УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОКРАСКИ ОРГАНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА МИКРОПРЕПАРАТЕ
DEVICE AND METHOD FOR COLORING ORGANIC MATERIAL ON MICRO-PREPARATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству и способу окраски органического материала по меньшей мере на одном микропрепарате.
Настоящее изобретение в частности относится к области биомедицинского анализа, более конкретно к области гематологии, бактериологии или гистологии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Окраска представляет собой стандартную процедуру, выполняемую в лабораториях медицинского анализа, в которых работают врачи и ветеринары. Указанная процедура может быть выполнена вручную или автоматизирован.
В области гематологии оператор располагает образец на предметном стекле с целью образования тонкого слоя клеток крови. После сушки пробу подвергают воздействию красителя или нескольких красителей последовательно, причем каждый из красителей специфичен для конкретного семейства клеток. Время контакта клеток с набором красителей позволяет регулировать интенсивность красителя. По завершении цикла окраски зачастую необходимо использование чистящего тампона. Указанный этап окраски является ключевым для идентификации клеток под микроскопом.
В области бактериологии оператор помещает часть пробы на предметное стекло и затем подвергает ее термофиксации. Затем пробу подвергают воздействию одного или более красителей или обесцвечивающих веществ с целью различения искомого элемента. Пробы берут, например, из мочи, гноя или питательных сред. Чаще используемые методы окраски включают окраску по Граму для различения грамположительных и грамотрицательных видов бактерий и окраску для выявления туберкулеза.
Используемые в области гистологии методы сходны с вышеуказанными. Пробы берут из тканей тела человека. Наиболее распространенным методом окраски является мазок Папаниколау, в частности преимущественно используемый для вагинальных мазков. Используют множество красителей и спиртов.
Не существует строгих протоколов окраски вручную, которые можно было бы считать эталонными процедурами. Вне зависимости от области применения, оператор может размещать различные красители и промывочные жидкости в различных сосудах и затем последовательно погружать подлежащие окраске микропрепараты в предварительно подготовленные сосуды. В другом случае оператор может размещать подлежащие окраске микропрепараты на стержнях, расположенных над раковиной, и затем наносить значительные объемы различных красителей и промывочных жидкостей посредством промывалок, что приводит к проливанию.
Во всех случаях должно быть соблюдено определенное протоколом время контакта с различными продуктами, что требует использования секундомеров или таймеров. Затем микропрепараты должны быть высушены для обеспечения возможности их использования под микроскопом.
Также известно устройство для автоматической окраски путем погружения. В данном распространенном примере реализации автоматической окраски путем погружения, микропрепараты сгруппированы в контейнере, обычно вместимостью от 10 до 20 микропрепаратов. Контейнером управляет механизм, позволяющий последовательно погружать контейнер во множество резервуаров, содержащих различные красители и промывочную жидкость. Для сушки микропрепаратов по завершении цикла окрашивания может быть выделен последний пустой резервуар, снабженный вентилятором.
При использовании в области гематологии, и в соответствии с традиционными методами, например, окраски по Май-Грюнвальду-Гимзе или по Райту-Гимзе, важно разбавлять краситель Гимзы непосредственно перед использованием.
Вне зависимости от области применения, известно, что указанный вид окраски приводит к загрязнению реагента предыдущим реагентом, что приводит к постепенному ухудшению окраски. Загрязнение одного микропрепарата другим (перемещение клеток с одного микропрепарата на другой) остается возможным вследствие присутствия различных проб в одних и тех же ванночках. Подобный исход в бактериологии зачастую считают недопустимым риском. В целом имеет место значительное потребление красителей и образование отходов.
Один вариант автоматической окраски путем погружения заключается в использовании множества отдельных ванночек для окраски. Указанные ванночки последовательно заполняют различными красителями или промывочными жидкостями. В данном примере реализации красители чаще всего утилизируют после использования, что позволяет обеспечить высокую повторяемость и постоянное качество окраски. Риск межпробного загрязнения исключен. Потребление красителей остается высоким.
Также известны устройства для автоматической окраски посредством капиллярности, применяемые исключительно в области гематологии. Указанные устройства основаны на эффекте капиллярности и потребляют крайне малый объем красителей. Окраску осуществляют методом быстрой окраски. Протокол окраски является уникальным и непараметризуемым.
Известны процедуры автоматической окраски путем осаждения жидкости, воспроизводящие вышеупомянутую ручную окраску над раковиной. Подлежащие окраске микропрепараты размещают на поворотном столе. Каждый микропрепарат проходит под рядом промывалок и получает краситель, указанный в протоколе. Микропрепараты освобождают путем ускорения поворотного стола и предварительно сушат идентичным образом. Риск взаимного загрязнения микропрепаратов устранен, но потребление красителей, используемых в избытке, является значительным. Очистка чаши центрифуги является неудобной для оператора процедурой.
Наконец, известна автоматическая окраска путем распыления. Микропрепараты размещают на роторе центрифуги таким образом, что мазок направлен к стенке центрифуги, снабженной несколькими соплами, испаряющими выбранный краситель при прохождении мимо них микропрепарата. Краситель используют лишь единожды. Основным недостатком указанного приема является риск закупоривания распылительных сопел, которые должны иметь небольшой диаметр. Для устранения указанного основного недостатка были разработаны специальные красители. Необходимо строгое соблюдение процедур обслуживания и проверки.
Преимущество окраски микропрепаратов, находящихся в горизонтальном положении, заключается в отсутствии необходимости использования ванночек или резервуаров, содержащих различные "текучие среды", обычно представляющие собой красители и промывочные жидкости, воздействию которых должны быть подвергнуты клетки. Обзор уровня техники демонстрирует, что в горизонтальном положении текучие среды размещают на микропрепарате путем заливания и, следовательно, в избытке. Следовательно, необходимо наличие сборного сосуда, который необходимо опорожнять и чистить. Основными недостатками являются неоптимизированное потребление красителей, что напрямую сказывается на увеличении объема утилизируемых отходов и, в контексте автоматизации, невозможность надлежащей транспортировки микропрепарата.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на устранение всех или части указанных недостатков. В частности, настоящее изобретение направлено на автоматизацию окраски с размещением микропрепарата в горизонтальном положении для исключения любого риска межпробного загрязнения при использовании ограниченного количества красителя, что позволяет уменьшить образование отходов.
С указанной целью в соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к устройству для окраски органического элемента по меньшей мере на одном микропрепарате, причем указанный микропрепарат задает ось, находящуюся в плоскости микропрепарата, а устройство отличается тем, что оно содержит:
- по меньшей мере одну опору микропрепарата, на которой расположен микропрепарат, удерживающий органический элемент;
- по меньшей мере одни средства распределения окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды по микропрепарату, соединенные со средствами относительного поступательного смещения относительно микропрепарата и вдоль оси указанного микропрепарата, причем средства распределения содержат линейный элемент, проходящий вдоль оси, перпендикулярной оси микропрепарата, и снабжаемый распределяемой текучей средой; и
- по меньшей мере одни средства отсоса для отсоса окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды, причем указанные средства отсоса соединены со средствами относительного поступательного смещения относительно микропрепарата вдоль оси указанного микропрепарата.
При этом потребление текучих сред является низким и, следовательно, уменьшено образование отходов, подлежащих утилизации персоналом лаборатории. Кроме того, устройство по настоящему изобретению обеспечивает возможность смешивания текучих сред непосредственно на микропрепарате и, при необходимости, последующей полной гомогенизации смеси. Кроме того, устройство по настоящему изобретению не содержит резервуаров или других контейнеров, подлежащих чистке. Использование небольшого количества текучей среды на микропрепарате обеспечивает возможность транспортировки микропрепарата без проливания в контексте автоматизации. Средства распределения выполнены с возможностью осуществления размещения текучей среды, ее распределения и возможной гомогенизации.
По сравнению с капиллярной окраской устройство по настоящему изобретению не ограничено использованием в области гематологии с использованием единого протокола и единого набора используемых красителей.
По сравнению с автоматическим окрашиванием распылением устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, отличается отсутствием распыления, основными недостатками которого являются риск блокирования инжекционных сопел, что обязывает лаборатории использовать наборы специализированных красителей и приводит к необходимости чистки чаши центрифуги.
Устройство по настоящему изобретению обеспечивает возможность использования небольшого количества текучей среды , используемого лишь единожды для обеспечения окраски с постоянным и повторяемым качеством, причем индивидуальная обработка каждого микропрепарата исключает риск загрязнения одного микропрепарата другим и обеспечивает образование небольшого количества подлежащих обработке биологических отходов.
По сравнению с окраской путем погружения устройство по настоящему изобретению обеспечивает возможность индивидуальной обработки каждого микропрепарата красителями, используемыми единожды. Таким образом, данная конфигурация исключает риск загрязнения одного красителя предыдущим или одной пробы другой пробой.
По сравнению с автоматической окраской путем нанесения красителя устройство по настоящему изобретению явно отличается небольшим количеством используемых красителей и отсутствием необходимости чистки чаши сосуда для сбора текучей среды .
По сравнению с окраской путем погружения в общих ванночках устройство по настоящему изобретению явно отличается небольшим количеством используемых красителей, отсутствием риска взаимного загрязнения микропрепаратов и уменьшением количества отходов.
По сравнению с окраской путем погружения в отдельных ванночках устройство по настоящему изобретению явно отличается небольшим количеством используемых красителей и уменьшением количества отходов.
В некоторых примерах реализации по меньшей мере одни средства отсоса содержат линейный элемент, проходящий вдоль оси, перпендикулярной оси микропрепарата, для переноса отсасываемой текучей среды.
Указанные примеры реализации обеспечивают возможность отсоса жидкостей, подлежащих удалению с микропрепарата, по всей ширине микропрепарата. Скорость перемещения средств отсоса по микропрепарату, сила всасывания и количество проходов позволяют частично или полностью удалить текучую среду, присутствующую на микропрепарате.
В некоторых примерах реализации линейный элемент по меньшей мере одних средств распределения представляет собой линейный элемент по меньшей мере одних средств отсоса.
Преимущество указанных примеров реализации заключается в обеспечении возможности ограничения размеров устройства.
В некоторых примерах реализации средства отсоса расположены последовательно со средствами распределения и устройство содержит средства одновременного управления средствами распределения и средствами отсоса с образованием турбулентного потока для очистки микропрепарата.
Преимущество указанных примеров реализации заключается в образовании механического трения смеси жидкости и воздуха, счищающей загрязнения органического элемента, распределенного по микропрепарату, без отделения клеток, содержащихся в органическом элементе.
В некоторых примерах реализации по меньшей мере одни средства распределения содержат два средства подачи текучей среды, используемые одновременно.
Указанные примеры реализации позволяют смешивать чувствительные красители, которые необходимо наносить непосредственно после смешивания, например, краситель Гимзы, непосредственно на микропрепарате. Таким образом, жидкости смешивают на микропрепарате посредством двух средств подачи.
В некоторых примерах реализации средства распределения содержат средства смешивания текучих сред, поступающих из средств подачи.
Указанные примеры реализации позволяют обеспечить смешивание жидкостей, поступающих из средств подачи.
В некоторых примерах реализации, предназначенных для использования в области гематологии, в которых органический элемент представляет собой органическую жидкость, устройство также содержит:
- по меньшей мере один дозатор по меньшей мере одной капли органической жидкости на микропрепарат, размещенный на опоре;
- по меньшей мере одни средства размазывания, перпендикулярные оси микропрепарата, размазывающие органическую жидкость на оси микропрепарата; и
- по меньшей мере одни средства подъема деактивированных средств размазывания для опускания средств размазывания над микропрепаратом для обеспечения их соприкосновения с каплей органической жидкости, посредством эффекта капиллярности перемещающейся по средствам размазывания перпендикулярно оси микропрепарата, причем каплю размазывают посредством относительного смещения средств размазывания и микропрепарата.
Таким образом, устройство по настоящему изобретению выполняет формирование мазка и окраску. Соответственно, обработка микропрепарата может быть полностью выполнена устройством.
В некоторых примерах реализации устройство по настоящему изобретению содержит резервуар для очистки средств размазывания, в который средства размазывания опускают для очистки.
Указанные примеры реализации обеспечивают возможность очистки средств размазывания, например, между двумя соседними микропрепаратами.
В некоторых примерах реализации объем распределенной окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды составляет от 0,4 мл до 1 мл для прямоугольного микропрепарата размером 25 мм на 75 мм.
Таким образом, по микропрепарату распределяют крайне малый объем жидкости, и соответственно, исключено проливание окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды . Соответственно, также облегчено перемещение микропрепарата. Кроме того, ограничено количество отходов.
В некоторых примерах реализации устройство по настоящему изобретению содержит по меньшей мере две соседние опоры микропрепаратов и два средства относительного смещения устройства для окраски и каждого микропрепарата, причем средства перемещения выполнены с возможностью последовательного позиционирования устройства для окраски вдоль оси каждого микропрепарата.
Преимущество указанных примеров реализации заключается в автоматизации окраски нескольких последовательных микропрепаратов.
В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение относится к способу окраски органического материала по меньшей мере на одном микропрепарате, причем указанный микропрепарат задает ось, находящуюся в плоскости микропрепарата, а способ отличается тем, что он включает следующие этапы:
- размещение по меньшей мере одного микропрепарата, удерживающего органический элемент, по меньшей мере на одной опоре микропрепарата;
- распределение окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды по микропрепарату посредством линейного элемента вдоль оси, перпендикулярной оси микропрепарата; и
- отсос окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды посредством линейного элемента вдоль оси, перпендикулярной оси микропрепарата.
В некоторых примерах реализации способ по настоящему изобретению также включает следующие этапы:
- размещение по меньшей мере одной капли органической жидкости на микропрепарату;
- опускание средств размазывания над микропрепаратом;
- размазывание органической жидкости вдоль оси микропрепарата посредством смещения средств размазывания и микропрепарата и
- подъем средств размазывания.
Поскольку конкретные цели, преимущества и признаки способа по настоящему изобретению аналогичны таковым для устройства по настоящему изобретению, указанные цели, преимущества и признаки не повторены в настоящем описании.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие преимущества, цели и конкретные признаки изобретения очевидны из неограничивающего описания, в котором раскрыт по меньшей мере один конкретный пример реализации устройства и способа по настоящему изобретению со ссылкой на чертежи, включенные в приложение, на которых:
- На фиг. 1 показан схематичный вид сбоку первого конкретного примера реализации устройства по настоящему изобретению;
- На фиг. 2 показан схематичный вид в перспективе первого конкретного примера реализации устройства по настоящему изобретению;
- На фиг. 3 показан схематичный вид спереди первого конкретного примера реализации устройства по настоящему изобретению;
- На фиг. 4 показан схематичный вид сбоку второго конкретного примера реализации устройства по настоящему изобретению;
- На фиг. 5 показан схематичный вид сбоку третьего конкретного примера реализации устройства по настоящему изобретению;
- На фиг. 6 схематично показана логическая схема конкретного ряда этапов способа по настоящему изобретению;
- На фиг. 7 показан схематичный вид сбоку первого конкретного примера реализации резервуара для очистки; и
- На фиг. 8 показан схематичный вид спереди первого конкретного примера реализации резервуара для очистки.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание не является ограничивающим и каждая характеристика примера реализации может быть совмещена с любой другой характеристикой любого другого примера реализации с обеспечением преимущества. Кроме того, каждый параметр примера реализации может быть использован независимо от других параметров указанного примера реализации.
Следует отметить значения следующих терминов:
- под термином "соседние" понимают элементы, расположенные рядом друг с другом;
- термин "в последовательности" и "последовательно" означает, что элементы расположены один за другим; и
- термин "линейный" указывает на протяженный характер линии.
Следует отметить, что чертежи выполнены без соблюдения масштаба.
На фиг. 1 и 3 показаны несколько схематических видов примера реализации устройства 10 по настоящему изобретению. Устройство 10 для окраски органического элемента по меньшей мере на одном микропрепарате 105 содержит опору микропрепарата 105 (не показана), на которой расположен микропрепарат 105. Микропрепарат 105 задает ось 110, находящуюся в плоскости микропрепарата 105. В целях ясности, в настоящем описании микропрепарат для биомедицинского анализа представляет собой тонкий плоский прямоугольный кусок стекла, используемый в качестве опоры для медицинских анализов. Ось микропрепарата 105 представляет собой ось, проходящую через середину прямоугольника микропрепарата 105 и параллельную большей стороне прямоугольника. Также следует отметить, что органический элемент представляет собой ткань тела, кровь или любую другую пробу, взятую у живого существа.
Опора микропрепарата 105 позволяет размещать микропрепарат в горизонтальном положении. В некоторых примерах реализации опора микропрепарата 105 удерживает микропрепарат в горизонтальном положении. Опора микропрепарата 105 может представлять собой любые средства, известные специалисту в данной области техники, неподвижно закрепленные относительно устройства 10.
В некоторых примерах реализации органический элемент размещают на микропрепарате 105 до размещения микропрепарата 105 на опоре.
Устройство 10 также содержит средства 115 распределения окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды по микропрепарату 105, соединенные со средствами 175 относительного поступательного смещения относительно микропрепарата 105 вдоль оси 110 микропрепарата 105, причем средства 115 распределения содержат линейный элемент 120, проходящий вдоль оси 160, перпендикулярной оси 110 микропрепарата 105, и снабжаемый распределяемой текучей средой.
В некоторых примерах реализации линейный элемент 120 содержит по меньшей мере два канала с выходами вблизи микропрепарата. Расстояние между выходом каналов 120 и микропрепаратом 105 составляет менее 5 мм. Каналы параллельны друг другу вблизи микропрепарата, в результате чего каждый канал 120 доставляет сходное количество жидкости. Предпочтительно, расстояние между выходом каналов 120 и микропрепаратом 105 составляет 0,3 мм.
В некоторых примерах реализации линейный элемент 120 содержит прорезь. Прорезь представляет собой отверстие, форма которого ограничена прямоугольником, а отношение большой и малой сторон больше 2. Предпочтительно, прорезь выполнена прямоугольной, а размер малой стороны равен размеру канала.
Линейный элемент 120 снабжен трубками 125, 130, 135 для доставки текучих сред, соединенными с резервуарами (не показаны), каждый из которых содержит окрашивающая или промывочная текучая среда. Насос (не показан) управляет подачей текучей среды из резервуара.
В примере реализации по фиг. 1-3 трубка 135 соединена с резервуаром, содержащим промывочную текучую среду, а трубки 125 и 130 соединены с резервуарами, содержащими окрашивающие текучие среды. Предпочтительно, выход всех трубок 125, 130 и 135 выполнен в средствах 115 распределения в средней точке расстояния между наиболее удаленными друг от друга каналами 120 или, например, в середине прорези.
Предпочтительно, объем распределенной окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды составляет от 0,4 мл до 1 мл для прямоугольного микропрепарата 105 размером 25 мм на 75 мм.
В некоторых примерах реализации одни средства 115 распределения содержат два средства подачи текучей среды , используемые одновременно. Средства подачи содержат по меньшей мере одну трубку 125, 130 или 135, один насос и один резервуар. В указанных примерах реализации две окрашивающие текучие среды, реагирующие друг с другом для окраски органической текучей среды, смешивают и доставляют одновременно. В трубки 125 и 130 одновременно подают окрашивающую текучую среду. Например, одна окрашивающая текучая среда представляет собой окрашивающую текучую среду Гимзы, а другая окрашивающая текучая среда представляет собой разбавитель Гимзы.
Средства подачи активируют одновременно, например, после команды, поданной средствами управления, и две окрашивающих текучих среды смешивают на входе каналов 120 в средства 115 распределения.
В некоторых примерах реализации средства 115 распределения содержат средства смешивания текучих сред, поступающих из средств подачи. Средства смешивания могут представлять собой шнек или смеситель или, когда средства распределения и средства отсоса объединены, распределение текучих сред, смешанных на входе в каналы, и затем по меньшей мере одно из отсоса указанных текучих сред и другого распределения отсосанных текучих сред. В целом средства смешивания выполнены с возможностью образования турбулентного потока между текучими средами для гомогенизации смеси текучих сред.
В некоторых примерах реализации по меньшей мере одна трубка 130 прикреплена к средствам 115 распределения посредством выступов в виде деформируемого крючка на кожухе устройства 10. В некоторых примерах реализации по меньшей мере одна трубка 125 прикреплена к средствам 115 распределения путем ее пропускания сквозь кожух устройства 10.
Средства 175 перемещения могут представлять собой рейку и соответствующее зубчатое колесо или агрегат шкива и ремня на оси 110 микропрепарата 105. Управление средствами 175 перемещения может быть осуществлено посредством шагового двигателя.
Устройство 10 содержит средства 115 отсоса для отсоса окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды, соединенные со средствами 175 относительного поступательного смещения относительно каждого микропрепарата 105 вдоль оси 110 указанного микропрепарата 105.
Предпочтительно, средства 115 отсоса содержат линейный элемент, проходящий вдоль оси 160, перпендикулярной оси 110 микропрепарата 105, для переноса отсасываемой текучей среды .
В некоторых примерах реализации линейный элемент 120 содержит по меньшей мере два канала с выходами вблизи микропрепарата 105. Расстояние между выходом каналов 120 и микропрепаратом 105 составляет менее 5 мм. Каналы параллельны друг другу вблизи микропрепарата, в результате чего каждый канал 120 отсасывает сходное количество жидкости. Предпочтительно, расстояние между выходом каналов 120 и микропрепаратом 105 составляет 0,3 мм.
В некоторых примерах реализации линейный элемент 120 содержит прорезь. Прорезь представляет собой отверстие, форма которого ограничена прямоугольником, а отношение большой и малой сторон больше 2. Предпочтительно, прорезь выполнена прямоугольной, а размер малой стороны равен размеру канала.
Линейный элемент 120 соединен со трубкой 140 отсоса для отсоса отработанных текучих сред, соединенной с резервуаром для отходов. Насос (не показан), например, управляемый посредством средств управления, осуществляет отсос текучих сред с микропрепарата 105 в направлении резервуара для отходов. Предпочтительно, выход трубки 140 выполнен в средствах 115 отсоса в средней точке расстояния между наиболее удаленными друг от друга каналами 120 или, например, в середине прорези.
В некоторых примерах реализации трубка 140 прикреплена к средствам 115 отсоса посредством выступов в виде деформируемого крючка на кожухе устройства 10. В некоторых примерах реализации трубка 140 прикреплена к средствам 115 отсоса путем ее пропускания сквозь кожух устройства 10.
Средства 175 перемещения могут представлять собой рейку и соответствующее зубчатое колесо или агрегат шкива и ремня на оси 110 микропрепарата 105. Управление средствами 175 перемещения может быть осуществлено посредством шагового двигателя.
Предпочтительно, линейный элемент 120 средств 115 распределения представляет собой линейный элемент 120 средств 115 отсоса. Указанный пример реализации показан на фиг. 1. В некоторых примерах реализации выход всех трубок 125, 130, 135 и 140 выполнен в средствах 115 распределения в средней точке расстояния между наиболее удаленными друг от друга каналами 120 или, например, в середине прорези.
В некоторых примерах реализации, не показанных на фиг. 1-3, средства 115 отсоса расположены последовательно со средствами 115 распределения вдоль оси 110 микропрепарата 105, причем одновременное использование средств 115 распределения и средств 115 отсоса образует трубулентный поток для очистки микропрепарата 105. Другими словами, средства отсоса расположены последовательно со средствами распределения и устройство содержит средства одновременного управления средствами распределения и средствами отсоса с образованием турбулентного потока для очистки микропрепарата. В указанных примерах реализации чистящую жидкость выводят посредством средств 115 распределения и немедленно отсасывают посредством средств 115 отсоса.
Отсос посредством средств 115 отсоса приводит к одновременному отсосу воздуха и выведенной жидкости, что приводит к образованию механического трения между чистящей жидкостью и окрашенным органическим элементом. Загрязнения в окрашенном органическом элементе отделяются от окрашенного органического элемента и отсасываются вместе с чистящей жидкостью. Окрашенные клетки остаются на месте. Загрязнения представляют собой, например, осадки красителя, образованные в ходе распределения красителя.
Предпочтительно, расстояние между линейным элементом 120 средств 115 распределения и линейным элементом 120 средств 115 отсоса составляет менее 2 мм. Линейные элементы 120 также параллельны друг другу.
В некоторых примерах реализации, предназначенных для использования в области гематологии, устройство 10 также содержит:
- по меньшей мере один дозатор 170 по меньшей мере одной капли органической жидкости на микропрепарат, размещенный на опоре;
- по меньшей мере одни средства 145 размазывания, перпендикулярные оси 110 микропрепарата 105, размазывающие органическую жидкость на оси 110 микропрепарата 105; и
- по меньшей мере одни средства 150 подъема деактивированных средств 145 размазывания для опускания средств 145 размазывания над микропрепаратом 105 для обеспечения их соприкосновения с каплей органической жидкости, посредством эффекта капиллярности перемещающейся по средствам размазывания перпендикулярно оси 110 микропрепарата 105, причем каплю размазывают посредством относительного смещения средств 145 размазывания и микропрепарата 105.
Устройство 10 также содержит распределитель 170, распределяющий по меньшей мере одну каплю органической жидкости по микропрепарату 105. Распределитель 170 может содержать средства приведения органической жидкости во вращение.
Средства 145 размазывания предпочтительно представляют собой прямоугольное покровное стекло, в котором размер наименьшей стороны меньше или равен размеру микропрепарата 105, перпендикулярное оси 110 микропрепарата 105. Покровное стекло средств 145 размазывания введено в опору, содержащую одну часть, выполненную из материала, чувствительного к силе магнитного поля, и расположенную рядом с частью, выполненной из стекла. Средства 145 размазывания содержат средства приведения во вращение относительно кожуха устройства 10. Ось вращения средств приведения средств 145 размазывания во вращение перпендикулярна оси 110 микропрепарата 105. Ось вращения расположена на стыке части, выполненной из материала, чувствительного к силе магнитного поля, и части, выполненной из стекла.
Средства 150 подъема представляют собой электромагнит, расположенный над частью, выполненной из материала, чувствительного к силе магнитного поля. После своего высвобождения электромагнит освобождает часть покровного стекла средств 145 размазывания, выполненную из материала, чувствительного к силе магнитного поля, в результате чего часть, выполненная из стекла, опускается в направлении микропрепарата 105. Давление, оказываемое на микропрепарат 105 средствами 145 размазывания, обеспечено посредством по меньшей мере одной пружины.
Только линейный сегмент 146 на конце части покровного стекла, выполненной из стекла, соприкасается с микропрепаратом 105. Таким образом, каплю органической жидкости, размещенную на оси 110 микропрепарата 105, распределяют по линейному сегменту 146 посредством эффекта капиллярности при соприкосновении линейного сегмента 146 с каплей. Дальнейшее распределение капли указанным образом по линейному сегменту 146 вызвано перемещением опущенных средств 145 размазывания вдоль оси 110 микропрепарата 105, и следовательно, размазывание капли осуществляют посредством эффекта капиллярности. Линейный сегмент 146 образует угол с микропрепаратом 105, в результате чего только один край параллелепипеда, образованного покровным стеклом средств 145 размазывания, соприкасается с микропрепаратом 105.
Перемещение может быть выполнено посредством средств 175 перемещения. Средства 175 перемещения могут представлять собой рейку и соответствующее зубчатое колесо или агрегат шкива и ремня на оси 110 микропрепарата 105. Управление средствами 175 перемещения может быть осуществлено посредством шагового двигателя.
В некоторых примерах реализации средства 145 распределения могут представлять собой покровное стекло, опускаемое путем поступательного перемещения. В некоторых примерах реализации средства 150 подъема могут представлять собой любые средства приведения во вращение или поступательного перемещения элемента, известные специалисту в данной области техники.
В некоторых примерах реализации устройство 10 содержит резервуар 70 для очистки средств 145 размазывания, в который средства 145 размазывания опускают для очистки. Резервуар для очистки расположен на оси 110 микропрепарата 105. После размазывания капли средства 145 размазывания поднимают и вновь опускают в резервуар 70 для очистки с целью предотвращения любого загрязнения одной пробы органических текучей среды другой пробой.
Резервуар 70 для очистки имеет форму наклонного желоба или стороны треугольника 705 и содержит на одной поверхности средства 710 распределения и средства 710 отсоса, аналогичные вышеописанным и образующие турбулентный поток вышеописанным образом. Используемая текучая среда представляет собой изотонический разбавитель. В других примерах реализации изотоническую текучую среду распределяют в резервуаре 70 для очистки, а очистку выполняют путем погружения средств 145 размазывания.
Предпочтительно, резервуар для очистки 70 содержит слив 715 для чистящей текучей среды.
На фиг. 1-3 проиллюстрированный пример реализации устройства 10 содержит распределитель по меньшей мере одной капли органической жидкости, средства 115 распределения и средства 115 отсоса, каналы 120 которых совмещены, а средства 150 подъема и средства 145 размазывания сгруппированы в кожухе. Средства 175 перемещения средств распределения, средств 115 отсоса и средств 145 размазывания представляют собой единые средства 175 перемещения. Устройство 10 по фиг. 1-3, установлено на шасси (не показано), содержащее опору микропрепарата 105, неподвижно закрепленную относительно шасси. Средства 175 перемещения перемещают устройство 10 относительно шасси вдоль оси 110 указанного микропрепарата 105.
В других примерах реализации устройство 10 неподвижно закреплено относительно шасси, а каждый микропрепарат 105 выполнен подвижным относительно шасси. Средства 175 перемещения перемещают каждый микропрепарат 105 относительно шасси вдоль оси 110 указанного микропрепарата 105.
В указанных примерах реализации обеспечена возможность реализации компактного устройства 10, в частности подходящего для лабораторий анализа, осуществляющих ограниченное число анализов в сутки.
В примерах реализации устройства для окраски 20 и 30 по фиг. 4 и 5 устройство 20 или 30 содержит по меньшей мере две соседние опоры 205 или 310 микропрепаратов 105 и два средства 210 или 315 относительного смещения устройства для окраски и каждого микропрепарата, выполненные с возможностью последовательного позиционирования устройства для окраски 10 вдоль оси 110 каждого микропрепарата 105.
На фиг. 4 каждая опора 205 микропрепарата удерживает микропрепарат 105 в горизонтальном положении в рейке 220. Оси 110 микропрепаратов 105 параллельны друг другу. Средства 210 перемещения представляют собой рейку и соответствующие средства или агрегат шкива и ремня на оси, перпендикулярной оси 215 каждого микропрепарата 105. Средства 210 перемещения могут представлять собой любые средства поступательного перемещения, известные специалисту в данной области техники. Управление средствами 210 перемещения может быть осуществлено посредством шагового двигателя. На фиг. 4 устройство 10 соответствует устройству 10 по фиг. 1-3.
Устройство 10 осуществляет первый проход для размазывания мазка и несколько других проходов, разнесенных по времени на промежутки, контролируемые, например, средствами управления в виде функции времени контакта красителей для различных красителей и промывочных средств. В некоторых примерах реализации устройство 10 также содержит средства гомогенизации пробирок с кровью, прокалывания пробки, взятия пробы крови и образования капли.
На фиг. 5 показан третий конкретный пример реализации устройства 30 по настоящему изобретению. В устройстве 30 различные средства, выполняющие различные функции, разделены по меньшей мере на два различных модуля устройства 10. Все модули образуют устройство по настоящему изобретению.
В проиллюстрированном примере реализации модули расположены по дуге окружности, и каждый микропрепарат смещен относительно модулей вдоль оси, соответствующей радиусу дуги окружности в соответствии с положением оси 110 микропрепарата 105. Устройство 30 содержит несколько опор 310 микропрепаратов, и опоры 310 микропрепаратов расположены по кругу на карусели, имеющей форму 305 круглого диска. В целях ясности стоит отметить, что карусель представляет собой устройство, предназначенное для транспортировки в замкнутом контуре грузов, предметов или товаров.
Микропрепараты 105 загружают на карусель 305, когда опора 310 микропрепаратов расположена в первом местоположении, обозначенном стрелкой в направлении карусели 305 слева на фиг. 5. Микропрепараты 105 выгружают с карусели 305 в местоположении, отличном от местоположения загрузки, до полного поворота карусели 305. Загрузка и выгрузка микропрепаратов может быть автоматизирована.
Ось 110 каждого микропрепарата 105 соответствует радиусу карусели. Дуга окружности между осями 110 каждого микропрепарата 105 идентична. Опоры 310 микропрепаратов 105 равномерно распределены по верхней поверхности карусели 305.
Принято, что карусель содержит n местоположений, расположенных рядом или по соседству на дуге окружности, причем каждое местоположение образует различный радиус. Модуль устройства 10 может быть размещен напротив местоположения. Модуль может содержать:
- распределитель 170, распределяющий по меньшей мере одну каплю органической жидкости по микропрепарату 105;
- средства 115 распределения окрашивающей текучей среды;
- средства 115 распределения промывочной текучей среды;
- средства 115 распределения, содержащие два средства подачи окрашивающей текучей среды , используемые одновременно;
- средства 115 отсоса, отличные от каждых средств распределения;
- средства 115 распределения, каналы 120 которых совмещены с каналами средств 115 отсоса;
- средства 145 размазывания и средства 150 подъема;
- средства распределения и средства отсоса, расположенные последовательно, причем устройство содержит средства одновременного управления средствами распределения и средствами отсоса с образованием турбулентного потока для очистки микропрепарата;
- или комбинацию указанных средств.
Пример примера реализации по фиг. 5 описан ниже.
Местоположение загрузки содержит модуль, содержащий распределитель 170. Модуль в следующем местоположении содержит средства 145 размазывания и средства 150 подъема. Следующий модуль содержит средства 115 распределения окрашивающей текучей среды. Следующий модуль содержит средства 115 отсоса окрашивающей текучей среды. Следующий модуль содержит средства 115 одновременного распределения двух окрашивающих текучих сред. Следующий модуль содержит средства 115 распределения промывочной текучей среды . Наконец, последний модуль перед выгрузкой содержит модуль 115 отсоса промывочной текучей среды.
Местоположение выгрузки показано стрелкой справа от устройства 30 на фиг. 5. Вращение карусели 305 может быть перемежено фазами сушки заданной продолжительности. Предпочтительно, для управления временем сушки для каждой фазы окраски каждые средства 115 распределения содержат каналы 120, совмещенные со средствами отсоса. Следовательно, средства 115 отсоса различных модулей могут быть активированы в различные моменты времени в зависимости от времени сушки или ожидания, требуемого для каждого красителя перед вращением карусели 305.
Скорость карусели 305 может быть задана таким образом, что карусель меняет местоположение с заданной частотой. Частота может составлять от 30 до 60 секунд. Различные модули распределены по периферии карусели 305, имеющей несколько местоположений. Предпочтительно, карусель имеет более 10 местоположений. Предпочтительно, карусель 305 имеет 40 местоположений.
Например, в некоторых примерах реализации первый микропрепарат 105 расположен на карусели 305, карусель 305 поворачивается с шагом в одно положение, что позволяет поместить микропрепарат в положение размазывания и, возможно, разместить другой микропрепарат. Мазок должен высохнуть за несколько минут до приема первого красителя. Соответственно, первый модуль окраски не должен быть не следующим, а должен быть расположен на несколько позиций дальше, в зависимости от требуемой скорости вращения и времени сушки.
В некоторых примерах реализации устройство 30 сопровождается модулем, содержащим конвейер поступательного перемещения, на котором размещены микропрепараты 105 вдоль его оси 110. Каждый микропрепарат 105 сначала размещают под распределителем, затем под средствами 145 размазывания, снабженными средствами 150 подъема, которые опускают при размещении капли на предыдущем микропрепарате. Таким образом, поступательное перемещение конвейера осуществляет распределение органической жидкости по микропрепарату 105.
В данном примере реализации микропрепараты 105 загружают на карусель 305 в пропитанном высушенной органической жидкостью состоянии.
На фиг. 6 показана последовательность этапов способа 60 окраски органического материала по меньшей мере на одном микропрепарате 105, причем указанный микропрепарат 105 задает ось 110, находящуюся в плоскости микропрепарата 105, а способ включает следующие этапы:
- размещение 61 по меньшей мере одного микропрепарата 105 по меньшей мере на одной опоре 205 или 310 микропрепарата 105;
- распределение 66 окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды по микропрепарату 105 посредством линейного элемента 120 вдоль оси, перпендикулярной оси 110 микропрепарата 105; и
- отсос 67 окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды посредством линейного элемента 120 вдоль оси 160, перпендикулярной оси 110 микропрепарата 105.
В некоторых примерах реализации способ 60 также включает следующие этапы:
- размещение 62 по меньшей мере одной капли органической жидкости на микропрепарате 105;
- опускание 63 средств 145 размазывания над микропрепаратом 105;
- размазывание 64 органической жидкости вдоль оси 110 микропрепарата 105 посредством относительного смещения средств 145 размазывания и микропрепарата 105 и
- подъем 65 средств 145 размазывания.
Предпочтительно, способ 60 включает этап сушки органической жидкости и/или окрашивающей текучей среды. Этап сушки предпочтительно выполняют после каждого этапа размазывания и после каждого этапа распределения. Этап сушки обозначен секундомером на фиг. 6.
Этап 61 размещения может быть выполнен вручную, например, на опоре 205 по фиг. 2, или автоматизированным, например, на опоре 310 устройства 30.
Этап 62 размещения выполняют посредством распределителя 170. Предпочтительно, каплю распределяют по оси 110 микропрепарата 105. Предпочтительно, каплю распределяют в области микропрепарата 105 вокруг середины микропрепарата 105 вдоль оси 110, а размер указанной области вдоль оси 110 микропрепарата 105 составляет менее 75% от размера микропрепарата 105. Капля имеет объем порядка 5 мкл.
Этап 63 опускания выполняют посредством средств 150 подъема. Этап 64 размазывания выполняют посредством опущенных средств 145 размазывания. Перемещение средств 64 размазывания вдоль оси микропрепарата 105 является достаточным для размазывания органической жидкости посредством эффекта капиллярности. Этап 65 подъема выполняют путем активации средств 150 подъема. Средства 145 поднимают во избежание помехи окрашиванию в ходе этапа 66 распределения.
Этап 66 распределения выполняют посредством средств 115 распределения. На этапе 66 распределения может быть осуществлено распределение окрашивающей текучей среды и/или промывочной текучей среды. В некоторых примерах реализации способ 60 также включает этап подачи по меньшей мере двух текучих сред на этапе 66 распределения. Соответственно, распределение 66 представляет собой одновременное распределение двух окрашивающих текучих сред. Этапу 66 распределения может предшествовать этап смешивания двух окрашивающих текучих сред. Этап 66 распределения может выполняться одновременно с этапом 67 отсоса.
Этап 67 отсоса выполняют посредством средств 67 отсоса.
Способ 60 может включать несколько повторений пары этапа 66 распределения и этапа 67 отсоса.
В некоторых примерах реализации способ 60 также включает этап относительного смещения между этапом 66 распределения, этапом 64 размазывания и/или этапом 67 отсоса, вдоль оси 110 одного микропрепарата 105 к оси 110 другого микропрепарата 105. Указанные относительные смещения описаны, например, со ссылкой на фиг. 4 и 5.
В некоторых примерах реализации способ 60 включает следующие предварительные этапы:
- перемешивание пробирок с органической жидкостью путем вращения и
- на этапе 61 размещения:
- прокалывание пробки пробирки иглой;
- извлечение предварительно заданного количества органической жидкости;
- формирование капли органической жидкости на конце тонкой трубки, называемой "пипеткой", содержащейся в дозаторе, выход которой расположен вблизи микропрепарата.
В некоторых примерах реализации способ 60 включает этап очистки средств 145 размазывания путем контакта с чистящей жидкостью.
Предпочтительно, способ реализуют посредством одного из вышеописанных примеров реализации 10, 20 или 30.
В примерах реализации по фиг. 1-5 микропрепарат 105 размещают в опоре 205 микропрепарата на этапе 61 размещения. Затем каплю органической жидкости распределяют по микропрепарату 105 посредством средств распределения на этапе 62 распределения. Линейный сегмент 146 средств 145 размазывания размещают напротив капли и затем опускают на этапе 63 опускания. Опускание средств 145 размазывания посредством средств 150 подъема приводит к распределению капли по микропрепарату 105 посредством эффекта капиллярности. Затем опущенные средства 145 размазывания перемещают вдоль оси 110 микропрепарата 105 в соответствии с этапом 64 размазывания. Средства 145 размазывания затем поднимают на этапе подъема.
Устройство 10 модуля устройства 10 или микропрепарат 105 перемещают с целью размещения средств 115 распределения напротив местоположения, в котором размещена капля органической жидкости. Перемещение может быть выполнено вдоль оси микропрепарата 105 в предварительно заданное местоположение или под другой модуль. В средства 115 распределения подают по меньшей мере одна окрашивающая текучая среда, и устройство 10 перемещают вдоль оси 110 микропрепарата 105 в направлении, совпадающем с направлением размазывания, при введении окрашивающей текучей среды и его выходе из линейного элемента 120 на этапе 66 распределения.
Затем устройство 10 модуля устройства 10 или микропрепарат 105 перемещают с целью размещения средств 115 отсоса напротив местоположения, в котором размещена капля органической жидкости. Перемещение может быть выполнено вдоль оси микропрепарата 105 в предварительно заданное местоположение или под другой модуль. Средства 115 отсоса приводят в действие, и устройство 10 перемещают вдоль оси 110 микропрепарата 105 в направлении, совпадающем с направлением размазывания, при отсосе окрашивающей текучей среды посредством линейного элемента 120 по истечении заданного промежутка времени, длительность которого основана на конкретной окрашивающей текучей среде, на этапе отсоса 67.
Этап 66 распределения и этап 67 отсоса могут быть повторены несколько раз с несколькими различными окрашивающими или промывочными текучими средами. Окрашивающие текучие среды могут быть смешаны.
Предпочтительно, в способе 60 используют функции устройства 10, 20 или 30.
Из настоящего описания очевидно, что нижеприведенные средства также могут иметь другие названия:
- для средств распределения: распределитель, распределительная схема или дозатор;
- для средств отсоса: блок отсоса, схема отсоса или всасывающий насос;
- для средств перемещения: двигатель перемещения;
- для средств смешивания: блендер или смеситель;
- для средств размазывания: распространитель или аппликатор;
- для средств подъема: подъемник или подъемный механизм;
- для средств управления: контроллер;
- для средств приведения во вращение: двигатель вращения; и
- для средств подачи: схема подачи или насос подачи.