本公開涉及用于利用蓋片（coverslip）在顯微鏡上自動覆蓋待檢查的樣品的方法和設備。

背景技術：

本文中對任何文獻的引用并不意在承認該文獻是相關的現(xiàn)有技術，或被認為是關于本申請的任何權利要求的可專利性的材料。關于任何文獻的內(nèi)容或日期的任何陳述是基于申請人在提交時可獲得的信息，并不構成對這樣的陳述的正確性的承認。

例如組織切片或細胞的生物試樣（samples）/樣品（specimen）通常被安裝在顯微鏡載片上用于檢查。當在載片上時，通常用一種或多種物質(zhì)（例如，染料、試劑等）來處理樣品，以向否則透明或不可見的細胞或細胞組分增加顏色和對比度或通過顯微鏡標記的試劑。然后，通常用薄的透明蓋片來覆蓋已處理的樣品。這樣做是出于幾個原因。蓋片可以使樣品變平，使得樣品處于相同的觀察平面中，從而允許更好地觀察樣品。如果鏡片放置得太靠近載片，則蓋片為樣品提供保護使其免受顯微鏡的物鏡損傷。蓋片（通常與粘合劑結合）還提供殼體結構或區(qū)域，通過該殼體結構或區(qū)域，樣品將被永久地保持在載片上，以保存用于研究和存檔的目的。蓋片還有助于避免樣品的污染。

蓋片通常是薄的矩形、正方形或圓形的玻璃或塑料片，其被放置成與載片上的樣品直接接觸并被放置在所述樣品之上。蓋片具有多種尺寸和形狀。蓋片的一個示例具有約1英寸×2英寸（25.4mm×50.8mm）的尺寸以及0.005英寸至0.009英寸（0.127mm至0.2286mm）的厚度。它們通常被包裝成平直地疊置在豎直的堆中。然而，蓋片難以搬運和從堆疊單獨移除，這是因為它們是易碎的，并且能夠容易地粘在一起或破裂。為了從堆疊移除蓋片，經(jīng)常對蓋片施加相當大量的彎矩。例如，諸如美國專利號5,989,386（Elliott）中所示的系統(tǒng)之類的先前的系統(tǒng)在蓋片上使用兩個吸盤裝置，這兩個吸盤裝置放置在蓋片的中間的兩側上。其后，吸盤使蓋片繞中心元件彎曲，從而在蓋片的中間產(chǎn)生大的應力，以使它與蓋片的堆疊分離。這種作用可導致許多蓋片破裂，這是因為它們非常易碎，并且所施加的力大于蓋片的穩(wěn)定性（stability）。彎曲力導致在蓋片中心處的不成比例的應力量。彎曲作用也不保證僅選擇一個蓋片。

自動蓋片機（automated coverslipper）已被用于將玻璃蓋片安裝在載有樣品的顯微鏡載片上。然而，這樣的自動蓋片機可以拾取多于一個蓋片，這是因為它們由于靜電力、范德華力（van der Waals forces）或相鄰蓋片之間的水分而經(jīng)常粘在一起。這可導致兩個或更多個蓋片被安裝在載片上。也可能難以從載片移除多余的蓋片。如果自動蓋片機試圖運輸粘在一起的載片，則蓋片可能掉落，從而導致在自動處理設備中松動的蓋片。松動的蓋片可能導致自動處理設備的損壞或故障，并且可能導致用于維護的“停機時間”。自動蓋片機也不能在搬運期間對蓋片準確地計數(shù)。此外，將蓋片放置在載片上（通常在存在例如液體粘合劑的流體的情況下）還存在其他問題。例如，重要的是，不會發(fā)生飛濺，或者沒有氣泡夾帶在蓋片和載片之間并且當蓋片被放置到載片上時被捕獲在蓋片之下。例如在美國專利號7,271,006（Reinhardt）和美國專利號7,727,774（Reinhardt）中所示的自動化系統(tǒng)的示例使用抽吸機構來拾取和放下蓋片，并且使用彎曲機構來幫助分離蓋片。然而，這樣的裝置可導致令人遺憾地出現(xiàn)氣泡，這些氣泡會模糊對載片上樣品的后續(xù)分析。

此外，當將蓋片定位到載片上時，不以任何方式損害樣品也是重要的。應用蓋片的一種方式是將蓋片放置在載片上，并且隨后將壓力施加于蓋片上，以壓縮和去除捕獲的氣泡。然而，搬運和分離蓋片有時也可使它們帶靜電。即使在關閉機構之后，靜電力也可以將蓋片保持到吸盤，從而使得在蓋片接近載片時難以將蓋片施用于載片或卸下，從而導致形成一個或多個氣泡。此外，壓縮蓋片以去除氣泡可能導致組織試樣上的粘合劑向外排出，從而可能污染其他載片或機器的其他部分。因此，存在提供更好的自動蓋片機的需要。

因此，本領域沒有提供在氣泡減少的情況下蓋片并且控制載片上的流體的自動蓋片機和自動化方法?，F(xiàn)有技術也沒有提供構造或引起使得能夠?qū)崿F(xiàn)這些優(yōu)點的蓋片的不同形狀的能力。

技術實現(xiàn)要素：

本公開涉及用于將蓋片放置在載有樣品的顯微鏡載片上的自動化系統(tǒng)、裝置和過程。至少一個實施例包括蓋片機，其配置成拾取單一蓋片，并且隨后將蓋片放置在載有樣品的載片上，同時在蓋片應用期間減少和/或消除飛濺、污染或氣泡的夾帶。所述系統(tǒng)使得能夠?qū)崿F(xiàn)高試樣吞吐量，同時最小化或限制載片交叉污染的可能。

至少一個實施例涉及一種用于將蓋片安裝在載片上的自動蓋片機，其包括：（i）至少一個蓋片；（ii）至少一個包含生物樣品的載片；以及（iii）至少一個升降器頭，其包括具有底表面的板，所述底表面具有布置在所述底表面上的至少三個單獨控制的吸盤，每個吸盤借助于氣體導管流體連接到氣動模塊，所述氣動模塊包括真空源、壓力源、壓力傳感器和用于每個氣體導管的可獨立操作的控制閥，所述氣動模塊被構造成向每個吸盤供應獨立的真空或加壓氣體，以使得所述升降器頭能夠拾取、運輸所述蓋片并將所述蓋片放置在所述載片上，并且其中，所述獨立的控制閥中的至少一個被構造成允許立即釋放真空和逐漸釋放真空。

在一個實施例中，所述蓋片機還包括：（i）運輸器，其耦接到電機，并且附接到所述升降器頭，并使所述升降器頭懸掛在基本上豎直的位置，并且構造成使所述升降器頭水平、豎直或?qū)堑匾苿?，以將所述升降器頭的底表面定位在蓋片之上；以及（ii）控制模塊，其與所述運輸器、所述升降器頭、所述氣動模塊和所述吸盤電通信，其中，所述控制模塊協(xié)調(diào)所述蓋片機的每個部件的所有功能或與所述蓋片機的每個部件的相互作用。

在一個實施例中，蓋片機被構造成使升降器頭移動到載片之上的位置。在另一個實施例中，蓋片機被構造成接收在升降器頭之下移動的載片。

在一個實施例中，所述蓋片機還包括：（i）至少一個流體分配器，其與所述升降器頭相關聯(lián)，并且與向所述流體分配器供應試劑的流體模塊流體連通，所述流體分配器配置成在所述載片上分配流體；以及（ii）至少一個氣刀，其與所述升降器頭相關聯(lián)，并與氣動模塊流體連通，并且配置成向載片的頂表面提供氣體；（ii）其中，所述流體分配器和所述氣刀被懸掛在基本上豎直的位置，并且所述流體分配器和所述氣刀被配置成與所述升降器頭一起移動，并且其中，所述流體分配器和所述氣刀與所述控制模塊電通信。在一個實施例中，所述至少一個流體分配器和所述至少一個氣刀彼此相關聯(lián)并且與所述升降器頭相關聯(lián)。在另一實施例中，所述至少一個流體分配器和所述至少一個氣刀的關聯(lián)可以是物理耦接。

在一個實施例中，所述蓋片機還包括：至少一個載片托盤，其以基本上水平的位置保持布置成至少一排的至少兩個載片；以及包含多個蓋片的至少一個筒，所述多個蓋片豎直地堆疊和布置，使得堆疊的最頂部的蓋片對于所述升降器頭而言能夠經(jīng)由所述筒中的頂部開口接近。

在另一實施例中，所述蓋片機具有一前一后地配置和定位的兩個升降器頭，以在至少兩排載片上同時或獨立地工作。

在一個實施例中，所述升降器頭的底表面具有選自如下組的形狀，所述組包括平面、凹形、凸形、雙倒角以及它們的組合。

在一個實施例中，所述升降器頭被配置成同時或順序地向三個吸盤中的每一個提供獨立的真空，以由此將所述蓋片以各種構造保持到所述升降器頭的底表面。

在其他實施例中，每個升降器頭配置有一個或多個真空傳感器，以測量被激活的吸盤中的壓力，以確定抽吸提升的蓋片是否破損。例如，真空傳感器被附接到公共的歧管，該公共的歧管為升降器頭上的所有三個吸盤（或吸杯）提供單壓力讀數(shù)。以這種方式，單獨測量具有其自身的真空泵的每個升降器頭。在一個實施例中，使用三個感測時間，開始于在下降到盒中期間蓋片和吸盤之間的接觸的分離檢測。這是壓力閾值傳感器的第一次使用。第二次發(fā)生在當在被所有三個吸盤保持期間從堆疊中剝離蓋片時；這是第二次壓力檢查發(fā)生。這確定蓋片是否破損。第三次發(fā)生在放置期間，在于升降器頭的另一側上的懸臂支撐期間（反向剝離作用）。這是第三次壓力檢查發(fā)生。這種測量壓力的過程也可以在一個完整蓋片上檢測破損蓋片。在一個實施例中，這是為什么用一端釋放壓力（泄放壓力）的原因；這時碎片會掉落。這使得在抽吸之前抖落碎片的機會最大化。以這種方式，真空傳感器測量壓力以確定平均壓力是否低于閾值。

在一個實施例中，當升降器頭運輸吸起的蓋片并將它定位在載片之上時，控制模塊隨后啟動放置方案以放下提起的蓋片。通過對三個吸盤中的僅一個吸盤施加吸力，從而導致蓋片相對于樣品載片的水平面以一定角度懸掛的幾何形狀，來實現(xiàn)懸臂支撐構造。以這種方式，升降器頭上的三個吸盤被配置成通過端部吸盤的真空吸力來執(zhí)行正被保持到升降器頭的底表面的單蓋片的懸臂放置，使得蓋片的一端首先被放置到載片上，并且隨后，將蓋片的其余部分向下滾動到載片上，并且由此，在蓋片中引起彎曲。在一個實施例中，在最終釋放時發(fā)生真空的逐漸泄放。這種吸力的泄放可以通過如下方式來實現(xiàn)，即：通過使用小于用于施加吸力的孔口的孔口，或者控制閥可以被配置成實現(xiàn)這種減小的真空釋放速率。

在一個其他實施例中，升降器頭可以具有相對升降器頭的中心凹形升降器形狀、雙倒角窄的升降器頭設計或形狀、雙倒角寬的升降器頭的形狀/設計或者無倒角的平坦的方形或平坦的矩形的升降器頭的形狀/設計。

在一個實施例中，用于執(zhí)行單蓋片的放置的方法包括：將抽吸提升的蓋片定位在所述載片之上，其中，所述抽吸提升的蓋片通過布置在升降器頭的底表面上的三個單獨控制的吸盤中的真空而被保持到所述底表面，其中，每個吸盤借助于氣體導管流體連接到氣動模塊，所述氣動模塊包括真空源、一個或多個真空傳感器和用于每個氣體導管的控制閥，其中，所述氣動模塊為所述三個吸盤中的每一個供應獨立的真空，從而將所述蓋片保持到所述底表面；去除所述吸盤中的兩個吸盤中的真空，使得所述蓋片僅在一端處通過仍具有真空的一個吸盤來保持；將所述蓋片降低到所述載片的表面，直到在所述蓋片中引起彎曲，從而產(chǎn)生跨所述載片的表面的流體運動，由此所述蓋片被連續(xù)降低，并且在所述載片上產(chǎn)生的流體的波前隨著所述流體被輕輕地從載片的一端推到另一端，并且由此，在蓋片中引起彎曲；以及釋放所述載片的被保持的一端，這是通過激活到保持所述蓋片的所述吸盤的真空閥，使得真空以與突然釋放相反的逐漸釋放的速率來去除。

附圖說明

圖1描繪了本發(fā)明的一個實施例的透視圖，其中，自動蓋片機的組裝板100包含兩個升降器頭110、111。

圖2描繪了本發(fā)明的底視圖，其中，自動蓋片機的組裝板100包含兩個升降器頭110、111。

圖3A-B描繪了自動蓋片機的另一實施例的兩個透視圖，其中，兩個升降器頭310、311被往復運動地安裝到步進電機380和導螺桿381組件。

圖4描繪了以懸臂模式保持單蓋片490的升降器頭410的透視圖。

圖5描繪了拾取單蓋片690的升降器頭610的透視圖，其圖示了用于該升降器頭的內(nèi)部氣動管道（plumbing）。

圖6描繪了包括流體分配器850、851的組件的透視圖，所述流體分配器850、851耦接到位于載片888、889之上的氣刀860、861。

圖7描繪了包括流體分配器950、951的實施例的透視圖。

圖8描繪了包括升降器頭1010的實施例的透視圖，所述升降器頭1010包括具有基本上平坦的底表面1020的板。

圖9描繪了包括升降器頭1110的實施例的透視圖，所述升降器頭1110包括繞吸盤1132的中心凹形構造1123。

圖10描繪了在抓持蓋片1290時的包括中心凹形構造1223的升降器頭1210的實施例。

圖11描繪了包括升降器頭1310的實施例的透視圖，所述升降器頭1310具有以倒角1322、1324為特征的底表面1320。

圖12描繪了包括升降器頭1510的實施例的透視圖，所述升降器頭1510具有倒角1522、1524以及比標準蓋片的寬度要窄的寬度1578。

圖13描繪了包括升降器頭1610的實施例的透視圖，其中，底表面1620的一部分具有比標準蓋片的寬度要窄的寬度1678。該實施例還以倒角1622、1624為特征。

圖14A-C描繪了一個實施例，穿過載片1793觀察，所述實施例包括將蓋片1790安裝在載片1793上的升降器頭1710，并且還描繪了當蓋片（未示出）被放置到載片上時流體彎月面的前進。

圖15A-B描繪了將一定體積的流體放置在載片表面的一個特定點處與在放下蓋片之前于載片的表面上施加相同量的流體相對比的蓋片放置的實施例。

圖16A-D借助于四張順序的圖片描繪了懸臂支撐的蓋片放置過程。

圖17A-B描繪了裝載有一疊蓋片的蓋片盒，其以分解圖和剖視圖示出，圖示了盒內(nèi)部底板的傾斜坡向（tilted aspect）。

圖18示意性地描繪了示出升降器頭2010、氣動模塊2070和控制模塊2085之間的關系的實施例。

圖19借助于多個附圖描繪了一種方法，該方法供升降器頭1810從蓋片的堆疊1892中選擇一個蓋片1890。

具體實施方式

本文中參照附圖提供了一個或多個實施例的詳細描述，附圖中示出了這些實施例。然而，應當理解的是，本公開的組合物、元件、裝置、系統(tǒng)和方法可以按照許多不同的形式實施，并且不應被解釋為限于本文所闡述的實施例。本文公開的具體細節(jié)不應被解釋為是限制性的，而是作為權利要求的代表性基礎，并用于教導本領域技術人員以任何適當?shù)姆绞絹硎褂盟_的組合物、裝置、系統(tǒng)和方法。提供這些實施例使得本公開將是透徹的和完整的，并且將向本領域技術人員充分地傳達本公開的概念。此外，本文所包含的各部分的所有標題不應被解釋為對本發(fā)明的限制，而是提供它們來組織由說明書提供的本發(fā)明的說明性描述。另外，為了便于理解各種實施例，還提供了以下術語解釋。

當使用用語“例如”、“諸如”、“使得”、“包括”等時，用語“并不限于”被理解為遵循，除非另有明確說明。類似地，“示例”、“示例性”等被理解為非限制性的。

術語“基本上”允許不會不利地影響預期目的地偏離描述（descriptor）。描述性術語被理解為由術語“基本上”修飾，即使用語“基本上”未被明確地敘述。

術語“約”意在顧及到由于實驗誤差引起的變化。所有的測量結果或數(shù)字都隱含地理解為由用語“約”來修飾，即使術語“約”沒有明確地針對這樣的測量結果或數(shù)字來陳述。

術語“包括”、“包含”、“具有”和“涉及”等被可互換地使用并且具有相同的含義。類似地，“含有”、“具備”、“擁有”和“涉及到”等被可互換地使用并且具有相同的含義。具體而言，這些術語中的每一個被定義為與“包括”的通用的美國專利法定義一致，并且因此，被解釋為是意指“至少以下”的開放性術語，并且也被解釋為不排除附加的特征、限制、方面等。因此，例如，“具有部件a、b和c的裝置”意指該裝置至少包括部件a、b和c。類似地，用語“包含步驟a、b和c的方法”意指該方法至少包括步驟a、b和c。

單數(shù)形式“一”、“一個（種）”和“所述（該）”包括復數(shù)個指代物，除非上下文另有明確指示。在這方面，無論何時使用術語“一”或“一個（種）”或“所述（該）”，應理解為“一個或多個”，除非另有明確說明，或者這種解釋在上下文中是無意義的。

術語“相關聯(lián)”或“與之相關”意指兩個或更多個項目一起、獨立地、順序地或一前一后地工作或移動或操作。這些元件還可以被物理地或電子地連接到彼此中的一個或多個，使得一個接近另一個跟隨。相關聯(lián)的元件也可以被物理地耦接在一起。

除非另有定義，否則本文使用的所有技術和科學術語與本公開所屬領域的普通技術人員通常理解的具有相同的含義。在本文中的術語存在多種定義的情況下，除非另有說明，否則以本部分中的定義為準。

通常在蓋片過程期間，氣泡可以由蓋片底部上的流體湍流、渦流、預先干燥的粘合劑的表面粗糙度以及通過靜電荷來產(chǎn)生和捕獲。本公開涉及自動化的系統(tǒng)和方法，其用于在載有樣品的顯微鏡載片上拾取和安裝蓋片，同時最小化或消除飛濺、污染以及在載片的載有樣品的表面上的流體中的氣泡夾帶。至少一個實施例包括自動蓋片機設備，其在蓋片應用期間阻止蓋片下的流體起泡。例如參見圖15，本公開的蓋片機被構造成使用精確控制的懸臂支撐的蓋片放置過程來產(chǎn)生流體運動。這種公開的蓋片機通過利用三個單獨鉛垂（plumbed）和受控的吸盤（每個升降器頭3個吸盤）、控制閥和排放閥來實現(xiàn)這一點，所述吸盤、控制閥和排放閥連同可選的機械脈沖運動允許將單一蓋片以如下方式緩慢地放置在包含樣品和載片上流體的顯微鏡載片上，即：使得蓋片被放置在流體在蓋片的載片上端部上產(chǎn)生的波前（wavefront）之后，并且在懸臂放置過程中被輕輕地壓到另一端。結果，流體波前（例如，圖14中的移動彎月面1714）的時機和控制使得在蓋片的最后一角落下之前，乘從載片的遠端平移到標簽端的大體積流體（bulk fluid）的慣性浮動（ride）的氣泡能夠表面逸出到空氣中。

在一個實施例中，蓋片僅通過一端來維持/保持。在蓋片的自由懸掛端處，蓋片當蓋片降低或者載片升高時彎曲。這種彎曲導致在蓋片的結構內(nèi)增加勢能。通過借助逐漸減少蓋片的“弓形（或彎曲）”、即減小蓋片內(nèi)的勢能來控制蓋片的保持端的釋放，可以在減小能量的同時逐漸釋放端部，因此端部不會“拍擊到”載片上的流體或載片表面。這種小心控制和特意緩慢的將蓋片降低和釋放到載片上的放置過程顯著地減少了在蓋片下的流體中氣泡的形成。該過程每個載片可能需要多達大約15秒。在一個實施例中，最慢的行進速度為0.005英寸/秒（0.127mm/秒），但應認識到，放置過程的速度取決于前面提到的多個因素。這種放置過程產(chǎn)生平坦的彎月面，其對于消除否則可能（例如，在拋物線形彎月面的情況下）出現(xiàn)的氣泡是最佳的。蓋片機還能夠通過單獨鉛垂和受控的吸盤（升降器頭上的3個吸盤）來施加去離子空氣沖擊（burst），以進一步阻止氣泡或靜電事件（static event）并且從蓋片下方擠出剩余的過量流體。

圖1和圖2示出了本發(fā)明的一個實施例，其中，組裝板100支撐第一升降器頭110和第二升降器頭111。所述組裝板還可支撐比圖1中所示的更多或更少的升降器頭。升降器頭110具有從其底表面120延伸的三個吸盤130、132、134。底表面120相應地包括繞吸盤130、134的倒角122、124。氣體導管140將吸盤130流體連接到氣動模塊（未示出），從而允許在吸盤130處施加真空、大氣壓力或增加壓力。類似地，氣體導管142、144將吸盤132、134流體連接到氣動模塊（未示出）。升降器頭111也具有從底表面121延伸的三個吸盤131、133、135。該底表面121以倒角123、125為特征。安裝在組裝板100上的步進電機150和151允許升降器頭110、111選擇性地升高和降低。

圖2提供了圖1中所示的組裝板100和升降器頭110、111的倒向透視圖。

圖3提供了具有升降器頭310、311的實施例的兩個透視圖，所述升降器頭310、311使用步進電機380和導螺桿組件381互易地（reciprocally）安裝到運輸滑架350。當步進電機380被激活時，升降器頭310、311相對于樣品托盤320移動。支撐機構為托盤320提供保持載片的位置，所以升降器頭310、311可以選擇、運輸蓋片并且將蓋片安裝在載片上。升降器頭310上的吸盤和升降器頭311上的吸盤從升降器頭310和311的下表面突出。圖3A中的頂視圖示出了從托盤320移走了附接的支撐塊的運輸滑架350；而圖3B中的下部視圖示出了該滑架，其位于托盤320之上，以允許每個升降器頭310和311將蓋片應用于安裝在托盤320上的樣品載片中的一個。運輸滑架允許升降器頭沿導螺桿381的軸線左右移動，而每個升降器頭的豎直位置借助于諸如圖1中所示的步進電機150和151之類的步進電機來獨立地控制。

圖4示出了以懸臂模式拾取單一蓋片490的升降器頭410。氣體導管440、442相應地將吸盤430、432連接到氣動模塊（未示出），而氣體導管444流體連接被蓋片490隱藏的吸盤。如其他地方所解釋的，在一些實施例中，選擇性地施加在吸盤430、432處的真空和隱藏的吸盤允許從一疊蓋片中剝離蓋片490，同時避免或最小化多于一個蓋片的意外獲取，并且同時避免或最小化蓋片490的意外破損。在此實施例中，升降器頭410的底表面420具有有利于懸臂模式的倒角422。

圖5示出了與圖4中所描繪的實施例相似的實施例，其中，升降器頭610被呈現(xiàn)為透明的?？梢钥吹轿P630、632、634以懸臂模式抵靠倒角622保持蓋片690。還可見的是將吸盤630、632、634流體連接到氣動模塊（未示出）的氣體導管640、642、644。如其他地方所描述的，氣動模塊允許在每個吸盤630、632、634處選擇性地施加真空、大氣壓力或增加壓力，以控制蓋片690的選擇、運輸和安裝。

圖6示出了具有利用氣刀860、861來定位的流體分配器850、851的組件。流體分配器850、851被流體連接到安裝在支架862上的流體模塊（未示出），氣刀860、861也被安裝到所述支架862。在一些實施例中，支架862將利用氣刀860、861定位的流體分配器850、851耦接到升降器頭（未示出）；而在其他實施例中，流體分配器850、851和氣刀860、861與升降器頭相關聯(lián)（不耦接到升降器頭）。在這些其他實施例中，流體分配器850、851和氣刀860、861可以獨立于升降器頭來操縱?？蛇x地，為了更高的效率，組件可以被構造成僅沿一個方向移動。在再其他的實施例中，多于一個流體分配器被構造成將流體沉積在載片上，使得如果為每個載片配置多個流體分配器，則不需要組件700的側向（一側到另一側）運動。或者，單點分配可以將流體沉積在載片一端處的單點，從該點通過懸臂支撐的蓋片豎直方法的機制來分配流體，如本文其他地方所述。

圖7示出了類似于圖6中所描繪的實施例的實施例。流體分配器950、951相應地經(jīng)由流體導管996、997相應地流體連接到流體閥952、953。流體模塊952經(jīng)由流體導管994和耦接器998流體連接到流體儲存器（未示出）。流體模塊953經(jīng)由流體導管995和耦接器999流體連接到流體儲存器（未示出）。閥952、953相應地經(jīng)由線組954、955保持與控制模塊（未示出）電子通信。通過該電子通信，控制模塊控制通過流體分配器950、951沉積到載片（未示出）上的流體的量和定時。

圖8描繪了包括升降器頭1010的實施例，所述升降器頭1010具有從其底表面1020延伸的吸盤1030、1032、1033。在此實施例中，底表面1020是基本上平坦的。通過在吸盤1030、1032、1033處選擇性地和順序地施加真空和壓力，可以從蓋片的堆疊中選擇性地和個別地移除蓋片。

圖9描繪了與圖8中所示的實施例不同的實施例，其原因在于升降器頭1110的底表面特征為具有由基本上平坦、基本上平行的表面1122、1124側接的中心凹形構造1123。此外，吸盤1132具有大于吸盤1130、1134的直徑的直徑。氣體導管1140、1142和1144相應地將吸盤1130、1132、1134流體連接到流體模塊（未示出）。中心凹形構造1123是有助于選擇性地移除單個蓋片的繞吸盤1132的凹形特征，如將在圖10中示出的。

圖10提供了類似于圖9中所描繪的實施例的實施例的圖片。這里，升降器頭1210具有從其底表面延伸并抓持蓋片1290的吸盤1230、1232、1234。吸盤1232上的真空使蓋片1290順應中心凹形構造1223的凹形形狀。該凹形形狀促使蓋片1290與蓋片堆疊中的下一相鄰蓋片分離，從而允許升降器頭1210拾取一個并且僅一個蓋片1290。吸盤1230、1232、1234處的壓力可以按照任何合適的順序并以任何合適的方式來調(diào)整。例如，可以首先經(jīng)由氣體導管1244在吸盤1234處抽真空，并且隨后，可以經(jīng)由氣體導管1242在吸盤1232處抽取更強的真空，并且最后，可以經(jīng)由氣體導管1240在吸盤1230處抽真空。或者，如果需要，則可在吸盤1230、1232、1234處同時抽真空。另外，可以按照1232的順序?qū)ξP施加真空，以對保持的蓋片賦予“皺眉（frown）”的形狀。

圖11描繪了如下實施例，即：其中，升降器頭1310具有以倒角1322、1324為特征的底表面1320。這些倒角1322、1324允許吸盤1330、1332、1334從蓋片的堆疊中可靠地提起和分離單一蓋片。在一些情況下，倒角1322、1324與底表面1320形成一定角度。該角度可具有任何合適的大小，例如1-30度。應當注意使得該角度不會大到當吸盤1330、1332、1334施加真空時增加破壞蓋片的風險。

圖12提供了另一實施例的透視圖，其中，升降器頭1510具有比本文所公開的某些其他實施例要窄的寬度1578。較小的寬度據(jù)信使得蓋片與升降器頭1510的底表面之間的接觸最小化。如果存在流體，則它們可能使蓋片的安裝復雜化，這是因為它們將使蓋片粘附到升降器頭1510，并且粘附到升降器頭的底部的任何流體都有可能在后續(xù)的取回步驟期間被轉移回到未使用的蓋片的堆疊，這可能導致蓋片粘合劑粘在一起。在此實施例中，升降器頭1510的底表面1523在吸盤1530、1534露出的位置處具有倒角1522、1524。處于中心的吸盤1532從基本上平坦的底表面1523露出。

圖13示出了另一實施例，其中，升降器頭1610在其底表面1620中具有如下特征，即：所述特征具有比升降器頭1610的主體要窄的寬度1678。特征包括相應地繞吸盤1630、1634的倒角1622、1624。吸盤1632從基本上平坦的底部1620露出。

圖14示出了類似于圖13中所描繪的實施例的實施例的圖片。這里，升降器頭1710已利用吸盤1730、1732、1734接合蓋片1790，以迫使蓋片順應升降器頭1710的底表面的幾何構型。該底表面特征為倒角1722、基本上平坦的部分1723以及倒角1724。所述底表面具有如下特征，即：該特征具有比升降器頭1710的主體要窄的寬度1778。圖14還示出了將蓋片1790安裝到載片1793，并且當蓋片1790連接時，形成一條流體線1714，以指示蓋片1790到載片1793的無氣泡附著。在這種情況下，蓋片1790從載片1793的遠端朝向載片1793的標簽端1712安裝。

圖15A描繪了本發(fā)明的一個實施例，其中，在載片的一端附近放置60μL的流體當蓋片被放置在載片上時導致流體的受控運動。這種放置過程產(chǎn)生由載片邊緣和蓋片控制的毛細管波前。圖15B描繪了流體更廣泛地分布從而導致“濕”的載片表面的情況。隨著蓋片在載片上下降，難以控制濕的流體坑，從而導致溢出或需要更長的時間來放置蓋片或氣泡的滯留。發(fā)明人已經(jīng)表明，濕法（wet process）可導致產(chǎn)生來自過早接觸的合并波前和來自屈曲或彎曲的蓋片的靜電放電的氣泡。圖15A中所示的“干”表面過程趨于產(chǎn)生單一波前，并且對于在蓋片中積聚的任何靜電不產(chǎn)生電接地。這導致在蓋片下較少地產(chǎn)生或捕獲氣泡。

圖16通過一系列圖片示出了一種將蓋片安裝在載片上的方法。首先，氣刀（未示出）吹掉其上具有生物樣品的載片。接下來，通過流體分配器將流體沉積到載片上，并且通過氣刀（未示出）來去除過量的流體。然后，升降器頭選擇單個蓋片，并小心地將它放置在載片上，從而使用懸臂模式來實現(xiàn)無氣泡的安裝。最后，升降器頭釋放已安裝的蓋片。

圖18示意性地示出了升降器頭2010、氣動模塊2070和控制模塊2085之間的關系。升降器頭2010具有從其底表面延伸的吸盤2030、2032、2034。這些吸盤2030、2032、2034相應地經(jīng)由氣體導管2040、2042、2044與氣動模塊2070流體連通。氣動模塊2070提供傳感器2071并且相應地為每個氣體導管2040、2042、2044提供控制閥2074、2075、2076。每個控制閥2074、2075、2076電子通信并且受控制模塊2085控制。傳感器2071是也通過數(shù)字IO板2084與控制模塊2085電子通信的真空壓力傳感器，因此控制模塊2085可以確定蓋片是否已適當?shù)卣掣降轿P2030、2032、2034，或者是否蓋片已破損。第四控制閥2073打開和關閉閥組（valve manifold）2090的真空歧管側，從而通過排放限制器2078來泄放真空。該功能對于在蓋片放置步驟期間執(zhí)行真空壓力的緩慢釋放是有用的。風刀2050借助于氣體導管2045連接到風刀閥2095，所述風刀閥2095通過數(shù)字IO板2084受控制模塊2085控制，以允許加壓氣體通過風刀離開。此外，氣動模塊2070還包含或被流體連接到真空源2077，以及可選的氣體源2079。在一些情況下，所述氣體是空氣。

圖19通過圖片描繪了一種用于從蓋片的堆疊1892中選擇單個蓋片1890的方法。在圖19A中，右側的吸盤（不可見）具有在其上抽取的真空1838，而其余的兩個吸盤被保持在大氣壓力1836、1837下。升降器頭1810朝向蓋片的堆疊1892向下移動1818，在那里，真空1838接合頂部蓋片1890。在圖19B中，升降器頭1810向上移動1818，從而從蓋片的堆疊1892提起蓋片1890。在圖19C中，兩個吸盤現(xiàn)在具有在它們上抽取的真空1837、1838，從而使蓋片1890分離。在圖19D中，所有的三個吸盤均具有真空：1836、1837、1838。因此，蓋片1890順應升降器頭1810的底表面的幾何構型。

至少一個實施例涉及一種用于將蓋片安裝在載片上的自動蓋片機，其包括：（i）至少一個蓋片；（ii）至少一個包含生物樣品的載片；以及（iii）至少一個升降器頭，其包括具有底表面的板，所述底表面具有在所述底表面上布置的至少三個單獨受控的吸盤，每個吸盤借助于氣體導管流體連接到氣動模塊，所述氣動模塊包括用于每個鉛垂的氣體導管的真空源、傳感器和控制閥，所述氣動模塊被構造成向每個吸盤供應獨立的真空或加壓氣體，以使得所述升降器頭的底表面能夠執(zhí)行蓋片的懸臂支撐的拾取和蓋片在載片上的懸臂支撐的放置，或者提供一個或多個機械化脈沖移動，或者施加一次或多次加壓空氣沖擊。

在一個實施例中，所述蓋片機還包括：（i）運輸器，其耦接到電機并且以由此使所述升降器頭懸掛在基本上豎直的位置的方式附接到所述升降器頭，并且構造成使所述升降器頭水平、豎直或?qū)堑匾苿?，以在取回期間將所述升降器頭的底表面定位在蓋片上方或在放置期間定位在載片上方；以及（ii）控制模塊，其與所述運輸器、所述升降器頭、所述吸盤和所述氣動模塊電通信，其中，所述控制模塊協(xié)調(diào)所述蓋片機的部件的功能。在一個實施例中，所述蓋片機還包括：（i）至少一個流體分配器，其耦接到所述升降器頭并且與流體模塊流體連通，所述流體模塊將諸如膠或膠水溶劑之類的試劑供應到所述流體分配器，并且被構造成在所述載片上分配流體；以及（ii）至少一個氣刀，其耦接到所述升降器頭并且與氣動模塊流體連通，并且被構造成向所述載片的上部的載有樣品的表面提供氣體；其中，所述流體分配器和所述氣刀被懸掛在基本上豎直的位置，并且所述升降器頭被構造成使所述流體分配器和所述氣刀在所述載片之上水平移動，并且所述流體分配器和所述氣刀與所述控制模塊電通信。在另一實施例中，所述蓋片機還包括：（i）至少一個載片托盤，其以基本上水平的位置保持布置成一排或多排的多個載片；以及（ii）包含多個蓋片的筒，所述多個蓋片豎直地堆疊和布置，使得堆疊的頂部可經(jīng)由筒中的頂部開口來接近。在另一實施例中，所述筒和蓋片的堆疊被構造成使得筒內(nèi)的堆疊以一個或多個角度傾斜。

在另一實施例中，所述蓋片機具有一前一后定位的兩個升降器頭，以同時或獨立地在兩排載片上工作。

在另一實施例中，本公開涉及用于執(zhí)行蓋片的懸臂支撐的拾取的設備和方法。在此實施例中，升降器頭被構造成向三個吸盤提供獨立的真空，以執(zhí)行從筒中對蓋片的懸臂支撐的拾取，以由此拾取蓋片并將之保持到升降器頭的底表面。以這種方式，升降器頭配置有三個吸盤，并且真空源可以向三個吸盤中的每一個提供獨立的真空的方式來激活，以由此提升蓋片的僅一端并且將之保持到升降器頭的底表面，并且由此，在懸臂拾取期間將蓋片從筒中提走。以這種方式，在懸臂拾取期間，升降器頭被配置成升起并且提走僅在一端處被保持到升降器頭的底表面的蓋片，并且由此，將蓋片從筒中提走。然后，升降器頭被配置成激活真空源，并且同時或順序地向其余的兩個吸盤提供獨立的真空，以由此將整個蓋片保持到升降器頭的底表面。升降器頭隨后將所吸取的蓋片運輸并且定位在載片之上。

在一個實施例中，升降器頭還包括一個或多個真空傳感器，以一次或多次地測量吸盤上的真空壓力。

在另一實施例中，本公開涉及一種用于執(zhí)行抽吸提升的蓋片的懸臂支撐的放置的方法。這種懸臂支撐的放置包括通過一次一個地逐漸排放三個吸盤中的真空而將提升的蓋片一次一端地放置在載片上。以這種方式，蓋片的一端（無吸力的一端）首先被放置到載片上，并且之后，當其余的真空被逐漸排放時，蓋片的其余部分（處于吸力下并被保持到升降器頭）向下滾動到載片上。在一個實施例中，升降器頭被配置成通過首先去除兩個相鄰吸盤的真空從而使得僅一個吸盤具有真空來執(zhí)行懸臂支撐的放置。處于吸力下的唯一的吸盤保持蓋片的一端，并且隨后，蓋片的另一端下降并被放置到載片上，并且隨后，在最后的吸盤上逐漸去除真空，使得蓋片的其余部分隨后向下滾動到載片上。

本公開還涉及一種用于執(zhí)行從蓋片筒中懸臂拾取蓋片的方法，其包括：（i）將至少一個升降器頭定位在所述筒中最頂部的蓋片上方，所述至少一個升降器頭包括具有底表面的板，所述底表面具有在所述底表面上布置的至少三個單獨受控的吸盤，其中，每個吸盤借助于氣體導管流體連接到氣動模塊，所述氣動模塊包括用于每個氣體導管的真空源、傳感器和控制閥，所述氣動模塊被配置成向所述吸盤中的每一個供應獨立的真空或加壓氣體；（ii）在所述三個吸盤中的一個中激活所述真空源，以由此將所述最頂部的蓋片的僅一端提起并保持到所述升降器頭的底表面；（iii）升起保持所述蓋片的提升端的升降器頭；（iv）同時或順序地激活其余吸盤中的真空源，以進一步抽吸和提升，使得三個吸盤維持真空，并且將蓋片完全地提升并保持到升降器頭的底表面。在該方法中，升降器頭被配置成使得懸臂拾取在蓋片上引起彎曲，該彎曲有助于使吸取的蓋片與筒中的其他蓋片分離。

本公開還涉及一種用于在載有樣品的顯微鏡載片上執(zhí)行蓋片的懸臂支撐的放置的方法，所述方法包括：（i）將抽吸提升的蓋片定位在所述載片上方，其中，所述抽吸提升的蓋片通過布置在所述底表面上的三個單獨受控的吸盤中的真空而被保持到升降器頭的底表面，其中，每個吸盤借助于氣體導管流體連接到氣動模塊，所述氣動模塊包括用于每個氣體導管的真空源、傳感器和控制閥，并且所述氣動模塊為三個吸盤中的每一個供應獨立的真空，從而將蓋片保持到底表面；以及（ii）逐漸去除三個吸盤的真空，使得蓋片的一端首先被放置到載片上，并且隨后，蓋片的其余部分向下滾動到載片上。在一個實施例中，所述方法包括首先去除兩個吸盤中的真空，使得蓋片僅在一端處通過仍然具有真空的一個吸盤來保持。在另一實施例中，所述方法包括利用一個或多個機械脈沖運動使蓋片緩慢地降低到載片上。在又一實施例中，所述方法包括通過吸盤施加一次或多次去離子空氣沖擊，以進一步阻止靜電事件并擠出剩余的過量流體。

現(xiàn)在參照附圖，圖1描繪了一個實施例，其圖示了承載兩個升降器頭110和111的組裝板100，所述升降器頭110和111各自具有三個吸盤130、132、134、131、133和135，并且各自采用豎直軸線的步進電機，所述步進電機通過支撐每個升降器頭的豎直運動的2個線性滾子軸承來穩(wěn)定。安裝在每個組件的頂部上的U形支架是光學家標記傳感器（optical home flag sensor），其配置成檢測升降器頭何時到達其行程的高端。在中間平面在左側上附接到升降器的前部并且在右側上附接到升降器的后部的豎直線性條帶具有磁條編碼器，以提供對應于升降器頭在豎直方向上與原點傳感器（home sensor）的距離的信號。

蓋片機被構造成使得每個升降器頭具有三個單獨鉛垂的吸盤，這些吸盤與具有控制閥和傳感器的氣動模塊流體連通。氣動模塊向每個單獨鉛垂的吸盤供應獨立且可控的真空或加壓氣體，以執(zhí)行從筒中懸臂拾取單一蓋片（即，首先提起并拾取蓋片的一端，并且隨后提起并拾取蓋片的其余部分），并且執(zhí)行蓋片在載片上的懸臂放置（即，首先放下蓋片的一端，并且隨后放下蓋片的其余部分），或者施加空氣沖擊。

在一些實施例中，所述自動蓋片機還包括：（i）至少一個流體分配器，其與所述升降器頭相關聯(lián)，并且與向所述流體分配器供應試劑的流體模塊流體連通；以及（ii）至少一個風刀，其與所述升降器頭相關聯(lián)，并且與氣動模塊流體連通。在所述蓋片機中，耦接到電機的一個或多個運輸器被附接到升降器頭。一個這樣的運輸器被耦接到電機并沿高架軌道運行，并且將升降器頭懸掛在基本上豎直的位置，并且被配置成使升降器頭水平和豎直地移動和定位，使得底表面可以從筒中拾取蓋片并將它放置在載片上。蓋片機還包括與第一運輸器、升降器頭、抽吸頭和氣動模塊電通信的控制模塊，并且被配置成在操作期間協(xié)調(diào)設備的部件的功能。

升降器頭組件 - 參照附圖，本公開的蓋片機包含一個或多個升降器頭110、111，所述升降器頭110、111各自構造成拾取和運輸單蓋片并將它放置在載有樣品的載片上。每個升降器頭包括殼體或板，其具有底表面，以及至少三個單獨受控的吸盤，這些吸盤各自與真空源流體連通。升降器頭還可以與風刀、流體分配器和傳感器耦接或整合（或集成）。

在一些實施例中，吸盤在形狀上可以是圓形、基本上圓形或橢圓形的，或者它們可以具有能夠維持真空以拾取和保持蓋片的任何其他合適的形狀。供應商確實提供非圓形的吸盤，最有用的將是細長的橢圓形。這樣的形狀可以具有如下優(yōu)點，即：具有具備低抗彎曲性的彎曲軸線，但缺點在于吸盤隨后將需要沿優(yōu)選的方向?qū)剩瑥亩寡b置的組裝復雜化。

參照圖11，在一個實施例中，吸盤是圓形的，具有工作面，該工作面是在中心具有入口端口的彎曲表面（參見圖14A-C）。每個吸盤被附接到殼體/板的底部，并且可接近外部底表面，以由此維持蓋片上的吸力。每個吸盤可以被構造成與底部外表面齊平，略微凹入底表面中的孔中，從底表面延伸出一小段距離，或者被構造成延伸出來并向回凹入底表面上的孔中。

吸盤可具有能夠在施加真空時維持吸力并且拾取和保持蓋片的任何大小或尺寸。在一個實施例中，吸盤是具有如下直徑的吸盤，即：該直徑在約2mm至約20mm、從約3mm至約10mm，從約4mm至約8mm的范圍中，并且在一個實施例中為約6mm。在一些實施例中，可以使用較大的吸盤，這是因為它們可以為相同的真空提供更大的力，但它們還需要物理上更大的設備，這可能是不期望的，并且對于最大直徑存在限制，該限制是基于蓋片的幾何構型和所需吸盤的數(shù)量。對于在2英寸（50.8mm）長的蓋片上的直線上的三個吸盤，實際的限制為大約10-12mm的直徑。吸盤的中心工作面中的入口端口是圓形開口，其具有在約5mm至約22mm的范圍中的最大寬度。

在一些實施例中，升降器頭上的吸盤在尺寸和形狀上是相同的，或者替代性地，它們可在尺寸和形狀上變化。這些吸盤由適于在蓋片上供應和維持真空吸力的任何材料制成。例如，吸盤可由硅樹脂、橡膠、NBR、聚氨酯、塑料等制成。在一個實施例中，升降器頭是由硅橡膠制成的真空吸盤。例如，吸盤可以是來自SMC Corporation的具有6mm墊直徑的部件號ZPT06BS-A5的硅橡膠豎直入口吸墊。

如圖9中所示，升降器頭的殼體/板可以具有單件式構造或多件式構造，并且可以將單獨的氣體管線或?qū)Ч芫€路1140、1142和1144耦接到每個吸盤1130、1132和1134。每條管線可以包括但不限于用于在底表面板上的吸盤和氣動/加壓裝置之間建立流體連接的一個或多個導管（例如，軟管）、閥或其他流體部件，所述氣動/加壓裝置還可以包括一個或多個傳感器或控制閥。在一個實施例中，每個吸盤被流體連接到導管氣體管線，該導管氣體管線通過或沿升降器頭的殼體/板行進到作為真空源的氣動模塊。在這方面，單獨的氣動模塊被連接到升降器頭，因此每個升降器頭可獨立于這些升降器頭來操作和控制，以供應獨立的真空或加壓空氣。如圖18中所示，每個氣動模塊至少包括導管氣體管線、傳感器、控制閥以及加壓和真空源（或組合壓力和真空源），所述加壓和真空源與用于每個單個吸盤的控制閥流體連通。真空裝置可以抽取足夠的真空，以將蓋片牢固地拾取/提升并保持到升降器頭的底部外表面?？刂崎y可以打開或關閉真空或者通過其來施加壓力體積的氣體。它還可以作為（或包括）排放閥（bleeder valve），以允許從完全真空逐漸過渡到完全釋放。每個吸盤都可以轉變成環(huán)境吸力或壓力，并且實際的設置可以根據(jù)期望的結果在吸盤間變化。一般而言，真空裝置可以抽取足夠的真空以將蓋片拾取并保持到升降器頭的底表面。在一些實施例中，真空裝置被配置成產(chǎn)生在約-7.2psi至約-10psi或更多psi的范圍中的真空水平?？梢哉{(diào)整真空源的操作以實現(xiàn)這樣的真空水平或其他期望的真空水平。為了釋放所吸取的蓋片，可以消除或減小真空。在這方面，傳感器和控制閥可以根據(jù)需要來測量和改變真空或空氣壓力。例如，在放置過程期間，系統(tǒng)被配置成緩慢地排放真空壓力，以允許將蓋片受控且柔和地懸臂支撐的放置在載片上，以減少可在流體中產(chǎn)生氣泡的釋放的蓋片端部的“拍打”。這種真空泄放可以提供被一個端部吸盤保持或以其他方式維持的蓋片的端部的平緩釋放。在一個實施例中，該閥具有約0.7mm的孔口。使蓋片下降到載片上的過程每個載片可需要大約15秒，并且取決于許多因素，包括所期望的蓋片吞吐量。加壓裝置可包括但不限于一個或多個真空裝置、泵、軟管、傳感器等，以產(chǎn)生高達大約25psi的壓力水平。在一個實施例中，利用單獨的真空裝置和壓力裝置。

氣動模塊還包括一個或多個壓力傳感器，以在蓋片機的操作期間測量真空壓力。當蓋片被抽吸到升降器頭時，傳感器測量真空壓力，以確定蓋片的完整性（是否存在任何破損或碎裂的蓋片），并且檢測是否已將多于一個蓋片吸到升降器的底表面。

參照圖8，在一個實施例中，升降器頭1010具有三個單獨鉛垂的圓形吸盤頭1030、1032、1033，所述圓形吸盤頭1030、1032、1033沿底表面在基本上直的線上一個布置在另一個之后。這些吸盤頭單獨地鉛垂和受控，因此每個吸盤可以獨立地工作。參照圖9，在一些實施例中，三個吸盤頭中的第二個，即中央的吸盤1132，相對于在尺寸上相等的第一和第三吸盤頭1130和1134（遠端和標簽端）較大（較大的直徑）。

升降器頭的殼體/板可具有多種形狀，包括例如基本上正方形的形狀、基本上矩形的形狀和圓柱形形狀（例如，圓形或橢圓形）。所述殼體或板也被構造成使得板的底表面（其具有吸盤并與蓋片接觸）可具有多種形狀，包括例如基本上正方形的形狀、基本上矩形的形狀以及圓形或橢圓形的形狀。該底表面可以是平坦的，具有一個或多個弧形部分或彎曲的平面（flat），并且該表面可以具有相對較大、相對較小或與載有樣品的顯微鏡載片的尺寸基本上相同的尺寸。例如，在一個實施例中，升降器頭是基本上矩形的板，其具有相對平坦的底表面，該底表面具有與標準矩形蓋片的尺寸相似或基本上相同的尺寸，并且具有三個小的單獨鉛垂的吸盤頭，這些吸盤頭在平坦的底表面上沿基本上直的線一個布置在另一個之后。替代性地，升降器頭可以被構造成使得底表面（即，具有吸盤的表面）是平坦的、彎曲的、帶倒角的、傾斜的或它們的任何組合。

參照圖8，一種升降器頭的構造包括具有3個相同的小吸盤的平坦底表面（正方形或矩形狀的）。這指定了DE構造。

一種升降器頭的構造可以是中心凹形設計。參照圖9，凹形設計的特征在于具有平坦底表面的殼體/主體，而所述底表面具有向下形成“皺眉”構造（像皺眉圖標（frown icon））的中心弧形部分。在一個實施例中，吸盤頭可以是相同的尺寸或在尺寸上不同。在一個實施例中，升降器頭的特征在于位于向下弧形部分外的2個小吸盤頭（遠端/標簽）以及位于中心向下弧形部分中（在兩個較小的外部吸盤之間）的1個較大的中心吸盤頭。

另一種升降器頭的構造是凸形或“微笑”的模式/構造設計，其包括“雙倒角窄”的升降器頭和“雙倒角寬”的升降器頭。參照圖11，凸形或“微笑”模式的特征是殼體/主體1310具有向上彎曲的平坦或部分平坦的底表面，使得該表面是凸形的或部分凸形的，從而與蓋片形成“微笑”的形狀。在一個實施例中，吸盤頭1330、1332和1334可以是相同的尺寸或在尺寸上不同。這種雙倒角設計在每個升降器頭的遠端和近端上采用5度的倒角角度。參照圖13，在“雙倒角窄”的設計中，與升降器的殼體/板主體的其余部分相比，底表面板具有減小的尺寸。在這方面，“雙倒角窄”的凸形彎曲底表面相對于“雙倒角寬”的凸形彎曲底表面在尺寸上較小。在雙倒角窄的設計上的這種減小的寬度限制了與升降器頭的可能的流體接觸。這里避免的流體接觸實際上是過量溶劑從蓋片和載片的樣品區(qū)域之間被“擠出”，并且隨后遷移到載片/蓋片組合的頂部的結果。在“微笑設計”的一個實施例中，兩個倒角的角度為5度，并且從升降器頭的端部到倒角的端部的距離被設置為0.52英寸。在一個實施例中，對于“微笑”模式，當保持蓋片時，中間的吸盤通常處于環(huán)境壓力下，并且外部的兩個吸盤將抽真空。

賦予所保持的蓋片的凹形和凸形形狀主要由吸盤上的真空所引起的幾何構型來確定?！鞍櫭肌焙汀拔⑿Α蹦Ｊ较鄳乇徽J為是創(chuàng)造性的蓋片機儀器和方法的標準特征和功能。

參照圖3，蓋片機包含一個或多個運輸機構。例如，每個升降器頭被附接到耦接到一個或多個電機的一個或多個運輸機構（或運輸器），并且被配置成在自動蓋片機內(nèi)移動每個升降器頭。在這方面，升降器頭、蓋片筒和載片托盤（和任何其他部件部分）可以沿正交方向移動，以相對于升降器頭的行進路徑將蓋片精確地定位在筒中或載片中。運輸機構可以包括但不限于直接或間接地附接到升降器頭的一個或多個機器人臂、輸送機、活塞、電機（例如，制動電機、驅(qū)動電機等）、軌道組件（例如，滑架和線性軌道組件）、控制器、它們的組合等?？梢曰谏灯黝^的期望運動來選擇運輸機構的部件和構造。

參照圖3，在一個實施例中，運輸機構被附接到滑架平臺并從該滑架平臺豎直地懸掛，所述滑架平臺附接到高架軌道，并且通過例如附接到一個或多個升降器頭的步進電機驅(qū)動的導螺桿沿軌道往復地驅(qū)動。在該實施例中，升降器頭還從蓋片機中的滑架平臺豎直地懸掛，并且可在蓋片筒和載片之間移動，以執(zhí)行各種操作和功能，包括將粘合劑溶劑施加于樣品、蓋片拾取、運輸、安置以及將蓋片放置在樣品的目標區(qū)域上。這允許升降器頭的水平運動。此外，可往復地豎直移動的活塞也被安裝在每個升降器上并且沿豎直軸線延伸。所述活塞通過步進電機驅(qū)動的導螺桿驅(qū)動，所述步進電機驅(qū)動的導螺桿配置成沿基本上豎直的方向升高和降低升降器頭，以使得能夠從筒中拾取蓋片并將蓋片放置在載片上。參照圖2和圖3，在一個實施例中，蓋片機具有一前一后定位的兩個升降器頭，以同時在托盤上的兩排載片上工作。

在一些實施例中，兩個或更多個升降器頭可以被附接到升降器頭組件和運輸機構（參見圖3B）。每個升降器頭具有可完全尋址的獨立鉛垂的管線，因此，如果操作需要，則升降器頭可以從蓋片的任一端拾取和向下滾動。在此實施例中，兩個升降器頭可具有相同的構造，其中，左升降器頭和右升降器頭同時工作以按照相同的方式來處理載片托盤的兩排。在另一實施例中，升降器頭可以被配置成作為彼此的鏡像來操作。

此外，每個升降器頭可以與其他裝置耦接或整合（或集成），所述其他裝置例如流體分配器和風刀。也附接到運輸機構的這些裝置執(zhí)行各種程序，包括在蓋片放置之前的載片準備。

流體分配器 - 蓋片機的升降器頭組件還包含一個或多個流體分配器，以按照進一步使由于氣泡夾帶、靜電荷和飛濺而引起的變形最小化的方式來分配流體。流體分配器（參見圖6和圖7）可以與每個升降器頭和運輸器集成或者被配置成與之一起移動 - 它可以是升降器頭的一部分，分離但附接到升降器，或者靠近升降器頭定位并且在升降器頭旁邊單獨地操作。在這方面，流體分配器可以與升降器頭聯(lián)合地移動或獨立地移動。流體分配器包含具有與流體模塊流體連通（經(jīng)由具有傳感器和控制閥的流體導管線路）的一個或多個噴嘴（針或出口）的可移動分配頭，以便在沿載片的一個或多個點處分配精確和受控量的流體。傳感器和控制閥控制所分配流體的類型和量。流體分配器和載片托盤可以沿正交方向移動，以相對于流體分配器的行進路徑精確地定位載片。流體分配頭本身也可以豎直移動（該移動可與升降器頭分離），以將噴嘴定位在與位于蓋片機中的載片（如果存在）相距精確且可控的距離處。當流體分配器在載片上分配流體時，流體分配器可以移動或保持靜止。例如，流體分配器可以沿大致平行于載片的縱向軸線的路徑移動，而不會接觸載片或載片上的液體。在一個實施例中，流體分配器在載片上的八個中心點處分配流體。在另一實施例中，發(fā)現(xiàn)依靠毛細管間隙作用來進行后續(xù)的散布的在載片的遠端處的單次分配足以使氣泡和靜電荷最小化，所述氣泡和靜電荷引起流體的不規(guī)則行為（irregularities），如載片上流體以及甚至載片外流體的飛濺和“跳躍”。

流體分配器可以將精確控制量的流體分配到載片上，例如蓋片封固介質(zhì)或用于預粘合蓋片的活化劑溶劑。例如，在單次分配期間分配的蓋片流體的體積在約5μl至約80μl、從約10μl至約70μl、從約20μl至約60μl、從約30μl至約50μl的范圍中，并且在一個實施例中為大約20μl。在一個實施例中，流體分配器包含一個噴嘴，并且朝向顯微鏡載片的遠端（無標簽的端部）進行2次每次約20μl至約30μl（總共約40μl至約60μl）的蓋片液體的快速分配。在又一實施例中，所分配的蓋片流體的總量為大約40μl。在一個實施例中，本公開的蓋片機采用獨特的預先粘合的蓋片，對于1×2英寸的蓋片，其在15μl至60μl之間的總溶劑活化劑體積的范圍中表現(xiàn)良好。鑒于HE 600的所有特定要求，鑒定的最佳體積為大約40μl。該體積可以作為單次分配來分配，或作為在載片上相同分配位置處或附近的多次較小體積分配來分配。一個實施例使用每個蓋片22μl的2次分配。這種方法的優(yōu)點是在載片上流體更容易控制，并且由于載片的表面和試樣在流體的移動波前之前是干燥的，所以蓋片中由其變形而引起的靜電的放電顯著減少。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)從蓋片到流體表面的靜電放電可引起氣泡形成。

在一個實施例中，使用蓋片液體，其包括萜烯，例如單萜（例如，檸檬烯）等。根據(jù)本技術的具體實施例來選擇或配制的蓋片液體包括大約100％的d-檸檬烯與合適的防腐劑，例如500ppm的丁基化羥基甲苯。在蓋片液體中使用單萜趨于比使用在先前的自動蓋片機中所用的其他試劑產(chǎn)生顯著更少的問題。例如，在至少一些情況下，單萜蓋片液體的使用量足夠低，使得它在其使用后完全蒸發(fā)，而不會造成明顯的有毒煙霧。在這些情況下，由于可能沒有液體單萜廢物，因此也可能不需要用于補救或處理系統(tǒng)廢液的特殊方案（如果有的話），這些系統(tǒng)廢液是由于在這些液體中存在單萜而產(chǎn)生。這種“蓋片液體”僅是針對非典型的預先粘合的蓋片的一種有用選擇。基本上所有其他自動蓋片機都采用蓋片固封介質(zhì)，例如溶解在二甲苯或甲苯中的Poly-Mount品牌的丙烯酸聚合物，但也存在可商購的基于水和檸檬烯的介質(zhì)。

在根據(jù)本技術的實施例來配置的自動蓋片機中，一般在樣品已被染色，退出染色器并進入蓋片機之后，蓋片液體可被施加于樣品。蓋片液體首先被分配到載片上，并且隨后去除分配的蓋片液體。蓋片液體可以被分配在載片上或靠近載片的側邊緣，并使用風刀掃過載片的狹窄尺寸。這可用于去除殘留在載片上的任何殘余調(diào)理液。此后，如前所述，可以在載片的一端處或附近分配蓋片液體。

風刀 - 在一個實施例中，可以采用多步驟分配和輔助液體移動（例如，風刀輔助的液體移動）。在這方面，蓋片機包括一個或多個液體去除裝置，其包括風刀（或氣刀）或抽吸元件（該抽吸元件與升降器頭中的吸盤分離），所述一個或多個液體去除裝置被耦接到升降器頭、與升降器頭集成或者僅僅與升降器頭相關聯(lián)，因此它們將隨之移動或同步以聯(lián)合移動。氣刀和抽吸元件被配置成協(xié)作以將大部分或全部體積的蓋片液體抽取到抽吸元件中。氣刀可以是線性（例如，單平面）氣刀，或者它可以是V形氣刀，以部分地圍繞抽吸元件。氣刀可以與多種合適的氣體一起使用，例如空氣、氮氣、空氣/氮氣混合物或與處理液體和組織樣品相容的其他氣體。盡管在本文中可使用術語“風刀”以便于參考，但除非上下文另有明確說明，否則該術語也指能夠產(chǎn)生包括任何合適的氣體的氣幕的氣刀。氣刀可以輸出空氣流（例如，環(huán)境空氣、過濾的空氣等）以產(chǎn)生氣幕，輸出氮氣流以產(chǎn)生氮氣幕，或輸出其他氣體流以產(chǎn)生其他類型的氣幕。

氣刀是可移動的，并被附接到運輸器，并且可以與流體分配器和升降器頭集成。氣刀可以包括一個或多個傳感器。氣刀被構造成相對于載片精確地將氣刀定位就位。

現(xiàn)在參照圖6，在一個實施例中，蓋片機利用風刀（未示出），所述風刀采用大約2英寸寬、0.002英寸高的單延伸槽，所述延伸槽與載片的表面成45度角定向，位于載片上方大約0.10英寸至0.15英寸。

在蓋片液體已接觸載片達期望的時間長度之后，氣刀可以向載片的一個側邊緣輸送一個或多個氣流，以產(chǎn)生氣幕，從而迫使液體從載片的表面流出。氣刀可以被配置成使用不超過一個氣流或使用兩個或更多個氣流來產(chǎn)生氣幕。在移動液體去除裝置之前、期間或之后，抽吸元件可以無接觸地從載片去除液體。當氣刀移動越過載片的寬度時，例如，氣幕可以限制液體的體積并使之遠離載片的縱向邊緣移動到另一邊緣。附加的抽吸元件也可以被用于抽取部分真空，以從載片移除液體，而不與載片物理接觸。

氣刀的氣體消耗/流量可以在約8升/分鐘至約9升/分鐘的范圍中，例如，大約8.6升/分鐘，以提供大約7psi+/-0.2psi的輸入氣刀壓力。過高的氣刀壓力或流量可能導致去除的液體分配（過度潤濕）的損耗或?qū)⒃嚇訌妮d片表面移除，并且過低的壓力或流量可導致殘余的高殘余體積。氣刀和抽吸元件協(xié)作以產(chǎn)生壓力差，以促使液體體積的近側區(qū)域遠離側邊緣。在一些實施例中，氣刀和抽吸元件產(chǎn)生至少部分地限定了聚集區(qū)的低壓區(qū)域，液體趨于聚集在所述聚集區(qū)中。聚集區(qū)可以位于抽吸元件的入口端口的正下方。

在另一實施例中，液體去除裝置可以沿大致平行于載片的縱向軸線的處理路徑移動。抽吸元件可以提供部分真空，以在可能發(fā)生液體的抽吸（流動）的聚集區(qū)處產(chǎn)生低壓區(qū)域。低壓區(qū)域和環(huán)境壓力之間的壓力梯度連同氣刀和抽吸元件之間的氣流相互作用可以促使液體朝向聚集區(qū)流動。上表面的位于氣幕之后的區(qū)域可以基本上沒有液體。然而，在該區(qū)域上可能存在小體積的殘留液體，但是載片上的液體的總體積中的大部分可位于氣幕和載片的端部之間。根據(jù)液體的特性（例如，表面張力），大部分或基本上全部體積的液體可以被保持在沿處理路徑移動的氣幕之前。當氣幕向遠側前進時，液體趨于沿簾幕部分流動，并且簾幕部分可相應地促使液體坑的外部部分（圖16B）遠離縱向邊緣，以降低液體從載片脫落的可能性。有利地，氣幕的縱向移動和位置允許升降器頭組件以相對高的速度移動，同時保持載片上的液體體積。

可以執(zhí)行液體去除過程以去除大部分或基本上全部體積的液體。在一些實施例中，液體去除裝置可以去除上表面上液體的體積的至少90％。在其他實施例中，抽吸元件和氣刀被配置成協(xié)作以從上表面去除液體體積的至少95％、98％或99％。附加地或替代性地，可基于目標最大殘余體積來控制液體去除過程。在一些實施例中，液體去除裝置可以去除足夠體積的液體，使得在液體去除之后上表面上的最大殘余體積小于所述最大殘余體積。在一個過程中，上表面上的液體體積可以是約0.5mL至約0.9mL的處理液體，并且液體去除裝置可以去除足夠體積的液體，使得上表面上液體的最大殘余體積等于或小于大約50μL。

在一些實施例中，氣刀和抽吸元件協(xié)作以從載片抽取液體，同時保持從載片脫落的液體（如果存在）的總體積等于或小于最大脫落體積。在開始液體去除過程之前，脫落體積可以等于載片上液體的總體積的大約5％、大約3％或大約2％。因此，氣刀和抽吸元件可以被配置為協(xié)作以將液體的獨立體積（free-standing volume）（即，沿表面定位并且未結合到樣品中的液體）的至少約95％、97％或98％抽取到抽吸元件中。

液體廢物可以通過管線來輸送并且輸送到廢物容器中。例如，載片托盤可收集任何液體廢物，例如用于將蓋片應用于載片的蓋片液體。液體廢物被收集并被泵送到廢物容器，所述廢物容器可以打開以進入和清空所述廢物容器。定期地去除這種液體廢物可用于防止廢物在處理期間從載片托盤濺出。

蓋片 - 參照圖17，在一個實施例中，蓋片還包括具有開放的分配端的蓋片筒/盒（圖17A）。盒子限定了構造成保持以基本上豎直的布置結構來堆疊的蓋片的容器。在一個實施例中，蓋片的豎直堆疊以一定角度傾斜（圖17B）。例如，所述堆疊可以向下傾斜到盒的右下角（通過盒的設計），其中，所述堆疊在盒的后部中較高，并且在盒的左側較高。所述堆疊的這種2.5度的傾斜也有助于從具有正壓力的接近的吸盤頭產(chǎn)生剪切力。

蓋片可以是大致圓形形狀、矩形形狀、正方形形狀或任何其他合適的形狀。在一些實施例中，蓋片是圓形的，其直徑為18mm、22mm或25mm。正方形蓋片可具有長度為大約18mm、大約22mm或大約25mm的側邊。矩形蓋片可具有長度從大約11mm×22mm至大約48mm×60mm的側邊。蓋片的尺寸、形狀和性質(zhì)可基于例如顯微鏡載片的尺寸來選擇。蓋片可以整體或部分地由透明塑料、玻璃或者其他透明或半透明的材料制成。在特定實施例中，蓋片具有基本上平坦的頂部和底表面以及基本上矩形的構造，其長度和厚度略小于樣品載片。

在一個特定實施例中，應用于載片的蓋片在其底表面上涂覆有粘合劑，例如干燥的可活化粘合劑。所述粘合劑通過與蓋片相容的溶劑來活化，所述溶劑通過蓋片機中的流體分配器放置在載片上?？苫罨澈蟿┛梢允抢绺稍锏目苫罨妆健⒍妆降?。干燥的可活化粘合劑的示例包括Permount?（Fisher Scientific，Pittsburgh，Pa）或ShurMount?（Triangle Biomedical，Durham，N.C）。美國專利號6,759,011描述了可用于蓋片機中的預先粘合的蓋片的更具體的示例，并且通過引用結合于本文中。在這方面，在一個實施例中，蓋片機使用預干燥的膠合玻璃蓋片（即，已經(jīng)干燥至受控厚度的膠）。在替代實施例中，在將蓋片放置到載片上之前，可以將膠施加于載片（例如通過分配噴嘴）。

控制模塊 - 至少一些實施例包括允許技術人員輸入的控制模塊。控制包括一個或多個計算機（運行軟件的CPU）和與蓋片機的組成部件電通信的傳感器，所述部件包括例如升降器頭、流體分配器、風刀、傳感器、運輸器和電機、氣動模塊（例如，真空源、控制閥、導管線路和傳感器）、吸盤、載片托盤等?？刂颇K接收并存儲電子數(shù)據(jù)和軟件，并且協(xié)調(diào)設備的組成部件的所有功能和移動。

預校準 - 通常在安裝升降器頭模塊時和在將載有樣品的載片插入到裝置中并運行蓋片應用之前，技術人員可以（通過控制模塊（和軟件））啟動校準方案來測量升降器頭、載片托盤和載片及筒中的蓋片之間的各種距離和尺寸以及載片的大小和尺寸。例如，使用沒有樣品的空白載片，蓋片上的傳感器測量載片的高度，以及升降器頭在裝置中移動、例如向下移動至載片所需的最大和最小距離。還測量橡膠吸盤的張力。然后，利用控制模塊上的軟件，蓋片機被校準以包括各種組成部件的最大和最小安全移動距離。預校準步驟是重要的，這是因為驅(qū)動懸臂拾取和放置過程的軟件嚴重依賴于已知的距離和橡膠吸盤的張力。

蓋片準備 - 在至少一個實施例中，當將包含一個或多個顯微鏡樣品載片的載片托盤引入到蓋片機中時，集成在升降器頭上的傳感器啟動載片準備方案，所述載片準備方案首先包括使用氣刀（與升降器頭集成的）的初始吹除以吹除積聚在載片上的任何轉移流體。該轉移流體僅是設計成保持固定的組織學試樣在站之間水合（hydrated）的流體。在初始的吹除之后，流體分配器利用單點或多點邊緣分配來分配蓋片液體（例如檸檬烯等）。此時，已處理的載片現(xiàn)在準備好用于蓋片的應用。替代性地，在一些實施例中，可以執(zhí)行第二吹除，由此使用蓋片液體上的氣刀和抽吸元件來吹掉并去除所施加的蓋片液體，以確保從該點向前的任何背景流體（background fluid）實際上是之后施加作為實際溶劑的相同流體；并且在第二吹除之后，在從載片的中心向下的若干個點再次重新施加蓋片液體，或者替代性地，升降器頭可以采用流體/溶劑的單次分配。已處理的載片現(xiàn)在準備好用于蓋片的應用。

應當注意的是，升降器頭可以被配置成在蓋片拾取之前、期間或之后來執(zhí)行蓋片準備。一般而言，在需要時，在蓋片放置之前執(zhí)行蓋片準備。

在一些實施例中，自動蓋片機可以與更大的自動化儀器結合使用，或者它可以作為組成部件被結合到該更大的自動化儀器中，用于處理和分析顯微鏡載片上的生物樣品。這樣的示例可以在美國專利號7,271,006（Reinhardt）、美國專利號7,468,161（Reinhardt）、美國專利號7,727,774（Reinhardt）和美國專利號8,048,373（Reinhardt）中找到。

懸臂拾取 - 如前所述，每個氣動模塊被配置成向每個吸盤提供受控、獨立的真空或加壓氣體，所述真空或加壓氣體足以使得能夠懸臂拾取蓋片和將蓋片懸臂放置在載片上，或者施加一次或多次空氣沖擊。懸臂拾取基本上包含4個步驟，如圖19A-D中所示如何獨立地真空控制拾取過程。在步驟A中，升降器頭1818的底表面被降低到處于筒上的開口中的蓋片。此時，當在蓋片盒中接觸時（或在繞蓋片懸停的預定的短距離處），僅吸盤的標簽端用真空激活。在步驟2中，在標簽端吸盤中激活的真空提升并拾取頂部蓋片的一端。這被稱為懸臂模式，因為蓋片僅在一端處被保持，并且這允許更高效的單蓋片提升。在步驟3中，在蓋片的標簽端被固定和提升到蓋片盒的頂部之后，也在中心吸盤中激活真空。在步驟4中，向遠端吸盤頭施加真空，因此所有三個吸盤中的所有三個真空被接合。此時，壓力傳感器確定提升的蓋片的完整性，以發(fā)現(xiàn)任何破損或剝落（leaf），并且確定是否已吸起多于一個蓋片。如果沒有破損并且已提起單一蓋片，則提起的蓋片隨后通過升降器頭運送至載片托盤以便應用。此時，壓力傳感器可以再次接合以確定提起的蓋片的完整性，以防萬一在運輸中蓋片發(fā)生狀況。

對于懸臂放置 - 一旦達到最小閾值后，提起的蓋片就被運輸?shù)捷d片托盤并定位在載有樣品的顯微鏡載片上方，以開始將提起的蓋片放置到載片上的過程。蓋片放置過程使用反向剝離（reverse-peel）或向下滾動動作，其實際上是首先釋放遠端吸盤頭中的真空的結果。最后為了在拾取過程期間接合，遠端吸盤頭當位于載片之上時首先釋放其端部，這是通過使用控制閥來緩慢地泄放真空壓力。這再次導致懸臂效應。此時，為了防止可能破壞適當?shù)钠教梗ǚ菕佄锞€形）彎月面形成并且再次夾帶混淆氣泡的振動拍打，一旦蓋片在遠端上與載片接觸，就發(fā)生兩種情況：1）中央吸盤和標簽吸盤頭上的真空使用控制閥非常緩慢地泄放；以及2）最后兩個吸盤頭的泄放/釋放發(fā)生在一個或多個短的和定時的間隔中。這種蓋片放置的脈沖對于形成完全根除氣泡并確保檸檬烯的適當飽和所需的平坦彎月面散布是至關重要的。因此，以這種方式，當其余的兩個吸盤中的真空被緩慢地泄放時，蓋片以促進最佳的流體散布而沒有氣泡的方式被輕輕地放下。在一個實施例中，放置過程包含六個增量脈沖的高度受控過程，其中，壓力被釋放并且蓋片每200毫秒向下滾動0.0018英寸。這允許最佳的控制和精度。

在另一實施例中，在在已泄放壓力的面向標簽的端部吸盤（對應于其上可具有標簽的載片的端部）和蓋片的最后邊緣著陸之后，在升降器頭向上拉之前，升降器頭從所有三個吸盤頭施加一次或多次最終的壓縮空氣沖擊。例如，在一個實施例中，在升降器頭開始向上拉之前，進行來自所有三個吸盤頭的最終、測量過（100ms）的沖擊。該最終的空氣沖擊有助于使蓋片與包括任何靜電吸引的升降器頭分離，而不引起旋轉扭矩（如在僅使用一個吸盤的情況下可能發(fā)生的），并且它還有助于將任何多余的溶劑擠出蓋片-載片界面的周緣。

該過程對于受控放置而言是最佳的。使用三吸盤釋放（與泄放真空形成對比）使蓋片下落或向下排擊到載片的頂部不僅可能夾帶嚴重的起泡，而且還將冒著溶劑濺回托盤上、載片的底部上并且甚至吸盤本身上的風險，這又將隨時間腐蝕材料并隨后阻礙將來的功能，這是因為驅(qū)動該過程的軟件嚴重依賴于已知的距離和橡膠吸盤的張力。

在一個實施例中，蓋片機使用在它們上具有預先施加的干燥的封固介質(zhì)的玻璃蓋片。施加溶劑（檸檬烯）以活化干燥的封固介質(zhì)。蓋片從遠端朝向載片的標簽端施加，從而使用溶劑波使蓋片下的任何氣泡滾出。

將在下面的示例中論述各種非限制性的實施例。這樣的示例是非限制性的，并且僅代表本文所公開的技術。

示例1

在一個實施例中，蓋片機裝置執(zhí)行拾取階段、放置階段和最終沖擊階段。參照附圖，在拾取階段中，當升降器頭從盒中提取蓋片時，它僅在一端處提取，因此該過程被稱為懸臂模式。為了盒式筒的目的，“標簽端”的吸盤頭被打開至真空，而其余的兩個吸盤頭打開至大氣壓力。在這方面，“標簽端”是指將拾取蓋片的將最終放置在顯微鏡載片的標簽端側上的端部的吸盤頭。將升降器頭降低到盒中，同時在標簽端吸盤上監(jiān)測壓力，直到達到預定的閾值壓力。這確認蓋片的標簽側端已被牢固地固定到標簽端吸盤。此時，當升降器頭向上拉時，中央吸盤頭也被激活，同時遠側吸盤頭僅保持打開至大氣壓力。當升降器頭提升時，蓋片被向上剝離并離開盒（提升和剝離）。一旦這已實現(xiàn)，遠側吸盤頭的真空就被接合，使得所有三個吸盤頭現(xiàn)在都在載片上施加相同量的吸力。此時通過相關聯(lián)的傳感器測量總壓力，以確定在蓋片（slip）中是否存在任何破損或裂縫。如果壓力沒有達到最小閾值，則假定蓋片有缺陷或破損，并將其丟棄，而整個過程重復。如果超過最小閾值，則可能拾取了兩個或更多個蓋片，并且這些也將被丟棄。這是包含使用懸臂模式的單蓋片提取的整個過程。

接下來，在已準備好蓋片（各種流體已被吹除，并且蓋片液體已沿中心向下施加）之后，升降器頭隨后將嘗試將抽吸/提起的蓋片放置在載片上（放置階段）。蓋片放置過程使用反向剝離或向下滾動動作，其實際上是首先釋放遠側吸盤頭的結果。最后為了在拾取階段期間接合，遠側吸盤頭當位于載片之上時首先釋放其端部。此時，為了防止可能破壞適當?shù)钠教梗ǚ菕佄锞€形）彎月面形成（并且再次夾帶混淆氣泡）的振動拍打，一旦蓋片在遠端上與載片接觸，就發(fā)生兩種情況：（1）中央吸盤頭和標簽吸盤頭上的真空使用控制閥非常緩慢地泄放；以及2）最后兩個吸盤頭的泄放/釋放發(fā)生在故意時間延遲200毫秒的六個短間隔中。這種蓋片放置的脈沖形成了完全根除氣泡并確保檸檬烯流體適當飽和所需的平坦彎月面散布。

接下來，在最終沖擊階段中，在標簽吸盤頭已泄放壓力并且蓋片的最后邊緣降下接觸之后，升降器頭在升降器頭開始向上拉之前從所有三個吸盤頭施加最終、測量（100毫秒）的沖擊。這有助于使蓋片與包括任何靜電吸引的升降器頭分離，而不引起旋轉扭矩（如在僅使用一個吸盤的情況下可能發(fā)生的），并且它還有助于將任何多余的溶劑擠出蓋片-載片界面的周緣。

示例2

在另一實施例中，蓋片機裝置也執(zhí)行拾取階段、放置階段和最終沖擊階段。與上述第一示例中的類似，此第二實施例的升降器頭利用三個鉛垂的吸盤頭，其中每一個特征為專用的氣動管道，所述專用的氣動管道具有獨立的控制閥，以在處理中具有最大的靈活性。當載片托盤被引入到蓋片機模塊中時，升降器頭啟動如下方案，即：該方案首先包括使用風刀（集成到升降器頭中）吹走積聚在載片上的轉移流體。該轉移流體僅是設計成保持固定的組織學試樣在站之間水合（hydrated）的流體。在初始的吹除之后，升降器頭隨后在多點邊緣分配中分配檸檬烯。這也被吹過至載片，以確保從這一點向前的任何背景流體實際上是之后作為實際溶劑施加的相同的流體。在第二次吹除之后，升降器頭隨后在沿載片的中心向下的若干點處分配檸檬烯。載片現(xiàn)在準備好用于蓋片的應用。

在此實施例的拾取階段中，每個吸盤頭都可以變成環(huán)境或抽吸，并且設置可以根據(jù)期望的結果在吸盤間變化。在一些情況下，從筒中提起和分離載片最好通過僅在升降器頭的遠側吸盤頭（三個吸盤中的第三個）中激活抽吸來實現(xiàn)。這允許升降器頭抽吸堆疊的最低端。一旦端部吸盤已固定蓋片的端部，其余的兩個吸盤就被激活以產(chǎn)生“剝離”動作，從而有效地將蓋片向上并遠離堆疊鏟起。

在提起和剝離之后，運行軟件協(xié)議來檢查蓋片是否破損。這利用處于相關聯(lián)的升降器頭歧管中的真空傳感器來完成，該真空傳感器測量壓力是否與完全粘附到升降器頭的底表面的蓋片相稱。如果壓力讀數(shù)過低，則升降器頭自動地移到廢物帶并丟落蓋片。然后重復該過程，直到能夠確認適當?shù)纳w片交遞。

在此實施例的放置階段中，現(xiàn)在成功提起的蓋片隨后與升降器頭一起沿輸送機軌道被運送，以便沉積在載片上。此時，當升降器頭在載片上使自身降低時，鉛垂線被用作排放閥，從而在下一個之后緩慢地釋放一個吸盤，使得蓋片以反向剝離動作有效地在載片上向下滾動。在這方面，吸盤被用作用于適當?shù)囟ㄎ簧w片的致動器。從遠端到標簽端施加蓋片。載片的滾動動作確保了剛分配在載片頂部的溶劑的適當分布。

在此實施例的最終沖擊階段中，當蓋片的最后一角已被釋放到載片上時，升降器頭從所有三個吸盤施加壓力的最終沖擊，以幫助將過量的檸檬烯從蓋片/載片界面的周緣擠出。這種壓力沖擊有助于通過迫使它們從邊緣溢出來消除氣泡。它還打破升降器頭和現(xiàn)在結合的蓋片/載片之間的接觸。

示例3

此示例示出了本公開的另一實施例。在此示例中，每個升降器頭具有三個單獨鉛垂的吸盤，所述吸盤具有通向歧管的氣動管，其中，還存在測量與這三個吸盤相關的壓力的傳感器。每個吸盤還具有允許壓力或吸力逐漸變化的控制閥或泄放閥。每個吸盤都可以轉變成環(huán)境吸力或壓力，并且實際的設置可以根據(jù)期望的結果在吸盤間變化。

在此實施例的拾取階段中，通過首先僅在升降器頭的標簽吸盤頭（三個中的第一個）中激活吸力，來最佳地實現(xiàn)從筒中提起和分離載片。這允許標簽吸盤頭抽吸堆疊的最低（標簽）端。一旦標簽吸盤頭已固定蓋片的端部，隨著升降器頭從載片收回，第二吸盤就被激活以產(chǎn)生“剝離”動作，從而有效地將蓋片向上并遠離堆疊鏟起，此時遠側吸盤接合吸力以將蓋片抵靠升降器頭的底表面完全固定。

在此實施例中，拾取階段基本上包含說明真空如何控制拾取過程的4個步驟。在步驟1中，在于蓋片盒中下降接觸時，僅利用真空激活吸盤的標簽端。在步驟2中，來自標簽端吸盤的真空僅提起頂部蓋片的一角。這被稱為懸臂模式，因為蓋片僅在一端處被保持，并且這允許更高效的單蓋片提升。測試表明在所有三個吸盤頭中具有真空常常一次提起多于一個蓋片。在步驟3中，在蓋片的標簽端被固定和提升到蓋片盒的頂部之后，也在中心吸盤中激活真空。在步驟4中，所有三個吸盤中的所有三個真空被接合。此時測量壓力以確定提起的蓋片是否破損。然后，經(jīng)由升降器頭將提起的蓋片運送至載片托盤以便應用。

在此實施例的放置階段中，放置過程使用反向壓力序列來將蓋片放置在載片頂上。它首先使用控制閥非常緩慢地泄放真空壓力來釋放遠側吸盤頭。然后它緩慢地泄放其余的兩個吸盤頭，使得蓋片以促進最佳的流體散布而沒有氣泡的方式被輕輕地放下。實際上，這是六個增量脈沖的高度受控的過程，其中，壓力被釋放并且載片每200毫秒向下滾動0.0018英寸（0.04572mm）。這允許最佳的控制和精度。

在此實施例的最終沖擊階段中，在標簽吸盤已泄放壓力并且蓋片的最后邊緣降下接觸之后，升降器頭在升降器頭開始向上拉之前從所有三個吸盤施加最終、測量過（100ms）的沖擊。這有助于使蓋片與包括任何靜電吸引的升降器頭分離，而不引起旋轉扭矩（如在僅使用一個吸盤的情況下可能發(fā)生的），并且它還有助于將任何多余的溶劑擠出蓋片-載片界面的周緣。

示例4

此示例示出了本公開的另一實施例。如前所述，升降器頭可以被構造成使得底表面（即，具有吸盤的表面）是平坦的、彎曲的、帶倒角的、傾斜的或它們的任何組合。升降器的底表面的構造被發(fā)現(xiàn)會影響蓋片過程。例如，具有平坦表面底部的升降器頭被發(fā)現(xiàn)更容易受到盒中蓋片之間的靜電影響，并且即使利用懸臂支撐的一吸盤吸力，也經(jīng)常提起多于一個蓋片。另一個問題是如何以可靠、可再現(xiàn)的方式提起和分離單一載片，以及如何輕輕地將它們放下（無掉落或拍打），因為這導致流體飛濺并且通常夾帶氣泡。因此，測試了幾種不同設計的升降器頭。

顯示出希望的一種升降器頭構造是具有凹形設計的升降器頭。參照圖10，凹形設計的特征在于具有平坦底表面的殼體/主體，而所述底表面具有向下形成中心凹形構造（像皺眉圖標）的中心弧形部分。此外，升降器頭特征在于位于向下弧形部分外的2個小吸盤頭以及位于中心向下凹弧形部分中（在兩個較小的外部吸盤之間）的1個較大的中心吸盤頭。所有吸盤均單獨地鉛垂，并且沿升降器頭的底表面一個布置在另一個之后。測試顯示，在這種設計下的蓋片分離對于靜電更加穩(wěn)健。此外，由于較大的中心吸盤，在這種設計下施加在蓋片上的力增強。這意味著一旦懸臂支撐并從盒中取出，中心（并且最強的）吸盤在蓋片上施加如此強的真空，使得蓋片也顯示出升降器頭的相同的向下凹弧形，從而模仿皺眉形狀。換言之，凹形構造使蓋片以向下的方式彎曲，這阻止了與其他載片的靜電吸引。這實際上證明有助于在此時分離任何粘著的第二蓋片。以這種方式，中心皺眉狀構造使蓋片以向下的方式彎曲，這阻止了與其他載片的靜電吸引。凹形設計顯示出在確保完美分離地單一拾取蓋片方面非常有效。

根據(jù)使用者需要，可以在蓋片機中實施的升降器頭的替代性的可能構造是凸形或“微笑”的模式。此實施例包括“雙倒角窄”的設計（圖12）和“雙倒角寬”的設計（圖13）。參照圖11和圖12，凸形或“微笑”模式的特征是殼體/主體具有略微向上彎曲的平坦或部分平坦的底表面，使得該表面是凸形的或部分凸形的，從而形成“微笑”。在一個實施例中，吸盤頭可以是相同的尺寸或在尺寸上不同。

在測試的類型中，發(fā)現(xiàn)“雙倒角窄”對于受控蓋片放置的問題是最佳解決方案。該受控應用的關鍵在于每個升降器頭的遠端和近端上簡單的5度倒角角度實際上在懸臂支撐期間對蓋片的晃動提供了更多的控制。這幫助消除了針對在載片頂上的低應力、受控安置的放置上的“s”曲線。在“雙倒角窄”的升降器頭的情況下，發(fā)現(xiàn)變化的壓力對于蓋片提升和應用產(chǎn)生顯著不同且通常改善的結果。此外，“雙倒角窄”的升降器頭上的減小的寬度限制了與升降器頭的流體接觸。

在測試期間，在當蓋片被釋放（以微笑或皺眉模式）時的最后步驟中，，所有三個吸盤施加非常輕微的壓力以幫助推開升降器頭并將最后一點的溶劑擠出現(xiàn)在結合的蓋片/載片的周緣。當蓋片被釋放時，利用所有三個吸盤同時施加空氣的沖擊；所有吸盤的使用防止當升降器頭推開時的旋轉扭矩，并且?guī)椭鷶D出額外的溶劑（關于蓋片拾取和放置的更多細節(jié)，請參見單獨的論述（write-up））。

“微笑”和“皺眉”模式二者都被認為是蓋片機儀器的標準特征。經(jīng)確定，當彼此比較時，凸形或“微笑”模式顯示出對于受控的蓋片放置具有略微優(yōu)越的結果；并且凹形或“皺眉”模式顯示出略微優(yōu)越的單蓋片拾取可靠性。

示例5

此示例示出了蓋片拾取和取回步驟的又一實施例。步驟1：降下接觸檢測 - 參照圖19A-D，在該步驟中，標簽取向的吸盤（右箭頭）首先打開到真空，而遠側吸盤頭（左箭頭）和中心吸盤頭（中間箭頭）被打開到大氣壓力。然后，升降器頭被降低（沿黑色箭頭的方向）到盒中，同時蓋片機針對要達到的預定目標閾值壓力來監(jiān)測標簽吸盤頭的壓力（右箭頭）。達到該閾值確認蓋片已由于真空而牢固地固定到標簽吸盤頭。一旦達到閾值，升降器頭就下降多達0.050英寸的附加的量，以壓縮遠側和中心的吸盤。對于此實施例，蓋片的堆疊向下傾斜到盒的右下角（通過盒的設計），其中，所述堆疊在盒的后部中較高，并且在盒的左側較高。所述堆疊的這種2.5度的傾斜也有助于從具有正壓力的接近的吸盤產(chǎn)生剪切力。步驟2：提升到剝離 - 此時，升降器頭的方向反轉，并且實施從堆疊起0.150英寸（向上）的微小移動。這引起來自堆疊的剝離力，同時遠側吸盤頭（左箭頭）和中心吸盤頭（中心箭頭）提供維持蓋片在遠端處與堆疊接觸的力。步驟3：向上拉到中心和遠側吸盤 - 此時，中心吸盤頭和遠側吸盤頭順序地打開至真空壓力（其中，中心吸盤頭在遠側吸盤頭之前進行）。這使蓋片在中心位置處并且最終在遠側位置處拉起，從而導致完全抵靠頭部拉起的相對平坦的蓋片。步驟4：從遠側吸盤懸臂支撐 - 標簽吸盤頭和中心吸盤頭對真空關閉。這產(chǎn)生蓋片僅在遠側吸盤頭端部上鄰接的懸臂定向，并且蓋片的降低的端部擱置在堆疊的最低部分上。步驟5：檢測良好的蓋片 - 中心吸盤頭和標簽吸盤頭再次順序地打開至真空，這將蓋片完全地向上拉抵靠真空頭。此時，針對要達到的目標真空閾值檢查所有吸盤頭。所有三個吸盤頭現(xiàn)在于蓋片上施加相同量的吸力，以將它抵靠升降器頭的底表面完全固定。此時，針對要達到的目標真空閾值檢查所有吸盤頭。如果達到最小閾值，則提起的蓋片被運輸?shù)捷d片托盤以便應用于載有樣品的顯微鏡載片。

如前所述，本文公開了本發(fā)明的詳細實施例；然而，應當理解的是，所公開的實施例僅僅例示了可以按照各種形式來實施的本發(fā)明。將會理解的是，許多修改和其他變型落入如下所要求保護的本發(fā)明的預期范圍內(nèi)。