CN207067156U - 自动化诊断分析仪 - Google Patents

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S·R·拉茜斯
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Abstract

本申请公开自动化诊断分析仪。一种自动化分析仪，其接收制备的用于在自动化预分析模块中分析的样品，该自动化预分析模块与自动化分析仪分离、邻近或集成，以及一种操作这种自动化分析仪的方法。自动化分析仪包括穿梭器传输站，其从自动化预分析系统接收穿梭器承载架。所述穿梭器承载带有样品的容器，其被设置在其中的预分析系统预处理。穿梭器传输站具有用于穿梭器的夹紧组件。夹紧组件具有爪，其使接合构件前进以接触设置在穿梭器内的样品容器的底部。当使用机械移液器从样品容器中抽吸样品时，夹紧组件在关闭时将样品容器紧固在穿梭器内。自动化分析仪还具有多通道穿刺工具，其适于被机械夹持器机构承载。多通道穿刺工具具有均限定通道的多个穿刺构件。当穿刺工具刺破多槽可消耗物的盖时，每个通道与可消耗物内的不同槽连通。移液器可以穿过穿刺工具内的通道以从相应的槽抽吸内容物或将内容物分配到相应的槽内，通道与相应的槽连通。

Description

自动化诊断分析仪
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No.62/326,395的权益，以上申请的公开内容通过参考并入本文。
背景技术
在医疗保健行业中的生物样品的诊断测试是器械化的，这有助于快速和有效地诊断和治疗疾病。执行这种诊断测试的临床实验室已经每天收到成百上千个样品，并且需求不断增加。处理如此大数量的样品的挑战得到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自含式系统，其对生物样品执行多步骤处理以获得诊断结果。
若干当前的自动化临床分析仪向用户提供可以对所提供的样品执行的自动化测试或测定的阵列。另外，当样品到达实验室时，它们往往没有准备好用于分析。为了制备用于自动分析仪测试的样品，实验室技术人员通常将(如由实验室接收的)样品的等分试样从主容器传输到适合分析仪的次级容器中。另外，技术人员通常必须知道要对样品执行什么测试，以便技术人员可以选择与样品配对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误差和暴露于传染性疾病。
还存在预分析系统，其意在帮助制备样品以便分析，并且进一步使操作者从实验室接收样品和分析仪的测试结果之间的工作流程中解放出来。然而，许多这样的系统仍然需要重要的技术人员参与。诸如：在预分析系统中加载样品之前；以及在样品已经被预分析系统制备好之后；以及在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样品的等分试样从第一容器传输到第二容器。然而，这种系统经常需要技术人员在将第一容器和第二容器加载到系统中之前手动地将第一容器和第二容器的识别码配对，这可能耗时并且容易出错。
此外，许多这样的系统不能够与一个或更多个分析仪集成，并且相反地，分析仪不能够与这种系统集成。在这点上，必须存在技术人员手动地将样品从预分析系统传输到分析仪，并且一旦分析完成，则将样品从分析仪传输到存储方位。这要求技术人员执行辅助(menial)任务，并且可能造成干扰，因为技术人员必须注意在预分析系统和分析仪内的样品的进展，使得技术人员在准备好时传输样本以便最小化停机时间。
此外，当前预分析系统通常以不同于分析仪评估这种样品的速率制备样品。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，技术人员可能需要连续地保持追踪由预分析系统制备的样品，直到整批样品被积累用于手动传输到分析仪。替代地，技术人员可以将部分批样品传输到分析仪，这可以降低分析仪的工作效率。
因此，虽然当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。
实用新型内容
本公开描述用于样品处理和分析的设备、系统和方法。特别地，描述一种包括在高通量系统中的分析仪。在一个实施例中，所述高通量系统包括与分析仪集成的预分析系统。在另一实施例中，所述高通量系统包括至少一个附加分析仪和与两个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若干不同的配置集成以符合特定实验室的诊断需要。
本文所述的特定分析仪通常具有竖直排列的多个平台或载物台。一个平台可以容纳电子部件和可消耗的废弃物，其包括液体废弃物和固体废弃物。另一个平台是处理平台，在其中进行样品处理和分析。该平台也存储或库存大量的可消耗物，其包括移液管尖端、试剂槽、放大板、提取容器保持器、板密封材料卷等。在一个实施例中，足够的可消耗物可以被存储在分析仪上以允许分析仪以最大通量直接操作整个8小时工作班，而不重新加载系统。该平台还可以包括板密封器、定轨振荡器、试剂槽穿刺工具和用于检测分析物(诸如DNA目标)的读取器/检测器。
进一步的平台包括多用途机械手，其包括笛卡尔移动系统，该系统允许从这种系统悬挂的有效载荷穿过处理平台上方的分析仪的内部。有效载荷包括视觉系统、可消耗物夹持器和多通道移液器。视觉系统提供条形码/识别符能力并且执行其它机器视觉任务，特别是当它们涉及关于夹持器的功能时。可消耗物夹持器移动关于分析仪的可消耗物，诸如试剂槽穿刺工具和放大板。多通道移液器执行分析仪的所有液体处理要求。
附图说明
本实用新型的特征、方面和益处关于以下描述、随附的权利要求和附图将变得更好理解，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的高通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的系统的第二分析仪的前透视图，并且去除了其外部壳体。
图3是图2的第二分析仪的另一前透视图。
图4A是根据本公开的实施例的提取容器保持器的透视图。
图4B是图4A的提取容器保持器的分解图。
图5是根据本公开的实施例的样品容器穿梭器的透视图。
图6是根据本公开的实施例的放大板的透视图。
图7是根据本公开的实施例的液体试剂槽组件的透视图。
图8A是根据本公开的实施例的处理平台的俯视图。
图8B是图8A的处理平台的俯视透视图。
图9A是根据本公开的实施例的样品容器保持组件。
图9B是与样品容器接合的图9A的样品容器保持组件的示意图。
图9C是包括滴水罩的图9A的样品容器保持组件的局部透视图。
图10A是根据本公开的实施例的机械手组件的透视图。
图10B是根据本公开的实施例的机械手组件的有效载荷的侧视图。
图10C是图10B的有效载荷的局部前透视图。
图10D是夹持放大板的图10B的有效载荷的夹持器的后透视图。
图10E是根据本公开的另一实施例的夹持器的透视图。
图10F是图10B的有效载荷的多通道移液器的前透视图。
图11A是根据本公开的实施例的容纳穿刺工具的套件的前透视图。
图11B是图11A的穿刺工具的前透视图。
图11C是被用于刺穿液体试剂槽组件的密封件的图11A的穿刺工具的示意图。
图11D是与图7的移液管尖端和液体试剂槽组件相关的图11A的穿刺工具的示意图。
图11E-图11G描绘替代穿刺工具承载架和使用图10A的机械手组件将图 11A的穿刺工具移动到穿刺工具承载架和从穿刺工具承载架移动的方法。
图12是根据本公开的实施例的可消耗物抽屉的后侧透视图。
图13A是根据本公开的实施例的板密封器的后透视图。
图13B是包括提升和枢转机构的图13A的板密封器的后透视图。
图14是根据本公开的实施例的定轨振荡器的前透视图。
图15是包含图2的分析仪的计算系统的示例性架构的框图，该分析仪包括适用于实施本公开的方法的示例部件。
图16是根据本公开的一个实施例使用图2的分析仪的方法的流程图。
具体实施方式
定义
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。另外，当参考具体(诸如左、右、前、后、上和下)方向时，在以下讨论中，应该理解，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。
高通量系统概述
图1描绘高通量系统00，其包括第一分析仪2000、第二分析仪4000和预分析系统10，诸如在美国临时申请62/296,349(‘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，以便它们可以彼此物理地连接和断开并且还可以彼此电连接和电断开。虽然第二分析仪4000与第一分析仪2000在它们执行的操作和测定方面不同，但是应当理解的是，第一分析仪2000可以是第二分析仪4000的副本，使得预分析系统10耦接到至少两个相同的分析仪。还应该理解的是，预分析系统10的模块化允许它与任何这样配置的分析仪耦接。如图所示，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，但是应该考虑的是，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可以被配置使得它们可以以其他物理排列(例如，诸如L形)放置。
与系统10有关的分析仪和VIPER LT
第二分析仪4000可以被耦接到预分析系统10的任一侧。关于这点，当分析仪4000位于系统10的左侧时(如图1所示)，预分析系统10的样品容器穿梭器传输组件300b(如‘349申请’的图7所示)能够朝向分析仪4000延伸，或在分析仪4000位于系统10的右侧的情况下，预分析系统10的样品容器穿梭器传输组件300a朝向分析仪4000延伸。这种组件300a-300b可以邻近分析仪的入口终止。然而，如以下所描述的，分析仪4000具有传送带，其可以将相应的穿梭器传输组件300的路径延续至分析仪4000内。如本文所使用的，“穿梭器”可以是带有多个盛器的机架或承载架结构，每个盛器被设定尺寸并且经配置以适于接收样品容器。
分析仪4000与BD ViperTM LT系统(新泽西富兰克林湖的Becton Dickinson) 类似并且共享许多特性，其中一些在下面被识别。本文中未详细描述BD ViperTM LT系统。然而，如以上所解释的，分析仪4000是模块化系统，其被配置为与自动化系统协作操作，以使用BDViperTM LT系统进行待测定样品的预分析处理。这种预分析系统如系统10所示。关于这点，分析仪4000是用于模块化连接和高通量处理和分析的BD ViperTM LT系统的改造，并且因此包括将在下面描述的许多附加特征。
结构框架
如图2和图3所描述的，分析仪4000包括由若干支撑部件(诸如金属管段，其被配置为支撑并限定用于样品处理和分析的不同的平台或载物台)组成的结构框架4011。这样的平台可以包括增补平台4012、处理平台4014和多用途机械手平台4016。分析仪4000也包括包围其内部部件的外壳或壳体4010，如图1 所示。
可消耗物
简介
图4A-图7描绘不同的可消耗物，其可以被自动化地用于执行对样品(诸如基于液体的细胞学样品等)的测定。特别地，分析仪及其可消耗物被配置为执行HPV测定以检测多种类型的HPV(例如，HPV 16、HPV 18、HPV 33、HPV 45、HPV 58等)。这种HPV测定可以包括例如BD OnclarityTM HPV测定(新泽西富兰克林湖的Becton Dickinson)。执行这种测定的能力部分地得到可消耗物设计的支持。这种可消耗物包括移液管尖端4062、样品容器03、样品容器穿梭器4030、提取容器保持器4020、放大板4040和液体试剂槽组件4050。
提取容器保持器
提取容器保持器4020(图4A和图4B)优选地为塑料热成型翻盖，其包括下部4025、上部4022和多个提取容器4026。每个提取容器4026可以包括设置在条带上的氧化铁(“FOX”)颗粒以从样品中提取DNA，并且被轻质箔4023 密封，其在添加样品之前被移液管尖端刺破。
翻盖的下部4025是具有延伸穿过其的通孔的窄矩形器皿，以允许提取容器部分地延伸通过这种孔。下部翻盖4025的侧壁4027上的热成型特征件4028提供与分析仪4000的可消耗物抽屉上的特征件的干涉配合。每个提取容器4026 被加载到下部4025内，使得它们的箔侧面向与侧壁4027相同的方向。
翻盖的上部4022呈肋状插入物的形式，其落入由下部4025的侧壁4027形成的空间中并且通过一组突出物(未示出)锁定在下部4025内。多个肋状物4024 在横向于提取容器4026的方向上延伸以对提取容器保持器4020提供结构刚度，该保持器提供有助于在借助移液器的抽吸期间保持上部翻盖4022的保持力。多个通孔4021在邻近的肋状物4024之间延伸穿过上部4022，以便允许管4026的箔密封件4023被移液管尖端接近。条形码被定位在上部4022，其有助于追踪信息，诸如管4026的内容物的批量、有效期和序列号。提取容器保持器4025被组装有足够的提取容器4026，以执行单次运行，其在所述的实施例中，提取容器4026是以4×8排列的32个提取容器。
样品容器穿梭器
样品容器穿梭器4030(图5)与‘349申请’的穿梭器284类似，并且包括盛器4032，每个盛器被配置为接收样品容器03。所述的特定穿梭器4030包括两行6个盛器4032，总共12个盛器。然而，可以提供任何数量的盛器4032。例如，穿梭器4030可以包括两行12个盛器4032，总共24个盛器。在所述的特定分析仪4000中，一批样品可以包括12-32个样品。因此，1到3个盛器可以将整批样品提供给分析仪4000。
穿梭器4030也包括横向开口4036，其与对应的盛器4032交叉以允许样品容器保持组件(以下描述)接近设置在其内部的容器03。样品容器03与‘349 申请’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件 09的盖。
放大板
放大板组件4040(图6)包括板主体4051。接合开口4044延伸进入主体 4041的相应侧4042，其允许多用途机械手4300的夹持器(图10A)从放大板组件4040的相对侧与之接合。例如，开口4044a延伸穿过侧面4042a和直接与侧面4042a相对的侧面(未示出)。另外，开口4044b延伸穿过侧面4042b和直接与侧面4044b相对的侧面(未示出)。这允许当板处于不同取向时，机械手4300 夹持并提升板4040。限定放大隔间4045的多个管在板主体开口内连接到板主体 4041。这种管可以以插入板体4051中的1×8条的聚丙烯管形式提供。隔间4054被提供有干燥的试剂，其被用于DNA目标的放大。关于这点，放大板4040可以具有颜色编码，用于板4040的隔间4045中容纳的试剂的视觉识别。然而，在一些实施例中，可以不存在颜色编码。
液体试剂板
液体试剂槽组件4050包括大约4个分离且线性排列的槽4052，其容纳大量试剂。例如，4个槽4052a-d可以被提供，使得第一槽4052a容纳清洗缓冲液、第二槽4052b容纳酸性缓冲液、第三槽4052c容纳中性缓冲液并且第四槽4052d 容纳洗提缓冲液。这种槽4052的体积使得它们均可以容纳足够的试剂以执行至少20个测定运行。这允许足够体积的试剂被加载到分析仪4000上以持续整个 24小时周期而无需补充。第一槽4052a包括集成到其侧壁内的轨道4056，该侧壁允许挡板壁(未示出)插入在这种轨道4056之间并且进入槽4052a，以帮助减少在填充过程期间的飞溅。第二槽4052b通常具有最小的体积并且限定梯形空腔。该形状提供需要的体积同时也在空腔的一侧提供相对大的开口面积，以便能够用足够大的工具(诸如工具4240)穿透，移液管尖端通过该工具接近槽 4052b。
组件包括重型可刺破的封盖材料4058(参见图11C)，其可以被穿刺工具 4240刺破(参见图11B)以允许移液管尖端4062接近试剂，如下所述。液体试剂槽组件4050也包括围绕其周边延伸的套环4054，套环位于平台表面上并且可以被平台表面上的肘节接合以压紧组件4050。
移液管尖端
移液管尖端4062被提供在尖端保持器4060中(参见图8B)。在分析仪的一个实施例中，四个1000微升的尖端被用于处理每个样品。另外，单个试剂移液管尖端被用于每批样品。这有助于在试剂移液管尖端没有直接与样品接触时减少使用的尖端的数量。
参考图2和图3，增补平台4012被设置为邻近分析仪4000的底部，并且位于处理平台4014的下方。增补平台4012容纳电子部件和废弃物贮藏室。例如，增补平台4012可以包括液体废弃物贮藏室4002，其接收和容纳所有液体废弃物，诸如在DNA提取过程期间来自提取管4026和在清空过程期间来自液体试剂槽组件4050的液体废弃物。贮藏室4002包括感应装置以监测空容量。增补平台4012还包括一个或多个固体废弃物贮藏室4004，其位于延伸穿过处理平台4014 的每个固体废弃物滑槽4210下方(参见图8A和图8B)。例如，单个废弃物贮藏室可以位于废弃物滑槽4210下面并且可以收集所有固体废弃物。在另一示例中，两个固体废弃物贮藏室可以用于分别收集用过的移液管尖端4062和放大板 4040。每个这种前述固体废弃物贮藏室可以包括类似于液体废弃物贮藏室4002 的感应装置，用于检测固体废弃物水平。这种感应装置可以包括例如光学或超声波传感器。
处理平台
布局
图8A和图8B描述处理平台4014。处理平台包括可消耗物抽屉4100、板密封器4220、定轨振荡器4230、穿刺工具4240、试剂槽组件4050、穿梭器传输站4250、废弃物滑槽4210和读取器/检测器。
抽屉
在所述实施例中，处理平台4014包括6个可消耗物抽屉组件4120，其每一个容纳用于测定工作流程的主要可消耗物，如图8A、图8B和图12所示。关于这点，6个抽屉4100中的每一个从前到后包括移液管尖端站4142、提取容器站4126和放大板站4128。站4124、4126和4128被配置为分别保持移液管尖端保持器4060、提取容器保持器4020和放大板4040。另外，每个可消耗物抽屉4120 在其外壳4122内容纳提取器模块4125，其与BD ViperTM LT系统中的提取器模块类似，并且包括提供可移动磁场的可移动磁体，该可移动磁场被用于从样品中提取DNA。这种磁体被容纳在每个可消耗物抽屉4120内的提取器容器站4126 下方，并且在上下方向上沿着导轨4127选择性地移动，该导轨被设置在每个站 4124、4126和4128下方的分隔隔间的侧壁上。如图12所示，提取器4125处于上/提取位置。可消耗物抽屉组件4120位于分析仪4000前面、介于两个检测器/ 读取器4260a-b之间，并且每个检测器/读取器4260a-b包括在其前端上的视觉指示器(诸如彩色LED)，其向用户指示其状态并且让用户知道抽屉目前正在被使用、准备被使用或需要用可消耗物补充。
抽屉组件4120还包括铰接保持特征件4121。在所述实施例中，保持特征件 4121是弹簧加载臂，其被铰接地连接到提取容器站4126正后方的外壳4122。保持特征件4121具有保持位置和可消耗物替换位置。在保持位置，如图12所示，保持特征件4121在站4124和4126上方延伸。在该位置，保持特征件4121 被配置为包括被定位在其相应的站4124、4126中的移液管尖端保持器4060和提取容器保持器4020的相应周边，同时允许通过保持特征件4121内的开口接近它。关于这点，保持特征件4121防止提取容器保持器4020和移液管尖端保持器4060在操作期间被非故意地移动。当抽屉4120内的可消耗物需要被替换时，抽屉4120被延伸并且将保持特征件4121锁定处于保持位置的锁定特征件 (未示出)被释放。在位于铰链4123内的扭矩弹簧(未示出)的偏置下，保持特征件4121关于铰链4123旋转到向用户提供间隙以补充抽屉4120内的可消耗物的可消耗物替换位置。
处理平台4014还包括单个尖端抽屉组件4110，其容纳5个96井尖端承载架4060，并且被构建为类似于抽屉4120，因为它包括在其前端上的视觉指示器。然而，尖端抽屉组件4110不包括提取器，并且被配置为保持多个尖端承载架4060。这些尖端承载架4060提供用于每个样品提取(在可消耗物抽屉中进行) 的第四个移液管尖端，以及试剂尖端和由于拾取失败或堵塞而可能需要的任何附加尖端。抽屉4110位于可消耗物抽屉4120左侧。用户可以从分析仪4000的前方接近并且可以自动化地操作这些抽屉4110、4120，因为整体上根据抽屉的当前状态和分析仪的状态，抽屉被分析仪4000自动锁定或解锁。
试剂槽站
试剂槽组件4050位于试剂槽站中，该试剂槽站位于可消耗物抽屉4120和定轨振荡器4230之间。这些组件4050保持在固定位置。虽然试剂槽组件4050 保持在固定位置并且通常在操作期间如可消耗物抽屉4100一样不可接近，但是应当理解的是，试剂槽组件4050包括足够的试剂，使得在操作期间不需要接近该区域。
废弃物滑槽
用于放大板4050、移液管尖端4062和液体废弃物的分离的废弃物滑槽4210 延伸穿过处理平台4014并且与相应的废弃物贮藏室4002、4004连通。这允许使用的消耗品被传送到位于处理平台下方的废物贮藏室4002、4004。废弃物滑槽4210位于尖端抽屉4110后方、朝向分析仪4000的后面。
密封器
图13A和图13B描述完全自动化的板密封器4220，其位于分析仪4000的后左拐角处。板密封器4220具有可移动工作台4224，其接收未接种的放大板 4040并且移动到板密封器4220，最好地如图13A所示。板密封器4220将透明的光学密封结合到放大板4040的顶部。分析仪4000使用自动化板密封器4220 在洗提之后和在板混合和目标放大之前密封放大板4040。为了在单个载荷下提供多密封能力，密封器4220利用基于辊的密封，其可以由密封材料的单个辊(诸如800米的辊)4222提供，该辊可以一次装载。密封材料的体积在全年的大多数应用中足够密封板4040。然而，板密封器4220可以包括光学传感器(未示出)，其被配置为感应密封材料量何时下降到指示需要替换密封材料的一定阈值水平以下。
虽然板密封器4220位于分析仪4000的后面，但是期望能够从分析仪4000 的前面接近密封器4220以补充密封材料。穿过分析仪4000的前面接近位于分析仪4000的后面的部件的能力允许分析仪4000被直接抵靠实验室的墙壁放置，这有助于节省占地面积。为了便于从前面接近，板密封器4220可以被安装到提升和枢转机构4226，最好地如图13B所示。提升和枢转机构4226包括被安装到驱动轴(未示出)的可移动基座4227(参见图13A)。驱动轴被可旋转套管4229 围绕，可旋转套管4229也被连接到可移动基座4227并且与其一起旋转。当光学传感器感应到密封材料低运行时，通知用户。用户可以接着手动地或自动地操作曲柄4228以通过驱动轴升高可移动基座4227，直到它清除它周围的平台。在提升位置，可移动基座4227被手动地或自动地逆时针旋转以使密封器4220 的后面存在于分析仪4000的前面。这种旋转受存在的旋转停止臂4223的限制，旋转停止臂4223被连接到围绕驱动轴的可旋转套管4229。关于这点，旋转停止臂和套管4229和基座4227一起旋转，直到停止臂邻接固定结构，由此阻止进一步的旋转。这有助于防止过度旋转，过度旋转可以导致板密封器4220和其他装备的非故意接触。在该位置，密封材料的空的或近空辊4222可以从分析仪4000 的前面容易地到达以进行替换。一旦新辊4222被附接，则密封器4220可以被顺时针旋转并且曲柄4228被操作以降低密封器4220回到其操作位置。
穿刺工具
穿刺工具4240(参见图11A-图11D)包括多个筒状穿刺构件4244，其从工具主体4241延伸并且具有成型为刺穿试剂槽组件4050的重型密封件的穿刺端 4246。这种筒状穿刺构件4244可以或可以不共同位于平行于工具主体4241的纵向轴线的竖直平面内。筒状穿刺构件4244限定开口4242，其足够大以在其中接收移液管尖端4062。工具4240还包括从主体4241向上延伸的一对链接构件 4248，其具有接收机械手4300的夹持器4340的保持构件4346的接合开口4249，如图11C所示。穿刺工具4240刺穿试剂槽组件的密封件并且停留在适当位置以提供通道，移液管尖端4062可以通过该通道抽吸液体试剂，最好地如图11D所述。
穿刺工具套件/承载架
与试剂槽组件4050相关联的两个穿刺/刺破工具均位于相应的套件或承载架4270内、朝向处理平台的中心后面，直到它们被用于刺穿试剂槽组件4050。承载架4270包括工作台4272，其位于容纳工具4240的空腔4274内。工作台 4272具有升高的侧边缘，其被键接到工具4240的周边，以便当工具4220被放置在承载架4270内时，工具4240以正确的方位位于工作台4272上，因为工具 4240等待被机械手2300拾取，最好地如图11A所示。
图11E-图11G示意性地描绘替代穿刺工具套件/承载架4280。承载架4280 包括基座4282、一个或多个侧壁4288、对齐柱4287a-b和保持构件4284。柱 4287a-b从基座4282延伸并且具有锥形端部4289，锥形端部4289被配置为与穿刺工具主体4241的底部处的开口(未示出)配合。最好地如图11G所示的锥形端部4289在被放置到承载架4280上时有助于将承载架4280内的工具4240对齐。一个或多个侧壁4288通常从位于承载架4280的前侧和后侧处的基座4282 延伸，从而限定用于工具4240的外壳空间。如图所示，侧壁4288没有从基座左侧和右侧处的基座4282延伸，从而提供用于保持构件4284枢转的空间。然而，考虑提供从基座4282左侧和右侧延伸的侧壁以进一步限定用于穿刺工具 4240的外壳，这种侧壁为保持构件4284的运动提供足够的间隙，如下所述。
保持构件4284从基座4282延伸并且以足够允许穿刺工具4240被设置在承载架4280的相对端之间的距离位于承载架4280的相对端处。保持构件4284均包括一个或多个斜面4285，诸如第一斜面4285a和第二斜面4285b。斜面4285a-b 朝向承载架4280的中心面向内侧。另外，第二斜面4285b相比第一斜面4285a 通常位于更内侧。每个保持构件4284还具有悬伸表面4286，其面向基座4282。保持构件4284在第一位置和第二位置之间是可移动的，诸如通过销连接到基座 4280，但是在第一位置偏置，诸如通过弹簧(未示出)。关于这点，当保持构件 4284处于第一位置时，由承载架4280支撑的穿刺工具4240通过保持构件4284 的悬伸表面4286被限制不能竖直移动，如图11E所示。当处于第二位置时，如图11F所示，悬伸表面4286从穿刺工具4240分离。因此，当保持构件4284处于第二位置时，穿刺工具4240不再被保持构件4284限制并且可以从承载架4280 升起。
样品容器保持组件
样品容器保持组件4250(图9A和图9B)与‘349申请’中的样品容器保持组件1100相似，因为它包括夹紧组件4252，其朝向设置在夹紧组件内的穿梭器4030关闭，以保持穿梭器4030和穿梭器4030内的容器03，同时从容器03 抽吸等分试样。关于这点，夹紧组件4252包括接合构件4253，其被配置为当夹紧组件4250被关闭以接合样品容器03的底端处的裙座(skirt)07时，突出穿过穿梭器4030中的第二横向开口4036，最好地如图11C所示。这些接合构件 4253刺穿/咬合相应的容器03的裙座07以防止在抽吸期间容器03非故意地从穿梭器4030移除。另外，每个夹紧组件4252包括连接到其的滴水护罩4251。每个滴水护罩4251包括多个半圆形凹口，其被配置为部分地接收样品容器03。关于这点，当夹紧组件4252接合样品容器03时，如图9A所示，相应的夹紧组件4252的滴水护罩4251配合，以便基本上填充样品容器03之间的空隙，这有助于防止样品滴液落到样品03之间并滴落到穿梭器4030或传送带4254上。为了提供进一步的滴水防护，除了位于样品容器03和传送带4254的正上方之外，滴水罩4259还可以覆盖夹紧组件4250，最好地如图9C所示。滴水护罩4251 和滴水罩4259在样品滴液的情况下提供易于清洁的表面。
另外，样品容器保持组件4250包括传送带4254，其从预分析系统10接收穿梭器并且将它移动到夹紧组件4252之间的位置。关于这点，传送带4254从预分析系统10的穿梭器传输组件300的输出通道接收穿梭器4030。当到使穿梭器4030返回到预分析系统10的时候，电机4256操作驱动机构(未示出)，其沿着悬伸工作台4255上的轨道4257滑动保持组件4250，使得传送带4254和穿梭器传输组件300的输出通道对齐。传送带4254在两个方向操作，以便接收和返回穿梭器4030。
定轨振荡器
定轨振荡器4230(参见图14)以圆形运动振荡密封的放大板4040以使得在密封的放大板4040的隔间4045内与洗提样品混合的干燥试剂充分地再水化。这些定轨振荡器中的两个被定位到位于提取试剂槽4050后面的分析仪4000的中心后面。当然，根据需要可以提供更多或更少定轨振荡器。定轨振荡器4040 包括放大板4040位于其上的工作台4042，并且包括至少两个自动化臂4046，其被配置为在操作期间保持工作台4042上的板4040。关于这点，臂4046可以被定位在工作台4042的拐角处并且可以以径向方向向内移动以将放大板4040 保持在合适位置，并且可以以径向方向向外以释放放大板4040以便机械手4300 拾取。
检测器/读取器
两个检测器/读取器4260a-b被位于分析仪4000的相对端处，并且具有面向分析仪4000的中心的空腔。这些读取器4260a-b和在ViperTM LT系统中使用的读取器类似。关于这点，读取器4260a-b具有外壳，其接收密封的放大板4040。读取器4260a-b还具有热循环器和检测器，该热循环器被用于在放大板4040内放大目标分析物，该检测器使用例如一组LED照明器检测目标分析物。
机械手
如图10A-图10F所示，多用途机械手4300被悬挂在机械手平台4016处。多用途机械手4300是用于质量传输和光学询问(interrogation)(例如，条形码读取)的自动化系统，其被悬挂于处理平台1014上方并且包括承载有效载荷的笛卡尔机械手4301。
笛卡尔机械手4301包括正交安装的两个线性导轨4302a-b。两个线性导轨 4302a-b中的每一个具有至少两个光限制传感器(未示出)以确保有效载荷4306 不被驱动到它们的程度并且便于初始化。因为有效载荷4306的尺寸和它悬挂在处理平台4014附近的事实，所以存在期望避免的潜在碰撞。为了有助于防止碰撞，在第一线性导轨4302a上提供第三光学传感器。这允许机械手4300即时地感测其所位于的分析仪的一半(左/右)，从而确保可以找到分析仪4000的中心并且可以使用安全启动和初始化程序。
有效载荷和旋转台
机械手有效载荷4306位于笛卡尔机械手4301下方并且提供视觉、移液和板传输功能。关于这点，有效载荷4306包括旋转台4310、视觉系统4320、夹持器模块4340、多通道移液器4350和背板连接器4360。机械手有效载荷4306 通过旋转台4310被连接到笛卡尔机械手4301。旋转台4310可以使有效载荷4306 围绕竖直轴线旋转大约180度，从而为夹持器4340、移液器4350和视觉系统 4320提供移动灵活性。
可消耗物处理部分
视觉系统
视觉系统4320和夹持器4340包括可消耗物处理模块4320。视觉系统4320 可以是任何传统的视觉系统，其能够读取条形码并且执行其他机器视觉任务。示例性视觉系统包括In-Sight 5600视觉系统(马萨诸塞州内蒂克的Cognex Corporation)。视觉系统4320被粘附到竖直台4322以及夹持器4340，从而允许视觉系统4320和夹持器4340一起上下移动，并且允许视觉系统4320聚焦于目标。沿着竖直台的这种移动通过电机4330执行。
夹持器
夹持器模块4340位于背板连接器4360的与多通道移液器4350相对的一侧。夹持器模块4340包括如提到的被连接到竖直平移台4322，其改变夹持器4340 和臂4344a-b的高度，夹持器4340和臂4344a-b相对于彼此水平平移以接合可消耗物项目。这种臂4344具有夹持器指状件4349(参见图11C)，其可以具有接合特征件或突出物4345，接合特征件或突出物4345从其侧向(sideway)伸出并且被用于帮助固定具有对应的接合切口的可消耗物项目(参见图11C)。夹持器4340还包括保持构件4346，其从每个臂4344a-b的水平构件4347向下伸出(参见图11C)。这种保持构件4346均包括侧向伸出构件4348，其被配置为由穿刺工具4240的链接构件4248内的接合开口4249接收。当每个臂4344能够相对于彼此移动时，每个保持构件4346能够相对于其他保持构件移动。这允许保持构件4346与链接构件4248接合，以便在穿刺操作期间牢固地固定穿刺工具4240，并且也脱离穿刺工具4240，以便使其停留在承载架4270、4280内或液体试剂槽组件4050顶部的适当位置。类似于本文其他地方所述的夹持器臂的移动，保持构件能够进行相对的横向移动，使得它们在一个位置横向上进一步间隔开并且在另一位置横向上更靠近在一起。
图10E描绘替代夹持器模块4340’。夹持器模块4340’类似于夹持器模块 4340，因为它包括夹持器臂4344a’-b’，夹持器臂4344a’-b’包括突出物4345。然而，夹持器模块4340也包括存在传感器4341，其被配置为检测夹持器臂 4344a’-b’之间的可消耗物项目的存在。例如，如图所示，每个臂4344’和4344b’包括传感器4341，其为开关式传感器。这种传感器4341被定位，使得当夹持器臂4344a’-b’在其间夹持这种可消耗物项目时，传感器341可以被可消耗物项目(诸如板4040)偏转。因此，只要夹持器臂4344a’-b’夹持可消耗物项目，使得传感器4341偏转，则检测到其存在。然而，当夹持器臂4344a’-b’释放其夹持时，传感器4341回到其正常位置，指示不存在可消耗物项目。虽然示出可偏转的开关式传感器，但是可以考虑其他传感器，例如，诸如光学传感器。
图11E-图11G和图11C-图11D描述一种刺穿液体试剂槽组件4050的方法。如图11E所示，穿刺工具承载架4280被安装到处理平台4014并且穿刺工具4240 被处于第一位置的保持构件4284保持在承载架4280上。这种承载架4280可以位于系统4000的右后拐角、邻近定轨振荡器4230(如图8B所示)。多用途机械手4300移动到穿刺工具承载架4280并且将夹持器模块4340降低到穿刺工具 4240上方的高度，使得夹持器的伸出构件4348与穿刺工具4240的接合开口4249 (参见图11B的开口)对齐，其最好地如图11E所示。
当处于这个位置时，夹持器臂4344a-b被移开，使得伸出构件4348被接收在对应的接合开口4249内。当这种情况发生时，夹持器指状件4349在第一斜面4285a处或邻近第一斜面4285a接合保持构件4284，以便克服它们的偏置并且将保持构件4284向外推向第二位置，最好地如图11F所示。这为穿刺工具4240 提供提升的间隙以免与承载架4280接触。因此，随着保持构件4284被指状件 4349保持在第二位置并且随着伸出构件4348接合开口4249，穿刺工具4240通过夹持器模块4340从承载架4280移除，直到穿刺工具主体4241脱离保持构件4284的悬伸表面4286。
一旦穿刺工具4280脱离保持构件4284，则多用途机械手4300朝向液体试剂槽组件4050移动夹持器模块4340和穿刺工具4280，液体试剂槽组件4050可以被定位在工具承载架4280前面并且更朝向系统4000的中心，如图8B所示。机械手4300然后将穿刺工具4280定位在槽组件4050上方，使得筒状穿刺构件 4244均与相应的槽4052a-d对齐，最好地如图11C所示。此后，夹持器模块4340 降低穿刺工具4240，使得穿刺构件4244刺穿封盖材料4058。当封盖材料4058 被完全刺穿时，工具主体4241位于将每个槽4052a-d分隔的臂4051上。这种壁4051支撑穿刺工具4240的重量。筒状穿刺构件4244具有足够完全刺穿封盖材料的长度，同时也是足够短的，以将穿刺构件4244完全定位在相应槽4052a-d 内的任何试剂位于的表面上方。另外，筒状穿刺构件4244提供一致的开口4242，其足够大以允许移液管尖端4062容易通过。这有助于阻止与封盖材料4058的偶然接触，当移液管尖端4062用于从槽组件4050吸取试剂时，上述偶然接触可以推动一定量试剂脱离移液管尖端4062。
一旦封盖材料4058被刺穿并且工具4240被槽组件4050充分地支撑，则夹持器模块4340通过将臂4344a-b朝向彼此移动而将它对工具4240的夹持释放，使得伸出构件4348从开口4249移除。此后，机械手4300承载有效载荷4310，其包括夹持器组件4340、从槽组件4050离开。关于这点，还包括移液器4350 的有效载荷4310可以移动到未使用的一次性移液管尖端4062的方位，一次性移液管尖端4062可以位于如图8B所示的尖端抽屉4110内。此后，移液器4350 被降低以便取回一个或多个移液管尖端4062。机械手4300然后可以将移液器4350移动到穿刺工具4240和槽组件4050的上方，以便使移液管尖端4062与工具4240的开口4242对齐。如图11D所示，移液管尖端4062然后降低进入选定的槽4052穿过对应的开口4242，以便从槽4052抽吸试剂。抽吸的试剂然后可以根据需要被运送到系统4000内的另一方位。试剂然后被分配到合适的容器中并且移液管尖端4062被处理。移液管尖端4062的取回、试剂通过穿刺工具的抽吸和移液管尖端4062的处理可以发生多次直到试剂被用尽。系统4000持续追踪剩余的试剂量，并且将在这种试剂需要更换时警告用户。这在本文中的其他地方描述。
当穿刺工具4240返回承载架4280时，诸如当液体试剂槽4050需要被替换时或由于一些其他原因，机械手4300移动夹持器模块4340到穿刺工具4240的上方，穿刺工具4240位于试剂槽组件4050上并且通过将伸出构件4348移动进入开口4249来接合穿刺工具4240，如前所述。一旦穿刺工具4240被夹持器组件4340接合，则机械手4300承载穿刺工具4240远离试剂槽组件4050到承载架4280上方的位置。夹持器组件4340然后降低，使得穿刺工具主体4241接触斜面4285a-b中的一个或多个。随着穿刺工具4240朝向承载架4280降低，穿刺工具主体4241沿着一个或多个斜面4285a-b滑动，从而将保持构件4284从第一位置向外推到第二位置，最好地如图11G所示。随着保持构件4284被定位为给穿刺工具4240提供空隙，穿刺工具4240被进一步降低，以便接合相对于承载架4280对齐穿刺工具4240的柱4287a-b。在穿刺工具4240的倾斜的底部附近，夹持器指状件4349也可以在斜面4285a处或附近接合保持构件4284，以帮助它们保持在第二位置，如图11F所示。一旦工具4240被完全停放在承载架4280 上，则夹持器臂4344a-b朝向彼此横向移动，从而使伸出构件4348与穿刺工具 4240脱离并且使夹持器指状件4349与保持构件4284脱离。换种说法，夹持器臂对从臂被进一步间隔开的第一位置横向移动到其被更靠近在一起的第二位置。夹持器指状件在进一步间隔开的位置接合保持构件并推回到保持构件上，并且在处于其更靠近在一起的位置时不接合保持构件。关于这点，保持构件4284 在其自己的偏置下回到图11E所示的第一位置，由此保持穿刺工具4240直到它被再次需要。
多通道移液器
多通道移液器4350在与可消耗物处理部分相反的一侧连接到背板连接器 4360。多通道移液器4350包括直接连接到背板连接器4360的多个液体处理组件4352a-e。在所述实施例中，存在五个液体处理组件4352：第一液体处理组件 4352a、第二液体处理组件4352b、第三液体处理组件4352c、第四液体处理组件 4352d和第五液体处理组件4352e。每个液体处理组件4352包括主板组件4370 和移液管组件4380。液体处理组件4352a-e彼此邻近地连接到背板连接器4360。
每个主板组件4370a-c有助于向对应的移液管组件4380a-e提供数据、功率和正/负气压。在所述实施例中，存在五个移液管组件4370a-e。每个主板组件 4370a-e与‘349申请’的图27A和图27B所描述和示出的主板组件1401类似。关于这点，每个主板组件4370a-e包括其内部设置有不同部件(诸如PCB、正压输入装置和负压输入装置、阀和与输入装置和阀连通的液体/气体管道)的外壳 4372。主板组件4370a-e也包括z驱动机构，其包括电机4376和驱动轴(未示出)以及外壳4372一侧上的竖直导轨4374。驱动轴被设置在外壳4372内。
移液管组件4380a-e中的一个被保留用于清洁试剂传输，并且因此这种保留的组件4380承载的移液管尖端4062不会被样品污染。这允许单个试剂管尖端 4062被用于整个提取过程，从而将测定工作流程中需要的尖端数量最小化。由于每个移液管组件4380a-e能够独立地在z方向上行进，所以来自这种保留的移液器4380的移液管尖端4062能够独立地插入穿过穿刺工具4240的通道4242 并且进入板4050的合适的容纳液体的储液器，最好地如图11所示。在移液管尖端4062和固体表面之间没有接触。
每个移液管组件4380a-e与‘349申请’的图17A-17D的移液管组件502和图27A和图27B的移液管组件类似，除了每个移液管组件4380a-e未铰接地连接到其相应的主板组件4370a-e，并且不会旋转进入多铰链位置。每个移液管组件4380a-e被限制旋转并且通过电机4376沿着竖直导轨4374在竖直的z方向上移动。因此，第一移液管组件、第二移液管组件、第三移液管组件、第四移液管组件和第五移液管组件4380a-e能够独立地在竖直方向或z方向上移动。否则，移液管组件4380a-e被构造成类似于移液管组件502和1402，特别是关于其移液管通道组件(未示出)和移液管尖端弹出器组件。
背板连接器4360与‘349申请’的图29A和图29B的背板连接器1600类似，除了背板连接器4360被配置为具有连接到其的多个液体处理组件4352a-e 和可消耗物处理组件4320。关于这点，背板连接器4360连接到每个液体处理组件4352a-e的主板组件4370a-e和操作可消耗物处理部分的对应电子板。背板连接器4360包括多个输入连接器和输出连接器(未示出)，诸如以太网、用于向可消耗物处理模块4320和液体处理组件4352a-e提供需要的功率、压力和数据信号的多芯连接器、正压输入连接器和负压输入连接器。这有助于减少或消除可能阻碍并且可能难以管理的外部电缆布线，其中多个液体处理组件4352a-e以这种紧邻的方式连接。需要的输入可以通过旋转台4310提供到背板连接器4360。关于这点，背板连接器4360可以作为用于空气压力和其他输入/输出的歧管。
图15描绘分析仪4000的计算系统的通用架构。计算系统可以是‘349申请’的图26的系统1300内的子系统，其描绘高通量系统00的计算系统示意图。关于这点，交叉器械总线4404和工作流程计算设备4540和‘349申请’的图26 中所述的总线1320和计算设备1330相同。另外，计算设备4410和计算设备1360 相似，并且在本文中更详细地描述计算设备4410及其在分析仪4000内的输入和输出。
计算机控制设备&处理器
计算机控制设备4400可以是任何通用计算机并且可以包括处理器4412、存储器4414和通常存在于通用计算机控制设备中的其他部件。然而，计算机控制设备4410可以包括专门的硬件部件以执行具体的计算过程。处理器4412可以是任何传统的处理器，诸如市售的CPU。替代地，处理器4412可以是专用部件，诸如专用集成电路(“ASIC”)或基于硬件的其他处理器。
存储器4414可以存储由处理器4412可访问的信息，包括指令4416，其可以被处理器4412执行。存储器4414也可以包括数据4418，其可以被处理器4412 取得、操纵或存储。存储器4414可以是能够存储可由处理器4410访问的信息的任何非临时性类型，诸如硬盘驱动器、存储卡、ROM、RAM、DVD、CD-ROM、可写存储器和只读存储器。
指令4416可以是由处理器4412直接执行的任何组指令(诸如机器代码) 或间接执行的任何组指令(诸如脚本)。关于这点，词语“指令”、“应用程序”、“步骤”和“程序”可以在本文中交替使用。指令4416可以以由处理器4412 直接处理的目标代码格式或以任何其他计算设备语言存储，该任何其他计算设备语言包括根据需要解译或预先编译的独立源代码模块的脚本或集合。
在分析仪4000的一个实施例中，计算系统4410可以包括若干组指令4416。例如，待执行的每个测定可以具有与它相关的若干组指令，其可以包括操作多用途机械手4300以可选地扫描可消耗物、夹持和移动可消耗物以及抽吸液体样品的指令。
数据4418可以通过图形用户界面(“GUI”)被输入和查看，图形用户界面可以被显示在与分析仪4000具体相关的显示界面4420上，或‘349申请’的图1和图26的显示界面1332，其与整个高通量系统00相关联。数据4418可以从多用途机械手4300的视觉系统4320或预分析系统10内的扫描器输入。数据4418 还可以通过传感器(诸如门传感器、温度传感器等)获得，以获得关于分析仪内发生的某些状况和活动的信息，例如，诸如特定可消耗物的方位和空气质量。
数据4418可以在现场实施或相关数据库中被数字地标记为特定的识别码 (例如，条形码序列号)，其也可以被存储在存储器4414内。这帮助分析仪4000 保持对分析仪4000内的各种可消耗物的追踪并且有助于在处理器指令4416的执行期间向处理器4412提供某些信息，而不需要用户输入。例如，放大板4050 可以具有可以与其外表面上的条形码相关的识别码，其可以用某些存储的数据 (诸如存储在其中的试剂的类型和哪些试剂已经被使用)在数据库中被标记。这允许分析仪检查其库存以确定试剂和其他可消耗物何时低运行或不足以执行附加测定。在另一实施例中，穿梭器4030可以具有识别码，其可以用某些存储的数据在数据库中被标记，诸如数据包括由穿梭器4030承载的样品容器03、诸如患者姓名、待执行的测定、处理参数等。在进一步的实施例中，当完成测定/ 分析时，测定的结果可以与数据库中的特定样品关联，使得在这种结果可以通过设备4410与工作流程计算设备4540通信时，用户可以通过访问工作流程计算设备4540而容易地取得结果。
虽然图15在功能上将处理器4412、存储器4414和计算机控制设备4410的其他元件示为在同一框内，但是计算机控制设备4410、处理器4412和/或存储器4414可以分别由可以或可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器、计算机控制设备和存储器组成。例如，存储器4414可以是硬盘驱动器或位于不同于计算机控制设备4410的外壳内的其他存储介质。因此，对处理器4412、计算机控制设备4410和存储器4414的引用应当被理解为包括对可以或可以不并行操作的处理器、计算机控制设备和存储器的集合的引用。
显示界面
显示界面4420可以具体地与分析仪4000相关联并且可以仅显示关于分析仪4000的信息并且也可以被集成到分析仪4000的结构内。然而，显示界面4420 是可选的(由图15中的虚线指示)，并且在图1所示的实施例中，不包括显示界面4420，因为代替地使用整个系统显示界面1332。然而，在包括显示界面4420 的情况下，界面4420可以是耦接到外壳4010的前面板或定位成远离分析仪4000 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4430允许用户导航GUI，并且另外可以被任选地提供作为从整个系统输入界面的分离的部件，整个系统输入界面通过图1的显示界面1332提供。然而，在提供用户控制/输入界面4430的情况下，这种界面可以是例如触摸板、键盘或鼠标。另外，输入界面4430可以被集成到显示界面4420 内，使得显示提示等的相同设备是允许用户响应所述提示的相同设备。
如图15所示，计算机控制设备4410可以被连接到工作流程计算设备4540，其被用于将所有的高通量系统00的部件集成，例如第一分析仪2000和预分析系统10并且与特定实验室的实验室信息系统(“LIS”)4550集成。因此与源自预分析系统10的分析器4000有关的信息可以通过工作流程计算设备4540传送到分析器4000。类似地，与源自分析仪4000的预分析系统10有关的信息可以通过计算机控制设备4540通信到工作流程计算设备4540，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设备4540用从LIS 4550获得的信息来补充，例如患者信息等。
计算机控制设备4410也被连接到分析仪4000内的多个部件，以来回地共享信息，诸如指令和数据。通过内部总线4502与计算机控制设备连接的一些部件包括若干前述部件(诸如板密封器和定轨振荡器)，其位于处理平台上。另外，计算机控制设备可以被连接到检测器/读取器4260a-b和多用途机械手4300。与计算机控制设备4410的这种连接允许计算机控制设备4410给这种部件提供指令并且从这种部件接收信息。例如，多用途机械手4300可以从计算机控制设备 4410接收指令以取回穿刺工具4240并且将其施加到试剂槽组件4050或拾取放大板4040并将其从一个方位移动到另一个方位。因此，当分析仪4000完全自动化时，由分析仪4000的内部部件执行的操作通常作为由处理器4410提供的指令的结果。
在使用分析仪4000处理和分析(图16)的方法4600中，分析仪4000使样品移动穿过四个功能阶段：样品传输、提取、预放大和放大/检测。现在描述这样的阶段。
样品传输
根据来自预分析系统10的已经制备一批样品(多达三个穿梭器4030)并且准备传输的通知4600和分析仪4000获知这种通知，分析仪4000前进到样品传输阶段4604。在样品传输阶段，预分析系统10通过穿梭器传送组件300以一个到三个穿梭器4030的顺序将穿梭器4030馈送到分析仪4000。被传送进入分析仪4000的批次的大小是设计选择的问题。例如，在三个穿梭器被传输的情况下，第一两个穿梭器4030可以包括12个样品容器03并且最后一个穿梭器4030可以包括8个样品容器。第一穿梭器将通常包括在由其承载进入分析仪的12个样品容器中编号的2个控制样品容器。当传送进入分析仪时，两个控制样品容器将通常处于穿梭器的前面。因此，在该示例中，30个样品容器通过两次控制以一个批次被传送进入分析仪。这些穿梭器4030被分析仪4000一次一个处理，使得容纳在穿梭器4030内的样品通过样品传输过程被完全地移动并且在队列中的下一个穿梭器4030被移动到分析仪4000之前返回预分析系统10。
穿梭器接收和夹持
如‘349申请’所述，系统10的穿梭器传输组件300包括输入通道和输出通道，其中这些通道中的一个专用于将穿梭器传输到分析仪4000并且一个用于使穿梭器从分析仪4000返回。在从预分析系统10接收穿梭器4030之前，分析仪4000确保穿梭器保持组件4250的传送带4254与穿梭器传送组件300的合适通道对齐。此后，穿梭器4030被馈送出预分析系统10、穿过两个系统10、4000 的侧壁之间的端口并且到分析仪4000内的传送带4254上。因此，预分析系统 10将穿梭器4030切换到分析仪4000。
一旦穿梭器4030已经被完全地传输进入分析仪4000，则预分析系统10终止其反馈机构并且等待从分析仪4000来的准备确认，以传送下一个穿梭器4030。同时，分析仪4000朝向分析仪4000的中心将穿梭器4030移动到其对接位置，直到它位于夹紧组件4252之间。一旦穿梭器4030通过光学传感器的使用被登记处于其期望位置，则夹紧组件4252夹持穿梭器4030并且接合构件4253接合样品容器03的裙座07，诸如通过刺穿它们以将它们保持在合适位置用于液体传输。
此后，移液管组件4380刺破穿梭器4030内的样品容器03中的一个的可刺破盖09。刺破的盖的几何形状在移液管尖端4062在抽吸之后从容器03移除时引起由移液器组件4380在容器03上产生显著量的提升力的可能性。接合构件 4253有助于确保每个容器03保持就位。
样品抽吸和传输
一旦带有其容器03的穿梭器4030被完全就位和固定，则分析仪4000移动到样品传输阶段4604的样品抽吸和传输部分。对于穿梭器4030内的每组4个容器03，从最里面位置的一对容器03开始，移液器4350使用其五个移液管组件4380中的两个、混合样品并且从容器03抽吸需要的样品体积，其中加载到移液器上的移液管尖端4062将每对容器03的可刺破盖09刺破。一旦正确的样品体积已经被抽吸，则移液管尖端4062被移除。第二对移液管组件4380被用于沿穿梭器4030移动远离穿梭器4030中心的方向对下一对样品容器03执行相同的过程。
一旦四个样品被抽吸并且被设置在移液管尖端4062内，则多用途机械手 4350移动到预指定的可消耗物抽屉4120上方，并将四个样品分配在4×8格栅的提取容器4026的一行中，提取容器4026在样品传输过程之前被预刺穿。在样品分配到提取容器4026之后，四个使用的移液管尖端4062被弹射穿过尖端废弃物滑槽4210。该过程对穿梭器4030内剩下的两组四个样品重复(在第三穿梭器的情况下，一个剩余组四个穿梭器)，直到容纳在特定穿梭器4030内的整组容器03已经被传输到提取容器4026。
穿梭器返回
一旦样品已经从所有容器03被成功地传输到提取容器4026，则穿梭器4030 可以返回预分析系统10。为了准备上述过程，穿梭器保持组件4250上的夹紧机构4252被释放，从而从穿梭器4030中的容器03移除接合构件4253。在预分析系统10和分析仪4000之间的准备就绪之后，穿梭器保持组件4250沿着工作台 4255以前后方向使自身移位，使得其传送带4254将自身和预分析系统10内的穿梭器传输组件300的样品返回通道对齐。一旦保持组件4250处于适当位置，则传送带4254被用于将穿梭器4030送出分析仪4000并且回到预分析系统10。
这些步骤被重复，直到所有三个穿梭器4030已经被分析仪4000接收、已经将其样品传输到提取容器4026并且返回预分析系统10。在这点上，样品传输阶段4604完成。因此，在该实施例中，32个尖端已经被消耗，并且分析仪4000 移动到提取阶段4606。
提取
一旦所有样品已经被移动到提取容器4026，则分析仪4000开始提取过程 4606。在提取期间，DNA从样品洗提并分离以准备PCR放大。使用多功能机械手4300上的移液管组件4380a-e进行提取阶段4606，并且提取器内置在特定的可消耗物抽屉4210中，在可消耗物抽屉4210执行提取。
移液器使用
为了将执行测定工作流程需要的尖端4062的数量最小化，多功能机械手 4300包括五个移液管组件4380a-e。这允许分析仪4000封闭用于清洁试剂分配的单个移液管组件4380，单个移液管组件4380不与样品接触并且因此不会用样品污染尖端。第五移液器4380发现其在提取方案中的使用，从而降低被污染的尖端4062需要被处理的频率。
在开始提取之前的一些点(在如果足够的液体试剂保持在槽4052中的先前运行期间或在准备所讨论的运行时)，试剂槽组件4050被穿刺工具4240刺破，穿刺工具4240处于适当位置以提供通道4242，试剂管尖端4062可以通过该通道抽吸液体试剂。通过多功能机械手4300的夹持器4340执行穿刺工具应用，如以上更详细描述的。
提取器
为了帮助分离从样品中提取的DNA，DNA与氧化铁颗粒结合，从而允许 DNA磁捕获。这使得DNA能够从剩余的不需要的样品中分离，上述样品可以使用位于槽组件4050的清洗缓冲液从洗提液洗掉。为了执行该分离，磁场被施加到提取容器4026。这通过提取器模块的使用实现，提取器模块包括足够的磁铁以确保每行提取容器4026被位于两侧的磁铁邻接。这种磁铁被选择地从提取容器4026下面的位置移动到邻近这种容器的位置。这施加将结合的DNA捕获到提取容器4026的一侧的磁场。
提取协议
提取通过系统地添加各种缓冲液、容纳在可消耗物抽屉和尖端混合物中的提取器磁铁的接合和分离实现。全部提取操作通常包括每个样品2个移液管尖端4062的使用，并且以如下顺序使用酸性、清洗、洗提和中性缓冲液。分析仪 4000一次处理由移液器4380的间隔允许的四个样品的组。为了开始，器械使用酸性、清洗和洗提缓冲液并且使用单个尖端组执行样品混合对一组四个样品提取DNA，此时中性缓冲液被添加并且分析仪4000移动到下一组四个样品。一旦 DNA已经被从所有样品中洗提，则分析仪4000使用每行四个样品的第二组四个尖端4062以执行中性混合(在每一次混合后处理尖端)，此时提取的DNA被准备用于放大并且器械移动到预放大阶段4608。
预放大
一旦DNA提取完成，则预放大阶段4608开始，并且负责提取停留在提取容器4026中的DNA，使用它将放大板4040内的主混合试剂再水化、制备用于 PCR的放大板4040并且将板4040移动到适当的读取器4260。这个过程通过多功能机械手4300(移液器4380和夹持器4340)、板密封器4220和定轨混合器 4230的使用实现。
洗脱液传输
为了将洗提的DNA从提取容器4026移动到放大板4040，分析仪4000使用隔离/保留的移液管尖端用于每个样品。32个DNA样品中的每一个被传输到放大板4040的三个井口4042内。这通过三次分配完成，其中使用四个样品移液器4380从四个提取容器4026一次抽吸用于所有三次分配的足够样品。在抽吸之后，机械手4300移动到放大板4040上方并且相继分配到三个井口4042中的每一个，每个井口充满各样品。在该分配之后，三个(预定的)井口4042均被中性的DNA洗提液填充。使用的尖端4062然后被丢进废弃物4210，并且对剩余的七行四个提取容器4020重复该过程。
板密封
一旦洗提的DNA被传输到放大板4040内，则板4040被移动到板密封器 4220，在板密封器4220处进行密封。为了传输板4040，机械手4300被定位使得夹持器机构4340悬停在放大板4040上方。夹持器臂4344a-b被打开、夹持器 4340被降低并且臂4344a-b关闭以接合板4040。夹持器臂4344a-b内的传感器指示何时夹持器齿已经与板4040接合。
一旦被接合，则板4040被机械手4300提升和传输到板密封器4220。板4040 被停放在密封器4220的等待台4224、臂4344a-b脱离并且夹持器4340被竖直地清除。为了施加板密封，密封器4220将放大板4040定位在加热的压板下、将一段切割的密封材料馈送到板4040上并且降低压板以使用热量和压力将密封材料结合到板4040。在密封之后，台4224被弹开并且板4040可以用于传输。
板混合
一旦板4040已经被密封，则在放大板4040内执行主混合干燥试剂的再水化。再次，机械手4300的板夹持器模块4340接合并提升板4040，并且将其传输到预选择的定轨混合器4230。一旦板4040被放置到混合器4230中，则夹持器臂接合以将板锁定就位。为了完成再水化，板4040以一速度旋转，该速度确保洗提液和干燥试剂的充分混合，同时避免液体溅到板密封件上。
传输到读取器
一旦板4040已经被完全处理以用于PCR放大，则它被传输到读取器4260 内用于放大。为了使读取器4260准备接收板4040，读取器空腔被打开并且被读取器保持的任何板4040使用机械手4300上的板传输模块4320被移动到废弃物 4004。机械手4300然后从混合器4230取得释放的板4040并且将它移动到预选择的读取器4260。一旦板4040已经被放置在读取器4260内，则可以开始放大和检测。
放大和检测
一旦板4040已经被放置到读取器4260内，则分析仪控制软件通过处理器 4412启动PCR协议，其允许读取器4260在适当位置放大样品、监测其实时放大并且返回曲线数据，曲线数据可以被转化为关于每个分子测定目标的结果，从而允许HPV的检测和基因分型
测定时间
PCR协议从开始到完成花费大约2小时。为了最大化通量，分析仪4000利用提取过程(～1小时)和放大/检测过程(～2小时)的差。一旦样品已经被放置到读取器4260内并且放大和检测阶段4610已经开始，则第二组样品可以通过该过程开始移动。这些样品将被馈送到第二读取器4260b内；在第一读取器4260a 内的协议开始之后约1小时开始PCR。第三组样品然后可以通过提取过程被移动，从而及时完成被放置在PCR的第一读取器4260a中，第一读取器4260a最近已经完成其第一次放大。通过在两个读取器4260a-b之间替换样品，可能将通过提取过程移动的样品的数量最大化。
许多可消耗物被用户在每次运行或每天加载以确保全测定通量。在一个实施例中，分析仪4000内的可消耗物抽屉4100提供样品03被处理和DNA被提取的工作台。这些可消耗物抽屉中的每一个被一次一个地使用，这意味着在任何时候(并且在加载或消耗阶段)，没有使用若干可消耗物抽屉。分析仪4000 通过在其存储器4414内的指令4416被设定，使得这些抽屉4100可以被弹出和接近，不需要用户接近分析仪4000的内部包络和终止机械手4300的移动。在任何时候，每个抽屉4110、4120上的视觉指示器(例如，彩色LED)指示其状态(准备使用、使用中、用过的)。用户可以在任何时候接近目前没有被正在使用的所有抽屉4100，以便可以在用户方便的时候补充所有用过的抽屉。
当每个抽屉4120被弹出时，用户移除并替换使用的放大容器保持器4020 并且清空管尖端保持器4060。用户还可以将未使用的放大板4040添加入抽屉 4120。一旦抽屉4120被重新插入，则器械对检测加载错误并且更新其内部库存的特定抽屉4120重新清查，从而标记该抽屉为准备提取
提取槽重新加载
提取槽组件4050保持足够的液体试剂用于大约18次提取，其足够持续最大通量的整个24小时时间周期。因为可能未知在特定日期可能需要多少通量，所以两个试剂槽组件4050停放在平台上而不是在一个大槽组件上。这允许每个槽在使用第二槽之前被完全消耗，从而使废弃物最小化。因为这种槽可以持续 24小时周期，所以这种槽4050通常在每日清洁协议期间被重新加载。在操作中，分析仪4000监测体积并且向用户指示(如果有的话)哪个槽4050可能需要被替换。
虽然已经参考特定实施例描述本文的实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅是本实用新型的原理和应用的说明。因此，应当理解的是，在不背离如随附权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对说明性实施例进行多种修改并且可以设计其他安排。

Claims (32)

1.一种自动化分析仪，其特征在于包括：
处理平台，其包括穿梭器传输站，所述穿梭器传输站进一步包括用于将被所述自动化分析仪接收的穿梭器运送到所述穿梭器传输站的传送带，所述穿梭器是包括多个盛器的机架，每个盛器适于接收样品容器；
承载架，其用于设置在所述处理平台上的至少一个穿刺工具；
机械手，其包括夹持器；
站，其经配置为接收可消耗物试剂槽；
其中所述机械手使用所述夹持器将穿刺工具从所述承载架移动到所述站，所述站接收可消耗物试剂槽并且降低经配置以接收可消耗物试剂槽的所述站上方的所述穿刺工具。
2.根据权利要求1的自动化分析仪，其特征在于：所述机械手是多用途机械手，其包括：
门架；和
有效载荷，其可移动地连接到所述门架，所述有效载荷包括：
所述夹持器；
移液器模块，所述移液器模块具有多个移液管头，每个移液管头可连接到移液管尖端，其中所述夹持器包括能够合作横向移动以抓取和释放物品的多个可移动臂；和
背板连接器，其具有外壳以及耦接到所述外壳的多个公用连接器；其中所述移液器模块和所述夹持器均被连接到所述背板连接器的所述外壳和所述背板连接器的所述多个公用连接器。
3.根据权利要求2的自动化分析仪，其特征在于：所述穿刺工具承载架包括限定空腔的外壳，所述空腔的尺寸被设定以接收穿刺工具和移动地连接到所述外壳的多个保持构件，所述多个保持构件从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，当所述保持构件存在于所述穿刺工具承载架中时，所述保持构件接合所述穿刺工具，在所述第二位置，所述保持构件从所述穿刺工具脱离，从而允许所述穿刺工具被放置在所述承载架中或从所述承载架移除。
4.根据权利要求3的自动化分析仪，其特征在于：所述穿刺工具承载架进一步包括从所述外壳的基座延伸的多个柱。
5.根据权利要求4的自动化分析仪，其特征在于：所述柱在从所述基座的所述柱的远端是锥形的。
6.根据权利要求3的自动化分析仪，其特征在于：所述夹持器包括至少两个夹持器臂，其中上述至少两个夹持器臂中的每一个具有附接到其的夹持器指状件，其中所述夹持器臂相对于彼此横向移动，使得在第一位置，所述夹持器臂间隔开横向距离，所述横向距离大于在第二位置的横向间隔开的距离。
7.根据权利要求3的自动化分析仪，其特征在于：所述夹持器进一步包括至少两个保持构件。
8.根据权利要求7的自动化分析仪，其特征在于：所述至少两个保持构件中的每一个相对于彼此横向移动，使得在第一位置，所述保持构件间隔开横向距离，所述横向距离大于在第二位置的横向间隔开的距离。
9.根据权利要求6的自动化分析仪，其特征在于：所述至少两个夹持器指状件中的每一个进一步包括伸出构件。
10.根据权利要求8的自动化分析仪，其特征在于：所述至少两个保持构件中的每一个进一步包括伸出构件。
11.根据权利要求6的自动化分析仪，其特征在于：当所述夹持器被放入所述承载架时，所述夹持器指状件在处于所述第一位置时接合并且偏压所述保持构件，并且在处于所述第二位置时不与所述保持构件接合。
12.根据权利要求5的自动化分析仪，其特征在于：所述穿刺工具包括工具主体和从所述工具主体延伸的多个筒状穿刺构件，所述筒状穿刺构件均限定延伸穿过所述工具主体的开口并且所述筒状穿刺构件的尺寸均被设定以允许移液管尖端从中穿过，每个筒状穿刺构件还限定经配置以刺破可刺破盖的边缘。
13.根据权利要求12的自动化分析仪，其特征在于：所述穿刺工具包括开口，其被配置为在所述穿刺工具被放置在所述承载架中时接收所述柱。
14.根据权利要求1的自动化分析仪，其特征在于：所述穿梭器传输站包括穿梭器保持工作台以用于接收穿梭器，所述穿梭器保持工作台进一步包括：
带有打开位置和关闭位置的爪组件，其中当所述穿梭器被接收在所述穿梭器保持工作台内时，所述爪组件处于所述打开位置，所述爪组件进一步包括接合伸出构件，其中当所述爪组件处于所述关闭位置时，固定被所述穿梭器承载的容器的下部；
其中所述爪组件被配置用于所述接合伸出构件以在爪处于所述关闭位置时穿过被所述穿梭器保持工作台接收的穿梭器侧面中的开口，由此推动所述接合伸出构件以与设置在所述穿梭器内的样品容器的下部接触；并且
其中当所述爪处于所述打开位置时，所述接合伸出构件没有延伸进入所述穿梭器开口。
15.根据权利要求14的自动化分析仪，其特征在于：所述爪组件进一步包括滴水护罩，当所述爪处于所述关闭位置时，所述滴水护罩围绕设置在所述穿梭器内的样品容器紧固。
16.根据权利要求14的自动化分析仪，其特征在于：所述穿梭器保持工作台包括输入通道和输出通道，其中所述穿梭器保持工作台在所述输出通道接收所述穿梭器，并且其中所述穿梭器保持平台进一步包括驱动器，其将内部带有所述穿梭器的所述爪组件从输出带移动到输入带。
17.一种提取容器保持器组件，其特征在于包括：
底部托盘，其包括开口阵列；
顶部托盘，其包括开口阵列；其中当所述底部托盘和所述顶部托盘被组装到一起时，底部开口与顶部开口对齐；
提取管阵列，其作为条带连结在一起，其中当所述提取管的条带与所述底部托盘组装时，所述提取管通过所述底部托盘中的开口装配，并且所述条带防止所述管穿过开口，使得所述条带位于所述底部托盘的顶部上。
18.根据权利要求17的提取容器保持器组件，其特征在于：进一步包括设置在所述条带上的层和被所述条带支撑的所述提取管阵列，其中在所述提取管上形成的所述层是密封件并且其中所述密封件是可刺破密封件。
19.根据权利要求17的提取容器保持器组件，其特征在于：所述底部托盘进一步包括面向上的侧壁，并且其中当所述顶部托盘与所述底部托盘组装时，所述顶部托盘适配在所述底部托盘的所述面向上的侧壁的限定范围内。
20.根据权利要求17的提取容器保持器组件，其特征在于：所述顶部托盘具有支撑肋状物，其以正交于被所述底部托盘支撑的所述条带的方向被定位在所述顶部托盘上。
21.根据权利要求18的提取容器保持器组件，其特征在于：当所述顶部托盘和所述底部托盘被其间的所述条带组装在一起时，所述提取管上的所述密封件通过所述顶部托盘中的所述开口暴露。
22.根据权利要求17的提取容器保持器组件，其特征在于：条形码被放置在所述顶部托盘上，其中与所述条形码相关联的信息包括所述提取管的制造批量、所述提取管的有效期或所述提取管的序列号中的至少一个。
23.根据权利要求19的提取容器保持器组件，其特征在于：所述底部托盘具有在其上向上延伸的侧壁上的特征件，所述特征件与用于容纳所述提取容器组件的抽屉中的对应特征件接合，从而提供所述提取管容器组件在所述抽屉中的干涉。
24.一种穿刺工具组件，其特征在于包括：
穿刺工具，其具有工具主体和从所述工具主体延伸的多个筒状穿刺构件，所述筒状穿刺构件均限定延伸穿过所述工具主体的开口，并且每个筒状穿刺构件的尺寸被设定以允许移液管尖端在其中穿过，每个筒状穿刺构件还限定边缘，其经配置以刺破可刺破盖，并且其中每个槽在被相应的筒状穿刺构件刺破之前被所述可刺破盖覆盖；和
穿刺工具承载架，其包括限定空腔的外壳，所述空腔的尺寸被设定以接收所述穿刺工具和移动地连接到所述外壳的多个保持构件，所述多个保持构件从第一位置移动到第二位置，在所述第一位置，所述保持构件接合所述穿刺工具，在所述第二位置，所述保持构件从所述穿刺工具脱离。
25.根据权利要求24的穿刺工具组件，其特征在于：所述穿刺工具承载架进一步包括从所述外壳的基座延伸的多个柱。
26.根据权利要求25的穿刺工具组件，其特征在于：所述柱在从所述基座的所述柱的远端是锥形的。
27.一种多用途机械手，其特征在于包括：
门架；
有效载荷，其移动地连接到所述门架，所述有效载荷包括：
移液器模块，其具有多个移液管头，每个移液管头被连接到移液管尖端；
夹持器模块，其具有用于夹持可消耗物项目的多个可移动臂；和
背板连接器，其具有外壳以及耦接到所述外壳的多个公用连接器，所述公用连接器被配置为向所述有效载荷供应功率、数据或真空压力中的至少一个，其中所述移液器模块和所述夹持器模块均连接到所述背板连接器的所述外壳和所述背板连接器的所述多个公用连接器。
28.根据权利要求27的多用途机械手，其特征在于：所述夹持器包括至少两个夹持器臂，其中所述至少两个夹持臂中的每一个具有附接到其的夹持器指状件，其中所述夹持器臂相对于彼此横向移动，使得在第一位置，所述夹持器臂间隔开横向距离，所述横向距离大于在第二位置的横向间隔开的距离。
29.根据权利要求28的多用途机械手，其特征在于：所述夹持器进一步包括多个保持构件。
30.根据权利要求29的多用途机械手，其特征在于：所述至少两个保持构件中的每一个相对于彼此横向移动，使得在第一位置，所述保持构件间隔开横向距离，所述横向距离大于在第二位置的横向间隔开的距离。
31.根据权利要求28的多用途机械手，其特征在于：所述至少两个夹持器指状件中的每一个进一步包括伸出构件。
32.根据权利要求29的多用途机械手，其特征在于：所述至少两个保持构件中的每一个进一步包括伸出构件。
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