JP2020503499A - 液体ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、消耗製品（１００）の収容のための複数のハウジング（３）が設けられ、装置（１）の作業面（５０）の第１部分（５１）を画定する作業台（２）と、作業面（５０）の第２部分（５２）を画定し、消耗製品（１００）の少なくとも一つの格納容器フレーム（４１）が設けられた少なくとも一つのモジュール骨組み（４０）を有する、消耗製品（１００）の供給台（４）とを備える液体ハンドリング装置（１）に関係する。モジュール骨組み（４０）は、モジュール骨組み（４０）に対する格納容器フレーム（４１）の連結および連結解除を可能にすべく、作業台（２）に対して移動可能である。格納容器フレーム（４１）は、作業面（５０）の下で消耗製品（１００）の積み上げを可能にすることができる格納容器区画（４２）と、作業面（５０）で消耗製品（１００）を配置することができる、作業面（５０）における開口（４３）とが設けられる。

Description

本発明は、液体ハンドリング装置に関係し、特に、生体物質サンプルの液体ハンドリング装置および関係のある試薬の液体ハンドリング装置に関する。

分子生物学の分野に関係する実験室用途の分野において、典型的には、台自体の内部に収納された専用のプレートの保護管（wells）に移されることになる、自動化ライン上に配置された生体サンプルチューブからの液体をピペット操作することによって、生体液体を移動することが可能な、液体ハンドリング装置またはロボット台の使用がますます共通のものとなっている。

当該保護管内の生体液体は、例えば適切な試薬と混合されるなど、台の内部での要求に従って適切に取り扱われ、その後で、台自体のロボット手段により、同じ台の内部に配置され、または、それに動作可能に接続され、サンプル自体を分析することを意図された更なるステーションへと方向付けられ得る。

このタイプのロボット台の動作空間は、ここ数年に亘って、また、実験室機械の分野における分子生物学の分析に関係するプロセスの重要性が高まっていることを考慮して、著しく増大してきており、生体サンプルは当該プレート内の"バッチ"内に回収される。

従って、上述の台にとって、いわゆる消耗材の継続的な再充填が必要であり、消耗材との用語は、ただ１度だけ、生体サンプルを、または処分される前の生体サンプルの「バッチ」を収納することを意図された使い捨て材料を意味する。

従って、消耗材はプレート自体を含み得て、プレートは、典型的には、標準的な長方形の形状を有し、ロボットピペット操作手段に適切に固定された工具チップであって、較正されていて通常は少量の生体液体の、いわゆるピペッティング動作、または、正確な吸い上げとその後の放出を実行する工具チップはもちろんのこと、保護管が設けられる。

ロボット台に消耗品の再充填を行うための多くの解決策が公知となっている。しかしながら、これらの解決策の一部では、台上での消耗品の挿入が、当該消耗品を装填することを意図され、その台の動作における一時停止中に必ず働いているべきであるオペレータを使用することによって、手動で生じる。起こり得るヒューマンエラーに関係する不確定要素は別として、その動作は、何にしろ、そのような機能を実行するのに実験室リソースが規則的な時間間隔で必ず使用されなければならず、また、時間に関して、述べた通り、その台が運転していない間に消耗品の再充填が必ず起こるべきである、という両方の理由から負担である。

更に、公知の解決策は、消耗品の再充填手段の自動化を台に提供する。これらの解決策は、消耗品が方向付けられるべきである作業領域に隣接する台の直ぐ近くに、または典型的には当該台の横手に台自体の作業面を越えて、消耗品自体の鉛直格納領域を生成することによって実現される。この格納領域は、高さにおいて当該台の作業面を超すことを発展させる、消耗品のパイルとして特徴付けられ、しばしばかなりの体積を占領し、消耗品を把持して上述した作業領域の隣の方に向けて移動させることを意図されているロボットアームの、その方向に沿った移動に対する物理的な制限となることが理解される。

他の公知の解決策は、当該台に隣接する領域であって、作業領域から別の領域への消耗品の通常の流れを妨害しない、従って、消耗品自体の移動にとって如何なる物理的な障害にもならない領域内に、消耗品の鉛直格納領域を位置決めすることによって、この問題を解決する。この場合、例えばイタリア特許第１４１１８５４号で出願人によって記載されているように、定期的におよび／または必要な場合に、ロボット台に新しい消耗品を再充填することができる、消耗品の格納倉庫が有り得る。しかしながら、これらの倉庫（「消耗品ホテル」とも呼ぶ）は台に統合されていない。その結果として、そのような倉庫内から開始して、消耗品が最後に台に到達するまでに個別的な時間の経過が必要とされ、更に、消耗品を搬送して装填するシステムの存在によって装置全体の設計および製造コストが増大する。

更に、上記の消耗品の格納システムは全て固定のサイズを有し、すなわち、それらはモジュールではなく、従って、台を再充填するのに必要な消耗品の数が増大または減少するのに従って受け入れられるものではない。

ＥＰ−１２７５９６６は、分析器に対して摺動自在に結合された消耗品の供給手段を備える、分析器を記載している。

ＵＳ−６２９９８４０は、作業台と、当該作業台に対して摺動自在に結合された消耗品の供給手段とを備える液体ハンドリング装置を記載している。

本発明の目的は、自動化された方法で移動可能である消耗製品を使用することによって生体液体を移すことを意図された、分子生物学用途で使用される装置を提供することである。

装置の別の目的は、装置に統合され、装置に選択的に存在するロボット手段の動きを物理的に妨害しない、上述の消耗製品の格納領域を有することである。消耗品は、消耗品を必要としている、装置のある領域の方に向けて必要とされた場合に迅速に回収されることができるべきである。

前述の全てに加えて、目的は、消耗製品の格納領域が、モジュールであるか、または、装置の変化している需要および作業体積に従ってスケーラブルとなることであり、従って、もはや消耗品の格納に専用のものではない格納領域のその一部分を回収し、その一部分を他のアクティビティに捧げることである。

この目的および他の目的は、請求項１に規定される装置によって実現される。

有利なことに、前述の複数の台は並んでいる場合に単一の作業面を形成するが、前述の複数の台の間で如何なる物理的な制約も無く、供給台を作業台から独立して移動させることが可能である。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付図面に関する非限定的な例示によって形成される、それらの実施形態の以下の詳細な説明から、より明確に現れるであろう。

本発明による液体ハンドリング装置の斜視図を示す。 格納容器フレームが設けられた２つのモジュール骨組みを備える、図１の装置の消耗製品の供給台の斜視図を示す。 図２の格納容器フレームの斜視図を示す。 図３の格納容器フレームの側面図を示す。 図５Ａおよび図５Ｂは、鉛直軸に対して１８０°互いに回転した、図３の格納容器フレームの上方部分の詳細の、２つの斜視図を示す。 図５Ａおよび図５Ｂは、鉛直軸に対して１８０°互いに回転した、図３の格納容器フレームの上方部分の詳細の、２つの斜視図を示す。 格納容器フレームがない、図２のモジュール骨組みの斜視図を示す。

本発明による液体ハンドリング装置１は、特に分子生物学の分野において動作することができ、好ましい実施形態に従う図１に示されている。そのような液体ハンドリング装置１は、同じ装置１内でおよび／または実験室の１または複数の分析器デバイスにおいて、移されることおよび／または分析されることを必要とする生体液体を収納することを意図された消耗製品１００の収容のため複数のハウジング３が設けられる作業台２を備える。特に、消耗製品１００のカテゴリは、（標準的な数が通常９６個である）保護管を有するプレート、工具チップ、および、選択的に、以下で詳述される実施形態において記載されない他のタイプの消耗製品を備え得る。

作業台２は、特に消耗製品１００の収容のためのハウジング３を提供する自身の水平面に対して、装置１を構成する手段の様々な作業工程中に消耗品１００が収容される当該平面として意図されている同じ装置１の作業面５０の第１部分５１を画定する。

装置１は、有利なことに、作業台２に対して並ぶ位置において、消耗製品１００の供給台４を備える。そのような供給台４は、特に作業台２の同一水平面上に配置される自身の水平面に対して、装置１の作業面５０の第２部分５２を画定する。上述の供給台４の機能は、装置１に対して、特に、変化している需要および実験室において生じ得る状況に従って作業台２の方に向いて、消耗製品１００の継続的な再充填を実行することである。

装置１内での消耗製品１００のハンドリングは、同じ装置１の一部である適切な把持手段５によって実行される。これらは、ここで記載される実施形態において、有利なことに、単一の消耗品１００を２つの対向する側から把持して少なくとも装置１の作業面５０へと移動させることができ、また選択的に上述の作業面５０に直交する方向に沿って移動させることができる、移動可能な壁のペアまたは移動可能な把持要素が自身の端部に設けられた、適切なデバイスによって実現され、これにより、消耗製品１００が、装置１の作業空間内のほぼ任意の場所に位置決めされることを可能にする。

更には、装置１は、少なくとも作業面５０の第１部分５１において、または、第１部分５１を超えた更なる部分において、上述の液体を移動させることができる、液体の適切なピペット操作手段６が更に設けられる。図１に示されるように、ピペット操作手段６は、実質的に並んで配置され、同じ水平軸に沿って独立して離間されることができる、複数のピペット操作要素を備える。典型的には、上述のピペット操作要素は、並行して動作し、既に作業台２上に有る、または（図示されていない）実験室用の自動プラントに沿っている、対応する数の容器から、特定の量の液体を吸い上げる。

把持手段５およびピペット操作手段６の両方が、作業台２自体の内側で消耗製品１００を移動させることができるよう、少なくとも作業台２の上方で摺動自在に搭載される。特に、手段５および６の両方が、固定梁に対して移動可能であるように順に連結される、関係のある支持構造に対して移動可能であるようにそれぞれ連結される。従って、上述の固定梁に対して摺動することの自由が、それぞれの支持構造に保証される。図１に示される実施形態において、支持構造は、装置１の最大長さに対応する方向であって結果として作業台２の最大長さに対応する方向に沿って、関係のある把持手段５およびピペット操作手段６を、摺動により移動させることを可能にする。同様に、把持手段５およびピペット操作手段６は、デカルトの残っている方向において、対応する支持構造に対して移動することができる。

装置１によって、特に上述の把持手段５およびピペット操作手段６によって、実行される動作の管理は、（一例として図１において破線で示されている）中央制御ユニット１０によって実施される。これは、動作サイクルの全持続時間の間、作業台２および供給台４の両方における装置１の拡張部分全体に沿って、液体および消耗製品１００のハンドリングを管理することを意図されている。中央制御ユニット１０は、例えば、上述の部品を管理するように設計されてコンピュータ内部に存在するソフトウェアが設けられたコンピュータによって形成され得る。

従って、消耗製品１００の供給台４を参照すると、供給台４は上述の固定梁の下に配置されており、従って、少なくとも把持手段５が、供給台４自体の上方に、そしてまた、後で詳細に記載されるように供給台４を越えて、移動することを可能にする。そのような供給台４は、図２に示される好ましい実施形態において消耗製品１００の供給ラインとして構成され、装置１に連結された、または所望により、装置１自体が利用可能なようにされた消耗製品１００の量を増大させる又は減少させるべく装置１から取り外し可能である、モジュール骨組み４０を少なくとも備える。

従って、特に、より多くのモジュール骨組み４０が互いに並んでもよく、従って、それら全てが一緒に供給台４を形成する。図１に示されるように、本実施形態において、供給台４は、互いに並んで配置された２つのモジュール骨組み４０が設けられる。

それぞれのモジュール骨組み４０は、少なくとも一つの、消耗製品１００の格納容器フレーム４１が設けられ、消耗製品１００は、物理的に収容され、その内部で鉛直方向に積み上げられる。この目的のため、モジュール骨組み４０は、それぞれが格納容器フレーム４１を収納することを意図された、複数の独立したハウジング４００（図６）が設けられる。

それぞれの独立したハウジング４００は、ハウジング４００自体の中に格納容器フレーム４１を挿入することを容易化する鉛直ガイド４１０を備え、好ましくは、それぞれの独立したハウジング４００の基部に置かれて格納容器フレーム４１をモジュール骨組み４０と連結する機能を有する（図示されていない）ロック手段も備える。

それぞれの格納容器フレーム４１は、その機能と、装置１の残りの構成との間での情報の交換とを確実にすべく、適切に供給されなければならない。この目標を達成するために、それぞれの独立したハウジング４００は、少なくとも、電力供給およびデータ供給のための手段４２０を備え、少なくとも一つの連結ハウジング４３０（図４）がそれぞれの格納容器フレーム４１に設けられ、手段４２０は、有利なことに、上述の電力供給およびデータ供給のための手段４２０の少なくとも一つの連結ハウジング４３０と連結される。

有利なことに、それぞれのモジュール骨組み４０は、装置１の作業面５０の２方向のうち、少なくとも一方に沿って並んで配置される複数の格納容器フレーム４１を備える。特に、ここで記載される実施形態において、それぞれのモジュール骨組み４０の格納容器フレーム４１は、作業面５０のマイナーな方向に沿って、すなわち装置１のマイナーな方向に沿って、並んで配置される。

モジュール骨組み４０の拡張は、互いに並ぶ複数の格納容器フレーム４１によって識別される方向において、作業台２の拡張と同一であってもよく、またはそれよりも小さくてもよい。特に、作業台２に対してモジュール骨組み４０の拡張が小さい場合、複数の格納容器フレーム４１の、上述したそれらの側面に並べていく方向に沿って、モジュール骨組み４０によって占有されない作業面５０の領域の一部分は、他の要素を収納するのに用いられてもよく、選択的に、消耗製品１００を収容するための他のハウジング３も収納するのに用いられてもよく、従って、作業台２の更なる領域または部分を画定する。たとえ、一時的であろうがなかろうが、モジュール骨組み４０内で１または複数の格納容器フレーム４１が存在しない事態が起こったとしても、作業面５０の相対的に自由な領域が、予備的なプレートで一時的にカバーされてもよく、従って、作業台２の一部において、および、消耗製品１００の収容のための、作業台２の選択的なハウジング３の一部において、当該領域が貢献してもよい。

従って、それぞれのモジュール骨組み４０は、作業台２に対して移動可能であり、これは、モジュール骨組み４０自体をまるごと装置１に追加する又は完全に装置１から取り外すこと以外にも、また、特定の格納容器フレーム４１を、供給台４から分離されたモジュール骨組み４０から、従って、装置１から、連結すること又は連結解除することを可能にする。この目標を達成するために、モジュール骨組み４０は、図２においてより詳細に示されるハンドリング手段４４が設けられ、ハンドリング手段４４は、作業面５０の２方向のうち一方に沿ってモジュール骨組み４０を移動させ、従って、モジュール骨組み４０をを作業台２から離間させる。好ましい実施形態において、そのようなハンドリング手段４４は、作業面５０の又は装置１のマイナーなディメンションに沿う作業台２からのモジュール骨組み４０の分離を実行することを可能にする。

従って、台４は、前述の作業台２から切り離されて独立している前述のハンドリング手段４４が設けられ、これにより、台４は前述の作業台２と分離可能に並んでもよい。

そのようなハンドリング手段４４は、好ましくは、モジュール骨組み４０の挿入段階中および除去段階中の両方において当該モジュール骨組み４０の並進移動を適切に指示することができる（図面に図示されていない）水平方向ガイドはもちろんのこと、例えば、モジュール骨組み４０の基部に配置され、例えば、分析実験室の床上での摺動によって連結および連結解除を容易化する、適切なローラーによって形成される、摺動ガイドシステムを備えてもよい。

格納容器フレーム４１は、一例として図３、４に示されている、格納容器区画４２が設けられる。そのような格納容器区画４２は、装置１の作業面５０の下に、特に、消耗製品１００の供給台４によって画定される、装置１の第２部分５２の下に、消耗製品１００を積み上げることを可能にする。更には、格納容器フレーム４１は、作業面５０に配置された、同じ作業面５０に消耗製品１００を配置することを可能にする開口４３（図３、５Ａ、５Ｂ）を更に備える。結果として、それぞれの格納容器フレーム４１において、製品のそれぞれのパイル内で最も高い消耗製品１００は、開口４３に配置される。従って、当該消耗製品１００は、把持手段５によって把持されて装置１の別のポイントに移動されてもよい。格納容器区画４２は、好ましくは、上述の図３、４には一例として図示されていない、格納容器フレーム４１の適切な複数の壁によって画定される。そのような複数の壁は、消耗製品１００の格納容器構造を画定することを可能にし、開口４３を通じて当該消耗製品１００の挿入または取り出しが実行されてもよい。

作業面５０の方に向けた消耗製品１００のハンドリングは、格納容器フレーム４１自体の内部に設けられた適切な手段によって実行される。好ましい実施形態において、そのような手段は、それぞれの格納容器フレームのために互いに独立しており、以下でより詳細に記載される複数の部品を備える。それぞれの格納容器フレーム４１は、格納容器区画４２内で装置１の作業面５０に平行に配置される支持プレート４６を備える。支持プレート４６は、格納容器フレーム４１内に積み上げられた消耗製品１００を支持し、特に、単一の格納容器フレーム４１によって収納される複数の消耗製品１００の全ての間で最も低い位置にある消耗製品１００が支持プレート４６上に直接配置される。更に、支持プレート４６は、以下で記載されるものに従って、消耗製品１００のハンドリングを可能にすべく、上述の格納容器区画４２内で移動可能である。

実際、格納容器フレーム４１の内部には、支持プレート４６上に積み上げられた消耗製品１００を移動して、格納容器フレーム４１自体の開口４３に、すなわち作業面５０に配置することができる支持プレート４６のハンドリングデバイス４７が存在する。そのようなハンドリングデバイス４７は、ここで記載される好ましい実施形態において、支持プレート４６と動作可能に接続される電気モータであって、同一の支持プレート４６の、２つの対向する方向での鉛直の移動、すなわち、消耗製品１００が把持手段５によって把持され得るように消耗製品１００を開口４３に配置するための上方に向かう移動、または、消耗製品１００を格納容器区画４２の基部の方に向けて配置するための下方に向かう移動を実行することができる電気モータを備える。

従って、支持プレート４６のハンドリングは、格納容器区画４２を可変な量で画定し、支持プレート４６自体は移動可能な基部を構成する。従って、図３および４に示されるように、格納容器フレーム４１は、上述の支持プレート４６によって２つの部分に分割され、支持プレート４６のハンドリングに専用の部品を、消耗製品１００の格納容器用に意図された格納容器区画４２から分離することを可能にする。

格納容器フレーム４１は更に、開口４３に置かれ、作業面５０の開口の高さで、消耗製品１００が開口４３に存在することを検知するタスクを有している存在センサ４８を備える。

依然として開口４３では、格納容器フレーム４１は更に、把持手段５による消耗製品１００の把持を容易化する、消耗製品１００のロック装置を備える。本実施形態において、ロック装置は、開口４３の両側に配置されたロック要素４９Ａ、４９Ｂのペア（図５Ａ、図５Ｂ）を備える。これらは、消耗製品１００がロック装置から解放されていて、従って、把持手段５によって把持され得る休止位置と、消耗製品１００がロック装置によってロックされていて、従って、格納容器フレーム４１を去ることができない作業位置との間を移動可能である。ロック装置のハンドリングは、好ましくは、好ましい実施形態において上述のハンドリングデバイス４７を含む格納容器フレーム４１の一部分に配置される空気供給手段によって起こる。

供給台４は更に、モジュール骨組み４０および装置１に対して動作可能に接続され、モジュール骨組み４０自体のハンドリング中にカバー面を画定する、図２および６に示されるカバー手段４５を備える。特に、そのようなカバー手段４５は、ここで記載される実施形態において、装置１との連結または連結解除の側に対して対向する側から、それぞれのモジュール骨組み４０に対してそれぞれ個別に接続される複数の保護テープを備える。このように、オペレータが、モジュール骨組み４０のハンドリングを進め、モジュール骨組み４０を装置１から離すように移動させる場合、作業面５０の第２部分５２の領域は、適切に広げられたテープによって、装置１の固定された側からカバーされる。従って、そのような技術的特徴は、上述の領域が、参考モジュール骨組み４０のハンドリング中に保護され得ることを保証するのを可能にし、これにより、任意のタイプの目的の不用意なアクセス、または、任意のタイプの不純行為を防止する。

前に記載した通り、装置１は、液体および消耗製品１００のハンドリングを管理することを意図された中央制御ユニット１０を備える。更に、供給台４は、それぞれの格納容器フレーム４１に保持される、消耗製品１００のタイプおよび消耗製品１００の量をメモリに格納することができる（図示されていない）周辺制御装置を備える。前述の周辺制御装置は、例えば、格納容器フレーム４１を管理するように設計された内蔵のソフトウェアが設けられた電子制御基板によって実行されてもよい。

周辺制御装置は、上述の複数の格納容器フレーム４１を管理することができるように、または単に、これらの格納容器フレーム４１によって受信される情報を使用して更なる機能を実装することができるように、例えば、CANBUS接続によって、または、上述の電力供給およびデータ供給のための手段４２０によって、それぞれの格納容器フレーム４１に対して動作可能に接続される。

事実、上述の周辺制御装置は、複数の格納容器フレーム４１のそれぞれおよび／または複数のモジュール骨組み４０のそれぞれに関係する情報を交換することが可能となる中央制御ユニット１０に接続される。この目標を達成するために、図１に示されるディスプレイユニット２０が、装置１に設けられ、中央制御ユニット１０に対して動作可能に接続される。従って、それぞれの格納容器フレーム４１用の消耗製品１００のタイプおよび／または量に対する上述の情報は、装置１のオペレータのために、前述のディスプレイユニット２０上に実質的な表示を生成するのに用いられてもよい。

ディスプレイユニット２０は、有利なことに、実用的なグラフィックユーザインタフェース（GUI）を介して、オペレータが、供給台４の複数のモジュール骨組み４０に存在している複数の格納容器フレーム４１のそれぞれにどれだけ多くの消耗製品１００が及びどの消耗製品１００が存在しているかを常に管理することを可能にするタブレットである。更に、そのような、例えば前述の周辺制御装置に直接的に又は中央制御ユニット１０を通じて間接的に動作可能に接続されるディスプレイユニット２０によって、オペレータは最初に、特定の格納容器フレーム４１の内部に配置された消耗製品１００のタイプおよび量を設定してもよい。このように、周辺制御装置とディスプレイユニット２０との間の通信に起因して、それぞれの格納容器フレーム４１の充填状況は常にリアルタイムに更新される。

代替的な実施形態において、ディスプレイユニット２０は、供給台４に焦点を合わせるだけでなく、作業台２によって画定される作業面５０の第１部分５１においてでさえ、リアルタイムに消耗製品１００の配置を表示することが可能である。そのような更なる仮想化は、好ましくは、作業面５０上で把持手段５によって移動された消耗製品１００の配置に対する座標はもちろんのこと、当該消耗製品１００のタイプも、メモリに格納することが可能である中央制御ユニット１０によって管理される。

図示されていない更なる実施形態において、供給台のために設けられる周辺制御装置は、各々がそれぞれの格納容器フレームのための、複数の周辺制御装置によって置き換えられてもよい。

図示されていない更なる実施形態によると、単一の制御ユニットが、装置を完全に管理し、すなわち、作業台、ならびに、把持手段およびピペット操作手段の関係のあるハンドリングに関係する機能と、消耗製品の供給台に関係する機能との両方を完全に管理する。

装置１は最後に、好ましい実施形態において、作業台２に対向するように供給台４に並ぶ、（図１に示される）補助的な作業台７を提供してもよい。上述の補助的な作業台７は、好ましくは、前に記載された同じ作業面５０上に広がっている、補助的な作業面７０を画定する。示されている実施形態において、そのような補助的な作業台７は、例えば、前に作業台２で処理された上述の消耗製品１００を１または複数の分析器または予備的な器具に供給する、消耗製品１００のコンベアベルト７１と、使用された消耗製品１００、従って、処分される消耗製品１００のための１または複数の排出区画７２とを備える。補助的な作業台７で実行される機能を考慮して、補助的な作業面７０は、消耗製品１００の把持手段５によって、従って、把持手段５自体が固定される摺動梁によって、容易に到達可能であるべきである。本発明による供給台４は、消耗製品１００の最適な管理を保証して高いモジュール性を維持しつつ、補助的な作業台７へのそのような簡略化されたアクセスもまた得ることを可能にする。

前述の補助的な作業台７は、供給台４のハンドリング手段４４から切り離されて独立していて、且つ、作業台２から切り離されて独立している、ハンドリング手段７７を備える。

以下では、添付図面に示される好ましい実施形態に従う装置１の動作が記載される。

液体ハンドリング装置１は、作業面５０に沿って、生体液体サンプルを収納することを意図されており、選択的に、生体液体サンプルを適切な試薬と混合し、続いて、それらを、例えば上述の補助的な作業台７で装置１に動作可能に接続される（添付図面に図示されていない）更なる自動化された器具に方向付ける。

装置１と動作可能に接続された実験室用の自動プラントに沿って、選択的に、使用されていない生体製品の容器から送られて来る生体物質は、液体ピペット操作手段６によって吸い上げられ、装置１の作業台２に設けられる、消耗製品１００の収容のための複数のハウジング３のうち１つの方に向けて方向付けられる。そのような生体物質の吸い上げおよび方向付けは、例えば、予め定められた適切な作業プロトコルに従って、中央制御ユニット１０によって管理される。

この目標を達成するために、事前に、上述のハウジング３に、例えば、ピペット操作手段６によって吸い上げられる生体物質を収容する準備が整っている保護管を備えるプレートに、既に消耗製品１００が存在していることが必要である。その一方で、他のハウジング３は、異なるタイプの消耗製品１００を収納してもよく、すなわち、その後に生体液体を吸い上げる場合に使用されるピペット操作手段６用の代替工具チップを収納してもよい。

どのタイプの消耗製品１００が作業台２の複数のハウジング３のうち一つに移動されようとも、移動された消耗製品１００は、任意のタイプの消耗製品１００の、実際の格納倉庫として機能する供給台４から回収されるべきである。

供給台４が、従って、全てのモジュール骨組み４０が、最初に空である、すなわち、消耗製品１００が無いと仮定した場合、装置１内に設けられた複数のモジュール骨組み４０の一つ又は全てが充填される又は充填されない、という事実とは関係なく、消耗製品１００の１または複数の格納容器フレーム４１を挿入することが確実に必要である。この目標を達成するために、オペレータは、モジュール骨組み４０を作業面５０から連結解除し、設けられているハンドリング手段４４を用いて、上述のモジュール骨組み４０を摺動させる。一旦連結解除が起こると、オペレータは、自由且つ独立したハウジング４００内で、積み上げられた複数の消耗製品１００が既に設けられている複数の格納容器フレーム４１を挿入し、次に、充填されたモジュール骨組み４０を再位置付けしてもよい。従って、そのような動作は、再充填を必要としている隣のモジュール骨組み４０に対して選択的に反復されてもよい。

単一の格納容器フレーム４１内に消耗製品１００を挿入する動作に関し、オペレータは典型的に、最初から、どれだけ多くの消耗製品１００を且つどの消耗製品１００を必要としているのかを決定し、従って、どれだけ多くの消耗製品１００が且つどの消耗製品１００がそれぞれの格納容器フレーム４１内に挿入されるべきであるかを決定する。格納容器フレーム４１がモジュール骨組み４０の関係のある独立したハウジング４００に収容される場合、オペレータは、装置１のディスプレイユニット２０を介して消耗製品１００の量を設定してもよく、これにより、周辺制御装置および／または中央制御ユニット１０に対してさえも、そのようなデータが提供される。異なるタイプの消耗製品１００（例えば、工具チップ格納容器ではなくてプレート）が異なる高さを有し、従って、その後の把持手段５のハンドリングに従って異なるセッティングおよび移動を必要とするので、当該情報はまた、挿入される消耗製品１００のタイプにも関係する。当然、単一の格納容器フレーム４１内では、消耗製品１００がタイプによって均一なものとなっていることは必須である。

装填に対するこれまでの記載、および、動作に関係する以下のものは、単一の格納容器フレーム４１に関連しており、同一のことが、消耗製品１００の装填および／またはハンドリングの同様の動作に関係する、装置１の全ての格納容器フレーム４１に対して、同様に適用されることが十分に理解される。

一旦装填動作が完了すると、格納容器フレーム４１の支持プレート４６は最初に、「下方端部」位置にある、すなわち、基部を構成する、格納容器フレーム４１の下方端部にある。一旦そのような装填が実行されてモジュール骨組み４０が作業面５０に再挿入されると、周辺制御装置は、電気モータ４７を用いて、支持プレート４６の上方に向けた上昇を駆動する。

周辺制御装置とそれぞれの格納容器フレーム４１との間の通信は、モジュール骨組み４０のそれぞれの独立したハウジング４００に対して設けられた電力供給およびデータ供給の手段４２０に起因して、特に、それぞれの格納容器フレーム４１に設けられる、そのような電力供給およびデータ供給の手段４２０の連結ハウジング４３０（図４）に起因して、起こる。

支持プレート４６は、最初に積み上げられた消耗品１００が作業面５０の開口４３に到達した場合に存在センサ４８が当該消耗品１００の存在を検知することを可能にすべく上昇する。

この時点では、ロック要素４９Ａ、４９Ｂは、最初に積み上げられた製品の直ぐ下に配置された消耗製品１００を保持するのに用いられてもよい。その後、装置１の中央制御ユニット１０に保持されている所与のプロトコルに従って、把持手段５は、ロックから解放されている、最初に積み上げられた消耗品１００を自由に拾い上げて、必要とされる場所に移動させてもよい。

周辺制御装置によって前に取得された、格納容器フレーム４１に保持されている消耗製品１００のタイプに関係する情報は、一旦そのスタックの頂上に配置されている消耗製品１００が取り外されると、電気モータ４７が、ちょうど取り外された消耗製品１００の直ぐ下の位置にある次の消耗製品１００を開口４３に運び、従って、当該消耗製品１００が存在センサ４８によって再び検知されるようにすべく、支持プレート４６をどれだけ上昇させる必要があるのかを既に知っていることを確実にする。そのようなハンドリングは、例えば、支持プレート４６の正確な移動を保証する電気モータのエンコーダを用いることによって生じてもよい。

一部のタイプの消耗製品１００のために、特に、液体ピペット操作手段６を係合させるべき工具チップ格納容器のために、実際の消耗品１００の把持を実行する前に取り外されなければならないカバーが設けられる。この場合、開口４３に位置決めされるそれぞれの消耗製品１００のために、把持手段５の移動はもちろんのこと、ロック要素４９Ａ、４９Ｂの移動も、２回実行され、最初はカバーを拾い上げるのに実行され、次は実際の消耗品１００を拾い上げるのに実行される。全ての事は、関係のある格納容器フレーム４１内に設けられる消耗製品１００のタイプに従って上述のロック要素４９Ａ、４９Ｂを管理するための周辺制御装置によって支援される、中央制御ユニット１０によって適切に管理される。

装置１は、例えば装置１が非動作中である場合に、格納容器フレーム４１の開口４３で利用可能な消耗製品１００がオペレータによって誤って手動で取り外される状況を、適切に管理することが可能である。この場合、把持手段５によって実行されていない消耗製品１００の除去は、周辺制御装置によって適切に記録されないであろう。しかしながら、装置１の動作が回復された場合に、それぞれの格納容器フレーム４１の支持プレート４６は、次の消耗製品１００を開口４３で利用可能にすべく持ち上げられ、当該消耗製品１００は存在センサ４８によって適切に検知される。格納容器区画４２に沿う支持プレート４６の垂直線上の高さに関係する情報は、その内部に保持されるそれぞれの単一の消耗品１００によって占有される高さについての情報と共に、周辺制御装置が残っている消耗製品１００の数を推測することを、すなわち、前の消耗製品１００が取り外されたと推測することを可能にする。

消耗製品１００のタイプに関係する情報からは間接的に推測されない、消耗製品１００の高さに関係する情報を手動で入力する代わりに、装置１は、特に、供給台４は、上述の高さを自動的に判断することが可能である。この場合、それぞれの格納容器フレーム４１に対して設けられる存在センサ４８は、支持プレート４６に接続される関係のある電気モータ４７の（または選択的なエンコーダの）ドライバと共に、連続して積み上げられている２つの消耗製品１００の間の距離を判断することを可能にし、単一の消耗品１００の高さを当該距離から判断することが可能である。

消耗製品１００は、一旦把持手段５によって把持されると、中央制御ユニット１０によって設定されたものに従って、作業面５０の第１部分５１の消耗製品１００の収容のための複数のハウジング３のうちの一つに方向付けられる。それぞれの格納容器フレーム４１に対して設けられた存在センサ４８は、上述の把持手段５による消耗製品１００の実際の拾い上げに対する間接的なフィードバック制御を可能にすることに留意すべきである。当該拾い上げが実際に実行されない場合、センサ４８は、支持プレート４６をハンドリングしない場合にでさえ、消耗製品１００の存在を信号で知らせ続け、これにより、上述の把持手段５を管理する中央制御ユニット１０に対してアラート信号を発生させることを可能にする。

それぞれの消耗製品１００は、一旦それぞれの消耗製品１００に対する、作業台２に沿った複数の動作が完了すると、有利なことに、把持手段５によって再び拾い上げられ、補助的な作業面７０に方向付けられ、コンベアベルト７１上に配置され、そこから、例えば、下流に配置された（図示されていない）自動分析器具に方向付けられる。代替案として、消耗製品１００は、補助的な作業台７に設けられた複数の排出区画７２（図１）の一つを介して処分されてもよい。

格納容器フレーム４１の装填段階中に、従って、作業面から１または複数のモジュール骨組み４０を取り出す段階中に、作業台２は動作し続けてもよく、従って、装置１の動作サイクルを完全に中断することを必要とせずに動作し続けてもよいことに留意すべきである。これは、消耗製品１００の前の装填段階中に、従って、装置１の開始前にオペレータによって推定された事に対して補助的な消耗製品１００の突然のリクエストが起こった場合に、特に有用である。

当然、既に記載されたことと同様に、オペレータがまた、この場合において、ディスプレイユニット２０を介した周辺制御装置への適切なセッティングを必ず実行しなければならず、挿入された補助的な消耗製品１００に関係する情報を入力し、選択的にそれらのタイプに関係する情報も入力することが必要である。

概して、ディスプレイユニット２０は、オペレータのために、リアルタイムに装置全体１の動作フローを制御するためのデバイスとして機能してもよく、また、装置１内に既に存在する消耗製品１００に対して新しい消耗製品１００を追加することによって活性に機能することが必要とされる状況を正確に見分けるべく機能してもよいことが理解される。

従って、本発明の革新的な側面は、特に分子生物学の分野において有用な液体ハンドリング装置を生成することであって、液体自体（生体物質、および選択的に試薬）のハンドリングは、液体を一時的に提供することを意図されている消耗製品のハンドリングを介した、完全に自動化された方法で実現される。

別の革新的な側面は、消耗製品の供給台が、消耗製品が積み上げられているけれども消耗製品が装置の作業面に対して下にある位置に存在する領域として構成されていることである。このように、単一の格納容器フレームの消耗品は、その表面に一つずつ出現し、把持手段によって把持され、従って、作業面で体積を占有せず、そして、如何なる方向においても装置のロボット手段の移動に対する障害を構成しない。同時に、装置内で既に統合されている位置に供給台が存在することは、装置に並ぶ消耗製品の格納領域が存在する公知の解決策に対して、作業台の方に向けた消耗製品のより迅速な経路設定を可能にする。

見受けられる通り、供給台は、互いに並んで、それぞれが同様に消耗製品の１または複数の格納容器フレームを収納することが可能な、１または複数のモジュール骨組みから構成される。これは、消耗製品の供給台が、需要（すなわち、装置に必要と考えられる消耗製品の数）に従って、且つ、実験室において利用可能な空間に従って、スケーラブルなモジュールであることを意味する。

この目標を達成するために、更なる革新的な側面は、オペレータが、関係のある収納モジュール骨組みを装置から一時的に連結解除して、単に空の格納容器フレームを満杯のものと置き換えることによって又は格納容器フレームを充填することによって消耗製品の装填を実行する可能性によって判断される。

更に、上述の装填は、装置による消耗製品の要求における突然の変更に次いで、その後でもまた起き得る。この場合、オペレータが消耗製品の装填を準備する間に供給台のみが一時的に遮断され、その一方で、作業台は動作し続けてもよい。

更に、消耗製品の供給のためにこれ以上使用しないことを一時的に決定された供給台の一部分は、他の目的、例えば、消耗製品の取り外しのために使用される、作業台または補助的な作業台の一部になることに、または、装置の下流にある分析モジュールの方に向けて消耗製品を経路設定することに、容易に適応されてもよい。

最後に、当該機器は、オペレータがそれぞれの格納容器フレームに存在する消耗製品の量および／またはタイプを絶えず管理し得るディスプレイユニットの装置にとって特に革新的である。当然、その表示は、最初の装填に続く次の瞬間にオペレータによって実行される、消耗製品の任意の追加もまた考慮して、当該ディスプレイユニットと装置の中央または周辺制御装置との間の通信によって、リアルタイムに更新される。更に、ディスプレイユニットによって提供されるそのような表示は、供給台に制限されず、装置の作業台に沿って存在する消耗製品の配置および充填状態にもまた関係する、より多くの情報を提供してもよい。

Claims (13)

1. 液体ハンドリング装置であって、
   消耗製品の収容のための複数のハウジングが設けられ、前記液体ハンドリング装置の作業面の第１部分を画定する作業台と、
   消耗製品の供給台と、
   少なくとも前記作業台の上方において摺動自在に搭載され、少なくとも前記作業面内で前記消耗製品を移動することができる、前記消耗製品の把持手段と、
   少なくとも前記作業台の上方において摺動自在に搭載され、少なくとも前記作業面の前記第１部分内で液体を移動することができる、前記液体のピペット操作手段と
   を備え、
   前記供給台は、前記作業面の第２部分を画定し、前記消耗製品の少なくとも一つの格納容器フレームが設けられた少なくとも一つのモジュール骨組みを有し、
   前記格納容器フレームには、前記作業面の下で前記消耗製品の積み上げを可能にすることができる格納容器区画と、前記作業面で前記消耗製品を配置することができる、前記作業面における開口とが設けられ、
   前記供給台は、前記作業台と分離可能に並ぶように、前記作業台から独立していて切り離されるハンドリング手段を有する、
   液体ハンドリング装置。
2. 前記作業台に対向するように前記供給台と分離可能に並ぶ補助的な作業台を備え、
   前記補助的な作業台は、消耗製品のコンベアベルトを含む補助的な作業面を画定し、
   前記補助的な作業台は、前記供給台の前記ハンドリング手段から独立していて切り離され、且つ、前記作業台から独立していて切り離される、ハンドリング手段を有する、
   請求項１に記載の液体ハンドリング装置。
3. 前記モジュール骨組みは、前記作業面の２方向のうちの少なくとも一方に沿って並んで配置される複数の前記格納容器フレームを有する、
   請求項１または２に記載の液体ハンドリング装置。
4. 前記モジュール骨組みには、前記作業面の２方向のうちの一方に沿って前記モジュール骨組みを移動して、前記作業台から前記モジュール骨組みを分離することができる前記ハンドリング手段が設けられる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
5. 前記供給台は、前記モジュール骨組みに対して動作可能に接続されていて、前記モジュール骨組みのハンドリング中にカバー面を画定することができるカバー手段を有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
6. 前記格納容器フレームは、前記格納容器区画内で前記作業面と平行に配置され、積み上げられた前記消耗製品を支持することができる支持プレートと、前記開口で前記消耗製品を配置すべく前記開口の方に向いている、前記支持プレートのハンドリングデバイスとを有する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
7. 前記格納容器フレームは、前記開口において、前記消耗製品の存在を検知することができる存在センサを有する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
8. 前記格納容器フレームは、前記開口に配置された、前記消耗製品のロック装置を有し、
   前記ロック装置は、前記消耗製品が前記ロック装置から解放される休止位置と、前記消耗製品が前記ロック装置によってロックされる作業位置との間を移動可能である、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
9. 前記ロック装置は、前記開口の両側に配置されるロック要素のペアを有する、
   請求項８に記載の液体ハンドリング装置。
10. 前記モジュール骨組みには、前記格納容器フレームのそれぞれのための、複数の独立したハウジングが設けられる、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
11. 前記複数の独立したハウジングのそれぞれは、少なくとも、電力供給およびデータ供給のための手段を含み、
    前記格納容器フレームのそれぞれは、電力供給およびデータ供給のための前記手段の、少なくとも一つの連結ハウジングを含む、
    請求項１０に記載の液体ハンドリング装置。
12. 前記供給台は、消耗製品のタイプと、それぞれの格納容器フレームに保持される消耗製品の量とをメモリに格納することができる周辺制御装置を有する、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の液体ハンドリング装置。
13. 中央制御ユニットに対して動作可能に接続されるディスプレイユニットを備え、
    前記中央制御ユニットは、前記周辺制御装置に対して動作可能に接続され、前記格納容器フレームのそれぞれのための、消耗製品のタイプおよび／または消耗製品の量を、前記ディスプレイユニット上で実質的に表わすことができる、
    請求項１２に記載の液体ハンドリング装置。

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