WO2015056876A1 - 자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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WO2015056876A1
WO2015056876A1 PCT/KR2014/007878 KR2014007878W WO2015056876A1 WO 2015056876 A1 WO2015056876 A1 WO 2015056876A1 KR 2014007878 W KR2014007878 W KR 2014007878W WO 2015056876 A1 WO2015056876 A1 WO 2015056876A1
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module
centrifuge
centrifuge tube
suction
tip
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PCT/KR2014/007878
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English (en)
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이하영
박영남
윤용찬
구인본
박정곤
김정파
양준혁
김선애
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영동제약 주식회사
영동전자 주식회사
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Publication date
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    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
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    • G—PHYSICS
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00138—Slides
    • G—PHYSICS
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    • G01N2035/00465—Separating and mixing arrangements
    • G01N2035/00495—Centrifuges

Definitions

  • the present invention relates to an automatic cell smearing system and a method of controlling the same, and more particularly, by integrating the cell smearing process into a single device, and controlling cell operations by automating the cell smearing process by controlling the operation of each component of the device.
  • the present invention relates to an automatic cell smear system and a method of controlling the same.
  • Cytopathological examination which detects the presence of malignant tumor cells by smearing all body fluids and fallen cells collected from the human body, is particularly widely used for early diagnosis of cervical cancer.
  • Cytopathology is generally a cell (body fluid) collecting step for collecting cells (body fluids) from a patient's affected area, a smearing step for transferring the collected cells (body fluids) to a slide, and smearing the cells on the slide.
  • This method is to be stained by staining directly on the slide, and the microscopic reading should be performed immediately after the cell (body fluid) is collected.
  • the rapid reading can be performed, but the cell (body fluid) collected directly from the affected part of the patient is transferred to the slide.
  • the cells (body fluids) must be stained and microscopically read before they are dried. Also, the cells (body fluids) are smeared directly onto the slides so that the cells are superimposed or swollen to one side.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2002-0041171 discloses automatic cell smear processing for the examination of anatomical pathologies used in various cancer tests including cervical cancer.
  • An apparatus is disclosed.
  • this does not include the pretreatment process for the cells to be tested, and only the process of spraying the fixative solution from the tip onto the slide on which the pretreated cells are placed on the surface is automated. Therefore, because the whole process for cell smearing is not automated, there is still a great deal of manual work required for cell smearing, and there are limitations in conducting the test in large quantities, as well as low throughput and high reproducibility of the test work. There is a problem.
  • Beckton Dickens, Inc. of the United States attempts to automate the cell smearing process, but does not solve the problem in precisely controlling some components, the situation is not able to automate the whole cell smearing process.
  • the present inventors have made diligent efforts to solve the above problems. As a result, the present inventors have completed the present invention capable of integrating all the unit processes in one device and precisely controlling the whole cell smearing process.
  • An object of the present invention is to integrate each unit processing process constituting the cell smearing process consisting of several steps into one automated system, minimizing the errors that may occur while performing each cell smearing step manually.
  • the present invention provides a method for controlling an automatic cell smear system and an automatic cell smear system capable of increasing the reproducibility of a test.
  • the sampling holder 101 is equipped with one or more vials, the liquid sample is accommodated;
  • One or more centrifuge tubes 113 seated on the centrifuge tube holder 102 are transferred to a centrifuge 103 for centrifugation and a centrifuge module 134 including a centrifuge door 114 positioned above the centrifuge.
  • the centrifuge tube is mounted on the transfer module 104 for selectively transferring any one of the cell solution, the reagent, the liquid sample, and the pre-processed cells, and transfers the centrifuge tube seated on the centrifuge tube holder 102 to the centrifuge 103.
  • a clamp module 105 which is removed from the centrifuge 103 and placed in the centrifuge tube holder 102 and mounted to the transfer module 104 to suck the supernatant from one or more centrifuged tubes.
  • the tip mounting module 107 which is mounted to the transfer module 104, is equipped with one or more tips for selectively transferring any one of the cell solution, reagent, the liquid sample, the pre-processed cells, the A reagent supply module 128 mounted on the transfer module 104 to selectively inject reagents required for smearing by a reagent pump into the centrifuge tube, and mounted on the transfer module 104 to the X-axis of the transfer module 104.
  • X-axis guide bar to move Transfer module 104 including a 110 and the Y-axis guide bar 111 to move to the Y-axis;
  • a tip holder (108) for storing one or more tips mounted on the tip mounting module (107);
  • a tip removal device 109 in which one or more tips used in the tip mounting module 107 are removed;
  • At least one slide chamber (112) positioned on a surface of a slide substrate on which pre-processed cells are dispensed in the centrifuge tube; It is installed adjacent to the slide substrate, can be moved horizontally by the washing unit X-axis guide bar 132, vertical movement is possible by the washing unit Z-axis guide bar 131, at least one washing unit suction pipe 135 And a washing unit suction module 130 in which the fixed liquid dispensing module 136 is formed. It provides an automatic cell smear system comprising a control unit 133 for operating the centrifuge tube holder 102, transfer module 104, centrifuge module 134, washing unit suction module 130
  • the control unit 133 is a first injecting the cell separation reagent into the one or more centrifuge tube 113 placed in the centrifuge tube holder 102 by the reagent supply module 128 mounted to the transfer module 104 step; A second step of making the centrifugal tube holder 102 incline at a predetermined angle;
  • the tip mounting module 107 is equipped with one or more tips in the tip holder 108, the sample is collected by mixing the sample in one or more vials, and collected in the inclined centrifuge tube 113 Injecting a sample;
  • the inclined centrifuge tube holder 102 is positioned horizontally, by the clamp module 105 mounted on the transfer module 104, one or more centrifuge tubes 113 into which the sample is injected in the third step.
  • the control unit 133 includes the step of removing one or more tips mounted on the tip mounting module 107 and used in the third and eighth steps from the tip removing device 109, and the fifth step. After the suction module 106 removes the supernatant from the centrifuge tube 113 in step 7, washing the suction tube 117 of the suction module 106 and the washing unit suction module in the tenth step.
  • the washing unit suction pipe 135 of the washing unit suction module 130, the control unit 133 is the fourth step through In any one of the sixth step, the centrifuge door 113 is opened or closed to remove the centrifuge tube 113 from the centrifuge 103 or from the centrifuge 103, or the suction module 106 is opened.
  • the centrifuge door 114 to suck the supernatant of the centrifuge tube 113 It may include the step of opening and closing the.
  • the centrifuge 103 may be operated by a servomotor equipped with an encoder for controlling the position of the centrifuge tube and the rotational speed and / or position of the centrifuge.
  • Another example of the present invention provides a method for controlling an automatic cell smear system, wherein the control method includes one or more centrifuge tubes placed in the centrifuge tube holder 102 by a reagent supply module 128 mounted to the transfer module 104. Injecting the cell separation reagent into 113); A second step of making the centrifugal tube holder 102 incline at a predetermined angle; Tip mounting module 107 is equipped with one or more tips in the tip holder 108, the sample is taken by mixing the sample in one or more of the vial bottle, the sample collected in the inclined centrifuge tube 113 Injecting a third step; The inclined centrifuge tube holder 102 is positioned horizontally, by the clamp module 105 mounted on the transfer module 104, one or more centrifuge tubes 113 into which the sample is injected in the third step.
  • the supernatant liquid located in the upper part of the concentrated cells located at the lowermost layer in the one or more centrifuge tubes 113 placed in the centrifuge tube holder 102 is removed by the suction module 106 and the transfer module 104 is disposed.
  • the method for controlling the automatic cell smear system includes the steps of removing one or more tips mounted on the tip mounting module 107 and used in the third and eighth steps from the tip removing device 109; After the suction module 106 removes the supernatant in the centrifuge tube 113 in the fifth and seventh steps, washing the suction tube 117 of the suction module 106 and the tenth step.
  • the centrifuge door 113 is opened or closed to remove the centrifuge tube 113 from the centrifuge 103 or from the centrifuge 103, or the suction
  • the module 106 may include opening and closing the centrifuge door 114 to suck the supernatant of the centrifuge tube 113.
  • the automatic cell smearing system and the method for controlling the automatic cell smearing system according to the present invention are made in one device in which the cell smearing process consisting of many steps with various manipulations is automated, and at the same time, many cells can be plated in a single layer When compared to conventional cell smearing equipment, the difference in slide results according to the skill of the operator is shown.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automated cell smear system of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of an automatic cell smear system of the present invention.
  • Figure 3 is a view of the centrifuge tube holder and its operation of the automatic cell smear system of the present invention.
  • Figure 4 is a view of the tip mounting module, suction module, clamp module included in the transfer module and the transfer module of the present invention automatic cell smear system.
  • FIG. 5 is a view of the clamp module of the present invention automatic cell smear system.
  • Figure 6 is a view of the washing unit suction module and its operation of the automatic cell smear system of the present invention.
  • Figure 7 is a view of the tip mounted on the tip mounting module and the tip mounting module of the present invention automatic cell smear system.
  • FIG. 8 is a diagram of a centrifuge of an automatic cell smear system of the present invention.
  • suction module 107 tip mounting module
  • tip mounting module Z-axis guide bar 121 reagent pump module
  • first upper fixing part 123 second upper fixing part
  • first coating module 127 second coating module
  • reagent supply module 129 reagent supply module air cylinder
  • cleaning unit suction module 131 cleaning unit Z-axis guide bar
  • centrifuge module 135 cleaning unit suction
  • pre- and post-treatment processes are required.
  • the centrifuge tube In the pretreatment process, after placing the cell separation reagent in the centrifuge tube, the centrifuge tube is tilted at an angle, and the sample is slowly dispensed on the cell separation reagent inside the centrifuge tube. If the sample is rapidly dispensed onto the cell separation reagent, the centrifuge tube is inclined to dispense the sample onto the cell separation reagent because the boundary layer between the cell separation reagent and the sample sample collapses.
  • the inclined centrifuge tube When the dispensing is completed, the inclined centrifuge tube is positioned, the centrifuge tube is moved to the centrifuge, and the cells are separated by the rotation of the centrifuge. At this time, it is rotated for a certain time to remove the supernatant containing the meaningless cells suspended in the upper layer in the centrifuge tube is separated cells. This centrifugation and supernatant removal process is performed at least once.
  • the centrifuge tube is removed, and the cell suspension is dispensed into the centrifuge tube.
  • the cells are not uniformly distributed on the slide substrate when the cells are aggregated, it is difficult to form a single layer, and the suction and discharge operations are repeated and uniformly mixed with the concentrated cell suspension and the concentrated cells in the centrifuge tube.
  • the uniformly mixed solution is dispensed into the slide chamber fixed to the slide substrate to be detachable.
  • the pretreatment refers to a process of treating a sample or cells up to a step before injecting the mixed solution containing the cells into the slide chamber 112.
  • the cells dispensed after the pretreatment to the slide chamber 112 are dispensed with a fixed solution to the slide chamber in order to be fixed in a monolayer, and the supernatant is removed after a certain time so that the cells settle naturally.
  • This post-treatment process is carried out at least once or more, which is a process for fixing cells in a monolayer to a substrate.
  • the fixed solution is dispensed by such a post-treatment process, the cells that are not attached to the substrate fall off and float, thereby fixing the cells to the substrate by a single layer by removing those floating in the upper layer.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automatic cell smearing system, wherein a touch monitor, an emergency stop button, and a power button for operating the control unit 133 for controlling the operation of the automatic cell smearing system are formed on the outer surface of the apparatus main body 100,
  • a door is formed in the apparatus main body to prevent shock or contaminant from the outside during cell smear operation and to protect the user in case of an accident during operation of the apparatus.
  • the front of the door is provided with a window made of a transparent material such as acrylic, it is easy to monitor the situation during operation of the device from the outside.
  • the transfer module 104 Opening the door of the device body 100, as shown in Figures 1 and 2, the transfer module 104, the sampling holder 101, the centrifuge tube holder 102, the centrifuge, which is a device and tool necessary for cell smearing.
  • a transfer module 104 is installed on the workbench to allow the reagent supply module, centrifuge tube, tip, and suction tube to move from the workbench.
  • the transfer module 104 can be moved to a desired position by the X-axis guide bar 110, the Y-axis guide bar 111 formed on the X-axis or Y-axis side of the workbench.
  • the X-axis guide bar 110 and the Y-axis guide bar 111 may be driven by a drive motor and a ball screw, but is not limited thereto.
  • the linear motion of the X-axis guide bar 110 and the Y-axis guide bar 111 is linear. Any form can be employed as long as the means can be provided.
  • the sampling holder 101 of the present invention is equipped with one or more vials containing a liquid sample to be inspected, wherein the vials can be sealed by a cap, and the cap can be penetrated by a tip.
  • a plurality of samples may be placed, and the sampling holder 101 is regularly arranged in FIGS. 1 and 2, but the arrangement form is not limited.
  • Centrifuge tube holder 102 is seated in the centrifuge tube holder 102, the reagent or cell fluid, including the liquid sample to be tested in the centrifuge tube 113 by the tip mounting module 107 is moved by the transfer module 104 One or more of these are optionally accommodated.
  • the centrifuge tube placed in the centrifuge tube holder 102 may be placed in the centrifuge 103 by the clamp module 105 moved by the transfer module 104.
  • the centrifuge tube holder 102 may be injected during the injection of the reagent or the sample.
  • the inclination is given as a whole to cause the centrifuge tube placed in the centrifuge tube holder to be inclined at a predetermined inclination angle.
  • the centrifuge tube holder 102 is inclined by an air cylinder coupled to one side thereof.
  • the centrifugal tube holder 102 may be inclined by an air cylinder, but is not limited thereto, and may be employed in any form as long as it can impart a linear motion including a motor.
  • the centrifuge tube is transferred to the centrifuge module 134 by the clamp module 105 of the transfer module 104 and placed in the centrifuge 103.
  • the centrifuge door 114 of the centrifuge module 134 is opened by the air cylinder. , So that the centrifuge tube 113 is placed in the centrifuge (103).
  • the centrifugal door 114 may be opened by an air cylinder, but is not limited thereto, and may be employed in any form as long as it can provide a linear motion including a motor.
  • the centrifuge is generally used for the BLDC motor, but since it is difficult to control the position after the rotation and the precision is poor, the centrifuge cannot track the home position of the centrifuged centrifuge tube.
  • the original position of the centrifuge tube can be accurately tracked.
  • the type of motor can be used as long as it has a function of tracking the position of the centrifuge tube.
  • the transfer module 104 includes a clamp module 105, a tip mounting module 107, a suction module 106, a reagent supply module 128, as shown in Figure 4, these components are formed in each It is moved horizontally by the X-axis guide bar 110 and Y-axis guide bar 111 driven by the drive motor and the ball screw, each of the modules are suction module Z-axis guide bar 118, clamp module Z It is coupled to the shaft guide bar 119, the tip mounting module Z-axis guide bar 120, it can move in the vertical direction.
  • the reagent supply module 128 may move in the vertical direction by the reagent supply module air cylinder 129.
  • the reagent supply module 128 may be opened by an air cylinder, but is not limited thereto. Any reagent supply module 128 may be used as long as it can provide a linear motion including a motor.
  • the clamp module 105 is movable horizontally and vertically, the first upper fixing portion 122 is fixed to the transfer module, but not fixed to the transfer module, And a second upper fixing part 123 coupled to the upper fixing part 122, and each of the first and second upper fixing parts having a groove having a shape for holding a centrifuge tube is formed in the lower part of each of the first and second upper fixing parts.
  • the first and second lower fixing parts 124 and 125 of the shape are fixed.
  • the first and second coating modules 126 having an anti-slip coating on the lower portions of the first and second lower fixing portions 124 and 125 in order to prevent the clamp module from slipping when the clamp module grips the centrifuge tube. , 127).
  • the coating module is coated with silicon, urethane or other soft materials to prevent slippage, and the first and second coating modules 126 and 127 may be formed of silicon, urethane or other soft materials.
  • the second upper fixing part 123 is spaced apart by the motor or pneumatic to grip the centrifuge tube.
  • the shock absorbing device is configured behind the coating modules 126 and 127 so as not to damage the centrifuge tube during gripping.
  • the clamp module 105 moves the centrifuge tube containing the reagent and the sample to the centrifuge 103, or transfers the centrifuge tube from the centrifuge to the centrifuge tube holder 102 when the centrifugation is completed.
  • the suction module 106 is also coupled to the transfer module to move horizontally and vertically, the suction module is provided with one or more suction pipes centrifugal in the centrifuge when each round of centrifugation is finished After opening the centrifuge door without removing the tube, it is lowered by the operation of the suction module Z-axis guide bar to suck the supernatant of the centrifuge tube.
  • the suction pipe of the suction module 106 is discharged to the external waste water container or waste water outlet through the suction line connected to the suction pipe at the same time as each suction and the suctioned supernatant.
  • the first drain module 137 located on the workbench is moved to remove the suction probe (or suction probe) of each suction probe using the cleaning liquid from the first drain module 137.
  • the tip is washed, and the washed solution is discharged into a waste water container or waste water drain.
  • the tip mounting module 107 is mounted to one end of the tip located in the tip holder 108, and the sample is taken from the vial bottle located in the sampling holder 101, centrifugal Injected into the centrifuge tube 113 located in the tube holder 102, or the final sample in the final centrifugation state, that is, the cell suspension and the concentrated cells by centrifugation can be transferred to the slide chamber 112. .
  • the tip used to be mounted to the tip mounting module is moved to the tip removing device 109 shown in FIG. 2 and removed from the tip mounting module.
  • the tip removing device 109 moves horizontally to the top of the tip removing device inlet 115, and then lowers the tip used by the tip mounting module Z-axis guide bar below the work surface, the tip catching jaw 116 is formed It moves horizontally into the groove and removes the tip used by the tip catching jaw 116.
  • the cell is suspended by mixing the cell suspension and the concentrated cells inside the centrifuge tube by the tip mounted in the centrifuge tube (the function of mixing the cell suspension and the cell by moving the air inside the tip up and down by driving the cell suspension pump).
  • the cells are injected into at least one slide chamber 112 positioned on the slide substrate surface by the tip of the tip mounting module 107.
  • the slide chamber is settled on the substrate surface, and the slide chamber allows the injected cells to be fixed to the slide substrate in an area defined by the slide chamber.
  • washing unit suction module 130 which is installed adjacent to the slide chamber 112 and the slide substrate to which the slide chamber can be fixed, which is a cell after the pre-processed cells are divided into the slide chamber 112, The post-treatment process is performed so that the single layer is fixed in the slide chamber 112.
  • the cleaning unit suction module 130 includes a cleaning unit X-axis guide bar 132 and a cleaning unit Z-axis guide bar 131 around the slide substrate on which the slide chamber can be fixed. It is formed and included, driven by a drive motor or an air cylinder, a ball screw to move horizontally to the X-axis by the washing unit X-axis guide bar 132, vertical movement up and down by the washing unit Z-axis guide bar 131 Will be
  • the washing unit suction module is equipped with a washing unit suction tube 135 and a fixed liquid dispensing module 136.
  • the fixed liquid dispensing module 136 dispenses the fixed liquid into the slide chamber during the post-treatment process.
  • the washing unit suction tube 135 is a fixed liquid is dispensed and after a predetermined time has elapsed when the cells are naturally settled to suck the supernatant.
  • the washing unit suction module 130 is the same as the suction module 106 of the pretreatment process, the supernatant or unnecessary substances sucked at the same time with each suction is discharged to the external waste water tank or waste water outlet through the suction line connected to the suction pipe.
  • each suction probe is moved to the second drain module 138 located at one side of the work bench by using the cleaning solution from the second drain module 138. The end of the suction probe (or suction probe) is washed away, and the washed liquid is discharged to a waste water container or waste water drain.
  • the control unit 133 operates the clamp module 105, the suction module 106, the tip mounting module 107, and the reagent supply module 128 included in the transfer module 104 in a predetermined order, thereby providing a sample and a reagent.
  • a series of pretreatment cell smearing procedures and washing sections performed in an automated cell smear system, such as moving the centrifuge tube or slide chamber to a centrifuge tube and removing the supernatant in the centrifuged centrifuge tube.
  • the module is operated to control the post-processing process.
  • the control unit 133 first, as shown in Figure 4 (E), by the reagent supply module 128 mounted to the transfer module 104, one or more centrifugal seated in the centrifuge tube holder 102 Inject the cell separation reagent into the tube (113). Injection of the cell separation reagent through the reagent supply module 128 has a structure in which the reagent is sucked from the reagent tank by the reagent pump module 121 and injected into the centrifuge tube 113.
  • the control unit 133 injects the cell separation reagent into the one or more centrifuge tube 113, the centrifuge tube holder 102 is inclined at a predetermined angle by an air cylinder, when the sample is injected centrifuge tube Slowly along the walls of the induction and layer formation. At this time, if the sample is injected at a high speed, the layer between the cell separation reagent and the sample to be tested may collapse.
  • the centrifugal tube holder 102 may be inclined by an air cylinder, but is not limited thereto, and may be employed in any form as long as it can impart a linear motion including a motor.
  • the tip mounting module 107 is equipped with one or more tips from the tip holder 108, taking a sample from one or more vials, the inclined centrifuge tube 113 ), Inject the collected sample and remove the used tip.
  • the air inside the tip may be used to mix the sample inside the vial bottle, and the sample is taken from the vial bottle about 4-6 ml, but is not limited thereto.
  • the cap of the vial bottle may be opened and a sample may be collected, and a sample may be immediately taken with the tip after drilling a portion of the vial bottle sealed with a tip.
  • the control unit 133 recovers the inclined centrifuge tube holder 102 to its original position in a horizontal state, and at least one centrifugal tube (clamp) is clamped by the clamp module 105 mounted on the transfer module 104. 113) is moved, the centrifuge tube 113 is placed in the centrifuge located below the centrifuge door 114 of the centrifuge module 134 opened by the air cylinder, and the centrifugal door 114 is closed. .
  • the centrifugal door 114 may be opened by an air cylinder, but is not limited thereto, and may be employed in any form as long as it can provide a linear motion including a motor.
  • the control unit 133 also performs a centrifugation by rotating the centrifuge 103 at least one or more times while controlling the position of one or more centrifuge tubes 113, each of which is different from each other. Rotate at rotation speed.
  • the rotational speed or rotational time can be specified by the user according to the inspection purpose. As the rotation is repeated, the rotational speed of the centrifuge can be increased.
  • centrifugation is performed twice, with the centrifuge rotating between 3 and 7 minutes. Rotational speed of 1,000 ⁇ 1,200rpm (3 minutes) during the first centrifugal separation 2,3000 ⁇ 2,600rpm (7 minutes) during the secondary separation, but is not limited thereto.
  • the control unit 133 removes the upper layer of the centrifuged sample in one or more centrifuge tubes by the suction module 106 mounted on the transfer module 104 after each round centrifugation. In addition, after each round centrifugation, the initialization proceeds for the next operation to align the centrifuge tube position of the centrifuge to the initial position, but the present invention is not limited thereto and may be changed by the user. After the supernatant is sucked by the suction pipe 117, the supernatant is discarded into the waste water container or the waste water port through the suction tube line (suction line).
  • the suction module 106 moves to the drain module 137, and the suction module end (probe end) is washed by the washing liquid, and the waste water generated by the washing is discharged to the waste container or the waste water drain through the drain line, and the suction pipe Is washed.
  • the centrifuge door is opened and closed to inhale the supernatant.
  • the supernatant removed by the suction module during the centrifugation process refers to a meaningless cell layer located on the cell separation reagent layer.
  • the control unit 133 removes one or more centrifuge tubes 113 from the centrifuge by the clamp module 105, and removes one or more centrifuge tubes 113.
  • the centrifuge tube holder 102 is placed.
  • the suction module 106 When the supernatant located at the top of the cells located in the lowest layer of the one or more centrifuge tubes 113 placed in the centrifuge tube holder 102, the suction module 106 is aspirated and removed. After centrifugation, the concentrated cells finally located at the bottom of the centrifuge tube are about 0.2 ml to 0.3 ml, but are not limited thereto.
  • the cell suspension is sucked from the reagent tank by the reagent pump module 121 connected to the tip mounting module 107 and injected into the centrifuge tube 113. 1 ml to 2 ml of cell suspension are injected into the centrifuge tube, but not limited thereto.
  • the control unit 133 mounts one or more new tips to the tip mounting module 107, and moves the tip mounting module 107 to a centrifuge tube in which the cell suspension and the concentrated cells are accommodated, so that suction and discharge are predetermined. Mix by repeating the number of times. If the cells are aggregated, they are not uniformly dispersed in the slide substrate, which causes difficulty in implementing a single layer, and thus mixing is performed.
  • the line in which the reagent in the cell suspension line of the reagent pump module 121 is emptied completely is emptied to the extent that it does not affect or emptyes.
  • the centrifuge tube holder is moved by the transfer module 104. Move the centrifuge tube to When the cell suspension is injected, the reagent pump module 121 refills the reagent line, and then puts the cell suspension into the centrifuge tube and emptyes the reagent line again.
  • the controller 133 mixes the cell suspension and the cells by the tip mounting module 107 after the cell suspension and the cells located in the lowest layer are mixed in the centrifuge tube 113. Transferring, after dispensing the cells mixed in the slide substrate located under one or more of the slide chamber 112, the used tip is removed.
  • the control unit 133 drives the washing unit suction module 130 to dispense the fixed liquid into the slide chamber 112, and includes an upper layer including cells not attached to the slide substrate in the slide chamber 112. Remove the liquid.
  • the control unit 133 operates the cleaning unit X-axis guide bar 132 to slide the cleaning unit suction module 130, which is equipped with at least one fixed liquid dispensing module 136 and the cleaning unit suction tube 135, on the slide substrate. (112) It is positioned above, and is operated vertically by the washing unit Z-axis guide bar 131.
  • the cleaning unit suction module 130 When the cleaning unit suction module 130 is positioned in the slide chamber 112 on the slide substrate, first, the fixed solution is dispensed into the slide chamber 112 by the fixed solution dispensing module 136 of the cleaning unit suction module 130. After that, the cells are allowed to settle for a certain time.
  • the predetermined time is the time for the settled cells to adhere to the slide substrate.
  • the fixed solution is dispensed in the range of about 0.5 ⁇ 2ml, but is not limited thereto.
  • the washing unit suction tube 135, but not limited thereto When the fixed solution is dispensed, cells not attached to the slide substrate are suspended, and the supernatant is removed in the range of 0.5 to 2 ml by operating the washing unit suction tube 135, but not limited thereto.
  • the inhaled supernatant is discharged to the external waste water container or wastewater drain through the suction line. This process is performed at least once by the control unit 133, and when the post-treatment process is completed, the washing unit
  • Supernatant in the post-treatment process refers to the layer on top of the cell layer attached to the slide substrate.
  • Another example of the present invention relates to a method for controlling an automatic cell smear system
  • the tip mounting module 107 mounts one or more tips from the tip holder 108, takes samples by mixing samples from one or more vial bottles mounted on the sampling holder 101, and tilts A third step of injecting the sample taken into the centrifuge tube 113;
  • the inclined centrifuge tube holder 102 is positioned in a horizontal state and is clamped by the clamp module 105 mounted on the transfer module 104, at least one centrifugal sample is injected in the third step.
  • the centrifuge 103 controls the position of the one or more centrifuge tubes 113 placed in the centrifuge 103 in the fourth step, while rotating the centrifuge tubes one or more times, each of which has a different rotational speed. And centrifugation to remove the upper portion of the centrifuged sample in the one or more centrifuge tubes after each round centrifugation, by the suction module 106 mounted to the transfer module 104. step;
  • the eighth step of dispensing the cell suspension and the cells located in the lowermost layer in the centrifuge tube 113 is transferred by the tip mounting module 107, and divided into one or more slide chambers (112). In addition, an automatic cell smear system is controlled.
  • one or more new tips are mounted on the tip mounting module 107, and the tip mounting module 107 is moved to a centrifuge tube in which the cell suspension and the concentrated cells are accommodated, and suction and discharge are performed.
  • the method may further include mixing repeatedly a predetermined number of times, and the used tip is removed.
  • One or more tips mounted and used in the tip mounting module 107 in the third and eighth steps may be moved to the tip removing device 109 and removed from the tip catching jaw 116.
  • the suction module 106 may include washing the suction tube 117 of the suction module 106. .
  • the centrifuge door 113 is opened or closed to remove the centrifuge tube 113 from the centrifuge 103 or from the centrifuge 103, or the suction
  • the module 106 may include opening and closing the centrifuge door 114 to suck the supernatant of the centrifuge tube 103.
  • the washing unit suction module 130 is positioned on the slide chamber 112, by the fixed solution dispensing module 136, Dispensing the fixative into the slide chamber 112;
  • the ninth and tenth steps may be repeated a plurality of times as necessary.

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Abstract

본 발명은 세포 도말 과정을 구성하는 각각의 단위 처리 공정을 하나의 자동화된 시스템으로 집적하는 것이며, 다양한 조작이 포함되어 있는 세포 도말 과정이 자동화된 하나의 장치에서 이루어지는 자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 검사의 오차를 최소화하고 동시에 다수의 세포를 단층으로 도말할 수 있으므로, 수작업에 의해서 세포 도말 시에 작업자의 숙련도에 따라서 슬라이드 결과의 차이를 보여주는 종래의 세포 도말 장비에 비하여 높은 재현성을 보여준다.

Description

자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법
본 발명은 자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세포 도말 과정을 하나의 장치로 통합하고, 장치의 각 구성들의 동작을 제어하여 세포 도말과정을 자동화함으로서, 세포 도말을 보다 정확하고 재현성 있게 실현시키는 자동 세포 도말 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
인체에서 채취되는 모든 체액과 탈락된 세포를 도말하여 악성 종양 세포의 유무를 관찰하는 세포병리 검사는 특히, 자궁경부암 조기진단에 널리 활용되고 있다.
세포병리 검사는 일반적으로 환자의 환부로부터 채취도구를 이용하여 세포(체액)를 채취하는 세포(체액)채취단계, 채취된 세포(체액)를 슬라이드로 옮겨서 도말하는 도말 단계, 상기 슬라이드에 도말된 세포(체액)를 염색하는 세포염색단계, 상기 염색된 슬라이드의 세포(체액)를 현미경 등으로 판독하는 단계 등으로 이루어진다.
이러한 방법은 직접 슬라이드에 도말하여 염색하는 것으로 세포(체액)를 채취한 후에 바로 현미경 판독까지 이루어져야 함으로, 신속한 판독이 이루어질 수는 있으나, 환자의 환부로부터 직접 채취된 세포(체액)을 슬라이드에 옮긴 후, 세포(체액)가 건조되기 전에 염색 및 현미경 판독까지 마쳐야 하고, 또한 세포(체액)를 슬라이드에 직접 도말함으로서 세포들이 중첩되거나 한쪽으로 몰리게 되는 현상이 발생되어 현미경 판독의 어려움이 많았다.
이에 세포를 인체에서 채취한 후에, 세포를 도말하는 과정을 자동화하기 위하여, 한국공개특허공보 제2002-0041171호에는 자궁경부암을 비롯한 여러 암검사 등에서 사용되는 해부병리의 세포 검사를 위한 세포 도말 자동 처리 장치가 개시되어 있다. 그러나 이는 검사대상 세포에 대한 전처리 과정이 포함되어 있지 않고, 표면에 전처리된 세포가 놓여있는 슬라이드에 고정액을 팁으로부터 분사하는 과정만 자동화되어 있다. 따라서 세포 도말을 위한 전과정이 자동화되어 있지 않기 때문에, 세포 도말에 필요한 많은 분량의 수작업이 여전히 존재하고, 검사를 대량으로 진행하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 검사의 처리 효율성이 낮고 검사작업의 재현성이 높지 않은 문제점이 있다.
또한, 미국의 벡톤 디킨스사에서 세포 도말 과정의 자동화를 시도하고 있으나, 일부 구성들을 정확히 제어하는데 있어서 문제점을 해결하지 못하여, 세포 도말 전과정을 자동화하지 못하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 모든 단위 공정을 하나의 장치에 집적하고 세포 도말 전과정을 정밀하게 제어할 수 있는 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 여러 단계로 구성되어 있는 세포 도말 과정을 구성하는 각각의 단위 처리 공정을 하나의 자동화된 시스템으로 집적하는 것으로, 수작업으로 각각의 세포 도말 단계를 진행하면서 발생할 수 있는 오류를 최소화하고, 검사의 재현성을 높일 수 있는 자동 세포 도말 시스템 및 자동 세포 도말 시스템의 제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 액상 샘플이 수용되는 하나 이상의 바이알 병이 장착되는 샘플링홀더(101); 세포액, 시약, 상기 액상 샘플 혹은 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 수용하는 하나 이상의 원심관(113)이 안착되는 원심관홀더(102); 상기 원심관홀더(102)에 안착된 하나 이상의 원심관(113)이 이송되어 원심분리되는 원심분리기(103) 및 상기 원심분리기 상부에 위치하는 원심분리기 도어(114)를 포함하는 원심분리기모듈(134); 세포액, 시약, 상기 액상 샘플, 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 이송하는 이송모듈(104)에 장착되어, 상기 원심관홀더(102)에 안착되어 있는 원심관을 원심분리기(103)로 이송 또는 원심분리기(103)로부터 제거하여 원심관홀더(102)에 안치하는 클램프모듈(105), 상기 이송모듈(104)에 장착되어, 원심분리된 하나 이상의 원심관에서 상층액을 흡입하는 흡입모듈(106), 상기 이송모듈(104)에 장착되어, 세포액, 시약, 상기 액상 샘플, 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 이송하는 하나 이상의 팁(tip)이 장착되는 팁장착모듈(107), 상기 이송모듈(104)에 장착되어, 시약펌프에 의해서 도말에 필요한 시약을 선택적으로 상기 원심관에 주입하는 시약공급모듈(128), 상기 이송모듈(104)에 장착되어 이송모듈(104)를 X축으로 이동시키는 X축가이드바(110) 및 Y축으로 이동시키는 Y축가이드바(111)를 포함하는 이송모듈(104); 상기 팁(tip)장착모듈(107)에 장착되는 하나 이상의 팁이 보관되는 팁홀더(108); 상기 팁(tip)장착모듈(107)에서 사용된 하나 이상의 팁이 제거되는 팁제거장치(109); 상기 원심관에서 전처리가 완료된 세포가 분주되는 슬라이드 기판 표면상에 위치하는 하나 이상의 슬라이드챔버(112); 상기 슬라이드 기판에 인접하여 설치되며, 세척부 X축 가이드바(132)에 의해서 수평이동할 수 있고, 세척부 Z축 가이드바(131)에 의해서 수직이동이 가능하며, 하나 이상의 세척부 흡입관(135) 및 고정액 분주 모듈(136)이 형성되어 있는 세척부 흡입모듈(130); 세포 도말을 위하여 상기 원심관홀더(102), 이송모듈(104), 원심분리기모듈(134), 세척부 흡입모듈(130)을 작동시키는 제어부(133)를 포함하는 자동 세포 도말 시스템을 제공한다.
상기 제어부(133)는 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서 상기 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입하는 제1 단계; 상기 원심관홀더(102)가 소정의 각도로 경사를 이루도록 하는 제2 단계; 상기 팁장착모듈(107)은 상기 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 혼합하여 샘플을 채취하고, 경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입하는 제3 단계; 경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)는 수평상태로 위치하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)에 의해서, 상기 제3 단계에서 샘플이 주입된 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜 원심분리기(103)에 안치시키는 제4 단계; 상기 원심분리기(103)에 의해서, 상기 제4 단계에서 원심분리기(103)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심관을 1회차 이상으로 각각 상이한 회전속도로 회전하여, 원심분리하고, 각각의 회차 원심분리 후에는, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 상기 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거하는 제5 단계; 상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 원심관홀더(102)에 안치시키는 제6 단계; 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)에서 최하층에 위치하는 농축된 세포의 상부에 위치하는 상층액을 상기 흡입모듈(106)에 의해서 제거하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 팁장착모듈(107)에 의해서 세포부유액이 원심관(113)에 주입되는 제7 단계; 상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 상기 농축된 세포는 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송되어, 하나 이상의 상기 슬라이드챔버(112)에 분주되는 제8 단계; 세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드챔버(112) 상으로 위치시키고, 고정액 분주 모듈(136)에 의해서, 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주하는 제9 단계; 상기 제 9단계 이후 일정 시간이 경과된 후에, 슬라이드챔버(112) 내부의 상층액을 세척부 흡입관에 의해서 제거하는 제10 단계;를 포함하도록 자동 세포 도말 시스템의 각 구성을 제어한다.
상기 제어부(133)는 상기 제3 단계, 제8 단계에서 상기 팁장착모듈(107)에 장착되어 사용된 하나 이상의 팁이 상기 팁제거장치(109)에서 제거되는 단계를 포함하고, 상기 제5 단계, 제7 단계에서 상기 흡입모듈(106)이 상기 원심관(113)에서 상층액을 제거한 후에, 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 세척하는 단계 및 상기 제10 단계에서 상기 세척부 흡입모듈(130)이 상기 슬라이드챔버(112)에서 상층액을 제거한 후에, 세척부 흡입모듈(130)의 세척부 흡입관(135)을 세척하는 단계를 포함하며, 상기 제어부(133)는 상기 제4 단계 내지 제6 단계 중 어느 한 단계에서, 원심관(113)을 원심분리기(103)에 안치 또는 원심분리기(103)로부터 제거하기 위하여 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하거나, 상기 흡입모듈(106)이 원심관(113)의 상층액을 흡입하기 위해서 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하는 단계를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 원심분리기(103)는 원심분리하는 원심관의 위치와 원심분리기의 회전속도 및/또는 위치를 제어하는 엔코더가 장착된 서보모터에 의해서 작동할 수 있다.
본 발명의 다른 일례는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법을 제공하며, 제어방법은 이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입하는 제1 단계; 상기 원심관홀더(102)가 소정의 각도로 경사를 이루도록 하는 제2 단계; 팁장착모듈(107)은 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 혼합하여 샘플을 채취하고, 경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입하는 제3 단계; 경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)는 수평상태로 위치하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)에 의해서, 상기 제3 단계에서 샘플이 주입된 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜 원심분리기(103)에 안치시키는 제4 단계; 상기 원심분리기(103)에 의해서, 상기 제4 단계에서 원심분리기(103)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심관을 1회차 이상으로 각각 상이한 회전속도로 회전하여 원심분리하고, 각각의 회차 원심분리 후에는, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 상기 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거하는 제5 단계; 상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서, 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 원심관홀더(102)에 안치시키는 제6 단계; 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)에서 최하층에 위치하는 농축된 세포의 상부에 위치하는 상층액을 상기 흡입모듈(106)에 의해서 제거하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 팁장착모듈(107)에 의해서 세포부유액이 원심관(113)에 주입되는 제7 단계; 상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 상기 농축된 세포는 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송되어, 하나 이상의 상기 슬라이드챔버(112)에 분주되는 제8 단계; 세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드챔버(112) 상으로 위치시키고, 고정액 분주 모듈(136)에 의해서, 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주하는 제9 단계; 상기 제 9단계 이후 일정 시간이 경과된 후에, 슬라이드챔버(112) 내부의 상층액을 세척부 흡입관에 의해서 제거하는 제 10단계;를 포함한다.
또한, 자동 세포 도말 시스템 제어 방법은 상기 제3 단계, 제8 단계에서 상기 팁장착모듈(107)에 장착되어 사용된 하나 이상의 팁이 상기 팁제거장치(109)에서 제거되는 단계; 상기 제5 단계, 제7 단계에서 상기 흡입모듈(106)이 상기 원심관(113) 내의 상층액을 제거한 후에, 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 세척하는 단계 및 상기 제10 단계에서 상기 세척부 흡입모듈(130)이 상기 슬라이드챔버(112)에서 상층액을 제거한 후에, 세척부 흡입모듈(130)의 세척부 흡입관(135)을 세척하는 단계; 상기 제4 단계 내지 제6 단계 중 어느 한 단계에서, 원심관(113)을 원심분리기(103)에 안치 또는 원심분리기(103)로부터 제거하기 위하여 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하거나, 상기 흡입모듈(106)이 원심관(113)의 상층액을 흡입하기 위해서 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자동 세포 도말 시스템 및 자동 세포 도말 시스템 제어 방법은 다양한 조작과 함께 많은 단계로 구성되어 있는 세포 도말 과정이 자동화된 하나의 장치에서 이루어지고, 동시에 다수의 세포를 단층으로 도말할 수 있으므로, 수작업에 의해서 세포 도말 시에 작업자의 숙련도에 따라서 슬라이드 결과의 차이를 보여주는 종래의 세포 도말 장비에 비하여 높은 재현성을 보여준다.
또한, 검체의 종류와 조건에 따라서 자동 세포 도말 시스템의 제어방법을 사용자의 요구에 맞도록 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 평면도이다.
도 3은 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 원심관홀더 및 그 작동에 관한 도면이다.
도 4는 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 이송모듈과 이송모듈에 포함되어 있는 팁장착모듈, 흡입모듈, 클램프모듈에 관한 도면이다.
도 5는 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 클램프모듈에 관한 도면이다.
도 6은 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 세척부 흡입모듈 및 그 작동에 관한 도면이다.
도 7은 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 팁장착모듈 및 팁장착모듈에 장착된 팁에 관한 도면이다.
도 8은 본 발명인 자동 세포 도말 시스템의 원심분리기에 관한 도면이다.
[부호의 설명]
100: 장치본체 101: 샘플링홀더
102: 원심관홀더 103: 원심분리기
104: 이송모듈 105: 클램프모듈
106: 흡입모듈 107: 팁장착모듈
108: 팁홀더 109: 팁제거장치
110: X축가이드바 111: Y축가이드바
112: 슬라이드챔버 113: 원심관
114: 원심분리기도어 115: 팁제거장치인입구
116: 팁걸림턱 117: 흡입관
118: 흡입모듈 Z축가이드바 119: 클램프모듈 Z축가이드바
120: 팁장착모듈 Z축가이드바 121: 시약펌프모듈
122: 제1 상부고정부 123: 제2 상부고정부
124: 제1 하부고정부 125: 제2하부고정부
126: 제1 코팅모듈 127: 제2 코팅모듈
128: 시약공급모듈 129: 시약공급모듈 공기실린더
130: 세척부 흡입모듈 131: 세척부 Z축 가이드바
132: 세척부 X축 가이드바 133: 제어부
134: 원심분리기모듈 135: 세척부 흡입관
136: 고정액 분주 모듈 137: 제1 드레인 모듈
138: 제2 드레인 모듈
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 구성 및 작용효과를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
슬라이드챔버(112)에 세포를 분주하여 슬라이드 기판 상에 세포를 도말하기 위해서는 전처리와 후처리 공정이 요구된다.
전처리 공정에서, 원심관에 세포분리시약을 넣은 후 원심관은 일정 각도로 기울여지고, 원심관 내부의 세포분리시약 상부에 샘플이 천천히 분주된다. 세포분리시약 상으로 샘플이 분주되는 속도가 빠르면, 세포분리시약과 검체인 샘플 간의 경계층이 무너지는 이유로 원심관을 기울여서 세포분리시약 위에 샘플을 원심관에 분주한다
분주가 완료되면 기울어진 원심관을 정위치시키고, 원심관을 원심분리기로 이동시켜 원심분리기의 회전에 의해서 세포 분리를 행한다. 이때, 일정 시간 회전되어 세포가 분리된 원심관에서 상층에 부유하는 의미 없는 세포를 포함하는 상층액을 제거하게 된다. 이러한 원심분리 및 상층액 제거 공정은 적어도 1회 이상 수행한다.
원심분리 공정이 완료되면, 원심분리기에서 원심관을 제거한 후, 원심관에 세포부유액을 분주한다. 또한, 세포가 뭉쳐 있으면 슬라이드 기판에 균일하게 분포되지 않아서 단층으로 형성되기 어려우므로, 원심관 내부의 분주된 세포부유액과 농축된 세포에 대하여 흡입 및 배출 조작을 반복하여 균일하게 혼합되도록 한다. 균일하게 혼합된 용액을 슬라이드 기판에 탈착 가능하도록 고정되어 있는 슬라이드챔버 내부에 분주한다.
이와 같이, 본 발명에서 전처리는 세포가 포함된 혼합용액을 슬라이드챔버(112)로 주입하기 이전 단계까지의 샘플 혹은 세포의 처리공정을 지칭한다.
슬라이드챔버(112)에 전처리 후에 분주된 세포는, 단층으로 고정되기 위하여, 고정액을 슬라이드챔버에 분주하게 되며, 세포가 자연침강되도록 일정 시간 경과 후에 상층액을 제거한다. 이러한 후처리 공정은 적어도 1회 이상 수행되며, 이는 기판에 단층으로 세포를 고정하기 위한 처리 공정이다. 이러한 후처리 공정에 의해서 고정액을 분주하면 기판에 부착되지 않은 세포들이 떨어져서 부유하게 되므로 상층부에 부유하는 이들을 제거하여 단층으로 세포를 기판에 고정시키게 된다.
도 1은 자동 세포 도말 시스템의 사시도로서, 자동 세포 도말 시스템의 동작을 제어하는 제어부(133)를 조작하는 터치모니터, 비상정지 버튼, 전원버튼이 장치본체(100)의 외부표면에 형성되어 있으며, 세포 도말 동작 중에 외부로부터의 충격 혹은 오염 물질의 유입을 방지하고, 장치 동작 중의 돌발 사태가 발생할 경우 사용자를 보호할 수 있는 도어가 장치본체에 형성되어 있다. 도어의 정면에는 아크릴 같은 투명한 재질로 이루어진 윈도우가 구비되어, 장치 작동중의 상황을 외부에서 쉽게 모니터를 할 수 있다.
장치본체(100)의 도어를 개방하면, 도 1 및 도 2에서 보여주는 바와 같이, 세포 도말에 필요한 장치 및 도구인 이송모듈(104), 샘플링홀더(101), 원심관홀더(102), 원심분리기도어(114)의 하부에 위치한 원심분리기(103), 팁홀더(108), 시약펌프모듈(121) 등이 일시정지 된다.
또한, 작업대에서 샘플 또는 시약을 주입하거나 혹은 원심분리된 원심관에서 상층액을 흡입하기 위해서 시약공급모듈, 원심관, 팁, 흡입관이 작업대에서 이동할 수 있도록 하는 이송모듈(104)이 작업대에 설치되고, 이송모듈(104)은 작업대의 X축 혹은 Y축변에 형성되어 있는 X축가이드바(110), Y축가이드바(111)에 의해서 소정의 원하는 위치로 이동이 가능하다. X축가이드바(110) 및 Y축가이드바(111)는 구동모터 및 볼스크류에 의해서 구동될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 X축가이드바(110) 및 Y축가이드바(111)에 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
본 발명의 샘플링홀더(101)에는 검사 대상인 액상 샘플이 수용되어 있는 하나 이상의 바이알 병이 장착되며, 이 때 바이알 병은 캡에 의해서 봉합될 수 있으며, 캡은 팁에 의해서 관통이 가능하도록 되어 있다. 샘플링홀더(101)는 복수의 샘플이 안치될 수 있으며, 도 1 및 도 2에서 샘플링홀더(101)는 규칙적으로 배열되어 있으나, 배열형태에는 제한이 없다.
원심관홀더(102)에는 원심관(113)이 안착되게 되며, 이송모듈(104)에 의해서 이동되는 팁장착모듈(107)에 의해서 원심관(113)에는 검사하고자 하는 액상샘플을 비롯한 시약 혹은 세포액이 하나 이상 선택적으로 수용된다. 원심관홀더(102)에 안치된 원심관은 이송모듈(104)에 의해서 이동되는 클램프모듈(105)에 의해서 원심분리기(103)에 안치될 수도 있다. 또한, 도 3에서 보여주는 바와 같이, 시약 또는 샘플이 주입되는 경우에 시약 또는 샘플이 원심관(113)의 벽면을 타고 흘러내리도록 하기 위하여, 시약 또는 샘플의 주입 시에 원심관홀더(102)에 전체적으로 경사를 부여하여, 원심관홀더에 안치되어 있는 원심관이 소정의 경사각으로 기울어지게 한다. 원심관홀더(102)는 도 3(B)에서 보여주는 바와 같이, 일측에 결합되어 있는 에어실린더에 의해서 기울어져서 경사를 갖게 된다.
원심관홀더(102)는 에어실린더에 의해서 기울일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 모터를 비롯한 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
원심관(113)에 세포분리시약 및 샘플이 수용된 후에, 이송모듈(104)의 클램프모듈(105)에 의해서 원심관은 원심분리기모듈(134)로 이송되어 원심분리기(103)에 안치된다.
도 8은 원심분리기모듈(134)로서, 원심관이 클램프모듈(105)에 의해서 원심분리기(103)에 안치되기 전에 원심분리기모듈(134)의 원심분리기도어(114)는 에어실린더에 의해서 개방되어, 원심관(113)이 원심분리기(103)에 안치되도록 한다. 원심분리기도어(114)는 에어실린더에 의해서 개방될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 모터를 비롯한 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
원심분리기는 일반적으로 BLDC모터가 사용되나, 회전에 후에 위치를 제어하기 어렵고 정밀도가 떨어져서 원심분리된 원심관의 원위치를 추적할 수가 없으므로, 본 발명인 자동화 장치에서 사용하지 않았다. 본 발명에서는 엔코더가 장착된 서보모터를 사용하여, 원심분리 후, 원심관의 원위치를 정확하게 추적할 수 있다. 원심분리 후에도 원심관의 원위치를 추적하여 각 원심관(113)에 수용되어 있는 샘플의 정보를 인식하는 것에 의해서, 세포 도말 시스템의 자동화가 가능하게 되며, 원심분리기 내에서 샘플이 원심분리 후에 원심관이 섞이거나 원심관 정보의 혼란을 야기할 수 있는 문제점을 예방할 수 있다. 모터의 종류는 이외에도 원심관의 위치를 추적할 수 있는 기능을 갖고 있는 것이라면 사용가능하다.
상기 이송모듈(104)은 도 4에서 보여주는 바와 같이, 클램프모듈(105), 팁장착모듈(107), 흡입모듈(106), 시약공급모듈(128)을 포함하며, 이들 구성은 각각에 형성되어 있는 구동모터 및 볼스크류에 의해서 구동되는 X축가이드바(110) 및 Y축가이드바(111)에 의해서 수평으로 이동을 하고, 상기 모듈 각각은 흡입모듈 Z축가이드바(118), 클램프모듈 Z축가이드바(119), 팁장착모듈 Z축가이드바(120), 에 결합되어 수직방향으로 이동을 할 수 있다. 또한, 시약공급모듈(128)은 시약공급모듈 공기실린더(129)에 의해서 수직방향으로 이동할 수 있다.
시약공급모듈(128)은 에어실린더에 의해서 개방될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 모터를 비롯한 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
도 4(B) 및 도 5에 도시되어 있는 클램프모듈(105)은 수평 및 수직으로 이동이 가능하고, 이송모듈에 고정되는 제1 상부고정부(122), 상기 이송모듈에는 고정되지 않으나, 제1 상부고정부(122)에 결합되는 제2 상부고정부(123)을 포함하고, 각각의 제1 및 제2 상부고정부의 하부에는 원심관을 파지할 수 있는 형태의 홈이 형성되어 있는 집게 형상의 제1 및 제2 하부고정부(124, 125)가 고정되어 있다. 또한, 클램프모듈이 원심관을 파지 시에, 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 하부고정부(124, 125)의 하부에 미끄럼 방지 코팅이 되어 있는 제1 및 제2 코팅모듈(126, 127)이 결합되어 있다. 이때 코팅모듈은 실리콘, 우레탄 또는 기타 연질 재질물이 코팅되어 미끄러짐을 방지하며, 제1 및 제2 코팅모듈(126, 127)이 실리콘, 우레탄 또는 기타 연질의 재질물로 형성될 수도 있다. 한편, 클램프 모듈이 원심관을 파지할 때에, 제2 상부고정부(123)가 모터 혹은 공압에 의해서 이격되어 원심관을 파지하게 된다. 또한 파지시 원심관이 파손되지 않도록 코팅모듈(126, 127) 뒤편에는 충격 완화 장치가 구성되어 있다.
상기 클램프모듈(105)은 시약 및 샘플이 수용된 원심관을 원심분리기(103)로 이동시켜주거나, 원심분리가 완료되면 원심관을 원심분리기로부터 원심관홀더(102)로 이송하는 기능을 한다.
도 4(C)에서 보여주는, 상기 흡입모듈(106) 역시 이송모듈에 결합되어 수평 및 수직으로 이동을 하게 되며, 흡입모듈은 하나 이상의 흡입관을 구비하여 각 회차의 원심분리가 종료되면 원심분리기에서 원심관을 제거하지 않은 상태에서 원심분리기 도어를 개방한 후에, 흡입모듈 Z축가이드바의 작동에 의해서 하강하여, 원심관의 상층액을 흡입할 수 있다.
상기 흡입모듈(106)의 흡입관은 각 흡입과 동시에 흡입된 상층액 혹은 불필요한 물질은 흡입관에 연결된 석션라인을 통하여 외부 폐수통 또는 폐수구로 배출된다. 흡입이 완료되면 각 샘플간 오염을 방지하기 위하여 작업대에 위치하는 제1 드레인 모듈(137)로 이동하여 제1 드레인 모듈(137)에서 나오는 세척액을 이용하여 각 석션 프로브(또는 흡입관, suction probe)의 끝부분을 씻어주고, 여기에서 씻겨진 세척액은 폐수통 또는 폐수구로 배출된다.
도 4(D) 및 도 7에서 보여주는, 팁장착모듈(107)은 팁홀더(108)에 위치하는 팁을 일단에 장착하고, 샘플링홀더(101)에 위치하는 바이알 병에서 샘플을 채취하여, 원심관홀더(102)에 위치하는 원심관(113)에 주입하거나, 최종적으로 원심분리가 완료된 상태의 최종 샘플, 즉 세포부유액과 원심분리에 의해서 농축된 세포를 슬라이드챔버(112)로 이송시킬 수 있다.
상기 팁장착모듈에 장착되어 사용된 팁은 도 2에서 보여주는 팁제거장치(109)로 이동하여 팁장착모듈에서 제거된다. 상기 팁제거장치(109)는 팁제거장치인입구(115)의 상부로 수평이동한 후, 팁장착모듈 Z축가이드바에 의해서 사용된 팁을 작업대 표면 이하로 하강시키고, 팁걸림턱(116)이 형성된 홈으로 수평이동하여 팁걸림턱(116)에 의해서 사용된 팁을 제거한다.
상기 원심관에서 장착된 팁에 의해서 원심관 내부에서 세포부유액과 농축된 세포를 혼합하여 세포를 부유시키며(세포부유액 펌프의 구동으로 팁 내부의 공기를 상하운동을 시켜서 세포부유액과 세포를 섞어주는 기능), 전처리가 완료된 세포는 팁장착모듈(107)의 팁에 의해서 슬라이드 기판 표면상에 위치하는 하나 이상의 슬라이드챔버(112)로 주입된다. 슬라이드 챔버는 기판 표면에 안치되어 있으며, 슬라이드챔버는 주입된 세포가 슬라이드챔버에 의해서 한정되는 영역에 슬라이드 기판에 고정되도록 한다.
도 6은 세척부 흡입모듈(130)로서, 슬라이드챔버(112) 및 슬라이드챔버가 고정될 수 있는 슬라이드 기판에 인접하여 설치되며, 이는 전처리가 완료된 세포가 슬라이드챔버(112)에 분주된 후, 세포가 단층으로 슬라이드챔버(112) 내에 고정되도록 후처리 공정을 수행하게 된다.
예를 들면, 도 6에서 보여주는 바와 같이, 세척부 흡입모듈(130)은 슬라이드챔버가 고정될 수 있는 슬라이드 기판 주위에 세척부 X축 가이드바(132) 및 세척부 Z축 가이드바(131)가 포함되어 형성되며, 구동 모터 혹은 에어실린더, 볼스크류에 의해서 구동되어 세척부 X축 가이드바(132)에 의해서 X축으로 수평이동하고, 세척부 Z축 가이드바(131)에 의해서 상하로 수직이동을 하게 된다.
상기 세척부 흡입모듈은 도 6에서 보는 바와 같이, 세척부 흡입관(135) 및 고정액 분주 모듈(136)이 장착되어 있으며, 상기 고정액 분주 모듈(136)은 후처리 공정 중에 고정액을 슬라이드챔버 내부로 분주하며, 상기 세척부 흡입관(135)은 고정액이 분주되고 일정 시간이 경과된 후 세포가 자연침강되면 상층액을 흡입하게 된다.
상기 세척부 흡입모듈(130)은 전처리 공정의 상기 흡입모듈(106)과 동일하게, 각 흡입과 동시에 흡입된 상층액 혹은 불필요한 물질은 흡입관에 연결된 석션라인을 통하여 외부 폐수통 또는 폐수구로 배출된다. 흡입이 완료되면 오염을 방지하기 위하여 도 2(A)에서 보여주는 바와 같이, 작업대 일측에 위치하는 제2 드레인 모듈(138)로 이동하여 제2 드레인 모듈(138)에서 나오는 세척액을 이용하여 각 석션 프로브(또는 흡입관, suction probe)의 끝부분을 씻어주고, 여기에서 씻겨진 세척액은 폐수통 또는 폐수구로 배출된다.
제어부(133)은 상기 이송모듈(104)에 포함되어 있는 클램프모듈(105), 흡입모듈(106), 팁장착모듈(107), 시약공급모듈(128)을 정해진 순서로 작동시켜서, 샘플, 시약을 원심관 혹은 슬라이드챔버로 이동시킬 뿐만 아니라 원심관을 원심분리기로 이동시키고, 원심분리된 원심관 내의 상층액을 제거하는 등의 자동 세포 도말 시스템에서 수행되는 일련의 전처리 세포 도말 과정 및 세척부 흡입모듈을 동작시켜 후처리 공정을 제어한다.
상기 제어부(133)는 먼저, 도4(E)에서 보여주는 바와 같이, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서, 상기 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입한다. 시약공급모듈(128)을 통한 세포분리시약의 주입은 시약펌프모듈(121)에 의해서 시약탱크에서 시약을 흡입하여 원심관(113)에 주입하는 구조로 되어있다.
상기 제어부(133)는 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입한 후, 상기 원심관홀더(102)가 에어실린더에 의해서 소정의 각도로 경사를 이루도록 하여, 샘플이 주입될 때 원심관의 벽면을 따라서 천천히 흐르는 것과 층형성을 유도한다. 이때, 샘플이 빠른 속도로 주입되면 세포분리시약과 검사대상인 샘플 간의 층이 무너질 수 있다.
원심관홀더(102)는 에어실린더에 의해서 기울일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 모터를 비롯한 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
상기 제어부(133)에 의해서, 상기 팁장착모듈(107)은 상기 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 채취하고,경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입한 후, 사용된 팁을 제거한다. 바이알 병에서 샘플을 채취할 때, 팁 내부의 공기를 이용하여 바이알 병 내부의 샘플들을 혼합시켜줄 수 있으며, 바이알 병에서 샘플은 약 4 ~ 6 ml 채취를 하며, 이에 제한되지 않는다. 이때, 바이알 병의 캡을 개방하고 샘플이 채취될 수도 있고, 바이알 병의 뚜껑에 실링이 되어있는 부분을 팁으로 뚫은 뒤, 그 팁으로 바로 검체를 채취할 수도 있다.
상기 제어부(133)는 경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)를 수평상태로 원위치로 회복시키고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)의 클램프에 의해서 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜, 에어실린더에 의해서 개방된 원심분리기모듈(134)의 원심분리기도어(114) 하부에 위치하는 원심분리기에 원심관(113)을 안치시키고, 원심분리기도어(114)를 폐쇄시킨다.
원심분리기도어(114)는 에어실린더에 의해서 개방될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 모터를 비롯한 직선운동을 부여할 수 있는 수단이면 어느 형태로도 채용가능하다.
상기 제어부(133)는 또한, 하나 이상인 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심분리기(103)를 적어도 1회차 이상으로 회전시켜 원심분리를 수행하며, 각각의 회차에서 원심분리기를 각각 상이한 회전속도로 회전시킨다. 회전속도 혹은 회전시간은 검사용도에 따라서 사용자가 지정할 수 있으며, 회차가 거듭되면서, 원심분리기의 회전속도를 높일 수도 있다. 자궁경부암 검사 시, 원심분리는 2차에 걸쳐서 행해지며, 원심분리기는 3분 내지 7분 사이로 회전을 한다. 1차 원심분리 시에는 회전속도 1,000 ~ 1,200rpm(3분) 2차 분리 시에는 회전속도 2,3000 ~ 2,600rpm(7분) 이나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 제어부(133)는 각각의 회차 원심분리 후에, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거한다. 또한, 각각의 회차 원심분리 후에는 다음 작업을 위하여 초기화가 진행되어, 원심분리기의 원심관 위치를 초기의 위치에 정렬을 시키게 되나, 이에 제한되지 않고 사용자가 설정에 의해서 변경이 가능하다. 흡입관(117)에 의해서 상층액을 흡입한 후에 상층액은 흡입 튜브라인(석션라인)을 통해 폐수통 또는 폐수구로 버려진다. 흡입모듈(106)은 드레인모듈(137)로 이동하여, 세척액에 의해서 흡입모듈 끝부분(probe 끝단)이 세척되고, 세척에 의해 발생된 폐수는 드레인 라인을 통해 폐기통 또는 폐수구로 배출되며, 흡입관은 세척된다. 상층액을 흡입하기 위하여 원심분리기도어가 개폐되는 것은 통상의 기술자에게 자명한 사항이라 할 수 있다. 또한, 원심분리 공정 중 흡입모듈에 의해서 제거되는 상층액은 세포분리시약 층 상부에 위치하는 의미 없는 세포층을 지칭한다.
상기 제어부(133)는 상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 하나 이상의 원심관(113)을 원심관홀더(102)에 안치시킨다.
원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)의 최하층에 위치하는 세포의 상부에 위치하는 상층액이 남아 있는 경우에는, 상기 흡입모듈(106)에 의해서 흡입하여 제거시킨다. 원심분리 후에 최종적으로 원심관 최하부에 위치하는 농축된 세포는 0.2 ml ~ 0.3 ml 정도이며, 이에 제한되지 않는다.
상기 팁장착모듈(107)에 연결된 시약펌프모듈(121)에 의해서 시약탱크에서 세포부유액을 흡입하여 원심관(113)에 주입한다. 세포부유액 1 ml ~ 2 ml 이 원심관으로 주입되며, 이에 제한되지 않는다.
상기 제어부(133)는 상기 팁장착모듈(107)에 하나 이상의 새로운 팁을 장착시키고, 팁장착모듈(107)을 세포부유액과 농축된 세포가 수용되어 있는 원심관으로 이동시켜, 흡입과 배출을 소정의 횟수 반복하여 혼합한다. 세포가 응집되어 있으면, 슬라이드 기판에서 균일하게 분산되지 않아서 단일층 구현에 어려움이 따르므로, 혼합을 행한다.
팁으로 검체를 샘플링 할 때는 시약펌프모듈(121)의 세포부유액 라인의 시약이 유입되는 라인을 완전히 비우거나 영향을 주지 않는 범위까지 비우게 되며, 원심분리 완료 후 이송모듈(104)에 의해서 원심관홀더로 원심관을 이동시킨다. 세포부유액 주입 시에는 시약펌프모듈(121)이 시약라인을 다시 채운 후, 원심관에 세포부유액을 넣고 시약라인을 다시 비워준다.
전처리 공정의 마지막으로, 제어부(133)는 상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 세포가 혼합이 된 후에, 세포부유액 및 세포를 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송하여, 하나 이상의 상기 슬라이드챔버(112) 하부에 위치하는 슬라이드 기판에 혼합된 세포를 분주시킨 뒤에, 사용된 팁을 제거한다.
후처리 공정에서, 제어부는(133)은 상기 세척부 흡입모듈(130)을 구동시켜 슬라이드챔버(112) 내로 고정액을 분주하고, 슬라이드챔버(112) 내의 슬라이드 기판에 부착되지 않은 세포를 포함하는 상층액을 제거한다. 제어부(133)는 세척부 X축 가이드바(132)를 동작시켜, 하나 이상의 고정액 분주 모듈(136) 및 세척부 흡입관(135)를 장착하고 있는 세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드 기판 상의 슬라이드챔버(112) 상방에 위치하게 하며, 세척부 Z축 가이드바(131)에 의해서 수직 하방으로 동작시킨다.
세척부 흡입모듈(130)이 슬라이드 기판 상의 슬라이드챔버(112)에 위치하면, 먼저, 상기 세척부 흡입모듈(130)의 고정액 분주 모듈(136)에 의해서 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주시킨 후 일정 시간 동안 세포를 자연침강시킨다. 여기서, 일정 시간은 침강된 세포가 슬라이드 기판에 부착되는 시간이다. 이때 고정액은 0.5 ~ 2ml 정도 범위로 분주되나 이에 제한되지 않는다. 고정액을 분주하면, 슬라이드 기판에 부착되지 않은 세포가 부유하게 되고, 세척부 흡입관(135)를 동작시켜 0.5 ~ 2ml 범위로 상층액을 제거하나 이에 제한되지 않는다. 흡입된 상층액은 석션라인을 통하여 외부 폐수통 또는 폐수구로 배출된다. 이러한 공정은 제어부(133)에 의해서 1회 이상 수행되며, 후처리 공정이 완료되면, 세척부 흡입모듈(130)은 정위치된다.
후처리 공정에서의 상층액은 슬라이드 기판에 부착된 세포층 상부에 존재하는 층을 지칭한다.
본 발명의 다른 일례는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법에 관한 것으로,
(i) 이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입하는 제1 단계;
(ii) 상기 원심관홀더(102)가 소정의 각도로 경사를 이루도록 하는 제2 단계;
(iii) 상기 팁장착모듈(107)은 상기 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 샘플링홀더(101)에 장착된 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 혼합하여 샘플을 채취하고, 경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입하는 제3 단계;
(iv) 경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)는 수평상태로 위치하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)에 의해서, 상기 제3 단계에서 샘플이 주입된 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜 원심분리기(103)에 안치시키는 제4 단계;
(v) 상기 원심분리기(103)에 의해서, 상기 제4 단계에서 원심분리기(103)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심관을 1회차 이상으로 각각 상이한 회전속도로 회전하여, 원심분리하고, 각각의 회차 원심분리 후에는, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 상기 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거하는 제5 단계;
(vi) 상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 원심관홀더(102)에 안치시키는 제 6단계;
(vii) 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)에서 최하층에 위치하는 농축된 세포의 상부에 위치하는 상층액을 상기 흡입모듈(106)에 의해서 제거하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 상기 팁장착모듈(107)에 연결된 세포부유액 펌프모듈(121)에 의해서 시약탱크에서 세포부유액을 흡입하여 원심관(113)에 주입되는 제7 단계;
(viii) 상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 상기 세포는 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송되어, 하나 이상의 슬라이드챔버(112)에 분주되는 제8 단계를 포함하여, 자동 세포 도말 시스템이 제어된다.
또한, 제 7단계 이후, 상기 팁장착모듈(107)에 하나 이상의 새로운 팁을 장착시키고, 팁장착모듈(107)을 세포부유액과 농축된 세포가 수용되어 있는 원심관으로 이동시켜, 흡입과 배출을 소정의 횟수 반복하여 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 사용된 팁은 제거된다.
상기 제3 단계, 제8 단계에서 상기 팁장착모듈(107)에 장착되어 사용된 하나 이상의 팁은 상기 팁제거장치(109)로 이동하여, 팁걸림턱(116)에서 제거되는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제5 단계, 제7 단계에서 상기 흡입모듈(106)이 상기 원심관(113) 내의 상층액을 제거한 후에, 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 세척하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 단계 내지 제6 단계 중 어느 한 단계에서, 원심관(113)을 원심분리기(103)에 안치 또는 원심분리기(103)로부터 제거하기 위하여 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하거나, 상기 흡입모듈(106)이 원심관(103)의 상층액을 흡입하기 위해서 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (ix) 슬라이드챔버(112)로 세포부유액과 세포가 분주된 제 8단계 이후, 세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드챔버(112) 상으로 위치시키고, 고정액 분주 모듈(136)에 의해서, 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주하는 제9 단계;
(x) 상기 제 9단계 이후 일정 시간이 경과된 후에, 슬라이드챔버(112) 내부의 상층액을 세척부 흡입관에 의해서 제거하는 제 10단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제 9단계 및 제 10단계는 필요에 따라서 복수회 반복할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 도면에 예시된 것에 한정되는 것은 아니며, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 액상 샘플이 수용되는 하나 이상의 바이알 병이 장착되는 샘플링홀더(101);
    세포액, 시약, 상기 액상 샘플 혹은 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 수용하는 하나 이상의 원심관(113)이 안착되는 원심관홀더(102);
    상기 원심관홀더(102)에 안착된 하나 이상의 원심관(113)이 이송되어 원심분리되는 원심분리기(103) 및 상기 원심분리기 상부에 위치하는 원심분리기 도어(114)를 포함하는 원심분리기모듈(134);
    세포액, 시약, 상기 액상 샘플, 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 이송하는 이송모듈(104)에 장착되어, 상기 원심관홀더(102)에 안착되어 있는 원심관을 원심분리기(103)로 이송 또는 원심분리기(103)로부터 제거하여 원심관홀더(102)에 안치하는 클램프모듈(105),
    상기 이송모듈(104)에 장착되어, 원심분리된 하나 이상의 원심관에서 상층액을 흡입하는 흡입모듈(106),
    상기 이송모듈(104)에 장착되어, 세포액, 시약 상기 액상 샘플, 전처리가 완료된 세포 중 어느 하나를 선택적으로 이송하는 하나 이상의 팁(tip)이 장착되는 팁장착모듈(107),
    상기 이송모듈(104)에 장착되어, 시약펌프에 의해서 도말에 필요한 시약을 선택적으로 상기 원심관에 주입하는 시약공급모듈(128),
    상기 이송모듈(104)에 장착되어 이송모듈(104)를 X축으로 이동시키는 X축가이드바(110) 및 Y축으로 이동시키는 Y축가이드바(111)를 포함하는 이송모듈(104);
    상기 팁(tip)장착모듈(107)에 장착되는 하나 이상의 팁이 보관되는 팁홀더(108);
    상기 팁(tip)장착모듈(107)에서 사용된 하나 이상의 팁이 제거되는 팁제거장치(109);
    상기 원심관에서 전처리가 완료된 세포가 분주되는 슬라이드 기판 표면상에 위치하는 하나 이상의 슬라이드챔버(112);
    상기 슬라이드 기판에 인접하여 설치되며, 세척부 X축 가이드바(132)에 의해서 수평이동할 수 있고, 세척부 Z축 가이드바(131)에 의해서 수직이동이 가능하며, 하나 이상의 세척부 흡입관(135) 및 고정액 분주 모듈(136)이 형성되어 있는 세척부 흡입모듈(130);
    세포 도말을 위하여 상기 원심관홀더(102), 이송모듈(104), 원심분리기모듈(134), 세척부 흡입모듈(130)을 작동시키는 제어부(133)를 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(133)는 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서 상기 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입하는 제1 단계;
    상기 원심관홀더(102)가 소정의 각도로 경사를 이루도록 하는 제2 단계;
    상기 팁장착모듈(107)은 상기 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 혼합하여 샘플을 채취하고, 경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입하는 제3 단계;
    경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)는 수평상태로 위치하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)에 의해서, 상기 제3 단계에서 샘플이 주입된 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜 원심분리기(103)에 안치시키는 제4 단계;
    상기 원심분리기(103)에 의해서, 상기 제4 단계에서 원심분리기(103)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심관을 1회차 이상으로 각각 상이한 회전속도로 회전하여, 원심분리하고, 각각의 회차 원심분리 후에는, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 상기 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거하는 제5 단계;
    상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 원심관홀더(102)에 안치시키는 제6 단계;
    원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)에서 최하층에 위치하는 농축된 세포의 상부에 위치하는 상층액을 상기 흡입모듈(106)에 의해서 제거하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 팁장착모듈(107)에 의해서 세포부유액이 원심관(113)에 주입되는 제7 단계;
    상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 상기 농축된 세포는 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송되어, 하나 이상의 상기 슬라이드챔버(112)에 분주되는 제8 단계;
    세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드챔버(112) 상으로 위치시키고, 고정액 분주 모듈(136)에 의해서, 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주하는 제9 단계;
    상기 제 9단계 이후 일정 시간이 경과된 후에, 슬라이드챔버(112) 내부의 상층액을 세척부 흡입관에 의해서 제거하는 제10 단계;를 포함하도록 작동시키는 자동 세포 도말 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(133)는 상기 제3 단계, 제8 단계에서 상기 팁장착모듈(107)에 장착되어 사용된 하나 이상의 팁이 상기 팁제거장치(109)에서 제거되는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(133)는 상기 제5 단계, 제7 단계에서 상기 흡입모듈(106)이 상기 원심관(113)에서 상층액을 제거한 후에, 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 세척하는 단계 및 상기 제10 단계에서 상기 세척부 흡입모듈(130)이 상기 슬라이드챔버(112)에서 상층액을 제거한 후에, 세척부 흡입모듈(130)의 세척부 흡입관(135)을 세척하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부(133)는 상기 제4 단계 내지 제6 단계 중 어느 한 단계에서, 원심관(113)을 원심분리기(103)에 안치 또는 원심분리기(103)로부터 제거하기 위하여 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하거나, 상기 흡입모듈(106)이 원심관(103)의 상층액을 흡입하기 위해서 상기 원심분리기도어(114)를 개폐하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제 7단계 이후, 상기 팁장착모듈(107)에 하나 이상의 팁을 장착시키고, 팁장착모듈(107)을 상기 세포부유액과 농축된 세포가 수용되어 있는 상기 원심관홀더(102)의 원심관으로 이동시켜, 흡입과 배출을 소정의 횟수 반복하여 혼합하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제 9단계 및 제10 단계는 1회 이상 반복되는 자동 세포 도말 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원심관홀더(102)는 안치된 하나 이상의 원심관(113)을 기울이기 위하여 소정의 각도로 경사를 이룰 수 있는 자동 세포 도말 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 클램프모듈(105)은 상기 이송모듈(104)에 고정되는 제1 상부고정부(122), 제1 상부고정부(122)에 결합되는 제2 상부고정부(123)을 포함하고, 각각의 제1 및 제2 상부고정부의 하부에는 원심관을 파지할 수 있는 형태의 홈이 형성되어 있는 집게 형상의 제1 및 제2 하부고정부(124, 125)가 결합되며, 상기 제1 및 제2 하부고정부(124, 125)의 하부에는 미끄럼 방지 코팅이 되어 있는 제1 및 제2 코팅모듈(126, 127)이 결합되어 있는 자동 세포 도말 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 흡입모듈(106)은 하나 이상의 흡입관(117)를 상하로 동작시키는 흡입모듈 Z축가이드바(118)에 결합되어 있으며, 상기 클램프모듈(105)은 클램프를 상하로 동작시키는 클램프모듈 Z축가이드바(119)에 결합되어 있으며, 상기 팁장착모듈(107)은 팁을 상하로 동작시키는 팁장착모듈 Z축가이드바(120)에 결합되어 있는 자동 세포 도말 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 사용한 후에, 상기 흡입관(117)을 세척하는 제1 드레인 모듈(137) 및 상기 세척부 흡입모듈(130)의 세척부 흡입관(135)을 사용한 후, 상기 세척부 흡입관(135)을 세척하는 제2 드레인 모듈(138)을 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 팁제거장치(109)는 상기 팁장착모듈(107)에 장착된 팁을 사용한 후에, 인입되는 팁제거장치 인입구(115) 및 팁제거를 위한 팁걸림턱(116)을 포함하는 자동 세포 도말 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 원심분리기(103)는 원심분리하는 원심관의 위치와 원심분리기의 회전속도 및/또는 위치를 제어하는 엔코더가 장착된 서보모터에 의해서 작동하는 자동 세포 도말 시스템.
  14. 다음의 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법:
    이송모듈(104)에 장착되어 있는 시약공급모듈(128)에 의해서 원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)에 세포분리시약을 주입하는 제1 단계;
    상기 원심관홀더(102)가 소정의 각도로 경사를 이루도록 하는 제2 단계;
    팁장착모듈(107)은 팁홀더(108)에서 하나 이상의 팁을 장착하고, 하나 이상의 상기 바이알 병에서 샘플을 혼합하여 샘플을 채취하고, 경사를 이루고 있는 상기 원심관(113)에 채취한 샘플을 주입하는 제3 단계;
    경사를 이루고 있는 상기 원심관홀더(102)는 수평상태로 위치하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 클램프모듈(105)에 의해서, 상기 제3 단계에서 샘플이 주입된 하나 이상의 원심관(113)을 이동시켜 원심분리기(103)에 안치시키는 제4 단계;
    상기 원심분리기(103)에 의해서, 상기 제4 단계에서 원심분리기(103)에 안치된 하나 이상의 원심관(113)의 위치를 제어하면서, 상기 원심관을 1회차 이상으로 각각 상이한 회전속도로 회전하여, 원심분리하고, 각각의 회차 원심분리 후에는, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 흡입모듈(106)에 의해서 하나 이상의 상기 원심관 내의 원심분리된 샘플의 상층부를 제거하는 제5 단계;
    상기 원심분리기(103)에 의해서 원심분리가 완료된 후, 상기 클램프모듈(105)에 의해서, 하나 이상의 원심관(113)을 원심분리기로부터 제거하고, 원심관홀더(102)에 안치시키는 제6 단계;
    원심관홀더(102)에 안치된 하나 이상의 상기 원심관(113)에서 최하층에 위치하는 농축된 세포의 상부에 위치하는 상층액을 상기 흡입모듈(106)에 의해서 제거하고, 상기 이송모듈(104)에 장착되어 있는 팁장착모듈(107)에 의해서 세포부유액이 원심관(113)에 주입되는 제7 단계;
    상기 원심관(113) 내부에서 혼합된 상기 세포부유액 및 최하층에 위치하는 상기 농축된 세포는 상기 팁장착모듈(107)에 의해서 이송되어, 하나 이상의 상기 슬라이드챔버(112)에 분주되는 제8 단계;
    세척부 흡입모듈(130)을 슬라이드챔버(112) 상으로 위치시키고, 고정액 분주 모듈(136)에 의해서, 고정액을 슬라이드챔버(112) 내부로 분주하는 제9 단계;
    상기 제 9단계 이후 일정 시간이 경과된 후에, 슬라이드챔버(112) 내부의 상층액을 세척부 흡입관에 의해서 제거하는 제 10단계;
    를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 단계, 제8 단계에서 상기 팁장착모듈(107)에 장착되어 사용된 하나 이상의 팁이 상기 팁제거장치(109)에서 제거되는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제5 단계, 제7 단계에서 상기 흡입모듈(106)이 상기 원심관(113) 내의 상층액을 제거한 후에, 흡입모듈(106)의 흡입관(117)을 세척하는 단계 및 상기 제10 단계에서 상기 세척부 흡입모듈(130)이 상기 슬라이드챔버(112)에서 상층액을 제거한 후에, 세척부 흡입모듈(130)의 세척부 흡입관(135)을 세척하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제4 단계 내지 제6 단계 중 어느 한 단계에서, 원심관(113)을 원심분리기(103)에 안치 또는 원심분리기(103)로부터 제거하기 위하여 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하거나, 상기 흡입모듈(106)이 원심관(103)의 상층액을 흡입하기 위해서 상기 원심분리기 도어(114)를 개폐하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제 7단계 이후, 상기 팁장착모듈(107)에 하나 이상의 팁을 장착시키고, 팁장착모듈(107)을 상기 세포부유액과 농축된 세포가 수용되어 있는 상기 원심관홀더(102)의 원심관으로 이동시켜, 흡입과 배출을 소정의 횟수 반복하여 혼합하는 단계를 포함하는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제 9단계 및 제10 단계는 1회 이상 반복되는 자동 세포 도말 시스템 제어 방법.
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