本發(fā)明涉及一種自動處理樣本的機臺以及自動處理樣本的方法。

背景技術(shù)：

樣本與試劑的調(diào)配與離心是生醫(yī)化學類實驗或試驗常見的兩個步驟。一般在實驗室或檢驗室中，實驗或試驗操作者必須以手工調(diào)配樣本與試劑后，再倒入離心管并放入離心機中進行離心，通過離心力將密度不同的物質(zhì)進行分層，以便取得目標物質(zhì)或再進行后續(xù)實驗。

然而，前述兩個重要步驟，往往在繁復的實驗或試驗流程中，必須多次地交替操作，占用大量的人力與時間，也易產(chǎn)生人為的誤差或錯誤，進而影響實驗或試驗的正確性與可重復性。

因此，如何提出一種可解決上述問題的處理樣本的機臺與方法，是目前業(yè)界亟欲投入研發(fā)資源解決的問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種可降低進行實驗或試驗時流程中需要的大量人力與時間的自動處理樣本的機臺與方法。

為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一實施方式，一種自動處理樣本的機臺包含架體、滑軌模組、置放裝置、吸吐裝置、離心裝置以及中央處理機?；壞＝M可移動地設(shè)置于架體。置放裝置具有多個置放槽。置放槽設(shè)置于滑軌模組移動范圍內(nèi)。吸吐裝置固置于滑軌模組，用以吸吐置放槽中的液體。離心裝置具有馬達與受馬達驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的流道碟片。中央處理機設(shè)置以控制滑軌模組移動，進而帶動吸吐裝置往復移動于置放裝置與流道碟片。中央處理機還設(shè)置以控制馬達驅(qū)動流道碟片，并控制吸吐裝置在流道碟片旋轉(zhuǎn)期間將液體滴入至流道碟片。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的移動滑軌模組包含三個軸 移動滑軌模組，用以分別沿著實質(zhì)上相互垂直的三個方向相對移動。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的吸吐裝置包含至少一個針筒注射器。當吸吐裝置移動至流道碟片時，針筒注射器對準流道碟片的至少一個注入口。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的流道碟片還包含收集盒與流道結(jié)構(gòu)，且流道結(jié)構(gòu)包含連通收集盒的第一流道與第二流道。

為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，一種自動處理樣本的方法包含：(a)于置放裝置中提供預處理樣本；(b)驅(qū)動流道碟片旋轉(zhuǎn)；(c)控制吸吐裝置移動至置放裝置吸取預處理樣本；(d)移動吸吐裝置至流道碟片；以及(e)在流道碟片旋轉(zhuǎn)期間，控制吸吐裝置將預處理樣本滴入至流道碟片的第一注入口。

于本發(fā)明的一或多個實施方式中，上述控制吸吐裝置將預處理樣本滴入第一注入口的滴入速度實質(zhì)上為0.5ml/min至40ml/min。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述驅(qū)動流道碟片旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速實質(zhì)上為1000rpm至3000rpm。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的步驟(e)將預處理樣本的待分析物經(jīng)流道碟片的第一流道分離至收集盒。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的步驟(a)包括控制吸吐裝置于置放裝置中調(diào)配原始樣本與第一試劑而生成預處理樣本。原始樣本為血液樣本，且第一試劑包含緩沖液以及紅白血球結(jié)合試劑。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的自動處理樣本的方法還包含：(f)于步驟(e)的前后，在流道碟片旋轉(zhuǎn)期間，控制吸吐裝置將第二試劑或/與第三試劑滴入至流道碟片。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的第二試劑為密度梯度液。第三試劑為緩沖液。第二試劑與第三試劑分別同時滴入第一注入口與流道碟片的第二注入口。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的自動處理樣本的方法還包含：(g1)控制吸吐裝置將第四試劑滴入至流道碟片；(g2)驅(qū)動流道碟片停止旋轉(zhuǎn)；以及(g3)在流道碟片停止旋轉(zhuǎn)第一預定時間的后，驅(qū)動流道碟片旋轉(zhuǎn)。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的第四試劑包含細胞膜表染劑以及細胞固定液。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的自動處理樣本的方法還包含：(h1)控制吸吐裝置將第五試劑滴入至流道碟片；(h2)驅(qū)動流道碟片停止旋轉(zhuǎn)；以及(h3)在流道碟片停止旋轉(zhuǎn)第二預定時間之后，驅(qū)動流道碟片旋轉(zhuǎn)。

于本發(fā)明的一個或多個實施方式中，上述的第五試劑包含細胞核表染劑以及細胞膜表通透劑。

綜上所述，本發(fā)明的自動處理樣本的機臺以及自動處理樣本的方法可將樣本與試劑的調(diào)配與離心-這兩個生醫(yī)化學類實驗或試驗常見的步驟，予以結(jié)合并自動化。特別是針對某些高難度復雜的實驗或試驗，必須于離心期間不斷調(diào)配試劑且滴入樣本或/與試劑，人工難以達成的操作行為，通過本發(fā)明的自動化機臺，即可克服前述人工問題，減少進行實驗或試驗時需要的大量人力與時間，也可降低人為的誤差或錯誤，進而可提高實驗或試驗的正確性與可重復性。

以上所述僅用以闡述本發(fā)明所欲解決的問題、解決問題的技術(shù)手段、及其產(chǎn)生的功效等等，本發(fā)明的具體細節(jié)將在下文的實施方式及相關(guān)圖式中詳細介紹。

附圖說明

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下：

圖1為本發(fā)明一實施方式的自動處理樣本的機臺的立體圖。

圖2為本發(fā)明一實施方式的離心裝置的流道碟片的立體圖。

圖3為本發(fā)明一實施方式的自動處理樣本的方法的流程圖。

附圖標記說明

100：自動處理樣本的機臺

110：架體

120：滑軌模組

121：x軸移動滑軌

122：y軸移動滑軌

123：z軸移動滑軌

124：步進馬達控制器

130：置放裝置

131a、131b：置放槽

140：吸吐裝置

140a、140b：針筒注射器

150：離心裝置

151：馬達

152：流道碟片

152a：流道結(jié)構(gòu)

152a1：第一注入口

152a2：第二注入口

152a3：出口

152a4：第一流道

152a5：第二流道

152b：收集盒

160：中央處理機

s101～s114：步驟

具體實施方式

以下將以圖式揭露本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務(wù)上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實務(wù)上的細節(jié)不應(yīng)用于限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務(wù)上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些現(xiàn)有慣用的結(jié)構(gòu)與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示。

請參照圖1，顯示本發(fā)明一實施方式的自動處理樣本的機臺100的立體圖。如圖1所示，于本實施方式中，自動處理樣本的機臺100包含架體110、滑軌模組120、置放裝置130、吸吐裝置140、離心裝置150以及中央處理機160?；壞＝M120可移動地設(shè)置于架體110。置放裝置130具有多個置放槽 131。置放槽131設(shè)置于滑軌模組120移動范圍內(nèi)。吸吐裝置140固置于滑軌模組120，用以吸吐置放槽131中的各種液體。離心裝置150具有馬達151與受馬達151驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的流道碟片152。中央處理機160耦接滑軌模組120、吸吐裝置140與馬達151，可設(shè)置于架體110上或架體110外，位置并無限制。中央處理機160設(shè)置以控制滑軌模組120移動，進而帶動吸吐裝置140往復移動于置放裝置130與流道碟片152(在圖1中以虛線表示)之間。中央處理機160還設(shè)置以控制馬達151驅(qū)動流道碟片152，并控制吸吐裝置140在流道碟片152旋轉(zhuǎn)期間將液體滴入至流道碟片152。

于本發(fā)明一些實施方式中，滑軌模組120為三軸移動滑軌模組。舉例來說，如圖1所示，滑軌模組120包含x軸移動滑軌121、y軸移動滑軌122以及z軸移動滑軌123，用以分別沿著實質(zhì)上相互垂直的三個方向相對移動。x軸移動滑軌121設(shè)置于架體110，并可相對架體110沿著x軸方向移動。y軸移動滑軌122設(shè)置于架體110，并可相對架體110沿著y軸方向移動。置放裝置130設(shè)置于y軸移動滑軌122，進而可被y軸移動滑軌122帶動而沿著y軸方向移動。z軸移動滑軌123設(shè)置于x軸移動滑軌121，并可相對架體110沿著z軸方向移動。吸吐裝置140固置于z軸移動滑軌123。因此，通過中央處理機160控制x軸移動滑軌121作動，即可帶動吸吐裝置140往復移動于置放裝置130與流道碟片152；通過中央處理機160控制y軸移動滑軌122作動，即可帶動置放裝置130而使特定的置放槽131與吸吐裝置140在z軸方向上對齊；通過中央處理機160控制z軸移動滑軌123作動，即可在吸吐裝置140移動至置放裝置130上方時，帶動吸吐裝置140向下移動至特定的置放槽131進行吸取或注射的動作，或在吸吐裝置140移動至流道碟片152上方時，帶動吸吐裝置140向下移動至注入口進行注射的動作。于本發(fā)明一些實施方式中，滑軌模組120還包含步進馬達控制器124，用以控制x軸移動滑軌121、y軸移動滑軌122與z軸移動滑軌123的作動。

于本發(fā)明一些實施方式中，中央處理機160為電腦、單片機或可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller,plc)，但本發(fā)明并不以此為限。

于本發(fā)明一些實施方式中，吸吐裝置140包含至少一個針筒注射器(syringe)，但本發(fā)明并不以此為限。于本發(fā)明一實施例中，吸吐裝置140包含針筒注射器140a與針筒注射器140b，如圖1所示。

請參照圖2，顯示本發(fā)明一實施方式的離心裝置150的流道碟片152的立體圖。如圖2所示，于本實施方式中，流道碟片152包含流道結(jié)構(gòu)152a以及收集盒152b。本發(fā)明的流道結(jié)構(gòu)152a至少包含一注入口及一出口，于本發(fā)明的一實施例中，流道結(jié)構(gòu)152a包含第一注入口152a1、第一流道152a4(圖2中以虛線表示)、第二注入口152a2、第二流道152a5(圖2中以虛線表示)以及出口152a3。第一注入口152a1與第二注入口152a2皆連通至出口152a3。第一注入口152a1會經(jīng)由第一流道152a4連通至出口152a3，而第二注入口152a2會經(jīng)由第二流道152a5連通至出口152a3。補充說明，本發(fā)明的第一流道152a4與第二流道152a5長度可相同或不相同，流道數(shù)量與形狀也并不因此限制。另外，本發(fā)明的流道碟片不需要有閥門等復雜設(shè)計。收集盒152b設(shè)置于流道結(jié)構(gòu)152a的出口152a3處。在流道碟片152旋轉(zhuǎn)期間，可通過中央處理機160控制吸吐裝置140將預處理樣本滴入至第一注入口152a1。在離心力的作用之下，預處理樣本的待分析物會被分離出而由第一注入口152a1經(jīng)由第一流道152a4流動至出口152a3處，進而收集于收集盒152b內(nèi)。另外，在流道碟片152旋轉(zhuǎn)期間，還可通過中央處理機160控制吸吐裝置140將一試劑滴入至第二注入口152a2。同樣地，在離心力的作用之下，試劑的某些成份也會分離出而由第二注入口152a2經(jīng)由第二流道152a5流動至出口152a3處，進而收集于收集盒152b內(nèi)，并與待分析物混合，產(chǎn)生化學反應(yīng)。

于本發(fā)明一些實施方式中，自動處理樣本的機臺100的實際運作過程可如以下操作：(1)將實驗或試驗所需的原始樣本與試劑于實驗或試驗前分別置于置放裝置130的各置放槽131中；(2)依照中央處理機160(例如通過屏幕)的引導式流程，設(shè)定好置放裝置130、吸吐裝置140與離心裝置150等實驗或試驗的處理步驟、試劑量、離心裝置的轉(zhuǎn)速、時間等；以及(3)通過中央處理機160利用滑軌模組120與吸吐裝置140，依照實驗或試驗規(guī)劃的步驟與方式，將原始樣本與試劑在置放裝置130中移動做調(diào)配，或?qū)⒄{(diào)配好的預處理樣本與試劑移至離心裝置150做離心。

請參照圖3，顯示本發(fā)明一實施方式的自動處理樣本的方法的流程圖。如圖3所示，并配合圖1與圖2，本實施方式以分離癌癥病患血液中的循環(huán)癌細胞(circulatingtumorcells,ctcs)試驗為例，其試驗流程需要做樣本與試劑 調(diào)配與離心分離。

要說明的是，癌轉(zhuǎn)移是癌癥相關(guān)死亡的主要原因。癌細胞通過血液循環(huán)的傳播是一個重要的中間步驟，其也體現(xiàn)了區(qū)域性疾病切換至于全身性疾病。在疾病的反復演變過程中，循環(huán)癌細胞提供癌的生物學特征的評估機會，使得醫(yī)生可迅速作出反應(yīng)來以最適合的特定靶向治療對患者進行治療，并有可能在不久的將來預防轉(zhuǎn)移性疾病。

舉例來說，本發(fā)明的自動處理樣本的方法包含步驟s101～s113。

在進行步驟s101之前，可先將試驗所需的各種液體，如原始樣本(如癌癥病患血液)、各種試劑如緩沖劑、紅白血球結(jié)合試劑、密度梯度液、免疫螢光染劑、細胞膜表染劑、細胞固定液、細胞膜表通透劑等，分別置于置放裝置130的對應(yīng)置放槽中(如圖1所示的置放槽131a,131b)。

接著，可進行步驟s101以完成預處理樣本的生成步驟。

在步驟s101中，控制吸吐裝置140于置放裝置130中調(diào)配原始樣本與第一試劑而生成預處理樣本。其中，第一試劑包含緩沖液以及紅白血球結(jié)合試劑。于本發(fā)明其他實施例中，亦可由人工調(diào)配好預處理樣本，再放入置放裝置130中。

以分離癌癥病患血液中的循環(huán)癌細胞試驗為例，在步驟s101之前，可先將緩沖劑添加到置放槽131a之中，以便吸吐裝置140在吸取不同試劑之間，可于清洗槽中將吸吐裝置140中殘留的試劑清除干凈，以免污染樣品或各個試劑。于本實施例中，置放槽131b中已有原始樣本，具體來說，在步驟s101中，可利用針筒注射器140a與針筒注射器140b將緩沖液與紅白血球結(jié)合試劑分別加入置放槽131b中而獲得稀釋血液，并且使用吸吐裝置140的一針筒注射器吸取稀釋血液然后吐出稀釋血液的方式將其均勻混合，進而生成預處理樣本。于本發(fā)明的一些實施方式中，血液稀釋與混合步驟以每分鐘吸吐一次的速率，并持續(xù)進行二十分鐘的方式調(diào)配出預處理樣本。

接著，可依序進行步驟s102～s105以完成預處理樣本離心與收集待分析物的步驟。

在步驟s102中，驅(qū)動流道碟片152旋轉(zhuǎn)。于本發(fā)明的一些實施方式中，驅(qū)動流道碟片152旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可為1000rpm至3000rpm，較佳為2500rpm，但本發(fā)明并不以此為限。

在步驟s103中，控制吸吐裝置140移動至置放裝置130吸取預處理樣本。于本實施例中，控制吸吐裝置140與置放槽131b移動至相對準的位置，并控制吸吐裝置140的針筒注射器(如針筒注射器140a)吸取預處理樣本。

在步驟s104中，移動吸吐裝置140至流道碟片152。于本實施例中，可控制針筒注射器140a對準流道碟片152的第一注入口152a1。

在步驟s105中，在流道碟片152旋轉(zhuǎn)期間，控制吸吐裝置140將預處理樣本滴入至流道碟片152，如滴入第一注入口152a1，其滴入速度實質(zhì)上可為0.5ml/min至40ml/min，較佳速度為20ml/min。其中，通過步驟s105的執(zhí)行，可利用離心力將預處理樣本從第一注入口152a1經(jīng)過具有一預定長度的流道(如本實施例為第一流道152a4)，使待分析物從預處理樣本中分離至流道碟片152的收集盒152b。

于本發(fā)明的一些實施方式中，在血液離心的步驟中(例如在步驟s103之前)還包含步驟s106。

在步驟s106中，控制吸吐裝置140將第二試劑或/與第三試劑滴入流道碟片152。其中，第二試劑可為密度梯度液。第三試劑可為緩沖液。于本發(fā)明的一實施例中，步驟s106可包含先控制吸吐裝置140移動到置放裝置130，控制針筒注射器140a吸取密度梯度液，并控制針筒注射器140b吸取緩沖液，之后吸吐裝置140再移動到流道碟片152上方，使針筒注射器140a與針筒注射器140b分別對準第一注入口152a1與第二注入口152a2，以便密度梯度液與緩沖液同時或先后滴入流道碟片152。另外，密度梯度液可與預處理樣本從相同的注入口滴入，以便于離心過程中相混合。于本實施例中，密度梯度液可從第一注入口152a1經(jīng)過第一流道152a4進入收集盒152b，而緩沖液可從第二注入口152a2經(jīng)過第二流道152a5進入收集盒152b。

接著，當已將第二試劑與第三試劑的預定量滴入流道碟片152后，再執(zhí)行后續(xù)步驟s103。

于本發(fā)明的一些實施方式中，在血液離心的步驟中(例如在步驟s105之后)還包含步驟s107。在步驟s107中，控制吸吐裝置140將第二試劑或/與第三試劑滴入流道碟片152，步驟s107與步驟s106雷同，不再贅述。

于本發(fā)明的一些實施方式中，前述步驟s105與s107可重復執(zhí)行四次，但本發(fā)明并不以此為限。值得注意的是，自步驟s102至步驟s105，都為流 道碟片152旋轉(zhuǎn)期間。

接著，可進行步驟s108～s114以完成細胞染色的步驟。

在步驟s108中，控制吸吐裝置140將第四試劑滴入至流道碟片152。其中，第四試劑包含細胞膜表染劑以及細胞固定液。于本發(fā)明的一些實施方式中，細胞膜表染劑與細胞固定液的試劑混合步驟也可包含于本發(fā)明的自動處理樣本的方法中。另外，于本發(fā)明的一些實施方式中，第四試劑可由針筒注射器140b滴入第一注入口152a1或第二注入口152a2，滴入速度可如同步驟s105的速度。

在步驟s109中，驅(qū)動流道碟片152停止旋轉(zhuǎn)。換言之，自步驟s102至步驟s108，流道碟片152都為旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

在步驟s110中，在流道碟片152停止旋轉(zhuǎn)第一預定時間之后，驅(qū)動流道碟片152旋轉(zhuǎn)。于本發(fā)明的一些實施方式中，第一預定時間為約30分鐘，以達到有效的染色效果，但本發(fā)明并不以此為限。

在步驟s111中，控制吸吐裝置140將第五試劑滴入至流道碟片152。其中第五試劑包含細胞核表染劑以及細胞膜表通透劑。于本發(fā)明的一些實施方式中，細胞核表染劑以及細胞膜表通透劑的試劑混合步驟也可包含于本發(fā)明的自動處理樣本的方法中。另外，于本發(fā)明的一些實施方式中，第五試劑可由針筒注射器140b滴入第一注入口152a1或第二注入口152a2，滴入速度可如同步驟s105的速度。

在步驟s112中，驅(qū)動流道碟片152停止旋轉(zhuǎn)。

在步驟s113中，在流道碟片152停止旋轉(zhuǎn)第二預定時間之后，驅(qū)動流道碟片152旋轉(zhuǎn)。于本發(fā)明的一些實施方式中，第二預定時間為約40分鐘，以達到有效的染色效果，但本發(fā)明并不以此為限。

在步驟s114中，驅(qū)動流道碟片152停止旋轉(zhuǎn)。

最后，可依照中央處理機160(例如通過屏幕)的引導式流程，依序完成取出置放裝置130、吸吐裝置140與離心裝置150等實驗或試驗后的處理步驟，即可完成本發(fā)明的自動處理樣本的方法。

由以上對于本發(fā)明的具體實施方式的詳述，可以明顯地看出，本發(fā)明的自動處理樣本的機臺以及自動處理樣本的方法可將樣本與試劑的調(diào)配與離心-這兩個生醫(yī)化學類實驗或試驗常見的步驟，予以結(jié)合并自動化。特別是針對 某些高難度復雜的實驗或試驗，必須于離心期間不斷調(diào)配試劑且滴入樣本或/與試劑，人工難以達成的操作行為，通過本發(fā)明的自動化機臺，即可克服前述人工問題，減少進行實驗或試驗時需要的大量人力與時間，也可降低人為的誤差或錯誤，進而可提高實驗或試驗的正確性與可重復性。

雖然本發(fā)明的實施方式已經(jīng)進行了詳細描述，然其并不用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，做出的各種的更動與修飾，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。