CN116829921A - 具有高吞吐量的自动化组织切片转移系统 - Google Patents

Abstract

本公开可以实现用于增加自动化组织切片装置中的吞吐量以减少针对多个组织块的组织样本准备时间的系统和方法。本公开进一步提供了用于组织样本的水合的系统和方法。

Description

具有高吞吐量的自动化组织切片转移系统

相关申请

本申请要求于2020年9月8日提交的美国临时申请序列第63/075441号、于2020年9月11日提交的美国临时申请序列第63/07743号、于2021年9月8日提交的美国发明申请序列第17/469351号、以及于2021年9月8日提交的美国发明申请序列第17/469364号的利益和优先权，这些申请均以引用方式以其整体并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于从生物组织块切片组织的自动化系统和方法，并且更具体地，涉及在此类自动化装置中提供更高吞吐量的系统和方法。

背景技术

传统的切片法(用于显微镜观察的微米薄的组织切片的产生)是精细、耗时的手工任务。组织样本切片的数字成像的最新进展使得期望非常快速地对样本块进行切割。举例而言，当作为临床护理的部分对组织进行切片时，时间是改善患者护理的重要变量。在出于解剖病理学的术中应用目的对组织的切片期间，例如在检查肺部肿瘤边缘以确定是否已经移除了足够的组织时，能够被节省的每一分钟都具有临床价值。为了快速地创建大量的样本切片，期望使得由切片机刀片从支撑组织块中切割组织切片以及促进所切割的组织切片到载玻片的转移的过程自动化。

在出于解剖病理学的术中应用目的对组织的切片期间能够被节省的每一分钟都可能是关键的。提供可以增加组织切片、节省时间的自动化系统会是有利的。

发明内容

存在对用于准备组织样本的系统和方法的改进的需要。除了具有其他期望的特性之外，本公开还涉及解决该需求的解决方案。

在一些方面，本公开提供了一种用于准备组织样本的自动化系统，该自动化系统包括一个或多个切片机、水合系统和处理器，该处理器被编程成用于：由一个或多个切片机发起对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块的表面处理；以及使第一组织块由水合系统水合达第一预定时间；以及在第一组织块被水合时由一个或多个切片机发起对第二组织块的表面处理，该第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；以及使第二组织块由水合系统水合达第二预定时间；以及在第二组织块被水合时发起一个或多个切片机开始对第一组织块的切片。

在一些实施例中，一个或多个切片机包括第一切片机和第二切片机。在一些实施例中，方法可以进一步包括权利要求1所述的自动化系统，其中，处理器被编程成用于：发起由第一切片机对第一组织块的表面处理，以及使第一组织块由水合系统水合，以及在第一组织块处于水合系统中时发起由第一切片机对第二组织块的表面处理，使第二组织块由水合系统水合，以及在第二组织块被水合时发起由第二切片机对经水合的第一组织块的切片。在一些实施例中，处理器进一步被编程成用于：发起由第一切片机对第一组织的表面处理，使第一组织块由水合系统水合，发起由第一切片机对经水合的第一组织块的切片，发起由第二切片机对第二组织块进行表面处理，使第二组织块由水合系统水合，以及发起由第二切片机对经水合的第二组织块的切片，其中，由第二切片机进行的表面处理、水合和切片中的至少一者与由第一切片机进行的表面处理、水合和切片并行地被执行。

在一些实施例中，系统进一步包括一个或多个转移介质单元，该一个或多个转移介质单元被配置成用于将一个或多个切片从第一组织块和第二组织块转移到一个或多个载玻片。在一些实施例中，系统进一步包括一个或多个组织块处置器，该一个或多个块处置器被配置成用于在一个或多个切片机与水合系统之间转移第一组织块和第二组织块。在一些实施例中，系统可以进一步包括：处理器与一个或多个组织块处置器通信，并且被编程成用于控制第一组织块和第二组织块在一个或多个切片机与水合系统之间的移动。在一些实施例中，系统进一步包括组织块托盘，该组织块托盘被配置成用于承接第一组织块和第二组织块。在一些实施例中，系统进一步包括冷却系统。在一些实施例中，系统可以进一步包括水合系统，该水合系统包括水合腔室，该水合腔室被配置成用于在该水合腔室内承接第一组织块和第二组织块。在一些实施例中，系统可以进一步包括水合系统，该水合系统被定位在一个或多个切片机附近，并且被配置成用于在一个或多个切片机处对第一组织块和第二组织块进行水合。在一些实施例中，处理器可以被进一步编程成用于使第一组织块和第二组织块分别被移动到水合系统达第一预定时间和第二预定时间。

在一些方面，本公开还提供了一种用于批处理组织块的方法。在一些实施例中，方法涉及：由处理器发起由被处理器控制的一个或多个切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块进行表面处理；由处理器使第一组织块被水合达第一预定时间段；在第一组织块被水合时由处理器发起由一个或多个切片机对第二组织块进行表面处理，该第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；由处理器使第二组织块被水合达第二预定时间段；以及在第二组织块被水合时由处理器发起一个或多个切片机开始对第一组织块的切片。在一些实施例中，方法可以进一步包括：由与处理器通信的组织块处置器将第一组织块和第二组织块从一个或多个切片机移动到水合系统。在一些实施例中，一个或多个切片机可以包括多个切片机。在一些实施例中，方法可以进一步包括：由与处理器通信的一个或多个转移介质单元将从第一组织块和第二组织块切片的一个或多个切片转移到一个或多个载玻片。

在一些方面，本公开还提供了一种处理组织样本的方法，该方法包括：由第一切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块进行表面处理；由水合系统对第一组织块进行水合达预定时间段；在第一组织块被水合时由第一切片机对第二组织块进行表面处理，该第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；由水合系统对第二组织块进行水合；以及在第二组织块被水合时由第二切片机从经水合的第一组织块切片样本。在一些实施例中，方法可以进一步包括将从第一组织块切片的一个或多个切片从第二切片机转移到一个或多个载玻片。

在一些方面，本公开提供了一种用于处理组织样本的方法，该方法包括：由第一切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块进行表面处理；由水合系统对第一组织块进行水合达第一预定时间段；由第一切片器对经水合的第一组织块进行切片；由第二切片机对包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本的第二组织块进行表面处理；由水合系统对第二组织块水进行合达第二预定时间段；以及由第二切片机对经水合的第二组织块进行切片，其中，由第二切片机进行的表面处理、水合和切片中的至少一者与由第一切片机进行的表面处理、水和切片并行地被执行。在一些实施例中，方法可以进一步包括将从第一组织块切片的一个或多个切片从第一切片机和第二切片机转移到一个或多个载玻片。

在一些方面，本公开提供了一种组织学系统，该组织学系统包括：切片机，该切片机被配置成用于暴露包括嵌入材料中嵌入的组织样本的组织块的面以及从样本中移除一个或多个组织切片；水合系统，该水合系统被配置成用于通过在组织块的面上沉积水合液体来水合组织块；以及转移系统，该转移系统被配置成用于将一个或多个组织切片从切片机转移到一个或多个载玻片。在一些实施例中，水合系统被配置成用于产生水合液体的液滴冷凝物，并且将冷凝物沉积在组织块的面上。在一些实施例中，水合系统包括超声加湿器。在一些实施例中，水合系统包括喷雾器组件，该喷雾器组件被配置成用于使用水合液体的液滴喷涂组织块的面。在一些实施例中，水合系统包括：水合腔室，该水合腔室被配置成用于承接一个或多个组织块；以及加湿器，该加湿器与水合腔室连通以向水合腔室提供潮湿的空气。在一些实施例中，通过将水合液体的液滴喷涂到组织样本块的面上来沉积水合液体。在一些实施例中，水合液体包括表面活性剂。在一些实施例中，表面活性剂是油溶性表面活性剂。在一些实施例中，表面活性剂是超铺展性表面活性剂。在一些实施例中，方法可以进一步包括冷却系统被配置成用于冷却组织块。在一些实施例中，水合系统被定位在切片机附近，并且被配置成用于在切片机处对组织块进行水合。

在一些方面，本公开还提供了一种用于组织块水合的方法，该方法包括：暴露包括嵌入材料中嵌入的组织样本的组织块的面；在组织块的面上沉积水合液体；以及允许水合液体对组织样本进行水合，并且从经水合的组织样本切片一个或多个组织切片。在一些实施例中，通过引起水合液体在组织块的面上的冷凝来沉积水合液体。在一些实施例中，通过将水合液体的液滴喷涂到组织样本块的面上来沉积水合液体。在一些实施例中，水合液体包括表面活性剂。在一些实施例中，表面活性剂是油溶性表面活性剂。在一些实施例中，表面活性剂是超铺展性表面活性剂。

在一些实施例中，方法进一步包括：将组织块定位在切片机附近的切片机夹盘中，该切片机被配置成用于从经水合的组织样本切片一个或多个切片；以及将水合液体沉积在被定位于切片机夹盘处的组织样本的面上。在一些实施例中，方法可以进一步包括将组织块定位在水合腔室中；以及向水合腔室提供具有水合液体的蒸汽的空气，使得水合液体的液滴冷凝在被定位于水合腔室内的组织块的面上。在一些实施例中，方法可以进一步包括冷却组织块以引发水合液体的液滴冷凝在组织块的面上。

下文详细地描述本公开的这些和其他实施例。

附图说明

在随后的具体实施方式中，通过示例性实施例的非限制性示例参考所述的多个附图来进一步描述本公开，其中贯穿附图的若干个视图，类同的附图标记表示类似的部分，并且其中：

图1A是根据本公开的一些实施例的样本系统布局的俯视图。

图1B和图1C是根据本公开的一些实施例的样本系统布局的等距视图图示。

图2是图示根据本公开的一些实施例的、用于增加自动化组织切片系统中的吞吐量的批处理的流程图；

图3是根据本公开的一些实施例的、将批块处理与串行块处理进行比较的图表，其中批处理在黑线的左侧被示出并且串行处理在黑线的右侧被示出；

图4A和图4B是描述根据本公开的一些实施例的、串联的多个切片机的操作的流程图；

图5A和图5B是描述根据本公开的一些实施例的、并行的多个切片机的操作的流程图；

图6是图示根据本公开的一些实施例的、在多路径过程的一个示例中使用单个切片机的块水合能力的图；

图7A和图7B是图示根据本公开的一些实施例的、使用串联操作顺序的两个切片机(顶部的图)和并行操作顺序的两个切片机(底部的图)的块水合能力的图；

图8是示出了本公开的示例性水合过程的流程图。

图9-图11图示了根据本公开的用于组织块的批处理的示例性部件；

图12图示了根据本公开的用于对各个组织块进行水合的示例性部件；以及

图13是用于实现根据本公开的过程的示例性高级体系结构。

尽管以上标识的附图阐述了本公开的实施例，但如讨论中所指出的，也构想了其他实施例。本公开以表示而非限制的方式呈现了说明性的实施例。可以由本领域技术人员设计众多其他修改和实施例，这些修改和实施例落在本公开的实施例的原则的范围和精神内。

具体实施方式

本公开涉及用于处理包含组织的生物样本的组织块的系统和方法。处理可以包括被设计成用于对组织块进行表面处理(face)并且从组织块切割组织切片的自动化系统。切割的组织切片可以被转移到诸如带条之类的转移/输送介质上，并且随后从转移介质被转移到载玻片以用于病理学或组织学检查。本公开的方法和系统可以结合手动以及自动化切片方法和系统来采用。

本公开可以实现用于在自动化组织切片装置中增加吞吐量以减少多个组织块的组织样本准备时间的系统和方法。在一些实施例中，本公开实现通过以效率提高的方式协调各种处理步骤并且最小化组织样本的准备中的延迟来最大化正在被处理的组织块的数量的自动化系统和方法。本公开提供了可以改进自动化装置的速度的若干种系统和方法，并且这些系统和方法可以被单独使用或组合使用。

在一些实施例中，本公开的系统和方法可以实现具有多于一个的切片机的自动化装置，使得通过该系统的多于一个的路径可以被串联和/或并行地利用。提供多于一个切片机来对组织块进行表面处理或对组织块进行切片是可以针对同一任务提供多个路径(冗余)的一种方式，应当理解的是，其他冗余可以被内置到系统/过程中。在本公开的一些实施例中，本公开的系统和方法可以具有并行处理——将块从夹盘移动到块容纳器，并且同时准备载玻片。在一些实施例中，组织块可以被串联处理。

在一些实施例中，本公开提供了一种用于批处理样本块的方法，该方法包括：通过切片机对包含有生物样本的块进行表面处理；将第一组织块移动到水合腔室中达预定时间段；通过切片机从经水合的块切片样本；以及将样本从块转移到转移介质以用于分析。

在一些实施例中，本公开提供了一种用于批处理样本块的串联方法，该方法包括：通过第一切片机对包含有生物样本的第一组织块进行表面处理；将第一组织块移动到水合腔室中达预定时间段；在第一组织块在水合腔室中时通过第一切片机对包含有第二生物样本的第二组织块进行表面处理；将第二组织块移动到水合腔室中；在第二组织块在水合腔室中时通过第二切片机从经水合的第一组织块切片样本；以及将样本从第一组织块转移到转移介质以用于分析。

在一些实施例中，本公开提供了一种用于批处理样本块的并行方法，该方法包括：通过第一切片机对包含有第一生物样本的第一组织块进行表面处理；将第一组织块移动到水合腔室中达预定时间段；通过第一切片机从经水合的第一组织块切片第一样本；将第一样本从块转移到转移介质以用于分析；通过第二切片机对包含有第二生物样本的第二组织块进行表面处理；将第二组织块移动到水合腔室中达预定时间段；通过第二切片机从经水合的第二组织块切片第二样本；以及将第二样本从第二组织块转移到转移介质以用于分析，其中，通过第二切片机进行的表面处理、水合、和切片中的至少一者与通过第一切片机进行的表面处理、水合、和切片并行地执行。

本公开进一步提供了用于切片期间的、对组织块的增强的水合的方法和系统。在一些实施例中，组织块可以在水合腔室中被水合。在一些实施例中，组织块可以直接在切片机处被水合。

图1A至图13(其中类同的部分自始至终由类同的附图标记表示)图示出根据本公开的用于处理包含有生物样本的组织块的改进的操作的一个或多个示例实施例。虽然将参考附图中所图示的一个或多个示例实施例来描述本公开，但应当理解的是，许多替代形式可以体现本公开。本领域普通技术人员将附加地领会以仍然符合本公开的精神和范围的方式改变所公开的(一个或多个)实施例的参数(诸如元件或材料的大小、形状或类型)的不同方式。

在一些实施例中，本公开可以与包含有生物样本(诸如组织)的组织块一起使用。本公开的系统和方法可以被用于高效地处理和分开组织块。组织样本通常被嵌入在保存材料(诸如石蜡或类似材料)中。嵌入过程可以包括用于产生被设计成用于由切片机104切割的组织块的过程的任何组合。例如，可以将生物样本连同可以硬化以产生期望形状的块的液体物质(诸如蜡或环氧树脂)一起装入模具内。一旦组织块已经被创建，它们就可以被插入到自动化系统100中以用于切割成可以被放置在载玻片上以供观察的样本。

具体而言，如下文更详细地讨论的，自动化系统100被设计成接受一个或多个组织块，其中每个组织块包括嵌入材料或保存材料中嵌入的组织样本。将组织块递送到一个或多个切片机。接下来，通过移除组织被嵌入其中的保存材料层来对一个或多个组织块进行“表面处理”，以暴露组织样本的大横截面(例如，组织样本的正面)。组织块的组织样本的此类暴露的表面被称为块面(blockface)。一旦组织块被表面处理，组织块就可以在对组织块切片(切割可以被放置在载玻片上以供观察的组织切片)之前被水合和冷却。组织块可以在单独的水合腔室中进行水合和冷却，或者可以在一个或多个切片机处就地进行水合和冷却。将组织样本的切片从一个或多个切片机转移到载玻片上以用于进一步处理。

参考图1A、图1B和图1C，在一些实施例中，自动化病理学系统100被提供以用于准备组织样本。此类系统可以被配置成用于增加组织切片期间的吞吐量。系统100可以被设计成包括块处置器102、一个或多个切片机104、转移介质106(例如，带条)、水合腔室108和块托盘110。块托盘110可以是被设计成用于容纳多个组织块的类似抽屉的设备并且可以被放置到系统100中以用于由块处置器102访问。块托盘110可具有多排，每一排被设计成用于容纳一个或多个组织块，并且可具有充足的间距以使得块处置器102可一次转位、抓取和移除一个组织块。在一些实施例中，块托盘110可以被设计成用于通过使用例如弹簧加载机构牢固地容纳组织块，使得组织块在处置期间不会移位或掉出块托盘110。在一些实施例中，弹簧加载机构可以被进一步设计成使得块处置器102可以在不损坏组织块或使组织块变形的情况下拉取它们。例如，块托盘110内的组织块的倾斜可以使块处置器102的块处置器夹具能够在不干扰相邻块的情况下访问石蜡块。块处置器102可包括能够抓取组织块和/或将组织块移入和移出切片机104、特别是将组织块移动到切片机104的夹盘中的机构的任何组合。例如，块处置器102可包括台架、推拉致动器、选择性顺应性装配机器人臂(SelectiveCompliance Assembly Robot Arm，SCARA)机器人上的夹具。

参考图1A，在一些实施例中，系统100可包括将从组织块切割的切片转移到转移介质106上以将其转移到载玻片以用于分析的机构的组合。机构的组合可包括载玻片粘合剂涂覆器112、载玻片印刷器114、载玻片输入架116、从载玻片的堆叠中拾取载玻片的载玻片分离器118、以及载玻片输出架120。机构的这种组合共同作用，以准备载玻片上的样本并准备载玻片本身。

在一些实施例中，一个或多个切片机104可以包括本领域中已知的、特别是用于精确地对组织块进行切片的切片机的任何组合。例如，一个或多个切片机104可以是基于旋转、低温切片机、超微切片机、振动、锯、激光等的设计。在一些实施例中，一个或多个切片机104可以被设计成用于向上和向下移动夹盘，同时还能够横向地(例如，在块的厚度的方向上)移动。一个或多个切片机104可包括用于承接组织块和对组织块进行切片的部件的任何组合。例如，一个或多个切片机104可包括具有用于容纳可变刀片的刀片处置器的刀块以及具有夹盘头部和用于容纳组织块的夹盘适配器的样本容纳单元。

一个或多个切片机104被配置成用于从保存材料(诸如石蜡)的支撑块中封围的组织样本切割组织切片。一个或多个切片机104可以容纳被对准以用于从组织块的一个面(块切割面或块面)切割切片的刀片。例如，旋转切片机可以使用刀片切割平面中的切割面来线性地振荡容纳样本块的夹盘，这与块切割面到切割平面中的增量前进相结合，切片机104可以连续地将薄组织切片从块切割面上刮下。

在操作中，一个或多个切片机104被用于对组织块进行表面处理和/或切片。当组织块最初被递送到一个或多个切片机104时，组织块可以被进行表面处理。表面处理是移除保存材料层并暴露组织的大横截面。也就是说，具有被嵌入在其中的组织样本的保存材料可以首先经受相对厚的切片的情况下的切片，以移除组织样本顶部的0.1mm-1mm的石蜡层。在足够的石蜡已经被移除并且组织样本的完整轮廓被暴露时，块被进行“表面处理”，并且准备好用于可以被放置在载玻片上的可处理切片的采集，并且暴露的面被称为块面。对于表面处理过程，一个或多个切片机104可以刮下块的切片，直到块内的样本的可接受部分被揭露。在一些实施例中，系统可以包括用于标识块内的样本的可接受部分何时被揭露的一个或多个表面处理的相机。对于切割过程，一个或多个切片机104可以以可接受的厚度刮下块的样本部分，该样本部分将被放置在载玻片上以用于分析。

一旦块被进行表面处理，在一些实施例中，经表面处理的组织块就可以在水合流体中(例如，在水合腔室108中或直接在一个或多个切片机处)被水合达一段时间。除了被水合，组织块还可以被冷却。冷却系统可以是水合腔室108的一部分或者是与水合腔室108分开的部件。在一些实施例中，冷却系统可以向切片腔室150内的所有部件提供冷却。切片腔室150可以提供封围一个或多个切片机104、水合腔室108、块托盘110、切片机104的刀片容纳器和刀片交换器、以及照相机的隔离。这样，在该隔离中存在最小数量的开口，这可以增加切片腔室150内的效率和有效性。无论位置如何，冷却系统都可以具有用于创建冷却表面的小型压缩机、热交换器和蒸发器板。例如，可以使用风扇将切片腔室中的空气拉入并通过蒸发器板。经冷却的空气可以在切片腔室150和/或水合腔室108中循环，以冷却石蜡组织块。冷却腔室中的装备的质量也提供了热惯性。一旦腔室被冷却，其温度就可以更有效地被维持，例如在出入门由使用者打开以移除块托盘110的情况下也是如此。在一些实施例中，组织块的温度被维持在4℃至20℃之间。保持组织块冷却可以有利于切片过程以及水合过程。

在一些实施例中，一旦组织块已经被充足地水合，它就准备好用于进行切片了。基本上，一个或多个切片机从组织块切割组织样本的薄切片。随后，组织切片可以通过诸如带条之类的转移介质106拾取，用于随后的转移以供放置在载玻片上。在一些实施例中，取决于系统100的切片机104设置，系统100可包括单个或多个转移介质106单元。例如，在串联操作中，转移介质106可以与抛光和切片切片机104相关联，而在并行操作中，单独的转移介质106可以与系统100内的每个切片机104相关联。在自动化系统中，这些表面处理、水合、切片、以及转移到载玻片的过程/步骤中的每一项都是计算机控制的，而不是由组织技术人员在手动工作流中执行的。

返回参考图1A、图1B和图1C，在一些实施例中，转移介质106可以以这样的方式被设计：其中从组织块中的组织样本切割的组织切片粘附并且随后可以由移动的转移介质106输送。例如，转移介质106可以包括被设计成用于物理地(例如，静电地)和/或化学地粘附到样本材料的材料的任何组合。转移介质106可以被设计成用于容纳从块切割的大量组织样本切片，这些样本切片将被转移到载玻片上，从而被包括在载玻片上以用于进行评估。在一些实施例中，转移介质106可以由水通道代替以携带组织。系统100可包括用于在自动化切片机设计中使用的特征的任何附加组合。

参考图2，在一些实施例中，系统100可以遵循过程200来以高效的自动化方式进行表面处理、切片并将切割的组织切片输送到载玻片。在一些实施例中，每个组织块在其上可具有机器可读代码或标识符。机器可读代码可包括用于由系统100使用的信息的任何组合。例如，机器可读代码可以标识块中的组织类型，诸如，块1具有结肠组织，块2具有扁桃体组织，并且块3具有乳腺组织。从机器可读代码读取的信息随后可以被用于其他功能。例如，基于组织类型，系统100可以确定每种组织类型的水合时间，并且块处理可以被适当地被优化。不同的组织类型可能要求要被水合的不同的时间长度。水合时间也可以取决于组织样本的大小。在被切片时，欠水合的组织样本可能产生微裂纹。另一方面，过水合的组织样本可能会变得过软，这可能会不利地影响切割质量。因此，在一些实施例中，组织块应该被水合的最优时间长度针对每个组织块来进行估计和使用。

在一些实施例中，系统过程被提供有查找表，该查找表具有基于先前的实验、关于取决于组织块大小或组织类型(或其组合)的适当的水合参数可以被提供的水合时间。例如，此类表可以基于使用不同组织样本的先前实验来生成，或者可以是基于生物物理/生物化学考虑的估计。在一些实施例中，组织质量可以作为水合参数的函数被监测，并且表可以被更新。除了组织类型(哪个器官)外，在生成此类经验数据时，可能需要考虑诸如块的老化或块的处理/水合状态之类的其他因变量。在一些实施例中，可以使用数据驱动的机器学习算法来预测经优化的参数，以用于处理此类参数、稍后对此类参数进行优化或这两者。

通过实现图2的过程，可以使用针对多个块的重叠的同时处理步骤来处理多个块。通常，示例性方法包括步骤250-266中的一个或多个步骤。在一些实施例中，在步骤250中，组织块串行地被表面处理，开始于块1，接着是块2，并依此类推直到块n。一旦被表面处理，这些组织块就以与它们在步骤252中被表面处理的顺序相同的顺序串行地被水合。在步骤254中，这些组织块被水合的量被监测。在步骤256中，一旦块1被充分地水合，就在一个或多个切片机处对其进行切片，并且来自块1的切片在步骤258中通过转移介质被拾取。在步骤260中，经水合的块2(按顺序的下一个组织块)被切片，并且来自块2的切片在步骤262中通过转移介质被拾取。该过程被重复，直到块n在步骤262中被水合、在步骤264中被切片，并且来自块n的切片在步骤264中通过转移介质被拾取。

通过非限制性示例的方式，更详细地描述图2的过程。最初，用户可以将一个或多个组织块放置在块托盘110上，以用于将其加载到系统100中。在一些实施例中，一旦块托盘110就位，附接到块处置器102的扫描仪(例如，条形码扫描仪)就可以扫描块托盘110中的石蜡组织块上印刷的一个或多个机器可读代码(例如，条形码)。块托盘110可以被设计成用于将这些机器可读代码暴露给扫描仪或读取器以用于效率标识。在一些实施例中，块处置器102可以拾取组织块并且将它们定位在固定的扫描仪附近以被标识。一个或多个切片机104上的块托盘110和样本夹盘可以被定向成使得块处置器102具有最少数量的自由度，从而节省成本并且保持其设计简单。这也可以减少每次组织块在夹盘与块托盘110之间被转移的移动次数，这可以节省时间。一旦组织块被标识，块处置器102就可以将该块放置在切片机104上以用于处理。

接下来，一个或多个切片机104可以使用表面处理方法的任何组合来对第一组织块进行表面处理。系统100可以一个接一个地对多个块进行表面处理，并且将它们依次放入水合腔室中，由此对样本进行批处理。块处置器102可以将第一经表面处理的组织块移动到水合腔室108中(然而，在一些实施例中，水合可以在一个或多个切片机处发生)。随后，系统100内的处理器可以跟踪水合腔室108内的第一组织块(以及每个后续组织块)的水合时间。接下来的组织块可以进行类似的表面处理和水合。一旦经过了预定的时间段(一旦块被恰当地水合)，块处置器102就可以将第一经表面处理的组织块从水合腔室108移动到一个或多个切片机104的夹盘中。第一组织块可以被切片，而此后以顺序方式开始水合的其他块继续水合。当一个或多个切片机104从第一组织块的经表面处理的部分切割一个或多个切片时，切割的切片可以被转移到转移介质106。接下来，第二组织块被水合，并且可以被切片，接下来是下一个组织块。步骤被重复，直到来自块托盘110的所有组织块均被处理。

图2的流程图图示出批处理中的自动化步骤，它描绘了块(块l…n)的串行表面处理、块到系统100内的水合腔室108的串行移动、以及从水合腔室108到切片机104的夹盘的、在先入先出过程上(响应于自动化定时计算)的移动以供一个或多个切片机104进行切片。可以领会的是，这种先进先出的方法可以改进系统100的流量和效率，因为当经水合的块被切片时，其他块可以被水合。在一些实施例中，一个或多个块处置器102可以被编程成用于贯穿整个过程200移动各种块，以保持最高效的流程。例如，块处置器102可以根据经预编程的定时器(该定时器根据水合所需要的时间段来计时)将经表面处理的块移动到水合腔室108并且将其移回到切片机104的夹盘以用于组织切片。

通过实现图2的过程200，系统100可以使用针对多个块的重叠的同时处理步骤、以批格式处理多个块，而不是以要求在开始处理下一个块之前对每个块进行完全处理的完全串行格式来处理。在一些实施例中，批表面处理可以作为FIFO队列(先进先出)来完成，使得一系列块被置于水合(例如，冰水混合物)中达预定的时间段。一旦第一组织块被充分地水合，该组织块就准备好用于抛光切割，并从该第一组织块取得(切割)切片。与此同时，其他块保持进行水合。

然而，应当注意的是，在一些实施例中，串行工作流或串行工作流与批处理的组合可以被利用。图3图示出批过程与串行工作流之间的差异。图3中的示图在示出三个组织块的处理的示例中将批工作流与串行工作流进行比较。图3中的图的纵轴301表示垂直黑线左侧的块和垂直黑线右侧的块所经过的时间，垂直黑线左侧的块表示批块处理中的样本流，垂直黑线右侧的块表示串行处理中的样本流。在串行过程中，第一组织块会由切片机104进行表面处理，随后被放置在水合腔室108中达所需的一段时间，并且一旦水合完成，自动化系统100就会通过以下步骤来继续：移除组织块，将其放置在用于从组织块切割组织切片的切片机104的夹盘上，用于将切割的组织切片转移到自动化装置内的转移介质106(诸如带条)。

在一些实施例中，批处理可以通过并行或串联工作的单个切片机104或多个切片机来执行。一个或多个切片机104可以继续切割组织块，同时其他组织块(未被切割的样本)进行水合，以避免时间延迟。如图3所示，在左侧，块1、块2和块3中的每一个可以同时在过程200的特定步骤内。在一些实施例中，工艺流程可以在相邻块之间具有交错的开始和结束，因为单个块处置器102可以负责管理所有组织块的移动和放置。图3的行描绘了时间增量，因此可以领会的是，块表面处理花费第一时间段(例如，一个增量)，切片花费更长的时间段(例如，两个增量——例如，时间量的两倍)，而水合花费最长的时间段(例如，31个增量)。在并行批处理中，所有三个块都被表面处理，并且至少一些块被切片，而在相同的时间量内，在串行处理期间仅有一个块已经被切片。串行处理中时间增量的增加的数量如图表所描绘。这与右侧所描绘的常规工艺形成对比，在该常规工艺中，整个工艺步骤在开始用于后续块的步骤中的任何步骤之前被完成。应当注意的是，具有多个切片机的当前公开的实施例可以以批处理和串行工作流被利用。

请注意，图表中的时间增量是相对的(无量纲的)，并且未描绘指定的时间段。进一步注意，时间增量以示例的方式示出，因为用于进行水合、表面处理和切片的相对时间可以不同于示出的相对时间，然而，在任何情况下，水合时间将是表面处理时间的倍数，使得自动化装置内的批处理将减少整体时间，由此改善(增加)系统的吞吐量。请注意，因为在典型过程中会对附加的块进行切片，该图示出了三个块来图示比较。

返回参考图1A、图1B和图1C，在一些实施例中，系统100可以包括在系统100内操作的多个切片机104，以增加自动化系统100的吞吐量。应当注意的是，尽管将参考两个切片机来描述该系统以帮助理解本公开，但是根据本公开可以使用任何数量的切片机，并且切片机的数量可以是偶数或奇数。所有的切片机104均可以以自动化的方式(例如，由处理器或控制器控制)被使用，以用于以高效的方式处理(例如，表面处理和切割)组织块。在一些实施例中，切片机104中的一些切片机104可以被用于对所有组织块进行表面处理，而其他切片机104可以串联工作以切割经表面处理的组织块，如关于图4A和图4B所讨论的。在一些实施例中，切片机104中的每一个切片机104可以被用于既对各个组织块进行表面处理又切割各个组织块，而其他切片机104可以并行地工作以对其他的各个组织块进行表面处理和切割，如关于图5A和图5B所讨论的。在一些实施例中，每个切片机104的刀片容纳器相互参照，使得抛光切割的数量更少。在一些实施例中，切片机104可位于具有机加工孔图案的同一基板上，将使切片机104对彼此以预定取向定向。切片机104上的每个刀片容纳器和夹盘也可以通过机加工的孔和紧固件相对于切片机结构进行参考。使用机加工的孔可以将两个切片机彼此非常接近地参考，但不能完全参考。最终参考可以通过切片切片机104上的抛光切割来实现。抛光切割可以对准组织块表面，使得其在表面处理的切片机104上被表面处理到切片切片机104。在一些实施例中，系统100可以被设计成用于减少或基本上消除切片机104之间的振动，使得它们不会对彼此的切割质量产生负面影响。例如，振动可以通过在移动的切片机部件周围具有大质量以及与公共底座的较软耦合来被动地控制。通过这种方式，切片机可以像刚体一样动作。给定切片机上的振动的关键路径在刀片与石蜡块之间，因此系统100可以被设计成用于最小化两个端点之间的连接和紧固件的数量，以创建刚性系统并控制振动。

在一些实施例中，切片机中的一些切片机可以专用于对块进行表面处理，以及其他切片机专用于对块进行切片。当FIFO队列在块水合的初始集合之后饱和时，多个切片机会串联工作以完成工作。在替代性工作流实施例中，多个切片机可以被利用以进行表面处理和切片。这样，切片机会在100％的时间内被利用。这通过为相同任务提供多个路径(冗余)来加快工作流。设备/系统可以具有何时使用哪个工作流的智能决策算法。

参考图4A和图4B，在一些实施例中，两个或更多个切片机104可以被配置在系统100内串联或串行地工作。图4A和图4B描绘了用于操作具有串联操作的两个或更多个切片机104的系统100的示例过程400。图4A-图4B包括各种步骤402-450，但是步骤中的一些步骤是可选的。下文将更详细地讨论步骤中的一些步骤。

最初，用户可以将一个或多个组织块放置到块托盘110上，以用于将其加载到系统100中。在一些实施例中，块处置器102可以具有被设计成用于拾取组织块并且在图4A和图4B中讨论的各个位置之间移动它们的特殊夹具。例如，块处置器102可以具有被设计成用于以下各项的特殊夹具：将块从块托盘110移动、移动到表面处理切片机104的夹盘和从表面处理切片机104的夹盘移动、移动到水合腔室108以及从水合腔室108移动到切片切片机104。夹具可以具有打开和关闭的手指类特征，通过这种动作，夹具抓住块并且可以施加足够的力(例如，用于安全地从切片机104上的夹盘移除块)。在一些实施例中，水合腔室108可具有类似于块托盘110的构造以将组织块容纳在适当位置，同时允许块处置器102容易地放置和移除块。可以提供监督软件来监督切片机104、块处置器102和水合腔室108的动作以协调它们的动作。

最初，在一些实施例中，一旦块托盘110就位，附接到块处置器102的扫描仪就可以扫描块托盘110中的石蜡组织块上印刷的一个或多个条形码。在一些实施例中，块处置器102可以拾取组织块并且将它们定位在固定的扫描器附近以被标识。

在步骤402处，一旦(一个或多个)组织块被标识，块处置器102就可以将第一组织块(块n)携带到切片机104中的一个切片机104以用于进行表面处理。例如，块处置器102可以将组织块重新定位到已经被指定为表面处理切片机104的切片机104。在一些实例中，块处置器102可以从块托盘110取得第一组织块并且将其定向移动到切片机104中的一个切片机104以用于进行表面处理。

在一些实施例中，监督算法可以使用块上的机器可读代码来管理块处置器102传输和放置块的位置。例如，块处置器102可以包括用于在拾取块之前读取块上的机器可读代码的扫描仪。这样，监督算法可以标识并且跟踪块，同时向块处置器102提供关于拾取哪些块以及将它们放置在哪里的指令。

在步骤404处，块处置器102可以将第一组织块放置到表面处理切片机104中(例如，在夹盘中)。在一些实施例中，在准备承接新块时，表面处理切片机104的夹盘可以向上移动并缩回。切片机104准备之后或与切片机104准备同时，块处置器102可以从块托盘110拾取块，并且将其带到表面处理切片机104的夹盘上，并且将它从右向左滑动。在一些实施例中，夹盘可以具有弹簧加载的夹紧机构，并且块处置器102夹具可以足够强以克服该夹紧力。一旦块被插入到夹盘中，块处置器102夹具打开其手指类特征，并且轻微地朝刀片容纳器移动并且使块脱离。块现在由切片机夹盘牢固地容纳。

在步骤406处，在第一组织块在夹盘内就位的情况下，表面处理切片机104可以开始表面处理过程，以移除由于组织上的模制过程而产生的过量石蜡层。在一些实施例中，切片机可以将切片机夹盘移动到位置传感器，该位置传感器可以是触摸传感器或非触摸激光或基于声音的传感器。每个块都可以在模具中制成，该模具可具有略微不同的高度。系统100需要知道第一组织块的表面相对于塑料盒在什么地方。该传感器可以确定块的表面的位置。对于触摸传感器，可以使用电阻传感器，该电阻传感器改变由控制硬件感测到的电压。电压的改变指示块表面接触到传感器。如果块厚度轴编码器被同时读取，则这给出块表面的位置。对于非接触激光实现方式，可以使用通过光束激光传感器。会存在彼此分开但处于同一视线上的发射器和接收器。在厚度轴(x轴)上被推进时，并且一旦可以观察到接收器侧电压读数的变化，块会阻塞该光路径。该电压变化和厚度轴上的编码器读数同时指示块表面的位置。无论使用何种类型的传感器，表面探测传感器都可以相对于切片机刀片被放置在已知位置。在表面探测之后，夹盘可以被移动到尽可能靠近垂直平面中的刀片的切片位置。在几次上下切片机循环之后，第一组织块的表面抓住刀片。

在步骤408处，在一些实施例中，可以提供策略性地放置的相机，以在第一组织块被切割时捕获其图像。相机可以被设计成用于提供图像数据，以确定足够的切片何时被取得，以及组织的大横截面何时被暴露。在表面处理过程期间，石蜡碎片被创建作为废物。在一些实施例中，这些石蜡碎片可以由夹盘上的空气刀片吹出，并且由刀片容纳器上的真空来抽吸。

在步骤410处，块处置器102可以从表面处理切片机104移除第一组织块，并且将第一组织块放置到水合腔室108中。从表面处理切片机104移除块可以与从步骤406在夹盘上的块放置相反，但其中目的地是水合腔室108。

在步骤412处，第一组织块在水合腔室108内水合达预定的时间段。例如，块可以被设计成在水合腔室108中花费大约10分钟到15分钟。监督控制算法可以命令块处置器拾取首先要进行表面处理的、具有最长水合时间的块。在一些实施例中，传感器可以被用于组织中的水合水平检测。例如，块的水合水平可以被周期性地测量，使得一旦已经达到预定的水合水平，块就可以被标记用于移除以供进行下一步骤。在一些实施例中，在知道块中的组织类型的情况下，每种组织类型的水合时间可以被适当地优化。例如，具有结肠组织的块可以具有与具有乳腺组织的块不同的水合水平/时间。

在步骤414处，在步骤410之后或与步骤410基本上同时，块处置器102可以将第二组织块(块k)移动到表面处理切片机104。步骤414-424可以与对第一组织块执行的步骤402-412基本上相同，但是对第二组织块执行的。在该操作模式中，表面处理切片机会对第一组织块进行表面处理，并且当第一组织块处于水合中时，表面处理切片机开始对第二组织块进行表面处理。

在步骤432处，一旦第一组织块被恰当地水合，则块处置器102就可以将第一组织块携带到切片机104中的一个切片机104以用于抛光和切片。例如，块处置器102可以将组织块重新定位到已经被指定为抛光和切片切片机104的切片机104。

在步骤434处，块处置器102可以例如使用与在步骤406处讨论的类似的工艺，将第一组织块放置到抛光和切片切片机104中(例如，在夹盘中)。

在步骤436处，在第一组织块在夹盘内就位的情况下，抛光和切片切片机104(在一些实施例中，抛光和切片切片机104)可以将切片机夹盘移动到传感器，以标识具有暴露的组织(例如，块的经表面处理的部分)的第一组织块的表面。例如，线扫描相机可以被用于观察石蜡从块中的移除。当相机检测到组织宽度贯穿整个块的长度恒定时，它被认为在切片切片机刀片上被完全抛光和平坦化。由于抛光和切片切片机104和表面处理切片机104是切片机104的不同实例，它们由于制造/组装过程而在4微米尺度上是不相同的——4微米是组织切片厚度。表面处理切割可以是10um至15um厚，并且抛光切割可以是4um至5um厚。

在步骤438处，一旦找到组织块的表面，第一组织块就被定位在切割刀片上，并且抛光切割被进行。抛光切割具有与最终组织切片的厚度相同的厚度，但未被转移到载玻片上。需要抛光切割以确保第一组织块表面和刀片处于基本上相同的垂直平面中。抛光切割在块的表面上创建平面，使得刀片贯穿块的高度都在该平面上。一旦抛光切割被完成，自动化设备就将带条施加到第一组织块面上。存在从刀片容纳器引出的粘合剂转移介质106，并且抛光和切片切片机104夹盘轻柔地将石蜡块面推靠在转移介质106的粘合剂侧上。在一些实施例中，当转移介质106被抛光和切片切片机104的石蜡块和夹盘推靠时，转移介质106后面的墙壁可以支撑转移介质106。在一些实施例中，在转移介质后面存在电阻传感器，该电阻传感器在块被推靠在转移介质上时拾取信号。这告知块上的至少一个点接触到转移介质。可以使用类似但更复杂的传感器完成压力映射。在这种情况下，可以确定块面接触转移介质的百分比。一旦转移介质106被附接，它就可以进行切割，并且第一组织块可以被分成两个不同的块——附接到塑料盒的一个块(剩余块)和组织切片。

在步骤440处，块处置器102可以经由转移介质106从抛光和切片切片机104移除第一组织块。例如，组织切片被粘在带条上并且被转移到系统100的另一部分。此时，用于第一组织块的处理循环已经完成了串联处理400。

在步骤442处，在步骤440之后或与步骤440基本上同时，块处置器102可以将第二组织块移动到抛光和切片切片机104。步骤442-450可以与对第一组织块执行的步骤432-440基本上相同，但是对第二组织块执行的。

在图4A和图4B的串联工艺400之后，每个块都会既经过表面处理切片机104又经过抛光和切片切片机104。使用串联的多个切片机104的一个优点在于不需要重复其他支撑子系统。例如，转移介质106处置器子系统是大而复杂的系统，并且在串联操作模式中，一个转移介质106的处置器会足以处置由两个切片机104处理的块。此外，在串联操作模式中，可以在每个切片机104上放置针对其任务进行优化的传感器的任何组合。例如，表面处理切片机可以具有带有UV光的相机和可视距离相机(visible range camera)或中波红外(MWIR)LED和相机，而切片切片机则可以具有可视距离相机和压力传感器。图4A和图4B中的步骤提高了工作输出的性能和质量。

参考图5A和图5B，在一些实施例中，两个或更多个切片机104可以被配置在系统100内并行地工作。图5A-图5B包括各种步骤502-564，但是步骤中的一些步骤是可选的。下文将更详细地讨论步骤中的一些步骤。

例如，系统100可以被设计成使得多个切片机104可以并行地操作，以对来自块的样本进行表面处理、抛光、切片以及粘贴。在该工作流中，给定块仅由切片机中的一些切片机而不是全部的切片机来处理(例如，遵循关于图2所讨论的过程200)。在一些实施例中，如图5A和图5B所示，并行操作的切片机104中的每一个切片机104可以在开始时间被分阶段，使得它们可以共享子系统(例如，放置机构、水合腔室108、转移介质106处置器等等)。图5A和图5B中的过程500可以包括与图4A和图4B中提供的相同的步骤，但每个并行操作的切片机104执行与表面处理切片机104以及抛光和切片切片机104中的每一者相关联的步骤。例如，一个或多个第一切片机104会对第一组织块进行表面处理，并且随后第一组织块会在水合后返回第一切片机104，以用于抛光和切片。基本上并行于由第一切片机104对第一组织块的处理，一个或多个第二切片机104会对第二组织块进行表面处理，并且随后第二组织块会在水合后返回第二切片机104，以用于抛光和切片。该过程500可以减少在水合后使块重新露面的时间。在一些实施例中，切片机104可以是相同的，并且从制造的角度来看，两者之间的零件计数减少。此外，它可以是灵活的，并且从用户接收输入，以选择哪种内部设备流会更适合于实验室整体工作流。

继续图5A和图5B，最初，用户可以将一个或多个组织块放置到块托盘110上，以用于将其加载到系统100中。在一些实施例中，块处置器102可以具有被设计成用于拾取组织块并且在图5A和图5B中讨论的各个位置之间移动它们的特殊夹具。例如，块处置器102可以具有被设计成用于以下各项的特殊夹具：将块从块托盘110移动、移动到第一切片机104的夹盘和从第一切片机104的夹盘移动、移动到水合腔室108以及从水合腔室108移动到切片切片机104。夹具可以具有打开和关闭的手指类特征，通过这种动作，夹具抓住块并且可以施加足够的力(例如，用于安全地从切片机104上的夹盘移除块)。在一些实施例中，水合腔室108可具有类似于块托盘110的构造以将组织块容纳在适当位置，同时允许块处置器102容易地放置和移除块。可以提供监督软件来监督切片机104、块处置器102和水合腔室108的动作以协调它们的动作。

最初，在一些实施例中，一旦块托盘110就位，附接到块处置器102的扫描仪就可以扫描块托盘110中的石蜡组织块上印刷的一个或多个条形码。在一些实施例中，块处置器102可以拾取组织块并且将它们定位在固定的扫描器附近以被标识。

在步骤502处，一旦(一个或多个)组织块被标识，则块处置器102就可以将第一组织块(块n)携带到切片机104中的一个切片机104以用于表面处理。例如，块处置器102可以将组织块重新定位到已经被指定为第一切片机104的切片机104。在一些实例中，块处置器102可以从块托盘110取得第一组织块并且将其定向移动到切片机104中的一个切片机104以用于表面处理。

在一些实施例中，监督算法可以使用块上的机器可读代码来管理块处置器102传输和放置块的位置。例如，块处置器102可以包括用于在拾取块之前读取块上的机器可读代码的扫描仪。这样，监督算法可以标识并且跟踪块，同时向块处置器102提供关于拾取哪些块以及将它们放置在哪里的指令。

在步骤504处，块处置器102可以将第一组织块放置到第一切片机104中(例如，在夹盘中)。在一些实施例中，在准备承接新块时，第一切片机104的夹盘可以向上移动并缩回。切片机104准备之后或在切片机104准备的同时，块处置器102可以从块托盘110拾取块，并且将其带到第一切片机104的夹盘上，并且将它从右向左滑动。在一些实施例中，夹盘可以具有弹簧加载的夹紧机构，并且块处置器102夹具可以足够强以克服该夹紧力。一旦块被插入到夹盘中，块处置器102夹具打开其手指类特征，并且轻微地朝刀片容纳器移动并且使块脱离。块现在由切片机夹盘牢固地容纳。

在步骤506处，在第一组织块在夹盘内就位的情况下，第一切片机104可以开始表面处理过程，以移除由于组织上的模制过程而产生的过量石蜡层。在一些实施例中，切片机可以将切片机夹盘移动到位置传感器，该位置传感器可以是触摸传感器或非触摸激光或基于声音的传感器。每个块都可以在模具中制成，该模具可具有略微不同的高度。系统100需要知道第一组织块的表面相对于塑料盒在什么地方。该传感器可以确定块的表面的位置。对于触摸传感器，可以使用电阻传感器，该电阻传感器改变由控制硬件感测到的电压。电压的改变指示块表面接触到传感器。如果块厚度轴线编码器被同时读取，则这给出块表面的位置。对于非接触激光实现方式，可以使用通过光束激光传感器。会存在彼此分开但处于同一视线上的发射器和接收器。在厚度轴(x轴)上被推进时，并且一旦可以观察到接收器侧电压读数的变化，块会阻塞该光路径。该电压变化和厚度轴上的编码器读数同时指示块表面的位置。无论使用何种类型的传感器，表面探测传感器都可以相对于切片机刀片被放置在已知位置。在表面探测之后，夹盘可以被移动到尽可能靠近垂直平面中的刀片的切片位置。例如，在几次上下切片机循环之后，第一组织块的表面抓住刀片。

在步骤508处，在一些实施例中，可以提供相机以在第一组织块被切割时捕获其图像。相机可以被设计成用于提供图像数据，以确定足够的切片何时被采集，以及组织的大横截面何时被暴露。在表面处理过程期间，石蜡碎片被创建作为废物。在一些实施例中，这些石蜡碎片可以由夹盘上的空气刀片吹出，并且由刀片容纳器上的真空来抽吸。

在步骤510处，块处置器102可以从第一切片机104移除第一组织块，并且将第一组织块放置到水合腔室108中。从第一切片机104移除块可以与从步骤406在夹盘上的块放置相反，但其中目的地是水合腔室108。

在步骤512处，第一组织块在水合腔室108内水合达预定的时间段。例如，块可以被设计成在水合腔室108中花费大约10分钟到15分钟。监督控制算法可以命令块处置器拾取具有首先要进行表面处理的、具有最长水合时间的块。在一些实施例中，传感器可以被用于组织中的水合水平检测。例如，块的水合水平可以被周期性地测量，使得一旦已经达到预定的水合水平，块就可以被标记用于移除以供进行下一步骤。在一些实施例中，在知道块中的组织类型的情况下，每种组织类型的水合时间可以被适当地优化。例如，具有结肠组织的块可以具有与具有乳腺组织的块不同的水合水平/时间。

在步骤514处，在步骤502之后或与步骤502基本上同时，块处置器102可以将第二组织块(块m)移动到第二切片机104。在一些实施例中，监管水平软件可以跟踪每个块在什么地方被进行表面处理，使得它可以在水合后返回到同一切片机。步骤514-524可与由第一切片机104在第一组织块上执行的步骤502-512基本上相同，但是由第二切片机104对第二组织块执行的。在该操作模式中，第一切片机会对第一组织块进行表面处理，并且当第一组织块处于水合中时，第一切片机开始对第二组织块进行表面处理。

在步骤526处，在步骤514之后或与步骤514基本上同时，块处置器102可以将第三组织块(块k)移动到第一切片机104。在一些实施例中，监管水平软件可以跟踪每个块在什么地方被进行表面处理，使得它可以在水合后返回到同一切片机。步骤526-536可与由第一切片机104在第一组织块上执行的步骤502-512基本上相同，但是由第一切片机104对第三组织块执行的。在该操作模式中，第一切片机会对第三组织块进行表面处理，同时第一组织块处于水合中。

在步骤538处，在步骤526之后或与步骤526基本上同时，块处置器102可以将第四组织块(块i)移动到第二切片机104。在一些实施例中，监管水平软件可以跟踪每个块在什么地方被进行表面处理，使得它可以在水合后返回到同一切片机。步骤538-548可与由第一切片机104在第一组织块上执行的步骤502-512基本上相同，但是由第二切片机104对第四组织块执行的。在该操作模式中，在第二组织块处于水合中时，第二切片机会对第四组织块进行表面处理。

在步骤550处，一旦第一组织块被恰当地水合，块处置器102就可以将第一组织块携带到第一切片机以用于抛光和切片。在步骤552处，块处置器102可以将第一组织块放置到第一切片机104中(例如，在夹盘中)。在步骤554处，在第一组织块在夹盘内就位的情况下，第一切片机104(在一些实施例中，第一切片机104)可以将切片机夹盘移动到传感器，以标识具有暴露的组织(例如，块的经表面处理的部分)的第一组织块的表面。例如，线扫描相机可以被用于观察石蜡从块中的移除。当相机检测到组织宽度贯穿整个块的长度恒定时，它被认为在切片切片机刀片上被完全抛光和平坦化。

在步骤556处，一旦抛光切割被完成，自动化设备就将带条施加到第一组织块面上。存在从刀片容纳器引出的粘合剂转移介质106，并且第一切片机104夹盘轻柔地将石蜡块面推靠在转移介质106的粘合剂侧上。在一些实施例中，当转移介质106被第二切片机104的石蜡块和夹盘推靠时，转移介质106后面的墙壁可以支撑转移介质106。在一些实施例中，在转移介质后面存在电阻传感器，该电阻传感器在块被推靠在转移介质上时拾取信号。这告知块上的至少一个点接触到转移介质。可以使用类似但更复杂的传感器完成压力映射。在这种情况下，可以确定块面接触转移介质的百分比。一旦转移介质106被附接，它就可以进行切割，并且第一组织块可以被分成两个不同的块，附接到塑料盒的一个块(剩余块)和组织切片。块处置器102还可以经由转移介质106从第一切片机104移除第一组织块。例如，组织切片被粘在带条上并且被转移到系统100的另一部分。此时，用于第一组织块的处理循环已经完成了并行处理400。

在步骤558处，在步骤550之后或与步骤550基本上同时，块处置器102可以将第二组织块移动到第二切片机104。步骤558-564可以与对第一组织块执行的步骤550-556基本上相同，但是对第二组织块执行的。类似地，可以使用类似的处理步骤对第三块和第四块进行抛光和粘贴。在图5A和图5B的并行处理500之后，每个块会既经过第一切片机104又经过第二切片机104。图5A和图5B中的步骤提高了工作输出的性能和质量。

应当注意的是，尽管上文的处理是结合将组织块移动到水合腔室来讨论的，但在一些实施例中，组织块的水合可以在一个或多个切片机处就地实现。

图6、图7A和图7B描绘了以示例的方式示出了比较性的块水合能力的图表600、700、800，示出了75个组织块随时间变化(为了易于说明，时间增量被分配了数值阀)的结果。图6图示出使用单个切片机的情况下的块水合能力；图7A和图7B图示出根据本公开的、使用两个切片机的情况下的块水合能力。图7A描绘了串联操作模式，并且底部的示图描绘了并行操作模式，并且图7B描绘了并行操作模式。请注意，75个块以示例的方式被示出，以说明附加切片机的优点。

如图所示，在本示例中，通过使用第二切片机，在某些运行状况下，设备吞吐量可以增加18％以上。X轴提供无量纲时间，并且Y轴提供块的数量(块计数)。线A(点线)表示经表面处理的块的数量，线B(短划线)表示水合中的块的数量，并且线C(点划线)表示切片的块的数量。如可以看出的，对于一段时间，块被进行表面处理并且被放置在混合物或腔室内以用于水合阶段。在第一组织块被水合之后，切片可以用第二切片机开始，同时第一切片机继续对块进行表面处理。随着块继续从水合阶段被移除(水合线下降，直到所有块均被进行表面处理)并且块继续被切片直到完成，图7A和图7B中的时间单元在146处，而图6中的时间单元在176处。还要注意的是，图7A和图7B中的线的斜率是恒定的，而图6中的线是Z字形的，这说明图6中的平均速度较慢。图6与图7A和图7B的比较示出了根据本公开的多路径处理的一个示例的、使用两个切片机得到的增加的吞吐量。

应当领会的是，图6、图7A和图7B的示图被提供以示出使用多个切片机的优点的示例，并且应当领会的是，也可以构想其他块计数和其他时间段。附加地，如果两个以上的切片机在自动化系统中被使用，则吞吐量甚至会比图7A和图7B中所描绘的量增加更多的量。因此，应当领会的是，在其中在系统中两个以上的切片机被用来进行块表面处理和/或组织切片的一些实施例中，处理速度得到提高。在具有多个切片机的一些实施例中，可以使用并行方法、串联方法、串行方法或甚至批方法的组合。

为了通过用于组织切片的自动化装置进一步增加吞吐量，本公开进一步提供了一种改进的水合方法。在一些实施例中，本公开的方法通过克服蜡介质的某些基本方面(特别是其疏水性，如由其与水合液体的高接触角所表现的那样)来增强水合的速率。例如，本发明的方法可以采用表面活性剂来降低水合液体在疏水性表面处的接触角。附加地，表面活性剂还可以允许水合液体以更快的速度扩散到生物组织物质中。还非常希望进一步促进水合液体到石蜡微孔中的毛细夹带，其本身与更亲水的生物组织物质(例如，碳水化合物、蛋白质和脂质)分开并分离。在一些实施例中，本公开提供了或者单独使用或者与上述启用的表面活性剂结合使用来供应或输送水合液体的方法，使得水合的效率进一步被改进。

在一些实施例中，水合液体蒸汽可以被施加在水合腔室内的组织块上，使得水合液滴在块面(组织样本的暴露面)上冷凝。在一些实施例中，施加湿气到块面的定向流动。在一些实施例中，可以通过喷涂应用(诸如通过喷雾器)来施加水合液滴到块面的定向流动。在一些实施例中，本公开的方法允许或者单独地或者在专用水合腔室内发生单个或多个块的水合，该专用水合腔室可以进一步利用与任何形式的水合液体结合使用的一些附加类别的表面活性剂。

通常，如上所述，组织样本以组织块或样本块的形式被提供，其中组织被嵌入在保存材料(诸如石蜡)中。接下来，通过移除组织被嵌入在其中的保存材料层来对组织块进行表面处理，以暴露组织的大横截面，其中，组织样本的此类暴露的部分被称为块面。一旦组织块被表面处理，组织块的组织样本就可以被水合。在本公开的一些实施例中，通过用于加速组织/蜡水合的新颖的方法和系统实现了更高的吞吐量。例如，对块进行表面处理通常需要少于一分钟的时间，但水合和冷却需要最多30分钟。根据目前病理学实验室的惯例，除非块被恰当地水合和冷却，否则它不能被放置在载玻片上。因此，通过加速水合步骤，可以显著加快组织取样的整个过程。

在本公开的一些方面中，通过将水合液滴冷凝在块面上来对组织块进行水合，以便在切片机处进行切片。也可以使用其他化学添加剂，这些化学添加剂与纯水合液体分开和分离，或者被具体化在冷凝液滴内，或者在先前步骤中以其他方式被施加在块面处。在一些实施例中，此类化学试剂可以包括但不限于直接地被施加在块面处的油溶性表面活性剂，以便引发水合液体到蜡中的快速渗透，这源自于从用水合液体蒸汽刚好饱和的空气(此类空气也可替换地称为湿空气，但应注意的是，除水以外的水合液体可以被使用)快速冷凝的水合液滴的乳化。在一些实施例中，此类化学试剂可以可溶于水合液体，并且由此可以增强液滴的铺展性和渗透性。例如，液滴可以作为喷雾被施加到块面上，或者通过加湿腔室内的(稀释的)表面活性剂溶液的直接液滴冷凝被施加到块面上。

根据本公开的一些方面，组织块被放置在密封的水合腔室中达规定的时间，其中，块面上的液滴冷凝使非常快速的水合能够发生。在一些实施例中，液滴冷凝在非常受控的状况下在专用的水合腔室中发生，由此同时允许许多组织块的批处理。

根据本公开的一些方面，水合腔室将冷凝的水合液滴生成到冷的块面上，其中，冷凝的水合液滴的较暖温度不仅增强了撞击液滴的动能，而且所得到的冷凝物的热量使蜡在空气/组织界面非常紧密邻近的地方软化。以这种方式，水合液体夹带在动力学上加速，有效地减少了组织水合时间，并且因此改进了自动化组织切片装置的设备生产率。

根据本公开的一些方面，水合方法还可以包括将湿气流引导到块面处(例如，使用超声发生器)，并且还可以包括在块面处施加水合液滴。或者作为湿气的蒸汽相或者作为冷凝相水合液滴的液相的水合液体的定向喷雾可以是水合液体的各种衍生或生成的形式，其用于对各个块面或多个组织块进行水合。在一些实施例中，在此类过程中，单独的水合单元可以不是必需的，但是加湿或喷涂可以代替地在切片机处被实现。在一些实施例中，这可以通过水合液滴的分散的喷雾(或者替代地，湿气的直接的或集中的喷雾)来实现，其随后可以在维持在水合液体蒸汽的露点以下的冷的块面上冷凝。

根据本公开的一些方面，化学添加剂可以被施加到块面，其中，添加剂进一步促进或加速水性扩散到组织/蜡复合介质中的过程。随后，块面可以经受任何形式的加湿、定向式水合液滴喷雾、集中式引导湿气(水合液体蒸汽)、或可以用作水合液体源的任何其他方法，水合液体源的形式既包括液相(水合液滴)又包括蒸汽相(易于在冷块面上冷凝的湿气)。与化学添加剂的特定(热力学)活性一致，水性扩散由此可以被加速，其中，组织水合的增强的速率可以源自任何数量的机制，这些机制涉及各种物理或化学力(诸如，借助非限制性示例给出的表面张力、铺展和润湿，其允许水合液体克服与蜡的疏水特性(即，水合液体的高接触角)相关联的输送阻力)。

根据本公开的一些方面，在块面处直接地施加的油溶性表面活性剂引发水合液体到蜡中非常快速的渗透，这源自于来自潮湿空气的快速冷凝的水合液滴的乳化。在这种水合液体/油(W/O)乳化过程中，维持潮湿的空气，使得水合液滴冷凝到表面活性剂涂覆的且非常冷的块面上，其中，发生注入有石蜡的组织的水合，这源自于冷凝的水合液体蒸汽滴在表面活性剂稳定的蜡表面被(立即)乳化的热力学驱动力。

根据本公开的一些方面，水合方法还包括将湿气流引导到块面处(例如，使用超声发生器)，其中表面活性剂添加剂已经被预先施加。随后，或者以作为湿气的蒸汽相或者以水合液滴喷雾的液相构成的水合液体的定向喷雾被用于对组织块进行水合。此类过程可能不一定要求单独的加湿单元，但可以直接在切片机处被执行。

根据本公开的一些方面，在切片机处进行切片之前，超铺展性表面活性剂水性溶液被直接地喷涂到块面上，或者以其他方式从水合腔室内冷凝为液体微滴到块面上。沉积的或冷凝的水性溶液在组织/蜡表面上非常迅速地铺展，同时使水合液体能够非常快速地渗透到块面处暴露的组织中。

一旦水合完成，块就被切片并且被转移到带条上，以用于下游进一步处理。

参考图8，描述了用于增强的水合过程的示例性方法。通常，示例性方法包括步骤810-824中的一个或多个步骤。在一些实施例中，在步骤810中，经表面处理的组织块被放置到加湿腔室中。在步骤812中，组织块可以被水合，在一些实施例中，在步骤814中，涉及通过水合液体蒸汽冷凝来对组织块水合。在一些实施例中，在步骤816中，替代地或附加地，通过定向喷涂水合液滴来对组织块进行水合。在步骤818中，使用可选的表面活性剂。在一些实施例中，在步骤820中，使用基于油的表面活性剂。在一些实施例中，在步骤822中，替代地或附加地，可以使用超铺展性表面活性剂。在步骤824中，在切片机、水合腔室处对组织块进行切片。

在一些实施例中，在步骤814中，组织块可以被放置在水合腔室中达规定的时间，其中，经表面处理的块上的液滴冷凝使非常快速的水合能够发生。在一些实施例中，可以使用被施加到块面上的快速冷凝的水合液滴来对组织块进行水合。在一些实施例中，这可以使用超声发生器来实现。在一些实施例中，潮湿的空气可以在水合腔室中被维持，使得水合液滴冷凝到表面活性剂涂覆的且非常冷的块面上(约4℃)。在一些实施例中，块面被维持在约10℃-12℃。在一些实施例中，潮湿的空气大约处于室温。在一些实施例中，潮湿的空气大约高于室温。在一些实施例中，潮湿的空气大约低于室温。

在本公开的一些实施例中，如上文所讨论的，组织块被冷却，从而将块面处的温度维持在约低于12℃。在本公开的一些实施例中，组织块在切片机处被冷却至低于10℃。以上公开了冷却方法和系统的各种实施例。

在一些实施例中，在步骤816中，水合方法包括用水合液体喷涂块面，以将液体水合液滴沉积在块面的表面上。在一些实施例中，在低于约10℃的温度下使用雾化喷嘴的机械或气动泵可以被采用以喷涂样本块。在一些实施例中，喷涂的量足以用表面水合液体覆盖块面，通常在大约室温下，持续大约几秒钟。尽管喷涂以可以包含许多块的专用腔室为前提，但它可能不一定被配备为水合腔室，至少对于液体水合液体喷涂来说是这样。相反，湿气的一些定向的源可以源自外部源，即，声波发生器，或者，使用更集中的或有目的地湿气的定向喷雾到水合腔室内部的块面上，将其具体化到水合腔室内部。

在一些实施例中，化学添加剂可以被施加到块面，以进一步促进或加速水性扩散到组织/蜡复合介质中的过程。随后，块面可以经受任何形式的加湿、定向式水合液滴喷雾、集中式引导湿气(水合液体蒸汽)、或可以用作水合液体源的任何其他示例性机械方法，水合液体源的形式既包括液相(水合液滴)又包括蒸汽相(易于在冷块面上冷凝的湿气)。与化学添加剂的特定(热力学)活性一致，水性扩散由此被加速，其中，组织水合的增强的速率可以源自任何数量的机制，这些机制涉及各种物理或化学力(诸如，表面张力、铺展和润湿，其允许水合液体克服与蜡的疏水特性(即，水合液体的高接触角)相关联的输送阻力)。

在一些实施例中，在步骤818中，可以使用可选的表面活性剂。在步骤820中，可以将油溶性表面活性剂施加在水合腔室内的块面上(例如，刷涂、喷涂)，使得当湿气被施加到块面上时，在块面上形成水合液体油乳液。表面活性剂可以被直接地施加在块面上，以便引发水合液体到组织/蜡复合介质中的渗透，这源自在维持在冷凝蒸汽相露点以下的极冷块面上从潮湿的空气(例如，在室温下)快速冷凝的水合液滴的界面W/O乳化。在一些实施例中，可操作地，通过任何数量的示例性手段，包括但不限于使用冰、压电冷板、干冰、液氮等，在水合腔室中对块进行冷却。在一些实施例中，使用如上文所描述的冷却系统。以这种方式，存在用于聚结的冷凝液滴的稳定化，使得水合液滴在与由组织/蜡复合物限定的连续相合并时保持其分散相的完整性，即，它们保持为分散的水合液滴。不希望被理论束缚，该机制与通常可能是更油溶性的表面活性剂一致，这使得表面活性剂能够更自然地与石蜡形成均匀的混合物，特别是在空气/块面界面处在可以要求几十微米的情况下形成，以便针对每个(经水合的)组织块形成对几个四微米裂片或组织样本的切片。可以使用各种油溶性表面活性剂，这些油溶性表面活性剂包括但不限于：山梨醇酯、甘油硬脂酸酯、聚乙二醇油醚；山梨醇单油酸酯；以及山梨醇三硬脂酸酯，或更一般地，具有适当低的HLB值的任何油溶性表面活性剂，如通常所限定的，或通常被理解为指示在相对于亲水介质的类油或疏水介质中的表面活性剂溶解度(例如，小于约8HLB)。在一些实施例中，表面活性剂的浓度约为1mM。

在一些实施例中，油溶性表面活性剂可以进一步溶解在诸如石蜡油或蜡之类的任何油类物质中。这种二元低粘度混合物可以被施加到块面的暴露的组织，压入携带表面活性剂的油，使得混合物浸润到组织/蜡介质中，渗透到嵌入的蜡中，使得混合物在暴露的组织/蜡表面处消失或扩散到暴露的组织/蜡表面处的蜡中。在一些实施例中，表面活性剂被浸没在蜡中。符合石蜡MW分布的低MW端的石蜡油理想地与较高MW的蜡相容，并且因此，它只用于输送表面活性剂，即使输送到仅50微米的深度。在一些实施例中，W/O表面活性剂的一部分(例如，10％)与纯石蜡油混合并且被施加到块面上，以便将W/O表面活性剂夹带到蜡中。在一些实施例中，表面活性剂可以被夹带到蜡中约20微米。此外，在液体石蜡中，水合液体蒸汽传输速率可能高出两个数量级，由此促进水合液体跨界面边界的流量。

在一些实施例中，组织的加速水合涉及使用可溶于水合液体的一种或多种化学试剂，该一种或多种化学试剂由此可以增强水性溶液(例如，或者以到块面上的喷雾的形式的液滴，或者通过来自加湿腔室的液滴冷凝)的铺展性和渗透性。这些润湿剂可以被选择，以在非常低的使用水平(例如，小于约2％)下将水合液体的表面张力降低到-20-22mN/m，由此使水性溶液在疏水蜡/组织表面上迅速铺展，表现出被称为超铺展性的现象。在一些实施例中，表面活性剂被选择，以引起约大于0.5的铺展指数。

在一些实施例中，即使与纯蜡相比，嵌入的组织具有更高的吸收水合液体的倾向，但由于高表面能量，通常从被水合液体渗透中排除的、(淬火的)结晶蜡本身内嵌入的微通道现在更有可能经历水合液体夹带。

在步骤822中，可以使用各种超铺展性表面活性剂。在一些实施例中，此类表面活性剂可包括但不限于三硅氧烷表面活性剂，其可以由硅氧烷化学基团和亲水性烷基醚尾部(其可以在长度或组合上变化)构成。

硅氧烷结构可以以一种或另一种形式变化。例如，将甲基端基团改变为羟基可以引发水合液体弹道渗透到组织中，并且任何和所有乙氧基化硅氧烷表面活性剂通过引用被并入本文中作为代表性化学试剂，该表面活性剂在水合液体中是以非常低的使用水平可溶的，使水性混合物能够表现出超铺展的属性，或者更一般地，表现出到在组织学中被用来进行生物组织的准备和固定的蜡/组织介质中的增强的渗透，作为活检被获得，例如用于在医学诊断中遇到的组织样本的组织病理学分析。

超铺展剂表面活性剂可以从已知和常规的超铺展剂表面活性剂中的任何超铺展剂表面活性剂之中选择，这些超铺展剂表面活性剂例如，在美国专利第7507775号、第7645720号、第7652072号、第7700797号、第7879916号和第7935842号中以及在美国专利申请公开2007/0131611中公开的有机硅超铺展剂表面活性剂(这些专利和公开的整体内容通过引用并入本文中)以及非有机硅超铺展剂表面活性剂(例如，在美国专利第5821195号、第6130186号、第6475953号、第7723265号和第7964552号中公开的那些，这些专利的整体内容也通过引用并入本文中)。

在一些实施例中，如上述美国专利第7964552号所公开的，(一种或多种)有机硅超铺展剂表面活性剂和(一种或多种)非有机硅超铺展剂表面活性剂的混合物可以作为可选的组分被采用。可以有利地包括在本公开的组合物中的表面活性剂的附加组合包括：有机硅超铺展剂表面活性剂和非超铺展有机硅表面活性剂；有机硅超铺展剂表面活性剂和非超铺展的非有机硅表面活性剂；非有机硅超铺展剂表面活性剂和非超铺展有机硅表面活性剂；非有机硅超铺展剂表面活性剂和非超铺展的非有机硅表面活性剂；以及非超铺展有机硅表面活性剂和非超铺展的非有机硅表面活性剂。这些混合物中不同类型的表面活性剂的重量比可以很宽地变化(例如，从1:100到100:1，优选地从1:50到50:1，以及更优选地从1:20到20:1)。

有机硅超铺展剂表面活性剂可以从已知和常规的三硅氧烷和四硅氧烷烷氧基化物类型中的任何一种或多种类型中选择。例如，合适的表面活性剂的非限制性示例在美国专利第9034960号中被公开，该专利通过引用以其整体并入本文中。诸如Silwet L-77和Silwest 408之类的大量的聚硅氧烷烷氧基化物(I)可从迈图高新材料集团购得。

三硅氧烷溶液的极低平衡表面张力并不是其超铺展行为的唯一原因：三硅氧烷表面活性剂的特性润湿属性是优越的，部分原因是其在烃类固体基质上更好吸收，并且因此，固体/液体界面张力较低。超铺展行为可以在临界润湿浓度(CWC)下被发起，该临界润湿浓度可以远高于临界聚集浓度(CAC)，并且这种行为指示动态表面张力效应，该动态表面张力效应是超铺展机制的基础。请注意，CWC并不取决于用于铺展的基质。在一些实施例中，按重量，表面活性剂的浓度约小于2％。

就表面活性剂对表面的亲和力而言，空气/液体处的表面活性剂吸收性相对于固体/液体界面处的表面活性剂吸收性可能是非常不同的，因为每一个界面的化学组合物都是唯一不同的。在一些实施例中，可以使用单个表面活性剂。在一些实施例中，代替水合液体中的单个表面活性剂的二元混合物，可以使用表面活性剂的任何组合，其中，每一种表面活性剂可以在化学结构或一些其他限定特征方面绝对不同。以这种方式，可以实现协同效应，它提供更好的润湿属性。

超铺展行为通常与较低的表面张力相关，但这并不是影响整体性能的唯一因素。实际表面活性剂分子的大小和结构也对铺展性能起着关键作用。根据表面活性剂分子的特定化学结构，三硅氧烷共聚物属于特定类别。三硅氧烷表面活性剂是硅氧烷、环氧乙烷(EO)和/或环氧丙烷(PO)的块共聚物。通常，它们或者具有侧移结构，或者具有线性(ABA)结构。特定组合物取决于变量x、y、m和n各自的幅度。

在各种工业或个人护理应用中，具有显著的硅酮含量的分子将表现出润滑性、释放性、低摩擦系数、滑动性和抗损伤性。具有高聚环氧乙烷含量的分子将是自分散的或可溶于水合液体或极性溶剂中。它降低了界面张力，并且由此辅助润湿、铺展和渗透。高聚环氧丙烷含量的材料将是在非极性溶剂中可自分散的或可溶的。它降低了这种溶剂的界面张力，并且由此辅助润湿和流动。

在一些实施例中，具有悬垂接枝结构的超铺展三硅氧烷可以或者单独使用或者与其他表面活性剂组合使用。

在一些实施例中，提供了一种组合物，该组合物包括包含如美国专利第8734821号中所描述的一种或多种表面活性剂的制剂，该美国专利通过引用以其整体并入本文中。空气/液体界面处的吸收动力学相对于固体/液体界面处的吸收动力学的区别，或者此外，在固体/空气界面处的三相接触线前的表面活性剂分子的动态吸收影响并且促进润湿过程。混合系统中表面活性剂的重新分布影响铺展的速率，并且因此，除了动态表面张力现象之外，表面张力和界面张力的平衡值也在超铺展中发挥作用，并且因此，水性渗透到疏水介质(诸如蜡/组织复合物)中的速率，被用于源自正常组织和病变组织两者的手术活检的生物组织样本的组织学分析，以便由病理学家和其他医学专业人员对疾病的起源或处置进行医学诊断。在一些实施例中，动态表面张力大约小于22达因/厘米。

在一些实施例中，通过在自动化装置中提供喷涂工艺来改进自动化装置中的组织块的处理，其中，超铺展混合物被直接地施加在块面处，以便加速从表面到水合的过渡，因此，不仅改进了处理速度，而且在移动零件的数量或不同或离散的机械步骤的数量被极大地最小化的情况下简化了装置的整体机械设计。

图9-图12呈现了合适的水合系统的非限制性示例。参考图9，水合系统900可以包括与加湿器902连通的水合腔室901。加湿器902与水合腔室901流体连通，以向水合腔室供应潮湿的空气904。冷凝物906可以从水合腔室901中排出。

参考图10，在一些实施例中，加湿器902可包括用于存储水合液体的盆918和盖914。在一些实施例中，加湿器902可以是用于通过超声盘910和鼓风机912向水合腔室901提供具有高湿度的空气的超声加湿器。冷凝物可以经由冷凝物端口916被返回到加湿器。

参考图11，湿度腔室901包括外壳938，该外壳938被设计成用于承接一个或多个组织块930。如上文所讨论的，潮湿的空气904可以冷凝在组织块930的面上。未被吸收的冷凝物可以通过附加的管道被返回到加湿器902。在一些实施例中，水合腔室900可以包括可伸缩的盖932，其可以允许从水合腔室移除组织块930和/或调节水合腔室中的湿度。在一些实施例中，密封电机934可以被提供以在组织块被水合时密封水合腔室。在一些实施例中，水合腔室901还可以包括用于使组织块移动通过水合腔室的驱动齿轮936。因为水合腔室901的内部最初是干燥的，所以溢出的冷凝物可以被收集并且被重新使用。

参考图12，在一些实施例中，组织块可以在一个或多个切片机处被水合。在此类实施例中，系统可以包括加湿器1202(例如，类似于加湿器902)。加湿器可以被定位在切片机夹盘1203附近以使用软管或喷嘴1204将水合液体直接地提供到被定位在切片机夹盘1203中的组织块1230的块面上。未被吸收的冷凝物可以被丢弃。

可以使用任何合适的计算设备来实现本文中所描述的计算设备和方法/功能，并且可以通过修改硬件、软件和固件将其转换成用于执行本文中所描述的操作和特征的特定系统，其方式远不止是在通用计算设备上执行软件，如会由本领域技术人员所领会的那样。图13中描绘了此类计算设备1300的一个说明性示例。计算设备1300只是合适的计算环境的说明性示例，并且绝不限制本公开的范围。如由图13所表示的“计算设备”可以包括“工作站”、“服务器”、“膝上型电脑”、“桌面型电脑”、“手持式设备”、“移动设备”、“平板电脑”或其他计算设备，如会由本领域技术人员所理解的那样。考虑到出于说明性目的而描绘了计算设备1300，本公开的实施例可以以任何数量的不同方式利用任何数量的计算设备1300来实现本公开的单个实施例。因此，本公开的实施例不限于单个计算设备1300，如会由本领域普通技术人员所领会的那样，它们也不限于示例计算设备1300的单个类型的实现方式或配置。

计算设备1300可以包括总线1310，该总线1310可以直接地或间接地耦合到以下说明性部件中的一个或多个：存储器1312、一个或多个处理器1314、一个或多个呈现部件1316、输入/输出端口1318、输入/输出部件1320、以及电源1324。本领域技术人员将领会，总线1310可以包括一个或多个总线，诸如地址总线、数据总线或其任何组合。本领域技术人员将附加地领会，取决于特定实施例的预期应用和用途，这些部件中的多个部件可以由单个设备来实现。类似地，在一些实例中，单个部件可以由多个设备来实现。由此，图13仅仅是可以用于实现本公开的一个或多个实施例的说明性的示例性计算设备，并且决不限制本公开。

计算设备1300可以包括各种计算机可读介质或与各种计算机可读介质交互。例如，计算机可读介质可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)；只读存储器(Read Only Memory，ROM)；电可擦除可编程只读存储器(Electronically ErasableProgrammable Read Only Memory，EEPROM)；闪存存储器或其他存储器技术；CDROM、数字多功能盘(digital versatile disk，DVD)或其他光学或全息介质；磁带盒、磁带、磁盘存储装置或可以用于对信息进行编码并且可以由计算设备1300访问的其他磁存储设备。

存储器1312可包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机存储介质。存储器1312可以是可移除的、不可移除的、或其任何组合。示例性硬件设备是诸如硬驱动器、固态存储器、光盘驱动器等设备。计算设备1300可以包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器从诸如存储器1312、各种I/O部件1316等部件读取数据。(一个或多个)呈现部件1316将数据指示呈现给用户或其他设备。示例性呈现部件包括显示设备、扬声器、打印部件、振动部件等。

I/O端口1318可以使计算设备1300能够逻辑地耦合到诸如I/O部件1320之类的其他设备。I/O部件1320中的一些可以内置在计算设备1300中。此类I/O部件1320的示例包括麦克风、操纵杆、录音设备、游戏板、卫星天线、扫描仪、打印机、无线设备、联网设备等。

为了辅助理解本公开而阐述的示例不应被解释为以任何方式限制如在所附的权利要求中限定的本公开的范围。以下实例被提出是为了向本领域普通技术人员提供关于如何制作和使用本公开的实施例的完整公开和描述，并且不旨在限制本公开的范围，也不旨在表示以下实验是所执行的全部实验或仅有的实验。已经作出了确保所使用的数量(例如，量、温度等)的准确性的努力，但应考虑到一些实验误差和偏差。

示例

本示例中采用的三硅氧烷表面活性剂是Silwet L-77和Silwet408(参见例如，美国专利第8734821号，该专利通过引用以其整体并入本文中)。根据以下程序准备本示例中采用的制剂：将一种或多种三硅氧烷表面活性剂(Silwet L-77和/或Silwet 408)按重量以0.5％添加到纯水中。水性混合物很容易被混合。在这一点上，诸如溶剂或附加的表面活性剂之类的其他成分可以被包括在制剂中。在下文的表1中，呈现了制剂的组合物，该组合物包括等浓度的所指示的三硅氧烷表面活性剂，其中不具有被并入到该组合物中的其他成分。

表1制剂

表面活性剂	A	B	C
				Silwet 408	0.5		1.0
Silwet L-77	0.5	1.0
				水	99.0	99.0	99.0
总计％	100	100	100

下表呈现了在用如上所述准备的、采用等浓度的所指示的一种或多种三硅氧烷表面活性剂的制剂进行处理后，监测块面水合时间的实验的结果。

表2{仅供说明的预见性示例数据}

三硅氧烷配方	水合时间
		Silwet L-77	2分钟
Silwet 408	1分钟
		Silwet L-77/Silwet 408	30s

如表中的测试结果所图示的，很明显的是，与仅通过单独的各个组分表面活性剂所实现的结果相比，通过采用Silwet L-77/Silwet 408共混物所实现的水合时间的减少是协同改进的。

鉴于前述描述，本公开的众多修改和替代实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，该描述仅被解释为说明性的，并且是出于教导本领域技术人员执行本公开的最佳模式的目的。在不脱离本公开的精神的情况下，结构的细节可以在实质上变化，并且保留对落入所附权利要求范围内的所有修改的排他性使用。在本说明书内，已经以使得清楚且简洁的说明书能够被书写的方式描述了实施例，但是旨在并将被领会的是，在不背离本公开的范围的情况下，实施例可以是以各种方式组合的或分开的。旨在将本公开仅限制在由所附权利要求和适用法律规则所要求的范围内。

如本文中所利用，术语“包括”和“包括有”旨在解释为具有包容性，而非排他性。如本文中所利用，术语“示例性”、“示例”和“说明性”旨在意指“用作示例、实例或说明”，并且不应被解释为指示或不指示相对于其他配置的优选的或有利的配置。如本文中所利用，术语“约”、“总体上”和“大约”旨在涵盖可能存在于主观或客观值的范围的上限和下限中的变化，诸如属性、参数、大小和尺寸中的变化。在一个非限制性示例中，术语“约”、“总体上”和“大约”意指是等于或加10％或更少，或减10％或更少。在一个非限制性示例中，术语“约”、“总体上”和“大约”意指足够接近，以由本领域普通技术人员认为包括在相关领域内。如本文中所利用，术语“基本上”指的是行动、特性、属性、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的范围或程度，如会由本领域技术人员所领会的那样。例如，“基本上”是圆形的物体意指该物体或者完全是数学上可确定的极限的圆形，或者是如由本领域普通技术人员会认识到或理解的那样接近圆形的。在一些实例中，距绝对完整性的偏差的确切可允许程度可以取决于特定的上下文。然而，一般来说，接近完整将具有与实现或获得绝对完整和总体完整相同的整体结果。当在负面含义中被利用以指代缺乏行动、特性、属性、状态、结构、项目或结果的完整或接近完整时，“实质上”的使用同样适用，如会由本领域普通技术人员所领会的那样。

鉴于前述描述，本公开的众多修改和替代实施例对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，该描述仅被解释为说明性的，并且是出于教导本领域技术人员执行本公开的最佳模式的目的。在不脱离本公开的精神的情况下，结构的细节可以在实质上变化，并且保留对落入所附权利要求范围内的所有修改的排他性使用。在本说明书内，已经以使得清楚且简洁的说明书能够被书写的方式描述了实施例，但是旨在并将被领会的是，在不背离本公开的情况下，实施例可以是以各种方式组合的或分开的。旨在将本公开仅限制在由所附权利要求和适用法律规则所要求的范围内。

还应当理解，以下权利要求旨在涵盖本文中所描述的本公开的所有通用和特定特征，并且本公开的范围的在语言上的所有陈述可以说介于两者之间。

Claims (40)

1.一种用于准备组织样本的自动化系统，所述系统包括：

一个或多个切片机；

水合系统；以及

处理器，所述处理器被编程成用于：

发起由所述一个或多个切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块的表面处理；

使所述第一组织块由所述水合系统水合达第一预定时间；

在所述第一组织块被水合时发起由所述一个或多个切片机对第二组织块进行表面处理，所述第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；

使所述第二组织块由所述水合系统水合达第二预定时间；以及

在所述第二组织块被水合时发起所述一个或多个切片机开始对所述第一组织块的切片。

2.如权利要求1所述的自动化系统，其中，所述一个或多个切片机包括第一切片机和第二切片机。

3.如权利要求1所述的自动化系统，其中，所述处理器被编程成用于：

发起第一切片机对所述第一组织块进行表面处理；

使所述第一组织块由所述水合系统水合；

在所述第一组织块处于所述水合系统中时发起由所述第一切片机对所述第二组织块进行表面处理；

使所述第二组织块由所述水合系统水合；以及

在所述第二组织块被水合时发起由第二切片机对经水合的第一组织块的切片。

4.如权利要求1所述的自动化系统，其中，所述处理器被编程成用于：

发起由第一切片机对所述第一组织块进行表面处理；

使所述第一组织块由所述水合系统水合；

发起由所述第一切片机对经水合的第一组织块进行切片；

由第二切片机对所述第二组织块进行表面处理；

使所述第二组织块由所述水合系统水合；以及

发起由所述第二切片机对经水合的第二组织块进行切片，

其中，由所述第二切片机进行的表面处理、水合和切片中的至少一者与由所述第一切片机进行的表面处理、水合和切片并行地被执行。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的自动化系统，进一步包括一个或多个转移介质单元，所述一个或多个转移介质单元被配置成用于将一个或多个切片从所述第一组织块和所述第二组织块转移到一个或多个载玻片。

6.如权利要求1-4中的任一项所述的自动化系统，进一步包括一个或多个组织块处置器，所述一个或多个组织块处置器被配置成用于在所述一个或多个切片机与所述水合系统之间转移所述第一组织块和所述第二组织块。

7.如权利要求6所述的自动化系统，其中，所述处理器与所述一个或多个组织块处置器通信，并且被编程成用于控制所述第一组织块和所述第二组织块在所述一个或多个切片机与所述水合系统之间的移动。

8.如权利要求1-4中的任一项所述的自动化系统，进一步包括组织块托盘，所述组织块托盘被配置成用于承接所述第一组织块和所述第二组织块。

9.如权利要求1-4中的任一项所述的自动化系统，进一步包括冷却系统。

10.如权利要求1所述的自动化系统，其中，所述水合系统包括水合腔室，所述水合腔室被配置成用于在所述水合腔室内承接所述第一组织块和所述第二组织块。

11.如权利要求10所述的自动化系统，其中，所述处理器被进一步编程成用于使所述第一组织块和所述第二组织块分别被移动到所述水合系统达所述第一预定时间和所述第二预定时间。

12.如权利要求1-4中的任一项所述的自动化系统，其中，所述水合系统被定位在所述一个或多个切片机附近，并且被配置成用于在所述一个或多个切片机处对所述第一组织块和所述第二组织块进行水合。

13.一种用于批处理组织块的方法，所述方法包括：

由处理器发起由被所述处理器控制的一个或多个切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块的表面处理；

由所述处理器使所述第一组织块被水合达第一预定时间段；

在所述第一组织块被水合时由所述处理器发起由所述一个或多个切片机对第二组织块进行表面处理，所述第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；

由所述处理器使所述第二组织块被水合达第二预定时间段；以及

在所述第二组织块被水合时由所述处理器发起所述一个或多个切片机开始对所述第一组织块的切片。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：由与所述处理器通信的组织块处置器将所述第一组织块和所述第二组织块从所述一个或多个切片机移动到水合系统以用于进行水合。

15.如权利要求13所述的方法，其中，所述一个或多个切片机包括多个切片机。

16.如权利要求13所述的方法，进一步包括：由与所述处理器通信的一个或多个转移介质单元将从所述第一组织块和所述第二组织块切片的一个或多个切片从所述一个或多个切片机转移到一个或多个载玻片。

17.一种用于处理组织样本的方法，所述方法包括：

由第一切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块进行表面处理；

由水合系统对所述第一组织块进行水合达预定时间段；

在所述第一组织块被水合时由所述第一切片机对第二组织块进行表面处理，所述第二组织块包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本；

由所述水合系统对所述第二组织块进行水合；以及

在所述第二组织块被水合时由第二切片机从经水合的第一组织块切片样本。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括将从所述第一组织块切片的一个或多个切片从所述第二切片机转移到一个或多个载玻片。

19.一种用于处理组织样本的方法，所述方法包括：

由第一切片机对包括嵌入材料中嵌入的第一组织样本的第一组织块进行表面处理；

由水合系统对所述第一组织块进行水合达第一预定时间段；

由所述第一切片机对经水合的第一组织块进行切片；

由第二切片机对包括嵌入材料中嵌入的第二组织样本的第二组织块进行表面处理；

由所述水合系统对所述第二组织块进行水合达第二预定时间段；以及

由所述第二切片机对经水合的第二组织块进行切片，

其中，由所述第二切片机进行的表面处理、水合和切片中的至少一者与由所述第一切片机进行的表面处理、水合和切片并行地被执行。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括将从所述第一组织块切片的一个或多个切片从所述第一切片机和所述第二切片机转移到一个或多个载玻片。

21.一种用于组织学的系统，包括：

切片机，所述切片机被配置成用于暴露包括嵌入材料中嵌入的组织样本的组织块的面并且从所述样本中移除一个或多个组织切片；

水合系统，所述水合系统被配置成用于通过在所述组织块的所述面上沉积水合液体来对所述组织块进行水合；以及

转移系统，所述转移系统被配置成用于将所述一个或多个组织切片从所述切片机转移到一个或多个载玻片。

22.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合系统被配置成用于产生所述水合液体的液滴冷凝物，并且将所述液滴冷凝物沉积在所述组织块的所述面上。

23.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合系统包括超声加湿器。

24.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合系统包括喷雾器组件，所述喷雾器组件被配置成用于使用所述水合液体的液滴喷涂所述组织块的所述面。

25.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合系统包括：水合腔室，所述水合腔室被配置成用于承接一个或多个组织块；以及加湿器，所述加湿器与所述水合腔室连通以向所述水合腔室提供湿空气。

26.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合液体通过将所述水合液体的液滴喷涂到所述组织块的所述面上来沉积。

27.如权利要求21所述的系统，其中，所述水合液体包括表面活性剂。

28.如权利要求27所述的系统，其中，所述表面活性剂是油溶性表面活性剂。

29.如权利要求27所述的系统，其中，所述表面活性剂是超铺展性表面活性剂。

30.如权利要求21-29中的任一项所述的系统，进一步包括被配置成用于冷却所述组织块的冷却系统。

31.如权利要求21-29中的任一项所述的系统，其中，所述水合系统被定位在所述切片机附近并且被配置成用于在所述切片机处对所述组织块进行水合。

32.一种用于组织块水合的方法，所述方法包括：

暴露包括嵌入材料中嵌入的组织样本的组织块的面；

在所述组织块的所述面上沉积水合液体；以及

允许所述水合液体对所述组织样本进行水合并从经水合的组织样本切片一个或多个组织切片。

33.如权利要求32所述的方法，其中，所述水合液体通过引起所述水合液体在所述组织块的所述面上的冷凝来沉积。

34.如权利要求32所述的方法，其中，所述水合液体通过将所述水合液体的液滴喷涂到所述组织块的所述面上来沉积。

35.如权利要求32所述的方法，其中，所述水合液体包括表面活性剂。

36.如权利要求35所述的方法，其中，所述表面活性剂是油溶性表面活性剂。

37.如权利要求35所述的方法，其中，所述表面活性剂是超铺展性表面活性剂。

38.如权利要求32至37中的任一项所述的方法，进一步包括：

将所述组织块定位在切片机附近的切片机夹盘中，所述切片机被配置成用于从经水合的组织样本切片一个或多个切片；以及

将所述水合液体沉积在被定位在所述切片机夹盘处的所述组织样本的所述面上。

39.如权利要求32至37中的任一项所述的方法，进一步包括：

将所述组织块定位在水合腔室中；以及

向所述水合腔室提供具有所述水合液体的蒸气的空气，使得所述水合液体在被定位在所述水合腔室中的所述组织块的所述面上冷凝。

40.如权利要求39所述的方法，进一步包括冷却所述组织块以引发所述水合液体的液滴在所述组织块的所述面上冷凝。