(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上で試料を調製するための装置であって、
前記装置は、
第１の位置と第２の位置との間で基板を移動させるように構成される基板ハンドラと、
前記基板が前記第２の位置にあるときに、前記基板に面するように位置決めされるプラットフォームと
を備え、
前記プラットフォームは、
水接触角が４０度以下である親水性材料から形成される第２の表面を有する流体送達領域と、
前記基板が前記第２の位置にあるときに前記基板に面する第１の表面であって、水接触角が１００度以上である疎水性材料から形成される第１の表面と
を備え、
前記プラットフォームは、前記基板が前記第２の位置にあるときに前記第２の表面に流体が送達されるように構成される、
装置。
【請求項２】
前記プラットフォームは、前記親水性材料で形成される第１の部材と、前記第１の表面を形成するために前記第１の部材の少なくとも一部の上に配置される前記疎水性材料の層とを備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の表面により画定される平面に対し垂直の方向に測定される前記疎水性材料の層の厚さは、１００ミクロン以下である、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記疎水性材料の層の前記厚さは、５ミクロン以下である、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記親水性材料は、雲母、ガラス、およびガラスセラミック複合材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記親水性材料は、金属および金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記親水性材料は、前記疎水性材料の酸化生成物を含む、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記疎水性材料は、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、ポリオレフィン、およびフルオロポリマーからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つのスペーサをさらに備え、前記少なくとも１つのスペーサは、前記基板が前記第２の位置にあるときに、前記基板が前記少なくとも１つのスペーサに接触し、前記第１の表面上の任意の２つの位置についての、前記基板と前記第１の表面との間の最も近い距離の最大変動が１０ミクロン以下であるように、前記第１の表面上に位置決めされる、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の表面上に位置決めされる流体出口ポートをさらに備える、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記流体送達領域は、短手方向および前記短手方向に直交する長手方向を有し、前記流体送達領域の短手方向の中心を通って、前記流体送達領域の長手方向に沿って延びる中心軸を有し、前記流体出口ポートの中心は、前記流体送達領域の中心軸から、前記中心軸に直交する方向に沿って変位される、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記第２の表面上で、前記流体送達領域の中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートをさらに備え、前記第１の流体入口ポートおよび前記第２の流体入口ポートのそれぞれにおいて、
前記流体入口ポートの中心と前記流体出口ポートとの間で流動軸が延び、
前記流動軸と前記流体送達領域の前記中心軸との間の角度が、αである、
請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の表面上で、前記中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートをさらに備え、前記第３の流体入口ポートおよび前記第４の流体入口ポートのそれぞれにおいて、
前記流体入口ポートの中心と前記流体出口ポートとの間で流動軸が延び、
前記流動軸と前記流体送達領域の前記中心軸との間の角度が、βである、
請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
αは、１５度以下である、請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
αは、１０度以下である、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
βは、１０度以下である、請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
βは、６度以下である、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
αは、βよりも大きい、請求項１３記載の装置。
【請求項１９】
前記プラットフォームの上部表面に対し垂直の方向に沿って測定される、前記第１の表面に対する前記流体送達領域の最大深さは、２００ミクロン以下である、請求項１記載の装置。
【請求項２０】
前記最大深さは、１５０ミクロン以下である、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記疎水性材料の前記水接触角と前記親水性材料の前記水接触角との間の差異は、５０度以上である、請求項１記載の装置。
【請求項２２】
前記疎水性材料の前記水接触角と前記親水性材料の前記水接触角との間の差異は、７０度以上である、請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の表面は、平面状である、請求項１２記載の装置。
【請求項２４】
前記流体送達領域は、前記第１の表面中に凹部を形成してなり、前記凹部は、前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びる側壁表面を備える、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
隣り合う側壁表面の各組は、前記表面のなす角度が９０度よりも大きいように方向付けされる、請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
隣り合う側壁表面の各組は、丸みを帯びたフィレットに沿って一体化する、請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記凹部は、
平行な第１の側壁表面および第２の側壁表面と、
前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面に直交する第３の側壁表面と、
前記第３の側壁表面と、前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面との間にそれぞれ延びる第４の側壁表面および第５の側壁表面と、
前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面からそれぞれ延び、交差する第６の側壁表面および第７の側壁表面と、
を備える、請求項２４記載の装置。
【請求項２８】
前記凹部の底部表面は、上面視で七角形の形状を有し、前記凹部の前記側壁表面の少なくともいくつかは、異なる長さを有する、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記第１、第２、第３、および第４の流体入口ポートは、前記第６の側壁表面および前記第７の側壁表面よりも、前記第３の側壁表面により近く位置決めされる、請求項２７記載の装置。
【請求項３０】
流体送達のプラットフォームであって、
前記プラットフォームは、
第１の表面と、
前記第１の表面から延び、基板に接触して前記基板と前記第１の表面との間で一定の間隔を維持するように構成される少なくとも１つのスペーサと
を備え、
前記第１の表面は、第１の材料を含み、
第２の表面は、前記第１の表面中に凹部の底部を形成し、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含み、
前記第１の材料の水接触角と、前記第２の材料の水接触角との間の差異は、５０度以上であり、
前記プラットフォームは、前記基板が前記少なくとも１つのスペーサに接触しているときに前記第２の表面に流体が送達されるように構成される、
プラットフォーム。
【請求項３１】
前記水接触角の間の差異は、７０度以上である、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３２】
前記第１の材料の前記水接触角は、１００度以上である、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３３】
前記第２の材料の前記水接触角は、４０度以下である、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３４】
前記第１の材料は、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、ポリオレフィン、およびフルオロポリマーからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３５】
前記第２の材料は、雲母、ガラス、およびガラスセラミック複合材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３６】
前記第２の材料は、金属および金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３７】
前記第２の材料は、前記第１の材料の酸化生成物を含む、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３８】
前記第１の表面は、前記第２の材料の基板の上に配置される前記第１の材料の層により形成され、前記第１の表面により画定される平面に対し垂直の方向に測定される、前記第１の材料の層の厚さは、１００ミクロン以下である、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項３９】
前記第１の材料の層の厚さは、５ミクロン以下である、請求項３８記載のプラットフォーム。
【請求項４０】
前記第１の表面の反対に、および前記プラットフォームと支持基部との間に位置決めされる１つまたは複数の変形可能部材をさらに備える、請求項３０記載のプラットフォーム。
【請求項４１】
前記１つまたは複数の変形可能部材は、ばね、エラストマ材料、金属材料、ポリマー材料、ゴム材料、発泡材料、磁気サスペンション要素、電磁サスペンション要素、液圧サスペンション要素、空圧サスペンション要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項４０記載のプラットフォーム。
【請求項４２】
流体送達のプラットフォームであって、
前記プラットフォームは、
第１の表面と、
前記第１の表面に形成され、第２の表面により形成される底部を有する凹部であって、前記凹部が、短手方向および前記短手方向に直交する長手方向を有し、前記凹部の短手方向の中心を通って、前記凹部の長手方向に沿って延びる中心軸を有する凹部と、
前記プラットフォームの上部表面から延び、基板に接触して前記基板と前記第１の表面との間で一定の間隔を維持するように構成される少なくとも１つのスペーサと、
前記第２の表面に沿って位置決めされる流体出口ポートであって、前記流体出口ポートの中心は、前記凹部の中心軸に沿って配置される、流体出口ポートと、
前記第２の表面に沿って、前記中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートと、
前記第２の表面に沿って、前記中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートと、
を備え、
前記第１の流体入口ポートおよび前記第２の流体入口ポートのそれぞれにおいて、
前記流体入口ポートの中心と前記流体出口ポートとの間で流動軸が延び、前記流動軸と前記凹部の前記中心軸との間の角度は、αであり、
前記第３の流体入口ポートおよび前記第４の流体入口ポートのそれぞれにおいて、
前記流体入口ポートの中心と前記流体出口ポートとの間で流動軸が延び、前記流動軸と前記凹部の前記中心軸との間の角度は、βであり、
αは、βよりも大きい、
プラットフォーム。
【請求項４３】
前記第１の流体入口ポートおよび前記第２の流体入口ポートのそれぞれは、それぞれの流動軸に沿って、前記流体出口ポートから距離ａ1に位置し、前記第３の流体入口ポートおよび前記第４の流体入口ポートのそれぞれは、それぞれの流動軸に沿って、前記流体出口ポートから距離ｂ1に位置し、ａ1は、ｂ1よりも大きい、請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項４４】
αは、１５度以下である、請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項４５】
αは、１０度以下である、請求項４４記載のプラットフォーム。
【請求項４６】
βは、１０度以下である、請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項４７】
βは、６度以下である、請求項４６記載のプラットフォーム。
【請求項４８】
前記凹部は、
平行な第１の側壁表面および第２の側壁表面と、
前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面に直交する第３の側壁表面と、
前記第３の側壁表面と、前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面との間にそれぞれ延びる第４の側壁表面および第５の側壁表面と、
前記第１の側壁表面および前記第２の側壁表面からそれぞれ延び、交差する第６の側壁表面および第７の側壁表面と、
を備える、
請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項４９】
前記第２の表面は、上面視で七角形の形状を有し、前記凹部の前記側壁表面の少なくともいくつかは、異なる長さを有する、請求項４８記載のプラットフォーム。
【請求項５０】
前記第１、第２、第３、および第４の流体入口ポートは、前記第６の側壁表面および前記第７の側壁表面よりも、前記第３の側壁表面により近く位置決めされる、請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項５１】
前記第１の表面の反対に、および前記プラットフォームと支持基部との間に位置決めされる１つまたは複数の変形可能部材をさらに備える、請求項４２記載のプラットフォーム。
【請求項５２】
前記１つまたは複数の変形可能部材は、ばね、エラストマ材料、金属材料、ポリマー材料、ゴム材料、発泡材料、磁気サスペンション要素、電磁サスペンション要素、液圧サスペンション要素、空圧サスペンション要素のうちの少なくとも１つを含む、請求項５１記載のプラットフォーム。
【請求項５３】
流体を基板に塗布する方法であって、
前記基板を、流体送達システムのプラットフォームに対して、前記基板が前記プラットフォームに面し、前記基板が前記プラットフォームから所定の間隙だけ分離されるように、位置決めすることであって、
前記プラットフォームは、
前記基板が前記プラットフォームに面する際に前記基板に面する第１の表面であって、水接触角が１００度以上である疎水性材料から形成される第１の表面と、
水接触角が４０度以下である親水性材料から形成される第２の表面を備える流体送達領域と、
前記第２の表面上に位置決めされる複数の流体入口ポートと、
前記第２の表面上に位置決めされる流体出口ポートと
を備える、
前記基板を位置決めすることと、
前記流体を前記複数の流体入口ポートを通して送達することにより前記間隙を前記流体で充填し、それによって前記基板を前記流体と接触させることと、
前記流体出口ポートを通して前記流体を排出することにより、前記流体を前記間隙から除去することと
を含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１６年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／４４０，８４７の優先権を主張し、その内容の全ては参照により本明細書に組み込まれる
【０００２】
［技術分野］
本開示は、血液および他の生物流体などの様々な流体試料、ならびに組織試料と使用するための試料処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
検査室技師は長年、最初に、試料を顕微鏡スライドなどの基板に塗布し、そして調製された基板を、たとえば顕微鏡下で視ることで、様々な生体試料を検査してきた。手動による塗布手順は、技術者個人の技術および経験の差、ならびに塗布ステップの日ごとのばらつきによる質のばらつきの影響を受ける。さらに、基板上に生体試料を手動で調製することは、典型的に複数の労働集約型ステップを伴うため、比較的遅い。
【発明の概要】
【０００４】
本開示は、後の検査、分類、および診断動作のための、基板上における試料の自動調製のシステムおよび方法を特徴とする。概して、試料は、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。試料は、塗布されると、基板上の試料を、そのいくつかまたはすべてが流体を試料に塗布することを伴う、様々な追加の処理ステップに曝すことによってさらに処理される。これら追加の処理ステップは、調製された試料間における、手動による調製により可能となるものよりも高い均一性および一貫性を確実にするために、自動で行われる。処理ステップの自動化は、手動による処理により可能となるものよりも高いスループットも達成し、それによって、行われる手作業の量を減少させることで、試料処理のコストが低減される。
【０００５】
本明細書にて開示するシステムおよび方法は、概して、さらなる分析のために試料を基板に塗布するために使用される。基板に塗布され得る試料としては、たとえば、赤血球、白血球、および血小板を含有する血液試料が含まれる。さらに、骨髄、尿、膣組織、上皮組織、腫瘍、精液、および唾液などの、赤血球および／または白血球および／または血小板を含む他の生体試料も、基板に塗布され得る。基板に塗布され得る、および対象の細胞を含有し得る他の流体としては、限定されないが、脳脊髄液（ＣＳＦ）、胸水を含む漿液、（たとえば腹水症のような状態による）腹水、心膜液、滑液、および持続携帯式腹膜透析（ＣＡＰＤ）液が含まれる。細胞を含有しないが、基板に塗布され得る流体としては、限定されないが、血漿および漿液が含まれる。
【０００６】
本明細書にて開示するシステムおよび方法はまた、対象の分析物を含む流体を、固定化のために基板の表面に塗布するため使用され得る。たとえば、基板表面は、特定の分析物に結合するために選択される捕獲分子またはリガンドを用いて官能化され得る。本明細書にて開示するシステムおよび方法は、生物学的分析物分子を含む流体を、官能化された基板の表面上に塗布するために使用され、基板表面上で分析物分子は捕獲され得る。そして捕獲された分析物を備える基板は、様々な診断手順および分析により処理され得る。
【０００７】
基板に塗布される試料を調製するために用いられるその後の処理ステップは、試料を、試料の固定、染色、および洗浄のための１つまたは複数の流体に曝すことを含み得る。流体送達、撹拌、および流体排出などの流体搬送ステップ、ならびに乾燥などの他の調製ステップも、試料調製に含まれ得る。
【０００８】
概して、本明細書にて開示するシステムおよび方法は、最小の流体量を使用して迅速、効率的、かつ高度に均一な試料処理を提供する。方法は、典型的に、１つまたは複数の固定、染色、および洗浄段階を含み、固定、染色、および洗浄段階の１つまたは複数の間または後に、１つまたは複数の撹拌段階を含む。システムは、スタンドアロン装置として、または生体試料を調製および検査するためのより大きなシステム内の構成要素として実装され得る。
【０００９】
概して、第１の態様では、本開示は、基板上で試料を調製するための装置であって、装置は、第１の位置と第２の位置との間で基板を移動させるように構成される基板ハンドラと、基板が第２の位置にあるときに、基板に面するように位置決めされるプラットフォームとを含み、プラットフォームは、水接触角が４０度以下である親水性材料から形成される第２の表面を有する流体送達領域、および基板が第２の位置にあるときに基板に面する第１の表面であって、水接触角が１００度以上である疎水性材料から形成される第１の表面を特徴とする、装置を特徴とする。
【００１０】
装置の実施形態は、以下の特徴のいずれか１つまたは複数を含み得る。
【００１１】
プラットフォームは、親水性材料で形成される第１の部材、および第１の表面を形成するために第１の部材の少なくとも一部の上に配置される疎水性材料の層を含み得る。第１の表面により画定される平面に対し垂直の方向に測定される疎水性材料の層の厚さは、１００ミクロン以下（たとえば５ミクロン以下）であり得る。
【００１２】
親水性材料は、雲母、ガラス、およびガラスセラミック複合材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。親水性材料は、金属および金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。親水性材料は、疎水性材料の酸化生成物を含み得る。疎水性材料は、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、ポリオレフィン、およびフルオロポリマーからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。
【００１３】
装置は、少なくとも１つのスペーサを含み得る。少なくとも１つのスペーサは、基板が第２の位置にあるときに、基板が少なくとも１つのスペーサに接触し、第１の表面上の任意の２つの位置についての、基板と第１の表面との間における最も近い距離の最大変動が１０ミクロン以下であるように、第１の表面上に位置決めされる。
【００１４】
装置は、第２の表面上に位置決めされる流体出口ポートを含み得る。流体出口ポートの中心は、流体送達領域の中心軸から、中心軸に直交する方向に沿って変位され得る。装置は、第２の表面上で、流体送達領域の中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートを含み得るが、第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートのそれぞれにおいて、流体入口ポートの中心と流体出口ポートとの間で流動軸が延び、流動軸と凹部の中心軸との間の角度が、αである。
【００１５】
装置は、第２の表面上で、中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポート含み得るが、第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートのそれぞれにおいて、流体入口ポートの中心と流体出口ポートとの間で流動軸が延び、流動軸と凹部の中心軸との間の角度が、βである。αの値は、１５度以下（たとえば、１０度以下）であり得る。βの値は、１０度以下（たとえば、６度以下）であり得る。αの値は、βの値よりも大きくなり得る。
【００１６】
上部表面に対し垂直の方向に沿って測定される流体送達領域の最大深さは、２００ミクロン以下（たとえば１５０ミクロン以下）であり得る。疎水性材料の水接触角と親水性材料の水接触角との差は、５０度以上（たとえば、７０度以上）であり得る。
【００１７】
第２の表面は、平面状であり得る。流体送達領域は、第１の表面中に凹部を形成し得る。凹部は、第１の表面と第２の表面との間に延びる側壁表面を含み得る。隣り合う側壁表面の各組は、表面のなす角度が９０度よりも大きいように方向付けされ得る。隣り合う側壁表面の各組は、丸みを帯びたフィレットに沿って一体化し得る。
【００１８】
凹部は、平行な第１の側壁表面および第２の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面に直交する第３の側壁表面と、第３の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面との間にそれぞれ延びる第４の側壁表面および第５の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面からそれぞれ延び、交差する第６の側壁表面および第７の側壁表面とを含み得る。凹部の底部表面は、七角形の横断形状（transverse shape）を有し、凹部の側壁表面の少なくともいくつかは、異なる長さを有し得る。第１、第２、第３、および第４の流体入口ポートは、第６の側壁表面および第７の側壁表面よりも、第３の側壁表面により近く位置決めされ得る。
【００１９】
装置の実施形態は、また、異なる実施形態に関連して開示される特徴を含め、別様に明記される場合を除いて、任意の組み合わせで本明細書において開示する他の特徴のいずれかを含み得る。
【００２０】
別の態様では、本開示は、流体送達のプラットフォームであって、プラットフォームは、第１の表面と、第１の表面から延び、基板に接触して基板と第１の表面との間で一定の間隔を維持するように構成される少なくとも１つのスペーサとを含み、第１の表面は、第１の材料を含み、第２の表面は、第１の表面中に凹部の底部を形成し、第１の材料とは異なる第２の材料を含み、第１の材料の水接触角と第２の材料の水接触角との間の差異は、５０度以上である、プラットフォームを特徴とする。
【００２１】
プラットフォームの実施形態は、以下の特徴のいずれか１つまたは複数を含み得る。
【００２２】
水接触角の間の差異は、７０度以上であり得る。第１の材料の水接触角は、１００度以上であり得る。第２の材料の水接触角は、４０度以下であり得る。
【００２３】
第１の材料は、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、ポリオレフィン、およびフルオロポリマーからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。第２の材料は、雲母、ガラス、およびガラスセラミック複合材料からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。第２の材料は、金属および金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。第２の材料は、第１の材料の酸化生成物を含み得る。
【００２４】
第１の表面は、第２の材料の基板の上に配置される第１の材料の層により形成され得る。第１の表面により画定される平面に対し垂直の方向に測定される、第１の材料の層の厚さは、１００ミクロン以下（たとえば、５ミクロン以下）であり得る。
【００２５】
プラットフォームは、第１の表面の反対に、およびプラットフォームと支持基部と間に位置決めされる１つまたは複数の変形可能部材を含み得る。１つまたは複数の変形可能部材は、ばね、エラストマ材料、金属材料、ポリマー材料、ゴム材料、発泡材料、磁気サスペンション要素、電磁サスペンション要素、液圧サスペンション要素、空圧サスペンション要素のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００２６】
プラットフォームの実施形態は、また、異なる実施形態に関連して開示される特徴を含め、別様に明記される場合を除いて、任意の組み合わせで本明細書において開示する他の特徴のいずれかを含み得る。
【００２７】
さらなる態様では、本開示は、流体送達のプラットフォームであって、プラットフォームは、第１の表面と、第１の表面に形成され、第２の表面により形成される底部を有する凹部と、上部表面から延び、基板に接触して基板と第１の表面との間で一定の間隔を維持するように構成される少なくとも１つのスペーサと、第２の表面に沿って位置決めされる流体出口ポートであって、流体出口ポートの中心は、凹部の中心軸に沿って配置される、流体出口ポートと、第２の表面に沿って、中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートと、第２の表面に沿って、中心軸を挟んだ両側に位置決めされる第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートと、を含み、第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートのそれぞれにおいて、流体入口ポートの中心と流体出口ポートとの間で流動軸が延び、流動軸と凹部の中心軸との間の角度は、αであり、第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートのそれぞれにおいて、流体入口ポートの中心と流体出口ポートとの間で流動軸が延び、流動軸と凹部の中心軸との間の角度は、βであり、αは、βよりも大きい、プラットフォームを特徴とする。
【００２８】
プラットフォームの実施形態は、以下の特徴のいずれか１つまたは複数を含み得る。
【００２９】
第１の流体入口ポートおよび第２の流体入口ポートのそれぞれは、それぞれの流動軸に沿って、流体出口ポートから距離ａ1に位置し、第３の流体入口ポートおよび第４の流体入口ポートのそれぞれは、それぞれの流動軸に沿って、流体出口ポートから距離ｂ1に位置し、ａ1は、ｂ1よりも大きくなり得る。αの値は、１５度以下（たとえば、１０度以下）であり得る。βの値は、１０度以下（たとえば、６度以下）であり得る。
【００３０】
凹部は、平行な第１の側壁表面および第２の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面に直交する第３の側壁表面と、第３の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面との間にそれぞれ延びる第４の側壁表面および第５の側壁表面と、第１の側壁表面および第２の側壁表面からそれぞれ延び、交差する第６の側壁表面および第７の側壁表面とを含み得る。第２の表面は、七角形の横断形状を有し、凹部の側壁表面の少なくともいくつかは、異なる長さを有し得る。第１、第２、第３、および第４の流体入口ポートは、第６の側壁表面および第７の側壁表面よりも、第３の側壁表面により近く位置決めされ得る。
【００３１】
プラットフォームは、第１の表面の反対に、およびプラットフォームと支持基部との間に位置決めされる１つまたは複数の変形可能部材を含み得る。１つまたは複数の変形可能部材は、ばね、エラストマ材料、金属材料、ポリマー材料、ゴム材料、発泡材料、磁気サスペンション要素、電磁サスペンション要素、液圧サスペンション要素、空圧サスペンション要素のうちの少なくとも１つを含み得る。
【００３２】
プラットフォームの実施形態は、また、異なる実施形態に関連して開示される特徴を含め、別様に明記される場合を除いて、任意の組み合わせで本明細書において開示する他の特徴のいずれかを含み得る。
【００３３】
別の態様では、本開示は、流体を基板に塗布する方法を特徴とし、方法は、基板を、流体送達システムのプラットフォームに対して、基板がプラットフォームに面し、基板がプラットフォームから所定の間隙だけ分離されるように、位置決めすることであって、プラットフォームは、基板がプラットフォームに面する際に基板に面する第１の表面であって、水接触角が１００度以上である疎水性材料から形成される第１の表面と、水接触角が４０度以下である親水性材料から形成される第２の表面を特徴とする流体送達領域と、第２の表面上に位置決めされる複数の流体入口ポートと、第２の表面上に位置決めされる流体出口ポートとを特徴とする、位置決めすることと、流体を複数の流体入口ポートを通して送達することにより間隙を流体で充填し、それによって基板を流体と接触させることと、流体出口ポートを通して流体を排出することにより、流体を間隙から除去することとを含む。
【００３４】
方法の実施形態は、また、異なる実施形態に関連して開示される特徴を含め、別様に明記される場合を除いて、任意の組み合わせで本明細書において開示する他の特徴のいずれかを含み得る。
【００３５】
別様に定義されない限りは、本明細書において使用される技術的および科学的用語のすべては、本開示が属する技術分野における当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書において開示するものと類似または同等の方法および材料が、本明細書における主題の実施または試験に使用され得るが、適切な方法および材料を以下において説明する。本明細書において言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、および他の文献は、その内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる。食い違いの場合は、本明細書が、定義を含め、管理する。さらに、材料、方法、および例は、説明のみをするものであり、限定することを意図しない。
【００３６】
１つまたは複数の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の説明にて明記する。他の特徴および利点が、説明、図面、特許請求の範囲より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】基板に取り付けられる試験片を処理するためのシステムの一部を示す概略図である。
【図２】基板に取り付けられる試験片を処理するためのシステムの一部を示す概略図である。
【図３】基板に取り付けられる試験片を処理するためのシステムの一部を示す概略図である。
【図４】基板に取り付けられる試験片を処理するためのシステムの一部を示す概略図である。
【図５】自動試験片処理システムの概略図である。
【図６】基板に取り付けられる試験片を処理するためのシステムの一部を示す概略図である。
【図７Ａ】基板アームを開位置から処理位置へと移動させるための一連の例示的ステップを示すフローチャートである。
【図７Ｂ】基板上の試験片を加工するための一連の例示的ステップを示すフローチャートである。
【図８】流体送達プラットフォームの実施形態の概略図である。
【図９】図８の流体送達プラットフォームの別の概略図である。
【図１０】図８の流体送達プラットフォームのさらなる概略図である。
【図１１】基板を開位置と処理位置との間で移動させるためのアームの概略図である。
【図１２】センサパッドの画像である。
【図１３】基板グリッパを流体送達プラットフォームに位置合わせするための一連の例示的ステップを示すフローチャートである。
【図１４】開位置にある基板グリッパ上に取り付けられる基板を示す画像である。
【図１５】処理位置にある基板グリッパ上に取り付けられる基板を示す画像である。
【図１６】センサパッド上に位置決めされる較正質量を示す画像である。
【図１７】流体送達プラットフォームの概略図である。
【図１８】流体送達プラットフォームの概略図である。
【図１９】基板を開位置と処理位置との間で移動させるためのアームの概略図である。
【図２０】変形可能部材を有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２１】変形可能部材を有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２２】変形可能部材を有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２３】変形可能部材を有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２４】変形可能部材を有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２５】構成要素の相対的移動および／または変形を検出するためのセンサを有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２６】構成要素の相対的移動および／または変形を検出するためのセンサを有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【図２７】構成要素の相対的移動および／または変形を検出するためのセンサを有する流体送達プラットフォームの概略図である。
【００３８】
様々な図面中において、類似の参照符号は類似の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本明細書において、自動生体試料処理のための方法およびシステムを開示する。自動試料処理方法およびシステムは、最小試薬量を使用しながらも処理速度を向上させ、同時に、手作業または他のシステムにより処理された試料と比較して、染色剤、固定剤、および他の試薬の塗布に関連する変動性を大きく低減させる、高度に均一な試料調製を生成することを含む、手動および他の自動処理方法よりも有利な点を提供する。
【００４０】
従来型の自動処理方法は、典型的に、比較的高い処理スループットを有する一方で、同時に大量の処理流体を消費するか、または、より少ない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、多くの適用に対し、高スループットの動作および流体の低消費の両方が望ましい。高スループットを維持することによって、試料が、後の検査のために効率的に処理され得る。流体の消費を低く維持することによって、処理試薬の必要量と共に、処理廃棄物の量が減少し、動作コストが低く維持される。流体の消費を低く抑えることは、また、生成される廃液が減少し、システムのユーザが処理し、廃棄しなければならない廃棄物の量がより少なく、システムのオンボードでの廃液の保管のために必要とされるリザーバがより小さいため、有利である。生成される廃棄物の量がより少ないことは、また、処理を必要とする潜在的に有害な材料がより少ないので、環境上においても有益である。
【００４１】
本明細書にて開示するシステムおよび方法は、少量の処理流体（たとえば試料当たり１ｍＬ未満の流体）を使用して、高度に均一かつ反復可能である結果を生み出しながらも、試料の高速自動処理（たとえば、単一の機械により、１時間当たり１００を超える試料）を可能にする。しかし、試料をより低いスループットで処理するシステムに対してすら、流体消費の減少、廃棄物の生成、保管および処理の減少、ならびに動作コストの削減を含む、前述の利点の多くが実現される。
【００４２】
［はじめに−試料調製システムおよび方法］
例として、以下の説明は、本明細書にて開示するシステムおよび方法の特徴の多くを例示するために、血球を含む流体を基板の表面に適用することに焦点を当てる。しかし、方法およびシステムはこの適用のみに限定されないことが理解されるべきである。それと反対に、既に説明したように、方法およびシステムは、細胞を含有する流体、および細胞を含有しない流体を含む、幅広い範囲の流体を、制御された方法で基板の表面に塗布するために使用され得る。基板表面への細胞を含有する溶液の塗布、および堆積した試料の細胞ベースの分析を行うことの以下の説明は、決して、方法およびシステムをそのような試料の処理に限定するように解釈されるべきではない。
【００４３】
また、例として、説明は、システムの特定の実施形態の特徴に焦点を当てる。しかし、システムおよびその各種構成要素は、様々な方法で実施され得ることが理解されるべきである。たとえば、以下において説明するように、プラットフォームの他の構成は、また、本明細書において開示する方法およびシステムと関連して使用され得る。明記される場合または明白である場合を除いて、以下の説明は、決して、本明細書で開示する様々なシステム構成および構成要素の特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。
【００４４】
検査の前に、基板に塗布される試料は、概して、試料のある特定の特徴の視覚的外観を向上させるために一連のステップで処理される。図１は、検査のために生体試料を調製する、または顕微鏡スライド、カバースリップ、もしくは他の透明基板などの基板２上で撮像するためのシステム１の実施形態を図示する。システム１は、体液または細胞を含有する他の生体試料を含む試料の調製および分析のためのシステム全体に組み込まれ得る。システム１は、概して、試料を取得し、試料を基板に塗布し、試料を固定および染色させ、試料を乾燥させ、試料を撮像し、画像および試料から取得される他のデータを分析するシステムを含み得る、またはそのシステムの一部を形成し得る。システム１は、他の試料調製システム内で、および／または独立型装置としても使用され得る。
【００４５】
システム１は、システム１の別の斜視図を提供する図４に示すように、制御システム５を含み得る、または制御システム５に接続し得る。制御システム５は、ハードドライブ、光学ドライブ、または記憶装置などのコンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェア命令を実行することが可能である中央処理装置をそれぞれが含む１つまたは複数のコンピュータを含み得る。さらに、制御システム５は、ソフトウェア命令を実行するための電気回路を含み得る。制御システム５は、システム１の動作を制御するためのユーザコマンドを受信するためのユーザインターフェースを含み得る。制御システム５、すなわち、（１つまたは複数の）コンピュータに記憶される、またはコンピュータに提供されるソフトウェアは、試料処理中に、流体ポンプおよび真空装置などのシステム１の構成要素の動作を制御するプログラムを含み得る。たとえば、ソフトウェアは、基板上で試料に各種固定剤、染色剤、および洗浄液を塗布するように、および試料処理中にいくつかの撹拌ステップを行うようにシステム１を指示するための命令を含み得る。
【００４６】
さらに、ソフトウェアは、デフォルト設定を含んでもよく、ユーザインターフェースは、ユーザにこれらのデフォルト設定を変更する能力を提供するカスタマイズ機能を含んでもよい。たとえば、ユーザインターフェースは、ユーザが、固定、染色、および洗浄段階の速度、頻度、または順序、ならびに（以下においてさらに説明する）撹拌パラメータをカスタマイズすることを可能にさせるためのカスタマイズ機能を含み得る。制御システム５は、ネットワークプロトコル（Ａｐｐｌｅｔａｌｋ（登録商標）、ＩＰＸ、ＴＣＰ／ＩＰ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を介して通信し得る。たとえば、ネットワークプロトコルは、ケーブル（ツイストペアケーブルなど）ならびに／またはＷｉＦｉおよび／もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線接続を使用してもよい。制御システム５は、ネットワークプロトコルを使用して検査室情報システムに接続されてもよい。検査室情報システムは、システム１により処理された試料に関連する情報を保存するためのサーバおよび／またはデータベースを含み得る。たとえば、データベースは、人または試料のソースに関する情報（たとえば、氏名、誕生日（ＤＯＢ）、住所、試料が取られた時間、性別など）、試料処理に関する情報（処理された日付＃＃／＃＃／＃＃＃＃、試料番号＃など）、試料の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り取得される任意の結果のコピーを提供するテーブルを含んでもよい。
【００４７】
図１を参照すると、システム１は、図１に示すシステム１の試料ハンドリングモジュールを、システムまたは実験室ワークステーション内の位置に固定するための支持体１１０Ａおよび１１０Ｂを含み得る。システム１は、また、１つまたは複数の基板アーム１０Ａおよび１０Ｂを含み、それぞれは、その基部にてアクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂに接続される。基板アーム１０Ａおよび１０Ｂの反対側の端部は、試料処理中に基板を受容および保持するための基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂを含む。各基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂは、システム１が（以下において説明する）試料処理ステップを完了する間、基板２を受容および保持する。基板は、顕微鏡スライド、カバースリップ、または、試料処理、および試料処理後の顕微鏡検査の間に、試料を保持することに適した他の透明材料であってもよく、またはそれらを含んでもよい。基板は、電磁スペクトルの少なくとも可視部分内の放射線に対し透明であってもよい、または透明でなくてもよい１つまたは複数の材料で形成され得る。そのような材料の例には、限定されないが、そのうちのいくつかは透明であってもよい、様々なガラス、石英、溶融シリカ、および様々なポリマーが含まれる。
【００４８】
図１の実施形態は、生体試料３を含む基板２である、ガラス製の顕微鏡スライドを示している。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に対し保持することができる。吸引管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への吸引を提供する（なお、図１において、ポート２１Ａおよび２２Ａは、基板２の後ろに位置決めされ、破線で示されている）。
【００４９】
図１に示す実施形態は、基板アーム１０Ａおよび１０Ｂのそれぞれの上で基板を保持および処理することが可能であるデュアル基板システムである。他の実施形態は、単一の基板または３つ以上の基板を、順次または同時に処理することを提供する。さらに、図１に図示する実施形態が、基板２を基板アーム１０Ａおよび１０Ｂに取り付けるために吸引を用いる一方で、他の実施形態は、試料処理の間、基板２を基板アーム１０Ａに取り付けるために、様々な種類のクランプ、フィンガ、または磁石（基板が磁化される場合）を使用し得る。
【００５０】
図５に示す実施形態にて、システム１は、自動化された基板移動装置１２０から、または手動で個人から、試料３を担持する基板２を受容する。例として、基板移動装置１２０は、ステーション間で（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、およびステーション１２５へ）基板を搬送する装置であり得る。図５は、第１のラベル読み取りステーション１２１、塗布ステーション１２２、システム１を含む染色ステーション１２３、撮像ステーション１２４、および第２のラベル読み取りステーション１２５を有するシステムを示す。第１のラベル読み取りステーション１２１は、基板２から、特定の基板２およびその上の試料３を識別するために使用されるバーコードおよび／または「フットプリント（footprint）」情報などの情報を読み取るように構成される。第２のラベル読み取りステーション１２５は、同様に機能し、それが読み取る情報は、撮像ステーション１２４にて撮像される試料３が、処理された基板と同じであることを確かめるために使用される。
【００５１】
代替的に、いくつかの実施形態では、システム１は、単一のラベル読み取りステーションのみを含む。たとえば、第１のラベル読み取りステーション１２１は、システム１内に存在しなくてもよく、システム１は、代わりに、撮像ステーション１２４とラベル読み取りステーション１２５との間に位置決めされる印刷ステーションを含み得る（印刷ステーションは図５に示されていない）。基板２がステーション１２４にて撮像された後、印刷ステーションが、（たとえば、ドットマトリックスプリントヘッドを使用してラベルを基板上で印刷することにより）基板にラベル付けし、次にラベル読み取りステーション１２５が、撮像ステーション１２４にて撮像された試料３がラベル付けされた基板２に対応することを確認するために、印刷ステーションにより適用されたラベルを読み取る。概して、システム１の実施形態は、単一のラベル読み取りステーション、複数のラベル読み取りステーションを含んでもよく、またはラベル読み取りステーション含んでいなくてもよい。
【００５２】
基板移動装置１２０は、基板２を保持するためのグリッパ１２７と、移動装置１２０が、移動装置１２０内に基板２が取り付けられているかどうかを判定することを可能にするためのレジスタ回路またはソフトウェアとを含み得る。いくつかの実施形態では、基板移動装置１２０は、基板２を第１のステーション、すなわち、第１のラベル読み取りステーション１２１から第２のステーション、すなわち、塗布ステーション１２２へと移動させるための液圧シリンダを含み得る。試料処理の後、基板移動装置１２０は、処理された基板２を染色ステーション１２３から取り外し、基板２を基板／試料検査のために顕微鏡または撮像ステーション１２４などの別のステーションへと搬送してもよい。代替的に、個人が、試料処理後に、システム１から手動で基板２を取り外してもよい。
【００５３】
図５に示すシステム１の実施形態では、基板２上の試料３の撮像が、撮像ステーション１２４にて行われる。しかし、ある特定の実施形態では、試料の撮像は様々な位置で行われ得る。たとえば、試料の撮像は、試料の画像を取得するための、１つまたは複数の放射線源および１つまたは複数の検出器などの構成部品、ならびに他の様々な光学部品を含み得る染色ステーション１２３にて行われ得る。そのような実施形態では、システム１は、別個の撮像ステーション１２４を含まなくてもよく、撮像ステーションの機能のすべては、代わりにシステムの他のステーション（たとえば、染色ステーション１２３）にて行われる。
【００５４】
図１のシステム１は、試料を２つの基板上で受容および処理するように構成されるが、以下の説明および図面では、システム１中の一組の構成要素（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）のみに言及する。しかし、一組の構成要素に関連して開示する、同一のステップ、特徴、および特性はまた、システム１中の他の組の構成要素（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）にも適用されることが理解される。したがって、本明細書における説明は、明確かつ簡便にするために、一組の構成要素にのみ焦点を当てるが、システム１のような試料検査のための機械は、二組以上の構成要素であり、各組が本明細書において説明される特徴のいくつかまたはすべてを有する構成要素を含み得ることが理解される。
【００５５】
図７Ａは、基板アームを開位置から処理位置へと移動させるための一連のステップを含むフローチャート５００を示す。フローチャート５００は、システム１の概略図を示す図７Ｂを参照して、以下においてさらに説明する。フローチャート５００の第１のステップ５０２にて、基板移動装置１２０が、基板２を、基板グリッパ２０Ａと接触させて載置する。ステップ５０４にて、基板２は、基板グリッパ２５Ａ上で、「試験片上向き」または「開」位置に位置決めされる。次に、ステップ５０６にて、アクチュエータ３０Ａが、基板アーム１０Ａを約１８０°回転させて（図７Ｂ参照）、基板２を、基板２がステップ５１０にて処理位置にあるように、プラットフォーム６０Ａの真上で、「試験片下向き」または「試料処理」または「閉」位置に位置決めする（ステップ５０８）。上記の方法で基板アーム１０Ａを回転させることで、試料３が配置される基板２の表面とプラットフォーム６０Ａの上部表面との間に、所定の間隙距離または厚さが確立される。
【００５６】
そして、ステップ５１２にて、システム１が、染色剤、洗浄流体、および固定剤を含む適切な流体を、リザーバ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に接触するようにくみ上げられるように誘導することによって、基板２上に位置決めされる試料３を染色する。余分な流体は、ポート４０Ａおよび４１Ａを通して真空引きすることにより、試料３から除去され、廃棄物収集器２３０および２３１に収集される。
【００５７】
ステップ５１４にて、試料３の染色に続いて、アクチュエータ３０Ａが、基板を「試験片上向き」位置へと戻すために基板アーム１０Ａを約１８０°回転させる（ステップ５０６の回転を逆戻りさせる）。最後に、ステップ５１６にて、基板移動装置１２０が、処理された基板２を基板グリッパ２０Ａから取り外す。オペレータまたは自動基板移動装置がシステム１に／から基板を装填および取り出しし得る限り、他の開位置または「試験片上向き」位置もまた、使用され得る。たとえば、試験片上向き位置は、試料処理位置から１００°以上（たとえば、１２０°以上、１３０°以上、１４０°以上）回転され得る。いくつかの実施形態では、オペレータまたは基板移動装置がシステム１に／から基板を装填および取り出しし得る限り、試験片上向き位置は、試料処理位置から１００°より小さく（たとえば、９０°より小さく、８０°より小さく、７０°より小さく）回転され得る。
【００５８】
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を移動させるために、電動モータ、空気圧、磁気システム、または他のハードウェア（たとえば、ウォームギア）を含んでもよい。さらに、システム１は、アクチュエータ３０Ａ／３０Ｂおよび基板アーム１０Ａ／１０Ｂの回転により、基板がプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂの上部表面に対し再現性よく位置決めされ、基板とプラットフォーム表面との間に一定の厚さの間隙が確立されることを確実にするために、フィードバック測定値を制御システム５に提供するように構成される、１つまたは複数のセンサを含み得る。そのようなセンサは、たとえば、位置センサ、ならびに基板アーム１０Ａ／１０Ｂおよび／またはアクチュエータ３０Ａ／３０Ｂの、初期位置（たとえば、「試験片上向き」または「開」位置）からの相対変位を測定する移動距離センサを含み得る。
【００５９】
図１に図示するように基板アーム１０Ａおよび１０Ｂが開位置にある場合、基板グリッパ２０Ａおよび２０Ｂは、それぞれ基板２を受容し得る。基板グリッパ２０Ａまたは２０Ｂ上に装填されると、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂが、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂを回転させ、それによって、基板２を、開（「試験片上向き」）位置から、撹拌ステップを含む、固定剤、染色剤、および洗浄液の塗布のための処理位置（図３にて基板アーム１０Ｂの場合に示される「試験片下向き」）へと回転させ、処理の後に取り出しのための開位置へと戻るように回転させる。
【００６０】
図３を参照すると、アクチュエータ３０Ｂが基板アーム１０Ｂを、図１に図示する開位置から「閉」または処理位置へと回転させている。図３は、基板アーム１０Ｂ上の基板２が裏返され、図１に示すその装填位置から、基板２上の試料３がプラットフォーム６０Ｂの表面に対して略平行となる下向き位置へと約１８０°回転されていることを示す。上記の図７Ａに関連して説明したように、示されている試料処理位置にてプラットフォーム６０Ｂの近位に基板２が位置決めされている間、システム１は、以下においてより詳細に説明する、いくつかの処理段階を通して様々な固定剤、染色剤、および洗浄剤を基板２上の試料３に塗布する。基板２を処理位置から取り外すために、アクチュエータ３０Ｂが、基板アーム１０Ｂを、図１（両方のアーム）および図３（基板アーム１０Ａのみが開位置にある）に示す開位置へと戻すように回転させる。
【００６１】
ある特定の実施形態では、制御システム５は、（図１および図３に示す）インジケータアーム１０１Ａおよび１０１Ｂを検出するための１つまたは複数のセンサ１０５Ａおよび１０５Ｂを利用して基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂの位置を検出し得る。センサ１０５Ａおよび１０５Ｂは、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂが存在するか否かを検出するために、たとえば赤外光または他の様々な技術（レーザ、動作検出器、誘導性センサ、容量センサ、抵抗性（すなわち、接触）センサまたはスイッチ）を利用する近接センサ、たとえば光電センサであってもよい。たとえば、センサ１０５Ａまたは１０５Ｂは、検出領域を有してもよく、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）が検出領域の中にあるか否かを判定してもよい。制御システム５は、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂの位置を判定するためにセンサから情報を受信し得る。たとえば、基板アーム１０Ｂ（図３には示されない）が処理位置へと回転されると、インジケータアーム１０１Ｂの近位端部上の近接センサ１０５Ｂは、対象のグリッパ２０Ｂが近接センサ１０５Ｂから離れるように回転されるため、対象の基板グリッパ２０Ｂを感知しなくなる。それに応じて、近接センサ１０５Ｂは、制御システム５に、基板アーム１０Ｂが既に検出領域の中にないことを通知する。つまり、この位置では、インジケータアーム１０１Ｂの遠位端部上の近接センサ１０５Ｂは、センサがいずれの対象（たとえば、基板アームまたは基板グリッパ）も確実に検出しないため、制御システム５に正の検出信号を送信しない。したがって、制御システム５は、近接センサ１０５Ｂからの正の検出信号が存在しないことに基づいて、基板アーム１０Ｂが処理位置にあることを判定する。
【００６２】
基板アーム１０Ｂが（図１に示すように）開位置へと回転すると、インジケータアーム１０１Ｂの遠位端部上の近接センサ１０５Ｂは、対象の基板グリッパ２０Ｂを感知し、制御システム５に基板アーム１０Ｂが開位置まで回転されていることを通知する。換言すると、基板アーム１０Ｂが、センサ１０５Ｂから離れるように回転している場合、センサは、「不在」信号を制御システム５へと送信する。基板アーム１０Ｂが開位置へと回転されると、基板アーム１０Ｂはセンサ１０５Ｂにより近くなり、センサは「存在」信号を制御システム５に送信し得る。代替の構成では、センサは、基板アーム１０Ｂに取り付けられ、インジケータアーム１０１Ｂの存在を検出し得る。いくつかの実施形態では、制御システム５が、アクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂの位置を既知の開位置および試料処理位置に較正するため、および／またはアクチュエータ３０Ａおよび３０Ｂより受信する制御信号および／またはフィードバックに基づき基板アーム１０Ａおよび１０Ｂの移動および位置を能動的に監視するために使用され得る。
【００６３】
概して、システム１は、図１に示すような、１つまたは複数の（たとえば、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上の）試料処理のため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上部表面を支持するための側面を含み得る。プラットフォーム６０Ａとプラットフォーム６０Ｂとの間で流体が飛散することを防止するために、図１、３および６に示す遮蔽体１００が、プラットフォーム６０Ａとプラットフォーム６０Ｂとの間に位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、遮蔽体１００は、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂのうちの１つからの流体が、他のプラットフォームを汚染することを阻止する透明材料で形成され得る。ある特定の実施形態では、遮蔽体１００は、透明または不透明の材料で形成され得る。図１、３および６では、遮蔽体１００は、遮蔽体１００の後ろに位置決めされる他の構成要素が同じ図面中に示されることを可能にするために、透明材料で形成されて描写されている。遮蔽体１００は、不透明材料で形成されて示されてもよく、その場合、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ケース部分が不明瞭となる。
【００６４】
図１に示すような２つのプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを有するシステムの場合、基板２は、典型的に、交互に基板移動装置１２０へと、および基板移動装置１２０から提供される。いくつかの実施形態では、システム１が第１の位置にある間に、第１の基板２が、第１のプラットフォーム６０Ａにて処理されるように、基板移動装置１２０から第１の基板グリッパ２０Ａへと提供される。第１の基板２が第１のプラットフォーム６０Ａにて処理される間、インデックス機構５０Ａが、システム１を第２の位置へと並進移動させてもよく、それによって第２の基板グリッパ２０Ｂが、第２のプラットフォーム６０Ｂにて第２の基板が処理されるように、第２の基板を基板移動装置１２０から受容し得る。第２の基板が第２のプラットフォーム６０Ｂにて処理される間、インデックス機構５０Ａが、システム１を並進移動させて第１の位置へと戻してもよく、それによって基板移動装置１２０が、第１の基板２を第１の基板グリッパ２０から取り外し得る。基板２が第１の基板グリッパ２０Ａから取り外されると、次の基板が、第１の基板グリッパ２０Ａに提供され得る。基板を交互に基板グリッパ２０Ａ、２０Ｂに提供するためのこの方法は、３つ以上（たとえば、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上）のステーションまたはプラットフォームに対し実施されてもよく、さらなる評価のために調製される試料のスループットが増加する。
【００６５】
基板２上の試料３への流体の送達は、ブロック８０Ａおよび８０Ｂにそれぞれ取り付けられ得るプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを通じて行われる。ブロック８０Ａは、図２に示すように上面８５Ａを支持する側面８１Ａ〜８４Ａを含む。ブロック８０Ａおよび８０Ｂは、金属、セラミクス、および／またはポリマーなどの材料で形成され得る。適切な材料の例として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、およびポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）などの熱可塑性ポリマー材料、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アセタール、ポリアセタール、ポリホルムアルデヒド、ならびに他のホモポリマーおよびコポリマーが含まれる。適切な材料の例は、Ｃｅｌｃｏｎ（登録商標）、Ｒａｍｔａｌ（登録商標）、Ｄｕｒａｃｏｎ（登録商標）、Ｋｅｐｉｔａｌ（登録商標）、Ｈｏｓｔａｆｏｒｍ（登録商標）、およびＤｅｌｒｉｎ（登録商標）の商品名で利用可能である。
【００６６】
Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）などの材料は、特に、試料のロマノフスキー染色を実施する実施形態にて、ブロック８０Ａおよび８０Ｂを形成するために使用され得る。実施形態において使用され得る他の材料としては、金属、およびＴｅｆｌｏｎ（登録商標）製ポリテトラフルオロエチレン被覆アルミニウム、鋼、またはチタンが含まれる。ブロック８０Ａ／８０Ｂを形成するために使用される金属は、コーティングされる前に、機械的に研磨され得る、および／または１つまたは複数の無機酸化物で処理され得る。
【００６７】
他の疎水性材料もまた、ブロック８０Ａ／８０Ｂの一部、またはブロック全体を形成するために使用され得る。そのような疎水性材料の例には、雲母、様々なガラス、およびＭｉｃｏｒが含まれる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、図１〜３に示すように持ち上げられてもよい。代替的に、ある特定の実施形態では、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の上部表面と同一平面となり得る。
【００６９】
図１および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との間に間隔を提供し、基板２がプラットフォーム６０Ａに接触することを防止するために、オフセット７０Ａ〜７０Ｄを含み得る。プラットフォーム６０Ｂは、対応する組のオフセット７１Ａ〜７１Ｄを含み得る。オフセットは、スタンドオフ、ピン、ペグ、ロッド、ビード、壁、またはプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面と基板２との間に間隔を提供する他の構造体を含み得る。
【００７０】
オフセット７０Ａ〜７０Ｄおよび７１Ａ〜７１Ｄにより、基板２がオフセットに接触するときに、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの表面と基板２とが分離されたままであり、それによってプラットフォームの表面と基板との間の空間または間隙が維持されることが確実になる。オフセット７１Ａ〜７１Ｄの使用により、流体が基板とプラットフォームの表面との間の間隙から排出される際に、および基板が「処理」位置へと回転されるときに基板２をプラットフォームの表面に対し位置決めする間に、基板２がプラットフォームの表面との接触されないことが確実になる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、上側プラットフォーム表面に面する基板２の表面と、上側プラットフォーム表面とは略平行である。本明細書において用いられるように、「略平行」という語句は、基板２がオフセットに接触したときに、基板２の表面の平坦さにおける不完全さが低減または除去されるように、２つの表面が正確に平行である、または平行に近いことを意味する。たとえば、基板の製造に細心の注意が払われているが、ある特定の基板は、捻じれおよび／または角と角が同一平面でない、などの不完全さを有している可能性がある。本明細書にて開示するシステムおよび方法にて、オフセットの使用が、必要な場合に基板２の表面の平坦さを向上させ、処理中に基板２をプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂに対し略平行の関係に方向付けることにより、これらの不完全さを修正することの手助けとなる。「略平行」という語句は、２つの表面が、完全な平坦ではないが、少なくとも、基板の表面とオフセットとの接触点が同一平面上であるように、オフセットがすべて同一のサイズまたは高さであるという状況を含む。
【００７２】
ある特定の実施形態では、上側プラットフォーム表面に面する基板２の表面と、上側プラットフォーム表面とは、表面間の間隙が、一定の厚さであるよりもむしろ楔形であるように、互いに対して傾斜して方向付けされる。楔形の間隙は、ある特定の実施形態では、表面間の流体流動の向上をもたらし、間隙への流体の送達、および／または間隙からの流体の流出に対するより良い制御を可能にし得る。上側プラットフォーム表面と、上側プラットフォーム表面に面する基板の表面との間の角度は、１５度以下（たとえば、１２度以下、１０度以下、８度以下、５度以下、またはさらに小さい）であり得る。
【００７３】
処理位置において、プラットフォームの上側表面と基板の表面とを再現可能な位置関係で維持することの利点は、これらの２つの表面の間で包囲される容積がこのように画定され、精密に制御され得ることである。２つの表面が再現性よく位置決めされず、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する。
【００７４】
本明細書において用いられるように、「略平行」という語句は、基板２がオフセットに接触したときに、基板２の表面の平坦さにおける不完全さが低減または除去されるように、２つの表面が正確に平行である、または平行に近いことを意味する。たとえば、基板の製造に細心の注意が払われているが、ある特定の基板は、捻じれおよび／または角と角が同一平面でない、などの不完全さを有している可能性がある。本明細書にて開示するシステムおよび方法にて、オフセットの使用が、必要な場合に基板２の表面の平坦さを向上させ、処理中に基板２をプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂに対し略平行の関係に方向付けることにより、これらの不完全さを修正することの手助けとなる。「略平行」という語句は、２つの表面が、完全な平坦ではないが、少なくとも、基板の表面とオフセットとの接触点が同一平面上であるように、オフセットがすべて同一のサイズまたは高さであるという状況を含む。
【００７５】
図６は、試料３（試料は図示されず）を有する基板２、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との間の間隙９２（なお、図６の視点によりオフセット７１Ｂは不明瞭である）を示す。間隙９２により、流体が、（図２に示す）ポート４０Ｂ〜４５Ｂを含むプラットフォーム６０Ｂの表面と、試料３を含む基板２との間で移動することが可能になる。最適な試料固定、染色、および洗浄のために必要とされる離間距離は、ポート４２Ｂ〜４５Ｂ（および／またはポート４２Ａ〜４５Ａ）から分注される流体の流速、ポート径、処理中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、すなわちポート４０Ｂ、４１Ｂ（および／またはポート４０Ａ、４１Ａ）を利用して流体を除去するために利用可能な吸引の量に応じて変化する。
【００７６】
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との間に約１００〜２００ミクロンの間隙９２を提供するオフセットにより、５００〜１，５００ミクロンの範囲の直径を有するポート４０Ｂ〜４５Ｂから、毎秒７０〜１４０マイクロリットルの範囲（たとえば、毎秒９０、１１５、または１２５マイクロリットル）の流速で流体を分注することが可能である実施形態にて、血球を含有する試料の固定、染色、および洗浄が可能になる。概して、間隙９２のサイズまたは高さは、ある特定の実施形態の場合、そのような実施形態が、試料処理中に流体を分注および除去する間に、離間部中の流体からの表面張力に打ち勝つことが可能である限り、約５０ミクロンから１，０００ミクロンまで（たとえば、約５０から５００ミクロンまで、約７５から２５０ミクロンまで、約１００から２００ミクロンまで）変化し得る。
【００７７】
概して、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ミクロンから５，０００ミクロンまで変化し得る。ある特定の実施形態では、ポートの直径は、すべて同一である。しかし、いくつかの実施形態では、ポートのいくつかの直径は異なり得る。個々のポートおよび／または複数組のポートは、それらを通って送達される流体の性質に応じて異なる直径を有し得る。たとえば、染色剤ポートは、これらの異なる種類の、送達される溶液の体積、およびそれらが送達される期間の持続時間に基づいて、固定剤および／または洗浄液を送達するポートよりも大きい、または小さい直径を有してもよい。
【００７８】
システム１は、試料処理中に塗布される流体の分注および除去のための一連のポートおよび管を含む。以下の説明は、プラットフォーム６０Ａに関連する様々なポート、管、および他の構成要素を説明するが、同様の考察がプラットフォーム６０Ｂおよびその関連の構成要素に適用される。図２は、図１に示すシステムの拡大図を示し、プラットフォーム６０Ａ上のポート４０Ａ〜４５Ａ、およびブロック８０Ａに接続される管５０Ａ〜５５Ａを詳細に示す。管５２Ａ〜５５Ａは、１つまたは複数の固定剤、染色剤、および洗浄液を含むある特定の流体を、プラットフォーム６０Ａに亘り、離間部内へ、および基板上へ分配する。
【００７９】
図２を参照すると、プラットフォーム６０Ａの上面は、管５０Ａ〜５５Ａに接続される６つのポート４０Ａ〜４５Ａを含む。流体は、１つまたは複数のポンプにより、管およびポートを通って基板２上へと駆動される。たとえば、図４に示すように、１つまたは複数の流体リザーバ２１０Ａ〜２１３Ａ（第１の染色剤リザーバ２１１Ａ、第２の染色剤リザーバ２１２Ａ、固定剤リザーバ２１０Ａ、および洗浄液リザーバ２１３Ａなど）は、流体をプラットフォーム６０Ａおよび基板２上へと導き得る。図１〜３に示すポート４０Ａ〜４５Ａの直径は、約５００ミクロン〜１，５００ミクロンの範囲であるが、ある特定の実施形態では、直径はより小さく、またはより大きくなり得る。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。
【００８０】
ポート４０Ａ〜４５Ａのそれぞれは、典型的には、特定の流体または真空源の専用である。代替的に、２つ以上のポートが、それぞれの流体または真空源に使用されてもよく、または様々な流体および真空源からの複数の管が、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１つのみのポートが、廃棄物除去のために使用されてもよいが、より粘度の高い流体を使用する場合、単一のポートは、残りの流体をプラットフォームから排出するための十分な吸引を提供しない可能性がある。したがって、ある特定の実施形態では、図２にてポート４０Ａおよび４１Ａとともに示すように、余分の染色剤、固定剤、および洗浄液を除去するために、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部に１つの吸引ポート）を設けることが望ましい場合がある。流体からポートへの構成の可変性をさらに強調すると、ある特定の実施形態では、プラットフォーム６０Ａ上の単一のポートが特定の染色剤専用であってもよく、一方で、他の実施形態では、試料処理中に染色剤を塗布するために複数のポートが使用される。実際には、ポートの数、ポートの位置、ならびに各ポートおよび流体管に割り当てられる流体に関する様々な組み合わせが、本発明の様々な実施形態に使用されてもよい。
【００８１】
ポート４０Ａ〜４５Ａは、概して、基板２への流体送達、および基板２からの流体除去を提供するために、要求に応じてプラットフォーム６０Ａ上に位置決めされ得る。典型的に、流体ポートのそれぞれは、試料処理が行われているときに、ポートの開口部が基板２上の試料３のすぐ隣またはすぐ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。たとえば、試料および染色剤のある特定の組み合わせを用いて、染色剤が試料３の一部のすぐ隣またはすぐ下に位置するポートから分注される場合、試料のその部分（ポートの近傍）の細胞に、他の部分の細胞よりも大量の染色剤が塗布される可能性がある。結果として、より大量の染色料を受容する細胞は、試料の画像ではより暗く見えてしまう可能性があり、この不均一の試料細胞の染色は、試料の手動および自動評価を複雑にし、画像に基づく診断測定値および分析結果にエラーを導き得る。したがって、試料３に染色剤を送達する流体ポートは、染色結果を向上させるために、基板２、たとえばスライドの試料を含む領域からある特定の距離だけ離間し得る。
【００８２】
さらに、互いに反対に位置する対のポート、たとえば複数の対のポートの使用が、染色の均一性を向上させ得る。たとえば、いくつかの実施形態では、染色剤を試料３に送達するために２つのポートが使用される。２つのポートは、プラットフォーム６０Ａ上で試料３の縁部からある特定の距離だけ離間した（たとえば、オフセットした）位置に設置され、プラットフォーム６０Ａの短辺の縁部７に対し平行の方向で互いに反対に設置される。染色剤が２つの離間したポートから分注される場合、比較的均一量の染色剤が試料３の異なる領域にある細胞上に堆積され、染色の均質性の向上が試料の画像にて観察される。
【００８３】
同様に、廃棄物除去ポート４０Ａおよび４１Ａは、概して、１つまたは複数の真空源を用いて余分な流体を基板２の表面から除去するために、要求に応じて位置決めされ得る一方で、いくつかの実施形態では、流体除去のために使用されるポートは、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上の位置から離間する。この方法で（すなわち、試料３の一部に直接対向させずに）廃棄物除去ポートを位置決めすることにより、そのようなポートが、流体を基板２から排出させるために作動される際に、試料３からの細胞が不注意に損傷を受ける、または流体廃棄物除去ポートへと引き込まれる可能性が低下する。ある特定の実施形態では、プラットフォーム６０Ａの長辺と短辺の長さの差により、廃棄物除去ポートは、試料領域の縁部から離間し、プラットフォーム６０Ａの長辺の縁部９に対し平行の方向に沿って互いに対向して配置される。
【００８４】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の追加の廃棄物除去ポートは、（図２に示す）プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂを囲む窪みを形成するブロック８０Ａおよび８０Ｂの上面８５Ａおよび８５Ｂに位置決めされ得る。間隙９２からの流体送達および除去の間、余分な流体が窪み内へと漏出し得る。この余分な流体は、上面８５Ａおよび８５Ｂの、追加の廃棄物除去ポートを通して除去され得る。
【００８５】
システム１のさらなる態様、および流体を基板２上の試料３に塗布するためのステップは、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，４５４，９０８号明細書に開示されている。
【００８６】
［複合プラットフォーム］
試料３の一貫性のある、信頼性の高い処理を達成するために、特に、１つまたは複数の染色剤が試料３に塗布される（たとえば、単一の染色剤が試料に複数回塗布される、または複数の染色剤のそれぞれが、１回または複数回、試料に塗布される）場合、試料処理に使用される流体は、間隙９２からの流体の漏出が最小である間に試料３に塗布されるべきである。上で説明したように、（１８０ミクロンと２００ミクロンとの間、たとえば約１９０ミクロンの厚さを有する）間隙９２を染色剤流体のような処理流体で充填するために、ポンプ圧と毛管力との組み合わせが使用される。毛管力は、基板とプラットフォームの上部表面との間の間隙９２内に流体を維持し、基板の縁部により区切られて、間隙９２からの流体の漏出を制限している。
【００８７】
様々な処理ステップ中に、間隙９２内の流体は、間隙９２内における流体分布の均質性を向上させるため、および／または間隙９２内に流体を導入することにより生じる可能性のある温度勾配を除去するために、（たとえば、基板２とプラットフォーム６０Ａまたは６０Ｂとの間の距離を周期的に変化させることにより）任意で撹拌され得る。しかし、その撹拌は必須ではなく、間隙９２からの流体の漏出の可能性を導くことに留意すべきである。流体を間隙９２内へと送達するさらなる態様は、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１６／００１８３０２号明細書に開示されている。
【００８８】
任意の撹拌を含むすべてのステップの間、基板２とプラットフォーム６０Ａまたは６０Ｂの上部表面との間における、１０ミクロン程度の比較的小さなミスアライメントすらも、間隙９２内における不均質性の毛管力の分布により、間隙９２からの流体の漏出につながり得る。不定の量の染色剤および／または他の流体が、処理中に試料３に接触する可能性があるため、そのような漏出は、試料３の不定の染色につながり得る。さらに、漏出は、また、流体の基板の縁部との接触につながる可能性があり、間隙９２からの流体の排出が不完全となり、そして結局、システムの汚染という結果になり得る。
【００８９】
さらに、基板２に面するプラットフォーム６０Ａまたは６０Ｂの上部表面が疎水性材料で形成される場合、表面に亘る流体搬送（たとえば、染色液の流動）は常に円滑であるとは限らない。流体流動が円滑でない場合、染色液は試料に均一に送達されない可能性があるため、試料３の染色にばらつきが生じ得る。
【００９０】
以下の説明は、プラットフォーム６０Ａの様々な特徴に言及する。しかし、その説明は、プラットフォーム６０Ｂ、およびその対応する特徴に等しく適用されることが理解されるべきである。プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの両方を含むシステムは、１つまたは両方のプラットフォーム上に実装される、以下で説明する特徴のいくつかまたはすべてを含み得る。
【００９１】
間隙９２内における流体保持および分布の向上を達成するために、図８にプラットフォーム６０Ａの実施形態の概略図を示す。プラットフォーム６０Ａは、基板が「処理」位置にあるときに基板２に面する第１の表面６０２、および第２の表面６０６を有する流体送達領域６０４を含む。間隙９２内における流体保持の向上を達成するために、プラットフォーム６０Ａは、複合構造体として形成される。第１の表面６０２は、疎水性を有する第１の材料で形成され、一方で、第２の表面６０６は、親水性を有する第２の材料で形成される。このようにして、ポート４２Ａ〜４５Ａのうちの１つまたは複数を通して流体送達領域６０４内に送達される流体が、容易に第２の表面６０６を亘って流動する。しかし、疎水性の第１の表面６０２は、流体送達領域６０４から流体が流出することを防止し、それによって間隙９２から流体が漏出することを防止する。
【００９２】
概して、第１の表面６０２を形成する第１の材料は、第１の材料が十分に疎水性であることを確実にするために、１００度以上（たとえば、１１０度以上、１２０度以上、１３０度以上、１４０度以上、１５０度以上）の水接触角を有する。適切な第１の材料としては、限定されないが、ポリジメチルアクリルアミド、ポリジメチルシロキサン、およびフルオロポリマーが含まれる。
【００９３】
第２の表面６０６を形成する第２の材料は、典型的に、第２の材料が十分に親水性であることを確実にするために、４０度以下（たとえば、３０度以下、２５度以下、２０度以下、１５度以下）の水接触角を有する。適切な第２の材料としては、限定されないが、雲母、ガラス、Ｍａｃｏｒ（登録商標）などのガラスセラミック複合材料、ガラスコーティング材、金属、酸化物、および窒化物が含まれる。
【００９４】
ある特定の実施形態では、流体送達領域６０４は、第１の表面６０２内の凹部として実装される。代替的に、いくつかの実施形態では、流体送達領域６０４は、第１の表面６０２に対して隆起した領域として実装される。つまり、基板が処理位置にあるときに、第２の表面６０６は、第１の表面６０２よりも基板２に近い。流体送達領域６０４は、たとえば、第２の材料のうちの１つまたは複数のコーティングまたはフィルムが第１の材料に適用されるときに、そのように実装され得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、第１の表面６０２および第２の表面６０６は、処理位置にて、基板から実質的に同じ距離にある。たとえば、第２の表面６０６は、第２の表面を作成するために第１の表面６０２の一部を酸化、または別様に処理することによって形成され得る。化学的方法（たとえば化学酸化剤を使用する）および物理的方法（たとえば、第１の表面６０２を紫外放射線および／またはプラズマに曝露する）が、第１の表面６０２を処理して第２の表面を形成するために使用され得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、間隙９２内での流体保持を確実にするために、第１の材料の水接触角と第２の材料の水接触角との間の差が、５０度以上（たとえば、６０度以上、７０度以上、８０度以上、９０度以上、１００度以上）である。概して、第１および第２の材料の水接触角の間の差が大きいほど、染色液などの流体がプラットフォーム６０Ａの第１の表面６０２の上方にある間隙９２の部分に流入することが妨げられる程度は大きい。
【００９７】
プラットフォーム６０Ａの複合構造体は様々な方法で実装され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、プラットフォーム６０Ａは、流体送達領域６０４がブロック内に形成されるように、第２の材料のブロックで製造される。第１の材料の層が、第１の表面６０２を形成するために第２の材料のブロック上に配置される。
【００９８】
第１の材料の層の厚さは、本明細書において開示する複合プラットフォームの重要な特徴であることが見出された。概して、第１の材料の層の厚さが大きすぎる場合、間隙９２内の毛管力が乱され、間隙９２から漏れる流体の増加につながる。特に、間隙９２の厚さが急激に変化する撹拌サイクルの間、第１の材料の層の厚さが大きすぎる場合、間隙の縁部における毛管力が増加し、間隙の中間領域（すなわち、流体送達領域６０４の中間部の上方にある間隙の部分）から流体を引き離し、その結果、染色剤が試料３に不均一に塗布されることが見出された。そのような影響を回避するために、第１の材料の層の厚さは大きすぎてはならない。それに応じて、第１の材料の層の厚さは、第１の表面６０２に対し垂直な方向で測定して、概して１００ミクロン以下（たとえば、８０ミクロン以下、６０ミクロン以下、４０ミクロン以下、２０ミクロン以下、１０ミクロン以下、５ミクロン以下、１ミクロン以下、８００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下）である。
【００９９】
図８に示すように、いくつかの実施形態では、プラットフォーム６０Ａは、概して、本明細書の別の部分で説明するように機能する廃棄物除去ポート４０Ａおよび４１Ａ、ならびに流体入口ポート４２Ａ〜４５Ａを含む。しかし、廃棄物除去ポート４０Ａの位置に対する流体入口ポート４２Ａ〜４５Ａの位置は、染色液のような流体を間隙９２内へ均質に送達すること、およびポート４０Ａを通して流体を効率的に除去することを確実とするために重要となり得ることが見出された。特に、ポート４２Ａ〜４５Ａをポート４０Ａに対し、傾斜して、オフセットした位置に位置決めすることにより、流体送達領域６０４および間隙９２内での流体流動の向上が達成され得る。
【０１００】
図９は、流体送達領域６０４の概略的な上面図を示す。いくつかの実施形態では、図９に示すように、ポート４０Ａは、流体送達領域６０４の中心軸６０８に沿って、流体送達領域６０４の第２の表面６０６上に位置決めされる。ポート４３Ａおよび４５Ａは、中心軸６０８を挟んだ両側に、軸６０８に対し垂直の方向に測定して軸６０８からａ1の距離、および軸６０８に対し平行の方向に沿って測定してポート４０Ａから距離ａ2の距離で位置決めされる。流動軸６１０ａおよび６１０ｄは、それぞれポート４３Ａおよび４５Ａからポート４０Ａへと延びる。流動軸６１０ａおよび６１０ｄのそれぞれと中心軸６０８との間の角度はαである。
【０１０１】
同様に、ポート４２Ａおよび４４Ａは、中心軸６０８を挟んだ両側に、軸６０８に対し垂直の方向に測定して軸６０８からｂ1の距離、および軸６０８に対し平行の方向に沿って測定してポート４０Ａから距離ｂ2の距離で位置決めされる。流動軸６１０ｃおよび６１０ｂは、それぞれポート４２Ａおよび４４Ａからポート４０Ａへと延びる。流動軸６１０ｃおよび６１０ｂのそれぞれと中心軸６０８との間の角度はβである。
【０１０２】
ある特定の実施形態では、αはβよりも大きい。代替的に、いくつかの実施形態では、βはαよりも大きくなり得る。概して、たとえば、αは、１５度以下（たとえば、１２度以下、１０度以下、８度以下、６度以下、８．３度）であり得る。さらに、βは、１０度以下、８度以下、６度以下、４度以下、５．３度）であり得る。代替的に、いくつかの実施形態では、βはαよりも大きくなり得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、ａ1はｂ1よりも大きくなり得る。代替的に、ある特定の実施形態では、ｂ1はａ1よりも大きくなり得る。概して、たとえば、ａ1は、１０ｍｍ以下（たとえば、８ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下）であり得る。さらに、ｂ1は、１０ｍｍ以下（たとえば、８ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下）であり得る。
【０１０４】
ある特定の実施形態では、ａ2はｂ2よりも大きい。代替的に、いくつかの実施形態では、ｂ2はａ2よりも大きくなり得る。概して、たとえば、ａ2は、１０ｍｍ以下（たとえば、８ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下）であり得る。さらに、ｂ2は、１０ｍｍ以下（たとえば、８ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下）であり得る。
【０１０５】
概して、ある特定の実施形態では、ポート４３Ａおよび４５Ａは、ポート４０Ａに対し対称的に位置決めされない。たとえば、ポート４３Ａおよび４５Ａは、中心軸６０８から異なる距離に、ポート４０Ａから異なる距離に、および／または流動軸に沿って中心軸６０８に対し異なる角度で位置決めされ得る。同様に、いくつかの実施形態では、ポート４２Ａおよび４４Ａは、ポート４０Ａに対し対称的に位置決めされない。たとえば、ポート４２Ａおよび４４Ａは、中心軸６０８から異なる距離に、ポート４０Ａから異なる距離に、および／または流動軸に沿って中心軸６０８に対し異なる角度で位置決めされ得る。
【０１０６】
図９にて、ポート４０Ａおよび４１Ａはそれぞれ、中心軸６０８に沿って位置決めされる。しかし、概して、ポート４０Ａおよび４１Ａのいずれかまたは両方は、中心軸６０８から、軸６０８に対し垂直の方向に変位され得る。たとえば、ポート４０Ａおよび４１Ａの１つまたは両方を、それらが軸６０８から変位されるように設置することにより、ポートを通しての流体の除去を補助し得る狭窄部（constriction）が、ポート間に位置する流体内に設置され得る。特に、非軸方向位置にポートを設置することは、ポート間の中間地点に非対称性狭窄部の形成につながり得る。いくつかの実施形態では、ポート４０Ａおよび４１Ａのいずれかまたは両方は、軸６０８に対し垂直の方向に、２ｍｍ以上（たとえば、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、８ｍｍ以上、１０ｍｍ以上）中心軸６０８から変位し得る。
【０１０７】
凹部として実装される場合、流体送達領域６０４の最大深さ、つまり第１の表面６０２により画定される平面と流体送達領域６０４の第２の表面６０６との間の最大距離は、概して、間隙９２の厚さおよび間隙内に分注される流体の体積に基づき、要求に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、流体送達領域６０４の最大深さは、２００ミクロン以下（たとえば、１８０ミクロン以下、１６０ミクロン以下、１５０ミクロン以下、１４０ミクロン以下、１３０ミクロン以下、１２０ミクロン以下、１００ミクロン以下）である。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、流体送達領域６０４の第２の表面６０６は平面状であり、第１の表面６０２に対し名目上、平行である。しかし、ある特定の実施形態では、第２の表面６０６は平面状ではなく、湾曲した（すなわち、凸状または凹状の）形状を有し得る。
【０１０９】
図１０は、流体送達領域６０４の別の上面図を示す概略図である。第２の表面６０６に加えて、流体送達領域６０４は、プラットフォーム６０Ａの第１の表面６０２と第２の表面６０６との間に延びる側壁表面６５０、６５２、６５４、６５６、６５８、６６０、および６６２により境界付けされる。流体送達領域６０４内で再現可能かつ一貫性のある流体流動を確実にするためには、「デッドボリューム」の除去が重要であることが見出された。デッドボリュームは、流体送達領域６０４内の領域、典型的には、浅い角度で交差する壁と壁の間の角部により形成される領域に対応し、領域内への流体流動が減じ得る、および／または領域から流体を排出することが困難となり得る。デッドボリュームは、間隙９２の流体による不完全な充填、および／または間隙９２内部からの流体の不完全な排出を引き起こし得るため、試料の非均質的な処理（たとえば非均質的な染色）、および前の流体が間隙から完全に除去されていない場合、新しい流体による間隙の過剰充填により間隙９２からの流体の潜在的な漏出につながる。
【０１１０】
流体送達領域６０４内のデッドボリュームを除去し、一貫性のある流体流動を確実にするために、側壁表面６５０、６５２、６５４、６５６、６５８、６６０、および６６２が、互いに対して特定の配置で位置決めされ得る。たとえば、図１０に示すように、いくつかの実施形態では、側壁表面は、隣り合う壁表面の各組が７０度よりも大きい（たとえば、８０度よりも大きい、９０度よりも大きい、１００度よりも大きい、１１０度よりも大きい、１２０度よりも大きい）角度をなすように位置決めされる。流体送達領域６０４内のデッドボリュームをさらに減少させるために、いくつかの実施形態では、隣り合う側壁表面の各組は、丸みを帯びたフィレット（rounded fillet）に沿って一体化する（blend）。たとえば、図１０に示すように、表面６５０および６５２は、直線に沿って交差しないが、かわりに、フィレット角部（filleted corner）６５１に沿って互いに一体化する。概して、丸みを帯びた角部により、流体メニスカスの「ピン止め」効果が低減する。側壁表面が鋭い直線または角部にて交わる場合、角部内の流体が、半径が比較的より小さい（すなわち、角部の幾何学的形状に適合する）メニスカスを形成する。流体安定の要因である毛管力は、メニスカス径が小さいとより大きくなるため、流体は、鋭い角部により閉じ込められやすくなる。対照的に、側壁表面が、丸みを帯びたフィレットに沿って一体化する場合、フィレットの近傍の流体により取り入れられるメニスカスは、比較的大きな半径を有し、流体内の毛管力が減少し、流体の除去が容易になる。
【０１１１】
第２の表面６０６の横断形状は、概して、流体入口および出口ポートを収容し、凹部内で、再現可能な、一貫性のある流体流動を促進するために、要求に応じて選択され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、第２の表面６０６は、図１０に示すように、七角形の横断形状を有する。概して、すべての側壁表面の長さは同一である、または、代替的に、図１０のように、側壁表面のいくつかの長さは、異なってもよい。
【０１１２】
流体送達領域６０４は、側壁表面の相対的な向きおよびサイズの一例を示す。側壁表面６５４および６６０は平行であり、一方で、壁表面６５０は両方の表面に対し直交である。側壁表面６５２および６６２は、壁表面６５０と、壁表面６５４および６６０との間をそれぞれ延びる。側壁表面６５６および６５８は、それぞれ表面６５４および６６０から延び、丸みを帯びた角部６５７にて交差する。
【０１１３】
図１０では、ポート４２Ａ〜４５Ａからの流体送達、およびポート４０Ａおよび４１Ａを通しての流体排出を促進するために、側壁表面の特定の長さおよび向きが選択される。そのために、ポート４２Ａ〜４５Ａは、側壁表面６５６および６５８のいずれかよりも側壁表面６５０の近くに位置決めされ、一方で、ポート４０Ａは、表面６５６および６５８の交差により形成される角部６５７の近位に位置決めされる。第１の疎水性材料の層を第２の親水性材料のブロック上に適用して、第１の表面６０２を形成するために、様々な製造方法が使用され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、疎水性材料の層は、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、Ｃｈｅｎら、「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ  ｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｂａｓｅｄ  ｂｙ  Ｈｏｔ  Ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ」、ＤＴＩＰ  ｏｆ  ＭＥＭＳ  ａｎｄ  ＭＯＥＭＳ、Ｓｔｒｅｓａ、Ｉｔａｌｙ（２００６）において記載されるように、ホットエンボス手順を用いて適用され得る。この手順では、親水性材料のブロックおよび疎水性材料の層がプレート上に取り付けられ、高温で押圧され、その後に結合構造物は冷却される。
【０１１４】
ある特定の実施形態では、疎水性材料の層は、親水性材料のブロック上に化学的に被覆され得る。つまり、疎水性材料は、噴霧または湿式化学式結合を行うことにより、親水性材料上に堆積され得る。いくつかの実施形態では、従来の微細加工に用いられる結合方法が、疎水性材料の層を親水性ブロックに適用するように適合され得る。たとえば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）が、様々な表面処理方法を用いて、ＰＤＭＳ層とブロックとの間に強力な永久結合を形成するために、ガラスセラミック複合材料に結合され得る。そのような方法の例が、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる以下の、Ｎｕｇｅｎ、Ｓ．Ｒ．ら、「ＰＭＭＡ  Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ  ｆｏｒ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｍｉｘｅｒ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」、Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ２４（８）：２４２８〜２４３３（２００９）、およびＳｈｉｕ、Ｐ．Ｐ．ら、「Ｒａｐｉｄ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔｏｏｌｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｖｉａ  Ｌａｓｅｒ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｈｏｔ  Ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  １８（２）：０２５０１２（２００８）の文献に開示される。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、疎水性材料の層が、蒸着、スパッタリング、エアブラッシング、塗装、印刷、紫外放射線への曝露、およびプラズマ曝露などの１つまたは複数の物理的方法を用いて親水性材料上に形成され得る。
【０１１６】
この項にて説明したプラットフォーム６０Ａを使用することにより、多数の利点が実現され得る。特に、染色液のような処理流体は、向上した均質性で間隙９２内へと送達され、その結果、処理ステップの試料３への塗布がより均一となり、試料内の非システマティックな処理アーチファクトがより少なくなる。廃棄物除去ポートを通しての処理流体の排出の向上もまた、達成され得る。
【０１１７】
さらに、間隙９２からの流体の漏出を減少させる、または防止することにより、消費される試薬量の減少が達成され得る。たとえば、図１に示すプラットフォーム６０Ａの代わりに図８に示すプラットフォーム６０Ａを使用することで、試料ごとに約２２０マイクロリットルから、試料ごとに約１７０マイクロリットルへ、流体消費の減少が達成されている。
【０１１８】
［他の試料処理システム］
本明細書において開示するシステムに加えて、上で説明した複合プラットフォームが、組織試料および／または生物学的流体の自動検査用に設計されるシステムを含む、他の試料処理システムとともに使用され得る。上記の複合プラットフォームと互換性のあるシステムの例が、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１３／０２０３１００号明細書に開示されている。
【０１１９】
［システムのアライメントおよび較正］
試料の再現可能な、高品質の処理を達成するために、基板２と、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂとの間での高度のアライメントを維持することが重要となり得る。上で説明したように、比較的小さなミスアライメントですら、間隙９２からの流体の漏出、および不均一な試料処理（たとえば、非均質的な試料染色）につながり得る。図１を参照すると、基板アーム１０Ａおよび１０Ｂが、基板２をプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂに対する位置へと回転させる。それに応じて、基板アーム１０Ａおよび１０Ｂのミスアライメントは、間隙９２へと分注される流体の量と、アーム１０Ａ／１０Ｂのミスアライメントにより期待値と異なる、プラットフォーム６０Ａ／６０Ｂと基板２との間の間隙９２の容積との間の体積の不一致につながる。これが起こると、基板２とプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂの表面との非平行の相対配向により、流体が間隙に入る際に、間隙９２内での流体メニスカスの流動が非対称になり、局所的に間隙９２の厚さが大きくなりすぎ、基板２の縁部において、間隙９２内での流体閉じ込めの促進に役立っているメニスカスの安定性が弱まる。これらの効果は、染色および他の処理のアーチファクトにつながり得る。
【０１２０】
図１１は、図１の基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂの代用として使用され得るアーム１１００の概略的な等角図を示す。アーム１１００は、取付孔１１０２を通って延びる固定具により支持体１１０Ａまたは１１０Ｂに接続される。基板グリッパ１１０６は、固定具１１０８によりアーム１１００に接続され、基板２を解放可能に取り上げる、および基板２を解放するように構成される。３つの調節ねじ１１０４が、基板グリッパ１１０６の傾き調節を可能にし、グリッパ１１０６の運動学的取り付け（kinematic mount）が効果的に形成される。３つのねじ１１０４を調節することにより、アーム１１００に対する基板グリッパ１１０６のいずれの傾斜角に対する補償も修正され得るし、基板２は、プラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂの平面（すなわち、第１の表面６０２により画定される平面）に対し名目上、平行である平面上に位置決めされ得る。真空ポート１１１０は、基板グリッパ１１０６から延び、動作中、グリッパ１１０６中の１つまたは複数の開口部（図示されず）を通して適用される吸引によりグリッパ１１０６に基板２が取り付けられるように、真空源に接続され得る。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、固定具１１０８は、図１９に示すように、アーム１１００内に形成される凹部または溝の内部に位置決めされ得る。実際には、固定具１１０８は、この実施により、アーム１１００内に部分的または完全に円錐状に広げられる。図１９に示すように固定具１１０８を着座させることにより、アーム１１００および基板グリッパ１１０６により形成される組立体は、相対移動、およびプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂに対する移動に対し、よりさらに耐性が強くなり、基板２とプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂとの相対的なアライメントが複数の処理サイクル中に維持されることが確実となり得ることが実験的に見出された。これにより、システムの長期使用に亘り再現可能である染色が確実になる。
【０１２２】
基板グリッパ２０Ａ／Ｂまたは１１０６と、プラットフォーム６０Ａ／Ｂとの間の適切なアライメントを確実にするために、センサパッドが使用され得る。図１２は、３つのセンサ１２０２、１２０４、および１２０６を含むセンサパッド１２００の画像を示す。各センサは、それぞれの電気通信線を通じて、コンピュータまたは他の演算装置との接続のために構成されるインターフェース１２０８に接続される。インターフェース１２０８を通じて、演算装置は、システム１の較正のために、センサ１２０２、１２０４、および１２０６により生成される電気信号を受信し得る。
【０１２３】
典型的には、センサパッド１２００は、ポリマー材料（たとえば、ポリエステル）製の２枚のシートの間に挟まれるピエゾ抵抗素子のインクの、比較的薄い可撓性の層で形成され得る。センサパッド１２００の厚さは、較正されたシステムにより使用される試薬量に影響を及ぼすため重要となり得る。センサパッド１２００の厚さが増加すると、消費される試薬量が増加する。それに応じて、２００ミクロン〜２７０ミクロンのセンサ厚さが、適切な試料処理を確実にするために十分な量の試薬の使用のバランスを効果的にとり、同時に、システムによる過剰な試薬の消費を回避することが判定された。
【０１２４】
アライメントの目的のために、システム１に一体化されるセンサもまた、電気信号を測定し、コンピュータまたは他の演算装置へと送信するために使用され得る。たとえば、センサは、較正のために電気信号を測定および伝送するために、プラットフォーム６０Ａ／６０Ｂに一体化され得る。たとえば、アライメントセンサもまた、基板グリッパ２０Ａおよび／または２０Ｂに一体化され得る。複数のアライメントチェックを提供するために、複数のセンサが、システム１に一体化され得るし、システムは、試料処理の前に、センサに対する複数のアライメント手順を行い得る。さらなる代替例として、いくつかの実施形態では、較正または測定スライドが、アライメントを確実にするために使用され得る。
【０１２５】
図１３は、基板グリッパをプラットフォーム６０Ａ／Ｂに位置合わせするための一連のステップを含むフローチャート１３００である。システム１を初期化し、染色剤の残留物を除去するためにプラットフォームの表面を洗浄した後に、ステップ１３０２にて、システムの真空源を作動することにより、基板（たとえば、顕微鏡スライド）が最初に基板グリッパ上に取り付けられる。このステップは、図１４に示す画像で図示される。次に、グリッパが「ホーム」位置にあることを確実とした後に、ステップ１３０４にて、図１５に示すように、グリッパが、（たとえば、アーム１０Ａ／Ｂまたはアーム１１００を回転させることにより）「下向き」位置へと回転される。次にステップ１３０６にて、２２０マイクロリットルの固定剤が間隙９２へと分注され、間隙内での固定剤の分布が、固定剤が均質に分布されているかどうかを判定するために検査される。グリッパは、次に、「上向き」位置へと戻るように回転され、基板が取り外され、余分な固定剤を除去するためにプラットフォームが洗浄される。
【０１２６】
次に、ステップ１３０８にて、新しいスライドが「ホーム」位置にある基板グリッパ上に取り付けられ、プラットフォーム６０Ａ／Ｂ上で廃棄真空が作動され、センサパッド１２００が、プラットフォーム上に位置決めされ、プラットフォームのオフセットに位置合わせされる。センサパッド１２００が、次に、演算装置に接続される。
【０１２７】
ステップ１３１０にて、センサパッド１２００上の３つのセンサのうちの最初の１つが調整される。加えられる圧力に応じた（たとえば、１Ｖよりも低い）センサの電圧応答低下を確認するために第１のセンサに優しく圧力を加えた後に、図１６に示すように２０ｇの質量がセンサ上に載置され、電圧応答が測定される。５０ｇの質量で、および２０ｇと５０ｇの質量の組み合わせでこの手順が繰り返される。そして、２０ｇ、５０ｇ、および７０ｇで加えられる質量の場合で測定された電圧応答に基づいて、ステップ１３１２にて、加えられる質量の関数として電圧測定値への最適な線を判定することにより、第１のセンサの較正曲線が判定される。
【０１２８】
次に、ステップ１３１４および１３１６にて、第２および第３のセンサが、第１のセンサと同じ方法で較正される。ステップ１３１６に続いて、３つのすべてのセンサ１２０２、１２０４、および１２０６の電圧応答が較正される。そして、ステップ１３１８にて、「ホーム」位置にある基板グリッパ上にスライドを取り付けた後、センサパッド１２００がプラットフォーム上で位置合わせされたままで、グリッパが「下向き」位置へと回転され、廃棄真空が作動停止される。ステップ１３２０にて、センサパッド１２００がスライドとプラットフォームとの間で固定された状態で、グリッパの向きが、許容可能なばらつきの範囲内で、３つのすべてのセンサ電圧応答が等しくなるまで調節される。
【０１２９】
最後に、ステップ１３２２にて、センサパッド１２００がプラットフォームから取り外され、（スライドが取り付けられたままの）グリッパが「下向き」位置に設置され、アライメントの視覚的検証のために赤と青の染料が間隙９２内へと分配される。検証の後、手順はステップ１３２４にて終了する。
【０１３０】
［流体分注プラットフォーム］
上で説明したように、基板２とプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂとの間の間隙９２を制御することは、試料を処理する再現性に影響を及ぼすため、本明細書にて開示するシステムおよび方法の重要な態様である。名目上、試料処理の間、間隙９２は、基板２の表面およびプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂにより境界付けされる領域の体積に一致する、精密に計測された体積の流体で充填される。間隙９２の容積が間隙へと分注される流体の量よりも大きい場合に生じ得るエアポケットが、間隙９２内に存在しないことが重要である。エアポケットが存在する場合、染色剤のような流体が間隙９２中を不均一に流動し、試料に不均一に塗布され得る。その後に染色された試料が分析されると、試料の画像中のアーチファクトが不均一の染色から生じ得るし、これらのアーチファクトは、試料に行われる定量測定を不正確にし得る。
【０１３１】
間隙９２へと分注される流体の体積が、間隙９２の容積を超えないことが重要である。流体の体積が間隙の容積を超える場合、基板２の縁部における流体メニスカスが破裂し、間隙９２からの流体の漏出につながり得る。このようにして流体損失が生じ、そのような条件下で染色された試料は、また、不均一の染色から生じる定量的画像アーチファクトを引き起こし得る。
【０１３２】
間隙９２の形状は、また、流体の充填および排出性能に影響を及ぼし得る。そして、間隙９２の厚さが、間隙９２内の流体流動の方向に沿って変化する場合、流体中の毛管力が変化し、流動抵抗は非線形に変化する。間隙９２内で流動抵抗が著しく変化する場合、染色剤および他の流体は試料と均質に相互作用せず、不均一な染色性能につながり得る。
【０１３３】
それに応じて、間隙９２の厚さに対する精密な制御は、本明細書において開示する方法およびシステムの性能に対する制御に関連する。典型的には、本明細書において開示する試料処理システムでは、間隙９２の厚さが約１０ミクロン〜約８００ミクロンであるため、間隙の厚さにおける小さな差異が、性能における著しい変動として現れ得る。
【０１３４】
図１の上記の説明は、プラットフォーム（たとえば、プラットフォーム６０Ｂ／５０Ｂ）が、試料処理の間、基板２がプラットフォームの表面に接触しないことを確実にするために一連のオフセットを含むシステムの実施形態に焦点を当てた。しかし、流体送達プラットフォームは、他の方法でも実装され得る。
【０１３５】
図１７は、別の染色プラットフォーム１７６０Ａの概略図である。４つのスペーサ１７７０Ａ〜Ｄがプラットフォーム１７６０Ａから上方向に延びている。変形可能部材１７１０が、支持ブロック１７９０と染色プラットフォーム１７６０Ａとの間を延びる。案内要素１７８５が、プラットフォーム１７６０Ａの動きの範囲を制限する。
【０１３６】
動作中、基板２が処理位置へと回転すると、基板がスペーサ１７７０Ａ〜Ｄに接触する。したがって、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄのそれぞれがプラットフォーム１７６０Ａの表面を越えて延びる量を調節することによって、間隙９２の幾何学的形状および容積が正確に制御され得る。プラットフォーム１７６０Ａと基板２との間の平行関係を確立することに加えて、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄは、より複雑であるが、それでも再現可能である、くさび形のような形状で間隙９２を画定するように調節され得る。
【０１３７】
図１８に示すように、基板２がスペーサ１７７０Ａ〜Ｄと接触するように下降されると、変形可能部材１７１０は、プラットフォーム１７６０Ａがプラットフォーム１７６０Ａの平面に対し垂直の方向に移動することを可能にする。変形可能部材１７１０は、プラットフォーム１７６０Ａを基板の方向に押し出す傾向のある力を印加するため、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄのそれぞれが基板２に接触する。結果として、再現可能である厚さの間隙９２が、プラットフォーム１７６０Ａと基板２との間に形成され、間隙の厚さは、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄの幾何学的形状により画定される。
【０１３８】
このようにして、プラットフォーム１７６０Ａに対するアーム１０Ａ／１０Ｂの動きを伴う複雑な較正が排除され、間隙９２の容積および形状は、基板２の厚さに合わせて調節することなく、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄの調節を通じてのみ画定され得る。部材１７１０の変形可能であるという性質により、基板の厚さが変化する、および／またはアーム１０Ａ／１０Ｂが、毎回、基板２を正確に同じ処理位置に位置決めしない場合であっても、基板２およびスペーサ１７７０Ａ〜Ｄがともに押圧されることが確実になる。そのような変動が生じた場合であっても、再現可能である容積および形状の間隙９２が確立される。
【０１３９】
ある特定の他の実装に対し、基板アームの動きを伴う複雑な較正ステップ、およびそのような較正に関連する、複雑な位置決めハードウェアが排除されるため、プラットフォーム１７６０Ａは複雑さおよびコストが低い。同時に、プラットフォーム１７６０Ａは、間隙９２の幾何学的形状に対する堅牢かつ再現可能である制御を可能にし、それによって、流体が複数の試料に一貫して塗布されることが確実になる。さらに、一貫した幾何学的形状の間隙９２を確立することにより、間隙９２に送達される様々な処理流体の体積が一定に維持され、システムにおける日々の変動性および流体の消費が低減され得る。
【０１４０】
変形可能部材１７１０は、概して、様々な方法で実装され得る。いくつかの実施形態では、たとえば、変形可能部材１７１０は、ばねまたは他のコイル状部材であり得る。概して、変形可能部材１７１０は、プラットフォーム１７６０Ａの平面に対し直交する方向に沿って圧縮され得る要素であって、プラットフォーム１７６０Ａへと同じ方向に沿って力を印加する要素である。変形可能部材１７１０もまた、たとえば平ばね、円盤ばね、ならびに軟質ポリマー、ゴム、およびポリマーの発泡体などの弾性材料により形成される部材の形態で実施され得る。さらに、いくつかの実施形態では、変形可能部材１７１０は、液圧、空気、磁気、および／または電磁サスペンションとして実装され得る。たとえば、油圧流体、ガス、または場（たとえば磁場）が、プラットフォーム１７６０Ａを支持ブロック１７９０の上方でサスペンド（suspend）するため、および基板２がスペーサ１７７０Ａ〜Ｄに接触するときに、プラットフォーム１７６０Ａに反対の力を印加するために使用され得る。
【０１４１】
なお、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄとの接触を確実にするために、プラットフォーム１７６０Ａに力を印加することに加えて、変形可能部材１７１０は、アライメントが極めて再現性よく達成され得るように、基板２に対するプラットフォーム１７６０Ａの微小な回転も可能にする。そのようにして、システムのある特定の構成要素の、互いに対する高精度のアライメントに対する要件が排除され得る。つまり、変形可能部材１７１０が、回転および並進の両方のアライメントの柔軟性を可能にするため、システムの他の構成要素に対するアライメントの公差が緩和され得る。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、図１７および図１８に関連して上で説明したように、変形可能部材１７１０を用いて、プラットフォーム１７６０Ａが支持ブロックに対してサスペンドされる。代替的に、または付加的に、ある特定の実施形態では、プラットフォーム１７６０Ａは、剛性を有するまたは固定された結合により支持ブロック１７９０へ取り付けられ得るし、基板２は、１つまたは複数の可撓性部材／変形可能部材により、プラットフォーム１７６０Ａの上方にサスペンドされる。この方法で基板２を取り付けるための変形可能部材は、様々な方法でシステムに一体化され得る。たとえば、１つまたは複数の可撓性部材から形成されるシール部が、基板２と基板グリッパ（たとえば、基板グリッパ２０Ａ／２０Ｂおよび１１０６）との間に位置決めされ得る。別の例として、１つまたは複数の可撓性部材は、アーム１０Ａ／１０Ｂと基板グリッパ２０Ａ／２０Ｂ／１１０６との間に位置決めされ得る。さらなる例として、１つまたは複数の可撓性部材は、システム内にアクチュエータ３０Ａ／３０Ｂを取り付けるために使用され得るし、アーム１０Ａ／１０Ｂは、変形可能である材料から形成され得る。
【０１４３】
図２０〜２７は、追加のシステムの実施形態を示す概略図であり、変形可能部材は、システム内の様々な位置に設置されている。図２０〜２７のそれぞれにおいて、アクチュエータ３０Ａ（たとえばモータ）が、取付け部２００２により、支持ブロック１７９０に接続される。アクチュエータ３０Ａは、基板グリッパ１１０６に接続されるアーム１１００をプラットフォーム１７６０Ａの上方の開位置と処理位置との間で回転させる。上で説明したように、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄ（明確にするために、図２０〜２７では、そのうちの１つのみがラベル付けされている）が、基板２とプラットフォーム１７６０Ａとの間の間隙を画定する。
【０１４４】
図２０および図２５〜２７では、複数のばねとして実装される変形可能部材１７１０が、上述したように、プラットフォーム１７６０Ａを支持ブロック１７９０の上方にサスペンドする。図２１では、変形可能部材１７１０は、支持ブロック１７９０とプラットフォーム１７６０Ａとの間に位置決めされる弾性層として実装され、それによって、プラットフォーム１７６０が、支持ブロック１７９０に対し回転および並進することが可能になる。変形可能部材１７１０は、弾性材料（たとえば発泡体、ゴム）から形成されるため、図２１において部材１７１０は、図２０のばねと同じ方法でプラットフォーム１７６０Ａおよびスペーサ１７７０Ａ〜Ｄを基板２に対して押圧する。
【０１４５】
図２２では、変形可能部材１７１０は、アーム１０Ａと基板グリッパ２０Ａとの間に位置決めされる。プラットフォーム１７６０Ａは、支持ブロック１７９０に強固に取り付けられ、変形可能部材１７１０は、基板２をスペーサ１７７０Ａ〜Ｄに対して押圧する。図２３では、変形可能部材１７１０は、取付け部２００２と支持ブロック１７９０との間に位置決めされ、基板２をスペーサ１７７０Ａ〜Ｄに対して押圧するために類似の方法で機能する。図２４では、変形可能部材１７１０は、基板２と基板グリッパ２０Ａとの間の可撓性のシール部として実装され、図２２および図２３に示す変形可能部材と類似の方法で機能する。
【０１４６】
上で説明したように、（１つまたは複数の）変形可能部材は、すべてのスペーサ１７７０Ａ〜Ｄが基板表面に接触するように、基板がプラットフォームに対して押圧されることを確実にする。可撓性の変形可能要素を使用することにより、アームの移動およびモータの停止位置は、基板およびプラットフォームの両方が互いに対して強固に取り付けられ、位置決めされる際に必要とされ得るほどの高い精度で制御される必要はない。結果として、たとえば、精密なモータ位置制御要件が緩和され、それによって、様々な種類のモータが使用されることが可能になる。ステッパモータに加えて、ＡＣ／ＤＣブラシモータまたはブラシレスモータが使用され得る。さらに、空気圧式アクチュエータなど、様々なアクチュエータも使用され得る。プラットフォームに対し正確に位置決めされた基板でアクチュエータの動きが停止されることを確実にするために使用され得る機構の例は、アーム１０Ａ／１０Ｂのアクチュエータに基づく回転を制限するために機械式ストッパとして機能する機構と、アクチュエータの回転が、既定の（たとえばプログラムされた）数のステップ（たとえばステッパモータの場合）に制限される、またはエンコーダまたは距離センサに基づく測定により制限される機構と、基板が適切なアライメント位置に達した際に、アクチュエータの動きを停止させるフィードバック信号を提供するためにスイッチまたはセンサが使用される機構（そのようなセンサの例には、光学センサ、磁気センサ、誘導性センサ、容量センサ、電磁センサ、距離センサ、および電気接触に基づくスイッチが含まれる）と、アクチュエータにより印加されるクランプ力を（たとえば、モータ電流の測定に基づいて）測定し、印加された力が、基板とプラットフォームとの間に十分な接触をもたらすように決定される閾値を超える場合に、アクチュエータの動きを停止させる１つまたは複数のセンサを含む機構と、たとえば、プラットフォーム１７６０Ａと支持ブロック１７９０との間における相対運動、アーム１０Ａ／１０Ｂに対する基板グリッパ２０Ａ／２０Ｂ／１１０６の相対運動、アーム１０Ａ／１０Ｂの変形、およびアクチュエータ３０Ａ／３０Ｂをシステムに取り付けるために使用される１つまたは複数の変形可能要素の変形を含む、システムの様々な要素の変形に基づいてフィードバック信号を提供するための、１つまたは複数のスイッチおよび／またはセンサを含む機構とを含む。相対運動および／または変形を示す適切な信号は、たとえば、電気接触スイッチ、光学センサ、磁気センサ、電磁センサ、誘導性センサ、容量センサ、歪みゲージ、力センサ、およびトルクセンサによって生成されてもよく、そのいずれか１つまたは複数が、システムに一体化され得る。
【０１４７】
図２５〜２７は、システムの構成要素の相対移動／変位を検出するための１つまたは複数のセンサを含み、アクチュエータの動きを停止させるために使用されるフィードバック信号を生成するシステムの概略図である。図２５では、たとえば、センサ２００４は、支持ブロック１７９０に対するプラットフォーム１７６０Ａの位置を検出する。センサ２００４は、機械式スイッチ、電気接触スイッチ、ならびに（限定されないが）光学センサ、磁気センサ、容量センサ、誘導性センサ、および電磁センサを含む様々なセンサのいずれかであり得る。
【０１４８】
センサは、プラットフォーム１７６０Ａ以外のシステムの構成要素の相対位置／変位／変形を検出するためにも使用され得る。図２６では、センサ２００４は、アーム１０Ａの相対位置を検出するために位置決めされる。図２７では、センサ２００４は、基板グリッパ２０Ａの相対位置を検出するために位置決めされる。図２６および図２７のセンサ２００４は、概して、図２５と同じセンサ、および他のセンサのいずれかを含み得る。
【０１４９】
図１７のプラットフォーム１７６０Ａは、４つのスペーサ１７７０Ａ〜Ｄを含む。しかし、より一般的には、プラットフォーム１７６０Ａは、任意の数のスペーサを含み得る。たとえば、いくつかの実施形態では、プラットフォーム１７６０Ａは、２つのスペーサまたは３つのスペーサを有する。ある特定の実施形態では、プラットフォーム１７６０Ａは、５つ以上のスペーサ（たとえば、６つ以上のスペーサ、８つ以上のスペーサ、１０以上のスペーサ、またはさらにそれ以上のスペーサ）を含む。
【０１５０】
スペーサ１７７０Ａ〜Ｄは、図１７においては「ピン」として実装されるが、より一般的には、基板２のための安定した接触点を提供する任意の形状を有し得る。たとえば、いくつかの実施形態では、スペーサは、プラットフォーム１７６０Ａの側部の少なくとも一部に沿って延びるリッジ部（ridge）として実装され得る。ある特定の実施形態では、スペーサは、Ｌ字状の角部部材として実装され得る。いくつかの実施形態では、スペーサは、円形、楕円形、正方形、長方形、三角形、六角形、八角形、または多角形断面形状を有し得る。
【０１５１】
いくつかの実施形態では、スペーサは、たとえばミーリングまたは射出成形により、プラットフォーム１７６０Ａの一部としてモノリシックに製造され得る。代替的に、ある特定の実施形態では、スペーサは、プラットフォーム１７６０Ａとは別個の要素として製造され、糊付けまたはプレス加工などの処理によりプラットフォーム１７６０Ａに取り付けられ得る。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、スペーサは、間隙の厚さおよび形状が要求に応じて調節され得るように、調節可能であるように、プラットフォーム１７６０Ａに取り付けられ得る。たとえば、スペーサ１７７０Ａ〜Ｄは、プラットフォーム１７６０Ａの表面の上方に突出する各スペーサの長さを制御する機構を使用して、たとえば、シム、長さの異なるピンセット、および／または厚さ／形状の異なるプラットフォームを使用して、プラットフォーム１７６０Ａに取り付けられ得る。
【０１５３】
［試料処理段階］
試料３の性質に応じて、様々な多数の処理段階が、検査のために試料を調製するために処理シーケンスの全体の一部として行われ得る。そのような段階の例を以下において説明する。しかし、幅広い種類の様々な処理段階および段階の組み合わせが、本明細書において例として具体的に説明されていない段階を含め、本明細書において開示するシステムを使用して行われ得ることが理解されるべきである。
【０１５４】
（ｉ）固定剤段階
流体管５２Ａ〜５５Ａおよび５２Ｂ〜５５Ｂは、試料処理の間、固定剤をプラットフォーム６０Ａおよび６０Ｂ、間隙９２、基板２、ならびに試料３に送達するために位置決めされ得る。使用され得る固定剤は、生体試料を腐敗から保護するための化学物質を含み、そのような固定剤は、試料中に生じる生物学的反応を遅らせ、試料の機械的強度および安定性を上昇させ得る。限定されないが、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、界面活性剤、金属塩、金属イオン、尿素、およびアミノ化合物を含む様々な固定剤が使用され得る。
【０１５５】
図４を参照すると、１つまたは複数の流体管５２〜５５Ａは、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リザーバ２１０Ａに接続され得る。流体管は、また、ポンプ２００Ａへの接続部、および／または固定剤をリザーバから、管およびプラットフォーム上に位置するポートを通って、基板および試料へと導くことが出来るバルブも含んでもよい。例として、ポンプ２００Ａは、固定剤を、リザーバ２１０Ａから管５４Ａを通り、ブロック８０Ａを通り、ポート４４Ａから出て、プラットフォーム６０Ａに達し、プラットフォーム６０Ａと基板２との間の間隙９２に入り、試料３を含有する基板２へと導き得る。特定量の固定剤を基板２に塗布した後、真空または他の吸引源２２０Ａおよび／または２２１Ａが、残りの固定剤を、プラットフォーム６０Ａ、間隙９２、および基板２から、ポート４０Ａおよび／または４１Ａのうちの１つまたは複数を介し、廃棄物管５０Ａおよび５１Ａを通して、廃棄物容器２３０Ａおよび／または２３１Ａ内へと排出し得る。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、ポンプ２００Ａは、メタノールなどの固定剤を、４秒間に亘り、毎秒７０マイクロリットルの流速で、管５４Ａおよびポート４４Ａを通って、プラットフォーム６０Ａ上へ、および間隙９２内へと導く。そして、真空または他の吸引源２２０Ａおよび／または２２１Ａは、ポート４０Ａおよび／または４１Ａ、ならびに廃棄物管５０Ａおよび／または５１Ａ（以下においてさらに説明する）を使用して、間隙９２内および／またはプラットフォーム６０Ａおよび基板２上に存在する残りの固定剤を除去する。次に、ポンプ２００Ａは、第２の流体排出処理に続いて、再度、固定剤を、４秒間に亘り、毎秒７０マイクロリットルの流速で、管５４Ａおよびポート４４Ａを通って、プラットフォーム６０Ａ上へと導き得る。固定および排出のこの過程は、固定を必要とする生体試料の種類に応じて、同じまたは異なる固定剤を使用して、再度反復され得る。
【０１５７】
さらに、システム１は、各固定段階において、頻度および流速を変化させることが可能である。間隙９２内に位置する流体中のいずれの表面張力にも打ち勝ち、試料３をさらなる処理および評価のために固定させるために十分である他の流速も使用され得る。固定段階の頻度および／または流速を調節することにより、システム１は、いくつかの異なる固定剤を使用して、様々な試料のための最適な固定を達成し得る。いくつかの実施形態では、間隙９２内への流体の流速は、充填サイクルの間、一定ではない。たとえば、流体は、最初は低速で、間隙９２へと分注され得る、そして、間隙９２内への流体流動の速度は、徐々に上昇され得る。ある特定の実施形態では、単一の充填サイクルの間、流体は、時間と共に下降する速度で間隙９２内へと分注され得る。いくつかの実施形態では、充填は、最初は低速で行われ、間隙９２の初期部分が充填された後は、上昇した速度で行われ、そして間隙９２の充填が完了に近づくと低速で行われ得る。充填サイクルの最初と最後に間隙９２をゆっくりと充填することによって、間隙９２内の乱れた流体メニスカスによる流体の漏出の危険性が低下し得る。
【０１５８】
なお、充填の頻度および流速の前述の説明が、固定段階の文脈において行われるが、同じ技術が、染色液および洗浄液を含め、他の溶液での間隙９２の充填にも適用され得る。
【０１５９】
異なる種類の試料、流体、および処理方法のための機械命令は、制御ユニット５に組み込まれ、または予めプログラムされ、必要に応じてシステムオペレータによって選択され得る。
【０１６０】
概して、幅広い種類の固定剤は、固定剤段階中に、試料に塗布され得る。たとえば、８５％メタノールが、固定剤として使用され得る。いくつかの染色剤には、エチルアルコールまたはホルムアルデヒド系の固定剤が使用され得る。
【０１６１】
（ｉｉ）染色段階
システム１は、また、１つまたは複数の染色段階にて、１つまたは複数の染料または染色剤を基板に固定された試料に塗布するように構成される管およびポートを含む。試料の染色により、顕微鏡または他の撮像装置下で視認または撮像される際に、試料のコントラストが増加する。ロマノフスキー染色剤、ならびに／またはヘマトキシリンおよびエオシン、フルオレセイン、抗体を使用するチアジン染色剤、核酸プローブ、および／もしくは金属塩および金属イオンを含む他の染料または染色剤が、使用され得る。
【０１６２】
ある特定の実施形態では、ポンプ２０１Ａは、染料または染色剤をリザーバ２１１Ａから染色剤管５２Ａ内へと導く。それから、染色剤は、ブロック８０Ａに取り付けられるポート４２Ａ内へと導かれる。次に、染色剤は、プラットフォーム６０Ａ中のポート４２Ａから、基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の間隙９２へと流動し、基板２上の試料３を染色する。
【０１６３】
いくつかの実施形態では、染色剤を試料３に塗布するために、複数の管およびポートが使用され得る。たとえば、第２のポンプ（たとえば、ポンプ２０２Ａ）は、染色剤（たとえば、リザーバ２１１Ａから分注されるものと同じ染色剤または異なる染色剤）を、リザーバ２１２Ａから管５３Ａおよびポート４３Ａを通って、そしてプラットフォーム６０Ａ上へと導き得る。ある特定の実施形態では、２つ以上の流体管は、共用の染色剤リザーバ、または、染色剤を、ポートを通り、そしてプラットフォーム上へと導くために使用されるポンプおよび／もしくはバルブに接続してもよい。図２を再度参照すると、管５２Ａは、フルオレセイン染料のような赤色染色剤を、プラットフォーム、基板２、および試料３に送達してもよい。管５３Ａは、チアジン染料のような青色染色剤を送達してもよい。図１〜６では、プラットフォーム６０Ａ上のポートの数、位置、およびサイズが、基板に固定される試料への染色剤の塗布を最適化するために選択される。他の染色剤が選択される場合、異なる数、位置、およびサイズのポートが、染色剤の粘度に応じて典型的である場合がある。
【０１６４】
ポート４０Ａ〜４５Ａ（および４０Ｂ〜４５Ｂ）のそれぞれは、流体を受容す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み得る。いくつかの実施形態では、洗浄ポート４５Ａ、固定剤ポート４４Ａ、および染色剤ポート４２Ａ〜４３Ａの出力チャネルは、プラットフォーム６０Ａの上部表面上にあり、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の上部表面の両端部にあってもよい。洗浄ポート４５Ａ、固定剤ポート４４Ａ、および染色剤ポート４２Ａ〜４３Ａの入力チャネルは、ブロック８０Ａの同じ側面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の反対の側面上に位置決めされ得る。
【０１６５】
例として、および図２を参照して、制御システム５は、ポンプ（たとえば、ポンプ２０１Ａ）に、染色剤（たとえば、フルオレセイン染料を含有する染色剤）を染色剤リザーバから流体管５２Ａ内へと導くように命令する。染色剤は、流体管からポート４２Ａに入る。そして、染色剤は、試料３が、５秒間に亘って、染色されるように、毎秒１４０マイクロリットルの流速でポート４２Ａを離れ、プラットフォーム６０Ａと試料３を含有する基板２との間の間隙９２内へと堆積される。染色に続いて、真空または他の吸引源（たとえば、ポンプ２２０および／または２２１）が、ポート４０Ａ〜４１Ａおよび廃棄物管５０Ａ〜５１Ａを使用して、間隙９２内に、プラットフォーム６０Ａ上に、および基板２上に存在する、残った染色剤を排出してもよい。
【０１６６】
システム１は、第１の染色段階に続いて、遅延（たとえば、５秒の遅延のような３秒〜１０秒の遅延）後に、これらの染色および排出段階を反復するようにプログラムされ得る。第２のポンプ２０２Ａは、制御システム５に、チアジン染料を、毎秒１４０マイクロリットルの流速で、染色剤リザーバから、流体管５３Ａを通ってポート４３Ａを出て、プラットフォーム６０Ａ上へとように導くように命令されてもよく、プラットフォーム６０Ａにて、チアジン染料は、たとえば、３秒間、試料に接触する。真空または他の吸引源（たとえば、ポンプ２２０Ａおよび／または２２１）は、ポート４０Ａ〜４１Ａおよび廃棄物管５０Ａ〜５１Ａを使用して、間隙９２内に、および／またはプラットフォーム６０Ａ上に、および／または基板２上に存在する残りのチアジン染料を排出してもよい。固定段階と同様に、システム１は、各染色段階における頻度、遅延時間、および流速を変化させることが可能である。流速が、間隙９２内に位置する流体中に存在する表面張力に打ち勝ち、試料を、意図される評価に望ましく染色するほどに十分に高いだけでなく、空気を巻き込むことなく、および基板２の縁部に沿って形成され、流体を間隙９２内に維持する手助けとなるメニスカスを破裂させることなく、間隙９２の完全な充填が行われるように十分に低い限り、流速は、たとえば、毎秒７０〜１４０マイクロリットルの範囲であってもよく、またはこの範囲の外側の限界よりも小さくても大きくてもよい（たとえば、毎秒１０〜５００マイクロリットル）。
【０１６７】
試料に塗布され得る例示的な染色剤には、限定されないが、ライト−ギムザ染色剤、ギムザ染色剤、およびロマノフスキー染色剤が含まれる。免疫細胞化学的試薬のような他の薬剤、または特定の細胞成分の他のマーカもまた、試料に塗布され得る。
【０１６８】
（ｉｉｉ）廃棄物流体除去
既に参照したように、真空または他の吸引源２２０および／または２２１（たとえば真空キャニスタまたはポンプ）が、残りの流体を、基板２、間隙９２、およびプラットフォーム６０Ａから、固定段階および染色段階中に、または固定段階と染色段階との間に、排出し得る。図１を参照すると、１つまたは複数の廃棄物管は、ブロック８０Ａの側部８２Ａおよび８４Ａに接続され得る。廃棄物または真空管５０Ａおよび５１Ａは、流体および微粒子状物質を、プラットフォーム６０Ａ、間隙９２、および基板２から、廃棄物容器またはシステム１と分離した他の位置へと引き込むために使用される。図２を参照して、廃棄物管５１Ａおよび５１Ｂは、廃棄物管の遠位端部にて、分離した真空源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。代替的に、２つ以上の廃棄物管は、図４に示すように、単一の真空源、および同じ廃棄物容器に接続され得る。廃棄物管５０Ａおよび５０Ｂは、図３に示すように、それぞれバルブ９０Ａおよび９０Ｂを通して延びてもよい。
【０１６９】
吸引力を印加するための真空または他の源（たとえば、真空ポンプ２２０および／または２２１）は、流体をプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂ、間隙９２、ならびに基板２から廃棄物容器２３０および２３１内へと引き込むために、廃棄物管５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂのうちの１つまたは複数に接続されてもよい。廃棄物管内に印加される真空力は、基板２とプラットフォームとの間の間隙９２が１００〜２００ミクロンである場合、流体を除去するために十分な吸引力を提供するために、平方インチあたり（「ｐｓｉ」）マイナス１〜マイナス１０ポンドと同等であってもよい。概して、本明細書において使用されるように、「負」圧は、システム１、またはシステム１の周りの環境内の周囲圧力よりも小さい圧力に言及する。たとえば、いくつかの実施形態では、システム１の周りの環境は、約一気圧の周囲気圧を有する。「負」圧は、この周囲気圧よりも小さい圧力に言及する（たとえば、流体に印加されるマイナス１ｐｓｉの圧力は、流体に加わる周囲気圧よりも１ｐｓｉ小さい圧力である）。そのような真空が、間隙９２内に存在する流体中のどのような表面張力にも打ち勝ち、間隙９２内に、ならびに基板２および試料３上の残りの流体のすべてを除去するほどに十分である限り、マイナス０．１ｐｓｉ〜マイナス１４ｐｓｉの範囲内（たとえば、マイナス６ｐｓｉ）、またはそれよりも大きい他の真空が使用され得る。さらに、流体を間隙９２から排出するために真空を印加する直前に、アクチュエータ３０Ａは、基板２の最も近い縁部を、試料処理位置から１５〜３５ミクロンの距離だけ上昇させ得る。間隙９２内に留まる流体の小さな液滴は、この過程中に結合して、間隙９２からの排出がより容易である、流体のより大きな液滴を形成する傾向にあるため、この時間変化する離間部の、基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の増加した離間は、真空段階中の、間隙９２内の残りの流体の排出を向上させ得る。
【０１７０】
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、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。固定段階に続き、たとえば、制御システム５は、バルブ９０Ａおよび／または９０Ｃを開放し、マイナス５ｐｓｉの真空を、５秒間、廃棄物管（たとえば、廃棄物管５０Ａおよび５１Ａ）内で適用し得る。この期間中に、固定剤が、間隙９２、基板２、およびプラットフォーム６０Ａから、ポート４０Ａおよび４１Ａを通って除去される。流体は、廃棄物管内を進行し、１つまたは複数の廃棄物容器（たとえば、容器２３０および／または２３１）内で堆積される。排出期間が終了すると、制御システム５は、バルブ９０Ａ、９０Ｃのうちの１つまたは複数に、廃棄物管５０Ａおよび／または５１Ａを閉鎖するように命令し、それによって、真空２２０、２２１によるさらなる排出を防止し得る。制御システム５は、固定段階後の度に、この流体除去ステップを反復するようにシステム１に指示してもよい。
【０１７１】
ピンチバルブ９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、および９０Ｄが、図１に示すように、廃棄物管５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを閉鎖する。バルブ９０Ａ〜９０Ｄは、バルブ内またはバルブ外に含まれるアクチュエータにより機械的、電気的、液圧的に、または空圧的に作動されてもよい。バルブ９０Ａ〜９０Ｄは、廃棄物管５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを通る流体流動を妨げるように動作する。たとえば、満杯の廃棄物容器２３０をシステム１から交換する、または空にする際、バルブ（９０Ａ〜９０Ｄ）を閉鎖して、廃棄物管内に存在する残りの流体の漏出を防止することが望ましい。異なるバルブの種類、またはクランプもしくはストッパなどの他の機構が、廃棄物管５０Ａ、５０Ｂ、５１Ａ、および５１Ｂを閉鎖するために、システム１の実施形態と共に使用されてもよい。
【０１７２】
（ｉｖ）洗浄段階
１つまたは複数の洗浄段階において、洗浄液は、試料処理の間、システム１を用いて塗布され得る。たとえば、固定段階と固定段階との間、染色段階と染色段階との間、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、間隙９２、ならびにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂから、残ったおよび／または余分な流体を除去することが望ましい場合がある。本システムおよび方法に対応している洗浄液としては、蒸留水、緩衝液、有機溶剤、および緩衝作用のある、または緩衝作用のない水性溶剤と有機溶剤との混合物が含まれる。
【０１７３】
試料を洗浄するために、ポンプ（たとえば、ポンプ２０３Ａ）は、（たとえば蒸留水を含有する）洗浄液を、リザーバ（たとえば、リザーバ２１３Ａ）から洗浄管（たとえば、洗浄管５５Ａ）内へと導く。洗浄液は、ブロック８０Ａに接続されるポート４５Ａに入る。洗浄液は、ポート４５Ａの出力チャネルを通って、プラットフォーム６０Ａ上へと流動し、そして基板２とプラットフォーム６０Ａとの間の間隙９２に入る。そして、真空源２２０、２２１は、洗浄液を間隙９２および基板２から除去するために、廃棄物管５０Ａおよび５１Ａのうちの１つまたは複数に吸引力を適用し、洗浄液は、廃棄物容器２３０および／または２３１へと搬送される。
【０１７４】
いくつかの実施形態では、制御システム５は、ポンプ２０３Ａに、たとえば毎秒７０マイクロリットルの流速で洗浄液を塗布するように指示してもよい。間隙９２内に導入されると、洗浄段階は、たとえば５秒間、基板２上の試料３に接触する。固定段階と同様に、制御システム５は、各洗浄段階の持続時間および流速、ならびに洗浄段階の数を変化させ得る。さらに、制御システム５は、試料処理の間、１つまたは複数の洗浄段階の配置を調節してもよい。制御システム５は、たとえば、すべての固定段階の完了後に洗浄段階が一度行われ、すべての染色段階の完了後に第２の洗浄段階が一度行われるように指示してもよい。代替的に、洗浄段階は、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存在してもよい。
【０１７５】
（ｖ）撹拌段階
ある特定の実施形態における試料処理は、任意に、固定、染色、および／または洗浄段階中に、固定剤、染色剤、および／または洗浄液を間隙９２、試料３を含む基板２、ならびにプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの全体に亘り分散させるための１つまたは複数の撹拌段階を含んでもよい。図３に示すアクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、基板２の位置をプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂに対し変更させるための移動の微調整を提供し得る。撹拌は、試料３を処理するために使用される流体のいずれにも要求されない。しかし、いくつかの実施形態では、撹拌は、間隙が充填される際に、間隙９２内の流体を混合／均質化するために、および特定の処理段階に続いて、流体の、間隙９２からの排出に使用され得る。
【０１７６】
制御システム５は、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂに撹拌段階を開始するように命令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み得る。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、制御システム５からの撹拌開始命令の際に、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂを上下に移動させるように構成され得る。撹拌段階は、所定の数の撹拌サイクルを反復してもよい。本明細書において使用される「撹拌サイクル」という用語は、開始位置から上方向への運動、その後に上方向と反対の下方向への移動に言及する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の撹拌サイクルは、各サイクルの終了時に、または少なくともいくつかのサイクルの終了時に基板２を開始位置へと戻す。ある特定の実施形態では、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、上方向運動とそれに続く下方向運動を含む。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、典型的には、１つまたは複数の撹拌サイクルにて、制御システム５からアクチュエータに停止命令が送信されるまで基板２を移動させ続ける。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サイズ（離間距離）を一時的に増加させ、そして基板２を試料処理位置に戻してもよい。さらに、撹拌段階は、基板２を、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面に対して角度のある位置と、試料処理位置との間で変位させる一連の動作を含んでもよい。プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂと基板２との間の間隙９２へと分注される流体における表面張力は、撹拌段階中に基板２が試料処理位置から移動する際に、基板２上の流体の再分配を引き起こし、試料３に亘る流体均質性を有利に向上させ得る。
【０１７７】
なお、本明細書において開示する撹拌のための技術のすべてにおいて、基板２とプラットフォーム６０Ａ／６０Ｂとの間の相対変位は、流体が間隙９２内に留まることを確実にするように制御される。流体が間隙内に留まることを確実にするために、メニスカスが流体閉じ込めの大きな要因であるため、基板２の縁部にて形成される流体メニスカスを破壊することなく撹拌が行われる。
【０１７８】
撹拌段階中に基板２をプラットフォーム６０Ａ、６０Ｂに対し移動させるために、他の方法も使用され得る。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のうちの１つまたは複数の位置（たとえば、オフセットがプラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの表面の上に延びる量）が、試料３を撹拌するために迅速に調節され得る。ある特定の実施形態では、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂの位置は、試料３の撹拌を引き起こすために調節され得る。たとえば、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、試料３の撹拌を引き起こすために、（たとえば、上で説明した、基板２の移動の方向に対応して）交互に上下に動かされ得る。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、試料３の撹拌は、基板アーム１０Ａ、１０Ｂが、以下において説明するように屈曲する材料で作製される場合、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂが基板２をオフセット７０Ａ〜Ｄおよび／または７１Ａ〜Ｄの方向に駆動する程度を変化させることによってもたらされ得る。歪みゲージは、時間の関数として基板アーム１０Ａ、１０Ｂにおける歪みの変動を検出することによって、基板２に適用される撹拌の頻度を測定および調節するために使用され得る。試料３がこの方法で撹拌されると、基板２は、典型的には、オフセット７０Ａ〜７０Ｄ（またはオフセット７１Ａ〜７１Ｄ）のうちの１つまたは２つにのみ接触する。
【０１８０】
撹拌段階は、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂにより適用される１つまたは複数の撹拌サイクルを含み得る。さらに、撹拌段階は、固定剤段階、染色剤段階、および／または洗浄段階のそれぞれの間に１回または複数回、および固定段階、染色段階、および／または洗浄段階のそれぞれの間に異なる頻度で行われ得る。たとえば、図３を参照すると、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、基板２の最も近い縁部を試料処理位置から垂直に３５ミクロンの距離だけ上昇させ、その後に基板２を試料処理位置に戻すことを３回、各固定段階、染色段階、および洗浄段階後に１回ずつ行ってもよい。アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂは、各撹拌サイクルを２秒（たとえば、試料処理位置から基板２の最も近い縁部を垂直に３５ミクロンの距離だけ上昇させるために１秒、そして基板を試料処理位置へと戻すために１秒）で完了してもよい。システム１は、各撹拌サイクルおよび／または段階において、撹拌の頻度および距離を変化させるための命令を実行することが可能である。たとえば、撹拌段階は、アクチュエータ３０Ａおよび／または３０Ｂが、毎秒１０〜２０回、基板２の最も近い縁部を試料処理位置から垂直に５ミクロンの距離だけ上昇させ、そして基板を試料処理位置へ戻すことを含んでもよい。
【０１８１】
撹拌の距離と頻度との代替的な組み合わせも使用され得る。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、ある特定の実施形態では、撹拌距離は、３５ミクロン〜３５０ミクロンである。
【０１８２】
いくつかの実施形態では、撹拌サイクル頻度は、毎秒１サイクル以上（たとえば、毎秒２サイクル以上、毎秒３サイクル以上、毎秒４サイクル以上、毎秒５サイクル以上、毎秒７サイクル以上、毎秒１０サイクル以上）である。
【０１８３】
追加の撹拌技術も使用されてもよい。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の回転軸に対し垂直の軸の周りで基板２を回転させるアクチュエータを含んでもよい。
【０１８４】
代替的に、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂには、固定、染色、および洗浄段階中に、１つまたは複数のオフセット７０Ａ〜Ｄおよび／または７１Ａ〜Ｄを上昇または下降させるためにオフセット調節装置が設けられてもよい。オフセット調節装置を実装するために、プラットフォーム６０Ａおよび／または６０Ｂは、プラットフォーム内の内部プレートに取り付けられるオフセットを含み得る。内部アクチュエータを使用して、プレートの高さが変化されてもよく、それによって、オフセットの高さが変化される。代替的に、基板２に対するオフセット７０Ａ〜Ｄおよび／または７１Ａ〜Ｄの位置は、アクチュエータに、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を移動させるように命令することによって変更され、それによって撹拌段階中に離間距離が変更され得る。制御システム５は、試料調製処理中に、従来の染色および調製技術と比較して著しく少ない流体の量を使用し、試料をより効率的に処理するために、流体サイクルの頻度、流速、オフセットの高さ、離間距離、ならびに撹拌のパラメータおよび頻度を調節し得る。
【０１８５】
いくつかの実施形態では、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂは、試料処理位置にある基板２が、プラットフォームから延びる２つのオフセットのみに載置される場合、アクチュエータまたは他の推進力要素が、基板２、たとえばスライドを、スライドがオフセット７０Ａ〜Ｄおよび／または７１Ａ〜Ｄの４つのすべてに載置されるまでプラットフォームの表面の方向にさらに回転させるように、屈曲する材料で作製されてもよい。基板の位置をこの２つの位置の間で変化させることで、試料処理の間、十分な撹拌が達成され得る。基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂは、基板アーム１０Ａおよび／または１０Ｂにおける歪みを監視するための歪みゲージを含んでもよく、制御システム５に、プラットフォームのオフセット７０Ａ〜Ｄおよび／または７１Ａ〜Ｄに対する基板２の位置を知らせるために使用されてもよい。さらに、制御システム５は、基板２の厚さの不完全さに対応する情報を含んでもよく、制御システム５は、基板２を試料処理位置に設置する際に、または撹拌段階中に、基板２の厚さの不完全さに対応する情報を考慮してもよい。
【０１８６】
（ｖｉ）乾燥段階
ある特定の実施形態では、制御システム５は、システム１に取り付けられる乾燥機４を使用して試料３を乾燥し得る。たとえば、乾燥機４は、空気の流れを、試料３を横切るように導き得る。概して、システム１は、空気の温度、流速、適用される気流の持続時間、および試料３を乾燥させるための試料処理の間の（１つまたは複数の）段階を変化させるために制御され得る。たとえば、染色段階を完了した後に、乾燥機４は、華氏約１２０度の空気の流れを、毎分１０リットルの速度で７秒間、試料３を横切るように導き得る。他の空気温度（たとえば華氏３００度までの周囲温度）、空気流速（たとえば毎分１リットル〜毎分１０リットル）、および空気流動期間（たとえば数秒〜数分）も使用され得る。
【０１８７】
［他の実施形態］
多数の実施形態を説明した。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく様々な変形例が実施され得ることが理解されるであろう。それに応じて、他の実施形態は、以下の特許請求項の範囲の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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