Виготовлення гістологічних препаратів для мікроскопічних досліджень є процедурою тривалої і досить складною. Ще до недавнього часу в багатьох лабораторіях багатоетапні операції по підготовці тканин для мікроскопічного дослідження проводилися вручну. В останні десятиліття проблеми автоматизації процесу обробки гістологічних препаратів приділялась значна увага.
В даний час автоматичні пристрої, що забезпечують перенесення зразків тканин з одного розчину в інший через задані проміжки часу, стають все більш доступними. Така апаратура дозволяє послідовно проводити фіксацію, промивання, зневоднення і просвітлення зразків тканин, а при бажанні і заливання їх в парафін.
Постійне перемішування, яке здійснюється у цих автоматичних пристроях, значно прискорює дифузію і заміщення однієї рідини на іншу. Режим роботи апаратів цього типу багатогодинний (24, 48 і більше годин). Змінюючи часовий режим роботи з допомогою цих автоматів, можна в більш стислі терміни здійснювати серійне фарбування зрізів тканин, послідовно проводячи їх через процедури депарафинирования, обводнення, фарбування, промивання, докрашивания, зневоднення і просвітлення [15].
Одним з перших автоматичних пристроїв, що серійно випускалися в СРСР, був автомат для гістологічної обробки тканин АТ-3. Цей автомат у багато разів скорочував час обробки тканин за рахунок обертальних рухів кошики з тканинами в судинах і безперервної, цілодобової роботи автомата. В даний час випускається нова, більш досконала модель автомата для гістологічної обробки тканин - АТ-5.
Автомат АТ-5 - універсальний, двоярусний, двадцатитрехпозиционный. На відміну від старої моделі АТ-3 наявність двох ярусів дозволяє значно розширити використання автомата. Так, за допомогою нової моделі можна проводити одночасну незалежну забарвлення зразків на першому ярусі і гістологічну - на другому або одночасну незалежну послідовну двадцатитрехпозиционную забарвлення на обох ярусах [3]. Апарат АТ-5 призначається для фіксації, ущільнення, зневоднення, просочення і заливки в парафін або целлоидин шматочків органів і тканин, проведення різних за методикою забарвлень гістологічних препаратів, включаючи «експрес-забарвлення» і декальцинацию кісткових тканин.
Автомат складається з корпусу, встановленого на важкому підставі. У верхній частині корпусу є дві платформи-яруси. Нижня платформа може повертатися, верхня ж - нерухома. В платформах є гнізда для установки судин і ванн з парафіном. На задній стінці корпусу розміщено електрообладнання приладу, а усередині корпусу розміщені всі механізми управління. В основу апарату вмонтовані редуктори приводів 1-го і 2-го ярусів, струшування, а також мікрокомпресор. Бічні стінки у автомата знімні, завдяки чому полегшений доступ до механізмів.
Гістологічна обробка з заливкою в парафін шматочків тканин, поміщених у кошик, починається з другого ярусу, і зразок послідовно проходить через 8 судин з реактивами (відповідно до обраної методикою) і через 3 термостата з парафіном. Температура парафіну у ванні підтримується автоматично за допомогою терморегуляторів. При заливці в целлоидин шматочки тканин поміщаються в 2 кошики і проводяться паралельно через 5 судин, що при цьому методі підвищує продуктивність автомата в 2 рази.
Забарвлення препаратів починається у другому ярусі в 11 судинах, а закінчується на першому ярусі в 12 судинах.
При фарбуванні скла зі зрізами поміщають в кошик першого ярусу або в кошики 1-го і 2-го ярусів і потім вони по заданій програмі послідовно проводяться через реактиви. По закінченні циклу обробки механізми управління відключаються автоматично.
Час знаходження кошики із зразком у кожній посудині визначається механізмами управління, які налаштовуються перед пуском автомата у відповідності з обраною методикою. Перемішування реактивів на 1-му ярусі здійснюється вертикальним зворотно-поступальним переміщенням кошики. Режим роботи автомата забезпечений трьома механізмами управління на 30 хв, 1 год і 24 год Час перенесення кошиків з посудини в посудину-15 с. Живлення автомата від мережі змінного струму напругою 110 В; споживана потужність - 330 Вт. Габаритні розміри-570X625X570 мм. Вага -70 кг
Також вітчизняним, але більш складним, ніж АТ-5 апаратом, є гистохроматор - апарат з програмним пристроєм, що дозволяє автоматизувати проведення таких складних і трудомістких процесів, як імпрегнація, забарвлення, фіксування, промивання, ущільнення, зневоднення в спиртах, просочування і заливки в парафін, целлоидин і інші середовища шматочків тканин, декальцинація, обробка зрізів, укладених на предметних стеклах, а також забезпечує деякі інші прийоми обробки гістологічних матеріалів. Гистохроматор дозволяє проводити обробку препаратів в темряві і при певному температурному режимі [5].
Апарат складається з власне гистохроматора, шафи-термостата і тумбочки, на якій вони встановлюються. Основні частини гистохроматора: карусель з секторами-столиками і судинами для реактивів, механізмів приводу каруселі та гойдалки пористого судини, пульта керування з автоматичним програмним пристроєм.
Усередині корпусу каруселі розміщені механізми і вся електрична частина гистохроматора, на лицьовій стороні - панель пульта управління, а на верхній панелі корпуса змонтовані карусель, колонка для води і зливний штуцер. Вода в колонку надходить з бутлів, що встановлюються біля гистохроматора. Карусель має 16 знімних секторів-столиків для судин з реактивами, які можуть фіксуватися на каруселі в трьох різних положеннях в залежності від висоти судин.
В столиках передбачені гнізда, в які вставляють бачки для промивання препаратів, підстаканники двох типів, кожен для судин одного діаметру, або тиглів. Всі судини закриваються кришками, укріпленими на кожусі каруселі. Відкриваються кришки автоматично тільки в робочому положенні. Позиції судин позначені номерами від 1 до 16), нанесеними на корпусі каруселі.
Механізм гойдання є системою важелів з тросом, що перетворюють обертання шпинделя електродвигуна в зворотно-поступальні рухи підвішеного до кінця троса пористого посудини з препаратами або касети з предметними скельцями. Амплітуда коливань пористого судини задається з пульта управління.
На пульті управління розміщені: табло лічильника часу, панель блоку програми, ручки управління, кнопка та тумблери включення лічильника часу, промивання, подсвета препаратів, повороту каруселі з одночасним перемиканням програми, а також перемиканням роботи гистохроматора з ручного на автоматичне і назад, і гойдалки з роботи за програмою на роботу вручну.
На табло лічильника часу в два ряди розміщено сигнальні лампочки. Заданий за програмою в двійковій системі час експозиції підсумовується з лампочками верхнього ряду, минулий час - лампочкам нижнього ряду. При збігу спалахнули лампочок верхнього і нижнього рядів відбувається перехід на чергову позицію або подача сигналу з вимиканням апарату.
На панелі блоку програми є кнопки для введення і протяжки перфорованої карти в пази і для синхронізації положення каруселі і програми. Для заготовки (пробивання) перфокарт програми роботи гистохроматора в комплекті є перфоратор.
Термостат гистохроматора має відкидається вгору кришку. Всередині корпуса розташовуються електронагрівачі, терморегулятор, лампи подсвета і полиці, на яких встановлюються бутлі з водою. Кришка корпусу термостата виготовлена з органічного скла, що дає можливість спостерігати за роботою гистохроматора, поміщеного в термостат.
Тумбочка, будучи одночасно підставкою під гистохроматор з термостатом, що має чотири висувних ящика, в яких зручно розміщуються судини до гистохроматору, сектори-столики, підстаканники і інші приналежності і запасні частини.
Обслуговування апарату зводиться практично до підготовки реактивів та впровадження програми, що закодована на перфокарте.
Найменший час експозиції препаратів на кожній позиції при роботі з програмою - 15 с, найбільша - 68 год 15 хв. Час переміщення на чергову позицію-13 с. Амплітуда гойдання пористого судини - від 2 до 20 мм. Температура всередині термостата - до 40° С. Температура підігріву реактивів у тиглях-36±2° і 57 ±2° С.
Габарити апарату в зібраному вигляді (гистохроматор з термостатом і тумбочкою)-435X490X474 мм; термостата - 490X490X720 мм; тумбочки - 600x518x735 мм.
Потужність, споживана апаратом (разом з термостатом) близько 700 Вт. Апарат працює від мережі змінного струму напругою 127/220 В, 50 Гц.
Автомат для фарбування гістологічних препаратів моделі RSP-50, що випускається японською фірмою «Сакура» [30], призначений для автоматичного фарбування по Папаніколау (але може виконувати й інші види фарбування) гістологічних препаратів до 50 штук за один прийом. Простота управління досягається за рахунок того, що тривалість занурення препаратів, загальна для різних судин, встановлюється одним і тим же таймером, що скорочує їх кількість, установленим на автоматі.
При необхідності припинити фарбування в якому-небудь певному положенні потрібно лише повернути вимикач даної посудини в положення, відповідне номеру зупинки таймера. Автомат оснащений обертовим столиком, що полегшує швидку заміну розчинів в судинах. Зовнішній вигляд приладу зображено на рис. 133.
Рис. 133. Автомат для фарбування гістологічних препаратів, модель RSP-50.
Рис. 134. Ванна для фарбування препаратів на предметних стеклах.
Англійською фірмою «Электротермал» випускається простий апарат - ванна одномоментного фарбування препаратів на предметних стеклах [4]. Ванна обладнана вбудованим підігріває пристроєм, тому препарати можуть бути пофарбовані в гарячому стані. У ванні є щоперемішує пристрій, що забезпечує рівномірне покриття скла забарвлюючим розчином. Предметні скла поміщаються в дві кювети, які потім занурюються відповідно в дві шахти ванни (рис. 134). Ванна обладнана терморегулятором, який дозволяє регулювати температуру в межах до 57° С. Про роботу терморегулятора свідчить загоряється при встановленні заданої температури сигнальна лампа. Ручка регулятора температури дозволяє встановлювати температуру з точністю ±1°С.
Фірма «Шандон-Елліот» (Англія) випускає автомат для фарбування мазків. Апарат може завдяки наявності двох програм роботи проводити забарвлення мазків на стеклах по Папаніколау або по 23-позиційної методикою. Транспортер, на якому закріплені скла, проходить через 2 яруси і переносить, згідно з установленим режимом, скла з однієї ванни в іншу. Скла закріплюються в спеціальних объектодержателях. Час знаходження препарату в кожній ванні може регулюватися. Спеціальною ручкою встановлюється час промивки препаратів і може проводитися після кожного етапу забарвлення. Промивання проводиться у ванні з проточною водою, так що всі стекла рівномірно ополіскують.
Всі ванни, в яких проводиться забарвлення, мають в центрі поглиблення, куди поміщається циліндричний магніт, укладений в пластмасову оболонку і призначений для перемішування барвника у ванні, що забезпечує рівномірне покриття об'єкта фарбою [20].
Фірма «Поол» (Pool of Scientific Instruments Ltd) випускає дві моделі автоматичних пристроїв для забарвлення препаратів на предметних стеклах [31]. «Супер-хромоматик» випускається в трьох модифікаціях: 15, 21 або 24 посудини для препаратів. Робочий цикл забарвлення 30 скла займає 108 хв. Автомат працює за програмою, яка задається спеціальним програмуючим пристроєм. «Супер-хромоматик» може працювати і за скороченим циклом, при відповідному зменшенні кількості судин для фарбування. Час знаходження препарату в посудині може також змінюватися через пульт управління, пов'язаний з програмуючим пристроєм. Ручною операцією при обслуговуванні автомата є лише закладка предметних стекол в касети апарату.
