專利名稱：生物顯微樣品自動脫水染色儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學顯微術(shù)和電子顯微術(shù)生物顯微樣品的脫水、染色處理裝置。其國際專利分類號為G01N1／30。
中國實用新型專利公開說明書CN.85203869U公開了一種“多功能自動顯微玻片染色儀”，它根據(jù)微機編程控制一機械手的動作，在染色過程中，機械手按照設(shè)定的程序，先要逐一開啟其中一個染液箱的蓋，然后將樣品籃放入染液中染色，處理完畢后，機械手再將箱蓋關(guān)上，進入下一個程序。該機不工作時染液箱是關(guān)閉的，而在操作時是打開的，由于是暴露操作，這會帶來兩方面的問題。一方面仍會出現(xiàn)染液污染環(huán)境，影響人體健康問題，另一方面，在常壓暴露操作下制備的顯微玻片存在處理時間長，樣品制備質(zhì)量不夠理想，操作比較繁瑣等問題，同時該機不適合掃描電子顯微鏡的超薄切片的處理，其應用范圍受到一定的限制。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種全封閉的生物顯微樣品自動脫水、染色儀，以解決染色過程中的染液污染問題。同時增加了生物顯微樣品固定脫水、復水、脫蠟、脫脂和電鏡超薄切片處理的功能，所有處理均由微處理機實現(xiàn)自動控制，樣品處理均在一個封閉式的低真空條件下完成，既簡化了處理程序，又加快了樣品處理速度，同時使樣品制備質(zhì)量得到提高。
本實用新型通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)
一種由微處理機編程并控制的生物顯微樣品自動脫水、染色處理裝置，包括一個由專用微處理機組成的電控單元和一個樣品處理(執(zhí)行機構(gòu))單元。樣品處理單元是由若干公共管道、電磁閥、真空泵、樣品柱、試劑瓶和廢液收集瓶等部分構(gòu)成，有一個封閉式的樣品處理系統(tǒng)，其中有與大氣相通并引入大氣的公共管道1，該管與所述系統(tǒng)中的試劑瓶71～n(它有若干個瓶)中的任一接口連通，管1與戶外大氣連通之間設(shè)有電磁閥F1；有一個與大氣相通并引入大氣的公共管道4，該管與所述的處理系統(tǒng)中的樣品柱A、B、C(其中A用于脫水處理，B用于光學染色處理，C用于電子染色)中的任一個接口連通，管4與戶外大氣連通之間設(shè)有電磁閥F2；有一個用于抽真空的公共管道3，該管與所述處理系統(tǒng)中的樣品柱A、B、C中的任一個接口和一個真空泵P的接口連通，管3與真空泵P之間設(shè)有一個雙通式的電磁閥F3；有一個用于抽真空的公共管道6，該管與所述的處理系統(tǒng)中的廢液收集瓶51～n(它有若干個瓶)中的任何一個的接口和一個真空泵P的接口連通，管6與真空泵P之間設(shè)有一雙通式電磁閥F3；有一個用于進液的公共管道2，該管與所述處理系統(tǒng)中的試劑瓶71～n(它有若干個瓶)中的任一個和樣品柱A、B、C中的任一個接口連通，管2與試劑瓶71～n接口之間設(shè)有電磁閥F41～n；
有一個用于進液的公共管道5，該管與所述處理系統(tǒng)中的廢液收集瓶81～n(它有若干個瓶)和樣品柱A、B、C中的任一個接口連通，管5與廢液收集瓶81～n接口之間設(shè)有電磁閥F51～n(它有若干個)。
本實用新型還可以通過以下其它措施來實現(xiàn)在所述的樣品柱A、B、C中的任一柱內(nèi)設(shè)有檢測液面高度的探頭10，它有一金屬探棒，其前端設(shè)有一熱敏電阻，通過一信號放大器，將所檢測信號傳輸給繼電器線包，用于中斷真空泵P的電源。
在所述的樣品柱A、B的任一室上設(shè)有一液體攪拌器，該攪拌器由一低速微電機22(600轉(zhuǎn)／分)、曲軸14、連桿15和樣品籃掛勾17組成。微電機22驅(qū)位一位于密封室13內(nèi)的曲軸14，該曲軸通過連桿15與樣品籃掛勾17連接，該樣品籃18與連桿15連動，從而實現(xiàn)染液上下攪動的目的。該攪拌器也可以用電子振蕩方式來實現(xiàn)，例如采用一個電磁振蕩器，其頻率為5Hz。
在所述的樣品柱A、B中的任一柱室的底蓋19的下部，沒有恒溫加熱器，其溫度范圍可調(diào)，例如可以來用遠紅外加熱方式，使染液加溫均勻。
在所述的樣品柱A、B中的任一柱室的密封室13的上部，設(shè)有開蓋、關(guān)蓋和將蓋提升移動的開蓋裝置(機構(gòu))，該裝置由支承板21，調(diào)節(jié)螺桿11和提升支桿12構(gòu)成，提升支桿12的內(nèi)端與支承板21活動連接，可在水平方向轉(zhuǎn)動90°，支桿12的外端開有內(nèi)螺紋孔，其上設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿11，該螺桿11穿過所述的螺紋孔，其下端與密封室13的連動接口連接。
本實用新型的微處理機的主控板(硬件)由8048系列單片微處理器，2K字節(jié)EPROM，74LS373，74LS244和8243芯片組成。在微處理機與執(zhí)行機構(gòu)(如泵、電磁閥等處理單元)之間設(shè)有用于隔離的繼電器。
本實用新型的工作原理是這樣的進液時，由專用微處理機按照設(shè)定的程序開啟真空泵，同時打開相應柱室的抽真空閥(電磁閥、試劑瓶進液閥(電磁閥)，以及大氣引入閥(電磁閥)，使柱室為真空負壓而吸入試劑溶液。當溶液接觸液面探頭時，引起探頭電路翻轉(zhuǎn)，而真空泵停止工作。
排液時，由專用微處理機按照設(shè)定程序開啟真空泵，同時開啟相應的柱室通大氣閥(電磁閥)和相應的廢液收集瓶的進液閥(電磁閥)，抽廢液瓶的真空，使之造成負壓吸出柱室中的處理液。
附圖的圖面說明如下

圖1是本實用新型處理單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、4是引入大氣的公共管道；2、5是進液公共管道；3、6是抽真空的公共管道；71～n是試劑瓶，81～n是廢液收集瓶；9是樣品柱(它有三個，以A、B、C表示)。圖10是液面檢測探頭；F是電磁閥；P是真空泵。
圖2是本實用新型樣品柱A、B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中11是調(diào)節(jié)螺桿；12是提升支桿；13是密封室；14是曲軸；15是連桿；16是柱室上蓋；17是樣品籃掛勾；18是樣品籃；19是柱室下蓋，20是恒溫加熱器；21是支承桿；22是微電機。
圖3是本實用新型樣品柱C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
其中23是柱室的上蓋；27是柱室的下蓋；24是連接于公共管道2與樣品籃底部一條軟管；25是處理的樣品；26是樣品籃。
圖4是本實用新型的電控原理圖。
其中CPU是微處理機的主控板；J1～n是繼電器的線包；F是電磁閥；P是真空泵；10是液面探頭；29是放大器；20是恒溫加熱器；28是攪拌器；22是蜂鳴器。
圖5是本實用新型的微處理機工作程序框圖。
圖6是本實用新型的微處理機主控板結(jié)構(gòu)框圖。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步敘述。
由圖1，本實用新型處理單元是由若干公共管道、電磁閥、真空泵、試劑瓶、樣品柱A、B、C以及廢液收集瓶構(gòu)成。其中由電磁閥F1和F2分別控制大氣入口的公共管道1和4，它們分別與試劑瓶71～n(根據(jù)脫水、固定、復水、脫脂、脫蠟和光學染色和電子染色需要分別設(shè)立若干個試劑瓶，其中用于同一處理的歸并為一組)和樣品柱9(以A、B、C表示)圖為A、B樣品柱其中一柱室的基本結(jié)構(gòu))連通，抽真空的公共管3和分別與樣品柱A、B、C(A為脫水柱，B為光學染色柱，C為電子超薄切片染色柱)的接口和廢液收集瓶81～n任一接口連通，它們受一個雙通式的電磁閥F3控制與真空泵P連通，進液公共管3和5則分別與試劑瓶71～n，樣品柱A、B、C和廢液收集瓶81～n中的任一個接口連通，在試劑瓶和廢液收集瓶的進液，排液接口與管3和管5的接口之間設(shè)有若干控制管口通斷的電磁閥F41～n及F5(即每一試劑瓶或廢液收集瓶接口管均匹配有一只電磁閥)，以控制液體的排出或收集。上述各個電磁閥的啟、閉動作均按微機設(shè)定的程序進行。真空泵的啟動由微處理機的程序控制；而它的停止動作，則由位于樣品柱A、B、C內(nèi)的液面檢測探頭檢測的信號，經(jīng)放大器放大將信號傳輸給繼電器并控制其觸點。整個處理單元為一個封閉式的處理系統(tǒng)。上述試劑瓶樣品柱上的大氣引入管通過電磁閥F1及F2與戶外管道連通，只在進液和排液(約一分鐘)時電磁閥才開啟，引入大氣壓，其余時間都封閉著。因此，本實用新型無論是在工作時，還是在靜止時，均無有毒氣體泄漏。
由圖2所示，樣品柱A、B室專用于處理光學顯微鏡的顯微玻片和組織塊的染色以及其它生物顯微樣品的脫水(復水)、脫蠟、脫脂處理。圖2為A、B柱室的基本結(jié)構(gòu)。該柱室有上蓋16和下蓋17組成，中間為園柱形玻璃真空罩，其上端設(shè)一密封室13，微電機22位于室外驅(qū)動密封室內(nèi)的曲軸4，在提升支桿的帶動下，借助于樣品籃掛勾17，使樣品籃18以每分鐘120次左右的速度上下往復運動，使樣品充分與染液接觸，從而提高樣品處理效果。
密封室13的上部設(shè)有開蓋、關(guān)蓋以及使蓋轉(zhuǎn)動90°并使樣品籃提升的機構(gòu)(裝置)，其特點是，有一個提升支桿12與一個支承板21成垂直活動連接，該提升支桿以其內(nèi)端與支承板連接，并可在水平方向轉(zhuǎn)動90°，該提升支桿的外端上開有一內(nèi)螺紋孔，其上裝有調(diào)節(jié)螺桿11，該螺桿可在其內(nèi)上下活動，其下端與密封室的上端連動接口連接。這樣封蓋時，只要旋緊調(diào)節(jié)螺桿11便可以壓緊上蓋16；取樣時，旋松調(diào)節(jié)螺桿11即可開蓋，并可將樣品籃提起并使其在水平方向轉(zhuǎn)動90°，將制備的樣品取出。在樣品柱的下蓋下方設(shè)置有一遠紅外恒溫加熱器20，其溫控范圍及加熱時間均由微機控制。
圖3是樣品柱C的整體結(jié)構(gòu)及工作方式示意。該柱室是專用于電鏡超薄切片染色的。該室由上密封蓋23和下密封蓋27組成一真空室。有一個專用于超薄切片的樣品籃26，其特點是在一個工程塑料制作的園盤中央設(shè)有一個中心引液管，并通過其中的一段軟管24與公共進液管2連通。中心引液管通過樣品籃底部的間隙與多個小樣品室勾通(小樣品室設(shè)置若干電鏡銅網(wǎng)25，其上設(shè)置超薄切片)。這種結(jié)構(gòu)在真空泵通過公共管道3抽C室真空并開啟閥F1時，可造成進液公共管2與各樣品小室的壓差，可使極少量的染色液(3～5ml)被壓入多個樣品小室。染 色完畢后又可利用沖洗液來排除廢液，從而提高了超薄切片的制作質(zhì)量。
由圖4、圖5和圖6所示，微處理機CPU有多個輸出接口與多個繼電器J1～n的線包相接。由這些繼電器J1～n的觸頭分別提供給電磁閥F真空泵P、恒溫加熱器20、攪拌器28、蜂鳴器22、液面探頭10放大器29提供工作電源?，F(xiàn)以A、B樣品柱進液為例闡明其工作原理根據(jù)設(shè)定的程序，CPU輸入＋24伏電壓給繼電器J6的線包，接通其常開觸點，通過繼電器J7的常閉觸點將220V的電源提供給真空泵P，開始抽動A、B柱室的真空。CPU同時又輸出＋24伏電壓提供給相應的繼電器J1，開啟大氣引入電磁閥F1，進液電磁閥F41～n，并供給液面探頭10的放大器29電源，將試劑瓶溶液吸入A、B柱室，當液面接觸檢測探頭時，立即引起放大器29的電路翻轉(zhuǎn)，使繼電器J7得電，拉開常閉觸點，從而切斷真空泵電源而停止進液。這時CPU再輸入＋24伏電壓給繼電器J5，啟動攪拌器28，使樣品在染色液內(nèi)上下動作。其排液原理與此類同。
實施例本實用新型的微處理機的硬件(主控板)由8048條列單片處理器，2K字節(jié)EPROM，74LS373，74LS244。和8243芯片組成，在微機與執(zhí)行機構(gòu)(處理單元)之間設(shè)有用于隔離的繼電器。該微機主要包括三個主程序即脫水(包括復水、脫脂)，光學染色(包括脫蠟)；電子染色(超薄切片染色)，每一程序有30～50步。既可按標準程序操作，也可以作“點菜單”式地調(diào)動某些片段程序進行操作。樣品處理完畢后由蜂鳴器發(fā)出鳴聲自動關(guān)機。操作面板上有LED數(shù)字顯示屏，自動顯示處理時間和處理工序。此外可顯示各個電磁閥、真空泵、攪拌器、恒溫加熱器的動作狀態(tài)。
本實用新型的真空泵、電磁閥、攪拌器和加熱器等全部低壓化(直流32伏)，以解決儀器運行中可能發(fā)生的突然停電事故，當市電突然停止時，由電瓶自動供電，樣品一經(jīng)進入程序就可以按照設(shè)定程序處理完畢，決無亂序和損壞樣品之憂。
本實用新型的處理系統(tǒng)中試劑瓶為三組共17個，樣品柱3個，廢液收集瓶8個，電磁閥為35個。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點1.本實用新型實現(xiàn)了全封閉低真空狀態(tài)下工作，無論工作與否，均無有毒氣體泄漏。不影響人體健康，也不污染環(huán)境；2.整個樣品處理過程自動化程度高，且更換試劑或回收試劑、廢液十分方便。
3.既適合光鏡樣品處理，也適合電鏡樣品處理，且一機多用，功能齊全，樣品處理時間短，質(zhì)量好。
4.具有連續(xù)工作特點，不受停電影響，經(jīng)濟、實用。
權(quán)利要求1.一種由微處理機編程控制的生物顯微樣品脫水、染色處理裝置，包括一個電控單元和一個樣品處理單元，其特征在于a、一個封閉式樣品處理系統(tǒng)，其中有與大氣相通并引入大氣的公共管道1，該管與所述處理系統(tǒng)中的試劑瓶71～n中的任一個接口連通，管1與戶外大氣連通之間設(shè)有電磁閥F1；b、有一個與大氣相通并引入大氣的公共管道4，該管與所述處理系統(tǒng)中的樣品柱A、B、C、D中的任一個接口連通，管4與戶外大氣連通之間設(shè)有電磁閥F2；c、有一個用于抽真空的公共管道3，該管與所述處理系統(tǒng)中的樣品柱A、B、C中的任一個的接口和一個真空泵P的接口連通，管3與泵P之間設(shè)有一雙通式的電磁閥F3；d、有一個用于抽真空的公共管道6，該管與所述處理系統(tǒng)中的廢液收集瓶51～n中的任一個的接口和一個真空泵P的接口連通，管6與泵P之間設(shè)有一雙通式的電磁閥F3；e、有一個用于進液的公共管道2，該管與所述處理系統(tǒng)中的試劑瓶71～n和樣品柱A、B、C中的任一個接口連通，管2與試劑瓶71～n接口之間設(shè)有電磁閥F41～n；f、有一個用于進液的公共管道5，該管與所述處理系統(tǒng)中的廢液收集瓶81～n和樣品柱A、B、C的任一個接口連通，管5與廢液收集瓶81～n接口之間設(shè)有電磁閥F51～n。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的樣品柱A、B、C中的任一個柱內(nèi)裝有檢測液面高度的探頭10，該探頭的前端設(shè)有一個熱敏電阻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述樣品柱A、B的任一柱上設(shè)有液體攪拌器，該攪拌器由一低速微電機22驅(qū)動一個位于密封室13內(nèi)的曲軸14，該軸通過一連桿15與樣品籃的掛勾17連接，所述樣品籃18與連桿15連動。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的微電機22轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)／分。
5.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的樣品柱A、B中的任一個柱上裝有液體攪拌裝置，該裝置屬于一個電磁振蕩器，其頻率為5Hz。
6.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的樣品柱A、B中的任一柱室的底蓋19下部設(shè)有一個恒溫加熱器20，其溫度可調(diào)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述的樣品柱A、B中的任一柱室的密封室13上部，設(shè)有一用于裝樣、取樣以及便于開蓋、關(guān)蓋和提升、移動的開蓋裝置，該裝置由支承板21，調(diào)節(jié)螺桿11和提升支桿12構(gòu)成，提升支桿12的內(nèi)端與支承板21活動連結(jié)，可以在水平方向轉(zhuǎn)動90°，提升支桿12的外端開有一內(nèi)螺紋孔，其上設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿11，該螺桿穿過內(nèi)螺紋孔，其下端與密封室13的連動接口連接。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的微處理機的硬件是由8048系列單片微處理器，2K字節(jié)EPROM，74LS373，74LS244和8243芯片組成。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的微處理機與處理單元(執(zhí)行機構(gòu))之間設(shè)有用于隔離的繼電器。
專利摘要本實用新型公開了一種生物顯微樣品自動脫水染色儀，屬于光學顯微術(shù)和電子顯微術(shù)樣品制備領(lǐng)域。本機由微機控制，樣品制備在一個全封閉系統(tǒng)中完成。該系統(tǒng)由若干公共管道、電磁閥、真空泵、樣品柱、試劑瓶和回收瓶等組成，利用系統(tǒng)內(nèi)的負壓常壓條件，實現(xiàn)進液、處理和排液，樣品在三個封閉柱室的低真空下按電腦程序自動操作。其優(yōu)點是，完全無污染，自控程度高，且一機多用，操作簡便。
文檔編號G01N1/28GK2066578SQ9020776
公開日1990年11月28日 申請日期1990年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月29日
發(fā)明者蘭盛銀, 胡春奎, 徐珍秀 申請人:華中農(nóng)業(yè)大學