Chargeurs robotisés d’échantillons avec manipulation automatisée des lames

La configuration 160 lames est destinée aux lames de microscope standard de 76 × 26 × 1 mm. Chaque porte-lames contient quatre lames, et deux magasins peuvent chacun recevoir 20 porte-lames, pour une capacité totale de 160 lames par lot. La configuration 80 lames reprend la même disposition à deux magasins, mais chaque porte-lames contient deux lames de 76 × 50 × 1 mm. Les deux configurations conservent donc le même flux de travail avec porte-lames et magasins, tout en modifiant la densité d’échantillons. Le choix doit se fonder sur l’encombrement réel de la lame, y compris les étiquettes, lamelles et fixations, et non sur la seule capacité, la compatibilité mécanique devant être vérifiée lors de l’intégration du système.

Chaque lame reste maintenue dans un porte-lames dédié pendant toute la durée du chargement, du balayage et du déchargement. Le mécanisme robotisé manipule l’ensemble du porte-lames au lieu de saisir directement les lames de verre individuelles, de sorte que les pièces mobiles n’entrent pas en contact avec la surface des lames. Un mécanisme de retenue intégré à chaque magasin maintient les porte-lames chargés en place lorsque le magasin est déplacé entre la paillasse et le chargeur. Des capteurs intégrés surveillent le flux de chargement et peuvent fournir au logiciel de commande des informations sur l’état du système. Une plateforme d’assistance en option facilite également l’insertion et le retrait manuels des lames dans les porte-lames lors de la préparation au laboratoire.

L’opération de chargement robotisé prend 10 secondes par porte-lames, et 15 secondes lorsque l’aperçu LED est utilisé. Un cycle d’imagerie représentatif dure généralement moins de 60 secondes pour une zone de 15 × 15 mm à un grossissement de 20×. Le débit global dépend également du temps d’exposition, des canaux d’imagerie, des routines d’autofocus, du recouvrement des tuiles, de la lecture de la caméra et du traitement des données. Les concepteurs système doivent donc calculer séparément le temps de transfert robotisé et le temps d’acquisition d’image avant d’estimer le nombre de lames par heure. Bien que l’aperçu ajoute cinq secondes au chargement, il peut réduire le temps d’acquisition ultérieur lorsque seules certaines zones sélectionnées nécessitent une numérisation haute résolution.

Le chargeur peut être configuré avec les plateformes OpenStand, Leica DM6, Nikon Ni, Olympus BX63 et Zeiss AxioImager2. L’exigence mécanique critique est une platine fixe ou un microscope capable de revenir de manière fiable à une position Z définie pour le chargement et le déchargement. D’autres configurations de microscope peuvent être possibles, mais elles nécessitent une évaluation mécanique et de commande spécifique à l’application. Le travail d’intégration doit vérifier la position de chargement, la course de la platine, le dégagement de l’objectif, la position de mise au point et l’espace disponible autour du bâti du microscope. Le simple fait de disposer d’un modèle de microscope compatible ne dispense pas de valider la configuration optique, mécanique et logicielle dans son ensemble.

Le chargeur robotisé d’échantillons SL160 utilise les commandes ProScan et est fourni avec un kit de développement logiciel ouvert. L’application hôte doit coordonner la sélection du porte-lames, le transfert robotisé, le déplacement de la platine, l’aperçu en option et la séquence d’imagerie qui suit. Les capteurs intégrés et les Encoder fournissent des informations permettant de surveiller le mouvement et l’état du chargement. Le SDK facilite l’intégration au système, mais le flux de travail final, l’interface utilisateur, l’acquisition d’image et la gestion des erreurs spécifiques à l’application doivent toujours être mis en œuvre dans le système global. Les équipes OEM doivent intégrer la mise en service logicielle et les tests de gestion des exceptions dans leur plan d’intégration, plutôt que de considérer le chargeur comme un scanner de lames autonome.

La platine offre une répétabilité moyenne unidirectionnelle de ±0,2 µm et une taille de pas minimale de 40 nm, ou 20 nm avec la vis à billes au pas de 1 mm en option. La vitesse de déplacement recommandée est de 40 mm/s avec la vis standard et de 20 mm/s avec la version au pas de 1 mm, tandis que les vitesses maximales sont respectivement de 100 mm/s et 50 mm/s. La précision métrique est spécifiée à 0,2 µm/mm, avec des Encoder en option offrant une résolution de 100 nm. Ces valeurs permettent un positionnement à pas rapprochés pour l’acquisition en mosaïque, mais l’enregistrement final des images dépendra également de l’optique, de l’étalonnage de la caméra, de la stabilité de la mise au point et du logiciel de commande. Les performances d’assemblage des images doivent donc être testées avec le grossissement et le type d’échantillon prévus.

L’encombrement total du chargeur est de 850 × 650 × 710 mm, mesuré en largeur, longueur et hauteur. Les masses indiquées séparément sont d’environ 41 kg pour l’unité de base, 33 kg pour les capots, 4 kg pour la platine et 11 kg pour OpenStand. Lorsque les quatre composants listés sont présents, leur masse combinée est d’environ 89 kg, avant l’ajout des caméras, des équipements d’éclairage et des autres accessoires. La paillasse de support doit donc être choisie en fonction à la fois de la charge statique et de la stabilité de positionnement requise par le processus d’imagerie. Un accès supplémentaire doit également être prévu pour le chargement des magasins, le raccordement des câbles, la maintenance des capots et l’intégration du microscope sélectionné, les dimensions de dégagement nécessaires à l’installation n’étant pas définies.