CN101379403B - 用于处理生物材料的装置 - Google Patents
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Abstract
本文提出了一种用于操作容纳生物材料的容器的夹持单元。其中容器具有可呈现打开位置和关闭位置的盖。该夹持单元包括用于夹持和松开容器的夹持器以及盖保持器,该盖保持器用于将盖保持在相对于容器的限定位置。该限定位置是盖的打开位置。
Description
本发明涉及用于处理材料的装置,较佳的是处理生物材料的装置。本发明还涉及离心分离机,尤其是用于处理生物材料的离心分离机或装置以及用于将离心分离机中的生物材料离心分离的方法或用于处理离心分离机单元中生物材料的方法。本发明还涉及用于自动处理生物分子、尤其是来自样品流体的生物分子的装置。
本申请还涉及用于操作容器、尤其是容纳生物材料的容器的夹持单元;还涉及用于夹持和/或松开这种容器的夹持器;并且还涉及用于这种容器的容器保持器。本发明还涉及较佳地使用夹持器夹持容器、尤其是容纳生物材料的容器的方法;以及较佳地使用夹持器松开这种容器的方法。
本申请还涉及用于运送容器的方法,较佳的是,将容器运送到容器保持器内或运送出容器保持器。具体地说,本发明涉及将容器从容器保持器取出,具体是使用夹持单元并较佳地从离心分离机转子中的容器保持器取出的方法,以及用于将容器放入容器保持器的类似方法。本发明还涉及用于转移容器的方法,具体地说是通过夹持单元用于将容器从第一容器保持器转移到第二容器保持器、或使用夹持器将容器从离心分离机转子中的容器保持器的第一保持位置转移到离心分离机转子中容器保持器的第二保持位置的方法。
本发明还涉及用于为离心分离机的离心分离机转子定位的方法,具体地说是用于将其定位在围绕离心分离机转子的旋转轴线的一旋转角的方法。本发明还涉及用于定位容器保持器、具体地说是用于容纳生物材料的容器的容器保持器的偏转角的方法。
本申请还涉及用于冷却离心分离机的方法。
本申请还涉及用于探测容器保持器中的容器、具体地说容器是容纳生物材料的容器存在与否的方法。本发明还涉及用于确定容器中物质表面的高度的方法、以及探测容器的性质的方法,尤其是容纳生物材料的容器,更尤其是用于探测用于容器的器皿站(container station)中容器性质的方法。本发明还涉及用于检查离心分离机的占位率的方法、以及用于检查处理样品的装置的占位率的方法。
在诸如化学、生物、医药或环境科学之类的多个技术领域中,必须分析、处理生物材料(例如流体)或使其发生反应。为了该目的,将流体或材料过滤、冷却、加热、分解成它们的组分,以各种方法洗涤或汲取或以其它方式进行处理。通常必须经过很长很复杂的处理程序来制备生物材料。此外,在许多情况下,必须根据相同的顺序处理大批不同材料,或必须同时处理一系列相同的材料。这就会耗时、限制生产量并易于发生故障。
生物材料的处理用于例如诸如核酸或蛋白质的生物分子的萃取和/或提纯领域。例如,众所周知的提纯生物分子的方法是基于以下步骤:提供对生物样品内容的选取(“溶解”),选择地将生物样品的内容物的组分结合到载体或载体材料(“结合”)、从载体或载体材料除去不合要求的成分(“洗涤”)以及洗提所要求的组分(“洗提”)。
为了在生物分子的提纯过程中能够进行所要求的吸收和解吸,开发了专用过滤元件,该过滤元件由例如硅胶形成,且该过滤元件一方面是多孔的或胶结状以使液体能够穿过过滤器元件,且另一方面具有分子在专用或非专用处理中结合在上面的表面。在其它提纯过程中,仅通过尺寸排除效应就能将生物分子保持在过滤器元件上。如果例如包含诸如核酸的生物分子的液体通过过滤器元件,生物分子或其一部分在任何情况下都会保留在过滤器元件上,而其余部分则穿过过滤器元件。
此外,为了从过滤器元件得到生物分子,就使诸如无核酸酶的水之类的洗提液体经过过滤器元件来吸收生物分子。这样,将所要求的生物分子从过滤器元件上脱出(洗提)并捕集在容器中。这种过滤器元件通常设计成或设置在具有入口开口和出口开口的单个容器中或设置在多孔板中的隔膜。通过离心分离(回转形式)或使用基于真空技术的装置来处理过滤器元件。具有入口开口和出口开口并具有隔膜且可用于离心分离机的单个容器,还已知为柱体、离心分离机柱体、过滤器容器、色谱分离柱体(chromatography column)、柱体、回转柱体或单向回转柱体的形式。
总的来说,离心分离方法优于基于真空方法的优点在于纯度较高、浓度较高以及交叉污染的风险较低。一般而言,用在高重力场(>10,000xg)下进行处理的离心分离柱体(单向回转管)会得到生物分子提纯的关于质量和浓度最好结果,因为这能够使交叉污染最小并使从隔膜取回的所要求的物质最多。但是,一个缺点在于离心分离柱体的劳动密集型人工处理,这增加了产生错误的风险和处理时间,尤其是当必须同时进行或处理不同样品时尤其如此。通过使用多孔板形式可实现高度标准化和自动化以及更快的生产量。但是这会损害质量和/或数量。
恰根(QIAGEN)根据“结合-洗涤-洗提”程序的基本原理提供了用于来自一定范围生物样品的不同生物分子的很宽范围的提纯程序和必需产品。为了该目的,使用不同的过滤材料和设备,如WO 03/040364或US 6,277,648中所述的那样。可购得的产品“QIAGEN QIAprep Spin Miniprep Kit”揭示了例如典型的提纯程序并提供了与一些试剂和缓冲剂一起用在离心分离机中的标准化的QIAprep柱体和2ml的收集容器。
有多个以处理生物材料为主题的公开物。例如US 6,060,022揭示了用于样品处理的自动系统,该系统包括自动离心分离机装置。US 5,166,889描述了血液收集系统,其中多个收集容器设置在承载轮(carrier wheel)上以直接通达。US 2004/0002415描述了用于在普通离心分离机中自动离心分离包含诸如核酸的生物材料的流体的自动离心分离系统。WO 2005/019836描述了用于处理流体样品的装置。WO 00/38046描述了用于装载离心分离机的自动装置,其中使用自动程序安排系统使离心分离机的柱体发挥作用。EP 122772描述了用于反应容器的化学操控器。GB 2235639描述了具有围绕旋转器皿的保护性外套的离心分离机。
上述自动系统的一个缺点在于它们所支持的工艺不提供离心分离机柱体的高质量标准且不能在几乎没有或没有人工干预时自动运行。
本发明计划解决以上所述问题中的至少一些。该目的通过以下内容来实现:如权利要求1所述的夹持单元、如权利要求5和10所述的运送和转移容器的方法、如权利要求16和56所述的容器保持器、如权利要求19、20、21、22、40、51、60、69和76所述的处理生物材料的装置、如权利要求31至33所述放置、取出和转移容器的方法、如权利要求47和55所述的定位方法、如权利要求67所述的探测容器存在与否的方法、如权利要求87所述的探测容器性质的方法、以及如权利要求89所述的检查离心分离机占位率的方法。
本发明的其它优点、特征和细节以及本发明的较佳实施例和具体方面会在从属权利要求、说明书和附图中变得更为明显。
在本发明的一个方面,提出了一种用于操作容纳生物材料的容器的夹持单元。该容器具有可处在打开位置和关闭位置的盖。该夹持单元包括用于夹持和松开容器的夹持器以及用于将盖保持在相对于容器的限定位置的盖保持器。该限定位置是盖的打开位置。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括夹持单元和离心分离机。该夹持单元的夹持器适于将容器放置在离心分离机中或从离心分离机中取出。
还提出了一种用于将容器运送到容器保持器或运送出容器保持器的方法,该容器包括附连到其上以关闭容器开口的盖。该方法包括以下步骤:通过夹持单元夹持或保持容器;将盖保持在相对于容器的限定位置,并通过夹持单元将容器移动到容器保持器中或移出容器保持器,同时保持盖相对于容器的限定位置。
还提出了一种使用夹持单元从容器保持器取出容器的方法,该容器包括附连到其上以关闭容器开口的盖。该方法包括以下步骤:通过夹持单元夹持容器;将盖保持在相对于容器的限定位置,并使用夹持器将夹持的容器从容器保持器中取出,同时保持盖相对于容器的限定位置。
还提出了一种使用夹持单元将容器放入容器保持器的方法,该容器包括附连到其上以关闭容器开口的盖。该方法包括以下步骤:通过夹持单元保持容器;将盖保持在相对于容器的限定位置,并使用夹持器将保持的容器放入或插入容器保持器,同时保持盖相对于容器的限定位置。该方法可选地还可包括通过夹持器松开容器的步骤。
还提出了一种使用夹持单元将容器从第一容器保持器的第一保持位置转移到第二容器保持器的第二保持位置的方法,该容器包括附连到其上以关闭容器开口的盖。该方法包括以下步骤:使用夹持单元夹持在第一保持位置的容器;将盖保持在相对于容器的限定位置;通过夹持器将夹持的容器从第一容器保持器或第一保持位置取出;使用夹持器将夹持的容器插入第二容器保持器或第二保持位置中。在取出和插入步骤中,保持盖相对于容器的限定位置。该方法可选地还可包括通过夹持器松开容器的步骤。
还提出了一种用于容纳生物材料的容器的容器保持器,该容器具有附连到其上以关闭容器开口的盖。该容器保持器适于用在离心分离机中、并包括用于保持容器的至少一个保持件和用于保持附连到容器的盖的至少一个盖接收器,该盖接收器的形状设置成用于容器的夹持单元的盖保持器能够通达盖。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括容器保持器和离心分离机,该容器保持器预定为用在离心分离机中。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器、以及用于将容器插入容器保持器的夹持器。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置具有以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器、以及用于将容器从容器保持器取出的夹持器。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置具有以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器、以及用于将容器从容器保持器的第一保持位置转移到容器保持器的第二保持位置的夹持器。
还提出了一种通过夹持器将容器放入容器保持器的方法,该容器保持器具有用于容器的保持位置。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于保持位置的位置;移动夹持器以将容器放入保持位置;以及通过夹持器松开容器。
还提出了一种使用夹持器将容器从离心分离机转子中的容器保持器取出的方法,该容器保持器具有用于容器的保持位置。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于保持位置的位置;用夹持器来夹持容器;以及移动夹持器以将容器从保持位置取出。
还提出了一种通过夹持器从离心分离机转子中容器保持器的第一保持位置将容器转移到离心分离机转子中容器保持器的第二位置的方法。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于第一保持位置的位置;用夹持器来夹持容器;移动夹持器以将容器从第一保持位置取出;将夹持器移到相对于第二保持位置的位置;用夹持器来夹持容器;移动夹持器以将容器从第一保持位置取出;移动夹持器以将容器放入第二保持位置中;以及通过夹持器松开容器。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:可围绕转子轴线旋转的离心分离机转子;离心分离机转子的驱动器;以及定位构件,该构件不能与转子共同旋转,并通过与定位反向构件相互作用来为离心分离机转子的角位置定位,该定位反向构件可与转子共同旋转。
还提出了一种将离心分离机转子定位成围绕离心分离机转子的旋转轴线一定角度的方法。该方法包括以下步骤:将可与离心分离机转子共同旋转的定位反向构件移到与定位构件相互作用的运行范围,该定位构件不可与离心分离机转子共同旋转;并通过定位构件和定位反向构件的相互作用来定位离心分离机转子。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,包括以下部件:可围绕转子轴线旋转的离心分离机转子,该转子适于可枢转地安装用于容纳生物材料的容器的容器保持器;用于容器保持器的枢转运动的第一止挡件;以及定位构件,该定位构件适于通过与容器保持器的定位反向构件的相互作用来将容器保持器保持成以一定偏转角抵靠于止挡件。
还提出了一种用于定位为用于容纳生物材料的容器的容器保持器的偏转角的方法,该容器保持器可枢转地安装在离心分离机转子中。该方法包括以下步骤:将定位构件移到与容器保持器的定位反向构件相互作用的状态;容器保持器与用于容器保持器的枢转运动的止挡件接触;以及通过定位构件和定位反向构件的相互作用来将容器保持器以一定的偏转角定位在止挡件处。
还提出了一种用于容纳生物材料的容器的容器保持器。该容器保持器适于用在离心分离机中、并包括用于保持容器的保持件和其形状构成为与定位构件配合的定位反向构件。由于该配合,就能对离心分离机中的容器保持器进行角位置和/或偏转角的定位。实际的止挡件通常安装在插入有容器保持器的离心分离机杯上。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:用于容纳生物材料的容器的保持器,该容器具有可识别性提高的至少一个容器部分;辐射源,该辐射源用于照射保持器上的记录区域,该记录区域与可识别性提高的容器部分关联;传感器,该传感器用于测量来自记录区域的辐射强度;以及评定单元,该评定单元设计成通过将测得的强度与限定阈值相比较来记录容器的存在与否。
还提出了一种探测容器保持器中是否存在容纳生物材料的容器的方法。该方法包括以下步骤:照射保持器中的记录区域,该记录区域与可识别性提高的容器的一部分关联;测量来自记录区域的辐射强度;通过测得的强度和限定的阈值之间的比较来记录容器存在与否。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,包括以下部件:用于容纳生物材料的容器的容器保持器;传感器单元,该传感器单元具有超声波源和超声波传感器;以及评定单元,该评定单元用于根据超声波传感器的感测数据确定容器的打开状态,并用于根据超声波传感器的感测数据并使容器打开来确定容器内物质存在的可能性。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:用于保持一批容器的器皿站;器皿站上的标记,该标记包含关于容器性质的信息;以及用于读取该标记的辐射传感器。
还提出了一种用于探测器皿站中容纳生物材料的容器的性质的方法。该方法包括以下步骤:照射器皿站上包含关于容器性质信息的第一标记;测量来自第一标记的第一辐射强度;以及根据测得的第一强度记录容器的性质。
还提出了一种用于检查离心分离机占位率的方法,离心分离机包括各用于生物材料容器的多个容器保持位置。该方法包括以下步骤:对于容器保持位置记录其中是否存在有容器;存储记录为存在于容器保持位置中的容器的总数;根据记录为存在于容器保持位置中的容器的总数,来确定用于将容器分布在容器保持位置中的至少一个条件;以及检查记录为存在于容器保持位置中的容器分布是否符合该条件。
本发明还涉及用于进行所揭示方法的装置,并还包括用于进行各个过程步骤的装置的各部分。这些过程步骤可通过硬件部件、通过使用适当软件的计算机程序、通过两者的结合或任何其它方式来进行。本发明还涉及上述装置据以运行的方法。它包括用于执行装置的每个功能的方法步骤。
在附图中示出、且在下文中会更详细地来描述示例说明本发明的一些实施例。在附图中:
图1a-c示出了一个实施例中具有汲液管设置工位且没有夹持单元的作业板的俯视图、汲液管设置工位的放大剖视图以及具有夹持单元和离心分离机盖开口的作业板的平面图;
图2a,b示出了具有图1c的作业板和壳体的实施例的立体图;
图3a-c示出了盖关闭、盖打开、去除了盖的盖挡片(flap)的一个离心分离机单元实施例的立体图;
图4示出了通过图3a的离心分离机单元的侧剖图;
图5a-c示出了悬挂在离心分离机的离心分离机转子中的容器保持器、以及用于容器保持器最大枢转角的止挡件;
图6示出了具有夹持器和汲取单元的、夹持器滑动件的实施例的立体图;
图7示出了图6的汲取单元的立体图;
图8示出了图6的夹持单元的立体图;
图9示出了图8的夹持单元的夹持器的立体图;
图10示出了一个容器保持器实施例的立体图;
图11a-d示出了一个容器保持器实施例的侧视图;
图12示出了一个实施例中的用于消耗材料的消耗物资站的立体图;
图13示出了用于加热和摇动的单元的一个实施例的立体图;
图14a,b分别示出了用于加热和摇动单元的一个实施例的侧视图和俯视图;
图15示出了一个实施例的传感功能和控制功能的简单图形表示;
图16示出了一个实施例的传感功能和控制功能的详细图形表示;
图17a,b示出了一个实施例的用于引导使用者的显像屏;
图18a,b示出了一个实施例的用于引导使用者选择、准备和运行程序的显像屏。
基本概念
此后描述的用于处理生物材料的装置允许或有助于用于处理生物材料的方法或程序步骤有效地运行。该装置较佳地执行以下有用方面中的一个或多个。
一个有用的方面是在离心分离机内运行一些过程步骤,且具体地说不仅是材料本身的离心分离步骤,而且还有不包括任何离心分离的其它步骤。在离心分离机中进行这些方法步骤的优点在于离心分离机的诸如用于材料容器的保持器之类的装置还可有效地用于其它程序步骤。同时,在某些情况下,可省却离心分离机外的相应设备。同时可减少转移到和转移出离心分离机的材料。同时,还可缩短行进距离。于是可节省时间并使交叉污染的风险最小。
为了在离心分离机中进行这些程序步骤,从离心分离机中的位置取出材料、将材料引入离心分离机中的位置或在离心分离机内不同位置之间转移材料也是有用的。为了该目的,有两种运送有用材料的方法,其中:
首先,如果材料是液体,则它可以是汲液管。为了该目的,该装置可具有汲液管单元(例如图7)。其次,可运送包含材料的容器。这种容器可以是任何所要求的类型。较佳的是它是柱体,例如离心分离机柱体(即单向回转柱体)或反应或收集容器,例如艾本德(Eppendorf)管或类似容器(即具有盖或没有盖的塑料容器)。为了例如将这种类型的容器从离心分离机内第一位置转移到离心分离机内或外部的第二位置,该装置可具有用于容器的可移动夹持器。
即使不使用离心分离机也可施行用于这些或类似的传送材料的方法。
还提出了夹持器的一些方面,与所示实施例无关。因此,提出了适于夹持和松开容纳生物材料的容器的夹持器。这种夹持器包括:可移动的夹持构件,以夹持和松开容器;夹紧件,该夹紧件适于夹紧夹持构件;提升件;以及用于提升件的驱动器,该驱动器适于驱动提升件的提升运动来移动夹持构件。
可选的是,夹紧件适于沿打开方向夹紧夹持构件。作为另一选择,提升件的提升运动沿着关闭方向移动夹持构件。或者,夹紧件适于沿关闭方向夹紧夹持构件。作为又一选择,提升件的提升运动沿打开方向移动夹持构件。
夹紧件还可选地适于夹紧夹持构件以松开容器。作为另一种选择,提升件的提升运动移动夹持构件以夹持容器。或者,夹紧件适于夹紧夹持构件以夹持容器。作为又一种选择,提升件的提升运动移动夹持构件以松开容器。
通常,夹持构件具有适于与容器的箍圈配合的凹口。夹持构件可选地是第一夹持构件,且然后夹持器还具有性质类似于第一夹持构件的第二夹持构件。还能够将夹持构件围绕枢转轴线可枢转地安装。在该情况下,夹持构件通常限定容器的中心轴线,且枢转轴线与中心轴线不同。
还提出了一种使用夹持器夹持容纳生物材料容器的方法。该方法包括以下步骤:产生提升件的提升运动;将提升件的提升运动转化成夹持构件沿关闭方向或用于夹持容器的运动,该运动方向与夹紧件施加在夹持构件上的力方向相反;以及使用夹持构件夹持容器。或者,例如如果夹持器在朝向容器内部的容器表面上夹持容器,则提升件的提升运动还可转换成夹持构件沿打开方向的运动以夹持容器。
还提出了一种通过夹持器松开容纳生物材料的容器的方法。该方法包括以下步骤:产生提升件的提升运动,该提升运动使夹持构件能够沿打开方向运动;产生夹持构件沿打开方向的运动以通过夹紧件松开容器;以及通过夹持构件松开容器。或者,提升件的提升运动还使夹持构件能够沿关闭方向运动,并可通过夹紧件产生夹持构件沿关闭方向的运动以松开容器。
还提出了一种操作容纳生物材料的容器的夹持单元。该夹持单元包括以下部件:可沿方向z移动的夹持构件;以及用于夹持容器的夹持器,该夹持器可相对于夹持构件从第一位置移动到第二位置;以及用于将夹持器从第一位置移动到第二位置的驱动件。
可选的是,夹持单元设计成将容器插入另一容器。可选的是,驱动器是电驱动器。可选的是,沿除了方向z之外的方向进行夹持器从第一位置到第二位置的移动。可选的是,沿垂直于方向z的方向进行夹持器从第一位置到第二位置的移动。可选的是,夹持器从第一位置到第二位置的移动是围绕枢转轴线的枢转运动。可选的是,该枢转轴线平行于方向z延伸。
还提出了一种用于自动处理来自样品材料、较佳的是样品流体的生物分子装置,它包括以下各构件:首先是离心分离机,该离心分离机包括用于可移除地容纳和保持过滤容器的至少一个第一开口、以及用于可移除地容纳和保持附加的、可选地密封容器的至少一个第二开口;以及至少一个操作单元,该操作单元包括用于将所述过滤容器从所述第一开口取出的装置,用于将所述过滤容器与所述附加容器结合的装置,从而使两容器可随着离心分离机共同旋转,并在过滤容器和附加容器的容积之间提供流体连接。
该操作单元可选地包含用于将所述过滤容器从所述第一开口移到附连到所述第二开口的所述附加容器上的装置。该操作单元还可选地包含用于围绕容器的中心线旋转所述过滤容器或所述附加容器的装置,该装置与所述过滤容器或所述密封容器同轴线。用于从所述第一开口取出所述过滤容器的装置可选地包括用于沿同轴方向将所述过滤容器与所述密封容器分开的第一电动机。用于将所述过滤容器放到所述附加容器上的装置包括用于将所述过滤容器移到所述附加容器的至少一个第二电动机。
还提出了一种用于操作容纳生物材料的容器的夹持单元。该容器具有可位于打开位置和关闭位置的盖。该夹持单元包括用于夹持和松开容器的夹持器、以及用于将盖保持在相对于容器的限定位置的盖保持器。该限定位置是盖的打开位置。
还提出了一种包括上述夹持单元的系统。该系统还包括离心分离机,且该夹持器适于将容器插入该离心分离机或将其从该离心分离机取出。
该容器可选地由塑料制成。盖可选地附连到容器上。可选的是,该夹持单元可沿垂直于作业板平面的方向z移动或可沿作业板平面的方向x-y移动。可选的是,该容器具有圆形截面,较佳的是直径小于2cm、1cm的圆形截面。盖可选地适于关闭容器的开口。该盖可选地通过连接件连接到容器。可选的是,该夹持器具有带凹槽的夹持构件,当由夹持器夹持该容器时盖的连接件可穿过该凹槽。可选的是,盖保持器包括盖的机械止挡件。可选的是,盖通过连接件压靠于机械止挡件。可选的是,夹持构件可移动以夹持和松开容器。可选的是,容器保持器是用于处理流体的装置。可选的是,盖保持器构造成当夹持构件夹取容器时盖保持器可沿着盖滑动或被引导。可选的是,该操作包括:将容器放入容器保持器,该容器保持器具有盖接收器;以及然后在放置过程中盖保持器适于将盖放置在该接收器内。可选的是,该操作包括:将容器从容器保持器取出,该容器保持器具有该接收器;以及然后在取出过程中盖保持器能够将盖从盖接收器取出。可选的是,盖接收器和盖保持器限定盖相对于容器的相同位置。
还提出了一种将容器运送到容器保持器或运送出容器保持器的方法,该容器包括附连到其上以关闭容器开口的盖。该方法包括以下步骤:通过夹持单元夹持或保持容器;将盖保持在相对于容器的限定位置,并通过夹持单元将容器移动到容器保持器中或移出容器保持器,同时保持盖相对于容器的限定位置。
用于运送容器的方法可选的是使用夹持单元将容器从容器保持器取出的方法,而将容器移入或移出容器保持器的步骤是通过夹持器将容器从容器保持器中取出。可选的是,将容器从容器保持器取出的步骤包括将盖从容器保持器的盖接收器取出。可选的是,容器保持器具有用于容器的盖的盖接收器,且然后将容器从容器保持器取出的步骤包括将盖从盖接收器取出同时又保持盖相对于容器的限定位置。
可选的是,用于运送容器的方法是一种使用夹持单元将容器放入容器保持器的方法,而将容器移入或移出容器保持器的步骤包括将容器放入或插入容器保持器。可选的是,将容器放入或插入容器保持器的步骤包括将盖插入容器保持器的盖接收器。可选的是,在保持盖的步骤中,通过夹持单元的盖保持器保持盖相对于容器的限定位置。可选的是,为了放置容器,该通过夹持单元松开容器。该容器可选地具有圆形截面,较佳的是直径小于2cm或1cm的圆形截面。
可选的是,容器保持器具有用于容器的盖的盖接收器,且然后将容器插入容器保持器的步骤包括将盖插入盖接收器,同时又保持盖相对于容器的限定位置。
还提出了使用夹持单元将容器从第一容器保持器转移到第二容器保持器的方法,它包括以下步骤:如前段所述将容器从第一容器保持器或从第一容器保持器的第一保持位置取出,并如前段所述将容器插入第二容器保持器或第二容器保持器的第二容器保持位置。具体地说,将容器从第一容器保持器的第一保持位置转移到第二容器保持器的第二保持位置。第一和第二保持位置一般是不同的。第一保持位置和第二保持位置也以是同一的容器保持器或不同的容器保持器。
还提出了一种用于容纳生物材料的容器的容器保持器,该容器具有附连到其上的盖以关闭容器的开口。该容器保持器适于用在离心分离机中、并包括用于保持容器的至少一个保持件和用于保持附连到容器的盖的至少一个盖接收器,该盖接收器的形状做成用于容器的夹持单元的盖保持器能够触及盖。
可选的是,容器保持器安装在离心分离机内。可选的是,容器保持器可枢转地安装在离心分离机内,例如可枢转地安装在离心分离机转子内。该盖可选地打开,即在盖的打开位置。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:适于保持容纳生物材料的容器的容器保持器,该容器具有附连到其上以关闭容器开口的盖;以及用于容器的盖保持器或夹持单元,用于将盖保持在相对于容器的限定位置;该容器保持器具有用于保持附连到容器上的盖的盖接收器,该盖接收器使盖保持器能够触及盖。该装置还可选地包括离心分离机,该容器保持器适于用在离心分离机中。
在这前两段中描述的容器保持器或装置中,盖保持器触及盖可选地包括盖保持器与盖的机械接触。盖接收器中的凹槽可选地使盖保持器能够触及盖。该装置可选地设计成使得当该装置的夹持器夹持容器时实现盖保持器触及盖。
该容器可选地由塑料制成。该盖可选地附连到容器上。该容器可选的是圆形横截面、且较佳的是直径小于2cm、1cm的圆形横截面。该盖可选地适于关闭容器的开口。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器、以及用于将容器插入容器保持器的夹持器。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器、以及用于将容器从容器保持器取出的夹持器。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:具有可旋转离心分离机转子的离心分离机,该可旋转离心分离机转子具有用于保持生物材料容器的至少一个容器保持器以及用于将容器从容器保持器的第一保持位置转移到容器保持器的第二保持位置的夹持器。可选的是,第一和第二保持位置是不同的。第一和第二保持位置可以在同一的容器保持器中或在不同的容器保持器中。
在这些装置中,夹持器可选地设计成通过与突出的容器部分配合来夹持容器。该夹持器可选地用于具有开口或主开口并具有突出的容器部分的容器,且然后夹持器设计成在远离容器开口的突出容器部分的一侧夹持该容器。可选的是,夹持构件包括适于与容器的箍圈配合的凹口,且该容器较佳地适于配合在箍圈的远离容器开口的一侧内。该容器可选地用于容纳生物材料。该容器保持器可选地可枢转地安装在离心分离机转子内。该夹持器可选地包括用于定位容器保持器的角位置和偏转位置的定位构件。可选的是,通过定位构件与定位反向构件的相互作用来实现定位。用于定位偏转位置的定位构件可选地设计成和用于容器保持器的止挡件协作,例如和可与离心分离机转子共同旋转的止挡件协作。可选的是,夹持器包括以下部件:可移动以夹持和松开容器的夹持构件;适于夹紧夹持构件的夹紧件;提升件;以及用于提升件的驱动器,该驱动器用于驱动提升件的提升运动,由此移动夹持构件。该转移可选地包括容器的旋转运动。容器保持件可选地可从离心分离机取出。
夹紧件可选地适于沿开口方向夹紧夹持构件。提升件的提升运动可选地沿关闭方向移动夹持构件。夹紧件可选地适于沿关闭方向夹紧夹持构件。提升件的提升运动可选地沿打开方向移动夹持构件。夹紧件可选地能够夹紧夹持构件以松开容器。提升件的提升运动可选地移动夹持构件以夹持容器。夹紧件可选地能够夹紧夹持构件来夹持容器。提升件的提升运动可选地移动夹持构件来松开容器。
容器保持器可选地可移动地安装在离心分离机转子内。在该情况下,定位装置可选地能够在插入/取出/转移期间阻止或限制容器保持器的运动。可选的是,直接进行转移,即夹持器在从第一保持位置取出到插入第二保持位置之间的整个期间保持容器。在转移期间,可选地还有第三保持位置,且该装置还可另外在第三保持位置和第一或第二保持位置之间转移容器。夹持构件可选地包括至少一个凹口,该凹口适于配合在容器的箍圈内。该夹持构件可选地是第一夹持构件,且该夹持构件还包括第二夹持构件,第二夹持构件的性质类似于第一夹持构件。该夹持器可选地可枢转地围绕枢转轴线安装。该夹持构件可选地限定容器的中心轴线,且然后该枢转轴线不同于中心轴线。
还提出了一种通过夹持器将容器放入离心分离机转子中容器保持器内的方法,其中容器保持器具有用于容器的保持位置。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于保持位置的位置;移动夹持器以将容器放入保持位置;以及通过夹持器松开容器。
还提出了一种通过夹持器将容器从离心分离机转子中的容器保持器取出的方法,其中容器保持器具有用于容器的保持位置。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于保持位置的位置;通过夹持器夹持该容器;以及移动该夹持器以将容器从保持位置取出。
还提出了一种通过夹持器将容器从离心分离机转子中容器保持器的第一保持位置转移到离心分离机转子中容器保持器的第二保持位置的方法。该方法包括以下步骤:将夹持器移到相对于第一保持位置的位置;通过夹持器夹持容器;移动容器,以将容器从第一保持位置取出;将夹持器移到相对于第二保持位置的位置;移动夹持器,以将容器放入第二保持位置;以及通过夹持器松开容器。
可选的是,上述方法包括这样的步骤:调节容器保持器围绕离心分离机转子的旋转轴线的预定旋转角。在取出和/或在插入过程中,夹持器和夹持构件可选地沿方向z共同移动,且在容器相对于第二保持位置定位期间,夹持器可选地相对于夹持构件移动。此外,该方法可选地包括固定角位置或偏转角的步骤。例如,可通过使夹持器的定位构件与容器保持器的定位反向构件相互作用来固定容器保持器的偏转角;容器保持器与用于容器保持器枢转运动的止挡件接触;以及通过定位构件和定位反向构件的相互作用以一定的偏转角将容器保持器固定在止挡件处。用于容器保持器的枢转运动的止挡件可选地可与离心分离机转子共同旋转。保持位置可选地位于可从离心分离机取出的容器保持器中。
夹持容器的步骤可选地包括以下部分步骤:产生提升件的提升运动;将提升件的提升运动转化成夹持构件沿关闭方向或沿打开方向的运动,以夹持该容器,其中运动方向与夹紧件施加在夹持构件上的力的方向相反;以及因此通过夹持构件夹持该容器。
松开容器的步骤可选地包括以下部分步骤:产生提升件的提升运动;其中该提升运动使夹持构件能够沿打开方向运动,产生夹持构件沿打开方向或沿关闭方向的运动以通过夹紧件松开容器,并因此通过夹持构件松开容器。
夹持容器的步骤可选地包括在远离容器的开口或主开口的容器的突出部分的一侧夹持该容器。
在容器相对于第二保持位置定位期间,该夹持器可选地相对于夹持构件沿不同于方向z的方向移动。在容器相对于第二保持位置定位期间,该夹持器可选地相对于夹持构件在垂直于方向z延伸的平面上移动。在容器相对于第二保持位置定位期间,该夹持器可选地相对于夹持构件围绕平行于方向z的轴线枢转。可选的是,第一和第二保持位置是不同的。它们可以在同一的容器保持器内或不同的容器保持器内。该夹持器可选地配合在容器的突出部分内。
对于上述用于运送材料的方法,固定和/或定位离心分离机和安装在其中的容器保持器是有用的,从而使流体能够有控制地转移并防止例如在离心分离机中的容器自动转移过程中不合要求的运动。其中这种运动可以是离心分离机转子围绕其转子轴线的旋转或离心分离机转子中的容器保持器围绕其枢转轴线枢转。
因此提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置具有以下部件:可围绕转子轴线旋转的离心分离机转子,用于离心分离机转子的驱动器,以及不可与离心分离机转子共同旋转的定位构件,该定位构件用于通过与定位反向构件相互作用来定位离心分离机转子的角位置,其中定位反向构件可与该转子共同旋转。
可选地通过定位构件和定位反向构件之间的机械配合来进行角位置的定位。离心分离机转子可选地适于接纳用于容纳生物材料的容器的容器保持器。定位反向构件可选地安装在容器保持器上或离心分离机转子上。可选的是,该装置包含用于探测离心分离机或离心分离机转子的角位置的装置。然后定位构件可根据探测到的角位置校准,使得定位构件位于定位反向构件的操作范围内。定位构件可选地还适于定位容器保持器的偏转角,如下文所述的那样。该离心分离机转子可选地适于可枢转地安装用于容纳生物材料的容器的容器保持器并具有用于容器保持器的枢转运动的止挡件。然后该定位构件能够通过与定位反向构件的相互作用将容器保持器以一定偏转角保持在止挡件处。
定位构件可附连到夹持单元的夹持构件以夹持容器。或者该定位构件还可附连到例如汲取单元上。该定位可选地使角位置能够调节到0.1°的精确度。该装置可选地还包括用于大概地定位离心分离机转子的装置,该装置能够以1.5°的精确度来调节角位置。该装置还可选地包括用于探测离心分离机转子的角位置的装置,例如能够以1°的精确度探测离心分离机转子的角位置的装置。该驱动器可选地是电驱动器,较佳地是感应电动机,即异步电动机。该定位构件可选地包括长钉,且然后定位反向构件包括用于长钉的凹槽。该定位构件可选地附连到夹持构件,而能够用夹持器来得以触及容器保持器的容器保持位置。该定位构件可选地沿方向z弹性地安装在夹持构件上。该弹性安装可选地使定位构件的行程大于容器的长度。该容器可选地具有圆形横截面,且较佳地由塑料制成。定位构件可选地设置在相对于容器保持器的保持位置的固定角度。该装置可选地包括多个定位反向件,较佳地多于3、多于6或多于10个定位反向件。
还提出了将离心分离机的离心分离机转子定位成围绕离心分离机转子的旋转轴线的旋转角的方法。该方法包括以下步骤:将可与离心分离机转子共同旋转的定位反向件移到与定位构件相互作用的操作范围,该定位构件不与离心分离机转子共同旋转,且离心分离机转子通过定位构件与定位反向构件的相互作用来定位。
定位反向构件可选地移入与定位构件相互作用的操作范围,且通过选择离心分离机转子以角度间隔围绕其旋转轴线的角位置,使得定位反向构件在其操作范围内。
可选地通过以下步骤将定位构件移到与定位构件相互作用的操作范围:探测离心分离机转子围绕其旋转轴线的角位置并根据所探测的角位置校准该定位构件,使得该定位构件位于操作范围内。
通过离心分离机转子的定位,可选地确定离心分离机转子中的容器的保持位置围绕离心分离机转子的转子轴线的旋转角。该相互作用可选的是机械配合或磁性相互作用。通过该定位,可选地确定离心分离机转子围绕其转子轴线的旋转角。在定位离心分离机中容器保持器的旋转角的同时,可选地定位或固定容器保持器的偏转角。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,包括以下部件:离心分离机转子,该离心分离机转子可围绕转子轴线旋转,并适于可枢转地安装用于容纳生物材料的容器的容器保持器;第一止挡件,该第一止挡件用于容器保持器的枢转运动;以及定位构件,该定位构件适于通过与容器保持器的定位反向构件的相互作用以一定的偏转角将保持容器保持器而抵靠于止挡件。
还可将容器保持器的枢转运动大致指定为摆动或偏转运动,因为该运动大致限定偏转角。
通过上述用于角度定位的定位构件可选地来进行定位。该离心分离机转子可选地还包括用于由离心分离机转子的离心力引起的枢转运动的第二止挡件。第一和/或第二止挡件可选地安装在离心分离机转子上或能够与其共同旋转。可通过将压容器保持器压靠于该止挡件可选地实现该定位。该止挡件可选地限制与由离心分离机转子的离心力产生的参照枢转运动相反的、容器保持器的枢转运动。可选地发生围绕基本上水平的轴线的枢转运动。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下构件:可围绕转子轴线旋转的离心分离机转子,该离心分离机转子用于可枢转地安装用于容纳生物材料的容器的容器保持器,该容器保持器包括定位反向构件、用于容器保持器的枢转运动的止挡件、以及适于通过与定位反向构件相互作用使容器保持器与止挡件接触的定位构件,通过该接触定位或固定容器保持器的偏转角。
还提出了一种定位用于容纳生物材料的容器的容器保持器的偏转角的方法,该容器保持器可枢转地安装在离心分离机转子内。该方法包括以下步骤:将定位构件移到与容器保持器的定位反向构件相互作用的状态;该容器保持器与用于容器保持器的枢转运动的止挡件接触;以及通过定位构件与定位反向构件的相互作用在止挡件处定位容器保持器的偏转角。该偏转角还称为枢转位置。
可选地使用上述用于角度定位的定位构件进行该定位。可选地通过将容器保持器压靠于安装在离心分离机转子上的止挡件来进行该定位。
还提出了一种用于容纳生物材料的容器的容器保持器。该容器保持器适于用在离心分离机中、并包括用于保持容器的保持部件和构造成与定位构件配合的定位反向构件。该配合能够定位离心分离机中容器保持器的角位置和/或偏转角。
该容器保持器可选地还包括适于将容器保持器连接到离心分离机的连接件。该连接件可选地限定枢转轴线。定位反向构件和容器保持器的中心之间的距离可选地大于定位反向构件和容器保持器边缘之间的距离。定位反向构件可选地包括用于容纳定位构件的空腔。定位反向构件和定位构件之间的配合可选地适于防止沿至少一个平面的各方向的、定位反向构件和定位构件之间的相对运动。空腔的横截面可选地朝向空腔内部减小。空腔的一边缘的两相对点之间的距离可选地小于定位构件可插入空腔的深度或行进深度。该容器保持器可选地是用于处理液体的装置。
还提出了用于处理生物材料的装置,包括以下部件:离心分离机;离心分离机内的容器保持器,该容器保持器具有用于保持容纳生物材料的容器的保持件;以及定位构件。该容器保持器包括形状构造成通过与定位构件配合来定位离心分离机中容器保持器的角位置和/或偏转角的反向定位构件。
如果该装置方便操作也是有用的。例如,有用的是提供该装置的前部或一些其它易于触及的部分来供应可消耗材料并用于去除用过的可消耗材料。具体地说,将该部分形成为可去除或拉出部分是有用的,例如是抽屉或多个抽屉的形式。
如果该装置能够在早期阶段探测典型的运行或装载差错也是有用的。例如,检查使用者输入的彼此之间的以及其与所选程序的一致性是有用的。检查可消耗材料(例如处理流体的、容器和/或汲取管)的装载的彼此之间的以及其与所选程序的一致性也是有用的。
使使用者的指引尽可能简单,从而能够在尽可能少、尽可能直观的输入步骤之后开始该过程也是有用的。例如,提供使用图形显示的结构菜单指引是有用的。可通过通常省略的可选子菜单来将菜单指引导设计成使具有几乎不需要改变的输入区域。如果该装置存储最后所用的或通常使用的设定并将这些设定提供给快速访问也是有用的。
使该装置灵活地适应多种不同的程序也是有用的。具体地说,如果可支持“结合-洗涤-洗提”或其它程序的宽光谱也是有用的,诸如由恰根公司所提供的那样。如果通过软件升级可增加用于处理生物材料的其它程序或如果存在可嵌入程序也是有用的。如果该装置能够识别用于调查的多个样品(批量)和/或灵活地支持它们也是有用的。
调节离心分离机的温度、且尤其是将离心分离机冷却也是有用的。为了该目的,提出了用于离心分离生物材料的离心分离机,该离心分离机包括以下部件:器皿、用于器皿的盖子、设置在器皿内的离心分离机转子、用于离心分离机转子的驱动器、用于冷却盖子的第一冷却装置和用于冷却器皿的第二冷却装置。
第一冷却装置可选地是用于通过冷却气体冷却器皿的冷却装置。该装置可选地包括用冷却气体冲洗器皿的冲洗装置。第一冷却装置的冷却气体可选地是外界空气。
第二冷却装置可选地包括用冷却气体冲洗器皿的外表面的冲洗装置。第二冷却装置的冷却气体可选地是环境空气。可选的是,第二冷却装置可独立于离心分离机转子的驱动器进行控制,和/或第二冷却装置还设计成冷却驱动器。
可选的是,第一和第二冷却装置是不同的。可选的是,第一和/或第二冷却装置包括多个冷却肋。可选的是,多个冷却肋水平和/或垂直布置。可选的是,第一和/或第二冷却装置是主动型冷却装置。可选的是,冲洗装置或第一和/或第二冷却装置的装置各包括通风设备。可选的是,盖子适于较佳地从器皿外部关闭器皿内部。可选的是,该器皿设计成当盖子关闭时,冷却气体可不再流入器皿内部或第一和/或第二冷却装置的冷却气体不能流入器皿内部。
还提出了一种在离心分离机中离心分离生物材料的方法。该方法包括以下步骤:将物材料装入离心分离机转子;用盖子关闭离心分离机的器皿;通过驱动器使离心分离机转子围绕转子轴线旋转;以及冷却器皿并冷却盖子。
可选的是,通过使用冲洗装置用冷却气体冲洗离心分离机器皿的外表面来进行离心分离机器皿的冷却。可选的是,不用冷却气体冲洗离心分离机器皿的内表面或离心分离机器皿的内部。可选的是,冲洗装置独立于该驱动器。可选的是,离心分离机转子设置在离心分离机器皿内。
此外,还提出一种离心分离机,该离心分离机包括以下部件:离心分离机器皿、布置在离心分离机器皿内部的离心分离机转子;用于离心分离机器皿的盖子;以及使用环境空气冷却盖子的装置。该装置限定从离心分离机器皿内部分离的环境空气的流路。
可选的是,用于冷却盖子的装置包括用环境空气冲洗盖子的冲洗装置。可选的是,盖子具有内部区域,且流路穿过盖子的内部区域。可选的是,多个冷却肋设置在盖子的与流路热接触的区域。可选的是,冷却肋沿流路的流动方向对齐。可选的是,盖子包括用于从离心分离机内部除热的装置。可选的是,环境空气处于环境温度下。可选的是,用于冷却盖子的装置包括用于使吸入的环境空气的速度曲线平坦的的装置,较佳地使用切割成一定角度并折回不同程度的冷却肋边缘。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括所述离心分离机之一,即装备该离心分离机以控制其温度,尤其是用于冷却离心分离机。
还提出了一种用于冷却离心分离机的方法。该离心分离机具有离心分离机器皿、设置在离心分离机器皿内部的可旋转离心分离机转子、以及用于离心分离机器皿的盖子。该方法包括以下步骤:取得环境空气并将环境空气沿着与离心分离机器皿内部分开的流路沿着盖子通入环境空气。可选的是,该方法在所述离心分离机之一中进行,即装备用以控制其温度的离心分离机中。
还提出了一种用于离心分离生物材料的方法,包括以下步骤:将生物材料装入离心分离机;通过驱动器使转轮在离心分离机的离心分离器皿中围绕转子轴线旋转;以及用冷却剂冲刷驱动器和离心分离机器皿的外表面。
除了所述实施例,还提出了离心分离机的其它方面。具体地说,提出了一种用于离心分离生物材料的离心分离机,该离心分离机包括以下部件:可围绕转子轴线旋转的转轮,用于容纳至少一个生物材料容器;离心分离机器皿;以及可围绕转子轴线旋转的防护物,该防护物设置在转轮和离心分离机器皿之间,转轮的外边界的高度小于容器或容器的容器保持器的上边缘在离心分离过程中占据的位置的高度。
还提出了一种用于确定容器内物质的表面高度的方法。该物质可选的是液体,但也可以是例如粉末的其它物质。该方法包括以下步骤:通过辐射源照射容器中的物质表面;通过辐射计测量来自物质表面的辐射;根据辐射计测得的辐射,将辐射源、辐射计和容器移到彼此隔开的位置,使得:
-物质表面的垂线和从辐射源到物质表面的第一光束之间的第一角基本上等于
-物质表面的垂线和从物质表面到辐射计的第一光束反射的射束之间的第二角;
以及根据辐射源、辐射计和容器的空间关系确定物质的表面高度。
可选的是,该照射通过射束直径范围在0.3mm至3cm之间、较佳的是1mm至6mm之间、例如约3mm的射束来进行辐射。可选的是,该表面是空气与液体之间的界面。可选的是,辐射源和辐射计容纳在同一的壳体内。可选的是,辐射源和辐射计在光传感器内。可选的是,将辐射源、辐射计和容器移到彼此的空间关系包括使辐射源倾斜。可选的是,可考虑由粘附力引起的液体表面的曲率。可选的是,使用第一和第二角相同来确定物质表面的高度。
还提出了一种用于处理生物材料的装置。该装置包括用于容纳物质容器的容器保持器、以及用于确定容器中物质表面高度的填充水平计量器。该填充水平计量器包括:用于照射物质表面的辐射源;用于测量来自物质表面的辐射的辐射传感器;定位装置;以及控制单元。该控制单元装备成可根据辐射计测得的辐射将辐射源、辐射计和容器移到相对彼此的空间关系,使得
物质表面的垂线和从辐射源到物质表面的第一光束之间的第一角基本上等于
物质表面的垂线和从物质表面到辐射计的第一光束反射的射束之间的第二角;从而
根据辐射源、辐射计和容器的空间关系确定物质的表面高度。
可选的是,填充水平计量器的光学传感器或光传感器还适于定位可移动传感器单元或确定容器的存在,如本申请所述那样。
此外,还提出了一种用于处理生物材料的装置。该装置包括:附连有光学传感器和超声波传感器的可移动单元;用于根据光学传感器的感测数据探测液体器皿保持器中液体器皿的存在与否的装置;以及用于根据超声波传感器的感测数据确定容纳在液体器皿中液体的填充水平的装置。
独立于所述实施例,还提出了传感装置的其它方面。因此,提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:用于容纳生物材料容器的保持器,该容器具有可识别性提高的至少一个容器部分;用于照射保持器上记录区域的辐射源,该记录区域与可识别性提高的容器部分相关联;用于测量来自记录区域辐射强度的传感器;以及评定单元,评定单元装备用以通过运行测得的强度与限定的阈值之间的比较而记录容器的存在与否。
该容器可选的是离心分离机容器、过滤容器、收集容器或汲取管末端。该离心分离机容器和收集容器、例如所谓的回转管或艾本德管,通常具有用于将材料汲取到容器内或汲取出容器的主开口并可选地具有盖子。该离心分离机容器通常还具有设置在离心分离机容器的与主开口相反一侧上的出口开口。可识别性提高的容器部分可选的是隔膜、过滤器、过滤器隔膜、容器的盖铰链和/或盖子。
该传感器可选的是可动的。然后该装置可适于通过照射装置上的调节标记并通过测量来自调节标记的辐射来确定传感器的位置。然后传感器的运动沿至少一个方向、较佳的是沿两个方向与用于容器的夹持器或用于容纳汲取管末端的汲取单元的运动相联接。
该传感器可选地能够确定容器中填充物质的存在或填充水平,如下文所述。来自保持区域的辐射可选的是来自辐射源的反射的辐射。高辐射通常是电磁辐射并较佳地在可见光范围或在红外线光谱范围。该评定单元可选地设计成对低于阈值的所测强度记录为无,并对于高于阈值的所测强度记录为有。
可选的是,使用直径为可识别性提高的容器部分的范围的0.3倍至1.3倍之间的光点来进行该照射。辐射源和传感器可选地可一起移动。然后该装置还包括用于相对于保持区域定位辐射源和传感器的定位装置。
来自辐射源的辐射可选地具有约3mm的光点直径。可识别性提高的容器部分可选地具有至少3mm×3mm的面积。可识别性提高的容器部分通常是容器的有无之间信号差和强度差增大的容器部分。
还提出了用于探测容器保持器中容纳生物材料的容器存在与否的方法。该方法包括以下步骤:照射保持器中的记录区域,该记录区域与容器的可识别性提高的容器部分关联;测量来自记录区域的照射强度;通过所测得强度和限定的阈值之间的比较来记录容器的存在与否。
通过可动传感器单元可选地进行照射和测量,且该方法处理上述步骤还可选地包括以下步骤:相对于容器保持器设置传感器单元。可选的是,通过照射装置上的调节标记并通过测量来自调节标记的辐射来确定传感器单元的位置。
还提出了用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:用于容纳生物材料的容器的容器保持器;具有超声波源和超声波传感器的传感器单元;以及评定单元,该评定单元根据来自超声波传感器的感测数据确定容器开口的状态,并用于在容器打开时根据超声波传感器的感测数据确定容器中物质的存在可能性。
该物质可选地是流体。该评定单元可选地适用于或设置成用于能够根据超声波传感器的感测数据来确定物质的填充水平。该评定单元可选地适于或设计成用于通过测量发出超声波信号和由物质表面反射超声波信号之间的运行时间来确定物质的填充水平。该传感器单元可选地为可动的、并还包括:辐射传感器,以及根据辐射传感器的感测数据相对于容器定位传感器单元的定位装置。该辐射传感器可选地适于确定容器的存在。该确定可使用例如本发明中别处(例如下一页)描述的确定容器存在的方法来进行。
还可选地提出:容器具有可识别性提高的至少一个容器部分;以及传感器单元具有用于照射保持器上记录区域的辐射源,记录区域与可识别性提高的容器部分相关联。然后辐射传感器适于测量来自记录区域的辐射强度,并装备评定单元以通过进行所测得强度和所限定阈值之间的比较来记录容器的存在与否。
还提出了一种用于处理生物材料的装置,该装置包括以下部件:用于保持一批容器的器皿站;器皿站上的标记,该标记包含关于容器的性质的信息;以及用于读取该标记的辐射传感器。
该标记可选的是突出超过器皿站边缘的构件。该标记可选地包括与器皿站整体形成的至少一个标记构件。该标记可选地包括至少两个标记构件,各编码有二进制信息,即是/否信息。该器皿站可选地构造成使得它可以相对于装置的各种定向设置并可插入该装置。该标记可选地构造成使得标记的读取与从各种定向中所选定的特定定向无关。
该器皿可选地包含多个保持位置,各用于一个容器,且然后光学传感器适于探测该多个保持位置的各保持位置中的容器的存在。以下段落中所述的方法可用于该确定。
可选的是,该器皿站包含辐射源。该辐射源可用于此后描述的以下一个或多个功能:照射记录区域;照射标记构件。可选的是,该器皿站还包含:多个保持位置,各用于一个容器,所述容器具有可识别性提高的至少一个容器部分;辐射源适于照射记录区域,该记录区域与可识别性提高的特定容器部分相关联,辐射传感器还可选地适于测量来自记录区域的辐射强度;以及评定单元,该评定单元装备用以通过进行所测得强度和所限定阈值之间的比较来记录容器的存在与否。
这些容器可选地是汲取管末端。所述容器的性质可以例如是汲取管末端的收集容积或汲取管末端的材料或包含在汲取管末端内的材料。光学传感器可选地是光传感器。与辐射源一起的可选的是光传感器的一个部件。该辐射源可选地是适于照射标记的标记构件,且该装置能够通过辐射源照射标记构件来读取该标记,以通过传感器来测量来自标记构件的辐射强度,并且将所测得的强度与该强度的给定阈值作比较。
还提出了用于探测在器皿站中容纳生物材料的容器性质的方法。该方法包括以下步骤:照射器皿站处的第一标记,该标记包含关于容器性质的信息;测量来自第一标记的第一辐射强度;以及根据测得的第一强度记录容器的类型。
可选的是,照射器皿站处的第二标记,该标记包含关于容器的性质的信息;测量来自第二标记的第二辐射强度;以及根据测得的第一和第二强度记录容器的性质。
还提出了用于检查离心分离机的占位率的方法,该离心分离机具有多个容器保持位置,各用于一个生物材料容器。该方法包括以下步骤。对于容器保持位置记录其中是否存在有容器;存储记录为存在于容器保持位置中的容器的总数量;根据记录为存在于容器保持位置中的容器的总数量,对容器保持位置中的容器的分布确定至少一个条件;以及检查记录为存在于容器保持位置中的容器的分布是否满足条件。样品容器位置可选地布置在样品容器的搅拌器和/或加热器中。
还提出了用于检查离心分离机的占位率的方法,该离心分离机具有多个容器保持器。该容器保持器各与至少一个容器保持位置关联,各容器保持位置用于至少一个生物材料容器。对于各容器保持器,将相关容器保持位置中不存在容器规定为空状态,将任何相关容器保持位置中存在至少一个容器规定为满状态。该方法包括以下步骤:对于容器保持器记录它们是否是空或满;存储满的容器保持器的分布和总数;根据存储的总数,对满的容器保持器的适当分布确定至少一个条件;以及检查存储的满容器保持器的分布是否符合条件。可选的是,还存储容器保持位置中存在的容器的总数量。
在这些方法中,容器保持位置可选地可与离心分离机转子共同旋转。
在这些方法中,传感器可选地记录容器保持位置中是否存在有容器;以及该方法还包括通过传感器记录样品容器位置中样品容器的数量。这些方法可选地还包括检查样品容器的数量是否能与记录为存在的容器的总数量一致,即两个数是否一致或样品容器的数量是否对应于容器保持位置组的数量。
这些方法还可选地包括建立对一个样品容器分配一个容器保持位置的关联的步骤。在该情况下,该关联可选地为各样品容器分配记录为存在有容器的容器保持位置,或为样品容器分配一组容器保持位置,其中容器记录为存在于一组的至少一个容器保持位置中。通常通过发布指令来建立这种关联以将样品容器移到与容器保持位置关联的样品容器位置。可选地通过常用的指定来将该样品容器位置分配给容器保持位置。由于样品容器位置在样品容器工位中的布置对应于容器保持位置在离心分离机中的布置,就能可选地将该样品容器位置分配给容器保持位置。通过绘制出将相应的容器保持位置分配给样品容器的样品容器位置的表格来可选地建立该关联。
还提出了用于检查处理样品的装置的占位率的方法。该方法包括以下步骤:记录准备有待处理样品的样品容器的数量;根据准备的样品容器的数量来确定用于处理样品的可消耗材料的必要数目和/或数量;确定装置中存在的可消耗材料的数目和/或数量;以及将装置中存在的可消耗材料的数目和/或数量与所需要的可消耗材料的数目和/或数量相比较。
可选的是,容器保持位置可与离心分离机转子共同旋转。可选的是,根据协议确定可消耗材料的必要数目和/或数量。可选的是,从包括容器、特定汲取管末端、过滤容器(例如回转管)、以及收集容器(例如所谓的艾本德管)的一组中选择可消耗材料。可选的是,可消耗材料还包括生物物质,例如生物流体、酶和/或缓冲液体。可选的是,从确定可消耗材料的实际状态来构成,对使用者的参照标准以形成所要求的状态。
还提出了具有用于保持多个容器保持器的转子或用于处理液体的装置的离心分离机。在离心分离期间,即在转子围绕转子轴线旋转期间,各容器保持器能够保持第一容器。该离心分离机还包括能够从相应容器保持器取出第一容器的操作单元。具体地说,当容器保持器在离心分离机中时可进行该操作。此外,操作单元可将第一容器联接到第二容器或至少部分插入第二容器,第二容器保持在容器保持器中。可选的是,夹持器可沿x和y方向运动,与汲取单元一起沿x和y方向的运动,和/或沿z方向运动。沿方向z的运动通常与汲取单元无关。该夹持器可旋转,并可重新定位容器保持器中的容器。该重新定位通常包括使夹持器旋转。
还提出了用于在离心分离机中处理生物材料的方法。该离心分离机单元包括具有可旋转离心分离机转子的离心分离机、设置在离心分离机转子中的容器保持器和其中保持容纳生物材料容器的第一保持位置、以及具有夹持器的夹持单元。该方法包括用于将容器从第一保持位置取出的以下步骤:定位夹持器以接近第一保持位置;通过夹持器夹持该容器;以及移动夹持器以通过夹持器从容器保持器取出该容器。
该方法可选地包括定位旋转位置或阻止离心分离机的旋转运动的附加步骤。可选的是,容器保持器可枢转地安装在离心分离机转子中,且该方法包括阻止容器保持器在离心分离机转子中枢转运动的附加步骤。
说明书的前述和以下部分描述了用于处理生物材料的装置中可使用的单个构件和方法。所示单个构件和方法的说明基本上与用于处理生物材料的装置无关,除非具体说明与此相反。因此,单个构件和方法可以本文装置中所示的多种方式组合或者可彼此独立或与装置独立而不同地使用。
各方面的说明
作为整体的系统的各部分的概括
图1a示出了本发明实施例的作业平台2的平面图。示出对于进行用于处理生物物质的程序的多个步骤有用的多个模块。图1a中示出以下模块:
-用于离心分离生物材料的离心分离单元200(见图3a至5);
-用于废品、例如用于用过的汲取管末端的丢弃站740;
-用于进行用于生物物质(见图12)的程序的各步骤的各种可消耗材料的可消耗物品站700;其中可消耗物品站700包括用于保持具有缓冲液体的器皿的器皿站710以进行各程序步骤。用于可消耗材料的可消耗物品站700还包括用于容纳穿过汲取单元的汲取管末端的汲取管末端工位720和用于进行各程序步骤的其它流体的其它器皿。
-用于加热和/或搅拌生物材料和/或其它液体的加热器/搅拌器600(见图13和14)。加热器/搅拌器可用于例如进行溶解步骤。
-用于用户引导或用于输入和输出其它信息的显示器910。
所示单个构件布置成尽可能远的模块。它们可单独安装在作业平台上或从作业平台取出且较佳的是可插入的。通过插入连接设置用于电源或用于控制单个模块的附加连接。为了使单个模块易于更换,较佳的是各模块占据作业平台下面的空间,各模块基本上对应于作业平台上示出的它们的横截面,从而使它们可垂直地推入。但是由于空间的原因,对于作业平台下方的单个模块来说占据比作业平台上示出的横截面多或少的空间也可能是有利的。
作业平台的模块构造提出不同于单个模块的构造的替代性实施例。这样,可考虑专用空间需求。此外,也可能有省略单个模块的替代性实施例,如图1a所示。因此,例如,如果不需要进行这些步骤的话,可能有省略用于进行溶解步骤的加热器/搅拌器600的实施例。类似地,可增加用于进行其它处理步骤或用于更好地进行已得到帮助的处理步骤的替代性模块。其它模块的实例包括:UV灯;用于加热器/搅拌器的主动型冷却;用于自动装载可消耗材料的装置,诸如容器保持器、容器,缓冲液体和其它处理流体;用于分析所处理流体的分析模块;用于处置用尽的可消耗材料的装置;以及其它模块。
图1c中示出用于处理生物材料的装置的作业平台的另一平面图。与图1a相反,在图1c中所示的平面图中,为了说明的目的而已去除了离心分离机200的离心分离机盖240。这意味着设置在其中的离心分离机转子212和容器保持器120是可见的。此外,用于冷却离心分离机盖的冷却系统的空气入口253和空气出口通道255是可见的。此外,用于打开和关闭离心分离机盖的机构260和用于将离心分离机盖固定到关闭位置的构件268是可见的。参照图3b和5来更详细地描述这些构件。
此外,示出了夹持单元400、汲取单元500和用于移动夹持器和汲取单元的托架系统300。该托架系统300(还见图6)包括X-轨道312(即轨道的方向定义坐标系的方向X的方向)和Y-轨道314,X-轨道312固定地附连到该装置、例如装置的后壁上。Y-轨道的一端通过滑动件318安装在X-轨道上,使得Y-轨道可通过滑动件318沿X方向的X-轨道312滑动而移动。Y-轨道通过滑动件保持在水平位置。尽管图中没有示出该情况,但替代地可能在Y-轨道的另一端处提供第二滑动件,该第二滑动件可沿着附连到作业平台2的第二X-轨道滑动,使得Y-轨道通过滑动件保持在其两端。
托架件320可沿Y方向Y-轨道移动,该托架件320包含夹持单元400和汲取单元500。该夹持单元和汲取单元可各沿z方向托架件320(即垂直方向、垂直于图1c中图的平面的方向)独立地移动。这样,夹持单元400和汲取单元500可沿各方向移动,而沿z方向的移动是独立的。
取决于以下程序和模块设置的复杂度,也可能有用于移动夹持器和汲取单元的替代性实施例。例如,有可能有其中夹持单元400和汲取单元500可仅沿一个方向(例如z方向)移动或仅沿两个方向(例如x方向和z方向)移动的实施例。在该情况下可省略Y-轨道314,例如托架件320可直接附连到固定轨道上。此外,两轨道之一或两个轨道可通过例如附连有托架件320的枢转臂用例如一个或多个构件替代来产生曲线运动。如果夹持器或汲取单元不是进行所要求的程序步骤所必须的话,也可将它们省略。
壳体、盖板
图2a示出了根据本发明的装置的立体图。该装置设置在壳体4中。该装置附加地包括壳体前侧上的盖板。该盖板在图2a中关闭。该壳体4可由例如金属、或塑料或一些其它坚固材料制成。该盖板10具有用于手工打开它的手柄12。该盖板10是透明构造,从而在操作期间可视觉监视装置内部。
将盖板10和壳体4制成隔音构造是有利的。为了该目的,壳体4可设有吸声内部衬里。壳体中的振动部件还可以隔音方式弹性地悬挂。还可为盖板10设置密封件。此外,图2a示出了显示器910。还示出了用于可消耗材料的废品器皿750的抽屉构件。可通过把手柄752将该抽屉构件拉出到装置的前侧之外。此外,还示出用于扩音器和开/关6的扩音开口902。以下将更详细地描述废品器皿的使用方法。
图2b示出了去除了盖板10的图2a的装置。因此,在壳体4内部,可以看见具有离心分离机盖240、加热器/搅拌器600、叉型光栅852、器皿站710和Y-轨道314的、图1a和1c所示的作业平台2。此外,示出了用于保持盖板10的保持器14。保持器14可向上枢转,从而可手动向上打开盖板。
该离心分离机和其它部件整合到装置平台内,使得能够实现稳定性并基本上抑制振动和相邻模块的影响。
离心分离机
图3a示出了离心分离机200的立体图。在该图中离心分离机盖240是关闭的,从而不能看到离心分离机的转子212。该离心分离机盖240包括盖罩244。结合图3c描述盖240的其它部分。在图3a中,示出了离心分离机器皿220,该器皿220围绕离心分离机转子。该离心分离机器皿用于将离心分离机转子与外界环境作空气动力地屏蔽,从而降低噪声并在高转子速度下诸部件应当脱开的情况下作为安全措施。还可看见离心分离机驱动器218,该驱动器是异步电动机的形式。也可以是其它形式的驱动器,例如使用带或链。示出的驱动器设计成约0-15,000转/分的速度。
在图3b中,示出离心分离机200,其中离心分离机盖240打开。这里,示出可围绕离心分离机心轴214旋转的离心分离机转子212。还示出了可与离心分离机转子212一起围绕离心分离机轴线214旋转的防护物或转盘216。离心分离机转子212包括用于悬挂容器保持器120的装置。图11中示出了这种类型的容器保持器120。原则上,为该目的设置的几个位置可被容器保持器占据,同时较佳的是应当注意确保容器保持器围绕离心分离机转子均匀地分布以使不平衡最小。此外,示出了不与离心分离机转子212一起旋转的离心分离机器皿的内壁222。示出了由驱动器(未示出)驱动的、用于打开和关闭离心分离机盖240的传动杆262。还示出了盖的封闭件267,该封闭件可穿入相应的配合部分268并通过锁定机构269保持,从而当盖封闭时盖被牢固地保持在封闭位置。还示出了用于离心分离机盖的密封件228,当离心分离机盖240关闭时密封件228至少部分封闭离心分离机盖器皿220的内部。如果离心分离机内的温度保持在预定温度范围内,则当处理生物样品时会产生更好的结果。具体地说,如果可使在离心分离过程中产生的任何摩擦热最小或向外排放,则可改进该结果。
图3a、3b和3c中示出的离心分离机装备有部分符合这些要求的冷却系统。该冷却系统示出能够使热量排放出该离心分离机。所示的该冷却系统还能对离心分离机内部的气流起到有利的影响。
离心分离机冷却系统的一个构件是离心分离机器皿220的外部冷却器230。图3a中示出了该外部冷却器230。该外部冷却器包括使热量能够有效地从离心分离机盖器皿220或其外壁散出到环境空气的冷却肋232。还设想到除了所示冷却肋232之外的其它形式的冷却表面。例如,还可能有以任何其它方式构造的冷却肋、尤为导热的材料的涂层或能够使热量有效地散发到环境空气的一些其它表面。独立于所示实施例,表面或装置的热传导系数较佳地大于50W/(m2K),而尤其较佳的是热传导系数大于100W/(m2K),且最佳的是大于150W/(m2K)。
此外,所示通风装置234用于外部冷却离心分离机器皿220。该装置将空气吹过离心分离机器皿的外壁。这还致使更有效地将热量排放到外部空气。但是,也可省略通风装置234或用一些其它装置来代替,例如用诸如氮气之类的替代性冷却气体或用液体冷却剂(例如水冷却)来冲洗的装置。
为了向外引导气流,在离心分离机204的底部上设有孔205。如果离心分离机设置在装置1的一边缘上或如果设有诸如软管之类的适当空气出口,则还可能有侧向空气去除狭槽。在所示实施例中,通风装置234具有不仅冷却肋232或器皿壁222外部而且同时可用冷却气体冲洗离心分离机转子212的驱动器218的优点。
图3a至c中所示的离心分离机冷却器可避免空气或任何其它冷却剂进入离心分离机器皿内部。此外,密封件228、229和保护环215a以及器皿壁222的性质有助于防止冷却气体穿入。独立于所示实施例,如果冷却气体不流过离心分离机器皿220内部是有利的。换言之,冷却空气或其它冷却气体不进入离心分离机器皿内部,即离心分离机器皿内部与冷却气体或冷却气体流屏蔽。
用于冷却离心分离机或用于将热量从离心分离机内部排放的其它装置是用于冷却离心分离机盖240的盖冷却系统250。冷却离心分离机盖240具有如下样的优点:在离心分离机内被加热的空气会上升并因此具有朝向盖移动的趋势。于是可尤其有效地通过盖移除热量。还可设想到用于离心分离机盖240的冷却装置250的各种实施例。
图3a至3c中示出了一个这种实施例。该实施例包括吸入环境空气以冷却离心分离机盖240并将环境空气吹向离心分离机盖240的通风装置251。通过空气入口通道252将空气引导到离心分离机盖240。通过引导装置将空气引入离心分离机盖,该引导装置包括空气入口253和进入盖240的相应的空气入口开口258。空气穿过或吹过离心分离机盖240内部,由此从离心分离机盖吸收热量并再将空气带走。这样空气能够将热量从离心分离机盖排放除去。通过空气出口开口254来排放空气;穿过盖的加热空气可通过空气出口开口254从盖逸出并然后通过空气出口通道255引导到装置的底部并然后引导出该装置。
图3c示出了去除了盖罩244的离心分离机盖240(见图3a和3b)。这示出了离心分离机盖的盖底部242具有限定用于气流的通道257的冷却肋256。冷却肋256和盖的扩大表面确保热量从离心分离机盖240有效地排放到流过盖的空气。与器皿232中的冷却肋类似,在盖内还可能有替代形式的表面。
还可能有冷却性质不同的盖的替代性实施例。例如,可去除离心分离机盖的盖罩244和/或省略通风装置251。在后一种情况下,通过环境空气被动地冷却离心分离机盖。还有可能用诸如水的冷却剂液体冷却盖。在该情况下,有利的是使用柔性管向盖表面供应和从盖表面去除冷却液体,从而可不顾管子而没有任何困难地打开和关闭盖。独立于所示实施例,表面面积或设置的热传导系数较佳地大于50W/(m2K),热传导系数尤其较佳地大于100W/(m2K),且最佳地是大于150W/(m2K)的一个值。
图3b示出了作为离心分离机另一部件的转盘或防护物216。如结合图4所更精确地描述的那样,转子盘216影响离心分离机的器皿内热量的产生和气流(见图4)。独立于所示实施例,在转子盘216中离心分离机心轴214外部没有设置孔或其它开口。
此外,在图3b中示出离心分离机的转子212。该转子具有用于容纳容器保持器120的12个容纳位置。对这些容纳位置进行标号。标为号码“1”的第一容纳位置可以可选地还标有易于识别的标记,例如有色标记(未示出)。该转子包括用于容器保持器120的悬挂装置110的保持器。如果具有容器保持器120的悬挂装置110从保持器悬挂,则它们可相对于转子212围绕水平轴线枢转。图3b示出了容器保持器120通过悬挂装置110悬挂在转子212中并围绕水平枢转轴线向外枢转。悬挂装置110可与容器保持器120形成一体或可与其分开形成。在后一种情况下,容器保持器120可设计成可插入悬挂装置110中。在较佳实施例中,容器保持器由塑料制成且悬挂装置由金属、例如钛制成。
该转子还具有围绕容器保持器120或其悬挂装置110的水平枢转轴线的最大枢转位置的止挡件。该止挡件限定容器的最大枢转角,其中当达到最大枢转角时该止挡件与转子212的一部分接触。较佳的是,该最大枢转角是在枢转的向外方向、即沿当转子212围绕其轴线214旋转时产生的离心力形成的枢转方向。
通过使用不同的悬挂装置110或将容器保持器120安装在悬挂装置110内的不同方法(例如容器保持器120在悬挂装置110中的不同定向),能够确定用于不同的最大枢转角的不同的止挡件。例如可支持90°、60°、45°、30°和15°的枢转角。
此外,可为容器保持器120向内枢转设置止挡件。两止挡件都可安装在离心分离机转子212上或离心分离机200的某些其它部件上。在专利申请EP05020948.5的第39页第11行至第43页第6行、图17和18和权利要求61至68中描述了离心分离机转子212的和止挡件的其它细节,这些内容以参见的方式纳入本申请的说明书中。
图4示出了沿包含转子轴线214的横截面穿过离心分离机转子的侧剖视图。围绕转子轴线214可旋转地安装的有转子轴215的输出部分、转轮212、安装在其上的容器保持器120、以及转子盘216。电动机218用于围绕其转子轴线驱动转子。所示不可围绕转子轴线旋转的构件包括离心分离机器皿220的器皿壁222、用于承载器皿壁的器皿承载件226、电动机218的固定部分、电动机218的外壁和器皿壁222之间的密封构件229、以及用于密封器皿壁222和离心分离机盖之间间隙的密封环228(图4中未示出)。此外,电动机轴215的输出的保护环215a用于将电动机218的内部和离心分离机器皿220的内部彼此屏蔽。
电动机轴215、转轮212和转子盘216连结在一起。使用者可改变转轮212。为了该目的,通过转子轴215的输出的螺钉构件(转子轴215的输出的最上部构件)将转轮212螺钉连接到转子轴的输出上、且还通过用于传输旋转运动的销而另外连接到转子轴的输出。转轮212上设有用于安装销的凹槽212a。为了确保凹槽212a不产生任何不平衡,还可设置平衡孔212b。
图4的横截面还示出了容器保持器120。图10中示出了容器保持器的详图。容器保持器插入悬挂装置110,例如铝悬挂装置。
如图5所示,悬挂装置110可悬挂在离心分离机转子212中。为了该目的,悬挂装置110包括轴向部分112a,该轴向部分112a适于将悬挂装置插入为此目的而设置的离心分离机转子212的悬挂构件112中。当悬挂装置110悬挂在离心分离机转子212中时,悬挂装置110和插入其中的容器保持器120可围绕水平心轴113枢转。
图4示出了相对于水平枢转轴线处于其静止位置的容器保持器。在离心分离过程中发生的离心力使容器保持器向外枢转,即容器保持器的下部移动离开离心分离机轴线214。为了限制该向外枢转运动,如图5所示设置止挡件。该止挡件由达到最大枢转αs时与离心分离机转子的配合边缘接触的悬挂装置的边缘114a形成,如图5c所示。EP专利申请05020948.5的第42页第7行至第43页第6行中描述了止挡件的其它细节,在此这些部分也包含在本申请的说明书中。
容器保持器不能相对于其静止位置向内枢转。这是由于止挡件212m(见图4)和/或离心分离机转子212的止挡件116b与悬挂装置110的相应配合止挡件110m或116a接触而阻止,分别如图4和5所示。
当离心分离生物材料时,对于容纳在容器保持器120中的生物材料容器来说不一定要有封闭盖。实际上,它们可完全没有盖或盖是打开的。图4中所示的容器具有例如保持在容器保持器120的盖存放位置中的打开的盖。
图3b和4中所示的离心分离机盘216具有向离心分离机心轴214向内延伸的底部区域。该离心分离机盘216还具有向上弯曲的外部边缘区域。该弯曲意味着:当容器保持器120的下边缘静止在离心分离机转子212中时,离心分离机盘216的外边缘处于容器保持器120的下边缘和上边缘之间的高度。
该离心分离机盘216还限定内部,即大致延伸到其外部边缘的高度的区域。同时,离心分离机盘216的外侧和下侧(即朝向离心分离机器皿220的一侧)限定相对光滑的表面,从而可减小旋转期间空气的摩擦。因为离心分离机盘216未向上延伸到离心分离机器皿220的上边缘,但是,同时能够与离心分离机器皿220的壁进行热交换,通过该热交换,可将热量传向离心分离机器皿的外壁222。这就能进行更有效的冷却。
图10示出用于保持容器160的容器保持器120(见图11b)。容器保持器具有用于容器的三个保持位置130、140、150。这些保持位置可各用于同一容器或用于不同的容器。例如,在图10所示的容器保持器中,设有直径比容器保持位置130和150的直径大的容器的保持位置140。
容器保持器还具有用于保持液体的容积122。这些保持位置130、140、150可包括或不包括流出的液体进入容积122的开口。再次参见图11a,保持位置130和140包括有开口,通过保持位置130中容器保持器的底部开口流出的液体可通过所述开口通入容积122。但是,在容器保持位置150中,离开保持的容器的液体不能进入容积122,因为这些保持位置被固体密封壁所包围。因此,保持位置150本身可用作容器。
如图11a至d所示,保持位置140的直径A2大于容器保持器120的保持位置130和150的直径A3=A1。于是能够将第一容器170插入保持位置140,该保持位置140具有允许插入该保持位置的外径A2、并具有与其它两个保持位置的直径A3=A1对应的内径。因此,设有保持位置130和150的容器160可插入该容器170。
具体地说,该设置使容器160能够通过诸如夹持单元400之类的夹持器从保持位置130转移到保持在保持位置140中的容器170中。EP专利申请05020948.5的第28页第26行至第31页第8行中描述了用于转移容器的类似方法,因此,这些部分在此包含在本申请的说明书中。可使用夹持器410(见图9)或类似的夹持器来施行这些方法。
由容器保持器120保持的各容器可具有盖子。例如图9中示出了具有盖子166的容器160。图9中示出例如具有盖子166的容器160。盖子存放位置132、142、144可用于容器保持器120上的盖子,如图10所示。盖子存放位置构造成在离心分离期间将盖子固定在安全位置。盖子存放位置构造成能够通过盖子保持器414来通达盖子166(见图9)。为了该目的,盖子存放位置包括开口133、143、145,通过这些开口,盖子保持器414可与盖子接触并为其提供止挡件,从而在容器从容器保持器120取出或在容器插入其中期间,盖子不会从从盖子存放位置移除或在保持由盖子保持器414限定的位置时放入盖子存放位置。
对于保持位置140,有两个可用的盖存放位置142、144,它们是为如图11d所示那样一起插入的两个容器160、170的相应的盖子所设置的。
容器保持器还具有用于使保持位置130、140稳定的支承支柱136、146。为了进一步稳定,将这些保持位置连接到容器保持器120的外壁。因此各容器保持位置能够在离心分离过程中以稳定的方式保持在产生力的一面。
该容器保持器还具有定位开口或定位反向构件124。该定位反向构件124的形状设置成与定位长钉或如图8所示的定位装置450的定位构件452配合。如参照图8所述的那样,该配合可固定或定位角位置。该配合还可定位或固定容器保持器在离心分离机中的偏斜角度。定位反向构件124包括用于接纳定位构件的空腔。
定位反向构件124和定位构件450之间的配合适于防止定位反向构件124和定位构件450之间沿平面(即水平面)方向的相对运动。
定位反向构件和容器保持器中部之间的距离大于定位反向构件和容器保持器边缘之间的距离。容器保持器的中部一般由如图5c所示的枢转轴线113限定。该空腔向下渐缩,即空腔的横截面积沿朝向空腔内部的方向减小。空腔的边缘的两相对点之间的间隔小于定位构件可引入空腔的深度或行程深度。
EP专利申请05020948.5中描述了容器保持器120的其它方面,在此将该专利包含在本申请的说明书中。
有利的是尽可能平衡地装载离心分离机以避免不平衡或使不平衡最小。为了该目的,该离心分离机包括用于确保离心分离机尽可能平衡地装载的装置。该装置包括即使当离心分离机转子212不被完全装满时也有助于基本上均衡装载的规范(Rule)。
在一实施例中,这些规范可用于自动装载离心分离机转子212。在另一实施例中,这些规范可用于检查人工装载。如果在该情况下,装载不符合该这些规范或者对不平衡没有足够的有利分布,就会发出警告或差错信息。同时会给出改进装载的建议。
这些规范可能要求例如离心分离机所装载的容器的中心与转子轴线214重合。为了该目的,各容器与方向对应于围绕转子轴线214的角度的矢量相关联,容器沿该方向设置在离心分离机转子中。然后各规范可能要求矢量和等于零或落入给定阈值以下。如果各容器重量不同,矢量长度可与容器的重量成正比。
对于自动装载,可提供其它规范。例如,用B个容器保持器或容器自动装载P个位置的规范可能要求均衡分布。确切地说,如果P能够被B整除,则占据离心分离机转子的每第P/B个位置。如果P不能被B整除,且如果B′是与B相比是P的下一个更大的因子,可另外装载(B′-B)个空容器或容器保持器,从而使B′个容器均匀分布。
此外,驱动器的控制可允许从作为离心分离机的驱动器218的一部分的加速传感器的数据来探测不平衡度。在该情况下,如果不平衡度或不平衡的平均时间超过给定阈值,则会产生差错信息并可停止离心分离。
如果考虑到要将材料装载到离心分离机内或从其卸载或转移到其中或者要进行处理或分析离心分离机中材料的步骤,则若可定位离心分离机的转子和/或可探测其位置是有利的。转子的位置是离心分离机转子上某处(例如,可与离心分离机转子212共同旋转的限定构件,诸如保持器或用于容器的保持位置或标记)相对于不可共同旋转的参照角度的旋转角度。该定位是识别该位置或移到该位置或保持或固定在该位置。
可用离心分离机转子的控制器离心分离机转子来定位。如果在控制器中预设所要求的位置,则该控制器可确保达到该位置并可选地保持给定的精确度。这样,可将例如单次处理步骤所需的容器保持器或容器移到与适当的处理装置相互作用的位置,该适当的处理装置可能是汲取单元或夹持器或分析装置。
离心分离机的驱动器218可以是异步电动机。这通常具有这样的优点:异步电动机可以结构牢固且成本低并适于高速和平稳运行。但是与伺服电动机相比,异步电动机具有难以根据所要求的控制数据定位,为此不能立即使用。
但是,异步电动机可装有矢量控制器。例如菲茨杰拉德(Fitzgerald)等人发表的题目为“Electric Machinery”(McGraw-Hill,2003)的现有技术中描述了矢量控制器。该矢量控制器为异步电动机提供了相当于伺服电动机的可控制性。这样就既能够实现在高速下有利的运转,也能实现离心分离机转子的定位。
因此,独立于所述实施例,还提出了提供一种生物材料的离心分离机,较佳的是试验离心分离机,该分离机具有用于作为离心分离机的转子的驱动器的、具有矢量控制器的异步电动机。异步电动机还装备有用于以围绕转子的旋转轴线将转子以给定旋转角度定位的装置。较佳的是,该装置包括用于确定转子的旋转角度的传感器。
还有可能通过带速度反馈的异步电动机来调节该定位。还提出了一种具有改进的U/f-特征控制的方法。在该方法中,探测实际电流值并馈送到速度调节器中。然后使用主动正弦电流来调节该定位。
具有长钉的离心分离机的机械定位
此外,可使用不能与离心分离机转子共同旋转的定位构件来进行该定位,且该定位构件适于跟可与离心分离机转子共同旋转的至少一个定位反向构件相互作用。该相互作用可以是例如机械配合、磁性相互作用或标记的读取。对于该相互作用,如果在第一步骤中例如通过控制离心分离机转子已进行粗调定位则是有利的,使得定位反向构件和定位构件处在彼此相互作用的范围内。设置多个定位反向构件也是有利的。例如,给离心分离机转子要定位在其中的所有位置设置相应布置的定位反向构件是有利的。
在夹持器的说明中更详细地描述了定位构件450和相应定位反向构件124的一个实例(见图8);技术人员会直到如何根据本文类似地所述的那样来具体实施其它定位构件和反向构件,具体地说是未附连到夹持器、但是附连到例如离心分离机器皿22或附连到装置1的平台2的那些定位构件和反向构件。
用于夹持器或汲取单元的托架
图6示出用于移动夹持单元400和汲取单元500的托架系统300的立体图。托架系统300包括固定安装的X-轨道312和Y-轨道314。Y-轨道314通过滑动构件318连接到X-轨道。滑动构件318可沿x方向的X-轨道312滑动,并因此沿x方向移动Y-轨道314。
为了沿x方向移动Y-轨道314,可设有驱动器316或驱动带。该驱动带从两个辊子悬下。该驱动器可驱动辊子中的一个辊子的旋转;该旋转被转化成驱动带的前进运动。为了该目的,各辊子和驱动带的形状较佳地构造成在它们之间形成配合,即驱动带是齿状带。该驱动带通过固定装置牢固地连接到X-轨道。该固定装置确保使Y-轨道沿X-轨道、即沿x方向运动的驱动带的前进运动。
托架系统300可包括托架件320(见图1c)。托架见300可沿y方向的Y-轨道移动。为了该目的,将托架件连接到能够沿Y-轨道314滑动的滑动构件328(见图1c)上,并由此沿y方向移动托架件。设置用于驱动该运动的驱动器326。滑动构件328和驱动器326构造成类似于Y-轨道沿x方向的驱动器316。驱动器326连接到Y-轨道且不可与托架件320一起移动。驱动器316和326是步进电动机的形式,从而托架件320能够沿xy方向精确定位。参照图16更精确地描述了步进电动机的控制。扁平的带状电缆309将托架系统300连接到控制单元,该电缆309相当于图16中示出的接口871a和871b之间的连接电缆。
托架件320具有用于夹持单元400的悬挂装置340。该悬挂装置使夹持单元400能够沿z方向运动。为了该目的,悬挂装置340包括夹持器轨道345,夹持单元400可沿着该轨道而沿z方向移动(见图8)。此外,可设置用于该运动的驱动器348,与Y-轨道314的驱动带的驱动器类似地驱动提升带342。在两个辊子346a、346b上引导提升带342,并能通过驱动器移动提升带342。夹持单元400通过夹紧固定件443而附连到提升带342上,从而当提升带前进时夹持器沿z方向移动。
此外,夹持器托架还包括用于汲取单元500的悬挂装置350。该悬挂装置350使汲取单元能够沿z方向运动,与用于夹持单元400的悬挂装置340类似。具体地说,悬挂装置350包含提升带352、导轨355(例如图7)、辊子356a、356b和提升驱动器358,汲取单元可沿导轨355而沿z方向移动,围绕辊子356a、356b引导有提升带,提升驱动器358用于驱动汲取单元沿方向z的提升运动。这些构件与用于夹持单元400的对应构件类似。
由于该构造,夹持单元400和汲取单元500能够沿水平面一起移动,即沿x和y方向移动。此外,夹持单元400和汲取单元500可沿垂直方向彼此独立地移动,即沿z方向移动。
Y-轨道和托架件的驱动器316、326和夹持单元和汲取单元的驱动器348、358构造成步进电动机。还可设有内部传感器319(见图1c)、329(见图6)(也用于驱动器348、358;未示出),以在被驱动单元达到校准位置时进行探测。各步进电动机和内部传感器构造成与对夹持器(图8、9)和关于图16的描述类似。
汲取单元
图7示出汲取单元500的立体图。汲取单元包括可沿轨道355而沿z方向移动的汲取管件501,如结合图6所示。为了该目的,汲取管件501包括可沿轨道255而沿z方向滑动的托架或滑动或滚动件545、以及用于汲取管件501沿z方向运动的悬挂装置350。该悬挂装置350包括提升带352、辊子356a、b和用于驱动提升带352的驱动器358。通过附连装置543将提升带附连到汲取管件501。驱动器358的构造与Y-轨道的驱动器316类似。驱动器358能够驱动滑动构件545沿轨道355的运动,并因此驱动汲取管本体501沿z方向的运动。
汲取单元500包括用于汲取管末端730的汲取管末端保持器520。在图7中,已将汲取管末端730推到汲取管末端保持器520上。各汲取管末端可去除地推上,即各汲取管末端可从汲取管末端保持器520取出或放置在其上。EP专利申请06010976.6中描述了汲取管末端保持器的构造的其它细节,该专利在此以参见的方式纳入本说明书。还提出了一种用联接件保持汲取管末端的装置,联接件具有沿轴向延伸的纵向轴线。
汲取管末端保持器520上方安装有活塞管518。汲取管末端保持器520构造成在汲取管末端730的内部和活塞管518的内部之间可有气体或压力交换。活塞管518和汲取管末端730的内部相对于外部密封,从而内部和外部之间的气体交换仅能通过汲取管末端730的汲取管开口732来进行。活塞管518内相对于外部减小的压力被传递到汲取管末端并使气体或流体通过汲取管开口732吸入汲取管末端730内部。活塞管518内过大的压力同样迫使气体或流体通过汲取管开口732强制流出汲取管末端730的内部。
为了产生降低的压力或过大的压力,汲取单元500包括活塞系统510。活塞系统包括可沿活塞轨道515b而沿z方向移动的驱动器512和活塞托架515a。该活塞系统还包括用于将驱动器512的旋转运动传输到活塞托架515a的提升运动的传输系统514。该传输系统514构造为蜗轮。该活塞系统还包括通过固定件517附连到活塞托架515a的活塞516。因此该活塞516设置在活塞管518中,从而以气密的方式将其密封。
该活塞系统还包括用于探测活塞托架的校准位置并因此探测活塞位置的内部传感器513。该内部传感器的构造与以下(见图9)描述的夹持器的内部传感器428类似。如果在该实施例中可探测校准的打开状态,则可通过对步进电动机从校准的打开状态的步数来探测活塞的各提升状态。在活塞的行程和吸入或排出的流体的容积之间存在有固定的关系。
活塞516和活塞管518形成注射器。有利的是,将上述EP专利申请06010976.6中描述的汲取管末端保持器直接附连到注射器上,具体地说是附连到活塞管518上。这样的设置使汲取单元500的设计尤其紧凑。
如果汲取管开口732进入液体中,且活塞516上升,则活塞管518中气体容积的增加在活塞管518和汲取管末端730内产生降低的压力。该降低的压力使流体通过开口732向上吸进入汲取管末端730。向上吸的液体的容积对应于活塞管518内气体容积的增加。
如果汲取管末端730含有液体,且如果活塞516保持在固定高度,则液体保持在汲取管末端内。
如果汲取管末端730含有液体且如果活塞516下降,则活塞管518内气体容积的减少在活塞管518和汲取管末端730内产生过大的压力。过大的压力使液体通过开口732传输出汲取管末端。排出的液体的容积对应于活塞管518内气体减少的容积。
为了接纳汲取管末端,汲取管件501可随着汲取管末端保持器520而移动越过位于汲取管末端位置720内的合适的汲取管末端730(见图1和图12)。汲取管件501向下移动,从而用约10-20N的力将汲取管保持器520向下压入汲取管末端。然后汲取管末端通过例如压缩围绕汲取管末端保持器520的外周界表面的密封件而保持在其中。EP申请06010976.6中描述了这种密封件,再次参照该专利。
为了丢弃汲取管末端730,可设置用于废品的处置系统740,如图1b中的平面图所示。该处置系统740包括具有大横截面积的区域744和小横截面积的区域746。大横截面积的区域744设计成使汲取管末端730可推过该区域744。小横截面积的区域746设计成使汲取管末端730不能推过该区域746,但汲取管末端520可推过。
为了处置,移动汲取单元500,使得带有汲取管末端730的汲取管末端保持器520在大横截面的区域744上方。然后降低具有汲取管末端730的汲取管末端保持器520并将汲取管末端推入开口742。然后将具有汲取管末端730的汲取管末端保持器520移入小横截面的区域746并将汲取管末端保持器520从开口742撤出。汲取管末端730在例如其上部边缘处由开口区域744的边缘保持,并因此留在开口742下方。一旦汲取管末端保持器520完全从该开口取出,汲取管末端730自动从其脱开并落入设置在开口742下方的、用于用过的汲取管末端的器皿中。
现将描述整个汲取过程。为了进行汲取,汲取单元首先如上所述获得汲取管末端。然后获得的汲取管末端730随着汲取管本体501移动越过容纳有要向上吸的液体的器皿并下降进入器皿。
如果器皿的填充水平是已知的或在汲取管末端730下降进入其中之前就确定了的,则在汲取时是有利的。这可通过使用以下描述的测量填充水平的方法中的一种方法、,例如使用超声波单元830来进行。然后汲取管末端730可根据填充水平而独立于所述实施例大致降低到容器内。例如可选择附属性以基本上避免在汲取管末端上形成液滴是有利的。
然后将所要求量的液体吸入汲取管末端730,汲取管末端730移动越过目标容器,并将所要求量的液体从汲取管末端释放到目标容器内。如果要避免汲取管末端被目标容器内液体污染,则若汲取管末端处在目标容器上方一定高度处是有利的,这排除了与目标容器或与目标容器的壁或边缘接触的可能性。
基本上,改变汲取管末端730以防止污染是有利的,否则会有样品污染或交叉污染的风险。为了该目的,汲取管末端如上所述丢弃在废品处置位置740中,并如上所述获取新的汲取管末端。
夹持单元
图8示出夹持单元400的立体图。该夹持器包括如图6所示可沿轨道345而沿Z方向移动的夹持构件401。为了该目的,夹持构件401包括用于轨道345的托架445,以及具有提升带342、辊子346a和驱动器348的悬挂装置340,这些构件与汲取单元500的相应构件类似(见图7的说明)。
夹持单元400包括用于夹持容器160的夹持器410。图9中示出夹持器的详图。夹持器包括刚性夹持器壳体。该夹持器还包括两个夹持臂416a、416b。
两夹持臂各从夹持器壳体412内的心轴426a、426b悬挂下来并可围绕其相应心轴枢转。当夹持臂沿着关闭方向枢转时,两臂416a、416b一起移动到容器的夹持区域内并因此能够在其箍圈168处夹持容器160。为了在其箍圈168处夹持容器,在夹持臂416a、b的相应夹持区域上设有与箍圈168适配的凹槽417a、b。
为了夹持容器160,设有驱动器420。该驱动器驱动提升构件422的撞击。提升件的冲程将夹持构件的两个上臂压开,从而将两下臂(即位于心轴426a、b的不同于上臂的另一侧的臂)压在一起。两下臂包含容器的夹持区域。因此所述运动是沿关闭方向的运动,且两下臂的压缩能够夹持容器160。
为了松开容器160,驱动器420能够沿相反方向(即图9中向上方向)移动提升件422。这样,两臂416a、416b的两上臂被提升件422压开得稍小。于是,弹簧或弹性件424能够进一步将两上臂压在一起并因此两下臂分得更开。这样,沿打开方向移动夹持器并松开容器。
在该图中,示出的弹性件424为夹持臂416a、416b的下臂区域内的压缩弹簧。但是,也可有其它实施例,其中例如弹簧采用在上臂区域弹性张力件的形式。必须注意确保弹性张力件不会不合要求地与提升件422碰撞。这可通过例如使张力件采用跨越两上臂的弹性环的形式来实现。
为了探测夹持器的打开状态,夹持器410还包括内部传感器428,该内部传感器传递包含保持器是否打开或关闭的信息的传感信号。为了该目的,内部传感器428可包含例如光束,根据夹持器的状态,光束的光学路径被夹持器的臂中断或不被中断。这样就可探测校准的打开状态,其中内部传感器改变其状态,即其中例如光束的光学路径在穿过状态和中断状态之间变化。在一个可能实施例中,校准打开状态就是例如夹持器打开到其最大程度的打开状态。
在一个较佳实施例中,提升件的驱动器420是步进电动机。如果在该实施例中可探测校准打开状态,可通过从校准打开状态开始计算步进电动机的步数来探测夹持器的各打开状态。如例如图16所示的其它内部传感器具有类似功能。
夹持器410还包括盖保持器414。该盖保持器414刚性地连接到夹持器壳体412。该盖保持器414为容器的盖166提供止挡件。该盖166通过连接件164的弹力压靠于止挡件,连接件164将盖166连接到容器160、并因此将盖定位或保持在固定位置。这些夹持臂416a还包括凹槽,该凹槽设计成使连接件164能够延伸穿过该凹槽。通过该凹槽和盖保持器414,能够将容器160相对于夹持器410定向。但是,该夹持器还可夹持不包含有盖子166的容器160。在这种情况下,不形成定向。
再次参见图8,夹持器410围绕心轴436a可旋转地安装。夹持器410可通过旋转装置430围绕心轴436a旋转。旋转装置430包括旋转驱动器431、驱动齿轮434、另一齿轮436和内部传感器438。旋转驱动器431设置成驱动所述驱动齿轮434。驱动齿轮434与其它齿轮436配合。夹持器410固定地连接到另一齿轮436、并可随着它一起围绕旋转心轴326a旋转。
旋转驱动器431较佳地构造成步进电动机,从而可围绕旋转轴线436a调节夹持器410的所要求的角度。内部传感器438提供关于夹持器410是否已旋转到其初始位置或校准位置的信息、并因此构成用于控制步进电动机431的校准点。校准点的功能类似于上述夹持臂416a、b的校准打开状态的功能。
夹持单元400较佳地构造成可通过夹持器410的旋转装置430旋转通过至少120°。
该夹持器还包括用于离心分离机200的容器保持器120的定位装置450。该定位装置450包括定位长钉452。该定位长钉构造成使得它可配合在容器保持器120的相应定位开口124内。更一般的说,定位构件452构造成使得它可配合在容器保持器120的定位反向构件124内或通过例如电磁力与定位反向构件124而相互作用。图10中示出这种具有用于定位长钉的定位开口的容器保持器。该配合确保夹持构件401处于相对于容器保持器120的限定位置。
该定位装置还包括连接到定位长钉452的定位件451。该定位件451可独立于夹持构件401沿定位轨道45而6沿Z方向移动。为了该目的,定位件451连接到定位托架457,该定位托架457可沿定位轨道456而沿Z方向滑动。此外,使用固定件458a、b通过定位弹簧458将定位件连接到夹持构件401。定位弹簧458提供重新设置力,用于使定位件451相对于夹持构件401运动。定位弹簧确保在容器的夹持期间定位长钉452向定位反向构件124施加足够的力,从而确保该两构件之间的配合。较佳的是该力在1至10N之间,更佳的是在1至5N之间。
独立于所示实施例,弹簧的提升范围(即,夹持构件401沿z方向相对于容器保持器120的高度间距,其中定位弹簧458将定位构件452压到定位反向构件124上)使得它在容器160取出或插入容器保持器120时符合要求。例如,如果提升范围选择成使定位构件452和定位反向构件124之间的配合发生在容器160取出或插入保持位置的整个期间,则是有利的,在该期间,容器与容器保持器接触或尚未完全从容器保持器取出或仅部分插入。
夹持器410适于例如夹持以下生物流体容器:
-不带盖的旋转管160、艾本德管170或类似容器:用夹持臂416a、416b从外侧夹持这些容器。可选的是,一个或多个凹槽417a、417b配合在这些容器的箍圈内。
-带盖166、176的旋转管160、艾本德管170;与不带盖的容器类似,并附加可选的盖保持器414如上所述地固定盖子166、176。
生物流体容器这里定义为用于容纳这种流体并与这种流体接触的部件。
此外,夹持器410和容器保持器120可构造成使夹持器能够夹持容器保持器。为了该目的,容器保持器的一部分设计成可通过夹持器夹持。例如,与图10所示的容器保持器相反,保持位置150可装备有箍圈,使得夹持器能够以与容器相同的方式来夹持它。同时容器保持器较佳地设计成使得可供选的盖保持器414不与夹持构件干涉。还可使用盖保持器、并用容器保持器的适当构造来限定容器保持器的定向,例如围绕由保持位置150限定的轴线的旋转角度。
该夹持器适于将容器160放入另一容器170。与将容器160插入保持位置130、150类似地进行该插入。较佳的是,另一容器170处在容器保持器120的保持位置140中。较佳的是,容器保持器120位于离心分离机200内。
该夹持器适于将容器160从另一容器170中取出。与将容器160从保持位置130、150取出类似地进行该取出。较佳的是,另一容器170处在容器保持器120的保持位置140中。较佳的是,容器保持器120位于离心分离机200内。
此外,有利的是提供在取出操作期间用于将另一容器170固定到保持位置140内的装置。这种装置可采用压力件(未示出)的形式,该压力件例如在另一容器170的上侧或边缘上与容器接触并将其向下压。这种压力件可通过弹簧预拉紧,例如与定位构件452类似或可与定位构件452形成一体。
如上所述,夹持器的驱动器420、431、441设计成步进电动机。设置内部传感器428、438和448以在被驱动单元达到校准位置时进行探测。通过从校准位置开始计算步进电动机的步数能够探测被驱动单元的每个位置。内部传感器428、438、448设计成光束。当达到校准位置时,光束的光学通路断开。
这些内部传感器还可替代地设计成光束,其中达到校准位置时,光束的光学通路打开,或者它们可构造为接触传感器或其它传感器。
加热器/搅拌器
图13和14示出用于加热和搅拌样品或液体的单元600的视图。这种单元可用于例如进行程序中的溶解步骤。它还可用于必须将样品被加热和/或搅拌的其它程序步骤。同时该单元提供用于生物材料的限定的保持位置。因此,用于加热和搅拌的单元600还可用作装置中的样品保持器。
如图13所示,用于加热和搅拌的单元600装备有用于作业平台的插入件602,该插入件提供作业平台的高度。该单元还包含具有12个容器保持位置612的容器承载件610。该容器承载件适合于要保持的容器并可手工插入单元600中。如果使用多个其它类型的容器,则可提供不同类型的容器承载件。然后可将适于给定程序的特定容器承载件放入单元600中。为了在该情况下更方便地分类,容器承载件设有编号(见图14b,其中容器承载件上带有标号“2”)。
所示容器承载件610设计成用于12个带有可选的盖子的反应容器(例如艾本德管或其它容器),这些反应容器设置成两行,每行六个容器。如图14a中剖视图所示,一行、即六个保持位置设计成用于1.5ml规格、而另一行用于2ml规格。该容器承载件610具有用于接纳各反应容器的盖子的多个盖子保持位置616。这些盖子保持位置616还可采用例如狭槽、沟槽或凹槽的形式。该容器承载件610可随着保持在其中的各容器或容纳在其中的样品一起插入或取出。于是,该容器承载件610可装载在该装置外面。该容器承载件可构造成使各容器可使用人的裸手放入和取出。或者它可构造成使各容器使用两个实验室手套来插入和取出,一只手套戴在另一只手套上。它还可构造成各容器可通过机器插入或取出。在该情况下,有利的是将盖保持位置616(如果有的话)设计成使得设置在夹持器410中的任何盖保持器414(见图9)都可获得到盖的通路。
具有12个保持位置的容器承载件610能够并行处理多达12个不同的样品。如果并行处理不同的样品,为了避免分配错误,若能将容器承载件清楚地设置,则是有利的。图13中示出例如用于清楚地设置的装置。在该装置中,在容器承载件610中设置定向件618,例如导轨、凹槽或狭槽,且在振动框架634中安装有相应的反向构件619,使得容器承载件610可仅沿一个方向插入振动框架634中。通过如图14b所示的标号为各保持位置612加标签以避免分配差错也是有利的。
图13还示出了包括加热构件622和热传递构件626的加热系统。如果热传递构件626和容器承载件610构造成使热交换构件626与插入容器承载件610的容器直接接触,则可提高加热系统的效率,如图13的实施例所示。较佳的是,热传递构件626具有λ>30W/(m×K)的导热率,最佳的是λ>100W/(m×K)。
热传递构件626通过例如螺钉连接而连接到加热器600上。如果容器规格变化,则构件626可变化。或者热传递构件626还可构造成容器承载件610的一部分。然后容器承载件的该部分可包括导热材料,例如导热金属。然后当容器规格改变时,仅需改变容器承载件610。
在所示实施例中,各样品可加热到70℃的温度。从55℃的温度的温度到该范围的加热时间是约5分钟。插入容器承载件610中的容器内的液体所需要的温度精确度是+/-3K(在55℃时)。温度的精确度涉及与流体的目标温度的不同偏差,例如是加热器与目标温度的偏差或加热器内的温度差所造成的结果。
加热构件626是具有约100W输出的电加热构件。在其中设置两个不同的加热电路。有利的是加热电路的功率分成用于第一加热电路的70W和用于第二加热电路的30W。
该温度调节能够读取例如类型PT1000的温度传感器的温度。该加热具有可实现上述规格的关于加热时间和温度精确度的大小范围。在功率电路中有串联的温度安全装置。该装置不是自动重启的。在所示实施例中没有主动型冷却。
容器承载件610还可设计成护手器和相对于加热系统620的绝热件。这样可避免或降低烧到使用者的风险。例如,容器承载件可具有手柄部分,手柄部分具有λ<5W/(m×K)的导热率,更佳的是λ>2W/(m×K)。此外,容器承载件610可由绝热材料、例如陶瓷或塑料制成。这还具有绝热特性可减少热损失的附加优点。使用的塑料可以是例如耐高温高压塑料,该塑料能够在120℃时承受高压20分钟。
多个程序的溶解步骤需要机械搅拌样品。为此目的,图13的实施例包括一体形成在搅拌器/加热器600中的搅拌系统630。搅拌系统630包括附连到装置1的驱动块636和振动平台632,振动平台是可动的并可设置成通过驱动块636相对于作业平台2振动。上述加热系统620和容器承载件610安装在振动平台上,从而使这些构件与振动平台一起振动。
例如EP 1 201 297中描述了驱动块636。该驱动块包含用于产生搅拌运动、包括四个分开线圈的十字形布置的电驱动器。它们由步进电动机致动。不过,该驱动器也可以是任何其它所要求的电驱动器。通过搅拌,该运动意味就是往复振动运动或围绕中心的旋转运动或者这些或类似运动的组合。
在本实施例中,搅拌系统630构造成旋转式搅拌器。它允许约2mm(顶点到顶点)的搅拌运动的幅度和大于2000rpm的最大的搅拌频率或旋转速度。该搅拌运动设计成尽可能避免喷溅并因此还避免两种样品之间的交叉污染。由于该原因,搅拌运动在一个平面上进行且仅有微小垂直分量或没有垂直分量。在搅拌系统中,驱动块636和用于作业平台的插入件602相对于作业平台固定;对图13中所示的另一构件进行搅拌。
有利的是提供用于样品容器的屏障或防护物,从而捕获在搅拌运动期间可能发生的任何喷溅且不会导致交叉污染。通过具有分开构件、例如分开壁的容器承载件610的适当设计可得到该屏障。图13和14中未示出这种类型的分开构件。它们可形成为一体形成在容器保持器610中的相邻容器保持位置624之间的分开壁。这些分开的壁的高度至少与容器插入容器保持位置之一时为容器保持位置612设置的容器的上边缘的高度相应。较佳的是,分开的壁的高度比容器的上边缘的高度高3至7mm。或者,也可通过放置在容器承载件610上并提供分开构件的另一附加部件来形成屏障。较佳的是,这些分开构件构造成使得它仍然能够用于汲取单元500和/或夹持单元400以得到到各容器的通路。
如果将振动平台阻挡在限定的静止位置也是有用的。例如,可将电磁铁设置在搅拌器内,该搅拌器能够将振动平台向上移动到止挡件并在限定静止位置将其放置成抵靠于该止挡件。或者,该驱动块可例如设有用于设置在限定静止位置的装置,例如设有具有与夹持器的驱动器类似的内部传感器的步进电动机。
也可有加热器/搅拌器600的其它替代性实施例。例如,如果在不需要另一系统的各种情况下,可仅使用不带搅拌系统的加热构件或仅使用不带加热构件的搅拌系统。还可增加其它功能。例如,可使用冷却,例如通过空气、水或热电冷却。该冷却还可与离心分离机的标号230、250的冷却结合(见图3)。
此外,各保持位置612的设置可以变化。图13和14示出6×2个保持位置的矩阵,但也可能是n×m个保持位置的设置。其它可能的替代设置包括例如圆形或六边形设置。
将容器承载件610的各保持位置612设置成它们与离心分离机200中的保持位置的布置对应是尤其有利的。这样做的优点是尤其易于将容器承载件610的各保持位置612与离心分离机中的各保持位置对应。具体地说,当容器承载件610用作要处理的样品的样品保持器、而当离心分离机提供已处理的样品时,因此可降低分配差错的风险。
可通过图13和14中所示实施例中的热传递构件626来预先确定各保持位置612的布置。不过,例如使用液池的替代性加热系统或一体形成在容器承载件中的热传递构件也可使各保持位置612的设置具有更大的灵活性。
可消耗物品站
图12示出用于可消耗物品的可消耗物品站700的立体图。可消耗物品站包括用于处理流体的器皿站710、用于汲取管末端730的汲取管末端工位720和用于带有处理流体的容器714、716的其它保持器。
用于处理流体的器皿站710包括用于带有处理流体的器皿712的六个保持位置。根据程序可使用不同的处理流体。使用的处理流体的例子是用于进行结合-洗涤-洗提步骤的缓冲液。器皿站710还包括用于将工位710从用于可消耗物品的可消耗物品站700取出的手柄718。该手柄718还规定了器皿站710可插入物品站700的清楚定向。
可消耗物品站700还包括用于还容纳处理流体的器皿716、714的保持位置。这些器皿类似于器皿712但用于处理仅少量使用的流体。工位714和716的区别在于工位714容纳用于容器的盖子的盖子保持器。因此,例如艾本德管也可用在该工位作为容器。相反,工位716没有盖子保持器且因此仅能用于不带盖或螺纹封盖的容器。
此外,图12示出汲取管末端工位720。可将工位720从用于可消耗物品的可消耗物品站取出。该汲取管末端工位720包括用于汲取管末端730的多个保持位置。该图示出例如在它们所保持的汲取管末端的性质不同的两个汲取管末端工位720。例如,两汲取管末端工位中的汲取管末端的汲取容积可以不同。
为了能够识别汲取管末端的类型,汲取管末端工位720具有标记721、722。这些标记构造成可使用例如光学传感器探测的永久构件。各标记可根据存在(1)或不存在(0)来携带1比特的信息。因此,构件721、722可携带2比特的信息,即对应于1至4之间的数字的信息。因此,在所示实施例中,可区别四个不同的可读状态。其中三个状态与不同类型的汲取管末端关联,第四个状态表示“不存在汲取管末端”。
还可能有其它形式的标记。例如,可通过将器皿的不同部分涂上具有不同光吸收率或反射率的表面来形成该标记。还可通过例如颜色编码或通过磁性可读编码来代替该标记的性质。图12中还示出编码比特数是可变的。例如,可交替设置例如一个、三个、四个或其它数量的可读标记。
构件721、722设计成沿着汲取管末端工位的两短侧点对称。因此,该标记安装成能抗转动,即无论汲取管末端工位720在可消耗物品站700中占据的两种可能定向怎样,都可读取该标记。图12示出根据比特次序1-1的标记类型,即存在两标记。
汲取管末端工位720还包括各凹槽724和各接片(strip)725。各接片725设计成使得它们可插入各凹槽724并可因此将两相邻汲取管末端工位720结合在一起,如图12所示。
汲取管末端工位720还包括两个相对的手柄构件726,可通过该两个相对的手柄构件抓住该汲取管末端工位720以人工插入可消耗物品站700和从可消耗物品站700取出。在插入期间,设置在手柄构件726下方的钩部分卡锁到可消耗物品站700内。为了取出,可通过将手柄构件726压在一起而将钩件再次松开。
可消耗物品站700还包括易于将物品站从作业平台取出或插入的多个保持件708。
废品站
在图1所示的废品处置系统740下方是用于例如用过的汲取管末端或柱件或其它容器的接纳器皿。还可选地设置用于废流体的接纳器皿,这可通过作业平台(未示出)上其自身的开口来实现。
参照图7来描述各汲取管末端的处置。为了处置任何其它废品,可将废品通过开口748扔到接纳器皿中。例如,用过的用于处理的和不再需要的流体可通过开口748放出,例如吸出。此外,可通过开口748处置不再需要的容器,例如过滤容器。
各种接纳器皿较佳地作为分开的器皿或作为公用器皿一起设置在用于废品的接纳装置中。该接纳装置可构造成可单件取出。例如,它可以是可从显示器910下方取出的抽屉的形式,如图2a中所示废品站750。
控制器和传感器
图15示出用于处理生物材料的装置的致动的高度简化示意图。该控制器包括:计算机870a′,输入和输出单元870b′,用于与外部设备通信的接口870c′以及用于控制装置1的各部件,例如电动机、步进电动机、光束的接口862′,所有这些部件都分布在面板870′或几块面板上。
计算机870a′包括处理器、作业存储器、操作系统(较佳地是嵌入式操作系统)以及用于运行各种控制功能的程序。在作业存储器中存储有一个或多个协议以及用于运行各协议的参数及其它。
输入和输出单元或用户界面870b′包括用于控制显示器910和输入接口的图形控制器,该输入接口例如用于使用键盘和/或图形显示器(可以是触摸屏的形式)来接收输入。接口870c′可以是例如以太网接口、USB接口、RS232接口或一些其它常规接口。接口870c′还可包括Web服务器。
接口862′包括用于各件要控制设备(诸如步进电动机)的适当的控制接口。图15中所示的各可控制单元列在图16的说明书中。
图16示例性地示出用于处理生物材料的装置的控制的更详细视图。图16的控制单元可用于例如图1c所示的装置中。在该情况下,主面板870容纳在装置的柱体中,即作业平台2下方。Y-面板874设置在Y-轨道314上。托架面板872设置在托架320上。夹持面板876设置在夹持单元400上,且汲取面板877设置在汲取单元500上。离心分离机面板878设置在离心分离机单元200中。上述各面板对应于图15的计算机面板870′。主面板870包含主计算机870a、图形控制器870b和接口870c、870d、870e。主面板还包括所要控制的装置的各单元的接口862、864。它还包括通过安装在托架面板上的反向接口871b与托架面板872通信。
主计算机870a、图形接口870b和接口870c-e对应于图15所示的构件870a′、870b′和870c′。接口870c-e具有以下功能:接口870c是控制USB主协议的USB主机接口。因此,接口870c使新协议能够通过例如USB记忆棒加载到主计算机870a的存储器中。标号870d表示可用于例如维修目的的串行接口(RS232)。或者能够组合接口870c和d并使用任何所要求的协议,例如以太网或TCP/IP协议。接口870e(RS232)用于与离心分离机的驱动面板878通信。
主计算机870a直接或经由接口871a和871b控制用于步进电动机和光束的各种接口862。光束通常用作步进电动机的内部传感器,即当由步进电动机驱动的部分位于限定的校准位置时,例如当固定到要被驱动的部分上的锁定部件将光束阻断时,在传感器内有信号或信号变化。或者,也可将光束附连到所要移动的部件上。这样,主计算机870a具体控制用于使Y-轨道沿X-轨道316、319移动、用于使托架沿Y-轨道326、329移动、用于使夹持器沿Z轴线441、448移动、用于使夹持器420、428旋转运动、用于使夹持臂431、438夹持运动、用于使汲取件541、548作Z方向运动、以及用于使汲取管活塞驱动器512运动的相应步进电动机和内部传感器。主计算机870a还控制用于加热器/搅拌器636的电动机的运动。该运动不需要内部传感器;但是可由该接口控制的可选的光束850可用于其它目的。可通过其它接口致动其它光束850、852,例如用于一致性检查和其它故障检测。
此外,主计算机控制用于离心分离机通风的电动机234、251,并通过另一接口864控制加热器/搅拌器600的加热元件622和温度传感器624。用于不同步进电动机的各种接口分布在不同的面板870、872、874上。
此外,主计算机870a通过接口870e控制离心分离机200的驱动电子线路878。驱动电子线路878包括用于控制离心分离机的电动机218的所必需的控制装置,用于通过例如适当的打开机构260(未示出)和门锁269来打开离心分离机盖240。
此外,在夹持器面板872上还设有与主计算机870a通信的独立的计算机872a。该计算机872a用于通过相应的接口866、867控制光传感器810(也参见图7)和超声波单元830,该光传感器810包括光学传感器810a和光源810b,该超声波单元830包括超声波传感器830a和超声波源830b。该计算机872a还包括用于通过接口862控制其它步进电动机441、420、431、541、512和相关联内部传感器448、428、438、548、518的驱动器。
有利的是给该装置装备用于探测装置及其负载的各种状态的传感器。这些传感器可例如适于执行以下一种或几种功能:
-探测为汲取管末端730、例如用于汲取管末端的器皿720中的汲取管末端730设置的保持位置;
-探测离心分离机中为容器保持器120设置的各位置中的容器保持器120,即探测离心分离机中哪些位置被容器保持器所占据;
-探测为该目的而设置的、例如在离心分离机200中的容器保持器120中的或加热器/搅拌器600或器皿站710中的保持位置130、140、150、612中的柱体160或容器170或器皿712、714、716;
-调节可移动部件、例如托架300或夹持单元400或汲取单元500的位置以对例如任何机械公差进行补偿;
-探测步进电动机的零或初始位置;
-测量器皿712、714、716或容器160、170内的液体或其它物质的填充水平;
-探测容器、例如柱体160或汲取管末端730的性质和/或容量;
-检查装备的状态,例如诸如离心分离机盖240的盖的打开状态和装置的通风罩设置、或废品器皿的填充水平。
具体地说,提供适于执行以上功能或其它功能中的几种供能的传感器是有利的。
在一个较佳实施例中,通过附连到托架300、夹持单元400或汲取单元500的光传感器810来执行上述功能中的一种或多种供能。例如在图6的实施例中,光传感器810附连到汲取单元上。于是,光传感器在作业表面2的一部分上可动且高度可调节。
较佳的是,光传感器具有红色或远红外范围内的光频率、并具有激光或锥形光束的辐射方法、和/或装备有用于通过信号调制抑制外部光线和通过三角测量进行背景衰退的装置。因此,光传感器能够在光传感器的探测范围内探测到具有特定反射特性的材料的存在,尤其是有关光传感器在其光频率范围内的漫反射。
通过识别诸如汲取管末端、柱体、容器保持器或其它可消耗材料之类的物件,就意味着识别所述物件或其类型是否存在于为它们所预想的、装置中的位置。
可以可选地进行光传感器的连续移动来识别多个物件。然后传感器光点逐行移动到例如各位置上。在移动过程中,在适当的位置进行测量。如果用于物件和用于传感器的位置之间的机械公差太大,可首先调节传感器位置,如此后所述的那样。如果在移动期间进行测量,则测量时间必须很短,较佳的是在若干毫秒范围内,尽可能是2至100毫秒之间。或者为了进行探测的可停止传感器的移动。
传感器的运动选择成使其识别范围覆盖为特定物件、例如汲取管末端或汲取管末端的一部分所提供的点或位置。如果可能,应该确保传感器的光点撞击到测量过程中可被尽可能精确地识别的特征。在汲取管的情况下,例如,光点不应与汲取管末端的边缘接触但应当尽可能垂直地落到汲取管末端上。
该识别范围较佳地针对可识别性提高的物件的一部分。将可识别性提高定义为“物件存在”和“物件不存在”的状态之间增大的信号差。因此可识别性提高的部分具有反射特性或与没有物件存在时相应位置上探测的信号表现不同的一些其它信号表现。光传感器或一些其它辐射源的光束的光点尺寸较佳地具有不超过传感器方向可视的可识别性提高的部分的面积的1.5倍,较佳地在1倍或0.7倍。还较佳的是可识别性提高的部分位于相对于传感器的限定高度。
在汲取管末端的情况下,可识别性提高的部分可以是安装在汲取管末端内的羊毛状物。该羊毛状物通常是白色但也可以是某种其它颜色。在容器保持器的情况下,可识别性提高的部分可以是设有例如特定反射材料的容器保持器的一部分。在柱体(旋转管)的情况下,可识别性提高的部分可以是隔膜、过滤隔膜或羊毛状物。在容器(例如艾本德管)的情况下,可识别性提高的部分可以是盖子,例如翻转盖子、或用于盖子的铰接件或固定件。
在容器或柱体的情况下,有利的是要记住它们填充有任何所要求颜色或任何所要求液体水平的液体。柱体中的毛毡也可以是任何所要求的颜色。因此,较佳的是,使用具有背景褪色的光传感器来进行该探测过程。这是行进到第一距离并然后移动越过柱体或容器比第一距离短的第二距离。
上述方法和其它方法适于检查诸如图1c所示的装置的装载。例如,可检查该装置的完全性和一致性。因此,例如可检查加热器/搅拌器600中样品保持器或离心分离机200的装载。
为了检查该装置的装载,有利的是,对不同的容器保持位置记录其中是否存在有容器。因此,可确定和存储存在于容器保持位置中的容器的数量。由此可确定例如在离心分离机转子212中容器保持器120的相应保持位置中的容器的数量。从容器和它们位置的总数可以例如得出关于离心分离机200中容器保持器120的数量,或者这可以分开进行记录。然后根据记录为容器保持位置中存在容器的总数,可确定容器保持位置中各容器的分布情况。可设置条件以例如使离心分离机200的装载中的任何不平衡最小,如上所述。然后检查记录为存在于容器保持位置中的容器的分布是否符合设置的条件。
如上所述,光学传感器还可用于记录容器保持位置中是否存在有容器。因此,此外,光学传感器还可记录样品容器位置中样品容器的数量。样品容器位置可以在搅拌器/加热器600中。因此,能够检查样品容器的数量是否与记录为存在的容器的总数一致。还可建立为每个样品容器分配一个容器保持位置、例如在离心分离机200中的容器保持位置的分配。
该分配可例如为记录为存在容器的容器保持位置分配样品容器,或它可为样品容器分配一组容器保持位置,其中容器记录为存在于该组中至少一个容器保持位置中。还可通过发出指令以将分配给该容器保持位置的样品容器移到样品容器位置内来建立该分配。该样品容器位置可例如通过公用名而分配到容器保持位置,或者由于样品容器位置在样品容器工位中的布置与离心分离机中的容器保持位置的布置对应而分配到容器保持位置。还可通过发布为样品容器的样品容器位置分配相应的容器保持位置的表格来建立该分配。
光学传感器还能够检查装有可消耗物品的装置的装载。这种可消耗物品可以是容器或生物物质。具体地说,它们可以是汲取管末端、旋转管、艾本德管和生物流体、酶、和/或缓冲液。为了该目的,记录带有用于处理的样品的、准备好的样品容器的数目;根据准备好的样品容器的数目,在某些情况下根据协议,确定所需要的用于处理这些样品的可消耗材料的数目和/或数量;确定装置中存在的可消耗材料的数目和/或数量;并将存在于该装置中的可消耗材料的数目和/或数量与所需要的可消耗材料的数目和/或数量作比较。通过确定可消耗材料的实际状态,为使用者形成参照标准并显示在监视器910上以形成所要求的状态。
为了调节可移动部件的位置,还可使用一个或多个光传感器。较佳的是,该光传感器用于探测物件以进行定位。在一个可能实施例中,可将一个或多个光传感器附连到可移动单元上,例如托架300或夹持单元400或汲取单元500上,并因此就可与该单元一起移动。在该单元移动期间,该传感器移到位置限定并已知的标记上。这样,可确定传感器的位置并因此确定可移动单元的位置。
该标记是在光传感器的限定位置处触发出光传感器中的信号或信号差的构件。例如,可通过操作表面2上的边缘形成该标记,从而在边缘的一侧上操作表面2处在光传感器的探测范围内,而在另一侧上则不在。或者,可通过具有不同漫反射特性的两个表面之间的边界来形成该标记。为了能够沿几个方向定位,可使用沿几个方向(例如彼此垂直的两个方向)延伸的多个边缘或边界。但是,在传感器是非旋转对称构造的情况下,例如光传感器,通常沿不同方向的定位的精确度不同。在可使用多个光传感器的情况下,可沿不同方向定位或可使用可旋转传感器。
通过对步进电动机的步数计数可确定可移动部件相对于位置标记的位置。例如,该定位可设计成多重的。该定位可补偿机械公差。
还可使用其它传感器和标记进行定位。例如,该传感器可以是磁性线圈、摄像机或光束。然后该标记可以例如是感应导电件、颜色标记或光束的阻挡件。例如,可使用光束来探测由步进电动机移动的部件是否处在限定的校准位置(初始位置)。参照图8和16描述这种类型的传感器438。
或者,还可固定地安装该传感器并在可移动部件上设置位置标记。参见图1c,例如,可在离心分离机转子212或在容器保持器120上设置位置标记。然后可以使用光学传感器来定位离心分离机转子212的旋转角。
为了用定位标记定位离心分离机转子212或某些其它可移动部件,还能使用可移动传感器。例如,可使用安装在通过步进电动机移动的、诸如汲取单元500之类的传感器单元上的传感器。然后通过以下步骤进行可移动部件的定位:
-校准可通过步进电动机移动的传感器单元的位置,即建立传感器单元的初始位置,例如通过借助于光学传感器读取固定标记。该标记可设置在例如作业平台2上。
-将传感器单元移动到可移动部件的移动区域内的限定位置(例如在离心分离机200的情况下);通过对传感器单元的步进电动机的步数计数来达到该限定位置。
-移动可移动部件,即例如旋转离心分离机转子212直到光学传感器探测到可移动部件上的标记为止,可与离心分离机转子共同旋转的标记可能与光学传感器成一确定的关系。
-计算通过所确定的关系来计算可移动部件的位置。
或者,还可通过将传感器单元移动越过可移动部件的移动区域来探测可移动部件的位置。同时通过对步进电动机的步数计数来更新传感器单元的位置。一旦光学传感器已确定可移动部件上的标记与光学传感器成一确定关系,就可用该确定关系计算可移动部件的位置。
用于监测生物材料、尤其是液体的容器的填充水平的填充水平监测装置是有利的,因为如果没有这种类型的填充水平监测装置,用户要负责给装置提供具有足够量缓冲剂。因此可降低用户检查中涉及的差错风险和工作量。
还能够检其它液体或诸如粉末之类的固体物质的填充水平。具体地说,能够确保在给定的间隔内有相应的填充水平。使用以下方法也可检查这种物质的存在。
使用例如填充水平监测装置,能够确保离心分离机中过滤容器(旋转管)的填充水平不会太高。因此如果过滤器容器填充过多则会给出警告。这样能够防止离心分离期间过滤器容器的堵塞。
可使用各种方法来测量液体的填充水平。为了避免交叉污染,无接触方法是尤其有利的。以下将示例地描述一些测量填充水平的无接触方法:
在通行时间的光学测量中,通过光纤将光脉冲馈送到器皿中。通过光电二极管来探测从液体表面反射的光。脉冲和回波之间的时间延迟是填充水平深度的度量。
在超声波测量中,由压电构件、例如超声波陶瓷构件发射超声波脉冲。在时间延迟之后通过同一压电构件来接收由液体表面反射的脉冲。测得的通行时间是传感器和液体表面之间距离的度量。较佳的是,使用分辨率约+/-1mm的、发射频率较佳的是约250kHZ的传感器。还较佳的是使用参照表面来校准该系统。
在电容测量期间,电容传感器头部朝向液体表面移动直到达到传感器的切换点。当传感器头部的电容电极靠近该表面时达到该切换点。
在发射光学测量期间,将激光的波长选择成根据填充水平来吸收激光的光线。例如约1300nm范围内的波长是有利的。然后该吸收构成填充水平的度量。
在角度光学测量中,通过液体的表面反射激光束。使用光学线传感器来确定该反射角并因此确定液体表面。在该过程中,通过激光或其它辐射源照射物质表面;通过辐射计测量由液体(或固体物质)表面反射或散射返回的辐射;根据辐射计测得的辐射量,将辐射源、辐射计和容器移到彼此的空间关系(例如通过使辐射源倾斜),从而物质表面的垂线与从辐射源到物质表面的第一射线之间的第一角基本上等于物质表面的垂线和由从物质表面反射的经过辐射计的第一射线之间的第二角;并且然后根据辐射源、辐射计和容器的空间关系来确定物质表面的高度。
通常使用第一和第二角相同的事实来大致确定物质表面的水平。通常使用笔形直径3mm的笔形光束来进行该照射。为了进行角度测量,有利的是使用也用于其它目的、例如用于定位和/或用于检查负载的的光传感器。
使用光传感器时,尤其是用于光学角度测量的光学反射光传感器时,可尤其考虑以下误差源:首先是会有使光沿各方向反射的表面波。这可能导致在整个范围上有错误信号。因此,有利的是在足够长的时期内或在表面波的几个波峰的整个区域上进行确定。这样,将表面波平均成在很大程度上以与光滑表面的反射角相应的反射角所得到的信号最大值。还较佳的是,过滤来自容器壁和底部的反射,否则这些反射会造成测量错误。如果容器的形状已知才能够进行。
还较佳的是,根据被观察液面的特定液体来计算其粘附力。粘附力使得在容器内侧的壁上形成透镜状表面。如果不考虑该表面,这在较细容器情况下会产生误差。为了计算粘附力,如果光电尺寸显著小于内部容器截面积则是有利的。然后可根据水平位置测量反射角。通过将附属性与计算粘附力的模型作比较,可确定和补偿表面的曲率。或者,如果光电足够小,还可针对表面基本上水平的容器的中心。为了该目的,较佳的是光电的面积小于容器的内部横截面的十分之一。
为了探测容器的性质和/或容量,可读取附连到容器本身或附连到容器的器皿上的标记。例如,这种标记可以是图12中所示标记突起部的形式。可通过可移动光传感器或用光束或一些其它传感器来读取该标记。
又例如,可根据容器的夹持部分的尺寸来确定容器的尺寸。在该情况下,在容器夹持期间可通过测量夹持臂的关闭运动的幅度来确定容器的尺寸。
又例如,可根据其长度来确定容器尺寸。在该情况下,如果容器被夹持器夹持成可沿长度方向保持该容器且如果夹持器在具有水平光束通路的一个或多个光束852(见图1a)上方的限定高度处移动则是有利的。根据容器的长度和特定光束的高度,光束的光束通路可能被容器阻断或不被阻断。该长度可减小或根据光束是否被阻断或哪根光束已被阻断的信息来确定。如果需要确定该长度,夹持器还可在不同的高度处在光束上方移动几次。该夹持器还可设置在光束上方并沿垂直方向移动直到光学通路被阻断。
用户接口,操作概念
该装置的操作概念涉及简易且直观的操作。该装置的用户引导对此尤其有帮助。该引导被设计成需要尽可能少的输入步骤来执行程序,这些步骤尽可能直观,且用户所需的相关信息都以尽可能易于理解的形式显示。例如,通过可存储和直接调出频繁使用的设定且通常绕过几乎不需要修改的输入区域而对此有所帮助。
基本上使用TFT触摸屏来运行该装置。例如可使用具有240×320像素分辨率的触摸屏。可选地还可能有诸如键盘和开关之类的其它操作构件,例如用于紧急关闭功能或用于单个模块的独立运行。该装置还包括用于数字数据交换的接口以载入或存储协议和参数,从而例如转移诊断数据、运行软件更新或进行装置的远程操作。图16示出用于该目的和类似目的的USB接口870c和RS232接口870d。
图17b中示出显示器910中用户引导的典型屏幕设计。所示屏幕930具有标题932、值域和各种其它键(“标准”937;“保存”;“取消”)。
标题932用作用户引导(例如菜单)中当前位置的方向。在标题932中,省略了过长的文本,由一系列点表示。取决于是文本的左侧还是右侧更重要来切断右边或左边。
值域用于修改数值,在该情况下是缓冲容积。它包括开/关控制件938。通过按压控制件938的“+”键,值会增加,按压“-”键,值会减小。示出了可能的阈值934、935。当达到阈值时,控制件938的相应键变成无效。
与所示值域类似,还可能具有表单域(未示出)用于从固定数量的元素中选择元素;例如从多个协议选择协议。像控制件938一样,表单域具有用于选择所要求元素的箭头键。任何一次的当前元素都以粗体加边框且较大字体示出。该表单域还包括用所选元素可进行什么操作的作用键。当直接按压所选列表元素的表示时可执行最可能的动作。
当首先使用该装置时,示出开始屏幕920,如图17a中所表示。启动屏幕920并不完全与上述图17b中的屏幕对应。它包含两个快速启动键924、协议键922和工具键926,用于访问设备的设定和其它功能。只要运行启动屏幕上的键,就将使用者引导到相应的菜单。
快速启动键924示出启动上一个协议(左手键)和紧接着上一个协议(右手键)。可设置两个以上的快速启动键。一旦启动协议,快速启动键924的标题就变化。如果协议必须分配到快速启动键,则相应的快速启动键924可运行很长一段时间。
协议的单独显示的参数可以变化。可存储具有适当参数设置的协议并然后使用表单域进行选择。然后可使用选项键修改参数设置。
例如,图18a和18b示出用于运行协议的典型操作程序。第一屏幕920是图17a中所示的启动屏幕。当按压快速启动键911时,显示具有指令946的一个或多个屏幕940,用于为装置装载可消耗材料并为协议进行其它准备。
所显示的屏幕940示出用于缓冲液的器皿710的各种位置942的特定协议所需要的液体和液体液面944。图18a示出一种总览屏幕940。这里,液体是彩色编码的并用图形示出必需的液面。通过按压键“下一个”(未示出)来得到装载的详细信息。通过按压“跳过”键,跳过该部分用户引导。
只要打开离心分离机盖,用户界面还显示用于装载离心分离机(未示出)的指令。
在所示实例中,按压“跳过”键911。图18a中接下来的第三屏幕950示出所要进行的协议步骤的总览图。这些步骤示出为进度条951的元素。在所显示的屏幕上,示出以下协议步骤:初始化、溶解、孵化(incubating)、溶解、结合。未示出由于空间原因不能显示的其它步骤,而在交替的时间示出或由诸如多个点之类的元件(未示出)来表示,同时通过触摸这些元件可显示其它步骤。
使用“编辑”键能够修改协议的可变参数,例如缓冲液的类型和数量、双重假象(double illusion)、初始容积、核糖核酸酶处理等。按压启动键911使协议启动。
图18b中示出了运行协议时显示的屏幕950。这在进程显示中估算的剩余时间954、以及实际已经运行的协议步骤952。该协议可在任何时间停止而不能再继续。中断键不是紧急关闭按钮。各种程序终止,然后最终程序关闭且各心轴返回到其初始位置。
此外,离心分离机和摇动机可独立运行,即独立于协议运行。可使用图17a的开始屏幕的工具菜单926或使用专用键访问这些功能。
在按压启动屏幕上的工具按钮之后可选择各种设备的设定(见图17a)。然后出现包含一些设置选项的菜单。
-独立于协议使用离心分离机200;
-独立于协议加热和/或摇动;
-维修,例如重启可移动部件;打开或关闭离心分离机盖;
-设定,例如屏幕亮度、声音信号;
-系统控制,例如存储记录文件、设备特性(序列号、详细规格等)、运行更新;以及
-系统设置,例如温度、电压、误差信息等。
菜单项的顺序可取决于使用频率:越过经常需要的功能,它就出现在菜单上越上面。基本上还可使用“标准”键。该键为所选构件设置标准值。
该装置具有构造为USB控制的USB接口870c,可从/向USB记忆棒读取和写入该数据。因此,USB记忆棒可用作PC和该装置之间的媒介。或者,还可使用诸如以太网或RS232之类的其它接口,并可进行诸如Web服务器之类的其它功能。
可使用USB接口与USB记忆棒交换以下数据:
-协议(加载和存储单个协议或同时加载和存储多个协议);
-固定设备信息(例如诊断信息、具有服务数据或误差数据的记录文件、状态文件等);以及
-固件或软件的更新。
此外,可删除协议和其它文件(删除单个协议或同时删除多个协议)。可作为SPS算法保护各协议并存储为xml文件。
每种类型的文件(例如所要加载或存储的协议、固件等)与具有示出预定名称的索引的USB记忆棒的索引结构有关。使用特定的辅助程序进行从或到USB记忆棒的文件转移,该辅助程序提供其自身的菜单。该用户可选择覆盖目标设备上已经存在的文件或仅转移不存在的文件。
如果该装置通过RS232接口870d连接到PC,则可进行其它服务功能,RS232接口870d装有特定的服务软件。
该操作设计成尽可能方便地用于最普通的应用。这些通常是新协议的运行和多个协议的删除。
协议
现将参照协议示例地描述在处理具有上述部分模块的装置中的生物材料时可能运行的部分步骤。首先,如图18a所示,检查所要求的协议并选择可选的协议参数。然后该装置给出用于加载该装置的指令940。根据这些指令手工加载该装置。或者也可自动或部分自动地加载该装置。具体地说:
-用诸如汲取管末端730和包含缓冲液712、714、716的器皿之类的可消耗物品装载可消耗物品站701(见图12);
-用适当的容器保持器120和容器160、170装载离心分离机200;
-用样品容器170装载加热器/搅拌器600。所要处理的样品容纳在样品容器170中。
或者,通过例如将准备好的货物站701或容器承载件610插入该装置可进行该装载。
然后通过该装置检查装载的一致性和完整性。如上所述,可例如通过可在作业平台上移动的光传感器810和/或通过超声波单元830进行该检查。从该检查还可得出其它处理参数(例如从所探测的多个样品容器170得出所要处理的样品的数目)。
然后进行协议步骤以处理这些样品。例如,描述用于从细胞提存生物分子的协议的自动运行,包括溶解、粒化(pelletting)、结合、洗涤和洗提。该过程还可包括例如公开物“QIAGEN Bench Guide”、“QIAGEN Guide to TemplatePurification and DNA Sequencing”和“QIAGEN QIAprepMiniprepHandbook”(2005年6月第二版)中所述的其它协议。此外,所进行的协议步骤可仅包括一些步骤或除了它们还可包括其它步骤。
对于溶解步骤,可用样品容器手工将样品材料转移到加热器/搅拌器或可选地通过夹持单元400或汲取单元500将样品材料转移到其中。缓冲液被汲取到样品材料中。假设汲取管末端足够高以确保汲取管在汲取过程中不被污染,则同一汲取管末端可用于所有样品。
可通过摇动加热器/搅拌器将缓冲液和样品材料混合。通过在加热器/搅拌器中加热而可选地将该样品加热到规定的温度并在给定的时间内保持在该温度(孵化)。可选的是,也可添加其它缓冲液。此时所要求的生物分子就溶解在缓冲液中了(溶解)。
然后通过汲取将溶解产物转移到离心分离机内,如参照图7所述。对每个样品使用单独的汲取管末端并然后丢弃在废品处置站740中。
然后可选地进行粒化步骤。将样品离心分离以实现溶解产物和细胞碎片的较好分离。通过汲取将样品转移到离心分离机中的容器中。这种容器可以是例如保持在保持位置140中的艾本德容器170的容器,或者是与容器保持器120形成一体的容器150(例如图11c)。或者可通过夹持单元400将具有样品的样品容器170转移到离心分离机内的保持位置140中。然后在离心分离机200中离心分离样品,从而使细胞碎片主要收集在容器的底板上。在离心分离期间,离心分离机的盖240被盖控制器260所关闭。然后可再打开以能够通达离心分离机内部。
然后接着是结合步骤。在该步骤中,通过汲取将溶解产物转移到过滤容器160或包含载体材料(例如隔膜)的容器160中。不转移在容器底部上的细胞碎片含量增加的那部分溶解产物。
包含载体材料的容器160处在容器保持器120的保持位置130(或150)中。通过离心分离,强制溶解产物穿过或沿着承载材料,生物分子较佳地保留在承载材料上。剩余的溶解产物冲洗到容器保持器120的废品容积122中(见图11c)。
然后进行洗涤步骤:在使用汲取单元500向容器160添加一种或多种洗涤液之后,将容器160离心分离以强制洗涤液穿过或沿着载体材料。这会从载体材料去除不想要的组分。将包含溶解成分的洗涤液冲洗到容器保持器120的废品容积122内。可以可选地重复各洗涤步骤。
为了准备洗提步骤,将容器160转移。通常,独立于其它协议步骤,可在洗提步骤之前使用夹持器来将容器160转移到容纳生物材料、尤其是液体的另一容器170中。较佳的是,使用夹持单元400转移该容器。该夹持器较佳地具有结合图6、8和/或9描述的一些特征。尤其较佳的是,附加容器170设置在离心分离机200中,且最佳的是,附加容器170可移除地设置在离心分离机中容器保持器120的保持位置140中。也较佳的是,容器160应具有用于液体移除的出口开口,且容器160在转移后应当相对于附加容器170设置成在离心分离期间将通过容器160的出口开口流出的任何液体都收集在附加容器170中。
此后假设,在非限制性容量中,要被转移的容器160设置在第一保持位置130中,且附加容器170设置在离心分离机中容器保持器120的第二保持位置140中(见图11c)。然后,独立于协议的其它步骤,可通过夹持器进行如下容器到另一容器中的转移,例如:夹持单元400相对于容器保持器120设置,定位构件452与容器保持器的定位反向构件124相互作用,如图8和9的说明中所示那样。如果有必要,通过驱动器431来使夹持器410围绕轴线436a枢转,从而使得夹持器可夹持容器160。夹持器夹持容器并将其从保持位置130取出。通过驱动器431来使该夹持器围绕轴线436a枢转。最后,夹持器将容器160放入附加容器170并松开容器。在该移动的整个过程中,较佳的是定位构件452与容器保持器的定位反向构件124相互作用。这可通过例如弹簧458来确保。
或者,容器160也可从第一容器保持器120的第一保持位置130转移到另一容器170内,且另一容器设置在离心分离机中的不同于第一容器保持器120的另一容器保持器中。然后在取出和插入之间,必需进行夹持单元相对于另一容器保持器定位的另一步骤。
以上结合图8和9描述了夹持器410和上述移动的其它细节。
对于洗提步骤,将洗提流体加入到容器160(汲入),并将容器160离心分离。洗提流体从载体材料分解出所要求的成分并将其冲洗到附加容器中。在那里将所要求的成分保持成备用状态,而溶解在洗提液体中。
最后,对于最后一步“清洗”,例如通过带到废品处置站740的人工或自动将程序的中间步骤已经用过的容器丢掉。
Claims (90)
1.一种用于处理容纳生物材料的容器(160)的夹持单元(400),其中容器(160)包括可呈现打开位置和关闭位置的盖(166),所述夹持单元包括:
夹持器(410),所述夹持器(410)用于夹持和松开所述容器,以及
盖保持器(417a、414),所述盖保持器(417a、414)用于将所述盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,该限定位置是所述盖(166)的打开位置,同时所述容器(160)借助所述夹持单元(400)移入容器保持器(120)或从所述容器保持器移出。
2.如权利要求1所述的夹持单元(400),其特征在于,所述夹持单元沿垂直于作业平台的平面的方向z能移动。
3.如权利要求1或2所述的夹持单元(400),其特征在于,所述夹持单元沿作业平台的平面在方向x-y能移动。
4.一种用于处理生物材料的装置,包括如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元以及离心分离机(200),其中所述夹持器(410)能够将所述容器放入所述离心分离机中或将所述容器从所述离心分离机取出,同时所述盖保持器(417a、414)将所述盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置。
5.一种用于将容器(160)运送到容器保持器(120)或从容器保持器(120)运送出的方法,其中所述容器(160)包括附连到其上用于关闭所述容器的开口的盖(166),
所述方法包括以下步骤:
-通过夹持单元(400)夹持或保持所述容器(160);
-借助所述夹持单元(400)的盖保持器(414),将所述盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,所述限定位置是所述盖的打开位置,以及
-通过所述夹持单元(400)将所述容器移动到所述容器保持器内或移出所述容器保持器,藉此将所述盖移入或移出所述容器保持器的盖接收器,而同时借助用于将所述盖保持在所述限定位置的盖保持器相对于所述容器维持所述盖的所述限定位置。
6.如权利要求5所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,
所述盖保持器(414)为所述盖(166)提供止挡件,并且其中,
在保持所述盖的步骤期间,所述盖(166)通过连接件(164)的弹力压靠于所述止挡件,所述连接件(164)将所述盖(166)连接到所述容器(160)、并因此将其保持在所述限定位置。
7.如权利要求5所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,
所述盖接收器包括开口(133、143、145),通过这些开口,所述盖子保持器(414)与所述盖接触并为其提供止挡件,从而在所述容器移入所述容器保持器或从所述容器保持器移出期间,所述盖从所述盖接收器移除或放入其中,同时保持由所述盖保持器(414)限定的位置。
8.如权利要求5所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,
所述容器(160)的运送构成通过所述夹持单元(400)将所述容器(160)从容器保持器(120)取出,以及其中
将所述容器移入或移出所述容器保持器是通过所述夹持器将所述容器从所述容器保持器取出。
9.如权利要求8所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,将所述容器从所述容器保持器(120)取出的步骤包括将所述盖从所述容器保持器的盖接收器(132、142、144)取出。
10.如权利要求8或9所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,夹持构件夹取所述容器,并且当所述夹持构件夹取所述容器时,所述盖保持器沿所述盖滑动。
11.如权利要求5所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,
所述容器(160)的运送是通过所述夹持单元(400)将所述容器(160)放入容器保持器,以及其中
将所述容器移入或移出所述容器保持器是将所述容器插入所述容器保持器(120)。
12.如权利要求11所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,将所述容器放入所述容器保持器(120)的步骤包括将所述盖(166)插入所述容器保持器的盖接收器(132、142、144)。
13.一种通过夹持单元(400)将容器(166)从第一容器保持器转移到第二容器保持器的方法,所述方法包括以下步骤:
-如权利要求8或9将所述容器从第一容器保持器(120)取出,其中所述容器从所述第一容器保持器(120)的第一保持位置(130、140、150)取出,以及
-如权利要求11或12将所述容器插入第二容器保持器(120),其中所述容器插入所述第二容器保持器(120)的第二保持位置(130、140、150)。
14.如权利要求13所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,所述第一保持位置和所述第二保持位置是不同的保持位置,且所述第一容器保持器和所述第二容器保持器是同一容器保持器。
15.如权利要求13或14所述的用于运送容器(160)的方法,其特征在于,所述第一保持位置和所述第二保持位置是不同的保持位置,且所述第一容器保持器和所述第二容器保持器是不同的容器保持器。
16.如权利要求5至15中任一项所述的方法,其特征在于,在保持所述盖(166)的步骤中,所述盖(166)通过所述夹持单元(400)的盖保持器保持在相对于所述容器(160)的限定位置。
17.如权利要求5至16中任一项所述的方法,其特征在于,所述容器保持器枢转地安装在离心分离机(200)中。
18.如权利要求5至17中任一项所述的方法,其特征在于,所述盖(166)是打开的。
19.用于容纳生物材料的容器(160)的容器保持器(120),所述容器具有用于关闭所述容器的开口、附连到其上的盖(166),所述容器保持器适于用在离心分离机(200)中,并包括用于保持所述容器的至少一个保持件(130、140、150)、以及用于保持附连到所述容器的所述盖(166)的至少一个盖接收器(132、142、144),所述盖接收器的形状设置成使用于所述容器的夹持器单元(410)的盖保持器(414)能够通达所述盖,所述盖保持器(417a、414)构造成用于将所述盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,该限定位置是所述盖(166)的打开位置。
20.如权利要求19所述的容器保持器,其特征在于,所述盖保持器(414)通达所述盖包括所述盖与所述盖保持器的机械接触。
21.如权利要求19或20所述的容器保持器,其特征在于,所述盖接收器(132、142、144)具有凹槽(133、143、145),通过使所述盖保持器(414)通过所述凹槽(133、143、145)与所述盖接触,所述凹槽允许所述盖保持器(414)通达所述盖,以使所述容器能从所述容器保持器(120)移除,同时将所述盖从所述容器保持器的所述盖接收器(132、142、144)移除,藉此将所述盖保持在所述盖相对于所述容器的相同限定位置。
22.如权利要求21所述的容器保持器,其特征在于,对于保持构件(140),为一起插入在所述保持构件(140)中的两个容器(160、170)的相应盖提供两个盖接收器(142、144)。
23.如权利要求19至22中任一项所述的容器保持器,其特征在于,还包括适于保持液体的容积(122)。
24.如权利要求19至23中任一项所述的容器保持器在离心分离机的离心分离机转子(212)中的用途。
25.一种用于处理生物材料的装置(1),包括:
如权利要求19至24中任一项所述的容器保持器,以及
离心分离机(200),其中所述容器保持器(120)适于用在所述离心分离机中,并且
夹持器单元(410)具有盖保持器(414),其中所述盖保持器(414)适于将所述盖保持在相对于所述容器的限定位置,该限定位置是所述盖的打开位置。
26.如权利要求25所述的装置,其特征在于,
所述盖保持器(414)为所述盖(166)提供止挡件,用于通过连接件(164)的弹力压靠于所述止挡件,所述连接件(164)将所述盖(166)连接到所述容器(160)、并因此将其定位或保持在固定位置中。
27.如权利要求25或26所述的装置,其特征在于,当所述容器被所述夹持器夹持时,所述盖保持器能够通达所述盖。
28.如权利要求25至27中任一项所述的装置,其特征在于,所述盖保持器(414)刚性地连接到所述夹持器单元(410)的夹持器壳体(412)。
29.如权利要求25至28中任一项所述的装置,其特征在于,所述盖接收器和所述盖保持器限定所述盖相对于所述容器的相同位置。
30.如权利要求25至29中任一项所述的装置,其特征在于,所述盖保持器构造成当夹持构件夹取所述容器时所述盖保持器沿所述盖滑动或引导。
31.一种用于处理生物材料的装置,包括:
离心分离机(200),所述离心分离机(200)具有可转动的离心分离机转子(212),所述离心分离机转子(212)具有用于保持生物材料的容器(160)的至少一个容器保持器(120),以及
如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400),其中夹持器(410)构造成用于将容器(160)插入所述容器保持器。
32.一种用于处理生物材料的装置,包括:
离心分离机(200),所述离心分离机(200)具有可转动的离心分离机转子(212),所述离心分离机转子(212)具有用于保持生物材料的容器(160)的至少一个容器保持器(120),以及
如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400),其中夹持器(410)构造成用于将容器(104)从所述容器保持器取出。
33.一种用于处理生物材料的装置,包括:
离心分离机(200),所述离心分离机(200)具有可转动的离心分离机转子(212),所述离心分离机转子(212)具有用于保持生物材料的容器(160)的至少一个容器保持器(120),以及
如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400),其中夹持器(410)构造成用于将容器(104)从容器保持器的第一保持位置转移到容器保持器的第二保持位置。
34.如权利要求31至33中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述第一和第二保持位置是不同的。
35.如权利要求31至34中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述第一和第二保持位置是在同一容器保持器中。
36.如权利要求31至34中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述第一和第二保持位置是在不同的容器保持器中。
37.如权利要求31至36中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述夹持器(410)构造成通过与所述容器的突出容器部分(168)配合而夹持所述容器(160)。
38.如权利要求31至37中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述夹持器包括定位构件(450),所述定位构件(450)通过与定位反向构件(124)相互作用来定位所述容器保持器(120)的角位置或偏转角。
39.如权利要求38所述的处理生物材料的装置,其特征在于,所述定位构件(450)构造成与所述容器保持器的止挡件(212m、116b)共同协作以定位所述偏转角。
40.如权利要求31至39中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述容器保持器从所述离心分离机可取出。
41.如权利要求31至40中任一项所述的用于处理生物材料的装置,其特征在于,所述夹持器(410)包括:
-夹持构件(416a),所述夹持构件(416a)能够移动以夹持和松开容器,
-夹紧构件(424),所述夹紧构件(424)适于夹紧所述夹持构件(416a),
-提升构件(422),以及
-用于所述提升构件的驱动器(420),所述驱动器(420)适用于驱动所述提升构件(422)的升高运动,所述提升构件(422)使所述夹持构件(416a)移动。
42.通过包括夹持器(410)和盖保持器(417a、414)的夹持单元将容器(160)放入离心分离机转子(212)中的容器保持器(120)的方法,其中所述容器保持器(120)具有用于所述容器的保持位置(130、140、150),所述方法包括以下步骤:
·将所述夹持器移到相对于所述保持位置的位置,藉此所述盖保持器(417a、414)将容器的盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,该限定位置是所述盖(166)的打开位置;
·移动所述夹持器,以将所述容器放入所述保持位置;
·通过所述夹持器松开所述容器。
43.通过包括夹持器(410)和盖保持器(417a、414)的夹持单元将容器(160)从离心分离机转子(212)中的容器保持器(120)取出的方法,其中所述容器保持器具有用于容器的保持位置(130、140、150),所述方法包括以下步骤:
·将所述保持器移到相对于所述保持位置的位置;
·通过所述夹持器夹持所述容器;
·移动所述夹持器,以将所述容器从所述保持位置取出,藉此所述盖保持器(417a、414)将容器的盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,该限定位置是所述盖(166)的打开位置。
44.通过包括夹持器(410)和盖保持器(417a、414)的夹持单元将容器(104)从离心分离机转子(212)中的容器保持器(120)的第一保持位置(130、140、150)转移到离心分离机转子中的容器保持器(120)的第二保持位置(130、140、150)的方法,所述方法包括以下步骤:
·将所述夹持器移到相对于所述第一保持位置的位置;
·通过所述夹持器夹持所述容器;
·移动所述夹持器,以将所述容器从所述第一保持位置取出,藉此所述盖保持器(417a、414)将容器的盖(166)保持在相对于所述容器(160)的限定位置,该限定位置是所述盖(166)的打开位置;
·将所述夹持器移到相对于所述第二保持位置的位置;
·移动所述夹持器,以将所述容器放入所述第二保持位置;
·通过所述夹持器松开所述容器。
45.如权利要求42至44中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
·调节所述容器保持器围绕所述离心分离机转子(212)的旋转轴线(214)的给定旋转角。
46.如权利要求42至45中任一项所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
·通过将所述夹持器(410)的定位构件(450)移到与所述容器保持器(120)的定位反向构件(124)相互作用来固定所述容器保持器的偏转角;所述容器保持器与用于所述容器保持器的所述枢转运动的止挡件(212m、116b)接触,并通过所述定位构件(450)和所述定位反向构件(124)在所述止挡件处的相互作用来固定所述容器保持器的所述偏转角。
47.如权利要求42至46中任一项所述的方法,其特征在于,所述保持位置(130、140、150)位于从所述离心分离机(120)可取出的容器保持器中。
48.如权利要求42至47中任一项所述的方法,其特征在于,夹持所述容器(160)的步骤包括以下部分步骤:
-产生提升构件(422)的提升运动;以及
-将所述提升构件(422)的提升运动转化成所述夹持构件(416a)的运动,其中所述运动方向与夹紧构件(424)施加在所述夹持构件上的力的方向相反。
49.如权利要求42至48中任一项所述的方法,其特征在于,松开所述容器(160)的步骤包括以下部分步骤:
-产生提升构件(422)的提升运动,其中所述提升运动使所述夹持构件(416a)能够沿打开方向运动,以及
-通过夹紧构件(424)产生所述夹持构件(416a)的运动。
50.如权利要求42至49中任一项所述的方法,其特征在于,夹持所述容器(160)的步骤包括以下部分步骤:所述夹持构件与所述容器的突出容器部分(168)配合。
51.一种用于处理生物材料的装置(1),包括:
-如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400);
-能够围绕转子轴线转动的离心分离机转子(212),
-用于所述离心分离机转子的驱动器(218),以及
-定位构件(450),所述定位构件不能与所述转子共同转动,所述转子用于通过与定位反向构件(124)相互作用来定位所述离心分离机转子的角位置,所述定位反向构件(124)能与所述转子共同转动。
52.如权利要求38或51所述的装置,其特征在于,通过所述定位构件(450)和所述定位反向构件(124)之间的机械配合来定位所述角位置。
53.如权利要求51或52中任一项所述的装置,其特征在于,所述离心分离机转子适于接纳用于容纳生物材料的容器(160)的容器保持器(120)。
54.如权利要求38或51至53中任一项所述的装置,其特征在于,所述定位反向构件(124)设置在所述容器保持器(120)上或所述离心分离机转子(212)上。
55.如权利要求38或51至54中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置适于探测所述离心分离机转子的角位置并根据所探测的所述角位置来校准所述定位构件(450),从而使所述定位构件在所述定位反向构件(124)的运行范围内。
56.如权利要求51至55中任一项所述的装置,其特征在于,所述定位构件(450)适于定位所述容器保持器(20)的偏转角。
57.如权利要求38或51至56中任一项所述的装置,其特征在于,所述离心分离机转子(212)适于用于容纳生物材料的容器(160)的容器保持器(120)的枢转安装,并包括用于所述容器保持器的所述枢转运动的止挡件,以及
所述定位构件(450)适于通过与所述定位反向构件(124)的相互作用而将所述容器保持器以一定偏转角固定在所述止挡件处。
58.用于处理生物材料的装置(1),包括:
-如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400);
-能围绕转子轴线(214)旋转的离心分离机转子(212),所述离心分离机转子(212)适于用于容纳生物材料的容器(160)的容器保持器(120)的枢转安装,
-用于所述容器保持器的所述枢转运动的第一止挡件,以及
-定位构件(450),所述定位构件适于通过与所述容器保持器的定位反向构件(124)相互作用而将所述容器保持器以一偏转角固定在所述止挡件处。
59.如权利要求38、39、57或58中任一项所述的装置,其特征在于,所述离心分离机转子包括用于由所述离心分离机转子的离心力引起的枢转运动的第二止挡件。
60.如权利要求39、57或58至59中任一项所述的装置,其特征在于,所述第一和/或第二止挡件安装在所述离心分离机转子上。
61.如权利要求39、57或58至60中任一项所述的装置,其特征在于,通过将所述容器保持器压靠于所述第一止挡件来进行所述定位。
62.如权利要求19至21中任一项所述的容器保持器(120),其特征在于,所述容器保持器还包括:
定位反向构件(124),所述定位反向构件的形状构造成与定位构件(450)配合,其中
通过所述配合可定位所述容器保持器在所述离心分离机中的角位置和/或偏转角。
63.如权利要求62所述的容器保持器,其特征在于,所述容器保持器(120)还包括适于将所述容器保持器连接到所述离心分离机的连接件(112a)。
64.如权利要求63所述的容器保持器,其特征在于,所述连接件限定所述容器保持器(120)的枢转轴线(113)。
65.如权利要求62至64中任一项所述的容器保持器,其特征在于,所述定位反向构件(124)和定位构件(450)之间的配合适于防止所述定位反向构件(124)和所述定位构件(450)之间、沿至少一个平面的各方向的相对运动。
66.一种用于处理生物材料的装置(1),包括:
-如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400);
-用于容纳生物材料的容器(160、170、730)的容器保持器(120),其中所述容器包括可识别性提高的至少一个容器部分;
-辐射源(810b),所述辐射源(810b)用于照射所述保持器内的记录区域,其中所述记录区域与可识别性提高的所述容器部分关联;
-传感器(810a),所述传感器(810a)用于测量来自所述记录区域的辐射的强度;
-评定单元,装备用以通过将测得的强度与限定阈值相比较来记录容器的存在与否。
67.如权利要求66所述的装置,其特征在于,所述容器是离心分离机容器(160、170)、过滤器容器(160)、收集容器(170)或汲液管末端(730)。
68.如权利要求66或67所述的装置,其特征在于,可识别性提高的所述容器部分是所述容器的隔膜、过滤器、过滤器隔膜、盖铰链和/或盖。
69.如权利要求66至68中任一项所述的装置,其特征在于,所述传感器(810a)是可移动的。
70.如权利要求69所述的装置,其特征在于,所述装置适于通过照射装置上的调节标记并通过测量来自所述调节标记的辐射量来确定所述传感器(810a)的位置。
71.如权利要求66至70中任一项所述的装置,其特征在于,所述评定单元装备用以在测量强度低于所述阈值时记录为无,并在测量强度高于所述阈值时记录为有。
72.如权利要求66至71中任一项所述的装置,其特征在于,所述辐射源和所述传感器能一起移动,以及其中,所述装置还包括用于所述辐射源和所述传感器相对于所述保持区域定位的定位装置。
73.一种用于处理生物材料的装置,所述装置包括:
-如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400);
-用于容纳生物材料的容器(160、170、712、714、716)的容器保持器;
-传感器单元,所述传感器单元具有超声波源(830b)和超声波传感器(830a);以及
-评定单元,所述评定单元根据所述超声波传感器的传感数据来确定所述容器的打开状态,并根据超声波传感器的传感数据、在所述容器打开的情况下确定所述容器内物质存在的可能性。
74.如权利要求73所述的装置,其特征在于,所述物质是流体。
75.如权利要求73或74所述的装置,其特征在于,所述评定单元适于根据所述超声波传感器(830a)的感测数据来确定所述物质的填充水平。
76.如权利要求73至75中任一项所述的装置,其特征在于,所述评定单元适于通过测量发出的超声波信号和从所述物质表面反射的超声波信号之间的间隔时间来确定所述物质的填充水平。
77.如权利要求73至76中任一项所述的装置,其特征在于,所述传感器单元是可移动的,且还包括:
辐射传感器(810a),以及
定位装置(316、326),所述定位装置(316、326)用于根据所述辐射传感器的感测数据来相对于所述容器单元定位所述传感器。
78.如权利要求77所述的装置,其特征在于,所述辐射传感器(810a)适于确定所述容器的存在。
79.如权利要求78所述的装置,其特征在于,
-所述容器具有可识别性提高的至少一部分;
-所述传感器单元具有用于照射所述保持器中记录区域的辐射源,其中所述记录区域与可识别性提高的所述容器部分关联;并且其中
-所述辐射传感器适于测量来自所述记录区域的辐射的强度;以及
-所述评定单元装备用以通过将所述测得的强度与限定阈值相比较来确定所述容器的存在与否。
80.一种用于处理生物材料的装置(1),包括:
-如权利要求1至3中任一项所述的夹持单元(400);
-器皿站(720),所述器皿站(720)用于保持容器(730)的供应;
-所述器皿站上的标记(721、722),所述标记包含有关所述容器的性质的信息;以及
-辐射传感器(810a),所述辐射传感器(810a)用于读取所述标记。
81.如权利要求80所述的装置,其特征在于,所述标记(721、722)包括与所述器皿站形成一体的至少一个标记元件。
82.如权利要求80或81所述的装置,其特征在于,所述标记(721、722)包括至少两个标记元件,每个所述标记元件包含有两进制信息。
83.如权利要求80至82中任一项所述的装置,其特征在于,所述器皿站能够以不同的取向放置在所述装置中。
84.如权利要求80至83中任一项所述的装置,其特征在于,所述标记(721、722)构造成使得所述标记的读取与从各取向中所选的任何一个取向无关。
85.如权利要求80至84中任一项所述的装置,其特征在于,还包括用于照射所述标记的辐射源。
86.如权利要求85所述的装置,其特征在于,所述器皿站包含多个保持位置,每个保持位置用于一个容器,其中
-所述相应容器具有可识别性提高的至少一个部分;
-所述辐射源(810b)适于照射与可识别性提高的特定容器部分关联的记录区域;
-所述辐射传感器(810a)适于测量来自所述被照射记录区域的辐射强度;并且其中
-所述评定单元装备用以通过将所述测得的强度与限定的阈值相比较来记录所述容器的存在与否。
87.如权利要求80至86中任一项所述的装置,其特征在于,所述容器(730)是汲液管末端。
88.如权利要求80至87中任一项所述的装置,其特征在于,关于所述容器性质的信息是关于所述汲液管末端的容量或所述汲液管末端的材料的信息。
89.如权利要求85至88中任一项所述的装置,其特征在于,所述光学传感器(810a)和所述辐射源(810b)是光传感器(810)的两部分。
90.如权利要求85至89中任一项所述的装置,其特征在于,为了读取所述标记,所述装置设计成:
-通过所述辐射源(810b)照射所述标记的标记元件;
-通过所述传感器(810a)测量来自所述标记元件的辐射强度,以及
-将所述测得的强度与给定的强度阈值相比较。
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