CN109073664B - 自动诊断分析仪及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种用于分析由预分析系统准备的生物样品的分析仪和一种操作接收由预分析系统准备的样品的分析仪的方法。该分析仪是自动化的，并且接收来自预分析系统的承载样品的穿梭器。分析仪具有机器人，该机器人将穿梭器从预分析系统转移到分析仪中。然后将穿梭器放置在穿梭器保持组件中。自动诊断分析仪包括库存机器人，该库存机器人包括库存扫描器和被配置为处理大量耗材的末端执行器，包括样品容器穿梭器、扩增盒、液体试剂板、干试剂板和样品处理板。

Description

自动诊断分析仪及其操作方法
对相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月22日提交的美国临时申请号62/326,259的申请日的权益，以上专利申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及一种用于分析由预分析系统准备的生物样品的自动诊断分析仪及其操作方法。
背景技术
生物样品的诊断测试在医疗保健行业中有助于快速和有效地诊断和治疗疾病。实施这样的诊断测试的临床实验室已经每天收到成千上百个样品，并且需求不断增加。处理如此巨大数量的样品的挑战得到了样品分析自动化的帮助。自动化样品分析通常由自动化分析仪执行，自动化分析仪通常是独立的系统，可对生物样品执行多步骤处理以获得诊断结果。
目前几种自动化临床分析仪向用户提供可以在所提供的样品上执行的一系列自动化测试或试验。然而，当样品到达实验室时，它们往往没有准备好用于分析。为了准备样品用于自动分析仪的测试，实验室技术人员通常将等分部分的样品从实验室接收的初级容器转移到适合分析仪的二级容器中。另外，技术人员通常必须知道要对样品实施什么测试，这样技术人员可以选择与样品匹配的测试特定试剂或稀释剂。这可能是耗时的，并且可能导致操作者错误和暴露于传染性疾病。
预分析系统旨在帮助准备用于分析的样品，并进一步从实验室收到样品和分析仪的测试结果之间的工作流程中删除仍然存在的操作者。然而，许多这样的系统仍然需要大量的技术人员参与，例如，在预分析系统中加载样品之前；以及样品已经被预分析系统准备好之后；以及分析仪已经完成分析之后。
例如，一些预分析系统可以自动地将等分部分的样品从第一容器转移到第二容器。然而，这样的系统经常需要技术人员将第一和第二容器的识别码手动配对，然后将它们加载到该系统内，这可能费时并且容易出错。
另外，许多这样的系统不能够与一个或更多的分析仪集成，并且，反之，所述分析仪也不能与这样的系统集成。在这点上，必须存在技术人员手动地将样品从预分析系统转移到分析仪，并且在分析结束时从分析仪转移到存储位置。这将使技术人员进行无意义的工作，并且可能造成干扰，因为技术人员必须经常注意样品在预分析系统和分析仪内的进展，使得技术人员在准备好时转移样本以最小化停机时间。
而且，目前的预分析系统通常以不同于分析仪评估该样品的速率准备样品，因此这进一步使得预分析系统和分析仪之间的集成复杂化。在这点上，可能需要技术人员连续地留心由预分析系统准备的样品，直到积累了整批样品以便手动转移到分析仪。可替代地，技术人员可以将部分批次转移到分析仪，这可以降低分析仪的生产率。
因此，虽然目前的自动化预分析系统和分析仪对临床实验室是有益的，但是对于不同系统的集成和自动化仍然有进一步改进的空间。
发明内容
本公开描述了用于样品处理和分析的装置、系统和方法。特别地，描述了一种包括在高生产量系统中的分析仪。在一个实施例中，所述高生产量系统也可以包括第二分析仪以及与第一和第二分析仪集成的预分析系统。这些部件(即分析仪和预分析系统)是模块化的并且能够以几种不同的配置集成以适应特定实验室的诊断需求。
此处所述的特定分析仪通常具有竖直设置的多层面(deck)或层(level)。一个层面可以存储用于不同试验的耗材，并且可以容纳耗材废弃物，其包括废液。在一个实施例中，足够的耗材可以被存储在分析仪内以允许其连续操作24 小时，而不重新加载系统。该层面还可以包括用于检测分析物(例如DNA靶标) 的检测器。
另一个层面可以包括并排布置的多个处理模块。这些处理模块中的每一个可以在其结构和功能方面具有类似的配置。在一个实施例中，每个处理模块能够实施广泛的试验，使得每个处理模块可以运行与在其他处理模块上运行的试验不同的试验。关于这点，取决于在特定时间点的处理需要，每个处理模块可以被自动地指定和重新指定以实施任何数量的试验。例如，每个处理模块能够实施第一试验、第二试验或第三试验的任一个，但是第一处理模块可以被指定实施第一试验，第二处理模块指定第二试验，且第三模块指定第三试验，其中每个试验是不同的。然而，当那些试验完成时，处理模块中的任一个可以被自动地重新指定实施不同的分析，使得例如第一、第二和第三处理模块同时运行相同的试验。如此，分析仪灵活地适应实时需要，只要在其壳体内存储了用于特定分析的充足耗材。
每个处理模块可以具有多管道移液器，其带有与之关联的多个移液管管道。另外，分析仪可以具有库存机器人，其周期性地实施库存检查以确定是否有足够的耗材可用，将耗材在库存到处理层面之间来回移动，并将样品容器在预分析系统和分析仪之间来回移动。更特别地，库存机器人包括电子或光电库存扫描器和被配置为处理大量耗材的末端执行器，包括样品容器穿梭器，扩增盒 (amplification cartridge)，液体试剂板，干试剂板和样品处理板。
附图说明
本发明的特征、方面和益处将通过以下说明、所附权利要求和附图变得更好理解，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的高生产量诊断系统的前透视图。
图2是根据本公开的一个实施例的图1的系统的第一分析仪的前部分透明视图，并且去掉了其外部壳体和其中的某些部件。
图3是图2的分析仪的前透视图。
图4A是根据本公开的一个实施例的第一移液管尖端的透视图。
图4B是根据本公开的一个实施例的第二移液管尖端的透视图。
图5是根据本公开的一个实施例的样品容器穿梭器的透视图。
图6是根据本公开的一个实施例的处理板的透视图。
图7是根据本公开的一个实施例的干试剂板的透视图。
图8是根据本公开的一个实施例的液体试剂板的透视图。
图9是根据本公开的一个实施例的扩增盒的顶视图。
图10A是根据本公开的一个实施例的耗材储藏器的后透视图。
图10B是根据本公开的一个实施例的废弃物储藏器的后透视图。
图10C是根据本公开的一个实施例的移液管尖端抽屉的前透视图。
图11A是根据本公开的一个实施例的处理层面的顶视图。
图11B是根据本公开的一个实施例的图11A的处理层面的第一处理模块的顶视图。
图11C是被图11A的处理层面的样品容器保持组件接合的样品容器的示意图。
图12A是根据本公开的实施例的图11B的处理模块的提取器的前透视图。
图12B是图12A的提取器的顶视图。
图12C是提取器和处理板的替代实施例的透视图。
图12D是图12C的提取器和处理板的侧视图。
图12E是包括图12C的提取器和处理板的图1系统的处理层面的部分透视图。
图13A是根据本公开的一个实施例的库存机器人的前透视图。
图13B是根据本公开的一个实施例的图13A的机器人的末端执行器。
图13C是图13B的末端执行器的扩增盒接合构件。
图13D是与扩增盒接合的图13C的接合构件的侧视图。
图14A是根据本公开的一个实施例的液体处理组件的前视图。
图14B是图14A的液体处理组件的多管道移液器的前透视图。
图15是包含图2的分析仪的计算系统的示例性结构的框图，其中分析仪包括适用于执行本公开的方法的示例性部件。
图16是根据本公开的一个实施例的图2的分析仪的使用方法的流程图。
图17A是根据本公开的另一个实施例的分析仪的前视图。
图17B是图17A的分析仪的前透视图。
图17C是图17A的分析仪的侧视图。
图18A是包括外壳但是缺少前门的图17A的分析仪的前透视图。
图18B是包括单独的前门的图18A的分析仪的部分前透视图。
图18C是可移动耗材库存的透视图。
具体实施方式
如本文所用的，词语“大约”、“通常”和“基本上”意在表示与绝对值的轻微偏差包括在如此修饰的术语的范围内。而且当指的是特定方向时，例如左、右、前、后、上和下，在以下讨论中，应该理解为关于在示例性操作期间面向下述系统的用户的角度来描述这些方向。
图1描绘了高生产量系统00，其包括第一分析仪2000，第二分析仪4000 和预分析系统10，例如在美国临时申请62/296,349(“所述‘349申请’”)中所述的预分析系统，其公开内容通过引用全部并入本文。分析仪2000、4000和预分析系统10是模块化的并且它们可以彼此物理地连接和断开，并且还可以彼此电子地连接和断开。虽然第一分析仪2000与第二分析仪4000在它们实施的操作和试验方面不同，应该理解的是第二分析仪4000可以是第一分析仪2000的副本(duplicate)，使得预分析系统10耦连到至少两个相同的分析仪。还应该理解的是预分析系统10的模块化允许它耦连到这样配置的任一分析仪。如所示的，第一分析仪2000和第二分析仪4000以直线排列设置在预分析系统10的相对侧。虽然，预分析系统10和分析仪2000、4000被配置为该物理排列，应该考虑的是预分析系统10可以被配置为适应多于两个分析仪并且预分析系统10和分析仪2000、4000可以被配置以使得它们可以呈现其他物理排列，例如L形。
与预分析系统有关的分析仪
如图2所示，第一分析仪可以被耦连到预分析系统10的任一侧。关于这点，在分析仪2000位于系统10的右侧的情况下，预分析系统10的样品容器穿梭器运送组件300a朝向分析仪2000的左侧延伸，或在分析仪2000位于系统10的左侧的情况下，预分析系统10的样品容器穿梭器运送组件300b朝向分析仪2000 的右侧延伸。这样的组件300a-b可以邻近分析仪的入口终止，如图所示。然而，在一些实施例中，这样的组件300a-b可以延伸穿过分析仪的入口并且进入分析仪2000。库存机器人2300，如以下进一步所述的，可以从这样的组件300a-b取得样品容器穿梭器2030，而不管样品容器梭2030被运送到分析仪2000的哪一侧。
结构框架
如图2和图3所进一步描述的，分析仪2000包括结构框架2011，其由几个支撑部件组成，例如金属管段，支撑部件被配置为支撑并限定用于样品处理和分析的各个层面或层。这样的层面可以包括检测/分析层面2012、库存层面2014、处理层面2016、和液体机器人处理层面2018。然而，可以提供更多或更少的层面以减少分析仪2000的水平长度或竖直高度。分析仪2000也包括如图1所示的包绕其内部部件的外壳或壳体2010。
层面关系
检测/分析层面2012被设置靠近分析仪2000的底部，并且被定位在库存层面2014下方。库存层面2014被设置在处理层面2016和检测/分析层面2012之间。处理层面2016被设置在库存层面2016和液体处理机器人层面2018之间。液体处理机器人层面2018被设置靠近分析仪2000的顶部。检测/分析层面2012、库存层面2014和处理层面2016各自被定位在分析仪2000的前部并且在到达分析仪的背部之前终止，以便提供在左右方向上跨越分析仪2000的长度并且也沿着分析仪2000的高度延伸的空间，使得与检测/分析层面2012、库存层面2014、和处理层面2016相交。库存机器人2300被设置在如此提供的空间内，这允许它访问前面提到的这三个层面的每一个。
耗材
图4A-8显示了不同耗材，其可以被自动化处理和使用以对几类样品进行广泛选单内的试验，所述样品包括血液、粘液、痰液、尿液、粪便、液基细胞学样品等。这样的选单包括涉及检测沙眼衣原体、淋病奈瑟氏球菌、阴道毛滴虫、 B族链球菌、肠道细菌(例如弯曲杆菌属，沙门氏菌属，志贺氏菌属，大肠杆菌，痢疾杆菌)、和肠道寄生虫(例如，贾第鞭毛虫，隐孢子虫，溶组织内阿米巴) 的试验以及涉及测定血液病毒载量(例如HIV、HCV和HBV)的试验。实施这种广泛选单的能力得到耗材设计的部分支持。这样的耗材包括移液管尖端、样品容器、样品容器穿梭器、处理板、干试剂板、液体试剂板和扩增盒。
移液管尖端
移液管尖端2020包括第一移液管尖端2020a(图4A)和第二移液管尖端 2020b(图4B)。第一移液管尖端2020a比第二移液管尖端2020b大。例如，第一移液管尖端2020a可以是1mL尖端，而第二移液管尖2020b可以是175μL 尖端。然而，分析仪2000能够根据需要适用任何尺寸的移液管尖端。
样品穿梭器和样品容器
样品容器穿梭器2030(图5)与‘349申请’的穿梭器284类似，并且包括接收器2032，每一个接收器被配置为接收样品容器03。所述的特定穿梭器2030 包括两行的6个接收器2032，一共12个接收器。然而，可以提供任何数量的接收器2032。例如，穿梭器2030可以包括两行的12个接收器2032，一共24个接收器。在所述的特定分析仪2000中，一批样品可以包括总共24个样品，其应该等于总共24个样品容器。然而，分析仪2000可以实施双通道试验，或其他多通道试验，其中单一样品在一个运行中被处理和分析两次或更多次。因此，总共24个样品的一些批次可能只需要总共12个样品容器以获得该总样品计数。如此，使得每个穿梭器2030容纳一半的完整样品批次提供给分析仪以有效地适应双通道试验或其他多通道试验的灵活性。
穿梭器2030还包括用于与库存机器人2300接合的第一横向开口2034和与对应的接收器2032相交以允许样品容器保持组件(以下所描述的)接近在其中放置的容器03的第二横向开口2036。样品容器03与‘349申请’中的第三类容器03相同。关于这点，样品容器03包括带有可刺破密封09的盖。
处理板
处理板2040(图6)包括板主体2041。接合构件2049从板主体2041上表面延伸。这样的接合构件2049包括接合凹口2042。因此，凹口2042被设置在板主体2041上方并且相对于板主体2041的侧面向内。这允许如以下进一步描述的末端执行器2360，从板主体2041上方夹持处理板2040。然而，在板2040 的一些实施例中，凹口2042可以延伸进入主体2041的侧表面，其允许库存机器人2300从主体2041的外围接合处理板2400。
板主体2041至少部分地限定了多个提取管2044、混合孔2046和移液管尖端保持站(station)2047。每个提取管2044具有与其对准的相对应的混合孔2046 和移液管尖端保持站2047。提取管2044被定位为相比混合孔2046更靠近主体 2041的中线，并且混合孔2046被定位为相比移液管尖端保持站2047更靠近主体2041的中线。提取管2044具有由主体2041限定的开口并且具有从主体2041 的底部表面2043延伸的管主体2045。管主体2045限定了旋转的外表面，例如旋转的锥面。移液管尖端保持站2047也具有由主体2041限定的开口和从底部表面2043延伸的套管2048。当移液管尖端被设置在该套管中时，即使处理板在移动，该套管2048保持移液管尖端2020稳定。两行提取管2044、混合孔2046 和移液管尖端保持器2047被提供并且被排列成彼此平行。在所述的特定实施例中，处理板2040包括两行的六个提取管2044、六个混合孔2046和六个移液管尖端保持站2047，其允许在其中处理12个样品。然而，可以考虑更多或更少的数量。例如，处理板2040可以包括两行的十二个提取管2044、十二个混合孔 2046和十二个移液管尖端保持站2047或甚至一行这样的设置。处理板2040包括在其侧面或其他表面上的标识符(例如条形码)，其有助于分析仪2000识别所述板。
干试剂板
干试剂板2050(图7)包括板主体2051。接合凹口2052延伸进入主体2051 的侧表面2053，其允许库存机器人2300从其任何两个相对侧接合干试剂板 2050。板主体2051限定了多个干试剂隔间2054。可刺破膜(未示出)被放置在这些隔间2054的每一个上方，并且密封到板主体2051，使得如果膜被刺破以接近一个隔间时，其余的隔间保持密封。这允许板2050被存储直到需要用于另一批次的样品。如所示的，一共有96个试剂隔间2054，其允许试剂板2050被用于包含24个样品的批次的4次单独运行。然而，该总数可以变化。干试剂板2050 也包括位于其侧面2053或其他表面上的标识符(例如条形码)，其有助于分析仪2000识别所述板。
在一个实施例中，干试剂板2050被用于每个试验：第一干试剂板或提取试剂板2050a和第二干试剂板或扩增试剂板2050b(见图)。关于这点，提取试剂板2050a被加载了裂解缓冲液和提取微珠，并且扩增试剂板2050b被加载了主混合试剂。
同一板2050内的每个试剂隔间2054被加载了相同的试剂，从而试剂板是试验特异性的。因此，在分析仪2000实施多于一个分析时，使用每个都带有针对该试验的特异性试剂的单独的试剂板。因此，对于由分析仪2000实施的一个分析，使用了至少两个干试剂板2050(例如，一个提取试剂板2050a和一个扩增试剂板2050b)。类似地，在分析仪2000实施两个不同试验时，使用了至少四个干试剂板2050(例如两个提取试剂板2050a和两个扩增试剂板2050b)。虽然，提取和扩增干试剂板2050a-b被描述为是分离的，可以考虑它们可以结合成一个单独的试剂板。
液体试剂板
液体试剂板2060(图8)包括通过上表面和下表面以及在其之间延伸的侧表面2062限定的板主体2061。接合凹口2064延伸进入主体2061的侧表面2062 内，其允许库存机器人2300从其任意两个相对的侧面进行接合液体试剂板2060。液体试剂板2060包括以四个处理行2066组织排列的多个试剂隔间2066。这些行2066中的每一个包括四个隔间2066a-d，其中每个隔间容纳用于样品处理步骤的试剂。例如，每个处理行2066包括用于复原缓冲液的第一隔间2066a，用于洗涤缓冲液的第二隔间2066b，用于洗脱缓冲液的第三隔间2066c，和用于中和缓冲液的第四隔间2066d。这些隔间2066a-d以它们的使用顺序进行排序。然而，它们可以进行其他排列。另外，每个隔间2066容纳足够进行整个批次(例如总共24个样品的批次)处理的试剂。可刺破膜(未示出)被放置在这些隔间 2066的每一个上方，并且密封到板主体2061，使得如果膜被刺破以接近一个隔间时，其余的隔间保持密封。这允许液体试剂板2060被存储直到被需要用于另一批次的样品。液体试剂板2060也包括位于其侧面2062或其他表面上的标识符(例如条形码)，其有助于分析仪2000识别所述板。
扩增盒
扩增盒2070(图9)类似于和BD MAXTM系统相关的BD MAXTM PCR盒 (BectonDickinson，富兰克林湖，新泽西州)，并且被描述在美国专利号 7,332,130、7,998,708、8,105,783、8,440,149、8,709,787、8,765,976中，其公开内容通过引用全部并入本文。扩增盒2070包括入口端口2073、微流动管道(未示出)、蜡阀2074、扩增腔室2075、和通气孔2076。被处理的样品被通过入口端口2073插入盒2070内，其顺着微流动管道进入扩增腔室2075。当样品顺着管道行进时，通气孔2076允许空气逸出。蜡阀2074在熔化时密封腔室2075使得样品的扩增可以在其内部发生。部分地限定腔室2075的透明或半透明的窗口允许检测器检测其中的分析物或靶标的存在。
扩增盒2070还包括接合凹口2072，其延伸进入盒2070的侧表面。这些凹口2072在盒2070的相对侧延伸进入盒2070，并朝向盒的中线向内渐缩。另外，凹口2072被定位于邻近盒的包括入口端口2073和通气孔2076的侧面的侧面处。这防止凹口2072干涉这些结构。凹口2072允许库存机器人2300接合扩增盒2070 从而盒2070可以被机器人2300承载。但是在一些实施例中，扩增盒2070可以不具有这样的凹口2072并且可以使用和机器人夹持器进行接合的其他特征。与凹口2072相交的盒2070的下表面2079被斜切或以其他方式成形以匹配机器人的接合柱2365的轮廓，如以下进一步描述和图13D所示的，其在下表面2079 中围绕凹口2072形成凹部或凹陷2077，以进一步有助于机器人接合。扩增盒还包括位于其顶部或底部表面2078、2079的标识符(例如条形码)，标示符有助于分析仪2000识别所述盒。
耗材构架(staging)
图10A-10C描述了库存层面2014和处理层面2016的耗材构架的不同方面。库存层面2014包括至少一个耗材储藏器，例如耗材储藏器2110(图10A)。库存层面2014还包括至少一个废弃物储藏器，例如废弃物储藏器2130(图10B)。处理层面2016也包括多个移液管尖端抽屉组件2140(图10C)。耗材储藏器2110、废弃物储藏器2130、和移液管尖端抽屉2140每个都可以从分析仪2000的前方由用户接近，使得用户可以加载或卸载被分析仪2000使用的多种耗材。
耗材储藏器
如图10A所示，耗材储藏器2110包括支撑结构或梁2114，其从柱2118水平延伸，柱2118从基座2119竖直延伸。支撑结构2114限定用于单独的耗材项目的隔间，使得耗材项目可以从圆柱2118的第一侧加载到隔间内，并从圆柱2118 的第二侧卸载。例如，如图10A所示，支撑结构2114可以滑动地接收和支撑干试剂板2050或液体试剂板2060。这样的板2050和2060可以由用户从柱2118 的前侧滑入它们各自的隔间，使得标识符(例如条形码)面向系统2000内部。如以下进一步所描述的，库存机器人2300可以根据需要扫描标识符以识别特定的板并且将合适的板2050,2060从柱2118的后侧移走。关于这点，耗材项目，例如板2050和2060，可以由用户以任何顺序加载，因为系统2000可以借助机器人2300管理库存并且自动确定用户加载耗材的顺序。另外，支撑结构2114 将板2050、2060保持在其下端，使得其开口2052,2064被暴露，由此允许机器人2300与选择板接合以从它们各自的隔间中移出。还如所示的，扩增盒2070 可以被堆叠在位于耗材储藏器2110的顶端的相应的盒存储隔间2116内。盒2070 可以被用户从系统2000的前侧堆叠在存储隔间2116内，并通过机器人2300从前侧移走。
在一个实施例中，耗材储藏器2100可以被附接到一组轨道，这允许储藏器 2100像抽屉一样被拉出，用于再补给。气动柱塞(未示出)可以协助打开储藏器2110并且还可以提供阻尼以防止储藏器2110关闭太快并且将耗材推出位置。在其他实施例中，储藏器2110可以被铰接从而门2112可朝向用户旋转打开以展示储藏器以便再补给。
废弃物储藏器
废弃物储藏器2130(图10B)包括门2132，其被用户在分析仪2000的前方接近。废弃物隔间2134，其具有平行于门2132的开口2136，被附连到门2132 的背后侧。储藏器2130也包括从废弃物隔间2134延伸的搁板2138。该搁板2138 允许使用过的处理板2040被库存机器人堆叠在其上，如所示的。储藏器2130 也可以包括在开口2136内的液体容器，该开口可以与位于处理层面2016上的一个或多个液体废弃物接收器2260连通(见图11B)。废弃物储藏器2130可以被附接到一组轨道上，这允许储藏器2130像抽屉一样被拉出，用于清空。气动柱塞(未示出)可以协助打开储藏器2130并且还可以提供阻尼以防止储藏器2130 打开太快并且推撞处理板2040。可替代地，储藏器2130可以被铰接从而可朝向用户旋转打开以清空。
移液管尖端抽屉
液压管尖端抽屉组件2140(图10C)包括尖端抽屉2142，其通常是类似盒的结构，其包括侧壁2144和横向壁2145，横向壁包括一个或多个开口用于接收承载多个移液管尖端的移液管尖端架。在所述的实施例中，在尖端抽屉2142的横向壁2145内有用于接收两个移液管尖端架(未示出)的两个开口。第一架可以包括第一移液管尖端，和第二架可以包括第二移液管尖端。移液管尖端抽屉 2142被附接到一个或多个轨道2148上，其允许抽屉2142从分析仪2000部分地拉出以移走空的尖端架并且重新补给新的尖端架。门(未示出)可以被附接到抽屉2142的一端，从而当抽屉2142被关闭时，门形成分析仪的外壳的一部分。气动柱塞2149可以协助打开抽屉2142并且还可以提供阻尼以防止抽屉2142打开或关闭得太快。
处理模块
处理模块/通道
图11A显示了处理层面2016，其包括并排排列的多个处理模块2200。如所示的，处理层面2016包括三个处理模块：第一处理模块2200a，第二处理模块 2200b，和第三处理模块2200c。然而，分析仪2000可以包括更多或更少的处理模块2200以适应特定实验室的生产量需要和空间需求。处理模块2200a-c在它们的物理布置上被类似地配置，它们的不同在于它们的位置相对于具有钳口组件的穿梭器平台，该钳口组件用作可以被邻近的模块分享的样品容器保持组件 2210。例如，第一和第二处理模块2200a-b可以都使用第一样品容器保持组件 2210ab以因此保持样品容器03，并且第二和第三处理模块2200b-c可以都使用第二样品容器保持组件2210bc以因此保持样品容器03。
虽然每个处理模块2200被类似地配置，但每个处理模块2200能够实施广泛的试验，使得每个处理模块2200可以运行与在另一处理模块上同时运行的试验不同的试验。关于这点，取决于在特定时间点的处理需求，每个处理模块2200 可以自动地被指定和重新指定以实施任何数量的试验类型。例如，第一处理模块2200a可以被指定实施第一试验，第二处理模块2200b实施第二试验，并且第三处理模块2200c实施第三试验，其中每个试验是不同的。然而，当那些试验完成时，处理模块2200a-c的任一个可以被自动地重新指定以实施不同的试验，使得例如第一、第二和第三处理模块2200a-c中的每一个运行相同的试验。如此，分析仪2200灵活地适应实时需要，只要在其壳体2010内存储适用于特定试验的足够的耗材。
处理模块的示例
图11B显示了第一处理模块2200a，并且是其他处理模块的示例。第一处理模块2200a通常包括第一样品容器保持组件2210ab(其被第二处理模块2200b 分享)，干试剂站2220，液体试剂站2230，提取器2240，扩增盒站2250，移液管抽屉2140和废弃物接收器2260。这些部件可以被以任何配置排列。然而，在所示的实施例中，干试剂站2220和液体试剂站2230被定位于处理层面2016的后端，并且被设置成彼此邻近。第一和第二提取器2240a-b被定位邻近试剂站 2220和2230并且位于扩增盒站2250和试剂站2220、2230之间。这允许液体在其间的有效转移。移液管尖端抽屉2140被定位于处理层面2016的前方，这允许用户容易地接近它。处理模块2200a优选地包括三个移液管尖端抽屉2140，每个都容纳承载着第一移液管尖端2020a的第一移液管尖端架2022a和承载着第二移液管尖端2020b的第二移液管尖端架2022b。该移液管尖端2020的量允许处理模块2200a实施大约12次试验运行而不需要从新补给。样品容器保持组件 2210ab被设置到提取器2240a-b和试剂板站2220、2230的侧面并且介于第一和第二处理模块2200a-b之间。废弃物接收器2260也介于第一和第二处理模块 2200a-b之间。废弃物接收器允许使用过的移液管尖端被从上述处理层面2016 抛弃到废弃物储藏器2130内。废弃物接收器2260也可以包括液体废弃物入口 (未示出)，其允许将液体废弃物设置到废弃物储藏器2130内的瓶或一些其他容器内。
样品容器保持组件
样品容器保持组件2210ab与‘349申请’的样品容器保持组件1100类似，其中它包括夹持组件2212，其朝向设置在夹持组件内的穿梭器2030关闭，以保持穿梭器2030并且在等分样品从容器03内吸出时将容器03保持在穿梭器2030 内。在这点上，夹持组件2212包括接合构件2214，其被配置为，当夹持组件 2212被关闭以接合样品容器03的底部端的裙部(skirt)07时，接合构件2214 突出穿过穿梭器2030的第二横向开口2036，如图11C充分显示。这些接合构件 2214穿刺/咬入相应的容器03的裙部07以防止在抽吸过程中容器03被不小心地从穿梭器2030中移走。然而，与保持组件1100不同的是，保持组件2210ab 具有固定的平台2216，穿梭器2030停放在其上，而保持组件1100利用移动的传送器1116。因此，代替用于将穿梭器2030运输到夹持组件2210ab内的位置的传送器，库存机器人2300将穿梭器2030放置在夹持组件2212内的位置。
试剂板站
干试剂板站2220和液体试剂板站2230可以每个都包括由从层面2016的表面延伸的支撑结构(未示出)(例如一对导轨)所限定的接收器。这样的接收器可以接收对应的试剂板以帮助确保每个板被放置在精确的位置。如所示的，处理模块2200a包括一个干试剂板站2220和一个液体试剂板站2230。因为分析仪 2000通常对实施的每个试验使用两个干试剂板2050a-b，所以干试剂板2050a-b 在运行期间进行更换。然而，可以考虑在处理模块2200a内合并另一个干试剂板站，以允许试剂板2050a-b中的每个一次被定位在处理层面2016上。处理模块2200a还可以包括凹部支撑结构，其允许扩增盒2070被库存机器人2300精确地放置。
提取器
如图12A和12B所示，提取器组件包括两个提取器：第一提取器2240a和第二提取器2240b。每个提取器2240a-b包括外壳2242、印刷电路板2247 (“PCB”)、电机2244、驱动机构2246、永磁体2241和加热元件2248。其他示例性提取器组件包括BD MAXTM系统的提取器(Becton Dickinson，富兰克林湖，新泽西州)并且被美国专利号8,133,671描述，其公开内容通过引用全部并入本文。永磁体2241被安装到驱动机构2246并且被设置在外壳2242内。永磁体2241 被排列成两行的六个磁铁，从而形成六对邻近的磁铁2241a-b。已经发现这种并排成对的磁体2241a-b相对于单个磁体增强处理板2040内磁珠的磁性吸引力。磁铁2241的行可移动地连接到驱动机构2246，并且可通过驱动机构2246经由外壳2242的顶部的开口移入和移出外壳2242，其中驱动机构2246被电机2244 运转。
PCBs 2247和加热元件2248被连接到外壳2242的相对侧。加热元件2248 布置成两排六个并且在外壳2242上方延伸。每个加热元件2242限定形成杯状结构的凹部2249，其具有符合处理板的提取管2045的旋转外表面的几何形状。这允许加热元件2248直接接触这样的旋转表面以将热传递到提取管2045内，并且允许处理板2040以稳定的方式被提取器2240支撑。另外，提取器2040a-b 的宽度是这样的使得当处理板通过其保持时，移液管尖端2020可以被放入移液管尖端夹持站并且延伸穿过处理板2040，而不会受到提取器2240的任何干涉。当电机2244运行时，永磁体2241的行可以被向上移动到加热元件2248之间的空间2243内并且邻近提取孔2045，以吸引可以被放置在提取孔中的磁珠。
图12C和12D描述了根据本公开的进一步实施例的提取器2240’和处理板 2040。如前所述，处理板可以包括位于板主体2041的相对侧内的接合凹口2042。然而，代替被定位在板主体2041的侧面上接合凹口2042，处理板2040优选地包括接合构件2049，其从板主体2041的上表面延伸。这样的接合构件2049包括接合凹口2042。因此，处理板2040将凹口2042定位在板主体2041上方并且相对于板主体2041的侧面向内。这允许末端执行器2360从板主体2041上方夹持处理板2040，而不是在其侧面夹持，这允许末端执行器2360在具有很小间隙的空间中操作，如下面更详细地描述的。
提取器2240’和提取器2240类似，不同点在于提取器2240’包括滴水盘2280。如所示，滴水盘2280包括由中间构件2088连接的槽构件2281a-b。中间部件2088 在提取器2240’的相对侧之间延伸，并且包括用于提取管2045和混合孔2046穿过其延伸的开口，以使得提取管2045可以接合提取器2240’的加热元件2248，如图12D充分所示。另外，因为中间部件2088通常具有平的上表面，允许处理板主体2041停放在其上，所以中间部件2088有助于支撑处理板2040。每个槽构件2281a-b包括外护罩2082、内护罩2084和下护罩2086。内护罩2084被连接到中间构件2088并且从中间构件向下延伸，使得当处理板2040被安装到提取器2240’时，内护罩2084被定位于加热元件2248和一行移液管套管2048之间，如图12D充分所示。下护罩2086连接到外护罩并且在外护罩2082和内护罩2084之间延伸。外护罩2082从下护罩2082向上延伸。该配置形成槽，当这样的移液管尖2020被放置在相应的移液管套管2048内时，其尺寸适于接收一行移液管尖端2020。关于这点，槽构件2281a-b形成系统2000内的屏障，其有助于防止来自移液管尖端2020的污染，移液管尖端2020可以被存放在移液管套管2048内以重新使用。
图12E描述了第三处理模块2210c，其包括提取器2240’。处理板2040被安装到所述提取器2240’。提取器2240’和处理板2040被设置在干试剂板2050、液体试剂板2060和移液管尖端滑槽2135、扩增卡站2070之间。然而，如所示的，处理板2040通常比那些周围部件位于处理平台2016上更低的位置。然而，为了帮助保护系统2000的整体尺寸，这些部件和处理板2040之间的侧向间隙被最小化。因此，对于末端执行器2360有足够的间隙以将处理板2040放置到提取器2240’上并从提取器2240’拾取处理板2040也许是困难的。关于这点，处理板2040提供接合构件2049，接合构件为末端执行器2360提供足够的间隙用于拾取和放置处理板2040。而且，如所示的，细长开口2017延伸穿过处理层面表面2016，其允许被安装到处理板2040上的可重复使用的移液管尖端2020延伸穿过处理层面表面。滴水盘的槽构件2281a-b与这样的开口2017对齐，以防止系统2000被来自所述的移液管尖端2020滴液污染。
检测器
每个处理模块2200a-c具有相关的检测器2270，其在图10A所描述的实施例中每个检测器位于分析仪2000的底部的检测/分析层面2012内。例如，第一处理模块2200a与第一检测器2270a相关，第二处理模块2200b与第二检测器 2270b相关，并且第三处理模块2200c与第三检测器2270c相关。检测器2270a-c 位于处理层面2016之下有助于将检测器2270a-c与可能的污染隔离。示例性检测器是BD MAXTM系统(Becton Dickinson，富兰克林湖，新泽西州)的检测器并且被美国专利号8,133,671描述，其公开内容通过引用全部并入本文。每个检测器2270a-c包括读取器头2271和热循环器2275。读取器头2271包括光发射器和检测器(未示出)，该检测器被配置以检测扩增盒2070的腔室2075内荧光探针的存在。热循环器2275包括可移动平台2276，其具有配置为接收扩增盒 2070的凹部2277。热循环器2275具有加热元件(未示出)，其周期性地加热扩增盒2070的内容物，例如纯化的DNA，到预定温度，以协助这样的内容物的扩增。读取器头2271被从分析仪2000的结构上悬挂，使得其读取器指向向下的方向。热循环器2275被设置在读取器头2271下方并且包括电机2278和驱动螺杆，该驱动螺杆使得平台2276以竖直方向移动以抵靠读取器头2271按压扩增盒2070。热循环器2275和读取器头2271之间存在的空间足够宽以允许库存机器人2300将扩增盒2070放置到热循环器2275上。
耗材处理
图13A-13D描述了根据本公开的一个实施例的库存机器人2300。库存机器人2300帮助将所有的耗材库存于分析仪2000内，并且还处理分析仪2000内的所有耗材。另外，库存机器人2300可以到达分析仪2000外部以进入预分析系统10，使得将带有样品容器03的穿梭器在分析仪2000和预分析系统10之间来回移动。关于这点，分析仪2000的外壳可以包括在其左或右侧的侧开口，其的尺寸允许机器人2300穿过其到达。库存机器人2300包括轨道构件2300、主体/ 柱2320、肩部2330、第一臂构件2340、第二臂构件2350和末端执行器或手2360。
机器人臂
轨道构件2310沿左右方向从分析仪2000的一侧延伸到另一侧并且被定位成比上述的定位在前方的层面2012,2014和2016更靠近分析仪2000的背后端。主体2320可滑动地附接到轨道构件2310，并且从其正交地延伸。主体2320通过托架2322耦连到轨道构件2310。托架2322和轨道部件2310形成线性电机，其允许主体2320沿着左右方向的单一轴平移。可以实施在分析仪2000内的线性电机的实施例是Festo线性电机致动器(“FLMA”)(Festo AG&Co.KG埃斯林根，内卡河，德国)。然而，其他驱动机构，例如皮带和皮带轮机械，可预期用于沿着轨道构件2310驱动主体2320。
肩部2330可滑动地附接到主体2320使得肩部2330可以沿着主体2320的竖直轴被驱动，该运动也可以通过线性电机或一些其他驱动机构实现。肩部2330 在第一臂构件2340的一个端部被附接到第一臂构件2340，使得第一臂构件2340 可围绕肩部2330和第一臂部件2340共享的竖直轴线旋转。第二臂构件2350被连接到第一臂构件2340的另一端，使得第二臂构件2350可以围绕两个臂构件 2340和2350共享的竖直轴线旋转。末端执行器2360被连接到第二臂构件2350 远离第一臂构件2340的端部并且围绕末端执行器2360和第二臂构件2350共享的竖直轴线旋转。
末端执行器
末端执行器2360包括主体2362和耦连到主体2362的一对可移动指状件 2363a-b。可移动指状件2363a-b是可操作的，使得它们一起移动靠近或远离以抓握或释放物品，如图13A所示。关于这点，可移动指状件2363a-b通常在操作期间保持平行。主体2360包括在主体2362的表面的一个或多个标识符读取器2366，例如条形码扫描器，其通常面对远离指状件2363a-b的方向。主体2362 能够相对于第二臂构件2350旋转大约180度，以允许这样的标识符读取器2366 面向分析仪2000的前方并扫描位于库存层面2014或其他位置的耗材。主体2362 还可以包括在其底部表面内的标识符读取器，使得这样的读取器可以读取向上面对的标识符，例如那些可能位于扩增盒2070上的标识符。
指状件2363a-b特别地配置为接合许多不同的耗材。关于这点，指状件 2363a-b包括第一接合特征件2361和第二接合特征件2364。如所示的，第一接合特征件2361是从一个指状件2363朝向另一个指状件2363向内延伸的凸片或凸起。第一接合特征件2361的尺寸被设计以分别地适配于板2040、2050、2060 的接合凹口2042、2052、2062，以及适配穿梭器2030的第一横向开口2034。在操作中，当针对耗材物品闭合指状件2362a-b时，第一接合特征件2361延伸到相应的耗材物品的凹口或开口中，防止耗材物品掉落同时指状件2363a-b自身夹持到耗材物品的侧面上以进一步控制和保持该物品。如所示的，每个指状件 2363a-b优选地包括两个接合特征件2361，其有助于防止耗材物品在指状件抓握期间的不小心的转动。
第二接合特征件2364征与第一接合特征件2361相比通常位于指状件 2362a-b的相对侧，并且包括向下延伸的柱或燕尾榫2365。柱2365从接合特征件2364的通常平的底部表面2366延伸并从其向外成锥形以形成截头圆锥形旋转表面，如图13C充分所示。这些柱2365接合扩增盒2070的对应的凹口2072。如以上讨论的，扩增盒2070包括围绕每个凹口2072的斜切表面或轮廓表面，其形成凹陷2077。操作中，当柱2365滑动进入相应的凹口2072，柱2365最后到达该凹陷2077。当它到达凹陷2077时，柱2365被以相吻合的方式接收在凹陷2077内，如图13D所示。当凹陷2077与柱的旋转表面相吻合时，这有助于为围绕分析仪2000移动的盒2070提供稳固的平台。另外，柱2365的展开或锥形有助于防止盒2070掉落。
如图13B所示，每个指状件2363a-b包括三个接合特征件2364。然而，虽然可以考虑更多或更少的接合特征件2364，但优选地每个指状件2363a-b包括单个第二接合特征件2364。这允许指状件2363充分地接合扩增盒2070，其可能不小心地围绕竖直轴线旋转使得它的侧面不与指状件2363a平行。这对于带有多于单个接合特征件2364的指状件2363a-b来说可能是显著地更困难的任务，因为如果盒2070被不小心地旋转，至少一些特征件2364不能够正确地对准扩增盒2070对应的凹口2072。
而且每个指状件2363a-b可以是灵活的，使得能够围绕水平轴线向下或者向上弯曲，同时是足够弹性的，以免很容易屈服以不能接触。这样的灵活性可以沿着接近指状件终止端的长度被赋予每个指状件2363a-b，所述指状件包括第二接合特征件2364。这允许指状件2363a-b自动地调节以接合扩增盒2070，该扩增盒2070可能围绕水平轴线倾斜使得盒2070不与指状件2363a-b平行。
液体处理
图14A和14B描述了根据本公开的一个实施例的液体处理机器人2400。液体处理机器人2400被悬挂在液体处理机器人层面2018，并在处理层面2016上方。液体处理机器人2400包括轨道构件2405，其沿左右方向从分析仪2000的一侧延伸到另一侧。多个多管道移液器2440通过托架2420和横向臂2430被连接到轨道构件2405。臂2430被连接到托架2420，并且托架2420被可滑动地连接到轨道构件2405，使得臂2430在相对于轨道构件2405的横向方向上延伸。托架2420和轨道构件2405形成线性电机，其允许多管道移液器2440和臂2430沿着轨道构件2405以左右方向被驱动。这样的线性电机的示例是Festo线性电机致动器(“FLMA”)(Festo AG&Co.KG埃斯林根，内卡河，德国)。如所示的，每个处理模块2200有一个多管道移液器2440。因此，在该特定实施例中，有三个移液管组件：第一多管道移液器2440a，第二多管道移液器2440b，和第三多管道移液器2440c。第一多管道移液器2440a对应于第一处理模块2200a，第二多管道移液器2440b对应于第二处理模块2200b，并且第三多管道移液器 2440c对应于第三处理模块2200c。然而，更多或更少的多管道移液器2440是可能的，并且是基于处理模块2200的数量。
多管道移液器
图14B描述了根据本公开的实施例的多管道移液器2442，其是多管道移液器2440a-c的示例。多管道移液器2442包括背板连接器2450和连接到背板连接器2450的多个液体处理组件2442。在所描述的实施例中，有三个液体处理组件 2442：第一液体处理组件2442a，第二液体处理组件2442b，和第三液体处理组件2442c。然而，可以考虑更多或更少的液体处理组件。每个液体处理组件2442 包括主板组件2460和移液管组件2470。液体处理组件2442a-c互相紧密靠近地连接到背板连接器2450。
每个主板组件2460有助于向对应的移液管组件240提供数据、电力和正/ 负气压。在所述的实施例中，有三个移液管组件：第一移液管组件2460a，第二移液管组件2460b，和第三移液管组件2460c。这些组件2460a-c对应于相应的液体处理组件2442a-c。每个主板组件2460类似于在‘349申请’的图27A和 27B所描述和显示的主板组件1401。关于这点，每个主板组件2460包括其内部设有各种部件的外壳2462，例如PCB，正压和负压输入端，阀，和与输入端和阀连通的液体/气体导管。主板组件2460a-c也包括z-驱动机构，其包括位于外壳2462一侧的竖直导轨2462和电机2466及驱动轴(未示出)。驱动轴被设置在外壳2462内。
每个移液管组件2470类似于‘349申请’的图27A和27B的移液管组件1402 和图17A-17D的移液管组件502，除了每个移液管组件2470不是铰接地连接到它的相应的主板组件2460，并且不会旋转进入多个铰链位置。每个移液管组件 2470被限制旋转并且通过电机2466沿着竖直导轨2464在z-方向上移动。因此，第一、第二和第三移液管组件2470a-c能够在竖直或z-方向上独立地移动。另外，移液管组件2470被构造成类似于移液管组件502和1402，特别是关于其移液管管道组件(未示出)和移液管尖端喷射器组件2472。
背板连接器2450类似于‘349申请’的图29A和29B的背板连接器1600，除了背板连接器2450被配置为具有安装到其上的多个液体处理组件2442，例如所示的第一、第二和第三组件2442a-c。关于这点，背板连接器2450连接到每个液体处理组件2442的主板组件2470a-c并且包括用于向液体处理组件2442a-c 提供必要的电力、压力和数据信号的几个连接器(未示出)，例如以太网、多芯连接头、正压输入和负压输入连接器。这有助于减少或消除可能绊住并且可能难以管理的外部电缆，其中多个液体处理组件2442以这样的紧密靠近方式连接。
自动化
图15描述了分析仪2000的计算系统的总体结构。计算系统2510可以是‘349 申请’的图26的系统1300内的子系统，其描述了高生产量系统00的计算系统示意图。关于这点，跨仪器总线2504和工作流程计算装置2540和‘349申请’的图26中所述的总线1320和计算装置1330相同。另外，计算装置2510和计算装置1360相似，并且在本文中对它在分析仪2000内的输入和输出进行更详细的描述。
计算机控制装置2510可以是任何通用的计算机并且可以包括处理器2512、存储器2514和通常存在于通用计算机控制装置中的其他部件。而且计算机控制装置2510可以包括用以执行特定的计算过程的专用硬件部件。处理器2512可以是任何传统的处理器，例如商业可获得的CPU。可替换地，处理器2512可以是专用部件，例如特定用途集成线路(“ASIC”)或其他基于硬件的处理器。
存储器2514可以存储由处理器2512可访问的信息，包括可以被处理器2512 执行的指令2516。存储器2514也可以包括数据2518，其可以被处理器2512检索、操作或存储。存储器2514可以是能够存储可由处理器2512访问的信息的任何非暂时类型，诸如硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD、CD-ROM、可写存储器以及只读存储器。
指令2516可以是可被处理器2512直接执行的任何指令集，例如机器代码，或非直接执行的指令集，例如脚本程序。关于这点，词语“指令”、“应用程序”、“进程”和“程序”可以在本文中交替使用。指令2516可以被存储为目标代码格式以便处理器2512直接处理，或被储存为任何其他计算装置语言，包括脚本程序或者被按需解释或预先编译的独立源代码模块的集合。
在分析仪2000的一个实施例中，计算系统2510可以包括几个指令集。例如每个待实施的试验可以具有和它相关的几个指令集，所述指令集可以包括操作库存机器人2300以实施库存检查和取得用于该试验的合适的试剂和其他耗材的指令。在另一个实施例，指令集可以确定由特定多管道移液器2440实施的操作序列，以协助处理样品的分析。
数据2518通过图形用户界面(“GUI”)被输入和查看，所述图形用户界面可以被显示在与分析仪2000特别相关的显示界面2500上，或被显示在与整个高生产量系统00相关联的‘349申请’的图1和图26的显示界面1332上。数据2518可以从扫描器输入，例如库存机器人2300的末端执行器2360上的扫描器2366或预分析系统10内的扫描器。数据还可以通过传感器获得，例如光学传感器、温度传感器等，以获取关于在分析仪内发生的某些条件和活动的信息，例如特定耗材的位置和空气质量。
该数据2518可以在现场实施或关系数据库中被数字地标记为特定的标识码 (例如，条形码序列号)，其也可以被存储在存储器2514内。这帮助分析仪2000 保持对分析仪3000内的不同耗材进行追踪并且有助于在处理器指令2516执行期间向处理器2512提供某些信息，而不需要用户输入。例如，液体试剂板2060 可以具有可以与其外表面上的条形码相关的标识码，该标识码可以在数据库中用某些存储数据(例如存储在其中的试剂的类型和哪些试剂已经被使用)标记。这允许分析仪检查它的库存以确定何时试剂和其他耗材运行不足或不足以执行额外的试验。在另一实施例中，穿梭器2030可以具有标识码，该标识码可以在数据库中被标记有某些存储数据，例如数据包括被穿梭器2030承载的样品容器 03，例如患者姓名，待实施的试验，处理参数等等。在进一步的示例中，当试验完成时，试验的结果可以与数据库中的特定样品关联，使得当这样的结果可以通过装置2510被通信到工作流程计算装置2540时，用户可以通过访问工作流程计算装置2540而容易地取得结果。
虽然图15 在功能上将处理器2512、存储器2514、和计算机控制装置2510 的其他元件示为在同一块内，但是计算机控制装置2510、处理器2512、和/或存储器2514可以分别包括可以或可以不存储在相同的物理外壳内的多处理器、计算机控制装置和存储器组成。例如，存储器2514可以是硬盘驱动器或位于外壳内不同于计算机控制装置2510的位置内的其他存储介质。因此，参考处理器 2512、计算机控制装置2510和存储器2514应该被理解为包括对可以或可以不并行操作的处理器、计算机控制装置和存储器的集合的参考。
显示界面
显示界面2520可以特别地与分析仪2000相关联并且可以仅显示关于分析仪2000的信息并且也可以被集成到分析仪2000的结构内。然而，显示界面2520 是可选的(在图15中通过虚线显示)并且，在图1所示的实施例中，它不包括在内，而是使用总体系统显示界面1332。然而，包括显示界面2520时，界面 2520可以是耦连到外壳2010的前面板或定位成远离分析仪2000的监视器、LCD 面板等。显示界面可以显示GUI、用户提示、用户指令以及可能与用户相关的其他信息。
输入界面
用户控制/输入界面2530允许用户操纵GUI，并且再次地，可以被任选地提供为与总体系统输入界面分离的部件，该总体系统输入界面通过图1的显示界面1332提供。然而提供用户控制/输入界面2530时，这样界面可以例如是触摸板、键盘或鼠标。另外，输入界面2530可以被集成到显示界面2520内，使得显示提示等的相同装置是允许用户响应所述提示的相同装置。
如图15所示的，计算机控制装置2510可以被连接到工作流程计算装置 2540，其被用于将高生产量系统00的所有部件集成，例如第二分析仪4000和预分析系统10，并且与特定实验室的实验室信息系统(“LIS”)集成。因此源自预分析系统10的与分析仪2000有关的信息可以通过工作流程计算装置2540通信到分析仪2000。类似地，源自分析仪2000的与预分析系统10有关的信息可以通过计算机控制装置2500通信到工作流程计算装置2540，其将该信息通信给预分析系统10。这样的信息也可以通过工作流程计算装置2540用从LIS获得的信息来补充，例如患者信息等。
计算机控制装置也被连接到分析仪3000内的多个部件，以来回地分享信息，例如指令和数据。和计算机控制装置通过内部总线连接的一些部件包括处理模块2200a-c、库存机器人2300、检测器2270a-c、和液体处理机器人2400中的每一个。与计算机控制装置2510的这种连接允许计算机控制装置2510给这样的部件提供信息并且从这样的部件获得信息。例如，库存机器人2300可以从计算机控制装置2510接收指令以取得某些耗材并将它们放到特定位置，并且可以将库存信息通信到计算机控制装置2510。因此当分析仪2000完全自动化时，由分析仪2000的内部部件实施的操作通常作为由处理器2512提供的指令的结果。
方法
步骤1：接收命令
在操作分析仪2000的方法(图16)中，关于试验的命令可以被分析仪2000 从工作流程计算装置2540处接收。当一批样品被预分析系统10预处理并且准备好被分析时，该命令可以被首先从预分析系统10通信到工作流程计算装置 2540。关于这点，预分析系统10可以使穿梭器2030加载有整个批次，其在该实施例中包括两个穿梭器2030，每个穿梭器2030带有12个样品容器03。这样的穿梭器2030被停放在‘349申请’的图12A的对接站260处。
步骤2：库存
一旦命令被分析仪2000接收，库存机器人2300盘查2604耗材以确定会否有足够的耗材用于实施指定的试验。这样的盘查可以通过库存机器人2300实施。关于这点，当接收到命令时，库存机器人2300将末端执行器2360朝向处理层面2016下方的库存层面2014移动。末端执行器2360被旋转大约180度使得标识符读取器2366面向库存层面2014。库存机器人2300接着对于位于其内的耗材进行扫描以确定哪些耗材被加载到分析仪2000内。分析仪2000接着确定是否有足够的耗材用于实施命令的试验。可以考虑用于监测耗材库存的其他自动化设备。用于追踪耗材库存的该其他自动化方法是本领域技术人员所公知的并且不在本文中进行讨论。
库存机器人2300可以不需要在每次接收到命令时扫描耗材。代替地，分析仪2000通过用户保持对输入到分析仪2000的耗材进行追踪。例如，当用户加载耗材时，库存机器人2300扫描耗材并且将它们登记到存储器2514内的数据库中。分析仪2000保持对何时使用耗材的追踪。因此，分析仪2000可以响应于(通过处理器2512)扫描其存储器2514内的数据库的指令对耗材进行盘查，以确定哪些耗材已经被使用过和哪些耗材没有被使用过以获得完整的记录。
在一个实施例中，用于识别特定试验靶标(例如衣原体)的存在的试验命令被分析仪2000接收。分析仪2000获知哪些试剂必须在分析仪2000内部以实施该试验。另外，分析仪2000知道哪些其他的耗材必须被使用，例如移液管尖端2020、处理板2040和扩增盒2070。这样的信息可以被预编程在它的存储器 2514内。分析仪2000扫描其存储器2514内的数据库或使用库存机器人2300以验证必需的耗材是可用的。
如果可用的耗材不够实施命令的试验，用户被通知2620，通知的形式可以是显示在显示器1332或2520上的警告、移动设备的推送通知或邮件。如果不同试验需要的其他样品准备好被分析仪2000处理，并且有足够的耗材以实施该试验，分析仪2000可以接收那些容器03，以便避免停机时间，直到用户用必需的耗材装载分析仪2000。
当用户加载耗材并且这样的耗材被分析仪2000接收2622，例如在工作班次的开始时或响应于耗材不够的警告，用户通过分析仪2000的前部加载耗材。因此，用户可以将移液管尖端2020加载到移液管抽屉2142，将试剂板2050和2060、扩增盒2070和/或处理板2040加载到耗材储藏器2110内。可加载足够的耗材以允许分析仪2000连续地运行24小时不间断。
当这样的耗材被用户加载时，分析仪2000例如通过门传感器识别库存层面 2014已经被接近。库存机器人2300可以接着自动地实施库存扫描以识别被加载到分析仪2000内的任何新的耗材。位于耗材(例如试剂板2050,2060、处理板 2040、管尖机架2022、和扩增盒2070)上的标识符被用于确定是什么耗材并且它们容纳什么，例如在试剂板2050和2060的情况下容纳试剂。
步骤3：取得样品容器
一旦分析仪2000确定有足够的耗材用于实施该试验并且处理模块2200之一可被使用，分析仪2000将其准备状态传送给工作流程计算装置2540。工作流程计算装置2540接着通知预分析系统10，预分析系统响应地将包含样品容器 03的穿梭器2030加载到穿梭器运送组件300上并将其发送到分析仪2000。穿梭器2030可以恰好在它到达分析仪2000的入口之前停下。然而在一些实施例中，穿梭器2030可以被直接传送到分析仪2000内。
库存机器人2300接着朝向预分析系统10移动并且到达2606预分析系统10 内部。末端执行器2360夹持穿梭器2030使得第一接合特征件2361被接收在第二横向开口2036内。穿梭器2030接着被运送到分析仪2000内并且达到指定的处理模块2200附近的穿梭器保持组件2210，并将穿梭器2030放到固定平台2216 上。夹持组件2212接着闭合使得接合特征件2214延伸穿过第二横向开口2034 并且刺入相应的容器03的裙部07，从而将容器03保持在用于多管道移液器2440 抽吸的位置。
步骤4：提供(stage)耗材和等分样品
随着样品容器03被充分地保持，提供给处理模块2200合适的耗材。关于这点，库存机器人2300取得两个处理板2040并且每个提取器2240a-b上放置一个板使得每个板2040的提取管2044通过相应的提取器2240a-b的加热元件2248 接收。库存机器人2300还取得第一干试剂板2050a和液体试剂板2060并且将它们分别放置在干试剂站2220和液体试剂站2230。通常地，液体试剂板2060 和干试剂板2050提供多于穿梭器2030承载的样品数量的试剂。如此分析仪2000 可以不必在每次穿梭器2030放入分析仪中时提供试剂板。另外地，库存机器人 2300通过将第二接合特征件2364接合凹口2072以从库存层面2014取得扩增盒2070。扩增盒2070被放在扩增盒站2250，使得入口开口2073位于邻近提取器 2240a处。
之后，多管道移液器2440取得第一移液管尖端2020a，三个移液管组件 2470a-c中的每一个有一个尖端。通过用移液管尖端2020刺破样品容器的可刺破密封09并抽吸其中的样品，从每个样品容器03中取得2607等分样品。等分样品被吸取进入处理板2040的相应的提取管2044。在每个混合管2044被等分样品接种之后，多管道移液器2440将移液管尖端2020a插入邻近的尖端保持站 2047用于之后使用。实施该过程直到从每个容器03提取等分样品。在存在故障使得等分样品不能被取得的情况下，例如由于密封没有被刺破，分析仪2000在其存储器2514中保留该信息，如此该信息可以被通信到预分析系统10，预分析系统将适当地组织有缺陷的样品，如‘349申请’所讨论的。
步骤5：返回样品容器穿梭器和取得另一个样品容器穿梭器
一旦从穿梭器2030内的每一个样品容器03取得等分样品，分析仪2000通信给工作流程计算装置2540，以将穿梭器2030返回2608到预分析系统10。工作流程计算装置2540将该通信转达给预分析系统10，预分析系统将包含该批次的另外一半的另一个穿梭器2030移动到穿梭器运送组件300。在分析仪2000内，夹持组件2212释放穿梭器2030，并且库存机器人2300通过把穿梭器2030放入穿梭器运送组件300的返回通道，以将包含用过的容器03的穿梭器2030返回到预分析系统10。库存机器人2300接着接合并移动2610该批次的第二个穿梭器2030，并且将它运送到穿梭器保持组件2210，在那里它被保持并且该批次的剩余等分样品被抽取。一旦等分样品被转移到处理板2040的剩余提取管2044 内，穿梭器2030通过库存机器人2300被再次返回到预分析系统10。
在一些实施例中，双通道试验可以通过分析仪2000实施，其中来自每个样品容器03的等分样品被吸取到两个提取管2044内，而不是一个。在这样的实施例中，具有12个样品容器03的单个穿梭器2030将填充两个处理板2040，每个处理板具有12个提取管2044。因此，在该实施例中，库存机器人2300对于试验仅取得一个穿梭器2030，并且不会取得任何另外的穿梭器2030。
步骤6：处理样品
随着处理板2040被等分样品接种，分析仪2000处理2612所述样品。该程序通常是相同的，而与试验无关。在方法方面没有很多差异，差异在于所用的试剂。因此，处理模块2200能够实施广泛的试验。处理通常包括分析物(例如 DNA靶标)的提取、分离和扩增。
提取包括重建干燥的裂解剂，其可以包含被配置为与DNA结合的磁珠。关于这点，多管道移液器2440从处理板2040内的移液管尖端保持站2047拾取先前用过的移液管尖端2020a。虽然多管道移液器2440通常包括多个移液管组件 2470a-c，但单独的移液组件2470独立于其他移液管组件2470沿着相应的z-导轨2464被驱动，以从处理板2040取得先前用过的移液管尖端2020a。一旦尖端 2020a被取得，移液管组件2470刺破液体试剂板2060中重建缓冲液的密封，取得等分的缓冲液，并且将它转移到干试剂板2050a，在那里它刺破隔间2044之一上方的密封，并且用缓冲液接种隔间2054以重新水化裂解剂。重建的裂解剂被接着抽吸并且转移到提取管2044。重复该过程直到所有的提取管2044被裂解剂和磁珠接种。
接着，提取器2240a-c通过与提取管2044接触的加热元件2248加热提取管 2044和其中的内容物。当混合物接种时，库存机器人2300将第一干试剂板2050 从处理模块2200移走并且从库存层面2014取得第二干试剂板2050b并将它放到干试剂板站2220。
当接种完成时，提取器2240a-b的电机2244将永磁体2241移动出它们各自的外壳2242并且邻近提取管2044放置永磁体，在那里磁珠以及附接到磁珠的提取DNA被吸引到管2044的侧面。然后，多管道移液器2440从试剂板2060 取得等分的清洗缓冲液并且冲洗试管混合物。磁铁2241被移动回到它们的外壳 2242内并且上清液被从混合管中移走并通过与库存层面2014的液体废弃物瓶连通的液体废弃物入口抛弃。中和缓冲液被从液体试剂板2060转移到处理板2040 内邻近提取管2044的混合孔2046。接着，移液器2440从液体试剂板2040取得洗脱缓冲液并且将洗脱缓冲液分配进入提取管2044以将磁珠与隔离DNA分离。磁体2241被移动回原位并且洗脱液被抽取并且转移到混合孔2046中，在那里它与中和缓冲液混合。然后将中和的样品用于重建第二干试剂板2050b内的主混合物。接着，通过多管道移液器2440和第二移液管尖端2020b将混合物加载到扩增盒2070内，第二移液管尖端2020b通过将混合物吸取到盒2070的入口开口2073内来对盒2070进行接种。扩增盒2070可以接收整个批次。
步骤7：扩增/分析/检测
之后，库存机器人2300的末端执行器2360接合盒2070并且将它承载到与处理模块2200相关联的检测器2270处。库存机器人2300将盒2070放到热循环器2275的平台2276上，而没有显著地倾斜盒2070。这至少是可能的，因为盒2070被悬挂或被承载，使得它被定位地低于末端执行器2360的指状件 2363a-b。如果指状件2363a-b被定位得低于盒2070，盒2070可能从末端执行器 2360坠下。电机2278接着升高热循环器2275以抵靠着读取器2271按压盒2070。盒2070接着进行热循环使得对试验目标进行扩增。读取器2271检测2614盒2070 的腔室2075内的试验靶标的存在。
步骤8：抛弃和重复
一旦检测结束，结果被传送到工作流程计算装置2540。用过的扩增盒2070 通过库存机器人2300被移动2616到扩增盒废弃物，其可以在废弃物储藏器2130 或分析仪2000内的其他地方。库存机器人2300还通过将处理板2040堆叠到废弃物储藏器2130的搁架2138上以将用过的处理板2040抛弃。干试剂板2050 和液体试剂板2060被放回耗材储藏器2110内它们各自的隔间内以备另一个试验使用。干试剂板2050和液体试剂板2060通常可以被用于4个试验运行。计算装置2510保持追踪板2050或2060使用了多少次并且分析仪2000在它们的最终运行之后通过将板2050、2060放入废弃物储藏器2130来自动地抛弃这些板。一旦耗材被抛弃，处理模块2200可以实施2618另一个试验。
一次多个试验
如果适当的耗材被盘存在其外壳2010内，则在任何给定时间，每一个处理模块2200可以实施试验单上的任何分析。这允许分析仪2000灵活地响应以优化生产量。例如，第一处理模块2200a可以对第一试验实施几个运行。然而，如果在预分析系统10内存在第二试验(其不同于第一试验)需要的积压的样品，第一处理模块2200a可以用于通过实施第二试验，以协助处理和分析这样的样品。该过程可以由分析仪2000自动完成，而不需要用户的协助，因为分析仪2000 和预分析系统10保持持续的通信。
在没有背离本发明的基础上，可以应用以上讨论的特征的多种附加、变型和组合。例如图17A-17C描述了按照本公开的另一个实施例的分析仪3000。分析仪3000与分析仪2000类似，因为它包括具有多个处理模块3200a-c的处理层面3016、带有夹紧末端执行器3360的库存机器人3300、包括多个多管道移液器3440a-c的液体处理机器人、耗材存储区域3014和用于检测分析物的检测器 3270a-c。另外，分析仪3000应用与分析仪2000相同的耗材，例如前面所述的移液管尖端2020、穿梭器2030、处理板2040、液体试剂板2060、干试剂板2050、和扩增盒2070。然而，不同在于分析仪3000的耗材存储3014和检测器3270a-c 以及某些耗材储藏器的布置。
特别地，分析仪2000包括检测/分析层面2012，其位于库存层面2014下方。然而分析仪3000将这些层面水平地分开而不是竖直地分开。因此，分析仪3000 包括库存部分3014和检测/分析部分3012。在所述的特定实施例中，库存部分 3014位于分析仪3000的左侧并且检测/分析部分位于分析仪3000的右侧。
库存部分3014包括第一耗材储藏器3110、第二耗材储藏器3120、和废弃物储藏器3130。第一储藏器3110与储藏器2110类似，它们均接收和存储耗材项目，例如试剂板2050、2060和盒2070。第二储藏器31130位于第一储藏器 3110和废弃物储藏器3130之间。
第二储藏器3120，如图18C充分所示，具有竖直的隔间，其由壁3122和设置在壁3122对面的竖直杆/柱限定。这些隔间的尺寸被设计为接收处理板2040 的堆叠。杆3124有助于阻止处理板2040的堆叠落下，同时允许处理板2040被充分地暴露使得机器人2300能够从相应的堆叠中取得板2040。
废弃物储藏器3130通常与废弃物储藏器2130是相同的。废弃物储藏器3130 界定分析仪300的库存部分3140的侧边界并且有助于将未使用过的耗材和检测 /分析部分3012分隔，这可以帮助将任何潜在的污染源与任一区域隔绝。
检测/分析部分3012包括废弃物储藏器3130(在一个实施例中，废弃物是扩增盒)，液体废弃物储藏器3170，和多个检测器3270。废弃物储藏器3160具有用于接收和容纳废弃物(例如用过的扩增盒2070)的开口，直到用户清空储藏器3160。扩增废弃物储藏器3160可以被可滑动地附接到一个或多个导轨上以控制进出分析仪3000的运动。液体废弃物储藏器3170通过软管或一些其他管道装置(未示出)被连接到处理层面3016，使得液体废弃物可以被从处理层面 3016处置。检测器3270a-c与检测器2270a-c相同，并且每一个包括热循环器3275和读取器头3271。检测器3270a-c被定位为竖直排列从而第二检测器3270b 被定位于第三检测器3270c正上方，并且第一检测器被定位于第二检测器3270b 正上方。检测器3270a-c在相同的方向打开，用于被库存机器人3300的夹紧器 3360接近。在一些实施例中，至少一个检测器3270可以定位在与另一个检测器相同的水平平面上，并且可以相对其成正交排列。
图18A-18C描述了根据本公开的另一实施例的分析仪3000’。分析仪3000’与分析仪3000类似，不同之处在于一个或多个耗材储藏器是可以移动的以便于接近。例如，如图18B所示，第二耗材储藏器3120可以是类似抽屉地可移动，使得用户者可以接近每个垂直隔间以补充处理板2040。在图18C所示的另一实施例中，第一废弃物储藏器3110和第二废弃物储藏器3120可以位于可移动基座3144上，使得形成可移动耗材库存3142。关于这点，基座3144可以在导轨 (未示出)上滑动使得第一耗材储藏器3110和第二耗材储藏器3120可以被移动到系统3000’之外的位置以补充耗材。在进一步的实施例中，转盘耗材库存(未示出)可以包括多个隔间，其可以围绕竖直轴线转动。这样的转盘库存可以被旋转以将它的隔间暴露给用户以进行补充，同时还允许定位存储在其中的耗材以便由机器人3300接近。
分析仪3000’还包括外壳3010，其包括在其前面内的孔3012，使得各种的储藏器可以被移动或移走，例如第一储藏器3110和第二储藏器3120、固体废弃物储藏器3130、液体废弃物储藏器3170、和扩增废弃物储藏器3160，如图18A 所示。门3140，其可以被铰接连接到外壳3010，并且可以打开以允许用户接近这样的储藏器。
本文描述的分析仪的一个示例包括：i)外壳；ii)机器人臂，其包括末端执行器，该末端执行器包括：a)可旋转地连接到铰接臂上的主体；和b)耦连到主体上并且在第一方向上相对于彼此可移动的第一指状件和第二指状件，指状件的每一个具有接合特征件，该接合特征件从第一指状件和第二指状件的每一个向内并朝向第一指状件和第二指状件中的另一个凸起，该接合特征件被配置为接合物品的凹部，其中该凹部被配置为接收接合特征件，使得当接合特征件被如此与物品接合时，机器人臂可以承载从第一指状件和第二指状件悬挂的物品。该分析仪还包括：iii)至少一个穿梭器平台，其用于接收承载样品容器的穿梭器，承载样品的容器被分析仪评估；其中穿梭器平台具有自动地从打开位置移动到关闭位置的钳口组件，该钳口组件包括接合构件，该接合构件在钳口组件处于打开位置时不会接触由穿梭器承载的样品容器的底部，并且在钳口组件处于关闭位置时与样品容器的底部接合。该分析仪还可以包括从样品容器中抽吸样品的自动移液器，并且其中当自动移液器从样品容器中抽吸样品时，穿梭器平台的钳口组件被关闭。当穿梭器平台的钳口组件处于打开位置时，机器人臂将穿梭器放在穿梭器平台上。该自动化分析仪还可以包括磁提取器。该磁提取器可以包括：i)限定空腔的外壳；ii)相邻的永磁体行，其被可移动地设置在外壳的空腔内；iii)驱动机构，其连接到永磁体行并且被配置为将永磁体行移动到空腔内或从空腔移出；和iv)多个加热元件，其沿被设置在空腔的相对侧的行从壳体延伸。将磁体从第一位置移动到第二位置将多磁体行直接设置在加热元件的行之间，使得每个永磁体对准相应的加热元件。该磁提取器还可以包括限定槽的滴水板，该槽都被设置为与加热元件的相应行邻近。
该磁提取器适于在其上接收处理板，加热元件每一个限定了凹部，该凹部被配置为接收和保持设置在磁提取器上方的处理板的提取管，加热元件连接到加热该加热元件的电源，使得当处理板被放置在加热元件上方时，被处理板保持的移液管尖端延伸进入滴水板的槽内。在分析仪的操作中，处理板被机器人臂放置在磁提取器上。在一些示例中，通过将机器人指状件的接合特征件与从处理板向上延伸的接合构件进行接合，机器人臂将处理板运送到磁提取器上，其中向上延伸的接合构件具有开口，当机器人指状件处于第一接合位置时，该开口接收接合特征件，其中机器人指状件在第一接合位置中比在第二位置中更靠近在一起，在第二位置时机器人指状件之间的距离对于接合特征件间隔得太远以至不能接合接合构件。在一些实施例中，该机器人指状件具有从机器人指状件向下延伸的第二接合特征件。在一个示例中，从机器人臂向下延伸的特征件包括柱，该柱具有从其延伸的倒截头圆锥形凸起。在操作中，该倒截头圆锥形特征件接合耗材物品的对应的凹口，该耗材物品在自动化分析仪内从第一位置被运送到第二位置。自动化分析仪可以进一步包括用于接收在该自动化分析仪内使用的耗材项目的耗材储藏器。耗材项目的示例包括处理板、干试剂板、液体试剂板和扩增盒。在一些实施例中，机器人臂包括扫描器，其中该机器人臂通过使用扫描器读取耗材上的代码来取得存储在耗材储藏器中的耗材。在一个示例中，耗材储藏器从第一侧接收耗材，并且其中机器人臂从耗材储藏器的第二侧取得耗材。在一个示例中，分析仪具有一个或多个处理模块，该处理模块包括穿梭器平台和磁提取器。在该示例中，其中分析仪包括多个处理模块，两个邻近的处理模块使用一个穿梭器平台。在一个示例中，处理模块包括邻近磁提取器的干试剂站和液体试剂站，其中磁提取器适于在其上接收处理板并且其中该处理板相对于被放置在相应的干试剂站和液体试剂站处的干试剂板和液体试剂板位于处理模块的较下方。
在另一个方面，一种用于自动化诊断系统的处理板包括：i)板主体，其限定了多个提取管、混合孔、和移液管尖端保持站，该提取管、混合孔和移液管尖端保持站每个都限定了延伸穿过板主体的上表面的开口；和ii)接合构件，其从板主体的上表面向上竖直延伸，且在接合构件的竖直部分具有开口，其中该开口面向板主体的周边，该开口被配置为接收自动化运送装置的接合特征件。在一个示例中，处理板包括上表面、下表面和边缘，该边缘在上表面和下表面之间延伸，并且限定板主体的周边。在另一个示例中，一种用于自动化诊断系统的处理板包括：i)板主体，其具有上表面、下表面和边缘，该边缘在上表面和下表面之间延伸，并且限定板主体的周边；以及ii)在板主体的上表面内并且延伸穿过该上表面的多组开口，其中该开口在闭合端终止。例如，每个组包括： i)提取管，其具有从底部表面延伸并且限定了延伸穿过上表面的管开口的管主体；孔；和移液管站，其配置为接收和保持移液管尖端。在一个示例中，每一组提取管、孔和移液管站被对准成一行，并且该移液管站被定位成最靠近板主体的至少一侧上的边缘，其中提取管和孔进一步远离处理板的周边。
在一个示例中，接合构件从板主体的上表面向上竖直延伸，且在该接合构件的竖直部分具有开口，其中该开口面向板主体的周边，这种开口被配置为接收自动化运送装置的接合特征件。
本文还描述了一种库存机器人，其包括带有用于承载物品的末端执行器的机器人臂，该末端执行器包括：i)可旋转地连接到铰接臂的主体；和ii)耦连到主体并从该主体延伸的至少两个指状件，该至少两个指状件中的一个相对于该至少两个指状件中的另一个可移动。该至少两个指状件的每一个包括以第一方向朝向该至少两个指状件的另一个延伸的第一凸起，以接合物品的相应的凹部。该相应的凹部被配置为接收凸起之一，其中至少两个指状件的每一个包括相对于第一方向以向下方向延伸的第二凸起。该第二凸起被用于接合物品的顶部内的凹部，其中该凹部被配置为接收第二凸起。
本文还描述了一种自动化分析仪，其包括带有用于承载物品的末端执行器的机器人臂。该末端执行器包括：i)可旋转地连接到铰接臂的主体；和ii)第一指状件和第二指状件，该第一指状件和第二指状组件耦连到主体并且以第一方向从该主体延伸并且在横向于第一方向的第二方向上相对于彼此可移动，指状件的每一个具有沿第二方向从其延伸的第一接合特征件和从第一指状件和第二指状件向下延伸的第二接合特征件，该第二接合特征件被配置为接合设置在物品的顶部内的凹部，其中该凹部被配置为接收第二接合特征件，使得当机器人臂将物品从第一位置承载到第二位置时，将物品从第一指状件和第二指状件悬挂。
本文还描述了一种自动化分析仪，其包括：i)库存机器人，其包括机器人臂，该机器人臂上具有末端执行器，该末端执行器包括可旋转地连接到铰接臂的主体；ii)从主体的第一侧从主体延伸的多个夹紧指状件，其中主体在竖直轴线上可旋转；iii)位于末端执行器上的扫描器，其被库存机器人带到物品的附近，该库存机器人扫描设置在物品上的识别信息，并且该扫描器位于末端执行器上除了夹紧指状件延伸的位置之外的位置处。该分析仪还具有磁提取器，该磁提取器包括：i)限定空腔的外壳；ii)相邻的永磁体行，其被可移动地设置在外壳的空腔内；iii)驱动机构，其被连接到永磁体行并且被配置为将该永磁体行移动到空腔内并从空腔移出；和iv)多个加热元件，其从壳体成行地延伸，该行被设置在空腔的相对侧，每一个加热元件限定凹部，该凹部被配置为接收并保持设置在磁提取器上方的处理板的提取管，加热元件连接到加热该加热元件的电源。在操作中，将磁体从第一位置移动到第二位置将多磁体行直接设置在加热元件的行之间，使得每个永磁体对准相应的加热元件。该磁提取器还包括从外壳延伸的多个加热元件；限定了槽的滴水板，该槽都被设置为与加热元件的相应行邻近；和适于接收耗材处理板的耗材储藏器，该处理板包括在其上的机器可读标签，其中处理板被从第一侧放置到耗材储藏器内并且耗材上的机器可读标签被库存机器人扫描器从耗材储藏器的第二侧读取。在一个示例中，库存机器人被移动到耗材储藏器以获得处理板并且扫描耗材储藏器内的物品上的标签，并且当它识别了待取得的耗材时，从耗材储藏器移走耗材并且将该耗材放在磁提取器上使得被处理板保持的移液管尖端延伸进入滴水板的槽内。
本文还描述了一种操作生物样品的自动化分析仪的方法，其包括：i)在分析仪外壳附近的位置放置一个承载样品容器的穿梭器架以用于分析；ii)移动包括末端执行器的机器人臂，使得该末端执行器平移到邻近分析仪的位置，同时机器人的其他部分保留在分析仪中；iii)使第一指状件和第二指状件朝向穿梭器架推进，使得第一指状件和第二指状件的接合特征件进入穿梭器架中的相应狭槽，其中架中的狭槽之间的距离对应于当指状件插入狭槽中时从主体中延伸的指状件之间的距离；iv)一旦接合构件推进到狭槽中，将机器人臂的指状件平移靠近在一起以抓取位于预分析系统内的穿梭器架；以及v)使用机器人臂将穿梭器架从邻近分析仪的位置移动到该分析仪中。在一个示例中，末端执行器包括具有从主体延伸的第一指状件和第二指状件的主体，每个指状件具有其上的接合特征件，其中第一指状件和第二指状件设置在主体中的通道中并且可以通过机器人平移靠近在一起或者进一步分开。在一个示例中，在分析仪和相邻的预分析系统之间存在物理访问，在预分析系统中样品被准备用于分析，该分析在分析仪中进行，并且机器人臂从相邻的预分析系统中取出穿梭器架并将其运送到分析仪中。该方法还可以包括：i)使用机器人臂，将被携带至分析仪中的穿梭器架放置在穿梭器固定平台上，其中穿梭器固定平台包括具有打开位置和关闭位置的钳口组件，其中当穿梭器架放置在穿梭器固定平台上时，钳口组件处于打开位置；ii)释放夹紧指状件和穿梭器架之间的张力，并从穿梭器架中的狭槽中退出从末端执行器延伸的夹紧指状件；iii)在夹紧指状件被退出后，将钳口组件移动到关闭位置，从而当钳口组件处于关闭位置时，使钳口组件的接合构件抵靠在穿梭器中的样品容器的下部固定；iv)使用机器人移液器将移液管尖端插入样品容器中；v)使用机器人移液器吸取样品容器中的至少一部分样品；以及vi)当钳口组件处于关闭位置时，从样品容器中退出移液管尖端。从样品容器中退出移液管尖端之后，将钳口移动到打开位置；并且该方法继续为：vii)使末端执行器的第一指状件和第二指状件朝向穿梭器架推进，使得第一指状件和第二指状件的接合特征件进入穿梭器架中的相应狭槽，其中穿梭器架中的狭槽之间的距离对应于当指状件插入狭槽中时从主体中延伸的指状件之间的距离；viii)在接合构件推进到狭槽中之后，将指状件平移靠近在一起以抓取位于预分析系统内的穿梭器架；ix)将穿梭器架从穿梭器固定平台运回到分析仪附近的位置；x)从末端执行器上释放穿梭器架；以及xi)将末端执行器缩回到分析仪中。
在另一个示例中，一种操作生物样品的自动化分析仪的方法，其包括以下步骤：i)将库存机器人的机器人臂的末端执行器移动到位于第一位置的物品上方，末端执行器具有主体，该主体具有位于通道中并且在该通道内可线性移动到位于第一位置的物品上方的位置的第一指状件和第二指状件，该指状件在其上具有接合特征件；ii)将第一指状件和第二指状件分开，使得它们之间的距离大于作为从物品的主体向上延伸的凸起的接合构件之间的距离，该接合构件相对于物品的周边设置在内侧并具有面向物品的周边的开口；iii)移动末端执行器使得从每个指状件延伸的接合特征件与接合构件内的相应开口对准；iv)使第一指状件和第二指状件朝向彼此移动，以便接合该接合构件开口；v)提起物品，使物品的主体位于指状件下方；以及vi)将物品移动到第二位置。
在另一个示例中，该接合特征件是从第一指状件和第二指状件中的每一个向内突出并朝向第一指状件和第二指状件中的另一个突出的第一接合特征件或者从每个指状件向下延伸的第二接合特征件之一，其中从指状件向下延伸的特征件包括具有从柱延伸的倒截头圆锥形凸起的柱。在另一个示例中，该第一位置是耗材储藏器。该耗材储藏器可以包含第一物品，该第一物品在其顶表面中包括接合构件。该示例性方法还可以包括：vii)使末端执行器在第一物品的顶表面上移动；和viii)将末端执行器降低到物品的顶表面上方，使得第二接合特征件与第一物品的顶部表面中的相应的接合构件接合。耗材储藏器还可以包含第二物品，该第二物品包括在物品的主体的上表面中并且延伸穿过上表面的多组开口，其中该开口在闭合端终止，其中每个组包括以下的各一个：a)提取管，其具有从底部表面延伸并且限定了延伸穿过上表面的管开口的管主体；b)孔； c)移液管站，其配置为接收和保持移液管尖端，其中每一组提取管、孔和移液管站被对准成一行，其中移液管站被定位成最靠近板主体的至少一侧上的边缘，其中提取管和孔进一步远离处理板的周边；和d)在顶表面上内侧并且从其顶表面延伸的接合构件，该接合构件具有面向顶表面的周边的开口，该方法还包括将末端执行器移动到第一物品的顶表面上方。该方法可以包括以下步骤：ix)将末端执行器的接合特征件与接合构件对齐；以及x)将接合特征件插入接合构件中；xi)使第一指状件和第二指状件平移靠近在一起以抓取接合构件；以及xii) 将第二物品带到第二位置。
在一个示例中，该末端执行器被水平推进，以将指状件移动到对应的凹部中。在实施例中，其中该末端执行器包括扫描器，该方法还包括：i)指示库存机器人以从耗材储藏器中取得物品；ii)扫描耗材储藏器中的物品上的机器可读标签；iii)确定标签信息是否与指示库存机器人取得的物品匹配；以及iv)如果确定匹配，则将末端执行器的臂与物品上的接合构件接合，并使用库存机器人将物品从耗材储藏器运输到第二位置。
虽然本文的发明已经参考特定实施例进行了描述，应该了解的是这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的说明。因此应该了解的是在不背离本发明的如所附权利要求所限定的精神和范围的前提下可以对示意性实施例进行多种修改并且可以设计其他布置。

Claims (30)

1.一种自动化分析仪，其特征在于，包括：
外壳；
机器人臂，其包括末端执行器，所述末端执行器包括：
可旋转地连接到铰接臂的主体；和
耦连到所述主体并且在第一方向上相对于彼此可移动的第一指状件和第二指状件，所述第一指状件和所述第二指状件中的每一个具有接合特征件，所述接合特征件从所述第一指状件和所述第二指状件中的每一个向内并朝向所述第一指状件和所述第二指状件中的另一个凸起，所述接合特征件被配置为接合物品的凹部，其中所述凹部被配置为接收所述接合特征件，使得当所述接合特征件被如此与所述物品接合时，所述机器人臂能承载从所述第一指状件和所述第二指状件悬挂的所述物品；
至少一个穿梭器平台，其用于接收承载一个或多个样品容器的穿梭器，承载样品的所述容器被所述分析仪评估；并且
所述穿梭器平台包括自动地从打开位置移动到关闭位置的钳口组件，所述钳口组件包括接合构件，所述接合构件被配置为在所述钳口组件处于所述打开位置时不接触由所述穿梭器承载的所述样品容器的底部，并且被配置为在所述钳口组件处于所述关闭位置时延伸穿过限定在所述穿梭器上的多个横向开口并且穿刺所述一个或多个样品容器的所述底部的裙部以固定所述样品容器。
2.根据权利要求1所述的自动化分析仪，其特征在于，进一步包括从所述样品容器中抽吸样品的自动移液器，并且其中当所述自动移液器从所述样品容器中抽吸样品时，所述穿梭器平台的所述钳口组件被关闭。
3.根据权利要求2所述的自动化分析仪，其特征在于，其中当所述穿梭器平台的所述钳口组件处于打开位置时，所述机器人臂将所述穿梭器放在所述穿梭器平台上。
4.根据权利要求3所述的自动化分析仪，其特征在于，进一步包括磁提取器。
5.根据权利要求4所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述磁提取器进一步包括：
限定空腔的外壳；
相邻的永磁体行，其被可移动地设置在所述外壳的所述空腔内；
驱动机构，其连接到所述永磁体行并且被配置为将所述永磁体行移动到所述空腔内并从所述空腔移出；和
多个加热元件，其沿被设置在所述空腔的相对侧的行从所述外壳延伸；
其中通过所述驱动机构将所述永磁体行从所述空腔移出将所述永磁体的所述行直接设置在所述加热元件的行之间，使得所述永磁体中的每个对准相应的加热元件；和
限定槽的滴水板，所述槽都被设置为与加热元件的相应行邻近。
6.根据权利要求5所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述磁提取器适于在其上接收处理板，所述加热元件每一个限定了凹部，所述凹部被配置为接收和保持设置在所述磁提取器上方的所述处理板的提取管，所述加热元件连接到加热所述加热元件的电源，使得当所述处理板被放置在所述加热元件上方时，被所述处理板保持的移液管尖端延伸进入所述滴水板的所述槽内。
7.根据权利要求6所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述处理板被所述机器人臂放置在所述磁提取器上。
8.根据权利要求7所述的自动化分析仪，其特征在于，其中通过将所述第一指状件和所述第二指状件的所述接合特征件与从所述处理板向上延伸的接合构件进行接合，所述机器人臂将所述处理板运送到所述磁提取器上，其中所述向上延伸的接合构件具有开口，当所述第一指状件和所述第二指状件处于第一接合位置时，所述开口接收所述接合特征件，其中所述第一指状件和所述第二指状件在所述第一接合位置中比在第二位置中更靠近在一起，在所述第二位置时所述第一指状件和所述第二指状件之间的距离对于所述接合特征件间隔得太远以至不能接合所述接合构件。
9.根据权利要求1所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述第一指状件和所述第二指状件具有从所述第一指状件和所述第二指状件向下延伸的第二接合特征件。
10.根据权利要求9所述的自动化分析仪，其特征在于，其中从所述机器人臂向下延伸的特征件包括柱，所述柱具有从其延伸的倒截头圆锥形凸起。
11.根据权利要求10所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述倒截头圆锥形特征件接合耗材物品的对应的凹口，所述耗材物品在所述自动化分析仪内从第一位置被运送到第二位置。
12.根据权利要求1所述的自动化分析仪，其特征在于，进一步包括用于接收在所述自动化分析仪内使用的耗材项目的耗材储藏器。
13.根据权利要求12所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述耗材项目选自由处理板、干试剂板、液体试剂板和扩增盒组成的组。
14.根据权利要求13所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述机器人臂进一步包括扫描器，其中所述机器人臂通过使用扫描器读取所述耗材上的代码来取得存储在所述耗材储藏器中的耗材。
15.根据权利要求3所述的自动化分析仪，其特征在于，其中耗材储藏器从第一侧接收耗材，并且其中所述机器人臂从所述耗材储藏器的第二侧取得耗材。
16.根据权利要求1所述的自动化分析仪，其特征在于，其中在所述自动化分析仪中的处理模块包括所述穿梭器平台和磁提取器。
17.根据权利要求1所述的自动化分析仪，其特征在于，包括多个处理模块，其中两个邻近的处理模块使用一个穿梭器平台。
18.根据权利要求16所述的自动化分析仪，其特征在于，其中所述处理模块进一步包括邻近所述磁提取器的干试剂站和液体试剂站，其中所述磁提取器适于在其上接收处理板并且其中所述处理板相对于被放置在相应的干试剂站和液体试剂站处的干试剂板和液体试剂板位于所述处理模块的较下方。
19.一种自动化分析仪，其特征在于，包括：
带有用于承载物品的末端执行器的机器人臂，所述末端执行器包括：
可旋转地连接到铰接臂上的主体；和
第一指状件和第二指状件，所述第一指状件和所述第二指状件耦连到所述主体并且以第一方向从所述主体延伸并且在横向于第一方向的第二方向上相对于彼此可移动，所述第一指状件和所述第二指状件中的每一个具有沿所述第二方向从其延伸的多个第一接合特征件和从所述第一指状件和所述第二指状件向下延伸的第二接合特征件，所述第二接合特征件被配置为接合设置在所述物品的顶部内的凹部，其中所述凹部被配置为接收所述第二接合特征件，使得当所述机器人臂将所述物品从第一位置承载到第二位置时，将所述物品从所述第一指状件和所述第二指状件悬挂。
20.一种自动化分析仪，其特征在于，包括：
库存机器人，其包括机器人臂，所述机器人臂上具有末端执行器，所述末端执行器包括可旋转地连接到铰接臂的主体；
从所述主体的第一侧从所述主体延伸的多个夹紧指状件，其中所述主体在竖直轴线上可旋转；
位于所述末端执行器上的扫描器，其被所述库存机器人带到物品的附近，其中所述库存机器人被配置为扫描设置在物品上的识别信息，并且所述扫描器位于所述末端执行器上除了所述夹紧指状件延伸的位置之外的位置处；和
磁提取器，其包括：
限定空腔的外壳；
相邻的永磁体行，其被可移动地设置在所述外壳的所述空腔内；
驱动机构，其连接到所述永磁体行并且被配置为将所述永磁体行移动到所述空腔内并从所述空腔移出；和
多个加热元件，其从所述外壳成行地延伸，所述行被设置在所述空腔的相对侧，每一个所述加热元件限定凹部，所述凹部被配置为接收并保持设置在所述磁提取器上方的处理板的提取管，所述加热元件连接到加热所述加热元件的电源；
其中通过所述驱动机构将所述永磁体行从所述空腔移出将所述永磁体的所述行直接设置在所述加热元件的行之间，使得每个永磁体对准相应的加热元件；
从所述外壳延伸的多个加热元件；
限定了槽的滴水板，所述槽都被设置为与加热元件的相应行邻近；和
适于接收耗材处理板的耗材储藏器，所述处理板包括在其上的机器可读标签，其中所述处理板被从第一侧放置到所述耗材储藏器内并且所述耗材上的所述机器可读标签被所述扫描器从所述耗材储藏器的第二侧读取；
其中所述库存机器人被移动到所述耗材储藏器以获得所述处理板并且扫描所述耗材储藏器内的所述物品上的标签，当它识别了待取得的所述耗材时，从所述耗材储藏器移走所述耗材并且将所述耗材放在所述磁提取器上使得被所述处理板保持的移液管尖端延伸进入所述滴水板的所述槽内。
21.一种操作生物样品的自动化分析仪的方法，包括：
在所述分析仪的外壳附近的位置放置承载样品容器的穿梭器架以用于分析；
移动包括末端执行器的机器人臂，使得所述末端执行器平移到邻近所述分析仪的位置，同时所述机器人的其他部分保留在所述分析仪中，其中所述末端执行器包括具有从主体延伸的第一指状件和第二指状件的主体，每个指状件具有在其上的接合特征件，其中所述第一指状件和所述第二指状件设置在所述主体中的通道中并且能通过所述机器人臂平移靠近在一起或者进一步分开；
使所述第一指状件和所述第二指状件朝向所述穿梭器架推进，使得所述第一指状件和所述第二指状件的所述接合特征件进入所述穿梭器架中的相应狭槽，其中所述穿梭器架中的所述狭槽之间的距离对应于当所述指状件插入所述狭槽中时从所述主体中延伸的所述指状件之间的距离；
一旦所述接合特征件推进到所述狭槽中，将所述机器人臂的所述指状件平移靠近在一起以抓取位于预分析系统内的所述穿梭器架；
使用所述机器人臂将所述穿梭器架从邻近所述分析仪的位置移动到所述分析仪中；以及
使用所述机器人臂，将被携带到所述分析仪中的所述穿梭器架放置在穿梭器保持平台上，其中所述穿梭器保持平台包括具有打开位置和关闭位置的钳口组件，所述钳口组件包括接合构件，所述接合构件被配置为在所述钳口组件处于所述打开位置时不接触由所述穿梭器架承载的所述样品容器的底部的裙部，并且被配置为在所述钳口组件处于所述关闭位置时延伸穿过限定在所述穿梭器架上的多个横向开口并且穿刺所述样品容器的所述底部的所述裙部以固定所述样品容器，其中在所述穿梭器架被放置在所述穿梭器保持平台上时所述钳口组件处于所述打开位置。
22.根据权利要求21所述的方法，其中在所述分析仪和相邻的预分析系统之间存在物理访问，在所述相邻的预分析系统中所述样品被准备用于分析，所述分析在所述分析仪中进行，并且所述机器人臂从所述相邻的预分析系统中取出所述穿梭器架并将其运送到所述分析仪中。
23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
释放所述第一指状件和所述第二指状件和所述穿梭器架之间的张力，并从所述穿梭器架中的狭槽中退出从所述末端执行器延伸的所述第一指状件和所述第二指状件；
在所述第一指状件和所述第二指状件被退出后，将所述钳口组件移动到关闭位置，从而当所述钳口组件处于关闭位置时，使所述钳口组件的所述接合构件抵靠所述穿梭器中的样品容器的下部固定；
使用机器人移液器将移液管尖端插入所述样品容器中；
使用所述机器人移液器吸取所述样品容器中的至少一部分样品；以及
当所述钳口组件处于关闭位置时，从所述样品容器中退出所述移液管尖端。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：
从所述样品容器中退出所述移液管尖端之后，将所述钳口组件移动到打开位置；
使所述末端执行器的所述第一指状件和所述第二指状件朝向所述穿梭器架推进，使得所述第一指状件和所述第二指状件的所述接合特征件进入所述穿梭器架中的相应狭槽，其中所述穿梭器架中的所述狭槽之间的距离对应于当所述指状件插入所述狭槽中时从所述主体中延伸的所述指状件之间的距离；
在所述接合构件推进到所述狭槽中之后，将所述指状件平移靠近在一起以抓取位于所述预分析系统内的所述穿梭器架；
将所述穿梭器架从所述穿梭器保持平台运回到所述分析仪附近的位置；
从所述末端执行器上释放所述穿梭器架；以及
将所述末端执行器缩回到所述分析仪中。
25.一种操作生物样品的自动化分析仪的方法，包括：
将库存机器人的机器人臂的末端执行器移动到位于第一位置的物品上方，所述末端执行器具有主体，所述主体具有位于通道中并且在所述通道内可线性移动到位于所述第一位置的所述物品上方的位置的第一指状件和第二指状件，所述指状件在其上具有接合特征件；
将所述第一指状件和所述第二指状件分开，使得它们之间的距离大于作为从所述物品的主体向上延伸的凸起的接合构件之间的距离，所述接合构件相对于所述物品的周边设置在内侧并具有面向所述物品的所述周边的开口；
移动所述末端执行器使得从每个所述指状件延伸的所述接合特征件与所述接合构件内的相应开口对准；
使所述第一指状件和所述第二指状件朝向彼此移动，以便接合接合构件的所述开口；
提起所述物品，使所述物品的主体位于所述指状件下方；以及
将所述物品移动到第二位置，
其中所述接合特征件是从所述第一指状件和所述第二指状件中的每一个向内凸起并朝向所述第一指状件和所述第二指状件中的另一个的第一接合特征件或者从所述第一指状件和所述第二指状件中的每一个向下延伸的第二接合特征件之一，其中从所述第一指状件和所述第二指状件的所述第二接合特征件包括柱，所述柱具有从其延伸的倒截头圆锥形凸起。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一位置是耗材储藏器。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述耗材储藏器包含第一物品，所述第一物品在其顶表面中包括接合构件，所述方法还包括使所述末端执行器在所述第一物品的顶表面上方移动；和
将所述末端执行器降低到所述第一物品的顶表面上方，使得所述第二接合特征件与所述第一物品的顶表面中的相应的接合构件接合。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述耗材储藏器包含第二物品，所述第二物品包括在所述第二物品的主体的上表面中并且延伸穿过所述上表面的多组开口，其中所述开口在闭合端终止，其中每个组包括以下的各一个：
提取管，其具有从底部表面延伸并且限定了延伸穿过所述上表面的管开口的管主体；
孔；和
移液管站，其配置为接收和保持移液管尖端，
其中每一组提取管、孔和移液管站被对准成一行，其中所述移液管站被定位成最靠近板主体的至少一侧上的边缘，其中所述提取管和所述孔进一步远离所述板主体的周边；和
在所述上表面上内侧并且从所述上表面延伸的接合构件，所述接合构件具有面向所述上表面的所述周边的开口，该方法还包括将所述末端执行器移动到所述第二物品的所述上表面上方；
将所述末端执行器的接合特征件与所述接合构件对齐；
将所述接合特征件插入所述接合构件中并使所述第一指状件和所述第二指状件平移靠近在一起以抓取所述接合构件；以及
将所述第二物品带到第二位置。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述末端执行器被水平推进，以将所述第一指状件和所述第二指状件移动到所述对应的开口中。
30.根据权利要求26所述的方法，其中所述末端执行器包括扫描器，并且所述方法还包括：
指示库存机器人以从所述耗材储藏器中取得物品；
扫描所述耗材储藏器中的物品上的机器可读标签；确定所述机器可读标签中的信息是否与指示所述库存机器人取得的物品匹配；以及
如果确定匹配，则将所述末端执行器的所述第一指状件和所述第二指状件与所述物品上的接合构件接合，并使用所述库存机器人将所述物品从所述耗材储藏器运输到第二位置。
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