病理切片预处理装置的研究与开发
病理诊断作为医学诊断领域中最具权威性的诊断方法，被视为恶性肿瘤鉴定的“黄金标准”，是决定临床治疗方案的主要依据，而石蜡病理切片作为病变组织的主要载体，是病理诊断中不可或缺的一环。然而，石蜡病理切片的样本处理流程较长，其预处理步骤（脱蜡、水化等）异常复杂繁琐，且对后期处理结果影响重大。目前国内大部分医院及研究机构仍采用手工方式进行预处理步骤操作，稳定性差，可靠性低，存在安全隐患。因此，实现对预处理实验流程的自动化成为病理检测亟待解决的关键问题。 本文针对不同的应用场景分别设计了大通量样本数或基于微流控芯片的两套全自动嵌入式病理切片预处理装置，具体内容包括： (1)系统地介绍了病理检测与微流控芯片的背景，对目前国内外病理切片预处理实验操作的实现方式和问题进行了研究，对相关自动化设备的发展趋势进行了分析，提出了本文的研究依据与内容。 (2)针对高样本量检测机构（如大型医院或检测中心）的应用需求，设计了一种全自动大通量病理切片预处理装置。该装置由液路模块、系统控制模块、试剂控制模块、试剂检测模块以及温度控制模块五个部分构成。其中，液路模块采用了全新的固定、封闭式反应舱结构，避免试剂外泄污染实验环境；试剂检测模块采用U型光电传感器实现了各液路管道流通状态的闭环控制，大大提高了实验的稳定性。 (3)针对低样本量检测机构（如社区医院或相关科研机构）的应用需求，设计了一种基于微流控芯片的病理切片预处理装置。对该装置核心部件——病理切片预处理芯片进行了设计和制备，并完成了外围控制装置的机械结构、硬件电路及软件的设计和实现。该装置的温度控制采用以加温时间为控制变量的位式控制策略，在保证温控精度符合实验要求的情况下提高了升温速率。该微流控芯片的采用，大幅度提高了昂贵试剂的利用率，显著缩小了硬件体积。 最后，对所设计的两套装置均进行了实验测试。测试结果表明，装置运行稳定，操作简单方便，自动化程度及可靠性高，极大提升了病理切片预处理实验的质量和效率；装置还大大节省了昂贵试剂的使用量，显著降低了生产成本。各项实验指标均达到了预期设计目标。
病理切片预处理;嵌入式设备;微流控芯片;温度控制
武汉纺织大学
硕士
电子科学与技术
刘侃
2019
中文
R361.2;TN492
2020-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）