CN103608672B - 带有可拆卸式注射针的样品注射器 - Google Patents

Abstract

样品注射器（500），用于将流体注射到流体路径中，其中，样品注射器（500）包括机器人臂（502），配置成用于当连接至机器人臂（502）时使注射针（506）在包含流体的流体容器（510）和与流体路径连通的座（508）之间移动；注射针（506），配置成用于当注射针（506）已经移动至流体容器（510）时从流体容器（510）中抽吸流体，并且用于当注射针（506）容纳在座（508）中时将所抽吸的流体注射到流体路径中；以及座（508），配置成用于容纳注射针（506）并提供与所述流体路径的流体连通，其中，机器人臂（502）配置成用于当注射针（506）容纳在座（508）中时将注射针（506）与机器人臂（502）选择性地断开；并且其中，机器人臂（502）配置成用于当注射针（506）与机器人臂（502）断开时执行进一步的任务。

Description

带有可拆卸式注射针的样品注射器

技术领域

本发明涉及一种用于样品分离系统特别是用于高性能液相色谱应用的样品注射器。

背景技术

在液相色谱中，流体样品和洗脱液（液体流动相）可以通过导管和其中发生分离样品组分的柱而被泵送。在样品环中，样品可以通过机械驱动的针而注射到流体路径中。可驱动的针是可控的，以移出样品环的座进入到小瓶或任何其它流体容器中来接收流体，并且从小瓶返回到座中。柱可以包括能够分离流体分析物不同组分的材料。这样的材料，即可包括硅胶的所谓的小球，可以填充到柱管中，柱管可以通过导管连接在下游至其他部件，比如检测器、分离器、废物等。

US7555937公开了一种样品注射装置、一种样品注射方法以及一种通过使用开关阀来控制流动相流动的液体色谱仪。该样品注射装置包括连接至分离柱的端口、用于供给流动相的泵、第一与第二样品注射针、注射器以及阀，该阀配置成选择性地将第一样品注射针连接至泵或注射器，并且将第二样品注射针连接至泵。当第一样品注射针连接至该端口时，第一样品注射针通过阀的操作而连接至泵。当第二样品注射针连接至该端口时，第一样品注射针连接至注射器，第二样品注射针连接至泵。

US7635326公开了一种工具保持架，其可在x方向上、在与之垂直的y方向上以及在与x方向和y方向均垂直的z方向上进行位移并且可绕着z方向旋转。提供作为工具的固体物质计量头通过永久磁铁以可移动的方式自动连接至该工具保持架。该工具可以很容易地交换为另一种工具，由于所述工具的这种自动可移动连接至涉及使用永久磁铁的工具保持架。

DE102007000622、EP1366822和US7138050公开了其他的流体处理系统。

本申请人安捷伦科技公司（Agilent Technologies）的产品G1367是用于商业可用的针总成孔板自动进样器的示例。

然而，在样品分离装置中可动部件的流体处理与正确操作可能仍然是一个挑战。

发明内容

本发明的目的是使得在样品分离系统中高效的流体处理成为可能。此目的是通过独立权利要求来解决的。进一步的实施例由从属权利要求示出。

根据第一方面的示例性实施例，提供了一种用于将流体注射到流体路径中的样品注射器，其中，所述样品注射器包括：机器人臂，配置成用于当连接至所述机器人臂时使注射针在包含流体的流体容器和与流体路径连通的座之间移动；所述注射针，配置成用于当注射针已经移动至流体容器时从流体容器中抽吸流体，并且用于当注射针容纳在座中时将所抽吸的流体注射到流体路径中；以及所述座，配置成用于容纳注射针并提供与所述流体路径的流体连通，其中，所述机器人臂配置成用于当注射针容纳在座中时将注射针与机器人臂选择性地断开，并且其中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时执行进一步的任务。

根据第一方面的另一示例性实施例，提供了一种将流体注射到流体路径中的方法，其中，所述方法包括：移动将机器人臂连接至流体容器的注射针，用于抽吸注射针中的流体；移动将机器人臂连接至与所述流体路径流体连通的座的注射针；当注射针容纳在座中时，将注射针与机器人臂断开；当注射针容纳在座中时，将来自注射针的所抽吸的流体注射到流体路径中；以及当注射针与机器人臂断开时通过机器人臂执行进一步的任务。

根据第二方面的示例性实施例，提供了一种用于将流体注射到流体路径中的样品注射器，其中，所述样品注射器包括：机器人臂，配置成用于从流体容器架中取出多个流体容器中的所选择的一个，每个包含流体，并且将所选择的流体容器置于流体容器支承上，其中，所述机器人臂进一步配置成用于使注射针在包含流体的置于流体容器支承上的所选择的流体容器和与所述流体路径流体连通的座之间移动，以及所述注射针，配置成用于当注射针已经移动至流体容器时从流体容器中抽吸流体，并且用于当注射针容纳在座中时将所抽吸的流体注射到流体路径中。

根据第二方面的另一示例性实施例，提供了一种将流体注射到流体路径中的方法，其中，所述方法包括：从流体容器架中取出多个流体容器中的所选择的一个，每个包含流体，并且通过机器人臂将所选择的流体容器置于流体容器支承上；通过由机器人臂所支承的注射针从置于流体容器支承上的所选择的流体容器中抽吸流体；通过机器人臂将注射针移动至与流体路径流体连通的座；以及当注射针容纳在座中时，将所抽吸的流体注射到流体路径中。

根据第三方面的示例性实施例，提供了一种用于将流体注射到流体路径中的样品注射器，其中，所述样品注射器包括：机器人臂，配置成用于处理多个流体容器，每个包含流体，和注射针，配置成用于从所述多个流体容器中的一个中抽吸流体并且用于将所抽吸的流体喷射到所述流体路径中，其中，所述机器人臂具有第一升降机构，配置成用于沿着升降轴在第一行程长度上处理多个流体容器，其中，所述机器人臂具有第二升降机构，配置成用于沿着升降轴在第二行程长度上处理注射针，并且其中，所述第一行程长度不同于所述第二行程长度。

根据第三方面的另一示例性实施例，提供了一种将流体注射到流体路径中的方法，其中，所述方法包括：通过致动在沿着升降轴的第一行程长度上可操作的机器人臂的第一升降机构，处理多个流体容器中的所选择的一个，每个包含流体；以及通过致动在沿着升降轴的第二行程长度上可操作的机器人臂的第二升降机构，处理注射针，用于从多个流体容器中的一个中抽吸流体并且用于将所抽吸的流体注射到流体路径中；其中，所述第一行程长度不同于所述第二行程长度。

根据另一示例性实施例（其可以与第一至第三方面中的任何一个相结合），提供了一种用于分离流动相中流体的化合物的流体分离系统，其中，所述流体分离系统包括：流动相驱动器，特别是泵送系统，配置成通过所述流体分离系统来驱动流动相；分离单元，优选的是色谱柱，配置成用于分离流动相中流体的化合物；以及具有上述特征且配置成用于将流体注射到流动相驱动器与分离单元之间的流体路径中的样品注射器。

根据第一方面的实施例，注射针可以在停放位置暂时地与机器人臂断开，同时先前已被抽吸到注射针中的流体可注射到与座的导管相联接的流体路径中。因此，在该时间间隔中，其中流体可从置于相应针座中至连接的流体路径的注射针而进一步得到处理且进一步位于下游，针断开允许机器人自由地执行其他任务，这使得机器人资源的管理更加有效。根据该第一方面，在注射针已与机器人臂断开之后，可以执行将所抽吸的流体从注射针经由座注射到流体路径中（特别是流动相驱动单元与色谱系统的分离单元之间的高压路径）。因此，在注射针与机器人臂的此机械及流体分开之后，即当机器人臂可以执行任何其他任务时，注射针可搁置于压力密封地连接至座的一端及的并相对于环境未连接但最好是密封的另一端。因此，在这种操作状态下，流体可以从断开且密封的注射针转移通过座并至流体路径，同时机器人臂的自由能力可以用于所提及的其它任务，以使得高效地操作系统且非常快地处理流体。

根据第二方面的实施例，机器人臂可以配置成提供至少两个功能，即处理可以存储在流体容器架中的流体容器，和处理注射针，用于抽吸来自从流体容器中选择出来的流体容器中的流体，便于后者使载有流体的针移动至座，从而将所抽吸的流体注射到与该座相关的流体路径中。因此，一个且相同的机器人可以非常有效地用于通常不能同时执行的两个不同的任务，从而提供了其中机器人可以得到有效使用的紧凑型系统。

根据第三方面的实施例，提供了一种机器人，其包括相对于一个且相同升降方向的两个可独立操作的升降机构，从而使通过利用第一与第二升降机构可以执行具有不同行程高度（即具有上部与下部反转位置之间的不同距离）的不同升降性能。例如，可能需要较大的行程长度和相应较大的升降机构来处理容纳在垂直地堆叠在彼此之上的流体容器架中的多个流体容器。对于此任务，机器人需要在流体容器的布置的整个高度上移动。然而，为了处理注射针，较小的行程长度和相应地较小的升降机构可能是足够的，因为在这种情况下针仅需在较小的范围上升降。

在下文中，将对任何上述样品注射器（即任何上述第一至第三方面的）的进一步的实施例进行说明。然而，这些实施例同样适用于任何上述方法（即任何上述第一至第三方面）以及流体分离系统。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时执行流体处理任务。因此，注射任务和流体处理任务可以并行执行，这使得系统的操作更加有效。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时处理多个流体容器中所选的至少一个，每个都包含来自流体容器架的流体。因此，机器人可以具有使机器人能执行两个任务即处理针和处理流体容器比如小瓶或孔板的设备。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时得以移动，特别是用于使另一体向前移动。这样的移动可以是一维、二维或三维的空间位移，并且允许机器人臂在针保持在座中的断开时执行移动任务，比如像流体容器的连接部件的移动。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时服务另一注射针。因此，不仅所述机器人臂可在注射针断开时处理流体容器，而且另外或可替代地还可以与一个且相同的机器人臂执行并行处理多个注射针。因此，例如可以在色谱分离的情况下同时在不同的流体路径中分离流体样品。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于在软件程序的控制下执行进一步的任务。因此，可以通过控制机器人臂的软件执行自动进行操作步骤的顺序，这可进一步增加机器人资源的效率。任何上述和下述的任务都可以由软件来控制。

在实施例中，所述注射针与座配置成相配合，从而使注射针以流体密封的方式特别是以压力密封的方式容纳在座中。例如，将针置于座中可以以自作用的方式激活机构，这将针密封地按压到座中。这在色谱应用中可能是有利的，其中泵以相对高的压力将流体注射到流体路径中。因此，通过配置针与座之间的连接压力密封，可以在无泄漏且因此在无流体样品损失的情况下进行注射。

在实施例中，所述样品注射器包括针停放站，配置成用于当注射针容纳在座中时保持注射针。这样的针停放站可以是一个部件，其能够保持注射针处于断开状态并且其还可以例如通过机械机构管理机器人臂与座之间的针的切换或转移。

在实施例中，所述机器人臂和/或注射针和/或座和/或针停放站配置成相配合，用于在将注射针与机器人臂断开时相对于环境密封注射针的内部流体导管。因此，在该优选的实施例中，所述注射针的毛细管的上端可相对于环境（不包括座）被密封，使得可以将由注射针预先抽吸的流体注射到座的连接流体导管中。

在实施例中，所述机器人臂和/或注射针和/或座和/或针停放站配置成使得当通过机器人臂将注射针插入到座中时，偏压元件（比如弹簧，例如螺旋弹簧），特别是注射针的或座的，被偏压，以便施加密封力于注射针与座之间，并且注射针与针停放站的相互锁定机构被激活。这样的偏置元件可以是弹簧，其以一定的弹簧力按压注射针抵靠着座，从而支持或促进流体密封的连接。此外，然后可以通过同时激活锁定机构来确保针安全地存储在针停放站中。这样的锁定机构可以通过两个相配合的接合元件的接合而被激活。

在实施例中，所述机器人臂与注射针包括相配合的第一保持元件，配置成用于当注射针在座以外时以可操作的第一保持力将注射针保持在机器人臂。所述针停放站与注射针可以包括相配合的第二保持元件，配置成用于当注射针插入到座中时以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力将注射针保持在针停放站，从而使随后从座缩回机器人臂将注射针从机器人臂释放并且将注射针保持在针停放站。通过具有不同保持力的两个保持系统的此机构，可以仅仅通过将其插入到针停放站中且通过向上拉动机器人臂之后断开该注射针。因此，针停放站与针之间的更强保持力然后将迫使针保持在针停放站并且与座的流体导管流体连通。

在实施例中，所述机器人臂与注射针包括相配合的保持元件，配置成用于将注射针保持在机器人臂。所述机器人臂配置成用于在下降方向上（特别是在垂直方向上）降低注射针以将注射针置于针停放站，并且用于随后执行在相对于下降方向成角度的横向方向上（特别是在水平方向上）的运动以脱开相配合的保持元件，从而将注射针与机器人臂断开。因此，机器人臂通过侧向运动而将针分开，从而保持在针停放站。

在实施例中，所述相互锁定机构是由第二保持元件提供的。因此，第二保持元件不仅导致针的断开，而且还可以确保相互锁定，这使得该装置简单、紧凑，而在针传输操作中可靠。

在实施例中，所述针停放站包括闩锁，其可由机器人臂致动，以将第二保持元件彼此脱离，从而使随后缩回机器人臂随机器人臂拉动注射针。因此，机器人臂可以致动闩锁，以便释放断开的针与针停放站之间的连接，从而通过第一保持元件再次将针连接至机器人臂。

在实施例中，所述注射针具有杠杆机构，其可由机器人臂操作，用于减少通过杠杆作用需要用于密封所述流体导管的将由机器人臂所提供的力。通过这样的杠杆机构，可以以相对于其力施加所降低的要求来操作机器人臂，因为力传递机构可以允许在较大的致动长度上以较小的力致动。为此，可以使用杠杆效应。

在实施例中，所述机器人臂和/或注射针和/或座配置成相配合，从而使当将注射针插入到座中时，锁定机构被激活，用于将注射针锁定至座，并且解锁机构被同时激活，用于将注射针从机器人臂解锁。因此，两个机构可同时或由机器人臂的单个运动致动，一个被激活，另一个不被激活。

在实施例中，所述锁定机构和/或解锁机构配置为机械闭锁机构、机械夹紧机构和/或磁机构。然而，其它机构诸如电动机构等也是可以的。

在实施例中，所述样品注射器包括与至少一个另外的流体路径流体连通的至少一个另外的座，其中，机器人臂配置成用于将注射针容纳在座中或者选择性地在所述至少一个另外的座中的至少一个中。在这样的实施例中，流体装置可以具有多个不同的座，每个能够接收相应的针。这允许采用相同的机器人臂服务多个座且因此多个连接的流体分离系统。

在实施例中，所述样品注射器包括至少一个另外的针停放站，分配给所述至少一个另外的座并且配置成用于当注射针容纳在所述至少一个另外的座中的相应一个中时保持注射针。因此，对于多个座中的每个来说，所述多个针停放站中的所分配的一个可以被预见，从而相应针的断开可以由在每个座中的单独的针停放站进行管理。这可以允许进一步并行操作。

在实施例中，所述样品注射器包括至少一个另外的注射针，当连接在其中时，其可通过机器人臂而在包含流体的流体容器与选择性地座或所述至少一个另外的座中的一个之间移动。因此，还可以实施多个注射针，从而可以实施多个注射针、多个针停放站以及多个座的高度模块化系统。不同的座/针停放站/针可以相同，或者可以在至少一个参数方面不同，例如可以在尺寸上不同。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于将至少一个另外的工具另外地或可替代地安装至注射针。所述至少一个另外的工具可以包括配置成用于夹持小瓶（或任何其他流体容器，比如孔板）的夹持器、配置成用于读取流体容器或小瓶的识别特征的读取器（例如使用实施RFID标签的无线读取器技术）、用于过滤流体的过滤器、移液管尖端、用于混合流体的混合器、用于冲压覆盖流体容器的隔膜的冲压工具以及配置成用于处理具有多个流体贮器（比如孔板）的板的板处理工具。然而，其他工具也是可能的。因此，机器人臂能够同时提供多个任务，包括针处理、流体容器处理以及至少一个额外的能力。因此，可以提供多目的机器人臂。所述夹持器还可以配置成用于夹持SPE（固相萃取）盒。SPE是填充有填充材料的管子，在其上，来自先前处理步骤的样品可被纯化和浓缩。机器人可以夹持这样的盒并将该盒置于特殊的针停放站中，用于将其密封（类似于至液压系统的针的密封）。现在样品可从填充材料中释放，并且可以被注射到液相色谱系统中。

在实施例中，所述机器人臂包括剥离器工具，配置成用于在已从流体容器中抽吸流体后从注射针剥离流体容器。这样的剥离器工具可以允许施加力，用于将针与流体容器比如小瓶彼此分离。当在小瓶或其它流体容器中抽吸流体时，可能有必要的是针穿透覆盖该小瓶的隔膜。这样的隔膜可以确保样品无菌储存在小瓶中。然而，在已经穿透该隔膜后，可能发生的是在针与隔膜之间仍有连接力。机器人结合的剥离器工具还释放这样的不期望的连接。

在实施例中，机器人臂在注射针容纳在座中时载有与注射针的流体导管流体连通的毛细管。这样的毛细管可以与样品注射器的计量装置流体连通，该计量装置限定要被抽吸入到针中的流体的量。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于从流体容器架中取出多个流体容器中的所选择的一个，每个包含流体，并且将所选择的流体容器置于流体容器支承上，其中，所述机器人臂进一步配置成用于使注射针在包含流体的置于流体容器支承上的所选择的流体容器与座之间移动。例如，流体容器可以是孔板等，可以在流体容器架中垂直地（和/或水平地）布置或堆叠在彼此之上，流体容器架也可表示为孔板栈。除了针处理任务，机器人臂还能够处理每个单独的流体容器，即从流体容器架中取出所选择的一个并且在所限定的位置将其置于支承上。

在实施例中，所述机器人臂具有第一升降机构，配置成用于沿着升降轴在第一行程长度上处理多个流体容器，特别是当垂直地堆叠在流体容器架中时，其中，所述机器人臂具有第二升降机构，配置成用于沿着升降轴在第二行程长度上处理注射针，其中，所述第一行程长度不同于特别是大于所述第二行程长度。因此，特别是沿着垂直轴，机器人臂可以具有两个独立的提升机构（例如两个可独立操作升高与降低的设备），与将流体抽吸到注射针中并且将该流体注射到座的流体导管中所需的行程宽度相比，其中的每个允许在用于处理垂直堆叠的流体容器架的在许多情况下需更大的一定的行程宽度上处理。

在实施例中，所述流体容器架包括多个垂直堆叠的隔室，每个配置成用于容纳所述多个流体容器（比如孔板）中的相应一个。每个隔室能够接收孔板，例如具有流体样品位于其中的96个或任何其他多个孔。各个小瓶或小瓶组也可以存储在隔室中。

在实施例中，所述流体容器架可随推装载抽屉机构操作。这样的机构可以通过机器人臂致动，用于将流体容器从流体容器架取出或用于将流体容器插入到流体容器架中。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于从流体容器支承取出流体容器并且用于使此流体容器移动到流体容器架中。为此，机器人臂可以配置成具有用于夹持流体容器的一定的夹持器。

在实施例中，所述多个流体容器中的至少一部分是包括多个贮器的样品板，每个配置成用于容纳流体。这样的样品板可以是孔板或微量滴定板。微量滴定板是具有多个用作小试管的孔的平板。该微板已成为分析研究和临床诊断测试实验室的标准工具。

在实施例中，所述机器人臂配置成使得注射针可拆卸地安装在机器人臂上，并且用于处理机器人臂的流体容器的设备可拆卸地或永久地安装在机器人臂上。因此，机器人臂可以根据需要与注射针和/或流体容器连接或断开。

在实施例中，所述样品注射器仅包括单个（即只有一个）流体容器支承，配置成用于接收只有一个流体容器，特别是只有一个孔板。因此，可以限定用于从流体容器架中接收流体容器的一个特定位置。机器人臂然后将从流体容器架取出的任何（且仅一次一个）流体容器置于该位置上，从而使得其是很容易的，并且对于针来说仅需要短的移动路径，用于在一方面置于流体容器上的所选择的流体容器与另一方面的座之间移动。这使得该装置的操作非常有效。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于交替地处理多个流体容器和注射针。因此，在第一操作模式，由于针已经插入到座中，所以已经被抽吸到针中的流体被注射到流体路径中，同时机器人臂操作流体容器。在另一操作模式，针连接至机器人臂并且从先前已安装在流体容器支承上的流体容器中抽吸流体。这允许部分地并行流体注射与流体抽吸的任务。

在实施例中，所述机器人臂配置成用于当注射针容纳在座中时将注射针与机器人臂选择性地断开，其中，所述机器人臂配置成用于当注射针与机器人臂断开时处理流体容器架的多个流体容器中的至少一个。这允许有效地使用机器人臂的资源。

在实施例中，所述机器人臂在垂直于所述升降轴的平面上通过水平驱动机构是可动的。因此，除了升降方向，沿着一个或甚至两个相互垂直的水平方向上的运动也是可能的。

在实施例中，所述升降轴是垂直轴。垂直轴可以限定成平行于重力的方向。

在实施例中，所述第一升降机构与第二升降机构可彼此独立地操作。这具有的好处在于仅需要操作当前所需的一个升降机构，而当前不需要的另一升降机构可以保持固定。

处理元件可以填充有分离材料。还可以表示为固定相的这样的分离材料可以是任何材料，其允许与样品的可调节程度的相互作用，以能够分离这样的样品的不同成分。所述分离材料可以是液相色谱柱填充材料或包装材料，其包括由聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅和硅胶构成的组中的至少一个，或具有化学改性（涂层、覆盖等）的表面的上述中的任何一个。然而，可以使用具有允许穿过该材料的分析物被分离成不同成分的材料性能的任何包装材料，例如，由于包装材料与分析物的级分之间的不同种类的相互作用或亲合力。

所述处理元件的至少一部分可以填充有流体分离材料，其中，所述流体分离材料可以包括尺寸在约1μm至约50μm范围内的小球。因此，这些小球可以是可填充在微流体装置的分离部分中的小颗粒。所述小球可以具有尺寸在约0.01μm至约0.2μm范围内的孔。流体样品可穿过这些孔，其中，在流体样品与孔之间可能会发生相互作用。

处理元件可以是用于分离流体样品的成分的色谱柱。因此，示例性实施例可以尤其是在液相色谱仪设备的情况下实施。

所述样品分离装置可以配置成引导液体流动相通过处理元件且任选地进一步的处理元件。作为液体流动相的替代，可以通过使用流体装置来处理气体流动相或含固体颗粒的流动相。还可以通过使用示例性实施例来处理不同相（固体、液体、气体）混合物的材料。所述样品分离装置可以配置成引导流动相通过具有高压的系统，特别地至少600bar、更特别地至少1200bar。

所述样品分离装置可以可以配置为微流体装置。术语“微流体装置”可具体地表示如本文所述的流体装置，其允许输送流体通过具有小于500μm、特别地小于200μm、更特别地小于100μm或小于50μm以下的数量级的尺寸的微通道。

示例性实施例可以在液相色谱设备的样品注射器模块中实施，其中样品注射器模块可以从流体容器中提取样品，并且可以将这样的样品注射到导管中，用于供给至分离柱。在此过程中，样品可以得到压缩，例如，从常压至较高的压力，例如几百bar或甚至1000bar及以上。自动进样器可以自动地将样品从小瓶中注射到样品环中。自动进样器的前端或针可浸入到流体容器中，可以将流体吸入到毛细管中，然后可以驱动回到样品环的座中，例如经由可切换的流体阀，然后以将流体朝向液相色谱设备的样品分离部分注射。在样品环中的样品可以是不锈钢毛细管等。

所述样品分离装置可以配置成分析流动相的至少一种成分的至少一个物理、化学和/或生物参数。术语“物理参数”可具体地表示流体的尺寸或温度。术语“化学参数”可具体地表示分析物级分的浓度、亲和参数等。术语“生物参数”可具体地表示生物化学溶液中的蛋白质、基因等的浓度、成分的生物活性等。

所述样品分离装置可以在不同的技术环境中实施，比如传感器装置、测试装置、用于化学、生物和/或医药分析的装置、毛细管电泳装置、液相色谱装置、气相色谱装置、电子测量装置、或质谱装置。特别地，流体装置可以是高性能液相装置（HPLC）装置，通过该装置，可以对分析物的不同级分进行分离、检测和分析。

本发明的实施例包括一种配置成用于分离流动相中样品流体的化合物的流体分离系统。所述流体分离系统包括：流动相驱动器，比如泵送系统，配置成通过所述流体分离系统来驱动流动相。分离单元，其可以是色谱柱，用于分离流动相中样品流体的化合物。所述流体分离系统还可以包括样品注射器，配置成用于将样品流体引导到流动相中；检测器，配置成检测样品流体的所分离的化合物，收集器，配置成收集样品流体的所分离的化合物，数据处理单元，配置成处理从流体分离系统所接收的数据；和/或脱气设备，用于对流动相脱气。

本发明的实施例可以基于最传统可用的HPLC系统，比如Agilent1290系列无限系统、Agilent1200系列快速高分离LC系统或Agilent1100HPLC系列（所有这些均由申请人Agilent Technologies提供——参见www.agilent.com——其通过引用并入本文）而得以体现。

一实施例包括泵送设备，其具有活塞，用于在泵工作腔中往复运动来压缩在泵工作腔中的液体至液体的可压缩性变得非常显著的高压。一实施例包括两个泵送设备，以或串行（例如，如EP309596A1所公开的）或并行的方式联接。

流动相（或洗脱液）可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物。例如，其可以被选择成使得尽量减少保留有益的化合物和/或流动相的量以运行色谱。流动相还可以选择成使得可以有效地分离不同的化合物。流动相可以包括比如例如甲醇或乙腈（通常用水稀释）的有机溶剂。为了梯度操作，水与有机物输送在单独的瓶子中，梯度泵从其中输送所编程的共混物至系统。其它常用的溶剂可以是异丙醇、THF、己烷、乙醇和/或其中的任何组合或这些与上述溶剂的任意组合。

流体样品可以包括任何类型的处理液、比如果汁的天然样品、比如血浆的体液，或者其可以是比如来自发酵液中的反应的结果。

优选地，所述流体是液体，但也可以是或包括气体和/或超临界流体（例如，如在US4982597A中所公开的在超临界流体色谱法（SFS）中所使用的）。

在流动相中的压力可在2-200MPa（20至2000bar）的范围内变化，特别是10-150MPa（100至1500bar），更特别的是50-120Mpa（500至1200bar）。

附图说明

结合附图，参照实施例的以下更详细的说明，本发明的其它目的及实施例的许多伴随的优点将很容易理解且变得更好明白。基本上或功能上相同或类似的特征采用相同的附图标记。附图中的图示是示意性的。

图1示出了根据本发明实施例的例如用在高性能液相色谱（HPLC）中的液体分离装置。

图2至图4示出了三个不同操作模式下的根据本发明实施例的液体分离装置的样品注射器。

图5是示出了机器人臂和流体容器架的根据本发明示例性实施例的样品注射器系统的第一视图。

图6示出了图5的样品注射器的第二视图。

图7和图8示出了与根据本发明示例性实施例的样品注射器的两个针停放站一起服务孔板的机器人臂的两个不同视图。

图9示出了表示与机器人臂相配合的针停放站的图8的样品注射器的细节。

图10示出了在针与机器人臂断开的操作模式下的图8的样品注射器的针停放站的另一详细视图。

图11和图12是两个不同的图，示出了根据本发明示例性实施例的带有连接的针的样品注射器的针停放站的三维视图和剖视图。

图13示出了作为示例用于流体容器的孔板，具有用于根据本发明示例性实施例的机器人臂的联接。

图14是表示由机器人臂连同针停放站一起操作针盒的机构的示意图。

图15示意性地示出了关于可以如何执行注射针断开的示例。

图16示意性地示出了用于为了操作可断开的针而降低由机器人臂所施加的处理力的力降低原理。

图17示出了根据本发明示例性实施例的样品注射器的三维视图。

图18示出了图17的样品注射器的机器人臂的第一详细视图。

图19示出了图18的机器人臂的第二详细视图。

图20至图22示出了在三个不同操作模式下的图17的样品注射器。

图23示出了表示样品处理机器人臂的细节的根据示例性实施例的样品注射器的三维视图。

图24示出了图24的机器人臂的详细视图。

图25示出了图24的机器人臂的另一详细视图。

图26至图30示出了不同操作模式的针处理系统，其中针与机器人臂分开且联接至针停放站和座。

附图中的图示是示意性的。

具体实施方式

现在更详细地参照附图，图1示出了液体分离系统10的总体示意图。泵20通常经由除气器27接收来自溶剂供给器25的流动相，除气器除去气体并由此减少流动相中溶解的气体的量。泵20——作为流动相驱动器——驱动流动相通过包括固定相的分离装置30（比如色谱柱）。样品单元40（具有图1中示意性地所示的针/座布置）设置在泵20与分离装置30之间，以将样品流体导入或添加（通常称为样品引入）到流动相中。分离装置30的固定相配置成用于分离样品液体的化合物。检测器50用于检测样品流体的所分离的化合物。级分单元60可用于输出样品流体的所分离的化合物。

虽然流动相可以仅包括一种溶剂，但是其也可以由多个溶剂混合。这样的混合可能是低压混合并设置在泵20的上游，以便泵20已经接收和泵送作为流动相的混合溶剂。另外，泵20可能包括多个单独的泵送单元，多个泵送单元均接收和泵送不同的溶剂或混合物，从而使流动相（如由分离装置30所接收的）的混合在高压下发生并在泵20（或作为其一部分）的下游。流动相的成分（混合物）可在时间上保持恒定，即所谓的等度模式，或者随时间而变化，即所谓的梯度模式。

可以是常规PC或工作站的数据处理单元70可联接到（如由虚箭头所指示）液体分离系统10中的一个或多个装置，以接收信息和/或控制操作。例如，数据处理单元70可控制泵20的操作（例如设定控制参数），并且从其接收关于实际工作状况的信息（比如在泵出口的输出压力、流率等）。数据处理单元70还可控制溶剂供给器25的操作（例如设定要供给的溶剂或溶剂混合物）和/或除气器27的控制操作（例如设定控制参数，比如真空水平），并且可从其接收关于实际工作状况的信息（比如随时间供给的溶剂成分、流率、真空水平等）。数据处理单元70还可控制样品单元40的操作（例如控制样品注射或使样品注射与泵20的操作状况同步）。可以操作可切换阀（未示出），以便调整在液体分离系统10内的所需的流体联接。分离装置30还可由数据处理单元70控制（例如，选择特定的流路或柱，设定操作温度等），并反过来将信息（例如操作状况）发送至数据处理单元70。因此，检测器50可由数据处理单元70控制（例如，相对于光谱或波长设定，设定时间常数、开始/停止数据获取），并且将信息（例如关于所检测的样品化合物）发送至数据处理单元70。数据处理单元70还可控制级分单元60的操作（例如，与从检测器50接收的数据协作），并提供数据备份。

在下文中，参照图2，将对用在如图1所描述的用于分离根据本发明示例性实施例的流动相中流体样品的成分的流体分离系统10中的样品注射器进行说明。

样品注射器包括可切换阀90、样品环230，其与阀90流体连通并促进从小瓶214（或任何其它流体容器）中抽吸流体样品，以及计量泵270，其与样品环230流体连通并且配置成用于将流体样品的所计量的量引入到针202中。

可切换阀90包括相对彼此可以旋转的两个阀部件。通过使这两个阀部件沿着垂直于图2的纸面的旋转轴线旋转，形成在阀部件之一中的多个端口262和形成在另一阀部件中的多个椭圆形的弧形槽264可以选择性地与或不与另一个流体连通。因为各个端口262连接至图2所示的流体系统的流体通道中的专用通道，所以自动地开关阀90可以允许操作不同流体连通配置下的流体系统10。阀90配置为在图2实施例中的六端口高压阀。

高压泵20与分离柱30之间的流体连通可以通过阀90的相应切换状态来实现。在这样的流体路径中，例如100MPa的高压可以存在，其可由高压泵20产生。与此相反，当将样品引入到样品环230中时，样品环230中的压力状态可以是例如小于0.1MPa。当加载在样品环230上的此样品要被加载在柱30上时，样品环230中的压力也很高，例如100MPa。

为了加载样品的目的，针202可以被驱动到相应形状的座200之外，以使得针202可以浸入到容纳要被加载到针202上的流体样品的小瓶214中。

因此，图2示出了可动针202，其可以在控制单元（未示出，例如中央处理单元或微处理器）的控制下在小瓶214与座200之间移动。

因此，当带有锥形逐渐变细的尖端的针体204浸入到小瓶214中时，可以将容纳在小瓶214中的流体样品吸入到针体204的流体导管中，以及进入到流体连接的导管中。

随后，样品可以被加载到柱30上。然而，为此，需要将针202插入到座200中。如从图2的示意图中可以看出，座200也具有中心孔，其允许针202的流体导管与座200的流体导管之间的流体连通。因此，先前已经通过针体204的导管而被加载的样品可被导入通过导管并最终到柱30上。

此外，图2示出了样品注射器包括机器人臂280，其配置成用于使注射针202移动。图2示出了在将注射针202连接至机器人臂280的操作模式下的样品注射器。在此操作模式下，对于机器人臂280来说，可以使注射针202在一方面包含流体的流体容器214与另一方面的座200之间移动。在图2中，机器人臂280当前在这样的方向上移动，以便将针202插入到座200中，用于随后将先前已经由注射针202所抽吸的流体注射到泵20与分离柱30之间的流体路径中。在图2的这种配置下，注射针202临时地安装在机器人臂280的针安装单元282上。

在已完成了机器人臂280（连同安装的针202一起）的向下运动和针202已插入到座200中之后，针202选择性地与针安装单元282且因此与机器人臂280断开，从而使注射针202保持容纳在座200中，并且现在和图3相比与机器人臂280是分开的。

在图3的情况下，流体开关90可以切换，从而使先前已注射到针202中的流体被转移到泵20与分离柱30之间的流体路径中。在其中进行该注射过程的时间间隔中，机器人臂280可以自由地用于任何其他任务。

例如，如图4所示，机器人臂280，现在与针202是断开的，可以朝向流体容器214移动，从而使流体容器夹持单元284（在图2至图4中示出为某种夹紧机构）能够夹持用于处理其的流体容器214。例如，流体容器214可以置于在特定的流体容器支承286上，以便定位在限定的位置，从而使针202可以朝向流体容器214移动，用于抽吸流体（后者的操作模式未在图中示出）。

在下文中，参照图5和图6，将对根据示例性实施例的用于将流体注射到流体路径中的样品注射器500进行说明。

样品注射器500包括配置成用于移动注射针506的机器人臂502。注射针506可以连接到机器人臂502的注射针固定器504，用于移动操作。在图5和图6所示的操作模式下当前与机器人臂502断开的注射针506的这样的移动操作可在一方面包含要被抽吸到注射针506中的流体的流体容器和另一方面与流体路径（流体随后将被注射到其中）流体连通的座508之间执行。

由机器人臂502保持的针506的这种运动可以从图7至图10中的样品注射器500的机器人臂502的图示中更好地看到（图5至图6的样品注射器500与图7至图10中的样品注射器非常相似）。

图7示出了连接至机器人臂502的针506，从而使针停放站518和座508是空的。图8示出了针506如何与机器人臂502断开并且插入到针停放站518之一中。图9示出了图8的情况的细节。图10示出了类似于图9的情况，其中针506与机器人臂502断开。

图7示出了孔板510，具有多个流体盛装凹部（也表示为孔），每个配置成用于接收相应的流体（比如生物样品、溶剂等）。在图5和图6的操作模式下，样品板510是由机器人臂502处理的，即机器人臂502的孔板架当前连接至样品板510（或孔板）。孔板架可以与样品板510的相应配置的连接件1300接合，这可在图13中最清楚地看到，位于样品板510的侧表面。

因此，机器人臂502可以用在第一操作模式中，其中，其将样品板510（比如微量滴定板）从以水平和垂直堆叠的方式当前容纳在可在图5中最清楚地看出的流体容器架514的不同隔室512中的多个样品板之一中取出。孔板架514可用于推装载抽屉机构。换句话说，机器人臂502可沿着三个相互垂直的方向移动，以接近三维空间中任意期望的位置，即具有沿着两个水平方向520、522和一个垂直方向524移动的机构，以便能够将孔板510中所选择的一个从流体容器架514的相应孔板隔室512中取出，并将其置于相应尺寸及定位的孔板支承516上，即样品注射器500的特别限定的表面积，在其上孔板510可由机器人臂502放置，用于进一步的操作。

当孔板510置于孔板支承516上时，机器人臂502可与先前移动的孔板510断开。在此之后，机器人臂502然后可移动至针506，其先前停放在座508中并且在针停放站518（比较图5或图10）。然后，机器人臂502可通过将其连接至注射针固定器504而拿起这样的针506。接着，机器人臂502可拿走针506，并且可以使其移动至孔板支承516，从而使针506可以浸入到孔板510的相应孔的流体中，用于抽吸这样的流体，即用于将这样的流体吸入到针506的毛细管中。还可以通过机器人臂502拿起针506，将针506流体地连接至随机器人臂502携带的毛细管。要被抽吸的流体体积可由与所连接的毛细管流体连通的计量装置（比如在图2至图4中所示的）限定。在已抽吸流体之后，仍连接至机器人臂502的注射针固定器504的针506然后可移回到座508中，以便与座508流体密封的连接。这个过程可能会通过预见带有所分配的针停放站518的座508而得到支持。

因此，可以操作机器人臂502，以有助于针506的流体抽吸及用于流体喷射的其后续的空间传递至座508，同时孔板510保持空间固定。然而，机器人臂502还可以用于促进在流体容器架514与孔板支承516之间的孔板510的处理。因为这两个任务是交替所需的（即一个任务是必要的，同时另一个任务不是必要的，反之亦然），所以可以非常有效地使用机器人臂502的资源，而基本上没有非活动时间间隔。

在图5和图6的实施例中，示出了具有单个所分配的针停放站518的单座508，而在图7至图10的实施例中，提供了两个座508和两个所分配的针停放站518。本领域技术人员要理解的是，座508/针停放站518的任何其他所需的数量是可以预见的，从而使机器人臂502还可以服务多个座508、多个注射针506和多个针停放站518，同时能够服务存储在孔板架514的孔板隔室512中的多个孔板510。

在已经通过使用孔板固定器由机器人臂502从孔板架514的相应孔板隔室512中取出专用的孔板510之后，机器人臂502可以使所取出的孔板510移动至孔板支承516。此后，机器人臂可以移动，以经由注射针固定器504而连接至针506（其当前可存储在相应的座508中并且由针停放站518紧固）。然后，在注射针固定器504具有连接的（但是可断开的）注射针506的机器人臂502可以移动至填充有流体比如样品或溶剂的专用的孔（图13中标号1300所示）。然后，注射针506可从孔板510的相应孔1300中抽吸这样的流体。如此所抽吸的流体然后可以注射到可选择的座508中，或更精确地，进入到连接至其的流体导管中，用于将样品或溶剂注射到如图1所示的泵20与分离柱30之间的流体路径中。为此，机器人臂502使连接至注射针固定器504的注射针506朝向相应的座508/针停放站518移动。当通过机器人臂502的向下运动而垂直地降低连接至注射针固定器502的注射针506时，注射针506将插入到针停放站518的接收孔中，因此与座508流体密封的接合，并且将自动地与注射针固定器504断开且连接至针停放站518的相应的支承元件。

因此，注射针506配置成用于当注射针506已移动至流体容器510时从流体容器510中抽吸流体，并且配置成用于当注射针506容纳在座508中时注射所抽吸的流体到流体路径中。座508配置成用于容纳注射针506和用于提供与所述流体路径的流体连通。反过来，机器人臂502配置成用于当注射针506容纳在座508中时选择性地将注射针506与机器人臂502断开。当注射针506保持容纳在由针停放站518保持的座508中时，机器人臂502自由执行进一步的任务，同时注射针506保持与机器人臂502断开。这进一步的任务例如可以是上面提到的孔板处理，其中机器人臂502处理孔板510，即将某一孔板510从孔板架514的相应孔板隔室512中取出，并将孔板510置于孔板支承516上。在该时间间隔内，机器人臂502还可以将当前位于孔板支承516之上的孔板510放回到孔板架514的相应隔室512中。

在图7、图8、图9和图10的实施例中，其中存在多个座508/针停放站518和多个针506，机器人臂502还可以服务另一针506、另一座508和/或另一针停放站518，同时已被抽吸到针506中的流体当前经由座508而被注射到流体路径之一中。

当注射针506容纳在座508中时，在注射针506与座508之间有流体密封的连接或压力密封的连接，从而使所抽吸的流体可以被注射到所述流体路径中，而没有泄漏。

针停放站518保持注射针506，同时注射针506保持容纳在座508中。样品注射器500的有利特征还在于，机器人臂502、注射针506、座508和针停放站518相配合，用于在将注射针506与机器人臂502断开时相对于环境密封注射针508的流体导管。换句话说，当机器人臂502在已将仍连接的注射针506插入到座508中后向上移动并至针停放站518时，机器人臂502的后续向上运动将不仅把注射针506与然后自由服务其它任务的机器人臂502的注射针固定器504分离，而且同时，注射针506的上端将被密封，从而使所抽吸的流体可以在向下的方向上通过吸入操作而被注射到座508中。此外，当针506停放在针停放站518中且与座508流体密封连接时，机器人臂502将简单地再次向下移动，并将操作锁定机构，以便将针506与针停放站518和座508解锁，并且将同时通过注射针固定器504而连接至注射针506。

如从图5中可以进一步看出，机器人臂502可沿着第一水平方向520、第二水平方向522（垂直于第一水平方向520）和第三垂直方向524移动。在垂直方向524上，机器人臂502具有两个分开且独立地可操作的升降机构。第一升降机构配置成用于处理孔板510，即用于从孔板架514的相应孔板隔室512中取出专用的孔板510至孔板支承516和/或用于将其从孔板支承516放回至孔板架514的相应孔板隔室512。因此，机器人臂的第一升降机构需要能够在第一行程长度上操作，第一行程长度在图5中以标号526示意性地表示，并且可以基本上对应于孔板架514的高度。另一方面，机器人臂502具有配置成用于在沿着垂直升降轴524的第二行程长度上处理注射针506的第二升降机构。因此，为了在其中浸入到孔板510的孔1302的第一操作模式与其中置于座508中的第二操作模式之间操作针506，针506还可以升降以沿着该布置移动，可在图7中最好地看出。相应的第二行程长度以标号702示意性地表示。如可以从图5和图7的比较中看出，第一行程长度526大于第二行程长度702。因此机器人臂502配置成使得能够沿着第一行程长度526操作孔板固定器和沿着第二行程长度702操作注射针固定器504。

图11示出了针停放站518的三维视图，连同相应的座508与盒型的注射针506一起，注射针506当前已与机器人臂502断开，更精确地与机器人臂502的注射针固定器504断开。

图12示出了对应于图11的剖视图，并且将在下文中就涉及针506的转移的组合的锁定-解锁机构方面进行更加详细地说明。机器人臂502（在图12中仅示意性地示出了其中一部分）、座508和针停放站518现在相配合，从而使当由机器人臂502将注射针506插入到座508中时，注射针506的偏压弹簧1200被偏置，以施加密封力于注射针506与座508之间。另外，注射针506与针停放站518的相互锁定机构被激活。为此，机器人臂502与注射针506包括相配合的第一保持元件，其配置成用于当注射针506在座508以外时以第一保持力将注射针506保持在机器人臂502。这些第一保持元件可以通过注射针506的闩锁凹部1202和配置成用于接合该闩锁凹部1202的相应闩锁球（或其他突起）1204来实现。机器人臂502的另一偏压弹簧1226可以将闩锁球1204按压到闩锁凹部1202中，用于施加第一保持力。

此外，针停放站518和注射针506包括相配合的第二保持元件，配置成用于当注射针506插入到座508中时以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力将注射针506保持在针停放站518，从而使随后从座508缩回机器人臂502将注射针506从机器人臂502释放并且将注射针506保持在针停放站518。这些第二保持元件可以通过注射针506的其他闩锁凹部1208与可枢转的保持杆1210来实现，可枢转的保持杆1210可以以在图12中箭头所示的方式枢转并且具有用于接合一个或多个闩锁凹部1208的突起1212。因此，相互锁定机构由第二保持元件1208、1210、1212提供。此外，可以设置这样的闩锁，也就是其可以由机器人臂502致动，以彼此脱离第二保持元件1208、1210、1212，从而使随后缩回机器人臂502随机器人臂508一起拉动注射针506。

因此，所描述的机构导致的事实在于，当注射针506仍连接至机器人臂502的注射针固定器504且将被放置在座508中时，其将一旦向上缩回机器人臂502时就与注射针固定器504断开。同时，注射针506将被锁定至针停放站518，以便提供座508与针506之间的可靠连接。此外，针506的上端部被密封，以便针506的毛细管中的所抽吸的流体可以随后被注射到连接至座508的流体路径中。

图14是参照图12所描述的组合的锁定与解锁机构的示意图，并且具体示出的是注射针506布置在以标号1400、1410示意性地表示的包装内。此外，图14示出了额外的弹簧1402可提供用于偏置杆1210，从而使突起1212将被压入到凹部1208中。

图15示出了图14的示意性布置的一部分，并且另外示出了注射针506的轴或致动器1500。此外，与球1204和弹簧1226相比，机器人臂502与注射针506之间的连接可以在该实施例中通过具有与针506的包装中的凹部1506相配合的突起1504的杆1502来实现。

如从图15中可以示意性地看出，机器人臂502可以包括剥离器工具1508，配置成用于在已从流体容器510中抽吸流体后从注射针506剥离流体容器（图15中未示出）。当针506穿透小瓶的隔膜时（用于流体的无菌存储），这样的剥离器工具1508可能是有利的，从而在已经从小瓶中抽吸流体后，可能发生的是注射针506可保持连接至小瓶。剥离器工具1508然后将允许针506从小瓶中缩回。

图16示意性地示出了轴1500（比如凸轮轴）如何可经由力传动杆1602而与弯曲的凹部1602配合。通过采取这一措施，具有图16中所示的杆机构的注射针506可以以通过杠杆作用需要用于密封流体导管的由机器人臂502所施加的减少的力由机器人臂502操作。

更一般地，需要由机器人或机器人臂所施加的用于密封针的力可通过实施可以使用导轨的力传递而减少，从而受益于杠杆作用效应。

在下文中，参照图17至图22，将对与根据本发明示例性实施例的上述样品注射器500非常相似的样品注射器500进行说明。

通常，样品注射器500提供了一种组合的板处理器和样品注射机器人。在图17中所示的自动进样器500具有的优点是增加样本容量至400个以上小瓶或者八个或更多孔板。此外，可以采用样品注射器500处理小瓶以及孔板。另外，样品注射器500具有非常低的内部体积，以允许快速的分析。

在概念中，其中样品需要被运送至采样单元，处理孔板将会是很难的。在另一概念中，其中针移动至样品，由于必须解决样品板所增加的量，所以需要长连接毛细管。图17的板处理器或样品注射器500结合了两种系统的优点。其包含用于托板的联接装置。由于此联接机构，包含样品托盘的托板可以运送从/到栈系统（流体容器架514）至自动进样器500内的停放站（流体容器支承516）。栈系统包含带有任意路径的多个托板。该板处理器还包含用于注射针506的保持机构。当带有样品托盘的托板置于停放站上时，机器人（也表示为机器人臂502）使针506移动至相应的样品，用于样品抽吸。

这样的组合的板/针运动系统的优点是，仅需要一个x、y、z机器人系统用于板和用于针的运动。注射针仅须在一个板（在停放站上的板）的区域中移动。因此，可以实现针与采样单元之间的短连接毛细管。由于仅一个孔板的x、y运动，所以机器人可达到两个堆叠的具有其联接机构的托板。因此，在所描述的实施例中，可以接近每个具有6个样品托盘的两个堆叠的样品容量。由于取样针是可移动的，所以针可在针洗口处得到清洗，如果需要或必需的话。

x、y和z机器人在图17中以标号1700所示

图18和图19示出了机器人臂1700的详细视图，其中，注射针以标号506表示，剥离器装置以标号1508表示。

图20示出了在其中机器人使调色板移出栈的第一操作模式2000下的图17的样品注射器。图21示出了在其中机器人将调色板置于停放站上的第二操作模式2100下的图17的样品注射器。图22示出了在其中机器人使针移动至相应的样品位置以抽吸样品的第三操作模式下的图17的样品注射器。

在下文中，参照图23至图25，将对根据另一稍微修改的示例性实施例的样品注射器500进行说明，其可以用作具有自动可断开的注射针506的HPLC样品注射器。

相应的样品处理机器人能够自动地断开在针停放站518中的注射针506。在本实施例中，注射针506经由针联接器2300而被联接到x、y、z臂。针506可通过用户与机器人臂端口，用于交换目的或自动地在针停放站518中。当针506在针停放站518中断开时，机器人臂将针506按压到针座508中并对弹簧加载。然后，锁定机构可被激活，其将针506锁定至针停放站518，并且同时打开锁定至机器人臂。因此，针506现在通过针停放站518而被密封在针座508中，且机器人与针506脱开。机器人现在能够在分析过程中执行其他任务。

接下来，将对由针锁定机构的力放大进行说明。为了将针506密封在针座508中，通常需要在50至100N的范围内的密封力。通常，针506通过机器人的z轴而被压入座508中。因此，如果针506直接联接至机器人的z轴，则需要用于z驱动的50至100N的最小力。在针联接器的实施例中，在针506与机器人分开的过程中执行密封力放大。因此，用于z驱动的力可以降低至例如30至50N，其是用于z轴所需的以穿透样品小瓶的隔膜的典型力。

图24和图25示意性地示出了这样的力放大的功能。图24的布置具有机器人z臂2400、凸轮轴2402和斜盘。此外，图25中示出了夹具2500、针固定器2502和弹簧2504。

在针停放站518内，夹具打开机器人端部，并且同时另一夹具将针固定器2502锁定至针停放站518。现在，机器人z臂2400能够向上移动，而没有针506。在向上移动时，斜盘2404激活在针座2502内的凸轮轴2402。凸轮轴2402在机器人的向上运动过程中旋转，并且对针座2502内的弹簧2504加载，这将向下按压在针座508中的针506。

采用该机构，可以执行力放大。例如，如果需要100N的密封力以将针506密封到针座508中，由于凸轮轴2402，仅需要该力的1/5以加载弹簧2504。当然，还可以通过另一杠杆机构进行针506与机器人的联接/分开过程中的力放大。凸轮轴机构仅是一个示例。

在下文中，将对本发明的这种实施例的优点进行说明。典型的分析时间可以在1分钟至60分钟的数量级。在此期间，如果针座是平齐通过设计的话，则针须被密封。由于机器人臂可以与针分开，所以机器人能够在此期间执行其它任务，而不会干扰分析。

例如，在分析过程中可以进行的这样的其他任务是制备下一个样品板。如果样品板存储在板栈中，则机器人现在可以将当前的采样板放回栈中并且可以准备用于样品注射的下一个样品。当下一个分析开始时，正确的板已经到位并做好了准备，从而节省时间。另一个用于这样的任务的示例是，下一个样品可以采用第二针注射。由于第二针和针停放站，机器人已经可以准备下一个板，抽吸样品并将第二针放回针停放站。在第一针/针座中的分析完成之后，阀切换第二针/针座至分析路径。在采用第二针的分析过程中，机器人采用第一针处理并且注射。因此，不需要额外的机器人时间添加到样品分析时间。此外，力放大是可能的。由于例如凸轮轴机构，机器人的Z轴能够实现在注射针上的非常高的密封载荷。另外或可替代地，样品制备与更改也可以作为附加的任务来执行。因为机器人与针分开，所以其可以用于任何样品分离和更改，例如混合或摇动样品，采用附加的孔板位置操作，像加热器站、条码阅读器站或移液站。此外，小瓶夹持器是可以预见的。还可以采用条形码或转发器系统（比如RFID系统）来识别针或样品。

图26至图30示出了针处理系统2600的不同操作模式，其中针506与机器人臂502分开并且联接至针停放站518和座508。分开是通过横向的针分开运动而进行的。在图26中，保持针506的机器人臂502靠近针停放站518。在图27中，机器人臂502已经将针506放置在座508中，并且已经将针506容纳在针停放站518中。锁定机构被打开（参见附图标记2700）。在图28中，锁定机构再次闭合。在图29中，联接机构被打开（参见附图标记2900）。在图30中，机器人臂502被横向地从停放在针停放站518中的针506中移除。

应当指出的是，术语“包括”不排除其它元件或特征，“一”、“一个”不排除多个。此外，结合不同实施例所描述的元件可以组合。还应当指出的是，在权利要求中的附图标记不应理解为限制权利要求的范围。

Claims (27)

1.一种样品注射器(500)，所述样品注射器(500)构造用于将样品流体注射到在泵(20)和分离装置(30)之间的流体路径中，所述分离装置用于分离该样品液体的化合物，所述样品注射器(500)包括：

机器人臂(502)，配置成用于当连接至机器人臂(502)时使注射针(506)在包含样品流体的流体容器(510)和与所述流体路径流体连通的座(508)之间移动；

所述注射针(506)，配置成用于当注射针(506)已经移动至流体容器(510)时从流体容器(510)中抽吸样品流体，并且用于当注射针(506)容纳在座(508)中时将所抽吸的流体注射到流体路径中；

所述座(508)，配置成用于容纳注射针(506)并提供与所述流体路径的流体连通；

其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)容纳在所述座(508)中将注射针(506)与机器人臂(502)选择性地断开使得所述注射针在于所述机器人臂断开后保持容纳在所述座中；

其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时执行进一步的任务。

2.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时执行流体处理任务。

3.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时处理来自流体容器架(514)的多个流体容器(510)中所选的至少一个，每个包含流体。

4.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时得以移动。

5.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时使另一体移动。

6.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于当注射针(506)与机器人臂(502)断开时服务另一注射针(506)。

7.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于在软件程序的控制下执行进一步的任务。

8.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述注射针(506)与座(508)配置成相配合，从而使注射针(506)以流体密封的方式特别是以压力密封的方式容纳在座(508)中。

9.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，包括针停放站(518)，配置成用于当注射针(506)容纳在座(508)中时保持注射针(506)。

10.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，注射针(506)、座(508)、针停放站(518)和所述机器人臂(502)的至少一部分配置成相配合，用于在将注射针(506)与机器人臂(502)断开时相对于环境密封注射针(506)的流体导管。

11.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，注射针(506)、座(508)、针停放站(518)和所述机器人臂(502)的至少一部分配置成使得当通过机器人臂(502)将注射针(506)插入到座(508)中时，偏压元件(1200)，特别是注射针(506)的或座(508)的偏压元件，被偏压，以便施加密封力于注射针(506)与座(508)之间，并且注射针(506)与针停放站(518)的相互锁定机构被激活。

12.根据权利要求9所述的样品注射器(500)，

其中，所述机器人臂(502)与注射针(506)包括相配合的第一保持元件(1202、1204)，配置成用于当注射针(506)在座(508)以外时以可操作的第一保持力将注射针(506)保持在机器人臂(502)；

其中，所述针停放站(518)与注射针(506)包括相配合的第二保持元件(1208、1212)，配置成用于当注射针(506)插入到座(508)中时以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力将注射针(506)保持在针停放站(518)，从而使随后从座(508)缩回机器人臂(502)这一动作将注射针(506)从机器人臂(502)释放并且将注射针(506)保持在针停放站(518)。

13.根据权利要求11所述的样品注射器(500)，其中，所述相互锁定机构是由第二保持元件(1208、1212)提供的。

14.根据权利要求12或13所述的样品注射器(500)，其中，所述针停放站(518)包括闩锁，其可由机器人臂(502)致动，以将第二保持元件(1208、1212)彼此脱离，从而使随后缩回机器人臂(502)这一动作随机器人臂(502)拉动注射针(506)。

15.根据权利要求10所述的样品注射器(500)，其中，所述注射针(506)具有杠杆机构，其可由机器人臂(502)操作，用于通过杠杆作用减少由机器人臂(502)所提供的、用于密封所述流体导管的力。

16.根据权利要求9至11中任一项所述的样品注射器(500)，

其中，所述机器人臂(502)与注射针(506)包括相配合的保持元件，配置成用于将注射针(506)保持在机器人臂(502)；

其中，所述机器人臂(502)配置成用于在下降方向上降低注射针(506)以将注射针(506)置于针停放站(518)，并且用于随后执行在相对于下降方向成角度的横向方向上的运动以脱开相配合的保持元件，从而将注射针(506)与机器人臂(502)断开。

17.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，注射针(506)、座(508)和所述机器人臂(502)的至少一部分配置成相配合，从而使当将注射针(506)插入到座(508)中时，锁定机构被激活，用于将注射针(506)锁定至座(508)，并且解锁机构被同时激活，用于将注射针(506)从机器人臂(502)解锁。

18.根据权利要求11所述的样品注射器(500)，其中，所述锁定机构和/或解锁机构配置为包括机械闭锁机构、机械夹紧机构和磁机构的组中的一个。

19.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，包括与至少一个另外的流体路径流体连通的至少一个另外的座(508)，其中，机器人臂(502)配置成用于将注射针(506)选择性地容纳在座(508)中或者在所述至少一个另外的座(508)中的至少一个中。

20.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，包括至少一个另外的针停放站(518)，分配给所述至少一个另外的座(508)并且配置成用于当注射针(506)容纳在所述至少一个另外的座(508)中的相应一个中时保持注射针(506)。

21.根据权利要求19所述的样品注射器(500)，包括至少一个另外的注射针(506)，当连接在其中时，其可通过机器人臂(502)而在包含流体的流体容器(510)与选择性地座(508)或所述至少一个另外的座(508)中的一个之间移动。

22.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)配置成用于将至少一个另外的工具另外地或可替代地安装至注射针(506)。

23.根据权利要求22所述的样品注射器(500)，其中，所述至少一个另外的工具包括由配置成用于夹持小瓶的夹持器、配置成用于读取流体容器(510)或小瓶的识别特征的读取器、用于过滤流体的过滤器、移液管尖端、用于混合流体的混合器、用于冲压覆盖流体容器(510)的隔膜的冲压工具以及配置成用于处理具有多个流体贮器的板的板处理工具构成的组中的至少一个。

24.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，其中，所述机器人臂(502)包括剥离器工具(1508)，配置成用于在已从流体容器(510)中抽吸流体后从注射针(506)剥离流体容器(510)。

25.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，

其中，所述机器人臂(502)配置成用于从流体容器架(514)中取出多个流体容器(510)中的所选择的一个，每个包含流体，并且将所选择的流体容器(510)置于流体容器支承(516)上；

其中，所述机器人臂(502)进一步配置成用于使注射针(506)在包含流体的置于流体容器支承(516)上的所选择的流体容器(510)与座(508)之间移动。

26.根据权利要求1所述的样品注射器(500)，

其中，所述机器人臂(502)具有第一升降机构，配置成用于沿着升降轴在第一行程长度上处理多个流体容器(510)，特别是当垂直地堆叠在流体容器架(514)中时；

其中，所述机器人臂(502)具有第二升降机构，配置成用于沿着升降轴在第二行程长度上处理注射针(506)；

其中，所述第一行程长度不同于特别是大于所述第二行程长度。

27.一种将样品流体注射到在泵(20)和分离装置(30)之间的流体路径中的方法，所述分离装置用于分离该样品流体的化合物，所述方法包括：

移动将机器人臂(502)连接至流体容器(510)的注射针(506)，用于抽吸注射针(506)中的流体；

移动将机器人臂(502)连接至与所述流体路径流体连通的座(508)的注射针(506)；

当注射针(506)容纳在座(508)中时，将注射针(506)与机器人臂(502)断开；

当注射针(506)容纳在座(508)中时，将来自注射针(506)的所抽吸的流体注射到流体路径中；以及

当注射针(506)与机器人臂(502)断开时，通过机器人臂(502)执行进一步的任务，并且所述注射针在于所述机器人臂断开后保持容纳在所述座中。