JP2020521141A - 平行四辺形フローを用いるガスナイフ - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2017年5月24日出願の米国仮特許出願第62/510,568号の利益を主張するものであり、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0042]別段の指示がない限り、2つ以上のステップまたは行為を含む本明細書において請求されるいずれの方法も、その方法のステップまたは行為の順序は、その方法のステップまたは行為が列記された順序に必ずしも制限されないことを理解されたい。
[0051]本明細書で使用される場合、用語「スライド」は、生物試片が分析のために配置される任意の適切な寸法の任意の基板(例えば、全てまたは一部が、ガラス、水晶、プラスチック、シリコンなどでできた基板)を指し、より詳細には標準3インチ×1インチの顕微鏡スライドまたは標準75mm×25mmの顕微鏡スライドなどの「顕微鏡スライド」を指す。
[0054]非接触で基板から液体を除去することを要求する任意のプロセスで使用され得るガスナイフを本明細書に開示する。本明細書に開示されるガスナイフは、実施形態によっては、例えば、カバースリップ封入装置、染色装置などの自動スライド準備デバイスと共に使用されるよう説明され得るが、ガスナイフは、こうしたデバイスと共に使用することに制限されない。実際、当業者は、基板の表面から任意の物質(例えば、液体、微粒子固体/粒状固体、または液体と固体の混合物など)を非接触に除去するためガス流れが必要である任意の目的のため本明細書に記載の本開示のガスナイフまたは任意のその変形を使用できる。例えば、本明細書に開示されるガスナイフを使用して、プリント回路基板、シリコンウェーハなどから汚染物質を除去できる。同様に、本開示のガスナイフは、サイズが「スケールアップ」されて、工場の設定中の泥または埃など、塗装後または洗車または工業製品の作業などにおける流体での洗浄後の乾燥作業など液体または微粒子の除去、あるいはミリング、削孔または表面仕上げ製造プロセスにおける機械加工プロセスの残屑の除去、あるいは建物の出入口に使用されるエアカーテンのガスフロー管理に使用され得る。
[0072]当業者なら、入口370に供給された圧縮ガスがプレナム330Bを通って、各ガス出口360に分注されることを理解するであろう。各ガス出口360のサイズは、入口のサイズに比べて比較的小さいので(上述の通り)(したがって、入口に入る空気量は、任意の特定の時間に出口を通って流れ得る量より多い)、「チョーク流れ」になる。チョーク流れは、圧縮可能な流体の質量流量がノズル、オリフィスおよび急拡部を通って流れるのを制限する現象である。一般に、下流圧力のさらなる減少が、質量流量の増加をもたらさない質量流束である。当業者なら、圧縮可能流体(ここでは圧縮可能ガス)が音速に達すると、これらの圧力変化を伝播する速度は音速によって制限されるので、圧力変化は上流と連通できなくなることを理解するであろう。ノズルまたは制約では(ここでは、複数のガス出口)、スロート部で上流側を下流側から隔離する効果がある。この効果により、下流圧の減少は流量に影響を与えず、差圧が増加しても、制約を上流で感じない。
[0083]本明細書に記載のガスナイフの例示的な実施形態を使用して基板の表面上の流体を方向付ける方法も開示する。実施形態によっては、方法は、基板の表面に対してガスナイフを配置すること、ガスナイフまたは基板を第1の方向に移動すること、およびガスナイフまたは基板が移動すると、基板上にエアナイフからガスカーテンを方向付けることを含む。
[0106]本開示の別の態様では、一方法は、カバースリップをスライドに付与するステップと、カバースリップを封入したスライドを硬化する前に、本開示によるガスナイフを備えるなどして、少なくとも1つの流体の除去を実施するステップとを含む。実施形態によっては、カバースリップ被覆プロセスは、予め接着されたカバースリップおよびカバースリップ被覆用流体(例えば、活性剤溶剤)を使用する。実施形態によっては、溶媒を、変形したスライドおよび添加された溶媒のたまりに付与されたカバースリップに加える。溶媒に接触すると、カバースリップの底部のポリマ接着剤は分解し始める。カバースリップを付与すると、わずかな量(例えば、約20μL〜約30μL)の溶媒が、カバースリップの上部に行き着く。この溶媒は、オーブンで乾燥させると、視覚可能ないくつかの線を生じ得る。本方法は、これらの接着剤線の形成をやわらげるか、または防止する。
[0116]以下の実施例は、カバースリップ被覆プロセスの文脈において平行四辺形フローを有するガスナイフに使用をさらに示す。この実施例は、こうしたガスナイフの使用が接着剤線および/またはガス泡の形成を緩和し得ることを説明する。少なくともこの実施例により、出願人は、従来技術のカバースリップ被覆方法と比較して本明細書に開示されたプロセスにしたがって、カバースリップ被覆の優位性を説明している。
[0118]カバースリップ被覆プロセスは、予め接着されたカバースリップおよび活性剤溶剤を使用する。溶媒を変形したスライドに加えて、カバースリップを添加された溶媒のたまりに付与する。溶媒に接触すると、カバースリップの底部上のポリマ接着剤は分解し始める。カバースリップを付与すると、わずかな量(約20μL〜約30μL)の溶媒がカバースリップの上部に行き着く。2分の工程にわたり、ポリマは、スライドの上部のたまりに拡散する。10分後、スライドは、硬化オーブンに入り、そこで、加熱空気流にさらされてポリマを硬化する。この空気流は、外部溶媒たまりに広がって、スライドの上部面に接着剤残留物線の外形を生じる。
[0120]目的は、開発されたガスナイフを使用して、少なくとも部分的にカバースリップの表面上のたまりを除去することによってカバースリップを封入したスライド上に見られる接着剤残留物を緩和するガスナイフおよび手順を開発することである。この実施例は、接着剤残留物を特徴づけ、カバースリップ被覆プロセスの他のキー属性に影響を受けるかどうか評価する(すなわち、トレイのカバースリップ被覆時間、泡、カバースリップ配置、および残留量)。
[0122]以下の表は、各トレイに共通の実験の要素を示す。表に列記された要素に加えて、無作為に設定された、それぞれ2つのラベルを有する10個のスライドおよびラベルのない10個のスライドを各トレイに配置し、ラベルの数を含み、列記された各条件に対して、合計360個のスライドに対し、条件当たり合計10個の複製を与えた。全く同じに構成された別のセットの10個の複製を、残留量の検査で使用し、合計で360個のスライドを追加した。さらに、200個のスライドにVentana HE 600上でカバースリップを封入して、泡の計算に関する基準情報を提供した。
[0124]結果
[0125]トレイ完了時間
[0126]トレイ完了時間を各実行毎の時間データログファイルを読み取って測定した。ただ1つの優勢なパラメータ、すなわち、横断速度があることが予想された。事前特性評価検査は、2.54cm/秒(1.0インチ/秒)の横断速度は、この実験の目的である、トレイが300秒以下で終了するのを可能にしたことを示した。より遅い横断速度の場合、以下の表に示すように、トレイ完了時間が最も長くなった。
[0129]この実験用に、残留移動流体量を7.5μL未満にすることが提案された。各条件に対して測定された残留有機溶液の質量は、検査された全ての条件にわたり最小値の0.0000グラムから最大値の0.0009グラムに及ぶ。そして、この実験で観察された最も悪いケースは、著しく2μLより低かった。以下の表は各トレイの平均を提供する。最も悪いケースの平均は、たった0.0027グラムまたは0.35μLであったとすると、全ての検査の条件が実験の提案を満たしたと結論付けるのが安全であった。
[0131]カバースリップのずれが、処理された360個のスライドのうち10個だけ観察された。これらの10個の不良のうち、8個に空気流量が32L/分という条件以下が起きた。これらの8個の不良は、高い空気流量が引き起こしたカバースリップの移動と一致するようである。流量が32L/分であった条件が見られた8個の不良のうち、7個がエアナイフ隙間高さが0.4445cm(0.175インチ)であったのが見られ、1個にエアナイフ隙間高さが0.5715cm(0.225インチ)であったのが見られた。より低い隙間高さは、最も悪いケースの条件のようである。他の2個のずれのうち、1個はトレイに不正確に挿入されたときに見つかり、それによりそのスライドは、適切に着座しなかった。しかし、この単一の出来事が実際にエアナイフの動作も関連していたとしても、24L/分または28L/分流量での全ての240個のスライドで観察された不良率は、1/240スライドすなわち0.4%の不良率となり、それは、この実験では容認可能と思ってよい。以下の表は、観察されたカバースリップの配置不良の一覧を提供する。
[0133]観察された平均接着剤残留物線の長さは、基準試料で約55mmであった(実験用試料でなく)。定義によれば、この値は、カバースリップの上面に見られた接着剤残留物に限られた。スライドのその他の区域には基準値は存在しなかった。
[0136]接着剤残留物のデータは、スライド上の4つの異なる位置に対してそれぞれ表にされているが、カバースリップ表面以外の領域の接着剤は、都合よく一緒に加算されて、どの選択が合計でより少ない残留物になる可能性があるかを見ることができるような全体的なインパクト調査を提供できる。この残留物のほとんどすべてが各スライドのラベルの上下に見られるので、試片の病理学的レビューに対する障害とは考えられないことに留意されたい。図13Bでは、隙間高さ(インチ)対空気流れ(L/分)の関数として、測定された全ての位置の接着剤残留物(mm)の平均値を示す。残留物はより小さい値が好ましい。観察により、観察された残留物のほとんどが、ラベル区域の上下にあり、特にスライドトレイのクリップがラベル区域の上下に接触する区域であったことが示される。この残留物は、ラベルの情報をふさぐような著しい危険性を見せてはいない。
[0138]当初、200個のスライドを、当業界で既知の手順にしたがって処理した。これら200個のスライドのうち、0個が、直径0.5mmより大きい泡を示し、17個のスライドが直径0.5mm以下の1つ以上の泡を示し、1つ以上の泡を示した割合は8.5%であった。
Claims (44)
- スライドの上面に流体を分注するように構成された少なくとも1つの流体ディスペンサと、
前記スライドの前記上面の前記分注された流体を、(i)前記スライドの一端の少なくとも一部と連通するウィッキング機構、または(ii)前記スライドの長手方向縁のうちの少なくとも一方の方に押し流す液体除去デバイスであって、前記液体除去デバイスが、平行四辺形に近似する形状を有するガスカーテンを射出する、液体除去デバイスと、を備える自動スライド処理装置。 - 前記液体除去デバイスが、前記スライドの長手方向軸に実質的に垂直な方向に移動可能である、請求項1に記載の自動スライド処理装置。
- 前記液体除去デバイスから射出された前記ガスカーテンが、前記スライドの前記上面の平面に実質的に垂直に向けられている、請求項1または2のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ガスカーテンが、前記液体除去デバイスの長手方向軸に対して所定の勾配角でオフセットされる、請求項3に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ウィッキング機構がスライド保持クリップである、請求項1から4のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記スライド保持クリップが、前記スライドのラベル端に位置する、請求項5に記載の自動スライド処理装置。
- 前記自動スライド処理装置が、カバースリップ封入装置であり、前記液体除去デバイスが、カバースリップの付加後、少なくとも残留流体の除去を容易にする、請求項1から6のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記自動スライド処理装置が染色装置であり、前記液体除去デバイスが、前記スライドの前記上面に位置する試片上に、染色試薬、対比染色試薬、または洗浄試薬から成る群から選択された、分注された前記流体の除去を容易にする、請求項1から6のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- (i)流体をスライド上に分注するように構成された少なくとも1つの流体ディスペンサと、
(ii)流体を処理経路に沿って、(i)前記スライドの一端の少なくとも一部と連通するウィッキング機構、または(ii)前記スライドの長手方向縁のうちの少なくとも一方の方に方向付けるように構成されたガスナイフと、を備え、
前記ガスナイフが、プレナムと流体連通している複数の不連続なガス出口を含み、前記複数の不連続なガス出口のそれぞれが統合して実質的に均一なガスカーテンを形成するガス出口を提供し、
前記実質的に均一なガスカーテンが、前記プレナムの長手方向軸に対して少なくとも10度の勾配角でオフセットされる、自動スライド処理装置。 - 前記ウィッキング機構が、ウィッキング接触を提供して、前記流体の前記スライドからの除去を容易にする、請求項9に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ウィッキング機構が、前記スライドのラベル端に位置する、請求項10に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ウィッキング機構が、保持クリップである、請求項9に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ガスナイフが、前記スライドの前記長手方向軸に実質的に垂直な方向に移動可能である、請求項9から12のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ガスナイフが、約1.905cm/秒(0.75インチ/秒)〜約3.175cm/秒(1.25インチ/秒)の速度で移動可能である、請求項13に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ガスナイフが、前記スライドの前記長手方向軸に実質的に垂直な第1の方向および第1の長手方向縁の方に移動して、前記流体を第1のウィッキング機構の方に押し出すように構成され、前記デバイスが、前記スライドの前記長手方向軸に実質的に垂直な第2の方向および第2の長手方向縁の方に動作可能で、流体を第2のウィッキング機構の方に押し出す、請求項9から14のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記第1の方向および前記第2の方向は互いに逆であるが、同じ平面内である、請求項15に記載の自動スライド処理装置。
- 任意の2つの隣接するガス出口が、実質的に同じガス流量を提供する、請求項9から16のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記実質的に均一なガスカーテンが、約10L/分〜約20L/分の流量を供給する、請求項9から17のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記実質的に均一なガスカーテンと前記スライド上の前記流体との間の入射角が、約90度である、請求項9から18のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記勾配角が約20度〜約40度に及ぶ、請求項9から19のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記勾配角が約30度である、請求項9から20のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記実質的に均一なガスカーテンが、前記スライドの前記長手方向軸に平行な第1の構成要素および前記ガスナイフの移動の前記方向に沿った第2の構成要素を有する流れを付与する、請求項9から21のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- 前記ガスカーテンの長さが、前記スライドの長さに近似する、請求項9から22のいずれか一項に記載の自動スライド処理装置。
- スライドの上面に存在する流体を移動する方法であって、
(a)スライドの第1の長手方向縁の近くにガスナイフを位置付けるステップであって、前記ガスナイフが、前記スライドの方に向けられた実質的に均一なガスカーテンを提供し、前記ガスカーテンが約10L/分〜約20L/分のガス流量を有する、ステップと、
(b)前記ガスナイフを、前記スライドの前記長手方向軸に実質的に垂直な方向に、約1.905cm/秒(0.75インチ/秒)〜約3.175cm/秒(1.25インチ/秒)の速度で前記スライドを横切って移動するステップであって、前記ガスナイフが、その移動を通して前記スライドの前記上面からの高さ分離を維持し、前記高さ分離が約0.4cm〜約0.6cmに及ぶ、ステップと、を含む方法。 - 前記ガスカーテンが、前記スライドの前記長手方向軸に平行な少なくとも第1の構成要素を有するガス流れを付与する、請求項24に記載の方法。
- 前記ガスカーテンが、前記流体を前記スライドと連通する少なくともウィッキング機構の方へ向ける、請求項24または25に記載の方法。
- 前記ガスナイフが、前記スライドの前記長手方向軸に実質的に垂直な第1の方向に移動され、前記スライドの第2の長手方向縁近くの位置で終わる、請求項24から26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記流体が、前記スライドのラベル端で前記第2の長手方向縁の方および/または第2のウィッキング機構の方に向けられる、請求項27に記載の方法。
- 前記ガスナイフが、前記スライドの前記第2の長手方向縁近くの位置で始まる第2の方向および前記スライドの前記第1の長手方向縁の方に移動するステップをさらに含む、請求項27または28に記載の方法。
- 前記流体が、前記スライドの前記ラベル端で前記第1の長手方向縁の方および/または第1のウィッキング機構の方に向けられる、請求項29に記載の方法。
- 流体ディスペンサを前記スライドの上面上に位置付けるステップと、前記スライドの前記上面に位置する少なくとも試片に追加の流体を分注するステップとをさらに含む、請求項24から30のいずれか一項に記載の方法。
- プレナムおよび前記プレナムと流体連通している複数の出口を備えるガスナイフであって、前記複数の出口が前記プレナムの一端に沿って平行に配置され、各ガス出口が、前記プレナムの長手方向軸に対して約20度〜約40度に及ぶ勾配角を有し、前記出口の長さと前記出口の直径との間の比が5より大きい、ガスナイフ。
- 前記複数の出口が、2.54cm(1インチ)当たり約3〜約20個の間隔で設けられる、請求項32に記載のガスナイフ。
- 前記間隔が、2.54cm(1インチ)当たり約5〜約15個の出口に及ぶ、請求項33に記載のガスナイフ。
- 前記間隔が、2.54cm(1インチ)当たり約8〜約12個の出口に及ぶ、請求項33に記載のガスナイフ。
- 前記間隔が、2.54cm(1インチ)当たり約10個の出口である、請求項33に記載のガスナイフ。
- 前記出口の前記長さと前記出口の前記直径との間の前記比が、7.5より大きい、請求項32から36のいずれか一項に記載のガスナイフ。
- 前記比が10より大きい、請求項37に記載のガスナイフ。
- 前記プレナムの前記長手方向軸に対する前記出口の前記勾配角が、約25度〜約30度に及ぶ、請求項32から38のいずれか一項に記載のガスナイフ。
- 前記勾配角が約30度である、請求項39に記載のガスナイフ。
- プレナムの前記長手方向軸に対する前記出口の前記角度が、約30度であり、前記複数の出口が、2.54cm(1インチ)当たり約8個〜約12個の間隔で設けられ、前記出口の前記長さと前記出口の前記直径の間の前記比が、5より大きい、請求項32に記載のガスナイフ。
- 流体ディスペンサおよび請求項32から41のいずれか一項に記載の前記ガスナイフを備える自動カバースリッパ。
- カバースリップをスライドに付与するリフタヘッドをさらに備える、請求項42に記載の自動カバースリッパ。
- 試薬をスライドの上面に送達できる流体ディスペンサおよび請求項32から41のいずれか一項に記載の前記ガスナイフを備える自動スライド染色装置。
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