CN106168629B - 操作实验室自动化系统的方法和实验室自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作实验室自动化系统（10）的方法，其中实验室自动化系统（10）包括：‑许多实验室站（20），‑许多样品容器承载器，其中样品容器承载器适于承载一个或多个样品容器，其中样品容器包括待通过实验室站（20）分析的样品，‑运输机（110），其中运输机（110）适于支撑样品容器承载器，以及‑驱动装置，其中驱动装置适于移动运输机（110）上的样品容器承载器，其中方法包括步骤：‑在实验室自动化系统（10）的初始化期间：‑逻辑地预留运输机（110）上的至少一个缓冲区（30），以及‑在实验室自动化系统（10）的初始化之后：‑在所述至少一个缓冲区（30）中缓冲承载样品容器的样品容器承载器，该样品容器包括等待分析结果的样品，其中根据分析的结果，样品必须进一步处理。

Description

操作实验室自动化系统的方法和实验室自动化系统

技术领域

本发明涉及操作实验室自动化系统的方法和实验室自动化系。

背景技术

可使用实验室样品分布系统，以便在实验室自动化系统中的多个实验室站之间分布样品。例如，提供高的生产量的二维实验室样品分布系统在文件EP 2 589 968 A1中公开。电磁致动器设置在运输机的下方，以便驱动运输机上承载样品容器的样品容器承载器。

发明内容

本发明的目标是提供操作实验室自动化系统的方法和使得高的样品生产量能够实现的实验室自动化系统。

该方法通过根据权利要求1所述的操作实验室自动化系统的方法和根据权利要求8所述的实验室自动化系统来解决。

该方法适于操作实验室自动化系统。

实验室自动化系统包括许多（例如，2到50）实验室站，例如，预分析的，分析的，和/或后分析的站。预分析的站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器承载器的预处理中任何一种。分析的站可适于使用样品或一部分样品和试剂以产生测量信号，该测量信号指示是否存在分析物以及其中的浓度，如果有的话。后分析的站可适于执行样品、样品容器和/或样品容器承载器的后处理的任何一种。

预分析的，分析的和/或后分析的站可包括脱盖站，重新加盖站，离心站，归档站，移液站，分类站，管型识别站，以及样品质量确定定站中的至少一个。

实验室自动化系统还包括许多（例如，10到10000）样品容器承载器。样品容器承载器分别适于承载一个或多个样品容器或样品管。样品容器分别包括或包含通过实验室站待处理、特别是待分析的样品。不言而喻，不包含样品的许多样品容器可实际上存在，即，空的样品容器，例如，用于等分。

实验室自动化系统还包括例如完全平面的运输机。运输机适于支撑样品容器承载器，即样品容器承载器可放置在运输机的顶部，并且可在运输机的顶部和运输机上方移动。

实验室自动化系统还包括驱动装置，其中驱动装置适于在运输机上在二维中（x和y）移动样品容器承载器。

操作方法包括下面的步骤。

在实验室自动化系统的初始化（开始，启动）期间，至少一个缓冲区在运输机上逻辑地预留，例如，基于仿真数据。换句话说，运输机的一部分预留用于一个或多个缓冲区。

在正常的操作模式期间，实验室样品分布系统的初始化之后，承载具体的样品容器的样品容器承载器在至少一个预留的缓冲区内缓冲。这些具体的样品容器包括当时等待先前开始的并且通常还没完成的分析的结果的样品，其中根据分析的结果，样品必须进一步处理，尤其是进一步分析，或者不必进一步处理，尤其是不必进一步分析。另外，等待有条件的重新分析或所谓的重新运行、反射测试等的样品可在至少一个预留的缓冲区中缓冲。缓冲区充当对于等待有条件的进一步处理/分析的样品（以及对应的样品容器承载器）的有效的高速缓存。如果进一步处理/分析是必要的，则承载包括各个样品的样品容器的样品容器承载器可从缓冲区移除且可在运输机上方运输到执行进一步处理/分析的对应的实验室站。如果进一步处理/分析是不必要的，则样品容器承载器可从缓冲区移除，并且可例如分布或运输到后处理装置，其例如从运输机安全地移除样品容器（以及对应的样品容器承载器，如果需要的话）。

根据现有技术，等待有条件的进一步处理/分析的样品通常在专用的所谓的附加缓冲中的实验室站内缓冲。为了那个目的，实验室站内的专用空间、专用装置等必须与实验室站一起提供。根据本发明，缓冲区可在充当“附加缓冲”的运输机上动态地分配。因此，实验室站不必配备专用的附加缓冲。

在实验室自动化系统的初始化之后，可收集实验室自动化系统的操作数据。在实验室自动化系统的下一个或接着的初始化期间，根据收集的操作数据可设定至少一个缓冲区的特性。根据具体的操作条件，这允许缓冲区的动态最优化，例如，关于缓冲区的位置和/或尺寸。

根据一天的时间，和/或交通（交通负载）量，和/或日期，和/或地理区域，和/或有缺陷的实验室站，和/或疾病情形（disease scenario）可设定至少一个缓冲区的特性。特性可从包括下列各项的组中选出：许多缓冲区，和/或至少一个缓冲区的位置，和/或至少一个缓冲区的形状，和/或至少一个缓冲区的尺寸。

根据本发明，替换常规的附加缓冲的缓冲区可根据实验室自动化系统的当前操作条件具体地定制。例如，如果在一天的具体时间期间，通常更多的样品必须缓冲，则在一天的该具体时间期间，缓冲区的尺寸可增加。在流感流行通常需要可仅仅由具体的实验室站提供的具体的分析的情况下，足够大的缓冲区可提供靠近那个实验室站。如果运输机上交通的显著量出现，则缓冲区可最小化且具体地定制，使得在运输机上足够的运输空间可用，从而确保高的交通量。缓冲区可完全地或部分地替换常规的附加缓冲。常规的附加缓冲可例如仍然用于需要慢速存取时间的附加测试，并且本发明的缓冲区可用于需要非常短的存取时间的附加测试。

样品容器承载器在专有的缓冲区界面位置上方（经过专有的缓冲区界面位置）可进入到至少一个缓冲区中，或者可从所述至少一个缓冲区移除，即，界面位置充当缓冲区的门（入口/出口）。这减少了管理缓冲区的复杂性。有可能附加地缓冲许多样品容器承载器的至少一个缓冲区不承载样品容器。例如，如果承载样品容器的样品容器承载器进入到至少一个缓冲区中，则作为回应，不承载样品容器的样品容器承载器可从至少一个缓冲区移除。因此，如果承载样品容器的样品容器承载器从至少一个缓冲区移除，则作为回应，不承载样品容器的样品容器承载器可进入到至少一个缓冲区中。

运输机可包括许多分析器界面位置，其中分析器界面位置分配到对应的实验室站。使用分析器界面位置，样品，和/或样品容器，和/或样品容器承载器可转移到实验室站/从所述实验室转移。例如，拾取和放置装置可拾取包括在位于分析器界面位置中的一个处的样品容器承载器中的样品容器，并且将样品容器转移到实验室站。因此，样品容器可从实验室站中的一个转移到位于分析器界面位置上的空的样品容器承载器。

运输机可分割成逻辑域,其中至少一个缓冲区由整数数量（例如，2到200）的逻辑域逻辑地形成。逻辑域可以是例如方形的，并且可以具有相同的尺寸和轮廓。逻辑域可以以棋盘方式布置。

实验室自动化系统包括许多实验室站。

实验室自动化系统还包括许多样品容器承载器，其中样品容器承载器适于承载一个或多个样品容器，其中样品容器包括通过实验室站分析的样品。

实验室自动化系统还包括运输机，其中运输机适于支撑样品容器承载器。

实验室自动化系统还包括驱动装置，其中驱动装置适于移动在运输机上的样品容器承载器。

实验室自动化系统还包括控制单元，例如以微处理器和程序存储器的形式。控制单元适于控制实验室自动化系统，使得执行如上所述方法。在实验室自动化系统的初始化期间，控制单元例如适于逻辑地在运输机上预留至少一个缓冲区。在实验室自动化系统的初始化之后，控制单元适于在至少一个预留的缓冲区中缓冲承载样品容器的样品容器承载器，该样品容器包括等待分析结果的样品，其中根据分析的结果，样品必须进一步处理，尤其是进一步分析。

样品容器承载器可包括至少一个磁性有源装置,优选地为至少一个永久磁铁。驱动装置可包括在运输机下方固定布置成行和列的许多电磁致动器。电磁致动器可适于将磁性驱动力施加到样品容器承载器。控制单元可适于激活电磁致动器，使得样品容器承载器在运输机上方彼此同时地且独立地移动，并且进入或离开所述至少一个缓冲区。

逻辑的预留的缓冲区可以显现在运输机上，使得操作者可控制预留的缓冲区的特性，并且，如果必要的话，手动地调整特性。为了使缓冲区显现，可视化装置（例如以光发射装置（诸如LED）的形式）可布置在运输机的下方，其中运输机至少部分是半透明的。例如，对于每个电磁致动器，对应的LED可设置成与电磁致动器相邻地放置。可视化装置可进一步使用，以显现对应的电磁致动器的操作状态，并且可例如指示对应的电磁致动器是否有缺陷。另外，如果运输机分割成许多单独的模块，则可通过位于有缺陷的模块内的可视化装置信号通知有缺陷的模块。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明。在附图中，

图1以俯视图的方式示意性地示出处于基本构造中的实验室自动化系统，

图2示意性地示出修改的构造中的实验室自动化系统，其中实验室自动化系统的多个实验室站中的一个是有缺陷的，

图3示意性地示出图1中示出的实验室自动化系统的交通负载，

图4以俯视图的方式示意性地示出处于基于图3中示出的交通负载的构造中的实验室自动化系统，

图5以透视图的方式示出图1的实验室自动化系统的驱动放置，以及

图6示意性地示出分配到实验室站的分析器界面位置和具有缓冲区界面位置的缓冲区。

具体实施方式

图1以俯视图的方式示意性地示出处于基本的或初始的构造中的实验室自动化系统10。

实验室自动化系统10包括布置成与具有“UU-形状”的运输机110相邻的许多实验室站20。实验室站20如所示沿运输机110的轮廓分布。运输机110适于承载多个样品容器承载器140（见图5）。

参考示出示例性样品容器承载器140的图5，样品容器承载器140每一个包括以永久磁铁的形式的磁性有源装置141。尽管为了说明，仅仅一个样品容器承载器140示出，不言而喻，通常很多样品容器承载器140布置在运输机110上。样品容器承载器140承载包含各自的样品143的样品容器142。

进一步参考图5，以电磁致动器的形式的驱动装置120在运输机110下方固定地布置成行和列。电磁致动器120适于将磁性驱动力施加到样品容器承载器140，使得样品容器承载器140彼此同时地且独立地分布在期望的运输路径上在运输机110的上方，如果需要的话。

霍尔传感器130分布在运输机110的上方。霍尔传感器130适于确定运输机110上样品容器承载器140的各自位置。

现在参考图1，运输机110逻辑地分割成相同尺寸的，方形的逻辑域111。每个逻辑域111分配到，即覆盖对应的电磁致动器120，如图5中所示的。

进一步参考图5，实验室自动化系统10包括控制单元150。控制单元150适于控制或激活电磁致动器120，使得样品容器承载器140在运输机110上方移动。

此外，在实验室自动化系统10的初始化或启动期间，控制单元150逻辑地预留运输机110上的缓冲区30。在实验室自动化系统10的初始化之后，控制单元150控制电磁致动器120，使得承载所谓的附加样品143的样品容器承载器140在缓冲区中的一个中缓冲。附加样品143等待通过实验室站20中的一个实际上关于附加样品执行的分析的结果，其中根据分析的结果，附加样品143必须进一步分析或不分析。待用来缓冲附加样品的缓冲区30可根据多个标准来选择。通常，将选择最靠近执行分析的实验室站20的缓冲区30。

缓冲区由整数数量的逻辑域111逻辑地形成。缓冲区30中的两个由3个逻辑域11形成，一个缓冲区30由4个逻辑域111形成，并且两个缓冲区30由24个逻辑域111形成。

除了缓冲区30之外，轨道区60在运输机110上逻辑地形成。轨道区60用来在实验室站20之间分布或运输样品（即，承载包含样品143的样品容器142的样品容器承载器140）。

缓冲区30的特性和轨道区60的特性可根据多个标准来设定，如下面将详细说明的。

图2以俯视图的形式示出处于构造中的实验室自动化系统10，在该构造中实验室站20*是有缺陷的。因为不必将样品运输到有缺陷的实验室站20*，靠近有缺陷的实验室站20*的缓冲区30*的尺寸和轮廓可动态地调整。图2中的缓冲区30*包括8个逻辑域111，其中图1的对应的缓冲区30包括仅仅3个逻辑域111。此外，调整轮廓或形状，如图2中所示。

当控制单元150确定实验室站20*是有缺陷的时候，控制单元150可发起实验室自动化系统10的下一个初始化（重新初始化），使得缓冲区30可如图2中所示的重新构造。不言而喻，轨道区60相应地改变。

图3示意性地示出基于图1中示出的构造的运输机110上的交通量。交通量的三个等级在运输机110上出现。交通的最低等级在缓冲区50中出现，交通的中间等级在区域51中出现，并且交通的高等级在区域52中出现。

尤其以图3中示出的交通量的形式，控制单元150收集实验室自动化系统10的操作数据。当控制单元150确定运输机110上具体的区域中显著的交通量时，控制单元150可发起实验室自动化系统10的下一个初始化（重新初始化），使得缓冲区30可如图4中所示的重新构造。不言而喻，轨道区60相应地改变。

参考图4，较大的缓冲区30*的逻辑域的轮廓和数量与图3相比被改变，使得在高交通量的区域中，缓冲尺寸减小，从而相应地增加关键区域中轨道区60，使得较大的轨道区在关键区域中是可用的。

图6示意性地示出分配到实验室站20中一个的分析器界面位置21。此外，图6示意性地示出具有缓冲区界面位置31的缓冲区30中的一个。

样品容器承载器140排它地在各自的缓冲区界面位置31的上方进入到缓冲区30中，或者从缓冲区30移除。缓冲区30可包括一个或多于一个对应的界面位置31。

使用对应的分析器界面位置21，样品143、和/或样品容器142、和/或样品容器承载器140转移到各自的实验室站20/从各自的实验室20转移。例如，拾取和放置装置可拾取包括在位于分析器界面位置21中的一个的样品容器承载器140中的样品容器142，并且将样品容器143转移到实验室站20。因此，样品容器可从实验室站20中的一个转移到位于分析器界面位置21上的空的样品容器承载器140。

Claims (10)

1.一种操作实验室自动化系统（10）的方法，其中所述实验室自动化系统（10）包括：

- 许多实验室站（20），

- 许多样品容器承载器（140），其中所述样品容器承载器（140）适于承载一个或多个样品容器（142），其中所述样品容器（142）包括待通过所述实验室站（20）分析的样品（143），

- 运输机（110），其中所述运输机（110）适于支撑所述样品容器承载器（140），以及

- 驱动装置（120），其中所述驱动装置（120）适于移动所述运输机（110）上的所述样品容器承载器（140），

其中所述方法包括步骤：

- 在所述实验室自动化系统（10）的初始化期间：

- 逻辑地预留所述运输机（110）上的至少一个缓冲区（30），以及

- 在所述实验室自动化系统（10）的初始化之后：

- 在所述至少一个缓冲区（30）中缓冲承载样品容器（142）的样品容器承载器（140），该样品容器（142）包括等待分析结果的样品（143），其中根据所述分析的结果，样品（143）必须进一步处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤：

- 在所述实验室自动化系统（10）的所述初始化之后，收集实验室自动化系统（10）的操作数据，以及

- 在所述实验室自动化系统（10）的下一个初始化期间，根据所述收集的操作数据设定所述至少一个缓冲区（30）的特性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括步骤：

- 在所述实验室自动化系统（10）的所述初始化期间，根据

- 一天的时间，和/或

- 日期，和/或

- 交通量，和/或

- 地理区域，和/或

- 有缺陷的实验室站，和/或

- 疾病情形

来设定所述至少一个缓冲区（30）的特性。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中

- 所述特性从包括下列各项的组中选出：

- 所述缓冲区（30）的数量，和/或

- 所述至少一个缓冲区（30）的位置，和/或

- 所述至少一个缓冲区（30）的形状，和/或

- 所述至少一个缓冲区（30）的尺寸。

5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，

- 样品容器承载器（140）在专用的缓冲区界面位置（31）上方进入到所述至少一个缓冲区（30）中，或者从所述至少一个缓冲区（30）移除。

6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，

- 所述运输机（110）包括许多分析器界面位置（21），其中所述分析器界面位置（21）分配到对应的实验室站（20）。

7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，

- 所述运输机（110）分割成逻辑域(111),其中所述至少一个缓冲区（30）由整数数量的逻辑域（111）逻辑地形成。

8.一种实验室自动化系统（10），其包括：

- 许多实验室站（20），

- 许多样品容器承载器（140），其中所述样品容器承载器（140）适于承载一个或多个样品容器（142），其中所述样品容器（142）包括通过所述实验室站（20）分析的样品（143），

- 运输机（110），其中所述运输机（110）适于支撑所述样品容器承载器（140），以及

- 驱动装置（120），其中所述驱动装置（120）适于移动所述运输机（110）上的所述样品容器承载器（140），以及

- 控制单元（150），其中在所述实验室自动化系统（10）的初始化期间，所述控制单元（150）适于逻辑地预留所述运输机（110）上的至少一个缓冲区（30），并且在所述实验室自动化系统（10）的所述初始化之后，在所述至少一个缓冲区（30）中缓冲承载样品容器（142）的样品容器承载器（140），该样品容器（142）包括等待分析结果的样品（143），其中根据所述分析的结果，所述样品（143)必须进一步处理。

9.根据权利要求8所述的实验室自动化系统（10），

- 其中所述样品容器承载器（140）包括至少一个磁性有源装置（141），

- 其中所述驱动装置（120）包括在所述运输机（110）下方固定布置成行和列的许多电磁致动器，其中所述电磁致动器适于将磁性驱动力施加到所述样品容器承载器（140），并且

- 其中所述控制单元（150）适于激活所述电磁致动器，使得所述样品容器承载器（140）在所述运输机（110）上方移动。

10.根据权利要求9所述的实验室自动化系统（10），

其中所述磁性有源装置（141）为永久磁铁。