УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ И ПРОПИТКИ ГИСТОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ Российский патент 2000 года по МПК G01N1/28 G01N1/31 C12M3/00 B05C3/09 B05C3/10 

Изобретение относится к методам исследований, в частности к устройствам для подготовки гистологических образцов для микроскопических исследований.

При подготовке гистологических образцов для микроскопических исследований обычно образцы подвергают последовательным операциям фиксации, дегидратации, просветления и пропитки парафином или другим подходящим воском. Стадия дегидратации обычно включает в себя обработку образцов спиртовым реагентом постепенно возрастающей концентрации. Стадия просветления включает обработку дегидратированных образцов один или несколько раз просветляющим агентом, например, ксилолом. Пропитка парафином (или другим воском) также осуществляется путем неоднократного погружения дегидратированных и просветленных образцов в расплав парафина.

Операции обработки и пропитки могут выполняться вручную; при этом работник опускает кассеты с гистологическими образцами в резервуар, заливает требующимися жидкостями, взбалтывает, сливает, помещает в устройство для охлаждения или нагрева и т.д. Ручная обработка и пропитка требуют значительных трудозатрат и не всегда дают воспроизводимые результаты. В лабораториях, специализирующихся на гистологических исследованиях, пользуются автоматизированными средствами для обработки и пропитки образцов.

Известно устройство для обработки и пропитки гистологических образцов [ЕР N 0269316, МКИ⁴ G 01 N 1/28], представляющее собой многокамерный аппарат, содержащий 12 камер, объединенных в круг, и средство подъема и перемещения контейнера (корзины) с образцами из камеры в камеру. Это средство размещено на оси, связанной с приводом, расположенным внутри круга камер. Круг камер накрыт общей крышкой с открывающимися над каждой камерой отверстиями. Средство для перемещения контейнеров прикрыто кожухом. Устройство управляется процессором.

Обработка и пропитка образцов в устройстве по ЕР N 0269316 осуществляется следующим образом. Кассеты с образцами помещаются в контейнер, который подвешивается к коромыслу средства перемещения внутри кожуха. В режиме, заданном на процессоре, указанное средство опускает контейнер с образцами в каждую из камер, содержащих необходимые реагенты, вынимает контейнер и перемещает в следующую.

Недостатком указанного устройства является его негерметичность, приводящая к загрязнению воздуха лаборатории, а также не позволяющая использовать вакуум и регулируемый температурный режим на всех этапах обработки гистологических образцов.

Также известно устройство для обработки гистологических образцов [ЕР N 0077477, МКИ⁴ G 01 N 1/28], включающее камеру для обработки образцов, несколько контейнеров для реактивов, соединенных с камерой отдельной клапанной системой, вакуум-насос и переключающую клапанную систему, связанную с камерой и направляющую поток реагента в нужном направлении. Система клапанов и вакуум-насос позволяют обеспечить замкнутый цикл обмена реагентов и газов в системе камера - контейнеры для реагентов. Устройство функционирует автоматически под контролем процессора, и программа обработки образцов выполняется без участия оператора и без необходимости принимать какие-либо предосторожности при использовании вредных и токсичных жидкостей.

Общим недостатком указанных однокамерного и многокамерного устройств является тот факт, что скорость пропитки образца каждой последующей жидкостью определяется только диффузией вытесняемой жидкости от поверхности образца. Для интенсификации этого процесса необходимо интенсивное перемешивание или движение жидкости, постоянно омывающей поверхность образца. Не случайно в последующем усовершенствовании устройства по ЕР N 0269316 фирма SHANDON предусмотрела возможность периодического подъема и окунания контейнера с гистологическими образцами в обрабатывающие и пропитывающие жидкости (проспект устройства Citadel 2000 фирмы SHANDON).

Известно устройство [патент Германии N 3042578, МКИ⁴ G 01 N 1/28] для обработки и пропитки гистологических образцов, включающее инкубационную камеру, в которой друг над другом в форме колонок в трубчатых цилиндрах вертикально размещены проницаемые для жидкостей контейнеры с гистологическими образцами, а посередине камеры установлен мощный вертикальный осевой насос (вертикальная мешалка) в форме шнека (или поршня), заставляющий обрабатывающие и пропитывающие жидкости циркулировать в камере, протекая сверху вниз через трубчатые цилиндры и находящиеся в цилиндрах контейнеры с образцами. Постоянное обтекание образцов в устройстве по патенту Германии N 3042578 несомненно приводит к интенсификации обмена и к ускорению диффузии жидкости внутрь образцов. Однако производительность устройства невелика из-за предложенной компоновки контейнеров с образцами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является устройство для обработки и пропитки образцов [патент США N 4576796, НКИ 422/99, МКИ⁴ G 01 N 1/06], включающее заключенные в корпус ось вращения с размещенными на ней контейнерами с гистологическими образцами, средство для вращения оси вращения с переменной скоростью, емкости с обрабатывающими и пропитывающими жидкостями, размещенные вне корпуса, и патрубки для подачи указанных жидкостей внутрь корпуса и удаления их из корпуса. Согласно патенту США N 4576796 ось вращения выполнена вертикальной и размещена по центру круглого в плане корпуса. Перпендикулярно оси на ней размещен ротор, на верхней поверхности которого выполнено несколько каналов, имеющих уклон 2-5^o от центра к периферии. Вблизи периферического конца каждого канала выполнены углубления, в которые помещаются исследуемые гистологические образцы. В центре ротора выполнена лунка, от которой отходят каналы. Каналы имеют продолжения от углублений для образцов до края ротора. Ось вращения соединена с двигателем, вращающим ее с переменной скоростью. Патрубок подачи жидкости направлен к центральной лунке.

Дегидратирующие и осветляющие жидкости и расплав парафина подаются из соответствующих емкостей через патрубок в центральную лунку, растекаются по каналам под действием вращения ротора и обтекают гистологические образцы, размещенные в углублениях на периферии ротора. Обработка потоком жидкости делает процесс более эффективным. Перед сменой обрабатывающей жидкости двигатель может быть включен на большее число оборотов для удаления предшествующей жидкости центрифугированием, что также приводит к ускорению процесса и повышению его эффективности.

Недостатком устройства по патенту США N 4576796 являются высокая металлоемкость на один обрабатываемый образец и недостаточная производительность устройства, так как одновременная загрузка в него невелика.

Технический результат, достигаемый в заявляемом устройстве, это значительное повышение производительности и снижение металлоемкости на один обрабатываемый образец при сохранении высокой эффективности обработки и пропитки. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки и пропитки гистологических образцов, включающем заключенные в корпус ось вращения с установленными на ней контейнерами с гистологическими образцами, средство для вращения оси вращения с переменной скорость, емкости с обрабатывающими и пропитывающими жидкостями, размещенные вне корпуса, и патрубки для подачи указанных жидкостей внутрь корпуса и удаления их из корпуса, ось вращения размещена горизонтально.

Контейнеры для образцов выполнены в виде сегментов круга и объединены в кольцо. Внутренний диаметр кольца составляет не менее двух величин ширины стандартной кассеты для гистологических образцов.

Заявляемое устройство представлено на фиг. 1 и 2.

В корпусе 1, снабженном рубашкой 2 для нагрева и охлаждения содержимого, размещена горизонтальная ось 3. На оси 3 в полом роторе 4 (в кольце) с перфорированными внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями размещены сегментные контейнеры 5, в которые вставляют кассеты 6 с обрабатываемыми образцами. Внутренний цилиндр полого ротора 4 имеет диаметр не менее 2-х и не более 4-х величин ширины кассеты 6. Корпус снабжен патрубком 7 для подачи и выгрузки обрабатывающих и пропитывающих жидкостей и патрубком 8, связанным с вакуумной системой (не показана). Вал оси 3 через уплотнение 9 соединен с приводом 10 (двигатель с редуктором), способным работать с переменной скоростью. Патрубок 7 связан с коллектором 11, в который через клапаны 12, управляемые процессором, поступают обрабатывающие и пропитывающие жидкости из емкостей 13. Аналогично решается задача слива использованных жидкостей. Устройство включает столько емкостей 13, сколько необходимо для используемых жидкостей.

Корпус и все детали внутри него, а также коммуникации выполнены из инертного к обрабатывающим жидкостям материала, например, из нержавеющей стали; контейнеры выполнены из перфорированного материала или сетки. На внешней стороне каждого контейнера выполнена фиксирующая кассеты с образцами перфорированная съемная крышка.

Устройство работает следующим образом.

В контейнеры 5 помещают кассеты 6 с гистологическим образцами. В емкости 13 заливают обрабатывающие и пропитывающие жидкости. В корпусе 1 через патрубок 8 создается небольшой вакуум. Через клапан 12 под действием вакуума в корпус 1 подается (засасывается) первая жидкость. Уровень обрабатывающей жидкости устанавливают на высоте не ниже внутреннего цилиндра кольца контейнеров 5 и не выше оси вращения ротора 4. Привод 10 начинает вращать ротор со скоростью 0.1 - 10 об/мин. При вращении оси контейнеры поочередно опускаются и выходят из обрабатывающей жидкости; обрабатывающая жидкость при этом стекает из контейнеров (и кассет с образцами) вниз. По окончании обработки жидкость из корпуса удаляют в соответствующую емкость 13 и увеличивают скорость вращения привода до 5 - 10 об/с, что позволяет удалить капельную влагу из контейнеров и кассет с образцами. Обработку и центрифугирование можно проводить под вакуумом 200 - 600 мм рт. ст.

Заявляемое устройство позволяет обрабатывать и пропитывать гистологические образцы с высокой эффективностью и производительностью.

Устройство для обработки и пропитки гистологических образцов может быть использовано при микроскопических исследованиях и содержит корпус с установленным в нем вращающимся средством. На оси вращения этого средства установлены контейнеры для кассет с гистологическими образцами. Устройство имеет средство вращения оси с переменной скоростью, емкости для обрабатывающих и пропитывающих жидкостей, размещенные вне корпуса, и патрубки для подачи указанных жидкостей в корпус и удаления их из корпуса. Ось вращения размещена в корпусе горизонтально. Контейнеры для кассет объединены в кольцо, внутренний диаметр которого составляет 2-4 ширины кассеты для гистологических образцов. Кольцо контейнеров установлено на оси вращения в вертикальной плоскости. Контейнеры для кассет выполнены перфорированными. Устройство позволяет обрабатывать и пропитывать гистологические образцы с высокой эффективностью и производительностью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для обработки и пропитки гистологических образцов, включающее заключенное в корпус вращающееся средство, имеющее ось вращения с установленными на ней контейнерами для кассет с гистологическими образцами, средство для вращения оси вращения с переменной скоростью, емкости для обрабатывающих и пропитывающих жидкостей, размещенные вне корпуса, и патрубки для подачи указанных жидкостей в корпус и удаления их из корпуса, отличающееся тем, что ось вращения вращающегося средства размещена в корпусе горизонтально, а контейнеры для кассет с гистологическими образцами объединены в кольцо, внутренний диаметр которого составляет 2 - 4 ширины кассеты для гистологических образцов, и кольцо контейнеров установлено на оси вращения в вертикальной плоскости. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнеры для кассет с гистологическими образцами выполнены перфорированными.