出插入侧方固定扣的上矩形孔，将上限位板和下限位板的阵列式锚定孔一一对齐；
S3，将多件植物样品依序逐一从上往下、经上限位板的阵列式锚定孔插入到下限位板的锚定孔中，每个锚定孔中插入一件植物样品，并使所有植物样品呈竖直放置；
S4，将顶板的侧翼凸出从上矩形孔顶边的缺口处放入，再沿水平方向滑入上矩形孔内，实现上限位板和顶板的对齐与固定；
S5，将装有植物样品的植物微阵列石蜡切片装置进行实验处理，再将装置整体进行包埋；待石蜡完全凝固，切掉多余石蜡，再将限位板夹层蜡块侧面修平直至与限位板侧边平齐，获得石蜡包埋块；
S6，将石蜡包埋块的侧翼固定扣去除，再将顶板和上限位板去除，露出限位板中间夹层蜡块，并将表面修理平整，获得待切片的包埋块，用于后续切片处理。
9.根据权利要求8所述的植物微阵列石蜡芯片制备方法，其特征在于，步骤S5的实验处理包括脱水、透明和浸蜡中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的植物微阵列石蜡芯片制备方法，其特征在于，植物样品的类型为细长样组织，包括但不限于根部、茎部和叶子。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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