JP6346191B2 - 流体輸送システム - Google Patents

Description

本発明は、スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルを処理するための自動スライド処理装置用の流体輸送システムに関する。スライド処理装置は、スライドの１つ１つを受け入れるように構成された複数のスライド処理モジュールを含む。

本発明は、特に、専らではないが、コントローラによって構成され、複数の試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドに注入して、１つ以上の組織サンプルを処理する流体注入ロボットに関するものである。特に、流体注入ロボットは、流体移送プローブ（ＦＴＰ）ロボットであり、 プローブを含んでいる。プローブは、注入すべき試薬をプローブに充填するために、ポンプ手段によってポンプ送給された１つ以上の試薬を保存するように構成された本体を有する。ロボットは、プローブの本体上に設置され、注入すべき充填試薬の体積を増加させるために、試薬をさらに保存するウエル(well)を含む。プローブが、充填試薬をスライド処理モジュールに受け入れられたスライドに注入する場合、スライド上の１つ以上の組織サンプルは処理可能になる。

既存の組織サンプル処理方法が、幾つかの応用において、手動で実施される多数の工程を含む。例えば、免疫学的応用、例えば、インシチュ・ハイブリダイゼーション（ＩＳＨ）および免疫組織化学的（ＩＨＣ）応用において、スライドへのサンプル焼成、脱ろう、エピトープ賦活化(retrieval)を含む幾つかのステップがオペレータによって手動で実施され、予め定めた染色手順に従って組織サンプルを染色するための染色装置で使用できる前に、組織サンプルを処理している。

免疫組織化学的染色およびインシチュ（その場）核酸分析が、組織学的診断および組織形態の研究で使用されるツールである。免疫組織化学的染色は、組織サンプル内のエピトープとの抗体の特異結合親和性、および特定タイプの病変した細胞組織だけに存在する特有のエピトープと特異的に結合する抗体の増加する利用可能性に依拠している。免疫組織化学的染色は、選択染色によって、病変状態についての特定の形態標識を強調するために、ガラススライド上に搭載された組織サンプル（典型的には切片(section)）に対して行われる一連の処理ステップを含む。

典型的な処理ステップは、組織サンプルの前処理を含み、非特異的結合、抗体の処理および培養、酵素標識二次抗体処理および培養、抗体と結合するエピトープを有する組織サンプルのエリアを強調する蛍光色素分子または発色団を生成する酵素との基板反応、対比染色などを低減している。各処理ステップの間は、組織サンプルはリンス処理を行って、未反応の残留試薬を先行ステップから除去する必要がある。多くの処理ステップが、典型的には約２５℃〜約４０℃の周囲温度で行われる培養時間を含み、一方、細胞条件付けステップが、典型的には少し高い温度、例えば、９０℃〜１００℃で行われる。

インシチュＤＮＡ分析は、細胞または組織サンプル中の特有のヌクレオチドシーケンスとのプローブ（ＤＮＡ結合タンパク質）の特異結合親和性に依拠しており、同様に、種々の試薬およびプロセス温度条件を伴う一連のプロセスステップを含む。幾つかの特異反応は、１２０℃〜１３０℃に達する温度を含む。

免疫学的応用のために、例えば、自動組織サンプル染色装置を用いて、スライド上に戴置された組織サンプルを自動的に処理する試みを行った。既存のサンプルでは、自動染色装置は、スライド上のサンプルを染色する前に、サンプルを処理する試薬を用いて組織サンプルを処理する。サンプルの処理は、染色プロトコルに従って、予め定めたシーケンスで複数の指定された試薬をスライドに注入するように構成された１つ以上のロボットによって、自動的に行われる。既存の例では、染色プロトコルは、例えば、抗体などの高価値(high value)試薬を使用し、染色装置内の単一ロボットによって一度に１つのスライドに注入される。

組織学的検査要請および生体検査サンプルの数が今なお増加することに起因して、組織サンプルを処理する所要時間を減少させるという研究室への著しい圧力が今日存在している。また、既存の自動染色装置は、異なる処理ステップに専念した異なる処理モジュールを収容するために大型になる傾向があり、そのため大規模の研究室不動産を占める。

本発明の一態様によれば、スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルを処理するための自動スライド処理装置用の流体輸送システムが提供される。該装置は、スライドの１つ１つを受け入れるように構成された複数のスライド処理モジュールを含む。該流体輸送システムは、
前記１つ以上の組織サンプルをそれぞれ処理するために、複数の試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するように、コントローラによって構成された、少なくとも１つの流体注入ロボットを含み、
該流体注入ロボットは、複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するように、コントローラによって構成されたポンプ手段と、
ポンプ手段によってポンプ送給された１つ以上の試薬を保存するように構成された本体を有し、注入すべき前記１つ以上の試薬を充填するようにしたプローブと、
プローブの本体上に設置され、注入すべき１つ以上の充填試薬の体積を増加させるために、前記１つ以上の試薬をさらに保存するように構成されたウエル(well)とを含み、
プローブは、注入すべき前記１つ以上の充填試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するように構成される。

一実施形態において、流体注入ロボットは、流体移送プローブ（ＦＴＰ）ロボットを含む。ＦＴＰロボットは、プローブを用いて、複数の高価値(high value)試薬をスライド処理モジュール内のスライドに注入して、その上に戴置されたサンプルを処理するように、コントローラによって構成される。システムは、１つより多いＦＴＰロボットを含むことができることは、当業者によって理解されよう。また、流体注入ロボットは、充填されたバルク試薬をスライドに注入して、その上に戴置されたサンプルを処理するように、コントローラによって構成できることも理解されよう。

一実施形態において、ポンプ手段はさらに、連続した試薬の間にある空隙を用いて、試薬容器の異なる１つ１つから、１つより多い試薬を連続的にポンプ送給及び／又は吸引して、プローブを複数の異なる試薬で充填するように、コントローラによって構成される。即ち、プローブおよびウエルは、異なる試薬で充填可能であり、注入間で異なる試薬を吸引するのに要する時間を節約できる。例えば、ポンプ手段は、プローブが容器内に挿入された場合、連続した試薬の間にある空隙を用いて、異なる容器から異なる試薬をプローブ内に吸引するように構成されたシリンジポンプである。そして、シリンジポンプは、流体注入ロボットの運動によって、充填された異なる試薬を、同じまたは異なるスライドに注入できる。代替として、試薬は、スライドに注入するために、プローブ内に吸引し混合できる。

自動スライド処理装置はまた、スライド輸送ロボットを含み、これは、スライド輸送ロボットが、充填された試薬を注入することによる処理のために、スライドの１つをスライド処理モジュールへ移動するようにコントローラによって構成された場合、スライド処理モジュールのうちの１つの閉鎖本体を移動して、通常は閉止位置に付勢されている閉止本体を開放位置へ移動するように構成されたスライド操作(handling)ヘッドを含む。スライド輸送ロボットは、共に係属中の米国仮特許出願第６１／７２１２６９号（名称「Slide Transport System」、出願日：２０１２年１１月１日、その内容は参照によりここに組み込まれる）に説明している。

一実施形態において、スライド輸送ロボットおよび流体輸送ロボットは、ガントリー型(gantry)ロボットに組み合わされ、これは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に移動して、指定されたスライド処理モジュールに、スライドを移動し、プローブを移動し、そこに設置されたスライドを処理するように構成される。

一実施形態において、ウエルは、コイル状のチューブを含む。また、好ましくは、プローブの本体は、細長いチューブを含み、ウエルのコイル状チューブは、プローブの本体の細長いチューブとほぼ同様な直径である。この実施形態において、コイル状チューブウエルは、プローブのノズルとは反対のプローブ端部に設けられる。しかしながら、ウエルは、コイル状チューブではなく、プローブの体積を延長するタンクまたは容器とすることができ、それはプローブの本体に沿った任意のポイントに設置できることは、理解されよう。

さらに、一実施形態において、コイル状チューブおよびプローブの本体は、再封止可能コネクタにおいて、ポンプ手段と接続された試薬ラインに対して着脱自在に装着される。コイル状チューブおよびプローブの本体は、好ましくは、再封止可能コネクタにおいて流体注入ロボットから電気的に絶縁される。また、プローブの本体は、流体注入ロボットに対して１つ以上のプローブ首輪(collar)において着脱自在に装着される。プローブ首輪は、電気絶縁材料、例えば、ゴムまたはプラスチックなどで製作でき、そのためチューブおよびプローブの本体は、１つ以上のプローブ首輪において流体注入ロボットから電気的に絶縁される。こうしてプローブは、例えば、プローブのクリーニングまたは交換のために、流体注入ロボットから容易に取り外し可能である。

好ましくは、流体注入ロボットはさらに、プローブから注入された試薬の量を検知するための液面センサを含む。一例では、液面センサは、スライドに注入された流体の量を検出する容量式液面センサである。この場合、容量式液面センサは、上述の電気絶縁されたプローブの上に設置され、試薬で充填されている場合と試薬を注入した後とでプローブの実効キャパシタンスを比較する。

追加または代替として、流体注入ロボットは、ウエルとポンプ手段との間に設けられ、プローブから注入された試薬の量を検知するための圧力センサを含む。流体注入ロボットが、スライドに注入された流体の量を検出するために、圧力センサおよび液面センサの両方を採用した場合、圧力センサは、液面センサの結果を確認するために使用され、逆もまた同様である。さらに、液面センサは、注入用にプローブを充填するために、プローブに吸引された流体の量を検出できる。

一実施形態において、流体注入ロボットは、プローブの端部に設けられ、注入すべき前記１つ以上の充填された試薬を注入するように構成されたノズルを含む。好ましくは、プローブのノズルは、スライド処理モジュールのうちの１つにおいてカバー部材と結合し、前記カバー部材の入口ポートとほぼ密閉するように結合しながら、前記１つ以上の試薬が注入されるように構成される。カバー部材は、一実施形態において、スライドとともに反応チャンバを形成し、ノズルは、反応チャンバと密閉するように結合し、試薬を注入して、スライド上の組織サンプルを処理する。カバー部材は、共に係属中の米国仮特許出願第６１／７２１２８０号（名称「Slide Staining Assembly and Cover Member」、出願日：２０１２年１１月１日）に記載されており、その内容は参照によりここに組み込まれる。

他の実施形態において、流体注入ロボットはさらに、プローブのノズルをスライド処理モジュールのうちの前記１つの入口ポートに向けて付勢するドライバ手段を含み、１つ以上の試薬を注入しながら、入口ポートとの密閉を維持する。

一実施形態において、プローブの全てまたは一部が、テフロン（登録商標）またはセラミックなど、摩擦を低減する材料でコートしてもよい。この材料は、塗布してもよく、あるいはプローブは、電解研磨などの手法によって用意してもよい。

一実施形態において、流体輸送システムはさらに、プローブをその洗浄ドラム(wash drum)の中に挿入した場合、プローブを洗浄するための洗浄ステーションを含む。好ましくは、洗浄ドラムは、流体輸送システムの洗浄ポンプと接続された洗浄流体注入ポートを含み、洗浄ポンプは、洗浄液を１つ以上の洗浄液容器から洗浄ドラムの中にポンプ送給するように、コントローラによって構成される。

一実施形態において、洗浄ステーションは、流体注入ロボットに近接しまたは一体化した任意の場所に位置決めしてもよい。

一実施形態において、洗浄ドラムは、洗浄ドラム内に挿入した場合、プローブの上に前記洗浄液の乱流を生成する凹凸表面を有する。好ましくは、凹凸表面は、洗浄ドラム内にスパイラル波形(corrugations)を含み、挿入されたプローブの上に洗浄液の乱流を生成して、プローブを洗浄する。乱流を生成するために、システムは洗浄ドラム内に他の波形、例えば、間隙を介した同心円状リングなどを採用できることは理解されよう。いずれにしても洗浄ドラムは、洗浄液を洗浄ドラムから回収し除去するために、回収チャンバおよび排出ポートを含んでもよい。

他の実施形態において、洗浄ドラムは、入口ポートと出口ポートとを含み、ガスが、入口ポートを通ってプローブ周囲の洗浄液と混合し、ガスは出口ポートから排出される。例えば、真空手段が、真空力を出口ポートに印加し、ガスを入口ポートを通って出口ポートから引き出すように構成される。この例では、ガスは、大気から入口ポートを通って洗浄ドラムの中にエア吸引される。

他の例では、洗浄液は、プローブを介して供給され、洗浄ポンプの必要性を低減している。

本発明の他の態様によれば、スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルの処理のための流体を輸送する方法が提供され、スライドの１つ１つが、複数のスライド処理モジュールに受け入れられ、複数の試薬が、少なくとも１つの流体注入ロボットによって、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入されて、前記１つ以上の組織サンプルをそれぞれ処理する。該方法は、
複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するステップと、
対応する試薬容器からポンプ送給された１つ以上の試薬をプローブの本体に保存して、注入すべき前記１つ以上の試薬をプローブに充填するステップと、
前記１つ以上の試薬を、プローブの本体上に設置されたウエル(well)にさらに保存して、注入すべき１つ以上の充填試薬の体積を増加させるステップと、
注入すべき前記１つ以上の充填試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するステップと、を含む。

本発明の他の態様によれば、コントローラによって実行した場合、上述した方法を実施するコンピュータプログラムコードを提供する。

本発明の他の態様によれば、上述したコンピュータプログラムコードを含む、有形のコンピュータ媒体を提供する。

本発明のさらに他の態様によれば、上述したプログラムコードを含むデータファイルを提供する。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して例としてのみ説明する。

本発明の一実施形態に係るスライド輸送システムを有する自動スライド処理装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るスライド輸送システムを有する自動スライド処理装置の追加の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る自動スライド処理装置のための流体輸送システムの斜視図である。 図３の流体輸送システムの側面図である。 本発明の一実施形態に係る流体輸送システムのプローブの正面図である。 本発明の一実施形態に係る流体輸送システムのプローブの正面図である。 本発明の一実施形態に係る流体輸送システムのプローブの断面図である。 本発明の一実施形態に従って、プローブを保持するための首輪を示す流体輸送システムのプローブの断面図である。 本発明の一実施形態に従って、流体輸送システムのウエルを試薬ラインと接続するためのコネクタの正面図である。 本発明の一実施形態に係る自動スライド処理装置のスライド処理モジュールのカバー部材の上面図である。 図１０Ａのスライド処理モジュールのカバー部材と結合した、流体輸送システムのプローブについての、図１０ＡのＡＡ断面に沿った断面図である。 図１０Ｂのプローブおよびカバー部材についてのＣ断面での断面図である。 図１０Ｂのプローブおよびカバー部材の切欠き斜視図である。 本発明の一実施形態に係る自動スライド処理装置の洗浄ステーションの断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動スライド処理装置の他の洗浄ステーションの断面図である。 本発明の一実施形態に係る流体輸送システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る、スライド上に戴置された組織サンプルの処理のために試薬を注入する方法のフローチャートである。

スライド１３上に戴置された組織サンプルを処理するための自動スライド処理装置１２用の流体輸送システム１０を図１に示す。スライド処理装置１２は、スライド１３を受け入れるように構成された複数のスライド処理モジュール１４を含み、そして、コントローラによって構成されたガントリー型(gantry)ロボットの形態であって、スライド１３をスライド処理モジュール１４へ、そしてスライド処理モジュール１４から移動する少なくとも１つのスライド輸送ロボット１８を含む。流体輸送システム１０は、指定されたスライド処理モジュール１４に移動して、複数の試薬を、スライド処理モジュール１４に受け入れられたスライド１３に注入して、スライド１３上の組織サンプルを処理するように、コントローラによって構成された流体注入ロボット１６を含む。

図に示す実施形態において、スライド輸送ロボット１８は、ガントリー型ロボットの流体注入ロボット１６と組み合わせて、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に移動するように構成される。スライド輸送ロボット１８は、流体注入ロボット１６から独立可能であることは、当業者にとって理解されよう。例えば、スライド輸送ロボット１８は、多関節アームロボットであり、一方、流体注入ロボット１６は、ガントリー型ロボットであり、逆も同様である。しかしながら、この実施形態では、流体注入ロボット１６は、試薬容器に保存された複数の高価値試薬を、スライド処理モジュール１４内のスライド１３に注入するように、コントローラによって構成された流体移送プローブ（ＦＴＰ）ロボットを含む。高価値試薬の例は、クロマゲン(chromagens)、抗体を含む。即ち、ガントリー型ロボットは、組み合わせたＦＴＰロボット１６およびスライド輸送ロボット１８を含み、装置１２のサイズおよび複雑さを最小化している。いずれにしても、ｘ軸は装置１２の長さであり、ｙ軸は装置１２の幅であり、ｚ軸は装置１２の高さに対応する。

上述のように、流体注入ロボット１６（以下、ＦＴＰロボット１６と称する）およびスライド輸送ロボット１８は、試薬をスライド処理モジュール１４内のスライドに注入し、スライド１３をスライド処理モジュール１４へ、そしてスライド処理モジュール１４から移動するように、コントローラによって構成される。自動スライド処理装置１２（そして、スライド輸送ロボット１８およびＦＴＰロボット１６）のコントローラは、装置１２から遠隔的に実装でき、あるいは装置１２に対して局所的に実装できることは、当業者にとって理解されよう。いずれの場合も、コントローラは、プロセッサおよびモジュール用の命令を保存するためのメモリによって実装される多数のモジュールを含み、スライド輸送ロボット１８およびＦＴＰロボット１６に命令を提供して、その運動および試薬の注入を制御することは、理解されよう。

理解されるように、スライド輸送ロボット１８は、コントローラによって構成され、装置１２内の異なるモジュール間で３軸に素早く移動し、スライド処理モジュール１４の中で、そしてスライド処理モジュール１４から外へスライドを効率的に移動し、スライド処理モジュール１４内のスライド上に戴置されたサンプルを処理する。例えば、スライド輸送ロボット１８は、装置１２の１つの角部から対角線上の反対にある角部へ２．２秒（装置１２に関して最高移動を表す）で移動するように構成される。図１において装置１２に関して示したスライド輸送ロボット１８の例についての行程プロファイルは、例えば、ｘ軸で７８０ｍｍ、ｙ軸で５００ｍｍ、ｚ軸で１２０ｍｍである。しかし、これらの範囲は一例に過ぎない。ガントリー型ロボット１８およびＦＴＰロボット１６は、ｘ方向のレール２１およびｙ方向のレール１９に沿って移動し、スライドをスライド処理モジュール１４へ、そしてスライド処理モジュール１４から移動して、試薬を、指定されたスライド処理モジュール１４内のスライド１３に注入して、スライド上に戴置されたこれらのサンプルを処理することが判る。

図２の実施形態に示すように、装置１２は、試薬容器に保存された複数のより低い価値の試薬を、スライド処理モジュール１４に受け入れられたスライド１３に注入して、スライド１３上の組織サンプルを処理するように、コントローラによって構成された。２つのバルク流体ロボット（ＢＦＲ）１５を含む。即ち、幾つかの場合、スライド１３上の組織サンプルを処理するために、指定された組合せと順序の高価値試薬、低価値試薬およびバルク試薬がスライドに注入される。装置１２は、試薬容器に保存されたより低い価値の試薬をスライド１３に注入するために、２つより多いＢＦＲを含んでもよいことは、当業者にとって理解されよう。

例えば、ＢＦＲ１５は、例えば、その上にある組織サンプルを処理するために、例えば、シュウ酸、硫酸、過マンガン酸カリウム、アルコール、脱ろう剤、ヘマトキシリン、過酸化物、クエン酸、ＥＤＴＡ、脱イオン（ＤＩ）水、ボンドウォッシュ(Bond wash)など、バルク試薬をスライド１３に注入するようにコントローラによって構成される。

図２では、スライド処理モジュール１４の各行(row)についてＢＦＲ１５が存在し、そして、スライド輸送ロボットがｚ方向に移動できるため、スライド輸送ロボット１８は、ＢＦＲ１５と干渉することなく、スライド１３をスライド処理モジュール１４へ、そしてスライド処理モジュール１４から移動するように構成されることが判る。実際、この場合、ＢＦＲ１５は、ｘ方向およびｚ方向だけ移動して、バルク試薬をスライド処理モジュール１４内のスライド１３に注入するように構成される。

スライド輸送ロボット１８は、図３に示すように、スライド輸送ロボット１８に設置されたスライド輸送デバイス２０を含み、これは、スライド１３を取り外し可能に保持するようにコントローラによって構成される。例えば、スライド輸送デバイス２０は、スライド処理モジュール１４へ移動し、スライド１３を解放し、スライド処理モジュール１４内に設置する場合、スライド１３を取り外し可能に保持するように構成された吸引カップである。スライド輸送デバイス２０は、スライドを取り外し可能に保持するための他の手段、例えば、把持装置(gripper)を含むことも想定される。

さらに、一実施形態において、スライド輸送ロボット１８は、スライド処理モジュール１４のうちの１つの閉鎖本体２４を移動するように構成されたスライド操作ヘッド２２を含み、スライド輸送ロボット１８が、スライド１３の１つをスライド処理モジュール１４へ移動するようにコントローラによって構成されている場合、通常は開放位置に付勢されている閉鎖本体２４を開放位置に移動する。スライド輸送デバイス２０は、スライド操作ヘッド２２から延出しており、閉鎖本体２４が開放位置にある場合、スライド１３を解放し、スライドをスライド処理モジュール１４内に設置するようにコントローラによって構成される。

そして、スライド操作ヘッド２２が、閉鎖本体２４を閉止するようにｘ軸に移動した後、スライド処理モジュール１４の閉鎖本体２４が閉止位置に戻った場合、ＦＴＰロボット１６は、試薬をスライド１３に注入できる。上述のように、スライド輸送ロボット１８は、共に係属中の米国仮特許出願（名称「A Slide Transport System」）により詳細に説明している。

使用の際、ＦＴＰロボット１６は、流体を反応チャンバへ送り込んだり、反応チャンバから引き出して、撹拌及び／又は反応チャンバから試薬の排出を達成する。撹拌が、処理行程の際、試薬の混合を促進し、及び／又は反応チャンバ内の気泡管理を支援でき、チャンバ内の気泡の存在にも関わらず、試薬が基板上のサンプルと接触する可能性を増加させる。試薬の注入および引き出しが、圧力及び／又は真空または、負及び／又は正の流体圧力を印加するように構成された他の供給源と結合してもよい。

図１と図２は、入力および出力バッファモジュール１７を有する自動スライド処理装置を示しており、入力バッファ１７は、処理のためにスライド１３を装置１２に導入し、そして、そして、出力バッファ１７は、スライド１３上の組織サンプルの処理後、装置１２からスライド１３の除去を許容する。これらの図に示す実施形態のスライド輸送ロボット１８はさらに、入力モジュール１７からスライドを取り出して、スライド処理モジュール１４に設置し、そして、ＦＴＰロボット１６及び／又はＢＦＲ１５を用いてスライド上に戴置された組織サンプルを処理した後、スライド１３をスライド処理モジュール１４から除去し、出力モジュール１７に設置するように構成される。さらに、この実施形態のスライド輸送ロボット１８はまた、スライドを出力モジュールに移動する前に、スライドを、例えば、カバースリップ装着およびデジタル撮像モジュールなど、スライドに対して他の操作を実施するための他のモジュール（不図示）へ、そして他のモジュールから移動するように構成できる。

図３と図４は、ＦＴＰロボット１６を詳細に示す。ＦＴＰロボット１６は、ｘ軸のレール２１に沿って、そしてｚ軸のラック２３に沿って移動するように構成され、流体注入ロボット１６のプローブ２５を、指定されたスライド処理モジュール１４に配置して、指定された試薬を、指定されたスライド処理モジュール１４に受け入れられたスライド１３に注入する。ラック２３は、ＦＴＰロボット１６上のピニオンによって駆動され、プローブ２５をｚ軸に下降し上昇させる。即ち、プローブ２５は、ｚ軸に上昇または下降でき、その結果、スライド処理モジュール１４の閉鎖本体２４が閉止位置にある場合、試薬がスライド処理モジュール１４内のスライド１３に注入できる。本実施形態では、ＦＴＰロボット１６は、ステップモータによって駆動されるチェーン駆動システムを用いて、ｘ軸とｙ軸のレール２１とレール１９に沿って移動する。それでも他の駆動システム、例えば、他の追加のラックラックアンドピニオンまたはベルト駆動システム、空気圧式、ソレノイド式、またはリードねじシステムなどが採用できることは、当業者にとって理解されよう。

ＦＴＰロボット１６は、ＦＴＰロボット１６のプローブ２５によって、複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するように、コントローラによって構成されたポンプ手段（不図示）を含む。一実施形態において、ポンプ手段は、注入すべき試薬容器から試薬を吸引するように構成されたシリンジポンプである。図２は、注入用の高価値試薬を保存する複数の高価値試薬容器３１を示す。ポンプ手段は、ＦＴＰロボット１６または装置１２上の何処かに設置できることは、当業者にとって理解されよう。一例では、シリンジポンプ手段は、高価値試薬容器３１から、ＦＴＰロボット１６のプローブ２５の一端に設けられたノズル２６へまたはノズル２６から高価値試薬を吸引し、注入する。即ち、ノズル２６は、ＦＴＰロボット１６のラック２３上のステップモータによって、指定された試薬容器の中に下降され、試薬は、ポンプ手段の動作によりプローブ２５の中に吸引できる。試薬を吸引し注入する手順は、スライド上に戴置された特定の組織サンプルを処理するように予め定められることは、当業者にとって理解されよう。

ＦＴＰロボット１６のプローブ２５は、ポンプ手段を介してポンプ送給された１つ以上の試薬を保存するように構成された細長い本体を有し、注入すべき試薬でプローブを充填する。こうして使用時に、試薬は、ＦＴＰロボット１６のプローブ２５にポンプ送給され、異なるスライド処理モジュール１４内の１つ以上のスライド１３に注入される。さらに、ＦＴＰロボット１６は、プローブ２５の本体上に設置され、注入すべき充填試薬の体積を増加させるために、更なる試薬を保存するように構成されたウエル(well)２７を有する。こうしてプローブ２５は、充填された試薬を、指定されたスライド処理モジュール１４に受け入れられた多数の指定されたスライド１３に注入しており、そのため試薬をプローブ２５内にさらに吸引しポンプ送給する必要がない。即ち、プローブ２５およびウエル２７を充填するために、プローブ２５のノズル２６を高価値試薬容器に戻って移動する必要がない。

さらに、ポンプ手段はさらに、連続した試薬の間にある空隙を用いて、試薬容器の異なる１つ１つから、１つより多い試薬を連続的にポンプ送給及び／又は吸引して、プローブを複数の異なる試薬で充填するように、コントローラによって構成できる。こうしてＦＴＰロボット１６は、スライド処理プロトコルの異なる段階において、更なる試薬を吸引するために試薬容器３１に戻る必要なしで、異なる試薬を同じまたは異なるスライドに注入できる。

さらに、図から、プローブ２５のノズル２６は、スライド輸送ロボット１８のスライド操作ヘッド２２に近接して設置されることが判る。スライド操作ヘッド２２は、スライド処理モジュール１４の閉鎖本体２４の荷担(bearing)面２６に対して接触して、閉鎖本体２４を開放位置に移動するように構成され、その結果、スライド１３が、処理のためにそこに設置できる。即ち、スライド輸送ロボット１８が閉鎖本体２４を開放位置に移動する場合、バイアスおよび閉止位置への戻りに対抗することによって、スライド操作ヘッド２２は荷担面に対して接触する。こうしてスライド１３がスライド処理モジュール１４内に設置され、閉鎖本体２４が閉止位置へ戻った後、プローブ２５のノズル２６は、ｚ軸に下降して、試薬をスライド１３に注入できる。スライド処理モジュール１４は、装置１２内で整列しており、ｘ方向に開放して、スライド輸送ロボット１８およびＦＴＰロボット１６のための移動量を最小化していることが判る。

図６〜図９は、流体輸送システム１０のプローブ２５およびウエル２７を詳細に示す。図５は、ウエル２７無しのプローブ２５を示しており、プローブ２５の細長い本体だけが、試薬をそこに保存し、プローブ２５を試薬で充填するように構成される。図６と図７は、注入すべき充填試薬の体積を増加させるために、試薬をさらに保存するためのウエル２７を示す。上述したように、ウエル２７は、プローブ２５の本体の細長いチューブとほぼ同様な直径のコイル状のチューブであり、スライド１３に注入するための充填試薬の体積を相当に増加させ、プローブ２５のサイズを最小化している。上述したように、ウエル２７は、異なる形態、例えば、タンク(tank)などでもよく、プローブ２５の端部に設置する必要もない。例えば、ウエル２７は、プローブ２５の本体に沿って、あるポイントに設置されたタンクでもよい。

ウエル２７のコイル状のチューブはまた、再封止可能コネクタ２８において、ポンプ手段と接続された試薬ラインに対して着脱自在に装着される。図９において、コネクタ２８は、コネクタ２８とともに封止嵌め合いを生成するプラグ３８を介して、可撓性のチューブ状試薬ライン４０をウエル２７と接続する。さらに、プローブ２５の本体は、電気絶縁プローブ首輪(collar)を用いてＦＴＰロボット１６に着脱自在に装着される。特に、下部首輪は、プラスチック製コレット３０の形態であり、上部首輪は、プローブ２５を適切な位置に保持し、プローブ２５をチューブ状ラック２３から絶縁するために、プラスチック製クリップ３２の形態である。

プローブ２５はまた、図８に詳細に示すように、コレット３０およびクリップ３２を用いて、プローブ２５をラック２３に設置し係止(lock)する設置ブロック２９を有する。ここで、プローブ２５は、チューブ状ラック２３の上部からラック２３を通過して搭載されることが判る。スプリング３６および２つのプラスチック製スペーサが、ラック２３の上部においてプローブ２５を適切な位置に設置し係止している。さらに、ラック２３は、クリップ３２をラック２３から除去して、プローブ２５をラック２３から取り外すために、ラックに対して摺動するように構成された指グリップ(grip)３４を有する。また、コレット３０は、チューブ状ラック２３とプローブ２５との間の隙間の中に挿入され、ブロック２９をプローブ２５上に設置することによって適切な場所に保持され、プローブ２５をラック２３の下部において適切な位置に係止する。

図１３は、プローブ２５のノズル２６からシリンジポンプＣ、そして、この場合は洗浄ポンプＤに至る上述した流体輸送システムの概略図を示す。しかしながら、バイパス弁を含むことができるシリンジＣの中に供給する複数の洗浄ポンプＤが存在してもよいことは理解すべきである。試薬ラインが、圧力センサＢを介して、プローブ２５のウエル２７とシリンジポンプＣとの間に延びている。一実施形態において、シリンジＣは、バイパス弁Ｃによって全てバイパスすることができ、その結果、１つ以上の洗浄ポンプＤは、プローブの中に直接注入する（図１２Ｂ参照）。この図を参照してシステム１０のコンポーネントの寸法の一例は、下記のとおりである。

ポイントＯからプローブ２５のポイントＡまで、即ち、ノズル２６から、プローブ２５がＦＴＰロボット１６のラック２３に装着される場所までの距離は、１２０ｍｍである。ポイントＯからＡまでのプローブ２５のこの注入端部の直径は、１．３ｍｍであり、その体積は、１５０μｌである。ポイントＡから圧力センサＢまでのプローブ２５の本体の直径およびウエル２７のコイル状チューブの直径は、２ｍｍである。プローブ２５の細長い本体の長さと組み合わせたウエル２７のチューブの長さは、１１００ｍｍであり、その体積は、３５００μｌである。従って、この例では、プローブ２５の本体およびウエル２７、そして圧力センサまでの試薬ラインに、注入すべき充填試薬の量は、３６５０μｌの最大体積を有する。圧力センサＢからシリンジポンプＣまでの試薬ラインは、２ｍｍの直径、２５００ｍｍの長さを有するプラスチック製チューブである。プローブ２５の細長い本体の長さは、空隙などの隙間の設置を増強し、プローブの中に引き込まれる異なる試薬を実質的に分離する。これは、連続した試薬の間にある空隙を用いて連続的に、試薬容器の異なる１つ１つから、１つより多い試薬のポンプ送給及び／又は吸引を促進しており、その結果、プローブ２５を複数の異なる試薬で充填している。これにより、プローブ２５が、試薬容器に戻ることなく、少なくとも２つの異なる試薬を注入することが可能になる。

一実施形態において、圧力センサＢは、試薬ラインでの圧力を検知して、試薬がプローブ２５から注入されたことを確認する。しかしながら、注入された試薬量を検知するための他の検知手段がシステム１０によって採用できることは、当業者にとって理解されよう。例えば、検知手段は、プローブ２５から注入された試薬の量を検知するための液面センサである。液面センサは、プローブ２５のノズル２６におけるキャパシタンスの変化を監視するように構成された容量式液面センサ、または、ノズル２６における圧力の変化を検知するように構成された圧力式液面センサとすることができることは理解されよう。代替として、光学式液面センシングシステムおよび超音波システムが採用できる。

容量式液面センサがシステム１０によって採用された実施形態において、コネクタ２８、クリップ３２およびコレット３０は、ゴムまたはプラスチックなどの電気絶縁材料で製作され、コイル状チューブおよびプローブ２５の本体を、ＦＴＰロボット１６の他のコンポーネント、例えば、ラック２３などから電気的に絶縁し、そのため、容量測定は、他のコンポーネントからの干渉なしで実施できる。

図１０Ａと図１０Ｂに戻って、スライド処理モジュール１４の閉鎖本体２４は、図１０Ａと図１０Ｂに示すように、スライド処理モジュール１４のカバー部材４２を用いて、スライド１３上の組織サンプルを処理するための密封された反応チャンバを生成する。カバー部材４２は、閉鎖本体２４の下面に設置され、スライド輸送ロボット１８がスライド１３をスライド処理モジュール１４内に設置した後、閉鎖本体２４が閉止位置にある場合、スライド１３を用いて密封反応チャンバを形成するように構成される。カバー部材４２の詳細は、共に係属中の米国仮特許出願（名称「Slide Staining Assembly and Cover Member」）に記載されている。そして、ＦＴＰロボット１６およびＢＦＲ１５は、閉鎖本体２４が閉止位置にある場合、試薬を指定された順序でスライド処理モジュール１４内のスライド１３に注入でき、指定された体積でスライド１３上の組織サンプルを処理する。指定された試薬および試薬を注入する順序の命令は、コントローラとのデータ通信により、メモリに保存できることは、当業者にとって理解されよう。

プローブ２５のノズル２６は、スライド処理モジュール１４でのカバー部材４２の受け入れ部４４と結合するように構成され、カバー部材４２の受け入れ部４４での入口ポート４３とほぼ密閉するように結合しながら、試薬が注入される。さらに、ＦＴＰロボット１６は、プローブ２５のノズル２６をスライド処理モジュール１４の入口ポート４３に向けてｚ軸に付勢するドライバ手段、例えば、上述したステップモータなどを含み、試薬を注入しながら、入口ポート４３との密閉を維持する。例えば、ドライバ手段は、プローブ２５に対して５〜３０Ｎの力、例えば、１０Ｎの力を作用し、ステップモータを定トルクモードで使用して、プローブ２５のノズル２６を入口ポート４３に向けて付勢する。図１１Ａと図１１Ｂから、入口ポート４３は、プローブ２５のノズル２６を案内し密閉するために、例えば、３０〜７５度の面取り(chamfer)、例えば６０度の面取りを有してもよいことが判る。

図１および図１２Ａ、図１２Ｂに戻って、装置１２は、上述のように、ＦＴＰロボット１６の運動によってプローブが洗浄ステーション４８の洗浄ドラム４９に挿入された場合、プローブ２５を洗浄するための洗浄ステーション４８の洗浄ドラム４９を含む。さらに、図１３に示すように、シリンジポンプＣは、洗浄ラインを介して洗浄ポンプＤと接続され、そのため、ＦＴＰロボット１６の試薬ラインは、洗浄ポンプＤからポンプ送給される洗浄液、例えば、ボンドウォッシュ(Bond wash)、脱イオン水、アルコールなどで洗浄できる。洗浄ポンプＤは、例えば、これに限定されないが、洗浄液、水、バッファ、抗体希釈剤などの希釈剤、クリーニング液などの１つ以上を含む水力学的流体など、流体の配送に適した流体配送ラインによって供給してもよい。一実施形態において、洗浄ポンプは、流体の配送に適した複数の流体配送ラインによって供給してもよい。

一実施形態において、洗浄ポンプＤは、コントローラによって、洗浄液を１つ以上の洗浄液容器から洗浄液注入ポート５０にポンプ送給するように構成される。そして、洗浄液は、凹凸表面５２の上を通過して、洗浄ドラム４９内に挿入された場合、プローブ２５の上に洗浄液の乱流を生成する。凹凸表面５２は、スパイラル洗浄リングの形態で洗浄ドラム内にスパイラル波形を含み、乱流を生成し、プローブ２５を洗浄することが判る。洗浄ドラム４９はまた、洗浄液を洗浄ドラム４９から回収し除去するために、回収チャンバ５４および排出ポート５６を含む。洗浄液は、リサイクルして洗浄ポンプによって再利用できることは、当業者にとって理解されよう。

図１２Ｂに示す実施形態において、洗浄ドラム４９は、プローブ２５のノズル２６を通るように空気を循環させて、洗浄プロセスを改善するための入口ポート５５と出口ポート５７とを含む。この場合、真空手段が、出口ポートに適用され、空気が出口ポート５７から引き出され、入口ポート５５の中に入り、洗浄ドラム４９の中に挿入された場合、プローブ２５を周回する。空気は、本実施形態では、大気から入口ポートを通過するようにしている。シール６０は、空気がプローブ２５周りの洗浄ドラム４９の中に引き込まれるのを防止する。こうして使用の際、例えば、洗浄液は、洗浄ポンプＤを用いて、プローブ２５を介して洗浄ドラム４９の中に注入され、そして真空が印加され、入口ポート５５からの空気がプローブ２５周りの洗浄液と混合し、プローブ２５のクリーニングを支援する。しかしながら、プローブ２５を洗浄するために閉じたシステムが採用でき、例えば、閉じ込められた不活性ガスが空気の代わりに用いられることは、当業者にとって理解されよう。

図１４を参照して、スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルの処理のための流体を輸送する方法１００の概要を示しており、スライドの１つ１つが、複数のスライド処理モジュールに受け入れられ、複数の流体試薬が、少なくとも１つの流体注入ロボットによって、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドに注入されて、スライド上の組織サンプルを処理する。該方法１００は、複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するステップ１０２と、対応する試薬容器からポンプ送給された１つ以上の試薬をプローブの本体に保存して、注入すべき前記１つ以上の試薬をプローブに充填するステップ１０４と、前記１つ以上の試薬を、プローブの本体上に設置されたウエル(well)にさらに保存して、注入すべき１つ以上の充填試薬の体積を増加させるステップ１０６と、注入すべき前記１つ以上の充填試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドに注入するステップ１０８と、を含む。

該方法の追加の態様が、流体輸送システム１０の上記説明から明らかであろう。当業者は、方法がプログラムコードに埋め込み可能であることを理解するであろう。プログラムコードは、多くの方法で、例えば、ディスクまたはメモリなどの有形のコンピュータ可読媒体で供給できる。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述した部分に対して種々の変形、追加及び／又は変更が可能であり、そして、上記の教示の観点から、本発明は、当業者によって理解されるように、種々の方法でソフトウエア、ファームウェア及び／又はハードウエアで実装できることは、理解すべきである。

文書、活動、材料、デバイス、記事などの議論は、本発明の内容を提供することを目的としてのみ本明細書に含まれる。これらの事項の何れかまたは全てが、本願の各請求項の優先日の前に存在したものとして、先行技術の基礎の一部を形成し、あるいは本発明に関連した分野で共通の一般的知識であったことは、示唆も表現もしていない。

用語「備える、含む」が本明細書（請求項を含む）において使用される場合、これらは、１つ以上の特徴の存在を特定するものとして解釈すべきであり、本発明の種々の実施形態において更なる特徴の存在または追加を除外していない。

Claims (12)

1. スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルを処理するための自動スライド処理装置用の流体輸送システムであって、該装置は、スライドの１つ１つを受け入れるように構成された複数のスライド処理モジュールを含むものであり、
   該流体輸送システムは、前記１つ以上の組織サンプルをそれぞれ処理するために、複数の試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するように、コントローラによって構成された流体注入ロボットを含み、
   該流体注入ロボットは、
   複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するように、コントローラによって構成されたポンプ手段と、
   ポンプ手段によってポンプ送給された１つ以上の試薬を保存するように構成された本体を有し、注入すべき前記１つ以上の試薬を充填するようにしたプローブと、
   プローブの本体上に設置され、注入すべき１つ以上の充填試薬の体積を増加させるために、前記１つ以上の試薬をさらに保存するように構成されたウエルと、
   プローブの端部に設けられ、注入すべき前記１つ以上の充填された試薬を注入するように構成されたノズルとを有し、
   スライドは、入口ポートを有するカバー部材を含み、
   流体注入ロボットはさらに、プローブのノズルをスライド処理モジュールのうちの前記１つの入口ポートに向けて連続的に付勢するドライバ手段を含み、１つ以上の試薬を注入しながら、入口ポートとの密閉を維持し、
   プローブは、注入すべき前記１つ以上の充填試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するように構成され、
   プローブのノズルは、スライド処理モジュールのうちの前記１つにおいて、カバー部材に設けられた面取りされた開口部に結合し、１つ以上の試薬が注入されているときにカバー部材の入口ポートとほぼ密閉するように構成され、
   入口ポートとの密閉を維持するプローブは、スライド処理モジュールの前記１つにおいて、スライドとともに密閉された反応チャンバを形成し、
   プローブとスライド処理モジュールは、密閉がなされる前に空気結合している、システム。
2. プローブの本体は、再封止可能コネクタにおいて、ポンプ手段と接続された試薬ラインに対して着脱自在に装着される請求項１記載のシステム。
3. プローブの本体は、流体注入ロボットに対して１つ以上のプローブ首輪において着脱自在に装着される請求項１または２記載のシステム。
4. 流体注入ロボットはさらに、ウエルとポンプ手段との間に設けられ、プローブから注入された試薬の量を検知するための圧力センサを含む請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
5. 流体輸送システムはさらに、プローブを洗浄ドラムの中に挿入した場合、プローブを洗浄するための洗浄ステーションを含む請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
6. 洗浄ドラムは、流体輸送システムの洗浄ポンプと接続された洗浄流体注入ポートを含み、洗浄ポンプは、洗浄液を１つ以上の洗浄液容器から洗浄ドラムの中にポンプ送給するように、コントローラによって構成される請求項５記載のシステム。
7. 洗浄ドラムは、洗浄ドラム内に挿入した場合、プローブの上に前記洗浄液の乱流を生成する凹凸表面を有する請求項６記載のシステム。
8. 洗浄ドラムはさらに、前記洗浄液を洗浄ドラムから回収し除去するために、回収チャンバおよび排出ポートを含む請求項６または７記載のシステム。
9. 洗浄ドラムは、入口ポートと出口ポートとを含み、ガスが、入口ポートを通って洗浄ドラムに入り、プローブ周囲の洗浄液と混合し、ガスは出口ポートを通って出ていく請求項５〜８のいずれかに記載のシステム。
10. 真空力を出口ポートに印加し、ガスを入口ポートの中へ出口ポートから引き込むように構成された真空手段をさらに含む請求項９記載のシステム。
11. ポンプ手段はさらに、連続した試薬の間にある空隙を用いて、試薬容器の異なる１つ１つから、１つより多い試薬を連続的にポンプ送給及び／又は吸引して、プローブを複数の異なる試薬で充填するように、コントローラによって構成される請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
12. スライド上に戴置された１つ以上の組織サンプルの処理のための流体を輸送する方法であって、スライドの１つ１つが、複数のスライド処理モジュールに受け入れられ、複数のスライド処理モジュールはそれぞれ、面取りされた開口部を有するカバー部材を含み、複数の試薬が、少なくとも１つの流体注入ロボットによって、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入されて、前記１つ以上の組織サンプルをそれぞれ処理するものであり、
    複数の対応する試薬容器から、注入すべき試薬をポンプ送給するステップと、
    対応する試薬容器からポンプ送給された１つ以上の試薬をプローブの本体に保存して、注入すべき前記１つ以上の試薬をプローブに充填するステップと、
    前記１つ以上の試薬を、プローブの本体上に設置されたウエルにさらに保存して、注入すべき１つ以上の充填試薬の体積を増加させるステップと、
    プローブの端部に設けられたノズルを通じて、注入すべき前記１つ以上の充填試薬を、スライド処理モジュールに受け入れられたスライドの前記１つ１つに注入するステップと、を含み、
    プローブのノズルは、スライド処理モジュールのうちの前記１つの入口ポートに向けて連続的に付勢され、１つ以上の試薬を注入しながら、入口ポートとの密閉を維持し、
    プローブのノズルは、スライド処理モジュールのうちの前記１つにおいて、カバー部材に設けられた面取りされた開口部に結合し、１つ以上の試薬が注入されているときにカバー部材の入口ポートとほぼ密閉するように構成され、
    入口ポートとの密閉を維持するプローブは、スライド処理モジュールの前記１つにおいて、スライドとともに密閉された反応チャンバを形成し、
    プローブとスライド処理モジュールは、密閉がなされる前に空気結合している、方法。
    

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