JP2019509506A - 生物サンプルスライドの全自動処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
前記スライドカバーとスライドは、配合し、1組のサンプル処理のためのスライドアセンブリを組合せ、スライドサポートの両端は、容器のお互いに対向する両側辺に掛けて、スライドサポートにおけるスライドアセンブリの底端と容器の底部との間に隙間を残し、前記スライドサポートには、一体に形成し、竪直し或いは傾斜する複数のV字状の挿入溝を形成し、それぞれのV字状の挿入溝には、ばね板が固定して設置され、複数のV字状の挿入溝は、一列に緊密に排列し、前記スライドサポートは、一列又は複数列のV字状の挿入溝を含み、スライドアセンブリは、スライドサポートのV字状の挿入溝に沿って挿入し、スライドカバーの表面がばね板を押付けてばね圧を発生してスライドアセンブリに印加し、それにより押し締め作用を実現し、スライドサポートの両端は、容器のお互いに対向する両側辺に掛けて、スライドサポートにおけるスライドアセンブリの底端と容器の底部との間に隙間を残し、
Zアームは、ベースプラットフォームに竪直に固定して設置され、Xアームは、Zアームに取り付けられ、Zアームには、XアームのZアームに沿う上下移動を制御するためのステップ制御機構が設けられ、Yアームは、Xアームに取り付けられ、Xアームには、YアームのXアームに沿う左右移動を制御するためのステップ制御機構が設けられ、
Yアームには、1つ又は複数の試薬添加針を取り付けて試薬添加針組を形成し、Yアームにはステップ制御機構が設置され、制御器の制御で試薬添加針組がYアームに沿って移動するように駆動することができ、Yアームには、さらに、ピッチ調整機構が設置し、制御器の制御で試薬添加針組のそれぞれの間のピッチを調整することができる。
Claims (17)
- 生物サンプルスライドの全自動処理装置であって、検出アセンブリ(1)、ベースプラットフォーム(2)、Zアーム(3)、Xアーム(4)、Yアーム(5)、試薬添加針(6)、バーコード及び二次元コードを識別可能な試薬スキャナー、バーコード及び二次元コードを識別可能なサンプルスライドスキャナーを含み、XYZは、空間直交座標系の座標軸に対応し、
検出アセンブリ(1)は、容器(301)、ベース(302)、加熱装置(303)、液体注入口(308)、液体排出口(307)、制御器(309)、熱電対(312)、スライド(101)、スライドカバー(601)及びスライドサポート(602)を含み、制御器(309)は、加熱装置の起動と停止を制御し、加熱装置(303)は、ベース(302)の上方かつ容器(301)の下方に位置し、容器(301)は、加熱媒体及び1つ以上のスライドサポート(602)を放置し、熱電対(312)は、容器に置かれ、熱電対(312)は、容器(301)の温度をリアルタイムに検知し、かつ検知データを制御器(309)に伝送し、制御器(309)は、検知データに基づいて加熱電力の出力を調整し、前記試薬スキャナーとサンプルスライドスキャナーとは、共に、前記制御器に接続し、スキャン結果を制御器に伝送し、
前記スライドカバー(601)とスライド(101)は、配合し、1組のサンプル処理のためのスライドアセンブリを組合せ、スライドサポート(602)の両端は、容器のお互いに対向する両側辺に掛けて、スライドサポート(602)におけるスライドアセンブリの底端と容器の底部との間に隙間を残し、前記スライドサポート(602)には、一体に形成し、竪直し或いは傾斜する複数のV字状の挿入溝(604)を形成し、それぞれのV字状の挿入溝(604)には、ばね板(603)が固定して設置され、複数のV字状の挿入溝は、一列に緊密に排列し、前記スライドサポートは、一列又は複数列のV字状の挿入溝を含み、スライドアセンブリは、スライドサポートのV字状の挿入溝(604)に沿って挿入、スライドカバー(601)の表面がばね板(603)を押付けてばね圧を発生してスライドアセンブリに印加し、それにより押し締め作用を実現し、スライドサポート(602)の両端は、容器のお互いに対向する両側辺に掛けて、スライドサポート(602)におけるスライドアセンブリの底端と容器の底部との間に隙間を残し、
Zアーム(3)は、ベースプラットフォーム(2)に竪直に固定して設置され、Xアーム(4)は、Zアーム(3)に取り付けられ、Zアームには、Xアーム(4)のZアームに沿う上下移動を制御するためのステップ制御機構が設けられ、Yアーム(5)は、Xアーム(4)に取り付けられ、Xアームには、Yアーム(5)のXアームに沿う左右移動を制御するためのステップ制御機構が設けられ、
Yアーム(5)には、1つ又は複数の試薬添加針(6)を取り付けて試薬添加針組を形成し、Yアーム(5)にはステップ制御機構が設置され、制御器の制御で試薬添加針組がYアームに沿って移動するように駆動することができ、Yアームには、さらに、ピッチ調整機構が設置し、制御器の制御で試薬添加針組のそれぞれの間のピッチを調整することができ、ステップ制御機構の制御で、試薬添加針は、上下移動して試薬添加針の高度、即ち、ベースプラットフォームとの距離を制御することができ、試薬添加針(6)は、ステップ制御機構の制御でスライドアセンブリの試薬添加溝(102)の上方までに自動的に移動することができることを特徴とする生物サンプルスライドの全自動処理装置。 - 試薬添加針(6)は、パイプラインを介して試薬添加用マイクロポンプが接続し、試薬添加用マイクロポンプは、制御器の制御でサンプリング及び添加の体積と回数を制御することができ、毎回の試薬の添加量、一回試薬を取って一回に添加し及び一回試薬を取って複数回に分けて複数のサンプルに添加することを制御することを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- 検出アセンブリ(1)は、個数が1つ又は複数であり、複数の検出アセンブリ(1)は、ベースプラットフォーム(2)に平行に放置されることを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- 前記ステップ制御機構は、ステップモーターで駆動される親ねじ機構又はステップモーターで駆動されるベルト伝動機構であることを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- さらに、液体注入口(308)に接続する液体注入制御部材と液体排出口(307)に接続する液体排出制御部材を含み、液体注入制御部材および液体排出制御部材は、マイクロポンプ又は電磁弁を採用して実現し、マイクロポンプ及び電子弁は、共に、制御器により制御され、液体注入と液体排出を定量に実現し、制御器(309)は、ホストコンピュータに接続し、ホストコンピュータの指令を受信することを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- 前記カバーは、毛管現象発生平面(901)、深さ位置決め面(902)、幅位置決めブロック(903)、底部位置決めブロック(904)、溝側面(906)、溝開口面(907)を含み、前記毛管現象発生平面(901)のお互いに対向する両側辺の上方には、2つの前記深さ位置決め面(902)が設けられ、毛管現象発生平面(901)が深さ位置決め面に平行し、前記スライドの平面の両側辺縁に近接する部分は、深さ位置決め面(902)に貼り合せ、スライド表面と毛管現象発生平面(901)との間に微小ギャップを形成し、それぞれの深さ位置決め面(902)において毛管現象発生平面(901)から離れる外側辺縁には、1つ以上の前記幅位置決めブロック(903)が設けられ、異なる深さ位置決め面(902)に位置する幅位置決めブロック(903)間の垂直距離は、スライドの幅にマッチングして位置制限し、底部位置決めブロック(904)は、深さ位置決め面(902)の底端に設けられ、前記溝開口面(907)と毛管現象発生平面(901)の上端とが接続して夾角A1を形成し、A1が1〜175度の平面角であり、溝開口面(907)の両側には、それぞれ、溝側面(906)が接続し、前記溝開口面(907)及び2つの溝側面(906)は、スライド平面と共同に前記微小ギャップに連通する試薬添加溝を構成し、微小ギャップの底部にはギャップ口があり、スライドカバーは、スライドの長さと等しく、溝側面(906)においてスライド平面に貼り合せる一側、即ち、2つの前記深さ位置決め面(902)の上端には、共に、タグ収容溝(909)が設けられ、スライドにはタグが貼り付けているとき、タグ収容溝は、タグの厚さを収容するための十分な空間を提供し、それにより、スライドカバーは、スライドにはタグが貼り付けられているか否かに関わらずスライドに緊密に貼り付けることができ、2つの溝側面(906)の外側には、頂部模様(910)が設けられ、溝側面(906)と指との間の摩擦力を増加し、毛管現象発生平面(901)と深さ位置決め面(902)との間の垂直距離が0.01〜0.5mmであり、スライドカバー及びスライドは、緊密に貼り付けた後にスライド表面と毛管現象発生平面(901)との間にピッチ0.01〜0.5mmの微小ギャップを形成し、前記幅位置決めブロック(903)は、深さ位置決め面(902)の厚さより0.1〜1mm高く、底部位置決めブロック(904)は、上向きの鉤状であり、底部位置決めブロック(904)と幅位置決めブロック(903)は、共に、カバーとスライドとが貼り合せた後の相対位置を決定し、かつカバーとスライドとの間の緊密貼合せを保持することを支援することを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- スライドアセンブリがV字状の挿入溝に挿入した後、傾斜し、或いは竪立して放置され、スライドアセンブリと竪直方向との間の角度が1〜90度であることを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- 前記加熱装置(303)は、電熱ロッド加熱や、電熱線加熱、マイクロ波加熱、電磁誘導加熱、熱媒体循環加熱方式を採用し、前記加熱装置(303)と容器(301)は、接続構成又は分離可能な構成であることを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- スライド(101)及びカバー(601)から組み合わせたスライドアセンブリの上端の外形は、サポートにおけるV字状の挿入溝(604)にマッチングし、それにより、スライドアセンブリがスライドサポート(602)におけるV字状の挿入溝(603)に挿入することができ、複数の緊密に排列するスライドアセンブリを形成し、ばね板(603)とスライドサポートのV字状の挿入溝(604)は、一体に接続する構成であり、或いは、独立に分離して設置し、独立に分離して設置するとき、ばね板は、嵌合し、或いは接着するようにV字状の挿入溝(604)に固定されることを特徴とする請求項1に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の生物サンプルスライドの全自動処理装置用の処理方法であって、
前記試薬スキャナーとサンプルスライドスキャナーとは、共に、前記制御器に接続し、スキャン結果を制御器に伝送し、試薬添加の対応指令を発生し、それぞれの試薬添加針は、制御器により単独に制御されるが、協働して複数の試薬を単独又は同時にサンプリングし、或いは、複数のサンプルスライドを単独又は同時に試料を添加することができ、スライドには、少なくとも1つの生物サンプルを含み、生物サンプルを熱処理するとき、スライドサポートにおけるスライドアセンブリは、容器の熱媒体に浸漬し、或いは挿入して加熱を行い、複数のスライドにおけるサンプルは、同一容器に浸漬され、制御器により温度を制御し、一体化熱処理を行うことを特徴とする生物サンプルスライドの全自動処理装置用の処理方法。 - スライドアセンブリが熱処理するとき、容器のうちの加熱媒体を沸騰まで加熱することができ、熱処理温度を制御することを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- 検証過程において容器(301)の容液が沸騰した後、時間T2保温することが要求されると仮定し、加熱し始めるとき、制御器は、加熱電力がK1になるように設置して快速加熱し、加熱過程において、熱電対(312)は、溶液温度を随時にフィードバックし、温度が沸点に達するとき、制御器は、加熱電力がK2になるように設定し、温和な沸騰を保持すると共に、計時を開始し、計時がT2に達するとき、加熱を一時停止させることを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- 容器に対する加熱は、試験で検証した後、沸騰まで加熱する時間T1及び保温時間T2を設置すればよく、熱電対のフィードバックにより加熱の時間及び電力を調整する必要がないことを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- 制御器は、供給用マイクロポンプが液体を注入し、排出用マイクロポンプが液体を容器から排出することを自動的に制御し、サンプルスライドの処理には熱処理が必要であるとき、供給用マイクロポンプは、容器に液体を注入してサンプルスライドを煮えて加熱し、熱処理した後、排出用マイクロポンプは、加熱液をポンピングし、或いはサンプルスライド処理過程に発生した廃液をポンピングすることを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- 新たな試薬を添加するとき、新たな試薬は、試薬添加溝を介してギャップに進入し、ギャップにおける本来の試薬は、スライドアセンブリの底部のギャップ口から流出し、自動的に置換され、新たな試薬を添加する前、先の試薬を除去し、乾燥操作する必要がないことを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- ベースプラットフォームにおいて、N1列のスライドアセンブリが置かれ、各列が等距離で置かれ、その距離がD1であり、各列のスライドサポートには、N2個のV字状の挿入溝(604)が設置し、N2個のスライドアセンブリを挿入することができ、それぞれのV字状の挿入溝間の距離がD2であり、スライドアセンブリがN1列の形式で挿入すると、N2排、N1列のスライドアセンブリアレイ構成を構成し、現在のYアーム(5)にはN3個の試薬添加針(6)が設けれると仮定し、N2がN3の倍数であり、制御器は、まず、D1に基づいてYアーム(5)のXアーム(4)における運動ステップサイズを設定し、D2*N3の数値に基づいて試薬添加針組のYアーム(5)における運動ステップサイズを設置し、ある回の試薬添加に必要な容積がMであり、試薬添加用マイクロポンプの流速がV1であると仮定すると、一回試薬添加の時間がt1=M/V1になり、制御器により自動的に制御し、検出過程において試料を添加する必要があるとき、制御器は、試薬添加針組が試料を添加する必要であるスライドアセンブリの試薬添加溝の真上に移動するように制御し、試薬添加用マイクロポンプを起動し、試薬添加時間がt1であり、完了した後、一列の検出スライドアセンブリの試薬添加を完了するまで試薬添加針組がXアームに沿って距離D2*N3移動して次の試薬添加位置に達するように制御し、次に、YアームがXアームに沿って距離D1移動して次の列の検出アセンブリに達するように制御し、試薬添加針は、Yアームに沿って逆方向にD2*N3*(N2/N3−1)摺動し、相応列のスライドアセンブリの起点に戻し、その後に、継続に試料を添加することを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
- 供給用マイクロポンプの流速がV2であり、排出用マイクロポンプの流速がV3であり、容器の長さがLであり、幅がWであると仮定し、一操作過程において、容器に溶液を増加する必要がある深さがHであると、制御器において新たに溶液を増加する深さの数値がHであることを設定することができ、このとき、制御器は、供給用マイクロポンプ(311)の運転時間T3=L*W*H/V2を自動的に算出し、上記H深さの溶液を容器から排出する必要があるとき、制御器は、排出用マイクロポンプ(310)の作動時間がT3+Δtになるように制御し、Δtが、容器のうちの液体を完全に排出するために設定された時間余裕であることを特徴とする請求項10に記載の処理方法。
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