專利名稱：組織陣列儀器的制作方法
技術領域：
生物組織陣列可以通過在一系列嵌入組織的供體塊中從所關心區(qū)域中除去核芯而制成。除去的核芯被放在受體塊中有規(guī)則的陣列內。這是典型地用兩種不同的沖孔器完成，一種用來獲得所關心的核芯而另一種造成在受體塊的接受孔。本發(fā)明涉及一種簡化而經(jīng)濟的系統(tǒng)及裝置，供組織陣列的自動化制造。
背景技術：
生物組織陣列包括布置成為可切片塊的嵌入生物組織的有規(guī)則陣列，典型地由同樣的原來用于核芯中組織的嵌入材料制成。新塊可以用傳統(tǒng)的裝置(顯微鏡用薄片切片機)切片以便制造多個幾乎相同的切片，各包括幾打(12個)、幾百或甚至超過幾千種不同的組織類型。這些切片可以用作組織化學或其它的化驗。在這些切片中任何一個上實行的試驗即有效地在數(shù)百個樣品上立即實行。其結果是在精力及時間上得到巨大的節(jié)約，并且在實用性及樣品控制精度有所提高。組織陣列已經(jīng)完全在手工上建立(“多腫瘤(臘腸)組織塊免疫組織化學試驗新穎方法”，Battifora，H.，試驗室研究，卷55，第244-248頁，1986)，并且借助于機械裝置(“腫瘤樣本全面遍及分子分布的組織微陣列”，Kononen等，自然醫(yī)學，卷4，1998年7月4日，第844-847頁)供多種生物上的應用。
在美國專利No.6,103,518(Leighton)，題名為“建立組織陣列的儀器”中曾描述一種手工儀器。由于速度、精度和提高的密度的原因，手工方法已經(jīng)大部分被用儀器輔助的方法所替代。在這些裝置中采用兩個空心的針狀沖孔器。較小的一個用來在受體塊中制造孔洞，受體塊典型地用蠟質或其它嵌入介質制成。另一較大的沖孔器用來從所關心的嵌入生物組織的供體塊中獲取核芯樣本。沖孔器的尺寸使從供體塊中獲得的樣本正好適合在受體塊中制造的孔洞。如此，樣本在受體塊中是緊貼的配合并且可以建立起精確的陣列。
在整個過程中受體塊夾定在適當?shù)膴A具中一雖然它可以移去并用一個或多個其它受體快代替，以便從一組供體塊中建立起一個以上的陣列。測微表式的驅動器或其它精密線性定位裝置使沖孔器對于受體塊或者受體塊對于沖孔器精確地定位。顯然要求，在一次給定的測微表式驅動器的設置中，供體沖孔器到達與受體沖孔器到達受體塊完全一樣的x，y坐標位置。如果不是這樣，改正的樣品將不能平穩(wěn)地進入剛才為其建立的孔洞，而將損壞或丟失。還要求這一運動將可靠和低價地建立。
在Kononen等的著作中說明采用滑板和驅動機構首先移動受體沖孔器進入中間部分和交替地移動供體沖孔器。該機構是笨重、高價、緩慢的并且對于未對準誤差很敏感。如Kononen等所說明在諸如45度的中間角度下的滑板特別有問題，因在高度定位方面微小的誤差可導致在橫向位置上相應的誤差，反之亦然。美國專利No.6,103,518中，Leighton的題名為“建立組織陣列的儀器”說明采用一種轉塔或其它裝置，可以使二沖孔器合用一個單獨的z-軸方向滑板或者驅動器。該機構適合于簡單手動操縱儀器，但對于所有運動均是動力拖動(如氣動、電動等)的自動化的儀器可能是笨拙的。特殊的機構必須用機械加工和裝配，而且沒有標準部件可以供應。
雖然上述系統(tǒng)是可行的，仍需要一種系統(tǒng)，它可以完全自動化但具有比上述系統(tǒng)較少的智能機器零件。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是克服傳統(tǒng)工藝笨拙的質量和緩慢的速度，并提供一種可以在任何組織陣列儀器中交替地使沖孔器定位的簡單而精確的裝置。此外本發(fā)明的目的是提供一種堅固的自動化儀器。
本發(fā)明包括完全隔開二個沖孔器(供體和受體)、給予其各自的探針(不似上述裝置)和各自的z向驅動器(不似Leighton)。必須具備的x和y方向驅動器以便使供體和受體塊中不同的區(qū)域進入任何陣列中沖孔器下的位置，能夠按需要輪流用對于在二個沖孔器下所關心點位置適當?shù)钠浦岛唵蔚鼐幹瞥绦颉?br> 由于該偏移值現(xiàn)已在控制之下，它也可以用作進一步的改進即二個沖孔器的尖端位置可以定期地用安裝在如同供體和受體塊一樣的同一托盤上的傳感器自動地測量。每當其位置可能被移動時(或許由于遇到更密集的塊或者不規(guī)則性，或許由于被操作者或異物所擾亂，或者簡單地由于安裝了新沖孔器的變化)，可以測量新的位置并自動地用來更新偏移值。該新穎組合是
a)用安裝在塊夾定托盤上的傳感器感受尖端的位置b)具有二種不同的z向驅動器它使系統(tǒng)可以用標準部件建立起來，并且在環(huán)境挑戰(zhàn)和機械飄移面前是堅固的。
各z向驅動器移動其各自的沖孔器與沖孔器軸線一致。首先，各驅動器可以使其沖孔器完全移動到受體和供體塊以外，例如當另一沖孔器正在使用或者x或y向驅動器正在被用來移動在沖孔器下或觀察中的塊上的不同點。其次，各驅動器可以移動其沖孔器正好接觸或接近接觸塊的表面，例如為把供體核芯沉積在受體塊上。第三，各驅動器可以移動其沖孔器進入塊，例如為從受體塊中獲取或除去坯料核芯或從供體塊獲取或除去組織核芯。
由于二種驅動器各可移動其沖孔器進入或移出，而且可促使其觸及或穿入適當?shù)膲K，對于二個沖孔器只需要二個驅動器。在本發(fā)明人為共同發(fā)明人的待批申請中，需要四個驅動器，其中二個用于移動沖孔器進入或移出位置，而另外二個用使沖孔器進入或移出塊。在Leighton的著作中考慮用手動操作，但如果系統(tǒng)要自動化則需要二個驅動器，但它們要求是不同類型，一個用來使轉塔從一個位置到另一個位置，而另一驅動器使轉塔上下移動。由于需要設計和制造為不同類型運動的不同類型的驅動器，這將導致較高的成本。在本發(fā)明中，二種驅動器是全同的，可以減少成本和簡化工作。
在本發(fā)明范圍內可以使用多于二個沖孔器，各具有其驅動器，例如容許為不同的應用而在不同尺寸的沖孔器中進行快速更換。
應用這一改進的系統(tǒng)其余部分可以相似于已經(jīng)在傳統(tǒng)工藝中所描述的。例如，動力或者手動測微器式驅動器之類可以用來使沖孔機構在塊上定位或者使塊在沖孔機構下定位。一種可移動的橋形件可以用來在受體塊上支承供體塊，或者供體塊可以附著在夾定受體塊的同一托盤。后一種布置使同一x和y向驅動器及滑板既可用于供體塊又可用于受體塊。
在本發(fā)明更進一步的發(fā)展中，本發(fā)明人體會到，在所有傳統(tǒng)工藝中，傳統(tǒng)觀念是，不同的沖孔器應該永久性地固定在機構或驅動器的某些部分上。顯然，曾經(jīng)認為為了保證精度和正確對準，沖孔器永久性地固定在各自的夾持器上是必須的，或者在一臺單個專用機器上操作簡單性和快速性的首要目標蒙蔽了在該領域中工作人員使用單一x-y-z軸向機組，然后增加一臺機構的可能性，該機構可以交錯地在各軸線中一個工作端部位置上放置二個或多個沖孔器中第一個和然后第二個。
本發(fā)明人已經(jīng)驚異發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)工藝的雙重智能機器并不需要，并已開發(fā)出一種簡單而精確的裝置，可通過在任何組織陣列儀器中交錯地使兩種不同沖孔器定位而形成組織陣列。
該發(fā)明包括完全隔開的二個沖孔器(供體和受體)、給予其各自的探針(不似Konoen等)和使用單獨的z向驅動器(不似Leighton專利申請中披露的雙z-向驅動器)，但并不求助于笨拙的轉塔或滑板裝置(如披露于例如Leighton的美國專利No.6,103,518，題名為“建立組織陣列的儀器”)。較傳統(tǒng)工藝的改進包括采用可更換的沖孔器，它可以自動地和交錯地被移動的握持器和拖動器所夾定。
在大多數(shù)實驗室的智能機械中作為通用定位的x、y及z向驅動器可以簡單地編制程序，不但為使主動沖孔器移動到適當?shù)奈恢茫乙彩箾_孔器夾頭移動到工具庫或者貯存區(qū)域，以便釋放一個沖孔器并獲得另一個沖孔器。
二沖孔器尖端的位置可以定期地和自動地用安裝在供體和受體塊同一托盤上的傳感器測量。每當它們的位置移動(或許由于遇到更密集的塊或者不規(guī)則性，或許由于被操作者或異物所擾亂，或者簡單地由于安裝了新沖孔器的變化)，可以測量新的位置并自動地用新的測量值更新偏移值。用安裝在塊夾定托盤上的傳感器感受尖端的位置使系統(tǒng)可以用標準部件建造，并且在環(huán)境挑戰(zhàn)和機械飄移面前十分堅固。感受到的位置可以自動地用來糾正任何由于交錯地更換沖孔器造成的尖端位置變化。
典型地，沖孔器貯存在附著于夾持供體和受體塊的同一基底的簡單夾持器上，并有一個補充夾持器或握持裝置附著在可以相對于所說基底在x、y及z向運動的部件或臂部。(當然，對于本行業(yè)中熟練的人員顯然存在各種運動組合，諸如有基底對于實驗室參考框架固定而臂部在x、y及z方向運動，或者基底在x及y方向運動而臂部只在z向運動，或基底在x向運動而臂部在y及z向運動等。在z軸線方向的運動參考應理解為在沖孔器和供體或受體塊之間的相對運動。)夾持器或握持裝置可以通過同一計算機或控制器(控制儀器的其余操作)在握持和釋放模式之間切換，或者握持和釋放可以完全是機械的，被握持器對于夾持位置的接近或回收運動所拖動。
一旦適當?shù)臎_孔器牢固地夾持在握持裝置中，運動的驅動器可以移動沖孔器到適當?shù)奈恢靡员阍谑荏w塊上沖孔，排放廢物到廢物容器，從供體塊獲取組織，或者把組織插入受體塊。表面感受裝置可以或者永久性地附著在移動臂部上或者可以是一個替代的工具，它可以在需要時取出代替沖孔器之一。
由于二沖孔器各自可以取出并用于同一軸線，只需要一個x、y、z驅動系統(tǒng)。相比之下，Kononen等需要六個驅動器，其中二個用于驅動二沖孔器進入和移出位置，一個用于沖孔器進入或移出塊，而二個用于塊的x、y向運動。在Leighton(美國專利No.6,103,518，題名為“建立組織陣列的儀器”)文中，考慮采用手動操作，但如果系統(tǒng)需要自動化，則需要四個驅動器，而且它們需要二種不同的類型，一種用于使轉塔從一個位置切換到另一位置，而另一種移動轉塔上下。這將導致較高的成本，因為對于二種不同類型的運動需要設計和制造二種不同類型的驅動器。
在本發(fā)明中，可以采用標準實驗室智能機械，并導致成本降低和簡單性。
為簡單起見在以上討論中采用二個沖孔器，可以立即理解，很容易在本發(fā)明范圍內采用二個以上沖孔器，各貯存在基底上的相似的夾持器中，例如為容許對不同應用場合在不同尺寸的沖孔器之間快速更換。也可能使用沖孔器夾持器夾持移動塊的工具、對塊做標簽的工具或者其它工具或裝置。
系統(tǒng)的其余部分可相似于已經(jīng)描述的傳統(tǒng)工藝。例如動力或手動測微器驅動器之類可以用來使沖孔機構在塊上定位或者使塊在沖孔機構下定位。一種可移動的橋形件可以用來在受體塊上支承供體塊，或者供體塊可以附著在夾定受體塊的同一托盤。后一種布置使同一x和y向驅動器及滑板既可用于供體塊又可用于受體塊?？商娲兀荏w塊和供體塊可以采用單獨的x、y系統(tǒng)。這比較更復雜，但對高輸出系統(tǒng)可容許更快的操作。
附圖簡要說明為對本發(fā)明的性質和目的更完整的理解，應參考帶有附圖的下列詳細描述，其中

圖1為從操作者視野中觀察的本發(fā)明的半示意性立體(等角投影)圖；圖2為沖孔器/探針組件之一的縱向剖面圖；圖3為如圖1所示沖孔器之一和它與傳感器的關系放大圖；圖4為沖孔器更換組織陣列儀器的半示意性立體圖；圖5為夾鉗型握持機構的細節(jié)視圖；圖6為孔板型握持機構的細節(jié)視圖。
發(fā)明的詳細描述本發(fā)明提供一種建造組織陣列的簡單、快速及方便地自動化的裝置。本發(fā)明對于傳統(tǒng)工藝的改進在第一方面歸功于采用對于每一沖孔器一個單獨的z軸，以及傳統(tǒng)工藝的雙重智能機構不再需要，并且已經(jīng)開發(fā)一種通過交錯地使二個不同的沖孔器在任何組織陣列儀器中定位而形成組織陣列的簡單而精確的裝置。在本發(fā)明第二實施方案中，自動化的簡化是通過完全分隔二個沖孔器(供體和受體)而達到的，給予其各自的探針(不似Kononen等)并且使用單獨的或雙重z-驅動器，但并不求助于笨重的轉塔或滑板裝置(如Leighton的美國專利No.6,103,518，“建立組織陣列的儀器”中所披露)。對于傳統(tǒng)工藝的改進也包括使用可更換的沖孔器，它可以自動地和交錯地由移動握持器和拖動器所握持。
另外的新穎特征在以下討論。
在探針端部的填充物或填料可以在探針端部設置填充物或填料封堵探針和沖孔器之間空隙以保持沿探針擠出的核芯避免損壞或丟失。
在傳統(tǒng)工藝中，探針為在金屬沖孔器管中滑動的金屬絲。這一相當粗糙的布置是實用的，但是，視組織的類型、溫度和金屬絲在管內的配合緊密度而定，有一些組織可能在金屬絲和管子之間擠出，導致組織不可預測的損失。在組織的簡單損失以外，這還造成在探針下面組織的不同的體積和正在建立的陣列不均勻深度的附加問題。該不均勻性導致可以從陣列塊上切割的有用切片減少很多產(chǎn)量。
本發(fā)明包括在探針端部使用小片填充物或填料以防止這一無關的擠出。這些小片較佳地為彈性體材料，諸如聚氨酯、天然橡膠或聚乙烯之類。通過利用沖孔器作為工具精確地從所選擇薄板材料中沖制正確尺寸的圓片，可以制成精確地配合沖孔器的填料。
探針的力量控制作為一個或二個探針的驅動器可以設計成為可以施加預定的力并且移動到正確的位置，使核芯搗實以便更好為沖孔器所握持和更容易從塊除去核芯。
對于自動化組織陣列本發(fā)明人所注意到最緊湊系統(tǒng)只采用探針的位置控制。這具有缺點；即當探針收回或者推入到?jīng)_孔器端部齊平以便把組織核芯插入受體塊時，它只可以完全退出組織或蠟質核芯。雖然在理論上中間位置是可能的，因為自動化機器沒有關于蠟質插塞正確長度的信息以便計算探針的適當中間位置而無法應用。雖然存在組織類型、蠟質類型、溫度及沖孔器形狀尺寸的組合，但從塊可靠地抽出核芯還是問題。即使沖孔器已經(jīng)切出核芯，但不能把它移出，因為它仍然被塊夾持在底部并且沿沖孔器邊緣沒有足夠的摩擦力握持核芯并斷開在塊底部的聯(lián)結。
本發(fā)明包括施加于探針力的控制，諸如通過氣動或液壓氣缸。該受控制的力可以設定為足夠地高，以推動核芯完全從沖孔器出來而進入組織塊，或者到中間值，以便在收回以前搗實核芯。搗實使核芯軸向壓縮而由此使其徑向膨脹緊抵沖孔器的圓筒形管壁。增大的徑向力使沖孔器對對核芯建立更強的握持而促使沖孔器抽出核芯。這一現(xiàn)象有一點違反直覺，因某些早期自動化機器的用戶認為軸向力將把核芯完全推出沖孔器。如果用很大的力量從頭到尾把探針推到?jīng)_孔器管子的端部，實際上核芯將被推出。自動化機器早期的描述說明關于探針的簡單工作循環(huán)或者是處于其全行程的一端或者是另一端。
受控制的力可以用本行業(yè)中任何已知的方法施加，諸如氣動、液壓、控制電流馬達、在任何種類拖動器上牽涉力量傳感器的反饋系統(tǒng)或者彈簧和各種機構的組合。
本發(fā)明將通過參照附圖闡明的實施方案更詳細地進行描述。
在圖1中沖孔器1及2被臂部3及4所夾持，并且由驅動器5及6所垂直地移動。對于二個沖孔器分別各自提供器探針7及8。探針分別由拖動器9及10垂直地移動。對于探針拖動器設置驅動器11及12。計算機13控制所有驅動器或者拖動器。通過拖動器17及18托盤14在x和y方向移動。托盤夾持受體塊15、供體塊16、廢物容器19和傳感器20。傳感器20探測探針使計算機尋找沖孔器相對于托盤的位置。其它傳感器、限位開關、編碼器和反饋元件可能是必需的但為清楚起見沒有在圖中顯示，因為在本行業(yè)中已眾所周知。美國專利No.6,103,518和No.6,136,592綜合在此作為參考。
在圖2中顯示沖孔器21、在沖孔器中的探針22、填充物或填料23和組織或蠟質核芯24。
圖3是圖1中沖孔器之一的放大圖，較好地顯示雙向液壓或氣動拖動器9與傳感器20的關系。
雖然在發(fā)明人的考慮中有很多建造裝置的方法，在此僅描述較佳實施方案之一。二個沖孔器，受體沖孔器1和供體沖孔器2，各設置在單獨的電氣機械方式拖動滑板5、6上。相應的探針7、8獨立地被簡單的氣動氣缸9、10所驅動。氣動氣缸僅通過調整空氣壓力使探針不論在完全向上或完全向下的位置上均獲得正確的定位，并且也容許在中間位置上受控制力搗實核芯。
在本發(fā)明范圍內也容許采用電氣機械拖動器(如果必要時通過傳感器)代替氣動氣缸。相似地氣動或液壓氣缸令人信服地可用于沖孔器的定位。
較佳地，電氣機械驅動的滑板在x及y軸線上使托盤14定位，以便一個或多個受體塊15和供體塊16的集合在沖孔器下精確定位?？商娲兀斜P可以是圓形并且以圓周運動模式驅動。必要的是供體和受體塊相對于沖孔器可以實行精確和可以預測的重復定位。通過許多眾所周知的手段，如限位開關、傳感器、位置反饋、步進和/或伺服馬達之類，所有運動可以處于電子和計算機控制之下。
典型的循環(huán)包括所要求的受體位置由x-y驅動器移動到受體沖孔器下面；受體沖孔器由其z向驅動器移動以穿入和取出坯料核芯，建立孔穴供以后使用；受體沖孔器被移動(由x-y驅動器)到靠近廢物容器(它可以安裝在與塊相同的托盤上)處，而受體探針被移動使坯料核芯排放入廢物容器；供體塊所要求的位置由x-y驅動器移動到供體沖孔器下面；供體沖孔器由其z-向驅動器移動以穿入并取出所要求的組織核芯；以前在受體塊之一中建立的孔穴由x-y驅動器移動到供體沖孔器下面；最后供體沖孔器由其z-向驅動器移動到接觸或接近受體塊，然后移動其探針把組織核芯植入受體塊中已經(jīng)建立的孔穴中。其次，橫向位置用x或y驅動器遞增到下一位置，并如此重復循環(huán)。
在本發(fā)明的范圍內無論塊還是沖孔器均可在實驗室參考框架上在x，y和z方向上移動，在本發(fā)明中只有相對運動是要緊的。
例如，代替堅固地附著在固定的基底或框架上，無論z-軸驅動器的兩者或之一均可安裝在水平定位驅動器上以便將其相對于固定基底移動，因此也就是對于托盤移動而不是使托盤對于固定基底移動。可替代地，例如托盤可以在x-方向移動而一個或兩個驅動器在y方向移動?？商娲?，可以采用根據(jù)極坐標的定位系統(tǒng)，其中運動之一為旋轉的而另一為徑向運動。實際上，例如供體塊可以安裝在計算機驅動的轉臺上而受體塊在另一不同的轉臺上，其中z驅動器水平地從一個轉臺到另一轉臺作直線運動。該直線運動也將用作在兩個轉臺上選擇所關心的徑向位置。可替代地，一組塊可以處于一個x-y臺上而另一組在轉臺上，或者各自在其自己的x-y臺上。
可以看到存在許多可能的組合和排列，對于不同的應用有其優(yōu)點。所有共同的關鍵因素是采用至少二個獨立的z驅動器。
此外，為增加無人管理儀器的范圍和能力，還可以設置含有供體和/或受體塊的儲存庫，可以或者是未加工的或者已沖孔的，其中儲存庫在操作上與所說儀器聯(lián)合以便對所說儀器提供塊，和/或從所說儀器接受塊。
在圖4中闡明一種沖孔器更換組織陣列儀器，其中沖孔器31被臂部33夾持并且由驅動器35垂直地移動。在沖孔器內有同軸的探針37，它被探針拖動器的驅動器41所移動，并垂直地由拖動器39相對于沖孔器移動。計算機43控制所有的驅動器和拖動器。托盤44通過拖動器47及48在x和y方向運動。托盤夾持受體塊45、供體塊46、廢物容器49和傳感器50。傳感器使計算機尋找沖孔器相對于托盤的位置。也可以采用如限位開關、編碼器、和反饋元件等其它傳感器，但為清楚起見沒有在圖中顯示，也由于在傳統(tǒng)工藝中這些應用是眾所周知的。
圖5顯示一種雙夾緊機構，作為握持機構的一種可能類型。計算機控制的電磁線圈70、73通過拖動器72、75連接到夾緊爪71、74。上夾緊爪握持探針套并連接到探針驅動器，下夾緊爪握持沖孔器套并連接到?jīng)_孔器驅動器。
圖6顯示一種可替代的雙握持機構。探針握持器80具有少許大于探針套的孔口。沖孔器握持器81具有少許大于沖孔器套的孔口。在液壓(例如，氣囊密封，液壓夾緊爪)、電磁、或真空抽吸裝置的作用下，探針握持器和沖孔器握持器各自握住探針和沖孔器。
較佳地握持器具有定位座(可以是V形)，靠著該定位座探針套或沖孔器套可以準確定位。
顯然，各握持器的設計和操作可以是相同的，或各握持器可以是不同的類型。
雖然有很多途徑建立沖孔器更換組織陣列儀器，以下將較詳細地描述一種較佳實施方案。兩沖孔器，受體和供體沖孔器，各自儲存在基底上分開的夾持器中，該基底也夾持供體塊和受體塊(圖4)。各沖孔器設置有把蠟質或組織推出沖孔器的探針。沖孔器或探針組件之一均可用同一個x，y移動系統(tǒng)(用來移動供體和受體塊)移動到z-軸的握持器下面(圖5)。z-軸然后用來使握持器向下移動，并握持需要為下一次操作的沖孔器。當必須更換不同的沖孔器時，空沖孔器夾持器60被移動到z-軸驅動器的握持器下面，而z-軸驅動器降低和釋放不再需要的沖孔器。z-軸驅動器然后升起空握持器，另一沖孔器被放在握持器下面，而z-軸驅動器降低握持器以便獲取目標中的沖孔器。
當獲取沖孔器后，在同一操作中其探針連接到探針驅動器。主動沖孔器的探針可以由簡單的氣動氣缸驅動。氣動氣缸不論在全升還是全降位置均可使探針精確定位，并且還允許僅僅通過調整空氣壓力使在中間位置的受控制力搗實核芯。在本發(fā)明范圍內也可使用電氣機械拖動器(如有必要可帶力傳感器)以替代氣動氣缸，或者使用氣動或液壓氣缸使沖孔器定位。
較佳地，電氣機械驅動的滑片使托盤在x和y軸方向定位而容許一組包括一個或多個受體及供體塊在沖孔器下準確定位。所有這些運動可以處于電子及計算機控制下，通過許多已知手段中任何一種，例如限位開關、傳感器、位置反饋、步進和/或伺服馬達之類。
典型的循環(huán)包括所要求的受體位置由x-y驅動器移動到受體沖孔器下面；受體沖孔器由其z向驅動器移動以穿入和取出坯料核芯，建立孔穴供以后使用；受體沖孔器被移動(由x-y驅動器)到靠近廢物容器(它可以安裝在與塊相同的托盤上)處，而受體探針被移動使坯料核芯排放入廢物容器；受體沖孔器被返回到其夾持器而獲取供體沖孔器，供體塊所要求的位置由x-y驅動器移動到供體沖孔器下面；供體沖孔器由其z-向驅動器移動以穿入并取出所要求的組織核芯；以前在受體塊之一中建立的孔穴由x-y驅動器移動到供體沖孔器下面；最后供體沖孔器由其z-向驅動器移動到接觸或接近受體塊，然后移動其探針把組織核芯植入受體塊中已經(jīng)建立的孔穴中。其次，橫向位置用x或y驅動器遞增到下一位置，并如此重復循環(huán)。
在本發(fā)明范圍內，無論塊或沖孔器均可在x、y和z方向相對于實驗室參考框架中移動，在本發(fā)明中只有相對運動是要緊的。
可以看到存在許多可能的組合和排列，對于不同的應用有其優(yōu)點。所有共同的關鍵因素是采用至少二個獨立的z驅動器。
此外，為增加無人管理儀器的范圍和能力，還可以設置含有供體和/或受體塊的儲存庫，可以或者是未加工的或者已沖孔的，其中儲存庫在操作上與所說儀器聯(lián)合以便對所說儀器提供塊，和/或從所說儀器接受塊?，F(xiàn)在本發(fā)明已經(jīng)描述完畢。
權利要求
1.一種在受體塊中建立組織陣列的儀器，儀器包括第一和第二沖孔器單元，各沖孔器單元包括一個包含沖孔器套的沖孔器和一個包含探針套的探針，夾持至少一個供體塊的裝置，夾持至少一個受體塊的裝置，選擇性地使所說受體塊和所說供體塊相對于所說第一和第二沖孔器重新定位的裝置。
2.一種在受體塊中建立組織陣列的儀器，儀器包括夾持至少一個供體塊的平臺；夾持所說受體塊的平臺；第一沖孔器單元，安裝在沖孔器臂部，所說第一沖孔器單元包括受體沖孔器和相關的探針；第二沖孔器單元，安裝在沖孔器臂部，所說第二沖孔器單元包括受體沖孔器和相關的探針，所說供體沖孔器具有大于所說受體沖孔器的內部直徑；和選擇性地使所說受體塊平臺和所說供體塊平臺相對于所說第一和第二沖孔器重新定位的裝置；其中，所說第一和第二沖孔器單元各具有其自己獨立地操作的沖孔器驅動器，并且其中所說第一和第二沖孔器單元可獨立地沿各自第一和第二沖孔器軸線移動，所說沖孔器軸線是平行的而且互相隔開。
3.如權利要求2所述的儀器，其特征在于，一個或更多的平臺移動裝置和沖孔器移動裝置在計算機控制之下。
4.如權利要求2所述的儀器，其特征在于，供體塊夾持平臺和受體塊夾持平臺為不同的平臺。
5.如權利要求4所述的儀器，其特征在于，所說供體塊夾持平臺和受體塊夾持平臺之一至少可在x和y軸線之一上移動，并且其中所說平臺的另一個由可圍繞z軸線旋轉的轉臺形成。
6.如權利要求2所述的儀器，其特征在于，供體塊夾持平臺和受體塊夾持平臺為同一平臺。
7.如權利要求6所述的儀器，其特征在于，所說供體塊夾持平臺和所說受體塊夾持平臺沿x和y軸線被驅動，并且其中所說沖孔器沿z軸線被驅動。
8.如權利要求7所述的儀器，其特征在于，所說供體塊夾持平臺和所說受體塊夾持平臺形成可圍繞z軸線旋轉的轉臺，并且其中無論所說沖孔器或所說平臺均設置有至少在x或y軸線之一上移動的裝置。
9.如權利要求2所述的儀器，其特征在于，供體塊沖孔器和受體塊沖孔器能夠獨立地和同時地沿z軸線移動。
10.一種在受體塊中建立組織陣列的儀器，儀器包括第一和第二沖孔器單元，各沖孔器單元包括含有沖孔器套的沖孔器和含有探針套的探針；夾持至少一個供體塊的裝置，夾持至少一個受體塊的裝置，握持器裝置，用于可釋放地每次精確夾持所說沖孔器之一，與所說握持器相關的裝置，用于相對于所說沖孔器套移動所說探針套，相對于所說供體和受體塊夾持器的至少一個精確地移動和定位所說沖孔器套的裝置，其中所說握持器裝置適合于個別地接受、移動和釋放所說沖孔器。
11.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，所說握持器設置有沿z軸線移動的裝置。
12.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，所說供體和受體塊夾持器設置有沿x和y軸線移動的裝置，以便選擇性地使所說供體塊夾持器和所說受體塊夾持器相對于所說握持器重新定位。
13.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，所說供體塊夾持器和所說受體塊夾持器設置在可繞z軸線旋轉的轉臺上。
14.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，一個或多個運動可以通過動力驅動器處于計算機或手動控制之下。
15.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，供體塊夾持器和受體塊夾持器設置在不同的平臺上。
16.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，所說供體塊夾持平臺和所說受體塊夾持平臺之一可以至少沿x和y軸線在至少一軸線移動，并且其中另一個所說平臺由可繞z軸線旋轉的轉臺形成。
17.如權利要求10所述的儀器，其特征在于，供體塊夾持器和受體塊夾持器設置在同一平臺上。
18.如權利要求2或10所述的儀器，其特征在于，還包括一定量的柔軟填充材料，設置在沖孔器內的探針尖端處。
19.如權利要求18所述的儀器，其特征在于，所說柔軟填充材料為彈性體。
20.如權利要求2或10所述的儀器，其特征在于，所說探針由能夠施加受控制力的拖動器驅動。
21.如權利要求2或10所述的儀器，其特征在于，所說探針的行程長度能夠由所說探針拖動器控制。
22.如權利要求2或10所述的儀器，其特征在于，探針拖動器由一計算機控制行程長度。
23.如權利要求2或10所述的儀器，其特征在于，還包括含有塊的儲存庫，并且可操作地與移動塊到所說儀器和/或從所說儀器接受塊的裝置聯(lián)合工作。
全文摘要
生物組織陣列可以通過在一系列嵌入組織的供體塊(16)中從所關心區(qū)域除去核芯而建立。取出的核芯可放置在受體塊(15)內的有規(guī)則的陣列中。這是通常用兩個不同的沖孔器完成，一個用來獲得所關心的核芯，而另一個形成在受體塊(15)中的接受孔。本發(fā)明包括含有兩個單獨z－軸的系統(tǒng)，每沖孔器各有一個。各沖孔器有其自己的探針并且各沖孔器的軸線平行于其驅動器的軸線?？商娲?，本發(fā)明可設置單個z軸線，并帶有自動更換兩個或更多沖孔器進入或退出在z軸線夾持器上的機構。
文檔編號G01N35/00GK1498263SQ02806824
公開日2004年5月19日 申請日期2002年3月19日 優(yōu)先權日2001年3月19日
發(fā)明者S·B·萊頓, S B 萊頓 申請人:比契器具公司