DE69637300T2

DE69637300T2 - Apparat zum Aufnehmen von Deckplättchen

Info

Publication number: DE69637300T2
Application number: DE69637300T
Authority: DE
Original assignee: Vision Biosystems Ltd
Current assignee: Leica Biosystems Melbourne Pty Ltd
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2016-06-15
Also published as: DE69637300D1; DE69633280D1; EP0834096B1; AU694049B2; EP1477838A2; AUPN357495A0; JP3990451B2; EP0834096A4; JPH11514102A; EP1477838B1; WO1997000461A1; EP0834096A1; US5989386A; EP1477838A9; AU5991496A; EP1477838A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Instrument für ein automatisches Aufbringen von Deckplättchen auf Objektprobenträger auf dem Gebiet der Histologie und der Pathologie. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung innerhalb eines solchen Instruments, um zuverlässig ein einzelnes Glasdeckplättchen von einem Stapel mit Deckplättchen zu trennen. In einer alternativen Form bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, um ein Deckplättchen auf einem Objektträger in einer Art und Weise anzubringen, die zu einem höheren Prozentsatz akzeptierbarer Proben, als dies zuvor erreichbar gewesen ist, führt.
Eine Maschine der in Rede stehenden Art ist in der früheren Patentanmeldung des vorliegenden Anmelders WO 95/20176 beschrieben und die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen der Vorrichtung, die in der früheren Anmeldung beschrieben ist.
Während die Ablegevorrichtung, die in der früheren Anmeldung beschrieben ist, einen relativ hohen Prozentsatz von mit Objektträgern abgedeckten Deckplättchen, die frei von Hohlräumen sind, erreichte, wurde dieses Ergebnis auf Kosten überschüssigen Aufziehklebers erreicht, was aus Gründen, die offensichtlich sind, nicht erwünscht ist. Weiterhin ist die Anzahl von Schritten, die das Verfahren mit sich bringt, und die Tatsache, dass, in einigen Fällen, die Deckplättchen so fest aneinander in dem Stapel verbunden sind, dass mehr als eines davon zu einem Zeitpunkt aufgenommen wird, nachteilig für den Maschinenbetrieb und verursacht Schwierigkeiten für den Benutzer, während gleichzeitig das Verfahren und die Vorrichtung zum Aufnehmen von Deckplättchen von der Oberseite eines Stapels mit Deckplättchen, wie es in der früheren Anmeldung beschrieben ist, allgemein beim Trennen eines einzelnen Deckplättchens von dem Stapel erfolgreich ist.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen eines Deckplättchens zu schaffen, die weniger Aufziehkleber verwenden und die zu einem höheren Prozentsatz von mit Deckplättchen abgedeckten Objektträgern, die frei von Leerstellen sind, führen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen eines einzelnen Deckplättchens von einem Stapel mit Deckplättchen zu schaffen.
Die US 4428793 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Präparieren von mikroskopischen Proben durch Abheben von Deckplättchen in einem gestapelten Zustand eines nach dem anderen, das einen Schritt mit Maßnahmen zum Halten des obersten Deckplättchens an einer Stelle auf seiner oberen Fläche und Drücken von diesem an einer anderen Stelle auf einem Endbereich seiner oberen Fläche, die von dem Haltefleck in einer Längsrichtung des Deckplättchens entfernt ist, aufweist. Der Haltefleck des Deckplättchens wird dann angehoben und der Drückfleck des Deckplättchens wird, mit einer Zeitverzögerung, so angehoben, um das Deckplättchen, während es gehalten wird, zu biegen, wobei dann das Deckplättchen innerhalb seiner elastischen Begrenzungskante nach unten gedrückt wird, um das Deckplättchen zu biegen und zu bewirken, dass ein anderes Deckplättchen, das an dem Boden des obersten Deckplättchens anhaften kann, abfällt. Die Krümmung wird dann beseitigt.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Anheben und Trennen eines einzelnen, flexiblen Objektträger-Deckplättchens für ein Mikroskop von einem Stapel aus Deckplättchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Bewegen der Enden des Deckplättchens von der Ebene des Deckplättchens weg in seinem nicht gebogenen Zustand, während eine Kraft zwischen den Enden aufgebracht wird, wobei die Richtung der Kraft im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der die Enden des Deckplättchens bewegt werden, wobei sie das Deckplättchen biegen, und ein darauf folgendes Entfernen des Deckplättchens von dem Stapel aufweist, und das weiterhin ein vorübergehendes Wegnehmen und erneutes Aufbringen der Kraft umfasst, um einen Biegeimpuls auf das Deckplättchen aufzubringen.
Eine andere Form der Erfindung schafft einen Überführungskopf für ein flexibles Objektträger-Deckplättchen, um ein Deckplättchen von einem Stapel aus Deckplättchen zu separieren, wobei der Überführungskopf einen Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben zwischen zwei beabstandeten Saugkappen so angeordnet ist, dass sich dann, wenn sich der Kolben in einer ausgefahrenen Position befindet, der Kolben vertikal nach unten über die unterste Position der Saugkappen hinaus erstreckt derart, dass die Saugkappen nach außen und nach unten relativ zu der vertikalen Achse des Kolbens so geneigt sind, dass dann, wenn ein Deckplättchen durch die zwei Saugkappen gehalten wird und der Kolben ausgefahren ist, das Deckplättchen durchgebogen ist, und einen Elektromagneten und eine Feder, die dem Kolben zugeordnet sind, um den Kolben jeweils in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, aufweist.
Damit die Erfindung besser verstanden werden kann, werden nun bestimmte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 zeigt einen schematischen Aufriss eines Aufnehmer- und Überführungskopfs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2a–2c zeigen schematische Seitenaufrisse eines Deckplättchen-Ablagekopfes, die den Kopf in verschiedenen Positionen während des Auflegens eines Deckplättchens auf einen Objektträger darstellen.
In der 1 ist der Aufnehmer- und Überführungskopf 10 so dargestellt, dass er geneigte Flächen 11 an der Unterseite davon besitzt, wobei eine Saugkappenanordnung 12 an jeder Fläche 11 montiert ist. Als eine Folge der Neigung der Flächen 11 erstreckt sich die Saugkappenanordnung 12 nach außen und nach unten von dem Überführungskopf 10 aus relativ zu einer zentralen, vertikalen Achse x-x. Jede Saugkappenanordnung 12 ist mit einer Saugkappe 26 versehen.
Ein Kolben 13 ist an dem Überführungskopf 10 befestigt und erstreckt sich entlang der vertikalen Achse. Der Kolben 13 ist durch eine Feder 14 in einer nach unten weisenden oder untersten Position vorgespannt, wie dies in 1 dargestellt ist. Ein Elektromagnet 15 ist an dem Kolben 13 vorgesehen, wodurch eine Betätigung des Elektromagneten durch einen elektrischen Puls bewirkt, dass sich der Kolben 13 gegen die Kraft der Feder 14 zu einer oberen oder zurückgezogenen Position (nicht dargestellt) zurückzieht, wobei der unterste Punkt des Kolbens 13 vertikal oberhalb der Ebene der Saugkappen 26 liegt. Mit anderen Worten besitzt der Kolben 13 in der zurückgezogenen Position nur einen geringen oder keinen Kontakt mit einem Deckplättchen 16, das durch die Saugkappen 26 gehalten ist.
In 1 ist ein Magazin 17 für Deckplättchen dargestellt, das einen Stapel 18 aus Deckplättchen enthält, und das Magazin 17 ist in einer angehobenen Position dargestellt, die zulässt, dass das oberste Deckplättchen durch die Saugkappen 26 berührt werden kann.
Im Betrieb eines Instruments, das den Aufnahme- und Überführungskopf 10 einsetzt, wird das Magazin 17 für Deckplättchen, das einen Stapel 18 aus Deckplättchen enthält, angehoben, bis das obere Deckplättchen in Kontakt mit dem bodenseitigen Ende des Kolbens 13 und dann den Saugkappen 26 gelangt. Ein Vakuum wird an die Saugkappen 26 angelegt, die fest das obere Deckplättchen 16 benachbart dem jeweiligen Ende davon ergreifen. Die Kraft der Feder 14 und die winkelmäßige Orientierung der Saugkappen bewirkt, dass sich das Deckplättchen 16 in einer konkaven Anordnung biegt. Das Magazin 17 wird in dieser Position nach unten zurückgezogen und das obere Deckplättchen wird durch den Aufnahme- und Überführungskopf zurückgehalten. Wenn das Magazin 17 für die Deckplättchen nach unten zurückgezogen ist, wird der Elektromagnet 15 eingeschaltet, was augenblicklich bewirkt, dass sich der Kolben gegen die Kraft der Feder 14 anhebt. Der Elektromagnet wird dann entregt bzw. abgeschaltet, was den Kolben frei gibt, was bewirkt, dass er einen leichten Biegeimpuls auf das Deckplättchen 16 aufbringt. Dies hat den Effekt, dass die Klebeverbindung zwischen dem Deckplättchen 16 und irgendeinem weiteren Deckplättchen, das an der Unterseite des oberen Deckplättchens 16 angeklebt sein kann, aufbricht. Dies lässt zu, dass das sich darunter befindliche Deckplättchen zu dem Magazin zurückkehrt, bereit für den nächsten Aufnahmezyklus.
In den 2a, 2b und 2c ist ein Ablegekopf 19 dargestellt, um ein Deckplättchen 16 auf einem Objektträger 25 in einer Art und Weise aufzulegen, die die Verwendung einer minimalen Menge an Aufziehkleber erleichtert und mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit der Bildung von Leerstellen zwischen dem Deckplättchen und dem Objektträger. Der Ablegekopf 19 ist um eine Achse y-y drehbar und ist auch vertikal nach oben und nach unten in der Richtung des Pfeils 20, der in 2a dargestellt ist, bewegbar. Der Ablegekopf 19 besitzt eine geneigte Unterseitenflächen 21, von der eine Saugkappe 22 herabhängt, die unter einem Winkel zu der vertikalen Achse z-z des Ablegekopfs 19 geneigt ist. Ein Schwenkhebel 23 ist in an dem Ablegekopf 19 befestigt und ist mittels einer Feder (die nicht dargestellt ist), in einer Richtung in Gegenuhrzeigerrichtung, aus Sicht der 2a–2c einschließlich, gesehen, vorgespannt ist. Der Hebel 23 ist schwenkbar an einer Welle 24 befestigt und nimmt eine Ruheposition so, wie dies in 2a dargestellt ist, mittels eines Anschlags (nicht dargestellt) an dem Ablegekopf 19 an. Das untere Ende des Hebels 23 setzt ein Druckkissen in der Form eines Teflonkopfs (nicht dargestellt) ein, was eine Reibung dann verringert, wenn der Kopf entlang eines Deckplättchens gleitet, wie dies nachfolgend ersichtlich werden wird.
Ein Verriegelungsmechanismus (auch nicht dargestellt) ist an dem Ablegekopf 19 vorgesehen, um den Hebel 23 in einer geschwenkten Position in Uhrzeigerrichtung von der Anfangsposition aus (gesehen aus der Sicht der 2a–2c) und ungefähr so, wie dies in 2c dargestellt ist, zu verriegeln. Ein Lösen des Hebels 23 tritt dann auf, wenn der Ablegekopf 19 um die Achse y-y über 180° gedreht ist, um ein weiteres Deckplättchen aufzunehmen, das zu dem Ablegekopf 19 durch den Aufnahme- und Überführungskopf 10 zugeführt ist.
Das Hauptproblem, das Deckplättchen 16 auf den Objektträger 25 aufzulegen, ist dasjenige, dass Leerstellen in dem Aufziehkleber auftreten, wenn er über den Objektträger 25 ausgebreitet wird, und natürlich beeinflussen solche Leerstellen die Möglichkeit, mikroskopische Proben, die auf dem Objektträger 25 vorhanden sind, zu beobachten. Eine Untersuchung durch die vorliegenden Anmelder hat ergeben, dass von Leerstellen freie Ergebnisse hauptsächlich durch Kontrollieren der Form der fortschreitenden "Wellenfront" des Aufziehklebers erhalten werden, wenn das Deckplättchen und der Objektträger stufenweise zusammengebracht werden. Die Vorrichtung erreicht eine gleichförmig fortschreitende Wellenfront, wodurch die Erzeugung von Leerstellen vermieden wird, und zwar durch eine Kombination der Art und Weise, in der der Aufziehkleber auf den Objektträger aufgebracht wird, und der Art und Weise, in der das Deckplättchen auf den Objektträger aufgelegt wird.
Genauer gesagt wird der Aufziehkleber (nicht dargestellt) in einem dünnen Strich entlang der Mitte des Objektträgers (im Gegensatz zu einem Klecks an einem Ende des Objektträgers) aufgebracht, und wird, aufgrund der abgewinkelten Saugkappe 22 und des federunterstützten Druckkissens, das an dem Hebel 23 vorgesehen ist, bewirkt, dass der Aufziehkleber entlang des Objektträgers 25 mit einer gleichförmigen Wellenfront fortschreitet, die sich über die Breite des Objektträgers erstreckt. Die Wirkung des Druckkissens an dem Ende des Hebels 23 ist diejenige, stufenweise das Deckplättchen gegen den Objektträger zu quetschen, wenn der Ablegevorgang fortschreitet. Die Wirkungslinie des Druckkissens bewegt das Deckplättchen hoch, was eine größere Krümmung des Deckplättchens und deshalb eine gleichförmig fortschreitende Wellenfront in dem Aufziehkleber erzeugt. Dies tritt dann auf, wenn sich der Ablegekopf 19 nach unten zu dem Objektträger 25 hin bewegt, was bewirkt, dass die Saugkappe 22 das Deckplättchen 16 auf dem Objektträger anordnet. Die Verwendung des federunterstützten Druckkissens (Hebel 23) hat eine wesentliche Verringerung der Menge des Aufziehklebers ermöglicht, der erforderlich ist, um ein von Leerstellen freies Ergebnis sicherzustellen. Während in der früheren Erfindung Nr. WO 95/20176 , die auf die vorliegenden Anmelder zurückgeht, beschrieben ist, dass ein zentraler Strich, der ungefähr 115 mm eines Aufziehklebers enthielt, erforderlich war, um akzeptable Ergebnisse zu erreichen, führt die Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, zu noch besseren Ergebnissen (ein höherer Prozentsatz von akzeptierbaren Produkten) nur unter Verwendung von ungefähr 30 ml eines Aufziehklebers. Die Breite des Druckkissens beträgt ungefähr 15 mm, was wesentlich geringer als die Breite des Deckplättchens, die ungefähr 26 mm beträgt, ist.
Es sollte für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung wesentliche Verbesserungen gegenüber Instrumenten nach dem Stand der Technik der in Rede stehenden Art erzielt. Der einzigartige Aufnahme- und Überführungskopf 10 führt zu einem einfachen Vorgang, um sicherzustellen, dass nur ein Deckplättchen von einem Stapel aus Deckplättchen während jedes Maschinenbetriebszyklus durch Vorsehen eines Biegeimpulses ausgewählt wird, der die Klebeverbindung zwischen dem oberen Deckplättchen und dem nächsten Deckplättchen in dem Stapel aufbricht. Weiterhin stellt die Vorsehung eines federunterstützten Druckkissens, das in Verbindung mit einer abgewinkelten Saugkappe an dem Ablegekopf arbeitet, eine größere Krümmung des Deckplättchens sicher, wenn es auf den Objektträger aufgelegt wird, und die kombinierte Wirkung quetscht fortschreitend das Deckplättchen gegen den Objektträger, wenn der Ablegevorgang fortschreitet. Der Aufziehkleber schreitet deshalb in einer gleichförmigen Wellenfront fort und die Wahrscheinlichkeit, dass Leerstellen in dem Aufziehkleber auftreten, wird wesentlich verringert.
Es sollte auch erwähnt werden, dass der parallele Betrieb des Aufnehmer- und Überführungskopfs 10 und des Ablegekopfs 19 ermöglicht, dass mehrere Vorgänge gleichzeitig auftreten, was einen größeren Maschinendurchsatz erleichtert. Dies führt zu einem effizienteren Instrument für ein automatisches Aufbringen von Deckplättchen auf Objektträgern für ein Mikroskop.

Claims

Verfahren zum Anheben und Trennen eines einzelnen, flexiblen Objektträger-Deckplättchens (16) für ein Mikroskop von einem Stapel (18) aus Deckplättchen, wobei das Verfahren ein Bewegen der Enden des Deckplättchens (16) von der Ebene des Deckplättchens (16) weg in seinem nicht gebogenen Zustand, während eine Kraft zwischen den Enden aufgebracht wird, wobei die Richtung der Kraft im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der die Enden des Deckplättchens (16) bewegt werden, wodurch sie das Deckplättchen (16) biegen, und ein darauf folgendes Entfernen des Deckplättchens (16) von dem Stapel (18) aufweist, und das weiterhin ein vorübergehendes Wegnehmen und erneutes Aufbringen der Kraft umfasst, um einen Biegeimpuls auf das Deckplättchen (16) aufzubringen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bewegen der Enden des Deckplättchens (16) durch angewinkelte Saugkappen (26) bewirkt wird und die Kraft durch einen Lastkolben (13) mit Feder (14) erzielt wird, der einen Elektromagneten (15) besitzt, um die Kraft der Feder (14) zu überwinden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das weiterhin den Schritt eines Befestigens des Deckplättchens (16) auf einem Objektträger (25) umfasst, wobei, vor dem Befestigen des Deckplättchens, eine kleine Menge eines Aufziehklebers in einem dünnen Streifen entlang der zentralen Längsachse des Objektträgers (25) aufgebracht wird.
Überführungskopf (10) für ein flexibles Objektträger-Deckplättchen, um ein Deckplättchen (16) von einem Stapel (18) aus Deckplättchen zu separieren, wobei der Übertragungskopf (10) einen Kolben (13) aufweist, wobei der Kolben (13) zwischen zwei beabstandeten Saugkappen (26) so angeordnet ist, dass sich dann, wenn sich der Kol ben (13) in einer ausgefahrenen Position befindet, der Kolben (13) vertikal nach unten über die unterste Position der Saugkappen (26) hinaus erstreckt derart, dass die Saugkappen (26) nach außen und nach unten relativ zu der vertikalen Achse des Kolbens (13) so geneigt sind, dass dann, wenn ein Deckplättchen (16) durch die zwei Saugkappen (26) gehalten wird und der Kolben (13) ausgefahren ist, das Deckplättchen (16) durchgebogen ist, und einen Elektromagneten (15) und eine Feder (14), die dem Kolben (13) zugeordnet sind, um den Kolben (13) jeweils in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, aufweist, wobei die Vorrichtung dazu angepasst ist, vorübergehend den Elektromagneten (15) mit Strom zu versorgen und dann abzuschalten, um einen auslenkenden Impuls auf das Deckplättchen (16) aufzubringen, wenn es durch die zwei Saugkappen (26) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Feder (14) den Kolben (13) in die ausgefahrene Position drückt und der Elektromagnet (15) den Kolben (13) gegen die Kraft der Feder (14) zu einer zurückgezogenen Position zieht, wo sich der Kolben (13) von dem Niveau einer Ebene durch die Saugkappen (26) entfernt befindet.