CN103988084B - 采样探针、系统、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采样系统。该采样系统包括外壳。霍耳效应传感器安装到外壳。配置成接触样本的探针插入外壳中。探针包括长形部分和插入探针的长形部分上的复位弹性件。复位弹性件提供足够的恢复力以将探针返回到松弛位置。霍耳效应传感器配置成感测由处于延伸位置的探针的复位弹性件的接近生成的场强度。

Description

采样探针、系统、装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年3月3日提交的美国临时申请第61/449,025号和2011年5月26日提交的第61/490,451号的优先权，上述两个申请通过引用完整地被合并于本文中。本申请与2011年3月3日提交的美国设计专利申请第29/386,708号相关。
技术领域
本申请总体上涉及用于高吞吐流式细胞测量术和/或用于成批地处理样本的采样探针、系统、装置和方法。
背景技术
利用采样探针的系统和装置在许多领域中使用，例如包括学术和工业研究、生物生产和制药工业。一般而言，在这些领域中，大量样本需要快速和高效地进行处理。
然而，在以前，即使在处理多个样本时，采样探针也需要每个样本的独立操作和处理。此外，延长的样本抽取探针常常增加损坏这样的探针的风险。
在诸如流式细胞测量术、基因测序、药物研发和蛋白质组学的领域中，期望对采样探针系统进行改进。
发明内容
根据本文中所述的实施例，提供有助于满足前述需要的探针、系统、装置和方法。
根据本教导的示例性实施例，提供一种具有内置障碍物检测机构的采样探针，其可以通过减小器械停工时间和增加探针位置精度和耐用性减小成本和增加时间节省。
根据本教导的示例性实施例，提供一种具有位置反馈的顺应式采样探针，所述位置反馈在碰撞的情况下最小化探针的损坏并且校准三维空间中的探针的位置。
根据本教导的示例性实施例，提供一种具有对置磁体和霍耳效应传感器的磁基探针(magnet-based probe)，在探针被下压到与另一物体接触之后所述对置磁体提供力以将探针推回到正常状态，当随着探针从其松弛位置被下压而磁体被推动到彼此更靠近时所述霍耳效应传感器检测磁场的变化。
根据本教导的示例性实施例，提供一种采样探针，其包括：配合部；从所述配合部延伸的长形部分；以及复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的至少一个磁体。
根据本文中所述的各实施例，复位弹性件例如可以包括单磁体、三个磁体或金属弹簧。应当认识到根据本文中所述的各实施例的复位弹性件可以是能够提供足够的恢复力以将探针返回到松弛位置的任何物体或组件。
根据本教导的示例性实施例，提供一种采样系统，其包括：外壳；安装到所述外壳上的霍耳效应传感器；以及插入所述外壳中的采样探针，所述采样探针包括长形部分和插入所述长形部分上的多个磁体。
根据本教导的示例性实施例，提供一种板式采样装置，其包括：采样隔室，所述采样隔室包括配置成接收样本板的托盘，所述样本板配置成包括多个样本；以及探针，所述探针配置成从所述样本板获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪，所述流式细胞仪配置成声聚焦流动流体中的样本；以及与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器，所述板式采样器包括：采样隔室，所述采样隔室包括配置成接收样本板的托盘，所述样本板配置成包括多个样本；以及探针，所述探针配置成从所述样本板获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体。
根据本教导的示例性实施例，提供一种用于获得样本的方法，其包括：在板式采样器中采样包括一个或多个样本的样本板；朝着所述样本板移动探针，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的至少两个对置磁体；使用霍耳效应传感器感测由处于延伸位置的所述对置磁体生成的场强度；使用所述霍耳效应传感器检测由所述对置磁体生成的场强度的增加；停止所述探针朝着所述样本板的运动；以及使用探针从所述样本板中的所述一个或多个样本获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体。
根据本教导的示例性实施例，提供一种用于获得样本的方法，其包括：在板式采样器中采样包括一个或多个样本的样本板；朝着所述样本板移动探针，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，复位弹性件，和磁体；使用霍耳效应传感器感测由处于延伸位置的所述磁体的接近生成的场强度；使用所述霍耳效应传感器检测由所述磁体接近生成的场强度的增加；停止所述探针朝着所述样本板的运动；以及使用探针组件从所述样本板中的所述一个或多个样本获得样本。
根据本教导的示例性实施例，提供一种用于制造采样探针的方法，其包括：提供配合部；将从所述配合部延伸的长形部分组装到所述配合部上；以及将包括多个稀土磁体的复位弹性件插入所述长形部分上。
根据本教导的示例性实施例，提供一种板式采样器装置，其包括：装载隔室，所述装载隔室包括采样探针和托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入所述装载隔室；以及第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
根据本教导的另一示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪，所述流式细胞仪配置成声聚焦流动流体中的样本；以及与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪；以及与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器，所述板式采样器包括：采样探针和托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入装载隔室；以及第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪；以及与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器，所述板式采样器包括致动机构，所述致动机构配置成朝着所述板式采样器的顶表面移动托盘使得样本板能够从所述板式采样器上方装载到所述托盘上。
前面的一般描述和以下的详细描述仅仅是示例性的并且不以任何方式限制本教导的范围。本文中具体论述的实施例的其它实施例或变型（包括本文中论述的实施例的特征的各种组合）可以从以下详细描述实现或者可以通过本教导的实施获悉。
附图说明
附图示出本发明的各示例性实施例。附图仅仅是示例性的并且不以任何方式限制本发明的范围。
图1是示例性板式采样器的透视图。
图2是图1中所示的示例性板式采样器的另一透视图。
图3是图1中所示的示例性板式采样器的前视图。
图4是图1中所示的示例性板式采样器的后视图。
图5是图1中所示的示例性板式采样器的侧视图。
图6是图1中所示的示例性板式采样器的另一侧视图。
图7是图1中所示的示例性板式采样器的俯视图。
图8是图1中所示的示例性板式采样器的仰视图。
图9是另一示例性板式采样器的透视图。
图10是图9中所示的示例性板式采样器的另一透视图。
图11是图9中所示的示例性板式采样器的前视图。
图12是图9中所示的示例性板式采样器的后视图。
图13是图9中所示的示例性板式采样器的侧视图。
图14是图9中所示的示例性板式采样器的另一侧视图。
图15是图9中所示的示例性板式采样器的俯视图。
图16是图9中所示的示例性板式采样器的仰视图。
图17是板式采样器的实施例的示例性部件的示意图。
图18示出用于执行高吞吐流式细胞测量术的系统的示例性实施例。
图19A-19E示出采样探针和系统的示例性实施例。
图20A-20B示出具有校准目标的系统的示例性实施例。
图21示出具有校准目标的托盘的示例性实施例。
图22A-22C示出板式采样器的另一示例性实施例。
具体实施方式
根据本教导的示例性实施例，提供一种板式采样器装置，其包括：装载隔室，所述装载隔室包括采样探针和托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入所述装载隔室；以及第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
在这样的装置中，所述装载隔室还可以包括配置成移动所述托盘的致动机构。所述致动机构可以配置成当所述第一进入门打开时沿着大致垂直于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够由所述装置的用户或由机器人机械将样本板从所述装置的一侧装载到所述托盘上。替代地，所述致动机构可以配置成当所述第一进入门打开时沿着大致平行于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够由所述装置的用户或由机器人机械将样本板从所述装置的上方装载到所述托盘上。
所述第一进入门的一个或多个侧部分可以包括配置成将所述托盘保持就位在所述第二位置的一个或多个凹口。围绕所述第一进入门的所述装置的顶表面可以包括配置成包含溢出流体的凹陷区域。所述托盘可以包括配置成将样本板保持就位在所述托盘内的多个突出角部。所述第一进入门可以布置在所述装置的顶表面内。所述第二进入门可以包括允许用户监视接收在所述流体隔室中的一个或多个流体容器中的液位的一个或多个窗口。所述装置还可以包括多个LED指示器。所述装置还可以包括数据传送端口，所述数据传送端口配置成直接连接到声学流式细胞仪或与声学流式细胞仪通信的计算机或至少部分地控制所述装置的机器人机械。
图1-8示出根据本发明的实施例的示例性板式采样器100的各种视图。
板式采样器100可以包括采样隔室101，该采样隔室可以包括采样探针102和托盘103。托盘103可以配置成接收配置成接收多个样本的样本板，并且可以包括配置成将样本板保持就位的一个或多个突出角部112。
样本板可以是本领域中已知的任何类型的样本板。优选地，样本板是96孔或384孔样本板。采样隔室101还可以包括配置成移动托盘103的致动机构107。板式采样器100也可以包括流体隔室104，该流体隔室可以配置成接收一个或多个流体容器。板式采样器100也可以包括配置成允许进入采样隔室101的第一进入门105和配置成允许进入流体隔室104的第二进入门106。
第一进入门105可以布置在顶表面110中，这尤其适用于与配置成操作样本板的机器人或机器人机械一起使用的板式采样器100。第一进入门105可以是通过滑动到顶表面110中或通过围绕一个或多个铰接点旋转而打开的门，并且它例如可以包括半透明材料或大致防止在一个或多个选定波长范围发射的光到达样本板中的样本的材料。第一进入门105也可以具有一个或多个侧部分108，所述侧部分包括配置成将托盘103保持就位的一个或多个凹口或对准点109。
板式采样器的顶表面110可以包括围绕第一进入门105的凹陷区域111，该凹陷区域可以配置成包含溢出流体。最后，板式采样器100可以包括一个或多个LED指示器114、一个或多个数据传送端口115、一个或多个流体和/或电源端口和/或开关116、一个或多个按钮117和/或一个或多个进入面板118-120。
图9-16示出根据本发明的实施例的另一示例性板式采样器200的各种视图。板式采样器200可以包括采样隔室201，该采样隔室可以包括采样探针202和托盘203。托盘203可以配置成接收配置成接收多个样本的样本板，并且可以包括配置成将样本板保持就位的一个或多个突出角部。样本板可以是本领域中已知的任何类型的样本板。例如，样本板可以是96孔、384孔、10,000孔、12,000孔或30,000孔样本板。样本板也可以包含作为通孔的样本区域。
采样隔室201还可以包括配置成移动托盘103的致动机构207。板式采样器200也可以包括流体隔室204，该流体隔室可以配置成接收一个或多个流体容器。板式采样器200也可以包括配置成允许进入采样隔室201的第一进入门205和配置成允许进入流体隔室204的第二进入门206。第一进入门205可以布置在板式采样器200的侧表面或前表面中，可以是通过滑动到侧表面或前表面中或通过围绕一个或多个铰接点旋转而打开的门，和/或例如可以包括半透明材料或大致防止在一个或多个选定波长范围发射的光到达样本板中的样本的材料。板式采样器200的顶表面可以是平坦的并且可以包括配置成包含溢出流体的凹陷区域。最后，板式采样器200可以包括一个或多个LED指示器214、一个或多个数据传送端口215、一个或多个流体和/或电源端口和/或开关216、一个或多个按钮217和/或一个或多个进入面板218-220。板式采样器200也可以包括能够显示用户界面的触摸屏。
图22A-22C示出板式采样器2200的又一实施例。图22A示出板式采样器2200的透视前视图。图22B示出板式采样器2200的另一透视侧视图。图22C示出板式采样器2200的透视仰视图。
图17是根据本发明的实施例的板式采样器1700的示例性部件的示意图。板式采样器1700可以包括壳罩1701，该壳罩包括与一个或多个与其它部件连通的控制板1702，所述其它部件可以包括一个或多个流体泵1703、一个或多个流体瓶传感器1704、一个或多个流体瓶LED 1705、一个或多个状态LED 1706以及配置成致动一个或多个托盘1708的一个或多个托盘致动反馈系统1707。板式采样器1700还可以包括：一个或多个交流电压出口1709或任何其它合适的电源出口、配置成与计算机系统通信的一个或多个通信端口1710以及配置成与机器人通信的一个或多个通信端口1711，所述机器人可以包括机器人臂或任何类型的机器人机械。板式采样器1700还可以包括用于致动一个或多个托盘1708的一个或多个x轴控制和反馈系统1712、用于致动一个或多个托盘1708的一个或多个y轴控制和反馈系统1713以及用于致动一个或多个托盘1708的一个或多个z轴控制和反馈系统1714。
图18示出根据本发明的实施例的用于执行高吞吐流式细胞测量术的系统1800的实施例。系统1800可以包括流式细胞仪1801、板式采样器1802、配置成操作样本板的机器人或机器人机械1803以及配置成控制这些部件中的一个或多个的控制器或计算机系统1804。流式细胞仪1801可以是本领域中已知的任何流式细胞仪。机器人或机器人机械1803例如可以是机器人臂或能够根据对应于实验或工业协议的指令自动地操作样本板的任何其它设备。控制器或计算机系统1804可以是独立控制器或嵌入流式细胞仪1801、板式采样器1802和机器人或机器人机械1803其中一个内的控制器。控制器或计算机系统1804可以是本领域中已知的任何计算机系统，包括膝上型计算机、桌上型计算机和工作站，并且特别地可以是任何系统，所述系统包括总线、与总线联接以用于处理信息的处理器和用于存储将由处理器执行的信息和/或指令的存储器（例如RAM、ROM）或其它动态存储设备。
优选地，流式细胞仪1801可以是配置成使用声能声聚焦流动流体中的样本的声学流式细胞仪。例如，流式细胞仪可以是体现以下文献中任何一个或多个的一个或多个教导的声学流式细胞仪：2008年3月11日公开的美国专利第7,340,957号，2009年2月26日公开的美国专利申请公布第2009/0050573号，2009年2月26日公开的美国专利申请公布第2009/0053686号，2009年1月29日公开的美国专利申请公布第2009/0029870号，2009年2月19日公开的美国专利申请公布第2009/0048805号，2009年2月12日公开的美国专利申请公布第2009/0042239号，2009年2月19日公开的美国专利申请公布第2009/0045107号，2009年2月12日公开的美国专利申请公布第2009/0042310号，2009年7月16日公开的美国专利申请公布第2009/0178716号，2008年10月9日公开的美国专利申请公布第2008/0245709号，2008年10月9日公开的美国专利申请公布第2008/0245745号，2009年6月25日公开的美国专利申请公布第2009/0162887号，2009年6月25日公开的美国专利申请公布第2009/0158823号，和2010年11月29日提交的美国专利申请第12/955,282号，上述文献的每一个的全部内容通过引用被合并于本文中。
系统1800还可以包括在流式细胞仪1801和板式采样器1802之间的一个或多个流体连接1805、在板式采样器1802和机器人或机器人机械1803之间的一个或多个通信连接1806、在板式采样器1802和控制器或计算机系统1804之间的一个或多个通信连接1807以及在流式细胞仪1801和控制器或计算机系统1804之间的一个或多个通信连接1808。
根据本文中所述的示例性实施例，任何前述的板式采样器可以包括采样探针或系统。图19A-19E示出示例性的采样探针1900。
采样探针1900或系统可以包括非铁外壳1902以最小化与磁场的干涉并且包括传感器，例如霍耳传感器1904。外壳1902也可以包括阳极化铝外壳以提供结构刚性和耐腐蚀性。在本文所述的各实施例中，采样探针1900可以包括复位弹性件1906。复位弹性件1906可以包括例如一个磁体。根据各实施例的采样探针1930的单磁体复位弹性件配置在图19E中被显示。
在其它实施例中，复位弹性件1906包括至少三个磁体。复位弹性件1906提供磁场以用于感测目的并且用于提供复位弹性件恢复力以将探针返回到松弛位置。在一些实施例中，采样探针1900可以包括至少三个磁体。
根据本文中所述的各实施例，复位弹性件例如可以包括单磁体、三个磁体、多个磁体或金属复位弹性件。应当认识到对应于本文中所述的各实施例的复位弹性件可以是可以提供足够的恢复力以将探针返回到松弛位置的任何物体或组件。
复位弹性件1906的一个磁体或多个磁体可以是任何磁体类型。例如，磁体可以是稀土磁体以提供更密集的场强度和更长的磁寿命。采样探针1900或系统也可以包括霍耳效应传感器1904从而当磁体被聚拢或允许分开时检测磁场变化。探针19008可以用于从样本板抽取样本。当由霍耳效应传感器1904检测到霍耳效应传感器读数的变化时探针1908可以通过与障碍物干涉而移动，从而从障碍物缩回探针1908并且避免损坏探针1908。
根据本教导的示例性实施例，探针1908可以正常地处于延伸位置，对置磁体迫使它们自己分开并且由此将探针1908驱动到延伸位置。霍耳效应传感器1904可以传输关于由处于延伸位置的复位弹性件1906生成的场强度的信号。当探针1908朝着样本板移动并且与表面接触时，复位弹性件1906的对置磁体被迫使到一起，由此增加由霍耳效应传感器1904感测的场强度并且改变来自霍耳效应传感器1904的信号。
信号的该变化可以由软件解释为探针1908相对于系统的剩余部分的运动。软件然后可以停止探针1908的运动使得探针1908不会通过被迫使抵靠在干扰物体上而被损坏。
根据本发明的示例性实施例，探针1908可以是磁基的并且可以使用霍耳效应传感器1904，这可以改善可靠性和密封。尽管传感器可以是使用探测用的磁场的霍耳效应传感器1904，以在意外接触的情况下来感测、反应和停止，但是也可以使用一旦与表面接触可以感测探针的位移的任何传感器。例如，也可以使用电容、阻抗、光学、位移、压力等传感器。此外，尽管用于探针的恢复力可以是磁基的，但是也可以使用其它恢复力，包括复位弹性件、感应力生成器或将恢复力强加于探针的其它机构。然而磁推斥是特别有用的，原因是它提供柔软的恢复力并且通过密化场线增加传感器灵敏度。
根据本公开的示例性实施例，当探针1908从干扰物体缩回时，软件可以感测返回到稳态值的霍耳效应信号。当系统处于休止位置时，软件可以将稳态校准到霍耳效应信号值，并且每当系统返回到休止位置时磁场、探针的位置或霍耳效应传感器的任何变化可以被校准。这也允许探针1908跟踪和丢弃可能在长时期发生的电子信号中的任何漂移。此外，探针1908可能已接触物体的知识可以用于校准系统的所有三个维度。这可以通过将探针移动到具有唯一三维坐标的一系列已知位置而实现。当探针接触每个已知位置时，系统可以将当前位置校准到该位置的已知坐标。然后，通过接触若干位置，系统可以校准在所有三个操作轴上的位置。
根据本教导的示例性实施例，提供一种采样探针1900，其包括：配合部1910；从配合部延伸的长形部分；以及复位弹性件1906，该复位弹性件包括插入长形部分上的多个磁体。
在这样的采样探针中，配合部1910可以包括具有带齿的外表面的大致圆柱形部分。长形部分可以包括内部通道。复位弹性件1906可以包括单磁体。在其它实施例中，复位弹性件1906包括至少三个磁体。复位弹性件1906可以包括具有沿着第一方向定向的极性的至少两个磁体和具有沿着与第一方向相反的方向定向的极性的至少一个附加磁体。至少三个磁体中的至少一个可以是稀土磁体。磁体可以是稀土磁体。在一些实施例中，采样探针1900可以优选地不包括光学传感器、非磁性金属复位弹性件、应变计和电触头。霍耳效应传感器1904和复位弹性件1906的性质可以被选择以允许复位弹性件1906提供恢复力，该恢复力允许感测障碍物和停止而不损坏采样探针1900的尖端。
此外，当检测到障碍物时，可以通知用户存在障碍物并且采样不应当继续。错误也可以生成并且向用户指示。
根据本教导的示例性实施例，提供一种采样系统，其包括：外壳1902；安装到外壳1902上的霍耳效应传感器1904；以及插入外壳1902中的探针1908，探针1908包括长形部分和插入长形部分上的包括复位弹性件1906的多个磁体。在本文所述的各实施例中，多个磁体可以包括单磁体。在其它实施例中，多个磁体可以包括一个以上磁体。
多个磁体可以包括至少三个磁体。多个磁体可以包括具有沿着第一方向定向的极性的至少两个磁体和具有沿着与第一方向相反的方向定向的极性的至少一个附加磁体。至少三个磁体的每一个可以是稀土磁体。
在这样的采样系统中，外壳1902可以从非铁外壳和阳极化铝外壳之一选择。采样探针1900可以包括配合部1910，该配合部包括具有带齿的外表面的大致圆柱形部分。长形部分可以包括内部通道。采样探针1900可以优选地不包括光学传感器、非磁性金属弹簧、应变计和电触头。采样探针或系统1900还可以包括模拟传感器，该模拟传感器配置成允许经由采样探针的轴线的校准进行采样探针漂移补偿。采样系统1900还可以包括控制器，该控制器配置成使用大约2.5mm到大约4.5mm之间的行程控制采样探针1900的移动，该行程包括在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于感测和在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于停止。该行程还可以包括在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于移动噪声。该行程还可以包括在大约0.25mm到大约0.75mm之间以用于超行程。
参考图9，根据本教导的示例性实施例，提供一种板式采样装置200，其包括：采样隔室201，该采样隔室包括配置成接收样本板的托盘203，该样本板配置成包括多个样本；以及探针202，该探针配置成从样本板获得样本，探针包括配合部，从配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，该复位弹性件包括插入长形部分上的多个磁体。板式采样装置200还可以包括霍耳效应传感器。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪，该流式细胞仪配置成声聚焦流动流体中的样本；以及与流式细胞仪流体连通的板式采样器，该板式采样器包括：采样隔室，该采样隔室包括配置成接收样本板的托盘，该样本板配置成包括多个样本；以及探针（图19A），该探针配置成从样本板获得样本，探针1900包括配合部1910，从配合部延伸的长形部分，和插入长形部分上的复位弹性件1906。板式采样器还可以包括霍耳效应传感器1904。
根据本教导的示例性实施例，参考图19A，提供一种用于获得样本的方法，其包括：在板式采样器中采样包括一个或多个样本的样本板；朝着样本板移动探针，该探针包括配合部1910，从配合部1910延伸的长形部分，和复位弹性件1906，该复位弹性件包括插入长形部分上的至少两个对置磁体；使用霍耳效应传感器1904感测由处于延伸位置的对置磁体生成的场强度；使用霍耳效应传感器1904检测由对置磁体生成的场强度的增加；停止探针1908朝着样本板的运动；以及使用探针1908从样本板中的一个或多个样本获得样本，该探针包括配合部1910，从配合部1910延伸的长形部分，和复位弹性件1906，该复位弹性件包括插入长形部分上的多个磁体。
这样的方法还可以包括使用大约2.5mm到大约4.5mm之间的行程控制探针的移动，该行程包括在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于感测、在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于停止、在大约0.75mm到大约1.25mm之间以用于移动噪声和在大约0.25mm到大约0.75mm之间以用于超行程。它也可以包括当使用霍耳效应传感器检测到由对置磁体生成的场强度增加时磁力地缩回探针。并且它可以包括当使用霍耳效应传感器检测到由对置磁体生成的场强度增加时生成维度校准信号(dimensional calibration signal)，并且沿着三个操作轴校准探针位置。
根据本教导的示例性实施例，提供一种用于制造采样探针的方法，其包括：提供配合部；将从配合部延伸的长形部分组装到配合部上；以及将包括多个稀土磁体的复位弹性件插入长形部分上。
在这样的板式采样装置中，板式采样器可以包括：装载隔室，该装载隔室包括采样探针和托盘，托盘配置成接收样本板，该样本板配置成包括多个样本；流体隔室，该流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；第一进入门，该第一进入门配置成允许进入装载隔室；以及第二进入门，该第二进入门配置成允许进入流体隔室。
装载隔室还可以包括配置成移动托盘的致动机构。当第一进入门打开时致动机构可以配置成沿着大致垂直于重力的方向在位于装载隔室内的第一位置和至少部分地位于装载隔室的外部的第二位置之间移动托盘使得能够将样本板从装置的一侧装载到托盘上。替代地，当第一进入门打开时致动机构配置成沿着大致平行于重力的方向在位于装载隔室内的第一位置和至少部分地位于装载隔室的外部的第二位置之间移动托盘使得能够将样本板从装置的上方装载到托盘上。
第一进入门的一个或多个侧部分可以包括配置成将托盘保持就位在第二位置的一个或多个凹口。围绕第一进入门的装置的顶表面可以包括配置成包含溢出流体的凹陷区域。托盘可以包括配置成将样本板保持就位在托盘内的多个突出角部。
系统还可以包括机器人机械，该机器人机械配置成往返于一个或多个样本板传送一个或多个流体和样本并且还配置成空间地操作一个或多个样本板从而将一个或多个样本板插入板式采样器的托盘中；以及控制器，该控制器配置成根据一个或多个实验协议控制流式细胞仪、板式采样器和机器人机械。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪；以及与流式细胞仪流体连通的板式采样器，板式采样器包括：采样探针和托盘，托盘配置成接收样本板，该样本板配置成包括多个样本；流体隔室，该流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；第一进入门，该第一进入门配置成允许进入装载隔室；以及第二进入门，该第二进入门配置成允许进入流体隔室。
根据本教导的示例性实施例，提供一种高吞吐细胞测量系统，其包括：流式细胞仪；以及与流式细胞仪流体连通的板式采样器，板式采样器包括致动机构，该致动机构配置成朝着所述板式采样器的顶表面移动托盘使得样本板能够从板式采样器上方装载到托盘上。
此外，如上所述，为了提供采样探针相对于样本板的精确定位，采样装置可能需要以高精度检测它的三个轴的每一个和样本板的物理位置之间的位置关系。由于制造的变化和随着时间的轴的磨损，重要的是采样装置也能够在定期的基础上自身校准以确定对应于这些物理关系的值。根据本文中所述的实施例的采样探针提供一种机构，借助于该机构采样探针可以更精确地确定采样探针相对于样本板的位置。
图20A和20B示出具有校准目标2022的示例性板式采样器装置2000。图21示出具有校准目标2022的示例性托盘2020。在保持样本板的托盘2020中的已知位置处的校准目标2022通过使校准目标2022处于能够由采样探针接触的位置能够推断采样探针相对于在托盘2020中休止的板的位置。
由于当采样探针通过在监测位移的同时沿着Z轴延伸探针而在Z轴上移位时，采样探针提供反馈，因此它提供一种确定Z轴原点和校准目标2022之间的距离的手段。通过产生已知尺寸的校准目标2022并且将它精确地定位在托盘2020中的已知位置处，能够使用探针在Z轴上的位移来确定探针在X-Y平面中的位置。
下面根据本教导的各实施例描述示例性校准方法。首先，将采样探针定位在校准目标2022的大致中心上。向下移动采样探针直到位移指示探针已接触校准目标2022。这可以指示校准目标2022相对于托盘的相对高度。接着，沿着Y轴移动采样探针4mm的距离。再次向下延伸采样探针。使用位移确定采样探针是仍然在校准目标2022上还是已移动离开边缘。重复这些步骤直到已检测到校准目标2022的边缘。
此外，采样探针可以在校准目标上在Y轴上向回移动8mm的距离。这可以使用250um的更短步幅重复以提供采样探针位置的更精细分辨率。一旦已确定校准目标2022的边缘达到沿着Y轴的期望精度，采样探针可以沿着X轴移动。
在X轴上的类似过程重复直到在X轴上已确定校准目标2022的边缘。以该方式，该方法可以提供在托盘2020上的已知位置处的校准目标2022的角部相对于X-Y运动轴的X、Y坐标。使用这些坐标，可以确定校准目标2022的位置和托盘2020的尺寸、采样探针和样本托盘2020之间的关系。
而且，通过利用跨越托盘宽度2020的大部分的校准目标2022并且横越整个校准目标2022执行该校准功能，能够检测托盘2020的X-Y取向和运动轴的X-Y取向之间的任何差异。如果该差异是已知的，则当定位采样探针时能够补偿它。因此，这可以允许采样探针在样本板上的精确定位，即使当系统的机械方面未正确对准。
本发明的实施例可以有用于基础研究、制药研究和工业研究中的一项或多项中。此外，它们可以尤其有用于执行胞内免疫表型分型、胞外免疫表型分型、荧光蛋白分析和细胞增殖分析中的一项或多项。
本领域的普通技术人员通过利用本说明书和/或实施本发明的一个或多个实施例将显而易见本发明的其它实施例。此外，包括附图的本说明书完全是示例性的并且不以任何方式限制应当由以下权利要求确定的本发明的范围。

Claims (56)

1.一种采样探针，其包括：
配合部；
从所述配合部延伸的长形部分；以及
复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的至少一个磁体，其中，所述复位弹性件能够提供足够的恢复力以将所述采样探针返回到松弛位置。
2.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述配合部包括具有带齿的外表面的大致圆柱形部分。
3.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述长形部分包括内部通道。
4.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述复位弹性件包括至少三个磁体。
5.根据权利要求4所述的采样探针，其中所述复位弹性件包括具有沿着第一方向定向的极性的至少两个磁体和具有沿着与第一方向相反的方向定向的极性的至少一个附加磁体。
6.根据权利要求4所述的采样探针，其中所述至少三个磁体中的至少一个是稀土磁体。
7.根据权利要求4所述的采样探针，其中所述至少三个磁体的每一个是稀土磁体。
8.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述采样探针不包括光学传感器。
9.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述采样探针不包括非磁性金属弹簧。
10.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述采样探针不包括应变计。
11.根据权利要求1所述的采样探针，其中所述采样探针不包括电触头。
12.根据权利要求4所述的采样探针，其中霍耳效应传感器和所述至少三个磁体的性质被选择以允许所述复位弹性件提供恢复力，所述恢复力允许感测障碍物并停止而不损坏所述采样探针的尖端。
13.一种采样系统，其包括：
外壳；
安装到所述外壳上的霍耳效应传感器；以及
插入所述外壳中的采样探针，所述采样探针包括长形部分和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的至少一个磁体，其中，所述复位弹性件能够提供足够的恢复力以将所述采样探针返回到松弛位置。
14.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述外壳从非铁外壳和阳极化铝外壳之一选择。
15.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述采样探针还包括配合部，所述配合部包括具有带齿的外表面的大致圆柱形部分。
16.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述长形部分包括内部通道。
17.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述至少一个磁体包括至少三个磁体。
18.根据权利要求17所述的采样系统，其中所述至少一个磁体包括具有沿着第一方向定向的极性的至少两个磁体和具有沿着与第一方向相反的方向定向的极性的至少一个附加磁体。
19.根据权利要求17所述的采样系统，其中所述至少三个磁体的每一个是稀土磁体。
20.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述采样探针不包括光学传感器。
21.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述采样探针不包括非磁性金属弹簧。
22.根据权利要求13所述的采样系统，其中所述采样探针不包括应变计。
23.根据权利要求13所述的采样系统，其还包括模拟传感器，所述模拟传感器配置成允许经由所述采样探针的轴线的校准进行采样探针漂移补偿。
24.根据权利要求13所述的采样系统，其还包括控制器，所述控制器配置成使用2.5mm到4.5mm之间的行程控制所述采样探针的移动，所述行程包括在0.75mm到1.25mm之间以用于感测和在0.75mm到1.25mm之间以用于停止。
25.根据权利要求24所述的采样系统，其中所述行程还包括在0.75mm到1.25mm之间以用于移动噪声。
26.根据权利要求24所述的采样系统，其中所述行程还包括在0.25mm到0.75mm之间以用于超行程。
27.一种板式采样装置，其包括：
采样隔室，所述采样隔室包括配置成接收样本板的托盘，所述样本板配置成包括多个样本；以及
探针，所述探针配置成从所述样本板获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体，其中，所述复位弹性件能够提供足够的恢复力以将所述采样探针返回到松弛位置。
28.根据权利要求27所述的板式采样装置，其还包括霍耳效应传感器。
29.一种高吞吐细胞测量系统，其包括：
流式细胞仪，所述流式细胞仪配置成声聚焦流动流体中的样本；以及
与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器，所述板式采样器包括：
采样隔室，所述采样隔室包括配置成接收样本板的托盘，所述样本板配置成包括多个样本，以及
探针，所述探针配置成从所述样本板获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体，其中，所述复位弹性件能够提供足够的恢复力以将所述采样探针返回到松弛位置。
30.根据权利要求29所述的高吞吐细胞测量系统，其中所述板式采样器还包括霍耳效应传感器。
31.一种用于获得样本的方法，其包括：
在板式采样器中采样包括一个或多个样本的样本板；
朝着所述样本板移动探针，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的至少两个对置磁体；
使用霍耳效应传感器感测由处于延伸位置的所述对置磁体生成的场强度；
使用所述霍耳效应传感器检测由所述对置磁体生成的场强度的增加；
停止所述探针朝向所述样本板的运动；以及
使用探针从所述样本板中的所述一个或多个样本获得样本，所述探针包括配合部，从所述配合部延伸的长形部分，和复位弹性件，所述复位弹性件包括插入所述长形部分上的多个磁体。
32.根据权利要求31所述的方法，其还包括使用2.5mm到4.5mm之间的行程控制所述探针的移动，所述行程包括在0.75mm到1.25mm之间以用于感测、在0.75mm到1.25mm之间以用于停止、在0.75mm到1.25mm之间以用于移动噪声和在0.25mm到0.75mm之间以用于超行程。
33.根据权利要求31所述的方法，其还包括当使用所述霍耳效应传感器检测到由所述对置磁体生成的场强度增加时磁力地缩回所述探针。
34.根据权利要求31所述的方法，其还包括当使用所述霍耳效应传感器检测到由所述对置磁体生成的场强度增加时生成维度校准信号，并且沿着三个操作轴校准探针位置。
35.一种用于制造采样探针的方法，其包括：
提供配合部；
将从所述配合部延伸的长形部分组装到所述配合部上；以及
将包括多个稀土磁体的复位弹性件插入所述长形部分上，其中，所述复位弹性件能够提供足够的恢复力以将所述采样探针返回到松弛位置。
36.一种板式采样器装置，其包括：
装载隔室，所述装载隔室包括根据权利要求1所述的采样探针并且包括托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；
流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；
第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入所述装载隔室；以及
第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
37.根据权利要求36所述的装置，其中所述装载隔室还包括配置成移动所述托盘的致动机构。
38.根据权利要求37所述的装置，其中当所述第一进入门打开时所述致动机构配置成沿着大致垂直于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够由所述装置的用户或由机器人机械将样本板从所述装置的一侧装载到所述托盘上。
39.根据权利要求37所述的装置，其中当所述第一进入门打开时所述致动机构配置成沿着大致平行于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够由所述装置的用户或由机器人机械将样本板从所述装置的上方装载到所述托盘上。
40.根据权利要求39所述的装置，其中所述第一进入门的一个或多个侧部分包括配置成将所述托盘保持就位在所述第二位置的一个或多个凹口。
41.根据权利要求39所述的装置，其中围绕所述第一进入门的所述装置的顶表面包括配置成包含溢出流体的凹陷区域。
42.根据权利要求36所述的装置，其中所述托盘包括配置成将样本板保持就位在所述托盘内的多个突出角部。
43.根据权利要求36所述的装置，其中所述第一进入门布置在所述装置的顶表面内。
44.根据权利要求36所述的装置，其中所述第二进入门包括允许用户监视接收在所述流体隔室中的一个或多个流体容器中的液位的一个或多个窗口。
45.根据权利要求36所述的装置，其还包括多个LED指示器。
46.根据权利要求36所述的装置，其还包括数据传送端口，所述数据传送端口配置成直接连接到声学流式细胞仪或与声学流式细胞仪通信的计算机或至少部分地控制所述装置的机器人机械。
47.一种高吞吐细胞测量系统，其包括：
流式细胞仪，所述流式细胞仪配置成声聚焦流动流体中的样本；以及
与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器装置；
其中所述板式采样器装置包括：
装载隔室，所述装载隔室包括根据权利要求1所述的采样探针并且包括托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；
流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；
第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入所述装载隔室；以及
第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
48.根据权利要求47所述的系统，其中所述装载隔室还包括配置成移动所述托盘的致动机构。
49.根据权利要求48所述的系统，其中当所述第一进入门打开时所述致动机构配置成沿着大致垂直于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够将样本板从所述装置的一侧装载到所述托盘上。
50.根据权利要求48所述的系统，其中当所述第一进入门打开时所述致动机构配置成沿着大致平行于重力的方向在位于所述装载隔室内的第一位置和至少部分地位于所述装载隔室的外部的第二位置之间移动所述托盘，使得能够将样本板从所述装置的上方装载到所述托盘上。
51.根据权利要求50所述的系统，其中所述第一进入门的一个或多个侧部分包括配置成将所述托盘保持就位在所述第二位置的一个或多个凹口。
52.根据权利要求50所述的系统，其中围绕所述第一进入门的所述装置的顶表面包括配置成包含溢出流体的凹陷区域。
53.根据权利要求47所述的系统，其中所述托盘包括配置成将样本板保持就位在所述托盘内的多个突出角部。
54.根据权利要求47所述的系统，其还包括：
机器人机械，所述机器人机械配置成将一个或多个流体和样本传送到一个或多个样本板或从一个或多个样本板传送一个或多个流体和样本，并且还配置成空间地操作所述一个或多个样本板从而将所述一个或多个样本板插入所述板式采样器装置的托盘中；以及
控制器，所述控制器配置成根据一个或多个实验协议控制所述流式细胞仪、所述板式采样器装置和所述机器人机械。
55.一种高吞吐细胞测量系统，其包括：
流式细胞仪；以及
与所述流式细胞仪流体连通的板式采样器装置，所述板式采样器装置包括：
根据权利要求1所述的采样探针和托盘，所述托盘配置成接收样本板，所述样本板配置成包括多个样本；
流体隔室，所述流体隔室配置成接收一个或多个流体容器；
第一进入门，所述第一进入门配置成允许进入装载隔室；以及
第二进入门，所述第二进入门配置成允许进入所述流体隔室。
56.一种高吞吐细胞测量系统，其包括：
流式细胞仪；以及
与所述流式细胞仪流体连通的根据权利要求36所述的板式采样器装置，所述板式采样器装置包括致动机构，所述致动机构配置成朝着所述板式采样器装置的顶表面移动托盘使得样本板能够从所述板式采样器装置上方装载到所述托盘上。
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