201016844 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種晶片封裝機台，特別係關於—種生物組織 晶片自動操取封裝機台。 【先前技術】 組織晶片之製作是9〇年代末期才剛剛興起的高科技生物技 術，它是將數十個甚至數千個不_體的組織標本減在一張固 相載體上所形成的組織微陣列生物晶片，簡稱組織晶片，是dna ❹晶片技術的發展和延伸。整個組織晶片發展歷史最早可追掏至 1986 年由 Battifora 所發展之 MTTB (Multitu_ ti_ block)技術，最早開發出之組織晶片製作技術，單―個治且可放 置之組織數量有限’僅大約可放置⑽個不同之組織樣本，隨著 分析需求量之增加，進而發展出和組織晶片相同之微組織晶片 (Microarray)，兩者僅在放置組織之數量上不同來區分。組織晶 片技術分成兩大類，分別為Rod_shaped ti_及c〇re你咖兩技 術’ Battifora所提出之技術歸類為R〇d_sh_技術。而現今 #發展主流主要是Core tissue此種技術方式，本發明亦採用此種^ 術。組織晶狀發展主㈣重在將乡樣的組_本放仙一載玻 片之上；而趨勢主要是走摊更多組織排列起來，得到更多相關 的斷面組_態；而多樣輯晶片的使用可用來檢查—群組織， 擁有較好經濟的材料使用率與技術性；稀有的組織來源，可以發 揮出最大的價值，也容易保存。 生物組織晶片之製作，不論前端灌蠟之組織封裝，或是中段 之組織切片，甚至連組織晶片擷取都要先藉由人工方式比對判斷 201016844 欲所鑽取的位置，再來由人工操作鑽取的動作，而且實際上，鑽 取前的圖形比對工作一樣都需要靠人工來進行調整，因:在時間 上依然會將相當冗長。若想要提昇醫療發展的研究速度，先提升 生物組織晶片製作之速度也將是很重要的工作，傳統=動製程， 如第一圖所示。 衣王 參考第-®所示’傳統手動組織晶片之製作，須先從人體或 動物身上取下組織’接著再透過—些防腐步驟，使組織不會因為 和空氣接觸過久產生變質或腐壞，處理過後的組織，再放入器皿 •中’並灌入加熱後溫度坑左右之液態蟻，在置於室溫中於^盤 上（約-HTC)十分鐘後，即可使液態狀的轉變為固態狀的峨， 通常該蠛塊厚度約為3mm〜4mm。封裝好的組織魏令的组織經 由切片機（MiCrotome)取下厚度約3哗之薄片，再將其置於載玻 片中染色，技術人員會將染色後之組織玻片送予病理大夫做判 讀’病理大夫會在高倍顯微鏡中判斷出所需要之部分組織，以打 3或打點方絲標註可料分之似，技術人㈣會根據做上記 叙、，且織’進而鑽取出要進行深入研究之部分組織。鑽植 織壤條會種置於空的組織晶片蠛塊的模型器 有小方格咖—底部，《觀4之_== 皿中’為了避免組織有倒落之可能’有時會在底部小方格片上貼 ，如此組織將較容易蚊。待所有欲進—步研究之組織 織於空器皿後’則再利用灌躐機上之鐵盤’將附著於組 =柱加解，再重新注人液義，躲峨塊凝固冷卻 1貼:將完成的生物組織^從空容11中取出，科在方格片 、寸雙面膠’則在取下生物組織晶片時會一同被分離開，將雙 201016844 面膠從表面撕下柯完成_晶片之 作。然而，上述傳統的組織晶片之製作方式H可做保存的動 差，而且人工成本高，缺乏自 工不但耗時、精準度 自動化大量生產製造之生= 展之重點。 ㈣频㈣為絲界亟欲發 【發明内容】 鑒於上述之先前技術背景t，為了 ^ ^ ^
未能達成之標的 能塊產樹，綱 晶片自動擷取封裝機台可用以解決上述傳統咖 本發明之-目的在於提供—種生物組織晶4 =上=之生物組織晶片自動擷取封裝機台從组織影像 動疋位再進行組織鑽取’並將齡完成之組織排列放置完成，i 做最後的灌蠟封裝保存。 並 根據以上所述之目的’本發明揭示了—種生物組織晶片自動 榻取封裝機台，上述之生物組織晶片自賴取封裝機台，係 傳統手動封裝部分予以自動化，如第二A圖所示。生物組織晶片 的傳統製作流程大致可以分為兩大區塊，如第二A圖所示，第— 部分是生物醫學專業部分，第二部份係為可自動化的部份，可自 動化部分可分為自動化影像擷取系統與自動化運動控制系統，此 即為本發明所予以自動化之機台。 參考第二B圖所示，影像擷取部份主要利用電荷耦合元件 (Chai^Coupled Device; CCD)進行影像擷取，且電荷柄合元件 (Charge-Coupled Device; CCD)所擷取之影像為灰階影像，因此 11 201016844 二旦斤時不㈤再做―:欠影像之色轉換’可直接使賴取之影像執 仃=像比對之動作’麟比輕之數值_影像處理及運動控制 進仃數位紙轉換，以使程式傳輸類比值予馬達，令機台達到運 動自動化之目的，利用程式運算得到後的比對結果做組織的鑽取 及種下排β，最後縣雜歡置餅封裝齡。 【實施方式】 本發明在此所探討的方向為—種生物組織晶片自動擷取封裝 機台。為了能徹底地瞭解本發明，將提出詳盡的描述說明。顯然 #，’本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細 知。另-方面，眾所周知的裝置或元件、步驟等並未描述於細節 中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳 細描述如下’然而除了這些詳細描述之外’本發明還可以廣泛地 施行在其他的實施例中’且本發明的範圍不受限定，其以之後的 專利範圍為準。 本發明之-實施例’如第三Α圖與第三Β圖所示，本發明提 供一種生物組織晶片自動擷取封裝機台3〇〇，上述之生物組織晶片 • 自動擷取封裝機台3〇〇包含：一平台31〇、一用以拍攝比對組織蠟 塊之攝像總成320、一用以鑽取組織蝶塊之鑽取總成34〇、一用以 堞封鑽取組織之封裝總成360、一用以載運組織蠛塊之載具總成 380與一用以運動載具總成38〇之乂軸滑軌總成39〇，其中，χ轴 滑軌總成390之底側係與平台310之一表面部分結合，且χ軸滑 軌總成390之一側邊與平台310表面之一侧邊相互對齊。上述之 攝像總成320、鑽取總成340與封裝總成360係分別位於平台310 與X軸滑軌總成390之對齊侧面上，並與平台31〇相互結合，其 12 201016844 中’鑽取總成340係位於攝像總成32〇與封裝總成36〇之間。 參考第四入圖與第四丑圖所示，上述之乂轴滑軌總成39〇包 含- X滑軌座392、- X載台394與一導桿S96，其中，導桿390 係位於X滑執座392之兩軌道392a中且與兩軌道392a平行延伸， 且X載台394係藉由導桿396與χ滑軌座392之兩軌道逃接 合，其中，導桿396可為雜式導螺桿，且導桿396更包含一聯 軸器396a作為馬達與機械傳動的橋樑，可有效地吸收偏心、偏角、 轴端餘隙及運轉中產生的震動等，達到保護馬達及機械的功能， •減少運轉時的不正常現象。如第四B圖所示，上述之X滑軌座M2 之兩軌道392a上分別具有一圓棒通，圓棒拠長度約與X滑 執座392 —致，其中，圓棒392b係用以做為χ滑執座於2與X 載台394間移動時接觸的媒介。 參考第五Α圖至第五d圖所示，上述之χ載台394具有一第 接口元件394a、一第二接合元件394b與複數個軸承組394c， 第一接合元件394a與第二接合元件394b係彼此相互上下疊合且 左右接合，而第一接合元件394a之一側邊與第二接合元件394b 藝相對之側Φ分财有—敎孔394e，續於射—紐細定元 件394d穿透其中，並可調整第一接合元件與第二接合元件 39仙彼此之間的結合緊密度’藉此可調整X載台394與X滑軌座 392之軌道結合的移動順暢度，以此方式將可調整滑軌本身製作時 的誤差。此外，複數個軸承組394c係分別設置於x載台394之複 數個角落上，且每個軸承組394c具有兩個軸承394ci/394c2 ,以 便於每個角落各用上下兩個軸承394cl/394c2接觸並失持χ滑轨 座392上的圓棒392b，兩軸承與X載台394之間可使用塾片394f 13 201016844 隔離。 參考第六A圖與第六B圖所示，攝像總成32〇包含一 z軸滑 軌322、一 Z軸螺桿324、一調節元件326、一基座328與一攝像 組330。上述之Z軸滑軌322之一端係位於χ軸滑軌總成39〇之 X滑軌座392之一侧軌道外表面上，ζ軸螺桿324係設置於ζ軸 滑執322内’且Ζ轴螺桿324之一端係與調節元件326相互齧合。 上述之基座328係與Ζ軸滑軌322相互接合，並可於其上進行軌 道滑動，且基座328用以搭載攝像組330，其中，當要拍攝不同的 ❹物體景珠或對焦位置時，可藉由調節元件326控制Ζ軸螺桿324 調整基座328在Ζ軸滑軌322上適當的上下位移之距離，此外， 攝像、组330更包含一電荷耦合元件（Charge-Coupled Device; CCD ) 攝影機、一倍率延伸鏡與一變焦鏡頭，而電荷耦合元件 (Charge-Coupled Device; CCD)攝影機係為灰階圖像電荷耦合元 件（Charge-CoupledDevice; CCD)，且倍率延伸鏡係位於電荷耦合 元件（charge_C0UpledDevice;CCD)攝影機與變焦鏡頭之間位置 上。 擊 參考第-fc A @至第七c圖所示，鑽取總成·包含一具有鑽 取滑軌之支架342、-鑽取馬達344、一頂出裝置345與一旋轉鑽 取裝置350 ’頂出裝置345與旋轉鑽取裝置350係架設於支架342 之鑽取滑軌上，並藉由鑽取馬達344進行垂直向上下運動，而頂 出裳置34S係位於旋轉鑽取裝置35〇之垂直向上方，且頂出裝置 345之部分機構可穿透旋轉鑽取裝置现之部分機構。上述之頂出 裝置345更包含1出架345a、-氣動元件345b與-頂出元件 34义’頂出架3祝係與支架342之鑽取滑軌相接合，而氣動元件 14 201016844 345b係固定於頂出架345a上，且頂出元件345c係與氣動元件勵 相互結合，並藉由氣動元件345b之動力進行垂直向之上下運動， 其中，氣動元件345b可為-長行程之氣壓缸，且頂出元件取 更包含-頂針。上述之旋轉鑽取裝置35〇包含一用以對組織蝶塊 進行取樣之取樣元件352與-傳動元件354，而取樣树352 -取樣管352a與-取樣馬達352b，轉騎咖可帶動取樣管 352a進打旋轉取樣之祕，且取樣管孤係位於頂出元件地 下方以便於頂出元件345c穿透於其巾，以頂出取樣物，其中 • 專動元件354之傳動進行垂直向翻轉18〇。，取 樣& 352a亦心之同軸轉。上述之傳動元件％ 仙、-連桿働與—傳域動元件说，齒輪咖伽= ’且錄说之輪輪連桿挪之齒條相互 齧口連杯354b之-端係與傳動氣動元件35知相 ，取樣兀件352，同時將取樣管地翻轉.，其中 軋動7C件354C可為一中行程之氣壓缸。 架36ί考^人β _示，封裝總成包含-封裝支 縣動力祕、容概置37〇與一溫控 支架362係與平台31〇相互連接， = 、、 躐裝置3兀係裝設於_支架尬之上牙，封=成^。上述之容 於容蟻裝置370之中以控制 樣動力365則裝設 蠟農置370相互姓人以批’、 ’且溫控裝置375亦與容 3兀具有-注^37Γ= ‘魏之細溫度。上述之容贼置 與-氣動口 31以容置封、一置犧口 370b以置入固誠 谷置封褒動力365於容壞裳置37〇之中，其中， 15 201016844 置躐口通係位於容壤裝置37〇之側表面上，且注纖口咖盘 Z^ZTtT^4 370 5 ^ ^ ^ 則位於錢370a與置蟻σ 3鳥之間的容難置37Q之表 分。上述之封裝動力365更包含一注I氣動元件％ 狀 制元件皿，注蟻控槪件通係與注觀動元件3 $ 接，以便於注魏動元件365a能傳動注壤控制元件概於容= 裝置370内進行伸縮運動，且注蝶控制元件3桃係與注蝶口施 尺寸相符，以便於注·制元件獅伸出注如现時，能阻 :=T躐二370a，注蟻控制元件365b亦可藉由㈣ 礙里〃中，庄犧乳動讀施可為一短行程之氣麼紅，且注壤 控制兀件365b更包含-連軸頂針。上述之溫錄置仍且有 ，片以便於直接對容躐裝置37〇内置之固純加熱至液態，溫控 裝置375更包含-溫控電阻以避免電熱片過熱產生危險，其中， 度控電阻可於電熱片過熱的時候產生斷電作用。 參考第三A圖與第三B圖所示，載具總成獨係與χ載台 394相互接合以便於χ載台394載運載具總成勘於X滑執座说 之中進行X轴向直線運動，且載具總成遍自身能於γ轴向上移 動，其中Υ軸向係與X軸向朗—平面上之相互正交兩座標。參 考第九Α圖至第九F圖所示’載具總成娜包含—γ载台观、 —載具基座383、-容器載具384、一觀察鑽取裝置施與一組織 容器388 ’其中，載具基座383係與γ載台382相互結合，且觀 察鑽取裝置386與容器載具撕係分別位於載具基座如之同一 表面之不同部位上，而組織容器388係置於容器載具撕上。上 述之Υ載台382更包含- γ動力元件迎、一 γ傳動元件皿 16 201016844 與一 Y基座382c，Y動力元件382a係與Y傳動元件382b相互連 結以傳送Y軸動力，Y基座382c係與γ傳動元件382b相互連結 以便於藉由Y軸動力進行Y軸運動，其中，γ動力元件382a係 為一馬達，且Y傳動元件382b更包含一導螺桿。上述之觀察鑽取 裝置386更包含至少一置具固定元件386a、一玻片與组織壤塊載 具386b以及一背光元件386d，背光元件386d係設置於觀察鑽取 裝置386之上，而玻片與組織蠟塊載具386b係藉由至少一置具固 定元件386a固定設置於背光元件386d上，以便於背光元件386d ❹能透光於其上，進而藉由攝像總成320進行攝像比對之工作，其 中，玻片與組織蠟塊載具386b更包含一玻片386c與一組織蠟塊 載板386e，且玻片386c係位於載具386b之上方開口，而組織蠟 塊載板386e則位於玻片386c下方之玻片與組織蠛塊載具386b之 内部，藉此，攝像總成320可觀察玻片386c之組織蠟塊切片，以 確認所欲鑽取位置’待觀察顧後’自玻片與址織蝶塊載具遍 上方開口移除玻片386c，並置入切片所屬之原組織躐塊於組織壤 塊載板386e上以便於後續鑽取總成34〇對其進行鑽取動作。上述 ί之谷器載具384更包加熱元件384a，而力口熱元件384a係設置 於容器載具384内部便於對容器載具384表面進行供熱作用，且 容器載具384之表面係用以置放組織容器娜以供放置排列鑽取 出來的組織’其中，加熱元件施係用以使得組織容器娜所容 置之鑽取組織於排列時’稍微溶解鑽取組織之蝶部分，進而使得 溶解獅具黏性以立於組織容器388之特定位置上，加熱元件施 更包含-絲電阻，以㈣加熱溫度過高時，會自賴路，使其 停止加熱，並藉此控制所需的溫度範圍。 17 201016844 顯然地，依照上面實施财的描述，本發日柯能有許多的修 正與差異。因此需要在其附加的制要求項之範_加以理解了 除了上述詳細的描述外’本發明還可以廣泛地在其他的實施例中 施行。上述僅為本發明之健實施_已，並翻嫌林發明 之申請專娜圍；凡其他未麟本發撕揭示之精神下所完成的 等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 Φ 第一圖係為傳統手動組織晶片製程； 圖； ^ - A ^ 4- 〇α ^ ..,..
第二A圖係為傳統生物組織晶片製條針，可自動化比較_; _為本發明之生物組織晶片自麵取封裝機台流程示竟
θ 第四A圖係為本發明之X鉍湣私她A H
18 201016844 第九A圖至第九F圖係為本發明之載具總成及其部件示意圖。
【主要元件符號說明】 300 生物組織晶片自動擷取封裝機台 310 平台 320 攝像總成 322 Z軸滑執 324 Z軸螺桿 326 調節元件 328 基座 330 攝像組 340 鑽取總成 342 具有鑽取滑執之支架 344 鑽取馬達 345 頂出裝置 345a 頂出架 345b 氣動元件 345c 頂出元件 350 旋轉鑽取裝置 352 取樣元件 352a 取樣管 352b 取樣馬達 354 傳動元件 354a 齒輪 354b 連桿 354c 傳動氣動元件 360 封裝總成 362 封裝支架 365 封裝動力 365a 注蠟氣動元件 365b 注堪控制元件 370 容蠟裝置 370a 注蠟口 370b 置蠟口 370c 氣動口 375 溫控裝置 380 載具總成 382 Y載台 382a Y動力元件 382b Y傳動元件 382c Y基座 383 載具基座 384 容器載具 384a 加熱元件 19 201016844 386 觀察鑽取裝置 386a置具固定元件 386b玻片與組織蠟塊載具 386c玻片 386d背光元件 388 組織容器 386e組織蠟塊載板 390 X軸滑執總成 392 X滑軌座 392a 兩執道 394 X載台 392b圓棒 394a 第一接合元件 394b 第二接合元件 ⑩ 394c 軸承組 394cl上軸承 394c2下軸承 394d 固定元件 394e螺紋孔 394f墊片 396 導桿 396a聯軸器 ❿ 20