專利名稱：組織病理學(xué)的組織樣本的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組織病理學(xué)的組織樣本處理的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
組織病理學(xué)的組織樣本的準(zhǔn)備是一物理過程，其涉及與生物樣本反應(yīng)的化學(xué)溶液。通常，諸如從活組織解剖和尸體解剖獲得的組織樣本之類的樣本需要進(jìn)行處理。這種處理的最終結(jié)果是一用石蠟滲透經(jīng)保存處理過的樣本。一旦組織包埋在石蠟中，它處于穩(wěn)定和然后可被包埋和在顯微鏡用的薄樣切片機(jī)上切片。這個過程通常涉及到四個不同的次程序(a) 固定固定是細(xì)胞蛋白質(zhì)通過固定而達(dá)到穩(wěn)定的一過程，該過程通常使用化學(xué)溶劑來實(shí)施。一良好的固定劑通常是一液體，它既不使組織收縮也不使組織膨脹，具體來說，它將不會溶解組織的組成部分，但會殺死細(xì)菌和使酶不活動。此外，溶液應(yīng)修改組織的構(gòu)成，以使組織經(jīng)受會破壞其初始狀態(tài)的處理時仍能保持其形式。最普通使用的化學(xué)溶液是福爾馬林。
(b) 脫水由于組織樣本處理的最終目的是用石蠟滲透組織樣本，且由于水和石蠟是不易混合的，所以，樣本在固定步驟之后必須脫水。這通常使組織樣本經(jīng)受濃度提高的酒精而得以實(shí)現(xiàn)。
(c) 清洗由于石蠟和酒精不易混合，所以，在脫水之后，組織樣本仍舊不能接受石蠟。選擇一種能與酒精和石蠟混合的化學(xué)溶液，使用該溶液來從樣本中清洗掉酒精。最普通使用的化學(xué)溶液是二甲苯。遺憾的是，二甲苯被認(rèn)為是有毒的物品，但大部分組織病理學(xué)處理的實(shí)驗(yàn)室在每天的日程上仍使用著二甲苯。
(d) 滲透組織樣本處理的第四個和最后的步驟是滲透樣本，通常采用石蠟進(jìn)行滲透。在此步驟中，已被清洗的組織樣本放置到石蠟中，石蠟加熱到高于其熔點(diǎn)以上幾度。石蠟可要求有若干變化來去除殘存的二甲苯，這樣，組織完全地被熔化的石蠟滲透。
對于所有流體進(jìn)行流體變化的時間涉及到有效地從組織樣本中排除先前的化學(xué)品的要求。組織樣本在內(nèi)容上和體積上可有相當(dāng)?shù)淖兓?，因此，從一個樣本中排除流體所需要的時間與從另一個樣本中排除流體所需要的時間相比，兩者有很大的差異。此外，某些樣本是夾在活體組織墊之間，它們是多孔的，因而吸收大量的流體。
對先前組織處理的手工方法實(shí)現(xiàn)自動化的第一個嘗試是將溶液放入到一圓形的結(jié)構(gòu)中，以使樣本能從一個容器移動到另一個容器，直到它們到達(dá)最后加熱的石蠟槽內(nèi)。用于組織病理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的這種類型構(gòu)造的最著名的儀器是Tchnicon。這種類型儀器的主要缺點(diǎn)之一在于，儀器允許煙氣逸出到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，致使實(shí)驗(yàn)室工作人員暴露在有害的環(huán)境中。為了克服這個問題，下一代的組織處理儀器包括一用于組織樣本的位于中心的閉合的腔室。組織處理所必須的溶液使用合適的閥系統(tǒng)供應(yīng)到閉合的腔室內(nèi)，在閥系統(tǒng)中流體順次地泵送進(jìn)腔室和泵出腔室。在處理的過程中，腔室通常不被打開。
當(dāng)腔室關(guān)閉時，僅一單一的規(guī)程可運(yùn)行，該規(guī)程必須試圖符合可包括在單一運(yùn)行中的組織樣本的范圍。這可導(dǎo)致某些樣本的過處理或處理不足。給定曲頸甑密封的特性，組織樣本在一處理過程中可不易被取出或添加。
另一問題在于，某些樣本要求急切處理，而另一些樣本則不迫切。在已知的組織樣本準(zhǔn)備裝置中，不可能停止一當(dāng)前運(yùn)行的樣本來處理一要求急切的樣本，或者，采用一規(guī)程，其允許一要求急切的樣本與其它要求較長處理時間的樣本一起處理。因此，不管是急切要求處理的樣本單獨(dú)地運(yùn)行，還是放入與其它的樣本一起運(yùn)行，均增加處理的時間。
已知的自動化的組織處理機(jī)的各種實(shí)例可見諸于專利文獻(xiàn)，而典型的實(shí)例包括有授予Louder的美國專利4,141,312，以及授予Repasl等人的美國專利5,049,510。
因此，現(xiàn)有技術(shù)已不能游刃有余地應(yīng)付，確保各種的樣本能安全地和有效地進(jìn)行處理。
某些系統(tǒng)包括用微波加熱蠟或組織樣本，然而，微波系統(tǒng)難于自動化，與其加熱反應(yīng)劑還不如加熱組織樣本。
在現(xiàn)有技術(shù)中，需要有一種組織處理器，它能提供組織處理的自動化。
還要求在組織處理過程中減少使用有害的化學(xué)品。
另外，還要求清洗污染的滲透材料。

發(fā)明內(nèi)容
在一個形式中，本發(fā)明涉及一組織處理器，它具有兩個曲頸甑，一個控制器，以及一組通過反應(yīng)劑導(dǎo)管流體連通地連接到曲頸甑的反應(yīng)劑容器和一閥結(jié)構(gòu)，其中，由控制器引導(dǎo)，閥結(jié)構(gòu)引導(dǎo)反應(yīng)劑從反應(yīng)劑容器到任一曲頸甑內(nèi)。
在另一形式中，本發(fā)明涉及一處理一組織樣本的方法，其包括如下諸步驟通過將組織樣本暴露在一脫水溶液中，對固定后的組織進(jìn)行脫水；通過將組織暴露在一滲透材料中，對脫水過的組織樣本進(jìn)行滲透；其中，去除脫水流體的步驟通過加熱滲透材料來實(shí)現(xiàn)，加熱的溫度基本上等于或高于脫水溶液的沸騰溫度，并使組織樣本接觸滲透材料，以使樣本上的脫水溶液沸騰，能使?jié)B透材料滲透到組織樣本內(nèi)。
在另一形式中，本發(fā)明涉及一清洗組織處理器的滲透材料的揮發(fā)性污染物的方法，其包括如下諸步驟將滲透材料加熱到一清洗的溫度，使?jié)B透材料經(jīng)受減壓，以便降低揮發(fā)性污染物的沸點(diǎn)，其中，清洗溫度基本上等于或高于在所述減壓下的污染物的沸騰溫度。
下面將參照諸附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的組織處理器的實(shí)施例。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的組織處理器的第一實(shí)施例的一簡化的示意方框圖，示出組織處理器的基本元件；圖2是組織處理器的一更為全面的示意方框圖，示出空氣和反應(yīng)劑的管線；圖3示出如圖2所示的組織處理器的一實(shí)施例的立體圖；圖4示出如圖3所示的組織處理器的一曲頸甑的局剖的立體圖；圖5示出類似于圖4的曲頸甑的局剖的立體圖，其中，盒式籃定位在一定位置上；圖6示出如圖4所示的曲頸甑的前視圖；圖7示出異丙醇的沸騰溫度對真空壓力的曲線圖；圖8a和8b示出一用于本發(fā)明的組織處理器的反應(yīng)劑閥的實(shí)例的視圖；圖9示出如圖3所示的組織處理器的后視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示出處理器10的一大致示意的實(shí)例，圖中示出諸如曲頸甑12和14，四個滲透槽16-22，容器26，反應(yīng)劑閥40，集管38，以及空氣泵44的主要部件。連接主要元件的有三個主要的流體副系統(tǒng)，一個副系統(tǒng)是從泵44到滲透槽16-22和曲頸甑12和14的空氣管線30。一個第二副系統(tǒng)是將滲透槽16-22連接到曲頸甑12和14的滲透管線32。一第三副系統(tǒng)是將容器26連接到反應(yīng)劑閥40和曲頸甑12和14的反應(yīng)劑管線34。如圖2所示的閥系統(tǒng)確保流體沿各管線流動到正確的目標(biāo)，且圖2示出流體管線的連接和閥相對于上述元件的布置的一具體的實(shí)施例。為清晰起見，控制器25、閥、泵44和其它元件之間的電氣連接已從圖2中省略，并被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的配件。再者，從圖2中省略的還有許多個容器26和它們與反應(yīng)劑閥40的對應(yīng)的連接，以提供圖示的清晰。略去的連接等同于圖2中所示的那些連接。
圖2的示意圖在圖3和9所示的實(shí)例中實(shí)施。
參照圖3和9，處理器10包括采用一圖形的用戶接口的控制接口24，以使用戶能通過控制器25操作處理器。在本實(shí)施例中，控制器25位于機(jī)柜11內(nèi)，然而，接口24和控制器25可以分開地布置，例如，作為一獨(dú)立的個人電腦的部分。控制器25可包括一諸如由英特爾公司出品的Celeron chip的個人電腦處理器，其位于一ETX form factor PCB上(未示出)。
控制器可包含多個預(yù)定的規(guī)程(或步驟)來處理組織，諸規(guī)程儲存在一諸如一硬盤驅(qū)動器的非易失性存儲器內(nèi)。規(guī)程可以是由用戶編程的，以實(shí)施處理組織的多個步驟，或者可以是預(yù)定的。典型的規(guī)程參數(shù)包括何種反應(yīng)劑施加到樣本上，反應(yīng)劑施加多久，反應(yīng)劑施加的溫度，是否發(fā)生攪動，以及曲頸甑內(nèi)的環(huán)境壓力是否變化。
在圖3中，曲頸甑12和14可見位于滲透槽16-22前面。為清晰起見，曲頸甑12和14的蓋已經(jīng)移去，滲透槽的蓋也已移去。在本實(shí)施例中，各個曲頸甑12和14可具有一蓋(未示出)，且各對滲透槽也可具有一蓋17和19(示于圖9中)。當(dāng)處于閉合的位置時，諸蓋可用來密封曲頸甑和槽。容器26可位于曲頸甑12和14下面，以便使用者能接近。圖3和9中的控制器接口24采用一觸摸屏，然而，也可使用其它的輸入和顯示設(shè)備。位于曲頸甑12和14下面的還有一過濾器單元52，它通常包括一碳過濾器，以便吸收從處理器10中排出的空氣中的氣化物。
在圖9中，可見諸如反應(yīng)劑管線34的各種流體管線從反應(yīng)劑容器26附連到一反應(yīng)劑閥40上。反應(yīng)劑閥40可具有來自所有容器27的輸入，以及到曲頸甑12和14的單一的輸出。還可見多個空氣管線將集管38連接到反應(yīng)劑瓶26。圖9中的各個元件之間的連接示意地圖示在圖2中。
曲頸甑12的一個實(shí)施例示于圖4-6中，包括用來接受含有組織樣本的籃62的接受器13。接受器具有5.5升的工作容積，然而，在規(guī)程的各個步驟中，接受器可不必完全地填滿。當(dāng)位于處理器內(nèi)時，曲頸甑可朝向處理器10的前面向前轉(zhuǎn)過10度。這允許更方便地接近籃子，還提供一位于接受器13內(nèi)最下處的排放點(diǎn)，以使排放后保持在曲頸甑12內(nèi)的殘余物達(dá)到最少。
使用傳感器52來檢測曲頸甑12內(nèi)的流體的液位，這樣，控制器25可確定何時打開或關(guān)閉泵44，或打開和關(guān)閉適當(dāng)?shù)拈y(如下文中將描述的)。在圖6中，可見三個傳感器52的布置。最下面的傳感器檢測何時液體(例如，反應(yīng)劑或滲透流體)的液位位于最低液位的上方。最低液位可代表一部分填裝的接受器，當(dāng)在經(jīng)濟(jì)模式中操作時，部分填裝的接受器是理想的。當(dāng)同時處理兩個或少于兩個的籃子，則這種情形是理想的，其中，僅要求約3.8升的流體來包括籃子和其中的含有的樣本。由于籃子可以是不同尺寸，所以，最低傳感器的高度和由此對于經(jīng)濟(jì)模式的填充量可在曲頸甑12的不同的實(shí)施例中變化。中間的傳感器52檢測何時液體的液位大致地覆蓋三個籃子，它是正常的滿載。頂部的傳感器52檢測過量填裝的情形。在此特定的實(shí)施例中，諸傳感器是光學(xué)傳感器，它們依賴于液體與傳感器的棱鏡(未示出)接觸時的折射率的變化。各個籃子可大約保持100個樣本，或者放在個別的盒內(nèi)，或者直接地放置在籃子內(nèi)。因此，對于圖4-6中所示的曲頸甑12的實(shí)施例的滿載近似地為300個樣本。曲頸甑可以制造得大一些或小一些，視要求而定。
示于圖6中的還有溫度傳感器53，它直接地安裝在曲頸甑上，以及溫度傳感器54，它安裝在一加熱墊55上。加熱曲頸甑12以確保反應(yīng)劑或滲透流體的正確的溫度。在曲頸甑12上直接地放置一溫度傳感器，使得其中流體溫度的測量，可比測量加熱墊的溫度更加精確，尤其是，在采用的流體具有低的熱傳導(dǎo)率的情形中。然后，加熱墊的溫度可以保持在最大，而曲頸甑12的溫度低于最大值，比如果僅使用一個溫度傳感器，提供更快的加熱。
示于圖6中的端口56允許空氣管線30連接到曲頸甑12。曲頸甑集管57也允許通過在接受器13的底部處的公共進(jìn)口點(diǎn)(未示出)來連接滲透管線30和反應(yīng)劑管線34。在圖2中，曲頸甑集管57包括閥ret1-vrgt和ret1-vwax，且集管位于處理器10的前面，這樣，曲頸甑的10度的傾斜角致使所有的流體朝向公共的進(jìn)口點(diǎn)排放。
在圖4和5中，示出接受器13的內(nèi)部，其中包括擾動器70。擾動器70磁性地耦合到一電機(jī)58上，并可受控制器25的支配以多種速度被驅(qū)動?；@子各包含高達(dá)100個組織樣本?；@子62離開擾動器后支承在短柱59上(如圖4所示)。
在本實(shí)例中，曲頸甑12和14是相同的結(jié)構(gòu)、尺寸和操作，然而，一個曲頸甑可以比另一個大，或具有更大的體積。與曲頸甑12的進(jìn)和出的連接可復(fù)制到曲頸甑14上。
在圖2中，卸壓閥48顯示為與空氣管線30、曲頸甑12和14，以及滲透槽流體連通。在這些管線中的任何的過壓將導(dǎo)致多余的空氣通過集管和過濾器47排出而浪費(fèi)。
閥功能的清單列于如下閥ret1-vwst和ret2-vwst將曲頸甑12和14連接到廢氣容器72(當(dāng)需要一廢氣循環(huán)時)。僅一個曲頸甑將立即排空，因此，這些閥每次只打開一個。在另一實(shí)施例中，閥ret1-vwst和ret2-vwst可以省略，廢氣容器72可以直接地連接到反應(yīng)劑閥40。排放到廢氣中的是反應(yīng)劑，反應(yīng)劑閥40連接到與廢氣容器72相連的反應(yīng)劑管線34，而在曲頸甑上的閥打開而將反應(yīng)劑直接地排放到廢氣容器72內(nèi)。
閥ret1-vrgt和ret2-vrgt允許反應(yīng)劑在曲頸甑填裝和排放過程中流入和流出它們對應(yīng)的曲頸甑。當(dāng)排放一曲頸甑時，這些閥打開，以使反應(yīng)劑可向下回流到反應(yīng)劑管線，并從來處回到同樣的反應(yīng)劑容器26內(nèi)。從圖中可見，空氣閥ret1-vfis和ret2-vfis連接到位于閥ret1-vrgt和ret2-vrgt下面的反應(yīng)劑管線34。這些空氣閥用來在填裝一個曲頸甑之后從反應(yīng)劑管線中清除多余的反應(yīng)劑。當(dāng)使用減壓來抽出流入曲頸甑內(nèi)的反應(yīng)劑，減小沿整個反應(yīng)劑管線34內(nèi)的流體壓力時，這種情況是理想的，因此，當(dāng)壓力恢復(fù)到反應(yīng)劑管線34時，某些反應(yīng)劑可向上流動到尚未填裝的曲頸甑的管線。打開這些閥，或打開諸閥和向下泵送空氣，進(jìn)入到反應(yīng)劑管線內(nèi)的空氣管線清除多余的反應(yīng)劑，防止或減小交叉污染。
閥ret1-vwax和ret2-vwax通過滲透管線32和閥wb1-vwx至wb4-vwx將曲頸甑連接到滲透槽。當(dāng)滲透流體進(jìn)入到曲頸甑12或從中排出時，閥wb1-vwx至wb4-vwx一次打開一個，視滲透流體源自何處而定。在滲透槽和曲頸甑之間的滲透管線32進(jìn)行加熱，以確保滲透材料在管線內(nèi)不被硬化。
閥ret1-vair和ret2-vair用來控制從氣泵到曲頸甑的空氣。空氣可以正壓力到環(huán)境壓力的方式供應(yīng)，或從曲頸甑中抽出，以使一個或兩個曲頸甑內(nèi)的壓力低于環(huán)境壓力。這些閥確定哪個閥與氣泵流體連通。還有air-vprs必須打開以允許泵和閥之間的連通，否則，空氣導(dǎo)向wax-air閥，其與滲透槽連接。
反應(yīng)劑閥40示于圖8a和8b中，它包括反應(yīng)劑管線34和出口35之間的連接，前者出自在輸入側(cè)上的反應(yīng)劑容器26，后者流體地連接到曲頸甑12和14。反應(yīng)劑閥40選擇將與連接到曲頸甑的反應(yīng)劑管線流體地連通反應(yīng)劑容器的。在本實(shí)施例中，來自反應(yīng)劑容器26的反應(yīng)劑管線34布置在附連到反應(yīng)劑閥外殼37上的一圓上。在本實(shí)施例中，反應(yīng)劑閥40呈一轉(zhuǎn)動閥的形式，具有兩個陶瓷盤39和41。盤39具有一與孔43b對齊的單一的孔43a，以形成一用于反應(yīng)劑的導(dǎo)管。諸盤同軸地安裝并彼此地相鄰，且根據(jù)由控制器25支配的位置一起地轉(zhuǎn)動。盤45具有一用于各反應(yīng)劑管線34的孔，但在圖8b中僅一個孔位于橫截面的平面內(nèi)。轉(zhuǎn)動盤39和41相對于盤45轉(zhuǎn)動，被步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，以使諸孔對齊，從而提供一從出口35(以及由此的一曲頸甑)到反應(yīng)劑容器28的流道。為了幫助盤39、41和45之間的密封，一板51施加壓力于盤上。這樣，可由控制器25選擇任何的反應(yīng)劑管線34和由此的任何的反應(yīng)劑容器，以與曲頸甑12和14中的一個流體地連通。這種類型的閥具有一小的內(nèi)部容積，因此最大程度地減小交叉污染。此外，在每一步驟之后，反應(yīng)劑排放回到反應(yīng)劑容器內(nèi)，因此，少量的反應(yīng)劑殘留下來而污染其后的反應(yīng)劑。應(yīng)該指出的是，滲透流體不通過反應(yīng)劑閥，這種流體流動的分離防止反應(yīng)劑閥的阻塞，并減小清洗閥的工作量。
在使用中，待處理的組織樣本通常放置在盒內(nèi)(未示出)，以便放入到籃子62內(nèi)。一般來說，期待具有相同的處理時間和期待暴露在相同的處理規(guī)程下的組織樣本，可一起放置在相同的籃子62內(nèi)。含有組織樣本堆疊的籃子62然后放置到曲頸甑12或14中的一個中，并將蓋關(guān)閉以形成一密封的封閉空間。然后，一操作者可將數(shù)據(jù)輸入到控制接口24內(nèi)，以指示將被遵循的規(guī)程的控制器25。規(guī)程可一步一步地編程，例如，指示時間、溫度、壓力、擾動和各步驟的反應(yīng)劑，或一包括可選擇的所有步驟的預(yù)編程的規(guī)程。
一旦曲頸甑的蓋被固定，規(guī)程中的第一步驟可以用一固定溶液填裝選定的曲頸甑(在此實(shí)例中，選定曲頸甑12)。一典型的固定溶液是福爾馬林，它可保持在一個或多個反應(yīng)劑容器內(nèi)。為了用固定溶液填裝曲頸甑12，泵44起動，且閥打開從曲頸甑12到泵的入口側(cè)的空氣管線，從曲頸甑12泵送空氣。反應(yīng)劑閥設(shè)定到這樣的一位置曲頸甑12的反應(yīng)劑管線流體地連接到用于福爾馬林的規(guī)定的反應(yīng)劑容器。沿從曲頸甑12到反應(yīng)劑閥40的反應(yīng)劑管線，打開其它的諸閥。曲頸甑12內(nèi)的減壓足以將流體抽吸出反應(yīng)劑容器，通過反應(yīng)劑閥進(jìn)入到反應(yīng)劑管線34，以及進(jìn)入到曲頸甑12內(nèi)。曲頸甑被加熱器墊加熱到一預(yù)定的溫度，該溫度由控制器選定和控制。傳感器53和54可被用來控制曲頸甑的溫度，以及由此的組織和包含在其中的任何的反應(yīng)劑。如圖4和6所示的在曲頸甑內(nèi)的一個或多個傳感器52可被用來檢測反應(yīng)劑的液位。當(dāng)曲頸甑內(nèi)的反應(yīng)劑液位足夠時，如圖5中所見，通常覆蓋籃子62，泵可關(guān)閉，或與曲頸甑12脫開，例如，通過關(guān)閉如圖2中所示的閥ret1-vrgt。
在經(jīng)過由控制器25確定的時間長度之后(通常由使用者編程)，反應(yīng)劑可從曲頸甑12中去除。這通過打開在空氣管線30內(nèi)的閥ret1-vair，并打開在反應(yīng)劑管線34內(nèi)的閥ret1-vrgt來實(shí)現(xiàn)。然后，根據(jù)由編程的規(guī)程確定的反應(yīng)劑閥40的位置，反應(yīng)劑從曲頸甑12排放回到其原先出來的反應(yīng)劑容器內(nèi)，或回到不同的反應(yīng)劑容器內(nèi)，或作為廢液排放。為了幫助排放，曲頸甑12可從泵44由空氣進(jìn)行加正壓，沿空氣管線30供應(yīng)。在本實(shí)施例中，反應(yīng)劑排放回到其原來的容器內(nèi)。如果反應(yīng)劑被污染，或已被使用于預(yù)定數(shù)量的樣本或清洗過，則使用一單獨(dú)的廢物循環(huán)排放到廢液中去。
在用來自反應(yīng)劑容器內(nèi)的反應(yīng)劑填裝曲頸甑過程中，來自曲頸甑12泵送的空氣向下流入空氣管線30，其中某些流回到集管38，并進(jìn)入到反應(yīng)劑容器內(nèi)，某些空氣從曲頸甑12再次循環(huán)。從曲頸甑12泵送的多余的空氣將流出通過一諸如凝聚盤管51的凝聚機(jī)構(gòu)，和/或碳過濾器47，兩者設(shè)計(jì)來在空氣到達(dá)大氣之前從空氣中去除揮發(fā)的有機(jī)的或其它的化合物。處理器10可以具有一出口連接，其允許過濾的空氣排出，或進(jìn)一步由處理器10外面的裝置進(jìn)行過濾。
組織處理中的第二步驟可以是脫水步驟。用來抽出脫水的反應(yīng)劑到曲頸甑12內(nèi)的方法可以是與上述的相同，因?yàn)槊撍姆磻?yīng)劑將儲存在一反應(yīng)劑容器27內(nèi)。脫水的流體可以含有諸如酒精之類的流體，例如，乙醇。脫水的流體也可含有某些水，或者是有意添加的，或其中脫水流體已經(jīng)重復(fù)使用，從先前的樣本中去除的水。在脫水流體施加到曲頸甑內(nèi)的樣本中的情形中，規(guī)程可以有多數(shù)個步驟，且在每個步驟中可使用不同的脫水流體。例如，可使用一具有比先前的流體少的水的流體，以便在每次清洗中從樣本內(nèi)抽出更多的水分。脫水的流體可以額外地或變化地包含異丙醇。以后用異丙醇的清洗提供具有優(yōu)點(diǎn)的諸多性能(將在下文中描述)。此外，可使用普通用于組織處理器的脫水流體中的添加劑，因?yàn)楸緦?shí)施例意在與已知的脫水流體相兼容。
在用脫水流體作最后的清洗中，流體從曲頸甑完全地排出。這可通過打開來自氣泵的閥以及將空氣泵送到反應(yīng)劑管線內(nèi)以清洗反應(yīng)劑而得以實(shí)現(xiàn)?？墒褂谜魵獾臎_洗，其中，泵將新鮮空氣沖洗入曲頸甑內(nèi)，以便從反應(yīng)劑(例如，脫水流體)中清洗掉任何的蒸氣。由于脫水流體在曲頸甑操作的溫度下可具有高的局部壓力，所以，可存在大量的蒸氣。在脫水步驟之后，可使用一干燥步驟，其中，用加熱墊55加熱曲頸甑，同時，空氣經(jīng)空氣管線30泵送通過腔室。這去除過度的脫水流體。干燥步驟可持續(xù)若干分鐘或更多的時間，曲頸甑可加熱到攝氏85度，視選擇的脫水流體和加熱組織樣本的靈敏度而定。
組織處理的另一步驟是樣本的滲透。這通常通過滲透諸如石蠟的材料來實(shí)現(xiàn)。石蠟保持在滲透槽16-22內(nèi)，它們被加熱到高于石蠟熔化溫度的要求的溫度，通常是攝氏54度。石蠟丸通常添加到一滲透槽內(nèi)，它加熱石蠟丸，直到它們?nèi)刍⑦_(dá)到合適的溫度?；蛘?，可將預(yù)先熔化的石蠟直接地添加到槽內(nèi)。石蠟被加熱到升高的溫度，通常為攝氏65度，直到要求的為止。本實(shí)施例顯示四個滲透槽，然而，根據(jù)曲頸甑和滲透槽的容量，可設(shè)置多于四個或少于四個。滲透管線32從滲透槽16-22走向到兩個曲頸甑12和14，并包括諸如閥ret1-vwax和ret2-vwax的諸閥，它們允許一個，有些，或全部槽流體連通地連接到其中一個曲頸甑。槽、閥和滲透材料管線的結(jié)構(gòu)能使一個曲頸甑內(nèi)的樣本被多達(dá)四種不同的滲透材料清洗。此外，滲透材料可在一個或多個槽內(nèi)加熱，而同時處理器10在操作中，從其余的槽中抽取滲透材料。
在滲透階段，石蠟通過打開曲頸甑和合適的滲透槽之間的閥，例如ret1-vfis，被抽取到曲頸甑12內(nèi)，然后，使用泵44和打開閥air-vprs和ret1-vair，降低曲頸甑內(nèi)的壓力。曲頸甑內(nèi)的減壓將石蠟抽取到曲頸甑12內(nèi)。通常，壓力可為-20至-80kpa表壓，然而，可使用多種的壓力，它們是使用者通過控制器進(jìn)行編程的。石蠟加熱到的溫度可高于或近似等于用于最后或最后幾次清洗中的脫水流體的沸騰溫度。如果使用一異丙醇，沸騰溫度將近似為在大氣壓力下的攝氏82度。乙醇通常在攝氏78度沸騰。在曲頸甑已排放脫水流體之后，某些流體保持在組織樣本上或被組織樣本吸收。然后，組織樣本可經(jīng)受如上所述的干燥階段，以進(jìn)一步去除脫水流體，而曲頸甑用清潔空氣沖洗。然后，石蠟抽吸到曲頸甑內(nèi)。一接觸到加熱的石蠟，剩余的脫水流體蒸發(fā)，或沸騰離開組織樣本，石蠟替代脫水流體，因此，滲透樣本。泵可繼續(xù)抽出空氣，或從曲頸甑中蒸發(fā)，以降低曲頸甑內(nèi)的壓力，它將降低脫水流體的蒸發(fā)溫度。作為舉例，曲頸甑內(nèi)的壓力可以減小50kpa表壓，導(dǎo)致異丙醇的沸騰溫度近似為攝氏52度。圖7中示出沸騰溫度對于真空壓力的曲線圖。降低與組織樣本接觸的石蠟的溫度可提供一優(yōu)點(diǎn)，例如，在某些類型的組織在高溫下性能不好的情形中。通常，采用的石蠟(副質(zhì)+取自牛津?qū)嶒?yàn)室)約在攝氏54度熔化?？墒褂闷渌臐B透材料，包括用于滲透組織樣本的組織病理學(xué)過程中的樹脂。在本實(shí)例中，在最后階段使用酒精，異丙醇基本上與石蠟不相混合。這意味著如果曲頸甑內(nèi)的先前的流體與滲透流體不相混合，則滲透流體不可能滲透組織樣本。因此，沸騰可揮發(fā)的脫水材料可省略一其中要求有一諸如二甲苯的中間流體的步驟，二甲苯在酒精和石蠟中可相混合。二甲苯具有在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不理想的性能。然而，當(dāng)暴露在大約攝氏80度溫度下時，二甲苯也將蒸發(fā)，尤其是，當(dāng)曲頸甑內(nèi)的壓力通過施加如本文所述的真空已下降時。因此，本實(shí)例能使組織樣本用于沒有二甲苯的清洗循環(huán)中，但也可用于諸如二甲苯的流體。其優(yōu)點(diǎn)在于不使用二甲苯，包括二甲苯與石蠟的混合，因此，可作為一污染物吸收到石蠟中。然而，在某些情形中，要求使用二甲苯，例如，當(dāng)組織要求清洗，且諸如異丙醇的脫水流體被認(rèn)為是不能勝任時。此外，二甲苯可在處理循環(huán)之后使用，以便從曲頸甑中清洗過度的石蠟，因此，二甲苯可存在于處理器中。
通過將石蠟保持在槽內(nèi)并降低槽內(nèi)的壓力，可以清洗諸如脫水流體的某些揮發(fā)的污染物的滲透流體，諸如二甲苯的清洗流體。該清洗循環(huán)在槽蓋關(guān)閉下進(jìn)行，其中，減壓和提高滲透材料的溫度，提高的溫度保持在攝氏60度和100度之間。在一實(shí)施例中，溫度可保持在攝氏65度和85度之間。所謂的揮發(fā)性材料是指在上述的溫度和/或減壓下，該材料將會沸騰或蒸發(fā)。
容器內(nèi)的空氣中的脫水流體蒸發(fā)壓力也可減小，例如，通過排放曲頸甑內(nèi)的空氣，或者同時保持一低壓，或者循環(huán)通過壓力的范圍。滲透流體可在提高的溫度下保持在槽內(nèi)達(dá)若干個小時，以便清洗掉污染物。
使用兩個曲頸甑可允許兩組籃子被處理，或者同時處理，或者時間上重疊。因此，一個曲頸甑可加載并開始一規(guī)程，同時，另一個曲頸甑在半途中，通過相同的或不同的規(guī)程。這提供處理器的額外的靈活性。
這里涉及的組織樣本可以是人體或動物的組織樣本，或取自植物材料的樣本。
現(xiàn)將描述一用于組織樣本的示例性的規(guī)程，例如一3mm的打孔的人體活組織樣本

另一規(guī)程如下


從以上數(shù)據(jù)中可見，在此規(guī)程中不需要二甲苯，且規(guī)程具有很少的步驟，可以節(jié)約時間。
在一實(shí)施例中，一污染探測器68可設(shè)置在反應(yīng)劑管線34內(nèi)，以便探測反應(yīng)劑內(nèi)污染物的存在。
為了排放曲頸甑12，通過沿與用來抽取反應(yīng)劑到曲頸甑12內(nèi)相同的空氣管線34泵送空氣，泵可增加曲頸甑12內(nèi)的壓力。廢的反應(yīng)劑可排放到反應(yīng)劑容器內(nèi)，或排放到廢液端口72。滲透流體也可用該方法從曲頸甑12排放到廢容器70內(nèi)，同樣地，滲透流體可使用正壓從槽中排放。
在上述的實(shí)例中，脫水流體與滲透材料不相混合。然而，上述過程提供優(yōu)點(diǎn)，即使使用一清洗循環(huán)，其中清洗流體與脫水流體和滲透材料相混合。此外，可使用添加劑來提高脫水材料的清洗性能，還提高脫水和滲透步驟中的諸流體的可混合性。
盡管提高滲透流體的溫度高于脫水反應(yīng)劑(或清洗反應(yīng)劑)的沸騰溫度，將導(dǎo)致較快地去除反應(yīng)劑，但假定曲頸甑內(nèi)的局部壓力低于在給定溫度下的反應(yīng)劑的局部壓力，則反應(yīng)劑將仍在沸騰溫度或接近沸騰溫度下被去除。這可通過減小曲頸甑內(nèi)的壓力來實(shí)現(xiàn)，然后，允許一些新鮮的空氣進(jìn)入到曲頸甑內(nèi)。使新鮮空氣進(jìn)入到曲頸甑內(nèi)，同時去除載有蒸發(fā)物的空氣，這將減小曲頸甑內(nèi)空氣中的反應(yīng)劑的局部壓力，因此，促進(jìn)更多反應(yīng)劑蒸發(fā)。如果反應(yīng)劑與滲透流體可混合，則可不必去除所有的反應(yīng)劑，以便獲得滲透。然而，如果樣本可承受溫度，最好提高曲頸甑內(nèi)的滲透流體的溫度，高于給定壓力下的反應(yīng)劑的沸騰溫度。溫度高于給定壓力下的反應(yīng)劑的沸騰溫度，通?？梢允欠序v溫度以上的幾度，例如，攝氏5度。
其它的脫水流體可考慮為能用于本裝置，例如甲醇丁醇乙二醇丙二醇工業(yè)用甲基化酒精變性酒精(包括用煤油、苯或番木鄨堿變性的酒精)反應(yīng)劑級酒精丙酮以及它們的組合，然而，以上的清單只是代表性的，無意包括一適用于本文所述的處理器的詳盡的反應(yīng)劑清單。
也可考慮這樣的清洗反應(yīng)劑，例如，二戊烯，D-檸檬油精，1，1，1，三氯乙烷，甲苯，以及二氧雜環(huán)乙烷，而且該清單也是意在表明可使用的反應(yīng)劑的類型，而不是一詳盡無遺留的清單。上述的反應(yīng)劑，以及其它的適用于病理學(xué)組織處理的反應(yīng)劑，例如，脫水、清洗，或它們的組合，它們可用于本裝置的下列步驟中假定反應(yīng)劑揮發(fā)物不留下殘留，使用滲透流體的加熱，從樣本中蒸發(fā)反應(yīng)劑。盡管諸如丁醇的反應(yīng)劑在大氣壓力下具有約攝氏118度的沸點(diǎn)，但某些類型的良好固定的組織將經(jīng)受該溫度而無破壞，因此，可使用較高的溫度，提高適用于上述處理的反應(yīng)劑的范圍。由此，可被采用的上界溫度取決于組織，因此，在于良好固定的組織，溫度可超過攝氏100度。在曲頸甑內(nèi)減壓通過反應(yīng)劑沸點(diǎn)的降低，可有助于降低曲頸甑內(nèi)的溫度。
在上述的實(shí)例中，也可考慮適用于組織病理學(xué)的組織處理的諸如樹脂和其它流體之類的滲透材料，本發(fā)明無意局限于本文中所述的滲透材料。還可考慮滲透材料是各種物質(zhì)的混合物，例如，礦物油和石蠟。
權(quán)利要求
1.一組織處理器，它具有連接到一閥的兩個曲頸甑，以及一組也連接到所述閥的反應(yīng)劑容器，其中，閥有選擇地將其中一個反應(yīng)劑容器流體連通地連接到所述曲頸甑中的一個。
2.如權(quán)利要求1所述的組織處理器，其特征在于，一控制器選擇閥的位置，以便流體連通地將其中一個反應(yīng)劑容器連接到所述曲頸甑中的一個。
3.如權(quán)利要求2所述的組織處理器，其特征在于，閥是一回轉(zhuǎn)閥。
4.如權(quán)利要求2或3所述的組織處理器，其特征在于，閥具有多個陶瓷板，它們彼此相對轉(zhuǎn)動，以有選擇地將反應(yīng)劑容器連接到所述曲頸甑中的一個。
5.如上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的組織處理器，其特征在于，滲透槽流體相通地連接到各曲頸甑。
6.如權(quán)利要求5所述的組織處理器，其特征在于，滲透槽用與反應(yīng)劑導(dǎo)管分開的滲透導(dǎo)管連接到諸曲頸甑。
7.如上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的組織處理器，其特征在于，泵在諸曲頸甑中的至少一個內(nèi)提供正壓或負(fù)壓，以便推動反應(yīng)劑或滲透材料進(jìn)入到對應(yīng)的曲頸甑，或從中抽出。
8.一處理一組織樣本的方法，其包括如下諸步驟通過將組織樣本暴露在一脫水溶液中，對固定后的組織進(jìn)行脫水；通過將組織暴露在一滲透材料中，對脫水過的組織樣本進(jìn)行滲透；其中，去除脫水流體的步驟通過加熱滲透材料來實(shí)現(xiàn)，加熱的溫度基本上等于或高于脫水溶液的沸騰溫度，并使組織樣本接觸滲透材料，以使樣本上的脫水溶液沸騰，能使?jié)B透材料滲透到組織樣本內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，滲透材料基本上與脫水溶液不相混合。
10.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，包括將準(zhǔn)備滲透的組織樣本放入到一曲頸甑內(nèi)的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，曲頸甑基本上對大氣密封。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在一個或多個處理步驟的過程中，曲頸甑內(nèi)的空氣壓力降低。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在多個處理步驟的過程中，曲頸甑內(nèi)的壓力保持在低于大氣壓力的水平，以便抽去沸騰的脫水溶液。
14.如上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，滲透材料是固體石蠟。
15.如上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，脫水溶液包括異丙醇。
16.一組織處理器，用來執(zhí)行如權(quán)利要求8至15中任何一項(xiàng)所述的方法。
17.一清洗組織處理器的滲透材料的污染物的方法，其包括如下諸步驟將滲透材料加熱到一清洗的溫度，使?jié)B透材料經(jīng)受減壓，以便降低污染物的沸點(diǎn)，其中，清洗溫度基本上等于或高于在所述減壓下的污染物的沸騰溫度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，滲透材料是固體石蠟。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，污染物是一脫水溶液。
20.如權(quán)利要求17或18所述的方法，其特征在于，揮發(fā)性污染物是一清洗溶液。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，脫水溶液是酒精。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，酒精是異丙醇。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，脫水溶液是乙醇。
24.一用于處理組織的裝置，其具有至少一個曲頸甑，多個反應(yīng)劑容器，至少一個滲透材料容器，一用于將反應(yīng)劑有選擇地從所述反應(yīng)劑容器中的一個引導(dǎo)到所述曲頸甑的反應(yīng)劑閥，一加熱器，以及一溫度傳感器，其中，曲頸甑的溫度加熱到基本上等于或高于反應(yīng)劑的蒸發(fā)溫度，以便從所述曲頸甑中蒸發(fā)反應(yīng)劑。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，包括一用來降低曲頸甑內(nèi)的壓力的泵。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，泵提高曲頸甑內(nèi)的壓力，以幫助清洗曲頸甑內(nèi)的東西。
27.一處理組織樣本的方法，其在用滲透介質(zhì)滲透之前，去除樣本內(nèi)的揮發(fā)性流體，方法包括將滲透介質(zhì)的溫度加熱到高于揮發(fā)性流體的沸騰溫度；以及將組織樣本與滲透介質(zhì)接觸，以便沸騰去除揮發(fā)性流體。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，包括將組織樣本放置在用來處理的曲頸甑內(nèi)的步驟。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括將曲頸甑內(nèi)的壓力減小到低于大氣的壓力、以降低揮發(fā)性流體的沸點(diǎn)的步驟。
30.如權(quán)利要求27至29中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，揮發(fā)性流體是一脫水流體。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，脫水流體是酒精。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，脫水流體包含異丙醇。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，脫水流體基本上是異丙醇。
34.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，揮發(fā)性流體是一滲透流體。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，滲透流體是二甲苯。
36.一組織處理器，其具有一帶有直接安裝在曲頸甑本體上的第一溫度傳感器的曲頸甑，而一第二溫度傳感器安裝在曲頸甑的加熱墊上。
37.一將組織處理器的曲頸甑加熱到要求的溫度的方法，其包括如下諸步驟測量曲頸甑的溫度；使用與曲頸甑接觸的至少一個加熱裝置來加熱曲頸甑；測量與曲頸甑接觸的加熱裝置的溫度；以及將加熱裝置的溫度保持在低于其最大操作溫度，但高于要求的曲頸甑的溫度，直到曲頸甑的溫度達(dá)到要求的溫度。
38.一處理組織樣本的方法，其包括如下諸步驟將組織樣本浸泡在反應(yīng)劑內(nèi)；通過將組織樣本暴露在一滲透材料中，來滲透組織樣本；以及通過將滲透材料的溫度加熱到基本上等于、或高于反應(yīng)劑的沸騰溫度，來去除反應(yīng)劑，并使組織樣本與滲透材料接觸，以使在樣本上的反應(yīng)劑蒸發(fā)，能使?jié)B透材料滲透組織樣本。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，包括在曲頸甑內(nèi)減壓以降低反應(yīng)劑的沸騰溫度的步驟。
40.如權(quán)利要求38或39所述的方法，其特征在于，包括曲頸甑排氣以減小曲頸甑內(nèi)的空氣中的蒸發(fā)的反應(yīng)劑的局部壓力，以促進(jìn)進(jìn)一步的蒸發(fā)。
全文摘要
一組織處理器用來處理用于組織病理學(xué)分析的組織樣本。處理器包括兩個曲頸甑，石蠟槽，反應(yīng)劑容器，一泵和閥。閥從一個容器到任一曲頸甑分配反應(yīng)劑。分開的反應(yīng)劑管線連接石蠟槽至曲頸甑。一滲透一樣本的方法包含一諸如類似酒精的脫水反應(yīng)劑之類的反應(yīng)劑，其中，滲透材料的溫度加熱到等于或高于反應(yīng)劑的沸點(diǎn)，以在用滲透材料接觸組織樣本時沸騰掉反應(yīng)劑?？蓽p小曲頸甑內(nèi)的壓力，以降低反應(yīng)劑的沸點(diǎn)。
文檔編號G01N1/30GK1589407SQ02822789
公開日2005年3月2日 申請日期2002年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月1日
發(fā)明者V·C·維恩戴厄, M·H·德魯蒙德, S·G·菲利普 申請人:視覺生物體系有限公司