(57)【要約】      （修正有）【課題】検査用の生物試料の自動化された準備を可能にするシステムおよび方法を提供する。【解決手段】生物試料３が表面に面し、かつ基板と表面とが実質的に平行でありかつ少なくとも約１００ミクロンの離間部を形成するように、表面に対して基板を位置決めするステップと、試料および表面と接触するのに十分な量の（ｉ）第１の固定剤溶液（ii）第１の染料溶液（iii）第２の染料溶液（iv）第１の濯ぎ溶液を基板と表面との間の離間部の中に順次供給するステップと、溶液（ｉ）〜（iv）のうち各々１つを供給した後であってステップ溶液（ｉ）〜（iv）の次の１つを供給する前に、第１の撹拌サイクルを行なうステップを備え、第１の撹拌サイクルは、供給された溶液が第１の撹拌サイクルの持続時間の間試料に接触しつつ、基板と表面との間の距離を変更することを備え、さらに供給された溶液を離間部からおよび試料との接触から除去するステップを備える。【選択図】図１
2018059946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査用に基板上に生物試料を準備する方法であって、
（ａ）  前記生物試料が表面に面し、かつ前記基板と前記表面とが実質的に平行でありかつ少なくとも約１００ミクロンの離間部を形成するように、表面に対して前記基板を位置決めするステップと、
（ｂ）  前記試料および前記表面と接触するのに十分な量の（ｉ）第１の固定剤溶液、（ii）第１の染料溶液、（iii）第２の染料溶液、および（iv）第１の濯ぎ溶液を前記基
板と前記表面との間の前記離間部の中に順次供給するステップと、
（ｃ）  ステップ（ｂ）で溶液（ｉ）、（ii）、（iii）、および（iv）のうち各々１
つを供給した後であってステップ（ｂ）で溶液（ｉ）、（ii）、（iii）、および（iv）
の次の１つを供給する前に、
少なくとも第１の撹拌サイクルを行なうステップを備え、前記第１の撹拌サイクルは、供給された前記溶液が前記第１の撹拌サイクルの持続時間の間前記試料に接触しつつ、前記基板と表面との間の距離を変更することを備え、さらに
供給された前記溶液を前記離間部からおよび前記試料との接触から除去するステップを備える、方法。
【請求項２】
各々の順次供給するステップは、わずか３秒の間、１秒当たり少なくとも７０マイクロリットルの流量で、ステップ（ｂ）で前記溶液のうち１つを供給するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の撹拌サイクルは、
少なくとも１０ミクロンだけ前記基板と前記表面との間の前記距離を大きくすることと、
少なくとも５ミクロンだけ前記基板と前記表面との間の前記距離を小さくすることとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記供給された溶液を除去するステップは、少なくとも２秒間、大気圧よりも平方インチ当たり少なくとも１ポンド低い圧力を前記離間部に加えるステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
検査用に基板上に生物試料を準備する方法であって、
（ａ）  前記試料が表面に面し、かつ前記基板が前記表面と前記基板の少なくとも部分との間に少なくとも約１００ミクロンの離間部を形成するように位置決めされるように、表面に対して前記基板を位置決めするステップと、
（ｂ）  固定段階を行なうステップとを備え、前記固定段階は、
（ｉ）  前記試料および前記表面に接触するのに十分な量の固定剤を前記基板と前記表面との間の前記離間部の中に供給することと、
（ii）  少なくとも第１の撹拌段階を行なうこととを備え、前記第１の撹拌段階は、前記固定剤が前記第１の撹拌段階の持続時間の間前記試料に接触しつつ前記基板と表面との間の距離を変更することを備え、さらに前記固定段階は、
（iii）  前記離間部および前記試料から前記固定剤を除去することを備え、さらに
前記方法は、
（ｃ）  第１の染色段階を行なうステップを備え、前記第１の染色段階は、
（ｉ）  前記試料および前記表面に接触するのに十分な量の第１の染料を前記基板と前記表面との間の前記離間部の中に供給することと、
（ii）  少なくとも第２の撹拌段階を行なうこととを備え、前記第２の撹拌段階は、前記第１の染料が前記第２の撹拌段階の持続時間の間前記試料に接触しつつ前記基板と表面との間の前記距離を変更することを備え、前記第１の染色段階はさらに、
（iii）  前記離間部および前記試料から前記第１の染料を除去することを備え、さ
らに前記方法は、
（ｄ）  第２の染色段階を行なうステップを備え、前記第２の染色段階は、
（ｉ）  前記試料および前記表面に接触するのに十分な量の第２の染料を前記基板と前記表面との間の前記離間部の中に供給することと、
（ii）  少なくとも第３の撹拌段階を行なうこととを備え、前記第３の撹拌段階は、前記第２の染料が前記第３の撹拌段階の持続時間の間前記試料に接触しつつ前記基板と表面との間の前記距離を変更することを備え、前記第２の染色段階はさらに、
（iii）  前記離間部および前記試料から前記第２の染料を除去することを備え、さ
らに前記方法は、
（ｅ）  第１の濯ぎ段階を行なうステップを備え、前記第１の濯ぎ段階は、
（ｉ）  前記試料および前記表面に接触するのに十分な量の第１の濯ぎ液を前記基板と前記表面との間の前記離間部の中に供給することと、
（ii）  少なくとも第４の撹拌段階を行なうこととを備え、前記第４の撹拌段階は、前記第１の濯ぎ液が前記第４の撹拌段階の持続時間の間前記試料に接触しつつ前記基板と表面との間の前記距離を変更することを備え、前記第１の濯ぎ段階はさらに、
（iii）  前記離間部および前記試料から前記第１の濯ぎ液を除去することを備える
、方法。
【請求項６】
第２の濯ぎ段階を行なうステップをさらに備え、前記第２の濯ぎ段階は、
（ｉ）  前記試料および前記表面に接触するのに十分な量の第２の濯ぎ液を前記基板と前記表面との間の前記離間部の中に供給することと、
（ii）  少なくとも第５の撹拌段階を行なうこととを備え、前記第５の撹拌段階は、前記第２の濯ぎ液が前記第５の撹拌段階の持続時間の間前記試料に接触しつつ前記基板と表面との間の前記距離を変更することを備え、さらに前記第２の濯ぎ段階は
（iii）  前記第２の濯ぎ液を前記離間部および前記試料から除去することを備える、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記試料にわたって空気の流れを方向付けることによって乾燥サイクルを行なうステップをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
組合せられた方法ステップは６０秒未満で行なわれる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、６５０マイクロリットル未満の固定剤、第１の染料、第２の染料、および第１の濯ぎ流体を消費する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
組合せられた方法ステップは７０秒未満で行なわれる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、８５０マイクロリットル未満の固定剤、第１の染料、第２の染料、第１の濯ぎ液、および第２の濯ぎ流体を消費する、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２０１０年１１月１０日に出願された米国特許出願番号第１２／９４３，６８７号の一部継続出願であり、米国特許法第１２０条に基づく優先権を主張する。この出願は、２０１１年７月２１日に出願された米国仮特許出願番号第６１／５１０，１８０号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）（１）に基づく優先権も主張する。以上の出願の各々の内容の全体が引用により援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
何年にもわたって、検査技師は、検査の間の試料のコントラストを改善するように生物試料を準備するために、ロマノフスキー染色で用いられるものなどの色素および染料を用いてきた。そのような検査は典型的に、試料の画像を捕捉する別の機器である顕微鏡、または他の事例では肉眼での検査を利用する。検査用に試料を準備するためのいくつかの異なるシステムおよび方法が公知である。たとえば、米国特許第６，０９６，２７１号、第７，３１８，９１３号、および第５，４１９，２７９号、ならびに公開米国特許出願番号第２００８／０１０２００６号および第２００６／００７３０７４号は、試料処理の際に基板を染色するための機械および方法に関する。これらの刊行物は検査用に試料を染色することおよび準備することに対するさまざまな詳細を与える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
本開示は、検査用に生物試料を準備するための自動化されたシステムおよび方法に関する。試料は、たとえば顕微鏡スライドまたはカバースリップなどの基板に塗布される、たとえば赤血球、白血球、および血小板を含有する血液サンプルを含むことができる。異なる実施形態を用いて、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、唾液、および他の体液を含む生物サンプルから他の生物試料を準備することができる。開示の付加的な局面は、試料を固定し、染色し、濯ぎ、かつ撹拌するためのシステムおよび方法を含む。一般的に、本明細書中に開示されるシステムおよび方法は、最小限の流体量を用いて、迅速で、効率的で、かつ高度に均一な試料処理を提供する。方法は、固定、染色、および濯ぎ段階のうち１つ以上の間にまたはその後に１つまたは複数の撹拌段階を含む、１つ以上の固定、染色、および濯ぎ段階を含む。システムは、生物試料を準備しかつ検査するためのスタンドアロン機器またはより大きなシステム中の構成要素として実現可能である。
【０００４】
一般的に、第１の局面では、開示は、検査用に基板上に生物試料を準備するための装置を特徴とし、装置は、（ａ）基板グリッパを含む基板アームと、（ｂ）基板アームに接続され、かつ開放位置と試料処理位置との間で基板アームを動かすように構成される第１のアクチュエータと、（ｃ）基板アーム上に基板グリッパで把持される基板を撹拌するように配置されかつ構成される第２のアクチュエータと、（ｄ）基板アームが試料処理位置にあるときに基板と反対に位置する頂面を有するプラットフォームと、（ｅ）基板が基板処理位置でオフセットのすべてに接触するときに基板とプラットフォームの頂面とが実質的に平行であり、かつ少なくとも約５０ミクロンの離間部を形成するようにプラットフォームの頂面上に配置される２つ以上のオフセットとを含む。
【０００５】
装置の実施形態は、個別にまたは組合せて、以下の特徴のうち任意の１つ以上を含むことができる。
【０００６】
第１および第２のアクチュエータは、基板アームを動かすことおよび基板アーム上の基板グリッパで把持される基板を撹拌することの両方を行なうように構成される同じアクチュエータであることができる。プラットフォームの頂面の合計表面積は基板の合計表面積よりも小さいものであり得る。プラットフォームの頂面の外側端縁に配置される少なくとも３つ以上のオフセットが存在することができ、この場合、オフセットの先端は平面を規定する。
【０００７】
基板グリッパの上に吸引ポートが位置することができ、吸引ポートは、吸引チューブを通して吸引ポートへの吸引を与えることにより基板を基板グリッパに保持するための吸引源に接続されることができる。装置は、プラットフォームの頂面上に位置する第１の染料ポートと、第１の染料貯蔵部と、第１の染料ポートに接続されて染料が第１の染料貯蔵部から第１の染料ポートへかつ離間部の中へポンピングされる流体経路を設けるための第１の染料導管とを含むことができる。装置は、プラットフォームの頂面上であって第１の染料ポートの場所とは異なる場所に位置する第２の染料ポートと、第２の染料貯蔵部と、第２の染料導管とを含むことができ、第１および第２の染料ポートの両方は、基板が試料処理位置にあるときに基板上の試料区域から間隔を空けて頂面上に配置され、第２の染料導管は、第２の染料ポートに接続されて染料が第２の染料貯蔵部から第２の染料ポートへかつ離間部の中にポンピングされる流体経路を設ける。
【０００８】
装置は、プラットフォームの頂面上に位置する第１の固定剤ポートと、固定剤貯蔵部と、第１の固定剤ポートに接続されて固定剤が固定剤貯蔵部から第１の固定剤ポートへかつ離間部の中にポンピングされる流体通路を設けるための固定剤導管とを含むことができる。装置は、プラットフォームの頂面上に位置する第１の濯ぎポートと、濯ぎ溶液貯蔵部と、第１の濯ぎポートに接続されて濯ぎ流体が濯ぎ溶液貯蔵部から第１の濯ぎポートへかつ離間部の中へポンピングされる流体通路を設けるための濯ぎチューブとを含むことができる。
【０００９】
装置は、プラットフォームの頂面上に位置する第１の真空ポートと、第１の廃棄物容器と、第１の真空ポートに接続されて離間部または基板から流体を排出して流体を第１の廃棄物容器の中に入れる負圧の通路を設けるための第１の廃棄物導管とを含むことができる。装置は、プラットフォームの頂面上に位置する第２の真空ポートと、第２の真空ポートに接続されて離間部または基板から流体を排出しかつ流体を第１の廃棄物容器に入れる負圧の経路を設けるための第２の廃棄物導管とを含むことができる。第１および第２の真空ポートはプラットフォームの頂面の対向する端に位置することができる。
【００１０】
プラットフォームは、固定剤ポートと、第１の染料ポートと、第２の染料ポートと、濯ぎポートと、第１の真空ポートと、第２の真空ポートとを含むことができる。装置は、プラットフォームを支持するように配置されるブロックを含むことができ、ブロックは、固定剤ポートと、第１の染料ポートと、第２の染料ポートと、濯ぎポートと、第１の真空ポートと、第２の真空ポートとを含み、ブロック上の各々のポートはプラットフォームの中に位置するポートに対応する場所にある。
【００１１】
装置は、第１の染料貯蔵部と、第２の染料貯蔵部と、固定剤貯蔵部と、濯ぎ溶液貯蔵部と、廃棄物容器と、ポンプと、ポンプおよび貯蔵部に接続され、貯蔵部のうちいずれか１つ以上から流体を供給するように配置される複数の流体導管と、基板から廃棄物容器の中に流体を排出するための真空源とを含むことができる。装置は、基板が開放位置に位置するときに試料にわたって空気の流れを方向付けるように位置決めされる乾燥機を含むことができる。
【００１２】
装置の実施形態は適宜、本明細書に開示される他の特徴のいずれかおよび特徴の任意の組合せも含むことができる。
【００１３】
さらなる局面では、開示は、検査用に基板上に生物試料を準備する方法を特徴とし、方法は、（ａ）生物試料が表面に面するように、かつ基板と表面とが実質的に平行でありかつ少なくとも約１００ミクロンの離間部を形成するように、表面に対して基板を位置決めするステップと、（ｂ）試料および表面に接触するのに十分な量の（ｉ）第１の固定剤溶液、（ii）第１の染料溶液、（iii）第２の染料溶液、および（iv）第１の濯ぎ溶液を基
板と表面との間の離間部の中に順次供給するステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）で溶液（ｉ）、（ii）、（iii）、および（iv）の各々１つを供給した後であってステップ（ｂ）
で溶液（ｉ）、（ii）、（iii）、および（iv）のうち次の１つを供給する前に、少なく
とも第１の撹拌サイクルを行なうステップとを含み、第１の撹拌サイクルは、供給された溶液が第１の撹拌サイクルの持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに、供給された溶液を離間部および試料の接触から除去するステップを含む。
【００１４】
方法の実施形態は以下の特徴のうち任意の１つ以上を含むことができる。
各々の順次供給するステップは、わずか３秒間、１秒当たり少なくとも７０マイクロリットルの流量で、ステップ（ｂ）で溶液のうち１つを供給するステップを含むことができる。第１の撹拌サイクルは、少なくとも１０ミクロンだけ基板と表面との間の距離を大きくすることと、少なくとも５ミクロンだけ基板と表面との間の距離を小さくすることとを含むことができる。供給された溶液を除去するステップは、少なくとも２秒間、大気圧よりも平方インチ当たり少なくとも１ポンド低い圧力を離間部に加えるステップを含むことができる。
【００１５】
方法の実施形態は、適宜、本明細書中に開示される他の特徴のうちいずれかおよび特徴の任意の組合せも含むことができる。
【００１６】
別の局面では、開示は、検査用に基板上に生物試料を準備する方法を特徴とし、方法は、（ａ）生物試料が表面に面するように、かつ基板と表面とが実質的に平行でありかつ少なくとも約５０ミクロンの離間部を形成するように、表面に対して基板を位置決めするステップと、（ｂ）試料および表面に接触するのに十分な量の第１の染料を基板と表面との間の離間部の中に供給するステップと、（ｃ）少なくとも第１の撹拌段階を行なうステップとを含み、第１の撹拌段階は、第１の染料が第１の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに方法は、（ｄ）離間部および試料から第１の染料を除去するステップを含む。
【００１７】
方法の実施形態は、以下の特徴のうち任意の１つ以上を含むことができる。
供給するステップは、わずか３秒間、１秒当たり少なくとも７０マイクロリットルの流量で染料を供給するステップを含むことができる。撹拌段階は、少なくとも１０ミクロンだけ基板と表面との間の距離を大きくすることと、少なくとも５ミクロンだけ基板と表面との間の距離を小さくすることとを含むことができる。染料を除去するステップは、少なくとも２秒間、平方インチ当たり少なくとも１ポンドの真空力を離間部中の第１の染料に加えるステップを含むことができる。
【００１８】
方法は、試料および表面に接触するのに十分な量の第２の染料を基板と表面との間の離間部の中に供給するステップと、第２の撹拌段階を行なうステップとを含むことができ、第２の撹拌段階は、第２の染料が第２の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに、離間部および試料から第２の染料を除去するステップを含む。
【００１９】
方法の実施形態は、適宜、本明細書中に開示される他の特徴および／またはステップのうちいずれか、ならびにその任意の組合せも含むことができる。
【００２０】
さらなる局面では、開示は、検査用に基板上に生物試料を準備する方法を特徴とし、方法は、（ａ）試料が表面に面するように、かつ基板が表面と基板の少なくとも部分との間に少なくとも約５０〜２５０ミクロン、たとえば５０、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、または２５０ミクロンの離間部を形成するように位置決めされるように、表面に対して基板を位置決めするステップと、（ｂ）固定段階を行なうステップとを含み、固定段階は、（ｉ）試料および表面に接触するのに十分な量の固定剤を基板と表面との間の離間部の中に供給することと、（ii）少なくとも第１の撹拌段階を行なうこととを含み、第１の撹拌段階は、固定剤が第１の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに固定段階は（iii）離間部および試料から固定剤を除去することを含み
、さらに方法は、（ｃ）第１の染色段階を行なうステップを含み、第１の染色段階は、（ｉ）試料および表面に接触するのに十分な量の第１の染料を基板と表面との間の離間部の中に供給することと、（ii）少なくとも第２の撹拌段階を行なうこととを含み、第２の撹拌段階は、第１の染料が第２の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに第１の染色段階は（iii）離間部および試料から
第１の染料を除去することを含み、さらに方法は、（ｄ）第２の染色段階を行なうステップを含み、第２の染色段階は、（ｉ）試料および表面に接触するのに十分な量の第２の染料を基板と表面との間の離間部の中に供給することと、（ii）少なくとも第３の撹拌段階を行なうこととを含み、第３の撹拌段階は、第２の染料が第３の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに第２の染色段階は（iii）離間部および試料から第２の染料を除去することを含み、さらに方法は、（ｅ
）第１の濯ぎ段階を行なうステップを含み、第１の濯ぎ段階は、（ｉ）試料および表面に接触するのに十分な量の第１の濯ぎ液を基板と表面との間の離間部の中に供給することと、（ii）少なくとも第４の撹拌段階を行なうこととを含み、第４の撹拌段階は、第１の濯ぎ液が第４の撹拌段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに第１の濯ぎ段階は（iii）離間部および試料から第１の濯ぎ液を除
去することを含む。
【００２１】
方法の実施形態は、以下の特徴のうち任意の１つ以上を含むことができる。
方法は第２の濯ぎ段階を行なうことを含むことができ、第２の濯ぎ段階は、（ｉ）試料および表面に接触するのに十分な量の第２の濯ぎ液を基板と表面との間の離間部の中に供給することと、（ii）少なくとも第５の撹拌段階を行なうこととを含み、第５の撹拌段階は、第２の濯ぎ液が第５の濯ぎ段階の持続時間の間試料に接触しつつ基板と表面との間の距離を変更することを含み、さらに第２の濯ぎ段階は（iii）第２の濯ぎ液を離間部およ
び試料から除去することを含む。方法はさらに、試料にわたって空気の流れを方向付けることによって乾燥サイクルを行なうステップを含むことができる。
【００２２】
たとえば７０秒未満で（たとえば６０秒未満で）、組合せられた方法ステップを行なうことができる。いくつかの実施形態では、方法は６５０マイクロリットル未満の固定剤、第１の染料、第２の染料、および第１の濯ぎ流体を消費することができる。ある実施形態では、方法は、８５０マイクロリットル未満の固定剤、第１の染料、第２の染料、第１の濯ぎ液、および第２の濯ぎ流体を消費することができる。
【００２３】
方法の実施形態は、適宜、本明細書中に開示される他の特徴および／またはステップのいずれか、ならびにその任意の組合せも含むことができる。
【００２４】
別の局面では、開示は自動化された試料検査システムを特徴とし、このシステムは、基板にサンプル試料を塗布するアプリケータステーションと、本明細書中に開示される生物試料準備装置のうち任意の１つと、試料準備装置による準備の後に生物試料を画像化する画像化ステーションとを含む。
【００２５】
自動化された試料検査システムの実施形態は、適宜、本明細書中に開示される生物試料準備装置の特徴のうち任意の１つ以上を含む、本明細書中に開示される特徴のうち任意の１つ以上を含むことができる。
【００２６】
他に規定されなければ、本明細書中で用いられるすべての技術的および科学的用語は、この発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中に記載されるのと同様のまたは均等の方法および材料を本発明の実践または試験において用いることができるが、好適な方法および材料を以下に記載する。本明細書中で言及するすべての刊行物、特許出願、特許、および他の文献は、その全体が引用により援用される。競合の場合は、定義を含めて本明細書が優先する。さらに、材料、方法、および例は単に例示的なものであり、限定することを意図するものではない。
【００２７】
発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および請求項から明らかになるであろう。
【００２８】
さまざまな図面中の同じ参照符号は同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】両方のサンプルグリッパ２０Ａおよび２０Ｂが開放位置にある、検査用に生物試料を準備するための装置の実施形態の斜視図である。
【図２】（基板アームおよびサンプルグリッパが図示されていない）図１の装置の部分の別の斜視図である。
【図３Ａ】サンプルグリッパ２０Ａが開放位置にあり、サンプルグリッパ２０Ｂが閉じた（試料処理）位置にある、図１の装置のさらなる斜視図である。
【図３Ｂ】図１の装置の割り出し機構の斜視図である。
【図４】複数の流体導管による、装置と流体貯蔵部との間の接続を示す、図１の装置の斜視図である。
【図５】自動化された基板移動機および本明細書中に記載されるような試料準備装置の実施形態を含む試料検査システムの斜視図である。
【図６Ａ】試料グリッパ２０Ｂ、プラットフォーム６０Ｂ、およびブロック８０Ｂを詳細に示す、図１の装置の部分の拡大斜視図である。
【図６Ｂ】図１の装置の玉継手機構の斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの玉継手機構の断面図である。
【図７Ａ】基板アームを開放位置から閉じた（試料処理）位置へ動かすための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図７Ｂ】本明細書中に記載のような試料準備装置の実施形態の概略図である。
【図８Ａ】基板アームを開放位置から試料処理位置へ動かすための別の一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図８Ｂ】２つのアクチュエータを含む、検査用に生物試料を準備するための装置の概略図である。
【図９】固定剤を試料に塗布するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１０】染料を試料に塗布するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１１Ａ】過剰な流体を基板から除去するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１１Ｂ】過剰な流体を基板から除去するための別の一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１２】試料を濯ぐための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１３】試料を撹拌するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１４】試料を乾燥するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１５】より大きな試料検査システムで用いるような試料準備装置の斜視図である。
【図１６】基板の上に搭載される試料を処理するための一連のステップを示すフローチャートの図である。
【図１７】図１６のフローチャート中で時間の関数として消費される流体の容積を示すグラフの図である。
【図１８Ａ】自動化された基板移動機による基板アーム上への基板の載置を示す、図１の装置の斜視図である。
【図１８Ｂ】自動化された基板移動機による基板アーム上への基板の載置を示す、図１の装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
詳細な説明
自動化された生物試料処理のための方法およびシステムを本明細書中に開示する。本明細書中に記載する自動化された試料処理方法およびシステムは、最小限の試薬容積を用いつつ、また同時に手または他のシステムによって処理される試料と比較して染料、固定剤、および他の試薬の塗布と関連の変動性を大幅に低減する高度に均一なサンプル準備を生じつつ、向上した処理速度を含む、手動のおよび他の自動化された処理方法に勝る利点を与える。
【００３１】
従来の自動化された処理方法は、典型的に、同時に大量の処理流体を消費しながら比較的高い処理スループットを有するか、または低減された量の流体を消費しながら比較的低い処理スループットを有する。しかしながら、多数の適用例にとっては、高いスループット動作および低い流体消費の両方が望ましい。高いスループットを維持することにより、その後の検査のために試料を効率的に処理することができる。流体消費を低く保つことにより、必要とされる処理試薬の量とともに処理廃棄物の量が低減され、運用コストを低く保つ。本明細書中に開示するシステムおよび方法は、高度に均一でかつ繰返し可能な結果を生じながら、（たとえば試料当たり１ｍＬ未満の流体という）少量の処理流体を用いて、試料（たとえば単一の機械による１時間当たり１００を超える試料）の迅速な自動化処理を可能にする。
【００３２】
生物試料準備システムおよび方法
試料のある特徴の外観をよくするために、試料を検査する前に、試料を一連のステップで準備する。図１は、顕微鏡スライド、カバースリップ、または他の透明な表面などの基板２の上に検査または画像化用に生物試料を準備するための装置または機械１の実施形態を図示する。機械１は、図１５に示しかつ以下に説明するシステム２０００などの、体液または細胞を含有する他の生物サンプルを備える試料を準備しかつ分析するための全体的なシステムの中に組込み可能である。機械１は、一般的に、試料を取得する第１のステーションと、試料を基板に塗布する第２のステーションと、試料をそれぞれ固定し染色するための第３および第４のステーションと、試料を乾燥させる第５のステーションと、試料を画像化する第６のステーションと、試料から得られた画像およびデータを分析するための第７のステーションとを特徴とするシステムを含むか、またはその部分を形成することができる。機械１のある実施形態はシステム２０００と整合する。機械１のいくつかの実施形態は、他の試料準備システム中でおよび／またはスタンドアロン機器として用いるこ
とができる。
【００３３】
機械１は、機械１の別の斜視図を提供する図４に示されるような制御システム５を含むかまたはこれに接続することができる。制御システム５は、ハードドライブ、光学式ドライブ、またはメモリなどのコンピュータ読出可能媒体に記憶されたソフトウェア指示を実行することができる中央処理装置を各々が内蔵する１つ以上のコンピュータを含むことができる。加えて、制御システム５は、ソフトウェア指示を実行するための電気回路構成を含むことができる。制御システム５は、ユーザコマンドを受信して機械１の動作を制御するためのユーザインターフェイスを含むことができる。コンピュータに記憶されたまたはコンピュータに与えられるソフトウェアは、試料処理の際に流体ポンプおよび真空装置などの機械１の構成要素の動作を制御するプログラムを含むことができる。たとえば、ソフトウェアは、さまざまな固定剤、染料、および濯ぎ剤を試料に塗布するように、かつ試料処理の際にいくつかの撹拌ステップを行なうように機械１に命令するための指示を含むことができる。
【００３４】
さらに、ソフトウェアはデフォルト設定を含むことができ、ユーザインターフェイスは、ユーザがこれらのデフォルト設定を変更できるようにするためのカスタマイズ特徴を内蔵してもよい。たとえば、ユーザインターフェイスは、ユーザが固定、染色、および濯ぎ段階の速度、頻度、または順序、ならびに（以下にさらに説明する）撹拌パラメータをカスタマイズできるようにするカスタマイズ特徴を内蔵することができる。制御システム５は、（Appletalk（登録商標）、ＩＰＸ、またはＴＣＰ／ＩＰなどの）ネットワークプロ
トコルを介して通信することもできる。たとえば、ネットワークプロトコルは（ツイストペアケーブルなどの）ケーブルおよび／またはＷｉＦｉなどの無線接続を用いてもよい。制御システムは、ネットワークプロトコルを用いて研究室情報システムに接続されてもよい。研究室情報システムは、機械１で処理される試料に関する情報を記憶するためのサーバおよび／またはデータベースを内蔵することができる。たとえば、データベースは、人または試料の源についての情報（たとえば、名前、誕生日（ＤＯＢ）、住所、試料が採取された時間、性別など）、試料の処理に関する情報（日付♯♯／♯♯／♯♯♯♯などに処理、試料番号♯など）、試料から取得された任意の画像のコピー、画像を分析することによって得られた任意の結果のコピーを提供するテーブルを内蔵してもよい。
【００３５】
図１を参照して、機械１は、システムまたは研究室ワークステーション内の場所に機器をしっかりと固定する支持部１１０Ａおよび１１０Ｂを含むことができる。機械１は、各々がそれらの基部でアクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂに接続される１つ以上の基板アーム１０Ａおよび１０Ｂも含む。基板アーム１０Ａおよび１０Ｂの両端は、試料処理の間に基板を受けかつ保持するための基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂを含む。各々の基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂは、機械１が（以下に説明する）すべての試料処理ステップを完了する間、基板２を受けかつ保持する。基板は、試料の処理および試料の処理後の顕微鏡検査の間に試料を保持するのに好適な顕微鏡スライド、カバースリップ、または他の透明な材料であってもよく、またはこれを含んでもよい。図１の実施形態は、生物試料３を含むガラスの顕微鏡スライド、基板２を示す。吸引ポートを用いて、基板グリッパ２０Ａ、２０Ｂは、試料処理の間、基板２を基板アーム１０Ａ、１０Ｂに保持することができる。吸引チューブ２３は吸引ポート２１Ａおよび２１Ｂならびに２２Ａおよび２２Ｂを通して基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂに吸引を与える（ポート２１Ａおよび２２Ａは図１のスライド２の裏に位置決めされ、破線で示されていることに留意されたい）。
【００３６】
図１−図３に示す機械１の実施形態は、基板アーム１０Ａおよび１０Ｂの各々の上に基板を保持しかつ処理することができるデュアル基板機械である。他の実施形態は、逐次にまたは同時に単一の基板または３枚以上の基板を処理することを提供する。さらに、図１−図６に示す実施形態は基板２を基板アーム１０Ａおよび１０Ｂに付着するのに吸引を用
いる一方で、代替的な実施形態は、試料処理の間基板２を基板アーム１０Ａに付着するのにさまざまな種類のクランプ、フィンガ、または（基板が磁化される場合は）磁石を用いることができる。
【００３７】
図５および図１８Ａ−Ｂに示す実施形態では、機械１は、自動化された基板移動機１２０からまたは個人から手作業で、試料３を担持する基板２を受ける。一例として、基板移動機１２０は、ステーション同士の間で（たとえばステーション１２１からステーション１２２へ、ステーション１２３へ、ステーション１２４へ、かつステーション１２５へ）基板を運搬する機器であり得る。図５は、第１の標識読取器ステーション１２１、アプリケータステーション１２２、機械１を含む染色ステーション１２３、カメラまたは画像化ステーション１２４、および第２の標識読取器ステーション１２５を有するシステムを示す。第１の標識読取器ステーション１２１は、特定の基板２およびその上の試料３を同定するのに用いられるバーコードおよび／または「フィンガプリント」情報などの情報を基板２から読取るように構成される。第２の標識読取器ステーション１２５は同じ態様で機能し、それが読取る情報は、ステーション１２４で画像化される試料３が処理された基板と同じであることを検証するのに用いられる。
【００３８】
基板移動機１２０は、基板２を保持するためのグリッパ１２７と、基板２が移動機１２０の中に搭載されているか否かを移動機１２０が判断できるようにする位置合わせ回路構成またはソフトウェアとを含むことができる。１つの実施形態では、基板移動機１２０は、第１のステーション１２１から第２のステーション１２２へ基板２を動かすための液圧式シリンダを含むことができる。試料処理の後、基板移動機１２０は、染色ステーション１２３から処理済み基板を外し、顕微鏡またはステーション１２４などの基板検査用の別のステーションへ基板２を運搬してもよい。これに代えて、試料処理後に個人が手作業で基板を機械１から外してもよい。
【００３９】
基板アーム１０Ａおよび１０Ｂは軸の周りを回転して、搬入のための開放位置から試料処理位置へ、かつ試料処理後に搬出のために開放位置へ戻るように基板を動かせるようにすることができる。図７Ａは、開放位置から処理位置へ基板アームを動かすための一連のステップを含むフローチャート５００を示す。機械１の概略図を示す図７Ｂを参照して、以下にさらにフローチャート５００を説明する。
【００４０】
図１の機械１は２枚の基板を受入れかつ検査するように構成されることに留意すべきである。以下の考察および図では、機械１中の１組の構成要素（たとえば、基板グリッパ２０Ａ、アクチュエータ３０Ａ、基板アーム１０Ａなど）のみを参照することがある。しかしながら、一方の組の構成要素と関連して開示する同じステップ、特徴、および属性は、機械１の他方の組の構成要素（たとえば、基板グリッパ２０Ｂ、アクチュエータ３０Ｂ、基板アーム１０Ｂなど）にも適用可能であることを理解すべきである。このように、本明細書中の考察は、明瞭性および簡潔性のために１組の構成要素にのみ焦点を合わせるが、機械１などの試料検査用の機械は、各々の組が本明細書中で論じる特徴のうちいくつかまたはすべてを有する２組または２組よりも多くの組の構成要素を含むことができることが理解される。
【００４１】
図７Ａおよび図７Ｂに戻って、フローチャート５００の第１のステップ５０２では、基板移動機１２０は、基板グリッパ２０Ａに接して基板２を置く。ステップ５０４で、基板２は、基板グリッパ上に「試料上向き」または「開放」位置に位置決めされる。次に、ステップ５０６で、アクチュエータ３０Ａは基板アーム１０Ａを約１８０°回転させて（図７Ｂを参照）、プラットフォーム６０Ａのすぐ上の「試料下向き」または「試料処理」または「閉じた」位置に基板２を位置決めして（ステップ５０８）、これによりステップ５１０で基板２が処理位置に存在する。
【００４２】
次に、ステップ５１２で、機械１は、染料、洗浄流体、および固定剤を含む好適な流体が貯蔵部２１０Ａ、２１１Ａ、２１２Ａ、および２１３Ａからポート４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、および４５Ａを通って試料３に接触するようにポンピングされるように命令することによって、基板２上に位置決めされた試料３を染色する。過剰な流体はポート４０Ａおよび４１Ａを通した真空ポンピングによって試料３から除去され、廃棄物収集器２３０および２３１の中に収集される。
【００４３】
ステップ５１４で、試料３の染色に引続いて、アクチュエータ３０Ａは基板アーム１０を約１８０°回転させて（ステップ５０６の回転とは逆）、基板を「試料上向き」位置に戻す。最後に、ステップ５１６で、基板移動機１２０は基板グリッパ２０Ａから処理済み基板を外す。オペレータまたは自動化された基板移動機が機械１から基板を搬入および搬出することができる限り、他の開放または「試料上向き」位置も用いることができる。たとえば、試料上向き位置を、試料処理位置から１００°以上（たとえば、１２０°以上、１３０°以上、１４０°以上）回転させることができる。いくつかの実施形態では、オペレータまたは基板移動機が機械１から基板を搬入および搬出することができる限り、基板上向き位置を、試料処理位置から１００°未満（たとえば、９０°未満、８０°未満、７０°未満）回転させることができる。
【００４４】
アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、アーム１０Ａおよび／または１０Ｂを動かす電気モータ、気圧式装置、磁気システム、または他のハードウェア（たとえばウォーム歯車装置）を含んでもよい。基板アーム１０Ａおよび１０Ｂが図１に示すような開放位置にある場合、グリッパ２０Ａおよび２０Ｂは各々基板２を受けることができる。基板グリッパ２０Ａまたは２０Ｂ上に一旦載せられると、次にアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂはアーム１０Ａおよび／または１０Ｂを回転させ、こうして基板２を、開放（「試料上向き」）位置から、撹拌ステップを含む固定剤、染料、および濯ぎ溶液の塗布のための処理位置（図３Ａのアーム１０Ｂについて示すような「試料下向き」）へ、かつ処理後の搬出のための開放位置へ戻すように回転させる。
【００４５】
図３Ａを参照して、アクチュエータ３０Ｂは、図１に示す開放位置から「閉じた」または処理位置へ基板アーム１０Ｂを回転させた。図３Ａは、基板アーム１０Ｂ上の基板２がひっくり返されて、図１に示すその搬入位置から、基板２上の試料３がプラットフォーム６０Ｂの表面と実質的に平行な下向きに面した位置へ約１８０°回転されたことを示す。以上の図７Ａと関連して論じたように、示す試料処理位置のプラットフォーム６０Ｂに近接して基板２が位置決めされている間、機械１は、いくつかの処理段階を通してさまざまな固定剤、染料、および濯ぎ剤を基板２上の試料３に塗布し、このことを以下により詳細に説明する。処理位置から基板２を外すため、アクチュエータ３０Ｂは、図１（両方のアーム）および（アーム１０Ａのみが開放位置にある）図３Ａに示す開放位置へ基板アーム１０Ｂを回転させて戻す。
【００４６】
ある実施形態では、制御システム５は（図１および図３に示すような）インジケータアーム１０１Ａおよび１０１Ｂを検出する１つ以上のセンサ１０５Ａおよび１０５Ｂを利用してアームの位置を検出することができる。センサ１０５Ａおよび１０５Ｂは、アームの有無を検出する、たとえば赤外線光またはさまざまな他の技術（レーザ、動作検出器など）を利用する、たとえば光電センサなどの近接センサであり得る。たとえば、近接センサ１０５Ａまたは１０５Ｂは検出範囲を有することができ、センサは、基板アーム（たとえばアーム１０Ａおよび／または１０Ｂ）または基板グリッパ（たとえばグリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂ）が検出範囲内にあるか否かを判断することができる。制御システム５は、センサから情報を受信して基板アーム１０の位置を判断することができる。たとえば、（図３Ａには図示しない）基板アーム１０Ｂが処理位置に回転されると、インジケー
タアーム１０１Ｂの近端上の近接センサ１０５Ｂが対象基板グリッパ２０Ｂを検知し、基板アーム１０Ｂが試料処理位置に回転されることを制御システム５に通知する。この位置で、インジケータアーム１０１Ｂの遠端上の近接センサ１０５Ｂは制御システム５へ信号を送信しない。なぜなら、センサはいずれの対象（たとえば基板アームまたは基板グリッパ）も検出しないからである。
【００４７】
基板アーム１０Ｂが（図１に示すような）開放位置に回転すると、インジケータアーム１０１Ｂの遠端上の近接センサ１０５Ｂは対象基板グリッパ２０Ｂを検知し、基板アーム１０Ｂが開放位置に回転されると制御システム５に通知する。言い方を変えると、基板アーム１０Ｂがセンサ１０５Ｂから離れるように回転されると、センサは制御システム５に「存在せず」信号を送る。アーム１０Ｂが開放位置に回転されると、アーム１０Ｂはセンサ１０５Ｂにより近づき、センサは制御システム５に「存在」信号を送ることができる。代替的な構成では、センサを基板１０Ｂ上に搭載することができ、センサはインジケータアーム１０１Ｂの存在を検出することができる。いくつかの実施形態では、制御システム５を用いて、わかっている開放位置および試料処理位置へアクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂの位置を較正する、ならびに／またはアクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂから受信する制御信号および／もしくはフィードバックに基づいて、基板アーム１０Ａおよび１０Ｂの動きおよび位置を能動的にモニタすることができる。
【００４８】
図１の基板アーム１０Ａおよび１０Ｂのための構造および回転軸は、発明の他の実施形態では異なっていてもよい。図８Ａは、開放位置から処理位置へ基板アームを動かすための代替的な一連のステップを含むフローチャート６００を示す。機械１の概略図を示す図８Ｂを参照してフローチャート６００を以下にさらに説明する。
【００４９】
フローチャート６００のステップ６０２で、基板移動機１２０は「試料上向き」の向きに基板グリッパ２０Ａ上に基板２を載置する。次に、ステップ６０４で、第１のアクチュエータ３０Ａは、図８Ｂの平面に対して垂直な平面で基板２を約１８０°回転させ、これにより基板２はプラットフォーム６０Ａ上方の「試料上向き」位置に向けられたままとなる。ステップ６０６で、第２のアクチュエータ３５Ａは、「試料上向き」位置に向けられた基板２を受ける。次に、ステップ６０８で、（たとえば、基板アーム１０Ａと基板グリッパ２０Ａとの間に位置決めされる）第２のアクチュエータ３５Ａは、基板２を「試料下向き」の向きに回転させる。第２のアクチュエータ３５Ａは、プラットフォーム６０Ａに向けて下向きに基板２を動かすこともでき、これにより基板２はオフセット７０Ａおよび７０Ｂに接触する。
【００５０】
次に、ステップ６１０で基板２が処理位置にある場合、機械１は、フローチャート５００のステップ５１２と関連して以上で論じたように、染料、固定剤、および洗浄溶液を塗布することによって基板２上の試料３を染色する。染色が完了した後、第２のアクチュエータ３５Ａは、「試料下向き」の向きから「試料上向き」の向きへ基板２を回転させ（ステップ６１４）、次に第１のアクチュエータ３０Ａが基板２を約１８０°回転させ（たとえば、図８Ｂの平面に対して垂直の平面において、ステップ６０６で適用された回転を逆転させ）、これにより基板は「試料上向き」位置に向けられたままとなる。最後に、ステップ６１８で、基板移動機１２０は処理済み基板を基板グリッパ２０Ａから外す。
【００５１】
一般的に、機械１は、試料処理のために、図１−図３に示すような１つ以上の（たとえば、２つの、３つの、４つの、５つの、または５つよりも多くの）プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを含んでもよい。図２に示すように、プラットフォーム６０Ａは、プラットフォームの頂部側を支持するための横方向側を含むことができる。図１および図３に示すシールド１００をプラットフォーム６０Ａと６０Ｂとの間に位置決めしてプラットフォーム６０同士の間で流体が飛び散らないようにすることができる。いくつかの実施形態で
は、シールド１００は、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂのうち一方からの流体が他方のプラットフォームを汚さないようにする透明な材料から形成可能である。ある実施形態では、シールド１００は、半透明または不透明の材料から形成可能である。図１および図３では、シールド１００を透明な材料で形成して、シールド１００の裏に位置決めされる他の構成要素を同じ図の中で図示できるようにして示す。シールド１００を不透明な材料で形成するように示すことも可能であったであろう。この場合、プラットフォーム６０Ａおよびブロック８０Ａなどのいくつかの構成要素の部分は見えなくなったであろう。
【００５２】
図３Ｂは、基板グリッパ２０Ａ、２０Ｂの各々から試料処理のための位置へ基板２を与えるように機械１を平行移動させるのに用いることができる割り出し（indexing）機構５０Ａを示す。割り出し機構５０Ａは、電気化学機器（たとえば、電気モータで電力供給されるラックピニオンギヤの組）、線形アクチュエータ（たとえば気圧式アクチュエータ、液圧式アクチュエータ、または電磁アクチュエータ）などの多数の形態にあり得る。図示する実施形態では、割り出し機構５０Ａは２つの位置の間で機械１を線形に平行移動させるが、機械１上に含まれるプラットフォームの数、ならびに円形または半円形などのそれらの構成およびレイアウト（たとえばアーチ形状の経路の中を動くことができる割り出しテーブル）に基づいて、他の平行移動経路が可能である。示すように、割り出し機構５０Ａは、機械１の基部５０Ｃに取付けられるギヤラック５０Ｂと、基部５０Ｃに固定される電気モータ５０Ｅに取付けられるピニオンギヤ５０Ｄとを含むことができる。機械１は、１つ以上の摺動機器５０Ｆを用いて基部５０Ｃに取付け可能であり、これにより機械１は割り出し機構５０Ａによって平行移動されるとスムーズに動くことができる。使用の際、割り出し機構５０Ａが機械１を動かすことができ、これにより、機械１が基板２上に配設されるサンプルを準備することができ、かつ一旦準備されると、基板グリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂが準備されたサンプルを有する基板２を与えることもできるように、（図５に示す）基板移動機１２０から基板２を受けるように機械１の複数の基板グリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂをサンプル処理のために基板移動機１０２に与えることができる。
【００５３】
２つのプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを有する機械については、図示する実施形態のように、基板２は、典型的に交互の態様で基板移動機１２０へおよび基板移動機１２０から与えられる。いくつかの実施形態では、第１の基板２は、第１のプラットフォーム６０Ａでの処理のために基板移動機１２０から第１の基板グリッパ２０Ａに与えられ、その間、機械１は第１の位置にある。第１の基板２が第１のプラットフォーム６０Ａで処理される間、割り出し機構５０Ａは機械１を第２の位置へ平行移動させることができ、これにより第２の基板グリッパ２０Ｂは第２のプラットフォーム６０Ｂで処理すべき第２の基板を基板移動機１２０から受けることができる。第２の基板が第２のプラットフォーム６０Ｂで処理される間、割り出し機構５０Ａは機械１を第１の位置へ平行移動させて戻すことができ、これにより基板移動機１２０は第１の基板２を第１の基板グリッパ２０Ａから外すことができる。基板２が第１の把持プラットフォーム２０Ａから一旦外されると、次の基板を第１の把持プラットフォーム２０Ａに与えることができる。交互の把持プラットフォームに基板を与えるためのこの方法は、２つよりも多く（たとえば、３つ、４つ、５つ、または５つよりも多く）のプラットフォームについて実現可能であり、これにより、以後の評価のために準備される試料のスループットが増大する。
【００５４】
プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂは典型的に、試料処理の間に用いられる流体に対して比較的化学的に不活性であり、かつ好適な表面張力を与える１つ以上の材料から形成される。プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを形成するのに用いることができる例示的な材料は、処理流体を基板２とプラットフォームとの間の空間に一様に分布しかつそこに閉じ込めて処理流体の好適な排出をも可能にするのを補助するように働く好適な表面張力を与えるように製造されおよび／または処理される限り、ポリオキシメチレン（たとえば
DuPontが製造するデルリン（登録商標））などのエンジニアリング熱プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（たとえばDuPontが製造するテフロン（登録商標））などの高分子量フルオロカーボン、ならびに、アルミニウム、鋼、およびチタンなどの金属を含む。好適な材料の選択により、プラットフォームは、有利には、流体が分布される際の流体内の気泡または空間の形成を低減するかまたは最小限にするとともに、同時に十分な表面張力を維持することもでき、これによりプラットフォームと基板２との間の離間部からの流体の漏れが少なくなるかまたはなくなる。
【００５５】
一般的に、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの表面積は、基板の取扱いおよび流体の送出の目的のために、所望のように選択することができる。プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの表面積などの要因は、基板２の選択された表面積にも影響を及ぼす可能性がある。たとえば、いくつかの実施形態では、プラットフォーム６０Ａの表面積（たとえば、基板２に面するプラットフォーム６０Ａの表面の面積）は、プラットフォーム６０Ａに面する基板２の表面の面積よりもわずかに小さい。プラットフォーム６０Ａおよび基板２の対向する表面同士の面積の間のそのような関係を維持することにより、表面同士の間の領域からの流体の漏れを少なくするかまたはなくすことができる。典型的には、たとえば、基板２に面する基板６０Ａの表面の面積は、基板２の表面の面積よりも、２％以上（たとえば、３％以上、５％以上、７％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上）小さい。
【００５６】
プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂをそれぞれブロック８０Ａおよび８０Ｂに取付けることができる。図２に示すように、ブロック８０Ａは、頂部側８５Ａを支持する横方向側８１Ａ−８４Ａを含む。ブロック８０Ａおよび８０Ｂは、金属、セラミック、および／またはプラスチックを含む、プラットフォームに用いるのと同じまたは同様の材料から作ることができる。このように、特に試料のロマノフスキー染色を実現する実現例で、デルリン（登録商標）などの材料を用いてブロック８０Ａおよび８０Ｂを形成することができる。実施形態で用いることができる他の材料は、金属と、テフロン（登録商標）ブランドのポリテトラフルオロエチレン被覆アルミニウム、鋼、またはチタンとを含む。
【００５７】
いくつかの実施形態では、図１−図３に示すように、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂを上昇させることができる。これに代えて、ある実施形態では、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、それぞれブロック８０Ａおよび８０Ｂの上側表面と同一平面に存在することができる。いずれの場合も、機械１のある特徴、ならびに流体の表面張力およびプラットフォームまたはブロックの表面エネルギは、過剰な流体がプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂおよび／またはブロック８０Ａ／８０Ｂの端縁を超えて流れるのを防止する。
【００５８】
図１および図２に示すように、プラットフォーム６０Ａは、プラットフォーム６０Ａの表面と基板２との間に離間部を設け、かつ基板２がプラットフォーム６０Ａに接しないようにするオフセット７０Ａ−７０Ｄを含むことができる。プラットフォーム６０Ｂは、対応の組のオフセット７１Ａ−７１Ｄを含むことができる。オフセットは、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面と基板２との間の離間部を設ける隔離碍子（standoffs）、ピン、ペグ、ロッド、ビーズ、壁、または他の構造を含むことができる。オフセ
ット７０Ａ−７０Ｄおよび７１Ａ−７１Ｄは、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの表面と基板２とが、基板２がオフセットに接触している間は実質的に平行のままであることを確実にする。これらの２つの表面を平行に維持する利点は、これらの２つの表面同士の間に囲まれる容積がこのように規定されかつ正確に制御可能なことである。２つの表面が実質的に平行でなく、それらの間の角度が変化する場合、それらの間の容積も変化し、固定せず、かつ正確に制御されない。さらに、そのような２つの表面が実質的に平行でない場合、流体が試料に対して均一に塗布されないことがある。
【００５９】
本明細書中で用いるように、「実質的に平行」という表現は、基板２の表面の平坦性の不完全性が基板２がオフセットに接触する際に低減されるかまたはなくなるようにまったく平行であるかまたはほぼ平行であることを意味する。たとえば、基板の生産には細心の注意が払われるが、ある基板は捩じれおよび／または同一平面にない角などの不完全部を有することがある。本明細書中に開示するシステムおよび方法では、オフセットを用いることにより、必要な場合に基板２の表面平坦性を向上させることによってこれらの不完全部の補正が補助され、プロセス中、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂに対して実質的に平行な関係に基板２が向けられる。「実質的に平行」という表現は、２つの表面が完全に平坦ではない状況を包含するが、オフセットはすべて同じ大きさまたは高さであり、これによりオフセットを有する基板の表面の少なくとも接点は同じ平面にある。
【００６０】
図６Ａは、試料３を有する基板２（試料は図示せず）、基板グリッパ２０Ｂ、ブロック８０Ａ、８０Ｂ、プラットフォーム６０Ａ、６０Ｂ、オフセット７０Ａ−７０Ｄおよび７１Ａ−７１Ｄ、ならびに基板２とプラットフォーム６０Ｂとの間の離間部９２を示す。離間部９２は、流体がポート４０Ｂ−４５Ｂを含有するプラットフォーム６０Ｂの表面と試料３を含有する基板２との間を移動できるようにする。最適な試料固定、染色、および濯ぎのために必要な離間部の距離は、ポート４０Ｂ−４５Ｂ（および／またはポート４０Ａ−４５Ａ）から供給される流体の流量、ポートの直径、処理の間に塗布される流体の粘度、ならびに基板、離間部、およびプラットフォームから流体を除去するのに利用可能な吸引の量に依存して異なる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、たとえば、プラットフォーム６０Ｂの表面と基板２との間の約１００−２００ミクロンの離間部９２を与えるオフセットは、５００〜１，５００ミクロンの範囲にわたる直径を有するポート４０Ｂ−４５Ｂから、１秒当たり７０〜１４０マイクロリットル（たとえば１秒当たり９０、１１５、または１２５マイクロリットル）の範囲にわたる流量で流体を供給することができる実施形態中の血球を備える試料の固定、染色、および濯ぎを可能にする。一般的に、離間部９２の大きさまたは高さは、ある実施形態については、そのような実施形態が試料処理の間に流体を供給しかつ除去しながら離間部中の流体からの表面張力に打ち勝つことができる限り、約５０ミクロン〜１，０００ミクロン（たとえば、約５０〜５００ミクロン、約７５〜２５０ミクロン、約１００〜２００ミクロン）に異なり得る。さらに、ある実施形態では、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂ上に位置するポートの直径は、約１２５ミクロン〜５，０００ミクロンに異なり得る。
【００６２】
図６Ｂおよび図６Ｃは、プラットフォーム６０Ａと平行になるように基板グリッパ２０Ａを整列させるのに用いることができる玉継手機構２５を示す。玉継手機構２５は、基板グリッパ２０Ａに固く固定される玉部材２５Ａと、偏向要素２５Ｂ（たとえばばね）と、基板アーム１０Ａに固く接続される下側ソケット２５Ｃと、上側ソケット２５Ｄと、（たとえば締結具を用いて）下側ソケット２５Ｃに固定されるキャップ２５Ｅと、留めねじ２５Ｆとを含むことができる。いくつかの実施形態では、機械１ならびに基板グリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂの製造および／または設置の間、玉継手機構２５は、公差の積み重ねまたは作製の問題によって存在し得るいずれの整列不良も補うように調整可能である。玉継手機構２５を調整するため、いくつかの実施形態では、留めねじ２５Ｆを緩めて基板アーム１０Ａを閉じた位置に動かす。留めねじ２５Ｆが緩められるので、基板グリッパ２０Ａは、基板２を把持しながら、基板２が接触オフセット７０に沿って位置決めされつつプラットフォーム６０Ａと実質的に平行になることができる。これに代えて、いくつかの実施形態では、プラットフォーム６０上のオフセットの数を減らすかまたは完全になくすことができる。所望の離間部の距離に対応する厚みを有するシムを玉継手機構２５と関連して機械１の設置または較正の際に一時的に用いて、試料処理のために所望の距離に離
間部９２を設定することができる。玉継手機構２５が緩められるが、偏向要素２５Ｂが力を加えて基板グリッパ２０Ａを基板アーム１０Ａに半固定したまま保つため、これは独立して動くことができるが、これは、機械１の他の構成要素と干渉するまたはそれらを損傷するほどには緩くなく、また自由に動くわけではない。基板２が閉じた位置に一旦固く押圧されて、このために基板２がプラットフォーム６０Ａと実質的に平行になると、留めねじ２５Ｆを締めて玉継手機構２５をしっかりと固定することができる。示すように、締められると、留めねじ２５Ｆは、上側ソケット２５Ｄに対して下向きの力を加え、こうして上側ソケット２５Ｄを介して玉部材２５Ａの頂部に摩擦力を加える。下側ソケット２５Ｃはキャップ２５Ｅに固定されるので、留めねじ２５Ｆが生じる力は、下側ソケット２５Ｃも持上げて、これにより下側ソケット２５Ｃは玉部材２５Ａの底部側に摩擦力を加えて、上側および下側ソケット２５Ｃ、２５Ｄ内に玉部材２５Ａを拘束する。一旦玉部材２５Ａに拘束されると、基板グリッパ２０Ａは基板アーム１０Ａに固定されるようになる。
【００６３】
典型的には、基板グリッパ２０Ａが位置決めされ、留めねじ２５Ｆを用いて一旦拘束されると、通常使用の際は玉継手機構２５を再調整する必要はない。しかしながら、基板グリッパ２０Ａが整列不良になり、したがって（たとえば、損傷、機械の修理、性能不足、または他の理由により）玉継手機構２５の調整が必要になると、留めねじ２５Ｆを緩めることができ、基板グリッパ２０Ａを、閉じた位置に、基板グリッパ２０Ａが把持する基板がプラットフォーム６０Ａと実質的に平行になるような位置に動かすことができ、次に玉継手機構２５をしっかりと固定するように留めねじ２５Ｆを締めることができる。
【００６４】
一般的に、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂの位置を調整して、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面と基板２との間の離間の程度を変更するように構成可能である。この離間を変化させることにより、各ポートに割当てられる流体、流量、流体の粘度、ならびにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂからの排出力を調整できるようにする実施形態中のより高い柔軟性が与えられる。たとえば、１００ミクロンの離間部９２は、５００ミクロン〜１，５００ミクロンの範囲にわたるポート直径を有するポート４０Ａ−４５Ａから１秒当たり７０マイクロリットルの流量でプラットフォーム６０Ａから塗布される流体が供給される場合に、十分な試料の固定、染色、および濯ぎを提供することができる。これに代えて、プラットフォーム６０Ａの表面と基板２との間の離間部９２の距離が約２００ミクロンである場合は、１秒当たり１１５−１４０マイクロリットルなどの、ポート４０Ａ−４５Ａから供給される流体のより高い流量を試料処理のために用いることができる。
【００６５】
以上開示したように、機械１は、試料処理の間に塗布される流体を分散させかつ除去するための一連のポートおよびチューブを含有してもよい。以下の考察は、プラットフォーム６０Ａと関連付けられるさまざまなポート、チューブ、および他の構成要素を記載するが、同様の検討はプラットフォーム６０Ｂおよびその関連の構成要素に適用される。図２は、図１に示す装置の接近図を示し、プラットフォーム６０Ａ上のポート４０Ａ−４５Ａと、ブロック８０Ａに接続されるチューブ５０Ａ−５５Ａとを詳細に示す。チューブ５２Ａ−５５Ａは、１つ以上の固定剤、染料、および濯ぎ溶液を含むある流体を、プラットフォームにわたって離間部の中へかつ基板の上に分布させる。
【００６６】
図２を参照して、プラットフォーム６０Ａの頂部側は、チューブ５０Ａ−５５Ａに接続される６つのポート４０Ａ−４５Ａを含む。流体は、基板２の上に対して、チューブおよびポートを通して１つ以上のポンプによって駆動される。たとえば図４に示すような（第１の染料貯蔵部２１１Ａ、第２の染料貯蔵部２１２Ａ、固定剤貯蔵部２１０Ａ、および濯ぎ溶液貯蔵部２１３Ａなどの）１つ以上の流体貯蔵部２１０Ａ−２１３Ａは、プラットフォーム６０Ａおよび基板２に対して流体を方向付けることができる。図１−図３に示すポート４０Ａ−４５Ａの直径は、約５００ミクロン〜１，５００ミクロンの範囲にわたる。
もっとも、直径はある実施形態ではより小さくてもまたはより大きくてもよい。いくつかの実施形態では、真空ポート４０Ａおよび４１Ａの直径は流体ポート４２Ａ−４５Ａの直径の２倍よりも大きい。
【００６７】
ポート４０Ａ−４５Ａの各々は、典型的には、特定の流体または真空源に専用のものである。これに代えて、１つよりも多くのポートを各々の流体もしくは真空源に用いてもよく、またはさまざまな流体および真空源からの複数のチューブをプラットフォーム６０Ａ上に位置する単一のポートに接続してもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、プラットフォーム６０Ａ上の唯一のポートを廃棄物除去のために用いてもよいが、より多くの高粘度の流体を用いる場合は、単一のポートは残留流体をプラットフォームから排出するのに十分な吸引を与えないかもしれない。このように、ある実施形態では、図２のポート４０Ａおよび４１Ａで示すように、過剰な染料、固定剤、および濯ぎ流体を除去するために、プラットフォーム上の異なる位置に２つの吸引ポート（たとえば、プラットフォームの各端に１つの吸引ポート）を設けることが望ましいことがある。流体−ポート構成の変動性をさらに強調すると、ある実施形態では、プラットフォーム６０Ａ上の単一のポートは特定の染料専用であってもよい一方で、他の実施形態では、試料処理の間に染料を塗布するのに複数のポートを用いる。実際には、ポートの数、ポートの場所、ならびに各々のポートおよび流体チューブに割当てられる流体に関するさまざまな組合せを発明の異なる実施形態で用いてもよい。
【００６８】
ポート４０Ａ−４５Ａは、一般的に、基板２への流体の送出およびそこからの流体の除去を与えるように所望によりプラットフォーム６０Ａ上に位置決め可能である。典型的に、流体ポートの各々は、試料が処理されている際にポートのアパーチャが基板２上の試料３に直接隣接してまたはその下に位置決めされないように、プラットフォーム６０Ａ上に位置決めされる。試料と染料とのある組合せでは、たとえば、染料が試料３の部分に直接に隣接するまたはその下に位置するポートから供給される場合、（ポートの近傍の）その部分の細胞に対して、試料の他の部分の細胞に対してよりも多量の染料を塗布してもよい。その結果、より多くの量の染料を受ける細胞は試料の画像中でより暗く現われることがあり、試料の細胞のこの非均一な染色は、試料の手作業でのおよび自動化された評価を複雑にし、画像に基づく診断測定および分析結果に誤差を導入する可能性がある。このように、染色結果を向上させるため、染料を試料３に送出する流体ポートを、スライドの試料含有区域からある距離だけ間隔を空けることができる。
【００６９】
さらに、たとえば互いに反対に位置する複数の対のポートなどのポートの対を用いることも、染色の均一性を向上させることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、２つのポートを用いて染料を試料３に送出する。２つのポートは、プラットフォーム６０Ａ上の、試料３の端縁からある距離だけ間隔を空けられた（たとえばオフセットされた）位置に位置することができ、プラットフォーム６０Ａの短い端縁に平行な方向に互いに反対に位置することができる。２つの間隔を空けられたポートから染料が供給される場合、比較的均一な量の染料が試料３の異なる領域中の細胞の上に載せられ、試料の画像中で改良された染色均質性が観察される。
【００７０】
同様に、ポート４０Ａ−４５Ａは、１つ以上の真空源を用いて基板２の表面から過剰な流体を除去するように所望により位置決め可能である一方で、いくつかの実施形態では、流体の除去に用いられるポートは、基板２上の試料３内の細胞のすぐ下のプラットフォーム６０Ａ上の位置からある距離に間隔を空けられる。このように（すなわち、試料３の部分に直接に対向せずに）廃棄物除去ポートを位置決めすることにより、そのようなポートを作動させて流体を基板２から排出する場合に、試料３からの細胞が不注意に損傷したり、流体除去ポートの中に引込まれてしまう確率が低くなる。ある実施形態では、プラットフォーム６０Ａの長辺および短辺の長さの差により、廃棄物除去ポートが試料区域の端縁
から間隔をあけられ、プラットフォーム６０Ａの長い端縁に平行な方向に沿って互いに反対に配置される。
【００７１】
固定剤段階
流体チューブ５２Ａ−５５Ａおよび５２Ｂ−５５Ｂは、試料処理の際に固定剤をプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂ、離間部９２、基板２、および試料３に送出するように位置決め可能である。使用可能な固定剤は、生物サンプルを腐敗から保護するために用いられる化学物質を含み、そのような固定剤は、試料中で起こる生物化学的反応を妨げ、試料の機械的強度および安定性を増すことができる。メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ＥＤＴＡ、表面活性剤、金属塩、金属イオン、尿素、およびアミノ化合物を含むがこれらに限定されないさまざまな固定剤を用いることができる。
【００７２】
図４を参照して、１つ以上の流体チューブ５２Ａ−５５Ａをプラットフォーム６０Ａ内部のポートおよびそれぞれの固定剤貯蔵部２１０Ａに接続可能である。流体チューブは、貯蔵部からプラットフォーム上に位置するチューブおよびポートを通って基板および試料の上に固定剤を方向付けることができるポンプ２００Ａおよび／または弁への接続部も含んでもよい。一例として、ポンプ２００Ａは、固定剤を、貯蔵部２１０Ａから、チューブ５４Ａを通って、ブロック８０Ａを通って、ポート４４Ａから外へ、プラットフォーム６０Ａ上へ、プラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中へ、かつ試料３を含有する基板２の上に方向付けることができる。特定の量の固定剤を基板２に塗布した後、真空装置または他の吸引源２２０Ａおよび／または２２１Ａは、残留固定剤を、プラットフォーム６０Ａ、離間部９２、および基板２から、廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａの中へ、１つ以上のポート４０Ａおよび／または４１Ａを介して、廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａを通して排出することができる。
【００７３】
図９は、固定剤を試料に塗布するための一連のステップを含むフローチャート７００を示す。ステップ７０２で、ポンプ（たとえばポンプ２００Ａ）は、貯蔵部（たとえば貯蔵部２１０Ａ）から、固定剤チューブ（たとえばチューブ５４Ａ）の中へ固定剤（たとえばメタノール）を方向付ける。ステップ７０４で、固定剤は、ブロック８０Ａに取付けられるポート４４Ａの中に方向付けられる。次に、ステップ７０６で、固定剤は、プラットフォーム６０Ａ中のポート４４Ａから外へ方向付けられる。ステップ７０８で、固定剤は、ポート４４Ａを通って外に、かつ基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の離間部９２の中に方向付けられる。最後に、ステップ７１０で、基板２上の試料３が固定剤溶液によって固定される。
【００７４】
いくつかの実施形態では、ポンプ２００Ａは、チューブ５４Ａおよびポート４４Ａを通して、プラットフォーム６０Ａの上かつ離間部９２の中へ、４秒の期間、１秒当たり７０マイクロリットルの流量でメタノールを方向付ける。次に、真空装置および他の吸引源２２０Ａおよび／または２２１Ａは、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに（以下にさらに説明する）廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを用いて、離間部９２の中にならびに／またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に存在する残留メタノールを除去する。次に、ポンプ２００Ａは、再び、チューブ５４Ａおよびポート４４Ａを通して、プラットフォーム６０Ａの上に、４秒の期間、１秒当たり７０マイクロリットルの流量でメタノールを方向付けることができ、その後に第２の流体排出プロセスが続く。この固定および排出のプロセスは、固定を必要とする生物試料の種類に依存して同じまたは異なる固定剤を用いて再び繰返すことができる。さらに、機械１は、各々の固定段階毎に頻度および流量を変化させることができる。離間部９２中に位置する流体の如何なる表面張力にも打ち勝ち、かつ以後の処理および評価のために試料３を固定するのに十分な他の流量も用いることができる。固定段階の頻度および／または流量を調整することにより、機
械１は、いくつかの異なる固定剤を用いてさまざまな試料の最適な固定を達成することができる。異なる種類の試料のための機械指示を制御ユニット５に物理的に組込むかまたは予めプログラミングして、必要に応じてシステムオペレータがこれを選択することができる。
【００７５】
一般的に、固定剤段階の間に多様な固定剤を試料に塗布することができる。たとえば、固定剤として８５％メタノールを用いることができる。いくつかの染料には、エチルアルコールまたはホルムアルデヒド系の固定剤を用いることができる。試料を準備するのに使用可能な付加的な固定剤処方は、たとえば、米国仮特許出願番号第６１／５０５，０１１号に開示されており、その全内容が本明細書中に引用により援用される。
【００７６】
染色段階
機械１は、１つ以上の染色段階で、基板に固定された試料に１つ以上の色素または染料を塗布するように構成されるチューブおよびポートも含む。試料の染色は、試料を顕微鏡または他の画像化機器で見るまたは画像化する場合に、試料のコントラストを増す。ロマノフスキー染色および／または他の色素もしくは染料を用いることができ、これは、抗体、核酸プローブ、ならびに／または金属塩およびイオンを用いる、ヘマトキシリンおよびエオシン、フルオレセイン、チアジン染料を含む。試料を準備するのに使用可能な付加的な染料処方は、たとえば、米国仮特許出願番号第６１／５０５，０１１号に開示されている。
【００７７】
図１０は、染料を試料に塗布するための一連のステップを含むフローチャート８００である。ステップ８０２で、ポンプ（たとえばポンプ２０１Ａ）は、貯蔵部（たとえば貯蔵部２１１Ａ）から染料チューブ（たとえばチューブ５２Ａ）の中へ、色素または染料を方向付ける。ステップ８０４で、染料は、ブロック８０Ａに取付けられたポート（たとえばポート４２Ａ）の中へ方向付けられる。次に、ステップ８０６で、染料は、プラットフォーム６０Ａ中のポート４２Ａから外へ流れる。ステップ８０８で、染料は、基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の離間部９２の中に流れ込み、その後ステップ８１０で、基板２上の試料３を染色する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、染料を試料３に塗布するのに複数のチューブおよびポートを用いることができる。たとえば、第２のポンプ（たとえばポンプ２０２Ａ）は、貯蔵部２１２Ａから、チューブ５３Ａおよびポート４３Ａを通して、プラットフォーム６０Ａ上に、染料（たとえば、同じ染料または貯蔵部２１１Ａから供給されたものとは異なる染料）を方向付けることができる。ある実施形態では、ポートを通してプラットフォーム上に染料を方向付けるのに用いられる共有の染料貯蔵部またはポンプおよび／もしくは弁に２つ以上の流体チューブを接続してもよい。図２を再び参照して、チューブ５２Ａは、フルオレセイン色素などの赤い染料をプラットフォーム、基板３、および試料２に送出してもよい。チューブ５３Ａは、チアジン色素などの青い染料を送出してもよい。図１−図６では、プラットフォーム６０Ａ上のポートの数、場所、および大きさは、基板に固定される試料への染料の塗布を最適化するように選択される。他の染料を選択する場合は、染料の粘度に依存して、異なる数、場所、および大きさのポートが好ましいことがある。
【００７９】
ポート４０Ａ−４５Ａ（および４０Ｂ−４５Ｂ）の各々は、流体を受けるための入力チャネルおよび流体を出力するための出力チャネルの両方を含むことができる。いくつかの実施形態では、濯ぎ液４５Ａ、固定剤４４Ａ、および染色ポート４２Ａ−４３Ａの出力チャネルはプラットフォーム６０Ａの上側表面上にあり、真空ポート４０Ａおよび４１Ａの入力チャネルはプラットフォーム６０Ａの上側表面の対向端上にあってもよい。濯ぎ液４５Ａ、固定剤４４Ａ、および染色ポート４２Ａ−４３Ａの入力チャネルはブロック８０Ａの同じ横方向側の上に位置してもよく、真空ポート４０Ａおよび４１Ａの出力チャネルは
ブロック８０Ａの反対の横方向側の上に位置決めされ得る。
【００８０】
一例としてかつ図２および図１０を参照して、制御システム５は、ステップ８０２で、染料（たとえば、フルオレセイン色素を備える染料）を染料貯蔵部から流体チューブ５２Ａの中に方向付けるようにポンプ（たとえばポンプ２０１Ａ）に指示する。ステップ８０４で、染料は流体チューブからポート４２Ａに入る。次に、ステップ８０６で、染料は、５秒の期間、１秒当たり１４０マイクロリットルの流量でポート４２Ａを離れ、ステップ８０８で、染料はプラットフォーム６０Ａと試料３を含有する基板２との間の離間部９２の中に入れられる。ステップ８１０で、基板２上の試料３が染色される。染色の後、次に、真空装置または他の吸引源（たとえばポンプ２２０および／または２２１）は、ポート４０Ａ−４１Ａおよび廃棄物チューブ５０Ａ−５１Ａを用いて、離間部９２の中、プラットフォーム６０Ａの上、かつ基板３の上に存在する残留染料を排出してもよい。
【００８１】
機械１は、第１の染色段階に引続いて、ある遅延（たとえば、５秒の遅延などの３秒〜１０秒の間の遅延）の後にこれらの染色および排出段階を繰返すようにプログラミング可能である。第２のポンプ２０２Ａは、たとえば３秒間などのある期間、染料貯蔵部から、流体チューブ５３Ａを通って、ポート４３Ａから外へ、かつプラットフォーム６０Ａの上に、１秒当たり１４０マイクロリットルの流量でチアジン色素を方向付けるように制御システム５によって指示され得る。次に、真空装置または他の吸引源（たとえばポンプ２２０Ａおよび／または２２１）は、ポート４０Ａ−４１Ａおよび廃棄物チューブ５０Ａ−５１Ａを用いて、離間部９２の中、および／またはプラットフォーム６０Ａの上、および／または基板２の上に存在する残留チアジン色素を排出してもよい。固定段階の場合と同様に、機械１は、各染色段階毎に、頻度、遅延時間、および流量を変化させることができる。流量は、たとえば１秒当たり７０〜１４０マイクロリットルの範囲にわたってもよく、流量が離間部９２中に位置する流体中に存在するいずれの表面張力にも打ち勝ち、かつ意図される評価のために試料を望ましく染色するのに十分である限りは、この範囲の外側限界（たとえば、１秒当たり１０〜５００マイクロリットル）よりも小さくてもまたは大きくてもよい。
【００８２】
試料に塗布可能な例示的な染料は、ライト−ギムザ染料、ギムザ染料、およびロマノフスキー染料を含むが、これらに限定されるものではない。免疫細胞化学試薬または特定の細胞成分の他のマーカなどの他の剤も試料に塗布可能である。
【００８３】
廃棄物流体除去
以上で参照したように、真空装置または他の吸引源２２０および／または２２１は、固定および染色段階の間または固定段階と染色段階との間に、基板２、離間部９２、およびプラットフォーム６０Ａから残留流体を排出することができる。図１を参照して、１つ以上の廃棄物チューブをブロック８０Ａの側８２Ａおよび８４Ａに接続することができる。廃棄物または真空チューブ５０Ａおよび５１Ａを用いて、プラットフォーム６０Ａ、離間部９２、および基板２から、機械１とは別個の廃棄物容器または他の場所の中へ、流体および小さい粒子状物質を抜く。図２を参照して、廃棄物チューブ５１Ａおよび５１Ｂは、廃棄物チューブの遠端で、別個の真空源２２０および２２１ならびに廃棄物容器２３０および２３１に接続されてもよい。これに代えて、図４に示すように、２つ以上の廃棄物チューブを単一の真空源および同じ廃棄物容器に接続することができる。廃棄物チューブ５０Ａおよび５０Ｂはそれぞれピンチ弁９０Ａおよび９０Ｂを通って延在してもよい。
【００８４】
吸引を加えるための真空装置または他の源（たとえば真空ポンプ２２０および／または２２１）を廃棄物チューブ５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂのうち１つ以上に接続して、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂ、離間部９２、および基板２から廃棄物容器２３０および２３１の中へ流体を引いてもよい。廃棄物チューブ内に加えられる
真空力は、基板２とプラットフォームとの間の離間が１００〜２００ミクロンの間である場合に流体を除去するのに十分な吸引を与えるように、１平方インチ当たり−１から−１０ポンド（「ｐｓｉ」）と同等であってもよい。一般的に、本明細書中で用いるように、「負」圧は、機械１または機械１の周囲の環境内の大気圧よりも低い圧力を指す。たとえば、いくつかの実施形態では、機械１の周囲の環境は、約１気圧の周囲気圧を有する。「負」圧は、この周囲気圧よりも低い圧力を指す（たとえば、流体に加えられる−１ｐｓｉの圧力は、流体にかかる周囲気圧よりも１ｐｓｉ低い圧力である）。そのような真空が離間部中に存在する流体の如何なる表面張力にも打ち勝ちかつ離間部の中ならびに基板および試料の上の残留流体のすべてを除去するのに十分である限り、−０．１ｐｓｉから−１４ｐｓｉの範囲にわたる他の真空（たとえば−６ｐｓｉ）またはそれ以上を用いることができる。さらに、離間部から流体を排出するために真空を適用する直前に、アクチュエータ３０Ａは、試料処理位置から１５−３５ミクロンの距離だけ基板２の近接端縁を持上げることができる。基板２とプラットフォーム６０との間のこの増大した離間は、真空段階の間の離間部９２中のいずれの残留流体の排出も向上させることができる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、制御システム５は、試料処理の間の流体除去のために適用される頻度および真空を変化させるように構成される。図１１Ａは、基板から過剰な流体を除去するための一連のステップを特徴とするフローチャート９００を含む。固定段階に引続いて、たとえば、制御システム５は、ステップ９０２で、ピンチ弁９０Ａおよび／または９０Ｃを開いて、５秒の期間、廃棄物チューブ（たとえば廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａ）中に−５ｐｓｉの真空を加えることができる。この期間の間、ポート４０Ａおよび４１Ａを通して離間部、基板、およびプラットフォームから固定剤が除去される（ステップ９０４）。ステップ９０６で、流体は廃棄物チューブを通って移動し、ステップ９０８で、１つ以上の廃棄物容器（たとえば容器２３０および／または２３１）の中に入れられる。排出期間が一旦満了すると、制御システム５は、ステップ９１０で廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを閉じるようにピンチ弁９０Ａ、９０Ｃのうち１つ以上に指示することができ、これにより真空装置２２０−２２１によるさらなる排出がされないようになる。制御システム５は、各々の固定段階後にこの流体除去ステップを繰返すように機械１に命令してもよい。
【００８６】
図１１Ｂは、基板から過剰な流体を除去するための代替的な一連のステップを特徴とするフローチャート１０００を含む。フローチャート１０００中の方法は、廃棄物チューブを封止するのにピンチ弁を用いない。代わりに、流体塗布段階の後に、ステップ１００２で吸引源２２０および／または２２１が初期化され、ステップ１００４で活性状態になる。吸引源は、４秒の期間、排気部チューブ５０Ａおよび／または５１Ａの中に−３ｐｓｉの真空を加えて、ステップ１００６で、ポート４０Ａおよび４１Ａを通して離間部９２、基板２、およびプラットフォーム６０Ａから流体を除去する。ステップ１００８で、排出された流体はチューブ５０Ａおよび／または５１Ａを通って移動し、ステップ１０１０で、１つ以上の廃棄物容器２３０、２３１の中に入れられる。機械１は、各々の流体塗布段階の後にこの流体除去ステップを繰返してもよい。流体除去ステップの間に適用される頻度および圧力を変化させることにより、機械１は、生物試料の最適な固定、染色、および濯ぎを達成し得る。
【００８７】
ピンチ弁９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、および９０Ｄは、図１に示すように廃棄物チューブ５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを閉じる。ピンチ弁９０Ａ−９０Ｄは、弁内に内蔵されるまたは弁外部のアクチュエータを通して機械的に、電気的に、液圧的に、または気圧的に作動されてもよい。ピンチ弁９０Ａ−９０Ｄは、廃棄物チューブ５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを通る流体の流れを禁じるように動作する。たとえば、機械１から満タンの廃棄物容器２３０を変更するまたは空にする場合、廃棄物チューブ中に存在する残留流体の漏れを防止するには、ピンチ弁（９０Ａ−９０Ｄ）を閉じることが望ましい
ことがある。廃棄物チューブ５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを閉じるのに、異なる弁の種類またはクランプもしくはストッパなどの他の機構を機械１の実施形態とともに用いてもよい。
【００８８】
濯ぎ段階
１つ以上の濯ぎ段階で、機械１を用いて、試料処理の際に濯ぎ溶液を塗布することができる。たとえば、固定段階同士の間、染色段階同士の間、および／または固定段階と染色段階との間に、基板２上の試料３、離間部９２、ならびにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂから残留および／または過剰流体を除去することが望ましいことがある。本システムおよび方法と整合する濯ぎ溶液は、蒸留水、バッファリングされた水溶液、有機溶媒、およびバッファリングされるまたはされない水性溶媒と有機溶媒との混合物を含む。試料を準備するのに使用可能な濯ぎ溶液のための付加的な処方は、たとえば、米国仮特許出願番号第６１／５０５，０１１号に開示されている。
【００８９】
図１２は、試料を濯ぐための一連のステップを特徴とするフローチャート１１００を含む。ステップ１１０２で、ポンプ（たとえばポンプ２０３Ａ）は、貯蔵部（たとえば貯蔵部２１３Ａ）から濯ぎチューブ（たとえば濯ぎチューブ５５Ａ）の中へ、（たとえば蒸留水を備える）濯ぎ溶液を方向付ける。ステップ１１０４で、濯ぎ溶液は、ブロック８０Ａに接続されるポート４５Ａに入る。ステップ１１０６で、濯ぎ溶液はポート４５Ａの出力チャネルを通してプラットフォーム６０Ａ上に流れ、ステップ１１０８で、濯ぎ溶液は基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の離間部９２に入る。ステップ１１１０で、試料３の濯ぎが行なわれる。最後に、ステップ１１１２で、真空源２２０、２２１が廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａのうち１つ以上に吸引を加えて、離間部９２および基板２から濯ぎ溶液を除去する。濯ぎ溶液は廃棄物容器２３０および／または２３１に運搬される。
【００９０】
いくつかの実施形態では、制御システム５は、たとえば５秒の期間、たとえば１秒当たり７０マイクロリットルの流量で濯ぎ溶液を塗布するようにポンプ２０３Ａに命令してもよい。固定段階の場合と同様に、制御システム５は、各々の濯ぎ段階の持続時間および流量ならびに濯ぎ段階の数を変化させてもよい。さらに、制御システム５は、試料処理の間の１つ以上の濯ぎ段階の置き方を調整してもよい。たとえば、制御システム５は、すべての固定段階の完了後に濯ぎ段階が１回行なわれるように、かつ第２の濯ぎ段階がすべての染色段階の完了後に１回行なわれるように命令してもよい。これに代えて、濯ぎ段階は、２つ以上の固定段階の間または２つ以上の染色段階の間に散らばるようにされてもよい。
【００９１】
撹拌段階
ある実施形態における試料処理は、固定、染色、および／または濯ぎ段階の間に、離間部９２、試料３を含有する基板２、ならびにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂを通して固定剤、染料、および／または濯ぎ流体を分散させるための１つ以上の撹拌段階を含んでもよい。図１３は、試料を撹拌するための一連のステップを特徴とするフローチャート１２００を含む。図３Ａに示されるアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂに対する基板２の位置を変更するための微細な動き調整を与えることができる。
【００９２】
制御システム５は、撹拌段階を開始するようにアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂに指示するためのソフトウェアおよび／またはハードウェアを含むことができる。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、制御システムからの撹拌開始コマンドの際、基板アーム２０Ａおよび／または２０Ｂを上下に動かすように構成可能である。予め定められた数の撹拌サイクルの間、撹拌段階を繰返してもよい。本明細書中で用いるような「撹拌サイクル」という用語は、開始位置から上向き方向への運動であって、その後に上向き方向とは反対の下向き方向への動きを伴う運動を指す。いくつかの実施形態では、１
つ以上の撹拌サイクルは、各サイクルの終了時にまたはいくつかのサイクルの少なくとも終了時に基板２を開始位置に戻す。ある実施形態では、基板２は撹拌サイクルのいくつかまたはすべての終了時に開始位置に戻らないが、各サイクルは依然として下向き運動を後に伴う上向きの運動を含む。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは典型的に、停止コマンドが制御システム５からアクチュエータに送られるまで、１つ以上の撹拌サイクル中、基板２を動かし続ける。撹拌段階は、基板２とプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面との間の離間の大きさ（離間距離）を一時的に大きくして、次に基板を試料処理位置に戻してもよい。さらに、撹拌段階は、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面に対する角度付けられた位置と試料処理位置との間で基板２をシフトさせる一連の動きを含んでもよい。プラットフォームと基板２との間の離間部に供給される流体の表面張力は、撹拌段階の間に基板が試料処理位置から動くときに基板上の流体分子の再分布を生じさせ、有利には試料にわたる流体の分布を向上させることができる。
【００９３】
撹拌段階の際にプラットフォームに対して基板２を動かすのに他の方法も用いることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、オフセット７０Ａ−Ｄおよび／または７１Ａ−Ｄのうち１つ以上の位置（たとえば、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面上方にオフセットが延在する量）を迅速に調整して試料３を撹拌することができる。ある実施形態では、試料３の撹拌を生じさせるようにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの位置を調整することができる。たとえば、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、試料３の撹拌を生じさせるように、（たとえば、上述の基板２の動きの方向に対応する）上下に交互に動くことができる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、以下に論じるように基板アームが屈曲する材料からなる場合は、試料３の撹拌は、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂがオフセット７０Ａ−Ｄおよび／または７１Ａ−Ｄに向けて基板２を駆動する程度を変化させることによって実行可能である。歪みゲージを用いて時間の関数としての基板アームの歪みの変化を検出することにより、基板２に加えられる撹拌の頻度を測定して調整することができる。
【００９５】
図１３を参照して、第１のステップ１２０２で、撹拌段階が開始される。ステップ１２０４で、制御システム５は、撹拌サイクルを始めるようにアクチュエータ３０Ａに指示する。この指示に応答して、ステップ１２０６で、アクチュエータ３０Ａは、基板２を上向きに回転させ、基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の距離を大きくする。次に、ステップ１２０８で、アクチュエータ３０Ａは、プラットフォーム６０Ａに向けて下向きに基板２を回転させて、基板とプラットフォーム６０Ａとの間の距離を小さくする。決定ステップ１２１０で、撹拌段階を続けるべきであれば、制御はステップ１２０４に戻り、再び別の撹拌サイクルでアクチュエータ３０Ａによる基板２の回転が行なわれる。撹拌段階を終了すべき場合は、制御はステップ１２１０からステップ１２１２に移り、ここでは基板２は撹拌が完了するとその初期位置に戻される。
【００９６】
撹拌段階は、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂを通して適用される１つ以上の撹拌サイクルを含むことができる。さらに、撹拌段階は、固定剤、染色、および／または濯ぎ段階の各々の間、ならびに固定、染色、および／または濯ぎ段階の各々の間で頻度を変化させる際に、１回または複数回行なうことができる。たとえば、また図３Ａを参照して、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げて、その後、固定、染色、および濯ぎの各段階の後に１回の３回、基板２を試料処理位置に戻してもよい。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、２秒（たとえば、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げるのに１秒と、基板を試料処理位置へ戻すのに１秒）で各撹拌サイクルを完了してもよい。機械１は、各撹拌サイクルおよび／または段階毎に撹拌頻度および距離を変化させるように指示を実行することができる。たとえば、撹拌段階
は、試料処理位置から５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げ、次に１秒当たり１０〜２０回試料処理位置に基板を戻すアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂを含んでもよい。
【００９７】
撹拌距離と頻度との代替的な組合せも用いることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、撹拌距離は５ミクロン以上（たとえば、１５ミクロン以上、２５ミクロン以上、５０ミクロン以上、１００ミクロン以上、１５０ミクロン以上、２００ミクロン以上、２５０ミクロン以上、３００ミクロン以上、５００ミクロン以上、７００ミクロン以上、１ｍｍ以上である。たとえば、ある実施形態では、撹拌距離は３５ミクロン〜３５０ミクロンの間である。
【００９８】
いくつかの実施形態では、撹拌サイクルの頻度は、１秒当たり１サイクル以上（たとえば、１秒当たり２サイクル以上、１秒当たり３サイクル以上、１秒当たり４サイクル以上、１秒当たり５サイクル以上、１秒当たり７サイクル以上、１秒当たり１０サイクル以上）である。
【００９９】
付加的な撹拌技術も用いることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、基板グリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂは、図１および図３に示すアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂの回転軸に対して垂直な軸の周りで基板を回転させるアクチュエータを含んでもよい。
【０１００】
これに代えて、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂには、固定、染色、および濯ぎ段階の間に１つ以上のオフセット７０Ａ−Ｄおよび／または７１Ａ−Ｄを上げるまたは下げるためのオフセット調整器が備えられてもよい。オフセット調整器を実現するため、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、プラットフォーム中の内部プレートに取付けられるオフセットを含むことができる。内部アクチュエータを用いてプレートの高さを変化させてもよく、こうしてオフセットの高さを変化させる。これに代えて、プラットフォーム６０Ａおよび／もしくは６０Ｂまたはブロック８０Ａおよび／もしくは８０Ｂを動かすようにアクチュエータに指示して、これにより撹拌段階の間に離間距離を変化させることによって、基板２に対するオフセット７０Ａ−Ｄおよび７１Ａ−Ｄの位置を変更することができる。制御システム５は、試料準備プロセスの際に従来の染色および準備技術と比較して大幅に少ない流体容積を用いてより効率的に試料を処理するために、流体サイクルの頻度、流量、オフセットの高さ、離間距離、ならびに撹拌パラメータおよび頻度を調整することができる。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、試料処理位置にある基板がプラットフォームから延在するオフセット２つのみに対して静止している場合に、アクチュエータまたは他の動力要素が、すべての４つのオフセットに対してスライドが静止するまでプラットフォーム表面にさらに向けてスライドを回転させ得るように、基板アームは屈曲する材料からなってもよい。これらの２つの位置の間で基板の位置を変化させることにより、試料処理の際の十分な撹拌を達成し得る。基板アームは、基板アームの歪みをモニタする歪みゲージを含んでもよく、プラットフォームオフセットに対する基板の位置を制御システム５に知らせるように用いられてもよい。さらに、制御システムは、基板の厚み不完全に対応する情報を含んでもよく、これについては、基板を試料処理位置に置く際にまたは撹拌段階の間に制御システムが対処してもよい。
【０１０２】
乾燥段階
ある実施形態では、制御システム５は、機械１に取付けた乾燥機４を用いて試料を乾燥させることができる。図１４は、試料を乾燥させるための一連のステップを特徴とするフローチャート１３００を含む。染色および他の段階（たとえば１つ以上の濯ぎ段階）の完
了を検証する最初のステップ１３０２の後、ステップ１３０４で、乾燥機４は、試料にわたって空気の流れを方向付ける。乾燥プロセスは、乾燥を停止する信号が制御ユニットから受信されるまでステップ１３０６で継続する。信号を受信すると、乾燥機は試料にわたる空気の流れを停止し、ステップ１３０８で乾燥段階が終了する。
【０１０３】
一般的に、機械１は、試料３を乾燥させるための試料処理の間に、空気の温度、流量、適用される空気の流れの持続時間、および段階を変化させるように制御可能である。たとえば、染色段階を完了した後、乾燥機４は、試料にわたって７秒の期間、１分当たり１０リットルの速度で約１２０°Ｆの空気の流れを方向付けることができる。他の空気温度（たとえば３００°Ｆまでの周囲温度）、空気の流量（たとえば１分当たり１００リットルに対する１分当たり１リットル）、および空気の流れの期間（たとえば数秒〜数分）も用いることができる。
【０１０４】
試料検査システム
本明細書に開示する、機械１を含む自動化された試料準備機械および装置は、一般的に、その全内容が本明細書に引用により援用される米国特許出願公開番号第２００９／０２６９７９９号に記載のものなどのような、より大きな試料検査システムとともに用いられるおよび／またはその中に組込まれることができる。たとえば、図１５は、試料検査システム２０００の１つの可能な実施形態を図示する概略図を示す。システム２０００は、プラットフォーム２１００、受光機器２２００、コンピュータ２３００、アプリケータ２４００、気体循環機器２５００、光源２６００、ディスペンサ２８００、吐出機器２９００、スライドラベラー３０００、およびスライド標識読取器３１００を含む。前進装置２１１０は、１つ以上のスライドまたは他の基板２７００を受けるように構成されてもよい。前進装置２１１０は、プラットフォームの頂面２１０１などの表面に取付けられてもよい。前進装置２１１０はベルトの形態を取ってもよく、システムは、機械アーム、重力、磁気、液圧機器、ギヤ、またはプラットフォームの表面２１０１に沿って基板搭載試料を動かす他の移動技術を用いてもよい。
【０１０５】
プラットフォーム２１００は、積層体もしくはラックからまたは積層体もしくはラックへ基板２７００（たとえばスライド）をそれぞれ供給するおよび収集するフィーダ２１０２および収集器２１０６も含んでもよい。フィーダ２１０２には、試料を前進装置２１１０上に押すための（ゴム被覆ホイールなどの）フィーダ推進機構２１０３が備えられてもよい。これに代えて、機械アームを用いて基板２７００を掴み、直接に基板を前進装置上に置くことができる。磁石または液圧機器などの、基板をフィーダ２１０２から推進して外に出す代替的な機構を用いてもよい。フィーダは、何枚のスライドが存在するかを判定するためのセンサを含んでもよい。センサは、たとえば基板２７００の重量を測定して何枚の基板が存在するかを判定することができる。収集器２１０６も、何枚の基板が存在するかを判定するためのセンサを含むことができる。センサは、予め設定された数の試料が分析されたときをコンピュータ２３００に知らせるように構成可能である、および／または継続的に基板上に搭載される試料の受取りをコンピュータに知らせることができる。
【０１０６】
受光機器２２００は、（明視野顕微鏡などの）顕微鏡、ビデオカメラ、スチルカメラ、または受光する他の光学機器であり得る。標準的な明視野顕微鏡を含む実施形態は、自動化ステージ（たとえば基板移動機２２０１）および自動化焦点も含むことができる。いくつかの実施形態では、顕微鏡を電動式ステージおよび焦点モータ取付部に取付けることができる。顕微鏡は、異なる倍率のレンズをコンピュータ２３００の制御下で選択できるようにする電動式対物レンズ装着部（nosepiece）を有することができる。フィルタホイー
ルを用いて、コンピュータ２３００が光経路中の狭帯域カラーフィルタを自動的に選択できるようにすることができる。ＬＥＤ照明をフィルタの代わりに用いることができ、ＬＥＤを使用すると、フィルタホイールの回転に必要な時間と比較して画像取得時間を短縮す
ることができる。たとえば、１６００×１２００画素のFirewire（登録商標）（ＩＥＥＥ１３９４高速シリアルバス）カメラを用いて狭帯域画像を取得することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、受光機器２２００は、基板２７００から反射された光を受け、反射光によって形成される１つ以上の画像を記憶する。これに代えてまたは加えて、いくつかの実施形態では、受光機器２２００が基板上の試料からの蛍光発光を検出可能である。
【０１０８】
ある実施形態では、受光機器２２００は、基板上の試料の透過画像を得るように構成される。たとえば、発光源２６００をプラットフォームの下に位置決め可能であり、光がプラットフォーム２１００および基板２７００を通過して受光機器２２００に入るように光を方向付けてもよい。
【０１０９】
受光機器２２００および図１５に示す他の構成要素のうち任意のものは、リンク（２０１１−２０１４）を通してコンピュータ２３００とインターフェイスすることができ、これは、構成要素にエネルギを与え、コンピュータ２３００から構成要素に指示を与え、および／または構成要素がコンピュータ２３００に情報を送れるようにすることができる。リンク２０１１−２０１４は有線リンクまたは無線リンクであり得る。
【０１１０】
受光機器２２００は、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸方向の動きが可能であってもよい（他の実施形態では、電動式ステージまたは基板移動機２２０１がＸ、Ｙ、およびＺの動きを与えてもよい）。受光機器２２００は、コンピュータ２３００が受光機器２２００を適切な位置に位置決めできるようにするパン、チルト、および／または移動アクチュエータを含むことができる。受光機器２２００は、入来する光を焦点合わせするレンズ２２１０を含むことができる。
【０１１１】
受光機器２２００は、白黒および／またはカラー画像を捕捉するように選択可能である。いくつかの実施形態では、２つ以上の受光機器を用いて画像の捕捉と関連の処理時間を分割することができる。たとえば、低倍率画像化ステーションの後に高倍率画像化ステーションが続くことができる。同様に、いくつかの実施形態では、システム２０００、プラットフォーム２１００、コンピュータ２３００、および／または受光機器２２００は、基板２７００を動かすように基板移動機２２０１に命令して、基板上のまたは基板の特定の部分上の細胞のうちすべてまたは大部分の１つ以上の画像の捕捉および記憶を確実にすることができる。
【０１１２】
コンピュータ２３００は、ラップトップ、サーバ、ワークステーション、または任意の他の種類の計算機器であり得る。コンピュータは、プロセッサ、ディスプレイ２３２０、インターフェイス２３１０、ならびに内部メモリおよび／またはディスクドライブを含むことができる。コンピュータ２３００は、メモリにまたは光学式ドライブなどのコンピュータ読取可能有形媒体上に記憶されるソフトウェアも含むことができる。ソフトウェアは、コンピュータに、受光機器２２００、アプリケータ２４００、気体循環機器２５００、プラットフォーム２１００、前進装置２１１０、光源２６００、ディスペンサ２４５０および／もしくは２８００、試料準備機械１、またはこれらの構成要素のうち１つ内のもしくはこれらの構成要素のうち１つに接続される任意の構成要素を動作させるための指示を含んでもよい。同様に、コンピュータは、これらの構成要素のうち任意のものから情報を受信するように配置される。
【０１１３】
たとえば、ソフトウェアは、フィーダ２１０２からの基板の分散の速度を制御してもよく、フィーダ２１０２は存在する基板の数についてコンピュータに知らせてもよい。さらに、コンピュータ２３００は、受光機器２２００が捕捉した画像の分析の実行も担うこと
ができる。分析プロセスを通して、コンピュータは、たとえば血液、赤血球、白血球、および血小板の計数のために特定の量の血液中の特定的な種類の細胞の数を算出するように配置されかつ制御されることができ、ヘモグロビン含有量、赤血球形態、または白血球百分率などの全血計数などの他の測定されかつ導出される成分を算出することができる。画像分析ソフトウェアは各々個別の視野を分析することができ、赤血球および白血球計数の合計の和を求めることができる。患者の血液サンプル中のマイクロリットル当たりの合計計数を算出するため、スライド上で計数された数に希釈率および副サンプル（sub-sample）の容積を乗算することができる。計数、形態測定、ならびにスライドからの赤血球および白血球の画像の結果をディスプレイ２３２０上に示してもよい。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、コンピュータ２３００は、モニタ上に表示される血球の画像を用いて、数値データ、細胞集団ヒストグラム、散布図、および細胞形態の直接評定を表示するように構成される。細胞形態を表示できることにより、システム２０００のユーザに細胞形態学上の異常の有無を迅速に確立する能力が与えられ、これは、経験豊富な技術者または他の専門家による手作業での検討のために付加的なスライドを準備することを保証するかもしれない。ソフトウェアは、受光機器から受ける画像２３３１を表示する指示をコンピュータに与えることもできる、またはディスプレイ２３３０に画像の分析の結果２３３２を（たとえば、おそらくは表もしくはグラフで）示させてもよい。同様に、コンピュータ２３００は、特定の血液容積中の特定的な種類の細胞の数を数える、または特定の量の血液中の損傷した細胞、癌細胞、もしくは溶解細胞の数を数えるように制御可能である。ソフトウェアは、コンピュータが分析プロセスを行なえるようにする。コンピュータは分析の際に１つ以上の倍率を用いることができる。
【０１１５】
１つの構成要素として示されるが、コンピュータ２３００は複数のコンピュータを含むことができる。システム２０００の構成要素を制御するために第１のコンピュータを用いることができ、受光機器２２００からの画像を処理するために第２のコンピュータを用いることができる。コンピュータが情報を共有できるようにさまざまなコンピュータをともにリンクさせることができる。コンピュータ２３００は、コンピュータが他のコンピュータに情報を送りかつこれを受けることができるようにするネットワークまたは研究室情報システムに接続されることもできる。
【０１１６】
ある実施形態では、アプリケータ２４００は、シリンジ、手動式もしくはモータ駆動式分注器、またはチューブを通して分注器先端に取付けられるモータ制御ポンプを含むことができる。アプリケータ２４００は、制御された態様で試料を基板２７００に塗布する。アプリケータ２４００を用いる例示的な特徴、属性および方法は、たとえば、米国特許出願公開番号第２００９／０２６９７９９号に開示されている。試料は、１つ以上の血液成分、細胞、組織、または他の生物学的成分を含むことができる。
【０１１７】
試料が基板２７００に一旦塗布されると、塗布された試料は機械１を用いて処理される。機械１は本明細書中に記載のように機能して、１つ以上の染料、固定剤、および／または他の溶液を基板上の試料に塗布する。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、システム２０００は、アプリケータ２４００の先端から互いに接触していない（non-touching）細胞の列を置くことにより、基板２７００の上に載せられた細胞同士の間での重なりが最小限になるように構成可能である。希釈された流体の粘度の上昇または希釈液の種類もしくは量は、アプリケータからの試料の流れの最終的な定着位置の幅に影響を及ぼすことがある。血液サンプル中の典型的なばらつきを許すように列同士の間の距離を選択することにより、すべての細胞をすべてのサンプル中で計数することができる。
【０１１９】
図１５に示すような別個の機器であり得る、または以前論じたように機械１に組入れ可能である気体移動機器２５００はファンを含むことができる、および／またはたとえばコンプレッサもしくはベローズなどの他の気体移動機器を含んでもよい。気体移動機器２５００はコンピュータ２３００に直接に接続されてもよく、またはプラットフォーム２１００もしくはアプリケータ２４００などの別の構成要素を通して接続されてもよい。気体移動機器は、基板にわたって気体（ある場合は大気）を押して、基板上の物質が乾く速度を制御する。あまりに多くの空気をあまりに迅速に（すなわち、ファン速度をあまりに高くして）基板にわたって動かすと、試料中の細胞が急速乾燥のために破裂してしまう可能性があり、あまりに少ない空気をあまりにゆっくり（すなわち、ファン速度をあまりに低くして）基板にわたって移動させると、細胞があまりにゆっくり乾燥して縮んだように見える可能性がある。
【０１２０】
コンピュータ２３００は、気体移動機器が基板から離れている距離、分析される流体の種類、流れの幅、気体（たとえば空気）の温度、流れの平均厚みに基づいて、ある期間に基板にわたって動く空気の量（すなわち、１秒当たりの空気の立方フィートまたは立方センチ）を選択および制御することができる。約１５〜２０秒の期間、気体が３０°−６０°の角度（たとえば４５°）で基板に当たるように機器が気体を方向付けるように、ガス移動機器２５００を位置決め可能である。いくつかの実施形態では、コンピュータ２３００は、気体移動機器２５００を使用せずに乾燥プロセスを行なえるように、システムの近傍で湿度および温度設定を制御することができる。
【０１２１】
発光機器２６００およびそのさまざまな構成要素は、一例として、米国特許出願公開番号第２００９／０２６９７９９号に記載されている。光のさまざまな波長を発光機器２６００によって生成可能であり、かつ受光機器２２００によって検出可能である。たとえば、ＲＢＣ形態学およびヘモグロビン含有量を評定するためのヘモグロビンのみの画像を得るには、４１５ｎｍなどの波長が有用である。６００ｎｍで発せられる光は、血小板および核の高コントラスト画像を与えるのに有利であり得る。好塩基球、単球、リンパ球（すべて青の影付き）、好酸球（赤）、および好中球（中間色）の色を最もよく区別するために他の波長を選んでもよい。
【０１２２】
実施例
以下の実施例によって開示をさらに説明するが、これらは請求項に記載する発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【実施例１】
【０１２３】
図１６は、基板上に搭載した試料を処理するための一連の例示的なステップを示すフローチャート１４００である。検査用に生物試料を準備するのにフローチャート１４００中のステップを用いることができる。このプロセスの説明は、特定的な範囲を有する特定的なステップを参照するおよび／または特定的な順で行なわれるステップを開示することがあるが、この説明は非限定的な例としてのみ意図される。図１６を参照して、機械１は、処理ステップの際にさまざまな機械構成要素の動作に命令を与えるための制御システム５に接続される。試料開始ステップでは、血液のアリコートからの赤血球、白血球、および血小板を含む生物試料３がガラス顕微鏡スライドからなる基板２に塗布される。これは、同時係属中の米国特許出願公開番号第２００８／０１０２００６号に記載のステーションのうち１つ以上などの異なるステーションを用いて行なうことができる。位置決めステップ１４０２で、図１に示すように、試料３を含有する基板２が基板アーム１０Ａの基板グリッパ２０Ａの上に載せられる。制御システム５は、基板グリッパ２０Ａから空気を排出するように吸引源２２２に指示する（ステップ１４０４）。吸引ポート２１および２２を通して適用される吸引（ステップ１４０６）は、試料処理の間、基板２を基板グリッパ２０Ａに付着させる。制御システム５は、図１に示す開放位置から図３Ａに示す試料処理位
置へ基板３を回転させるようにアクチュエータ３０Ａに指示する（ステップ１４０８）。試料処理位置で、試料３は、基板２が図２に示すオフセット７０Ａ−Ｄに対して静止している間、プラットフォーム６０Ａの表面に面している。オフセットは、基板２がプラットフォーム６０Ａの表面と接触しないようにする。この例のプロセスでは、基板２の試料含有表面とプラットフォーム６０Ａの表面との間の離間９２は約１００ミクロンである。
【０１２４】
固定段階（ステップ１４１２、図１０も参照）の際、ステップ１４１４で、ポンプは固定剤を試料３に塗布する。図２に示す流体チューブ５４Ａに接続されるポンプ２００Ａは、メタノールを備える固定剤を、固定剤貯蔵部２１０から、チューブ５４Ａを通して、ポート４４Ａから外へ、プラットフォーム６０Ａの上へ、試料３を含有する基板２の上へ、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との離間部９２の中へ押出す。ポンプ２００Ａは、２秒の期間Ｔ１、１秒当たり７０マイクロリットルの流量でポート４４Ａからメタノールを押出し、これにより試料３を含有する基板２の上に合計１４０マイクロリットルのメタノールＶ１を方向付ける。
【０１２５】
次に、第１の撹拌ステップ１４１６で、制御システム５は、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げるようにアクチュエータ３０Ａに命令し（ステップ１４１８）、基板をその試料処理位置へ戻すことによって基板を撹拌する。機械１はこの撹拌ステップをあと４回繰返す。図１７に示すように、機械１は、約１０秒Ｔ２で５回の撹拌の動きを完了する。撹拌の後、制御システムは真空または排出ステップ１４２０を開始する。１．５秒Ｔ３の間、−５ｐｓｉの真空力が加えられ、離間部の中、プラットフォームの上、または基板の上に存在するいずれの残留メタノールもポート４０Ａおよび４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａを介して排出される（ステップ１４２２）。排出されたメタノールは廃棄物容器２３０および／または２３１の中に収集される。
【０１２６】
固定段階に続いて、制御システム５は第１の染色段階を始める（ステップ１４２４）。そうする際、制御システム５は、試料を染色するように機械１に命令する（ステップ１４２６）。図２および図１１のフローチャートを参照して、流体チューブ５２Ａに接続されるポンプ２０１は、染料貯蔵部２１１Ａから、ポート４２Ａから外へ、プラットフォーム６０Ａの上に、試料３を含有する基板２の上に、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中へフルオレセイン色素を押出す。ポンプ２０１は、２秒の期間Ｔ４、１秒当たり７０マイクロリットルの流量で、ポート４２Ａを通してフルオレセイン色素を供給し、これにより基板に対して１４０マイクロリットルの色素Ｖ２を方向付ける。
【０１２７】
フルオレセイン色素を試料３に塗布した後、ステップ１４３０で、機械１は、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げて、次に基板をその試料処理位置に戻すようにアクチュエータ３０Ａに命令することによって、第２の撹拌ステップ１４２８を行なう。制御システム５は、機械１にこの撹拌ステップをあと２回繰返させ、図１７に示すように、約６秒Ｔ５の期間にわたって３回の撹拌を完了させる。
【０１２８】
次に、ステップ１４３２で第２の真空または排出段階が開始される。ステップ１４３４で、３秒Ｔ６の間、−５ｐｓｉの真空を加えて、離間部９２の中またはプラットフォームおよび基板上に存在するいずれの残留フルオレセイン色素も、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａを介して排出する。排出されたフルオレセイン色素は廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａの中に収集される。
【０１２９】
フルオレセイン色素で試料を染色した後、ステップ１４３６で、機械１は、チアジン色素を用いて第２の染色段階を始める。流体チューブ５３Ａに接続されるポンプ２０２は、染料貯蔵部から、ポート４３Ａを通して、プラットフォーム６０Ａの上に、基板２の上に
、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中にチアジン色素を押出す（ステップ１４３８）。機械１は、２秒の期間Ｔ７、１秒当たり７０マイクロリットルの流量で、ポート４３Ａを通してチアジン色素を供給し、これにより基板に対して合計１４０マイクロリットルのチアジン色素Ｖ３を方向付ける。
【０１３０】
染料を試料３に塗布した後、機械１は、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ基板２の近接端縁を持上げ（ステップ１４４２）、次に試料３を含有する基板をその試料処理位置へ戻すようにアクチュエータ３０Ａに命令することによって、ステップ１４４０で第３の撹拌段階を開始する。機械１はこの撹拌ステップをあと３回繰返す。機械は、約８秒Ｔ８の期間にわたって４回の撹拌の動きを完了する。
【０１３１】
次に第３の真空または排出ステップ１４４４が開始される。−５ｐｓｉの真空が２秒間Ｔ９加えられて、撹拌の後、離間部の中またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に存在する残留チアジン色素を、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを介して排出する。排出されたチアジン色素は廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａの中に収集される。
【０１３２】
次に、機械１は２つの濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスを行なう。第１のシーケンスの段階は、制御システム５が第１の濯ぎ段階を開始するように機械１に指示するステップ１４４８で開始される。蒸留水の濯ぎ溶液を含有する貯蔵部２１３Ａがポンプ２０３および流体チューブ５５Ａに接続される。ポンプ２０３は、ポート４５Ａの中に入る洗浄チューブ５５Ａを通して、離間部９２の中に、かつプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に蒸留水を方向付けて、ステップ１４５０で試料３を濯ぐ。これに代えて、いくつかの実施形態では、流体ポート４２Ａ〜４５Ａのうち２つ以上を通して洗浄流体が方向付けられる。ポンプ２０３は、２秒Ｔ１０の間、１秒当たり７０マイクロリットルの流量で、ポート４５Ａから外へ蒸留水を方向付けて、これにより試料を含有する基板の上に合計１４０マイクロリットルＶ４の水を方向付ける。
【０１３３】
次に、制御システム５は、ステップ１４５２で第４の撹拌段階を始め、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げるようにアクチュエータ３０Ａに命令し（ステップ１４５４）、基板をその試料処理位置に戻す。制御システム５はこの撹拌段階を機械１に繰返させるように命令し、約４秒Ｔ１１で２回の撹拌を完了してもよい。
【０１３４】
次に、ステップ１４５６で真空または排出段階が開始される。ステップ１４５８で５．５秒Ｔ１２の間加えられる５ｐｓｉの真空は、撹拌の後、離間部９２の中またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に存在する残留蒸留水を、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを介して排出する。
【０１３５】
その後、ステップ１４６０で、制御システム５は、第２の濯ぎ段階を始めることによって、第２の濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスを始めるように機械１に命令する。第２の濯ぎ段階（ステップ１４６０、１４６２）、第５の撹拌段階（ステップ１４６４、１４６６）、および第５の真空段階（ステップ１４６８、１４７０）は、第１の濯ぎ−撹拌−真空段階について以上で開示したのと同じ態様で行なわれる。第２の濯ぎ−撹拌−真空段階の間、洗浄流体Ｖ５の量ならびに処理時間Ｔ１３、Ｔ１４、およびＴ１５は一般的に、第１の濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスにおけるものと同じである。
【０１３６】
試料を固定し、フルオレセインおよびチアジン染料で染色し、かつ濯いだ後、機械１は、ステップ１４７２で乾燥段階を開始する。乾燥機４は、試料にわたって８秒の期間Ｔ１６、１分当たり１０リットルの流量で、約１２０°の空気の流れを方向付ける（ステップ
１４７４）。
【０１３７】
これらのステップの完了に続いて、ステップ１４７６で、基板２はその元の位置に戻される。このステップで、図１に示すように、アクチュエータ３０Ａは試料処理位置から開放位置に基板２を回転させる。次に、基板移動機が基板２を外してもよく、新しい試料の処理のために新しい基板を搬入してもよい。
【実施例２】
【０１３８】
実施例１について上述した処理ステップを、発明の他の実施形態では以下のように調整してもよい。さらに、米国仮特許出願番号第６１／５０５，０１１号に開示される固定剤、染料および濯ぎ溶液処方を以下の実施例の処理ステップで用いることができる。
【０１３９】
第１の固定段階（ステップ１４１２、図１０も参照）の間、ステップ１４１４で、ポンプは、試料３に固定剤溶液を塗布する。図２に示す流体チューブ５４Ａに接続されるポンプ２００Ａは、固定剤貯蔵部２１０から、チューブ５４Ａを通して、ポート４４Ａから外へ、プラットフォーム６０Ａの上に、基板２の上に、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中へ、メタノールを備える固定剤溶液を押出す。ポンプ２００Ａは、２秒の期間Ｔ１、１秒当たり１１５マイクロリットルの流量で、ポート４４Ａから固定剤溶液を押出し、これにより基板２に対して合計２３０マイクロリットルの固定剤溶液Ｖ１を方向付ける。
【０１４０】
次に、第１の撹拌ステップ１４１６で、制御システム５は、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げるようにアクチュエータ３０Ａに命令し（ステップ１４１８）、試料をその試料処理位置に戻すことによって基板を撹拌する。機械１はこの撹拌ステップをあと５回繰返す。機械１は、約１２秒で６回の撹拌の動きを完了する。撹拌の後、制御システムは真空ステップ１４２０を開始する。１．５秒Ｔ３の間、−６ｐｓｉの真空力を加え、離間部の中、プラットフォームの上、または基板の上に存在するいずれの残留固定剤溶液も、ポート４０Ａおよび４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａを介して排出される（ステップ１４２２）。排出された固定剤溶液は廃棄物容器２３０および／または２３１の中に収集される。
【０１４１】
その後、第２の撹拌ステップを含む第２の固定段階で、第１の固定段階および第１の撹拌ステップの以上のステップを繰返す。
【０１４２】
固定段階に引続き、制御システム５は第１の染色段階を開始する（ステップ１４２４）。そうする際、制御システム５は、試料を染色するように機械１に命令する（ステップ１４２６）。図２および図１１のフローチャートを参照して、流体チューブ５２Ａに接続されるポンプ２０１は、染料貯蔵部２１１Ａから、ポート４２Ａから外へ、プラットフォーム６０Ａの上に、試料３を含む基板２の上に、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中へ、エオシンＹを備える第１の染料溶液を押出す。ポンプ２０１は、２秒の期間Ｔ４、１秒当たり１１５マイクロリットルの流量で、ポート４２Ａを通して第１の染料溶液を供給し、これにより基板に対して２３０マイクロリットルの第１の染料溶液Ｖ２を方向付ける。
【０１４３】
第１の染料溶液を試料３に塗布した後、機械１は、ステップ１４３０で試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げ、次に試料をその試料処理位置へ戻すようにアクチュエータ３０Ａに命令することによって、第２の撹拌ステップ１４２８を行なう。制御システム５はこの撹拌ステップを機械１にあと２回繰返させ、図１７に示すように、約６秒Ｔ５の期間にわたって３回の撹拌を完了させる。
【０１４４】
次に、ステップ１４３２で第２の真空段階が開始される。ステップ１４３４で３秒Ｔ６の間、−５ｐｓｉの真空を加えて、離間部９２の中またはプラットフォームおよび基板の上に存在するいずれの残留第１染料溶液も、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび５１Ａを介して排出される。排出された第１の染料溶液は廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａの中に収集される。
【０１４５】
エオシンＹを含む第１の染料溶液で試料を染色した後、機械１は、アズールＢおよびメチレンブルーを含む第２の染料溶液を用いて、ステップ１４３６で第２の染色段階を開始する。流体チューブ５３Ａに接続されるポンプ２０２は、染料貯蔵部から、ポート４３Ａを通して、プラットフォーム６０Ａの上に、基板２の上に、かつプラットフォーム６０Ａと基板２との間の離間部９２の中へ、第２の染料溶液を押出す（ステップ１４３８）。機械１は、２秒の期間Ｔ７、１秒当たり１１５マイクロリットルの流量で、ポート４３Ａを通して第２の染料溶液を供給し、これにより基板に対して合計２３０マイクロリットルの第２の染料溶液Ｖ３を方向付ける。
【０１４６】
染料を試料３に塗布した後、機械１は、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ基板２の近接端縁を持上げるように（ステップ１４４２）、次に試料３をその試料処理位置に戻すようにアクチュエータ３０Ａに命令することによって、ステップ１４４０で第３の撹拌段階を開始する。機械１はこの撹拌ステップをあと２回繰返す。機械は、約６秒Ｔ８の期間にわたって３回の撹拌の動きを完了する。
【０１４７】
次に第３の真空ステップ１４４４が開始される。２秒Ｔ９の間、−６ｐｓｉの真空を加え、撹拌の後、ステップ１４４６で、離間部の中またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に存在する残留第２染料溶液を、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを介して排出する。排出された第２の染料溶液は廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａの中に収集される。
【０１４８】
次に機械１は、２つの濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスを行なう。第１のシーケンスの段階は、制御システム５が第１の濯ぎ段階を開始するように機械１に指示するステップ１４４８で開始される。濯ぎ溶液を含有する貯蔵部２１３Ａがポンプ２０３および流体チューブ５５Ａに接続される。ポンプ２０３は、ステップ１４５０で、ポート４５Ａの中に入る洗浄チューブ５５Ａを通して、離間部９２の中へ、かつプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に濯ぎ溶液を方向付けて、試料３を濯ぐ。これに代えて、いくつかの実施形態では、濯ぎ溶液は流体ポート４２Ａ〜４５Ａのうち２つ以上を通して方向付けられる。ポンプ２０３は、２秒Ｔ１０の間、１秒当たり１１５マイクロリットルの流量で、ポート４５Ａから外へ濯ぎ溶液を方向付けて、これにより基板に対して合計２３０マイクロリットルＶ４の水を方向付ける。
【０１４９】
次に、制御システム５は、ステップ１４５２で第４の撹拌段階を開始し、試料処理位置から３５ミクロンの距離だけ鉛直方向に基板２の近接端縁を持上げるようにアクチュエータ３０Ａに命令し（ステップ１４５４）、試料をその試料処理位置に戻す。次に、制御システム５は、この撹拌段階をあと３回繰返し、約８秒Ｔ１１で４回の撹拌を完了するように機械１に命令する。
【０１５０】
次にステップ１４５６で真空段階が開始される。ステップ１４５８で、５．５秒Ｔ１２の間加えられる５ｐｓｉの真空は、撹拌の後、離間部９２の中またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２の上に存在する残留濯ぎ溶液を、ポート４０Ａおよび／または４１Ａならびに廃棄物チューブ５０Ａおよび／または５１Ａを介して排出する。
【０１５１】
その後、ステップ１４６０で、制御システム５は、第２の濯ぎ段階を開始することによ
って、第２の濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスを始めるように機械１に命令する。第２の濯ぎ段階（ステップ１４６０，１４６２）、約１２秒で完了する６回の撹拌を備える第５の撹拌段階、および第５の真空段階（ステップ１４６８，１４７０）は、第１の濯ぎ−撹拌−真空段階について以上で開示したのと同じ態様で行なわれる。第２の濯ぎ−撹拌−真空段階の間、濯ぎ溶液Ｖ５の量ならびに処理時間Ｔ１３、Ｔ１４、およびＴ１５は、第１の濯ぎ−撹拌−真空段階シーケンスにおけるものとほぼ同じである。さらに、真空段階の直前に、アクチュエータ３０Ａは、試料処理位置から１５−３５ミクロンの距離だけ基板２の近接端縁を持上げる。基板２とプラットフォーム６０との間のこの増大した離間は、最終真空段階の際の離間部９２中のいずれの残留流体の排出も向上させる。
【０１５２】
試料を固定し、エオシンＹを含有する第１の染料溶液ならびにアズールＢおよびメチレンブルーを含有する第２の染色溶液で染色し、かつ濯いだ後、ステップ１４７２で、機械１は乾燥段階を開始する。乾燥機４は、８秒の期間Ｔ１６、１分当たり１０リットルの流量で、試料にわたって約１２０°の空気の流れを方向付ける（ステップ１４７４）。
【０１５３】
これらのステップの完了に引続いて、ステップ１４７６で基板２はその元の位置に戻される。このステップで、図７に示すように、アクチュエータ３０Ａは、試料処理位置から開放位置へ基板２を回転させる。次に、基板移動機が基板２を外してもよく、新しい試料の処理のために新しい基板を搬入してもよい。
【０１５４】
上述の実施例の試料の処理ステップで図示するように、本明細書中に開示するシステムおよび方法は、自動化されたおよび手動での試料準備技術を含む従来の試料処理方法と比較して消費する試薬がより少ないことにより、より効率的な試料処理を提供する。実施例２を参照して、機械１が例示的な処理ステップの間に試料を固定し、染色し、かつ濯ぐために消費した試薬は１．５ミリリットル未満であった（たとえば、４６０マイクロリットルの固定剤溶液＋２３０マイクロリットルの第１の染色溶液＋２３０マイクロリットルの第２の染色溶液＋４６０マイクロリットルの濯ぎ溶液＝１３８０マイクロリットルの試薬）。いくつかの実施形態では、試料処理の際に１３８０マイクロリットルよりも多いまたはそれよりも少ない流体を用いることができる。たとえば、試料を処理するのに用いる流体の量は、（たとえば濯ぎ段階のうち１つを省くことにより）約１１５０マイクロリットル、または（固定剤段階のうち１つをさらに省くことにより）１，０００マイクロリットル未満であり得る。
【０１５５】
図１７に関して、実施例１について、例示的な処理ステップの際に、試料を固定し、染色し、かつ濯ぐために機械１が消費した試薬は１ミリリットル未満であった（たとえば、１４０マイクロリットルのメタノール固定剤＋１４０マイクロリットルのフルオレセイン色素＋１４０マイクロリットルのチアジン色素＋２８０マイクロリットルの濯ぎ溶液＝７００マイクロリットルの試薬）。いくつかの実施形態では、試料処理の際に７００マイクロリットルよりも多いまたは少ない流体を用いることができる。たとえば、試料を処理するのに用いる流体の量は、（たとえば、濯ぎ段階のうち１つを省くことにより）約５６０マイクロリットルであり得る。
【０１５６】
一般的に、消費される流体の合計容積は、５００マイクロリットル以上（たとえば、５２０マイクロリットル以上、５４０マイクロリットル以上、５６０マイクロリットル以上、５８０マイクロリットル以上、６００マイクロリットル以上、６５０マイクロリットル以上、７００マイクロリットル以上、７５０マイクロリットル以上）および／または２ｍＬ以下（たとえば、１．５ｍＬ以下、１．４ｍＬ以下、１．３ｍＬ以下、１．２ｍＬ以下、１．１ｍＬ以下、１．０ｍＬ以下、９００マイクロリットル以下）であり得る。
【０１５７】
図１７および実施例１を参照して、試料準備プロセスは１分よりもわずかに長い時間で
完了する（たとえば、固定段階の間に経過する１３．５秒＋フルオレセイン色素段階の間に経過する１１秒＋チアジン色素段階の間に経過する１２秒＋濯ぎ段階の間に経過する２３秒＋乾燥段階の間に経過する８秒＝６７．５秒の合計経過時間）。ある実施形態では、試料の準備は、実施例２のように、６７．５秒よりも長いまたはそれよりも短い時間で完了可能である。たとえば、試料処理は１８０秒以下（たとえば、１５０秒以下、１２０秒以下、９０秒以下、８０秒以下、７０秒以下、６０秒以下、５０秒以下、または４０秒以下）で完了可能である。
【０１５８】
さらに、以上の例示的なプロセスは単一の試料についての処理時間を説明する一方で、複数の基板を処理するためのシステムおよび方法（たとえば、２枚の基板を処理するように構成される図１の機械１、および／または３枚以上の基板を処理するように構成されるシステム）は、１時間当たり１００個よりも多くの試料（たとえば、１時間当たり６０個の試料から１２０個の試料の間）を処理することができる。研究室設定で本明細書中に開示するシステムおよび方法を使用する結果、従来の自動化されたシステムおよび手動での試料準備技術と比較して、流体（たとえば、固定剤、染料、および濯ぎ流体）の消費が低減される一方で、試料１つ当たりより速いスループットを得ることができる。
【０１５９】
他の実施形態
詳細な説明と関連して発明を説明したが、以上の説明は、添付の請求項の範囲が規定する開示の範囲を限定するものではなく、図示することを意図するものであることを理解すべきである。他の局面、利点、および修正例が以下の請求項の範囲内に入る。
【図１】
2018059946.tif 000003
【図２】
2018059946.tif 000004
【図３Ａ】
2018059946.tif 000005
【図３Ｂ】
2018059946.tif 000006
【図４】
2018059946.tif 000007
【図５】
2018059946.tif 000008
【図６Ａ】
2018059946.tif 000009
【図６Ｂ】
2018059946.tif 000010
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2018059946.tif 000012
【図７Ｂ】
2018059946.tif 000013
【図８Ａ】
2018059946.tif 000014
【図８Ｂ】
2018059946.tif 000015
【図９】
2018059946.tif 000016
【図１０】
2018059946.tif 000017
【図１１Ａ】
2018059946.tif 000018
【図１１Ｂ】
2018059946.tif 000019
【図１２】
2018059946.tif 000020
【図１３】
2018059946.tif 000021
【図１４】
2018059946.tif 000022
【図１５】
2018059946.tif 000023
【図１６】
2018059946.tif 000024
【図１７】
2018059946.tif 000025
【図１８Ａ】
2018059946.tif 000026
【図１８Ｂ】
2018059946.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月10日(2018.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の試料を処理するための装置であって、
第１の表面を備えるプラットフォームと、
前記第１の表面上にまたは前記第１の表面に近接して位置決めされる第１および第２の流体ポートと、
前記基板を保持するように構成される位置決め機構と、
流体制御システムと、
前記位置決め機構および前記流体制御システムと接続されるコントローラとを備え、
前記位置決め機構は、前記試料が前記プラットフォームに直面するように前記基板を位置決めするように構成され、
前記コントローラは、前記流体制御システムを活性化させて、生物染料を含む溶液を、前記第１の流体ポートから前記第２の流体ポートまで前記第１の表面にわたって前記溶液を流すことによって運ぶように構成されており、
前記溶液は、前記第１の表面にわたって流れるときに前記試料に接触する、装置。
【請求項２】
前記装置は、前記第１の表面上にまたは前記第１の表面に近接して位置決めされる第３の流体ポートを備え、前記流体制御システムは、前記溶液を前記第１および第３の流体ポートから前記第２の流体ポートに運ぶ、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１および第３の流体ポートは、前記第１の表面にわたって前記溶液の流れの方向に対してほぼ垂直な方向に互いに離間される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の表面から延在する少なくとも１つの突起をさらに備え、前記基板が前記少なくとも１つの突起に接触する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記位置決め機構は、前記溶液が流れる間、前記基板と前記第１の表面との間の固定間隔を維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記固定間隔は、少なくとも約５０ミクロンである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の表面は、前記プラットフォームに形成される凹部内に位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記流体制御システムを活性化して、前記第１の流体ポートから前記第２の流体ポートまで少なくとも１つの付加的溶液を運ぶように構成され、前記少なくとも１つの付加的溶液は、前記少なくとも１つの付加的溶液が前記第１の表面を流れるときに前記試料に接触し、前記少なくとも１つの付加的溶液は、濯ぎ溶液、固定剤、および第２の染料溶液からなる群から選択される少なくとも１つの要素を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記位置決め機構は、第１の位置から第２の位置まで前記基板を回転するように構成されるアームを備え、前記第２の位置において、前記試料は前記プラットフォームに直面する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の位置において、前記試料は前記プラットフォームからほぼ離れた方向に面する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記位置決め機構は、前記基板と接触する基板グリッパを備え、前記基板グリッパは、前記基板グリッパに対して前記基板を保持するために吸引源と接続される吸引ポートを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの突起は、少なくとも３つの突起を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１および第２の流体ポートは、前記第１の表面の対向する縁上にまたは前記第１の表面の対向する縁に近接して位置決めされる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
基板上の試料を処理するための装置であって、
基板グリッパを含む基板アームと、
前記基板アームに接続され、開放位置と試料処理位置との間で前記基板アームを動かすように、かつ前記基板アーム上に前記基板グリッパで把持される基板を撹拌するように構成されるアクチュエータ機構と、
前記基板アームが前記試料処理位置にあるときに前記基板の反対に位置する第１の表面を備えるプラットフォームとを備える、装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータ機構は、前記開放位置と前記試料処理位置との間で前記基板アームを動かすように構成される第１のアクチュエータと、前記基板を撹拌するように構成される第２のアクチュエータとを備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の表面の合計表面積は、前記第１の表面に面する前記基板の合計表面積よりも小さい、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記プラットフォームは、少なくとも１つの流体ポートを備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の表面上に位置決めされる第１および第２のポートと、
前記第１および第２の流体ポートに接続される流体制御システムとをさらに備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記流体制御システムに接続され、前記流体制御システムを活性化して前記第１および第２のポートのうちの少なくとも１つから流体を放出し前記流体を前記試料に塗布するように構成されるコントローラをさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
放出された前記流体は、前記第１および第２のポート間で前記第１の表面にわたって流れる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の表面上に位置決めされ、前記流体制御システムに接続される第３の流体ポートをさらに備え、前記流体制御システムは、前記第１および第３のポートから流体を放出する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１および第３の流体ポートは、前記第１の表面にわたって前記流体の流れの方向に対してほぼ垂直な方向に互いに離間される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１および第２のポートは、前記第１の表面の対向する縁上にまたは前記第１の表面の対向する縁に近接して位置決めされる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１の表面は、前記プラットフォームに形成される凹部内に位置決めされる、請求項１４に記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の表面の合計表面積は、前記基板の合計表面積よりも小さい、請求項１４に記載の装置。
【請求項２６】
前記基板グリッパ上に配置される吸引ポートをさらに備え、前記吸引ポートは、前記吸引ポートに吸引を提供して前記基板グリッパに対して前記基板を保持するための吸引源に接続可能である、請求項１４に記載の装置。
【請求項２７】
前記第１のポートは、第１の染料ポートであり、前記流体制御システムは、第１の染料貯蔵部と、第１の染料が前記第１の染料ポートを通って前記第１の染料貯蔵部から前記第１の表面上に運ばれる流体経路を提供するための、前記第１の染料貯蔵部と前記第１の染料ポートとの間の第１の染料導管とを備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記第３のポートは、第２の染料ポートであり、前記流体制御システムは、第２の染料貯蔵部と、第２の染料が前記第２の染料ポートを通って前記第２の染料貯蔵部から前記第１の表面上に運ばれる流体経路を提供するための、前記第２の染料貯蔵部と前記第２の染料ポートとの間の第２染料導管とを備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１の表面上に位置決めされる第４の流体ポートをさらに備え、前記第４のポートは、固定剤ポートであり、前記流体制御システムは、固定剤貯蔵部と、固定剤が前記固定剤ポートを通って前記固定剤貯蔵部から前記第１の表面上に運ばれる流体経路を提供するための、前記固定剤貯蔵部と前記固定剤ポートとの間の固定剤導管とを備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の表面上に位置決めされる第５のポートをさらに備え、前記第５のポートは、濯ぎポートであり、前記流体制御システムは、濯ぎ貯蔵部と、濯ぎ溶液が前記濯ぎポートを通って前記濯ぎ貯蔵部から前記第１の表面上に運ばれる流体経路を提供するための、前記濯ぎ貯蔵部と前記濯ぎポートとの間の濯ぎ導管とを備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記第２のポートは、廃棄物ポートであり、前記流体制御システムは、前記廃棄物貯蔵部と、前記廃棄物ポートを通って前記第１の表面から前記廃棄物貯蔵部に流体を排出するための経路を提供するための、前記廃棄物ポートと前記廃棄物貯蔵部との間の廃棄物導管とを備える、請求項２１に記載の装置。