基于STM32的大通量耐酸耐腐蝕染色儀工程設(shè)計(jì)

盧志剛 孫玉梅 吳繼文 李穎

摘要：細(xì)胞染色是在觀察細(xì)胞形態(tài)和分析細(xì)胞是否病變等定性分析中最常用的一種技術(shù)，廣泛應(yīng)用于臨床病理診斷和實(shí)驗(yàn)研究。為了觀察細(xì)胞形態(tài)和對(duì)病變細(xì)胞進(jìn)行篩選，首先需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色處理。常規(guī)的細(xì)胞染色是將制好的玻片放入裝有不同試劑的反應(yīng)盒進(jìn)行染色處理。在該染色方法中不僅操作煩瑣，需要多個(gè)反應(yīng)腔體，而且需要有專人進(jìn)行操作，容易出現(xiàn)操作順序錯(cuò)誤。有些試劑具有一定的腐蝕性會(huì)對(duì)人體造成傷害，針對(duì)這種情況，該文提出設(shè)計(jì)一種基于STM32的大通量耐酸耐腐蝕染色儀，通過對(duì)一些材料做表面抗腐蝕性處理，以及使用一些抗腐蝕性材料，然后控制電機(jī)去選擇不同的試劑，最后用蠕動(dòng)泵依次抽取不同的試劑到同一個(gè)反應(yīng)盒進(jìn)行反應(yīng)，每種試劑反應(yīng)完成后可實(shí)現(xiàn)回收和丟棄，實(shí)現(xiàn)樣本切片的全自動(dòng)染色。

關(guān)鍵詞：STM32;染色;大通量;耐腐蝕;控制電機(jī);蠕動(dòng)泵

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2018）35-0213-03

Abstract：Cell staining is one of the most commonly used techniques in the qualitative analysis of cell morphology and whether or not the cells are diseased. In order to observe cell morphology and brush selection of diseased cells， the cells need to be stained first. Conventional cell staining involves placing prepared slides into reaction boxes containing different reagents for staining. In this staining method， not only the operation is tedious， multiple reaction cavities are required， but also the operation is carried out by special personnel， so the operation sequence is easy to be wrong. Some reagent has certain corrosion will cause harm to human body， for this kind of situation， this paper puts forward the design of the large flux Based on STM32 acid corrosion dyeing apparatus， through to some of the material surface corrosion resistance treatment， and the use of some corrosion resistance material， and then control the motor to choose different reagents， with peristaltic pump to extract different reagents in turn finally respond to the same reaction box， after completion of each reagent reaction can be recycled and discarded， implement automatic dyed sample slice.

Key words： STM32; staining; large flux; corrosion-resistant; control the motor;pump

常規(guī)的細(xì)胞染色是將制好的玻片放入裝有不同試劑的反應(yīng)盒進(jìn)行染色處理。在該染色方法中不僅操作煩瑣，需要多個(gè)反應(yīng)腔體，而且需要有專人進(jìn)行操作，容易出現(xiàn)操作順序錯(cuò)誤。然而為了改善這種情況，到目前為止，改良的細(xì)胞染色有通過機(jī)械臂移動(dòng)玻片至不同的反應(yīng)盒，或通過對(duì)反應(yīng)盒抽真空來完成試劑的更換，但還是存在制作成本高的缺點(diǎn)。目前國內(nèi)的醫(yī)院和一些生物研究機(jī)構(gòu)大部分都是通過人工操作來完成細(xì)胞染色，染色過程步驟煩瑣，有些試劑具有腐蝕性對(duì)人體有一定的傷害，這樣會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成一定的影響。為了提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，我們開發(fā)了一套能夠?qū)?xì)胞精確染色，而且操作簡單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的抗腐蝕性自動(dòng)化設(shè)備，目前主要運(yùn)用于巴氏染色和Feulgen（福爾根）染色。

1 大通量耐酸耐腐蝕染色儀整體設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)以STM32F107芯片為核心，系統(tǒng)主要分為六個(gè)部分：主控板、軸電機(jī)、蠕動(dòng)泵、舵機(jī)、溫控板以及PC，主要通過主控模塊給其他模塊發(fā)送任務(wù)指令來完成任務(wù)操作，各個(gè)部分分工明確，共同完成系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，從而準(zhǔn)確、高效地完成染色過程。系統(tǒng)通過通信協(xié)議完成一套串口程序，提供了良好的人機(jī)交互操作。

2 大通量耐酸耐腐蝕染色儀機(jī)械設(shè)計(jì)

2.1 進(jìn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì)

進(jìn)樣平臺(tái)作為不同試劑進(jìn)入反應(yīng)盒的“中間站”，起著至關(guān)重要的作用，每種試劑在進(jìn)樣平臺(tái)上都有自己的入口，這樣就大大減少了試劑間的交叉污染，對(duì)于有腐蝕性的試劑，我們可以針對(duì)性地對(duì)它的入口和管路作抗腐蝕處理，當(dāng)然，試劑“公共場所”都做出相應(yīng)的抗腐蝕處理，比如：進(jìn)樣板表面噴砂，公共進(jìn)樣管選用進(jìn)口的抗腐蝕性管道。進(jìn)樣平臺(tái)設(shè)計(jì)如下圖2所示：