KR20200047559A - 자동화된 시편 제조 시스템을 위한 폐기물 배출 장치 - Google Patents
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Abstract
샘플 용기에서 샘플로부터 시편을 제조하기 위한 자동화된 시편 제조 시스템이 제공된다. 자동화된 시편 제조 시스템은 위에 시편 수집기를 유지하고 샘플 용기 내에 정위되도록 구성된 시편 이송 디바이스를 포함한다. 시편 이송 디바이스는 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 중심 보어, 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트, 및 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함한다. 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함한다. 자동화된 시편 제조 시스템은 유체 폐기물 배출 포트에 유체적으로 연결된 진공 소스, 및 압력 모니터링 포트에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 디바이스를 추가로 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로, 세포학적 시편의 제조, 및 보다 특히, 샘플 용기로부터 세포학적 시편을 수집하고 분석 요소 상에 시편을 분배함으로써 세포학적 시편을 자동적으로 제조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
세포학(cytology)은 세포의 형성, 구조, 및 기능의 연구를 다루는 생물학의 한 분야이다. 실험실 환경에서 적용되는 바와 같이, 세포학자, 세포 공학자, 및 다른 의료 전문가는 환자의 세포의 시편의 시각적 검사를 기초로 하여 환자의 상태를 의학적으로 진단한다. 통상적인 세포학적 기술은 "파파니콜로 도말표본(pap smear)" 시험으로서, 여기서, 세포는 자궁경부암의 발병에 대한 전조인 비정상적인 세포의 존재를 검출하기 위해 여성의 자궁경부로부터 긁어내고 분석된다. 세포학적 기술은 또한, 인간 신체의 다른 부분에서 비정상적인 세포 및 질병을 검출하기 위해 이용된다.
세포학적 기술은 널리 이용되는데, 왜냐하면, 분석을 위한 세포 시편의 수집이 일반적으로, 생검과 같은 전통적인 외과적 병리학적 절차보다 덜 침습적이기 때문이며, 이에 의해, 조직 시편은 스프링 로딩된 변환 가능한 탐침(spring loaded translatable stylet), 고정식 캐뉼라, 등을 갖는 특수 생검 니들을 이용하여 환자로부터 절제된다. 세포 샘플은 예를 들어, 영역을 스크랩핑하거나 면봉으로 닦음으로써, 또는 흉강, 방광, 척추관, 또는 다른 적절한 영역으로부터 체액을 흡입하기 위해 니들을 이용하는 것을 포함하는 다양한 기술에 의해 환자로부터 얻어질 수 있다. 세포 샘플은 용액 중에 배치되고, 후속하여, 수집하고 확대하여 보기 위해 유리 슬라이드에 옮겨진다. 고정제 및 염색 용액은 기록 목적을 위해 및 검사를 용이하게 하도록 시편을 보존하기 위해 유리 슬라이드 상에서 세포에 적용될 수 있다.
일반적으로, 개별 세포가 검사될 수 있도록, 슬라이드 상의 세포가 적절한 공간 분포를 갖는 것이 요망될 수 있다. 세포의 단일 층이 통상적으로 바람직하다. 이에 따라, 다수의 세포를 함유한 유체 샘플로부터 시편을 제조하는 것은 통상적으로, 세포의 얇은 단일층이 슬라이드 상에 수집되고 증착될 수 있도록, 세포가 먼저 기계적 분산, 유체 전단, 또는 다른 기술에 의해 서로 분리되는 것을 필요로 한다. 이러한 방식으로, 세포 공학자는 비정상적인 세포를 더욱 용이하게 식별할 수 있다. 세포는 또한, 적절한 수의 세포가 평가될 수 있도록 카운팅될 수 있다.
시각적 검사를 위해 유리한 슬라이드 상에서 세포의 얇은 단일층을 생성하기 위한 특정 방법 및 장치는 미국특허 제5,143,627호(출원인 Lapidus et al. 및 발명의 명칭 "Method and Apparatus for Preparing Cells for Examination"); 미국특허 제5,240,606호(출원인 Lapidus et al. 및 발명의 명칭 "Apparatus for Preparing Cells for Examination"); 미국특허 제5,269,918호(출원인 Lapidus et al. 및 발명의 명칭 "Clinical Cartridge Apparatus"); 및 미국특허 제5,282,978호(출원인 Polk, Jr. et al. 및 발명의 명칭 "Specimen Processor Method and Apparatus"]에 기술되어 있으며, 이러한 문헌 모두는 본 발명의 양수인에게 양도되며, 이러한 문헌의 모든 개시는 전문이 본원에 참고로 포함된다.
이러한 특허들에 개시된 시편 제조 공정에 따르면, 샘플 용기에서 보존 유체 중의 환자의 세포는 그 안에 배치된 회전 시편 수집기를 이용하여 분산된다. 제어된 진공은 유체를 이의 스크린 필터를 통해 세포의 요망되는 양 및 공간적 분포가 필터에 대해 수집될 때까지 끌어들이기 위해 시편 수집기에 적용된다. 이후에, 시편 수집기는 샘플 용기로부터 제거되며, 수집된 세포를 수집된 것과 실질적으로 동일한 공간적 분포로 수집된 세포를 슬라이드로 이송시키기 위해 양압이 적용되는 동안 유리 슬라이드에 대해 임프레싱된다. 시편 제조 공정 동안 압력은 효과적으로 수행될 수 있도록 모니터링될 수 있다.
이러한 특허들 중 하나 이상의 교시에 따라 제작된 장치, 예를 들어, 매사추세츠 주 박스버러(Boxborough, Mass.) 소재의 Cytyc Corporation에 의해 제작되고 판매되는 ThinPrep® 2000 시스템이 상업적으로 성공적이었지만, 이러한 장치는 시편 제조 동안 폐기물 유체를 완전히 배출시키지 못할 수 있다. 시편 제조 동안 유체 축적은 압력 모니터링의 오류, 및 세포 전달 및 스폿 품질을 갖는 문제를 야기시킬 수 있다.
이에 따라, 폐기물 유체를 완전히 및 효율적으로 배출시키는 자동화된 시편 제조 시스템이 요구되고 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 샘플 용기에서 샘플(예를 들어, 세포학적 샘플)로부터 시편(예를 들어, 세포학적 시편)을 제조하기 위한 자동화된 시편 제조 시스템이 제공된다. 자동화된 시편 제조 시스템은 위에 시편 수집기를 유지하고 샘플 용기 내에 정위되도록 구성된 시편 이송 디바이스를 포함한다. 시편 수집기는 중공 실린더형 바디, 및 시편에 대해 요망되는 입자를 포집하고 더 작은 입자 및 유체를 통과시키기 위한 선택된 크기의 기공을 갖는 멤브레인을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 시편 이송 디바이스는 일회용 시편 수집기의 중공 실린더형 바디를 수용할 수 있다.
시편 이송 디바이스는 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 중심 보어, 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트, 및 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함한다. 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함한다. 감소된 직경 부분은 액체가 중심 보어로부터 압력 모니터링 포트로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 감소된 직경 부분은 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 가질 수 있다. 폐기물 유체 배출 포트는 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 가질 수 있다.
자동화된 시편 제조 시스템은 유체 폐기물 배출 포트에 유체적으로 연결된 진공 소스, 및 압력 모니터링 포트에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 디바이스를 추가로 포함한다. 자동화된 시편 제조 시스템은 압력 모니터링 포트에 유체적으로 연결된 양압의 소스를 선택적으로 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 자동화된 시편 제조 시스템은 위에 시편 이송 디바이스가 마운팅된 회전 툴 헤드를 추가로 포함한다. 회전 툴 헤드는 샘플 용기 내에 시편 수집기를 위치시키도록 제1 각 위치에서 회전축에 대해 회전 가능하다. 자동화된 시편 제조 시스템은 분석 요소를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 경우에, 회전 가능한 툴 헤드는 시편을 분석 요소로 이송시키기 위해 시편 수집기를 위치시키도록 제2 각 위치에서 회전축에 대해 회전 가능할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 샘플 용기에서 샘플로부터 시편을 제조하기 위한 시스템과 함께 사용하기 위한 시편 이송 디바이스가 제공된다. 시편 이송 디바이스는 실린더형 부재, 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 실린더형 부재 내의 중심 보어, 및 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트를 포함한다. 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함한다. 감소된 직경 부분은 액체가 중심 보어로부터 압력 모니터링 포트로 유입하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 감소된 직경 부분은 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 가질 수 있다. 시편 이송 디바이스는 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 폐기물 유체 배출 포트는 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 갖는다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 샘플 용기에서 샘플(예를 들어, 세포학적 샘플)로부터 시편(예를 들어, 세포학적 시편)을 제조하는 방법이 제공된다. 본 방법은 위에 시편 수집기를 유지하는 시편 이송 디바이스를 포함하는 시스템을 사용한다. 시편 이송 디바이스는 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 중심 보어, 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트, 및 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함한다. 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함한다. 감소된 직경 부분은 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 가질 수 있으며, 폐기물 유체 배출 포트는 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 가질 수 있다.
본 방법은 샘플 용기에 시편 수집기를 정위시키고, 시편 수집기로 샘플 용기로부터의 시편을 수집하고, 감소된 직경 부분에 의해 폐기물 액체가 압력 모니터링 포트로 유입되는 것을 방지하거나 최소화하고, 시편이 샘플 용기로부터 수집되는 동안 압력 모니터링 포트를 통해 중심 보어 내의 압력을 검출하고, 분석 요소와 접촉하도록 시편 수집기를 재정위시키고, 시편을 분석 요소로 이송하고, 유체 폐기물 배출 포트를 통해 중심 보어로부터 폐기물 액체를 배출시키는 것을 포함한다. 본 방법은 압력 모니터링 포트로부터 액체를 배출시키기 위해 압력 모니터링 포트에 양압을 적용하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 본 방법은 샘플 용기에서 시편 수집기를 정위하기 위해 제1 각 위치에서 회전축에 대해 시편 수집기를 회전시키고, 분석 요소와 접촉하게 시편 수집기를 재정위시키기 위해 제2 각 위치에서 회전축에 대해 시편 수집기를 회전시키는 것을 포함한다.
개시된 발명의 구현예의 다른 및 추가 양태 및 특징은 첨부된 도면을 고려하여 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
개시된 발명의 구현예의 다른 및 추가 양태 및 특징은 첨부된 도면을 고려하여 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면은 본 발명의 바람직한 구현예의 설계 및 유용성을 예시하며, 여기서, 유사한 구성요소는 공통 참조 번호로 지칭된다. 도면이 축적대로 도시되지 않으며, 유사한 구조 또는 기능의 구성요소가 도면 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호로 나타낸다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 도면이 단지 구현예의 설명을 용이하게 하도록 의도된다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 것은 본 발명의 완전한 설명으로서 또는 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 의도되지 않으며, 이는 첨부된 청구범위 및 이의 균등물에 의해서만 규정된다. 또한, 개시된 발명의 예시된 구현예는 도시된 모든 양태 또는 장점을 가질 필요는 없다. 개시된 발명의 특정 구현예와 관련하여 기술된 양태 또는 장점은 그러한 구현예로 반드시 제한되는 것은 아니고, 예시되지 않더라도 임의의 다른 구현예에서 실시될 수 있다. 본 발명의 상기 인용된 및 다른 장점 및 목적이 어떻게 얻어지는 지를 더 잘 인식하기 위하여, 상기에서 간단히 기술된 본 발명의 더욱 특정의 설명은 첨부된 도면에 예시된, 이의 특정 구현예를 참조하여 제공될 것이다. 이러한 도면이 본 발명의 단지 통상적인 구현예를 도시하고 이에 따라, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는 것으로 이해하는 경우에, 본 발명은 첨부된 도면을 사용하여 추가적인 특이사항 및 세부사항과 함께 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 구성된 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 다른 전면 사시도이다.
도 3은 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도로서, 이는 특히, 시편 수집 위치에서 회전된 자동화된 시편 제조 시스템의 시편 이송 디바이스를 예시한 것이다.
도 4는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도로서, 이는 특히, 시편 이송 위치에서 회전된 시편 이송 디바이스를 예시한 것이다.
도 5는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템에서 사용하기 위한 시편 이송 디바이스의 하나의 통상적인 구현예의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템에서 사용하기 위한 시편 이송 디바이스의 개선된 구현예의 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 샘플로부터 시편을 제조하기 위해 자동화된 시편 제조 시스템을 이용하는 하나의 방법을 예시한 흐름도이다.
도면은 본 발명의 바람직한 구현예의 설계 및 유용성을 예시하며, 여기서, 유사한 구성요소는 공통 참조 번호로 지칭된다. 도면이 축적대로 도시되지 않으며, 유사한 구조 또는 기능의 구성요소가 도면 전반에 걸쳐 동일한 참조 번호로 나타낸다는 것이 주목되어야 한다. 또한, 도면이 단지 구현예의 설명을 용이하게 하도록 의도된다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 것은 본 발명의 완전한 설명으로서 또는 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 의도되지 않으며, 이는 첨부된 청구범위 및 이의 균등물에 의해서만 규정된다. 또한, 개시된 발명의 예시된 구현예는 도시된 모든 양태 또는 장점을 가질 필요는 없다. 개시된 발명의 특정 구현예와 관련하여 기술된 양태 또는 장점은 그러한 구현예로 반드시 제한되는 것은 아니고, 예시되지 않더라도 임의의 다른 구현예에서 실시될 수 있다. 본 발명의 상기 인용된 및 다른 장점 및 목적이 어떻게 얻어지는 지를 더 잘 인식하기 위하여, 상기에서 간단히 기술된 본 발명의 더욱 특정의 설명은 첨부된 도면에 예시된, 이의 특정 구현예를 참조하여 제공될 것이다. 이러한 도면이 본 발명의 단지 통상적인 구현예를 도시하고 이에 따라, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는 것으로 이해하는 경우에, 본 발명은 첨부된 도면을 사용하여 추가적인 특이사항 및 세부사항과 함께 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라 구성된 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도이다.
도 2는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 다른 전면 사시도이다.
도 3은 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도로서, 이는 특히, 시편 수집 위치에서 회전된 자동화된 시편 제조 시스템의 시편 이송 디바이스를 예시한 것이다.
도 4는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템의 전면 사시도로서, 이는 특히, 시편 이송 위치에서 회전된 시편 이송 디바이스를 예시한 것이다.
도 5는 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템에서 사용하기 위한 시편 이송 디바이스의 하나의 통상적인 구현예의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 1의 자동화된 시편 제조 시스템에서 사용하기 위한 시편 이송 디바이스의 개선된 구현예의 단면도를 도시한 것이다.
도 7은 샘플로부터 시편을 제조하기 위해 자동화된 시편 제조 시스템을 이용하는 하나의 방법을 예시한 흐름도이다.
본 개시된 발명의 구현예의 다른 및 추가 양태 및 특징은 첨부된 도면을 고려하여 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따라 구조화된 자동화된 시편 제조 시스템(10)이 논의될 것이다.
시스템(10)은 샘플 용기 홀더(16)(도 2에 도시됨)를 포함하는데, 이는 실린더형 샘플 용기(12)를 배치시거나 수용하기 위한 실린더형 리셉터클(receptacle) 또는 리세스(recess)를 포함한다. 샘플 용기 홀더(16)는 실린더형, 직사각형 박스, 또는 다른 형상과 같은, 시스템(12)과 함께 사용되는 특정 샘플 용기(12)를 수용하기 위한 임의의 적합한 형상일 수 있다.
시스템(10)은 위에 회전 툴 헤드(30)가 마운팅된 툴 헤드 액추에이터(32) 및 회전 툴 헤드(30)를 추가로 포함한다. 툴 헤드(30)는 이러한 기술된 구현예에서 좌우 수평축(y-축, 도 1에 도시된 방향에서)인 회전축(33)에 대해 회전 가능하다. 툴 헤드 액추에이터(32)는 툴 헤드(30)에 연결된 회전 액추에이터(34)를 갖는데, 이는 툴 헤드(30)의 회전 운동을 구동하고 제어한다. 툴 헤드 액추에이터(32)는 또한, 회전 액추에이터(34)가 마운팅된 선형 액추에이터(36)를 갖는다. 선형 액추에이터(36)는 툴 헤드(32)의 수직 위치를 제어하기 위해 툴 헤드 액추에이터(32) 및 툴 헤드(30)를 수직으로 상하로 이동시킨다. 선형 액추에이터(36)는 위에 시스템이 마운팅된 섀시(chassis)(14)의 뒷벽(back wall)에 마운팅된다.
시스템(10)은 시편 및/또는 분취액 샘플을 제조하는데 있어서 시스템(10)에 의해 사용되는 다양한 소모품 및 샘플을 조작하기 위해 툴 헤드(30) 상에 배치된 다수의 툴을 포함한다. 이러한 툴 각각은 회전축(33)에 대해 상이한 각 위치에서 툴 헤드(30) 상에 위치되고, 이에 따라, 툴 헤드(30)가 툴 헤드 액추에이터(32)에 의해 회전축(33)에 대해 회전됨에 따라, 툴 헤드(30)와 함께 회전하고 이동한다. 이에 따라, 툴 헤드(30)의 구동은 본원에 기술된 바와 같이, 이의 개개 기능을 수행하기 위해 소정 위치에 이러한 툴 각각을 정위시킨다.
이러한 툴 중 하나는 시편 이송 디바이스(40)(도 2에 도시됨)로서, 이는 병리학과 같은, 세포학적 분석을 위해 사용될 수 있는 세포학적 시편(예를 들어, 샘플의 시편이 적용된 현미경 슬라이드)을 제조하도록 구성된다. 시편 이송 디바이스(40)는 샘플 용기(12)에서 샘플로부터 시편을 수집하고, 수집된 시편을 분석 요소(50)(예를 들어, 슬라이드)로 이송한다. 이러한 기술된 구현예에서, 시편 이송 디바이스(40)는 툴 헤드(30)로부터 방사상으로 외측으로 연장하는 실린더형 부재(52)를 포함한다. 실린더형 부재(52)는 실린더형 부재(52) 상에서 슬라이딩하는 일회용 시편 수집기(54)(도 3 및 도 4에 도시됨)를 수용하도록 구성된다.
시편 수집기(54)는 개방 근위 단부를 갖는 중공 실린더형 바디, 및 이의 원위 단부에 걸친 멤브레인을 포함한다. 멤브레인은 시편에 대한 요망되는 입자를 포집하고 더 작은 입자 및 유체를 통과시키기 위해 선택된 크기의 기공을 갖는 스크린 필터 또는 다른 적합한 멤브레인일 수 있다. 실린더형 부재(52) 상에 설치될 때, 시편 수집기(54)는 단지 시편 수집기(54)만이 샘플과 접촉하도록, 실린더형 부재(52)(또는 시편 이송 디바이스(40)의 임의의 부분)를 샘플에 접촉하지 않고 시편을 시편 수집기(54)의 멤브레인 상에서 수집하도록 샘플 용기(12) 내에서 샘플 내에 시편 수집기(54)가 삽입될 수 있게 하기 위해 실린더형 부재(52)의 단부를 넘어서 충분한 거리 연장한다. 이는, 시편 이송 디바이스(40)가 시편을 샘플 용기(12)로부터 수집할 때, 시편 이송 디바이스(40)가 샘플 물질에 의해 오염되지 않도록 한다. 시편 이송 디바이스(40)가 시편 수집기(54) 상에 시편을 수집한 직후에, 이는 이후에, 하기에 더욱 상세히 기술되는 바와 같이, 시편을 시편 수집기(54)에서 분석 요소(50)로 이송시키도록 조작된다.
툴 헤드(30)는 샘플 용기(12) 내에 시편 수집기(54)를 위치시키기 위해 제1 각 위치에서(도 3), 및 시편을 시편 수집기(54)에서 분석 요소(50)으로 이송시키기 위해 제2 각 위치에서(도 4) 회전축(33)에 대해 회전될 수 있다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 툴 헤드(30)는 시편 수집기(54)의 멤브레인 상에 샘플 용기(12)로부터의 시편을 수집하기 위한 위치에서 시편 이송 디바이스(40) 상에 시편 수집기(54)를 정위시키기 위해 회전되고 변환된다. 시편 이송 디바이스(40)는 사이클링 진공(cycling vacuum)에 의해 및/또는 시편 수집기(54)를 위 아래로 이동시킴에 의해 멤브레인을 통해 샘플을 전후로 가압함으로써, 예를 들어, 툴 헤드 액추에이터(32)를 통해 툴 헤드(30)를 이동시킴으로써, 시편 수집기(54)의 멤브레인 상에 시편을 수집하도록 작동된다. 이러한 공정은 세포와 같은, 입자의 얇은 층 또는 단일 층이 시편 수집기(54)의 멤브레인 상에 수집될 수 있게 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 툴 헤드(30)는 분석 요소(50)로 멤브레인 상의 시편을 이송시키기 위한 위치에서 시편 이송 디바이스(40) 상에 시편 수집기(54)를 정위시키기 위해 회전되고 전위된다. 시편 이송 디바이스(40) 및/또는 분석 요소 정위기(analytical element positioner)(56)는 이후에, 분석 요소(50) 상에서 위에 시편을 갖는 멤브레인과 접촉하도록 조작된다. 툴 헤드(30)는 시편 이송 디바이스(40)를 조작하기 위해 툴 헤드 액추에이터(32)를 통해 이동될 수 있다.
미국특허출원 제xx/xxx,xxx호(출원인 명세서 번호 DIA-0039-01)에 자동화된 시편 제조 시스템(10)을 기술하는 추가 세부사항이 기술되어 있으며, 이러한 문헌은 전문이 본원에 참고로 명확하게 포함된다.
상술된 시편 제조 공정 동안, 시편 이송 디바이스(40)는 시편 수집 위치(도 3에 도시됨)에서 시편 이송 위치(도 4에 도시됨)로 회전한다. 중력으로 인하여, 폐기물 유체는 이러한 회전 동안 시편 이송 디바이스(40)에 트랩핑될 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 시편 이송 디바이스(40)의 통상적인 배열은 실린더형 부재(52), 시편 이송 디바이스(40)의 폐쇄된 근위 단부(62)에서 원위 개구(64)로 연장하는 중심 보어(60)를 포함한다. 실린더형 부재(52)는 위에 시편 수집기(54)(상기에 기술됨)를 유지하도록 구성된다. 시편 수집 전에, 일회용 시편 수집기(54)는 실린더형 부재(52)의 원위 단부 상에서 슬라이딩된다.
시편 이송 디바이스(40)는 시편 이송 디바이스(40)의 폐쇄된 근위 단부(62)에서의 중심 보어(60)와 중심 보어(60)에서 압력을 모니터링하기 위한 압력 모니터(미도시됨) 사이에 유체적으로 연결된, 압력 모니터링 포트(66)를 추가로 포함한다. 도시된 바와 같이, 압력 모니터링 포트(66)는 이의 길이를 따라 일정한 직경을 갖는다. 시편 이송 디바이스(40)는 시편 이송 디바이스(40)의 폐쇄된 근위 단부(62)에서의 중심 보어(60)와 폐기물 유체 배출을 위한 진공 소스(미도시됨) 사이에 유체적으로 연결된, 폐기물 유체 배출 포트(68)를 추가로 포함한다. 폐기물 유체 배출 포트(68)는 시편 이송 디바이스(40)의 근위 단부(62)에 대해 약간 원위에 정위된다.
대부분의 폐기물 유체는 시편 수집 동안 배출 포트(68)를 통해 배출된다. 그러나, 시편 이송 디바이스(40)가 시편 수집 위치(도 3에 도시됨)에서 시편 이송 위치(도 4에 도시됨)로 회전될 때, 중력은 폐기물 유체(70)가 시편 이송 디바이스(40)의 폐쇄된 근위 단부(62)에서 및 압력 모니터링 포트(66)에서 수집될 수 있게 한다. 배경에서 논의된 바와 같이, 압력 모니터링 포트(66)에서의 유체는 압력 모니터링에서 오차를 야기시킬 수 있으며, 시편 이송 디바이스(40)의 폐쇄된 근위 단부(62)에서의 유체 축적은 세포 이송 및 스폿 품질에 문제를 야기시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 개선된 시편 이송 디바이스(40')는, 이러한 것이 시편 이송 디바이스(40')의 폐쇄된 근위 단부(62')에서 원위 개구(64')로 연장하는 중심 보어(60')를 포함하고, 시편 이송 디바이스(40')의 폐쇄된 근위 단부(62')에서 중심 보어(60')와 중심 보어(60')에서 압력을 모니터링하기 위한 압력 모니터(미도시됨) 사이에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트(66'), 및 시편 이송 디바이스(40')의 폐쇄된 근위 단부(62')에서 중심 보어(60')에서 폐기물 유체 배출을 위한 진공 소스(미도시됨) 사이에 유체적으로 연결된 폐기물 유체 배출 포트(68')를 추가로 포함한다는 점에서, 도 5에 도시된 시편 이송 디바이스(40)와 유사하다. 도 6에 도시된 시편 이송 디바이스(40')는 도 5에 도시된 시편 이송 디바이스(40)와 동일한 외부 치수 및 형상을 갖는다. 이와 같이, 시편 이송 디바이스(40')는 시편 이송 디바이스(40) 대신에 용이하게 이용될 수 있다.
도 6에 도시된 시편 이송 디바이스(40')는, 압력 모니터링 포트(66')가 감소된 내부 직경 부분(67')을 갖는다는 점에서 도 5에 도시된 시편 이송 디바이스(40)와는 상이하다. 다시 말해서, 중심 보어(60')와 직접 유체 소통하는 압력 모니터링 포트(66')의 부분은 감소된 내부 직경을 갖는다. 감소된 내부 직경 부분(67')의 내부 직경은 유체 분자의 표면 장력으로 인해 유체가 압력 모니터링 포트(66')로 유입되는 것을 방지하기에 충분히 작을 수 있다. 예를 들어, 감소된 내부 직경 부분(67')은 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 가질 수 있고, 바람직하게, 0.06 인치의 직경을 가질 수 있다. 또한, 양압은 압력 모니터링 포트(66')로 유입할 수 있는 임의의 유체 폐기물을 배출시키기 위해 양압의 소스(미도시됨)를 통해 압력 모니터링 포트(66')를 통하여 적용될 수 있다. 폐기물 유체가 중심 보어(60')의 폐쇄된 근위 단부(62')에서 풀링(pooling)되는 것을 최소화하거나 방지하기 위하여, 폐기물 유체 배출 포트(68')는 가능한 한 낮게 정위될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 폐기물 유체 배출 포트(68')의 하부벽(69')은 중심 보어(60')의 하부벽(61')과 인접하여 있다. 이에 따라, 도 6에 도시된 시편 이송 디바이스(40')가 도 5에 도시된 시편 이송 디바이스(40)와 비교하여 폐기물 유체를 배출하는데 더욱 효율적이라는 것이 인식될 수 있다.
자동화된 시편 제조 시스템(10)의 구조, 배열, 및 기능을 기술하지만, 샘플 용기(12)에 함유된 세포학적 샘플로부터 시편을 제조하기 위한 자동화된 시편 제조 시스템(10)을 작동시키는 하나의 방법(100)은 도 7을 참조로 하여 기술된다.
먼저, 시편 수집기(54)는 시편 이송 디바이스(40') 상에 설치되며(단계 102), 시편 수집기(54)는 샘플 용기(12)에 시편 수집기(54)를 정위시키기 위해 제1 각 위치(시편 수집 위치)에서 회전축(33)에 대해 회전된다(단계 104). 다음으로, 시편은 시편 수집기(54)로 샘플 용기(12)로부터 수집된다(단계 106). 이러한 특정 구현예에서, 이는 시편 수집기(54)의 멤브레인 상에 시편을 수집하기 위해 시편 이송 디바이스(40')의 중심 보어(60')를 통해 사이클링 진공에 의해 달성된다. 압력은 시편이 샘플 용기(12)로부터 수집되는 동안 압력 모니터링 포트(66')를 통해 시편 이송 디바이스(40')의 중심 보어(60') 내에서 검출된다(단계 108). 다음으로, 시편 수집기(54)는 분석 요소(50)와 접촉하게 시편 수집기(54)를 재정위시키기 위해 제2 각 위치(시편 이송 위치)에서 회전축(33)에 대해 회전되며(단계 110), 시편은 시편 수집기(54)에서 분석 요소(50)로 이송된다(단계 112). 폐기물 액체는 압력 모니터링 포트(66')의 감소된 직경 부분(67')에 의해 압력 모니터링 포트(66')로 유입하는 것으로부터 방지되거나 최소화된다(단계 114). 선택적으로, 양압은 이로부터 임의의 액체를 배출시키기 위해 압력 모니터링 포트(66')에 적용될 수 있다(단계 116). 임의의 폐기물 액체는 이후에, 유체 폐기물 배출 포트(69')를 통해 시편 이송 디바이스(40')의 중심 보어(60')로부터 배출된다(단계 118).
특정 구현예가 도시되고 기술되었지만, 상기 설명이 이러한 구현예의 범위를 제한하도록 의도되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 다수의 양태의 구현예 및 변형이 본원에 개시되고 기술되었지만, 이러한 개시는 단지 설명 및 예시의 목적을 위해 제공된다. 이에 따라, 다양한 변경 및 변형이 청구범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 예를 들어, 구현예에 기술된 모든 성분들이 필요한 것은 아니며, 본 발명은 기술된 성분들의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있으며, 본 발명의 성분들의 일반적인 형상 및 상대적 크기가 변경될 수 있다. 시스템 및 방법이 세포학적 샘플에 대해 기술되었지만, 이러한 것은 임의의 타입의 샘플과 함께 구성되고 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 방법이 본 방법의 모든 단계들을 필요로 하지 않고, 전체 방법의 서브-공정들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 본 발명의 방법은, 논리 또는 설명이 특정 순서로 단계를 수행하는 것을 명백하게 요구하지 않는 한, 임의의 특정 순서로 단계를 수행하는 것을 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 다른 단계 또는 단계들 전에 소정의 단계 또는 단계들이 일어나는 것을 설명하는 것은 이러한 순서를 명시적으로 필요로 하지 않고, 설명의 명확성 및 편의를 위한 순서만을 기술한다.
이에 따라, 구현예는 청구범위 내에 속할 수 있는 대안예, 개질예, 및 균등물을 예시하도록 의도된다. 이에 따라, 본 발명은 하기 청구범위, 및 이의 균등물을 제외하고, 제한되지 않아야 한다.
Claims (20)
- 샘플 용기에서 샘플로부터 시편을 제조하기 위한 자동화된 시편 제조 시스템으로서,
그 위에 시편 수집기를 유지하고 샘플 용기 내에 정위되도록 구성된 시편 이송 디바이스로서, 시편 이송 디바이스는 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 중심 보어, 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트, 및 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함하며, 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함하는 시편 이송 디바이스;
유체 폐기물 배출 포트에 유체적으로 연결된 진공 소스; 및
압력 모니터링 포트에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 디바이스를 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 감소된 직경 부분이, 액체가 중심 보어로부터 압력 모니터링 포트로 유입하는 것을 방지하도록 구성된 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 감소된 직경 부분이 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 갖는 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폐기물 유체 배출 포트가 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 갖는 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 모니터링 포트에 유체적으로 연결된 양압의 소스를 추가로 포함하는 시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 시편이 세포학적 시편이며, 샘플이 세포학적 샘플인 시스템.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 시편 수집기를 추가로 포함하며, 시편 수집기는 중공 실린더형 바디, 및 시편에 대한 요망되는 입자를 포집하고 더 작은 입자 및 유체를 통과시키기 위한 선택된 크기의 기공을 갖는 멤브레인을 가지며, 시편 이송 디바이스는 일회용 시편 수집기의 중공 실린더형 바디를 수용하는 시스템.
- 제7항에 있어서, 위에 시편 이송 디바이스가 마운팅된 회전 툴 헤드(rotating tool head)를 추가로 포함하며, 회전 툴 헤드는 샘플 용기 내에 시편 수집기를 위치시키기 위해 제1 각 위치에서 회전축에 대해 회전 가능한 시스템.
- 제8항에 있어서, 분석 요소(analytic element)를 추가로 포함하며, 회전 가능한 툴 헤드는 시편을 분석 요소로 이송시키기 위해 시편 수집기를 위치하도록 제2 각 위치에서 회전축에 대해 회전 가능한 시스템.
- 샘플 용기에서 샘플로부터 시편을 제조하기 위한 시스템과 함께 사용하기 위한 시편 이송 디바이스로서, 시편 이송 디바이스는
실린더형 부재;
개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 실린더형 부재 내의 중심 보어;
중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트로서, 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함하는 압력 모니터링 포트; 및
중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함하는, 시편 이송 디바이스. - 제10항에 있어서, 감소된 직경 부분이 액체가 중심 보어로부터 압력 모니터링 포트로 유입하는 것을 방지하도록 구성된, 시편 이송 디바이스.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 감소된 직경 부분이 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 갖는, 시편 이송 디바이스.
- 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 폐기물 유체 배출 포트가 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 갖는, 시편 이송 디바이스.
- 위에 시편 수집기를 유지하는 시편 이송 디바이스를 포함하는 시스템을 이용하여 샘플 용기에서 샘플로부터 시편을 제조하는 방법으로서,
시편 이송 디바이스는 개방된 원위 단부 및 폐쇄된 근위 단부를 갖는 중심 보어, 중심 보어의 근위 단부에서 중심 보어에 유체적으로 연결된 압력 모니터링 포트, 및 중심 보어의 근위 단부에 유체적으로 연결된 유체 폐기물 배출 포트를 포함하며, 압력 모니터링 포트는 중심 보어에 직접적으로 연결된 감소된 직경 부분을 포함하며,
방법은,
샘플 용기에 시편 수집기를 정위시키는 단계;
시편 수집기로 샘플 용기로부터 시편을 수집하는 단계;
감소된 직경 부분에 의해 폐기물 액체가 압력 모니터링 포트로 유입하는 것을 방지하거나 최소화하는 단계;
시편이 샘플 용기로부터 수집되는 동안, 압력 모니터링 포트를 통해 중심 보어 내의 압력을 검출하는 단계;
분석 요소와 접촉하도록 시편 수집기를 재정위시키는 단계;
시편을 분석 요소로 이송하는 단계; 및
폐기물 액체를 유체 폐기물 배출 포트를 통해 중심 보어로부터 배출시키는 단계를 포함하는 방법. - 제14항에 있어서, 감소된 직경 부분이 0.04 내지 0.08 인치의 직경을 갖는 방법.
- 제14항 또는 제15항에 있어서, 폐기물 유체 배출 포트가 중심 보어의 하부벽과 인접한 하부벽을 갖는 방법.
- 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 액체를 압력 모니터링 포트로부터 배출시키기 위해 압력 모니터링 포트에 양압을 적용하는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 시편이 세포학적 시편이며, 샘플이 세포학적 샘플인 방법.
- 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 용기에 시편 수집기를 정위시키기 위해 제1 각 위치에서 회전축에 대해 시편 수집기를 회전시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
- 제19항에 있어서, 분석 요소와 접촉하도록 시편 수집기를 재정위시키기 위해 제2 각 위치에서 회전축에 대해 시편 수집기를 회전시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
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