WO2020049403A1 - Vorrichtung zum ausbringen von blut auf einem substrat - Google Patents

Vorrichtung zum ausbringen von blut auf einem substrat Download PDF

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WO2020049403A1
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blood
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cells
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PCT/IB2019/057147
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Gaby MARQUARDT
Jenny LUDWIG
Martin Müller
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Siemens Healthcare Diagnostics Inc
Original Assignee
Siemens Healthcare Diagnostics Inc
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/2813—Producing thin layers of samples on a substrate, e.g. smearing, spinning-on
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00039—Transport arrangements specific to flat sample substrates, e.g. pusher blade

Definitions

  • the invention is in the field of automatic hematology analyzer and relates to a device for automatically dispensing blood from a blood sample onto a substrate in a homogeneous monolayer for analyzing cells in a sample using a microscope device.
  • automated cell counters are used with increasing success for the automated analysis of cells. Examples include the Ad-via 2120, the Sysmex XE-2100 and the Cobas m 511 device. These automated devices, apart from their high throughput, provide some advantages, such as high objectivity (no variability depending on the observer), elimination of statistical variations that are usually associated with manual counting (high cell count), and the determination of numerous parameters that would not be available with a manual count and, as mentioned, more efficient and cost-effective handling. Some of these devices can process 120 to 150 patient samples per hour.
  • cell counting and size determination are based on the detection and measurement of changes in electrical conductivity (Resistance) caused by a particle moving through a small opening.
  • Particles such as blood cells, are not themselves conductive, but are suspended in an electrically conductive diluent.
  • the passage of a single individual cell temporarily increases the impedance (resistance) of the electrical path between the two electrodes located on each side of the opening.
  • the optical method comprises passing a laser light beam or an LED light beam through a diluted blood sample, which is in a continuous stream from the laser beam or the LED
  • Beam of light is captured.
  • the corresponding light beam can e.g. be guided to the flow cell using an optical fiber. Every cell that passes through the detection zone of the flow cell scatters the focused light. The scattered light is then detected by a photodetector and converted into an electrical pulse.
  • the number of pulses generated here is directly proportional to the number of cells that passes through the detection zone in a specific period of time.
  • the light scattering of an individual cell that passes through the detection zone is measured at different angles.
  • the scattering behavior of the respective cell for the optical radiation is detected, which allows conclusions to be drawn, for example, about the cell structure, shape and reflectivity.
  • This scattering behavior can be used to differentiate between different types of blood cells and to use the derived parameters for diagnosing deviations of the blood cells of this sample from a standard, which was obtained, for example, from a large number of reference samples classified as normal.
  • a blood sample has previously usually been smeared on a glass slide and then manually or automatically evaluated microscopically.
  • a small drop of blood is usually first applied at a distance of approximately 1 cm to the right end of the slide.
  • a second slide is then brought up to the drop of blood from the left until the drop of blood is distributed on the back of the glass edge. Now pull the blood in the opposite direction quickly and evenly from right to left across the entire slide.
  • the blood is thinned out like a train and the blood cells are isolated and can be better assessed.
  • the blood smear is typically about 20 mm wide.
  • Automated systems for dispensing blood in a monolayer also spread the blood over the entire surface of the slide.
  • the application can also be carried out by means of a meandering movement. Because of the high number of cellular components, blood is difficult to dispense as a uniform monolayer over a longer distance.
  • An object of the invention is therefore, inter alia, to provide an improved and simplified device which enables blood of a blood sample to be applied to a substrate more uniformly and more reliably in a homogeneous monolayer in order to have a perfectly automated microscopic assessment of the differential blood count and thus fully automated processing of the samples.
  • the invention is based on the idea that by using a special nozzle that is positioned at a fixed distance from the surface of the slide and moves at a constant speed relative to the surface of the slide, a uniform distribution of blood cells on the to be dispensed is Lets create surface.
  • a thinner strip with a width of 3 to 5 mm is preferably produced according to the invention, but which has a more uniform distribution with a homogeneous monolayer over a longer distance.
  • the fixed distance between the nozzle and the surface of the slide, a constant speed of sample dispensing from the nozzle and a constant relative movement of nozzle and slide with constant speed of particular importance For the application of the blood as a monolayer, the fixed distance between the nozzle and the surface of the slide, a constant speed of sample dispensing from the nozzle and a constant relative movement of nozzle and slide with constant speed of particular importance.
  • the object of the invention includes in particular a device for automatically dispensing blood from a blood sample on a substrate in a homogeneous monolayer, the device comprising a nozzle opening for dispensing the blood and a device for transporting a substrate below the nozzle opening, the distance between the nozzle opening and a surface of the substrate oriented toward the nozzle opening is constant, and the distance is between 10 and 20 micro meters and the device for transporting the substrate is designed to remove the substrate at a constant speed under the nozzle opening to move.
  • the nozzle opening preferably has an inner diameter, the nozzle opening encompassing a wall with a wall thickness and the ratio of the inner diameter to the wall thickness being greater than or equal to 2, particularly preferably greater than or equal to 4, preferably greater than or equal to 5.
  • the inside diameter is preferably 1 mm and the wall thickness of the nozzle is 0.5 mm or the inside diameter is 1 mm and the wall thickness of the nozzle is 0.2 mm.
  • the inside diameter is particularly preferably 1 mm and the wall thickness of the nozzle is 0.25 mm. This has the effect of a more even distribution of the cells can be achieved over the entire cross-section of the smear and the streak has a clean, not frayed edge. At the same time, this also allows the thickness of the monolayer to be checked and to be set up for conditions optimized for optical analysis, for example.
  • the nozzle has an advantageous ratio with respect to the inner diameter of the nozzle opening and the wall thickness of the outer wall, which is particularly important in order to achieve a more uniform distribution over a longer distance with a homogeneous monolayer.
  • the device preferably further comprises a syringe with a volume of 25 micro liters, the blood being dispensed before, advantageously by means of the syringe.
  • a syringe with a volume of 25 micro liters, the blood being dispensed before, advantageously by means of the syringe.
  • the device comprises a threaded hose connector
  • Hose nozzle includes the nozzle opening and the
  • Hose connector preferably has a diameter of 1.6 mm.
  • the nozzle opening is made of polypropylene.
  • Another object of the invention is a method for automatically dispensing blood from a blood sample on a substrate in a homogeneous monolayer by means of a device according to the invention.
  • the blood is discharged from the nozzle opening at a constant rate of 0.15 to 0.35 micro liters per second, preferably of 0.25 micro liters per second.
  • the constant rate of delivery of the blood from the nozzle opening is dependent on the value the hematocrit of the corresponding sample.
  • the constant rate of blood delivery is higher at lower hematocrit values.
  • the constant rate of blood delivery is 0.25 micro liters per second for hematocrit values in the range from 37 to 45 percent and / or 0.35 micro liters for hematocrit values in the range of 19 to less than 37 percent per second.
  • the constant speed of the substrate is at least 1.20 cm per second and at most 1.50 cm per second, preferably 1.38 cm per second.
  • the cells form a particularly uniform monolayer on the substrate.
  • the output for the cells is surprisingly much gentler than in previously known processes which work at higher speeds. This is e.g. Also particularly important for the examination of pathologically changed cells, such as those e.g. with certain leukemias.
  • pathologically altered cells e.g. Leukocytes can be particularly sensitive because their cell wall is thinner and the cells have so far often burst when smeared and are then only detectable as so-called umbra.
  • lymphocytes of leukemia patients Due to the advantageous speed parameters according to the invention, the application of the cells is so gentle that pathological cells also remain intact and no or fewer cells burst. This enables e.g. a further analysis of pathologically altered lymphocytes.
  • the blood is applied in a line on the substrate, the line preferably having a width between 3 and 5 mm.
  • the line is preferably a straight line.
  • the line on the substrate has a length of 50 to 100 mm and the line preferably extends over the entire length of the substrate. This enables all cells of the sample to be recorded with a single linear scan. The digitization of the entire sample reduces the likelihood of overlooking pathological cells and it is no longer necessary to store the stained samples for possible follow-up examinations and this can be omitted.
  • the substrate is transparent in the visible spectral range. This has the advantage that the sample can be imaged particularly easily in a microscope using light geometry.
  • the substrate consists of glass, film and / or plastic.
  • the substrate has a hydrophilic surface. This has the advantage that the blood can be applied particularly easily in a monolayer to the corresponding surface.
  • at least 120 white blood cells are preferably applied to the substrate in a monolayer, 500 to 1000 white blood cells being particularly preferred for fully automatic differentiation.
  • the blood of the blood sample is taken up through the nozzle opening and where an air gap of 2 micro liters of air is taken up immediately after the blood is taken up.
  • Another object of the invention is the use of a device according to the invention and / or a method according to the invention in an automatic analyzer, preferably in an automatic hematology analyzer.
  • Another object of the invention is an automatic analyzer comprising a device according to the invention.
  • the invention further relates to an automatic analyzer comprising means for automatically executing a method according to the invention, the means preferably comprising a control device which is configured such that it can control an automatic execution of a method according to the invention.
  • the analyzer according to the invention is preferably an automatic analyzer, particularly preferably a semi-automatic or fully automatic hematology analyzer.
  • the analyzer preferably comprises a microscope with a camera.
  • the camera preferably comprises a digital recording device which is designed to record the light field imaged in the microscope.
  • the digital recording device preferably comprises a charge-coupled device (CCD) chip or a plurality of CCD chips.
  • the digital recording device is particularly preferably based on a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology and / or comprises a CMOS chip.
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the blood sample is preferably a blood sample from a human or an animal.
  • slide and substrate are used synonymously.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for automatically dispensing blood (1) from a blood sample on a substrate (2) in a homogeneous monolayer (8).
  • the device shown in FIG. 1 for automatically dispensing blood (1) from a blood sample on a substrate (2) in a homogeneous monolayer (8) is part of an automatic hematology analyzer.
  • the device for dispensing blood (1) comprises a nozzle (3) with a nozzle opening (4) and a device for transporting (5) a substrate (2).
  • the substrate (2) has a hydrophilic surface (6) which is aligned in the direction of the nozzle opening (4).
  • the distance between the nozzle opening (4) and the surface (6) of the sub strate (2) is 15 micro meters.
  • the device for trans port (5) of the substrate (2) moves the substrate (2) at a constant speed under the nozzle opening (4).
  • the direction of movement (7) of the substrate (2) is indicated by the arrow.
  • a homogeneous monolayer (8) with blood cells of the blood sample forms on the surface (6) of the substrate (2) below the nozzle opening (4).
  • the nozzle opening (4) consists of polypropylene and has an inner diameter of 1 mm and the wall thickness of the nozzle opening (4) is 0.25 mm.
  • the device (1) comprises a threaded hose connector, the hose connector the nozzle opening (4) comprises and wherein the hose connector preferably has a diameter of 1.6 mm.
  • the blood of the blood sample is taken up through the nozzle opening (4).
  • An air space of 2 micro liters of air is taken up immediately after the blood has been absorbed.
  • the blood is discharged from the nozzle opening (4) at a constant rate of 0.25 micro liters per second.
  • the constant speed of the substrate (2) is 1.38 cm per second.
  • the line in which the blood is applied to the substrate (2) has a width of 3 to 5 mm.
  • the line on the substrate (2) has a total length of 50 to 100 mm after completion of the application and extends over the entire length of the substrate (2).
  • the substrate (2) is transparent in the visible spectral range and consists of glass, plastic and / or a film.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Ausbringen von Blut (1) einer Blutprobe auf einem Substrat (2) in einer homogenen Monolage (8), die Vorrichtung umfassend eine Düsenöffnung (4) zum Ausbringen des Bluts und eine Vorrichtung zum Transport (5) eines Substrats (2) unterhalb der Düsenöffnung (4), wobei der Abstand zwischen der Düsenöffnung (4) und einer zur Düsenöffnung (4) hin orientierten Oberfläche (6) des Substrates (2) konstant ist und wobei der Abstand zwischen 10 und 20 Micro Metern beträgt und wobei die Vorrichtung zum Transport (5) des Substrates (2) dazu ausgebildet ist, das Substrat (2) mit konstanter Geschwindigkeit unter der Düsenöffnung (4) hinweg zu bewegen.

Description

Vorrichtung zum Ausbringen von Blut auf einem Substrat
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der automatischen Hämato- logie-Analyzer und betrifft eine Vorrichtung zum automati schen Ausbringen von Blut einer Blutprobe auf einem Substrat in einer homogenen Monolage zum Analysieren von Zellen in ei ner Probe unter Verwendung einer Mikroskopiervorrichtung.
Zur automatisierten Analyse von Zellen werden so genannte "automated cell counters" (Automatisierte Zellzählgeräte) mit zunehmendem Erfolg angewendet. Beispiele hierfür sind das Ad- via 2120, das Sysmex XE-2100 sowie das Cobas m 511 Gerät. Diese automatisierten Geräte stellen, abgesehen von ihrer ho hen Durchsatzzahl, einige Vorteile bereit, wie beispielsweise hohe Objektivität (keine Variabilität abhängig vom Beobach ter) , Elimination statistischer Variationen, die üblicher weise mit einer manuellen Zählung verbunden sind (Zählung ho her Zellzahlen) , sowie die Bestimmung zahlreicher Parameter, die bei einer manuellen Auszählung nicht verfügbar wären und, wie angesprochen eine effizientere und kosteneffektivere Handhabung. Einige dieser Geräte können 120 bis 150 Patien tenproben pro Stunde bearbeiten.
Die technischen Prinzipien der automatischen Einzelzellzäh lung im Advia 2120 und Sysmex XE-2100 System beruhen meist entweder auf einer Impedanz- (Widerstands-) Messung oder auf einem optischen System (Streulicht- bzw. Absorptionsmessung) . Weiter sind bildgebende Systeme etabliert, die z.B. Zellen eines Blutausstrichs automatisiert abbilden und bewerten, wie z.B. in den Cobas m 511, CellaVision DM96 und CellaVision 1200 Systemen.
Beim Impedanzverfahren erfolgt die Zellzählung sowie deren Größenbestimmung auf Grundlage des Nachweises und der Messung von Veränderungen in der elektrischen Leitfähigkeit (Widerstand) , die durch ein Teilchen verursacht werden, das sich durch eine kleine Öffnung hindurchbewegt. Teilchen, wie beispielsweise Blutzellen, sind selbst nicht leitend, werden jedoch in einem elektrisch leitenden Verdünnungsmittel sus pendiert. Wenn eine derartige Suspension von Zellen durch eine Öffnung hindurchgeleitet wird, nimmt bei Durchgang einer einzelnen individuellen Zelle die Impedanz (Widerstand) des elektrischen Weges zwischen den beiden Elektroden, die sich auf jeder Seite der Öffnung befinden, vorübergehend zu.
Im Gegensatz zum Impedanzverfahren umfasst das optische Ver fahren das Durchleiten eines Laserlichtstrahles oder eines LED Lichtstrahls durch eine verdünnte Blutprobe, die in einem kontinuierlichen Strom von dem Laserstrahl oder dem LED
Lichtstrahl erfasst wird. Der entsprechende Lichtstrahl kann dabei z.B. mittels eines Lichtwellenleiters zur Durchfluss zelle geleitet werden. Jede Zelle, die durch die Erfassungs zone der Durchflusszelle hindurchtritt, streut das fokus sierte Licht. Das gestreute Licht wird dann durch einen Fo todetektor nachgewiesen und in einen elektrischen Impuls um gewandelt. Die hier erzeugte Anzahl von Impulsen ist direkt zur Zellanzahl proportional, die durch die Erfassungszone in einer speziellen Zeitspanne hindurchtritt.
Bei den optischen Verfahren wird die Lichtstreuung der ein zelnen Zelle, die durch die Erfassungszone hindurchtritt, in verschiedenen Winkeln gemessen. Hierdurch wird das Streuver halten der jeweiligen Zelle für die optische Strahlung er fasst, das Rückschlüsse auf z.B. die Zellstruktur, Form und Reflexionsvermögen erlaubt. Dieses Streuverhalten kann dazu verwendet werden, verschiedene Arten von Blutzellen zu diffe renzieren und die abgeleiteten Parameter zur Diagnose von Ab weichungen der Blutzellen dieser Probe von einer Norm, die z.B. aus einer Vielzahl von als normal klassifizierten Refe renzproben gewonnen wurde, zu verwenden. Für die Anfertigung von Blutausstrichen zur Differenzialdiag nostik wird bisher üblicherweise eine Blutprobe auf einem Glasobjektträger ausgestrichen und anschließen manuell oder automatisiert mikroskopisch ausgewertet.
Für die Anfertigung eines Blutaustrichs wird bisher üblicher weise zunächst ein kleiner Tropfen Blut im Abstand von etwa 1 cm am rechten Ende des Objektträgers aufgebracht. Anschlie ßend wird ein zweiter Objektträger von links an den Bluts tropfen heran geführt, bis sich der Blutstropfen an der Rück seite der Glaskante verteilt. Nun zieht man das Blut in ent gegengesetzte Richtung ohne Druck von rechts nach links zügig und gleichmäßig über den ganzen Objektträger. Dadurch wird das Blut wie eine Schleppe ausgedünnt und die Blutzellen wer den vereinzelt und können besser beurteilt werden. Bei dieser Methode hat der Blutausstrich typischerweise eine Breite von etwa 20 mm.
Automatisierte Systeme zum Ausbringen von Blut in einer Mono lage bringen das Blut ebenfalls flächig über die gesamte Oberfläche des Objektträgers aus. Das Ausbringen kann dabei auch mittels einer meanderförmigen Bewegung erfolgen. Dabei lässt sich Blut aufgrund der hohen Anzahl an zellulären Be standteilen nur schwer als gleichmäßige Monolage über eine längere Strecke ausbringen.
Herkömmliche Blutausstriche werden auf einer Fläche von etwa 20 mm mal 40 mm angefertigt. Dabei liegen die Zellen aber nur in einem Bestimmten Bereich als Monolage vor. Das Vorliegen der Zellen als Monolage ist jedoch entscheidend um eine gute Qualität der Analyse zu gewehrleisten. Beim Auswerten der Blutausstriche werden heute typischerweise 100 bis 200 weiße Blutzellen gezählt. Um diese Anzahl an Zellen auf dem Aus strich im Bereich der Monolage zu finden wird der Objektträ ger daher meanderförmig abgescannt und analysiert. Derzeit dauert es 1 bis 3 Minuten, bis die 100 bis 200 Zellen automa tisiert abgescannt und digitalisiert sind. Die Zellbilder werden von den Systemen vorklassifiziert und von medizini schem Fachpersonal überprüft und freigegeben. Eine Vollauto matisierte Bearbeitung der Proben ist derzeit nicht möglich.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher unter anderem das Bereitstellen einer verbesserten und vereinfach ten Vorrichtung die es ermöglicht, Blut einer Blutprobe auf einem Substrat gleichmäßiger und in einer homogenen Monolage zuverlässiger automatisiert auszubringen um eine einwandfrei automatisierte mikroskopische Beurteilung des Differential blutbildes und somit eine vollautomatisierte Bearbeitung der Proben zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß von den Gegenständen der un abhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun gen der Erfindung sind insbesondere auch durch die Unteran sprüche gegeben.
Die Erfindung geht von der Idee aus, dass sich durch die Ver wendung einer speziellen Düse, die mit einem fest definierten Abstand zur Oberfläche des Objektträger positioniert wird und mit einer konstanten Geschwindigkeit relativ zur Oberfläche des Objektträgers bewegt wird eine gleichmäßige Verteilung von Blutzellen auf der auszubringenden Oberfläche erzeugen lässt .
Im Gegensatz zu herkömmlichen Ausstreichmethoden wird erfin dungsgemäß bevorzugt nur ein dünnerer Streifen mit einer Breite von 3 bis 5 mm erzeugt, der aber über eine längere Strecke hinweg eine gleichmäßigere Verteilung mit einer homo genen Monolage aufweist.
Für die Ausbringung des Bluts als Monolage sind dabei der fest definierte Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche des Objektträgers, eine konstante Geschwindigkeit der Pro benabgabe aus der Düse sowie eine konstante relative Bewegung von Düse und Objektträger mit gleichbleibender Geschwindig keit von besonderer Wichtigkeit.
Der Gegenstand der Erfindung umfasst insbesondere eine Vor richtung zum automatischen Ausbringen von Blut einer Blut probe auf einem Substrat in einer homogenen Monolage, die Vorrichtung umfassend eine Düsenöffnung zum Ausbringen des Bluts und eine Vorrichtung zum Transport eines Substrats un terhalb der Düsenöffnung, wobei der Abstand zwischen der Dü senöffnung und einer zur Düsenöffnung hin orientierten Ober fläche des Substrates konstant ist und wobei der Abstand zwi schen 10 und 20 Micro Metern beträgt und wobei die Vorrich tung zum Transport des Substrates dazu ausgebildet ist, das Substrat mit konstanter Geschwindigkeit unter der Düsenöff nung hinweg zu bewegen.
Dies hat den Vorteil, dass sich eine gleichmäßigere Vertei lung von Blutzellen auf der Oberfläche des Objektträgers er zeugen lässt. Insbesondere kann so über eine längere Strecke hinweg eine gleichmäßigere Verteilung mit einer homogenen Mo nolage erreicht werden.
Dadurch kann eine 5 bis 10-fache Erhöhung der Anzahl an auf genommenen und digitalisierten Zellen erreicht werden. Dies führt bei gleichbleibender Bildanalyse zu einer 5 bis 10-fa- chen Erhöhung der Statistik und bildet damit die Grundlage für eine vollautomatisierte Bildanalyse der Zellen.
Bevorzugt weist die Düsenöffnung einen Innendurchmesser auf, wobei die Düsenöffnung eine Wandung mit einer Wandstärke um fasst und wobei das Verhältnis des Innendurchmessers zur Wand stärke größer oder gleich 2, besonders bevorzugt größer oder gleich 4, bevorzugt größer oder gleich 5 ist. Bevorzugt beträgt z.B. der Innendurchmesser 1 mm und die Wandstärke der Düse 0,5 mm oder der Innendurchmesser 1 mm und die Wandstärke der Düse 0,2 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Innendurchmesser 1 mm und die Wandstärke der Düse 0,25 mm. Dies hat den Effekt, dass eine gleichmäßigere Verteilung der Zellen über den gesamten Querschnitt des Ausstrichs erreicht werden kann und der Aus strich einen sauberen, nicht ausgefransten Rand aufweist. Gleichzeitig erlaubt dies auch die Dicke der Monolage zu kon trollieren und auf für die z.B. optische Analytik optimierten Bedingungen einzurichten.
Dies hat den Vorteil, dass die Düse ein vorteilhaftes Verhält nis bezüglich des Innendurchmessers der Düsenöffnung und der Wandstärke der Außenwand aufweist, das besonders wichtig ist, um über eine längere Strecke hinweg eine gleichmäßigere Ver teilung mit einer homogenen Monolage zu erreichen.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung weiter eine Spritze mit 25 Micro Litern Volumen, wobei die Ausbringung des Blutes vor teilhafterweise mittels der Spritze erfolgt. Dies hat den Vor teil, dass das Blut auf besonders einfache Weise erfindungs gemäß ausgebracht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Vor richtung einen Schlauchstutzen mit Gewinde, wobei der
Schlauchstutzen die Düsenöffnung umfasst und wobei der
Schlauchstutzen bevorzugt einen Durchmesser von 1,6 mm auf weist. In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Düsen öffnung aus Polypropylen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum automatischen Ausbringen von Blut einer Blutprobe auf einem Substrat in einer homogenen Monolage mittels einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Blut aus der Düsenöffnung mit einer konstanten Rate von 0,15 bis 0,35 Micro Liter pro Sekunde, bevorzugt von 0,25 Micro Litern pro Sekunde ausgebracht. In einer besonders bevorzug ten Ausgestaltung des Verfahrens ist die konstante Rate der Ausbringung des Bluts aus der Düsenöffnung abhängig vom Wert des Hämatokrit der entsprechenden Probe. Bevorzugt ist die konstante Rate der Ausbringung des Bluts höher bei niedrige ren Hämatokritwerten. Vorteilhafterweise beträgt die kon stante Rate der Ausbringung des Bluts bei Werten des Hämato krit im Bereich von 37 bis 45 Prozent 0,25 Micro Liter pro Sekunde und/oder bei Werten des Hämatokrit im Bereich von 19 bis weniger als 37 Prozent 0,35 Micro Liter pro Sekunde.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens beträgt die konstante Geschwindigkeit des Substrates mindes tens 1,20 cm pro Sekunde und maximal 1,50cm pro Sekunde, be vorzugt 1,38 cm pro Sekunde. Dies bewirkt, dass die Zellen eine besonders gleichmäßige Monolage auf dem Substrat bilden. Gleichzeitig ist aufgrund der vergleichsweise niedrigeren Ge schwindigkeit das Ausbringen für die Zellen überraschender weise wesentlich schonender als bei bisher bekannte Verfah ren, die mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Dies ist z.B. auch für die Untersuchung von pathologisch veränderte Zellen besonders wichtig, wie sie z.B. bei bestimmten Leukä mien Vorkommen. Solche pathologisch veränderten Zellen, wie z.B. Leukozyten können besonders empfindlich sein, da ihre Zellwand dünner ist und die Zellen bisher beim Ausstrichen häufig platzen und dann nur noch als sogenannte Kernschatten detektierbar sind. Dies ist ein Problem, das z.B. insbeson dere häufig bei Lymphozyten von Leukämiepatienten auftritt. Aufgrund der vorteilhaften erfindungsgemäßen Geschwindig- keitsparameter ist das Ausbringen der Zellen so schonend, dass auch pathologische Zellen intakt bleiben und keine oder weniger Zellen Platzen. Dies ermöglicht z.B. eine weiterge hende Analyse von pathologisch veränderten Lymphozyten.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Blut in einer Linie auf dem Substrat ausgebracht, wobei die Linie bevorzugt eine Breite zwischen 3 und 5 mm aufweist. Bevorzugt handelt es sich bei der Linie um eine ge rade Linie. Dies hat den Vorteil, dass Substrate mit Blutaus strichen nicht länger wie bisher meanderförmig abgescannt werden müssen sondern lediglich linear. Dadurch muss die Scaneinheit nur noch einachsig verfahren werden, wodurch diese stabiler und kostengünstiger ausgestaltet werden kann und gleichzeitig wesentlich schneller arbeiten kann. Die gleichmäßige lineare Ausbringung ermöglicht es mehr Zellen aufzunehmen und dadurch für die Auswertung eine größere Sta tistik zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren wird durch eine komplette Digitalisierung der Probe die Wahrscheinlichkeit reduziert, seltene pathologische Zellen zu übersehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist die Linie auf dem Substrat eine Länge von 50 bis 100 mm auf und wobei bevorzugt die Linie sich über die gesamte Länge des Substrats erstreckt. Dies ermöglicht es mit einem einzi gen linearen Scan alle Zellen der Probe zu erfassen. Durch die Digitalisierung der kompletten Probe sinkt die Wahr scheinlichkeit, pathologische Zellen zu übersehen und eine Aufbewahrung der gefärbten Proben für etwaige Nachuntersu chungen ist nicht länger nötig und kann entfallen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung oder des Verfahrens ist das Substrat im sichtbaren Spektralbereich transparent. Dies hat den Vorteil, dass die Probe in Durch lichtgeometrie besonders einfach in einem Mikroskop abgebil det werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung oder des Verfahrens besteht das Substrat aus Glas, Folie und/oder Kunststoff .
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung oder des Verfahrens weist das Substrat eine hydrophile Oberfläche auf. Dies hat den Vorteil, dass sich das Blut besonders einfach gleichmäßig in einer Monolage auf die entsprechende Oberflä che aufbringen lässt. Bevorzugt werden zum differenzieren mindestens 120 weiße Blutzellen in einer Monolage auf das Substrat ausgebracht, wobei für eine vollautomatische Differenzierung besonders be vorzugt 500 bis 1000 weiße Blutzellen ausgebracht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird das Blut der Blutprobe durch die Düsenöffnung aufgenommen und wo bei unmittelbar nach Aufnahme des Bluts ein LuftZwischenraum von 2 Micro Litern Luft aufgenommen wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verwendung ei ner erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder eines erfindungs gemäßen Verfahrens in einem automatischen Analyzer, bevorzugt in einem automatischen Hämatologie-Analyzer .
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein automatischer Analyzer umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein automatischer Analyzer umfassend Mittel zur automatischen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei bevorzugt die Mittel eine Steuereinrichtung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie eine automatische Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfah rens steuern kann.
Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Analysa tor um einen automatischen Analysator, besonders bevorzugt um einen teilautomatischen oder vollautomatischen Hämatologie- Analysator. Bevorzugt umfasst der Analysator ein Mikroskop mit einer Kamera. Bevorzugt umfasst die Kamera ein digitales Aufzeichnungsgerät, das zum Aufnehmen des im Mikroskop abge bildeten Lichtfelds ausgebildet ist. Bevorzugt umfasst das digitale Aufzeichnungsgerät einen charge-coupled device (CCD) Chip oder mehrere CCD Chips. Besonders bevorzugt basiert das digitale Aufzeichnungsgerät auf einer Complementary Metal- Oxide-Semiconductor (CMOS) Technik und/oder umfasst einen CMOS Chip. Bei der Blutprobe handelt es sich bevorzugt um eine Blutprobe eines Menschen oder eines Tieres.
Die Begriffe Objektträger und Substrat werden synonym verwen det .
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung noch ein mal durch ein konkretes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das gezeigte Beispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Es zeigt:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich tung zum automatischen Ausbringen von Blut (1) einer Blutprobe auf einem Substrat (2) in ei ner homogenen Monolage (8) .
Die in FIG 1 gezeigte Vorrichtung zum automatischen Ausbrin gen von Blut (1) einer Blutprobe auf einem Substrat (2) in einer homogenen Monolage (8) ist Teil eines automatischen Hä- matologie-Analyzers . Die Vorrichtung zum Ausbringen von Blut (1) umfasst eine Düse (3) mit einer Düsenöffnung (4) sowie eine Vorrichtung zum Transport (5) eines Substrats (2) . Das Substrat (2) weist eine hydrophile Oberfläche (6) auf, die in Richtung der Düsenöffnung (4) ausgerichtet ist. Der Abstand zwischen der Düsenöffnung (4) und der Oberfläche (6) des Sub strats (2) beträgt 15 Micro Meter. Die Vorrichtung zum Trans port (5) des Substrats (2) bewegt das Substrat (2) mit kon stanter Geschwindigkeit unter der Düsenöffnung (4) hinweg.
Die Bewegungsrichtung (7) des Substrats (2) ist durch den Pfeil angegeben. Unterhalb der Düsenöffnung (4) bildet sich eine homogene Monolage (8) mit Blutzellen der Blutprobe auf der Oberfläche (6) des Substrats (2) aus. Die Düsenöffnung (4) besteht aus Polypropylen und weist einen Innendurchmesser von 1 mm auf und die Wandstärke der Düsenöffnung (4) beträgt 0,25 mm. Die Vorrichtung (1) umfasst einen Schlauchstutzen mit Gewinde, wobei der Schlauchstutzen die Düsenöffnung (4) umfasst und wobei der Schlauchstutzen bevorzugt einen Durch messer von 1,6 mm aufweist.
Das Blut der Blutprobe wird durch die Düsenöffnung (4) aufge- nommen. Unmittelbar nach Aufnahme des Bluts wird ein LuftZwi schenraum von 2 Micro Litern Luft aufgenommen. Das Blut wird aus der Düsenöffnung (4) mit einer konstanten Rate von 0,25 Micro Litern pro Sekunde ausgebracht. Die konstante Geschwin digkeit des Substrates (2) beträgt 1,38 cm pro Sekunde. Die Linie, in der das Blut auf das Substrat (2) aufgebracht wird hat eine Breite von 3 bis 5 mm. Die Linie auf dem Substrat (2) weist nach Abschluss der Ausbringung insgesamt eine Länge von 50 bis 100 mm auf und erstreckt sich über die gesamte Länge des Substrats (2) . Das Substrat (2) ist im sichtbaren Spektralbereich transparent und besteht aus Glas, Kunststoff und/oder einer Folie.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zum Ausbringen von Blut 2 Substrat
3 Düse
4 Düsenöffnung
5 Vorrichtung zum Transport
6 Oberfläche
7 Bewegungsrichtung
8 Monolage

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum automatischen Ausbringen von Blut (1) einer Blutprobe auf einem Substrat (2) in einer homoge nen Monolage (8), die Vorrichtung umfassend eine Düsen öffnung (4) zum Ausbringen des Bluts und eine Vorrich tung zum Transport (5) eines Substrats (2) unterhalb der Düsenöffnung (4), wobei der Abstand zwischen der Düsen öffnung (4) und einer zur Düsenöffnung (4) hin orien tierten Oberfläche (6) des Substrates (4) konstant ist und wobei der Abstand zwischen 10 und 20 Micro Metern beträgt und wobei die Vorrichtung zum Transport (5) des Substrates (4) dazu ausgebildet ist, das Substrat (4) mit konstanter Geschwindigkeit unter der Düsenöffnung
(4) hinweg zu bewegen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Düsenöffnung (4) einen Innendurchmesser aufweist und wobei die Düsenöff nung (4) eine Wandung mit einer Wandstärke umfasst und wobei das Verhältnis des Innendurchmessers zur Wand stärke größer oder gleich 2, besonders bevorzugt größer oder gleich 4, bevorzugt größer oder gleich 5 ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Düsenöffnung (4) aus Polypropylen besteht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wo bei die Vorrichtung einen Schlauchstutzen mit Gewinde umfasst, wobei der Schlauchstutzen die Düsenöffnung (4) umfasst und wobei der Schlauchstutzen bevorzugt einen Durchmesser von 1,6 mm aufweist.
5. Verfahren zum automatischen Ausbringen von Blut einer Blutprobe auf einem Substrat (2) in einer homogenen Mono lage (8) mittels einer Vorrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 4.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Blut aus der
Düsenöffnung (4) mit einer konstanten Rate von 0,15 bis 0,35 Micro Liter pro Sekunde, bevorzugt von 0,25 Micro Litern pro Sekunde ausgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die konstante Geschwindigkeit des Substrates (2) mindestens 1,20 cm pro Sekunde und maximal 1,50 cm pro Sekunde, be vorzugt 1,38 cm pro Sekunde beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Blut in einer Linie auf dem Substrat (2) ausgebracht wird, wobei die Linie bevorzugt eine Breite zwischen 3 und 5 mm aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die
Linie auf dem Substrat (2) eine Länge von 50 bis 100 mm aufweist und wobei bevorzugt die Linie sich über die ge samte Länge des Substrats (2) erstreckt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Substrat (2) im sichtbaren Spektralbereich transparent ist .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei das Substrat (2) aus Glas, Folie und/oder Kunststoff be steht .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei das Substrat (2) eine hydrophile Oberfläche (6) aufweist.
13. Automatischer Analyzer umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
14. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 12 in einem automatischen Analyzer.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001033363A (ja) * 1999-07-23 2001-02-09 Nippon Koatekku:Kk 塗抹標本作成装置
US20130021461A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-24 Constitution Medical, Inc. Sample applicator sensing and positioning
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