CN109142012A - 一种ffpe样本快速脱蜡装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FFPE样本快速脱蜡装置，涉及FFPE样本脱蜡领域。FFPE样本快速脱蜡装置包括样本孵育腔室和加热模块，所述样本孵育腔室与加热模块相连，所述加热模块被设置为加热样本孵育腔室到指定温度，所述样本孵育腔室上方或者侧面设置可闭合开口。本发明结合耗时较短、且仅需同一温度孵育的FFPE脱蜡裂解方法，实现可集成在自动化装置中的FFPE样本自动脱蜡装置，该装置能使用人工或自动化仪器来对FFPE样本进行封闭式脱蜡操作。这种装置操作简单且易整合为自动化仪器，为简化目前FFPE样本处理的操作复杂度提供了便捷、快速的一体式解决方案。

Description

一种FFPE样本快速脱蜡装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及FFPE脱蜡领域，尤其涉及一种FFPE样本快速脱蜡装置及其使用方法。

背景技术

福尔马林固定石蜡包埋技术(Formalin-Fixed and Paraffin-Embedded,FFPE)是一种组织保存技术。这种技术为了维持细胞核蛋白结构，先用福尔马林固定然后将组织用固体石蜡包埋，以供切片后作组织学诊断或研究使用。由于其可以充分保持样本的原有组织形貌、可经过长时间保存等优势，目前广泛应用于临床病理诊断、病理机制研究、癌症用药指导等领域。

而如要对FFPE组织进行分子生物学研究或应用，首先需要进行核酸的提取。但是福尔马林对样本的固定会导致核酸、蛋白的交联，这种交联会影响核酸的提取，并且会对DNA聚合酶的活性产生影响，导致PCR扩增效果不理想。此外，包裹在组织外围的石蜡会阻碍消化液对组织的渗透，从而使消化液无法与组织接触，影响组织的消化和核酸释放。因此，为了消除FFPE样本固定时福尔马林、石蜡对组织样本消化的影响，增加核酸提取效率，提高PCR扩增效果，需要在不额外增加PCR抑制物、尽量减少核酸损伤的前提下对组织进行彻底脱蜡。

而目前的脱蜡方法主要有二甲苯脱蜡方法和二步温度脱蜡方法(专利公开号：CN104232616A)，但其操作步骤均十分复杂，二甲苯脱蜡需要多步试剂添加和离心操作，实验过程繁琐，流程长，且二甲苯是有毒试剂，在实验过程中稍有操作不当都会对实验人员的人身安全造成危害。二步温度法脱蜡虽然将脱蜡与裂解步骤合并在一起处理，但由于其在60℃孵育完后，需要取出样本管，待加热模块升温至90℃后再放入，以避免升温过程引起的解交联时间过久使核酸过度片段化；并且在取出油层下方的水相过程中，由于温度变化导致的上层油相凝固等问题，导致其取液困难以及取液量不准、或者根本无法取出样本溶液等问题。此外，在大中型医院中，往往一天的待测FFPE样本量就可达到数十例，上述方法人工操作时间长、步骤繁琐、自动化难度高，如可简化FFPE脱蜡裂解过程，建立一种较方便的手工或自动化仪器进行FFPE样本的脱蜡和裂解，则可为目前的FFPE样本处理提供极大的便捷。

目前虽有部分发明专利提及可用于FFPE的提取，但并未解决移液过程中的石蜡碎片和组织碎片堵塞移液装置的问题，并无法真正实现自动化的FFPE脱蜡，故在FFPE的脱蜡方面，仍有较大的提升空间以满足临床应用以及基础研究需求。本发明结合了一步法脱蜡方法，采用简单的内部液路结构实现下层水相层溶液直接转移，大幅缩短脱蜡时间的同时降低了对加热模块的性能要求，并且避免了凝固的石蜡对移液的影响，提高了水相层溶液的获取纯度，降低了后续核酸提取的操作难度。这种操作简单的装置及仪器可大大简化目前FFPE样本处理的操作复杂性，提供便捷、快速的FFPE样本脱蜡方案。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前FFPE样本脱蜡过程复杂，工作量较大且难以实现脱蜡过程的自动化。

为实现上述目的，本发明提供了一种FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，包括样本孵育腔室和加热模块，所述样本孵育腔室与加热模块相连，所述加热模块被设置为加热样本孵育腔室到指定温度，所述样本孵育腔室上方或者侧面设置可闭合开口。所述加热模块预设有一个、两个或者多个温度点，几个温度点的温度范围分别为50-60℃和75-95℃。该温度点与一步脱蜡和二步脱蜡法相配合。

进一步地，所述FFPE样本快速脱蜡装置还包括阀门和样本储存室，所述阀门位于样本孵育腔室底部并与样本储存室相连。阀门可以位于样本储存室，阀门和样本储存室整体通过螺纹、卡扣或者铰链等方式与样本孵育腔室相连，此时样本孵育腔室底部开口，开口大小与阀门大小相当。阀门也可以位于样本孵育腔室，样本储存室通过螺纹、卡扣或者铰链等方式与样本孵育腔室或者阀门相连。优选的，所述阀门是电磁阀或多位阀或气动阀或机械阀中的任意一种，阀门可通过机械控制闭合。

进一步地，所述FFPE阀门处还包括过滤模块，所述过滤模块能阻止未裂解样本进入样本储存室。过滤模块滤孔大小可以是60目、80目、100目或者200目以及更小。

进一步地，为了保证样本孵育腔室中的水相液体尽可能完全的流入样本储存室，所述样本储存室体积等于或者小于预设脱蜡裂解试剂中水相液体。优选的，样本储存室体积与预设脱蜡裂解试剂中的水相体积一致。

进一步地，所述样本储存室与阀门连接后为与大气不连通的密闭结构，样本储存室也可采用可形变的聚丙烯等材料，减少其中的空气成分，使后续样本孵育腔室中的液体流入时不会因为排出样本孵育腔室中的空气而产生气泡。阀门与样本储存室可通过机械移动分离，使最终样本直接可取。

进一步地，为方便使用和减少样本间的交叉污染，所述样本储存室或/或样本孵育腔室为一次性使用装置，样本孵育腔室中可以预置脱蜡裂解液。样本储存室也可为一次性使用装置，水相流入样本储存室后关闭阀门，可以通过旋转等其他机械移动的方式直接取出待提取核酸样本，方便快捷。

进一步地，所述FFPE样本快速脱蜡装置还包括驱动泵，所述驱动泵将水相液体直接运输至核酸提取部位。所述驱动泵可以是注射泵、气泵、膜片泵法、蠕动泵法、电润湿法以及其他驱动方式。

进一步地，为了防止样品间的交叉污染，所述FFPE样本脱蜡装置还包括清洗模块，清洗模块在不同样本间可以实现良好的清洗效果。所述清洗模块与样本孵育腔室和样本储存室相连，有效清洗样本孵育腔室和样本储存室的残留样本。

进一步地，样本孵育腔室可以是全透明或者局部透明材料制成的，方便观察样本脱蜡裂解的进度。样本孵育腔室也可以是金属或者其他材料制成。

本发明还提供了一种FFPE样本快速脱蜡方法，其特征在，所述FFPE样本快速脱蜡方法利用前述的FFPE样本快速脱蜡装置进行脱蜡。本发明的目的是提供一种可人工操作的FFPE脱蜡裂解装置，该装置也可方便与仪器集成，实现高效的FFPE脱蜡。本发明可用于一步脱蜡法，也可用于二步脱蜡法；可以用于手动脱蜡法，也可以与其他仪器配合实现全自动脱蜡法。

本发明采用简单的内部液路结构实现下层水相层溶液直接转移，大幅缩短脱蜡时间的同时降低了对加热模块的性能要求，并且避免了凝固的石蜡对移液的影响，提高了水相层溶液的获取纯度，降低了后续核酸提取的操作难度。这种操作简单的装置及仪器可大大简化目前FFPE样本处理的操作复杂性，提供便捷、快速的FFPE样本脱蜡方案。与普通脱蜡装置相比，本发明具有如下有益的技术效果：

1、采用简单的样本分离模块，可方便快捷地实现FFPE样本的分离处理；

2、直接从装置下方获取所需核酸溶液，不易造成石蜡碎片对取样装置的堵塞，可方便地实现自动化；

3、所需试剂可预先放入装置中，避免开盖添加试剂造成气溶胶污染等问题。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的FFPE样本脱蜡装置的FFPE样本未脱蜡示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的FFPE样本脱蜡装置的FFPE脱蜡后水相油相分离示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的FFPE样本脱蜡装置的水相进入样本储存室示意图；

图4是本发明的另一个较佳实施例的FFPE样本脱蜡装置的FFPE样本未脱蜡示意图；

其中，101-样本孵育腔室，102-加热模块，103-FFPE样本，104-脱蜡裂解试剂，105-阀门，106-样本储存室，107-油相层，108-水相层，109-样本通道，110-驱动泵。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本发明的目的是提供一种可人工操作的FFPE脱蜡裂解装置，该装置也可方便与仪器集成，实现高效的FFPE脱蜡。

本发明的一个示意的装置结构如图1所示，101为样本孵育腔室，为下方开孔的锥形塑料管，该管内可预先放置试剂体系，或在加入FFPE样本时同时加入试剂，102为加热模块，阀门105为可通过机械开合的阀门，根据需要可在样本孵育腔室101与阀门105接触部分增加过滤模块来过滤未裂解的组织块，106为样本储存室，其体积预设为与试剂体系的水相液体溶液一致，样本储存室106为与大气不连通的密闭结构，也可采用可形变的聚丙烯等材料，减少其中的空气成分，使后续样本孵育腔室101的液体流入时不会因为排出样本储存室106中的空气而在样本孵育腔室101中产生气泡。阀门105与样本储存室106可通过机械移动分离，使最终样本直接可取，也可将样本储存室106更换为泵阀结构，直接将下方水相液体抽打至后续核酸提取腔室中。

实际操作过程中，此时阀门105为闭合状态，在样本孵育腔室101中加入FFPE样本103和相应脱蜡裂解试剂104。加热模块102对样本孵育腔室101进行加热，在一步法脱蜡加热过程中，结合实施例中的裂解试剂，将温度加热到50-60℃孵育30min-3h。加热结束后如图2所示，待加热孵育时间结束后，FFPE样本中的石蜡会从其中溶出，由于其不溶于水，在加热过程中其会进入上方油相层107，从而与水相层108分离，此时水相层108中已有裂解的核酸样本。

脱蜡裂解试剂104可用一步法脱蜡方法的试剂，也可用现有的两步脱蜡方法的试剂盒中的相应水相和油相试剂，也可采用任何现有FFPE脱蜡试剂盒或细胞提取试剂盒中的组织裂解试剂，加上一步脱蜡方法中的油相试剂。

如图3所示，保持加热模块102温度不变，样本孵育腔室101下方的阀门105打开，此时水相层108和油相层107均为液体，可以直接通过连接口将下层固定体积水相溶液转入下方腔室，由于对样本储存室106的体积进行预先控制，仅有下层水相层108可以通过阀门105进入样本储存室106，样本储存室106中的水相溶液即为脱蜡后样本，可用于后续核酸提取操作。

实施例1

手工操作的FFPE脱蜡装置及流程：

样本孵育腔室101上方有密封装置，样本孵育腔室101中预封装有200μL组织裂解液、20μL蛋白酶K和50μL油相试剂,如矿物油、石蜡油、植物油和硅油。

FFPE组织样本通过打开样本孵育腔室101上方密封装置后放入样本孵育腔室101中，通过盖上盖子重新维持密封状态。

样本储存室106的体积为200μL，样本储存室106可从整个装置取下，盖上盖子后保存。

组织裂解液、蛋白酶K和油相试剂均为市售产品。

根据前述脱蜡过程(参见示意图1-3)，待样本储存室106充满后，关闭阀门105，取下样本储存室106，即得到脱蜡完成的组织样本溶液。如有需要，也可在样本溶液中加入2μLRNase A，室温放置5min以去除RNA。所得的样本溶液可直接进行后续的核酸提取步骤，无需再进行组织裂解。

实施例2

连接后续自动核酸提取装置的FFPE脱蜡装置及流程：

实施例3所使用的装置示意图见示意图4。

FFPE组织样本通过样本孵育腔室101上方开合装置(此处未明示)放入装置。

样本孵育腔室101中包括500μL组织裂解液、10μL蛋白酶K和100μL油相试剂。

样本通道109结构一端与阀门105连接，另一端可连至后续核酸提取装置的样本腔中。

驱动泵110为示意的液体驱动装置，可将样本孵育腔室101中的液体通过样本通道109泵至后续样本腔中。

阀门105处含有滤膜(此处未明示)，可过滤水相层108中未裂解的组织碎片和油相液体。

组织裂解液、蛋白酶K和油相试剂均为市售产品。

根据前述脱蜡过程，将加热模块102温度降至室温，打开阀门105，使下层水相层108经过阀门105上方的滤膜进入样本通道109，利用驱动泵110将水相溶液泵至后续核酸提取装置中。

实施例3

本实施例操作过程与实施例1基本相同，不同的是样本孵育腔室是一次性使用，腔室中预加脱蜡裂解液。使用时，样本孵育腔室可通过螺纹旋转或其他方法与加热模块和阀门相连，样本孵育腔室上下方均设置有可闭合开口。使用时从上方加入FFPE样本，待加热后水相分离通过阀门打开腔室下方可闭合开口，进入样本储存室。样本储藏室也可为一次性道具。此实施例能很大程度避免样品间的交叉污染。

实施例4

本实施例的FFPE样本脱蜡装置还包括清洗模块。脱蜡过程与实施例1、2相同。清洗模块能在每次样本脱蜡之后自动清洗脱蜡装置的内腔室，避免样品间的交叉污染。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，包括样本孵育腔室和加热模块，所述样本孵育腔室与加热模块相连，所述加热模块被设置为加热样本孵育腔室到指定温度，所述样本孵育腔室上方或者侧面设置可闭合开口。

2.如权利要求1所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述FFPE样本快速脱蜡装置还包括阀门和样本储存室，所述阀门位于样本孵育腔室底部并与样本储存室相连。

3.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述阀门是电磁阀或多位阀或气动阀或机械阀中的任意一种。

4.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述FFPE阀门处还包括过滤模块，所述过滤模块阻止未裂解样本进入样本储存室。

5.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述样本储存室体积等于或者小于预设脱蜡裂解试剂中水相液体。

6.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述样本储存室与阀门连接后为与大气不连通的密闭结构。

7.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述样本储存室或/和样本孵育腔室为一次性使用装置。

8.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述FFPE样本快速脱蜡装置还包括驱动泵，所述驱动泵将水相液体直接运输至核酸提取部位。

9.如权利要求2所述的FFPE样本快速脱蜡装置，其特征在于，所述FFPE样本脱蜡装置还包括清洗模块。

10.一种FFPE样本快速脱蜡方法，其特征在，所述FFPE样本快速脱蜡方法通过如权利要求1-9所述的FFPE样本快速脱蜡装置进行FFPE样本的脱蜡。