專利名稱：對染色儀器和方法的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使安裝在顯微鏡載片上的組織染色的改進的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
包括將生物樣品設(shè)置到襯底上的很多技術(shù)已發(fā)展起來。這些技術(shù)的例子包括將來自活組織檢查的組織樣品設(shè)置在顯微鏡載片上，以及對樣品的微陣列(micro-array)進行分析。在生物學(xué)中，將生物樣品附設(shè)于顯微鏡載片并染色，以便提高組織的特征的可見度。例子包括使用蘇木精和曙紅染劑的常規(guī)染色，以便提高細胞壁和細胞核的可見度。在高級(advanced)染色中，對組織應(yīng)用抗體然后染色，以便鑒別可表示疾病的特定蛋白質(zhì)的存在與否。也可對組織應(yīng)用其它試劑，如RNA/DNA探針，其在組織的一系列反應(yīng)期間，可粘合(bind)于細胞核內(nèi)的DNA。然后可使雜化(hybridised)的DNA染色，從而鑒別所關(guān)注的 (of interest) DNA 的存在與否?？捎糜谠囼灐⒀芯炕蛟\斷的蛋白質(zhì)的數(shù)目眾多，且不斷增加。類似地，所關(guān)注的基因的數(shù)目也在增加。如果希望將一種自動儀器應(yīng)用于很大范圍的用于診斷或研究的試劑， 那么該儀器必須具有靈活性。然而，快速且有效地完成樣品也重要。一種用于檢驗載片的儀器是Leica Microsystems出售的、且在申請?zhí)朩O 04/001390A1 帶有排放機構(gòu)的生物反應(yīng)設(shè)備中描述的Bond-max自動高級染色器。使用機械手將試劑分配到位于儀器上的載片上。將載片成批地裝載到儀器中，該儀器提供靈活性， 因為該儀器可在裝載第二批之前開始處理第一批。儀器的容量及其同時處理多批的能力受批數(shù)、每個載片的方案(protocols)和處理時間、以及機械手完成其任務(wù)的速度限制。需要增加自動染色儀器的靈活性，如縮短載片(包括多批載片)的處理時間。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了一種用于對顯微鏡載片組施加試劑的儀器，具有多個載片支架；第一套一個或多個試劑容器；第二套一個或多個試劑容器；組流體分配器，用于分配從第一套試劑容器中的一個或多個試劑容器中抽取的流體；及批流體分配器，用于分配從第二套試劑容器中的一個或多個試劑容器中抽取的流體。在一種形式中，載片被分組為多批。在一種形式中，組流體分配器安裝在機械手上，以便將試劑分配給所有載片。在一種形式中，批流體分配器安裝在機械手上，以便將流體分配到載片批中的一批上。另一方面，本發(fā)明提供了一種用于將流體分配到多個襯底上的設(shè)備，包括襯底組，由一個或多個襯底子組構(gòu)成；組分配器，適于將流體分配到整個襯底組上；及一個或多個另外的子組流體分配器，適于將流體分配到一個或多個襯底子組上。優(yōu)選地，一個或多個子組流體分配器中的每個都鄰近其上將分配有流體的一個或多個襯底子組。
另一方面，本發(fā)明提供了一種將試劑分配到載片組上的方法，包括以下步驟將來自組流體分配器的試劑施加到載片組中的載片；以及將來自多個批流體分配器的試劑施加到對應(yīng)的多批載片，其中，載片組由兩個或多個載片批構(gòu)成。


圖1是具有多個流體分配器的設(shè)備的示意圖；圖2是圖1的設(shè)備的一部分的示意圖，其示出了載片染色組件和流體分配器；圖3是圖1的設(shè)備的流體分配器和載片染色組件的示意圖；圖4是圖2和圖3中示出的流體分配器的流體分配器頭部的橫截面的示意圖。
具體實施例方式設(shè)備10與本申請人出售的、且部分地在題為帶有排放機構(gòu)的生物反應(yīng)設(shè)備的國際專利申請No. WO 04/001390A1中描述的Bond-max儀器共享很多共有的元件及操作方法， 該申請結(jié)合于此以供參考。而且以參考方式結(jié)合于此的還有Bond-max用戶手冊，其也描述 Bond-max儀器的操作。如果上述文獻之間有沖突，則用戶手冊應(yīng)被理解為是正確的描述。圖1中示出的設(shè)備10是用于使安裝在顯微鏡載片上的組織染色的載片染色儀器， 但也可用于對襯底施加流體，上述襯底例如是微陣列盤(micro array plates)或其它用于生物測試的襯底。設(shè)備10包括安裝在機械手14上的組流體分配器11、位于容器15中的第一套試劑、第二套試劑16、以及載片染色組件17，18和19。還示出了與試劑容器15流體連接的注射器泵(syringe pumps) 21。設(shè)備10由用于指示將應(yīng)用于每個載片的方案(protocol)的設(shè)備的計算機(未示出)來操作。設(shè)備10內(nèi)部的計算機接收關(guān)于將應(yīng)用于載片的方案的信息，并控制設(shè)備10 的各種功能，包括機械手14的操作、載片染色組件17，18和19、以及試劑分配。關(guān)于與批和組流體分配器的操作或功能不相關(guān)的系統(tǒng)，如載片裝載、載片鑒別、方案鑒別、載片加熱、 以及蓋片(covertile)打開和關(guān)閉，設(shè)備10以同樣的方式操作，并使用與本申請人出售的 Bond-max儀器相同或相似的元件。當(dāng)完全功能的儀器的一個特征未在本申請中描述時，可認為該特征將按照本申請人出售的并結(jié)合于此以供參考的文獻中描述的標準Bond-max儀器操作。每個載片染色組件17，18和19都具有對應(yīng)的批流體分配器30，如圖2和3所示。在圖2和3中，示出了載片染色組件17 (其在該實施例中與其他載片染色組件18 和19相同)，其在蓋33下方具有十個載片支架32。在操作中，將一批載片裝載到Bond載片托盤41上的載片染色組件17，18和19中的一個上。托盤41中的載片被定位為與載片支架32的位置對應(yīng)，并且因此，在操作中，載片可位于每個載片支架32上。每個載片支架 32都包括用于加熱載片和組織的加熱器元件，并具有用于使每個載片上的蓋片以與在提出本申請時Bond-max儀器的操作方式相同的方式移動的定位機構(gòu)。載片染色組件17鄰近批流體分配器30定位，如圖2和3所示。批流體分配器30 包括沿著載片染色組件17的側(cè)面的軌道34，以及適于沿著軌道34移動的分配頭部36 (圖 4)，使得流體能夠分配到組件17中的每個載片上。使用能鏈(energy chain)設(shè)備來沿著軌道34的長度將分配頭部36驅(qū)動至需要的載片。在一個例子中，分配頭部36沿著軌道34從一端移動到另一端，停在鄰近每個載片的位置，并將試劑分配到載片上，從而與安裝在載片上的組織相互作用。能鏈裝有撓性流體導(dǎo)管，該撓性流體導(dǎo)管終止在分配頭部36中，從而將流體引導(dǎo)到載片上。該導(dǎo)管附設(shè)于專用于特定分配器的注射器泵21。因此，在示出的儀器中，三個批流體分配器30中的每個都有其自己的注射器泵21?？蓮亩鄠€試劑容器15 中抽取流體。在本例子中，上述試劑容器15中的每個都具有其自己的歧管(manifold)。每個歧管都通過各自的導(dǎo)管與所有的注射器泵21連接。每個注射器泵21都具有一個可選閥結(jié)構(gòu)，其允許注射器泵21流體地連接到期望的歧管，并因而接近期望的流體類型。例如，如果要求分配器30分配乙醇，閥將移動，從而打開從乙醇試劑容器到導(dǎo)管的連接，而且注射器泵21將通過導(dǎo)管將乙醇抽取到注射器中，直到獲得期望的體積。然后注射器泵21關(guān)閉通向乙醇容器的閥，并打開通向批流體分配器30的連接。然后注射器泵21沿著導(dǎo)管將期望體積的流體推入批流體分配器30中，批流體分配器將乙醇分配到適當(dāng)?shù)妮d片32上。抽取到注射器泵21中的流體的量由導(dǎo)管中的流體的體積、以及需要流體的載片的數(shù)量和分配給每個載片的體積來確定。因此批流體分配器30可通過停在每個載片位置附近而將試劑分配到一個或多個載片上。一旦已將流體分配到載片上，注射器泵21將是空的，但流體將保留在導(dǎo)管中。為了沖洗導(dǎo)管流體，批流體分配器30移動到載片染色組件17， 18，19的定位有沖洗部(未示出)的端部。沖洗部具有一個接收來自批流體分配器30流體的孔，于是沖洗部接收的流體被引導(dǎo)到廢物容器。通常，在本實施例中，注射器泵21將推動一定體積的待通過導(dǎo)管分配的下一流體，并消耗以沖掉上一流體。一旦已將老(old)流體沖掉，批流體分配器30可再次移動到載片，并按照需要分配試劑。在某些情況下，有些流體不相容，例如，它們不可混溶。在這種情況下，當(dāng)確定新流體不能令人滿意地從導(dǎo)管中沖掉老流體時，可使用中間流體。不相容流體的一個例子可為蒸餾水和脫蠟液。然而，乙醇可混溶于兩者中，且因此可使用乙醇作為中間流體，以在應(yīng)用新流體之前去除一種流體。在設(shè)備10的操作中，該設(shè)備具有每個上面都安裝組織樣品的載片，每個載片都具有基于將施加于載片上的組織樣品的試劑(抗體或探針)的類型而分配給它的方案。典型的方案具有對于每個載片的初始流體分配，進一步流體的應(yīng)用，如用于從樣品中去除蠟的脫蠟液，抗原決定基修復(fù)液(Epitope retrieval fluid)的應(yīng)用，該樣品的特效試劑的應(yīng)用，各種探測液(染色)，這些應(yīng)用的所有或部分可布置有去除上一流體的沖洗液的應(yīng)用。在有些情形中，流體的應(yīng)用需要以一定間隔進行，例如，在被沖掉之前，抗體需要在樣品上保留特定時間量。如果流體留在樣品上時間太長，或者如果流體水平未補充而導(dǎo)致組織變干，組織的染色會受影響。也有不需要將流體分配到載片上的時候，例如發(fā)酵周期 (incubation time)，并因此在要求下一操作之前，機械手和分配器可保持空閑一段時間。 因此流體分配的時間將是關(guān)鍵性的，當(dāng)同時進行兩批以上時，這可引起排序問題。不需要一次裝載所有的三個托盤。可以將具有一個到十個載片之間的第一托盤裝載到染色組件17，18，19中，并開始儀器的操作。任何時候，都可裝載其它托盤，將這定義為批處理。也就是說，設(shè)備10按批處理每個托盤的載片，并在對以前裝載的批完成操作之后， 可對新進入的批進行操作。在如設(shè)備10的Bond-max儀器中，有三個載片染色組件17，18 和19，其代表裝載時的三批，然而在Bond-max儀器中，只有一個能夠?qū)⒘黧w分配到載片染色組件中的所有載片上的分配器。因此在Bond-max儀器中，一個機器人(robot)必須承擔(dān)將所有流體分配到所有批載片上的任務(wù)。在設(shè)備10中，如下所述，已通過使用垂直進入到試劑容器15中的特定批流體分配器來減少組流體分配器11的操作。在操作中，機械手I4上的流體分配器11沿著一批中的一排載片在載片染色組件 17，18，19中移動，并在移動到另一個載片組件17，18，19之前，承擔(dān)所需要的在該批中的所有載片上的流體分配。在設(shè)備10中，試劑容器16可裝有試劑，如探測試劑(結(jié)合試劑和染劑)、抗體和探針。倘若它們量少且價高，則這些容器沒有垂直進入(plumbed into)到任何分配器中，因為流體管線和沖洗會浪費太多試劑。代替地，組流體分配器11具有吸液管，以用于直接從所需的試劑容器16中抽出試劑。在示出的設(shè)備10中，可將超過三十個的不同試劑容器16 裝載到設(shè)備10中，而且這些試劑容器通常包括由九種試劑組成的一種探測系統(tǒng)，而剩余的為各種抗體和探針。因此，可對多數(shù)載片應(yīng)用不同的抗體。在操作中，在不同抗體的分配之間，需要沖洗組流體分配器11，從而防止交叉污染。因此，機械手14可需要從用于抽取流體的一個試劑容器16移動，然后移動到載片以分配流體，然后移動到?jīng)_洗部以沖洗分配器吸液管，然后移動到另一個試劑容器16，然后移動到一個新的載片。因此，機械手在相當(dāng)長一段時間內(nèi)用于將流體分配到單批中的十個載片上。在此時期內(nèi)，因為組流體分配器被充分利用，所以機械手14和分配器11不能用于將其它流體分配到其它批上。在設(shè)備10中，如圖2所示的批流體分配器30用于將來自試劑容器15的試劑分配到載片上。例如，當(dāng)組流體分配器11將抗體分配到載片染色組件17中的載片上時，一個批流體分配器30可將試劑分配到另一批中的載片、或者載片染色組件18和/或19上。因而在操作中，當(dāng)與每個載片染色組件17，18和19相關(guān)聯(lián)的分配器30可在其自己的批中從一端移動到另一端并分配試劑時，組流體分配器11可將試劑分配到一批中的每個載片上。這可按需要同時進行，因而解放組流體分配器11和機械手，而且允許更快地完成這些批。組分配器11現(xiàn)在進行較少的分配，在分配之間提供更多的空閑時間。這使確定一個新批的進度更容易，因為組流體分配器(分配器11)處于使用中的時間之間的間隔更大，而且組流體分配器分配有些試劑所需的時間可更短，因為有些分配可由批分配器 (分配器30)承擔(dān)，從而在所有載片上的分配需要的時間更短。因而，更容易將一批中的組流體分配器11的操作插入到另一批中的組流體分配器11的操作中，而且隨后這縮短了完成三批的時間。通常的批流體分配器30將分配的試劑包括如去離子水、乙醇、緩沖液、抗原決定基修復(fù)液和脫蠟液的試劑。這些流體可被稱為大體積流體(bulk fluid)，因為它們通常貯存在2000-5000ml之間的試劑容器15中。相反，試劑容器16通常保持在5_30ml之間。在本實施例中，當(dāng)批流體分配器處于正確的位置中時，批流體分配器30使用光學(xué)傳感器探測。通過步進馬達來驅(qū)動批流體分配器30，該步進馬達被控制成從一個分配位置到下一個分配位置走預(yù)定的步數(shù)。一旦馬達已驅(qū)動批流體分配器30走指定的步數(shù)，系統(tǒng)檢查光學(xué)傳感器，從而確定批流體分配器30相對于載片是否處于正確的位置中。如果批流體分配器30未處于正確的位置中，系統(tǒng)使批流體分配器30沿著軌道34向前移動，直到系統(tǒng)探測到批流體分配器處于正確的位置中。當(dāng)沿著軌道34移動時，批流體分配器30由導(dǎo)輪 42支撐在軌道34中。設(shè)備10可與裝載到三個染色組件中的一個、兩個或三個載片托盤一起操作。其它設(shè)備的例子可不限于三個載片染色組件，例如可具有兩個或多個批流體分配器，這取決于所需的生產(chǎn)量(throughput)和設(shè)備的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種用于將流體分配到多個襯底上的設(shè)備，包括 襯底組，由一個或多個襯底子組構(gòu)成；組分配器，適于將流體分配到整個襯底組上；以及一個或多個另外的子組流體分配器，適于將流體分配到一個或多個的襯底子組上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中，所述一個或多個子組流體分配器中的每個都鄰近其上將分配有流體的所述一個或多個襯底子組。
3.一種用于對顯微鏡載片組施加試劑的儀器，具有 多個載片支架；第一套一個或多個試劑容器； 第二套一個或多個試劑容器；組流體分配器，用于分配從第一套試劑容器中的一個或多個試劑容器中抽取的流體;以及批流體分配器，用于分配從第二套試劑容器中的一個或多個試劑容器中抽取的流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儀器，其中，所述載片被分組為多批。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的儀器，其中，所述組流體分配器安裝在機械手上，以便將試劑分配給所有載片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的儀器，其中，所述批流體分配器安裝在機械手上，以便將流體分配到載片批中的一批上。
7.一種將試劑分配到載片組上的方法，包括以下步驟將來自組流體分配器的試劑施加到載片組中的載片；以及將來自多個批流體分配器的試劑施加到對應(yīng)的多批載片；其中，所述載片組由兩個或多個載片批構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在組織學(xué)領(lǐng)域中的用于對安裝在載片上的組織施加試劑的設(shè)備和方法。該設(shè)備在載片托盤中保持多個載片，這些載片托盤裝載在設(shè)備上。每個載片托盤都形成一批載片，而所有批載片形成一個載片組。該設(shè)備保持多種試劑，這些試劑被分組為包含大體積類試劑的第一組、包含抗體和探針的第二組、以及用于鑒別組織的成分的探測系統(tǒng)。呈機械手形式的組流體分配器將試劑分配給載片組。每批載片都具有其自己的批流體分配器，從而將試劑分配到這批載片上。在一個實施例中，組流體分配器依據(jù)為每個載片定義的方案來將抗體、探針和探測試劑分配給所有的載片，并且批分配器將大體積試劑分配給每批，因而使組流體分配器不必將大體積試劑分配給所有載片。
文檔編號G01N35/00GK102159932SQ200980131802
公開日2011年8月17日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者安德魯·瓦特金斯, 戴維·黃, 納森·雷 申請人:萊卡生物系統(tǒng)墨爾本私人有限公司