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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem, das
beispielsweise zur Abgabe von zu untersuchenden Objekten, Reagenzien
oder Enzymen benutzt wird, die bei Experimenten verwendet werden,
die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel befassen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
Abgabe eines zu untersuchenden Objektes, Reagenzes oder dergleichen
wird häufig
durchgeführt,
und zwar nicht nur bei Experimenten, die sich mit der Wirkung von
Stoffen auf den Stoffwechsel befassen, sondern auch bei anderen
Experimenten. Jedes Experiment ist sehr arbeitsaufwändig und jegliche
Fehler, die auf menschliches Versagen zurückzuführen sind, müssen eliminiert
werden. Aus diesem Grund werden vom Menschen durchgeführte Operationen
häufig
durch automatische mechanische Operationen ersetzt. Bei automatischen
mechanischen Operationen ist es wichtig, jegliche Fehler in Bezug
auf die Befestigung der Abgabespitzen an und die Entfernung von
Abgabespitzen von einem Abgabekopf zu eliminieren. Selbst wenn derartige
Fehler gegebenenfalls auftreten sollten, ist es erforderlich, dass
diese ordnungsgemäß erfasst
werden.
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Die
japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift
Nr. 2001-59848 beschreibt ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem,
das einen dreidimensional bewegbaren Roboter aufweist, der ein Spitzenende
umfasst, an dem eine einzelne Abgabespitze lösbar befestigt werden kann.
An den Befestigungs- und Aufbewahrungspositionen der Abgabespitzen
sind Sensoren angeordnet, die das Vorhandensein oder das Fehlen
der Abgabespitzen erfassen.
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Die
japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift
Nr. 11-295323 beschreibt eine weitere Art eines automatischen
Flüssigkeitshandhabungssystems,
das einen Fehler hinsichtlich der Befestigung von in einem Abgabespitzenbehälter angeordneten
Abgabespitzen an einem Kopf erfassen kann. Ein Sensor ist in dem
Abgabespitzenbehälter positioniert,
der erfasst, wenn nach Beendigung der Abgabespitzenbefestigungsoperation
eine Abgabespitze in dem Behälter
verbleibt.
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Das
in der japanischen
Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift
Nr. 2001-59848 beschriebene automatische Flüssigkeitshandhabungssystem
weist den Nachteil auf, dass eine Vielzahl von Experimenten nicht
mit einer einzelnen Abgabespitze durchgeführt werden kann. Insbesondere
kann das beschriebene System nicht bei Experimenten verwendet werden,
die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel befassen,
bei denen ein Stoff zeitgleich in eine Mehrzahl von auf einer Mikroplatte vorgesehenen
Aufnahmen abgegeben wird. Zur Durchführung von Experimenten, die
sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel oder dergleichen
befassen, muss das System gewährleisten, dass eine
Mehrzahl von Abgabespitzen gleichzeitig an einem Kopf befestigt
oder von diesem gelöst
werden kann.
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Ferner
muss das Bedienpersonal, wenn es ein derartiges Experiment unter
Verwendung eines solchen Handhabungssystems durchführt, Positionen
bestimmen, an denen die Abgabespitzen in einem Behälter angeordnet
werden sollen, und die Abgabespitzen dann auch tatsächlich an
den entsprechenden Positionen in dem Behälter anordnen. Es wurde ein
automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem
vorgeschlagen, das die Abgabespitzenanordnungsoperationen durch
das Bedienpersonal vereinfacht. Bei diesem System werden die Positionen
in dem Abgabespitzenbehälter,
an denen die Abgabespitzen angeordnet sind, berechnet, und das Bedienpersonal
ordnet die Abgabespitze unter Bezugnahme auf das Berechnungsergebnis
in dem Behälter an.
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Das
in der
japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 11-295323 beschriebene automatische Flüssigkeitshandhabungssystem kann
eine Mehrzahl von Abgabespitzen an einem Kopf befestigen und von
diesem lösen,
und es beurteilt anhand der Tatsache, dass keine Abgabespitzen in
dem Behälter
verblieben sind, dass die Abgabespitzen ordnungsgemäß an dem
Kopf befestigt wurden. Eine Beurteilung erfolgt auch dann, wenn
an den entsprechenden Positionen in dem Behälter von Anfang an keine Abgabespitzen
angeordnet wären, so
dass auch in diesem Fall ein ordnungsgemäßes Befestigen der Abgabespitzen
festgestellt wird, da nach der Befestigungsoperation keine Abgabespitzen
in dem Behälter
vorhanden sind. Dies kann dazu führen,
dass Abgabeoperationen für
unerwünschte Aufnahmen
durchgeführt
werden oder dass für
gewünschte
Aufnahmen keine Abgabeoperationen durchgeführt werden. Ferner wird nach
Durchführung der
Löseoperationen
der Spitzen nicht erfasst, ob alle Abgabespitzen ordnungsgemäß von dem
Kopf entfernt wurden. Wenn also nach den Löseoperationen der Spitzen versehentlich
eine oder mehrere Abgabespitzen an dem Kopf verbleiben, wird die
darauffolgende Abgabespitzenbefestigungsoperation mit dem Kopf durchgeführt, von
dem einige Abgabespitzen nicht entfernt wurden, was zur Zerstörung der
Spitzen oder zur Beschädigung
des Systems führen kann.
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Weitere
Flüssigkeitshandhabungssysteme sind
auch aus den Druckschriften
EP
0 144 686 B1 ,
US
2003/0075556 A1 ,
US 2002/0108857 A1 ,
US 5,141,871 A ,
US 5,273,717 A und
JP 2001-059848 A bekannt.
Jedoch sind auch diese Systeme nicht in der Lage festzustellen,
welche aus einer Vielzahl von Abgabespitzen tatsächlich am Abgabekopf befestigt sind.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen
Nachteile zu beseitigen, die mit herkömmlichen Flüssigkeitshandhabungssystemen
einhergehen. Zur Lösung
dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein automatisches
Flüssigkeitshandhabungssystem
mit einem Abgabespitzenbehälter,
einem Abgabekopf, einem Kopfbewegungsmechanismus, einem Sensor und
einer Steuereinrichtung. Der Abgabespitzenbehälter umfasst eine Mehrzahl
von Haltebereichen zum Halten von Abgabespitzen. Der Abgabekopf
weist Befestigungsbereiche auf, an denen wenigstens eine Abgabespitze
befestigbar ist. Wenn eine oder mehrere Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen
befestigt sind, kann der Abgabekopf Ansaug- und Abgabeoperationen
durchführen,
um eine Flüssigkeit
in oder aus einer oder mehreren Abgabespitzen anzusaugen oder abzugeben.
Der Bewegungsmechanismus bewegt den Abgabekopf. Der Sensor stellt
fest, ob eine oder mehrere Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen
des Abgabekopfes befestigt sind, wenn sich der Kopf relativ zum
Sensor bewegt. Der Sensor weist einen Messbereich auf, der sich
in einer Richtung erstreckt, die hinsichtlich einer Richtung geneigt
ist, in die sich der Kopf bewegt, und erzeugt ein Ausgangssignal,
das einen Status der an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes
befestigten Abgabespitzen anzeigt. Die Steuereinrichtung steuert die
Ansaug- und Abgabeoperationen, die mittels des Abgabekopfes durchgeführt werden,
und steuert den Bewegungsmechanismus, um die Bewegungen des Abgabekopfes
zu steuern.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Sensoren um optische Sensoren, die beispielsweise
eine Lichtausgabeeinheit und eine Lichtempfangseinheit, die in einem
vorbestimmten Abstand von der Lichtausgabeeinheit angeordnet ist,
aufweisen. Als Messbereich dient ein Lichtweg, der zwischen der
Lichtausgabeeinheit und der Lichtempfangseinheit gebildet wird.
Der Bewegungsmechanismus bewegt den Abgabekopf derart, dass dieser
den Lichtweg bzw. den Messbereich kreuzt, um auf diese Weise die
an dem Abgabekopf befestigen Abgabespitzen zu erfassen.
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Es
ist ein Speicher vorgesehen, der Informationen über eine Anzahl von an den
Befestigungsbereichen des Abgabekopfes zu befestigenden Abgabespitzen
anhand von Positionsdaten speichert, die die Haltebereiche anzeigen,
an denen die Abgabespitzen befestigt werden sollen. Die Steuereinrichtung
vergleicht das Ausgangssignal des Sensors mit den in dem Speicher
gespeicherten Informationen. Anhand dieses Vergleichs können überzählige oder fehlende
Abgabespitzen erfasst werden. Insbesondere in dem Fall, dass die
Steuereinrichtung ein Vergleichsergebnis erzeugt, das anzeigt, dass
das Ausgangssignal des Sensors und die in dem Speicher gespeicherten
Informationen nicht miteinander übereinstimmen,
stellt die Steuereinrichtung fest, dass ein Fehler aufgetreten ist,
und veranlasst den Bewegungsmechanismus, die Bewegung des Abgabekopfes
zu unterbrechen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
erläuterndes
Diagramm, das eine Anordnung mit einem Abgabespitzenbehälter, einem Reagenzbehälter, einer
Mikroplatte und einem Entsorgungsbehälter; eine Anordnung mit Abgabespitzendetektoren
und einer Referenzposition eines Abgabekopfes zeigt, in der die
Abgabespitzen detektiert werden;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Abgabespitzendetektoren;
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4 eine
Ansicht, die eine beispielhafte Maske zum Erzeugen des Prozesses
und der Zeitgeber gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm, das eine Selbstanalysefunktion einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
grafische Darstellung, welche die Bewegung eines Roboters zeigt;
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7 ein
Flussdiagramm, das die Abfolge der Operationen von der Eingabe des
Prozesses bis zur Ausführung
des Prozesses zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm, das die Abfolge der auszuführenden Operationen zwecks
Bestimmung der Abgabespitzenanordnung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ein
erläuterndes
Diagramm, das eine Anordnung von Abgabespitzen und Reagenzien und eine
Anzeige der Menge von Reagenzien gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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10 ein
Diagramm, das eine beispielhafte Prozesstabelle für ein metabolisches
Experiment zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. 2 zeigt in Draufsicht eine Anordnung
der einzelnen Behälter,
die in einem Hauptkörper 2 des
automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems
aufgenommen sind. Das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 umfasst
den Hauptkörper 2 und
eine Steuereinrichtung 3, die mittels eines Verbindungskabels 4 miteinander
verbunden sind, wie beispielsweise mittels eines LAN-(Local Area
Network)-Kabels. Ein herkömmlicher
Computer wird als Steuereinrichtung 3 verwendet. Der Hauptkörper 2 des
automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 umfasst
einen Roboter 5, der im dreidimensionalen Raum bewegt und
angehalten werden kann, einen Abgabekopf 6, der an einem Spitzenende
des Roboters 5 angeordnet ist, und einen Treiberkreis 7,
um den Hauptkörper 2 basierend auf
in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen Parametern anzutreiben.
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Der
Roboter 5 umfasst drei orthogonale Achsen X, Y und Z und
kann mittels Schrittmotoren (nicht gezeigt) zu einer vorbestimmten
Position bewegt werden. Anstelle der Schrittmotoren können Servomotoren
verwendet werden. Eine Mehrzahl von Abgabespitzen 8, die
in gleichen Abständen
ausgerichtet sind, kann lösbar
an dem Abgabekopf 6 befestigt werden. Die an dem Abgabekopf 6 befestigten
Abgabespitzen können
Flüssigkeit
wahlweise ansaugen oder abgeben. Bei einer bestimmten Ausführungsform
kann der Abgabekopf 6 beispielsweise zwölf Spritzen (in den Zeichnungen
nicht gezeigt) halten, die durch einen Schrittmotor angetrieben
werden. Der Abstand zwischen den Spritzen beträgt 9 mm, was dem Abstand zwischen
den Aufnahmen einer Mikroplatte 11 entspricht. Wenn eine
oder mehrere Abgabespitzen 8 an dem Abgabekopf 6 befestigt sind,
kann durch Antreiben der Spritzen Flüssigkeit angesaugt oder abgegeben
werden.
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Unterhalb
des Abgabekopfes 6 des Roboters 5 sind ein Abgabespitzenbehälter 9,
ein Reagenzbehälter 10,
die Mikroplatte 11 und ein Entsorgungsbehälter 14 angeordnet.
Der Abgabespitzenbehälter 9 umfasst
Abgabespitzenhaltebereiche, die in einem Abstand voneinander angeordnet
sind, der dem Abstand der Aufnahmen der Mikroplatte 11 entspricht, also
9 mm beträgt.
Der Reagenzbehälter 10 nimmt ein
Reagenz auf, das in einem Experiment verwendet wird. Die Mikroplatte 11 nimmt
eine Probe auf, die Gegenstand des Experimentes ist. Der Entsorgungsbehälter 14 nimmt
gebrauchte Abgabespitzen 8 auf. In der Mikroplatte 11 sind
mehrere Aufnahmen in einer n × m
Matrix ausgebildet. Eine 8 × 12
Anordnung würde
demnach beispielsweise 96 Aufnahmen umfassen. Der Abgabekopf 6 kann
um 90° geschwenkt werden,
so dass eine Abgabe auf die Mikroplatte 11 in beiden orthogonalen
Richtungen möglich
ist.
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An
Positionen oberhalb des Entsorgungsbehälters 14 ist ein Abgabespitzensensor 19 angeordnet,
um die Abgabespitzen 8, die an dem Abgabekopf 6 befestigt
sind, zu erfassen. Bei dem in der vorliegenden Ausführungsform
verwendeten Abgabespitzensensor 19 handelt es sich um einen
fotoelektrischen Sensor, der eine Lichtaussendeeinheit 19a und
eine Lichtempfangseinheit 19b aufweist und eine Abgabespitze 8 erfasst,
wenn diese den Lichtweg kreuzt, der sich von der Lichtausgabeeinheit 19a zur Lichtempfangseinheit 19b erstreckt.
Der Abgabekopf 6 kann eine Anordnung von Abgabespitzen 8 aufnehmen,
die in dem Abgabespitzenbehälter 9 in
Richtung der X-Achse oder Y-Achse ausgerichtet sind. Bei der dargestellten
Ausführungsform
sind acht Abgabespitzen 8 in Richtung der X-Achse und zwölf Abgabespitzen 8 in
Richtung der Y-Achse angeordnet. Der Abgabekopf 6 kann
die Abgabespitzen 8 jeweils in einer der beiden Richtungen
aufnehmen. Unabhängig
von der Anordnung der Abgabespitzen 8, die mittels des Abgabekopfes 6 erzeugt
wird, sind die Lichtausgabeeinheit 19a und die Lichtempfangseinheit 19b derart angeordnet,
dass jede der Abgabespitzen 8 den Lichtweg zwischen der
Lichtausgabeeinheit 19a und der Lichtempfangseinheit 19b wirksam
kreuzen kann, wenn sich der Abgabekopf 6 über die
X-Y-Ebene bewegt.
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Genauer
gesagt, wie in 2 gezeigt ist, sind die Lichtausgabeeinheit 19a und
die Lichtempfangseinheit 19b oberhalb und nahe der beiden
diagonal einander gegenüberliegenden
Ecken des Entsorgungsbehälters 14 angeordnet,
so dass der Lichtweg, der von der Lichtausgabeeinheit 19a emittiert und
von der Lichtempfangseinheit 19b empfangen wird, etwa einen
Winkel von 45° hinsichtlich
der X-Achse oder Y-Achse bildet. Aufgrund dieser Anordnung des Abgabedetektors 19 kann
jede der Abgabespitzen 8, die an dem Kopf 6 befestigt
ist, erfasst werden, und zwar unabhängig davon, ob der Abgabekopf 6 in
Richtung der X-Achse oder Y-Achse ausgerichtet ist. Ein Abstand
(19d) zwischen der Lichtausgabeeinheit 19a und
der Lichtempfangseinheit 19b kann derart kurz gewählt werden,
dass er einem Abstand entspricht, in dem eine einzige Abgabespitze 8 bewegt
werden kann.
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Die
Lichtausgabeeinheit 19a und die Lichtempfangseinheit 19b können oberhalb
und an einander gegenüberliegenden
Seiten des Entsorgungsbehälters 14 angeordnet
sein, so dass sich der Lichtweg von der Lichtausgabeeinheit 19a zur
Lichtempfangseinheit 19b in Richtung der X-Achse oder Y-Achse
erstreckt. In diesem Fall ist die Ausrichtung, in der sich der Kopf 6 erstreckt,
entweder auf die Richtung der X-Achse oder die Richtung der Y-Achse begrenzt,
und zwar abhängig
davon, in welcher Richtung sich der Lichtweg erstreckt.
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Das
Ausgabesignal des Abgabespitzensensors 19 wird über den
Treiberkreis 7 des Hauptkörpers 2 und über das
Verbindungskabel 4 der Steuereinrichtung 3 zugeführt. Es
sollte klar sein, dass es sich bei dem Abgabespitzensensor 19 nicht
um den zuvor beschriebenen handeln muss, sondern dass auch jede
andere Sensorart verwendet werden kann, wie beispielsweise Sensoren,
die einen Laserstrahl oder Ultraschallwellen verwenden.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist an dem Dichtteil und an
den Seitenflächen
des Hauptkörpers 2 des
automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 eine
Abdeckung 15 angeordnet. Ferner ist an der Vorderseite
des Hauptkörpers 2 eine
Tür (in
den Zeichnungen nicht dargestellt) vorgesehen. Die Tür ist beim
Präparieren
des Reagenz oder der Proben geöffnet
und während
der Durchführung
des Experiments und des Betriebs des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 geschlossen.
Zur Erhöhung
der Sicherheit des Bedienpersonals ist ein Reed-Schalter 16 vorgesehen,
der erfasst, ob die Tür
offen oder geschlossen ist. Bei offener Tür sind die Kontakte des Reed-Schalters 16 offen,
wodurch die Stromversorgung der Motoren unterbrochen und somit der
Roboter 5 angehalten wird.
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In
der in 2 dargestellten Anordnung sind die Abgabespitzenbehälter 9a und 9b auf
der linken Seite positioniert, um die in einer Anordnung arrangierten
Abgabespitzen 8 zu halten. Die Reagenzbehälter 10a und 10b sind
in der Mitte positioniert, und die Mikroplatte 11 und der
Entsorgungsbehälter 14 sind
auf der rechten Seite angeordnet. Der Bereich zum Aufbewahren des
Reagenz in dem Reagenzbehälter 10a ist
in Spalten "A" bis "H" unterteilt. Ferner ist der Bereich
zum Aufbewahren des Reagenz in dem Reagenzbehälter 10b in Reihen "1" bis "12" unterteilt.
In jeder Reihe oder Spalte der Reagenzbehälter 10a und 10b können unterschiedliche
Reagenzien abgegeben werden. Wenn der Abgabekopf 6 derart
ausgerichtet ist, dass die Längsrichtung
des Kopfes 6 mit der Richtung übereinstimmt, in der sich die Spalte
erstreckt, werden der Abgabespitzenbehälter 9a und der Reagenzbehälter 10a verwendet.
Sobald der Abgabekopf 6 um 90° geschwenkt wird und seine Längsrichtung
mit derjenigen Richtung übereinstimmt,
in der sich die Reihe erstreckt, so werden der Abgabespitzenbehälter 9b und
der Reagenzbehälter 10b verwendet.
Der Entsorgungsbehälter 14 ist
derart groß bemessen,
dass in ihm die verwendeten Abgabespitzen unabhängig davon aufgenommen werden
können,
ob der Abgabekopf 6 in Richtung der Spalte oder in Richtung
der Reihe ausgerichtet ist.
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Die
in 2 dargestellte Anordnung ist nur beispielhaft.
Die Anordnung der Behälter
ist frei änderbar,
um den Anforderungen des Experiments zu entsprechen. Allerdings
ist es erforderlich, Informationen hinsichtlich der Anordnung der
Behälter
anfangs in einen Speicher (nicht gezeigt) der Steuereinrichtung 3 einzugeben
und zu speichern.
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Bei
der Durchführung
von Reagenzreaktionsexperimenten ist das Reagenz normalerweise gekühlt. Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind unterhalb der Reagenzbehälter 10a und 10b jeweils Kühlvorrichtungen 12a und 12b angeordnet,
wie in 1 gezeigt ist, um eine Reagenztemperatur von beispielsweise
4°C beizubehalten.
Um die Mikroplatte 11 nach Abgabe des Reagenzes in die
Mikroplatte 11 zu schütteln,
ist die Mikroplatte 11 auf einer Schüttelvorrichtung 13 angeordnet
und wird unter Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Temperatur von
dieser geschüttelt.
Dieser Vorgang wird Inkubation genannt.
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Die
Steuereinrichtung 3 steuert den Roboter 5, um
den Abgabekopf 6 an die gewünschte Position zu bewegen,
und steuert den Abgabekopf 6, um Flüssigkeitsansaug- oder Flüssigkeitsabgabeoperation durchzuführen. Ferner
steuert die Steuereinrichtung 3 den Roboter 6 derart,
dass die Abgabespitzen 8, die an dem Abgabekopf 6 gehalten
sind, wirksam den Lichtweg des Abgabespitzensensors 19 kreuzen.
Die Steuereinrichtung 3 empfängt das Ausgangssignal des
Abgabespitzensensors 19 und bestimmt, ob die Abgabespitze 8 erfasst
wurde.
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Ferner
kann auch der Prozess (das Protokoll) eines Reagenzreaktionsexperimentes,
wie es beispielhaft in 4 gezeigt ist, in die Steuereinrichtung 3 eingegeben
werden. Zur Eingabe des Prozesses in die Steuereinrichtung 3 wird
eine Tastatur 17 oder eine Maus 18 verwendet.
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4 zeigt
ein Beispiel einer Eingabemaske zur Eingabe des Versuchsprozesses.
Beim Erstellen des Versuchsprozesses wird jeder auszuführende Schritt
aus einem Aufbereitungsmenü 32 auf
der linken Seite der Eingabemaske ausgewählt, und der ausgewählte Schritt
in eine Prozessspalte 33 eingegeben. Wenn der Schritt "Abgabe" aus dem Aufbereitungsmenü 32 ausgewählt und
in die Prozessspalte 33 eingegeben wird, so erscheint auf
der rechten Seite der Prozessspalte 33 eine Informationseingabemaske 34,
um sämtliche
Informationen einzugeben, die für
die Abgabeoperation erforderlich sind. Mittels der Informationseingabemaske 34 können verschiedene Arten
von Informationen eingegeben werden, wie beispielsweise das auszuwählende Reagenz 37, die
Abgabemenge 38, das Feld der Abgabezielaufnahmen 35 und
die Abgaberichtung 36. Beispielsweise bedeutet das Symbol →, dass Abgabeoperationen in
der Richtung von Spalte "A" zur Spalte "H" der Mikroplatte 11 durchgeführt werden.
Ferner bedeutet das Symbol T, Abgabeoperationen in der Richtung von
Reihe "1" zur Reihe "12" der Mikroplatte 11 durchzuführen.
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Die
in 4 dargestellte Informationseingabemaske 34 dient
zum Ausführen
eines Abgabeschrittes einer Reaktionsunterbrechungslösung nach einem
Inkubationsschritt. Die Informationseingabemaske 34 umfasst
einen Zeiteinstellbereich 30 zum Einstellen einer Zeitdauer
von der Abgabe des Reagenzes bis zur sich daran anschließenden Abgabe der
Reaktionsunterbrechungslösung
(nachfolgend "vorbestimmte
Zeitdauer" genannt).
Das Feld der Aufnahmen 35 der Mikroplatte 11,
in das die Unterbrechungslösung
ausgegeben werden soll, kann individuell oder anhand einer Reihe
oder einer Spalte spezifiziert werden. Ferner umfasst die Steuereinrichtung 3 den
Zeitgeber 31 zum Messen einer Zeitdauer unmittelbar nach
der Abgabe des Reagenzes in jede Reihe oder jede Spalte der Mikroplatte 11. Wenn
die Steuereinrichtung 3 einen Prozess ausführt, vergleicht
die Steuereinrichtung 3 die mittels des Zeitgebers 31 gemessene
Zeitdauer mit der vorbestimmten Zeitdauer, die in dem Einstellbereich 30 eingestellt
ist. Die Abgabe der Reaktionsunterbrechungslösung wird nicht durchgeführt, bevor
die mittels des Zeitgebers 31 gemessene Zeitdauer die in dem
Zeiteinstellbereich 30 eingestellte vorbestimmte Zeitdauer
erreicht hat.
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Ferner
umfasst die Steuereinrichtung 3 eine Abgabespitzenanordnung-Berechnungsfunktion 70 und
eine Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80,
die nachfolgend noch näher
beschrieben werden. Mittels der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 kann
eine Anordnung der Abgabespitzen 8 in den Abgabespitzenbehältern 9a und 9b basierend
auf Eingabeinformationen hinsichtlich der Abgabeaufnahmen in der
Mikroplatte 11 und der Abgaberichtung 36 bestimmt
werden. Die auf diese Weise ermittelte Anordnung der Abgabespitzen 8 wird
dem Bedienpersonal angezeigt.
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Der
Speicher der Steuereinrichtung 3 speichert Informationen
hinsichtlich der Anordnung der Abgabespitzen 8, die mittels
der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 ermittelt
wurde. Die in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeicherten
Informationen werden verwendet, wenn die Steuereinrichtung 3 basierend
auf den Ausgangssignalen des Abgabespitzensensors 19 feststellt,
dass die an dem Abgabekopf 6 zu befestigende Abgabespitze 8 in
dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b verbleibt.
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Die
Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 berechnet
die Menge des zu verwendenden Reagenzes 37 und bestimmt
die Anordnung des Reagenzes 37. in dem Reagenzbehälter 10a oder 10b.
Die Menge des zu verwendenden Reagenzes 37 wird basierend
auf dem Reagenzausgabevolumen 38 pro Aufnahme der Mikroplatte 11,
der Anzahl von Aufnahmen 35, in die das Reagenz 37 abgegeben
werden soll, und den Informationen hinsichtlich der Abgaberichtung 36 berechnet.
Die auf diese Weise berechnete Menge des Reagenzes 37 und
die Anordnung des Reagenzes 37 werden dem Bedienpersonal
angezeigt und auch in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert.
Die Verwendung der gespeicherten Informationen kann erneute Berechnungen
für dieselben
Bedingungen eliminieren, wodurch die für die Berechnung erforderliche Zeit
reduziert wird.
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Ferner
umfasst die Steuereinrichtung 3 eine Selbstanalysefunktion 40.
Die Selbstanalysefunktion 40 kann für ein Reagenzreaktionsexperiment
die Zeit simulieren, die zur Durchführung der zuvor eingegebenen
Schritte erforderlich ist, und bestimmen, ob das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die
Operationen innerhalb der Zeitdauer ausführen kann, die in dem Zeiteinstellbereich 30 spezifiziert
ist, und schließlich
das Ergebnis an das Bedienpersonal ausgeben.
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Unter
Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Flussdiagramm
wird nachfolgend die Zeitabfolge zur Durchführung jeder der Funktionen
der Steuereinrichtung 3 beschrieben. In Schritt 61 gibt das
Bedienpersonal eine Reihe von durchzuführenden Prozessschritten ein.
Anschließend
werden die Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktionen 70 und
die Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 ausgeführt. Dann
bestimmt die Selbstanalysefunktion 40, ob das automatische
Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die
Reihe von Schritten innerhalb der in dem Zeiteinstellbereich 30 spezifizierten
Zeitdauer ausführen
kann oder nicht. Wenn das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die
Schritte nicht innerhalb der spezifizierten Zeitdauer ausführen kann,
wird ein Alarm ausgelöst
und das Bedienpersonal instruiert, die Reihe von Schritten erneut
einzugeben. Wenn das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die
Schritte innerhalb der spezifizierten Zeitdauer ausführen kann,
werden die Abgabespitzen- und Reagenzanordnungen zusammen mit den
Reagenzmengen angezeigt, wie in 9 gezeigt,
und das Bedienpersonal stellt die oben genannten Parameter mit Hilfe
der Anzeige auf dem Bildschirm ein. Nach Beendigung dieser Vorbereitungen
startet das Bedienpersonal die Prozesse (Schritt 62).
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf das in 8 dargestellte
Flussdiagramm und die in 10 dargestellte
Prozesstabelle Einzelheiten der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 genauer
beschrieben. Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8 in
dem ersten Abgabespitzenbehälter 9a spaltenweise
angeordnet werden sollen. Somit werden die Abgabespitzen 8 zunächst an
Positionen in der Spalte "A" angeordnet, woraufhin
diese spaltenweise Anordnung der Abgabespitzen sequentiell von Spalte "A" bis Spalte "H" fortgesetzt
wird. Nachfolgend wird die Richtung von Spalte "A" bis
Spalte "H" (Linksrichtung in
der Figur) der Einfachheit halber als "erste Richtung" bezeichnet. Auf der anderen Seite sollen
die Abgabespitzen 8 in dem zweiten Abgabespitzenbehälter 9b reihenweise
angeordnet werden. Demnach werden die Abgabespitzen 8 zunächst an
Positionen der Reihe "1" angeordnet, woraufhin
diese reihenweise Anordnung der Abgabespitzen sequentiell von Reihe "1" bis Reihe "12" fortgesetzt
wird. Nachfolgend wird die Richtung von Reihe "1" bis
Reihe "12" (Aufwärtsrichtung
in der Figur) der Einfachheit halber als "zweite Richtung" bezeichnet.
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In
dem Initialisierungsschritt 71 ist der Reihenzähler auf "1" und der Spaltenzähler auf "A" gesetzt.
In Schritt 72 wird festgelegt, ob die Abgabespitzen 8 in
der ersten Richtung angeordnet werden sollen oder nicht. Wenn dies
der Fall ist, werden die Abgabespitzen 8 an einer Position
in der Reihe "1" des zweiten Abgabespitzenbehälters 9b angeordnet,
wohingegen die Abgabespitzen 8 an einer Position in Spalte "A" des ersten Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet
werden, wenn dies nicht der Fall ist. Unter Bezugnahme auf die Prozessnummer
1, die in der in 10 dargestellten Tabelle gezeigt
ist, ist die Abgaberichtung durch einen aufwärts gerichteten Pfeil dargestellt,
was bedeutet, dass die Abgabeoperation in der zweiten Richtung durchgeführt wird.
Entsprechend wurde die in Schritt 72 aufgeworfene Frage
mit "NEIN" beantwortet, weshalb
mit Schritt 76 fortgefahren wird, indem der Abgabebereich
in Bezug auf die Aufnahmen der Mikroplatte 11 aus der in 10 dargestellten
Prozesstabelle ausgelesen wird. Anhand der Prozesstabelle ist zu
erkennen, dass der Abgabebereich in Bezug auf die Aufnahmen der
Mikroplatte 11 von Spalte "A" bis
Spalte "E" in Reihe "1" reicht. Entsprechend wird, wie in 9 gezeigt
ist, der Bereich von "A" bis "E" in Reihe "1" hinsichtlich
der Abgabespitzenanordnungspositionen des zweiten Abgabespitzenbehälters 9b markiert.
Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8, die hinsichtlich
der oben genannten Positionen auf dem zweiten Abgabespitzenbehälter 9b eingestellt
sind, verwendet werden, um das Reagenz 1 in die Aufnahmen der Mikroplatte 11 von
Spalte "A" bis Spalte "E" in Reihe "1" abzugeben.
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Anschließend wird
in Schritt 77 der Wert des Reihenzählers von "1" auf "2" erhöht.
Anschließend wird
in Schritt 75 bestimmt, ob alle Prozessschritte beendet
sind. Wenn ein oder mehrere Prozessschritte nicht durchgeführt wurden,
kehrt das Programm zu Schritt 72 zurück, um festzustellen, welcher
Prozessschritt als nächstes
durchzuführen
ist. Die Abgaberichtung in Prozessschritt 2 ist in der in 10 dargestellten
Prozesstabelle durch einen nach links gerichteten Pfeil angezeigt,
so dass mit Schritt 73 fortgefahren wird. Der in Prozessschritt
2 durchzuführende Prozess
besteht darin, das Reagenz 2 in diejenigen Aufnahmen der Mikroplatte
abzugeben, die von einem Rechteck umschlossen sind, dessen diagonale Linie
durch Punkte (A, 2) und (E, 12) definiert ist.
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Entsprechend
wird, wie in 9 gezeigt ist, der Bereich von "2" bis "12" in
Spalte "A" hinsichtlich der
Abgabespitzenanordnungspositionen des ersten Abgabespitzenbehälters 9a markiert.
Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8, die hinsichtlich
der oben genannten Positionen auf dem ersten Abgabespitzenbehälter 9a eingestellt
sind, dazu verwendet werden, das Reagenz 2 in elf Aufnahmen in den
Reihen "2" bis "12" der Mikroplatte 11 jeder
der Spalten "A" bis "E" abzugeben.
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Anschließend wird
in Prozessschritt 74 der Spaltenzähler um den Wert "1" erhöht,
um von Spalte "A" auf Spalte "B" zu wechseln. Dann wird in Prozessschritt 75 überprüft, ob sämtliche
Prozessschritte beendet sind, und für den Fall, dass weitere Prozessschritte
nicht durchgeführt
worden sind, werden Einzelheiten der Prozessnummer 3 überprüft. Anschließend wird
der Vorgang wie zuvor beschrieben durchgeführt, und die Abgabespitzen 8,
die zur Durchführung
des Prozesses im Prozessschritt 3 verwendet werden, werden in dem
zweiten Abgabespitzenbehälter 9b an
den Positionen der Reihe "2" von Spalte "A" bis Spalte "E" angeordnet.
Auf diese Weise wird jeweils eine Spalte oder eine Reihe von Aufnahmen
der Mikroplatte 11 bearbeitet, bis der Prozess bei Prozessnummer
10 beendet ist. Auf dem Bildschirm wird die Anordnung der Abgabespitzen 8 dargestellt,
wie in 9 gezeigt ist.
-
Für die Markierung
der Abgabespitzenanordnung 90 können hinsichtlich der Abgabespitzen 8,
die für
jeden Prozess benötigt
werden, verschiedene Farben verwendet werden. Mittels der farblichen
Darstellung wird die Wahrscheinlichkeit weiter verringert, dass
ein Fehler in Bezug auf die Anordnung der Abgabespitzen 8 auftritt.
Ferner können
bei dem Verfahren zum Darstellen jedes Prozesses Symbole, Nummern,
Buchstaben oder dergleichen verwendet werden.
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Die
Steuereinrichtung 3 speichert in ihrem Speicher die so
erzielten Daten in Bezug auf die Anordnung der Abgabespitzen 8.
Diese Daten werden dazu verwendet festzustellen, dass eine oder
mehrere Abgabespitzen 8 in dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b verblieben
sind, nachdem die Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt
wurden. Die zu diesem Zweck verwendeten Daten sind nicht auf diejenigen Daten
beschränkt,
die durch die Durchführung
der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielt
wurden, sondern es können
auch gleichartige Daten verwendet werden, die durch andere Messungen
erzielt worden sind. Beispielsweise können die Abgabespitzenanordnungsdaten
unter Verwendung der Tastatur 17 oder der Maus 18 der
Steuereinrichtung 3 erzeugt werden. Die auf diese Weise
erzeugten Daten müssen
ebenfalls in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert
werden.
-
Nachfolgend
wird die Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 zum
Berechnen des Volumens des verwendeten Reagenzes und der Anordnung
des Reagenzes beschrieben. Bei der Menge des zu verwendenden Reagenzes
handelt es sich um das Produkt aus dem spezifischen Abgabevolumen
pro Aufnahme und der spezifischen Anzahl von Aufnahmen. Im Prozessnummer
1 beträgt
beispielsweise das Abgabevolumen 144 μl (Mikroliter) und die Anzahl
von Aufnahmen 5, so dass sich ein Produkt von 720 μl ergibt.
Im Prozessnummer 2 beträgt
das Abgabevolumen 100 μl
und die Anzahl von Aufnahmen 11 × 5, also ein Produkt von 5500 μl. Wenn dasselbe
Reagenz in verschiedenen Prozessen verwendet wird, können die
Volumen entsprechend addiert werden.
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Anschließend wird
zur Bestimmung der Reagenzanordnung ein Verfahren durchgeführt, das
dem in 8 dargestellten Verfahren ähnelt. Genauer gesagt wird
mit Hilfe des Verfahrens bestimmt, ob das Reagenz in dem Reagenzbehälter 10a oder 10b angeordnet
werden soll, was von der Abgaberichtung abhängt, und es wird die Anordnung
entsprechend des spezifizierten Reagenzes ermittelt.
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Insbesondere
kann das Bedienpersonal die Unterbrechungslösung derart anordnen, dass
sie von den anderen Reagenzien getrennt ist, um die Kontamination
der anderen Reagenzien durch die Unterbrechungslösung zu vermeiden.
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Auf
diese Weise wird das Volumen des Reagenzes berechnet und die Anordnung
der Reagenzien ermittelt. 9 zeigt
die sich ergebende Anordnung der Reagenzien 1 bis 8, die durch die
Bezugsziffer 91 dargestellt ist, und das berechnete Volumen jedes
Reagenzes, das durch die Bezugsziffer 92 dargestellt ist.
Bezüglich
der Reagenzvolumina kann das Bedienpersonal geringfügig mehr
Reagenz abgeben, um dem Todvolumen Rechnung zu tragen.
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Ferner
kann das in jedem Prozess zu verwendende Reagenz in der Anzeige
der Reagenzienanordnung durch verschiedene Farben dargestellt werden.
Mit Hilfe der farblichen Anzeige kann die Wahrscheinlichkeit weiter
verringert werden, dass Fehler in Bezug auf die Anordnung des Reagenzes auftreten.
Ferner können
bei dem Verfahren zur Anzeige jedes Prozesses Symbole, Zahlen, Buchstaben
oder dergleichen verwendet werden. Wenn dasselbe Reagenz mehrere
Male verwendet wird, so kann das Reagenz auch an unterschiedlichen
Positionen auf dem Bildschirm dargestellt werden.
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Nachfolgend
wird die Selbstanalysefunktion 40 beschrieben. Wie zuvor
bereitet das Bedienpersonal eine Prozesstabelle vor, in der eine
Reihe von durchzuführenden
Prozessen aufgelistet sind, wie beispielsweise die in 10 dargestellte
Prozesstabelle. Die Prozesse werden in die Steuereinrichtung 3 eingegeben.
Die Steuereinrichtung 3 umfasst eine Funktion zum Berechnen
einer geschätzten
Zeitdauer, die zur Durchführung
sämtlicher
der in der Prozesstabelle aufgeführten
Prozesse erforderlich ist, und zwar basierend auf den in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen
Prozesse. Genauer gesagt wird der Roboter 5 mit einer Geschwindigkeit
bewegt, die sich in einer trapezoidalen Form ändert, wie es in 6 gezeigt
ist. Die Bewegungsdauer und Abgabedauer können anhand des Beschleunigungsgradienten oder
der Verzögerungszeitdauer,
der Maximalgeschwindigkeit, des Verfahrweges, etc. berechnet werden.
Wenn sich der Roboter 5 in einer Ebene bewegt, die durch
zwei Achsen definiert ist, oder sich in einem dreidimensionalen
Raum bewegt, der durch drei Achsen definiert ist, wird zur Berechnung
der Gesamtbewegungszeitdauer natürlich
diejenige Achse gewählt,
welche die längste
Bewegungszeitdauer aufweist.
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Bei
dem in 6 dargestellten Beispiel wird der Roboter 5 zunächst simultan
bei gleichbleibender Geschwindigkeit entlang der X- und Y-Achse
bewegt. Sobald die Position des Roboters 5 auf der Y-Achse ermittelt
wurde, wird der Roboter 5 in Richtung der Z-Achse bewegt.
Der Roboter 5 wird also auf eine vorbestimmte Höhe verfahren.
Anschließend
wird die Spritzenachse angetrieben, um ein Reagenz aus den Abgabespitzen 8 anzusaugen
oder dieses entsprechend in die Abgabespitzen 8 abzugeben.
Die Zeitdauern für
diese Bewegungen werden berechnet. Da jede Bewegung durch die Steuereinrichtung 3 gesteuert
wird, muss die Datenübertragungszeitdauer berücksichtigt
werden, um die Gesamtzeitdauer zu erfassen, die zur Ausführung sämtlicher
Operationen erforderlich ist. Es ist möglich, die Datenübertragungszeitdauer
anhand der Datenmenge und der Übertragungsgeschwindigkeit
zu berechnen. Somit ist es möglich,
die für
jeden Prozess erforderliche Zeitdauer zu simulieren, indem die Zeitdauer,
die zur Durchführung
jeder Operation in dem Prozess erforderlich ist, und die Datenübertragungszeitdauer
addiert werden. Bei der in 10 dargestellten
Prozessnummer 1 können
beispielsweise die Zeitdauer, die erforderlich ist, um die Abgabespitzen
zu befestigen, das Reagenz 1 anzusaugen und dieses anschließend auf
die Mikroplatte 11 abzugeben und um die Abgabespitzen 8 in
dem Entsorgungsbehälter 14 anzuordnen,
und die Zeitdauer, die erforderlich ist, die Befehle für jede dieser
Operationen zu übertragen,
berechnet und addiert werden. Die Summe dieser Zeiten entspricht
der Zeitdauer, die zur Durchführung
der Prozessnummer 1 erforderlich ist. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 3 die
Zeitdauer berechnen, die zur Durchführung jedes Prozesses erforderlich
ist, wie es in 10 in der mit "erforderliche Zeitdauer" überschriebenen Spalte gezeigt
ist.
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Die
Selbstanalysefunktion 40 der Steuereinrichtung 3 überprüft, ob die
berechnete Operationsdauer mit der erforderlichen Zeitdauer übereinstimmt,
die in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegeben wurde,
und informiert das Bedienpersonal. Genauer gesagt, wie es in dem
in 5 dargestellten Ablaufdiagramm gezeigt ist, wird
die Selbstanalysefunktion 40 nach der Eingabe der Prozesse
(Schritt 41) durchgeführt.
Zunächst
wird die Operationszeitdauersimulation durchgeführt (Schritt 42).
Anschließend
wird überprüft, ob die
Prozesse innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen
Zeitdauer beendet werden können
(Schritt 43). Wenn es möglich
ist, die Prozesse innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen
Zeitdauer durchzuführen,
wird die Meldung "OK" auf dem Bildschirm
ausgegeben (Schritt 44). Sollte dies nicht möglich sein,
wird die Meldung "Alarm" ausgegeben (Schritt 45),
um das Bedienpersonal darauf aufmerksam zu machen, dass die Prozesse
nicht innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen Zeitdauer
durchgeführt
werden können.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 2 und 10 ein
Verfahren beschrieben, das dem Erfassen der an dem Kopf 6 befestigten
Abgabespitzen 8 dient. Zum Erfassen der Abgabespitzen 8 wird
ein Abgabespitzensensor 19 verwendet. Um die an dem Kopf 6 befestigten
Abgabespitzen 8 zu erfassen, muss eine Referenzposition
des Kopfes 6 eingestellt werden. Die Referenzposition ist
eine Startposition, von der aus sich der Roboter 5 derart
in eine vorbestimmte Richtung bewegt, dass sämtliche der an dem Kopf 6 befestigten
Abgabespitzen 8 den Lichtweg des Abgabespitzensensors 19 kreuzen.
Die Referenzposition des Kopfes 6 oder des Roboters 5 ist
durch die entsprechenden Punkte auf der X-, Y- und Z-Achse definiert.
Die Referenzposition muss derart gewählt werden, dass die letzte
an dem Kopf 6 befestigte Abgabespitze 8 den Lichtweg
des Abgabespitzensensors 19 kreuzt, und zwar unabhängig davon,
ob der Kopf 6 in der ersten oder in der zweiten Richtung
positioniert ist.
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Die
in 2 dargestellten Positionen 6a und 6b des
Kopfes 6 sind als Referenzpositionen eingestellt. Die Referenzposition 6a ist
für den
in die zweite Richtung ausgerichteten Kopf 6 eingestellt,
während die
Referenzposition 6b für
den in die erste Richtung ausgerichteten Kopf 6 eingestellt
ist. Bei der Referenzposition 6a handelt es sich um eine
Position, in der die letzte Abgabespitze, die der Reihe "1" entspricht, den Lichtweg 19c des
Abgabespitzensensors 19 kreuzt, wodurch festgestellt werden
kann, dass sie an dem Kopf 6 befestigt ist. Ähnlich handelt es
sich bei der Referenzposition 6b um eine Position, in der
die letzte Abgabespitze, die der Spalte "A" entspricht,
den Lichtweg 19c des Abgabespitzensensors 19 kreuzt,
wodurch festgestellt wird, dass diese an dem Kopf 6 befestigt
ist.
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Die
Referenzpositionen 6a und 6b des Kopfes 6 sind
nicht auf diejenigen Positionen beschränkt, die in 2 dargestellt
sind. Bei den in 2 gezeigten Referenzpositionen 6a und 6b sind
die Positionen, in denen die letzten Abgabespitzen den Lichtweg 19c kreuzen,
identisch. Die Lichtwegunterbrechungsposition entlang des Lichtweges 19c muss
für denjenigen
Fall, in dem der Kopf 6 in der ersten Richtung ausgerichtet
ist, und für
den Fall, dass der Kopf 6 von der zweiten Richtung ausgerichtet
ist, jedoch nicht identisch sein.
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Anhand
der beschriebenen geometrischen Beziehung zwischen dem Kopf 6 und
dem Lichtweg 19c des Abgabespitzensensors 19 bestimmt
die Steuereinrichtung 3 bei Unterbrechung des Lichtweges 19c des
Sensors 19 das Vorhandensein der Abgabespitze 8 an
dem Kopf 6, wohingegen die Steuereinrichtung 3 das
Fehlen der Abgabespitze 8 an dem Kopf 6 erfasst,
wenn der Lichtweg 19c nicht unterbrochen wird. Die Abgabespitzen 8 sind
an den Kopf 6 in einem Abstand von 9 mm befestigt. Wird
der Roboter 5 somit aus der Referenzposition 6a oder 6b um
9 mm in derjenigen Richtung verfahren, in der die Abgabespitzen 8 an
dem Kopf 6 angeordnet sind, kann die zweite Abgabespitze 8,
die neben der letzten Abgabespitze 8 angeordnet ist, erfasst
werden. Die Bewegung des Roboters 5 wird ausgehend von
der Referenzposition alle 9 mm durchgeführt, bis alle an dem Kopf 6 befestigten
Abgabespitzen 8 erfasst sind. Der Kopf 6 kann
maximal zwölf
Abgabespitzen aufnehmen, wobei jede dieser Abgabespitzen erfasst und
ihre Position identifiziert werden kann.
-
Das
Erfassen der Abgabespitzen 8 wird zu zwei Zeitpunkten durchgeführt. Zum
einen werden die Abgabespitzen 8 erfasst, nachdem die Befestigung
der Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 abgeschlossen
ist. Zum anderen werden diejenigen Abgabespitzen 8 erfasst,
die an dem Kopf 6 verbleiben, nachdem die Abgabespitzen 8 von
dem Kopf 6 entfernt wurden. Jede dieser Erfassungsoperationen wird
in zwei Richtungen durchgeführt,
abhängig
von der Ausrichtungsrichtung des Kopfes 6.
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Um
die Abgabespitzen 8 zu erfassen, nachdem sie an dem Kopf 6 befestigt
wurden, werden die Abgabespitzenanordnungsdaten verwendet, die in dem
Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert sind. Wenn
ein Reagenzreaktionsexperiment durchgeführt wird, sind die Abgabespitzen 8 nicht
an allen Abgabespitzenaufnahmebereichen des Abgabespitzenbehälters 9a oder 9b angeordnet,
sondern sie sind in Abhängigkeit
von den Prozessbedingungen des Experimentes an ausgewählten Abgabespitzenaufnahmebereichen
positioniert. Die Anordnung der Abgabespitzen 8 wird mittels
Ausführung
der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielt,
wie es zuvor beschrieben wurde. Die mit Hilfe der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielten
Daten werden in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert.
Nachdem die in dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b angeordneten
Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt sind, werden
die Daten, die mittels des Abgabespitzensensors 19 erzielt
wurden, und die Daten, die in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert
sind, miteinander verglichen, um festzustellen, ob die Abgabespitzen 8 an
den ordnungsgemäßen Positionen an
dem Kopf 6 befestigt sind.
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Unter
Bezugnahme auf den Prozess 1, der in der Prozesstabelle der 10 dargestellt
ist, sind beispielsweise an dem Kopf 6, nachdem dieser
mit Hilfe eines Schwenkmechanismus (nicht dargestellt) derart geschwenkt
wurde, dass er in die erste Richtung ausgerichtet ist, fünf Abgabespitzen 9 aus
den Spalten "A" bis "E" der Reihe "1" des
Abgabespitzenbehälters 9b befestigt.
Obwohl an dem Kopf 6 maximal zwölf Abgabespitzen 8 befestigt
werden können, sind
nur fünf
Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 in Position gehalten,
nämlich
in der dritten bis siebten Position, ausgehend von der am weitesten
links gelegenen Position des in 2 dargestellten
Kopfes 6. Es sollte klar sein, dass es sich bei der dritten
bis siebten Position um die ordnungsgemäßen Positionen handelt, an
denen die Abgabespitzen 8 befestigt sein sollen. Nachdem
das Befestigen der Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 beendet
ist, wird der Kopf 6 durch den Roboter 5 zur Referenzposition 6b verfahren.
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An
der Referenzposition 6b wird festgestellt, ob die Abgabespitze 8 an
der am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 befestigt
ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 an dieser
Position befestigt ist, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen
Alarm an, um das Bedienpersonal auf diese nicht ordnungsgemäße Anordnung
aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Andererseits,
wenn festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 nicht an
der am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 befestigt
ist, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um 9 mm in
die erste Richtung bzw. in Bezug auf 2 nach links,
um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 ausgehend von der
am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 in der
zweiten Position vorhanden ist. Sollte die Abgabespitze 8 in der
zweiten Position erfasst werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen
Alarm an, um das Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung
aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Wenn ordnungsgemäß festgestellt
wird, dass sich die Abgabespitze 8 nicht in der zweiten
Position befindet, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um
weitere 9 mm in die erste Richtung bzw. nach links, um festzustellen,
ob die Abgabespitze 8 in der dritten Position vorhanden
ist. Sollte die Abgabespitze 8 nicht in der dritten Position
erfasst werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm
an, um das Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung
aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Wenn ordnungsgemäß festgestellt
wird, dass die Abgabespitze 8 in der dritten Position vorhanden ist,
dann bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um weitere
9 mm in die erste Richtung bzw. nach links, um festzustellen, ob
die Abgabespitze 8 in der vierten Position vorhanden ist.
-
Auf
die oben beschriebene Art und Weise wird überprüft, ob die Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an der
dritten bis siebten Position des Kopfes 6 und nicht an
den verbleibenden Positionen des Kopfes 6 angeordnet sind.
Wenn die Überprüfung nicht zu
den gewünschten
Ergebnissen führt,
zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal
darauf aufmerksam zu machen, und unterbricht die Operation. Wenn
die Überprüfung zu
den gewünschten
Ergebnissen führt,
wird der Kopf 6 an eine Position oberhalb des Reagenzbehälters 10a oder 10b verfahren,
um das Reagenz 1 in die an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 anzusaugen. Während sich
die obigen Ausführungen
auf den Fall beziehen, dass der Abgabekopf 6 in der ersten
Richtung ausgerichtet ist, können
auch die Abgabespitzen 8, die an dem in der zweiten Richtung
ausgerichteten Kopf 6 befestigt sind, auf ähnliche
Art und Weise erfasst werden, indem der Kopf 6 in dem in 2 dargestellten
Diagramm in die zweite Richtung bzw. abwärts bewegt wird.
-
Um
diejenigen Abgabespitzen 8 zu erfassen, die nach dem Entfernen
der Abgabespitzen 8 von dem Kopf 6 an dem Kopf 6 verbleiben
können,
bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 zur Referenzposition 6a oder 6b,
abhängig
von der Richtung, in welcher der Kopf 6 ausgerichtet ist,
wenn die Abgabespitzenentfernungsoperation durchgeführt wird.
Die benutzten Abgabespitzen 8 werden mittels eines Spitzenentfernungsmechanismus
(nicht gezeigt) an einer Position oberhalb des Entsorgungsbehälters 14 von dem
Kopf 6 entfernt. Nach dem Entfernen der Abgabespitzen 8 überprüft die Steuereinrichtung 3,
ob sämtliche
Abgabespitzen 8 von dem Kopf 6 entfernt wurden.
-
Nachfolgend
wird davon ausgegangen, dass die Abgabespitzen 8 in einem
Zustand entfernt werden, in dem der Kopf 6 in der zweiten
Richtung ausgerichtet ist. Nach Durchführung der Abgabespitzenentfernungsoperation
bewegt der Rotor 5 den Kopf 6 zur Referenzposition 6a.
In der Referenzposition 6a wird festgestellt, ob die Abgabespitze 8 in
Bezug auf das in 2 gezeigte Diagramm in der untersten
Position des Kopfes 6 befestigt ist oder nicht. Wenn festgestellt
wird, dass die Abgabespitze 8 in dieser Position befestigt
ist, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das
Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung aufmerksam zu
machen, und unterbricht die Operation. Wenn andererseits festgestellt
wird, dass die Abgabespitze 8 nicht in der untersten Position
des Kopfes 6 befestigt ist, bewegt der Roboter 5 den
Kopf 6 um 9 mm in die zweite Richtung bzw. unter Bezugnahme
auf 2 abwärts,
um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 ausgehend von der
untersten Position des Kopfes 6 nicht in der zweiten Position
vorhanden ist.
-
Ähnlich der
zuvor beschriebenen Operation werden auf diese Weise Überprüfungsergebnisse
dahingehend erzielt, dass die Abgabespitzen 8 nicht in den
verbleibenden Positionen des Kopfes 6 vorhanden sind. Wenn
nicht die gewünschten Überprüfungsergebnisse
erzielt werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm
an, um das Bedienpersonal darauf hinzuweisen, und unterbricht die
Operation. Wenn hingegen die gewünschten Überprüfungsergebnisse
erzielt werden, fährt
die Steuereinrichtung 3 mit der nächsten Aufgabe fort.
-
Während sich
die obigen Ausführungen
auf denjenigen Fall beziehen, in dem der Abgabekopf 6 in
der zweiten Richtung ausgerichtet ist, können die Abgabespitzen 8,
die an dem Kopf 6 befestigt sind, der in der ersten Richtung
ausgerichtet ist, auf ähnliche
Art und Weise erfasst werden, indem der Kopf 6 in die erste
Richtung bzw. unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte
Diagramm nach links bewegt wird.
-
Gemäß der obigen
Ausführungen
zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an und unterbricht die
Operation, wenn die gewünschten Überprüfungsergebnisse
nicht erzielt wurden. Die Operation muss jedoch nicht angehalten
werden, sondern sie kann auch bis zum Ende der Prozessnummer durchgeführt werden,
selbst wenn während
der Operation ein Alarm angezeigt wird. In diesem Fall kann die Überprüfungssequenz
vorab eingestellt werden, so dass die nicht ordnungsgemäß ausgeführte Prozessnummer
und die Art und Weise der Abnormalität nach Beendigung sämtlicher
Prozesse angezeigt wird.
-
Es
kann ein zusätzlicher
Abgabespitzenbehälter
mit daran angeordneten Abgabespitzen 8 vorgesehen werden,
um weitere Abgabespitzen 8 zu ergänzen. Die Abgabespitzen 8 in
dem zusätzlichen Abgabespitzenbehälter werden
an einigen der Positionen des Kopfes 6 befestigt, an denen
die Abgabespitzen 8 fälschlicherweise
nicht befestigt wurden. Wenn zu viele Abgabespitzen 8 an
dem Kopf 6 befestigt sind, werden die ungewollte befestigten
Abgabespitzen 8 mit Hilfe einer Spitzenentfernungseinrichtung
nacheinander von dem Kopf 6 entfernt.
-
Bei
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
wird der Kopf 6 beim Erfassen der an dem Kopf 6 befestigten
Abgabespitzen 8 jeweils in einem 9 mm Intervall bewegt.
Jedoch ist es nicht erforderlich, den Kopf 6 auf diese
Art und Weise zu bewegen, wenn die Abgabespitzen 8 mit
dem Reagenzbehälter 10a oder 10b öder mit
der Mikroplatte 11 kollidieren. Der Roboter 5 kann
zum Bewegen des Kopfes 6 derart angetrieben werden, dass
die einzelnen Abgabespitzen 8 den Lichtweg 19c des
Sensors 19 kreuzen.
-
Ferner
wird der Kopf 6 in der zuvor beschriebenen Ausführungsform
intermittierend bewegt, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
jeder einzelnen Abgabespitze 8 zu erfassen. Der Kopf 6 kann
jedoch auch wahlweise kontinuierlich bei konstanter Geschwindigkeit
um eine Strecke verfahren werden, die sämtliche Abgabespitzenbefestigungspositionen
an dem Kopf 6 umfasst. In diesem Fall sendet der Abgabespitzensensor 19 eine
Pulsfolge aus, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der
Abgabespitzen 8 in Bezug auf die Positionen in dem Kopf 6 repräsentiert,
während
der Kopf 6 den Lichtweg 19c kreuzt. Die von dem
Abgabespitzensensor 19 ausgegebene Pulsfolge wird in dem Speicher
der Steuereinrichtung 3 gespeichert und mit einer vorbestimmten
Pulsfolge verglichen, welche die gewünschte Abgabespitzenanordnung
repräsentiert, wodurch
Informationen über
Befestigungs- oder Entfernungsfehler in Bezug auf die Abgabespitzen
erzeugt werden.
-
Nachfolgend
wird die tatsächliche
Operation beschrieben, wobei beispielhaft auf die in 10 dargestellten
Prozesse Bezug genommen wird. Zuerst werden den Aufnahmen A bis
E der Reihe 1 der Mikroplatte 11 vorab durch das Bedienpersonal
6 μl der
Testprobe manuell hinzugefügt.
Die Mikroplatte 11 ist auf einer Schüttelvorrichtung 13 angeordnet, und
die Tür
ist geschlossen. Anschließend
startet das Bedienpersonal die in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen
Prozesse.
-
Im
Prozess Nummer 1 werden an dem Kopf 6 fünf Abgabespitzen 8 befestigt,
die in dem Abgabespitzenbehälter 9b in
den Spalten "A" bis "E" der Reihe "1" angeordnet
sind. Anschließend
wird überprüft, ob die
fünf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten
Positionen des Kopfes 6 befestigt sind. Dann werden 144 μl des in
dem Reagenzbehälter 10b angeordneten
Reagenzes 1 angesaugt und in die Aufnahmen der Spalten "A" bis "E" der
Reihe "1" der auf der Schüttelvorrichtung 13 positionierten
Mikroplatte 11 abgegeben. Die Schüttelamplitude der Schüttelvorrichtung 13 beträgt etwa ±1 mm,
was in Bezug auf den Durchmesser der Aufnahmen, nämlich 8
mm, ausreichend gering ist. Auf diese Weise können Abgabeoperationen selbst
während
Inkubationsoperationen ausgeführt
werden. Nach Durchführung
der Abgabeoperationen werden die Abgabespitzen 8 in dem
Entsorgungsbehälter 14 angeordnet, um
eine Kontamination zu vermeiden. Anschließend wird überprüft, ob nach der Entfernungsoperation
ein oder mehrere Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 verblieben
sind.
-
Im
Prozess Nummer 2 werden die elf Abgabespitzen 8 an dem
Kopf 6 befestigt, die in Spalte "A", Reihen "2" bis "12" des
Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet
sind. Dann wird überprüft, ob die
elf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen
des Kopfes 6 befestigt sind. Vor dieser Operation wird
der Abgabekopf 6 um 90° gedreht. Anschließend werden
100 μl des
Reagenzes 2, das in den Bereichen "A" des
Reagenzbehälters 10a gespeichert
ist, angesaugt und in die Aufnahmen "2" bis "12" der Spalte "A" der auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten
Mikroplatte 11 abgegeben. Dann werden 100 μl des im
Bereich "A" des Reagenzbehälters 10a angeordneten
Reagenzes 2 angesaugt und in die Aufnahmen "2" bis "12" der Spalte "B" abgegeben. Diese Operation wird wiederholt,
bis die Operation in Spalte "E" ausgeführt wird,
woraufhin die Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 angeordnet
werden. Anschließend
wird sichergestellt, dass keine Abgabespitzen 8 an dem
Kopf 6 verblieben sind.
-
Die
Rotation des Abgabekopfes kann beispielsweise mittels eines Schrittmotors
oder eines Solenoid-Betätigungsmittels
oder einer anderen Art von Betätigungsmittel
ausgeführt
werden. Alternativ kann eine Scheibe an den Abgabekopf und ein Widerlagerelement
an dem Hauptkörper 2 des
automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 vorgesehen
werden, so dass das Widerlagerelement die Scheibe an dem Abgabekopf 6 berühren kann.
Während
die Scheibe das Widerlagerelement berührt, wird der Abgabekopf 6 in
Richtung der X- oder der Y-Achse
bewegt, woraufhin sich der Abgabekopf 6 dreht. Die Drehachse
des Abgabekopfes 6 entspricht der Mitte des Abgabekopfes 6.
-
Bei
der Verdünnungsoperation
im Prozess Nummer 3 wird zunächst
der Abgabekopf 6 gedreht und die Abgabespitzen 8,
die in Reihe "2", Spalten "A" bis "E" des
Abgabespitzenbehälters 9b angeordnet
sind, an dem Abgabekopf 6 befestigt. Anschließend wird überprüft, ob die
fünf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den
vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind.
Der Abgabekopf 6 bewegt sich zur Reihe "1" der
auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten
Mikroplatte 11 und taucht die Abgabespitzen 8 in
die in den Aufnahmen "A" bis "E" der Reihe "1" vorhandene
Flüssigkeit.
Eine Hin- und Herbewegungsoperation, die aus dem Ansaugen und dem Ausgeben
der Flüssigkeit
besteht, wird fünf
Mal wiederholt. Anschließend
werden 50 μl
der Flüssigkeit angesaugt
und 50 μl
in die benachbarten Aufnahmen "A" bis "E" der Reihe "2" abgegeben.
Diese Flüssigkeit
wird fünf
Mal nacheinander angesaugt und abgegeben. Auf die gleiche Art und
Weise werden 50 μl aus
der Reihe "2" in die Reihe "3" abgegeben, anschließend bewegt und verdünnt. Diese
Operation wird bis zur Reihe "8" wiederholt. Die
Abgabespitzen 8 werden in dem Entsorgungsbehälter 14 zusammen mit
50 μl der
in Reihe "8" angesaugten Flüssigkeit
angeordnet. Anschließend
wird überprüft, ob noch
Abgabespitzen 8 in dem Kopf 6 verblieben sind.
Mittels des zuvor beschriebenen Prozesses werden verdünnte Testproben
in den Reihen "1" bis "8" der Mikroplatte 11 erzeugt.
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Im
Prozess Nummer 4 wird eine Inkubationsoperation durchgeführt, indem
die Mikroplatte 11 für zehn
Minuten bei einer vorbestimmten Temperatur, beispielsweise 37°C, geschüttelt wird.
Nach Ablauf der zehnminütigen
Inkubationsdauer führt
die Steuereinrichtung 3 den nachfolgend beschriebenen Prozess
aus.
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Die
Prozesse mit den Nummern 5 bis 9 werden ausgeführt, um das Reagenz in die
Aufnahmen der Spalten "A" bis "E" der Mikroplatte 11 abzugeben. Nachfolgend
ist beispielhaft beschrieben, wie die Zeitgeber A bis E, die für jede Spalte
der Mikroplatte 11 vorgesehen sind, die Zeitdauer der Abgabe
des Reagenzes messen.
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Im
Prozess Nummer 5 wird der Abgabekopf 6 um 90° gedreht,
so dass er in der zweiten Richtung ausgerichtet ist, woraufhin die
Abgabespitzen 8, die in den Reihen "1" bis "12" der Spalte B des
Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet
sind, an dem Abgabekopf 6 befestigt werden. Anschließend wird überprüft, ob die
zwölf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den
vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind.
Dann werden 100 μl
des Reagenzes 3, das im Bereich B des Reagenzbehälters 10a angeordnet
ist, angesaugt und anschließend
in die Aufnahmen "1" bis "12" der Spalte "A" der auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten
Mikroplatte 11 abgegeben. Unmittelbar danach stellt die
Steuereinrichtung 3 den Zeitgeber A auf den Wert 0 und
beginnt die Zeitmessung. Der Zeitgeber A misst die Zeitdauer beispielsweise
in Einheiten von einer Millisekunde. Nach der Abgabeoperation werden
die zwölf
Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 angeordnet,
woraufhin überprüft wird,
ob Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 verblieben sind.
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Im
Prozess Nummer 6, ähnlich
dem Prozess Nummer 5, werden 100 μl
des Reagenzes 4, das in dem Bereich "C" des Reagenzbehälters 10a enthalten
ist, angesaugt und in die Aufnahmen "1" bis "12" der Spalte B der
Mikroplatte 11 abgegeben. Unmittelbar danach setzt die
Steuereinrichtung 3 den Zeitgeber B auf den Wert 0 und
beginnt die Zeitmessung.
-
Anschließend werden
bis zum Prozess Nummer 9 ähnliche
Prozesse durchgeführt,
wobei Reagenzien 5 bis 7, die in den Spalten "C" bis "E" der Mikroplatte 11 angeordnet
sind, abgegeben werden, sowie die Zeitgeber C, D und E gestartet.
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Die
Zeitdauer, die für
jede Abgabeoperation erforderlich ist, beträgt 50 Sekunden. Folglich beginnt
der Zeitgeber B 50 Sekunden später
als der Zeitgeber A, der Zeitgeber C 50 Sekunden später als der
Zeitgeber E, was auch in entsprechender Weise für die Zeitgeber D und E gilt.
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Im
Prozess Nummer 10 wird die Mikroplatte 11, auf die das
Reagenz abgegeben wurde, für
30 Minuten bei 37°C
inkubiert, woraufhin 75 μl
der Unterbrechungslösung
in die Spalten "A" bis "E" der Mikroplatte 11 abgegeben
werden. Zunächst
werden die Abgabespitzen 8 der Spalte "G" des
Abgabespitzenbehälters 9a an
dem Abgabekopf 6 befestigt. Danach wird überprüft, ob die
zwölf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den
vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind.
Anschließend
werden 75 μl
des Reagenzes, bei dem es sich um Reaktionsunterbrechungslösung handelt,
in dem Bereich "H" des Reagenzbehälters 10a angesaugt.
Die Inkubationsoperation wird durchgeführt, während die gewünschte Reaktionszeitdauer,
die in die Zeitdauereinstelleinheit 30 eingegeben wurde,
für 30
Minuten bzw. 1800 Sekunden mit der Zeitdauer des Zeitgebers A verglichen
wird. Wenn die Zeitdauer des Zeitgebers A 1800 Sekunden erreicht,
wird das Reagenz 8 in die Spalte "A" der
Mikroplatte 11 abgegeben. Nach der Abgabeoperation wird
erneut Reagenz angesaugt, wobei der Abgabekopf 6 bei Spalte
B der Mikroplatte 11 verharrt. Wenn der Zeitgeber B 1800 Sekunden erreicht,
wird das Reagenz B in die Spalte B abgegeben. Anschließend werden ähnliche
Operationen durchgeführt,
bis Reagenz in die Spalte "E" abgegeben wird,
und die Reagenzreaktionen werden in jeder der Spalten "A" bis "E" unterbrochen.
Die Steuereinrichtung 3 misst die Zeitdauer der Zeitgeber
A bis E, mit anderen Worten also die Zeitdauer unmittelbar nach
der Abgabe des Reagenzes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Unterbrechungslösung abgegeben wird.
Diese Zeitdauer kann auf dem Bildschirm angezeigt werden oder in
einem Speichermedium aufgezeichnet oder mittels eines Druckers ausgedruckt werden,
was in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Position, an der der
Abgabekopf 6 verharrt, bis die Reaktionszeitdauer abgelaufen
ist, muss nicht unbedingt oberhalb der Aufnahmen angeordnet sein, der
Abgabekopf 6 sollte jedoch an einer geeigneten Position
verharren, an der Tropfen der Unterbrechungslösung, die in die Abgabespitzen 8 gesaugt wurde,
das Experiment nicht beeinträchtigen,
sollten sich diese von den Abgabeschlitzen 8 lösen. Ferner kann
Unterbrechungslösung,
für die
eine Temperatursteuerung kritisch ist und deren Temperatur sich an
die Umgebungstemperatur angleicht, wenn sie in den Abgabespitzen 8 verbleibt,
von der Spalte "H" des Reagenzbehälters 10a angesaugt
werden, kurz bevor das Ende der Reaktionszeitdauer erreicht ist.
-
In
den sich anschließenden
Operationen entfernt das Bedienpersonal die Mikroplatte 11 und misst
die Fluoreszenzintensität
der Reaktionsprodukte unter Verwendung einer Fluoreszenzplattenleseeinrichtung
(nicht gezeigt).
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Die
zuvor beschriebene Zeiteinstelleinheit 30 ist in der "Inkubation→Abgabe-Unterbrechungslösung"-Informationseingabemaske 34 vorgesehen. Jedoch
kann eine Informationseingabemaske 34 auch für Reagenzabgabeprozesse
vorgesehen werden, bei denen die Zeitsteuerung wichtig ist.
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Es
ist ein Zeitgeber 31 vorgesehen, um die Zeitdauer ab der
Abgabe des Reaktionsstartreagenzes für jede Spalte der Mikroplatte 11 zu
messen, so dass eine Operation ähnlich
der zuvor beschriebenen durchgeführt
werden kann.
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Bei
den zuvor beschriebenen beispielhaften Prozessen betrug die Zeitdauer
bis zur Abgabe der Unterbrechungslösung 30 Minuten. Würde diese Zeitdauer
jedoch beispielsweise drei Minuten betragen, so würde die
Zeitdauer während
der Zeit zwischen der Durchführung
des Prozesses Nummer 5 und des Prozesses Nummer 9 ablaufen. In diesem Fall
würde die
zuvor beschriebene Selbstanalysefunktion 40 die tatsächliche
Prozesszeitdauer für
die erzeugten Prozesse simulieren und bestätigen, ob die Operationen möglich sind
oder nicht. Mit anderen Worten würde
die Selbstanalysefunktion bestimmen, ob beispielsweise während der
Zeitdauer vom Start des Prozesses Nummer 5 bis zum Zeitpunkt der
Abgabe der Unterbrechungslösung
ausreichend Zeit verbleibt, um weitere Prozesse durchzuführen.
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Ferner
war die Reaktionszeit für
die unterschiedlichen Reagenzien in den zuvor beschriebenen Prozessbeispielen
auf dieselbe Zeitdauer eingestellt. Es können jedoch auch Experimente
durchgeführt
werden, bei denen der Testprobe dasselbe Reagenz hinzugefügt wird,
wobei verschiedene Zeitdauern für
jede Spalte vorgesehen sind. Nach der Abgabe in den Bereich von
Aufnahmen für
das Reagenz wäre
die Zeitdauer, die bei "Inkubation→Abgabe der
Unterbrechungslösung" eingestellt ist,
für jede Spalte
entsprechend verschieden. Selbst wenn während der Ausführung eines
Prozesses ein Gerätefehler
auftreten sollte oder wenn es aus irgendeinem Grund erforderlich
sein sollte, das Gerät
zu stoppen, so können
die Testergebnisse für
das Experiment bei dieser Art von Experiment weiterhin verwendet
werden, da der Zeitgeber 31 die tatsächliche Zeitdauer von dem Zeitpunkt unmittelbar
nach der Abgabe des Reagenzes bis zum Zeitpunkt der Abgabe der Unterbrechungslösung gemessen
haben wird.
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In
der obigen Beschreibung der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde beispielhaft angeführt, dass die Abgabespitzen 8 entsorgt
werden. Es können
jedoch auch befestigte Spitzen verwendet werden, die dann gereinigt
werden. Ferner wurde bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
eine Mikroplatte 11 mit 96 Aufnahmen verwendet. Die folgende
Erfindung kann jedoch auch mit einem Abgabekopf 6 für Mikroplatten 11 für geringere Mengen
mit 384 Aufnahmen oder 1536 Aufnahmen verwendet werden.