自动化样品制备系统及其应用

摘要

公开了一种用于样品制备的自动化的系统。该用于自动化的系统包括被配置为保持样品的固定装置和被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。在各种实施方式中，该系统包括被配置为去除样品的一部分的切割系统。在各种实施方式中，该系统包括被配置为将样品切割为至少两个部分的切割系统。在各种实施方式中，该系统还包括用于收集样品的至少两个部分的第一部分的第一箱。在各种实施方式中，该系统还包括用于收集样品的至少两个部分的第二部分的第二箱。在各种实施方式中，多个试样沿一个方向线性布置或以二维阵列横向布置。

说明书

背景技术

传统上，例如用于临床或实验室病理学测试的样品(sample)制备是手动进行的。样品制备的手动过程具有许多缺点和限制，包括差的样品质量、所制备的样品的一致性和均匀性的限制、以及对操作者的与工作相关的危险，包括与用于处理样品的重复手动功能相关的人体工程学问题。

目前，包括例如解剖样品的手动制备方法依赖于操作者的手/眼协调，这不可避免地影响正制备的样品的一致性和准确性、以及执行这种手动处理所需的延长的时间。此外，由于暴露于危险辐射和生物危害，暴露于危险样品(包括生物危险样品)可能威胁操作者的健康和安全。即使对于非危险的样品，操作者也可能在样品的手动解剖期间遭受例如来自断裂刀片的剃刀刀片损伤或裂伤。另外，使用施加到玻璃表面上的样品的恒定的力进行手动解剖可能引起严重的且慢性的人体工程学问题，特别是对于在延长的时间段内重复地执行相同功能的操作者。

因此，需要一种能够减轻与现有的手动过程相关的一些问题的改进的样品制备方法，以在实验室或临床环境中用更有效、更安全、时间敏感和可能自动化的方法来使制备过程现代化。

发明内容

本公开的至少一个方面涉及自动化样品制备系统。该系统包括被配置为保持样品的固定装置、以及被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统包括被配置为将样品切割为至少两个部分的切割系统。该系统还包括用于收集样品的至少两个部分的第一部分的第一箱和用于收集样品的至少两个部分的第二部分的第二箱。

在系统的各种实施方式中，固定装置被配置为在样品的外边缘上保持样品，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。在各种实施方式中，固定装置被配置为在样品的外边缘上保持样品，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约1％。在各种实施方式中，样品包括设置在基底上的试样。在各种实施方式中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，该结合化学物质包括N端、C端和细胞外基质蛋白。

在各种实施方式中，切割系统包括激光系统，该激光系统来自以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。在各种实施方式中，切割系统包括具有固定刀片或旋转刀片的机械切割工具。

在各种实施方式中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统，或用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统。在各种实施方式中，读取器系统包括用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统。

在各种实施方式中，样品的至少两个部分的第一部分包括一个或多个感兴趣区域，并且样品的至少两个部分的第二部分包括一个或多个要丢弃区域。在各种实施方式中，第一箱和第二箱独立地并且在横向方向上移动。

在各种实施方式中，样品包括多个试样，每个试样设置在基底上。在各种实施方式中，多个试样沿一个方向线性布置或以二维阵列横向布置。

本公开的至少一个方面涉及一种用于自动化样品制备的方法。该方法包括提供具有试样的样品并且将样品固定到固定装置。该方法还包括提供读取器系统，该读取器系统被配置为接收与样品有关的信息。该方法还包括经由切割系统切割样品，该切割系统被配置为将样品切割为至少两个部分。该方法还包括将样品的至少两个部分的第一部分收集到第一箱中，以及将样品的至少两个部分的第二部分收集到第二箱中。

在该方法的各种实施方式中，将样品在样品的外边缘上固定到固定装置，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。在各种实施方式中，将样品在样品的外边缘上固定到固定装置，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约1％。在各种实施方式中，样品包括基底，试样设置在基底上。在各种实施方式中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，该结合化学物质包括N端、C端和细胞外基质蛋白。

在该方法的各种实施方式中，切割系统包括激光系统，该激光系统来自以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。在各种实施方式中，切割系统包括具有固定刀片或旋转刀片的机械切割工具。

在各种实施方式中，读取器系统包括用于读取条形码或QR码的光学系统或者用于读取RFID标签的RFID系统，以及与样品有关的信息包括针对一个或多个感兴趣区域的定位、位置或坐标中的一项。在各种实施方式中，读取器系统包括用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统。

在各种实施方式中，样品的至少两个部分的第一部分包括一个或多个感兴趣区域，并且样品的至少两个部分的第二部分包括一个或多个要丢弃区域。在各种实施方式中，第一箱和第二箱独立地并且在横向方向上移动。

在各种实施方式中，样品包括多个试样，每个试样设置在基底上，并且多个试样沿一个方向线性布置或以二维阵列横向布置。

本公开的至少一个方面涉及一种自动化样品制备系统。该系统包括用于保持具有感兴趣部分的样品的固定装置。该系统还包括被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统包括被配置为从样品分离感兴趣部分的激光系统。该系统还包括被配置为收集所分离的感兴趣部分的收集箱。

在该系统的各种实施方式中，样品包括多个感兴趣部分，激光系统分离多个感兴趣部分中的每一个，并且收集箱收集所分离的感兴趣部分中的每一个。

在该系统的各种实施方式中，固定装置在样品的外边缘上保持样品，并且样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。

在该系统的各种实施方式中，激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。

在该系统的各种实施方式中，读取器系统包括用于读取条形码或QR码的光学系统、或者用于读取RFID标签的RFID系统、或者用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统，以及其中，与样品有关的信息包括针对感兴趣部分的定位、位置或坐标中的一项。

本公开的至少一个方面涉及一种自动化样品制备系统。该系统包括固定装置，该固定装置被配置为固定具有试样的样品，该试样设置在基底上。该系统还包括被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统包括被配置为去除试样的至少一部分的超短脉冲激光系统。在各种实施方式中，去除包括蒸发或清除试样的至少一部分。

在各种实施方式中，读取器系统包括用于读取条形码或QR码的光学系统、或者用于读取RFID标签的RFID系统、或者用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统，以及其中，与样品有关的信息包括针对感兴趣部分的定位、位置或坐标中的一项。

在各种实施方式中，超短脉冲激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统或微秒激光系统。

在各种实施方式中，样品包括多个试样，每个试样设置在基底上，其中多个试样沿一个方向线性布置或以二维阵列横向布置。在各种实施方式中，固定装置被配置为在基底的外边缘上保持样品，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约10％。

本公开的至少一个方面涉及一种用于自动化样品制备的方法。该方法包括提供其上设置有试样的基底，并且将基底固定到固定装置。该方法包括提供读取器系统，该读取器系统被配置为接收与试样有关的信息。该方法还包括经由超短脉冲激光系统去除试样的多个部分，从而形成具有感兴趣区域的试样。该方法还包括收集具有感兴趣区域的试样以用于实验室测试。在各种实施方式中，经由超短脉冲激光系统去除包括在不损坏试样中的感兴趣区域的情况下去除试样的多个部分。

在各种实施方式中，将基底在基底的外边缘上固定到固定装置，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约10％。在各种实施方式中，将基底在基底的外边缘上固定到固定装置，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约1％。在各种实施方式中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，包括N端、C端和细胞外基质蛋白。

在各种实施方式中，超短脉冲激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统或微秒激光系统。

在各种实施方式中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统或者用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统。在各种实施方式中，与试样有关的信息包括针对试样中的一个或多个感兴趣区域的定位、位置或坐标中的一项。在各种实施方式中，读取器系统包括用于对试样成像的图像捕获系统或用于监测试样的视频捕获系统。

在各种实施方式中，多个基底固定到固定装置，多个基底中的每个具有试样，并且基底沿一个方向线性布置在固定装置上或以二维阵列横向布置在固定装置上。

这些和其它方面以及实施方式将在下面详细讨论。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施方式的说明性示例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概述或框架。附图提供了对各个方面和实施方式的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。

附图说明

附图不是按比例绘制的。在各个附图中，相同的附图标记和名称表示相同的元件。为了清楚起见，不是每个组件都在每个附图中被标记。在附图中：

图1A、图1B和图1C是根据各种实施例的自动化样品制备系统的实施方式的示意图；

图2是根据各种实施例的自动化样品制备系统的示意性框图；

图3A至图3H是根据各种实施例的用于自动化样品制备的示例样品标记的示意图；

图4是根据说明性实施方式的用于自动化样品制备的示例方法的流程图；

图5是根据说明性实施方式的用于自动化样品制备的另一示例方法的流程图。

具体实施方式

本文公开的技术总体上涉及自动化样品制备系统和用于使样品制备自动化的方法。该自动化系统可以包括固定到固定装置的样品和被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。在各种实施方式中，该系统可以包括被配置为去除样品的一部分的切割系统。在各种实施方式中，该系统可以包括被配置为将样品切割为至少两个部分的切割系统。在各种实施方式中，该系统还可以包括用于收集样品的至少两个部分的第一部分的第一箱。在各种实施方式中，该系统还可以包括用于收集样品的至少两个部分的第二部分的第二箱。

在本文所述的各种实施方式中，自动化样品制备系统可以被配置为通过根据经由读取器系统提供给系统的信息自动地解剖样品来使样品制备过程自动化。在通信地耦接到自动化样品制备系统的读取器系统中接收的样品信息可以被切割系统用来去除样品的一些部分或将样品切割为至少两个部分。

在各种实施方式中，可以标记(例如但不限于，经由笔或经由软件数字地标记)样品以指示一个或多个感兴趣区域(ROI)(例如“想要的”部分)、和/或一个或多个排除区域(ROE)(例如“不想要的”部分)。在将与样品相关的信息馈送到切割系统中之后，样品的针对ROI区域标记为“S”的一些部分被切割、收集和测试，而样品的针对ROE区域标记为“X”的一些部分被收集以丢弃、通过破坏那些部分来简单地丢弃或者以其它方式从样品去除。

在各种实施方式中，可以将S部分和X部分分别地收集到单独的容器中。在各种实施方式中，S部分可以被收集到容器中，而X部分被破坏或从存在中去除。在各种实施方式中，S部分可以被收集到容器中，而X部分被分解成碎块以丢弃在单独的容器中。在各种实施方式中，可以仅从样品中去除X部分，而仍将S部分保留在样品上，然后可以收集S部分以供进一步的处理。在各种实施方式中，在从样品中去除一个或多个不想要的X部分之后，样品然后可以被认为仅包括将在临床或实验室测试中被检查或表征的想要的S部分。

图1A示出根据本文所述的各种实施例的示例自动化样品制备系统100的示意图。如图1A所示，系统100可以包括激光系统1，该激光系统1可以被配置为去除或切割固定装置4中保持的样品2的一部分，该固定装置4由夹具3固定。系统100还可以包括读取器系统10，该读取器系统10可以被配置为接收与样品2和/或固定装置4有关的信息。在各种实施方式中，固定装置4可以保持沿单个方向布置或在两个方向上以阵列布置的多个样品2。系统100还可以包括用于收集多个想要的ROI部分6的收集箱5、以及用于收集不想要的部分的收集箱7。

如图1A所示，激光系统1可以被配置为相对于样品2以一维、二维或三维配置中的任何一种进行移动。在各种实施方式中，激光系统1的一维配置是指例如跨图1A从左到右或从右到左的“x方向”。在各种实施方式中，二维配置是指例如跨图1A从左到右或从右到左并且相对于样品2的位置进出页面的“x方向和y方向”。在各种实施方式中，三维配置是指例如“x方向、y方向和z方向”，其中z方向调整激光系统1的激光束相对于样品2的表面的聚焦。在各种实施方式中，z方向也可以用于确定激光系统1正切割或去除样品2的一部分时离样本2的距离。

根据各种实施例，图1B示出固定装置4中的样品2的示意性俯视图，以及图1C示出固定装置4中的样品2的截面图A-A’。如图1B和图1C所示，固定装置4可以被配置为通过将样品2放置在固定装置4中的壁架(ledge)8内来固定样品2。在各种实施方式中，固定装置4可以被配置为通过真空抽吸来保持样品2。在各种实施方式中，固定装置4可以被配置为经由磁性附接机构来保持样品2。在各种实施方式中，固定装置4可以被配置为经由例如但不限于弹簧加载式针(spring-loaded pin)或铰链机构、肘节夹机构、或压缩过盈配合弹性安装板(compression interference fit elastic mounting plate)来保持样品2。

在各种实施方式中，固定装置4可以被配置为保持多个样品2，样品2中的每一个具有设置在基底上的试样(specimen)。在固定装置4保持多于一个样品2的各种实施方式中，激光系统1可以被配置为从第一样品2移动到第二或相邻样品2、或者移动到放置在固定装置4中的任何样品2。换句话说，激光系统1可以被配置为在第一样品2上以及在第二或相邻样品2上、或者在放置在固定装置4中的任何样品2上执行去除或切割。

在各种实施方式中，样品2可以包括设置在单个基底上的多个试样。在各种实施方式中，多个试样可以在基底上沿一个方向线性布置或以二维阵列横向布置。

在各种实施方式中，自动化样品制备系统100可以用于制备试样的预富集或分离。在各种实施方式中，使用自动化样品制备系统100制备的试样可以是使用标准福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)方法制备的组织试样，包括需要制备以用于临床或实验室分析的任何生物组织试样。在各种实施方式中，可以使用目前在实验室或临床测试中使用的任何其他合适的样品制备方法来制备样品。在各种实施方式中，可以使用自动化样品制备系统100制备的试样或试样类型可以包括但不限于FFPE组织块、细胞培养物、冷冻切片、新鲜组织、包括血液和尿液的液体活检样品、细胞学样品(即，痰、胸膜液等)。在各种实施方式中，试样类型还可以包括非人类目标。

在各种实施方式中，可以在样品制备期间将试样准备为容纳在支架(scaffold)中。在切割或去除试样的一个或多个不想要的部分之后，试样的想要的部分可以经由任何合适的方法从支架去除，包括但不限于使用静电方法、水合、机械、气动或上述方法的组合。

在各种实施方式中，基底可以是玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，该结合化学物质包括N端、C端、细胞外基质蛋白。在各种实施方式中，试样可以在任何形状因子的器皿中制备，包括但不限于盖玻片(即，血液涂片生成)、生物反应器、具有成像冲头(imaging punch)的细胞培养皿、液流或液滴等。

在各种实施方式中，样品2可以包括用于提供与样品2有关的信息的条形码、快速响应(QR)码或射频识别(RFID)标签。在各种实施方式中，样品2可以包括使用用于对样品2上的标记成像的图像捕获系统进行读取的样品上的标记。在各种实施方式中，样品2可以包括用于监测样品2上的标记的视频捕获系统的样品2上的标记。

在各种实施方式中，固定装置4可以包括用于提供与样品2或由固定装置4保持的样品2中的每一个有关的信息的条形码或QR码、或者RFID标签。在各种实施方式中，固定装置4上的一个或多个码或标签可以包括可由读取器系统10读取的与样品2中的每一个的位置或样品2中的每一个上的标记有关的信息，该读取器系统10包括但不限于条形码读取器、QR码读取器、RFID读取器、用于对样品2中的每一个上的标记或样品2中的每一个的位置进行成像的图像捕获系统、或者用于监测样品2中的每一个上的标记或样品2中的每一个的位置的视频捕获系统。

在系统100的各种实施方式中，样品2可以在样品的外边缘上固定到固定装置，由此样品2与固定装置4接触的面积小于样品2的横向表面面积的约10％。如本文所述，样品2可以指例如包括试样的样品本身、容纳样品或试样的基底、容纳或附连试样的支架等，因此，它通常是指任何包含试样的物品或具有附接到其上的试样的物品。在各种实施方式中，样品2可以在样品2的外边缘上固定到固定装置，由此样品与固定装置接触的面积小于样品2的横向表面面积的约1％。换句话说，样品2可以放置在固定装置2上的槽内的壁架上，使得在样品2和固定装置4之间发生小于约20％、小于约10％或小于约1％的接触。

在各种实施方式中，用于去除或切割样品2的一部分的激光系统1可以是任何激光系统，例如但不限于飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。

在各种实施方式中，激光系统1可以去除样品2的一些部分而不损坏样品2的其他部分。例如，激光系统1可以被配置为去除样品2的所有不想要的部分而不损坏样品2的试样中的想要的感兴趣区域。在各种实施方式中，激光系统1可以被配置为将样品2切割为包括一个或多个“S”部分和一个或多个“X”部分的至少两个部分。在各种实施方式中，代替切割“X”部分，激光系统1可以被配置为破坏或去除样品2的“X”部分。

在各种实施方式中，代替激光系统1，机械切割系统可以用于去除或切割样品2的一部分。在一些实施方式中，机械切割系统可以包括具有固定刀片或旋转刀片的机械切割工具、射频(RF)消融、微珠喷除(micro-bead blasting)、或任何其他合适的机械切割手段，包括超声切割。

在各种实施方式中，读取器系统10可以包括条形码读取器、QR码读取器、RFID读取器、用于对样品2上的标记或样品2的位置进行成像的图像捕获系统、或者用于监测样品2上的标记或样品2的位置的视频捕获系统。在各种实施方式中，图像捕获系统可以与解码系统或图像处理系统耦接以进一步处理所捕获的图像。在各种实施方式中，视频捕获系统可以与解码系统或视频处理系统耦接以进一步处理所捕获的视频。

在各种实施方式中，系统100可以包括用于收集多个想要的ROI部分6的收集箱5、以及用于收集不想要的部分的收集箱7。在各种实施方式中，收集箱5自动地移动以收集多个想要的ROI部分6。在各种实施方式中，收集箱7自动地移动以收集不想要的部分。在各种实施方式中，收集箱5和收集箱7被配置为在一维(x方向)、二维(x方向和y方向)或三维(x方向、y方向和z方向)中的任何一个中自动地且独立地移动，以收集样品2的对应的部分。

在各种实施方式中，可以采用机械臂(未示出)来收集想要的“S”或不想要的“X”切割部分以将其置于收集箱5或7之一中。

在各种实施方式中，系统100还可以包括用于捕获样品2的切割之前、期间和之后的图像或视频的成像系统(未示出)。在各种实施方式中，成像系统还可以捕获部分或整个自动化系统的图像和视频。在各种实施方式中，系统100包括收集与收集箱5和7相关的信息和与收集在箱5和/或箱7中的“S”部分和“X”部分中的每一个相关的记录信息。

在各种实施方式中，可以在连续的样品切割之间采用清洁机构，以避免安装在固定装置2上的不同的样品之间的交叉污染。

根据本文关于图1A所述的各种实施方式，详细描述了自动化样品制备系统。该系统包括具有设置在基底上的试样的样品、以及用于固定基底的固定装置。另外，如本文所述，样品是指例如包括试样的样品本身、容纳样品或试样的基底、容纳或固定试样的支架等，因此，它通常是指任何包含试样的物品或具有附接到其上的试样的任何物品。该系统还包括被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统包括被配置为去除试样的至少一部分的超短脉冲激光系统。在各种实施方式中，去除包括蒸发、消融、燃烧、熔化、分解或清除试样的至少一部分。

根据本文关于图1A所述的各种实施方式，详细描述了另一自动化样品制备系统。该系统包括固定到固定装置的样品和被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统可以包括被配置为将样品切割为至少两个部分的切割系统。该系统还可以包括用于收集样品的至少两个部分的第一部分的第一箱和用于收集样品的至少两个部分的第二部分的第二箱。

根据本文关于图1A所述的各种实施方式，详细描述了又一自动化样品制备系统。该系统包括具有感兴趣部分的样品和用于保持样品的固定装置。该系统还可以包括被配置为接收与样品有关的信息的读取器系统。该系统可以包括被配置为从样品分离感兴趣部分的激光系统。该系统还可以包括被配置为收集所分离的感兴趣部分的收集箱。

图2示出根据本文所述的各种实施例的自动化样品制备系统200的示意性框图。图2的示意性框图示出输入210和220、系统200以及输出230和240之间的关系。如图2所示，系统200被配置为接收样品210和与样品210有关的信息220以用于自动化制备。关于信息220，系统200可以具有被配置为接收所述有关的信息的读取器系统(本文所讨论的)。一旦系统200接收到输入210和220，系统200可以经历自动化样品制备(本文详细讨论)以将包含一个或多个感兴趣区域(例如，想要的“S”部分)的所制备的样品230输出到容器或收集箱中。在一些实施方式中，系统200可以可选地输出不想要的“X”部分作为输出240，其可以是容器或收集箱。

基于图1和图2中所示的配置，针对如下所示的不同的使用情况，可以采用自动化样品制备系统100(或系统200)以执行自动化样品制备。

图3A至图3H是根据各种实施例的在自动化样品制备中使用的示例样品标记(例如，数字地或笔)的示意图。在图3A至图3H中的每一个中，“S”区域指示想要的感兴趣区域，而“X”区域指示不想要的区域或部分。对于图3A至图3H的讨论，尽管描述了激光系统来执行去除或切割，但是应当理解的是，可以采用机械切割系统来替代激光系统。

图3A示出样品300a，样品300a具有包含整个“S”区域的试样。在这种情况下，可以应用“直通”方法，例如，经由机械刮除机构(mechanical scraping mechanism)从基底(例如，载玻片)收集所有FFPE组织。

图3B示出样品300b，样品300b具有包含由“X”部分围绕的“S”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除(cut out)“S”部分，或者可以通过激光系统破坏“X”部分，将“S”部分留在样品300b中。

图3C示出样品300c，样品300c具有包含由“S”部分围绕的“X”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除或去除“X”部分。在“X”部分被切除或去除之后，剩余的“S”部分可以被刮除以收集所有想要的感兴趣区域。

图3D示出样品300d，样品300d具有包含由“X”部分围绕的靠近样品的一个边缘的“S”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除“S”部分，仅留下样品300d的“X”部分。然后，样品300d可以被激光系统丢弃或破坏。

图3E示出样品300e，样品300e具有包含由“S”部分围绕的靠近样品的一个边缘的“X”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除或去除“X”部分，留下样品300e的“S”部分。剩余的“S”部分可以被刮除以收集所有想要的感兴趣区域。

图3F示出样品300f，样品300f具有包含两个“X”部分之间的“S”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除或去除“X”部分，仅留下样品300f的“S”部分。备选地，可以由激光系统沿着“X”部分和“S”部分之间的两个边界来切割样品300f，并且将“S”部分收集在容器箱中并丢弃两个“X”部分。

图3G示出样品300g，样品300g具有包含两个“S”部分之间的“X”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除或去除“X”部分，仅留下样品300g的“S”部分。备选地，可以由激光系统沿着“X”部分和“S”部分之间的两个边界来切割样品300g，并且将两个“S”部分收集在容器箱中并丢弃“X”部分。

图3H示出样品300h，样品300h具有包含“S”部分和“X”部分的试样。在这种情况下，可以通过激光系统切除或去除“X”部分，仅留下样品300h的“S”部分。备选地，样品300h可以沿着“S”部分和“X”部分之间的边界被激光系统切割，并且将“S”部分收集在容器箱中，丢弃“X”部分。

在针对图3A至图3H描述的各种实施方式中，可以实施刮除以收集“S”部分(或多个“S”部分)以用于临床或实验室测试。在各种实施方式中，可以实施裂解(lysis)(例如，直接裂解组织)以收集想要的“S”部分。在各种实施方式中，可以使用媒介(media)来去除想要的“S”部分。

图4示出根据各种实施例的用于自动化样品制备的示例方法400的流程图。如图4所示，在步骤410，方法400包括提供具有试样的样品。在各种实施方式中，试样可以例如数字地或笔标记有想要的“S”部分和/或不想要的“X”部分。如本文所述，“S”部分包括要分析的感兴趣区域，而“X”部分将被丢弃。

如图4所示，在步骤420，方法400包括将样品固定到固定装置，该固定装置可以被配置为保持样品。如本文所述，样品可以指例如包括试样的样品本身、容纳样品或试样的基底、容纳或固定试样的支架等。因此，它通常可以指任何包含试样的物品或具有附接到其上的试样的任何物品。在各种实施方式中，固定装置可以被配置为保持多个样品。在步骤430，方法400包括提供被配置为接收与一个或多个样品有关的信息的读取器系统。有关的信息包括一个或多个样品的“S”部分和“X”部分的位置和定位。

在步骤440，方法400包括经由被配置为将样品切割为至少两个部分的切割系统来切割样品。在各种实施方式中，切割系统可以是用于从样品去除或切除不想要的“X”部分的激光系统。在各种实施方式中，激光系统可以是任何激光系统，包括但不限于例如飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。在各种实施方式中，切割系统可以是经由旋转或固定刀片的机械切割系统。

在步骤450，方法400还包括将样品的至少两个部分的第一部分收集到第一箱中。在各种实施方式中，第一箱被配置为收集想要的“S”部分。在步骤460，方法400可选地包括将样品的至少两个部分的第二部分收集到第二箱中。在各种实施方式中，第二箱被配置为收集不想要的“X”部分。

图5示出根据说明性实施方式的用于自动化样品制备的另一示例方法500的流程图。如图5所示，在步骤510，方法500包括提供具有试样的样品。在各种实施方式中，试样可以例如数字地或笔标记地标记有想要的“S”部分和/或不想要的“X”部分。如本文所述，“S”部分包括要分析的感兴趣区域，而“X”部分将被丢弃。

如图5所示，在步骤520，方法500包括将样品固定到固定装置。在各种实施方式中，固定装置可以被配置为保持多个样品。在步骤530，方法500包括提供被配置为接收与一个或多个样品有关的信息的读取器系统。有关的信息可以包括一个或多个样品的“S”部分和“X”部分的位置和定位。

在步骤540，方法500包括经由切割系统去除或切割样品的一部分(例如，“X”部分)，以获得具有感兴趣区域的样品(即，“S”部分)。在各种实施方式中，该去除包括使用超短脉冲激光系统来去除样品的“X”部分，而不损坏试样中的感兴趣区域。在各种实施方式中，超短脉冲激光系统可以是飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统或微秒激光系统中的一种。

在各种实施方式中，切割系统可以是用于从样品去除或切掉不想要的“X”部分的任何激光系统。在各种实施方式中，切割系统可以是经由旋转或固定刀片的机械切割系统。

在步骤550，方法500还包括收集具有感兴趣区域(例如，想要的“S”区域)的样品以用于临床或实验室测试。

虽然本说明书包括许多具体实施方式细节，但是这些不应被解释为对任何发明的范围或者可以要求保护的范围的限制，而是应被解释为对特定发明的特定实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在单独的实施方式的上下文中描述的特定特征也可以在单个的实施方式中组合地实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施方式中实现。另外，尽管上文中特征可以被描述为以特定组合起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或者子组合的变型。

类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应当被理解为要求以所示的特定顺序或以连续顺序执行这样的操作、或者要求执行所有示出的操作以实现期望的结果。在特定情况下，多任务和并行处理可能是有利的。另外，上述实施方式中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解的是，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。

对“或”的引用可以被解释为包括性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个、多于一个、以及所有所描述的术语中的任何一项。标记“第一”、“第二”、“第三”等不一定意味着指示排序，并且通常仅用于区分相似或类似的项目或元件。

对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员而言可以是显而易见的，并且本文限定的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下应用于其他实施方式。因此，权利要求不意在限于本文示出的实施方式，而是应被赋予与本公开、本文公开的原理和新颖特征一致的最广范围。

实施例的详述

1、一种自动化样品制备系统，包括：固定装置，被配置为保持样品；读取器系统，被配置为接收与样品有关的信息；切割系统，被配置为将样品切割为至少两个部分；第一箱，用于收集样品的至少两个部分的第一部分；以及第二箱，用于收集样品的至少两个部分的第二部分。

2、根据实施例1所述的系统，其中，固定装置被配置为在样品的外边缘上保持样品，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。

3、根据实施例1或实施例2所述的系统，其中，固定装置被配置为在样品的外边缘上保持样品，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约1％。

4、根据实施例1至3中任一项所述的系统，其中，样品包括设置在基底上的试样。

5、根据实施例4所述的系统，其中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，所述结合化学物质包括N端、C端、细胞外基质蛋白。

6、根据实施例1至5中任一项所述的系统，其中，切割系统包括激光系统，该激光系统来自以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。

7、根据实施例1至6中任一项所述的系统，其中，切割系统包括具有固定刀片或旋转刀片的机械切割工具。

8、根据实施例1至7中任一项所述的系统，其中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统或用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统。

9、根据实施例1至8中任一项所述的系统，其中，读取器系统包括用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统。

10.根据实施例1至9中任一项所述的系统，其中，样品的至少两个部分的第一部分包括一个或多个感兴趣区域，并且样品的至少两个部分的第二部分包括一个或多个要丢弃区域。

11、根据实施例1至10中任一项所述的系统，其中，第一箱和第二箱独立地并且在横向方向上移动。

12、根据实施例1至11中任一项所述的系统，其中，所述样品包括多个试样，每个试样设置在基底上。

13、根据实施例12所述的系统，其中，多个试样沿一个方向线性布置或者以二维阵列横向布置。

14、一种用于自动化样品制备的方法，所述方法包括：提供具有试样的样品；将样品固定到固定装置；提供读取器系统，该读取器系统被配置为接收与样品有关的信息；经由切割系统切割样品，该切割系统被配置为将样品切割为至少两个部分；将样品的至少两个部分的第一部分收集到第一箱中；以及将样品的至少两个部分的第二部分收集到第二箱中。

15、根据实施例14所述的方法，其中，将样品在样品的外边缘上固定到固定装置，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。

16、根据实施例14或实施例15所述的方法，其中，将样品在样品的外边缘上固定到固定装置，由此样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约1％。

17、根据实施例14至16中任一项所述的方法，其中，样品包括基底，试样设置在基底上。

18、根据实施例14至17中任一项所述的方法，其中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，所述结合化学物质包括N端、C端、细胞外基质蛋白。

19、根据实施例14至18中任一项所述的方法，其中，切割系统包括激光系统，该激光系统来自以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。

20、根据实施例14至19中任一项所述的方法，其中，切割系统包括具有固定刀片或旋转刀片的机械切割工具。

21、根据实施例14至20中任一项所述的方法，其中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统或者用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统，以及与样品有关的信息包括针对一个或多个感兴趣区域的定位、位置或坐标中的一项。

22、根据实施例14至21中任一项所述的方法，其中，读取器系统包括用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统。

23、根据实施例14至22中任一项所述的方法，其中，样品的至少两个部分的第一部分包括一个或多个感兴趣区域，并且样品的至少两个部分的第二部分包括一个或多个要丢弃区域。

24、根据实施例14至23中任一项所述的方法，其中，第一箱和第二箱独立地并且在横向方向上移动。

25、根据实施例14至24中任一项所述的方法，其中，样品包括多个试样，每个试样设置在基底上，以及其中，多个试样沿一个方向线性布置或者以二维阵列横向布置。

26、一种自动化样品制备系统，包括：固定装置，用于保持具有感兴趣部分的样品；读取器系统，被配置为接收与样品有关的信息；激光系统，被配置为从样品分离感兴趣部分；以及收集箱，被配置为收集所分离的感兴趣部分。

27、根据实施例26所述的系统，其中，样品包括多个感兴趣部分，激光系统分离多个感兴趣部分中的每一个，并且收集箱收集所分离的感兴趣部分中的每一个。

28、根据实施例26或实施例27所述的系统，其中，固定装置在样品的外边缘上保持样品，并且样品与固定装置接触的面积小于样品的横向表面面积的约10％。

29、根据实施例26至28中任一项所述的系统，其中，激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统、微秒激光系统、二氧化碳激光系统、锁模激光系统、脉冲激光系统、Q开关激光系统、Nd：YAG激光系统、连续波激光系统、染料激光系统、可调谐激光系统、Ti蓝宝石激光系统、高功率二极管激光系统或高功率光纤激光系统。

30、根据实施例26至29中任一项所述的系统，其中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统、用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统、或者用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统，以及其中，与样品有关的信息包括针对感兴趣部分的定位、位置或坐标中的一项。

31、一种自动化样品制备系统，包括：固定装置，被配置为固定具有试样的样品，该试样设置在基底上；读取器系统，被配置为接收与样品有关的信息；以及超短脉冲激光系统，被配置为去除试样的至少一部分。

32、根据实施例31所述的系统，其中，去除包括蒸发或清除试样的至少一部分。

33、根据实施例31或实施例32所述的系统，其中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统、用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统、或者用于对样品成像的图像捕获系统或用于监测样品的视频捕获系统，以及其中，与样品有关的信息包括针对感兴趣部分的定位、位置或坐标中的一项。

34、根据实施例31至33中任一项所述的系统，其中，超短脉冲激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统或微秒激光系统。

35、根据实施例31至34中任一项所述的系统，其中，样品包括多个试样，每个试样设置在基底上，以及其中，多个试样沿一个方向线性布置或者以二维阵列横向布置。

36、根据实施例31至35中任一项所述的系统，其中，固定装置被配置为在基底的外边缘上保持样品，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约10％。

37、一种用于自动化样品制备的方法，该方法包括：提供其上设置有试样的基底；将基底固定到固定装置；提供读取器系统，该读取器系统被配置为接收与试样有关的信息；经由超短脉冲激光系统去除试样的多个部分，从而形成具有感兴趣区域的试样；以及收集具有感兴趣区域的试样以用于实验室测试。

38、根据实施例37所述的方法，其中，经由超短脉冲激光系统去除包括在不损坏试样中的感兴趣区域的情况下去除试样的多个部分。

39、根据实施例37或实施例38所述的方法，其中，将基底在基底的外边缘上固定到固定装置，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约10％。

40、根据实施例37至39中任一项所述的方法，其中，将基底在基底的外边缘上固定到固定装置，由此基底与固定装置接触的面积小于基底的横向表面面积的约1％。

41、根据实施例37至40中任一项所述的方法，其中，基底包括玻璃、钠钙玻璃、聚合物、石蜡、滤纸、试样收集纸、结合化学物质的组合，所述结合化学物质包括N端、C端、细胞外基质蛋白。

42、根据实施例37至41中任一项所述的方法，其中，超短脉冲激光系统包括以下中的一种：飞秒激光系统、皮秒激光系统、纳秒激光系统或微秒激光系统。

43、根据实施例37至42中任一项所述的方法，其中，读取器系统包括用于读取条形码或快速响应(QR)码的光学系统或用于读取射频识别(RFID)标签的RFID系统。

44、根据实施例37至43中任一项所述的方法，其中，与试样有关的信息包括针对试样中的一个或多个感兴趣区域的定位、位置或坐标中的一项。

45、根据实施例37至44中任一项所述的方法，其中，读取器系统包括用于对试样成像的图像捕获系统或用于监测试样的视频捕获系统。

46、根据实施例37至45中任一项所述的方法，其中，将多个基底固定到固定装置，多个基底中的每一个具有试样，并且基底沿一个方向线性布置在固定装置上或者以二维阵列横向布置在固定装置上。