JP2008540071A - 液体用容器を移動するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体用容器（２）を移動するための装置（１）と方法とに関する。このような装置は、液体用容器（２）を収容するように設けられた支持ユニット（３）と、ベースユニット（５）であって、これに関連付けて支持ユニット（３）が連結要素（７）を用いて実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられるものと、支持ユニット（３）をベースユニット（５）に関連付けて移動させる移動手段（６）とを備える。本発明による装置（１）は、支持ユニット（３）が、可動であるように少なくとも１つの移動集合体（８）が固定される、少なくとも１つの支持要素（２０，２１）を備えることを特徴とする。この少なくとも１つの移動集合体（８）は、同一の支持要素（２０，２１）に対して固定されてこれによって可動となる移動手段（６）と相互作用し、これによって移動もされ得る。これによって同一の支持要素（２０，２１）と支持ユニット（３）の支持面（２８）によって収容される液体用容器（２）とが、支持面（２８）がこの少なくとも１つの移動集合体（８）の移動によって互いに対応する対向動作を実施するように設定することが可能である。

Description

本発明は、独立請求項１の前文に記載の、液体用容器を収容するために設けられた支持ユニットと、支持ユニットがこれと関連するように連結要素を用いて実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられるベースユニットと、支持ユニットをベースユニットに対して移動させる移動手段と、を備える液体用容器を移動するための装置に関する。

例えば薬学研究および／または臨床診断上における生化学的技術に関連する産業上の部門においては、液体体積および液体試料を処理するための設備が必要とされる。通常自動化された設備は、多くはワークステーションの作業台の上に配置される液体用容器に用いられる個別ピペット装置あるいは複合ピペット装置を備える。このようなワークステーションの多くは、これら液体試料に対して、例えば光学的計測、ピペット作業、洗浄、遠心分離、培養あるいは濾過などの、大きく異なる作業を行うことが可能である。デカルトあるいは極座標にしたがって作動する１つあるいはそれ以上のロボットを用いてこのようなワークステーションにおいて試料処理を実施することが可能である。このようなロボットは、例えば試料チューブあるいはマイクロプレートなどの液体用容器を支持あるいは別の場所に移すことが可能である。またこれらロボットは、例えば吸引および分注のためのピペット装置あるいは液体試料を分配するためのディスペンサなどのいわゆる「ロボット試料処理機（ＲＳＰ）」として用いることができる。このような設備は、コンピュータによって監視されて制御されることが好ましい。このような設備の決定的な利点は、多くの液体試料を何時間も何日間も長期に亘って自動的に、人的なオペレータが処理過程に関与することなく処理することが可能であるという点にある。

しばらくの間公知であった攪拌装置（「攪拌器」）は、その液体内に存在する材料を混合するために一定位置に固定保持された、液体用容器の液体内に漬けられた可動体を用いるものである。このような攪拌体は、（例えばキッチンミキサーのように）直接外部から機械的にあるいは電磁結合を用いて駆動される（例えば米国特許第４，１９９，２６５号あるいはヨーロッパ特許第１，１８８，４７４号を参照のこと）。

これに対して材料を液体と混合することに関わっている実質的に全ての実験室において公知であるシェーカー（振とう機）は、液体用容器そのものを動かすものである。このようにサーモスタット制御槽内において液体用容器を動かすシェーカーは、例えば米国特許第３，６０１，３７２号より公知であるが、このシェーカー（振とう機）の支持装置は、実際には自由に振動するものではなく、むしろ固定されているが、３つのクランク軸を介して固定式の中間床に対して連結されているため、クランク軸の偏位に応じて可動であり、円運動を実施することが可能である。下向きの永久磁石がこれらクランク軸のうちの一つに対して取り付けられており、水槽外に設けられ、固定モータによって駆動される永久磁石に対して電磁結合を生じさせる。モータ駆動と支持面とは、この構成によって少なくとも機械的には互いに分離されている。また別のシェーカーにおいては、その中にテストチューブあるいは試料チューブが手動で保持されるゴム製の中空球体キャップを用いてすばやい円運動を実施する。水平面においてプラットフォームを線状あるいは円状に動かすようなシェーカーも公知であり、例えばポリアクリルアミドゲルを染めるための槽は、これらプラットフォーム上に積載される。揺動するプラットフォームもまた公知である。

しかしながら、ソレノイド駆動部を備えた別のシェーカーも米国特許第５，２５９，６７２号、英国特許第２２５４４２３号、フランス特許第９３４２７８号およびヨーロッパ特許第１２０１２９７号より公知である。これらの全ての装置は、励起コイルおよびポールコアを備えるという特徴を持つものであり、励起コイルは支持装置に対して、またポールコアはベースプレートおよび／またはハウジングに対して（あるいは逆に）固定される。ソレノイドの２つの主要構成要素の構成と、少なくとも支持装置とこれに対して連結されるハウジングとの間の電磁結合とから、周囲の衝撃が支持装置に伝わり、また支持装置の振動が周囲に伝わるという不利益が生じる。

本発明の関連において、液体用容器を移動させる装置について言及する場合、材料の混合物を混合、シェイク（振とう）および攪拌するために液体用容器を移動させるのはシェーカー（振とう機）のことである。このような材料の混合物とは、懸濁液、溶液および乳液から成り得る。

米国特許第５，４０９，３１２号において、磁気攪拌器を磁気駆動のオービタルシェーカーに変換するために使用する装置が開示されている。この装置は、水平に設けられた長方形のベースプレートと、これに対して平行に設けられた、同様に長方形である支持プレートとを有する。角において４つのボールベアリングが互いに対向するように設けられることにより、支持プレートが自由あるいは円軌道上の動作が可能であるように液体用容器を収容することが可能になる。支持プレートは、その底面の中心において円形磁石を有するため、磁気攪拌器の回転可能な磁石に対して磁気結合されている。しかしながら、このような磁気攪拌器は、その周囲、特に自身がその上に設置されたテーブルに対して強い振動を発することが知られている。

米国特許第６，５０８，５８２号において電磁駆動された、マイクロプレート用の線状シェーカーが開示されており、リーフスプリングを介してペースプレートに連結されている支持プレートを１２０Ｈｚ以下の周波数において振動（毎分７２００回の相互移動）させるものである。単一の標準的プレート、単一の「深型ウェルのマイクロプレート」あるいはこれらの積み重ね全体などでありうるマイクロプレートは、クランプ装置を用いて支持プレート上に固定されている。一方では、これらクランプ装置は、支持プレートに対してこのようなマイクロプレートを自動的あるいはロボットを用いて供給するには不適切である。また他方では、支持プレートとその上に積載される全ての液体用容器を直接移動させるためには対応して強い電磁力を必要とするため、ここにおいても基板に対する強い振動の付与が問題となる。

米国公開特許公報第２００３／００８１４９９号において、マイクロプレートあるいは試料チューブ用の電磁的あるいは機械的に駆動される多方向シェーカーが開示されている。第１の支持プレートは、ベースプレートに関連されてリーフスプリングに対して垂下されているため、実質的に水平方向且つ特定の第１の方向に対して自由に振動することが可能である。第２の支持プレートは、この第１の支持プレートに対してリーフスプリングによって実質的に水平方向且つ第１の方向に対して垂直な第２の方向に対して自由に振動するように垂下されている。これら振動は、特定の振動方向に方向付けられた２つの電磁石によって、特定の支持プレート上に固定されたコアが各支持プレートのために設けられ、各電磁石内へと部分的に挿入されることによって生成される。あるいは、支持プレートを特定の振動方向に対して垂直に方向づけられた２つの電動モータによって、特定の支持プレートの縁に対して直接作用する偏心駆動輪を用いて振動させられるものであるが、この場合、偏心駆動輪に対してバネが反作用する。支持プレートとその上に積載される全ての液体用容器を直接移動させるためには対応して強い電磁力あるいは対応して強い電動モータを必要とするため、ここにおいても基板に対する強い振動の付与が問題となる。

本発明は、従来技術における欠点を解消あるいは少なくともできるだけ少なくするような、液体用容器を移動させるための代案装置を提供するという目的に基づいている。

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する装置を提供するという、第１の態様によって達成される。本発明による、液体用容器を移動するための装置は、
液体用容器を収容するために設けられた支持ユニットと、
ベースユニットであって、これとの関連付けで支持ユニットが実質的に自由な形で水平方向に振動するように連結要素を用いて取り付けられる、ベースユニットと、
支持ユニットをベースユニットに対して移動させる移動手段と、
を備えるものである。

本発明の装置は、支持ユニットが少なくとも１つの支持要素を備え、その上に少なくとも１つの移動集合体が可動であるように固定されるものを備えることを特徴とする。この少なくとも１つの移動集合体は、同じ支持要素に対して固定されるものである移動手段と相互作用してこれら移動手段によって可動となる。この少なくとも１つの移動集合体の移動によって、同一の支持要素と収容された液体用容器とを支持ユニットを用いて対応する対向運動を実施するように設定する。

この目的は、請求項１８に記載の特徴を有する方法を提供するという、第２の態様によって達成される。本発明による、具体的には前述の装置を用いる液体用容器を移動するための方法において、液体用容器は、連結要素を用いてベースユニットに対して実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられる支持ユニットを用いて収容され、この支持ユニットは、移動手段を用いてベースユニットに関連して移動される。本発明の方法は、少なくとも１つの移動集合体が可動的に固定される、支持ユニットの少なくとも１つの支持要素が、同一の支持要素に対して固定されている、少なくとも１つの移動集合体と相互作用する移動手段を用いて移動され、この少なくとも１つの移動集合体の移動によって、同一の支持する支持要素と収容された液体用容器とを支持ユニットを用いて対応する対向運動を実施するように設定する。

さらなる好ましい、発明の特徴は、従属請求項から得られる。

本発明による装置および方法について、例示的な実施形態の概略的な図に基づいてより詳細に説明するものの、これらは本発明の範囲を制限するものではない。

図１、２および３は、液体用容器２を移動するための装置１の支持ユニットの側面図、底面図および外観図である。この支持ユニット３は、液体用容器２を収容するために設けられている。このような試料チューブとして構成されている液体用容器は、この目的にとって適切である（図示されない）フレームあるいはラック内において支持ユニット上に積載され得る。例えば９６または３８４あるいはそれ以上かそれ以下のウェル（図３および５を参照のこと）を備えたマイクロプレートとして構成された液体用容器も支持ユニット３上に積載することが可能である。支持ユニットに取り付けられている（図示されない）保持バネ４あるいはその他の適切な手段によって、支持ユニットの移動に伴って、支持ユニット３上に積載あるいは配置された液体用容器２が滑り回ったり別の制御不能な形で移動したりすることを防止する。この手段は、さらにロボットグリッパーによって開かれるクランプレバーを備えることによって、支持ユニット３に対して液体用容器２を完全自動的に供給し、これら液体用容器を支持ユニット３の表面上に固定的に保持することが可能である。支持ユニット３は、連結要素７を用いてベースユニット５（ここでは図示されず、図４を参照のこと）に関連して実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられている。

図１は、本発明における、液体用容器２を収容する、水平方向に自由に振動する支持ユニット３の側面図である。移動集合体８が、可動であるように支持ユニット３の上に設けられており、移動手段６によって可動となる。移動集合体８は、いわゆる発振器として構成される可動磁石９を備え、対称軸１１方向において電磁コイルの形の移動手段６によって前後に移動され得る（図２を参照のこと）。磁石は、好ましくは鉄製であり、磁石９とともに閉回路を形成するプレート１０に対して連結されている。したがってプレート１０も移動集合体８の一部を形成する。

電磁コイル６は、支持ユニット３の上に固定的に取り付けられている。発振器９または「移動磁石」は、可動であるように支持ユニット３上に取り付けられている。この取り付けは、一対のソケット１３内においてスライドするようにそれぞれ取り付けられている２つのスライドロッド１２によって得られる。２つの停止プレート１４によって発振器９と移動集合体８との水平方面における可動性が制限される。発振器９の横フランジ１５が停止プレート１４に当たらないようにするためには、互いに対して同極である強永久磁石１７が横フランジ１５とこれらに向けられた停止プレート１４の停止面１６上に設けられている。これら強永久磁石１７の互いに対向する方向への同極の反発効果よって、横フランジ１５はさらにブレーキ後、対向する方向へと加速されているため、これら永久磁石１７は、少なくとも停止プレート１３の直接的な付近においては駆動部としても機能する。永久磁石１７の強度と数量とによって、これら停止バネあるいは駆動効果を強調あるいは減衰させることが可能である。支持ユニット３上に可動的に設置された移動集合体８が移動手段６によって移動されると、これら移動集合体８の移動によって支持ユニット３とこれによって収容された液体用容器２（図３を参照のこと）とがスライドロッド１２の方向に向かって（図３の図平面の内外へ）対応する対向運動を実施する。

支持ユニット３の線状移動にとって、１つの移動集合体８がその上に固定されていれば十分であることは明確である。支持ユニット３がより複雑な動作を実行すべき場合には、回動する移動集合体８をその上に固定することが可能である。しかしながら、図示されている２つのスライドロッド１２を備える線状取付具は、支持ユニット３が回動する移動集合体８に対向して回動動作を実施することを可能にする、別の取付具に取り替える必要がある。このため、支持ユニット３をコードや狭いコイルバネなどの柔軟で柔らかい要素１８によって垂下することが可能である。あるいは、例えばワイヤや広いコイルバネなどの弾力性のある、硬い要素１９によって支持されることも可能である。したがって単一の支持要素２０を備える支持ユニット３は、回動移動集合体８の回転動作に対向する回動往復運動を実施することが可能となる。代替的な移動集合体８の周回動作は、電動モータによって生じさせることが可能であり、図示されないもののその駆動軸に対して移動集合体８が偏心して固定される。

回転電動モータおよび偏心して設けられた移動集合体８を用いることなく、支持ユニット３に回転動作を実施させる場合には、支持ユニット３は２つの支持要素２０，２１を備えることが好ましい。

本発明における、第１および第２の支持要素２０，２１を備えた液体用容器を移動するための装置の特に好ましい第１の実施形態が図４において示されている。リーフスプリング２２によって垂下されるこれら２つの支持要素２０，２１は、互いに対して実質的に垂直な形で振動する。支持ユニット３は、２つの支持要素２０，２１の振動動作を加えることによって任意である実質的に水平な方向へと自由に移動する。ベースユニット５は、実際に折り上げ支持部分２３を備え、これらがそれぞれベースユニット４の各面における少なくとも１つのリーフスプリング２２を支持する。片方（図４を参照のこと）あるいは両面において２つあるいはそれ以上のリーフスプリングを用いて水平方向における安定性を向上させる。これら追加のリーフスプリングによってバネ動作が強化されるが、同時に移動集合体８の動作を用いることによって偏向を減少させることが可能である。移動される液体用容器の重量と移動集合体８の加速にとって必要な要素、すなわち支持ユニット３上に存在する液体用容器２の液体の加速にとって必要な要素とによって、リーフスプリング２２の数量および／あるいはバネ力を必要に応じて調整している。

ベースユニット４の折り上げ支持部分２３に固定されたリーフスプリング２２または連結要素７は、そこからぶら下がるようにクランプされて第１の支持要素２０の折り上げ支持部分２４を支持するものである。この第１の支持要素２０は、折り上げ支持部分２５を備え、そこから同じようにリーフスプリング２２として構成される連結要素７がぶら下がりながらクランプされている。これらリーフスプリング２２は、折り下げ支持要素２１に対しても固定されクランプされている。第１と第２の支持要素２０，２１を互いに連結するために３つのリーフスプリングが設けられていることが好ましい。

第２の支持要素２１における折り上げ部分２６の水平部２７が、支持ユニット３の有効支持面２８を形成し、第１および第２の支持要素２０，２１を備える。支持要素２０，２１は、それぞれ図１乃至３に図示されているものに対応する１つの移動集合体８と１つの移動手段６とを有することが好ましい。対応する対称軸１１”（および移動方向）としては、図４において第２の支持要素２１のものが示されている。第１の支持要素の２０の対象軸１１’（および移動方向）は、対称軸１１”に対して垂直に示されており、同様に図示されている。移動集合体あるいは発振器８は、摩擦を最小限にした摩擦軸受上において線状に、ほぼ横方向への遊びがない状態で可動であるように取り付けられるのが好ましい。摩擦軸受に対して特に高い要求がなされる場合、発振器のスライド状取り付けのために線状ガイドを設けることが可能である。支持面２８は、第１および第２の支持要素２０，２１の移動が重なるため、自由に振動する形で全ての方向に実質的に水平な面において移動する。

一般的に、実質的に耐ねじれ性を有する鋼製のリーフスプリングを使用するには、２つの支持要素２０，２１を用いる必要がある。例えば、支持要素２０は、例えばＸ方向に限って実質的な水平な往復運動を実施し、支持要素２１は、例えばこれに対して垂直であるＹ方向に限って実質的に水平な往復運動を実施する。この構成によって、Ｚ軸の周りにおける往復運動において支持要素３の液体用容器を支持する支持面２８の望まれないあるいは制御不能な増加する発振がうまく防止あるいは低減される。

このような増加する発振は、特にコードあるいはワイヤに垂下された支持面２８が非対称な形で部分的に充填され、部分的に空であるウェルを備えるマイクロプレートを支持している場合に生じることがある。これに対して、図４に示される液体用容器を移動するための装置の実施形態は、一方に偏った充填に対する感度が全くない。複数のマイクロプレートが一方側に互いに重ね合う形で充填された場合でも問題なく、制御されて移動される。したがって、固体粒子を垂下することが可能であり、不安定な乳剤を乳化することが可能であり、また混合処理を実際上は任意の液体用容器内において支えることが可能である。

特にバイオテクノロジーにおいて使用される培養器あるいは発酵槽において、本発明による装置によってぶち当たらずに細胞培養を振るおよび／または混合することが可能となる。支持面２８の自由に振動する移動によって、装置が直近の周辺に対して振動を発することなく液体用容器においても渦効果を発揮することも可能である。全ての支持要素２０，２１が自由に振動するように垂下されているため、またこれら自由に振動する支持要素に特有の移動手段６および移動集合体８とによって装置には半径方向力が生じないため、この装置は「進む」ことがない。支持要素２０，２１をリーフスプリングから垂下する好ましい方法によって、振動によって固定における疲労の出現やネジの制御不可能な緩みなどが生じることがない。

支持プレートとこれに伴う液体用容器２の実際の動きは、それぞれ１つのホールセンサを用いてＸ軸およびＹ軸それぞれの移動方向に対して確認されることが好ましい。この実際の移動方向は、移動手段６と移動集合体８の稼動において操作された変数として用いられる。移動手段６を２つの周波数と２つの偏差とを用いて稼動することは特に好ましい。支持面２８の偏差は、液体用容器２の高さおよび直径、具体的にはマイクロプレートのウェルに合わせることが可能である。偏差が小さければ小さいほど選択された周波数は高くあり得る。好ましい偏差は、ウェル直径の１／３乃至１／２であり、深いウェルを有するマイクロプレートにおいては好ましい偏差が約３ｍｍに対応する。個別に稼動される本発明の装置の周波数は、０．１乃至４０００Ｈｚであることが好ましい。

支持プレートの実質的な水平面上の任意の方向における線状の往復運動に加え、図４における２つの支持要素２０，２１の自由に振動する垂下状態とこれら自由に振動する支持要素に特有の移動手段６および移動集合体８とによって、好ましくは円状などの任意の移動パターンを生じさせることが可能である。これらは、多角形の星型、円、回動する８の字および複雑な円形あるいは楕円形の、特にリサジューの図形などの自由形状の形に対応する移動であってもよい。好ましくはホールセンサなどの動作センサがここでも支持プレートと液体用容器２の実質的な水平面におけるＸ方向およびＹ方向の両方の有効な動作の検知を可能にする。支持面２８には、例えばゴムマットあるいは同様の素材からなるノンスリップカバーリングおよび／または保持バネ４あるいはその他の保持手段が設けられることが好ましい。

支持面２８上の液体用容器２からあるいはその中に直接試料をピペット作業することが好ましい。光学分析、ｐＨあるいは温度の検知を用いた分析だけではなく、試料部分を取り除くためにピンセットをロボットによって使用することも根本的に望ましい。したがって、本発明による装置１は、ブロッキング装置を有し、これを用いて支持ユニット３とその上に収容される液体用容器２とを所定の位置に固定することが可能となる。リーフスプリングの選択されたバネ定数および／または数量とによって、このようなブロッキング装置を省略してもいい程、支持面２８は穏やかに保持される。

その上面３２にこれを介して液体用容器２、具体的にはマイクロプレートが支持ユニット３上に設置され得る開口部３３を有するハウジング３１を備える装置１もまた特に好ましく、この支持ユニット３は、液体用容器２を固定するための固定機構４を有する。この設置をロボットによっておよび／または自動的に実施するためには、液体用容器２を支持ユニット３上に固定するための固定機構４は、マイクロプレートを扱うロボットによって緩めることが可能であるように構成されることが好ましい。

図５から明らかであるように、このようなハウジング３１は、さらに床部３４、カバー３５および側壁３６（見易さのために床部とカバーは取り外された状態で図示されている）に加え、このハウジング３１内に移動可能に取り付けられたスライダ３７を備える。このハウジング３１は、少なくとも１面において開口部３８を備え、これを介してスライダ３７が液体用容器２、具体的にはマイクロプレートを受け取り、ハウジング３１内に引き込み、支持ユニット３上に積載するために延長可能である。このような支持ユニットは、液体用容器２を保持するための（図示されない）固定装置４を備える。図５に示されるこのような装置は、スタッキング可能なモジュールとして構成されることが好ましく、床部３４およびカバー３５は、例えばリブあるいは溝など、互いに補完する形のレリーフ構造を有することによって上部および下部スタッキング面として構成される。このように一個のハウジング３１内に配置された装置１の積み重ねにおいて、全ての装置あるいはそのグループが個別に培養器、冷却室あるいは単にシェーカーとして構成され得る。このようなスタッキング可能な装置は、ワークステーションあるいはいわゆる「ロボット試料処理機（ＲＳＰ）」に装備されるモジュールとして用いることが可能である。

さらに、このような装置１は、床部３４およびカバー３５、さらには全ての側面３６において設けられ、全ての開口部３３、３８をも閉止するものである、温度管理された加熱プレートおよび断熱材を有する点で培養器として好ましく構成される。また、好ましい装置１は、床部３４およびカバー３５、さらには全ての側面３６において設けられ、全ての開口部３８をも閉止するものである、温度管理された冷却プレートおよび断熱材を有する点で冷却室として構成される。ペルティエ素子あるいはいわゆる「ヒートパイプ」が培養器あるいは冷却室において好ましく使用される。

１つ以上の移動手段６と１つ以上の移動集合体８とがこれら移動手段によって可動であり、支持ユニットにおいて可動式に設置され、支持ユニットとこうして収容した液体用容器とを自身の動きによってそれぞれ対応する対向動作を行わせる場合、図示あるいは詳述された装置から派生するような液体用容器を移動するための装置は、本発明の一部を構成するものである。

支持面２８として定義された支持ユニット３の部分は、代わりにコヒーレントな支持フレームあるいは別個の多重面としても構成することが可能である。この点まで図示あるいは詳述された実施形態に関わらず、各回転する移動集合体８は、移動手段６の回転部分に対して磁石によって連結することが可能である。この場合、移動手段６は、ベースユニット５に対して取り付けられ、その駆動軸に対して永久磁石が偏心して固定されている電動モータであることが好ましい。対応する移動集合体８は、回転軸を介して支持要素２０，２１あるいは支持ユニット３に対してそれぞれ連結されている。移動手段６の回転軸は、実質的に対応する移動集合体８の幾何学軸上に設けられている。さらに、移動集合体８にも偏心して固定された永久磁石が設けられ、対応する移動手段６の永久磁石とは反対の極に相当するものである。移動手段６と対応する移動集合体８の２つの異極の永久磁石が、これに関連して個々の回転軸に対して実質的に同じ分だけ偏心してオフセットされた形で固定される共通の幾何学軸の周りを回動するため、各移動手段６とこれに付与された移動集合体８との間にそれぞれ回動する磁石的連結が生じる。

この構造は、特にバイオテクノロジーにおいて用いられる発酵槽あるいは培養器などの、それぞれ外壁のうち１つあるいはカバーや床部などにおいて少なくとも１つの永久磁石をそれぞれ有する回転可能な移動集合体８を備える自動化された複合構造において好適である。これら発酵槽は、移動集合体８に対して操作上リンクされる攪拌装置を備えることが好ましい。この操作上のリンクは、機械的あるいは磁気的なものであってもよい。これら発酵槽が１つの攪拌ステーションから次のものへと（好ましくは遠隔操作によって）搬送されると、次の攪拌ステーションにおいて同様あるいは異なるように配置された移動手段６が発酵槽の１つ以上の移動集合体８と相互作用し、発酵槽内における液体に対してその攪拌ステーションに合った移動が行われる。これら攪拌ステーションは、さらにその温度やその他の物理的・化学的パラメータが異なっていてもよい。あるいは、発酵槽全体が自由に振動するように垂下されて移動集合体８によって対応する対向動作を実施するようにしてもよい。

この実施形態は、発酵槽の例に基づいてのみ詳述されたものであるが、その内部において液体が攪拌されるもの、あるいは特に注意して移動されるようなその他の容器に対しても適用可能である。

同一の符号は、明細書において記載されていない場合であっても図面における対応する部分を特定するものである。

特に好ましい第２の実施形態において（図６および７を参照のこと）、本発明の装置における支持ユニット３は、第１および第２の支持要素２０，２１を備え、少なくとも２つの回転可能な移動集合体８が第２の支持要素２１とこれに関連付けられる移動手段６とに固定されている。第２の支持要素２１の下の４つの電動モータ４０を対称的に設置することが特に好ましく、これら電動モータ４０の回転軸４１は四角の角に配置される。互いに対角線上において対向する電動モータの回転方向を（これに伴って好ましくは歯付きベルト４２によって駆動されてこの四角形の中心に設けられる車輪４３の回転方向も）同じ方向であるように選択することが特に好ましい。さらに、これら２つのモータ対は、同期的に稼動される。この構成と作用様式を用いると、生じるトルクは互いに相殺されるため、移動集合体８が車輪の内部に取り付けられた状態（図７および８を参照のこと）あるいは（図示されないが）移動集合体８が車輪の外部に取り付けられた状態において車輪４３が極めて静かに駆動することができる。明確さのため、図７において全４つの車輪のうち２つのみが示されており、移動集合体８は１つの車輪においてのみ見えている。さらに、歯付ベルト４２は、いかなる振動が生じた場合においても減衰効果を有する。移動集合体がその共通の中心軸４４上に偏心して設けられた車輪４３が互いに対して極めて近くに位置づけられているため、所望しないトルクの発生を最低限に抑制することが可能となる。支持ユニット３の２つの支持要素２０，２１は、既に図４および５との関連において図示および説明されたように同じように配置して構成されることが好ましい。

この図示に関わらず、Ｘ方向あるいはＹ方向のいずれか、例えば対称軸１１’または１１”の方向（図４を参照のこと）において前後に線状移動する２つの移動集合体８とこれらに連結される移動手段６とを用いることも可能である。

ここにおいて詳述される全ての動作は、支持面２８が質量中心の周りにおいて実施する実際の往復運動と定義することが可能であり、この質量中心は、図６および７において示される第２の好ましい実施形態との関連において、支持要素２１と全ての移動手段６とこれらに固定される移動集合体８との質量によって実質的に決定される。

支持面２８および／または支持要素２０，２１を柔軟で柔らかい要素に対して垂下することに関連して、生じうる所望されない振動の発生については既述の通りである。この問題が第２の実施形態において柔軟で柔らかい要素を用いた場合に生じるのであれば（図６および７を参照のこと）、この発生する振動は、渦電流ブレーキを設置することによって有効に低減あるいは排除されることが好ましい。一般的に知られているように、渦電流ブレーキあるいは「ヒステリシスブレーキ」は、以下の原理に基づくものである。金属プレート（ここではクロム鋼あるいはアルミニウムなどからなる支持要素２０または２１）が外部の磁場（ここにおいては、ベースユニット５のベースプレートに固定された永久磁石４５による磁場、図６および７を参照のこと）において移動する場合、この金属プレートにおいて渦電流が誘起される。これら渦電流そのものは、外部の磁場とは反対の磁場を生じさせる。この金属プレートの電気抵抗が渦電流のためのオームコンシューマ（ohmic consumer）を形成し、これによって動作エネルギーが熱に変換される。金属プレートおよび／または支持要素２０，２１を磁化する能力は関係なく、導電性のみが決定的に重要である。ブレーキ効果の強度は、複数のパラメータの関数である。
ブレーキプレートあるいは支持要素２０，２１のそれぞれの導電率：銅製のプレートは、誘起された電流が銅のよりよい導電率の結果として高くなるため、例えば鋼製あるいはアルミニウム製のプレートよりもより強いブレーキ力を発揮する。
磁場の方向：磁場が可動するプレートを垂直な形で貫通している場合、最大のブレーキ効果が得られる。
空隙：空隙４６、すなわち永久磁石４５と支持要素２０の距離（図７を参照のこと）が大きければ大きいほど、最大ブレーキ効果が小さくなる。
励磁ポール下の領域：ポール下の領域が小さければ小さいほど、ブレーキ効果は減少する。
速度：ブレーキ効果は、フィールドとプレートとの間における相対速度に強く依存するものであり、相対速度が大きければより大きなブレーキ効果となる。

当業者にとって、ここにリストアップされたパラメータを最適化し、振動発生が効果的に防止されるようにすることが可能である。永久磁石４５を備えるこの種の渦電流ブレーキは、とりわけいかなる類のコントローラも必要としない、完全な受動システムであるという利点を有する。このような個々の渦電流ブレーキを支持要素２０，２１のそれぞれのために設けることが好ましい。リーフスプリングサスペンションを有するシステムは、このような渦電流ブレーキを用いることによってさらに改良されることが可能である。

本発明による液体用容器を収容する、水平方向に自由に振動する支持ユニットの側面図。 図１における、停止バネおよび駆動サポートとして機能する永久磁石を備える支持ユニットの底面図。 図１における線Ａ−Ａに沿った支持ユニットの断面図。 本発明の特に好ましい第１の実施形態による、お互いに実質的に垂直な方向に振動する第１および第２の支持要素を備える、液体用容器を移動させるための装置の三次元図。 水平方向に自由に振動する支持ユニットに対して液体用容器を供給するための引き出しユニットを備える、スタッキング可能なモジュールとして構成されている図４における装置の三次元図。 第１および第２の支持要素を備える、本発明の特に好ましい第２の実施形態の上面図。 図６における線Ｂ−Ｂに沿った、本発明における第２の実施形態による装置の部分的な縦断面図。

Claims (21)

1. 液体用容器（２）を移動させるための装置（１）であって、
   液体用容器（２）を収容するように設けられた支持ユニット（３）であって、支持面（２８）を有する支持ユニットと、
   ベースユニット（５）であって、これに関連付けて支持ユニット（３）が連結要素（７）を用いて実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられるベースユニットと、
   支持ユニット（３）をベースユニット（５）に関連付けて移動させる移動手段（６）と、
   を備え、
   支持ユニット（３）は、可動であるように少なくとも１つの移動集合体（８）が固定される、少なくとも１つの支持要素（２０，２１）を備え、この少なくとも１つの移動集合体（８）は、同一の支持要素（２０，２１）に対して固定されて、これによって可動となる移動手段（６）と相互作用することを特徴とし、
   さらに、支持ユニット（３）は、支持要素（２０，２１）と全ての移動手段（６）およびこれらに固定される移動集合体（８）の質量合計によって実質的に決定される質量中心を備え、同一の支持する支持要素（２０，２１）と支持ユニット（３）の支持面（２８）によって収容される液体用容器（２）とが、支持面（２８）がこの質量中心の回りにおいて往復運動を実施するような形でこの少なくとも１つの移動集合体（８）の移動によって互いに対応する対向動作を実施するように設定することが可能であることを特徴とする、装置。
2. 支持ユニット（３）は、支持要素（２０）に固定される、少なくとも１つの線状に移動あるいは回転可能である移動集合体（８）を備える単一の支持要素（２０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 支持ユニット（３）は、第１および第２の支持要素（２０，２１）を有し、前記第２の支持要素（２１）に対して固定される、少なくとも２つの線状に移動あるいは回転可能な移動集合体（８）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 支持ユニットは、第１および第２の支持要素（２０，２１）を有し、前記第１および第２の支持要素（２１）のそれぞれに対して固定される、少なくとも１つの線状に移動あるいは回転可能な移動集合体（８）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 移動手段（６）は、電動であり、線状に移動可能な移動集合体（８）は、前記移動手段（６）の一部として、特に「移動磁石」（９）として構成されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 移動手段（６）は、電動であり、各回転可能な移動集合体（８）は、これら移動手段（６）のうち１つの回転部に対して磁気的あるいは機械的に連結されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
7. 第１および／または第２の支持要素（２０，２１）をベースユニット（５）に関連付けて取り付けるための連結要素（７）は、垂下あるいは直立する形で構成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 第１の支持要素（２０）をベースユニット（５）に関連付けて取りつけるための連結要素（７）と、第２の支持要素（２１）を第１の支持要素（２０）に関連付けて取りつけるための連結要素（７）は、垂下リーフスプリング（２２）であることを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
9. ブロッキング装置であって、これを用いて支持ユニット（３）とこれの上に収容される液体用容器（２）とが所定の位置に固定され得るものを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. ハウジング（３１）であって、その上面（３２）に開口部（３３）を有し、前記開口部を介して液体用容器（２）、具体的にはマイクロプレートを支持ユニット（３）上に積載するための開口部（３３）を有するものを備え、支持ユニット（３）は、液体用容器（２）を固定するための固定機構（４）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 液体用容器（２）を支持ユニット（３）に固定するための固定機構（４）は、マイクロプレートを扱うロボットによって緩められるように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. ハウジング（３１）であって、床部（３４）、カバー（３５）および側壁（３６）に加えてハウジング（３１）内において可動であるように取り付けられるスライダ（３７）を有するものであって、このハウジング（３１）は、少なくとも１つの側面（３６）において開口部（３８）を有し、それを介してスライダ（３７）が液体用容器（２）、具体的にはマイクロプレートを受け取り、ハウジング（３１）内に引き込み、支持ユニット（３）上に積載するために延長可能であるものを備え、支持ユニット（３）は、液体用容器（２）を保持するための固定装置（４）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
13. スタッキング可能なモジュールとして構成され、床部（３４）とカバー（３５）とは、互いに補完する形のレリーフ構造を有することによって上部および下部スタッキング面として構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 床部（３４）、カバー（３５）および全ての側面（３６）に設けられ、全ての開口部（３３，３８）をも閉止する、温度管理された加熱プレートおよび断熱材（３９）を備えることによって振動型培養器として構成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
15. 永久磁石（４５）を有する、少なくとも１つの渦電流ブレーキを備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 床部（３４）、カバー（３５）および全ての側面（３６）に設けられ、全ての開口部（３３，３８）をも閉止する、温度管理された冷却プレートおよび断熱材（３９）を備えることによって振とう冷却室として構成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
17. 支持ユニット（３）は、少なくとも１つの液体用容器（２）を支持する支持要素（２０，２１）の電流動作を検知するための移動センサ、具体的にはホールセンサを備えることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
18. 互いに同極に配向された永久磁石（１７）の形で実質的に水平方向に自由に振動するように取り付けられた、支持要素（２０，２１）用の停止バネを備えることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 液体用容器（２）を移動するための方法であって、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置（１）を用いる方法であって、液体用容器（２）が支持ユニット（３）によって収容され、前記支持ユニットは、連結要素（７）を用いてベースユニット（５）に対して実質的に水平方向に自由に振動するような形で取り付けられ、支持面（２８）を備え、移動手段（６）を用いてベースユニット（５）との関連においてこの支持ユニット（３）が移動されるものにおいて、その上に少なくとも１つの移動集合体（８）が可動であるように固定される、この支持ユニット（３）の少なくとも１つの支持要素（２０，２１）が同一の支持要素（２０，２１）に対して固定されている、少なくとも１つの移動集合体（８）と相互作用する移動手段（６）を用いて移動され、少なくともこの１つの移動集合体（８）の動作が同じ支持する支持要素（２０，２１）と支持ユニット（３）の支持面（２８）を用いて収容される液体用容器（２）とをお互いに対応する対向動作を実施するようにすることによって、支持面（２８）が支持要素（２０，２１）と全ての移動手段（６）とこれらの上に固定される移動集合体（８）の質量合計によって実質的に決定される質量中心の周りにおいて往復運動を実施することを特徴とする、方法。
20. 前記対向動作は、線状の前後方向における動作、円形あるいは楕円形の動作または自由形状の形、具体的にはリサジューの形に対応する動作に対応することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 前記液体用容器（２）において実質的に均一な材料混合物を得るためにまたは維持するために請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置あるいは請求項１９又は２０に記載の方法を用いる方法。

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