(1.武汉大学人民医院 湖北 武汉 430060；2.湖北省黄石市中心医院 湖北 黄石 435000)
[摘要] 目的：研制一种用于医学实验室的自动染片机。方法：将试剂仓、染色仓、废液仓和控制系统组成一体，循环进行染片。结果：染液瓶、冲洗液储存罐位于设备上端，由蠕动泵控制染液、冲洗液流出；涂抹装置按设定程序自动将染液涂抹在玻片上，冲洗装置按设定程序自动冲洗染液。结论：该装置体积小，不需靠近水槽，移动方便，有效保护操作者避免有害因子侵袭，能满足基层医院医学实验室需求。
[关键词] 自动染片机；试剂仓；染色仓；废液仓
Design of Automatic Stainer
ZHAN Chuan-hua1 WANG Hong-liang2 LI-Yan1
(1. Renmin Hospital of Wuhan University，Wuhan Hubei, 430060,China；2. Huangshi Central Hospital ，Huangshi Hubei ，435000，China)
Abstract Objective. To design an automatic stainer device .Methods The device was composedof reagentstorehouse,staining warehouse,waste liquid warehouse and control system which stained cycling . Results Color solution bottle and Rinse tank located in reagentstorehouse. The dye and flushing fluid was controlled by Peristaltic pump. Smear device was according to smeared dye on slides automatically.Flushing device was according to rinsed the dye automatically. Conclusion The small-sized device have good agility and does not needcloser to the flume. Thus Operator can avoid the invasion of harmful factors
Keywords automatic stainer;reagent storehouse; staining storehouse；waste liquidstorehouse
中图分类号：R361.2 文献标识码：A
0 引言
医学或生物标本镜检前的制作，可包括组织制片过程和染色过程。染色的目的是借助于一种或多种染液，使组织和细胞内结构分别着不同的颜色，这样在显微镜下能清楚地观察细胞内部结构，做出正确判断。传统手工染色步骤繁琐，操作者的专业能力对结果影响较大，重复性差；有时受染液沉渣影响，背景复杂，干扰看片；染色时必须靠近水槽， 耗时长，试剂用量大，同时污染实验室环境等。随着经济的高速发展，科技不断进步，标本染色逐步由传统的手工方式向由染片机染色发展。目前，我国已有部分医院使用涂片染色机对标本进行自动染色，所用机型多为进口品牌，虽然进口仪器工作性能较好，但其价格比较昂贵，限制了在基层医院的使用；同时每次使用后清洗较费时，影响了操作者使用的积极性。鉴于此，本文设计一种小巧、性能完备、不需外接水源的自动染片机替代进口产品，主要应用于医学实验室，提供快速标准化的染色实验结果，减少环境污染，由于其体积小巧，可安装在生物安全柜内，有效保护操作者避免有害因子侵袭。
本设计获得发明专利，专利号：ZL 2013 1 0076182.6
作者简介：詹传华（1974-），男，副主任技师，作者单位：430060 湖北武汉，武汉大学人民医院（詹传华，李艳）；435000 湖北黄石，黄石市中心医院（汪宏良） 通讯作者：李艳
1 设计方案
自动染片机（如图1、图2所示）由试剂仓、染色仓、废液仓三部分对接组成，控制操作系统位于试剂仓盖。
1.1试剂仓（如图3、图4所示）包括有底座A，底座A的顶部铰装有顶盖，顶盖安装有操控按键，底座A的底部嵌装有冲洗液储存罐、染液瓶A和染液瓶B，冲洗液储存罐底部装有冲洗管，染液瓶A和染液瓶B的顶部分别装有滴管A和滴管B，滴管A和滴管B均穿过底座A的底部朝下设置，滴管A和滴管B上均装有蠕动泵。
1.2染色仓（如图5、图6、图7、图8所示）包括有与底座A对接的底座B，底座B的侧壁上开设有进样窗，底座B的底部装有电机A，电机A的输出轴向上伸出底座B的底部并装有一内齿圈；底座B的底部还开有中心孔和若干排液孔，中心孔内装有转盘，转盘底部中间设有向下的空心转轴，空心转轴与中心孔之间装有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承与转盘底部之间位于空心转轴上装有隔套，隔套外部套有与转盘底部固定连接的外齿轮，内齿圈与外齿轮啮合连接。转盘顶部装有均布的十个样本承载装置，沿逆时针方向，以进样窗处的第一个样本承载装置开始计数，第三个和第五个样本承载装置的正上方位于底座B的内侧壁上均装有涂抹装置，第二个和第四个样本承载装置分别位于滴管A和滴管B的正下方，第七个样本承载装置位于冲洗管的正下方，第十个样本承载装置正上方位于底座B的内侧壁上装有烘干装置。样本承载装置（如图9、图10所示）具有铰装在转盘上的载片台，载片台的底部靠内侧设有楔形块。每个载片台的正下方位于转盘上均设有相对布置的凸耳A和凸耳B，凸耳A和凸耳B之间穿装有支撑杆A，转盘上正对每根支撑杆A开有径向的导向槽。底座B的内侧底部开有凸轮槽，支撑杆A上装有滑块A，滑块A的顶部装有滚轮与载片台滚动连接，滑块A的底部装有导杆，导杆穿过导向槽伸入到凸轮槽内并沿着凸轮槽运动，凸轮槽的极限凸点位于冲洗管的正下方。载片台顶部设有插槽，插槽中插装有玻片。涂抹装置（如图11、图12所示）具有基座，基座内设有上下贯通的空腔。基座右侧装有电机B，电机B的输出轴位于空腔内并装有主动轮，空腔右侧的侧壁上装有与主动轮相对布置的被动轮，主动轮和被动轮之间装有传动带。空腔的前侧和后侧之间装有靠左布置的两支撑杆B，两支撑杆B上下平行布置，两支撑杆B上滑动装有滑块B，滑块B的底部装有刮板，滑块B的右侧开有垂直向下的滑槽，滑槽内装有滑杆，滑杆一端滑动安装在滑槽内，另一端固定在传动带上。为了方便装拆涂抹装置，底座B上位于涂抹装置处装有两个插板B，两涂抹装置的基座尾端设有插板A，插板A和插板B插装在一起。电机A和电机B均为步进电机，电机A是通过电机支架固定安装在底座B底部的。烘干装置为热吹风机。
1.3废液仓（如图13所示）包括有与底座B对接的废液缸，废液缸上装有排液管，排液管的外端端部装有控制阀。
1.4控制部分采用模块化设计，主要由温度传感器模块、检测传感器模块、转位传感器模块、智能报警模块和单片机系统等组成。
图中：1-废液仓，2-染色仓，3-试剂仓，4-顶盖，5-染液瓶B，6-冲洗液储存罐，7-滴管B，8-蠕动泵，9-染液瓶A，10-滴管A,11-进样窗，12-冲洗管，13-样本承载装置，14-底座B，15-转盘，16-废液缸，17-排液孔，18-中心孔，19-空心转轴，20-圆锥滚子轴承，21-隔套，22-电机A，23-电机支架,24-输出轴，25-外齿轮，26-内齿圈，27-涂抹装置，28-底座A，29-烘干装置，30-凸耳A，31-楔形块，32-载片台，33-玻片，34-滚轮，35-滑块A，36-支撑杆A，37-凸耳B，38-导杆，39-凸轮槽，40-导向槽，41-极限凸点，42-插板B，43-插槽，44-传动带，45-支撑杆B，46-基座，47-滑杆，48-滑块B,49-电机B，50-主动轮，51-空腔，52-滑槽，53-刮板，54-被动轮，55-插板A，56-排液管，57-控制阀。
2 工作流程
（1）进样：将已涂抹样本的玻片从进样窗置入，插入到载片台的插槽中。
（2）第一次染色：转盘转动一个工位，玻片被送到滴管A的正下方，转盘停止转动。蠕动泵控制染液瓶A内的染液A顺着滴管A滴到玻片的样本上，完成第一次染色工作。
（3）染液A的涂匀：转盘继续转动一个工位，玻片被送到第一个涂抹装置的正下方，涂抹装置上的刮板来回运动将染液A涂抹均匀，完成染液A的涂匀工作。
（4）第二次染色：转盘继续转动一个工位，玻片被送到滴管B的正下方，转盘停止转动。蠕动泵控制染液瓶B内的染液B顺着滴管B滴到玻片的样本上，完成第二次染色工作。
（5）染液B的涂匀：转盘继续转动一个工位，玻片被送到第二个涂抹装置的正下方，涂抹装置上的刮板来回运动将染液B涂抹均匀，完成染液B的涂匀工作。
（6）染色固定：转盘继续转动一个工位，玻片被送到空位处，不作任何工作，给染液与样本提供反应时间。
（7）冲洗：转盘继续转动一个工位，玻片被送到冲洗管的正下方。由于导杆是沿着凸轮槽运动的，凸轮槽位于冲洗管下方的区域呈内凹型，导杆在进入冲洗管下方区域时，会推动滑块A朝内侧运动，直至导杆运动到凸轮槽的极限凸点处，转盘停止转动。此时，滑块A上的滚轮沿着载片台底部的楔形块运动，将载片台顶起，冲洗管的管口正对载片台翘起端的顶部，冲洗液冲洗玻片上的染液，完成冲洗工作。
（8）染色固定：转盘继续转动一个工位，在转动过程中，导杆沿着凸轮槽运动并离开极限凸点，载片台回归平置状态，玻片被送到空位处，不作任何工作，给染液与样本提供反应时间。
（9）染色固定：转盘继续转动一个工位，玻片被送到空位处，不作任何工作，给染液与样本提供反应时间。
（10）干燥：转盘继续转动一个工位，玻片被送到烘干装置的正下方，烘干装置吹风使样本干燥。
以上工作过程是循环进行的，在实际应用过程中，每取出一个玻片，可同时放入一个涂有新样本的玻片，依次循环工作。
3讨论
在临床血液、体液和微生物检验中，形态学检查起着重要作用，是临床诊断的重要的方法1-5。传统的手工染色因费时、费力且染色量小，适应不了临床的需要，为减轻操作者工作量，使工作人员从繁琐的标本染色过程中解脱出来，把更多的时间和精力放在形态学镜检上，本文设计了一种自动染片机。通过国家知识产权局查询文献对比，我们查到“对染色仪器和方法的改进”（授权公告号CN 102159932 B）、“进行与物镜上的组织样本的染色相关的处理操作的装置”（授权公告号 CN 101389946 B）、“显微送检物染色用的自动染色装置”（授权公告号CN1181330C）、“一种染片机”（授权公告号 CN 101294877 B）和“一种自动染片机”（授权公告号CN202351111U）等本领域授权发明及实用新型。“对染色仪器和方法的改进”涉及用于使安装在显微镜载片上的组织染色的改进的设备和方法；“进行与物镜上的组织样本的染色相关的处理操作的装置”涉及一种用于自动执行与显微镜载片上的组织样本的染色相关的不同处理操作的装置；“显微送检物染色用的自动染色装置” 设计了一种放置在载片上的显微送检物的染色用的自动染色装置；“一种染片机”描述的一种染片机包括一机体和置于机体上的反应缸、蜡缸、试剂瓶和废液缸；“一种自动染片机”包括有机体、设置于机体内的染色仓、喷雾系统以及供风系统。经过分析比较，我们认为上述专利在基层医院检验科推广使用存在不足：①部分专利主要针对病理标本染色设计，不适用于医学实验室；②这些机体外设置有多个试剂位，移动不便；③喷雾系统对试剂的消耗较大，染片后可能有染料沉渣，转盘容易污染；④零部件较贵，导致生产成本和维修成本较高。本设计模拟手工染色方式，将染片机的结构设计为一体机，特别是对承载装置、涂抹装置和冲洗模式的创新设计，实现了染色、冲洗的自动化，血液、体液或微生物标本的玻片放入进样窗后，所有染片功能可在机体内一次完成，染色过程中试剂消耗量少，同时染色质量得到保证。试剂保存在染液瓶中，不易挥发，能保存较长时间。
4结语
本机体积较小，可不需外接水源，对环境要求较低，便于移动，能放入生物安全柜内完成感染性材料的染色，避免人体受到生物危害，能有效保证操作者的人身安全，适合在基层医院检验科推广使用。
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论文作者:詹传华1 汪宏良2 李艳1(通讯作者)
论文发表刊物:《解放军预防医学杂志》2015年第5期供稿
论文发表时间:2015/11/25
标签：染液论文; 装置论文; 转盘论文; 滴管论文; 底座论文; 样本论文; 废液论文; 《解放军预防医学杂志》2015年第5期供稿论文;