CN108431612B - 转移材料的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在样品制备过程中转移诸如细胞或微生物菌落的材料的装置和方法。所述装置包括细丝，所述细丝具有用于运载材料的第一端；适于可移动的接收所述细丝的至少一部分的头部；其中所述细丝是可移动的，使所述第一端从所述头部突出一预定长度，以允许材料转移到所述第一端和从所述第一端转移。所述方法包括以下步骤：布置细丝的第一端在接触源位置以在所述第一端处装载材料；布置所述第一端以接触目标位置以在所述第一端处卸除所述材料的至少一部分；从所述第一端切割所述细丝的一段长度以得到新的没有材料的细丝端部。

Description

转移材料的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于将材料转移到采样容器(例如培养皿，多孔板或微孔板)、从采样容器(例如培养皿，多孔板或微孔板)转移，或在采样容器(例如培养皿，多孔板或微孔板)之间转移的装置和方法。特别地但不排他地，该材料包括但不限于生物材料，化学试剂等。

发明背景

在研究实验室以及工业实验室环境中的样品制备过程中，总是期望样品材料(诸如微生物菌落或细胞系)，和/或溶剂，溶液或试剂以精确和可控的方式转移。相关技术的最新进展使抽样步骤能够部分或全部自动进行，以进行高通量的抽样。自动化允许高度精确的定位和可重现的采集和/或分配样品得以实现。自动化还提高了效率，并在传统上时间和劳动力需求的研究过程中允许更快和更经济的操作。

已经开发了许多工具用于定位、采集和/或转移感兴趣的生物材料(诸如细胞系和/或微生物菌落)。例如，专门的金属销已经被开发用于自动或半自动菌落采集器中以从培养物中采集微生物菌落，其中金属销在灭菌后可重复使用。为了类似的目的，还开发了一次性针尖，其中针尖被制造并以一盒尖端的形式布置，并且从中可以采集和丢弃单个尖端以避免污染。在贯穿样品制备步骤中，在无菌条件下进行操作通常是非常关键的，因为任何污染都将影响生成的数据的准确性并且也会损坏生物样品。通常地，在实验室环境中，杀菌可以通过但不限于加热，紫外线照射或用水或酒精洗涤/冲洗来进行。根据无菌要求，灭菌步骤不同，可能非常繁琐且耗时，而且灭菌不充分可能容易导致样品污染。

发明目的

本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供有用的替代方案。

上述目的通过主权利要求的特征的组合来实现；附属权利要求公开了本发明的其他有利实施例。

本领域技术人员将从以下描述中得出本发明的其他目的。因此，前述的目的陈述不是穷尽的，仅用于说明本发明的许多目的之一。

发明内容

在第一主要方面，本发明提供了一种用于转移材料的装置。该装置包括细丝，其具有用于运载所述材料的第一端；适于可移动地接收细丝的至少一部分的头部；其中所述细丝是可移动的，使得所述第一端从所述头部突出预定长度，以允许所述材料转移到所述第一端和从所述第一端转移。

优选地，所述细丝包括连接到并容纳在存储单元中的第二端。

优选地，所述存储单元包括用于存储细丝线圈的线轴。

优选地，所述细丝通过驱动机构可移动，该驱动机构能够使细丝朝向和/或远离所述头部推进和/或回缩。

优选地，所述装置还包括定位构件，所述定位构件适于接合所述细丝以定位所述细丝。

优选地，所述定位构件包括引导管，以可接收地接合所述细丝的至少一部分。

优选地，所述定位构件布置在所述驱动机构和所述头部之间。

优选地，所述预定长度在约1mm至约10mm的范围内。

优选地，所述装置还包括切割单元，所述切割单元适于从自所述头部突出的所述细丝的预定长度切割或切断所述细丝的预设长度，其中，所述预设长度等于或小于所述预定长度。

优选地，从预定长度切割或切断的预设长度大于所述细丝第一端的浸入或浸没深度。

优选地，所述切割单元包括至少一个用于切割或切断所述细丝的刀片。

优选地，所述装置还包括用于输送所述头部的输送机构。

优选地，所述头部适于通过所述输送机构沿x-y平面水平移动。

优选地，所述头部适于通过所述输送机构沿z轴竖直移动。

优选地，待转移的材料包括生物材料，化学物质，化合物和化学试剂中的至少一种。

优选地，所述细丝由选自包括聚合物，金属，玻璃，陶瓷以及其组合或化合物的组中的材料组成。

在第二主要方面，本发明提供了一种将材料从源位置转移到目标位置的方法。所述方法包括布置细丝的第一端以接触所述源位置以在所述第一端处装载所述材料。它可以包括将所述细丝的所述第一端布置成与所述目标位置接触以从所述第一端卸载材料的至少一部分。它还可以包括从第一端切割或切断所述细丝的至少一段长度以产生没有材料的细丝的新的端部。从所述细丝上切割或切断的细丝的长度可包括预设长度。

优选地，所述第一布置步骤包括在接触源位置之前将细丝的所述第一端定位成与源位置处的感兴趣区域对准。

优选地，所述接触源位置的步骤包括通过所述第一端接触所述源位置的表面，或者将所述第一端浸入或浸没在源位置处的表面以下。这可以包括在所述源位置处接触材料的表面或在源位置处将所述第一端浸入或浸没材料的表面以下。

优选地，所述第二布置步骤包括：在接触所述目标位置之前，将所述细丝的所述第一端定位成与所述目标位置处的感兴趣区域对准。

优选地，所述接触目标位置的步骤包括通过所述第一端接触目标位置的表面，或者将所述第一端浸入或浸没在所述目标位置处的表面之下。这可以包括触摸所述目标位置处的介质材料的表面，或者将所述第一端在所述目标位置处浸入或浸没介质材料的表面以下。

优选地，所述第一和第二布置步骤可以包括将所述细丝的第一端从所述源位置移动到所述目标位置。或者，所述源位置和所述目标位置可以移动到细丝第一端的位置。应该理解的是，所述细丝的第一端的移动可以包括所述细丝的第一端相对于诸如所述源位置，所述目标位置和/或细丝第一端切割或切断位置的位置相对移动。

优选地，所述切割步骤通过机械切割，机械剪切，激光切割，热切割和超声切割中的至少一种来进行。

优选地，所述方法还包括在所述切割步骤之后向所述第一端推进所述细丝的步骤，以恢复在所述切割步骤期间被切割的预设长度。

优选地，所述方法进一步包括在所述第一布置步骤之前由所述头部可移动地接收细丝的步骤，使得所述第一端从所述头部突出预定长度。

优选地，所述方法还包括在所述第一布置步骤之前通过定位构件定位所述细丝的步骤。

优选地，所述定位步骤包括在引导管内接收所述细丝。

发明内容不一定公开了定义本发明所必需的所有特征；本发明可以存在于所公开的特征的子组合中。

附图说明

本发明的前述和进一步的特征将从以下仅示例性地提供的优选实施例结合附图的描述中体现出来，其中：

图1是示出根据本发明的用于转移材料的装置的一实施例的透视图；

图2是如图1的圆圈中所示区域的放大图；

图3是用于转移材料的系统，其包括图1的装置的实施例；

图4是本发明中实施的切割单元的透视图，示出了封闭式构型；

图5是图4的切割单元的透视图，示出了开放式构型；

图6是图5的圆圈中所示的区域的放大图；

图7是示出在图4的切割单元的刀片之间突出的细丝的透视图；

图8是示出图3的系统的另一个实施例的透视图；

图9是示出图3的系统的具体工作流程的流程图；以及

图10是示出了图8的系统的具体工作流程的流程图。

具体实施方式

以下仅以举例的方式对优选实施例进行描述，并不限于实施本发明所必需的特征的组合。

在本说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意为描述成与该实施例相关的特定特征、结构、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全都指代相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代实施例。此外，还描述了各种特征，这些特征可能呈现在部分实施例中而没有呈现在另一部分实施例中。类似地，还描述了各种需求，这些需求可能对于部分实施例是必需的而对于另一部分则非必需。

在权利要求书中，作为实现特定功能而描述成装置的任意元件旨在包括实现该功能的任何途径。这些权利要求所限定的发明寓于这样的事实，由所列举方法提供的功能度是以权利要求所要求的方式组合和结合到一起。因此，申请人将能提供这些功能度的任何方法列为这里所示的等效项。

本发明涉及一种用于转移材料的装置10，尤其地但不排他地，用于在样品制备期间转移生物材料，化学物质(包括化合物，溶剂和试剂)等的至少一种，所述样品制备可能涉及将材料转移到采样位置、或从采样位置转移、或在采样位置之间转移，所述采样位置例如但不限于培养皿，多孔板或微孔板,可用于容纳固体，凝固或液体形式的样品培养基(如琼脂或培养液)。参考图1，示出了装置10包括细丝12，细丝12具有用于运载感兴趣材料的第一端12a；以及适于可移动地接收细丝12的至少一部分的头部14。细丝12是可移动的使得第一端12a能够从头部14突出预定长度，以允许材料的转移，包括材料装载到第一端12a和材料从第一端12a卸载。

图2进一步示出了由图1的圆圈表示的装置10的区域的放大图。如图所示，细丝12可以是纤细的，连续的线状结构的形式，具有基本均匀的直径，范围从例如约0.5mm至约3mm，这取决于具体应用的要求。细丝可以由从包括聚合物，金属，玻璃，陶瓷以及它们的组合或化合物的一组中选择的一种或多种材料构成。优选地，为了转移微生物菌落，细丝12的直径为约1mm，并且由诸如聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，聚乳酸，玻璃纤维或不锈钢的材料制成。

细丝的性能可以被定制以转移其他性质的材料。例如，为了转移诸如溶剂或溶液形式的化学试剂的液体，液体转移的体积将取决于许多因素，包括但不限于细丝的直径，细丝的表面特征或细丝尖端的形态和/或细丝材料的亲水性。例如，可以使用由聚碳酸酯制成的直径为1mm的细丝尖端以每次转移约200-500纳升的转移体积的转移液体(约±15％的重复性)。

在一个实施例中，细丝12由定位构件定位，该定位构件可以是例如如图所示的柔性引导管18的形式。具体地，引导管18布置在用于驱动细丝12的驱动机构20和头部14之间。引导管18适于可接收地接合细丝12的至少一部分，用于当细丝被驱动在引导管18中移动时定位和限制细丝12。在一个实施例中，细丝12的至少一部分被引导管18紧密地接收并保持就位。引导管18的直径可以是：当细丝12接收在引导管18中，细丝12的外表面和引导管18的内表面之间有足够的摩擦以防止细丝非有意地推进通过头部14，直到细丝被驱动穿过头部14。

在图3中最佳示出的驱动机构20能够根据装置10的操作模式和/或所需功能使细丝12朝向和/或远离头部14推进和/或回缩。驱动机构20也能够精细地或粗略地控制和调整细丝12相对于头部14的突出量和/或回缩量，以便在不同源位置和目标位置之间装载、转移和卸载不同性质的材料。

装置10还可以包括输送机构，该输送机构具有至少一个输送臂40，用于沿着x-y水平面和/或沿着z轴竖直输送诸如头部14，引导管18和细丝12的组件以便在采样位置将细丝端部12a与诸如特定菌落的感兴趣区域对准。在一个实施例中，输送臂40可以包括诸如浮动线性轴承42等的控制构件，以在细丝12在不同的垂直高度上传送时控制和调节施加到采样位置上的压力，从而不会不利地影响被采集的材料以及运载有感兴趣材料的基质。可使用螺线管43来测量浮动线性轴承42的运动和/或控制浮动线性轴承42，从而允许细丝12的精确切割长度，并且防止浮动轴承42在动载下的任何不希望的运动。通过具有补偿弹簧44和/或通过电和/或光学感测端部12a与目标/源位置之间的接触来控制，可以进一步减小采集压力。

图3示出了材料转移系统，材料转移系统具有用于在多个矩形采样板之间转移样本材料的装置10的实施例，虽然显而易见的是，其他常见形式的采样板例如60mm，90mm，100mm，150mm培养皿，聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)正方形板或多/微孔(即微量滴定板),孔密度在48，96，384或1536等也是适用的。装置10的细丝12可具有容纳并连接到存储单元30的第二端12b(未示出)。特别地，存储单元30可以是用于存储细丝12的至少一个线圈的线轴32的形式或者包括用于存储细丝12的至少一个线圈的线轴32。存储单元30优选地布置在与其他部件(诸如头部14，细丝12和驱动机构20)分开的固定位置，以便减小施加在其上的重量，否则可能影响细丝12的稳定性。类似地，驱动机构20也优选地布置在与头部14和细丝12分离的固定支架上，以减少或避免在操作中细丝12的任何不期望的移动，该移动可能潜在地影响转移的精度。

从存储单元30延伸出来的细丝12的部分由驱动机构20的细丝供给器22的一个或多个轮稳固地控制。细丝12在离开细丝供给器22之后，被柔性引导管18接收。柔性引导管18的一端可被固定在驱动机构20，并在另一端与头部14连接。由引导管18和头部14接收并保持在适当位置的细丝12将用作可通过一个或多个传送臂40沿着x-y平面和/或z轴b移动的采集头，用于在源板120和目标板130之间传送材料。引导管18可以具有足够的长度以从驱动机构20跨越到采集头的最远行程点。因为引导管18通过细丝12的圆周壁或表面与引导管18的内表面之间的摩擦接合限制细丝12，所以细丝端部12a在转移过程中相对于头部14的移动是基本上不明显。具体地，细丝12在引导管18内配合得越紧密，两者之间任何的相对运动越小，但是将产生的摩擦也越大，因此需要通过供给器22增加进给力来推进或回缩细丝12。

可替换地或另外地，细丝12的定位和限制也可以由细丝12和头部14之间的摩擦力提供。细丝12和引导管18还可以由任意其他合适的机械保持或锁定装置来保持或支撑，只要被认为是可应用的并且适用于本发明。

通过驱动机构20的供给器22控制细丝12的推进和/或回缩运动，可以调节从头部14突出的细丝12的预定长度。在一个实施例中，根据所转移的材料的性质和/或装置10的操作，预定长度的范围为约1mm至约10mm。例如，为了将材料针刺/采集和转移到包含固体琼脂的样品板和/或自包含固体琼脂的样品板转移，优选地，从头部14突出的预定长度约3mm至约5mm。而对于针刺和/或转移材料到诸如微孔中的培养液的液体介质和/或自诸如微孔中的培养液的液体介质转移，突出的长度可以是延长到大约8mm到大约10mm，使得距离端部12a的足够长度可以浸入或浸没溶液中以便于材料的装载和卸载。关于这一点，可以理解的是，细丝12的预定长度不应限于任何特定长度或长度范围，但是本领域技术人员将会理解，预定长度可以根据待转移材料的性质、实验的具体设置以及装置10的所需应用，以实现最佳的材料转移。

装置10还包括切割单元50，用于从细丝12自头部14突出的的预定长度切割或分离细丝12的预设长度，从而移除和处理使用过的，之前已经与转移的材料接触的被污染的细丝端部。被切割的预设长度可以基本等于或短于从头部14突出的预定长度。切割单元50适于切割或分离，并随后丢弃受污染的细丝端部12a，以产生没有转移材料的新的端部。相同细丝12(现实际上在切割之后具有“无菌的”第一端)将准备好用于下一个材料转移周期。

本发明的装置优点在于，相同的细丝可以用于多个转移循环，而不需要用传统技术例如用酒精洗涤，蒸汽加热或紫外线照射来消毒细丝或装置的其它部分。取而代之的是，细丝端部将被简单地切断并丢弃，以产生新的无菌末端，用于下一个转移周期。每次转移后都不需要更换细丝，直到细丝的线轴耗尽。

这使得样品制备过程更加简化，具有更高的可控性和效率。切割单元50的结构在图4至图7中最好地示出，其示出切割单元50的实施例处于封闭式构型(见图4)和开放式构型(见图5至图7)。如图所示，切割单元50可以包括具有两个载物台的切割台52，所述两个载物台可朝向/远离彼此移动以限定间隙56。一对水平布置、对向延伸的刀片54被安装(一个在两个相应的载物台中的每一个)，用于当细丝12延伸到间隙56中时从端部12a切割细丝12。特别地，来自细丝12的预定长度的预设长度将被切割，其中预设长度优选地大于从细丝12的第一端12a开始的浸入/浸没深度。这是为了在切口和转移尖端之间留出足够的距离，以防止刀片54的任何潜在污染。

切割台52的载物台可机械地或电动地操作以在开放式构型和封闭式构型之间移动。在开放式构型中，两个台被布置为保持分开，使得细丝12可以延伸到间隙56中。在封闭式构造中，两个平台被布置成朝向彼此移动以使得刀片54合拢，由此切割细丝端部12a。刀片54可以通过任何已知的方式安装在切割台52上，例如但不限于如图所示的载物夹58。应该理解的是，其他切割手段，例如但不限于由一个刀片进行的机械剪切，激光切割，热切割或超声波切割等也应包含在内。

在通过切割单元50的作用切断预设长度之后，优选的是，使细丝12的约2mm的剩余长度仍保留从头部14突出。该剩余长度的量可在切割之前和/或之后通过调节细丝12沿z轴的位置来改变，这可以通过驱动机构20控制。特别地，基于不同采集应用的需要，可调整预设长度的优选量。例如，为了从琼脂平板转移将微生物菌落或将将微生物菌落转移到琼脂平板上，可以通过用菌落所处的琼脂接触细丝端部12a来进行针刺。在针刺之后，微生物材料通常可以粘到细丝末端12a的横截面尖端上。但是，当针刺来自大而深的菌落时，微生物材料可能潜在地从末端12a附着到细丝12的圆周侧壁或表面的一定高度。因此，为了将材料转移到固体基质或固体基质转移，将细丝12从距细丝端部12a的尖端约3至5mm切割通常足以产生无菌的新尖端，并且还避免了切割刀片54的污染。然而，为了将材料转移到诸如培养溶液的液体培养基中或自诸如培养溶液的液体培养基转移，被采集的材料附着到细丝侧壁上达到相当于细丝12浸入溶液中的深度的高度的可能性更高，在发生表面张力漫延的地方甚至达到更高的高度。因此，为了避免任何潜在的污染，从浸没深度进一步向上切割约3至5mm将是理想的。通常，被切断的细丝的预设长度越短，新的细丝端部和/或刀片被污染的风险越高；而被切断的细丝越长，细丝卷轴被耗尽的就越快。

参考图9，示出了说明图3的具体化系统的工作流程的流程图。在一个具体实施的操作中，在针刺或采集感兴趣材料(例如来自源板的目标微生物菌落或细胞材料)之前，一个或多个源板120将从源存储处124(其包括如本实施例所示的一堆源板)转移到预定的源位置。目标材料在源板120处的具体位置将由摄像机110观察、成像和/或监控，摄像机110可由运输臂40支撑和/或输送。类似地，在从源板120采集目标材料之前或之后，一个或多个目标板130也可以从目标存储器134转移到预定的目标位置。源板120和目标板130可以通过诸如机械臂126和136的任何输送构件从其各自的存储处124和134转移到对应的位置，其可以通过计算机程序和/或由用户通过用户界面170进行指令输入来自动操作和/或控制。

在一个典型方法中，在将源板120转移到或装载到预定的源位置之后，摄像机110的图像识别软件将允许用户过滤并识别感兴趣的目标菌落。过滤和识别步骤可以基于任何过滤标准进行，所述过滤标准可以包括但不限于目标菌落或细胞的大小，颜色，形状和荧光。可选地或附加地，过滤和识别步骤也可以是全自动的并且可以由计算机程序控制。根据一个目标菌落的确定位置，头部14将沿着x-y平面被水平驱动，以将细丝端部12a与目标菌落对准，随后沿着z轴下降以接合目标菌落，以在细丝端部12a装载感兴趣的细胞材料。

在针刺目标菌落之后，头部14将被水平地驱动到目标板130，在那里采集的细胞材料将从细丝端部12a被卸载。特别地，如果目标板130是一种携带微生物的固体琼脂平板，头部14将沿着z轴向下驱动，直到细丝端部12a与在琼脂表面处的感兴趣菌落接触；而如果目标板130是填充细胞液体培养基的微量滴定板，则在头部14下降到邻近特定孔的位置之后，细丝端部12a将从头部14进一步向下推进，使得端部12a可浸没或浸入液体培养基中，即在培养基的溶液表面下方。可选地，延伸到孔中的细丝端部12a可以沿着x-y平面和/或z轴稍微振动，或者搅动孔内的液体，以确保被针刺的材料被充分地卸载和/或良好地混合在液体培养基中。在该卸载步骤之后，头部14将向上恢复到原位。

尽管如图3所示的源板120和目标板130水平定位，而感兴趣的材料被布置成向上暴露，但是应当理解的是，板(诸如固体琼脂板)也可以定位在其他方向例如侧面甚至倒置，只要是可适用的。另外，在又一个实施例中，可以做出一种替代的布置，以将头部14保持在针刺的静止位置，同时使源板和目标板相对于针刺的头部14可移动以装载和卸载感兴趣的材料。

在将材料从源板120转移到目标板130之后，随后将细丝12引导到切割单元50以进行“消毒”，即切割，步骤，其中预设长度的细丝12将被切割以为下一个针刺操作产生一个干净无菌的尖端。具体地，头部14通过输送臂40输送到切割单元50上方的位置，然后被向下驱动到刀片54之间适当的切割位置，使得细丝12的预设长度可被刀片54切割。在一个实施例中，当头部14停止在切割单元50上方的所需位置时，细丝12将被驱动以进一步向下推进到间隙56中。这是为了允许刀片54和头部14之间有足够距离，以使污染的可能性最小化。在另一个实施例中，切割过程可以包括在完成切割之后将细丝12朝着切割端推进的另一步骤，以在预设长度被移除之后恢复细丝12的预定长度。因此，在切割过程之后将产生新的，干净且无菌的细丝尖端，然后重复该循环以从同一源板或不同源板采集另外的感兴趣材料。

参考图8，示出了另一个用于传送材料的实施系统，其包括根据本发明的装置。在该实施例中，三个采集细丝212A，212B，212C以径向间隔布置平行安装在共同的可旋转输送轮240上。输送轮240能够沿着中心轴线竖直移动并且能够围绕中心轴线旋转，从而以受控的方式竖直地和循环地输送安装的细丝。

细丝212A，212B，212C中的每一个可以以与先前的实施例中已经描述的基本类似的方式配置和布置。特别地，细丝212A，212B，212C中的每一个可以被构造成由对应的柔性引导管218B，218B，218C可接收地接合，并且这些细丝中的每一个的第一端可由一个或多个驱动或供给机构(未示出)驱动从对应的头部214A，214B，214C突出预定长度，以便于从源板装载感兴趣材料装载和将感兴趣材料卸载到目标板。然而，输送轮240不是一次输送一根细丝的运输臂40，而是运载和移动三根细丝，从而装载，卸载材料以及切断细丝端部以“灭菌“可以在一个单独的操作循环中由各自的细丝212A，212B，212C同时进行，这显著增加了生产能力并因此提高了实验过程的效率。

可以理解的是，作为替代的布置例如通过将输送轮240保持在固定的静止位置的同时使源板、目标板和切割单元(如普通的旋转台)相对于静止轮可移动也应该包含在内。

图10中示出了图8的系统示例性工作流程的流程图，其总体类似于图9中示出的步骤。特别地，在源板220被装载在预定源位置之后，输送轮240将围绕其中心轴线旋转大约120度，以将例如具有新的无菌端212Aa的细丝212A定位在源板220上方。如前所述，摄像机310可用于观察、成像并由此将细丝端部212Aa与源板220处的目标菌落对准。细丝端部212Aa与目标菌落之间的对准可以进一步通过机械臂326的移动来辅助，机械臂326能够粗略地改变和/或精细地调整源板220的位置。在细丝212A和感兴趣菌落之间的菌落识别和/或对准之后，输送轮240将会降低所需的距离以允许细丝端部针刺菌落。

同时，其尖端假定已经在之前的循环的先前的操作中装载有细胞/微生物材料的细丝212C，也将下降以接合目标板230以卸载所运载的材料。类似于前述实施例，如果目标板230是琼脂板，则可以将细丝端部212Ca布置成在其表面处接合琼脂板。或者，如果目标板230在一个或多个孔内携带溶液形式的样品，则可以将细丝端部212Ca布置成进一步推进以浸没在孔的溶液中。

类似地，在细丝212A和212C装载和卸载步骤同时发生期间，细丝212B的被污染的端部将被延伸到切割单元250中并被切割单元250切断，以便露出新的无菌细丝尖端用于下一个采集循环。

在相应的位置完成相应的装载，卸载和切割步骤之后，输送轮240将向上移动以恢复到其原始位置。源/目标板220/230将被移除并且被新的源板和新的目标板(如果需要的话)取代。输送轮240然后将被再旋转120度，以将此时包括新切割的无菌尖端的细丝212B与新的源板对准，并且同时将细丝212C与切割单元250对准，用于切割从早先周期使用过的细丝端部。然后重复操作循环，直到样品制备过程结束。

Claims (13)

1.一种用于转移材料的装置，包括：

适于可移动地接收细丝的一部分的头部，所述细丝具有用于将待转移的所述材料由采样位置运载到目标位置的第一端；

至少一个输送臂，所述输送臂用于沿着x-y 水平面和/或沿着z 轴竖直输送所述头部，以将所述细丝的所述第一端与所述采样位置或所述目标位置对准；以及

用于根据所述装置的操作模式和/或所需功能朝向和远离所述头部推进和回缩所述细丝的驱动机构，所述驱动机构布置在与所述头部分离的固定支撑件上；

一个柔性引导管，其中所述柔性引导管可接收地接合所述细丝的至少一部分，所述柔性引导管的一端被固定在所述驱动机构，并在另一端与所述头部连接，引导管具有足够的长度以从所述驱动机构跨越到所述头部的最远行程点；

其中所述细丝在所述头部的定位由所述细丝和所述头部之间的摩擦力提供和/或所述定位由所述细丝的表面和所述柔性引导管的内表面之间的摩擦接合提供；

其中所述细丝是可移动的，使得所述第一端从所述头部突出预定长度，以允许所述材料转移到所述第一端和从所述第一端转移。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细丝包括连接到并容纳在存储单元中的第二端。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述存储单元包括用于存储细丝线圈的线轴。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述存储单元布置在与所述可移动头部分离的固定位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述预定长度在1mm 至10mm 的范围内。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括切割单元，所述切割单元适于从自所述头部突出的所述细丝的所述预定长度切割所述细丝的预设长度，其中，所述预设长度等于或小于所述预定长度。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述切割单元布置在与所述头部分离的固定位置。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述切割单元包括用于切割所述细丝的至少一个刀片。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述材料包括生物材料，化学物质，化合物和化学试剂中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述细丝由选自包括聚合物，金属，玻璃，陶瓷以及它们的组合或化合物的组中的材料构成。

11.一种转移材料的装置，包括：

适于可移动地接收细丝的一部分的头部，所述细丝具有用于将所述材料由采样位置运载到目标位置的第一端；和连接到并容纳在存储单元的第二端；

至少一个输送臂，所述输送臂用于沿着x-y 水平面和/或沿着z 轴竖直输送所述头部，以将所述细丝的所述第一端与所述采样位置或所述目标位置对准；

用于根据所述装置的操作模式和/或所需功能朝向和远离所述头部推进和回缩所述细丝的驱动机构；

其中所述存储单元布置在与头部分离的固定位置；其中所述细丝是可移动的，从而所述第一端从所述头部突出预定长度以允许所述材料转移到所述第一端或从所述第一端转移；

所述装置还包括适于接合到所述细丝以定位所述细丝的定位构件，其中所述定位构件包括柔性引导管，所述柔性引导管的一端被固定在所述驱动机构，并在另一端与所述头部连接，引导管具有足够的长度以从所述驱动机构跨越到所述头部的最远行程点；以及

其中所述细丝在所述头部的定位由所述细丝和所述头部之间的摩擦力提供和/或所述定位由所述细丝的表面和所述柔性引导管的内表面之间的摩擦接合提供。

12.一种用装置将材料从源位置转移到目标位置的方法，所述装置包括：具有适于可移动的接收细丝的一部分的头部，所述细丝具有用于将所述材料由采样位置运载到目标位置的第一端；至少一个输送臂，所述输送臂用于沿着x-y 水平面和/或沿着z 轴竖直输送所述头部，以将所述细丝的所述第一端与所述采样位置或所述目标位置对准；以及用于根据所述装置的操作模式和/或所需功能朝向和远离头部推进和回缩所述细丝的驱动机构；其中所述驱动机构布置在与所述可移动头部分离的固定支撑件上；一个柔性引导管，其中所述柔性引导管可接收地接合所述细丝的至少一部分，所述柔性引导管的一端被固定在所述驱动机构，并在另一端与所述头部连接，引导管具有足够的长度以从所述驱动机构跨越到所述头部的最远行程点；其中所述细丝在所述头部的定位由所述细丝和所述头部之间的摩擦力提供和/或所述定位由所述细丝的表面和所述柔性引导管的内表面之间的摩擦接合提供；其中所述细丝是可移动的，使得所述第一端从所述头部突出预定的长度，以允许所述材料转移到所述第一端和从所述第一端转移；所述方法包括以下步骤：

布置所述细丝的所述第一端从所述装置的所述头部突出以接触所述源位置以在所述第一端处装载材料；

移动所述细丝的第一端远离所述源位置以接触所述目标位置以在所述目标位置处从所述第一端卸载所述材料的至少一部分；

其中所述移动步骤不包括移动：（ⅰ）用于朝向和远离所述头部推进和回缩所述细丝的所述驱动机构；和/或（ⅱ）存储所述细丝的所述第二端的存储单元。

13.一种用装置将材料从源位置转移到目标位置的方法，所述装置包括：适于可移动的接收细丝的一部分的头部，所述细丝具有用于将所述材料由采样位置运载到目标位置的第一端和连接到并容纳在存储单元中的第二端；至少一个输送臂，所述输送臂用于沿着x-y水平面和/或沿着z 轴竖直输送所述头部，以将所述细丝的所述第一端与所述采样位置或所述目标位置对准；用于根据所述装置的操作模式和/或所需功能朝向和/或远离所述头部推进和/或回缩所述细丝的驱动机构；其中所述装置还包括一个柔性引导管，其中所述柔性引导管可接收地接合所述细丝的至少一部分，所述柔性引导管的一端被固定在所述驱动机构，并在另一端与所述头部连接，引导管具有足够的长度以从所述驱动机构跨越到所述头部的最远行程点；其中所述细丝在所述头部的定位由所述细丝和所述头部之间的摩擦力提供和/或所述定位由所述细丝的表面和所述柔性引导管的内表面之间的摩擦接合提供；其中所述存储单元布置在与头部分离的固定位置；并且其中所述细丝是可移动的，使得所述第一端从所述头部突出预定的长度，以允许所述材料转移到所述第一端和从所述第一端转移；所述方法包括以下步骤：

布置所述细丝的所述第一端从所述装置的所述头部突出以接触所述源位置以在所述第一端处装载材料；

移动所述细丝的第一端远离所述源位置以接触所述目标位置以在所述目标位置处从所述第一端卸载所述材料的至少一部分；

其中所述移动步骤不包括移动：（ⅰ）用于朝向和远离所述头部推进和回缩所述细丝的所述驱动机构；和/或（ⅱ）存储所述细丝的所述第二端的所述存储单元。

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