CN113382803A - 用于自动处理实验室样品的实验室自动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动处理实验室样品的实验室自动机，包括：工作区；所述工作区中的多个用于试验品的预先确定的工作位，所述工作位具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的规格；至少一个移动装置，用于使工具在工作区上方移动；至少一个传送工具，能通过移动装置使所述传送工具移动，以便在工作区中使实验室用品移位；至少一个移液工具，能通过所述移动装置使所述移液工具移动，以便在工作区中容纳和释放移液头并且通过移液头吸收和输出液体；用于移液头托盘的支架；其中，用于移液头托盘的支架具有带有矩形通过口的承载装置和与承载装置连接的支撑装置，所述支架以支撑装置在支承在一个工作位上的移液头托盘的旁边放置在工作区上，从而承载装置设置在移液头托盘上方，所述移液头托盘具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面，通过所述移液工具能够穿过承载装置的通过口由支承在承载装置下面的移液头托盘容纳移液头并且能够在承载装置上支承具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘，以及所述自动试验装置包括电子的控制装置，所述控制装置与移动装置连接并且构造成，传送工具和移液工具的移动通过移动装置控制，从而通过所述移液工具能由支承在承载装置上的移液头托盘容纳，所述移液头托盘能通过传送工具从承载装置上取下，并能够通过移液工具穿过承载装置的通过口有支承在承载装置下面的移液头托盘容纳移液头。

Description

用于自动处理实验室样品的实验室自动机

技术领域

本发明涉及一种用于自动处理实验室样品的实验室自动机。

背景技术

实验室自动机特别是在生物、生物化学、医学、法医学或化学试验室中用于处理多数为液态的实验室样品。所述处理特别是包括对样品进行计量、混合、分配、稀释、调温、生物化学或化学的改变或分析。这里，所述样品在其数量、组成可以物理地、生物化学地、化学地或以其他方式改变。实验室自动机特别是用于建立稀释系列、试剂分配、将样品从器皿传送到板上、样品标准化、PCR设置、实时PCR、利用磁珠法进行核酸净化、用于下一代测序的样品预处理和处理Zell-Essay或日常移液。对样品的自动处理与手动相比更为快速、精确和可靠。在EP 2 713 166 A1中记载了用于处理样品的实验室自动机和方法。

Eppendorf AG公司的实验室自动机

5070、5073、5075具有带有用于实验室用品的工作位的工作区和用于抓具和移液工具的支承位。在实验室用品中可以存放并处理样品。实验物品例如是试剂器皿、反应器皿、存储其、微量滴定板(微量测试板)、移液头和废弃物容器。实验室用品直接放置在工作位上或支承在工作位上的支承装置中。所述支承装置例如是移液头托盘、用于移液头托盘的支架、用于存储器或器皿的架子(rack)和用于对微量滴定板进行高度调节的适配器。DE 10 2009 006 511 B4中记载了一种包括移液头托架和移液头托盘的用于移液头的支座。EP 2 168 684 B1中记载了一种用于试验室液体的模块式的保存系统。

此外，所述实验室自动机具有X、Y、Z机械手，所述机械手具有工具架，抓具和移液工具可以有选择地与所述工具架连接。EP 1 407 861 B1中记载了用于实验室自动机的抓具、移液工具和工具保持件。所述机械手能够程序控制地移动，以便从存放位接纳抓具或移液工具或将其放置在存放位上、通过抓具在工作区中使实验室用品移位和通过移液工具接纳和释放移液头以及通过移液头吸收和输出液体。

移液工具具有至少一个插头，移液头能密封地夹装在所述插头上。通过设置在移液工具中的、经由管道与销中的孔连接的排压装置，可以通过移液头上部的开口排出空气，以便通过移液头下面的开口吸入或排出液体。对于多通道移液工具，用于夹紧移液头的销对应于标准化的微量滴定板中的阱(wells)的至少一部分地设置在一排或多排中。标准化的具有96或384个阱的微量滴定板特别是使用与阱间距相适配的多重移液工具。由塑料制成的移液头可以在一次性使用之后从移液工具上分离并丢弃到废弃物容器中，以便在计量不同实验室样品时避免发生交叉污染。

所述工作位具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的矩形规格(SBS/ANSI规格)，以便能够在其上支承标准化的微量滴定板、具有与标准化的微量滴定板的底面一致的底面的移液头托盘或其他实验室用品。工作位的底面通过定向机构限定，所述定向机构确保实验室用品具有准确的定向。

移液头托盘在与标准化的微量滴定板的阱相对应地设置的孔中保持多个移液头。通过在以对应于标准化的微量滴定板的部分阱或全部阱的布置形式的布置结构中保持多个移液头的多重移液工具可以同时从移液头托盘上接纳多个移液头以及能同时向微量滴定板的多个阱输出液体或从其中吸收液体。

为了处理实验室样品，在很多情况下需要在多个移液头托盘中的大量移液头，必须在实验室自动机的工作位上提供所述移液头托盘。实验室自动机

5070、5073、5075分别具有四个、六个和12至15个工作位。用于安放实验室自动机的安放面积随着工作位的数量增加。

此外，已知这样的实验室自动机，所述实验室自动机在一侧具有用于移液头托盘的仓和供应装置，在所述移液头托盘中保持移液头。所述附加的装置增大了实验室自动机的安放面积。在很多情况下，试验室中的安放面积较为紧张。

US 2009/293643 A1记载了一种用于自动处理实验室样品的实验室自动机，所述实验室自动机包括具有多个用于实验室用品的工作位的工作区、用于在工作区中移动实验室用品的机械手、能在工作区中移动的移液头和用于移液头的支架。

CN 108970664 A记载了一种用于转移移液头的装置，所述装置在支架上具有仓盒和在所述支架中的移液头盒，所述仓盒具有彼此叠置的、梳状的托盘。所述梳状的托盘中保持移液头。通过拉出承载装置可以向下将移液头输送到移液头盒中。如果移液头盒已填满，则可以将其从支架中取出并将空的移液头盒装入支架，以便用移液头填充。

发明内容

由此出发本发明的目的是，实现一种实验室自动机，所述实验室自动机能够节省空间地存放较大数量的移液头。此外，还应提出实验室自动机的一种应用，其中，能够节省空间地安置移液头。

所述目的通过根据权利要求1的实验室自动机来实现。所述实验室自动机有利的实施形式在从属权利要求中给出。

根据本发明的用于自动处理实验室样品的实验室自动机包括：

·工作区

·所述工作区中的用于实验室用品的多个预先确定的工作位，所述工作位具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的规格，

·至少一个移动装置，用于使工具在工作区上方移动；

·至少一个传送工具，能通过移动装置使所述传送工具移动，以便在工作区中使实验室用品移位，

·至少一个移液工具，能通过所述移动装置使所述移液工具移动，以便在工作区中接纳和释放移液头并且通过移液头吸收和输出液体，

·用于移液头托盘的支架，所述支架包括带有矩形通过口的至少一个承载装置和与承载装置连接的支撑装置

·所述支架以支撑装置在支承在一个工作位上的移液头托盘的旁边放置在工作区上，从而承载装置设置在具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘上方，通过所述移液工具能够穿过承载装置的通过口由支承在承载装置下面的移液头托盘容纳移液头并且能够在承载装置上支承具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘，以及

·所述实验室自动机包括电子的控制装置，所述控制装置与移动装置连接并且构造成，控制传送工具和移液工具通过移动装置发生的移动，从而通过所述移液工具能由支承在承载装置上的移液头托盘接纳移液头，所述移液头托盘能通过传送工具从承载装置上取下，并能够通过移液工具穿过承载装置的通过口由支承在承载装置下面的移液头托盘接纳移液头。

在根据本发明的实验室自动机中，可以将较大数量的移液头托盘连同保持在其中的移液头存放在工作区中，其方式是，在一个或多个工作位上借助于支架在至少两个不同的高度上相互叠置地存放移液头托盘连同保持在其中的移液头。在支架相应的实施形式中，能够将仅两个或多于两个移液头托盘相互叠置地存放在相同的工作位上。在自动处理实验室样品之前，可以手动地给所述实验室自动机装载移液头托盘和保持在其中的移液头。在自动进程期间，移液工具可以从一个支架上最上面的移液针托盘中接纳移液头并且在移液之后将受沾染的移液头丢弃到废弃物容器中。如果已经从最上面的移液头托盘中取出了全部移液头，则实验室自动机可以通过传送工具从支架上取下最上面的移液头托盘并且同样将其丢弃到废弃物容器中。此后，所述实验室自动机可以利用移液工具穿过支架的承载装置的通过口从设置在承载装置下面的移液头托盘中取出移液头。如果从这个移液头托盘中取出了全部移液头并且在其下方另一个移液头托盘中的移液头存放在另一个承载装置上，则传送工具可以移除空的移液头托盘并且此后移液工具穿过两个上面的承载装置从设置在这两个承载装置下面的移液头托盘中取出移液头。以这种方式，可以从存放在相同工作位上的全部移液头托盘中取出移液头。

在根据本发明的实验室自动机中，可以使存放在工作区上的移液头的数量倍增。在相叠地设置在仅两个高度位置中时，移液头的数量翻倍，在相叠地设置在多于两个高度位置中时，可以安置相应更高数量的移液头。

在本申请中，“标准化的微量滴定板”是指这样的微量滴定板，所述微量滴定板根据生物分子筛选学会(Society for Biomolecular Screening/SBS)的推荐由美国国家标准学会(ANSI)制定标准(ANSI SLAS 1-4–2004和ANSI SLAS 6-2012)。所述微量滴定板具有基本上矩形的底面(foot print)，所述底面具有在标准ANSI SLAS 1-2004(旧版：ANSI/SBS1-2004)中规定的外部尺寸(长：127.76mm，宽：85.48mm)、角半径和公差。在根据本发明的实验室自动机中，工作位构造成，使得可以将微量滴定板和其他具有标准化微量滴定板的底面的实验室用品放置在工作位上。

在本申请中，移液头托盘是指一种板状的装置，所述装置具有多个按矩阵形式布置的孔，移液头能装入这些孔中。移液头托架是具有矩形横截面的管或箱，移液头托盘能放置到所述管或箱的上边缘上，从而移液头通过上部的开口嵌入所述管或箱中。移液头托盘和移液头托架具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面。

根据本发明的一个实施形式，所述支架仅具有一个承载装置，从而可以将一个移液头托盘支承在该承载装置上并且在承载装置下面可以将另一个移液头托盘支承在相同的工作位上。根据另一个实施形式，所述支架具有多于一个承载装置，从而可以多个移液头托盘相叠地存放在这些承载装置上并且在这些承载装置下面可以将另一个移液头托盘存放在相同的工作位上。没有支承在承载装置上的移液头托盘可以支承在移液头托架上，所述移液头托架本身支承在所述工作位上。此时，装入移液头托盘中的移液头嵌入所述移液头托架中。此外，这些移液头托盘也可以直接放置到工作位上，此时，所述工作位具有凹部，保持在移液头托盘中的移液头可以嵌入所述凹部中。此外，所述工作位可以具有凹部，移液头托盘连同保持在其中的移液头能够装入所述凹部中，此时，移液头托盘隔开间距地支撑在凹部的底部上方，从而保持在移液头托盘的移液头在其下方在凹部中具有足够的空间。这个实施形式对于将移液头托盘在多于两个高度位置中安置在相同的工作位上是有利的。

根据本发明的一个实施形式，所述支架具有支承装置，通过所述支承装置将支撑装置支撑在工作区上，所述支承装置构造成，在矩形的容纳口中容纳或在边缘上支持具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘。所述支承装置可以构造成，使得所述支承装置使所述支架以预先规定的方式对准工作位和/或使最下面的移液头托盘以预先规定的方式对准所述支架。在另一个实施形式中，所述支架不具有支承装置，并且所述支撑装置直接支撑在工作区上。

根据本发明的一个实施形式，所述承载装置是矩形的第一框架和/或所述支承装置是矩形的第二框架。设计成框架对于使所述支架精确地对准工作位和使移液头托盘精确地对准所述支架是有利的并且有助于实现支架节省材料和稳定的构成方案。

所述支架可以构造成足够稳定的，从而所述支架在同时在多通道移液工具上夹紧多个移液头时能够承受挤压力。在八通道移液工具中，所述挤压力例如总体上可能达到120牛顿。所述支架例如由不锈钢或其他金属材料制成和/或由具有相应强度的塑料制成。

根据另一个实施形式，第一框架中的所述通过口的尺寸小于第二框架中的容纳口的尺寸，从而承载装置在外边缘上支持移液头托盘并且支承装置能够在容纳口中容纳移液头托盘。

根据另一个实施形式，所述支撑装置包括至少一个杆件或另外的直线连接梁，所述至少一个杆件或另外的直线连接梁在上面与承载装置连接。根据另一个实施形式，所述至少一个杆件或另外的直线连接梁在下面与支承装置连接。根据另一个实施形式，所述至少一个杆件或另外的直线连接梁在上面与第一框架连接，而在下面与第二框架连接。这个实施形式是特别节省材料和稳定的。根据另一个实施形式，所述第一框架和第二框架通过至少一对杆件或另外的直线连接梁相互连接，所述至少一对杆件或另外的直线连接梁在框架平行的侧边上彼此相对置。根据另一个实施形式，第一框架和第二框架分别在框架的相同侧边上通过两个杆件相互连接。根据另一个实施形式，第一框架和第二框架在框架的长侧边上相互连接。

通过一个框架在边缘上均匀地支持移液头托盘，从而移液头托盘在将移液头夹紧到移液工具的底座上时均匀地受载并且可以节省材料地构成。在另一个实施形式中，承载装置和/或支承装置分别具有多个承载和/或支承元件，移液头托盘可以支撑在所述承载和/或支承元件上。在这个实施形式中，各移液头托盘可以在外边缘上在多个部段中受到支持，而在这些部段之间没有支持结构。例如为了可以通过传送工具不受妨碍地抓握并取出设置在承载装置之下的移液头托盘，可以使用这个实施形式。

根据另一个实施形式，工作位通过第一定向元件的组件来限定，所述第一定向元件构造成，使得在第一定向元件之间装入的标准化的微量滴定板对准工作位，并且所述支架在下部边缘区域中具有用于使支架对准第一定向元件的第二定向元件，所述第二定向元件具有与第一定向元件互补的形状。由此实现了，所述支架可以精确地对准工作位。

根据另一个实施形式，所述第一定向元件包括多个第一销和至少一个第一弹簧元件，所述第一销和所述第一弹簧元件在工作位的角部从工作区向上突起，并且第二定向元件包括第一定向孔，所述第一定向孔构造成，用于容纳第一销和第一弹簧元件。根据另一个实施形式，第一定向孔朝第二框架的内侧敞开。由此实现了，第一定向元件可以同时使所述支架和标准化的微量滴定板或另外的具有标准化的微量滴定板的底面的实验室用品对准工作位。

根据另一个实施形式，所述承载装置与支架的下侧隔开间距地设置，所述支架超过由移液头托架与放置在移液头托架上的移液头托盘和保持在移液头托盘中的移液头组成的组件的高度。为了使用商业上常见的移液头托架、移液头托盘和移液头，所述间距优选在35mm至110mm的范围内。这个实施形式特别适用于将由移液头托架和移液头托盘组成的组件在上面放置到承载装置上，因为由此避免了与第一承载装置下面的相应的组件发生碰撞。

根据另一个实施形式，所述承载装置到支架下侧的间距尺寸设计成，使得保持在放置在承载装置上的移液头托盘中的移液头在下面在放置在移液头托架上的移液头托盘中的移液头上方终止。为了使用商业上常见的移液头托架、移液头托盘和移液头，所述间距优选在70mm至230mm的范围内。通过这个实施形式防止了，直接放置到承载装置上的移液头托盘中的移液头与保持在该承载装置下方的移液头托架上的移液头托盘中的移液头发生碰撞或卡死。

根据另一个实施形式，所述支架的第一框架在至少两个平行的框架部件的内侧上具有相对于第一框架的上侧向下错开的、限定所述通过口的支承条，用于在至少两个平行的边缘上支承移液头托盘或移液头托架。放置到支承条上的移液头托盘或移液头托架可以通过所述通过口的边缘引导并且对准支架。通过将移液头托盘或移液头托架仅支撑在两个平行的边缘上，实现了较大的用于装入移液工具的通过口。在另一个实施形式中，所述两个支承条设置在第一框架的两个窄侧边上。

根据另一个实施形式，所述支架的第一框架在至少一个框架部件的外边缘上具有一排用于容纳移液头的孔。这使得可以安置附加的移液头，从而进一步提高了可供用于执行对实验室样品的自动处理的移液头的数量。在框架的所述孔中可以保持与移液头托盘中的移液头类型相同或不同类型的移液头。根据另一个实施形式，第一框架在一个窄的框架侧边上具有所述一排用于容纳移液头的孔。

根据另一个实施形式，所述移液工具是这样的移液工具，所述移液工具具有活塞-缸装置、一个或多个插头或其他用于夹装一个或多个移液头的底座，所述活塞-缸装置通过一个或多个管道与每个底座中的孔连接。所述移液头可以直接通过夹装到底座上或通过至少一个保持在底座上O形圈密封地夹紧在底座上。所述插头优选是锥形或圆柱形的。通过移动装置，每个活塞都能在活塞-缸装置的缸中移位。移液装置例如如EP 1 407 861 B1中的计量工具那样构成。该文献中记载的计量工具可以设计成多通道计量工具，其方式是，使从动件与多个平行的活塞-缸装置连接，这些活塞-缸装置与平行的、用于套插移液头的插头连接。备选地，所述移液工具可以如在DE 10 2016 111 910 A1或DE 10 2016 111 912 A1中记载的计量工具那样构成。在此方面参考前面提及的专利出版物，由此将其内容包含在本申请中。

根据另一个实施形式，所述传送工具是抓具，所述抓具具有能绕水平轴线摆动的抓臂，所述抓臂具有在相互朝向的内侧上突出的针，所述针通过移动装置能摆动合拢，以便抓取实验室用品，并且能相互摆动分开，以便放开实验室用品。所述抓具优选如在EP 1 407861 B1中记载的那样构成。在这个方面参考EP 1 407 861 B1，其内容由此包含在本申请中。

另一个实施形式在工作区中包括用于传送工具和具有矩形管的适配器的预先确定的存放位，所述适配器以其下边缘能放置在所述存放位上，还包括用于形锁合地与传送工具连接的结构，并且其上边缘构造成，用于承载移液头托盘，从而装入移液头托盘中的移液头嵌入所述管中。由此在工作区中为移液头提供了另外的存放位。原则上，当移液头托盘设置在适配器上时，可以从移液头托盘上取下移液头。只要传送工具对从移液头托盘上取下移液头造成干扰，则首先可以将传送工具从存放位移除并存放在另外的位置处。如果没有其他存放位置可供使用或移动装置不适于利用移液装置将全部移液头从适配器上的移液头托盘上取下，可以利用传送工具首先将移液头托盘从适配器上取下并在支架的承载装置上或在移液头托架上放置到工作位上。由此，能通过移液装置将移液头从该移液头托盘上取下。

根据另一个实施形式，所述支承位置具有第三定向元件的组件，并且适配器在下面具有第四定向元件，所述第四定向元件具有与第三定向元件互补的形状，用于使适配器在第三定向元件上对准存放位，和/或所述适配器在上边缘上具有第五定向元件的组件，所述第五定向元件构造成，使具有对应于标准化微量滴定板的底面的底面移液头托盘对准适配器。由此实现了，使得移液头托盘可以精确地对准存放位，所述存放位有利于通过抓具自动接纳移液头托盘和/或通过移液工具自动接纳移液头。根据另一个实施形式，第三定向元件包括多个第二销，所述第二销从存放位向上突起，并且第四定向元件在适配器的下侧上包括第二定向孔，所述第二定向孔构造成用于容纳第二销。根据另一个实施形式，第五定向元件包括在适配器上边缘的角部处的多个向上突起的第三销和至少一个第二弹簧元件。所述适配器也适于存放其他实验室用品，例如微量滴定板或其他底面与标准化的微量滴定板的底面相同的实验室用品。

根据另一个实施形式，所述移动装置包括工具架，所述工具架构造成，有选择地与移液工具或抓具或其他传送工具连接。根据另一个实施形式，所述工具架构造成，将移动装置的驱动运动传递到移液工具或传送工具上，以便控制所述至少一个活塞-缸装置的活塞的移位或控制抓臂或用于抓握实验室用品的其他元件的移位。

根据另一个实施形式，所述工具架如EP 1 407 861 B1中记载的那样构成。在这个方面参考EP 1 407 861 B1，由此将其内容包含在本发明中。

利用根据本发明的实验室自动机能够处理液态的实验室样品。试剂和其他液体。这包括纯液体和液体的单相和多相的混合物(例如乳剂的溶液)以及液体和固体的混合物(例如悬浮液)。

此外，本发明还通过实验室自动机根据权利要求14的应用来实现。

在根据权利要求1至13中任一项所述的实验室自动机的根据本发明的用于自动处理液态的实验室样品的应用中：

·在至少一个预先确定的工作位上，在具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘中提供移液头，

·使支架以支撑装置在支承在工作位上的移液头托盘旁边放置在工作区上，从而将承载装置设置在所述移液头托盘上方，

·将具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘中的移液头提供到支架的承载装置上，

·通过移液工具将移液头从承载装置上的移液头托盘中取出并在传送液体之后释放所述移液头，

·通过所述传送工具将移液头托盘从承载装置上取下，以及

·通过移液工具穿过承载装置的通过口从设置在承载装置下面的移液头托盘中取出移液头并将其用于传输液体。

所述实验室自动机已经说明的有利效果适用于这种应用。这也适用于所述应用下面的实施形式。

根据另一个实施形式，将一个移液头托盘放置到工作位上并且使保持在移液头托盘中的移液头嵌入工作位中的凹部中，或者将一个移液头托盘放置到一个移液头托架上或将该移液头托架放置到工作位上，和/或将一个移液头托盘放置到承载装置上或将移液头托盘在上面放置到一个移液头托架上并将该移液头托架放置到承载装置上。

根据另一个实施形式，当在承载装置上没有设置移液头托盘时，通过传送工具将一个移液头托盘从适配器上取下并将其放置到支架的承载装置上或放置到一个设置在承载装置上的移液头托架上，并且通过移液工具由承载装置上的移液头托盘容纳移液头，并且将移液头用于转移液体。

根据另一个实施形式，在多个预先确定的工作位上方将移液头相叠地设置在移液头托盘和支架中，首先通过移液工具将移液头从工作位上方最上面的移液头托盘中取出，此后，通过传送工具将最上面的移液头托盘从最上面的承载装置上移除，此后，通过移液工具将移液头从存放在最上面的承载装置下方的移液头托盘中取出，并且相应地继续进行，直至从设置在相同工作位上的所有移液头托盘中取出移液头。

此后，将移液头从设置在另一个工作位上设置在不同高度位置中的移液头托盘中取出。在一个备选的实施形式中，首先通过移液工具从设置在不同工作位上方的不同支架上的移液头托盘中取出移液头。此后，传送工具可以将移液头托盘从最上面的承载装置上移除并且此后移液工具将移液头从存放在最上面的承载装置下方的移液头托盘中取出。由此，在一个具有仅能交替地装载传送工具和移液工具的移动装置的实验室自动机中可以减少改装时间。

附图说明

下面参考实施例的附图来详细说明本发明。在图中：

图1用从斜上方观察和从侧面观察的透视图示出实验室自动机的工作区中的工作位，所述实验室自动机具有支架和移液头托盘；

图2用从斜上方观察的透视图示出具有低的支架、移液头托架和移液头托盘的工作位；

图3用从斜上方观察的透视图示出低的支架；

图4用从斜上方观察的透视图示出在从下面的移液头托盘中取出移液头时的大的支架；

图5用从斜上方观察的透视图示出具有大的移液头托架和移液头托盘的两个工作位；

图6用从斜上方观察的透视图示出实验室自动机；

图7用从斜上方观察的透视图示出适配器连同设置在其上的移液头托盘；

图8用从斜上方观察的透视图示出实验室自动机的工作区中的存放位连同放置在其上的适配器，所述适配器带有放置在其上的移液头托盘和支承在适配器上的抓具。

具体实施方式

根据图1，实验室自动机1在平坦的工作区2(工作板)上具有多个用于标准化的微量滴定板的工作位3。相应地，每个工作位3都具有与标准化的微量滴定板的底面适配的规格。

每个工作位3都由第一定向元件4的组件限定，所述第一定向元件通过四个固定地与工作区连接的第一销5和一个第一弹簧元件6形成。两个第一销5在工作位的一个角部旁边设置在工作位的一个长侧边和一个短侧边的端部处。第一弹簧元件6设置在工作位的与所述角部正对地对置的角部处。与工作位3的所述长侧边和短侧边相邻接地在另一个角部旁边设置另一个第一销5。

在该示例中，实验室自动机具有六个工作位3。

在每个工作位3上能够放置一个标准化的微量滴定板，所述微量滴定板由第一定向元件4包围。这里，所述微量滴定板由第一销5在侧向引导并由第一弹簧元件5压向第一销5。

在图中示出的移液头托盘7和移液头托架8和其他实验室用品具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面。它们在下部区域中构造成，使得它们能由第一定向元件4对准工作位3。

在两个工作位3上设置一个较低和一个较高大的支架9.1、9.2，这两个支架用于保持移液头托盘7和移液头托架8。根据图3，较低的支架9.1在上面具有承载装置10，所述承载装置通过一个矩形的第一框架11形成。此外，所述较低的支架9.1具有四个杆件13形式的支撑装置12，这些杆件从第一框架的下侧突出并且与第一框架连接。最后，较低的支架9.1包括矩形的第二框架15形式的支承装置14，所述杆件13与所述第二框架连接并且从所述第二框架的上侧向上突出。所述杆件13通过螺栓16与第一和第二框架11、15连接。所述螺栓的螺栓头17设置在框架11、15的下沉部18中，从而所述螺栓头没有向外突出。

第一框架11具有矩形的通过口19。第一框架11在两个平行的短框架部件上具有相对于其上侧向下错开的、在两侧限定所述通过口19的支承条20、21。

第二框架15具有矩形的容纳口22。所述容纳口22的尺寸大于所述通过口19的尺寸，从而容纳口22能够容纳标准化的微量滴定板。

第二框架15在角部处具有第一定向孔24形式的第二定向元件23，所述第一定向孔构造成，能容纳第一销5和第一弹簧元件6。第一定向孔24朝第二框架15的内侧敞开。

所述支架例如由不锈钢制成。

根据图1和2，第一销5和第一弹簧元件6嵌入第一定向孔24中并且使支架对准工作位3。

在第一框架11上放置一个移液头托架8并且在这个移液头托架8的上边缘区域上放置带有保持在其中的移液头25的移液头托盘7。所述移液头托架8在上边缘的角部处具有向上突起的销26，这些销从下面嵌入移液头托盘7的边缘区域中的孔27中。由此，使得移液头托盘7对准移液头托架8。移液头托架8嵌入通过口19中，此时移液头托架在窄侧边上以其下边缘贴靠在支承条20、21上。移液头托架8通过所述通过口19的边缘定向，从而所述移液头托盘7对准支架9.1。

直接在工作位3上放置另一个移液头托架8，所述移液头托架在上边缘上承载另一个移液头托盘7。

下面的移液头托架8装入容纳口22中。由于第一定向孔24朝第二框架14的内侧敞开，移液头托架8在容纳口22中定向。附加地或替代地，移液头托架8可以通过支架9.1中的容纳口的内边缘定向。

设置在上面的移液头托盘7中的移液头25没有突出于第一框架11的下侧。因此，第一框架11与保持在下面的移液头托盘7中的移液头25有较小的间距就足够了。

在图1和4中，附加地示出支架9.2较高大的实施形式，这个支架与较低的支架9.1的区别在于，第一框架11到第二框架15的间距较大。这个第一框架11具有与较低的支架9.1上的上面的移液头托盘7的上侧相同的高度位置。因此，在较高大的支架9.2中，上面的移液头托盘7能直接放置在第一框架15的支承条20、21上，此时，移液头25穿过第一框架11的通过口19向下伸出。由于支架9.2较大的高度，这些移液头不会与设置在其下的移液头25发生碰撞。

图5示出较高大的支架9.3的另一个实施形式，在这个支架中，第一框架11分别在短的框架部件26的侧向突出的边缘上具有一排用于容纳移液头25的孔27。移液头托盘7直接放置到上框架11上，从而第一框架11上的所有移液头25大致设置在相同的高度上并且能够用移液工具接纳。

根据图6，实验室自动机1在一个在侧壁中具有窗口1.2并且在正面中具有能上下滑移的门1.3的壳体1.1中在工作区2的上方具有在XYZ机械手(三轴传送机)29上的工具架28。所述工具架28具有用于容纳不同工具的销容纳部，这些工具至少包括移液工具30和抓具31(见图1、4、8)。

至少一个移液工具30(见图1、4)是多通道移液工具，例如是八通道移液工具。此外，可以设置单通道移液工具。也可以设置覆盖不同容积范围的多个多通道移液工具和/或多个单通道移液工具。

抓具31(见图8)具有能绕水平轴线摆动的抓臂32，所述抓臂带有在相互朝向的内侧上突起的针33，用于夹紧实验室用品。

所有工具30、31都在上面具有固定销34，所述固定销能够装入工具架28的销容纳部中并且固定在其中。如果固定销34装入销容纳部中，机械手29可以将驱动运动传递到相应的工具30、31上。为此，在工具架28中存在驱动轴，并且在工具30、31中分别存在主轴，所述主轴能通过接合装置与驱动轴接合。在移液工具30中，驱动运动用于使活塞在缸中移动，这种移动使得将液体吸入一个或多个移液头25或从移液头中排出的气垫移动。在抓具31中，驱动运动使得抓臂32发生摆动。

EP 1 407 861 B1中记载了用于实验室自动机的移液工具30、抓具31和工具架的细节。

移液工具30在上面具有横梁25，固定销34从所述横梁向上突出。所述横梁在端部处具有孔36。在后面，在上端部上带有轴颈38的杆件37从工作区向上突起，每对杆件形成一个用于移液工具30的存放位39。移液工具30能以横梁中的孔套插到杆件上端部上的轴颈上，从而所述移液工具保持在所述杆件上。

根据图7和8，抓具能支承在工作区2中的一个适配器40上。为此，工作区2具有两个竖起的第二销42形式的第三定向元件41，所述第二销与工作区2固定连接(见图6)。适配器40包括矩形的管43，所述管在下面用底部44封闭。在底部中，所述适配器40具有竖直的定向孔形式的第四定向元件。

管43的上边缘构造成用于支承移液头托盘7，从而保持在移液头托盘中的移液头25伸入所述管中。为了使移液头托盘7对准适配器40，所述移液头托盘在上边缘上具有由第五定向元件45组成的组件。这个组件通过第三销46和第二弹簧元件47组成的组件形成，这个组件与由第一销5和第一弹簧元件6组成的用于限定工作位3的组件相对应。适配器在角部处具有突出的肋部48，第三销46和第二弹簧47的固定在肋部的上端部上。移液头托盘7保持在适配器40上，从而其侧向边缘与适配器40的侧壁平齐地结束。

适配器40在侧壁中具有用于与传送工具形锁合连接的结构49，所述结构通过对中孔50形成，抓具31能够以其针33嵌入所述对中孔中。在图8中示出与适配器40形锁合地连接的抓具31。这里，抓具31跨接在放置在适配器40的上边缘上的移液头托盘7上。

根据图1和6，在另一个工作位3上保持用于存储器或器皿的架子51。这种架子51和所属的存储器以及用于保持器皿的模块例如记载在EP 2 168 684 B1中。

工作区在前面具有凹部52，所述凹部容纳盆状的废弃物容器53。

利用所述多通道移液工具30，能由移液头托盘7接纳移液头25。此后，可以将所述移液头用于进行移液。在移液之后，可以将所述移液头丢弃到废弃物容器53中。如果已经从设置在支架9.1、9.2的第一框架11上的移液头托盘7中取出了全部移液头25，可以将移液工具30放到杆件37上并使其与工具架分离。此后，可以将抓具31与工具架28连接并且使用所述抓具，以便从支架9.1、9.2的第一框架11上移除移液头托盘7。例如可以将该移液头托盘7丢弃到废弃物容器53中。

此后，可以将抓具31重新支承在适配器40上并且将工具架28与一个移液工具30接合。根据图1和4，将移液工具30导入第一框架11的通过口19中，以便从在第一框架11下面支承在移液头托架8上的移液头托盘7上取出移液头25。

为了使用支承在适配器40上的移液头25，将移液工具30放置在其存放位39上并且将工具架28与抓具31连接。通过抓具31将移液头托盘7从适配器40上取下并放置在支架9.1、9.2的没有安放移液头托盘7的第一框架11上。接着，将抓具31存放在适配器40上并将移液工具30与工具架28连接。此后，可以从移液头托盘7上取出移液头25。

在处理实验室样品之前，可以手动地给工作区2装载移液头25。为此，可以在一个或多个工作位上放置移液头托架8，所述移液头托架带有放置在其上的移液头托盘7，所述移液头托盘带有保持在其上的移液头25。此后，将至少一个支架9.1、9.2放置到工作区2上，此时，第一定向元件4导入第二定向元件24中。根据支架9.1、9.2的实施形式，在第一框架11上直接放置一个移液头托盘7或者放置一个带有放置在其上的移液头托盘7的移液器支架8。此外，在支架9.3中，可以给第一框架11中的孔27装载两排附加的移液头25。

最后，也可以给适配器40装载另一个移液头托盘7。

在执行程序时，实验室自动机1使用支承在所述至少一个支架9.1、9.2的不同框架11、15上的移液头25以及使用支承在适配器40上的移液头25。

附图标记列表

1 实验室自动机

1.1 壳体

1.2 窗口

1.3 门

2 工作区

3 工作位

4 定向元件

5 等一销

6 第一弹簧元件

7 移液头托盘

8 移液头托架

9.1 低的支架

9.2 高大的支架

9.3 更高的支架

10 承载装置

11 第一框架

12 支撑装置

13 杆件

14 支承装置

15 第二框架

16 螺栓

17 螺栓头

18 下沉部

19 通过口

20、21 支承条

22 容纳口

23 定向元件

24 定向孔

25 移液头

26 销

27 孔

28 工具架

29 机械手

30 移液工具

31 抓具

32 抓臂

33 针

34 固定销

35 横梁

36 孔

37 杆件

38 轴颈

39 存放位

40 适配器

41 定向元件

42 销

43 管

44 底部

45 定向元件

46 第三销

47 第二弹簧元件

48 肋部

49 用于连接的结构

50 对中孔

51 架子

52 凹部

53 废弃物容器

Claims (16)

1.用于自动处理实验室样品的实验室自动机，包括：

·工作区(2)

·所述工作区(2)中的用于实验室用品的多个预先确定的工作位(3)，所述工作位具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的规格，

·至少一个移动装置(29)，用于使工具在工作区(2)上方移动；

·至少一个传送工具(31)，能通过移动装置(29)使所述传送工具移动，以便在工作区中使实验室用品移位，

·至少一个移液工具(30)，能通过所述移动装置(29)使所述移液工具移动，以便在工作区(2)中接纳和释放移液头(25)并且通过移液头(25)吸收和输出液体，

·用于移液头托盘(7)的支架(9.1、9.2)，

其特征在于，

·用于移液头托盘(7)的支架(9.1、9.2)包括带有矩形通过口(19)的至少一个承载装置(10)和与承载装置(10)连接的支撑装置(12)，

·所述支架(9.1、9.2)以支撑装置(12)在支承在一个工作位(3)上的移液头托盘(7)的旁边放置在工作区(2)上，从而承载装置(10)设置在具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘(7)上方，通过所述移液工具(31)能够穿过承载装置(10)的通过口(19)由支承在承载装置(10)下面的移液头托盘(7)接纳移液头(25)并且能够在承载装置(10)上支承一个具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘(7)，以及

·所述实验室自动机包括电子的控制装置，所述控制装置与移动装置(29)连接并且构造成，用于控制传送工具(31)和移液工具(30)通过移动装置(29)发生的移动，从而通过所述移液工具(30)能由支承在承载装置(10)上的移液头托盘(7)接纳移液头(25)，所述移液头托盘(7)能通过传送工具(31)从承载装置(10)上取下，并能够通过移液工具(30)穿过承载装置(10)的通过口(19)由支承在承载装置下面的移液头托盘(7)接纳移液头(25)。

2.根据权利要求1所述的实验室自动机，其中，所述支架(9.1、9.2)具有支承装置(14)，支撑装置(12)通过所述支承装置支撑在工作区(2)上，所述支承装置(14)构造成，用于在矩形的容纳口(22)中容纳或在边缘上支持具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘(7)或移液头托架(8)。

3.根据权利要求1或2所述的实验室自动机，其中，所述承载装置(10)是矩形的第一框架(11)并且所述支承装置(14)是矩形的第二框架(15)。

4.根据权利要求2或3所述的实验室自动机，其中，所述支撑装置(12)包括至少一个杆件(13)或另外的直线连接梁，所述杆件或连接梁在上面与承载装置(10)连接并且在下面与支承装置(14)连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的实验室自动机，其中，所述工作位(3)通过第一定向元件(4)的组件来限定，所述第一定向元件构造成，使得在第一定向元件之间装入的标准化的微量滴定板对准工作位(3)，并且支架(9.1、9.2)在下部边缘区域中具有用于使支架(9.1、9.2)在第一定向元件(4)处对准的第二定向元件(23)，所述第二定向元件具有与第一定向元件(4)互补的形状。

6.根据权利要求5所述的实验室自动机，其中，所述第一定向元件(4)包括多个第一销(5)和至少一个第一弹簧元件(6)，所述第一销和所述第一弹簧元件在工作位(3)的角部从工作区(2)上向上突起，并且第二定向元件(23)包括第一定向孔(24)，所述第一定向孔构造成，用于容纳第一销(5)和第一弹簧元件(6)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的实验室自动机，其中，所述承载装置(10)与支架(9.1、9.2)的下侧隔开间距地设置，所述支架超过由移液头托架(8)与放置在移液头托架上的移液头托盘(7)和保持在移液头托盘中的移液头(25)组成的组件的高度。

8.根据权利要求7所述的实验室自动机，其中，所述承载装置(10)到支架(9.1、9.2)下侧的间距尺寸设计成，使得保持在放置到承载装置(10)上的移液头托盘(7)中的移液头(25)在下面在放置到移液头托架(8)上的移液头托盘(7)中的移液头(25)上方终止。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的实验室自动机，其中，所述支架(9.1、9.2)的第一框架(11)在至少两个平行的框架部件的内侧上具有相对于第一框架(11)的上侧向下错开的、限定所述通过口(19)的支承条(20)，以用于在至少两个平行的边缘上支承移液头托盘(7)或移液头托架(8)。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的实验室自动机，其中，所述支架(9.1、9.2)的第一框架(11)在至少一个框架部件(26)的外边缘上具有一排用于容纳移液头(25)的孔(27)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的实验室自动机，其中，所述传送工具是抓具(31)，所述抓具具有能绕水平轴线摆动的抓臂(32)，所述抓臂具有在相互朝向的内侧上突出的针(33)，通过移动装置(29)，能使所述针摆动合拢，以便抓取实验室用品，以及能使所述针相互摆动分开，以便放开实验室用品。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的实验室自动机，所述实验室自动机在工作区(2)中具有用于传送工具(31)和带有矩形管(43)的适配器(40)的预先确定的存放位，所述适配器以其下边缘能放置在所述存放位上，所述适配器还具有用于形锁合地与传送工具(31)连接的结构(49)，并且所述适配器的上边缘构造成用于支承移液头托盘(7)，从而装入移液头托盘中的移液头(25)伸入所述管(43)中。

13.根据权利要求12所述的实验室自动机，其中，所述存放位具有第三定向元件(42)的组件，并且适配器(40)在下面具有用于使适配器(40)在存放位上的第三定向元件(42)处对准的第四定向元件，所述第四定向元件具有与第三定向元件互补的形状，和/或所述适配器(40)在上边缘上具有第五定向元件(45)的组件，所述第五定向元件构造成，用于使具有对应于标准化的微量滴定板的底面的底面的移液头托盘(7)对准适配器(40)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的实验室自动机的应用，用于自动处理液态的实验室样品，其中，

·在至少一个预先确定的工作位(3)上，在具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘(7)中提供移液头(25)，

·使支架(9.1、9.2)以支撑装置(12)在支承在工作位(3)上的移液头托盘(7)旁边放置在工作区(2)上，从而将承载装置(10)设置在所述移液头托盘(7)上方，

·将一个具有与标准化的微量滴定板的底面相适配的底面的移液头托盘(7)中的移液头(25)提供到支架(9.1、9.2)的承载装置(10)上，

·通过移液工具(30)将移液头(25)从承载装置(10)上的移液头托盘(7)中取出并在转移液体之后释放所述移液头，

·通过所述传送工具(31)将移液头托盘(7)从承载装置(10)上取下，以及

·通过移液工具(30)穿过承载装置(10)的通过口(19)从设置在承载装置下面的移液头托盘(7)中取出移液头(25)并将其用于转移液体。

15.根据权利要求14所述的应用，其中，将移液头托盘(7)放置到工作位(3)上并且使保持在所述移液头托盘中的移液头(25)嵌入工作位(3)中的凹部中，或者将移液头托盘(7)放置到移液头托架(8)上并且将移液头托架(8)放置到工作位(3)上，和/或将移液头托盘(7)放置到承载装置(10)上，或者将移液头托盘(7)在上面放置到移液头托架(8)上并将移液头托架(8)放置到承载装置(10)上。

16.根据权利要求14或15所述的应用，其中，当支架(9.1、9.2)的承载装置(10)上没有支承移液头托盘(7)时，通过传送工具(31)将一个移液头托盘(7)从适配器(40)上取下并放置在支架的承载装置(10)上或放置在设置在承载装置上的移液头托架(8)上，并且通过移液工具(30)由移液头托盘(7)接纳移液头(25)，并且将移液头用于转移液体。

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