[发明专利]用于切割新鲜组织切片的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

根据美国专利法第120条(35 USC 120)，本申请要求于2006年9月6日提交的，申请号为60/842,386的美国临时专利申请作为优先权基础，现通过引用，将该美国临时申请所公开的内容结合到本申请中。

技术领域

本发明主要涉及一种振动切片机。更具体地说，本发明涉及一种刀片能够在两个方向上移动的振动切片机。确切地说，本发明涉及一种振动切片机，以及利用其制备活组织切片或固定组织切片的方法。将组织样品包埋在样品管内，通过步进电机驱动千分尺，进而选择切片的厚度。切割刀片以一个倾斜的角度滑动，并且在水平方向上振动，从而从样品管伸出的样品中切下非常薄的组织层或切片。结合组织包埋技术，选择合适的切片厚度，该振动-滑动切片机能够极大地提高组织切片的质量。

背景技术

切片机已经是一种现有技术，它广泛应用在生物医学实验中，用于制备能够在显微镜下观察的薄组织切片。在切片之前，组织通常需要先进行石蜡包埋或者冰冻等硬化处理，才可能尽量切薄，切片是通过切片机进行。通常，活组织和新鲜固定的组织由于太软，用切片机进行切片时难以获得薄的组织切片。解决方案之一是提供一种振动刀片切片机，其中切割刀片作横向振动，而切割刀片的刀刃通常作垂直运动。这种振动切片机特别适用于切割软组织切片，且切割前无需进行组织包埋或冰冻处理。刀片的横向振动，即在大体平行于切割刃纵轴的方向上的振动，是一个高频率的振动，切割软组织样品时比现有的切割装置效率更高。由振动切片机切割所得的切片，其切片质量优于直接用刀片切割所得的切片。

在所有的振动切片机中，刀片通常是在平行于切割刃纵轴的方向上振动。这意味着刀片是在一个水平的、左右往复方向上作高频率振动。这一振动冲程的振幅必须至少为0.6mm。如果冲程振幅小于这个数值，刀片将不能切断活组织。相反，活组织或者新鲜固定的样品仅仅被压缩，并且将振动刀片沿水平方向推回去。

人们最近发现，振动切片机的切割刀片在Z轴方向上，即同时垂直于X轴刀片振动方向和Y轴切割方向的方向上，存在不希望有的振动。为此，人们对现有的振动切片机进行了改进，使用了一项称为“零Z”的技术来减少切割刀片的这一Z轴运动。在测试条件下，刀片振动(但不切割组织切片)时，通常对刀片Z轴运动进行测试和定量，但是切割刀片在操作条件下的Z轴运动或振动却在很大程度上被忽略了。

双刃剃刀片广泛应用在振动切片机上，用于切割组织切片。使用前，沿着其纵轴将该剃刀片拆分成两片单刃刀片。然后将这半边刀片连同其单个切割刃一起夹紧在现有可用的振动切片机的刀片架上，用于切割组织切片，通常夹在刀片纵轴的中部。这一薄剃刀片容易相对于刀片架而弯曲或歪斜，尤其是未被振动切片机的刀片架支撑的部分。剃刀片通常安装在刀片架上，并且相对于组织样品的表面呈15-35度倾斜。切割样品时，样品本身趋向于将刀片牵拉并使之发生弯曲。切割样品时所引起的这种刀片弯曲，导致在切口处或切片样品上形成振动纹，这是因为Z轴方向上存在刀片弯曲或振动。组织样品对切割作用的抵抗，薄刀片的固有结构及其容易弯曲的安装方式使得刀片在Z轴方向上发生弯曲，并且在被切组织样品的表面上形成振动纹，导致组织损坏。

在现有的振动切片机中，切割刀片的刀刃在一个水平切割平面内振动。这种振动模式要求有一个长的振动臂，从而使切割刀片能够定位于组织浴槽的中部。这一相对较长的振动臂较为沉重而难以支撑，因此它只能以预期的速度振动，而不会发生摆动。

由孔(Kong)等人申请的，专利号为7146895的美国专利公开了一种滑动切片机。现通过引用，将该专利所公开的内容结合到本申请中，通过使用滑动切片机，以倾斜方式滑动的切割刀片适用于切割薄的活组织或死组织样品，所述样品包埋在凝胶中并从样品管的开口端伸出。这份由孔申请的在先专利所公开的滑动切片机，能够将诸如大脑之类的软组织切成薄片。然而，这一在先申请的设备仍然存在一些局限性。首先，诸如脑干或小脑之类的高纤维含量的组织往往难以切割，直接滑动不能将这种坚韧的组织切断，因而所得到的组织切片质量较低。其次，上述由孔申请的在先专利所公开的滑动切片机，所能切割的最薄切片厚度约为70至80μm。这一切割厚度限制了滑动切片机在组织学研究中的应用，因为组织学研究通常要求切片厚度在10至40μm之间。

由此可见，人们需要一种用于切割新鲜组织切片的设备及其使用方法，以克服现有方法和仪器所存在的缺陷。本发明所述的用于切割新鲜组织切片的方法和设备能够克服现有方法和仪器所存在的缺陷，在本技术领域内具有实质性的进步。