一种玻片处理系统的制作方法

1.本技术涉及生物技术领域，具体而言，涉及一种玻片处理系统。


背景技术：

2.玻片处理系统是对细胞学样本、组织学样本(穿刺或中性福尔马林固定的石蜡包埋组织切片样本)以及血液样本进行病理分析前的样本处理的自动化仪器。玻片处理系统需要提供10多种与样本进行反应的试剂，如脱蜡剂、不同纯度乙醇、蛋白酶等，将搭载样本的玻片放入反应槽中。
3.传统的玻片处理系统需要人工操作，例如手动加入试剂等，可能会浪费更多时间且容易出错，导致试验出现错误的结果。
4.因此，如何实现玻片处理系统自动控制，成为了本领域技术人员所关注的难题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种玻片处理系统，以至少部分改善上述问题。
6.为了实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供一种玻片处理系统，所述玻片处理系统包括：主控制器、蠕动泵驱动、第一蠕动泵、阀门控制装置以及第一流量监测装置，所述主控制器分别与所述蠕动泵驱动、所述阀门控制装置以及所述第一流量监测装置连接，所述蠕动泵驱动与所述第一蠕动泵连接，所述第一蠕动泵的进液口与至少一个进液管道贯通，每一个进液管道均设有开关阀门，每一个进液管道分别连接盛放不同试剂的容器连接，所述第一蠕动泵的出液口通过出液管道与反应槽贯通，所述第一流量监测装置安装于所述第一蠕动泵的出液管道，每一个开关阀门均与所述阀门控制装置连接；
8.所述主控制器用于在接收到进液请求时，向所述阀门控制装置传输第一驱动指令，以使所述阀门控制装置控制目标开关阀门打开，所述进液请求包括所述目标开关阀门对应的标识；
9.所述主控制器还用于通过所述蠕动泵驱动控制所述第一蠕动泵将所述目标开关阀门对应的容器中的试剂输送到所述反应槽内；
10.所述第一流量监测装置用于监测流入所述反应槽内的第一试剂流量，并将所述第一试剂流量传输给所述主控制器；
11.所述主控制器还用于在所述第一试剂流量大于或等于预设的第一目标流量时，向所述阀门控制装置传输第二驱动指令，以使所述阀门控制装置控制目标开关阀门关闭，同时控制所述第一蠕动泵停止工作。
12.可选地，所述玻片处理系统还包括：第二蠕动泵和第一流量监测装置，所述第二蠕动泵与所述蠕动泵驱动连接，所述第二蠕动泵的进液口连接的进液管道的另一端设置于所述反应槽底部，所述第二蠕动泵的出液口通过出液管道与废液槽贯通，所述第二流量监测装置安装于所述第二蠕动泵的出液管道；
13.所述主控制器用于在接收到排液请求时，通过所述蠕动泵驱动控制所述第二蠕动泵将所述反应槽中的试剂输送到所述废液槽内；
14.所述第二流量监测装置用于监测流入所述废液槽内的第二试剂流量，并将所述第二试剂流量传输给所述主控制器；
15.所述主控制器还用于在所述第二试剂流量大于或等于预设的第二目标流量时，控制所述第二蠕动泵停止工作。
16.可选地，所述玻片处理系统还包括：摇摆电机驱动、摇摆电机以及摇摆臂，所述摇摆电机驱动分别与所述主控制器和所述摇摆电机连接，所述摇摆臂的一端与所述摇摆电机传动连接，所述摇摆臂的另一端与所述反应槽连接；
17.所述主控制器还用于通过所述摇摆电机驱动控制所述摇摆电机工作，从而通过所述摇摆臂带动所述反应槽摆动。
18.可选地，所述玻片处理系统还包括：遮挡物、第一位置监测装置以及第二位置监测装置，所述第一位置监测装置和所述第二位置监测装置均与所述主控制器连接，所述遮挡物跟随所述反应槽摆动，所述遮挡物与所述反应槽的相对位置固定；
19.所述第一位置监测装置用于监测所述遮挡物摆动到第一目标位置时，向所述主控制器发送第一触发信号；
20.所述第二位置监测装置用于监测所述遮挡物摆动到第二目标位置时，向所述主控制器发送第二触发信号；
21.所述主控制器用于在接收到所述第一触发信号或所述第二触发信号时，控制所述摇摆电机变更摇摆方向。
22.可选地，所述玻片处理系统还包括：舱门状态监测装置，所述舱门状态监测装置与所述主控制器连接；
23.所述舱门状态监测装置用于监测舱门状态，并将所述舱门状态传输给所述主控制器；
24.所述主控制器用于在所述舱门状态为打开时，进行报警或控制实验暂停。
25.可选地，所述玻片处理系统还包括：风扇驱动以及至少一组风扇，所述风扇驱动与所述主控制器连接，每一个风扇均与所述风扇驱动连接；
26.所述主控制器还用于在上电后通过所述风扇驱动控制所述风扇工作，以对所述玻片处理系统进行散热。
27.可选地，所述玻片处理系统还包括：温度采样单元、第一驱动电路、第二驱动电路以及制冷片，所述温度采样单元、所述第一驱动电路以及所述第二驱动电路均与所述主控制器连接，所述所述第一驱动电路和所述第二驱动电路均与所述制冷片连接；
28.所述温度采样单元用于采集所述反应槽内的当前温度，并将所述当前温度传输给所述主控制器；
29.所述主控制器用于在所述当前温度小于目标温度时，通过所述第一驱动电路控制所述制冷片制热，以提升所述反应槽内的温度；
30.所述主控制器还用于在所述当前温度大于目标温度时，通过所述第二驱动电路控制所述制冷片制冷，以降低所述反应槽内的温度。
31.可选地，所述玻片处理系统还包括：通信接口模块和显示器，所述显示器通过所述
通信接口模块与所述主控制器连接；
32.所述主控制器可以将当前运行状态通过所述通信接口模块传输给所述显示器；
33.所述显示器用于对所述当前运行状态进行显示，便于用户查看。
34.可选地，所述主控制器还用于在上电后，开启自检，所述自检用于检测所述玻片处理系统各个部件运行是否正常；
35.所述主控制器还用于在自检结果表征任意部件不能正常运行时，进行报警。
36.相对于现有技术，本技术实施例所提供的一种玻片处理系统，包括：主控制器、蠕动泵驱动、第一蠕动泵、阀门控制装置以及第一流量监测装置，主控制器分别与蠕动泵驱动、阀门控制装置以及第一流量监测装置连接，蠕动泵驱动与第一蠕动泵连接，第一蠕动泵的进液口与至少一个进液管道贯通，每一个进液管道均设有开关阀门，每一个进液管道分别连接盛放不同试剂的容器连接，第一蠕动泵的出液口通过出液管道与反应槽贯通，第一流量监测装置安装于第一蠕动泵的出液管道，每一个开关阀门均与阀门控制装置连接。通过主控制器控制第一蠕动泵和开关阀门工作，摆脱对人力的依赖，省时省力，减少人为失误出现的可能。
37.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
39.图1为本技术实施例提供的玻片处理系统的连接示意图；
40.图2为本技术实施例提供的试剂流向示意图；
41.图3为本技术实施例提供的玻片处理系统的连接示意图之一；
42.图4为本技术实施例提供的反应槽的正视图。
43.图中：10-主控制器；11-蠕动泵驱动；111-第一蠕动泵；112-第二蠕动泵；12-阀门控制装置；121-开关阀门；13-第一流量监测装置；14-第二流量监测装置；15-摇摆电机驱动；151-摇摆电机；152-摇摆臂；16-第一位置监测装置；17-第二位置监测装置；18-舱门状态监测装置；19-风扇驱动；191-风扇；20-温度采样单元；21-第一驱动电路；22-第二驱动电路；23-制冷片；24-通信接口模块；25-显示器；26-反应槽；27-废液槽；28-遮挡物。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
46.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
49.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
50.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
51.玻片处理系统可以通过开启电磁阀和蠕动泵将需要的试剂加入到反应槽26中，然后精准控制反应槽26的温度，使加入的试剂与样本进行反应，反应完成后再将试剂通过蠕动泵排出到废液桶中；之后加入另一种试剂，如此循环直至整个前处理流程走完。还可以在反应槽26中进行样本的变性杂交过程以及后续样本的清洗过程。传统的仪器在进行此流程时，试剂的加入都是采用手工加入的方式，会浪费更多时间且容易出错，导致试验出现错误的结果。
52.为了减少人工操作，本技术实施例提供了一种玻片处理系统，如图1所示，图1为本技术实施例提供的玻片处理系统的连接示意图。玻片处理系统包括：主控制器10、蠕动泵驱动11、第一蠕动泵111、阀门控制装置12以及第一流量监测装置13。主控制器10分别与蠕动泵驱动11、阀门控制装置12以及第一流量监测装置13连接，蠕动泵驱动11与第一蠕动泵111连接。
53.第一蠕动泵111的进液口与至少一个进液管道贯通，每一个进液管道均设有开关阀门121，每一个进液管道分别连接盛放不同试剂的容器连接，第一蠕动泵111的出液口通过出液管道与反应槽26贯通，第一流量监测装置13安装于第一蠕动泵111的出液管道，每一个开关阀门121均与阀门控制装置12连接。具体地，请参考图2，图2为本技术实施例提供的试剂流向示意图。
54.主控制器10用于在接收到进液请求时，向阀门控制装置12传输第一驱动指令，以使阀门控制装置12控制目标开关阀门打开，进液请求包括目标开关阀门对应的标识。
55.可选地，进液请求可以是用户通过人机交互模块输入的，也可以是其他终端通过通信模块传输的。
56.需要说明的是，目标开关阀门可以是与阀门控制装置12连接的任意开关阀门121，目标开关阀门的数量可以不限定为1，即其数量可以大于1。
57.主控制器10还用于通过蠕动泵驱动11控制第一蠕动泵111将目标开关阀门对应的容器中的试剂输送到反应槽26内。
58.第一流量监测装置13用于监测流入反应槽26内的第一试剂流量，并将第一试剂流量传输给主控制器10。
59.主控制器10还用于在第一试剂流量大于或等于预设的第一目标流量时，向阀门控制装置12传输第二驱动指令，以使阀门控制装置12控制目标开关阀门关闭，同时控制第一蠕动泵111停止工作。
60.综上所述，本技术实施例提供的玻片处理系统包括：主控制器10、蠕动泵驱动11、第一蠕动泵111、阀门控制装置12以及第一流量监测装置13，主控制器10分别与蠕动泵驱动11、阀门控制装置12以及第一流量监测装置13连接，蠕动泵驱动11与第一蠕动泵111连接，第一蠕动泵111的进液口与至少一个进液管道贯通，每一个进液管道均设有开关阀门121，每一个进液管道分别连接盛放不同试剂的容器连接，第一蠕动泵111的出液口通过出液管道与反应槽26贯通，第一流量监测装置13安装于第一蠕动泵111的出液管道，每一个开关阀门121均与阀门控制装置12连接。通过主控制器10控制第一蠕动泵111和开关阀门121工作，摆脱对人力的依赖，省时省力，减少人为失误出现的可能。
61.在图1的基础上，关于如何排除反应槽26中的废液或多余的液体，本技术实施例还提供了一种可能的实现方式，请参考图3，图3为本技术实施例提供的玻片处理系统的连接示意图之一。如图3所示，玻片处理系统还包括：第二蠕动泵112和第二流量监测装置14，第二蠕动泵112与蠕动泵驱动11连接，第二蠕动泵112的进液口连接的进液管道的另一端设置于反应槽26底部，第二蠕动泵112的出液口通过出液管道与废液槽27贯通，第二流量监测装置14安装于第二蠕动泵112的出液管道。
62.主控制器10用于在接收到排液请求时，通过蠕动泵驱动11控制第二蠕动泵112将反应槽26中的试剂输送到废液槽27内。
63.第二流量监测装置14用于监测流入废液槽27内的第二试剂流量，并将第二试剂流量传输给主控制器10。
64.主控制器10还用于在第二试剂流量大于或等于预设的第二目标流量时，控制第二蠕动泵112停止工作。
65.应理解，通过第二流量监测装置14可以限定排液多少，根据用户需求确定，灵活控制，不要求完全排干净。
66.在本技术实施例中，主控制器10可以选择stm32f1最小系统以lqfp-144封装的单片机控制器stm32f103zet6为核心，搭配8m外部时钟、上电手动复位、swd下载接口等外设，还可以加入led状态指示功能。
67.可选地，第一流量监测装置13和第二流量监测装置14可以但不限定为霍尔效应型
流量计，主控制器10通过读取霍尔效应型流量计的脉冲数来计算通过的试剂量。
68.请继续参考图3，在一种可能的实现方式中，玻片处理系统还包括：摇摆电机驱动15、摇摆电机151以及摇摆臂152，摇摆电机驱动15分别与主控制器10和摇摆电机151连接，摇摆臂152的一端与摇摆电机151传动连接，摇摆臂152的另一端与反应槽26连接。
69.主控制器10还用于通过摇摆电机驱动15控制摇摆电机151工作，从而通过摇摆臂152带动反应槽26摆动。
70.应理解，反应槽26摆动可以是试剂更好地发生反应，从而作用于玻片。主控制器10可以在接收到摆动请求时，开始摆动，也可以在第一蠕动泵111将试剂输送到反应槽后，自动控制蠕动，在此不做限定。
71.请继续参考图3，在一种可能的实现方式中，玻片处理系统还包括：遮挡物28、第一位置监测装置16以及第二位置监测装置17，第一位置监测装置16和第二位置监测装置17均与主控制器10连接，遮挡物28跟随反应槽26摆动，遮挡物28与反应槽26的相对位置固定。具体地，请参考图4，图4为本技术实施例提供的反应槽的正视图。
72.需要说明的是，图4中仅展示了第二位置监测装置17与遮挡物28之间的一种可能地位置关系，并不构成限定，并且第一位置监测装置16同理。
73.第一位置监测装置16用于监测遮挡物28摆动到第一目标位置时，向主控制器10发送第一触发信号。
74.第二位置监测装置17用于监测遮挡物28摆动到第二目标位置时，向主控制器10发送第二触发信号。
75.主控制器10用于在接收到第一触发信号或第二触发信号时，控制摇摆电机151变更摇摆方向。
76.可选地，遮挡物28可以但不限定为挡片。第一位置监测装置16和第二位置监测装置17可以但不限定为u型光电传感器。在临界位置上放上u型光电传感器，使用一挡片与反应槽26联动。当挡片移动到临界位置时会挡住u型光电传感器两端使其输出端电平发生变化，主控制器10接收此电平后对电机发出相应指令来达到限位的目的。
77.在一种可能的实现方式中，遮挡物28安装于摇摆臂152上或安装于反应槽26的外侧壁上。
78.在本技术实施例中，摇摆电机驱动15和蠕动泵驱动11可以采用以tmc5160电机驱动芯片为核心的驱动系统，tmc5160通过与主控制器10通讯，对电机(第一蠕动泵111、第二蠕动泵112以及摇摆电机151中的电机)的使能、方向及步数进行精准控制，另外tmc5160芯片还有高达20a线圈电流的两相步进电机驱动、支持多种通讯方式(spi及单线uart)、256微步调节、能耗低、噪声小等优点。
79.请继续参考图3，在一种可能的实现方式中，玻片处理系统还包括：舱门状态监测装置18，舱门状态监测装置18与主控制器10连接。
80.舱门状态监测装置18用于监测舱门状态，并将舱门状态传输给主控制器10。
81.主控制器10用于在舱门状态为打开时，进行报警或控制实验暂停。
82.可选地，舱门状态监测装置18可以但不限定为接近开关，当舱门靠近和远离时，产生不同的高低电平输出到主控制器10。
83.应理解，通过设置舱门状态监测装置18，可以起到保护作用，避免舱门误打开导致
实验失败，或危害人身安全。
84.请继续参考图3，在一种可能的实现方式，玻片处理系统还包括：风扇驱动19以及至少一组风扇191，风扇驱动19与主控制器10连接，每一个风扇191均与风扇驱动19连接。
85.主控制器10还用于在上电后通过风扇驱动19控制风扇191工作，以对玻片处理系统进行散热。
86.可选地，系统散热风扇安装4个24v额定电压的直流风扇，使用同一个主控制器10输出信号控制(即同开同关)。风扇191分别安装在仪器的不同区域，在仪器工作时为整个系统散热。例如，风扇191分安装安装在系统的主控板旁边(主控板集成mcu以及对应的接口)，dcdc电源旁边，尽可能对称设置，以形成风道。
87.可选地，在主控制器10(mcu)上电后就启动风扇191。
88.请继续参考图3，在一种可能的实现方式中，玻片处理系统还包括：温度采样单元20、第一驱动电路21、第二驱动电路22以及制冷片23，温度采样单元20、第一驱动电路21以及第二驱动电路22均与主控制器10连接，第一驱动电路21和第二驱动电路22均与制冷片23连接。
89.温度采样单元20用于采集反应槽26内的当前温度，并将当前温度传输给主控制器10。
90.主控制器10用于在当前温度小于目标温度时，通过第一驱动电路21控制制冷片23制热，以提升反应槽26内的温度。
91.主控制器10还用于在当前温度大于目标温度时，通过第二驱动电路22控制制冷片23制冷，以降低反应槽26内的温度。
92.可选地，第一驱动电路21和第二驱动电路22可以但不限定采用以eg2104芯片为核心的nmos桥驱动电路，通过2片eg2104芯片可以控制4个nmos管的开启和关闭，从而可以控制半导体电制冷片的工作面的制热和制冷，最终实现温控本体的升温和降温操作。
93.半导体电制冷片采用ht高温系列制冷片，其为苛刻高温环境、长寿命应用而设计，适合于高温环境、冷热循环以及工业级产品的应用，冷热面最大温差可达67度。两线制的半导体制冷片，只需要切换线序或者更换通电方向，即可切换工作面的制冷或制热。
94.为了进一步了解半导体制冷片的工作状态及工作特性，设计中增加了半导体制冷片的电流采样。采样反馈电路采用2个0.01欧姆的高精密合金采样电阻串联在半导体制冷片的工作电路中，通过采集两个电阻的电压差，并对该电压进行100-300倍放大后，送入mcu进行ad采样，从而为系统的整个工作状态监控提供参考。
95.温度采样单元20用于实时测量被控体的当前温度，从而为实施控制提供参数数据。可以但不限定于采用k型热电偶 ad8495测量芯片 放大电路 保护电路构成，温度控制范围在15-100℃之间，经过该处理电路，可以实现0.15℃的温度分辨率，从而可以完成高精度温度控制。
96.请继续参考图3，在一种可能的实现方式中，玻片处理系统还包括：通信接口模块24和显示器25，显示器25通过通信接口模块24与主控制器10连接。
97.主控制器10可以将当前运行状态通过通信接口模块24传输给显示器25。
98.显示器25用于对当前运行状态进行显示，便于用户查看。
99.可选地，当前运行状态可以但不限定为被控体的当前温度、反应槽中的试剂容量、
制冷片电流大小以及故障提示等等。
100.在一种可能的实现方式中，破片处理系统还包括电源变换电路。电源变换电路可以但不限定于由lm2596降压变换电路、mc7805cdtrkg芯片以及asm1117-3.3芯片组成。
101.可选地，使用lm2596降压变换电路将系统输入的24v电源转换为 12v输出，再由mc7805cdtrkg芯片转换为 5v电源，之后再经asm1117-3.3转换为 3.3v电源。其中， 24v输入电源主要供给系统散热风扇191、摇摆电机151、第一蠕动泵111和第二蠕动泵112的电机、开关阀门121(开关电磁阀)以及舱门状态监测装置18等使用，转换后的 12v主要给显示串口屏、第一驱动电路21和第二驱动电路22的驱动芯片供电， 5v电源主要用于给温度采样单元20、第二位置监测装置17、第一位置监测装置16、信号缓冲芯片以及一些其它运用的集成ic供电， 3.3v电源用于为mcu控制器供电。考虑到24v电源接入端子，采用7.62mm栅栏式的接线端子，可以承受最大15a电流，为使连接可靠，使用2个连接端子并联，对整个系统供电。
102.在一种可能的实现方式中，主控制器10还用于在上电后，开启自检，自检用于检测玻片处理系统各个部件运行是否正常。
103.主控制器10还用于在自检结果表征任意部件不能正常运行时，进行报警。
104.系统上电后，首先完成初始化和系统自检。自检项目包括反应槽摇摆限位功能是否正常、蠕动泵电机工作状态是否正常、反应槽的温度读取是否正常等。自检过程若是发现异常，显示屏会弹窗显示具体异常的组件，让使用者排查并检修，检修完成后重启仪器重复上述过程。自检通过后，使用者输入密码进入主界面，可设置实验方案，选择反应槽进行前处理实验，在实验过程中，使用者可随时暂停或停止实验，也可以随时启动继续实验。
105.整个玻片处理系统的试剂加入，温度控制，进排液等都使用主控制器10下发控制指令，只需设置好相应实验方案运行即可，基本实现全自动运行，节省了时间和人力成本。
106.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
107.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。