TWI611170B - 樣品製備系統及製備方法 - Google Patents

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Abstract

一種樣品製備系統包括切片模組、第一水槽、定序模組以及取放模組。切片模組用於對樣品塊進行連續切片，以產生多個樣品試片。第一水槽用來接收樣品試片，且樣品試片適於漂浮於第一水槽中的流體上，並隨流體的流動而移動。定序模組配置於第一水槽的一側，以依序分離樣品試片。取放模組耦接第一水槽，以依序自第一水槽中獲取樣品試片，並將其放置於相應的樣品載座上。此外，一種樣品製備方法亦被提及。

Description

樣品製備系統及製備方法
本發明是有關於一種電子顯微鏡的樣品製備系統及方法，且特別是有關於一種可連續自動化製備樣品的樣品製備系統及方法。
電子顯微鏡的高解析三維影像技術應用在臨床醫療及生物分子研究的分析檢測應用上，可有效地增加觀測影像的解析度以及觀測結果的精確度。然而，在建立高解析度的三維影像的過程中，需製備大量的超薄樣品，並且在樣品觀察過程中須對影像進行精密的定位。在目前電子顯微鏡的樣品塊的製備過程中，大多仍需採用手動的方式並利用膠管逐一地進行樣品樹酯包埋。因此，當需要觀測大量樣品時，樣品的製備將耗費大量的人力及時間成本。此外，以單次單個製作的樣品的製作品質參差不齊，使得觀察樣品的品質無法均一，進而影響樣品的觀測品質。因此，如何有效地提升電子顯微鏡的樣品試片的製作效率與品質，並改善目前的樣品製備系統，已成為現今電子顯微鏡觀測技術發展上的重要課題。
本發明提供一種樣品製備系統，其可對電子顯微鏡的樣樣品進行連續切片以同時形成多個樣品試片，並且對樣品試片可藉由定序模組與取放模組進行排列及定序。
本發明提供一種樣品製備方法，其可同時完成多個電子顯微鏡的製備以及定序排列。
本發明的樣品製備系統包括切片模組、第一水槽、定序模組以及取放模組。切片模組用來對樣品塊進行連續切片，以產生樣品試片。第一水槽用來接收樣品試片，且樣品試片適於漂浮於第一水槽中的流體上，並隨流體的流動而移動。定序模組配置於第一水槽的一側，用以依序分離樣品試片。取放模組耦接第一水槽，取放模組用來依序自第一水槽中獲取樣品試片，並將樣品試片放置於相應的樣品載座上。
本發明的樣品製備方法包括樣品製備方法包括：經由切片模組對樣品塊進行連續切片，以產生樣品試片。經由第一水槽接收樣品試片，且樣品試片漂浮於第一水槽中的流體上。藉由流體的流動來帶動樣品試片移動至第一水槽中的分離位置。藉由定序模組於分離位置依序分離樣品試片。藉由取放模組自第一水槽獲取分離出的樣品試片，並且依序置放並排列樣品試片於樣品載座上。
在本發明的一實施例中，上述的切片模組包括夾持部以及刀具。夾持部用於夾持樣品塊，且刀具配置於第一水槽邊緣，用於對樣品塊進行連續切片。
在本發明的一實施例中，上述的第一水槽包括槽體、接收區以及取片區。槽體，具有腔室以及連通腔室的進液口與出液口。流體由進液口進入腔室，並且沿流道流動而由出液口離開腔室。流道包括接收區、取片區以及定序區。接收區鄰近進液口，用以接收樣品試片。取片區鄰近出液口，並且取放模組自取片區獲取樣品試片。定序區位於接收區與取片區之間，樣品試片依序通過定序區，且定序模組分離樣品試片。
在本發明的一實施例中，上述的定序區的寬度小於接收區與取片區的寬度。
在本發明的一實施例中，上述的定序模組配置於流道上，且定序模組包括第一本體、第一偵測元件以及分離件。第一偵測元件對應流道進行配置，用以判斷樣品試片的位置。分離件配置於第一本體上，並且適於朝向第一水槽內的樣品試片移動，以分離兩相鄰的樣品試片。
在本發明的一實施例中，上述的定序模組還包括壓電元件，其耦接於分離件。壓電元件用來驅動分離件震動，以分離兩相鄰的樣品試片。
在本發明的一實施例中，上述的定序模組的第一本體沿第一方向可滑動地配置於第一水槽上。
在本發明的一實施例中，上述的定序模組的分離件沿第二方向可滑動地配置於第一本體上，且第一方向與第二方向正交。
在本發明的一實施例中，上述的取放模組包括第二本體、取放元件以及第二偵測元件。取放元件配置於第二本體上。第二偵測元件對應第一水槽進行配置，用以偵測樣品試片的位置。取放元件適於根據第二定位單元的偵測結果相對於第一水槽移動，以將樣品試片依序由取片區取出並置放於樣品載座上。
在本發明的一實施例中，上述的樣品製備系統還包括第二水槽，其耦接於第一水槽的一側或是配置於第一水槽中。第二水槽適於自切片模組接收樣品試片，並且樣品試片經由流體的帶動，而由第二水槽傳送至第一水槽。
在本發明的一實施例中，上述的樣品試片的輪廓形狀包括梯形、雙截邊圓形或多邊形。
在本發明的一實施例中，上述的樣品製備方法還包括當切片模組對樣品塊進行連續切片時，藉由樣品塊的輪廓形狀的設計，使第一水槽所接收的經連續切片產生的樣品試片相互搭接，而形成漂浮於第一水槽的流體上的樣品鏈。
在本發明的一實施例中，上述的定序模組具有分離件，用以接近或接觸樣品鏈，並分離出樣品試片。
在本發明的一實施例中，上述的樣品製備方法還包括在切片模組對樣品塊進行切片並產生樣品試片後，以第二水槽自切片模組接收樣品試片。
在本發明的一實施例中，上述的樣品製備方法還包括將樣品試片由第二水槽傳送至第一水槽。第二水槽可移動地嵌接第一水槽的一側或配置於第一水槽中。流體注入第二水槽中，以藉由流體帶動樣品試片由第二水槽移動至第一水槽，以依序進行後續的樣品試片的分離步驟。
基於上述，本發明的多個實施例的樣品製備系統及製作方法可以切片模組來完成樣品塊的連續切片，並以水槽中的流體來進行樣品的運送。此外，定序模組可依序分離通過流道的樣品試片，仍後再經由取放模組將樣品試片傳送至樣品載作上，並順序排列樣品試片。在本發明的多個實施例中，樣品塊可經切片形成具有相同輪廓或輪廓變化趨勢連續的樣品塊。因此，樣品塊的輪廓可用來對不同的樣品試片進行觀察順序的表示與排列。此外，在本發明的多個實施例中，樣品製備系統可以自動化的方式實現大量薄型樣品試片的連續製備作業，減少所需花費的人力與製作成本。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A及圖1B是依照本發明一實施例的樣品製備系統的示意圖。請參考圖1A及圖1B，樣品製備系統100包括切片模組110、第一水槽120、定序模組130以及取放模組140。切片模組110可用來對樣品塊50進行連續切片，以產生多個樣品試片50a。舉例而言，欲以電子顯微鏡觀察的樣品可先包埋於樹酯塊中，以形成樣品塊50。當樣品塊50經切片模組110進行切片後，可形成多個具有連續輪廓的樣品試片50a，且樣品試片50a可包括中間的樣品切片以及圍繞於樣品切片周圍的樹酯部分。
第一水槽120可用來接收上述的樣品試片50a。樣品試片50a可漂浮於第一水槽120中的流體10，並且隨著流體10的流動而移動。因此，樣品試片50a分別經由流體10的帶動，而依序由圖1A中的切片模組110移動至定序模組130。
如圖1A所示，定序模組130可配置於第一水槽120的一側，並且定序模組130可依序分離上述的切片模組110切片形成的樣品試片50a。此外，如圖1B所示，取放模組140可耦接於第一水槽120，並且取放模組140可自上述的第一水槽120以例如是機械手臂夾取的方式依序將樣品試片50a移動至相應的樣品載座146上。
在本實施例中，切片模組110包括夾持部112及刀具114。夾持部112可用來夾持上述的樣品塊50，並且夾持的方式例如是以具有彈性的夾持臂112a來進行夾持。再者，刀具114配置於第一水槽120的邊緣，以對於樣品塊50進行連續切片。在本實施例中，刀具114例如是鑽石刀或玻璃刀。
在本實施例中，第一水槽120具有沉孔122，並且第一水槽120中的流體10的流量或流速的大小可藉由改變沉孔122的配置高度或設計大小來控制。此外，定序模組130例如是壓電模組，其可經觸發而產生震動來分離連續進入第一水槽120中的的樣品試片50a。
詳細而言，在本實施例中，第一水槽120的流體10產生流動的方式包括以幫浦來驅動流體10、調整第一水槽120的傾斜角度、以機械構件使第一水槽120產生震動或移動以及流體10自然對流等。
請參考圖1B，在本實施例中，取放模組140包括樣品取放元件142以及樣品載座146。舉例而言，樣品取放元件142具有固定座142a及承載臂142b。承載臂142b可承載樣品試片50a並相對於固定座142a旋轉，以由第一水槽120中取出樣品試片50a，並將樣本試片50a依序置放並排列於樣品載座146上。
圖2是依照本發明的另一實施例的樣品製備系統的示意圖。圖3A至圖3C是圖2的樣品製備系統的部分構件的俯視示意圖。圖4A至圖4C是圖2的樣品製備系統的部分構件的側視示意圖。圖2、圖3A至圖3C以及圖4A至圖4C的實施例與上述圖1的實施例相似，因此，相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，並且不再重複說明。請參考圖2及圖3A至圖3C，本實例的樣品製備系統200與上述的實施例的不同之處在於：樣品製備系統200的第一水槽210包括槽體220，且其具有腔室222，以及連通腔室222的進液口222a及出液口222b。在本實施例中，流體10可經由進液口222a進入腔室222中，並且流體10於流道250中沿圖3B中的箭頭方向流動，並由出液口222b流出。
如圖3A至圖3C所示，流道250例如是以塑膠等間隔材所形成的實體流道，並且流道250可組裝於圖3B的槽體220中，以圖3A中的第一水槽210中輸送樣品試片50a。流道250可區分為接收區252、取片區254以及定序區256。接收區252鄰近進液口222a，以接收進入第一水槽210的樣品試片50a。此外，樣品試片50a的取片區254鄰近出液口222b，並且取放模組240可從取片區254獲取樣品試片50a。
定序區256位於接收區252與取片區254之間。請參考圖2及圖3A製圖3C樣品試片50a可依序通過定序區256，且定序模組230可分離依序進入定序區256的樣品試片50a。在本實施例的流道250的設計上，流道250的定序區256的寬度小於接收區252及取片區254的寬度。如圖3A所示，當流道250的取片區254接收樣品試片50a後，可藉由接收區252的漸縮的流道設計依序引導樣品試片254至定序區256中。此外，本實施例的流道250的定序區256的寬度僅可容納單一個樣品試片50a通過，以使樣品試片50a可一個接一個地依序通過定序區256。
如圖2、圖3A以及圖3B所示，槽體220可與用來建置取放模組240的平台270連接，以如圖2所示，將取放模組240建置於平台270的上方，以使取放模組240可獲取流道250的取片區254中的樣品試片50a。
在本實施例中，定序模組230及取放模組240可電性耦接控制元件260以及運算單元290。運算單元290可將控制信號傳送至控制元件260，並藉由控制元件260來控制定序模組230、取放模組240及其相關構件的作動，以達到樣品製備系統自動化操作的目的。
請參考圖4A至圖4C的第一水槽210的側視圖，在本實施例中，當圖4A的流道250配置進入槽體220的上方時，流體10可由接收區252下方的進液口222a注入槽體220的腔室222中，並且當進入腔體222的流體10的水位高過部分流道250的側壁時，流體10可溢入流道250中，並藉由流體10的流動將流道250的接收區252中的樣品試片50a朝定序區256及取放區254的方向移動。
在本實施例中，流道250的取放區254的底部具有底板254a，以阻隔經分離後的樣品試片50a，避免樣品試片50a隨流體10由出液口222b流出。此外，在本實施例中，可藉由改變出液口222b的設計大小或是出液口222b的位置相對於進液口222a的傾斜角度，來調整流體10於腔室222及流道50中的流速及流量。
圖5A及圖5B是圖2的樣品製備系統的定序模組的示意圖。在本實施例中，定序模組230可包括第一本體232、第一偵測元件234以及分離件236。第一偵測元件234可對應流道250進行配置，用以判斷樣品試片50a於第一水槽210中的位置。此外，第一本體232可具有滑槽239，使得定序模組230可藉由滑槽239沿第一水槽210的延伸方向滑設於其平行設置的槽壁上。因此，定序模組230可沿第一水槽210的延伸方向，也就是圖5A中的箭頭所指的第一方向D1及第三方向D3滑動。
在本實施例中，第一偵測元件234例如是電荷耦合元件(charge couple device，簡稱CCD)，其可偵測並定位樣品試片50a的位置。此外，分離件236與第一本體232之間可配置滑軌236c，使得分離件236可經由滑軌236c滑設於第一本體232上，並沿圖5B右側的箭頭所指的第二方向D2及第四方向D4相對於第一本體232滑動。在本實施例中，分離件236相對於第一本體232滑動的方向(第一及第三方向D1、D3)與第一本體232相對於第一水槽210滑動的方向(第二及第四方向D2、D4)彼此正交。
在本實施例中，分離件236具有接觸部236a，其可接近或接觸並擠推依序經過定序區256的樣品試片50a，以依序分離多個彼此接觸或相互搭接的樣品試片50a。定序模組230另包括壓電元件236b，其配置於分離件236靠近定序區256的一側。此外，壓電元件236b耦接於分離件236，並且壓電元件236b可藉由其本身被觸發時所產生的震動來驅動分離件236的接觸部236a同時震動，以分離兩彼此相鄰接觸或互相搭接的樣品試片50a。在本實施例中，壓電元件236b例如是以光學或是實體接觸的方式被觸發震動。
圖6A至圖6H是圖2的樣品製備系統的定序模組的作動方式的示意圖。請參考圖6A及圖6B，在本實施例中，當樣品塊50經切片而產生同一批次的多個樣品試片50a時，樣品試片50a經由流道250的接收區接收並且依序進入流道的定序區256中。此時，樣品製備系統200可藉由調整第一水槽210的中的流體10的流量或流速，使樣品試片50a停滯於定序區256中。第一偵測元件234可偵測樣品試片50a的位置，並且定序模組230的分離件236可根據樣品試片50a的位置相對於第一本體232移動。同時，分離件236可藉由第一本體232的帶動而沿第一水槽210的延伸方向移動。
值得一提的是，在本實施例中，樣品塊50可藉由適當的輪廓設計，使得樣品塊50經連續切片後所產生的多個樣品試片50a可在切片的過程中相互搭接，而形成漂浮於第一水槽210的流體10上的樣品鏈。此外，前述的樣品鏈可沿流道250移動而進入定序區256中。
舉例而言，如圖6C及圖6D所示，當流體10的流動停滯時，樣品試片50a停滯於定序區256中，而暫時不隨流體10的流動而移動時，分離件236可沿圖6D中箭頭所指的第一方向D1，並藉由第一本體232相對第一水槽250滑動而移動至靠近多個樣品試片50a搭接形成的樣品鏈的位置。
接著，如圖6E及圖6F所示，分離件230可沿圖6E中箭頭所指的第四方向D4，也就是朝流道250的定序區256的方向滑動，並且分離件236的接觸部236a可接近或接觸相互搭接或相互接觸的樣品試片50a的交接處。此外，壓電元件236b可被觸發並帶動分離件230同時產生震動。因此，接觸部236a可藉由分離件230本身的震動(圖6F中壓電元件236b一側的虛線用以表示分離件230產生震動的方向)來分離相鄰或互相搭接的樣品試片50a。
如圖6G及圖6H所示，當位於上述的樣品鏈前端的樣品試片50a被分離之後，分離件236可沿第二方向D2移離流道250的定序區256，並且定序模組230可相對於流道250滑動，而沿圖6G中左側的箭頭方向所指的第三方向D3移動，以使分離件230朝下一個相鄰或相搭接的樣品試片50a之間的連接區域移動。
接著，如圖6H所示，當分離件236沿流道250的延伸方向滑動並接近另一個相鄰或相搭接的樣品試片50a的連接區域時，分離件236可再沿滑軌236c相對於第一本體232滑移，而朝流道250的定序區256的方向，也就是圖6H中的箭頭所指的第四方向D4移動，使得分離件236的接觸區236a可接近或接觸下一個樣品試片50a之間的連接區域。接著，壓電元件236b可再次被觸發，而帶動分離件236產生震動，以分離出下一個樣品試片50a。
在本實施例中，定序模組230可不斷重複上述的步驟，直至上述樣品鏈中所有的樣品試片50a皆依序被分離，並進入流道250的取放區256中。
圖7A至圖7C是圖2的樣品製備系統的取放模組的示意圖。在本實施例中，取放模組240可包括第二本體242、取放元件245以及第二偵測元件244。取放元件245例如是架設於第二本體242上，並且第二偵測元件244可對應第一水槽210即進行配置，以偵測樣品試片50a的位置。在本實施例中，取放元件245可根據第二定位單元244的偵測結果相對於第一水槽210移動。
詳細而言，取放元件245可藉由滑軌249架設於第二本體242中，並且如圖7A所示，取放元件245可在XY平面方向上運動。此外，取件元件245也可沿滑軸247在Z方向上垂直上下運動。換言之，在本實施例中，取件元件245可於三維方向上做動。再者，在本實施例中，第二偵測元件244嵌接於取件元件245中，並且滑設於滑軌249上，以於XY平面方向上移動，並偵測樣品試片50a的位置。
如圖7B的上方圖示所示，第二偵測元件244可沿滑軌249在XY平面方向上移動，並且經由取件元件245底端的開口來偵測第一水槽250中漂浮於流體10的液面上的樣品試片50a。此外，當第二偵測元件244偵測到樣品試片50a後，取放元件245可沿滑軸247在Z方向上垂直移動，以使取放元件245朝流體10的液面的方向移動，並由第一水槽210中獲取樣品試片50a。
接著，如圖7B的下方圖示所示，取放元件245再沿滑軸247垂直向上移動，然後沿XY平面方向，並根據第二偵測元件244的偵測結果移動至樣品載座246上方。然而，取放元件245可沿Z方向垂直向下移動，以將樣品試片50a卸載於樣品載座246上。
請參考圖7C，在本實施例中，取放元件245具有配置於其底端的取件環248。當以取件元件245來獲取第一水槽210中的樣品試片50a時，取件環248可接觸流體10的液面，而於取件環245中形成液態膜。在本實施例中，樣品試片50a的厚度例如是小於70奈米，且樣品試片50a的最大寬度例如是小於1.2毫米。由於樣品試片50a本身極為輕薄，因此，上述的液態膜本身的表面張力足以承載樣品試片50a，且樣品試片50a可黏附於液態膜上，以將樣品試片50a依序由第一水槽210中取出。
接著，如圖7C所示，當取放元件245獲取樣品試片50a後，可移動至樣品載座246上方。在本實施例中，樣品載座246具有矽基座246a配置於其上方，用以容置樣品試片50a。此外，取放元件245可沿箭頭方向向下移動，以將樣品試片50a卸載於樣品載座246的矽基座246a上。在本實施例中，矽基座246a可具有開口246a1，並且開口246a1中可配置像是氮化矽薄膜60來容置樣品試片50a。
當樣品試片50a容置於矽基座246a中的開口246a1中後，取件元件245可垂直向上移動，以離開樣品載座246。在本實施例中，以形成於取件環248中的液態膜來承載樣品試片50a，可避免樣品試片50a的表面受到取件元件摩擦。此外，本實施例以液態膜包覆樣品試片50a，可減少樣品試片50a的表面在取件元件245取放及運送的過程中與空氣接觸的機會，進而對樣品試片50a提供更佳的保護，避免破壞樣品的各種性質。
圖8是圖2的樣品製備系統的樣品試片的示意圖。如同上述，在本實施例中，樣品塊50經由切片模組110連續切片後，可形成多個具有相同輪廓或輪廓連續的樣品試片50a。在本實施例中，樣品試片50a的輪廓是對應於不同樣品塊50的外型。舉例而言，由於不同的樣品塊50的剖面可為不同的形狀，使得經切片模組110切片形成的樣品試片50a可具有多種不同的輪廓。如圖8所示，在本實施例中，樣品試片50a的輪廓可為梯形、雙截邊圓形、多邊形或方形等，此外，上述樣品塊50的輪廓設計使得樣品塊50經連續切片形成樣品試片50a的同時可相互搭接而形成樣品鏈。
在本實施例中，由於不同樣品塊50所切片形成的不同批次的樣品試片50a具有不同的輪廓。因此，樣品試片50a的輪廓可用來作為不同批次的樣品試片50a的辨別標示。此外，在同一樣品塊50a中，也可能由於樣品塊50a本身的剖面寬度為漸增或漸減，而形成輪廓大小漸增或漸減的樣品試片50a。在本實施例中，同批次的樣品試片50a的輪廓的變化趨勢可作為判斷樣品試片50a接受電子顯微鏡觀察的前後順序的標示及依據。
圖9及圖10是根據本發明的另一實施例的樣品製備系統的示意圖。請參考圖9及圖10，本實施例與上述圖2的實施例相似，因此，相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，並且不再重複說明。本實施例與上述實施例的相異之處在於：樣品製備系統300的第一水槽210可另具有第一嵌合槽210a及第二嵌合槽210b，並且第二水槽280可經由第一嵌合槽210a或第二嵌合槽210b嵌接於第一水槽280的一側或是第一水槽280中。
如圖9所示，在本實施例中，第二水槽280可自如圖2中的切片模組110接收切片完成的樣品試片50a，然後再藉由注入於第二水槽280中的流體10的流動，將樣品試片50a由第二水槽280移動至第一水槽210中。舉例而言，當第二水槽280嵌接於第一水槽210的一側時，可藉由將第二水槽280傾斜配置的方式或是撥動第二水槽280中的流體10的方式，將樣品試片50a由第二水槽280轉移至第一水槽210中，以進行後續的樣品試片50a的排序及取放處理。
在本實施例中，第二水槽280嵌接於第一水槽210，使得第一水槽210可經由第二水槽280的配置而可與各式的切片模組110搭配，以接收來自不同的切片模組110所切片完成的樣品切片50a。
除此之外，請參考圖10，在本實施例中，樣品製備系統300包括第二水槽280，並且其嵌接於第一水槽210中。此外，樣品製備系統300具有開槽305，並且樣品載座排列區346容置於開槽305中。在本實施例中，當第二水槽280自切片模組110接收樣品試片50a後，第二水槽280可被嵌接於第一水槽210中。接著，流體10可緩緩注入第一水槽210中，當第一水槽210中的流體10的液面高過第二水槽280時，整個第二水槽280被浸入流體10中。此時，第二水槽280中的樣品試片50a可隨流體10的液面的提升而被轉移至第一水槽210的流體10的液面。
分離模組230與取放模組340分別配置於第一水槽210上，以依序分離第一水槽210的液面上的樣品試片50a。接著，取放模組340可將分離後的樣品試片50a依序傳送至樣品載座排列區346上。
本實施例的樣品製備系統300及第一水槽210藉由第二水槽280設計與配置，可將樣品切片與樣品定序、取放及排列分為獨立分開執行的兩步驟，以使具有不同設計或尺寸的第一水槽210可適用於不同形式或是不同製造商生產的切片模組，使得樣品試片50a的製程動線在規劃上可更具彈性，並且增加整體樣品製備系統300操作或維修時的便利性。
圖11是根據本發明的一實施例的樣品製備方法的流程示意圖。請參考圖2、圖3A至圖3C以及圖11，樣品試片50a的製備步驟包括：經由切片模組110對樣品塊50進行連續切片，以產生多個樣品試片50a(步驟S401)。在本實施例中，由於同一批次的樣品試片50a是由同一塊樣品塊50連續切片形成，因此，樣品試片50a可具有相同的輪廓，或是分別對應樣品塊50在其延伸軸向的不同部分的剖面的輪廓。
接著，藉由第一水槽210接收樣品試片50a，且樣品試片50a漂浮於第一水槽210中的流體10上(步驟S402)。然後，藉由流體10的流動來帶動樣品試片50a移動至第一水槽210中的分離位置(步驟S403)。在本實施例中，樣品試片50a的分離位置例如是位於圖3A的流道250中的定序區256。接著，樣品試片50a藉由定序模組230於例如是位於定序區256中的分離位置依序被分離(步驟S404)。然後，藉由取放模組240自第一水槽210獲取分離出的樣品試片50，並且取放模組240依序將樣品試片50a置放並排列於樣品載座246上(步驟S405)。至此，樣品塊50的切片至樣品試片50a的定序以及排列的所有流程大致完成。
綜上所述，本發明的多個實施例的樣品製備系統和方法可以切片模組對樣品塊進行連續切片，以形成同一批次的多個樣品塊。不同樣品塊所切片形成的不同批次的樣品試片可具有不同的輪廓，以作為不同批次的樣品試片的辨識標示。此外，同一批次形成的樣品試片也可隨樣品塊本身的外型輪廓的變化而具有不同的輪廓大小或形狀，並且連續切片形成的樣品試片的輪廓變化趨勢是對應於樣品塊的外型輪廓的變化。同一批次的樣品試片的不同輪廓大小或形狀可作為樣品試片接受電子顯微鏡觀察的先後順序的標示。
在本發明的多個實施例中，經切片模組切片形成的樣片試片可由水槽接收，並且樣品試片漂浮於水槽中的流體上。水槽中的流體可帶動樣品試片沿配置於水槽中的流道流動。此外，定序模組及取放模組分別配置於流道上。定序模組可分離彼此接觸或互相搭接的樣品試片，並且取放模組可將分離後的樣品試片依序由水槽中傳送至樣品載座，並於樣品載座上順序排列樣品試片。本發明的多個實施例的樣品製備系統和方法可以自動化的方式進行大量薄型樣品試片的連續製作，可大幅縮短樣品試片的製備時間，減少製程中樣品的損壞以及所需人力，並且完成大量樣品的正確的定序與排列。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧流體
50‧‧‧樣品塊
50a‧‧‧樣品試片
60‧‧‧氮化矽薄膜
100、200‧‧‧樣品製備系統
110‧‧‧切片模組
112‧‧‧夾持部
112a‧‧‧夾持臂
114‧‧‧刀具
120、210‧‧‧第一水槽
122‧‧‧沉孔
130、230‧‧‧定序模組
140、240、340‧‧‧取放模組
142‧‧‧取放元件
142a‧‧‧固定座
142b‧‧‧承載臂
146、246‧‧‧樣品載座
210a‧‧‧第一嵌合槽
210b‧‧‧第二嵌合槽
220‧‧‧槽體
222‧‧‧腔室
222a‧‧‧進液口
222b‧‧‧出液口
232‧‧‧第一本體
234‧‧‧第一偵測元件
236‧‧‧分離件
236a‧‧‧接觸部
236b‧‧‧壓電元件
236c、249‧‧‧滑軌
239‧‧‧滑槽
242‧‧‧第二本體
244‧‧‧第二偵測元件
245‧‧‧取放元件
246a‧‧‧矽基座
246a1‧‧‧開口
248‧‧‧取件環
250‧‧‧流道
252‧‧‧接收區
254‧‧‧取片區
254a‧‧‧底板
256‧‧‧定序區
260‧‧‧控制元件
270‧‧‧平台
280‧‧‧第二水槽
290‧‧‧運算單元
305‧‧‧開槽
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
D3‧‧‧第三方向
D4‧‧‧第四方向
S401~S405‧‧‧步驟
圖1A及圖1B是依照本發明一實施例的樣品製備系統的示意圖。 圖2是依照本發明的另一實施例的樣品製備系統的示意圖。 圖3A至圖3C是圖2的樣品製備系統的部分構件的俯視示意圖。 圖4A至圖4C是圖2的樣品製備系統的部分構件的側視示意圖。 圖5A及圖5B是圖2的樣品製備系統的定序模組的示意圖。 圖6A至圖6H是圖2的樣品製備系統的定序模組的作動方式的示意圖。 圖7A至圖7C是圖2的樣品製備系統的取放模組的示意圖。 圖8是圖2的樣品製備系統的樣品試片的示意圖。 圖9及圖10是根據本發明的另一實施例的樣品製備系統的示意圖。 圖11是根據本發明的一實施例的樣品製備方法的流程示意圖。
10‧‧‧流體
50‧‧‧樣品塊
50a‧‧‧樣品試片
100‧‧‧樣品製備系統
110‧‧‧切片模組
112‧‧‧夾持部
112a‧‧‧夾持臂
114‧‧‧刀具
120‧‧‧第一水槽
130‧‧‧定序模組
122‧‧‧沉孔
140‧‧‧取放模組
142‧‧‧取放元件
142a‧‧‧固定座
142b‧‧‧承載臂
146‧‧‧樣品載座

Claims (16)

  1. 一種樣品製備系統，包括： 一切片模組，適於對一樣品塊進行連續切片，以產生多個樣品試片； 一第一水槽，用以接收該些樣品試片，且該些樣品試片適於漂浮於該第一水槽中的一流體上，並隨該流體的流動而移動； 一定序模組，配置於該第一水槽的一側，用以依序分離該些樣品試片；以及 一取放模組，耦接該第一水槽，用以依序自該第一水槽中獲取該些樣品試片並將其放置於相應的多個樣品載座上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的樣品製備系統，其中該切片模組包括： 一夾持部，用於夾持該樣品塊；以及 一刀具，配置於該第一水槽邊緣，用於對該樣品塊進行連續切片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的樣品製備系統，其中該第一水槽更包括： 一槽體，具有一腔室以及連通該腔室的一進液口與一出液口，該流體由該進液口進入該腔室，並且沿一流道流動而由該出液口離開該腔室，其中該流道包括： 一接收區，鄰近該進液口，用以接收該些樣品試片； 一取片區，鄰近該出液口，其中該取放模組自該取片區獲取該些樣品試片；以及 一定序區，位於該接收區與該取片區之間，該些樣品試片依序通過該定序區，且該定序模組分離該些樣品試片。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的樣品製備系統，其中該定序區的寬度小於該接收區與該取片區的寬度。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的樣品製備系統，其中該定序模組配置於該流道上，且該定序模組包括： 一第一本體； 一第一偵測元件，對應該流道進行配置，用以判斷該些樣品試片的位置；以及 一分離件，配置於該第一本體上，並且適於朝向該第一水槽內的該些樣品試片移動，以分離兩相鄰的樣品試片。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的樣品製備系統，其中該定序模組更包括一壓電元件，耦接於該分離件，用以驅動該分離件震動，以分離該兩相鄰的樣品試片。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的樣品製備系統，其中該定序模組的該第一本體沿一第一方向可滑動地配置於該第一水槽上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的樣品製備系統，其中該定序模組的該分離件沿一第二方向可滑動地配置於該第一本體上，且該第一方向與該第二方向正交。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的樣品製備系統，其中該取放模組包括： 一第二本體； 一取放元件，配置於該第二本體上；以及 一第二偵測元件，對應該第一水槽進行配置，用以偵測該些樣品試片的位置，其中該取放元件適於根據該第二定位單元的偵測結果相對於該第一水槽移動，以將該些樣品試片依序由該取片區取出並置放於該樣品載座上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的樣品製備系統，更包括一第二水槽，耦接於該第一水槽的一側或是配置於該第一水槽中，其中該第二水槽適於自該切片模組接收該些樣品試片，並且該些樣品試片經由該流體的帶動，而由該第二水槽傳送至該第一水槽。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的樣品製備系統，其中該些樣品試片的輪廓形狀包括梯形、雙截邊圓形或多邊形。
  12. 一種樣品製備方法，包括： 經由一切片模組對一樣品塊進行連續切片，以產生多個樣品試片； 經由一第一水槽接收該些樣品試片，且該些樣品試片漂浮於該第一水槽中的一流體上； 藉由該流體的流動來帶動該些樣品試片移動至該第一水槽中的一分離位置； 藉由一定序模組於該分離位置依序分離該些樣品試片；以及 藉由一取放模組自該第一水槽獲取分離出的該些樣品試片，並且依序置放並排列該些樣品試片於一樣品載座上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的樣品製備方法，更包括當切片模組對該樣品塊進行連續切片時，藉由該樣品塊的輪廓形狀的設計，使該第一水槽所接收的經連續切片產生的該些樣品試片相互搭接，而形成一樣品鏈漂浮於該第一水槽中的該流體上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的樣品製備方法，其中該定序模組具有一分離件，用以接近或接觸該樣品鏈，並分離出各該樣品試片。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的樣品製備方法，更包括在該切片模組對該樣品塊進行切片並產生多個樣品試片後，以一第二水槽自該切片模組接收該些樣品試片。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的樣品製備方法，更包括將該些樣品試片由該第二水槽傳送至該第一水槽，其中該第二水槽可移動地嵌接該第一水槽的一側或配置於該第一水槽中，並且該流體注入該第二水槽中，以藉由該流體帶動該些樣品試片由該第二水槽移動至該第一水槽，以依序進行後續的該些樣品試片的分離步驟。
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