JP2013172736A - 試料を処理するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率がより良い、および整備が容易である、および操作が簡易化された、および結果として操作エラーがより低頻度である試料調製装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１個の試料容器または処理容器を受容および／またはアウトプットするためのモジュール、処理容器を輸送するためのモジュール、試料前処理のためのモジュール、および分析物に対する連続処理を開始するためのモジュールを含み、試料処理、特に試料前処理のための、および調製のためのおよび／または任意に生物試料由来の分析物に対する連続処理を実施する。モジュールは少なくとも２個のユニット１２０、１４０に分割され、それぞれが制御システムを有し、および第１のデータバスを通して接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、生物試料を処理するための、たとえば、この試料中の生物分子、特に核酸またはタンパク質の以降の分析のための装置に関する。本装置は、たとえば、生化学、分子遺伝学、微生物学、医療診断学または法医学における応用目的に適する。

たとえば、化学、生物学、医学または環境工学といった多数の技術分野において、生物材料（たとえば液体）を分析、処理、または互いに反応させる必要がある。この目的のために、液体または材料をろ過、冷却、加熱、構成成分に分解、洗浄、ピペッティング、または他の工程によって処理する。しばしば、生物材料を調製するために、長くおよび複雑な一連の処理段階を実施する必要がある。さらに、多くの場合で、多数の異なる材料を同一の順序に従って処理しなければならず、または一組の同一材料を平行して処理しなければならない。

この点で、調製および／または、診断または分析調査のための試料調製の分野における処理は、特に核酸および／またはタンパク質の単離を処理段階として含むものは、ますます重要になっている。これは自動処理に対して特にあてはまり、何故ならこの方法で多数の試料が短時間に調製されうるためである。このように、高試料処理量のための手段を有する効率的なスクリーニングおよび／または分析の必要性が確立している。これは、非常に多数の試料のまったくの手動による取り扱いは実際に実施が困難でありおよび費用集約的であるため、決定的に重要である。

生物分子の精製のためのよく知られた方法は、生物試料の細胞成分を放出し（「溶解」）、結果として得られた溶解物から１または複数の特定の成分を固相担体またはキャリヤーへ選択的に結合し（「結合」）、不要成分を固相担体またはキャリヤーから除去し（「洗浄」）、および必要な成分の溶解／遊離（「溶出」）する段階を基礎とする。

生物分子の精製中の吸着および脱離を可能にするために、特殊な吸着材料が開発され、たとえばシリカゲルなどの酸化ケイ素を含む材料製であり、および主に粒子またはフィルターエレメントの形である。その材料は表面を有し、この上に、単離すべき生物分子または分離すべき不要な成分が特異的または非特異的過程で結合する。マトリクス上への吸着の代替として、他の精製処理は、単にサイズ排除の効果のために、生物分子をフィルターエレメント上に保持する。たとえば核酸といった生物分子を含む液体が、フィルターエレメントを通って流れるならば、一定サイズを上回る生物分子、またはその一部が、フィルターエレメント内に留まり、一方、残りはフィルターエレメントを通過する。この場合の分離能力は分析物のサイズに特に依存し、およびしばしば、小さい分析物はこの方法では分離できない。

分析物のサイズの重要度がより低い、別の公知の方法は、表面上に核酸またはタンパク質を吸着する物質を有する、好ましくは磁性または磁化可能な粒子の添加、およびその後の、磁気分離処理による試料の残渣からの該粒子の分離に関する。分離すべき、およびこの種の粒子表面またはフィルター表面に結合している生物分子は、液体溶離剤、たとえばヌクレアーゼフリー水と表面を接触させることによって回収される。この方法で、目的の生物分子は吸着マトリクスから脱離または溶解（溶出）され、および容器に回収される。

上述の処理段階は単一の自動装置で実施されうることが知られている。分析用試料（たとえば血液または尿など）は通常は、装置によって、または装置への挿入前に、１個または複数個の処理容器へ移され、処理容器は次いで装置内での規定の一連の手順に供される。装置は通常は、複数個のウェルまたは容器を持つキャリヤーを運び、その中に精製された試料が分注される。

ＷＯ９９１６７８１号公報は、生物試料から分析物を単離するための方法を記載する。それは、試料を反応容器内で溶解し、固相吸着マトリクスを添加し、分析物が吸着マトリクスに結合する条件下でインキュベート、結合していない試料成分を反応容器から除去し、分析物が吸着マトリクスから溶出される条件下でインキュベートし、および溶出物を吸着マトリクスから分離する段階を含む。さらに、試料調製装置、試薬のための保持装置、試料調製用反応容器のための第１の保持装置、反応容器およびロボットツール装置のための第２の保持装置を含む、生物試料から分析物を単離するために適した装置が記載される。

自動試料調製装置の本質的な設計は公知であるが、先行技術には改善の大きな余地がある。したがって、本発明の目的は、効率がより良い、および整備が容易である、および操作が簡易化された、および結果として操作エラーがより低頻度である試料調製装置を開発することである。さらに、高度な柔軟性および可変性が、および一旦開始すればユーザーからの他の介入および追加の監督を必要としない、連続的な処理の連鎖のための必要条件が、オペレーターに提供されるべきである。

この目的は、請求項１または２に記載の装置、請求項９に記載のユニット、および請求項１５に記載のモジュールによって達成される。本発明の他の詳細、長所および態様は、従属請求項、説明および添付の図面の結果として生じる。

特に試料前処理および調製のための、および／または任意に連続処理、特に生物試料由来の１または複数の分析物に対する増幅反応を実施するための、および任意に生物試料由来の１または複数の分析物の分析を実施するための、本発明の試料処理のための装置は、典型的には、少なくとも１個の試料容器のインプットおよび／またはアウトプットのための少なくとも１個のモジュール、１個または複数個の反応容器を輸送するための少なくとも１個のモジュール、試料前処理のための好ましくは溶解モジュールおよび／または好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールである少なくとも１個のモジュール、１または複数の分析物についての連続反応、特に増幅反応および／または分析法を準備するための少なくとも１個のモジュール、任意に１または複数の分析物に対する連続反応、特に増幅反応および／または分析法を実施するための少なくとも１個のモジュール、および任意に１または複数の分析物の検出を実施するための少なくとも１個のモジュールを含む。モジュールは少なくとも２個のユニットに分割され、試料前処理のためのモジュールは第１のユニットに配置され、および１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するためのモジュールは、第２のユニットに配置される。

本発明の別の態様は、特に試料前処理および調製のための、および／または任意に試料由来の１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応を実施するための、および任意に試料由来の１または複数の分析物の分析を実施するための、１個または複数個の試料容器のインプットおよび／またはアウトプットのための少なくとも１個のモジュール、１個または複数個の反応容器を輸送するための少なくとも１個のモジュール、試料前処理のための好ましくは溶解モジュールおよび／または好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールである少なくとも１個のモジュール、１または複数の分析物に対する連続反応、特に増幅反応および／または分析法を準備するための少なくとも１個のモジュール、任意に１または複数の分析物に対する連続反応、特に増幅反応および／または分析法を実施するための少なくとも１個のモジュール、および任意に１または複数の分析物の分析を実施するための少なくとも１個のモジュールを含む、試料処理のための装置に関する。モジュールは少なくとも２個のユニットに分割され、およびそれぞれが固有の制御システムを有し、少なくとも２個のユニットは第１のデータバスを介して接続される。

本発明の装置は、主にユニットおよびモジュールへの構造的分割の結果として生じる一連の長所を提供する。装置は自由に構成可能であり、および命令の前および後の両方に柔軟に構成されうる。特に、ユーザーの要求に応じて、異なる処理レベルが実現されうる。このように、装置の構成に応じて、たとえば、任意の試料容器中の試料から開始して、試料の溶解後の分析物の抽出まで、代替的に増幅反応、たとえばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）または試薬の添加によるタンパク質アッセイなどの連続処理の準備まで、代替的に分析の終了まで、すなわち最終分析結果まで（一次チューブから結果まで）など、完全に計画された処理レベルが実現されうる。

試料前処理とは、特に試料の導入から精製された分析物までに至る処理を意味すると解される。これは、たとえば溶解処理、特に化学的または酵素的溶解処理、および、好ましくは１または複数の標的成分のマトリクスへの結合、任意にマトリクスから不要成分を除去するためのマトリクスの洗浄、結合された標的成分を伴うマトリクスの分離、およびマトリクスからの標的化合物の脱離／溶解（溶出）を含む抽出処理を含む。

特に、核酸およびタンパク質などの標的化合物が、放出が困難な生物試料中に見出される場合、試料前処理はまた上流の機械的破壊処理を含みうるが、これらの処理はしかし、試料前処理のためのその他の前述の処理と同一のユニット内で行われる必要は無い。一般的に、媒体調製および標的生物成分の単離および／または濃縮のための先行技術のすべての方法が、試料前処理工程として可能である。

処理すべき生物試料は、凍結または非凍結生物試料であることができ、当業者に公知であるすべての生物試料が生物試料として使用されうる。好ましい生物試料は、生物分子、たとえば天然の、好ましくは単離された直鎖、分枝または環状核酸、たとえばＲＮＡ、特にｍＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｓｎＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ｈｎＲＮＡまたはリボザイム、ＤＮＡなど、合成または修飾核酸、たとえば特にＰＣＲに用いられるプライマー、プローブまたは標準品のためのオリゴヌクレオチド、ジゴキシゲニン、ビオチンまたは蛍光色素で標識された核酸またはＰＮＡ（ペプチド核酸）、好ましくは単離されたタンパク質またはオリゴペプチド、合成または修飾タンパク質またはオリゴペプチド、たとえば蛍光マーカーを有するかまたは酵素とカップリングした抗体、ホルモン、増殖因子、脂質、オリゴ糖、多糖、プロテオグルカン、血液、精液、脳脊髄液、唾液、痰または尿などの体液、血清または血漿などの血液を処理して得られる液体、白血球画分または「バフィーコート」、唾液、糞便、塗沫標本、穿刺液、フケ、毛髪、皮膚断片、法医学試料、遊離のまたは結合した生体分子、特に遊離のまたは結合した核酸、代謝産物を含む食品または環境試料であって、生物体全体、好ましくは非生存生物、後生生物の、好ましくは昆虫および哺乳類の、特にヒト由来の、たとえば組織切片または臓器の形の組織、たとえば接着または懸濁細胞培養物の形の単離された細胞、細胞小器官、たとえば葉緑体またはミトコンドリア、小胞、細胞核または染色体、植物、植物の一部、植物組織または植物細胞、細菌、ウイルス、ウイロイド、プリオン、酵母および真菌を含む群から選択される。

新鮮に調製された生物試料は、好ましくは、非凍結生物試料、たとえば生存または死亡生物由来の新鮮組織試料または新鮮に単離された血球などの非凍結生物試料として、または生物試料としての合成生物分子の場合には、新鮮に合成された核酸またはタンパク質として使用される。本発明によると、「新鮮」生物試料は好ましくは、あらかじめ９６時間以内に採取されたかまたは合成生物分子の場合には合成された試料を意味すると解される。しかし、「新鮮」生物試料の語はまた、上記の時間内に採取されているが、しかしたとえばホルマリンなどの従来の固定剤で、エオシンなどの色素で、抗体などで、安定化のために前処理された試料も含む。新鮮細胞または組織試料の調製は、この目的に対して当業者に公知であるすべての調製方法によって、たとえば組織試料の場合には外科用メスによってたとえば検死中に、血球試料の場合には新しく採取された血液の遠心分離によって、などで実施されうる。

生物試料は好ましくは、上記の方法にしたがって単離された後、０℃以下の温度へ、好ましくは−２０℃以下の温度へ、および非常に好ましくは−７０℃以下の温度へ、たとえば液体窒素との接触によって冷却されている、凍結生物試料として使用される。

試料は先行技術で公知である容器から本装置内へ任意の形で負荷されうる。通常は、これは開放一次容器である。血液試料に対してはこれは通常は閉鎖チューブである。装置にすでに前処理されている試料を供給することもまた可能である。前処理は、たとえば閉鎖一次容器から試料へのアクセスが容易な別の容器または処理容器への試料移動に関しうる。さらに、試料の前処理はまた、機械的細胞破壊または酵素的および／または化学的溶解などの、より以前に行われうる。この場合には、好ましくは装置内でさらなる溶解段階は実施されない。

好ましくは試料前処理後に単離されおよび連続処理に供される分析物に関して、それらは好ましくは天然、修飾または合成核酸または天然、修飾または合成タンパク質またはオリゴペプチドである。核酸は、当業者に公知であるすべての核酸、特にリボ核酸（ＲＮＡ）、たとえばｍＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｓｎＲＮＡ、ｔ−ＲＮＡ、ｈｎＲＮＡもしくはリボザイム、またはデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を含む。基本的に、プリン塩基またはピリミジン塩基のＮ−グリコシドまたはＣ−グリコシドを含むすべての種類のポリヌクレオチドに関する。核酸は、１本鎖、２本鎖または多重鎖、直鎖、分枝または環状でありうる。核酸は、たとえばゲノムＤＮＡまたはメッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）などの細胞に存在する分子に対応しうるか、または相補ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）、逆方向鎖ＲＮＡ（ａＲＮＡ）、または合成核酸などのｉｎｖｉｔｒｏで製造されうる。核酸は、少数のサブユニット、少なくとも２個のサブユニット、好ましくはたとえばオリゴヌクレオチドなどの８個以上のサブユニット、たとえば発現ベクターなどの数百個のサブユニットから最大数千個のサブユニット、またはゲノムＤＮＡなどのはるかに多数のサブユニットから成る可能性がある。好ましくは、核酸は、その核酸が導入されたかまたは天然に存在する細胞内で、ポリペプチドの発現を可能にする調節配列と機能的に連結してポリペプチドのコード情報を含む。好ましい一実施形態では、核酸はしたがって発現ベクターである。別の一実施形態では、核酸はｐＤＮＡ（プラスミドＤＮＡ）、ｓｉＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ二重鎖またはｓｉＲＮＡヘテロ二重鎖であり、「ｓｉＲＮＡ」の語は二本鎖ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）を酵素「ダイサー」で切断することによって生成されおよび酵素複合体「ＲＩＳＣ」（ＲＮＡ誘導サイレンシング複合体）内で構成される長さ約２２塩基のリボ核酸を意味すると解される。

連続分析は好ましくは、先行技術で公知の定量および／または定性分析のための処理、および増幅処理を意味すると解される。増幅処理は、特にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）およびリガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）およびＷＧＡ（全ゲノム増幅）を含み、たとえば、アンカー、非対照、変異導入（ｅｒｒｏｒｐｒｏｎｅ）、ｉｎｓｉｔｕ、逆向き（ｉｎｖｅｒｓｅ）、ロングレンジ、リアルタイムおよび逆転写酵素がＰＣＲに対して引用されうる。

光学顕微鏡法、電子顕微鏡法、共焦点レーザー走査型顕微鏡法、レーザー顕微解剖、走査型電子顕微鏡法、ウェスタンブロッティング、サザンブロッティング、酵素結合免疫吸着アッセイ法（ＥＬＩＳＡ）、免疫沈降法、アフィニティクロマトグラフィー、変異分析、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法（ＰＡＧＥ）、特に二次元ＰＡＧＥ、ＨＰＬＣ、ＲＦＬＰ分析（制限断片長多型分析）、ＳＡＧＥ分析（遺伝子発現の連続分析）、ＦＰＬＣ分析（迅速タンパク質液体クロマトグラフィー）、質量分析、たとえばＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＦ質量分析またはＳＥＬＤＩ質量分析、マイクロアレイ分析、リキチップ（ＬｉｑｕｉＣｈｉｐ）分析、酵素活性分析、ＨＬＡタイピング、配列決定、ＲＮアーゼ保護分析またはプライマー伸長分析を含む群から選択される、当業者に公知でありおよび当業者に適当と思われるすべての分析法が使用されうる。

本発明の範囲では、連続処理はまた、メチル化といった修飾反応を含む。

好ましい一実施形態によると、一連の規定の処理のための装置内に試薬をストックするための設備が構成されるため、異なる種類の試料に対する処理を変更する際、目的の処理をオペレーターインターフェイスで入力するだけでよく、したがって使い勝手が向上し、必要な労働力要件を低減し、およびそれによってコスト削減を助ける。

試料前処理のためのモジュールの上流は、好ましくは、溶解または抽出モジュールでない試料前処理のための別のモジュールに接続される。一般的に、上流モジュールは、媒体を準備するための先行技術で公知の任意の処理に関しうる。好ましくは、上流モジュールは、物理的細胞破壊処理を実施するための、または閉じられた一次試料容器から試料を取り除くためのモジュールに相当し、およびさらに好ましくは追加のユニット内に提供される。物理的細胞破壊処理とは、特に浸透圧、温度上昇、凍結乾燥を利用する非機械的処理、および／または、たとえば超音波、ミルまたはホモジナイザーを用いる機械的処理を意味すると解されるべきである。

増幅反応を実施するための任意のモジュールは、好ましくは追加のユニット内に提供される。有利な増幅処理は上に既述してある。

好ましくは、ユニットはそれぞれ、本質的に構造上分離しており、および特に好ましくは互いに取り外し可能に連結されている、固有のハウジング内にある。個別のユニットをともに接続後、有利なことに、観察者は１個の装置であるような印象を受ける。

好ましくは、ユニットのうち少なくとも１個は、未使用のおよび／または使用済みの消耗品を保管するための１または複数の区域を有し、前記消耗品は任意に密閉可能な容器に保管されている。好ましい一実施形態では、使用済みおよび未使用の消耗品のための区域は分けて配置されている。

消耗品とは、装置または個別ユニットまたはモジュールの永続的な成分でなく、および通常は使用後またはたとえば容器の場合には空になった時にすぐに廃棄される、すべての材料を意味すると解される。消耗品の例は、ピペットチップおよび、たとえば抽出に使用される他の消耗品（たとえば磁気遮蔽スクリーン）、使用される任意の試薬（たとえば緩衝液、溶解試薬、洗浄溶液および／または吸着材料）、処理容器（好ましくは反応容器および処理に必要な他の容器、たとえば洗浄容器、混合容器および／または溶出容器）、貯蔵タンク、収納箱（未使用の試薬および処理工程由来の中間産物の両方に対する、およびさらに使用済みまたは未使用の消耗品および廃棄物に対する）を含む。

好ましくは、ユニットのうち少なくとも１個は、２個の容器、特に試料容器および１個または複数個の処理容器の間で、生物試料を移動するためのピペットモジュールを有する。

好ましくは、１ユニット内での処理の過程において複数個の処理容器が使用される。試料または処理混合物は、１個の処理容器から別のものへ、好ましくはピペッティングモジュールによって、繰り返し移動される。代替的に、１個のユニット内での処理中の反応容器の連続使用もまた可能である。この場合には、試料は最初の１個の試料容器から処理容器内へ移動され、および処理の終わりに再び最初の試料容器内へ移動されるだけである。代替的に、最初の試料容器の代わりに、処理容器はまた別のユニットへ直接移動されうるか、または最初の試料容器としての役割を果たしうる。

使用する反応容積は、先行技術のものまたは市販の装置よりも顕著に増大でき、それによって装置のより高感度が可能になる。たとえば、５０μｌから１０ｍｌ、好ましくは０．１から５ｍｌ、特に好ましくは０．５から３ｍｌが試料から反応容器内へ移され、特に非常に好ましい一実施形態では１ｍｌである。

抽出後、溶出に用いられる溶離剤の量は、溶出物中の目的の吸収濃度が得られるように選択されうる。溶離剤の量はもちろん、抽出に用いられるキャリヤー材料からの収量において高すぎる損失を回避するのに十分なほど大きくとるべきである。

試料前処理モジュールまたはその下流における正規化モジュールを加えることが有利でありうる。通常は、これは溶出物中の分析物の濃度を分光法によって測定する。正規化モジュール自体は先行技術で公知である。分析物濃度が測定された後、選択された連続処理を実施するための希釈によって、規定の濃度が調製されうる。

有利なことに、正規化モジュールが直接接続される場合、溶出物を回収するためにＵＶ透過性処理容器が使用されるか、または溶出物溶液がこの種の容器内へ移される。

一般的に、この種の正規化モジュールは、利用可能なユニットのうちの１個に、たとえば試料前処理のためのユニットの最後として、または連続処理の準備の最初に、組み込むことができる。希釈自体のためには、たとえば、正規化モジュールが配置されるユニットのピペッティングモジュールが使用されうる。正規化モジュールが試料前処理ユニット内にあれば、希釈はまた、連続処理の準備のための下流ユニット内で起こりうる。後者が特に好ましく、なぜなら連続処理の準備のためのユニットは通常は非常に精度の高いピペッティングモジュールを有し、および希釈にかかわらず非常に高濃度が通常は求められるためである。

正規化モジュールを、任意にピペッティングモジュールと共に、試料前処理のためのユニットと連続処理を準備するためのユニットとの間に位置する別のユニット内に配置することもまた可能である。

本発明の好ましい一実施形態では、少なくとも１個のユニットがマイクロプロセッサを有する。第１のデータバスは、好ましくはイーサネット規格に準拠し、ユニットを互いに接続し、さまざまな位相が可能であり、好ましくは１個のユニットから始まる星形、環、または「スイッチ」を経る接続である。１個のユニット内のモジュールは、好ましくは第２のデータバスを経て、好ましくはＣＡＮバスを経て接続される。１個のユニット内のモジュールは、好ましくは第２のデータバスへの単一のインターフェイスを有する。好ましい一実施形態では、１個のユニット内のモジュールのうち少なくとも１個は、マイクロプロセッサ、好ましくはマイクロコントローラを含む。別の好ましい一実施形態では、少なくとも１個のマイクロコントローラがリアルタイムオペレーティングシステムと連動する。

好ましくは，試料容器を受容するための１個のモジュールは、好ましくは市販の試料または反応容器，たとえばさまざまなサイズの非常に一般的な試験管、マルチウェル試料プレート（たとえば９６，４８，１６，１２または８ウェルプレート）、ＰＣＲチューブまたは血液試料チューブなどの複数個の異なる試料容器を受容するためにアダプターによって適合されうる。

受容の他に、少なくとも１個のユニットが、さまざまな開始形式の試料容器を、別のユニットへ、または別の手動処理のために、送ることができる。試料前処理ユニットおよび／または連続処理の準備のためのまたは実施のためのユニットは先行技術から公知である一方、それらは通常は、大部分は別々の供給元によって異なる、装置の規定のインプットおよびアウトプット形式のために、１つの組み合わせとしか適合しない。異なる供給元からの異なるインプットおよびアウトプットの形式を選ぶことが直ちに可能である。結果として、本装置のユニット、特に試料前処理のためのユニットおよび連続処理を準備するためのユニットは、他の製造元からの異なる下流および／または上流のユニットと組み合わせることができ、および、にもかかわらず連続的な処理運転が可能である。連続処理としてのＰＣＲ反応に対しては、特に従来のサイクルで用いられる任意のＰＣＲチューブおよびＰＣＲキャピラリーがインプット形式として使用されうる。

前処理されたおよび／または処理された試料の、目的のアウトプット形式への移動は、好ましくはユニット上でさえ起こり、ユニット上では試料前処理、特に溶解および／または抽出もまた起こる。連続処理の準備のためのユニットへの移動を実施することもまた可能である。

好ましくは、装置の少なくとも１個のユニットは、外部コンピューターと接続されるように設計され、そのため装置のパラメーター、好ましくは処理操作、試料容器および／または処理容器の種類に対するパラメーター、および消耗品のパラメーターおよび装置のログファイルおよびステータスレポートなどが調整および呼び出しされうる。

好ましくは、試料前処理のためのモジュールは、磁気分離処理にしたがって動作する抽出モジュールとして働く。好ましくは、スリーブのアセンブリが取り付けに適合され、反応容器中の試料および磁気分離に用いられる磁石、好ましくは永久磁石を空間的に離す役割を果たす。スリーブは好ましくは１または複数のマトリクス内に配置され全体を形成する。

代替的に、抽出モジュールはまた、キャリヤー材料の分離に対して、または磁気分離に対して、先行技術から公知である他の処理と連動しうる。

好ましくは、ユニットのうちの少なくとも１個は、オペレーターインターフェイスを含む。好ましくは、これはタッチスクリーンの形で実現でき、およびオペレーターによる情報の入力に対して役立つ。ステータス情報、入力リクエストおよび可能な装置エラーメッセージが同時にモニター上に示される。別の好ましい一実施形態によると、遠隔メンテナンスモジュールが、たとえばインターネットを介した、たとえばサポートサービスまたは製造元を介した遠隔メンテナンスおよび遠隔診断の実施を可能にする。

本発明の別の一態様は、
（ａ）ユニット内の１個または複数個の反応容器を輸送するためのモジュール、
（ｂ）伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを有しおよび好ましくは２方向に動作する、２個のユニット間で１個または複数個の反応容器を輸送するための移動モジュール、
（ｃ）好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールおよび／または溶解モジュールである、試料前処理のためのモジュール、
（ｄ）連続処理、特に増幅反応および／または分析処理を準備するための、好ましくはピペッティングモジュールおよび／または冷却モジュールであるモジュール、
（ｅ）１または複数の分析物を増幅および／または分析するためのモジュール、および
（ｆ）処理済み試料、特に前処理された試料を保存するためのモジュール、および
（ｇ）好ましくは物理的細胞破壊のためのまたは閉じた一次試料容器から試料を取り除くためのモジュールである、（ｃ）とは異なる使用前処理のためのモジュール、
を含む群から選択される、１個または複数個の試料容器のインプットおよび／またはアウトプットのためのモジュール、および１個または複数個の同一のまたは異なる追加のモジュールを含む、試料処理のためのユニットに関する。ここで、モジュール（ｃ）および（ｄ）は１個のユニット中にない。ユニットは第１のコントローラーを有し、および第２のユニットとデータバスを介して通信し、一方、各ユニット内のモジュールは、追加のデータバスを介して通信する。

この種の各ユニットは、有利なことに別々の、本質的に閉じたハウジング内に位置する。ハウジングはしかし互いに分離可能に接続されうる。好ましくは閉じている記載のユニットの１個と同様に、複数個のユニットの組み合わせは、単一装置であるような印象を観察者に与える。

好ましくは、装置の少なくとも１個のユニットは、使用済みのおよび／または未使用の消耗品を保管するための１または複数の区域を含み、未使用の消耗品のための保管区域は好ましくは、使用済みの消耗品の保管区域とは空間的に分けられている。

好ましくは、装置は、処理および／または処理パラメーターの特定情報を含みおよび処理前に決定された、消耗品のおよび選択された処理のあらかじめ定められた性質に応じて、選択された処理が実行可能かどうかをチェックし、および必要に応じて、不一致をシグナル伝達し、および／または不一致を解決する可能性を提示するコントローラーを含む。

装置のユニットのうち少なくとも１個が、さまざまな種類の消耗品について、好ましくは予定の処理順序に必要なその量について、および試料容器、処理容器（たとえば反応容器、洗浄容器、溶出容器および／または混合容器）および／または保存容器の形状、寸法、容積および内容についての特定情報を含むコントローラーを含み、およびこの情報が、処理順序の開始前に、好ましくは装置の負荷中に、１または複数のあらかじめ定義された消耗品の性質の決定後、処理順序のためのセンサー技術によって、好ましくはレーザーセンサーおよび／またはデジタルカメラおよび／または超音波センサーによって利用されることがさらに好ましい。

これは、処理の開始前に、オペレーターが装置の完全な負荷をチェックすることを可能にし、それはたとえば、選択された処理について十分な消耗品および試薬が利用可能かどうか、および／または消耗品がたとえば量に関して手順に適当かどうか、を示しうる。コントローラーは、有利なことに、示された不一致を修正できるように、ユーザーの可能なまたは推奨される処置を直接示す。ユーザーがこの処置に従う際、ユーザーは新しいチェックを実施でき、および次いで一致した場合は、処理を開始できる。

試料前処理のためのモジュールを含むユニット内での試料を処理するための処理順序中に、好ましくは少なくとも２個の、好ましくは形状的に同一の処理容器および好ましくはこれらとは形状的に異なる少なくとも１個の追加の試料容器が使用され、該試料容器は処理容器でも保存容器でもない。

ここで、試料または少なくともその一部が、たとえば溶解が前処理工程として発生することが意図される、処理容器、たとえば反応容器内へ移される。代替的に、すでに溶解された試料が装置に供されることが可能であり、溶解された試料もまた抽出容器内へ直接導入される。結合した分析物を伴う分離したキャリヤーマトリクスの溶出が、次いで好ましくは新しい処理容器内で起こる。

すべての目的および意図が一般的に可能である装置内に保管しなければならない異なる形状を有するさまざまな容器を回避するために、試料前処理ユニット内の処理容器、特に溶解、抽出および溶出が起こる容器が同一の形状を有することが特に有利である。溶出前に、１または複数の任意の洗浄段階を行うことができ、同様に好ましくはそのそれぞれが同一の形状を有する新しい容器内で起こる。

デフォルトでは、溶出物は試料−前処理ユニットからの分配のためのマルチウェルプレート、たとえば９６ウェルプレート内へ移される。しかし、移動は任意に、目的の連続処理に特に適する別の形式で行うことができる。

処理容器および、互いに独立して形状的に互いとおよび第１の処理容器と同一または異なりうる１個または複数個の追加の処理容器および／または保存容器が、連続反応、特に増幅反応および／または分析処理の準備のためのモジュールを含むユニット内で好ましくは使用される。

予定の連続処理に応じて、選択された準備処理が好ましくは、前のユニットのアウトプット処理容器内で起こる。しかし、試料を別の容器内へ移動することもまた可能である。特に、追加の試薬または混合物の添加がまず必要である、ＰＣＲ反応または他の処理の、以後の実施のためには、必要な試薬混合物、たとえばＰＣＲマスターミックス（Ｍａｓｔｅｒｍｉｘ）は、有利なことに、たとえば完成した混合物として保存容器中にすでに準備され、または装置自体の中で混合される。添加すべき反応溶液もまた、完全な処理のための試薬を送る保存容器中で混合されうる。必要な混合試薬溶液を直接に、装置内で充填およびさらにあらかじめの充填の両方が可能な処理容器内で、調製することもまた可能である。溶出物は次いで、試薬で充填された処理容器へ直接に添加されうる。

好ましくは、装置の少なくとも１個のユニットは、試料容器を２個のユニット間で輸送するための移動設備を有し、この移動モジュールは好ましくは伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを含み、および好ましくは２方向に動作する。技術的設計に応じて、移動モジュールは上流ユニットおよび下流ユニットの両方へ、およびさらにこれらのユニットのうちのわずか１個内へ、移動を実行できる。最後の場合には、隣接ユニットから移動が不可能である上流または下流ユニットは、それ自体の移動モジュールを含まなければならない。好ましくは、少なくとも試料前処理ユニットは移動モジュールを含む。

本発明の別の一態様は、生物試料を処理するための上述のユニットにおける使用のためのモジュールに関する。それは、少なくとも１個の容器のためのラック、マイクロコントローラおよび、ユニットコントローラーとのデータ通信のためのデータバスインターフェイスを含む。

好ましくは、装置の少なくとも１個のモジュールは、試料容器を２個のユニット間で輸送するための移動設備を有し、この移動モジュールは好ましくは伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを含み、および好ましくは２方向に動作する。

さらに、当該モジュールは好ましくは、通信を制御するための電子回路および／または内部メモリおよび／またはリードオンリーメモリを含む。当該モジュールは好ましくは、ＣＡＮデータバスへのインターフェイスを有する。マイクロコントローラは好ましくは、リアルタイムオペレーティングシステムと連動する。

代替的な一実施形態では、該モジュールはマイクロコントローラの代わりにマイクロプロセッサを含む。

上記のモジュールは、１個または複数個の上記のユニット内に含まれ、およびこれらのユニットのうち少なくとも２つが再び装置内に含まれるので、本発明の各対象（モジュール、ユニット、装置）の説明はまた、明示で除外されない限り、または技術的に意味をなさない場合を除き、本発明の他の対象のそれぞれにも当てはまる。

本発明の詳細は、添付の図面を参照してさまざまな実施例と共に下記に述べられる。

図１は、本発明の実施形態のうちの１種に係る装置の略図である。 図２は、本発明の別の一実施形態に係るユニットの略図である。 図３は、本発明の別の一実施形態に係る別のユニットの略図である。 図４は、本発明の別の一実施形態に係る装置の略図である。 図５は、本発明の別の一実施形態に係る装置の略図である。 図６は、本発明の別の一実施形態に係る、細胞破壊のためのユニットの略図である。 図７は、本発明の別の一実施形態に係る、分析物の増幅のためのユニットの略図である。 図８は、本発明の別の一実施形態に係る、検出ユニットの略図である。 図９は、本発明の別の一実施形態に係る装置のブロック図の略図である。 図１０は、本発明の別の一実施形態に係る制御モジュールのブロック図の略図である。 図１１は、本発明の別の一実施形態に係るモジュールのマイクロコントローラ制御のブロック図のブロック図の略図である。

本発明のさまざまな実施形態の下記の説明では、異なる実施形態の機能上同一の特性は、同一の参照番号を与えられている。

図１は、本発明の典型的な一実施形態を示す。装置（１００）は、分析物を生物試料から単離および濃縮し、および、たとえば増幅反応、分析および／または修飾などの連続処理を準備する役割を果たす。それは、互いに構造的に分離しておりおよび２個のハウジング（１３０、１５０）内に位置する複数個のユニット（１２０、１４０）を含む。

図２は、第１のユニット（１２０）内で連結されたいくつかのモジュールの略図を示す。これは、試料容器（２００）を受容するためのモジュール；試料材料を溶解するためのモジュール（２２０）；上流段階での固相吸着マトリクスの添加後、吸着マトリクス上に結合した目的試料成分の、結合していない試料成分からの分離、吸着マトリクスからの分析物の溶出、および吸着マトリクスからの溶出物の分離を可能にする抽出モジュール（２４０）；溶解混合物、洗浄溶液、溶出物などの試薬、試料または処理混合物を吸引および分注するため、および試料を移動するためのピペッティングモジュール（２６０）；適当な容器内に入れることができる使用済みの試薬または処理混合物、ピペットチップ、処理容器およびスリーブを保存するための少なくとも１つの区域（２９０）、およびそことは空間的に離れた、未使用のものを保存するための１区域（２８０）であり、これらの保存区域は、ハウジング外に位置しうるが、ハウジングに何らかの方法で連結されている；装置（１００）内のスリーブ配列およびユニット内の試料容器および／または処理容器を輸送するためのグリップモジュール（２３０）；および、分析物を含む試料容器のうちの１個を装置（１００）の第２のユニット（１４０）または別の製造元の装置へ輸送するための、および任意にふたたび戻る、移動モジュール（３００）を含む。

オペレーターは１個または複数個の試料容器内の１または複数の試料を、装置（１００）の第１のユニット（１２０）の入口フラップまたは引き出しを通して、試料を取るためのモジュール（２００）内へ送る。典型的には、試料プレートの複数個のウェルに配列された複数の生物試料がある；もちろん、本発明によると、設備は、たとえば非常に一般的な様々なサイズの試験管、任意の適当なホルダーを有する、血液試料チューブ、マルチウェル試料プレート（たとえば９６、４８、１６、１２または８ウェルプレート）、又はＰＣＲチューブなどの先行技術から知られている、他の試料容器および試料ホルダーで作成される。代替的に、試料材料はまた、たとえば、細胞材料の破壊のためのモジュール（２０５）を備えた上流の追加のユニット（１１０）の移動モジュール（３００）によって、試料受容モジュール（２００）内へさらに移動されうる。オペレーターは、必要な処理を、ユーザーインターフェイス（５９０）のタッチスクリーン上に入力する。処理の進行および可能なチェックおよびエラーメッセージはモニター上で観察されうる。

本発明の一実施形態によると、装置はさまざまな種類の消耗品について、好ましくは予定の処理サイクルに必要なその量、および試料容器、処理容器および／または保存容器の形状、寸法、保持能力および容積に関する特定情報を有する少なくとも１個のコントローラー（５００）を含む。処理サイクルを開始する前に、好ましくはオペレーターが装置（１００）を負荷中または負荷後に、コントローラーが、センサー技術によって、消耗品の１または複数のあらかじめ定義された性質についての情報を確認する。センサーは、好ましくはレーザーセンサーおよび／またはデジタルカメラおよび／または超音波センサー設計のものである。コントローラーによって取得された情報は、以降の処理サイクルのために利用される。

サイクルが開始した後、いくつかの試料がピペッティングモジュール（２６０）によって、試料のためのウェルを有する処理容器内へ一部がまたは完全に移動される。たとえば、５０μｌから１０ｍｌ、好ましくは０．１から５ｍｌ、特に好ましくは０．５から３ｍｌが試料から反応容器内へ移され、特に非常に好ましい一実施形態では１ｍｌである。これに先立って、反応容器はグリップモジュール（２３０）の把持部によって、ユニット（１２０）の保存区域（２８０）内の保存容器から持ち上げられる。反応容器はグリップモジュール（２３０）から溶解モジュール（２２０）の区域内へ輸送され、およびそこで下ろされる。溶解に必要な試薬が次いで、ピペッティングモジュール（２６０）によって、保存区域（２８０）内の１個または複数個の保存容器から採取される。

包装を除去した後、オペレーターは処理に必要な任意の消耗品を、装置（１００）の保存区域（２８０）内に直接置くことができる。追加の試料キャリヤーは、進行中の処理に影響することなく、進行中の処理の間に装置（１００）に置くことができる。

最初に添加される試薬は、たとえば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質の成分または他の細胞成分をさらなる処理段階に利用可能にするために、試料における細胞破壊に役立つ。次いで粒子が、吸着物質付きの表面を有し、好ましくは、表面に吸着物質付きで供給される磁性のまたは磁化可能なマイクロ粒子またはマイクロパールを含む懸濁液の形で、添加される。

溶解後に溶液中に存在する分析物、たとえばＤＮＡ、ＲＮＡおよび／またはタンパク質は、ここで吸着物質付きの表面上に結合し、およびしたがって粒子上に結合している。次いで磁気分離が抽出モジュール（２４０）内で起こる。処理では、マイクロ粒子を含む溶液が、元の試料の残りの成分を除去し、次いで、精製された分析物が結合している粒子を得るために、１または複数回の洗浄段階が実施される。この目的のために、プラスチックスリーブの配列が、精製すべきマイクロ粒子および溶液の入った反応容器内へ上から導入される。該スリーブは反応容器の開口部の最小直径より小さい直径を有する。スリーブは中空で、壁が薄く、および反応容器から一番遠い側にある上端が開口している。典型的には、それらは通常のキャリヤープレート上にマトリクス設計で配列されている。さまざまな実施形態が、たとえば８、１６、２４および４８個のスリーブを用いて可能である。好ましくは、複数個の好ましくは３個の２×４設計が同時に使用される。スリーブアセンブリはユニット（１２０）内部で、先行技術から公知であるセンサー技術によって認識され、およびコントローラー（５００）によって管理される。

スリーブの下端位置が反応容器内に浸かる。好ましくは連続した棒磁石の形である、細い棒がここで上側から好ましくはアセンブリの各スリーブ内へ、抽出モジュール（２４０）によって導入される。典型的には、これは永久磁石である。よりコストの低い変形では、液体内に浸かる棒の下端だけが磁石の形である。磁石の一部はここで処理容器内の試料溶液の水面下になり、結果として、磁気粒子がプラスチックスリーブの外側へ引きつけられおよび付着する。後で振動発生のためにも使用される装置が、次いでスリーブを内側にある棒磁石で同時に垂直方向へ上に除去し、それによって、吸着された分析物を含む粒子もまた溶液から除去される。棒は次いで第２の処理容器（洗浄容器）内に浸される。これはコンベヤベルトによって第１の反応容器の位置へ輸送され、および、溶液の不要な成分を除去するために吸着マトリクスをすすぐのに適した試薬で満たされている。試薬での粒子のすすぎを可能な限り徹底的に行うために、棒磁石が次いでスリーブの上部を通して除去される。スリーブに付着した粒子はその時もう磁石によって引きつけられず、したがってスリーブの外側から離れ、およびスリーブ下に位置する洗浄容器内に重力によって回収される。本発明の代替的な実施形態では、先行技術から公知である、たとえば磁気粒子の代わりの磁化可能粒子、および永久磁石の代わりにスイッチを切ることができる電磁石の使用といった、磁気分離のための他の処理、および他の抽出処理もまた可能である。

好ましくは、振動発生のための上述の装置が、抽出モジュール（２４０）において使用され、溶液に浸された際にスリーブを振動させる。この振動は、粒子を含む試料液体に伝えられ、および粒子を洗浄溶液または溶離剤内に再懸濁させる。既定の時間後、棒磁石がスリーブ内に再び入れられる。粒子は再びスリーブの外側に磁気によって引きつけられ、およびそれらと共に上に向かって反応容器の外へ引き出される。次いで、第１の進行と同様に、新しい試薬が充填された別の反応容器が運び込まれる。粒子のこれらのすすぎ段階は、特定の処理の事前設定されたパラメーターに応じて、数回繰り返される。代替的に、数回の洗浄またはすすぎ段階を実施せず、むしろ先の試料材料の破壊の段階の直後に、別の段階、好ましくは下記の溶出へ直接進むことが可能である。

吸着された分析物を粒子から分離するために、さらなる段階では吸着粒子を伴うスリーブが別の処理容器内へ導入される。これは分析物を粒子から分離（溶出）するのに適する試薬が充填されている。粒子を棒から分離し、および前段階にあるような振動混合をした後、この段階の後には、溶出試薬中において分析物の溶液が残る。粒子はここで、棒磁石を導入することによってスリーブ上に最後に結合し、および試薬から上方向へ除去される。それらはユニット（１２０）の廃棄区域（２９０）内の容器に入れられる。あらかじめ、存在する溶出物は処理容器の外へピペッティングモジュールによって取り除かれ、および、ユニット（１２０）の開始保存区域（３２０）に位置する、目的のアウトプット形式を有する処理容器内へ移動される。そこから、抽出された試料の入ったアウトプット処理容器は、オペレーターがさらなる処理のために取り出すことが可能であり、または、好ましくは、本発明の第２のユニット（１４０）へさらなる処理のために送ることができる。移動モジュール（３００）がこの目的のために提供され、アウトプット処理容器を、先行技術から公知である輸送装置、好ましくは２方向伸縮アームまたは２方向輸送ベルトによって、好ましくはハウジング（１３０）の側壁の開口部を通じて、第２のユニット（１４０）の試料受容モジュール（２００）へ中継する。

図３は、本発明の別の一実施形態に記載の装置（１００）内部の第２のユニット（１４０）の略図を示す。ユニットは、処理容器の受容のためのモジュール（２００）、任意に冷却された試薬用保存区域（３４０）、好ましくは適当なマルチパック容器内で見られるピペットチップまたは処理容器などの消耗品を保存するための保存区域（２８０）、および使用済みの消耗品のための廃棄区域（２９０）を含む。

ピペッティングモジュール（２６０）は、単離された分析物を含む試料溶液へ試薬を添加するのに役立つ。この方法で、分析物は、たとえば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）などの増幅反応を実施するために、またはタンパク質の分析のためのアッセイのために、準備される。異なる技術条件を必要としないならば、異なる試料を用いて一連の異なる連続処理を実施することもまた可能である。情報に基づいて特定の試料のために試薬が使用されるべきとの情報は、第２のユニット（１４０）によって、データバス接続（４００）を介して第１のユニット（１２０）の制御モジュールから受領される。開始保存区域（３２０）は、分析物の入ったアウトプット処理容器のための中間保存に役立つ。試料容器をこの区域から、オペレーターがさらなる処理のために取り出すことができる。典型的な一実施形態では、任意な移動モジュール（３００）が、試料容器を、連続反応、典型的にはＰＣＲなどの増幅反応または分析が実施される追加ユニット（１６０）へ送る役割を果たす。交差汚染を防ぐために、試料へ試薬を添加するのに用いられたピペットは、１回使用後に、ユニット（１４０）の保存区域（２９０）内の１個または複数個の廃棄物容器内へ廃棄される。保存区域または少なくともその一部をユニットまたは装置の外側に提供することもまた可能であり、保存区域はユニットまたは装置と分離可能に連結されるべきである。

図４は、装置（１００）のユニット（１１０、１２０、１４０、１６０、１８０）が第１のデータバス（４００）を介して接続されることによる、本発明の別の一実施形態を示す。これは図４で２個のユニット（１２０、１４０）を有する装置について略図が描かれている。さまざまな位相が可能であり、好ましくは１個のユニットから始まる星形、環、または一般的なスイッチを経る接続である。本発明の一実施形態では、このデータバスはイーサネット規格に従って実現される。

別の一実施形態によると、第２のユニット（１４０）からの前処理された試料は、移動モジュール（３００）によって追加のユニット（１６０）へ送られる。これは、ＰＣＲモジュール（１７０）、さらに任意に分析物を検出するための検出モジュール（３６０）を含む。検出モジュールはまた、別のユニット（１８０）に前置されうる。

図５は、それぞれが自身のハウジング（１１５、１３０、１５０、１６５、１８５）を有し、しかし互いに分離可能に連結されることが意図される５個のユニット（１１０、１２０、１４０、１６０、１８０）から装置（１００）が構築される、本発明の一実施形態を示す。外観的には、好ましくはそれは単一装置であるという印象を生じる。

図６は、本発明の一実施形態に記載の物理的細胞破壊のためのユニット（１１０）のレイアウト略図を示す。ユニットは、試料を受容するための少なくとも１個のモジュール（２００）、細胞破壊のためのモジュール（２０５）、ただし任意なだけである移動モジュール（３００）、およびアウトプット保存区域（３２０）を含む。

図７は、本発明の一実施形態に記載の、ポリマー連鎖反応を実施するためのユニット（１６０）のレイアウト略図を示す。ユニットは、試料を受容するための少なくとも１個のモジュール（２００）、ＰＣＲモジュール（１７０）、移動モジュール（３００）およびアウトプット保存区域（３２０）を含む。

図８は、本発明の一実施形態に記載の、１または複数の分析物を検出するためのユニット（１８０）のレイアウト略図を示す。ユニットは、試料を受容するための少なくとも１個のモジュール（２００）および検出モジュール（３６０）を含む。

図９は、本発明の一実施形態に記載の装置（１００）の略図を示し、モジュールを有する第１のユニット（１２０）のレイアウトが、模式図で示す第２ユニット（１４０）と連結して示される。制御モジュール（５００）は、ユニット（１１０、１２０、１４０、１６０、１８０）でのイベントを制御するための中心的存在である。それは、オペレーティングシステム（５７０）および、単一モジュールの機能およびその連動を制御および調節する役割を果たす少なくとも１個のソフトウェアアプリケーション（５８０）を有する。制御モジュールは、外部インターフェイス（５５０）を経て第１のデータバスを介して第２のユニット（１４０）の制御モジュールと通信できる。制御モジュール（５００）は第２のインターフェイス（５５５）を介して、ユニット（１２０）内の第２のデータバス（６７０）を経て他のモジュール（２００、２２０、２３０、２４０、２６０）と接続される。

図１０は、本発明の一実施形態に記載のユニットの制御モジュール（５００）のブロック図を示す。制御モジュール（５００）は典型的には、マイクロプロセッサ（５２０）、内部メモリ（５３０）、内部バス（５４０）、第１のデータバス（４００）への外部インターフェイス（５５０）、および制御チップアセンブリ（５６０）を有するコンピュータの形で実現される。制御モジュール（５００）は第２のインターフェイス（５５５）を介して他のモジュールと、ユニット内の第２のデータバス（６７０）を経て接続される。

装置（１００）の２個以上のユニット（１１０、１２０、１４０、１６０、１８０）が制御モジュール（５００）を有する場合、該ユニットのうち一個がマスター／スレーブオペレーションにおいて優位な役割を担う。オペレーターによる装置への命令の入力は典型的には、第１のユニット（１２０）のハウジング（１３０）の前面上のタッチスクリーンの形で提供される操作面（５９０）を介して行われる。制御コマンドは、たとえば装置（１００）の初期化、動作サイクルの開始および、どの分析物および任意にどの処理で試料を調べるべきかに関する入力を含む。

すべての処理段階は制御モジュール（５００）によって自動的にチェックおよび検証される。特に消耗品の準備後、さまざまな種類の消耗品について、たとえば好ましくは予定の処理サイクルに必要な量、および試料容器、処理容器および／または保存容器の形状、寸法、保持能力および内容などのあらかじめ定義された他の具体的情報が設定されているならば、消耗品が正しく準備されているかどうかのチェックが行われ、これは処理要件をチェックする役割を果たし、選択された手順からの不一致を示し得る。同様に、入口区域内へ試料容器を自動または手動で入れた後、試料容器のパラメーターがセンサーによって測定される。

制御モジュールは、制御シグナルを個別の機能モジュールへ送り、およびステータスおよびパラメーターに関する情報をモジュールから受け取る。特別の場合には、制御モジュール（５００）はまた、たとえば人がハウジング（１３０、１５０）を無許可で開けるといった迅速な反応を要する場合などに、個々のモジュール間の直接通信を始める。データバス（６７０）は典型的には、自動化技術で用いられる標準のデータバスであり、本発明の好ましい一実施形態ではＣＡＮ（コントローラーエリアネットワーク）である。該モジュールはデータバス（６７０）への標準インターフェイス（６８０）を有する。

一実施形態では、コントローラーは、オペレーティングシステム（５７０）、アプリケーション（５８０）、およびさまざまな種類の消耗品に関する情報などの装置固有データのための記憶モジュールとして、メモリーカード（６００）を有する。別の一実施形態では、制御モジュールはさらにハードディスクを備えている。

本発明の別の一実施形態によると、制御モジュールはまた、インターネットを介してステータス情報を提供する、遠隔メンテナンスのためのモジュールを有する。この方法で、エラーまたはメンテナンスの場合に、遠隔メンテナンスおよび遠隔診断が可能である。この場合には、技術者は装置の部位に合致する交換モジュールをすぐに入れることができ、それによってさらにサービスコストおよび故障時間を低減できる。

本発明によると、すべてのモジュールは構造的に互いに分離しており、および本質的に、ユニット（１１０、１２０、１４０、１６０、１８０）から別のモジュールを分解せずに取り外せうる。このモジュール構造は多数の利点を提供する。システム誤動作の場合は、サービス技術者は不具合モジュールを素早く特定できる。修理済みのまたは新しい交換モジュールとの交換によって、最小の労力および故障時間で、故障の原因を除去できる。

モジュール構造の顕著な長所は、装置に追加のまたは別のモジュールを装備する可能性である。一例は、入ってくる試料容器、好ましくはマルチウェル試料プレートの形状の、バーコードスキャンまたはレーザースキャンによるサイズ認識による自動認識をさらに可能にする開始モジュールである。同時に、該装置は後で速やかにおよび安価に、以前に取り外した機能モジュールを１個または複数個の既存ユニット内に、または完全な新しいユニットの形で、装備しうる。このように、たとえばＰＣＲが実施される任意な追加のユニット（１６０）に、試料インプットから分析結果のアウトプットなどの一連の処理が装置（１００）で完全に表示されうるように、検出モジュール（３６０）を装備しうる。

本発明の別の一実施形態によると、個々のモジュールのそれぞれが、モジュール内の進行および、中央制御モジュール（５００）および／または他のモジュールとの通信を制御する、マイクロコントローラ（６２０）を有する。図１１は、本発明の一実施形態に係るマイクロコントローラのブロック図を示す。マイクロコントローラは、単一のチップ装置として実現され、または内部バス（６６０）を介して通信する内部メモリ（６３０）、リードオンリーメモリ（６４０）および入力／出力チップ（６５０）などの追加の成分と組み合わせられうる。マイクロコントローラはモジュールの追加の成分、たとえばセンサーおよびアクチュエーターなどと、入力／出力インターフェイス（６６５）を介して通信する。本発明の典型的な一実施形態では、マイクロコントローラはリアルタイムオペレーティングシステム（６６０）と連動する。代替的な一実施形態によると、該モジュールはマイクロコントローラ（６２０）の代わりにマイクロプロセッサを有する。

本発明の別の一実施形態によると、モジュール、典型的には制御モジュール（５００）は、複数個の異なる試料容器の形状、寸法および保持能力に関する情報を、たとえばデータバンクの形で有する。いくつかの市販の試料容器および試料プレートがそれにあらかじめ設置されている。試料容器の種類はバーコードスキャナまたはレーザースキャナによる寸法の取り込みによって認識される。各ウェルの形状、保持能力、およびキャリヤープレートの寸法に関するパラメーターは、使用されるキャリヤープレートにしたがって以降の処理に対する制御モジュールによって考慮される。この方法で、オペレーターは異なるキャリヤープレートを用いて手動介入無しに作業できる。試料容器の各種類は、オペレーターによって供給される適当なアダプターの使用を必要とするだけである。

本発明の別の一実施形態では、装置に入った後、試料キャリヤーからの試料は、ピペッティングモジュール（２６０）によって、ユニット（１２０、１４０）内での以降の処理段階に使用される１個または複数個の処理容器内へ連続的に移動される。

本発明の一実施形態では、未使用のスリーブ配列および処理容器のための保存区域（２８０）に、秩序正しくおよび空間を節約する保存を可能にする容器が提供される。消耗品は容器内へ、オペレーターによってユニット（１２０）内への引き出しを通じて導入される。容器内のレールは、グリップモジュール（２３０）によって実施される荷下ろしのためのガイドの役割を果たす。使用中に一旦空になれば、ここで空の容器は好ましくは、使用済みのスリーブ配列の、および処理容器または他の消耗品の保存に用いられる。

スリーブ配列および処理容器は、空間を節約する保存のために積み重ね可能である。ピペットチップは同一の引き出しを通じて供給される。追加の廃棄材料のための保存区域は引き出しを介してアクセスできる。

ユニットおよびモジュールを有する記載の装置（１００）は一連の利点を有する。試料調製のための自動装置は多数の成分から構成され、およびアセンブリの相互作用によって、メンテナンスコストおよび故障しやすさに寄与する高度な複雑性を示す。

しかし医療分野におけるコスト圧迫の増大および結果として増大する合理化の背景に対して、この種の研究装置に対する費用効率の要件もまた増大している。本発明によって提供されるモジュール設計の結果として生じる、メンテナンスの高いレベルの容易さ、インターネットを介する簡易な診断の可能性、およびモジュールの可能な最速の交換可能性は、運転コストの低減に寄与する。結果として、装置の耐用年限に伴うコストの合計、別名「総所有コスト」（ＴＣＯ）が低減される。何より、今まで先行技術でほとんど考慮されなかったことであるが、記載の構造によって、メンテナンスコストおよび故障時間が最小化されうる。

さらに、必要に応じて自分で組立および組み合わせされうる、非常に使いやすい、カスタム可能な装置が、ユーザーに入手可能になる。一次または二次試料から必要な結果まで（試験から結果まで）の連続処理制御の可能性に基づき、開始後は結果の受領までユーザーは居る必要が無く、これはさらに作業の顕著な軽減を提供し、およびユーザーの時間の効率的な利用を可能にする。

本発明はまた、本開示の方法を実施するための装置を対象とし、および記載の各方法段階を実施するための装置部品を含む。これらの方法段階は、ハードウェア成分、適当なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータによって、その２つの任意の組み合わせによって、または任意の他の方法で実施されうる。さらに、本発明はまた、記載の装置が動作する方法を対象とする。装置の各機能を実施するための方法段階が含まれる。

Claims (18)

1. 少なくとも１個の試料容器および／または処理容器の受容および／またはアウトプットのための少なくとも１個のモジュール、
   １個または複数個の処理容器の輸送のための少なくとも１個のモジュール、
   好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールおよび／または溶解モジュールである、試料前処理のための少なくとも１個のモジュール、
   １または複数の分析物についての連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するための少なくとも１個のモジュール
   任意に１または複数の分析物についての連続処理、特に増幅反応を実施するための少なくとも１個のモジュール、
   任意に１または複数の分析物の分析を実施するための少なくとも１個のモジュール、
   を含み、
   モジュールが少なくとも２個のユニット（１２０、１４０）に分割され、および試料前処理のためのモジュールは第１のユニット（１２０）内に配置され、および１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するためのモジュールは第２のユニット（１４０）内に配置される、
   試料処理のための、特に試料前処理のための、および調製のためのおよび／または任意に、生物試料由来の１または複数の分析物についての連続処理、特に増幅反応を実施するための、および任意に、生物試料由来の１または複数の分析物の分析を実施するための、装置（１００）。
2. 少なくとも１個の試料容器および／または処理容器の受容および／またはアウトプットのための少なくとも１個のモジュール、
   １個または複数個の処理容器の輸送のための少なくとも１個のモジュール、
   好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールおよび／または溶解モジュールである、試料前処理のための少なくとも１個のモジュール、
   １または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するための少なくとも１個のモジュール
   任意に１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応を実施するための少なくとも１個のモジュール、
   任意に１または複数の分析物の分析を実施するための少なくとも１個のモジュール、
   を含み、
   モジュールが少なくとも２個のユニット（１２０、１４０）に分割され、およびユニットのそれぞれが固有の制御システム（５００）を有し、少なくとも２個のユニット（１２０、１４０）は第１のデータバス（４００）を介して接続される、
   試料処理のための、特に試料前処理のための、および調製のためのおよび／または任意に、試料由来の１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応を実施するための、および任意に、試料由来の１または複数の分析物の分析を実施するための、装置（１００）。
3. ユニット（１２０、１４０）がそれぞれハウジング（１３０、１５０）内に配置され、およびハウジングが本質的に構造上分離している、請求項１または２に記載の装置（１００）。
4. 試料前処理のための追加のモジュールが、試料前処理のためのモジュールの上流に連結され、および溶解モジュールでも抽出モジュールでもなく、しかし好ましくはむしろ物理的細胞破壊のためのまたは閉じた一次試料容器から試料を取り除くためのモジュールであり、および好ましくは別のユニット（１１０）において提供される、請求項１から３のうちの１項に記載の装置（１００）。
5. 処理容器を２個のユニット間で輸送するための少なくとも１個の移動モジュール（３００）を有し、移動モジュールが好ましくは伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを含みおよび好ましくは２方向に動作する、前記請求項のうちの１項に記載の装置（１００）。
6. 処理および／または処理パラメーターの特定情報を含みおよび処理前に決定された、消耗品のおよび選択された処理のあらかじめ定められた性質に応じて、選択された処理が実行可能かどうかをチェックし、および必要に応じて、不一致をシグナル伝達し、および／または不一致を解決する可能性を提示するコントローラーを含む、前記請求項のうちの１項に記載の装置（１００）。
7. 少なくとも１個のユニット、好ましくは試料前処理のためのモジュールを含むユニット、および／または１または複数の分析物に対する連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するためのモジュールを含むユニットが、さまざまな開始形式でアウトプット処理容器を送ることができる、前記請求項のうちの１項に記載の装置（１００）。
8. 少なくとも１個のユニット（１１０、１２０、１４０）が外部コンピューター（５１５）と接続するように設計され、それによって装置（１００）のパラメーターが調整および呼び出しされうる、前記請求項のうち１項に記載の装置（１００）。
9. （ａ）ユニット内の１個または複数個の処理容器を輸送するためのモジュール、
   （ｂ）好ましくは伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを有しおよび好ましくは２方向に動作する、２個のユニット間で１個または複数個の処理容器を輸送するための移動モジュール（３００）、
   （ｃ）好ましくは磁気分離を実施する抽出モジュールおよび／または溶解モジュールである、試料前処理のためのモジュール、
   （ｄ）好ましくはピペッティングモジュールおよび／または冷却モジュールである、連続処理、特に増幅反応および／または分析法を準備するための、モジュール、
   （ｅ）１または複数の分析物の、連続処理、特に増幅を実施するための、および／または分析のためのモジュール、および
   （ｆ）処理された試料、特に前処理された試料を保存するためのモジュール、
   （ｇ）好ましくは物理的細胞破壊のためのまたは閉じた一次試料容器から試料を取り除くためのモジュールである、（ｃ）とは異なる使用前処理のためのモジュール、
   を含む群から選択され、
   モジュール（ｃ）および（ｄ）は１個のユニット内に配置されず、および
   ユニットはコントローラー（５００）を有しおよび第２のユニットとデータバス（４００）を介して通信し、およびユニット内のモジュールは第２のデータバス（６７０）を介して通信する、
   １または複数の試料容器および／または処理容器および１または複数の追加の同一のモジュールの、または互いに異なる追加のモジュールの、受容および／またはアウトプットのためのモジュール、
   を含む、試料処理のためのユニット（１１０、１２０、１４０）。
10. ユニットが本質的に閉じたハウジング（１３０，１５０）を含む、請求項９に記載のユニット（１１０，１２０，１４０）。
11. 少なくとも１個のユニット（１１０、１２０、１４０）がそれぞれ、使用済みのおよび／または未使用の消耗品を保存するための１または複数の区域（２８０、２９０）を含み、未使用の消耗品のための保存区域が好ましくは使用済みの消耗品のための保存区域と空間的に分けられている、請求項１から８のうちの１項に記載の装置（１００）、または請求項９または１０のうちの１項に記載のユニット（１１０、１２０、１４０）。
12. さまざまな種類の消耗品について、好ましくは予定の処理サイクルに必要なその量、および試料容器、処理容器および／または保存容器の形状、寸法、保持能力および容積に関する特定情報を有するコントローラーを含み、およびこの情報が、消耗品の１または複数のあらかじめ定義された性質の測定後、処理順序の開始前、好ましくは装置（１００）の負荷中に、センサー技術によって、好ましくはレーザーセンサーおよび／またはデジタルカメラおよび／または超音波センサーによって、処理順序に利用される、請求項１から８または１１のうちの１項に記載の装置（１００）、または請求項９から１１のうちの１項に記載のユニット（１１０、１２０、１４０）。
13. アダプターによって複数個の異なる試料容器を受容するように変換されうる、試料容器を受け取るためのモジュールを含む、請求項１から８または１１から１２のうちの１項に記載の装置、または請求項９から１２のうちの１項に記載のユニット（１１０、１２０、１４０）。
14. 試料を処理するための処理サイクル中に、
    （ａ）試料前処理のためのモジュールを含むユニットにおいて、少なくとも２個の、好ましくは幾何学的に同一の、処理容器および好ましくはこれらとは幾何学的に異なる少なくとも１個の試料容器が用いられる
    （ｂ）連続処理、特に増幅反応および／または分析法の準備のためのモジュールを含むユニットにおいて、互いに独立して幾何学的に互いとおよび第１の処理容器と同一または異なりうる処理容器および１個または複数個の追加の処理容器および／または保存容器が用いられる
    試料容器は処理容器でも保存容器でもない、
    請求項１から８または１１から１３のうちの１項に記載の装置（１００）、または請求項９から１３のうちの１項に記載のユニット（１１０、１２０、１４０）。
15. （ａ）少なくとも１個の容器のためのホルダー、
    （ｂ）マイクロコントローラ（６２０）、
    （ｃ）ユニットのコントローラーとのデータ通信のためのデータバスインターフェイス
    を含む、生物試料を処理するためのユニット（１１０、１２０、１４０）における使用のためのモジュール。
16. ２個のユニット間で試料容器および／または処理容器を輸送するための移動機構を有し、移動モジュールが好ましくは伸縮アームおよび／またはコンベヤベルトを有しおよび好ましくは２方向に動作する、請求項１５に記載のモジュール。
17. マイクロコントローラ（６２０）がリアルタイムオペレーティングシステム（６６０）と連動する、請求項１５または１６のうちの１項に記載のモジュール。
18. 通信を制御するための電子回路および／または内部メモリおよび／またはリードオンリーメモリをさらに含む、前記請求項のうちの１項に記載のモジュール。