用于在基板上處理生物樣本的蓋元件、方法和處理模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于支撐生物樣本的基板的蓋元件，其包括：相對的第一端部和第二端部；相對的第一表面和第二表面；位于第二表面中的空隙，當空隙與基板并置時形成腔室；以及流體入口，朝向第一端部并與空隙流體連通?？障队煽障侗诮缍?，空隙壁具有用于增強腔室內(nèi)的流體移動的一個或多個成型區(qū)域。本發(fā)明還提供了一種用于生物樣本的處理模塊，其包括：蓋元件；支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；以及夾持裝置，用于將蓋元件以與基板并置的方式能釋放地保持持續(xù)一溫育時間段。本發(fā)明還提供一種通過一種或多種試劑溫育生物樣本的方法，該方法使用所述蓋元件。
【專利說明】用于在基板上處理生物樣本的蓋元件、方法和處理模塊
[0001] 本發(fā)明的領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用于進行解剖學(xué)病理樣本的自動染色的儀器和方法。特別地（但不排 它地），本發(fā)明涉及蓋元件，該蓋元件在基板上形成試劑腔室，所述基板諸如為其上已經(jīng)放 置有病理樣本的載玻片。
[0003] 本發(fā)明的背景
[0004] 用于生物樣本（諸如解剖學(xué)病理樣本）的自動處理的儀器是眾所周知的。處理 可包括在免疫化學(xué)、原位雜交、特殊染色和細胞學(xué)中典型的那些類型的染色過程。一些染 色過程的自動化已提高了病理測試可以完成的速度，從而導(dǎo)致了更早的診斷，并且在某些 情況下，導(dǎo)致了更早的干預(yù)。通常在被置于顯微鏡載玻片上的樣本上執(zhí)行染色以便突出顯 現(xiàn)生物樣本中的某些組織學(xué)特征，并且通常用少量的試劑執(zhí)行樣本的溫育（incubation，培 養(yǎng)）。在許多情況下，樣本的自動染色涉及操縱機器人臂，以傳遞等分的（aliquot，小份的） 試劑以實現(xiàn)染色。盡管自動化具有多種優(yōu)點，但是也存在與使這些過程自動化相關(guān)聯(lián)的限 制。
[0005] 在一些情況下，由自動儀器實現(xiàn)的染色是不均衡的或不可靠的，導(dǎo)致一些載玻片 被病理學(xué)家拒絕或"失敗"。失敗可歸因于形成在試劑中的氣泡（所述氣泡導(dǎo)致不均勻的染 色）、和/或來自于試劑的殘渣（debris，殘留物）（其產(chǎn)生較低質(zhì)量的染色）。在其他情況 下，因為購買和維護所使用的儀器和/或試劑的成本高，所以運行每個測試的成本通常非 常高。在另一些情況下，染色區(qū)域相對于樣本尺寸太小，并且不能用于診斷分析。
[0006] 由于各種各樣的移動部件需要校準、維護和清洗，因此自動儀器的復(fù)雜性也成為 問題。在許多情況下，處理樣本的生產(chǎn)量受到批次處理模式限制，其中樣本處理時間受到在 該批次中執(zhí)行的最慢的染色方案（計劃，規(guī)程，protocol)限制。
[0007] 理想地，改進對生物樣本的自動處理的可用方法，或至少提供一種對所使用的方 法和裝置的可行的替代方式。
[0008] 在本文中對本發(fā)明的【背景技術(shù)】的討論（包括對文獻、行為、材料、裝置、物品等的 引用）旨在解釋本發(fā)明的背景。這不應(yīng)被理解為承認或建議截止任何權(quán)利要求的 優(yōu)先權(quán)日: 時所引用的任何材料已被公開、已知或是專利領(lǐng)域中的公知常識的一部分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 從一個方面看，本發(fā)明提供了一種用于基板的蓋元件，所述基板支撐生物樣本，所 述蓋元件包括：
[0010] a)相對的第一端部和第二端部；
[0011] b)相對的第一表面和第二表面；
[0012] c)位于第二表面中的空隙（void，孔隙），所述空隙當與基板并置時形成腔室；以 及
[0013] d)流體入口，朝向第一端部并與空隙流體連通；
[0014] 其中，空隙由空隙壁界定，空隙壁具有用于增強腔室內(nèi)的流體移動的一個或多個 成型區(qū)域（contoured region,波狀外形區(qū)域）。
[0015] 優(yōu)選地，所述蓋元件包括流體出口，所述流體出口朝向第二端部并與空隙流體連 通，并且流體能通過流體出口被抽出。
[0016] 在一個或多個實施方式中，一個或多個成型區(qū)域包括倒圓的角部，倒圓的角部將 端壁與空隙的側(cè)壁連接。在一個實施方式中，成型區(qū)域可包括朝向蓋元件的第二端部的倒 圓的角部，以促進流體從腔室移除。在另一實施方式中，成型區(qū)域可包括倒圓的角部，倒圓 的角部將端壁與空隙的側(cè)壁連接、并朝向蓋元件的第一端部，以促進腔室內(nèi)的流體流動。在 又一實施方式中，所述一個或多個成型區(qū)域可包括倒圓的檐口（cornices)，倒圓的檐口將 空隙的壁與蓋元件的第二表面中的空隙頂板連接。在再一實施方式中，所述一個或多個成 型區(qū)域可包括錐形的或橢圓狀的端部區(qū)域，所述端部區(qū)域接合空隙的相對側(cè)壁。
[0017] 當腔室封閉時，所述蓋元件可提供一容積，該容積為30至200 μ 1，優(yōu)選地為50至 150 μ 1，且更優(yōu)選地為約100 μ 1至約125 μ 1。在一個或多個實施方式中，腔室的高度為50 至200 μ m。在一些實施方式中，高度優(yōu)選為100至150 μ m。在某些實施方式中，蓋元件包 括位于入口處的儲存部，儲存部具有的容積足以容納待分配到腔室中的用于處理方案中的 一步驟的一等分或多等分的流體。
[0018] 第二表面具有空隙頂板，在不同實施方式中，空隙頂板具有用于增強試劑從入口 到出口的擴展的修整部（finish)。修整部可為例如從包括以下項目的組中選擇的紋理：蝕 刻的、皺紋的、凹陷的、傾斜的、弓狀的和波紋狀的?？商鎿Q地，修整部可以是空隙頂板和/ 或壁的至少部分上的材料修整部或涂層。
[0019] 優(yōu)選地，蓋元件適于在處理方案期間被保持為與基板并置。在一些實施方式中，蓋 元件是一次性的或半一次性的（例如，可在用于5個、10個、15個或20個方案后被更換）。 在其它實施方式中，蓋元件由至少兩個部件形成，所述至少兩個部件包括蓋元件本體和蓋 元件插入部，其中，蓋元件插入部被構(gòu)造成與基板一起形成腔室。在這種布置中，蓋元件插 入部可以是一次性的。
[0020] 在一些實施方式中，蓋元件包括包括濕氣屏障，濕氣屏障被構(gòu)造成減少位于與蓋 元件一起使用的基板上的樣本的變干。濕氣屏障可以采用不干擾基板上的樣本的任何適當 的形式。例如，濕氣屏障可以是材料護罩，該材料護罩適于覆蓋但不接觸載玻片上的樣本。 可替換地，濕氣屏障可以是蒸氣屏障，該蒸氣屏障防止基板上的樣本脫水。
[0021] 在一個實施方式中，蓋元件包括位于入口處的引導(dǎo)裝置，引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成將流 體引導(dǎo)到入口中。優(yōu)選地，引導(dǎo)裝置包括頸部，頸部的形狀形成為容納相應(yīng)形狀的分配探 測器末端，使得它們形成配合接觸，以用于將流體從探測器強迫分配到入口中。因此，頸部 可具有朝向第二表面減小的錐形部，其容納探測器末端。理想地，引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成與分 配探測器末端形成適貼配合（snug fit，緊貼配合）。這可以通過使得引導(dǎo)裝置具有順應(yīng)性 (compliance，柔性）來實現(xiàn)，所述順應(yīng)性足以接收分配探測器末端并與分配探測器末端形 成密封，但是在另一布置中，探測器末端是具有順應(yīng)性的。
[0022] 在另一實施方式中，蓋元件包括設(shè)置成與入口流體連通的分配邊緣。在使用時， 蓋元件適于圍繞分配邊緣樞轉(zhuǎn)，并且該樞轉(zhuǎn)運動導(dǎo)致入口中的流體從分配邊緣朝向出口 移動。蓋元件可進一步適于圍繞一軸線樞轉(zhuǎn)，該軸線延伸通過蓋元件并且垂直于在第一端 部與第二端部之間正交地延伸的平面，其中，圍繞所述軸線樞轉(zhuǎn)使得蓋元件傾斜?？赡芷?望說的蓋元件傾斜，以便防止入口中的流體過早釋放，或者以便當處于打開狀態(tài)中時接近 (access,夠到）位于蓋兀件下方的載玻片。
[0023] 在另一實施方式中，蓋元件包括包括流體分配特征，該流體分配特征被構(gòu)造成將 流體從入口分配到形成于蓋元件中的腔室的至少一寬度上。優(yōu)選地，流體分配特征包括跨 越腔室的寬度的通道。在一個實施方式中，通道具有階梯形輪廓，該階梯形輪廓的高度朝向 蓋元件的第一端部增加。理想地，通道被構(gòu)造成儲存來自于入口的一容積的流體。所儲存 的流體提供流體前緣（fluid front),所述流體前緣逐漸地擴散到基板上。
[0024] 流體分配特征被構(gòu)造成在封閉狀態(tài)中或在打開狀態(tài)中分配流體。為了打開分配， 流體分配特征被構(gòu)造成在蓋元件和基板從打開狀態(tài)到封閉狀態(tài)的相對滑動移動期間分配 流體，從而沿基板表面從分配特征抽出流體，其中在打開狀態(tài)中，樣本位于腔室外部，在封 閉狀態(tài)中，蓋元件覆蓋基板上的樣本的至少一部分。在封閉狀態(tài)中，蓋元件覆蓋基板上的樣 本的至少一部分，并且毛細作用沿基板表面將流體從分配特征抽出。
[0025] 蓋元件可進一步包括滑動引導(dǎo)裝置，滑動引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成在蓋元件和基板在打 開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間的相對滑動移動期間引導(dǎo)基板。理想地，滑動蓋元件還包括濕氣屏 障，濕氣屏障被構(gòu)造成減少位于與蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。濕氣屏障可以 是物理材料屏障或蒸氣或適于使樣本干燥最小化的其它屏障。
[0026] 從另一方面來看，本發(fā)明提供一種用于生物樣本的處理模塊，該處理模塊包括：
[0027] a.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件；
[0028] b.支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；以及
[0029] c.夾持裝置，能操作以便以與基板并置的方式將蓋元件能釋放地保持持續(xù)一溫育 時間段。
[0030] 夾持裝置施加夾持力，該夾持力足以在方案期間防止試劑從基板與蓋元件之間的 空間泄漏，同時不損害或破壞該基板。夾持力的范圍可以是例如大約3N至300N。在某些情 況下，可能難以實現(xiàn)更高的夾持力，例如當多個處理模塊被結(jié)合在自動儀器中時。因此，可 能期望使用較低的夾持力，例如250N或100N。也可以使用低至10N的夾持力。在一種形式 中，夾持裝置包括彈性元件，彈性元件被偏壓以將蓋元件保持成與基板并置。在各種實施方 式中，處理模塊還提供基板保持裝置，基板保持裝置被構(gòu)造成在腔室的打開期間將基板保 持在支撐表面上，例如以便克服"粘滯"的力。
[0031] 在一個或多個實施方式中，支撐表面包括熱交換器，熱交換器被構(gòu)造成在處理方 案期間控制位于基板上的生物樣本的溫度。然而，應(yīng)該理解的是，熱交換器可以形成上述蓋 元件的一部分，或者可以與蓋元件耦接。
[0032] 通常，處理模塊包括包括機器人，機器人被構(gòu)造成用于將基板和蓋元件中的一個 或兩個定位在處理模塊中，并且還可被構(gòu)造成在處理方案期間將試劑分配到蓋元件的入口 中。在各個實施方式中，處理模塊包括耦接部，該耦接部用于將蓋元件的一個或多個出口與 通向大氣的通氣部以及相應(yīng)的一個或多個負壓力源能互換地連接。通常，所述一個或多個 負壓力源產(chǎn)生介于_2kPa與_15kPa之間的受控真空。所述一個或多個負壓力源可由控制器 裝置控制，該控制器裝置被編程為施加持續(xù)時間為例如l〇〇〇ms至5000ms (優(yōu)選地約2000ms 至3000ms)的負壓力。
[0033] 處理模塊可被構(gòu)造成與自動樣本處理儀器一起使用，該自動樣本處理儀器包括在 儀器的控制器的控制下能獨立地操作的多個處理模塊。理想地，夾持裝置、熱交換器、機器 人、負壓力源和流體分配器以及與處理模塊一起使用的其它部件也處于儀器控制器的控制 之下。
[0034] 在一個實施方式中，處理模塊包括樞轉(zhuǎn)裝置，該樞轉(zhuǎn)裝置被構(gòu)造成使蓋元件圍繞 蓋元件上的分配邊緣樞轉(zhuǎn)，使得入口中的流體從分配邊緣朝向出口移動，并且其中，樞轉(zhuǎn)裝 置能操作以使蓋元件樞轉(zhuǎn)到打開狀態(tài)和封閉狀態(tài)，在封閉狀態(tài)中，蓋元件和基板并置以形 成腔室。
[0035] 優(yōu)選地，樞轉(zhuǎn)裝置為樞轉(zhuǎn)臂，樞轉(zhuǎn)臂用于將蓋元件定位在打開狀態(tài)中，其中，蓋元 件的第一端部的分配邊緣與基板相接觸，并且第二表面相對于基板以1至20度的角度設(shè) 置。樞轉(zhuǎn)臂還可用于攪拌腔室內(nèi)的試劑。在一實施方式中，樞轉(zhuǎn)臂用于將蓋元件定位在打 開狀態(tài)中，使得基板和第二表面以一角度設(shè)置，以在蓋元件入口中接收等分的流體。在一實 施方式中，基板和第二表面以大約5至60度的角度設(shè)置。在一實施方式中，基板和第二表 面以大約8至25度的角度設(shè)置。在一實施方式中，基板和第二表面以大約10度的角度設(shè) 置。樞轉(zhuǎn)臂可用于將模塊設(shè)置在釋放狀態(tài)中（在釋放狀態(tài)中，蓋元件和基板脫離），并且/ 或者使得蓋元件圍繞傾斜軸線傾斜，該傾斜軸線延伸通過蓋元件并且垂直于在第一端部與 第二端部之間正交地延伸的平面。傾斜可提供通向處理模塊內(nèi)的基板的入口，并且/或者 可防止流體從入口過早釋放到腔室中。在一種形式中，設(shè)置有用于圍繞傾斜入口偏壓蓋元 件的傾斜方向的傾斜偏壓裝置。
[0036] 該處理模塊可進一步包括用于將蓋元件第二表面暴露于清洗試劑的清洗凹部 (wash bay)。因此，支撐表面的形狀可形成為容納其上具有樣本的基板，并且在沒有基板的 情況下形成清洗凹部。
[0037] 在一個實施方式中，處理模塊包括用于使蓋元件和基板在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之 間滑動地移動的致動器，在打開狀態(tài)中，樣本未被蓋元件覆蓋，在封閉狀態(tài)中，樣本的至少 一部分被覆蓋在由蓋元件和基板形成的腔室中。處理模塊還可包括如上所述的濕氣屏障。
[0038] 從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于支撐生物樣本的基板的蓋元件，蓋元件 包括：
[0039] a.相對的第一端部和第二端部；
[0040] b.相對的第一表面和第二表面；
[0041] c.位于第二表面中的空隙，空隙當與基板并置時形成腔室；
[0042] d.流體入口，該流體入口朝向第一端部并與空隙流體連通；
[0043] e.流體出口，該流體出口朝向第二端部并與空隙流體連通；以及
[0044] f.引導(dǎo)裝置，位于入口處，被構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到入口。
[0045] 引導(dǎo)裝置可包括頸部，頸部的形狀形成為容納相應(yīng)形狀的分配探測器末端。頸部 可具有朝向第二表面減小的錐形部和/或具有順應(yīng)性。無論如何，期望的是，引導(dǎo)裝置被構(gòu) 造成與分配探測器末端形成適貼配合。
[0046] 從又一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于使用具有引導(dǎo)裝置的蓋元件通過一種或 多種試劑溫育生物樣本的方法，包括以下步驟：
[0047] a.在基板上提供樣本；
[0048] b.定位基板和蓋元件，以形成腔室；
[0049] c.將分配探測器末端定位成與流體入口配合接觸；以及
[0050] d.通過力將第一容積的第一試劑驅(qū)動到入口中，所述力足以使第一試劑基本上覆 蓋基板上的樣本。
[0051] 第一試劑可以通過耦接于分配探測器末端的正壓力泵（諸如為注射泵或齒輪泵） 而被強迫到入口中。
[0052] 可替換地/附加地，該方法可以包括以下步驟：
[0053] a.在基板上提供樣本；
[0054] b.定位基板和蓋元件，以形成腔室；
[0055] c.定位分配探測器末端以將試劑分配到流體入口中；以及
[0056] d.將至少第二容積的第二試劑分配到入口中。
[0057] 該方法可以進一步包括以下步驟：在出口處施加負壓力，以將腔室內(nèi)的試劑朝向 出口抽出。通常，第一試劑（第一試劑為通過驅(qū)動力而被輸送到入口中的試劑）是一種高 價值試劑，而第二試劑（第二試劑為在不需要驅(qū)動力的情況下被輸送到入口中的試劑）為 低價值試劑。該方法可進一步包括以下步驟：傾斜蓋元件以提升出口，從而限制或阻止試劑 從入口過早釋放到腔室中。
[0058] 從又一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于基板的蓋元件，所述基板支撐生物樣本， 蓋元件包括：
[0059] a.相對的第一端部和第二端部；
[0060] b.相對的第一表面和第二表面；
[0061] c.位于第二表面中的空隙，空隙當與基板并置時形成腔室；
[0062] d.流體入口，所述流體入口朝向第一端部并與空隙流體連通；
[0063] e.流體出口，所述流體出口朝向第二端部并與空隙流體連通；
[0064] f.分配邊緣，設(shè)置成與入口流體連通；
[0065] 其中，蓋元件適于圍繞分配邊緣樞轉(zhuǎn)，并且其中，在使用中，樞轉(zhuǎn)運動導(dǎo)致入口中 的流體從分配邊緣朝向出口移動。
[0066] 所述蓋元件可進一步提供濕氣屏障，濕氣屏障被構(gòu)造成減少位于與蓋元件一起使 用的基板上的樣本的變干，如上所述。類似地，蓋元件可以提供位于入口處的儲存部，該儲 存部的容積足以容納一個或多個等分的試劑。
[0067] 從另一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于生物樣本的處理模塊，處理模塊包括：
[0068] a.具有分配邊緣的蓋元件；
[0069] b.支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；以及
[0070] c.樞轉(zhuǎn)裝置，樞轉(zhuǎn)裝置被構(gòu)造成使蓋元件圍繞分配邊緣樞轉(zhuǎn)，使得流體從入口沿 基板從分配邊緣朝向出口移動；
[0071] 其中，樞轉(zhuǎn)裝置用于使蓋元件樞轉(zhuǎn)到打開狀態(tài)和封閉狀態(tài)，在封閉狀態(tài)中，蓋元件 和基板并置以形成腔室。
[0072] 該樞轉(zhuǎn)裝置可以采取任何合適的形式。在一優(yōu)選實施方式中，樞轉(zhuǎn)裝置包括樞轉(zhuǎn) 臂，樞轉(zhuǎn)臂用于將蓋元件定位在打開狀態(tài)中，在打開狀態(tài)中，蓋元件的第一端部的分配邊緣 與基板相接觸，并且第二表面相對于基板以1至20度的角度設(shè)置。優(yōu)選地，樞轉(zhuǎn)臂用于將 蓋元件定位在打開狀態(tài)中，使得基板和第二表面以約10度的角度設(shè)置，以在蓋元件入口中 接收等分的流體。樞轉(zhuǎn)臂還可用于使得蓋元件圍繞傾斜軸線傾斜，傾斜軸線延伸通過蓋元 件并且垂直于在第一端部與第二端部之間正交地延伸的平面。樞軸裝置還可用于將模塊設(shè) 置在釋放狀態(tài)中（在釋放狀態(tài)中，蓋元件和基板脫離）和/或用于攪拌腔室內(nèi)的試劑。
[0073] 處理模塊還可包括傾斜偏壓裝置和/或基板保持裝置，傾斜偏壓裝置用于圍繞傾 斜入口偏壓蓋元件的傾斜方向，基板保持裝置被構(gòu)造成在蓋元件和基板的分離期間將基板 可釋放地保持在支撐表面上?；灞３盅b置可包括彈性元件，彈性元件被構(gòu)造為通過力將 基板能釋放地保持在支撐表面上，所述力足以克服分離期間蓋元件與基板之間的粘滯力。
[0074] 理想地，所述處理模塊還包括夾持裝置，夾持裝置用于將蓋元件能釋放地保持在 封閉狀態(tài)中。還可設(shè)置用于將蓋元件第二表面暴露于清洗試劑的清洗凹部。在一實施方式 中，支撐表面的形狀形成為容納其上具有樣本的基板，并且在沒有基板的情況下形成清洗 凹部。處理模還塊可提供濕氣屏障。在一個或多個實施方式中，處理模塊具有耦接部，耦接 部用于將蓋元件的一個或多個出口與一個或多個相應(yīng)的負壓力源能互換地連接。
[0075] 從又一方面來看，本發(fā)明提供了一種使用以上所述的處理模塊通過一種或多種試 劑溫育生物樣本的方法，包括以下步驟：
[0076] a.在基板上提供樣本；
[0077] b.將基板和蓋元件定位在打開狀態(tài)中，在打開狀態(tài)中，蓋元件是成角度的，以使得 分配邊緣接觸基板；
[0078] c.將第一試劑分配到入口中；以及
[0079] d.將蓋元件朝向封閉狀態(tài)樞轉(zhuǎn)，樞轉(zhuǎn)動作使得被分配的試劑基本上覆蓋基板上的 樣本。
[0080] 理想地，樞轉(zhuǎn)動作以一速度被控制，該速度增強試劑的毛細流動以基本上覆蓋基 板上的樣本。在出口處施加的負壓力可有助于將腔室內(nèi)的試劑朝向出口抽出?？墒褂秘搲?力來排空和/或攪拌腔室中的流體。利用控制器根據(jù)預(yù)編程的樞轉(zhuǎn)動作可實現(xiàn)各種步驟， 對于用于處理樣本的多種試劑和/或多個方案，預(yù)編程的樞轉(zhuǎn)動作增強試劑在基板上的流 動。
[0081] 所述方法還可包括以下步驟：從支撐表面移除載玻片以及將蓋元件的第二表面浸 入清洗試劑中。
[0082] 從本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種用于基板的蓋元件，所述基板支撐生物 樣本，蓋元件包括：
[0083] a.相對的第一端部和第二端部；
[0084] b.相對的第一表面和第二表面；
[0085] c.位于第二表面中的空隙，用于與基板一起形成腔室；
[0086] d.流體入口，所述流體入口朝向第一端部并與空隙流體連通；以及
[0087] e.流體分配特征，流體從流體分配特征分配；
[0088] 其中，流體分配特征被構(gòu)造成將流體從入口分配到基板的至少一寬度上。
[0089] 在一個實施方式中，流體分配特征包括跨越腔室的寬度的通道。通道可具有階梯 形輪廓，階梯形輪廓的高度朝向蓋元件的第一端部增加，并且通道可被構(gòu)造成儲存來自于 入口的一容積的流體，其中所儲存的容積的流體提供流體前緣，所述流體前緣逐漸地擴散 到基板上。蓋元件還可以提供朝向蓋元件第二端部的流體出口，并且流體能通過所述出口 被抽出。
[0090] 優(yōu)選地，流體分配特征被構(gòu)造成在蓋元件和基板從打開狀態(tài)到封閉狀態(tài)的相對滑 動移動期間分配流體，從而沿基板從流體分配特征抽出流體，其中在打開狀態(tài)中，樣本位于 腔室外部，在封閉狀態(tài)中，蓋元件覆蓋基板上的樣本的至少一部分。這可以被稱為"打開分 配"。
[0091] 可替換地/附加地，流體分配特征被構(gòu)造成在封閉狀態(tài)中分配流體，在封閉狀態(tài) 中，蓋元件覆蓋基板上的樣本的至少一部分，其中，所述分配利用毛細作用沿基板表面將流 體從流體分配特征抽出。這可以被稱為"封閉分配"。
[0092] 所述蓋元件可進一步包括滑動引導(dǎo)裝置，滑動引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成在蓋元件和基板 在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間的相對滑動移動期間引導(dǎo)基板。還可提供濕氣屏障，濕氣屏障 被構(gòu)造成減少位于與蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。
[0093] 從另一個方面來看，本發(fā)明提供了一種用于使用具有流體分配特征的蓋元件通過 一種或多種試劑溫育生物樣本的方法，包括以下步驟：
[0094] a.在基板上提供樣本；
[0095] b.將基板和蓋元件定位在打開構(gòu)造中，在打開構(gòu)造中，基板中的至少一端部設(shè)置 成在流體分配特征的區(qū)域中與蓋元件的第二表面并置；
[0096] c.將試劑分配到入口中并利用毛細作用在基板上抽吸試劑。
[0097] 優(yōu)選地，該方法包括以下步驟：使基板和蓋元件中的一個相對于基板和蓋元件中 的另一個從打開狀態(tài)滑動到封閉狀態(tài)，在打開狀態(tài)中，樣本位于腔室外部，在封閉狀態(tài)中， 蓋元件覆蓋腔室內(nèi)的樣本的至少一部分，其中所述滑動動作沿基板從分配特征抽取試劑。 理想地，滑動動作在一速度下被控制，該速度增強試劑的流動以基本上覆蓋基板上的樣本。 在基板和蓋元件處于打開狀態(tài)（"打開分配"）中的同時或在它們處于相應(yīng)的封閉狀態(tài)（"封 閉分配"）中之后，可以將流體分配到入口中。
[0098] 可施加真空，以通過腔室將試劑從入口抽到出口，以便幫助流體分配、或以便排空 或攪拌腔室中的流體。在一個實施方式中，該方法包括當蓋元件和基板被重新打開時對所 述基板加護罩以限制樣本的干燥。
[0099] 從又一方面來看，本發(fā)明提供了一種用于生物樣本的處理模塊，處理模塊包括：
[0100] a.具有流體分配特征的蓋元件；
[0101] b.支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；
[0102] c.線性運動裝置，用于使蓋元件和基板在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間滑動地移動， 在打開狀態(tài)中，樣本未被蓋元件覆蓋，在封閉狀態(tài)中，樣本的至少一部分被覆蓋在由蓋元件 和基板形成的腔室中。
[0103] 在一個或多個實施方式中，處理模塊包括清洗凹部，清洗凹部用于在使用處理模 塊的處理方案的清洗步驟中將蓋元件第二表面暴露于清洗試劑。還可以提供用于保護樣本 的濕氣屏障。處理模塊還可提供耦接部，耦接部能操作以將蓋元件的一個或多個出口能交 替地連接于產(chǎn)生真空的一個或多個相應(yīng)的負壓力源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0104] 將參考附圖僅通過示例的方式更加詳細地描述本發(fā)明的實施方式。但是應(yīng)當理解 的是，所示的實施方式僅僅是示例，并且可能不是在所有情形下均成比例。所討論的示例不 應(yīng)被視為限制如在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍。應(yīng)當理解的是，所描述的部件以 系列的方式標號（如1000、2000、3000)，其中，相似的標號一般表不相似的部件。
[0105] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的蓋元件的示意性等軸測視圖。
[0106] 圖2是圖1的蓋元件的側(cè)視圖，還示出了載玻片的形式的基板。
[0107] 圖3是圖1和2的蓋元件的第二表面（下側(cè)）的示意圖。
[0108] 圖4a至4e是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的蓋元件的入口形狀的變型的示意圖。 圖4a、4c和4d以穿過入口截取的截面的方式示出了端部視圖。圖4b示出了圖4a的蓋元 件的俯視圖，并且圖4e示出了圖4c和4d的蓋元件的俯視圖。
[0109] 圖5a至5c分別是蓋元件本體、蓋元件插入部、以及蓋元件（由與蓋元件插入部組 合的蓋元件本體構(gòu)成）的示意圖。
[0110] 圖6a至6c是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理模塊的示意圖，其中蓋元件處于封閉 狀態(tài)（圖6a)和打開狀態(tài)（圖6b和6c)。
[0111] 圖7a和7b是根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的處理模塊的示意截面視圖，所述處理 橫塊具有可移除蓋元件插入部和清洗凹部。
[0112] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的蓋元件的等軸測視圖。
[0113] 圖9a至9c是圖8的蓋元件的端部截面視圖、側(cè)視圖和仰視圖。
[0114] 圖10a至10d參照載玻片分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的蓋元件處于打 開、分配、封閉和釋放狀態(tài)中的簡化截面視圖。
[0115] 圖11是根據(jù)本發(fā)明實施方式的蓋元件的另一示意圖。
[0116] 圖12是用于與圖8至11中所示類型的蓋元件一起使用的處理模塊的元件的示意 圖。
[0117] 圖13是圖12中所示類型的處理模塊的側(cè)截面視圖。
[0118] 圖14是根據(jù)本發(fā)明實施方式的處理模塊的元件的等軸測視圖。
[0119] 圖15是圖14的處理模塊的側(cè)視圖。
[0120] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的蓋元件的示意性仰視圖。
[0121] 圖17是處于打開狀態(tài)中的圖16的蓋元件的等軸測視圖，該蓋元件具有病理學(xué)載 玻片的形式的基板。
[0122] 圖18是圖17的蓋兀件和基板的截面視圖。
[0123] 圖19是示出了圖16至18中的流體分配特征和載玻片的放大截面視圖。
[0124] 圖20是處于封閉狀態(tài)中的圖16至19的蓋元件及基板的等軸測視圖。
[0125] 圖21是圖20的蓋元件及基板的側(cè)截面視圖。
[0126] 圖22是圖17的蓋元件和基板的等軸測視圖，其中具有物理護罩的形式的濕氣屏 障。
[0127] 圖23是用于與圖16至22的蓋元件一起使用的處理模塊的部件的等軸測視圖。
[0128] 圖24是可與本發(fā)明的實施方式一起使用的自動化樣本處理儀器的實例。
[0129] 圖25是用于圖24的儀器的控制器的示意圖。

【具體實施方式】
[0130] 期望在基板（諸如顯微鏡載玻片）上執(zhí)行小容積試劑的溫育。在載玻片被保持在 載玻片托盤中或各自地位于樣本處理模塊中的同時，樣本可得到處理。
[0131] 首先參照圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的蓋元件1000,所述蓋元件用于與 支撐生物樣本的基板200 (如圖2所示）一起使用。為了便于參考，基板200在下文中 稱為"載玻片"200。蓋元件具有第一端部1010和第二端部1020以及第一表面1110和 第二表面1120?？障?124形成在第二表面中，由壁1122形式的空隙邊界部和空隙頂板 (ceiling) 1140 限定。
[0132] 圖2是蓋元件1000和載玻片200的側(cè)截面視圖，蓋元件和載玻片并置以形成腔室 1300。流體入口 1012朝向蓋元件的第一端部設(shè)置，并且流體出口 1022朝向蓋元件的第二 端部設(shè)置。入口和出口與空隙1124流體連通，以允許試劑通過入口進入腔室并且經(jīng)由出口 1022排出。引導(dǎo)裝置1014也被設(shè)置在入口處。
[0133] 在優(yōu)選實施方式中，蓋元件1000被構(gòu)造成用在自動樣本處理儀器7000 (諸如圖25 中所不的類型）中。標題為"Biological Sample Treatment Apparatus (生物樣本處理設(shè) 備）"的美國臨時專利申請61/560, 569和標題為"An Automated System and Method of Treating Tissue Samples on Slides (在載玻片上處理組織樣本的自動化系統(tǒng)和方法"的 61/560, 559 (兩者均由同一 申請人:于2011年11月16日與本申請同時提交）描述了這種儀 器，并且這些申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。
[0134] 儀器使用機器人臂來將試劑分配到蓋元件入口中。引導(dǎo)裝置1014以使得機器人 控制器不需要將探測器末端（尖端，tip)410精確地定位在入口井內(nèi)的方式引導(dǎo)儀器的分 配探測器400進入入口中。相反，控制器僅需要將探測器末端410定位在入口開口 1013內(nèi)， 并且引導(dǎo)裝置1014將從探測器末端分配的試劑引導(dǎo)通過入口 1012并進入腔室1300。
[0135] 在優(yōu)選實施方式中，引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成用于將試劑接觸地分配到入口中。因此， 引導(dǎo)裝置1014包括頸部1016,該頸部成形為用于容納相應(yīng)形狀的分配探測器末端410 (圖 2)。例如，頸部可以是錐形的（taper，逐漸變細的）以相對于穿過入口延伸的軸線形成45〇 的角度，并且接收在延伸穿過探測器400的軸線與外部探測器末端壁之間具有45〇角的相 應(yīng)形狀的分配探測器末端410。相應(yīng)形狀的探測器末端410和頸部1016配合，以在探測器 末端與頸部之間形成用于分配試劑的配合界面。
[0136] 在一個或多個實施方式中，頸部具有順應(yīng)性，使得配合界面提供探測器末端與入 口頸部之間的適貼配合，以基本上防止使用正壓力強迫到入口中的試劑的泄漏。但是，也可 以考慮在配合界面處使用墊圈或密封環(huán)。順應(yīng)性可通過包括頸部的蓋元件的材料性質(zhì)來提 供（例如當蓋元件由順應(yīng)材料制成時）?？商鎿Q地，在蓋元件的頸部區(qū)域中或在探測器末端 上可存在柔性材料涂層。
[0137] 在分配高價值的試劑時，期望的是如上所述地使分配探測器末端410與頸部1016 配合接觸。但是，對于較便宜的大量流體試劑（諸如DI水、酒精、脫蠟溶液等）的輸送來說， 這樣的接觸可以是不必要的。特別是當超量分配（即分配多于一等分的試劑）或清洗時的 情況。在一實施方式中，清洗涉及將清洗試劑非接觸地分配到入口中、并且然后例如使用真 空抽出試劑并通過入口或通過出口（當提供有出口時）返回。
[0138] 分配探測器可以是例如諸如圖24所示類型的自動裝置7000的Fluid Transfer Probe (流體輸送探測器）（FTP)機器人7028(使用永久的或臨時的移液管末端）或Bulk Fluid Robot (大量流體機器人）（BFR)7014。在一個實施方式中，F(xiàn)TP或BFR也可用于將蓋 元件1000定位在載玻片200上，使得在蓋元件與載玻片之間形成腔室1300。在圖24中，多 個蓋元件被示出位于儀器7000內(nèi)的各個樣本處理模塊7012處。每一個蓋元件都可以獨立 地控制，使得各個處理模塊7012的儀器生產(chǎn)量不受到在儀器中的其它模塊上執(zhí)行的方案 所需的溫育時間限制。
[0139] 在該布置中，因為用于放置蓋元件的專用機器人不是必需的，所以儀器的復(fù)雜性 可以降低。一旦蓋元件與其上放置有生物樣本的載玻片并置，則使用任何合適的裝置將蓋 元件夾持就位、并且在處理方案的持續(xù)時間內(nèi)不移動。在圖2中，箭頭C表示在該方案期間 施加到蓋元件上以保持其位置的夾持力的方向。
[0140] 有利地，一旦蓋元件1000被定位和夾持就位，則在方案的持續(xù)時間內(nèi)蓋元件相對 于載玻片200不需要移動。使用正壓力強迫試劑進入腔室中和/或使用真空將試劑抽吸通 過腔室對于完成大部分方案來說是足夠的。因為處理方案可以在不需要移動蓋元件1000 與載玻片200的相對位置的情況下完成，所以樣本最少地暴露于大氣。因此，樣本脫水的風(fēng) 險較低，并且在給定方案結(jié)束時，樣本可以被蓋上蓋玻片以用于輸送和/或進一步處理。
[0141] 在通過出口 1022抽出之前，試劑可以在腔室內(nèi)保持一段時間的溫育。在溫育期 間，樣本（和試劑）的溫度可以改變，例如通過加熱或冷卻與處理模塊相關(guān)聯(lián)的熱交換器來 進行改變。通常，熱交換器以加熱/冷卻墊5300的形式提供（圖6a至6c)。理想地，熱交 換器具有能夠使樣本（和腔室中的試劑）的溫度在20至95攝氏度的范圍內(nèi)改變的能力， 但是對于某些方案可能需要更高的溫度（高達例如120攝氏度）。一些試劑在加熱步驟期 間可能導(dǎo)致氣泡形成。通常，氣泡當排放到大氣時朝向入口端口 1012和/或出口端口 1022 移動。例如在PCR(其中需要快速轉(zhuǎn)變）中，溫度變化的速度對于方案的有效性可能是關(guān)鍵 的。理想地，熱交換器適應(yīng)這些變化，并且在一個或多個實施方式中還具有冷卻的能力。在 本發(fā)明的各個方面中，熱交換器被示出為設(shè)置在載玻片下方的加熱/冷卻墊。但是，應(yīng)該理 解，在不同實施方式中，熱交換器可以與蓋元件耦接或結(jié)合于蓋元件中。例如，蓋元件可包 括具有高熱質(zhì)量（thermal mass)的金屬塊，使得其可以加熱和主動地冷卻樣本（例如，通 過制冷）?？商鎿Q地，加熱裝置可以包括加熱器墊、RF、微波和/或?qū)α餮b置，并且冷卻裝置 可包括冷凍裝置、散熱翅片和/或Peltier (珀爾帖）效應(yīng)冷卻器。在另一些實施方式中， 以組合的方式，蓋元件可以加熱和/或冷卻并且基板支持加熱和/或冷卻。
[0142] 通常，高價值的試劑使用諸如注射泵的正壓力泵以"接觸模式"（即，通過入口與探 測器末端配合接觸）被強迫到入口中。優(yōu)選地，注射泵的操作處于與自動儀器7000相關(guān)聯(lián) 的控制器7060的控制之下。因此，一旦探測器末端410配合地容納在頸部1014內(nèi)，則注射 泵啟動以將等分的試劑輸送到腔室中。利用這種方法，使用正壓力主動地將試劑移送到腔 室中使得所需的試劑量、以及試劑進入腔室并覆蓋載玻片上的樣本的時間減到最少。
[0143] 在將試劑強迫輸送到腔室1300中的期間，出口 1022與大氣壓力相通。當流體前 緣在載玻片上移動時，控制強迫輸送的速度提供了對流體前緣的控制，從而使腔室內(nèi)的氣 泡形成的風(fēng)險最小化。在某些方案中，試劑可以是特別粘稠的，并且可以借助于在出口 1022 處施加真空來輔助試劑在腔室內(nèi)的載玻片表面上的擴展。在所需的溫育時間段之后，試劑 可以通過在出口處施加真空或通過用其它試劑的注射進行沖洗而從腔室排出。箭頭F(圖 2)指示了分配進入腔室內(nèi)的試劑的流動方向。為了在腔室上提供必要的壓力梯度，可以提 供閥（未示出），并且閥可操作以用于將出口切換地連接到大氣或負壓力源。
[0144] 一種典型的處理方案涉及將大量流體試劑分配到腔室中以清洗或以其它方式處 理樣本。在清洗步驟中，期望沖洗入口 1012以移除任何殘留的高價值試劑，例如在以接觸 模式強迫輸送高價值試劑的期間，所述高價值試劑可能粘附于入口壁上。因此，將大量流體 試劑分配到入口 1012中的探測器不需要與引導(dǎo)裝置/頸部1014配合接觸。在方案的各個 步驟中，可能期望某些試劑以"非接觸模式"進行分配，使得配合表面被沖洗。
[0145] 圖4a至4e示出了用于蓋元件1000的不同入口輪廓的實例。圖4a、4c和4d示出 了通過入口 1012的端部截面視圖。圖4b示出了圖4a的蓋元件的俯視圖，并且圖4e示出 了圖4b和4c的蓋元件的俯視圖。如圖4b和4e中所示，出口 1022可從蓋元件的頂部通出 (exit)(即，通過第一表面）或如圖1至3中所示地通過蓋元件的第二端部、或者例如通過 蓋元件的前表面或后表面。
[0146] 圖4a示出了圖1-3的蓋元件的入口輪廓的變型，其中，引導(dǎo)裝置1014延伸以容納 更大容積的試劑，從而形成儲存部（reservoir，儲液部）1018。類似的儲存部1018示出在 圖4c和4d的入口輪廓中。儲存部1018具有足以存儲多于一等分的試劑的容積。在入口 1012處提供儲存部1018的優(yōu)點是允許多種試劑在進入腔室1300之前進行混合。另一個優(yōu) 點在于，存儲多種分配試劑可以減少自動儀器中使用的分配機器人上的負載，從而減少了 方案中的步驟之間的等待時間。另外，因為分配目標區(qū)域更大，所以圖4c和4d中的更大的 橢圓形開口降低了由自動儀器機器人執(zhí)行的用于定位試劑分配噴嘴的運動的復(fù)雜性。為了 減輕試劑從儲存器1018過早釋放到腔室中，與蓋元件一起使用的處理模塊可適于使蓋元 件傾斜以提升出口，從而防止試劑釋放到腔室中。
[0147] 圖3示意性地示出了圖1和圖2的蓋元件的第二表面（下側(cè)）。圖3在1126處 示出了成型邊界壁。朝向第一端部的成型邊界1126輔助流體在腔室1300內(nèi)流動。朝向第 二端部1020的成型邊界1126'防止在清洗或排空之后試劑和/或試劑殘渣殘留在腔室內(nèi)。 排空可以通過例如啟動耦接于出口 1022的負壓力源（S卩，真空）來實現(xiàn)，以便從腔室抽出 或清除試劑。雖然在一些實施方式中，成型邊界可以具有相同的幾何形狀，但是應(yīng)當注意， 不必須是這種情況的。例如，在圖3中，成型邊界1126具有比成型邊界1126'更小的半徑。 在另一個實施方式（未示出）中，成型邊界可以合并以在空隙的一端（或兩端）處形成錐 形部，使得空隙在一端（或兩端）處包括長圓形的形狀或光滑箭頭的形狀。但是，包括這種 錐形部可以減少由腔室覆蓋的載玻片的區(qū)域，并且因此限制在載玻片染色時分配到腔室中 的試劑的有效性。
[0148] 在圖3中，入口 1012具有與出口 1022類似的直徑，但不必須是這種情況的。如在 圖4b中可以看到的，通向空隙的入口的直徑可以大于通出空隙的出口的直徑。
[0149] 圖5a至7b示出了蓋元件1000的可替換實施方式，其由以下兩個部分構(gòu)成：蓋元 件本體11〇〇(圖5a)和蓋元件插入部1200(圖5b)。圖5c -起示出了蓋元件本體和蓋元件 插入部。這里，蓋元件本體1100具有凹槽1150,蓋元件插入部1200的相對的舌部1250滑 動地容納在所述凹槽中。
[0150] 蓋元件本體1100中的入口 1012被設(shè)置成與蓋元件插入部中的入口延伸部1012' 耦接。類似地，蓋元件本體中的出口 1022被構(gòu)造成與圖5b中的出口延伸部1022'耦接。 入口/入口延伸部和出口/出口延伸部的耦接以這種方式方便了將試劑分配到由蓋元件插 入部1200形成的腔室中，所述蓋元件插入部具有空隙1124,當空隙與載玻片200(圖6a至 6c)并置時形成試劑腔室。雖然圖5a至5c中所示的布置提供了蓋元件本體與蓋元件插入 部之間的允許滑動接合的耦接，但是可理解的是，也可構(gòu)思其它的布置，諸如在包括蓋元件 的元件之間的磁性和抽吸耦接。
[0151] 圖6a到6c示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理模塊5000。處理模塊500包括支 撐表面5100,載玻片200支撐在該支撐表面上?？蛇x地，加熱/冷卻墊5300形式的熱交換 器（如上所述）設(shè)置在支撐表面5100與載玻片200之間，以在處理方案期間改變腔室內(nèi)的 試劑的溫度。載玻片200位于蓋兀件/蓋兀件插入部的第二表面1120下方。圖6a至6c 還示出了致動臂5110,該致動臂用于將蓋元件1000與載玻片200并置地定位。夾持元件 3200被設(shè)置成以并置的方式將蓋元件1000和載玻片200保持持續(xù)處理方案的持續(xù)時間。 夾持元件3200可以是例如在蓋元件1000上施加力的扭轉(zhuǎn)彈簧。
[0152] 盡管所示的實施方式示出了設(shè)置在蓋元件1000的較長側(cè)部上的致動臂5110,但 是應(yīng)當理解，致動臂也可位于蓋元件的一端處。因此，臂5110可操作以縱向地打開和封閉 蓋元件1000。
[0153] 除了執(zhí)行高級的染色方案之外，結(jié)合有可移除的/可更換的蓋元件插入部1200的 蓋元件1000還可用于涉及Polymerized Chain Reaction (聚合酶鏈反應(yīng)）（PCR)方案的應(yīng) 用中。在這些方案中，從一個方案到另一方案的殘渣的攜帶可導(dǎo)致測試樣本的污染和失效。 因此，必須徹底地清洗或以其它方式防止從一個測試攜帶到下一測試。因此，將可移除的 (且理想地一次性的）蓋元件插入部1200結(jié)合到蓋元件1000中可以消除或至少減小殘渣 攜帶或交叉污染的風(fēng)險，并且因此對于諸如PCR的應(yīng)用來說可能是令人期望的。
[0154] 圖7a和7b是蓋元件的另一實施方式的示意圖，其還示出了致動臂5110。蓋元件本 體1100示出了具有蓋元件插入部1200。圖7a示出了處理模塊5000,其中載玻片200被保 持在在支撐表面5100上的加熱器墊5300上。在圖7b中，載玻片200已經(jīng)被移除，并且加熱 器墊5300的表面5310和壁5320形成清洗凹部5500。因此，一旦已經(jīng)在處理方案結(jié)束時移 除了載玻片200,則蓋元件（或蓋元件插入部）的第二表面可以浸沒在清洗凹部5500內(nèi)以 用于清潔。該清潔試劑可經(jīng)由蓋元件入口 1012/1012'分配并且通過出口 1022/1022'抽出。 可替換地，清潔試劑可以直接分配到清洗凹部5500中并且通過清洗凹部中的廢物部（廢液 管道，waste)(所述廢物部垂置（plumbed)于儀器機載的廢物接收部）或經(jīng)由第二入口端口 (未示出）排出。在這樣的布置中，蓋元件插入部可以是半一次性的（semi-disposable)， 例如，它可以構(gòu)造成每5個、10個、15個、20個或更多個方案進行更換。
[0155] 在優(yōu)選實施方式中，處理模塊5000進一步包括保持裝置（參見例如圖12)，該保 持裝置被構(gòu)造成在方案結(jié)束時在移除蓋元件1000期間將載玻片200保持在支撐表面5100 上。對于克服可能由于保持殘留于腔室內(nèi)的試劑而在載玻片表面與蓋元件/蓋元件插入部 之間形成的粘滯力來說，基板保持裝置可能是特別重要的。
[0156] 有利地，在載玻片位于儀器中時，圖1至7的蓋元件僅需要2個移動。一個移動將 蓋元件施加于載玻片，并且另一個移動是從載玻片移除蓋元件以提供入口，使得處理后的 載玻片可以被移除和/或新的載玻片被插入。使自動儀器內(nèi)的機器人所需的移動的數(shù)量最 小化減少了完成用于特定樣本的方案所需要的周轉(zhuǎn)時間，并且減少了儀器復(fù)雜性。此外，在 一實施方式中，使用正壓力將試劑強迫到腔室中，流體分配更快，因為可減少或省去腔室在 毛細作用下進行填充的等待時間。真空輔助填充還增加了樣本處理的生產(chǎn)量。
[0157] 圖8至15示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的蓋元件。圖8示出了蓋元件2000,類 似于蓋元件1000,該蓋元件2000具有第一端部2010、第二端部2020、第一表面2110和第 二表面2120。入口 2012朝向第一端部設(shè)置，并且出口 2022朝向第二端部設(shè)置。入口 2012 為通孔（未示出）的形式，出口 2022也是一樣的。圖9a和9b分別提供了蓋元件2000的 端部截面視圖和側(cè)視圖。入口輪廓可以變化，例如如圖4a至4e中所示，使得可以由井接收 多個分配。分配噴嘴不需要接觸入口。
[0158] 樞轉(zhuǎn)軸線2500延伸通過蓋元件，垂直于在第一端部與第二端部之間正交地延伸 的平面。設(shè)置有流體分配邊緣2128,蓋元件圍繞該流體分配邊緣樞轉(zhuǎn)。圖9c提供了蓋元件 2000的仰視圖，其中分配邊緣2128是可見的。在使用中，當蓋元件2000處于打開狀態(tài)時， 試劑被分配到入口 2012中并且排到由分配邊緣2128和載玻片200形成的界面。理想地， 當試劑被分配到入口中時，蓋元件第二表面2120和載玻片200形成約10度的角度，但是也 可以考慮其他角度的開口。一旦流體被分配，則表面張力使得流體的被動運動穩(wěn)定，同時蓋 元件2000圍繞分配邊緣2128的樞轉(zhuǎn)運動有助于試劑從分配邊緣2128朝向出口 2022的移 動。當流體前緣在載玻片上擴展時，載玻片200與蓋元件2000之間的毛細作用力穩(wěn)定了流 體前緣，從而減少了氣泡形成。
[0159] 類似于蓋元件1000,蓋元件2000提供了由空隙邊界2122限定的空隙2124,所述 空隙具有朝向蓋元件的第二端部的成型壁2126。成型壁2126改善了腔室的填充和排空性 能。圖9c示出了通向空隙2124的入口 2012。大開口有助于避免氣泡的形成，所述氣泡阻 礙流體流動并且可不利地影響樣本染色。第二表面2120圍繞空隙邊界2122的區(qū)域形成配 合面，當處于封閉狀態(tài)時，該配合面形成密封面2130。在封閉狀態(tài)中，蓋元件2000和載玻 片200通常被夾持在一起持續(xù)一溫育的時間段。在這種狀態(tài)下，試劑也可通過在出口處施 加真空而移除。
[0160] 在現(xiàn)有技術(shù)的樣本染色系統(tǒng)中，常見的問題是殘渣和殘留試劑在沿密封面形成的 腔室邊界中的聚集。本發(fā)明中的成型邊界壁1126將試劑朝向出口 2022引導(dǎo)，減少了殘渣 聚集。應(yīng)該理解的是，盡管出口 2022被示出為接觸空隙壁2122,但是這種接觸不是必要的。 相反，通向空隙的出口可設(shè)置在蓋元件的更居中的位置，使得其通向空隙中的開口不與空 隙壁對齊。
[0161] 圖8和9a_9c中的蓋元件2000具有臺肩2600,該臺肩提供用于與處理模塊的扭轉(zhuǎn) 彈簧接合的表面，所述處理模塊可與蓋元件一起使用。該扭轉(zhuǎn)彈簧確保了蓋元件的正確傾 斜角度。結(jié)合圖13對此進行進一步地描述。
[0162] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10a-10d，以相對于載玻片200的各種設(shè)置示出了蓋元件2000的簡化 版本。在圖l〇a中，載玻片200和蓋元件2000位于打開位置中，在該打開位置中，蓋元件 2000是傾斜的，其中分配邊緣2128接觸載玻片200。等分的試劑300被分配到入口 2012 中，并且蓋元件2000在方向P上朝向封閉位置逐漸樞轉(zhuǎn)，使得被分配的試劑300在載玻片 上擴展，如圖l〇b中所示。優(yōu)選地，根據(jù)試劑的流動性能主動地控制蓋元件2000的樞轉(zhuǎn)速 度。主動地控制樞轉(zhuǎn)速度利用了載玻片200與蓋元件2000之間的毛細作用力。理想地，當 蓋元件2000處于封閉位置（圖10c)中時，試劑已經(jīng)被分配在整個載玻片表面上或者至少 分配在整個樣本表面上。利用毛細作用主動地移送試劑使得在腔室內(nèi)形成氣泡的風(fēng)險最小 化。
[0163] 在優(yōu)選實施方式中，蓋兀件的樞轉(zhuǎn)動作通過自動樣本處理儀器的控制器7060進 行控制。通常，控制器可訪問預(yù)編程的樞轉(zhuǎn)動作的數(shù)據(jù)庫7126,對于多個不同試劑類型和/ 或采用各種試劑類型的方案來說，該數(shù)據(jù)庫增強了或優(yōu)化了載玻片200上的試劑流動。在 一些這樣的方案中，控制器7060也可以被編程為通過蓋兀件2000的輕微移動攪拌試劑?？?替換地/附加地，控制器可以操縱耦接于蓋元件出口 2020的真空泵以施加真空，所述真空 在蓋元件處于封閉狀態(tài)的同時在腔室上抽取試劑或者從腔室排出試劑。真空泵也能夠以在 腔室內(nèi)引起流體攪動的方式操作。
[0164] 圖10d和12示出了處于釋放狀態(tài)的蓋元件，在該釋放狀態(tài)中，蓋元件2000與載玻 片200分離（即，脫離）。在此狀態(tài)下，儀器的機器人臂可在處理模塊5000中裝載或卸載載 玻片200,或者蓋元件2000可以被清潔、移除或更換。在釋放狀態(tài)中清潔蓋元件使得整個第 二表面2120 (包括空隙壁2122和頂板以及接觸載玻片200的蓋元件密封表面2130)被清 潔。這改善涉及在處于封閉構(gòu)造的同時例如通過沖洗來清潔蓋元件的方法，因為來自于其 它試劑的殘渣可沿著在載玻片200與蓋元件2000之間形成密封界面的"軌道"殘留。在優(yōu) 選實施方式中，在釋放狀態(tài)中清潔蓋元件是通過樣本處理儀器自動進行的，從而消除了在 將蓋元件重新裝載到儀器中之前對蓋元件進行手動移除和清洗的耗時步驟。清洗試劑可從 蓋元件排出并且進入儀器機載的廢物接收部中，如果有危險的話，清洗試劑可被處理，并且 在某些實施方式中，清洗試劑可以再循環(huán)利用。
[0165] 現(xiàn)在，參考圖11，示出了蓋元件2000的示意圖，蓋元件的特征在于入口 2012、附接 有管2024的出口 2022,在優(yōu)選實施方式中，所述管垂直于廢物儲存部。試劑通常通過諸如 FTP或BFR的機器人臂分配到入口中，并且沿朝向出口的箭頭F的方向行進。設(shè)置在第一表 面2110中的銷2550將蓋構(gòu)件2000與樞轉(zhuǎn)臂5200耦接（也參見圖13至15)。
[0166] 圖12是用于處理生物樣本（例如用于組織學(xué)染色、PCR等）的處理模塊5000的 元件的示意圖。蓋元件2000在封閉狀態(tài)中設(shè)置在載玻片200上，該載玻片具有帶有條形碼 的獨特標識（unique identifier,唯一標識）區(qū)域210。理想地，處理模塊5000結(jié)合于具有 讀取器7068的自動樣本處理儀器7000中，所述讀取器用于讀取獨特標識并且使其與待在 由載玻片200承載的樣本上進行的處理方案相關(guān)聯(lián)。通常，讀取器7068與控制器7060通 信，該控制器可訪問數(shù)據(jù)庫7126,該數(shù)據(jù)庫包含方案信息，所述方案信息諸如待在方案中的 不同步驟分配的試劑的容積、蓋元件被樞轉(zhuǎn)以最大化地提高在載玻片上抽取特定試劑的毛 細作用的速度、試劑溫育時間以及可選的溫育溫度、攪拌要求等。
[0167] 在優(yōu)選實施方式中，儀器控制器7060控制樞轉(zhuǎn)臂5200的操作以使蓋元件2000圍 繞分配邊緣2128樞轉(zhuǎn)，使蓋元件在打開（圖10a、10b)和封閉（圖10c、圖12)狀態(tài)之間逐 步移動。理想地，樞轉(zhuǎn)動作處于這樣的速度下，該速度優(yōu)化試劑從分配邊緣在樣本和載玻 片上的流動。利用載玻片200與空隙頂板2140之間的毛細增強了這種移動。至少部分地 取決于試劑的粘度而確定理想的樞轉(zhuǎn)速度，但是理想的樞轉(zhuǎn)速度也可能受到腔室的內(nèi)部拋 光、涂層、和/或幾何形狀影響。
[0168] 在處理方案結(jié)束時，蓋元件2000與載玻片分離，并且載玻片從處理模塊移除?？?以通過將蓋元件2000樞轉(zhuǎn)至打開狀態(tài)和/或通過將蓋元件從載玻片200移位（或反之亦 然）使得它們在釋放狀態(tài)（圖l〇d、圖13)中被分離來實現(xiàn)分離。在任一情況下，殘留在腔 室中的試劑可以產(chǎn)生粘滯力，必須要克服該粘滯力以使載玻片和蓋元件2000分離。因此， 在優(yōu)選實施方式中，處理模塊5000提供了載玻片保持裝置5400,載玻片保持裝置被構(gòu)造為 在蓋元件2000與載玻片的分離期間將載玻片200保持在支撐表面5100上。在所示出的實 施方式中，載玻片保持裝置5400是彈性元件，該彈性元件朝向支撐表面5100被偏壓，使得 當蓋元件2000處于封閉狀態(tài)時，載玻片200的從蓋元件下方突出的一部分被保持在載玻片 保持裝置5400與支撐表面5100之間。但是，應(yīng)理解的是，可考慮各種替代方式，例如將載 玻片保持在叉狀物或圍桿與支撐表面之間、磁性保持裝置等。
[0169] 圖13示出了圖12的處理模塊5000的側(cè)視圖。蓋元件2000通過銷2550耦接于 樞轉(zhuǎn)臂5800。在將蓋元件2000從釋放狀態(tài)移動到打開狀態(tài)之前，與蓋元件的臺肩2600接 合的扭轉(zhuǎn)彈簧5750確保了適當?shù)膬A斜定向，以準備用于接收試劑。當蓋元件2000處于封 閉狀態(tài)時，載玻片保持裝置5400接觸載玻片，并且載玻片保持裝置克服在方案結(jié)束時當蓋 兀件和載玻片分尚時可能存在的粘滯力將載玻片200保持就位。
[0170] 圖14和15是根據(jù)本發(fā)明實施方式的處理模塊的元件的示意圖。支撐表面5100 上的載玻片200位于蓋元件2000下方。支撐表面5100可以結(jié)合有定位元件，諸如銷5110、 5112和5114,所述定位元件將基板引導(dǎo)就位和/或充當用于對不同寬度的基板進行加載 的參考點。蓋元件2000通過銷2550耦接于樞轉(zhuǎn)臂5800。在遠端處，樞轉(zhuǎn)臂5800與開口 凸輪5700接觸，開口凸輪圍繞第二軸線樞轉(zhuǎn)臂5600以使蓋元件2000朝向或遠離載玻片 200移位，并且因此，開口凸輪可操作以將蓋元件移動到釋放狀態(tài)以及打開狀態(tài)，其中蓋元 件2000的分配邊緣2128與載玻片接觸。理想地，樞轉(zhuǎn)臂（或其它致動機構(gòu)）移動的速度 曲線（profile，分布）被優(yōu)化，使得當載玻片200和蓋元件2000分離時的移動比當蓋元件分 配邊緣與載玻片接觸并從打開狀態(tài)移動到封閉狀態(tài)時所執(zhí)行的移動更快。當蓋元件2000 接近封閉狀態(tài)時和當在打開時克服粘滯力時，速度被減小，因為在這些移動期間控制是最 重要的。
[0171] 為了將蓋元件從打開狀態(tài)傾斜到封閉狀態(tài)，開口凸輪5700使樞轉(zhuǎn)臂5800降低通 過"打開狀態(tài)"點（通常在蓋元件第二表面與載玻片之間形成大約10度），使得蓋元件圍繞 樞轉(zhuǎn)軸線2550轉(zhuǎn)動。樞轉(zhuǎn)臂圍繞樞轉(zhuǎn)軸線5600的同時轉(zhuǎn)動使蓋元件樞轉(zhuǎn)軸線2550朝向 載玻片移動，使得蓋元件逐漸地接近封閉狀態(tài)。
[0172] 有利地，在圖14和15中所示的實施方式中，僅需要一個運動軸線來使蓋元件在釋 放、打開和封閉狀態(tài)之間移動。這具有能夠適應(yīng)任何載玻片厚度的附加優(yōu)點。但是，應(yīng)理解 的是，也可使用利用樞轉(zhuǎn)臂來使蓋元件在封閉狀態(tài)與打開狀態(tài)之間樞轉(zhuǎn)的其它結(jié)構(gòu)。這可 以與例如線性驅(qū)動器組合，以升高和降低樞轉(zhuǎn)臂，以使蓋元件在釋放狀態(tài)與打開狀態(tài)之間 移動。一旦封閉，夾持裝置將蓋元件和載玻片保持在一起，并處于封閉構(gòu)造中，同時對試劑 進行溫育。在所示出的實施方式中，夾持裝置為彈簧5200的形式，但是也可使用用于致動 樞轉(zhuǎn)臂的致動機構(gòu)來主動地將蓋元件和載玻片夾持于封閉狀態(tài)中。
[0173] 在一個實施方式中，提供了濕氣屏障（諸如圖22中所示的屏障），例如為柔性裙部 或蒸氣護罩的形式，以覆蓋基板上的樣本，以便在腔室被打開時防止樣本干燥或脫水。理想 地，如果樣本/試劑已被加溫，則在打開腔室之前將該樣本/試劑冷卻到環(huán)境溫度，以使樣 本脫水的風(fēng)險進一步最小化。濕氣屏障可以被設(shè)置為蓋元件2000的一部分，或設(shè)置為處理 模塊5000的一部分。
[0174] 圖16至22是根據(jù)本發(fā)明又一方面的蓋元件的示意圖。該蓋元件包括入口 3012、 出口 3022、第一端部3010和第二端部3020?？障?124由空隙壁3122界定，并且當蓋元件 與載玻片200相接觸時，表示為3130的第二表面的外部區(qū)域形成密封面（圖17-21)。入口 輪廓可以變化，例如如圖4a至4e所示，使得可由井接收多個分配。分配噴嘴不需要與入口 接觸。
[0175] 圖17中的等軸測視圖示出了蓋元件3000的第一表面3110(即頂部）連同具有標 識部分210的載玻片200,所述標識部分用于承載表示樣本類型或所需方案、或樣本的情況 或批次特性的獨特標識。如圖17所示，當蓋元件3000放置在載玻片200上時，空隙3124 形成用于容納分配到入口 3012中的試劑的腔室。在圖17中，蓋元件和載玻片處于打開狀 態(tài)。圖18以縱向截面示出了同一布置。
[0176] 優(yōu)選地，入口適于接收試劑的多個分配以形成儲存器3018,如圖18中所示。在另 一布置中（未示出），能夠存儲多個單獨試劑分配的試劑分配緩沖部可與入口 3012可密封 地耦接。分配緩沖部可包括桶狀部，該桶狀部可在分配位置與保持位置之間轉(zhuǎn)動。當被轉(zhuǎn) 動到分配位置時，所需要容積的試劑被釋放到入口中并排到分配通道中，其中流體彎液面 使得試劑依靠毛細作用進入通道3300中的空間3500中。以這種方式利用分配緩沖部減少 了自動儀器內(nèi)的BFR或FTP機器人所需的單獨分配的數(shù)量。
[0177] 圖19是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的流體分配特征3300的細節(jié)的放大截面視圖。 在蓋元件3000的使用期間，試劑被分配到入口 3012中并被保持在儲存器3018中。儲液 器3018中的流體通過入口孔3014并利用流體中的表面張力離開入口，填充流體分配通道 3300,所述流體分配通道在載玻片200的寬度上延伸，如圖16中所示。在圖19所示的實施 方式中，該通道具有光滑的階梯形輪廓，該輪廓增加了朝向蓋元件的第一端部的高度。這使 得通道3300能夠在空間3500中保持一定容積的試劑，在從打開狀態(tài)到封閉狀態(tài)的移動期 間當該試劑在載玻片200上逐漸地擴展時，該一定容積的試劑提供流體前緣。
[0178] 在優(yōu)選實施方式中，對于約130 μ 1的腔室容積來說，空間3500的高度約為2. 5mm。 階梯形輪廓朝著如圖所示的角度，其中α為大約15度，β為大約60度，并且Θ為約8度。 另外，成型空隙邊界3126(圖16)優(yōu)選地具有大約9mm的半徑。在提供出口 3022的情況下， 已發(fā)現(xiàn)通向空隙的具有約1. 3mm的直徑的出口適于有效地從腔室排出試劑。
[0179] 保留在空間3500中的一定容積的試劑與分配通道3300和載玻片200兩者接觸。 通道3300的形狀被成型為使得流體內(nèi)的表面張力防止其泄漏到通道之外以及泄漏到載玻 片上。在優(yōu)選實施方式中，蓋元件3000設(shè)置有側(cè)壁3400,該側(cè)壁也形成流體分配特征的一 部分。側(cè)壁3400完成空間3500的邊界，流體壁形成在該邊界內(nèi)。
[0180] 橫過腔室的寬度的通道的該布置提供了這樣的結(jié)構(gòu)，即，該結(jié)構(gòu)有助于通過將載 玻片200和蓋元件3000滑動地移動成重疊接合而在載玻片200上分配試劑。在一實施方 式中，這是通過在蓋元件3000被保持靜止的同時沿方向S移動載玻片200、由此使得通道 3300和空間3500中的液體沿載玻片表面在方向F上進行毛細作用來實現(xiàn)的?？商鎿Q地，在 載玻片200保持靜止的同時，蓋元件3000可以在方向Μ上移動。這還具有如下效果：沿載 玻片表面在方向F上抽吸分配通道3300和空間3500中的流體。因此，在一個實施方式中， 試劑通過載玻片和蓋元件3000從打開狀態(tài)（圖17、18)到封閉狀態(tài)（圖20、21)的相對運 動而被分配在載玻片200的表面上。這種方法在下文中被稱為"打開"分配。
[0181] 優(yōu)選地，根據(jù)試劑的流動性能主動地控制封閉的速度。具有較高粘度的試劑需要 較慢的封閉速度，從而在封閉期間產(chǎn)生的剪切力不能克服將流體壁保持在空間3500內(nèi)的 毛細作用力/表面張力，其中當流體壁在載玻片200上被抽吸時，流體壁提供流體前緣。以 這種方式分配試劑使得在腔室3124內(nèi)形成氣泡的風(fēng)險最小化。
[0182] 在一實施方式中，蓋元件3000和/或載玻片200的滑動動作通過先前所討論類型 的自動樣本處理儀器7000的控制器7060控制。通常，控制器可訪問與由該儀器執(zhí)行的方 案中所采用的各種試劑相對應(yīng)的預(yù)編程滑動曲線的數(shù)據(jù)庫7126。因此，控制器7060被構(gòu)造 成控制致動器的操作，該操作優(yōu)化了在載玻片表面上的試劑流動。這種控制器的實例在圖 25中示出。在一些方案中，控制器也可以被編程為通過使得蓋元件或載波片在處于封閉狀 態(tài)的同時進行較小運動而攪動試劑。
[0183] 控制器7060在圖25中示意性地示出，并且包括處理器7090,當執(zhí)行計算機程序代 碼時，該處理器經(jīng)由通信基礎(chǔ)設(shè)施7096與用于存儲計算機程序代碼的第一存儲裝置7092 以及用于存儲由處理器7090產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的第二存儲裝置7094通信。顯示界面7098和相 應(yīng)的顯示器7100使得用戶能夠與控制器7060交互。
[0184] 控制器7060還包括驅(qū)動器模塊7102至7112,以用于控制設(shè)備7000的操作所需 要的馬達、泵、掃描器/讀取器、熱交換器和其它裝置7114-7124。處理方案（包括染色方 案（例如待由BFR7014和FTP機器人7028分配到載玻片的試劑的順序以及相應(yīng)的溫育時 間））被存儲在可經(jīng)由通信基礎(chǔ)設(shè)施7096由處理器7090訪問的方案數(shù)據(jù)庫7126中，使得 處理器7090能夠操作BFR7014和FTP機器人7028以在載玻片處理站以所需的速度將試劑 分配到基板。
[0185] 在另一實施方式中，在蓋兀件3000和載玻片200處于封閉狀態(tài)的同時，流體被分 配。該方法在下文中被稱為"封閉"分配，并且適用于多種水性流體。封閉分配依賴于液體 的毛細作用、而不是由載玻片或蓋元件的移動所引起的擴散作用，以用于將試劑分配到載 玻片上。
[0186] 在打開分配方法和封閉分配方法兩者中，必要的是使由蓋元件3000和載玻片200 形成的腔室連通于大氣。在圖示的實施方式中，該連通經(jīng)由出口 3022提供，所述出口還可 經(jīng)由閥或螺線管（未示出）耦接于用于從腔室中排空試劑的真空源。但是，應(yīng)理解的是，可 不需要提供蓋元件3000中的出口 3022。相反，可在封閉狀態(tài)下保持載玻片200與蓋元件第 二端部3020之間的間隙，使得腔室未被完全封閉。以這種方式省略出口 3022并且替代地 提供載玻片與蓋元件之間的間隙來使得腔室直接連通于大氣簡化了蓋元件的設(shè)計和制造， 但是代價是真空耦接位置。
[0187] 在樣本處理方案中的試劑分配步驟之后可進行第二試劑的分配。在這之前可通過 在出口 3022處連接真空來排空腔室。排空可以通過成型空隙邊界3126(圖16)增強，這有 助于試劑從密封面3122的邊緣排空。
[0188] 在優(yōu)選實施方式中，蓋元件3000設(shè)置有濕氣屏障3900,以便一旦試劑已被分配在 載玻片200上且蓋元件已經(jīng)移動到打開狀態(tài)，控制或限制濕氣從樣本蒸發(fā)。在圖22中示出 了物理護罩3900形式的濕氣屏障的實例。以這種方式的護罩的設(shè)置限制了一旦腔室已打 開可從組織樣本消散的濕氣的量。在圖22所示的實施方式中，濕氣屏障3900適于覆蓋載 玻片的整個長度。但是，這可以不是必須的。在載玻片200上僅部分地延伸的濕氣屏障可 足以將蒸發(fā)限制到這樣的程度，即，其在試劑施加期間和/或在樣本被蓋上蓋玻片并被發(fā) 送以用于進一步處理之前保持了樣本的完整性。
[0189] 期望的是，濕氣屏障3900不干擾載玻片上的樣本。因此，圖22中的濕氣屏障3900 包括基本上剛性的罩蓋，該罩蓋具有支撐罩蓋頂部的壁部3910。前部3920可以是開放的或 封閉的。但是應(yīng)該理解的是，濕氣屏障3900不必須是剛性或半剛性的結(jié)構(gòu)。相反，它可以 是當處于打開結(jié)構(gòu)時在載玻片上延伸的柔性的裙部或裙緣。此外，應(yīng)理解的是，在某些實施 方式中，濕氣屏障可以形成與蓋元件一起使用的處理模塊（而不是形成蓋元件本身）的一 部分，或者可以附接于所述處理模塊（而不是形成蓋元件本身）。在濕氣屏障是柔性的情況 下，期望濕氣屏障被支撐，從而在濕氣屏障與載玻片上的樣本之間保持間隙，以便不污染或 破壞樣本。在又一些實施方式中，濕氣屏障可以是由氣體或霧化水或其它合適流體構(gòu)成的 蒸氣護罩，以便一旦已經(jīng)從腔室排出，則保持樣本內(nèi)的濕度。
[0190] 圖23示出了適于與蓋元件3000 -起使用的處理模塊5000,在該處理模塊中，線 性致動器5900使蓋元件在載玻片200上從打開狀態(tài)滑動、并進入封閉狀態(tài)以將分配到入口 3012中的試劑分配到由載玻片承載的樣本上。
[0191] 在各個方面中，本發(fā)明的蓋元件可適于允許腔室內(nèi)的流體的攪拌。攪動可以是令 人期望的，以促進流體分子在腔室中的運動，從而在載玻片的表面（支撐待處理的樣本）與 流體分子之間存在有效的交換。因此，流體的攪動可以導(dǎo)致更有效的處理，但在腔室內(nèi)具有 更小的試劑容積。對于處理方案中的特定步驟來說，攪拌還可以提高反應(yīng)速度，從而減少步 驟之間的周轉(zhuǎn)時間。另外，腔室內(nèi)的流體的攪動可以通過使氣泡在腔室內(nèi)移動而減少氣泡 的沖擊，確保了樣本的每個表面均在培育時間段期間暴露于試劑流體。攪動可使用各種手 段實現(xiàn)，所述各種手段包括施加于入口端口和/或出口端口的正壓力和/或負壓力、從入口 端口和/或出口端口引入和/或抽出流體、或有助于流體經(jīng)由入口端口和/或出口端口流 動以產(chǎn)生足以促進流體攪動的湍流的其它這種裝置。
[0192] 此外，流體攪動可以減少氣泡的存在而產(chǎn)生的染色缺陷，提高試劑的在整個腔室 的均勻性，使"死區(qū)"最小化，便于就地（in situ，在原地）清潔和/或清洗蓋元件的表面。 流體在腔室內(nèi)的移動可以通過腔室壁的成型幾何形狀（例如，如參考圖1所描述的）而被 增強。該成型形狀可以朝向蓋元件的入口端設(shè)置以增強流體流動，并且當朝向出口端設(shè)置 時可以改善流體從腔室的排出，使得殘留的殘渣最少。可替換地/附加地，腔室的一端或兩 端可由空隙壁限定，所述空隙壁形成錐形的或彎曲的端壁。另外，可期望在空隙頂板上提供 修整部，該修整部能夠增強試劑在腔室內(nèi)的擴展。修整部可由紋理構(gòu)成，所述紋理諸如為例 如位于形成空隙頂板的第二表面中的皺紋、蝕刻、凹陷或箭頭輪廓。傾斜空隙頂板或彎曲空 隙頂板或者在頂板內(nèi)提供波紋部也可以增強流體流動。可替換地/附加地，空隙頂板和/ 或空隙壁可以被涂覆或處理成具有增強流體流動的材料修整部。
[0193] 本發(fā)明的各種特征形成蓋元件，所述蓋元件使用于執(zhí)行由儀器7000采用的類型 的處理方案的步驟所需要的試劑量最小化。理想地，本發(fā)明的各個方面促進了由蓋元件 形成的有效反應(yīng)腔室，該腔室的容積小到120至135 μ 1。但是，也可考慮封閉的容積小到 30 μ 1。在一些反應(yīng)中，可能必須提供具有例如高達200 μ 1的封閉容積的更大反應(yīng)腔室。
[0194] 在一個或多個實施方式中，對分配到入口中的試劑進行液位感測可能是令人期望 的。液位感測可以使用探測器接觸技術(shù)和/或通過監(jiān)測分配探測器末端處的電容或壓力的 變化來執(zhí)行?？商鎿Q地，也可采用光學(xué)液位感測系統(tǒng)和超聲系統(tǒng)。在入口處、在腔室中和/ 或通過出口所獲得的試劑容積的測量可以通過自動儀器7000機載的控制器7060進行比 較，以便對根據(jù)所執(zhí)行的方案的數(shù)量所計算的分配容積進行交叉檢查。然后，該交叉檢查可 用于機載地存儲在自動儀器上的試劑進行庫存控制。
[0195] 盡管本文示出的各種蓋元件實施方式僅呈現(xiàn)一個出口，但是應(yīng)該理解的是，可以 提供多個出口。但是，在真空被施加以增強處理腔室內(nèi)的流體運動（包括攪動）和/或從 腔室排出試劑的情況下，對于每個出口來說需要單獨的真空源。因此，在設(shè)計根據(jù)本發(fā)明的 蓋元件時，技術(shù)人員將對復(fù)雜性和價值與性能進行平衡。盡管所述一個或多個出口中的每 一個均可耦接于真空源，利用強迫壓力分配（圖1至3)和毛細分配的實施方式要求腔室連 通于大氣。因此，出口與真空源和通向大氣的通氣部可互換地耦接。
[0196] 在腔室的填充期間使用真空可以降低在腔室內(nèi)形成氣泡的可能性。此外，使用真 空從腔室排出流體降低了在多個試劑分配之間殘渣殘留在腔室內(nèi)的可能性。使用真空從腔 室排出試劑的另一優(yōu)點是可使用更少的試劑，因為在施加第二試劑之前將腔室排空使混合 的風(fēng)險最小化。
[0197] 理想地，自動儀器控制器7060訪問方案信息的數(shù)據(jù)庫7128,該數(shù)據(jù)庫用于控制一 個或多個真空源來施加正確大小和持續(xù)時間的真空，取決于所使用的試劑（例如粘性或水 性）和/或樣本類型或截面厚度（例如，皮膚樣本或細胞學(xué)樣本的厚度范圍可以為從lym 至15 μ m，優(yōu)選地為3 μ m至5 μ m)。
[0198] 應(yīng)該注意的是，雖然在示出的實施方式中入口開口設(shè)置在蓋元件的第一（即頂 部）表面上，但是入口可以任何定向形成在蓋元件本體中，并且可以在任何表面上通出蓋 元件。此外，應(yīng)注意的是，雖然每個實施方式均被示出為具有一個入口，但是也可考慮提供 多個入口。類似地，如上所述，也可考慮多個出口。還可理解的是，雖然所示的實施方式示 出了在第一（即頂部）表面和前表面（圖1)上通出蓋元件的出口，但是那些出口也可在任 何表面上通出蓋元件。出口開口的位置可受到耦接部和/或?qū)Ч艿奈恢糜绊?，所述耦接?和/或?qū)Ч軐⒊隹谶B接于真空源和/或閥或螺線管，出口通過所述真空源和/或閥或螺線 管與真空源耦接和/或連通到大氣。另外，雖然不是必要的，將出口定位成與蓋元件內(nèi)的空 隙邊界接觸可改善試劑從腔室中的排出。
[0199] 在整個本說明書中，參考被保持在基本上水平定向中的載玻片描述了所示出的實 施方式。但是可以理解的是，水平定向不是必須的，并且支撐表面可以一傾斜度支撐載玻 片。此外，從流體從蓋元件的第一端部朝向第二端部縱向地擴展的方面描述了本發(fā)明。但是 應(yīng)當理解的是，蓋元件可被構(gòu)造成用于在采用更寬流體前緣的載玻片上的橫向流體流動， 但是在這種構(gòu)造中，氣泡形成的風(fēng)險可能更高。還應(yīng)注意到的是，根據(jù)本發(fā)明實施方式的載 玻片處理不必局限于以水平定向進行處理。
[0200] 優(yōu)選地，當本發(fā)明的蓋元件由自動樣本處理儀器使用時，每個正被處理的載玻片 都包含諸如條形碼或RFID標簽的獨特標識，所述獨特標識表示樣本類型和待在樣本上執(zhí) 行的方案中的一個或多個。所述信息由儀器中的讀取裝置檢測，并且被用來根據(jù)需要的方 案來安排儀器內(nèi)的BFR和FTP機器人的分配動作。
[0201] 在本說明書（包括權(quán)利要求書）中使用術(shù)語"包括"、"包含"、"含有"或"具有"的 情況下，它們應(yīng)被解釋為說明存在所陳述的特征、整體、步驟或部件，但不排除存在一個或 多個其它特征、整體、步驟或部件或其組合。
[0202] 應(yīng)理解的是，在不脫離如在所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明范圍的情況下，可對 前面所描述的部件進行各種變型、添加和/或更改。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于基板的蓋元件，所述基板用于支撐生物樣本，所述蓋元件包括： a. 相對的第一端部和第二端部； b. 相對的第一表面和第二表面； c. 位于所述第二表面中的空隙，當所述空隙與基板并置時形成腔室；以及 d. 流體入口，朝向所述第一端部并與所述空隙流體連通； 其中，所述空隙由空隙壁界定，所述空隙壁具有用于增強所述腔室內(nèi)的流體移動的一 個或多個成型區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋元件，進一步包括朝向所述第二端部并與所述空隙流體連 通的流體出口，并且流體能通過所述流體出口被抽出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的蓋元件，其中，所述一個或多個成型區(qū)域包括倒 圓的角部，所述倒圓的角部將所述空隙的側(cè)壁與所述蓋元件的端壁連接以促進所述腔室內(nèi) 的流體流動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的蓋元件，其中，所述一個或多個成型區(qū)域包括倒 圓的錐形部，所述倒圓的錐形部將所述空隙的側(cè)壁與所述蓋元件的端壁連接以促進所述腔 室內(nèi)的流體流動。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述一個或多個成型區(qū)域包括倒 圓的檐口，所述倒圓的檐口將所述空隙的壁與所述蓋元件的所述第二表面中的空隙頂板連 接。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述腔室當封閉時的容積為30至 200 μ 1，優(yōu)選地為50至150 μ 1，更優(yōu)選地為約100 μ 1至約125 μ 1。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述腔室的高度為50至200 μ m， 優(yōu)選地為100至150 μ m。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述第二表面中的空隙頂板具有 被構(gòu)造成增強試劑從所述入口到所述出口的擴展的修整部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓋元件，其中，所述修整部為從包括以下項目的組中選擇的 紋理：蝕刻的、皺紋的、凹陷的、傾斜的、弓狀的和波紋狀的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的蓋元件，其中，所述修整部是所述空隙頂板和 /或空隙壁的至少部分上的材料修整部或涂層。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，包括位于所述入口處的儲存部，所述儲 存部的容積足以容納待分配到所述腔室中的用于處理方案中的一步驟的一等分或多等分 的流體。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，所述蓋元件在處理方案期間適于被保 持為與所述基板并置。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述蓋元件是一次性的。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，其中，所述蓋元件由至少兩個部件形 成，所述至少兩個部件包括蓋元件本體和蓋元件插入部，并且其中，所述蓋元件插入部被構(gòu) 造成與所述基板一起形成所述腔室。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的蓋元件，其中，所述蓋元件插入部是一次性的。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，進一步包括濕氣屏障，所述濕氣屏障被 構(gòu)造成用于減少位于與所述蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的蓋元件，其中，所述濕氣屏障是材料護罩，所述材料護罩適 于覆蓋但不接觸所述載玻片上的樣本。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，進一步包括位于所述入口處的引導(dǎo)裝 置，所述引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到所述入口中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的蓋元件，其中，所述引導(dǎo)裝置包括頸部，所述頸部的形狀形 成為容納相應(yīng)形狀的分配探測器末端。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的蓋元件，其中，所述頸部具有朝向所述第二表面減小的錐 形部。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項所述的蓋元件，其中，所述引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成與分 配探測器末端形成適貼配合。
22. 根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項所述的蓋元件，其中，所述引導(dǎo)裝置具有足以接收 分配探測器末端并與所述分配探測器末端形成密封的順應(yīng)性。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件，包括設(shè)置成與所述入口流體連通的分 配邊緣，其中，在使用中，所述蓋元件適于圍繞所述分配邊緣樞轉(zhuǎn)，并且其中，所述樞轉(zhuǎn)運動 導(dǎo)致所述入口中的流體從所述分配邊緣朝向所述出口移動。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的蓋元件，其中，所述蓋元件進一步適于圍繞一軸線樞轉(zhuǎn)，所 述軸線延伸通過所述蓋元件并且垂直于在所述第一端部與所述第二端部之間正交地延伸 的平面，其中，圍繞所述軸線樞轉(zhuǎn)使得所述蓋元件傾斜。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項所述的蓋元件，包括流體分配特征，所述流體分配特 征被構(gòu)造成將流體從所述入口分配到所述腔室的至少一寬度上。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征被構(gòu)造成在所述蓋元件 和所述基板從打開狀態(tài)到封閉狀態(tài)的相對滑動移動期間分配流體，從而沿基板表面從所述 分配特征抽出流體，其中在所述打開狀態(tài)中，所述樣本位于所述腔室的外部，在所述封閉狀 態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述基板上的所述樣本的至少一部分。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征被構(gòu)造成在封閉狀態(tài)中 分配流體，在所述封閉狀態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述基板上的所述樣本的至少一部分，其 中，所述分配利用毛細作用沿基板表面將流體從所述分配特征抽出。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23至27中任一項所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征包括跨越 所述腔室的寬度的通道。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的蓋元件，其中，所述通道具有階梯形輪廓，所述階梯形輪廓 的高度朝向所述蓋元件的所述第一端部增加。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或權(quán)利要求29所述的蓋元件，其中，所述通道被構(gòu)造成儲存來自 于所述入口的一容積的流體，所述容積的流體提供流體前緣，所述流體逐漸地擴散到所述 基板上。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26至30中任一項所述的蓋元件，進一步包括滑動引導(dǎo)裝置，所述滑 動引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成在所述蓋元件和所述基板在所述打開狀態(tài)與所述封閉狀態(tài)之間的相 對滑動移動期間引導(dǎo)所述基板。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23至31中任一項所述蓋元件，包括濕氣屏障，所述濕氣屏障被構(gòu)造 成用于減少位于與所述蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的蓋元件，其中，所述濕氣屏障是材料護罩，所述材料護罩適 于覆蓋但不接觸所述載玻片上的樣本。
34. -種用于生物樣本的處理模塊，所述處理模塊包括： a. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的蓋元件； b. 支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；以及 c. 夾持裝置，用于將所述蓋元件以與所述基板并置的方式能釋放地保持持續(xù)一溫育時 間段。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的處理模塊，其中，所述夾持裝置施加3N至300N的夾持力， 優(yōu)選地施加10N至250N的夾持力，以在處理方案期間將所述蓋元件保持為與所述基板并 置。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33或權(quán)利要求34所述的處理模塊，其中，所述支撐表面包括熱交換 器，所述熱交換器被構(gòu)造成在處理方案期間控制位于所述基板上的生物樣本的溫度。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34至36中任一項所述的處理模塊，包括機器人，所述機器人被構(gòu)造 成將所述基板和所述蓋元件中的一個或兩個定位在所述處理模塊中。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的處理模塊，其中，所述機器人還被構(gòu)造成在處理方案期間 將試劑分配到所述蓋元件的入口中。
39. 根據(jù)權(quán)利要求34至38中任一項所述的處理模塊，包括耦接部，所述耦接部用于將 所述蓋元件的一個或多個出口能互換地連接于通向大氣的通氣部以及相應(yīng)的一個或多個 負壓力源。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的處理模塊，其中，所述一個或多個負壓力源中的每個均產(chǎn) 生介于-2kPa與-15kPa之間的受控真空。
41. 根據(jù)權(quán)利要求39或權(quán)利要求40所述的處理模塊，其中，所述一個或多個負壓力源 由控制器裝置控制，所述控制器裝置被編程為施加持續(xù)時間為1000ms至5000ms的負壓力， 并且優(yōu)選地施加持續(xù)時間為約2000ms至3000ms的負壓力。
42. 根據(jù)權(quán)利要求34至41中任一項所述的處理模塊，進一步包括基板保持裝置，所述 基板保持裝置被構(gòu)造成在所述腔室的打開期間將所述基板保持在所述支撐表面上。
43. 根據(jù)權(quán)利要求34至42中任一項所述的處理模塊，其中，所述夾持裝置包括彈性元 件，所述彈性元件被偏壓以將所述蓋元件保持成與所述基板并置。
44. 根據(jù)權(quán)利要求34至43中任一項所述的處理模塊，其中，所述處理模塊被構(gòu)造成與 自動樣本處理儀器一起使用，所述自動樣本處理儀器包括在所述儀器的控制器的控制下能 獨立地操作的多個處理模塊。
45. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的處理模塊，其中，夾持裝置、熱交換器、機器人、負壓力源和 流體分配器中的一個或多個的操作處于所述儀器控制器的控制之下。
46. 根據(jù)權(quán)利要求34至45中任一項所述的處理模塊，進一步包括樞轉(zhuǎn)裝置，所述樞轉(zhuǎn) 裝置被構(gòu)造成使所述蓋元件圍繞所述蓋元件上的分配邊緣樞轉(zhuǎn)，使得所述入口中的流體從 所述分配邊緣朝向所述出口移動，并且其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置用于使所述蓋元件樞轉(zhuǎn)到打開 狀態(tài)和封閉狀態(tài)，在所述封閉狀態(tài)中，所述蓋元件和所述基板并置以形成腔室。
47. 根據(jù)權(quán)利要求46所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置包括樞轉(zhuǎn)臂，所述樞轉(zhuǎn)臂用 于將所述蓋元件定位在所述打開狀態(tài)中，其中，所述蓋元件的所述第一端部的分配邊緣與 所述基板相接觸，并且所述第二表面相對于所述基板以1至20度的角度設(shè)置。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)臂用于將所述蓋元件定位在所 述打開狀態(tài)中，使得所述基板和所述第二表面以約10度的角度設(shè)置，以在所述蓋元件的入 口中接收一等分的流體。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)臂用于將所述模塊設(shè)置在釋放 狀態(tài)中，在所述釋放狀態(tài)中，所述蓋元件和所述基板脫離。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)臂用于使得所述蓋元件圍繞傾 斜軸線傾斜，所述傾斜軸線延伸通過所述蓋元件并且垂直于在所述第一端部與所述第二端 部之間正交地延伸的平面。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的處理模塊，進一步包括用于圍繞傾斜入口偏壓所述蓋元件 的傾斜方向的傾斜偏壓裝置。
52. 根據(jù)權(quán)利要求46至51中任一項所述的處理模塊，進一步包括用于將所述蓋元件的 第二表面暴露于清洗試劑的清洗凹部。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的處理模塊，其中，所述支撐表面的形狀形成為容納其上具 有樣本的基板，并且在沒有基板的情況下形成所述清洗凹部。
54. 根據(jù)權(quán)利要求46至53中任一項所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置用于攪動所 述腔室內(nèi)的試劑。
55. 根據(jù)權(quán)利要求34至54中任一項所述的處理模塊，進一步包括用于使所述蓋元件和 所述基板在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間滑動地移動的致動器，在所述打開狀態(tài)中，所述樣本 未被所述蓋元件覆蓋，在所述封閉狀態(tài)中，所述樣本的至少一部分被覆蓋在由所述蓋元件 和所述基板形成的腔室中。
56. 根據(jù)權(quán)利要求46至55中任一項所述的處理模塊，進一步包括濕氣屏障，所述濕氣 屏障被構(gòu)造成當所述基板上的樣本未被所述蓋元件覆蓋時減少所述樣本的變干。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的處理模塊，其中，所述濕氣屏障包括材料護罩，所述材料護 罩適于覆蓋但不接觸所述載玻片上的樣本。
58. -種用于基板的蓋元件，所述基板支撐生物樣本，所述蓋元件包括： a. 相對的第一端部和第二端部； b. 相對的第一表面和第二表面； c. 位于所述第二表面中的空隙，當所述空隙與基板并置時形成腔室； d. 流體入口，朝向所述第一端部并與所述空隙流體連通； e. 流體出口，朝向所述第二端部并與所述空隙流體連通；以及 f. 引導(dǎo)裝置，位于所述入口處，被構(gòu)造成將流體引導(dǎo)到所述入口。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的蓋元件，其中，所述引導(dǎo)裝置包括頸部，所述頸部的形狀形 成為容納相應(yīng)形狀的分配探測器末端。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的蓋元件，其中，所述頸部具有朝向所述第二表面減小的錐 形部。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59或權(quán)利要求60所述的蓋元件，其中，所述引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成與所 述分配探測器末端形成適貼配合。
62. 根據(jù)權(quán)利要求59至61中任一項所述的蓋元件，其中，所述頸部具有足以接收所述 分配探測器末端并與所述分配探測器末端形成密封的順應(yīng)性。
63. -種用于使用根據(jù)權(quán)利要求58至62中任一項所述的蓋元件通過一種或多種試劑 溫育生物樣本的方法，包括以下步驟： a. 在基板上提供所述樣本； b. 定位所述基板和所述蓋元件，以形成所述腔室； c. 將分配探測器末端定位成與所述流體入口配合接觸；以及 d. 通過力將第一容積的第一試劑驅(qū)動到所述入口中，所述力足夠用于使所述第一試劑 基本覆蓋所述基板上的所述樣本。
64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中，通過耦接于所述分配探測器末端的正壓力泵 強迫所述第一試劑進入所述入口中，并且其中，所述正壓力泵是從包括以下項目的組中選 擇的： a. 注射泵；以及 b. 齒輪泵。
65. -種用于使用根據(jù)權(quán)利要求58至62中任一項所述的蓋元件通過一種或多種試劑 溫育生物樣本的方法，包括以下步驟： a. 在基板上提供所述樣本； b. 定位所述基板和所述蓋元件，以形成所述腔室； c. 定位分配探測器末端以將試劑分配到所述流體入口中；以及 d. 將至少第二容積的第二試劑分配到所述入口中。
66. 根據(jù)權(quán)利要求63至65中任一項所述的方法，包括以下步驟：在所述出口處施加負 壓力，以將腔室內(nèi)的試劑朝向所述出口抽出。
67. 根據(jù)權(quán)利要求63至66中任一項所述的方法，其中，所述第一試劑是高價值試劑。
68. 根據(jù)權(quán)利要求63至67中任一項所述的方法，其中，所述第二試劑為低價值試劑。
69. 根據(jù)權(quán)利要求63至68中任一項所述的方法，包括以下步驟：傾斜所述蓋元件以提 升所述出口，從而限制或阻止試劑從所述入口釋放到所述腔室中。
70. -種用于基板的蓋元件，所述基板支撐生物樣本，所述蓋元件包括： a. 相對的第一端部和第二端部； b. 相對的第一表面和第二表面； c. 位于所述第二表面中的空隙，當所述空隙與基板并置時形成腔室； d. 流體入口，朝向所述第一端部并與所述空隙流體連通； e. 流體出口，朝向所述第二端部并與所述空隙流體連通；以及 f. 分配邊緣，設(shè)置成與所述入口流體連通； 其中，所述蓋元件適于圍繞所述分配邊緣樞轉(zhuǎn)，并且其中，在使用中，所述樞轉(zhuǎn)運動導(dǎo) 致所述入口中的流體從所述分配邊緣朝向所述出口移動。
71. 根據(jù)權(quán)利要求70所述的蓋元件，進一步包括濕氣屏障，所述濕氣屏障被構(gòu)造成減 少位于與所述蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。
72. 根據(jù)權(quán)利要求70或權(quán)利要求71所述的蓋元件，進一步包括位于所述入口處的儲存 部，所述儲存部的容積足以容納一等分或多等分的試劑。
73. -種用于生物樣本的處理模塊，所述處理模塊包括： a. 根據(jù)權(quán)利要求70至72中任一項所述的蓋元件； b. 支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板；以及 c. 樞轉(zhuǎn)裝置，所述樞轉(zhuǎn)裝置被構(gòu)造成使所述蓋元件圍繞所述分配邊緣樞轉(zhuǎn)，使得流體 從所述入口沿所述基板從所述分配邊緣朝向所述出口移動； 其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置用于使所述蓋元件樞轉(zhuǎn)到打開狀態(tài)和封閉狀態(tài)，在所述封閉狀態(tài) 中，所述蓋元件和基板并置以形成腔室。
74. 根據(jù)權(quán)利要求73所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置包括樞轉(zhuǎn)臂，所述樞轉(zhuǎn)臂用 于將所述蓋元件定位在所述打開狀態(tài)中，其中，所述蓋元件的所述第一端部的分配邊緣與 所述基板相接觸，并且所述第二表面相對于所述基板以1至20度的角度設(shè)置。
75. 根據(jù)權(quán)利要求74所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)臂用于將所述蓋元件定位在所 述打開狀態(tài)中，使得所述基板和所述第二表面以約10度的角度設(shè)置，以在所述蓋元件入口 中接收一等分的流體。
76. 根據(jù)權(quán)利要求74或權(quán)利要求75所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置包括樞轉(zhuǎn)臂， 所述樞轉(zhuǎn)臂用于將所述模塊設(shè)置在釋放狀態(tài)中，在所述釋放狀態(tài)中，所述蓋元件和所述基 板脫離。
77. 根據(jù)權(quán)利要求75或76所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)臂進一步用于使得所述蓋 元件圍繞傾斜軸線傾斜，所述傾斜軸線延伸通過所述蓋元件并且垂直于在所述第一端部與 所述第二端部之間正交地延伸的平面。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的蓋元件，進一步包括用于圍繞傾斜入口偏壓所述蓋元件的 傾斜方向的傾斜偏壓裝置。
79. 根據(jù)權(quán)利要求73至78中任一項所述的處理模塊，進一步包括基板保持裝置，所述 基板保持裝置被構(gòu)造成在所述蓋元件和所述基板的分離期間將所述基板保持在所述支撐 表面上。
80. 根據(jù)權(quán)利要求79所述的處理模塊，其中，所述基板保持裝置包括彈性元件，所述彈 性元件被構(gòu)造為通過力將所述基板能釋放地保持在所述支撐表面上，所述力足以在分離期 間克服所述蓋元件與所述基板之間的粘滯力。
81. 根據(jù)權(quán)利要求73至80中任一項所述的處理模塊，進一步包括夾持裝置，所述夾持 裝置用于將所述蓋元件能釋放地保持在所述封閉狀態(tài)中。
82. 根據(jù)權(quán)利要求73至81中任一項所述的處理模塊，進一步包括用于將所述蓋元件的 第二表面暴露于清洗試劑的清洗凹部。
83. 根據(jù)權(quán)利要求82所述的處理模塊，其中，所述支撐表面的形狀形成為容納其上具 有樣本的基板，并且在沒有基板的情況下形成所述清洗凹部。
84. 根據(jù)權(quán)利要求73至83中任一項所述的處理模塊，進一步包括濕氣屏障，所述濕氣 屏障被構(gòu)造成減少位于與所述蓋元件一起使用的基板上的樣本變干。
85. 根據(jù)權(quán)利要求73至84中任一項所述的處理模塊，其中，所述樞轉(zhuǎn)裝置用于攪動所 述腔室內(nèi)的試劑。
86. 根據(jù)權(quán)利要求73至85中任一項所述的處理模塊，包括耦接部，所述耦接部用于將 所述蓋元件的一個或多個出口能互換地連接于一個或多個相應(yīng)的負壓力源，所述一個或多 個相應(yīng)的負壓力源中的每一個均用于產(chǎn)生介于_2kPa與-15kPa之間的受控真空。
87. 根據(jù)權(quán)利要求86所述的處理模塊，其中，負壓力源被構(gòu)造成施加持續(xù)時間為 1000ms至5000ms的負壓力，并且優(yōu)選地施加持續(xù)時間為約2000ms至3000ms的負壓力。
88. -種用于使用根據(jù)權(quán)利要求73至87中任一項所述的處理模塊通過一種或多種試 劑溫育生物樣本的方法，包括以下步驟： a. 在基板上提供所述樣本； b. 將所述基板和所述蓋元件定位在打開狀態(tài)中，在所述打開狀態(tài)中，所述蓋元件是成 角度的，使得所述分配邊緣接觸所述基板； c. 將第一試劑分配到所述入口中；以及 d. 將所述蓋元件朝向所述封閉狀態(tài)樞轉(zhuǎn)，所述樞轉(zhuǎn)動作使得被分配的試劑基本上覆蓋 所述基板上的所述樣本。
89. 根據(jù)權(quán)利要求88所述的方法，其中，所述樞轉(zhuǎn)動作以一速度被控制，所述速度增強 所述試劑的毛細流動以基本上覆蓋所述基板上的所述樣本。
90. 根據(jù)權(quán)利要求88或權(quán)利要求89所述的方法，其中，所述樞轉(zhuǎn)動作通過控制器根據(jù) 預(yù)編程的樞轉(zhuǎn)動作進行控制，對于用于處理樣本的多種試劑和/或多個方案，所述預(yù)編程 的樞轉(zhuǎn)動作增強試劑在所述基板上流動。
91. 根據(jù)權(quán)利要求88至90中任一項所述的方法，包括以下步驟：在所述出口處施加負 壓力以將所述腔室內(nèi)的試劑朝向所述出口抽出。
92. 根據(jù)權(quán)利要求88至91中任一項所述的方法，包括以下步驟：在所述出口處施加負 壓力以排空所述腔室。
93. 根據(jù)權(quán)利要求88至92中任一項所述的方法，包括以下步驟：從所述支撐表面移除 所述載玻片以及將所述蓋元件的所述第二表面浸入清洗試劑中。
94. 根據(jù)權(quán)利要求88至93中任一項所述的方法，包括以下步驟：當所述蓋元件未處于 封閉狀態(tài)中時對所述樣本加護罩。
95. 根據(jù)權(quán)利要求88至94中任一項所述的方法，進一步包括攪動所述腔室內(nèi)的試劑。
96. -種用于支撐生物樣本的基板的蓋元件，所述蓋元件包括： a. 相對的第一端部和第二端部； b. 相對的第一表面和第二表面； c. 位于所述第二表面中的空隙，與所述基板一起形成腔室； d. 流體入口，朝向所述第一端部并與所述空隙流體連通；以及 e. 流體分配特征，流體從所述流體分配特征分配； 其中，所述流體分配特征被構(gòu)造成將流體從所述入口分配到所述基板的至少一寬度 上。
97. 根據(jù)權(quán)利要求96所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征被構(gòu)造成在所述蓋元件 和所述基板從打開狀態(tài)到封閉狀態(tài)的相對滑動移動期間分配流體，從而沿所述基板從所述 流體分配特征抽出流體，其中在所述打開狀態(tài)中，所述樣本位于所述腔室的外部，在所述封 閉狀態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述基板上的所述樣本的至少一部分。
98. 根據(jù)權(quán)利要求96所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征被構(gòu)造成在封閉狀態(tài)中 分配流體，在所述封閉狀態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述基板上的所述樣本的至少一部分，其 中，所述分配利用毛細作用沿基板表面將流體從所述流體分配特征抽出。
99. 根據(jù)權(quán)利要求96至98中任一項所述的蓋元件，其中，所述流體分配特征包括跨越 所述腔室的寬度的通道。
100. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的蓋元件，其中，所述通道具有階梯形輪廓，所述階梯形輪 廓的高度朝向所述蓋元件的所述第一端部增加。
101. 根據(jù)權(quán)利要求99或權(quán)利要求100所述的蓋元件，其中，所述通道被構(gòu)造成儲存來 自于所述入口的一容積的流體，所述容積的流體提供流體前緣，所述流體前緣逐漸地擴散 到所述基板上。
102. 根據(jù)權(quán)利要求96至101中任一項所述的蓋元件，包括朝向所述蓋元件的第二端部 的流體出口，并且流體能通過所述流體出口被抽出。
103. 根據(jù)權(quán)利要求96至102中任一項所述的蓋元件，進一步包括滑動引導(dǎo)裝置，所述 滑動引導(dǎo)裝置被構(gòu)造成在所述蓋元件和所述基板在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間的相對滑動 移動期間引導(dǎo)所述基板。
104. 根據(jù)權(quán)利要求96至103中任一項所述的蓋元件，包括濕氣屏障，所述濕氣屏障被 構(gòu)造成用于減少位于與所述蓋元件一起使用的基板上的樣本的變干。
105. 根據(jù)權(quán)利要求104所述的蓋元件，其中，所述濕氣屏障是材料護罩，所述材料護罩 適于覆蓋所述載玻片上的所述樣本但不接觸所述樣本。
106. -種用于使用根據(jù)權(quán)利要求96至105中任一項所述的蓋兀件通過一種或多種試 劑溫育生物樣本的方法，包括以下步驟： a. 在基板上提供所述樣本； b. 將所述基板和所述蓋元件定位在打開狀態(tài)中，在所述打開狀態(tài)中，所述基板中的至 少一端部設(shè)置成在流體分配特征的區(qū)域中與所述蓋元件的所述第二表面并置； c. 將試劑分配到所述入口中并利用毛細作用在基板上抽吸試劑。
107. 根據(jù)權(quán)利要求106所述的方法，包括以下步驟：使所述基板和所述蓋元件中的一 個相對于所述基板和所述蓋元件中的另一個從打開狀態(tài)滑動到封閉狀態(tài)，在所述打開狀態(tài) 中，所述樣本位于所述腔室外部，在所述封閉狀態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述腔室內(nèi)的所述樣 本的至少一部分，其中所述滑動動作沿所述基板從所述分配特征抽出所述試劑。
108. 根據(jù)權(quán)利要求107所述的方法，其中，所述滑動動作以一速度被控制，所述速度增 強所述試劑的流動以基本覆蓋所述基板上的所述樣本。
109. 根據(jù)權(quán)利要求108所述的方法，包括以下步驟：在將所述試劑分配到所述入口中 之前，使所述基板和所述蓋元件中的一個相對于所述基板和所述蓋元件中的另一個滑動到 封閉狀態(tài)，從而在所述蓋元件和所述基板處于封閉狀態(tài)中的同時使所述試劑被分配，其中 在所述封閉狀態(tài)中，所述蓋元件覆蓋所述腔室內(nèi)的所述樣本的至少一部分。
110. 根據(jù)權(quán)利要求106至109中任一項所述的方法，包括以下步驟：當所述基板和所 述蓋元件處于封閉狀態(tài)中時，在所述蓋元件中的出口處施加負壓力，以將所述腔室中的試 劑從所述入口抽到所述出口。
111. 根據(jù)權(quán)利要求110所述的方法，包括以下步驟：在所述出口處施加負壓力以排空 所述腔室。
112. 根據(jù)權(quán)利要求107至111中任一項所述的方法，進一步包括以下步驟：對所述基 板加護罩，以便當所述蓋元件和所述基板重新打開時限制所述樣本的干燥。
113. -種用于生物樣本的處理模塊，所述處理模塊包括： a. 根據(jù)權(quán)利要求96至105中任一項所述的蓋元件； b. 支撐表面，用于其上具有生物樣本的基板； c. 線性運動裝置，用于使所述蓋元件和所述基板在打開狀態(tài)與封閉狀態(tài)之間滑動地移 動，在所述打開狀態(tài)中，所述樣本未被所述蓋元件覆蓋，在所述封閉狀態(tài)中，所述樣本的至 少一部分被覆蓋在由所述蓋元件和所述基板形成的腔室中。
114. 根據(jù)權(quán)利要求113所述的處理模塊，進一步包括清洗凹部，所述清洗凹部用于在 處理方案的清洗步驟中使用所述處理模塊將所述蓋元件的第二表面暴露于清洗試劑。
115. 根據(jù)權(quán)利要求113至114中任一項所述的處理模塊，進一步包括濕氣屏障，所述濕 氣屏障被構(gòu)造成當所述基板上的樣本未被所述蓋元件覆蓋時減少所述樣本的變干。
116. 根據(jù)權(quán)利要求115所述的處理模塊，其中，所述濕氣屏障是材料護罩，所述材料護 罩適于覆蓋所述載玻片上的樣本但不接觸所述樣本。
117. 根據(jù)權(quán)利要求113至117中任一項所述的處理模塊，進一步包括耦接部，所述耦接 部用于將所述蓋元件的一個或多個出口能互換地連接于一個或多個相應(yīng)的負壓力源，所述 一個或多個相應(yīng)的負壓力源用于產(chǎn)生介于_2kPa與-15kPa之間的受控真空。
118. -種蓋元件，基本上如參照在附圖中示出的實施方式中的任一個在上文中所描述 的。
119. 一種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1至33、58至62以及70至72和96至105中任一項 所述的蓋元件通過一種或多種試劑溫育生物樣本的方法。
【文檔編號】B01L3/00GK104094122SQ201280067038
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月16日
【發(fā)明者】馬克·布賴恩·多克里爾, 安東尼·法瓦洛羅, 肯尼思·衡沖·額, 馬丁·利蒙, 彼得·圖古德, 斯蒂芬·約翰·巴尼亞托 申請人:萊卡生物系統(tǒng)墨爾本私人有限公司