JP2022551804A - 収容体移送キャリア - Google Patents

Abstract

試料収容体移送キャリアは、試料収容体の下端を受容するための凹部を画定する基部を含む。キャリアはまた、環状支持体に取り付けられ、かつ環状支持体から上向きに延在する複数の弾性ワイヤフィンガを含む。フィンガは、試料収容体の下端を基部の凹部内に保持し、試料収容体を直立配向において維持するように構成される。ワイヤフィンガの各々は、基部に隣接する第１のセグメント、第１の角度の付いた部分によって第１のセグメントに接合された線形の第２のセグメント、および第２の角度の付いた部分によって第２の線形セグメントに接合された線形の第３のセグメントを含む。各フィンガの第３のセグメントは、収容体がキャリアに挿入される際に、収容体の下端に接触するように構成される。第３のセグメントおよびキャリアの垂直軸は、約４０＃～約５０＃の角度を形成する。【選択図】図１

Description

本開示の実施形態は、自動化された実験室システム内の様々な位置の間で試料収容体を移送させるためのキャリア、システム、および方法に関する。

背景技術
自動化された実験室システムは、実験室内の様々な場所の間で試料を移送させる自動化されたコンベヤアセンブリを有することができる。これらのコンベヤアセンブリは、加工される試料を収容する収容体に結合されたキャリア（例えば、パック）を係合することによって、試料収容体とインターフェース接続することができる。キャリアおよび、同様にして、試料を収容する収容体を移送させるために、キャリアは、コンベヤアセンブリに配置され、コンベヤアセンブリは、キャリアおよびキャリアに結合された収容体を、実験室内の様々な場所に移送させる。キャリアは、キャリアが様々な場所の間を移動する際に、試料収容体の配向を維持するように構成される。

このプロセスをさらに自動化するために、自動化されたロボット（例えば、ピックアンドプレースロボット）が、試料を収容する収容体をキャリアと結合させるために使用することができる。例えば、ピックアンドプレースロボットは、例えば、試料を収容する収容体を把持し、かつ収容体をキャリア内の凹部に挿入することによって、収容体をキャリアに結合することができる。収容体およびキャリアが結合された後、自動化されたコンベヤアセンブリは、システムの様々な場所の間でキャリアおよび収容体を移動させることができる。

いくつかの実施形態では、試料収容体を移送させるためのキャリアは、試料収容体の下端を受容するための凹部を画定する上端を有する基部を含む。キャリアはまた、基部の上端に結合され、かつ凹部を囲む環状支持体と、環状支持体に取り付けられ、かつ環状支持体から上向きに延在する複数の弾性ワイヤフィンガと、を含み、複数の弾性ワイヤフィンガは、基部の凹部内の試料収容体の下端を保持し、かつ試料収容体を実質的に直立した配向に維持するように構成され、各弾性ワイヤフィンガは、基部に隣接する第１のセグメント、第１のセグメントに接合された線形の第２のセグメント、および第２の線形セグメントに接合された線形の第３のセグメントを含む。各弾性ワイヤフィンガの第１および第２のセグメントは、弾性ワイヤフィンガの第１の角度の付いた部分によって接合される。第１の角度の付いた部分は、第２のセグメントをキャリアの垂直軸に向かって配向する。各弾性ワイヤフィンガの第２および第３のセグメントは、弾性ワイヤフィンガの第２の角度の付いた部分によって接合される。第２の角度の付いた部分は、キャリアの垂直軸から離れるように第３のセグメントを配向する。各弾性ワイヤフィンガの第３のセグメントは、収容体がキャリアに挿入される際に、収容体の下端と接触するように構成される。第３のセグメントとキャリアの垂直軸は、４０°～５０°の角度を形成する。

いくつかの実施形態では、各弾性ワイヤフィンガはまた、第４のセグメントを含む。各弾性ワイヤフィンガの第３および第４のセグメントは、弾性ワイヤフィンガの第３の角度の付いた部分によって接合される。第３の角度の付いた部分は、第４のセグメントをキャリアの垂直軸に向かって配向しない。

いくつかの実施形態では、第４のセグメントは、線形セグメントである。いくつかの実施形態では、第４のセグメントは、弾性ワイヤフィンガの第３の角度の付いた部分から下向きに延在する。いくつかの実施形態では、第４のセグメントは、概して、キャリアの垂直軸に対して平行である。いくつかの実施形態では、第４のセグメントは、第４のセグメント長を有し、第３のセグメントは、第４の長さよりも大きい第３のセグメント長を有する。いくつかの実施形態では、第２のセグメントは、第４のセグメント長よりも大きい第２のセグメント長を有する。いくつかの実施形態では、第３のセグメント長は、第２のセグメント長よりも大きい。いくつかの実施形態では、第３のセグメント長は、第２のセグメント長よりも少なくとも２０％大きい。

いくつかの実施形態では、第３のセグメント長は、第２のセグメント長よりも大きい。いくつかの実施形態では、第３のセグメント長は、第２のセグメント長よりも少なくとも２０％大きい。

いくつかの実施形態では、第１のセグメントは、線形セグメントである。

いくつかの実施形態では、第３のセグメントおよび垂直軸によって形成される角度は、４２．５°～４７．５°である。いくつかの実施形態では、その角度は、４５°である。

いくつかの実施形態では、複数の弾性ワイヤフィンガは、少なくとも５つの等しく離間された弾性ワイヤフィンガを備える。いくつかの実施形態では、複数の弾性ワイヤフィンガは、８つの等しく離間された弾性ワイヤフィンガからなる。

いくつかの実施形態では、弾性ワイヤフィンガは、試料収容体に取り付けられた機械可読ラベルが、ラベル読み取りデバイスによって読み取られ得るように、サイズ決定および配置される。

いくつかの実施形態では、複数の弾性ワイヤフィンガの第２の角度の付いた部分は、試料収容体の下端が凹部の下部と接触するときに、複数の弾性ワイヤフィンガと試料収容体の円筒形の側壁との間の唯一の接触点であるように構成される。複数の弾性ワイヤフィンガの各々の第２の角度の付いた部分は、凹部の下部から少なくとも３０ｍｍである。

いくつかの実施形態では、複数の弾性ワイヤフィンガの第２の角度の付いた部分は、共通の高さを有する。いくつかの実施形態では、基部は、プラスチックシリンダを備え、環状支持体は、金属を含む。基部は、磁石を収容することができる。基部は、複数の離間した径方向に延在する環状フランジを含むことができる。基部は、径方向に延在する環状フランジのうちの３つを含むことができ、径方向に延在するフランジのうちの１つは、基部の下部を形成する。

いくつかの実施形態では、複数の弾性ワイヤフィンガの各々は、約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲内のゲージを有するステンレス鋼から形成される。

いくつかの実施形態では、試料収容体の下端の中心は、試料収容体をキャリアに挿入するために必要とされる力に実質的に影響を与えることなく、キャリアの垂直軸から最大６ｍｍずれてもよい。

いくつかの実施形態では、試料収容体を移送させる方法は、第１のピックアンドプレースロボットを用いて試料収容体を把持することと、第１のピックアンドプレースロボットを用いて、試料収容体をキャリア、例えば、上記実施形態のうちのいずれか１つのキャリアに挿入することと、を含む。試料収容体の下端は、挿入方向に沿って基部の凹部に挿入される。この方法はまた、コンベヤ上に挿入された試料収容体を有するキャリアを、コンベヤに沿って配置された複数の器具のうちの少なくとも１つに移送させることを含む。

いくつかの実施形態では、キャリアに挿入される試料収容体は、自立型試料収容体である。

いくつかの実施形態では、本方法はまた、コンベヤ上の第１の場所においてキャリアから試料収容体を取り外すことと、第２のピックアンドプレースロボットを用いて、取り外された試料収容体を複数の器具のうちの１つに移送させることと、を含む。

いくつかの実施形態では、試料収容体をキャリアに挿入することは、所定の最大量の力以下の挿入力を必要とする。

本明細書に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、実施形態を例示し、説明とともに、実施形態の原理を説明し、関連技術の当業者が実施形態を作成し、かつ使用することを可能にするためにさらに役立つ。
一実施形態によるキャリアの側面図である。 一実施形態による、図１に示されるキャリアの上部斜視図である。 一実施形態による、キャリアの中心と交差する平面に沿った、図１に示されるキャリアの側面断面図である。 一実施形態による、試料収容体がキャリアに結合されている間、キャリアの中心と交差する平面に沿った、図１に示されるキャリアの側面断面図である。 一実施形態による、図１に示されるキャリアの上面図である。 一実施形態による、図１に示されるキャリアの下面図である。 一実施形態による、試料収容体がキャリアに結合され、かつピックアンドプレースロボットによって把持されている間、キャリアの中心と交差する平面に沿った、図１に示されるキャリアの側面断面図である。

実施形態の特徴および利点は、同様の参照文字が全体を通して対応する要素を特定する、図面と併せて解釈されるときに、以下に記載の詳細な説明からより明らかになるであろう。

本開示は、添付の図面に例解されるように、その実施形態を参照して詳細に記載される。「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「いくつかの実施形態」、「例示的な実施形態」、「例えば」、「一実施例」、「例示」などへの参照は、記載の実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、すべての実施形態が、必ずしもその特定の特徴、構造、または特性を含まない場合があるということを示す。さらに、そのような語句は、必ずしも、同一の実施形態を参照するわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が実施形態に関連して記載されるとき、明示的に記載されているかどうかに関わらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、または特性に影響を与えることは当業者の知識の範囲内であることが考えられる。

本明細書で使用する場合、「ａ」または「ａｎ」は、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味する。

本明細書で使用する場合、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語または同様の用語は、明示的に示されているかどうかにかかわらず、本明細書で指定されたすべての数値に適用される。この用語は、一般に、当業者が、本開示の文脈において、列挙された数値（すなわち、同等の関数または結果を有する）に対する妥当な偏差量と見なすであろう数の範囲を指す。例えば、限定することを意図するものではないが、この用語は、所与の数値の±１０パーセントの偏差を含むと解釈することができるが、かかる偏差は、最終関数または値の結果を変えない。したがって、当業者によって理解されるようないくつかの状況下では、約１％の値は、０．９％～１．１％の範囲であると解釈することができる。

本明細書で使用する場合、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」という用語または同様の用語は、近くまたは隣接していることを指す。隣接するオブジェクトは、互いに離間させることがきるか、または互いに実際に直接接触させることもできる。場合によっては、隣接するオブジェクトを互いに結合させることができるか、または互いに一体的に形成することもできる。

本明細書で使用する場合、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」および「実質的な（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）」という用語または同様の用語は、かなりの度合いまたは程度を指す。事象、状況、特性、または特質などと組み合わせて使用する場合、これらの用語は、事象、状況、特性、または特質が正確に発生する場合、および事象、状況、特性、または特質が、本明細書に記載される実施形態の典型的な許容レベルまたは変動性を説明するなど、厳密な近似で発生する場合を指す場合がある。

本明細書で使用する場合、「試料」は、供給源に関係なく、分析される任意の材料を指す。材料は、その本来の形態または加工の任意の段階であり得る（例えば、材料は、化学的に改変され得るか、または試料の他の１つ以上の成分から分離および／または精製された試料の１つ以上の成分であり得る）。試料は、限定されるものではないが、動物、環境、食品、工業、または水源を含む、任意の供給源から取得され得る。動物試料は、限定されるものではないが、末梢血、血漿、血清、骨髄、尿、胆汁、粘液、痰、唾液、脳脊髄液、便、リンパ節を含む生検組織、呼吸器組織または滲出液、胃腸組織、頸部拭い液の試料、精液、他の身体もしくは細胞の流体、組織、または分泌物を含む。試料は、希釈され得るか、または希釈剤、移送媒体、防腐剤溶液、もしくは他の流体を収容する収容体内に収容され得る。そのため、「試料」という用語は、希釈剤、移送媒体、および／または試料を保持することを意図した防腐剤もしくは他の流体内に収容された試料を包含することを意図している。

本明細書で使用する場合、「試料収容体」は、例えば、その本来の形態または加工の任意の段階である試料を収容するように構成された、例えば、チューブ、バイアル、キュベット、カートリッジ、マイクロタイタプレートなどを含む、任意のタイプの流体容器を指す。

例示的な試料収容体移送キャリア
いくつかの実施形態では、キャリアは、試料収容体と結合し、かつ、例えば、コンベヤアセンブリ、試料加工器具、およびアッセイ器具を含む、自動化された実験室システムの器具と動作可能にインターフェース接続するように構成される。キャリアは、試料収容体装填ステーション、キャッパ／デキャッパ、試料加工器具アッセイ器具、および／または自動化された実験室システムと関連付けられた貯蔵ユニットなど、コンベヤアセンブリに沿った様々な場所、デバイス、または器具間で試料収容体を移動させるために使用される。このような自動化された実験室システムの例は、２０２０年４月２３日に出願された、米国仮特許出願第６３／０１４，６２４号に記載される。キャリアおよび収容体が結合されるとき、キャリアは、既知の配向でキャリアに対して収容体を保持する。いくつかの実施形態では、この既知の配向は、垂直であるが、一方で他の実施形態では、既知の配向は、非垂直である。

試料収容体の配向をキャリアに対して既知の配向で維持することにより、収容体の位置は、キャリアの位置を決定することによって決定され得る。この既知の関係が、自動化された実験室システム内の自動化された器具が収容体とインターフェース接続することを可能にする。例示的な自動化された器具は、試料を分析し、かつ結果をレンダリングすることが可能なアッセイ器具、例えば、分子アッセイ（例えば、核酸基部の増幅反応）、配列決定反応、免疫測定法、または試料の化学分析を実施することが可能な任意の器具を含み得る。いくつかの実施形態では、アッセイは、任意の試料加工なしで試料に対して直接実行され得るが、一方で他の試料は、アッセイが実行され得る前に加工を必要とする。アッセイの工程に供する前に何らかの形態の試料加工を必要とする試料は、いくつかの実施形態では、細胞材料、組織、便、粘液、精液、脳脊髄液、血液、骨髄、血清、尿、胆汁、痰、唾液、とりわけ、エクソソームを収容する試料を含み得る。例示的なアッセイ器具は、Ｈｏｌｏｇｉｃ，Ｉｎｃ．、Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡによって販売されるＴｉｇｒｉｓ（登録商標）、Ｐａｎｔｈｅｒ（登録商標）、およびＰａｎｔｈｅｒ Ｆｕｓｉｏｎ（登録商標）システムを含む。他の例示的な自動化された器具は、例えば、試料に対してアッセイを実施する前に収容体内に収容された試料に対して加工工程を実施することが可能であり、試料を分析すること、および／または結果をレンダリングすることができない試料加工器具を含み得る。そのような試料加工器具は、例えば、ある収容体から別の収容体に（例えば、異なる寸法の収容体などの異なる収容体タイプ間で）試料を移送させるが、試料に対してアッセイを実施しない器具を含み得る。例示的な試料加工器具は、Ｈｏｌｏｇｉｃ，Ｉｎｃ．、Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡによって販売されるＴｏｍｃａｔ（登録商標）器具である。核酸精製の実施専用のデバイス、キャッパ／デキャッパ、入力／出力キュー、および貯蔵器具など、アッセイ器具および試料加工器具以外の自動化された器具またはデバイスは、キャリアおよびそれに結合された収容体とインターフェース接続し得る。

図１～図７は、一実施形態によるキャリア１００を例解する。キャリア１００は、例えば、好適な自動化されたコンベヤアセンブリ、アッセイ器具、および加工器具とインターフェース接続するように構成された基部１０２を備える。キャリア１００はまた、試料収容体２００を基部１０２に固定するように構成された保持デバイス１０３を含む。

キャリア１００は、様々なタイプのコンベヤアセンブリおよび自動化された器具との使用のために構成され得る。例えば、キャリア１００は、キャリア１００がそれに沿って移動する経路を画定する、１つ以上の可動トラックを含むコンベヤアセンブリとともに使用され得る。いくつかのトラックの実施形態では、トラックは、１つ以上のベルトを形成するために結合された単一のベルトまたは複数のリンクであり得る。このようなトラックの実施形態では、キャリア１００は、トラック上に設置され、トラックが移動するにつれて移動する。他のトラックの実施形態では、磁気運動システムが、トラックの下に位置付けられ得、例えば、トラックの下に位置付けられた鉄コイルおよびキャリア１００内の１つ以上の磁石１５０を使用して、キャリア１００をトラックに沿って推進することによって、キャリア１００に原動力を提供し得る。磁気運動システムの非限定的な例示的な実施形態の詳細は、米国特許第９，７６６，２５８号および同第９，７７６，８１１号に例解および記載される。

いくつかの実施形態では、基部１０２は、上端１０８および下端１１０を有する。図１～図７に示されるように、基部１０２は、概して円筒形であり、外観はパック状である。他の実施形態では、基部１０２は、非円筒形状を有し得る。基部１０２は、試料収容体２００の少なくとも一部分を受容するように構成された凹部１１２を画定し得る。例えば、上端１０８は、凹部１１２を画定し得る。凹部１１２は、試料収容体２００の下端２０４を受容するように構成される。

いくつかの実施形態では、凹部１１２の形状は、試料収容体２００の形状に実質的に対応する。例えば、試料収容体２００が円筒形である場合、凹部１１２もまた円筒形であり得る。いくつかの実施形態では、凹部１１２は、試料収容体２００の下端２０４を受容するように構成された深さ１３２を含む。いくつかの実施形態では、凹部１１２の水平方向の寸法（例えば、円形の場合は直径、または長方形の場合は幅および長さ）は、試料収容体２００の水平方向の寸法以上である。いくつかの実施形態では、凹部１１２は、約１２ｍｍ～約１６ｍｍの範囲内にある直径を有する円筒形の試料収容体２００を受容するように構成される。したがって、かかる実施形態における凹部１１２の直径は、約１２ｍｍより大きく、約１６ｍｍ未満である。

図２～図５および図７を参照すると、いくつかの実施形態では、基部１０２は、凹部１１２の下部を画定し、基部１０２の内面１１３に当接するリング形状の停止部１３６を含む。いくつかの実施形態では、停止部１３６は、凹部１１２の下端を画定する基部１２８を含み、そのため試料収容体２００が凹部１１２に完全に挿入されたときに試料収容体２００の下端２０４が基部１２８と接触する。いくつかの実施形態では、停止部１３６は、試料収容体２００がキャリア１００に挿入されるときに、ずれた試料収容体２００の下端２０４を凹部１１２の中心に向かって方向付けることができる上部テーパ面１３７を含む。

図１に最もよく見られるように、基部１０２は、複数の離間した、径方向に延在する環状フランジ１４０を含む。隣接するフランジ１４０の各対は、環状溝１４２を画定し、溝１４２およびフランジ１４０は、キャリア１００を移送もしくは操作するために、コンベヤアセンブリおよび／または自動化された器具によって使用され得る。例えば、コンベヤアセンブリの対向する突起が、上部溝１４２に延在し、それにより、キャリア１００の基部１０２をコンベヤ上に下げて保持し得る（例えば、米国特許第９，７６６，２５８号および同第９，７７６，８１１号を参照されたい）。いくつかの実施形態では、溝１４２はまた、コンベヤアセンブリ上でキャリア１００の配向を維持するため、またはキャリア１００を異なる方向において保持もしくは迂回させるために、コンベヤアセンブリによって使用されてもよい。

図１～図５および図７に示されるように、いくつかの実施形態では、基部１０２は、３つのフランジ１４０および２つの溝１４２を含む。他の実施形態（図示せず）では、基部１０２は、３つ未満のフランジ１４０および／または２つ未満の溝１４２を含み得る。さらに他の実施形態では、基部１０２は、３つを超えるフランジ１４０および／または２つを超える溝１４２を含み得る。溝１４２は、様々な形状、サイズ、および配向を有してもよい。いくつかの実施形態では、最下部フランジ１４０は、基部１０２の下端１１０の一部を形成する。

基部１０２は、プラスチックから形成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、基部１０２は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）から作製されてもよい。他の実施形態では、基部１０２は、ステンレス鋼などの金属から形成され得る。

いくつかの実施形態では、基部１０２は、キャリア１００の下面に隣接するか、または下面の一部を形成する磁石１５０を含み得る。磁石１５０は、コンベヤアセンブリまたは自動化された器具と関連付けられた磁石または鉄材料と動作可能に結合するように構成され得る（例えば、米国特許第９，７６６，２５８号および同第９，７７６，８１１号を参照されたい）。

いくつかの実施形態では、保持デバイス１０３は、環状支持体１３８および複数の上向きに延在するワイヤフィンガ１０４を含み得る。ワイヤフィンガ１０４は、弾性であり得、そのためフィンガ１０４は、通常の動作中に偏向し、次いで試料収容体２００の取り外し後、それぞれの元の位置に戻る。各ワイヤフィンガ１０４は、基部１０２によって受容されたとき、試料収容体２００に径方向内向きの力を適用するように構成される。そのため、ワイヤフィンガ１０４は、試料収容体２００の一部分を集合的にクランプし、それによって、試料収容体２００を基部１０２に固定する。

ワイヤフィンガ１０４は、コンベヤアセンブリがキャリア１００を移動させる際、または自動化された器具が試料収容体２００とインターフェース接続する際に、試料収容体２００の配向および位置を維持するために十分なクランプ力を提供するように構成される。ワイヤフィンガ１０４はまた、屈曲するように構成され、それにより、試料収容体２００が基部１０２の凹部１１２内に挿入されることを可能にする。例えば、ワイヤフィンガ１０４は、ステンレス鋼から作製され、かつ約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲内にあるゲージを有し得る。いくつかの実施形態では、ワイヤフィンガ１０４は、約０．８ｍｍのゲージを有するステンレス鋼から構成される。いくつかの実施形態では、収容体２００に適用されるクランプ力の合計は、約４ポンド以上である。他の実施形態では、収容体２００に適用されるクランプ力の合計は、約６ポンド以上である。

キャリア１００に関連付けられるフィンガ１０４の数は、試料収容体２００が隣接するフィンガ１０４間で滑ることを防止するために十分でなければならないが、フィンガ１０４の数は、ロボットによる試料収容体２００の挿入を防止するか、もしくは妨害するべきではなく、または試料収容体２００上の機械可読ラベル２０８（例えば、バーコード）を覆い隠すべきではない。図１および図５に示される実施形態では、キャリア１００は、８つのフィンガ１０４を有する。他の実施形態では、キャリア１００は、８つより多いか、または８つ未満のフィンガ１０４を有する。いくつかの実施形態では、キャリア１００は、少なくとも５つのフィンガ１０４を有する。例えば、キャリア１００は、６～１０のフィンガ１０４を有してもよい。図５で最もよく見られるように、フィンガ１０４は、キャリア１００の垂直軸ＶＡの周りに周方向に等しく離間され得る。他の実施形態では、隣接するフィンガ１０４間の周方向の間隔は、等しくなくてもよい。

支持体１３８は、フィンガ１０４を基部１０２に結合する。フィンガ１０４は、支持体１３８に、溶接またははんだ付けなどによって取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、支持体１３８は、凹部１１２を囲む環状形状を有し、これは図５で最もよく見られる。図１および図２で最もよく見られるように、支持体１３８は、基部１０２の上端１０８に結合される。いくつかの実施形態では、支持体１３８は、締結具（例えば、ねじまたはボルト）を使用して基部１０２に結合され得る。他の実施形態では、支持体１３８は、スナップフィットまたは摩擦フィットを使用して基部１０２に結合され得る。図２および図５で最もよく見られるように、フィンガ１０４は、支持体１３８の外周から径方向に内向きに離間された場所で取り付けられる。

支持体１３８は、金属から作製され得る。例えば、支持体１３８は、ステンレス鋼から作製され得る。

図１～図４および図７で最もよく見られるように、フィンガ１０４は、支持体１３８から上向きに、かつ基部１０２から離れるように延在する。いくつかの実施形態では、各フィンガ１０４は、少なくとも第１のセグメント１１４、第１のセグメント１１４に接合された第２のセグメント１１６、および第２のセグメント１１６に接合された第３のセグメント１１８を含む。第１のセグメント１１４は、基部１０２に隣接し、かつ支持体１３８から延在する。図１～図４および図７に示されるものなどのいくつかの実施形態では、第１のセグメント１１４の各々は、線形である（すなわち、直線またはほぼ直線に沿って延在する）。図１～図４および図７に示されるものなどのいくつかの実施形態では、第１のセグメント１１４の各々は、垂直に配向される。他の実施形態（図示せず）では、第１のセグメント１１４のうちのいくつかまたはすべては、非線形（例えば、キャリア１００の垂直軸ＶＡに対して凸状の構成）であり、および／または非垂直配向を有する。

各フィンガ１０４の第１のセグメント１１４および第２のセグメント１１６は、第２のセグメント１１６をキャリア１００の垂直軸ＶＡに向けて配向する第１の角度の付いた部分１２２によって接合され得る。図１に示されるように、第２のセグメント１１６は、第１のセグメント１１４から内向きかつ上向きに延在する。いくつかの実施形態では、第２のセグメント１１６は、図１～図４に示されるように線形である。他の実施形態（図示せず）では、第２のセグメント１１６は、非線形であり得る。

各フィンガ１０４の第２のセグメント１１６および第３のセグメント１１８は、第３のセグメント１１８をキャリア１００の垂直軸ＶＡから離れるように配向する第２の角度の付いた部分１２４によって接合され得る。図１に示されるように、第３のセグメント１１８は、第２のセグメント１１６から外向きかつ上向きに延在する。それゆえ、試料収容体２００が垂直軸ＶＡに対して平行な方向に沿って挿入される際、試料収容体２００の下端２０４の下面２１２がフィンガ１０４の第３のセグメント１１８と接触するとき、フィンガ１０４（角度の付いた部分１２４を含む）は、径方向外向きに偏向し、それによって、試料収容体２００が基部１０２の凹部１１２に完全に挿入されることが可能になる。フィンガ１０４の弾性の性質に起因して、試料収容体２００がキャリア１００によって支持されるとき、フィンガ１０４は、各フィンガ１０４の角度の付いた部分１２４が試料収容体２００の外面に対してクランプするように内向きに付勢される。いくつかの実施形態では、フィンガ１０４の第２の角度の付いた部分１２４は、試料収容体２００の下端２０４が停止部１３６の基部１２８と接触するとき、フィンガ１０４と試料収容体２００の円筒形側壁２０２の上部との間の唯一の接触点である。

図１～図４に最もよく見られるように、第３のセグメント１１８は、線形であり、４０°～５０°、４２．５°～４７．５°、または４５°であるキャリア１００の垂直軸ＶＡとの角度αを形成する。第３のセグメント１１８の角度および線形構造に基づいて、下面２１２によって接触された第３のセグメント１１８に沿った正確な点に関係なく、試料収容体２００の下端２０４の下面２１２が、実質的に一定のままであるとき、それぞれのフィンガ１０４を外向きに偏向させるために必要な挿入力の大きさが決定された。そのため、試料収容体２００の垂直軸は、試料収容体２００をキャリア１００に挿入するために必要とされる力に実質的に影響を与えることなく、ほぼ第３のセグメント１１８の水平突起の長さだけキャリア１００の垂直軸ＶＡからずれてもよい。例えば、第３のセグメント１１８の水平突起が６ｍｍである場合、試料収容体２００の位置は、試料収容体２００をキャリア１００に挿入するために必要とされる力に実質的に影響を与えることなく、キャリア１００の垂直軸ＶＡから最大約６ｍｍずれてもよい。いくつかの実施形態では、第３のセグメント１１８は、水平突起の長さが、ピックアンドプレースロボットの最大水平位置誤差と試料収容体２００の製造公差との合計以上になるように構成される。

ワイヤフィンガ１０４のこの構成は、試料収容体２００をキャリア１００に挿入するために必要とされる挿入力が、ピックアンドプレースロボットによる位置誤差および／または試料収容体２００の形状における製造変動にもかかわらず、本質的に一定のままであるため、非常に有利である。（製造プロセスに起因して、試料収容体２００は、曲率を有し得、これは、試料収容体２００が、真の垂直軸を有さず、その結果、試料収容体２００がピックアンドプレースロボット３００によって把持され、キャリア１００に挿入されるとき、試料収容体２００の下端２０４が、キャリア１００の垂直軸ＶＡから偏っている可能性があることを意味する。）これは、試料収容体２００が自立型である、すなわち、水平面上に配置されたときに直立したままである実施形態において特に問題である。自立型収容体は、「平坦な」下部を有し、それらが実質的に水平である平面を有し得るか、または代替的に、図４および図７に示されるように、円筒形側壁２０２の下面２１２が、試料収容体２００の最も低い点を構成し得ることを意味する。形状のため固有の自己誘導機能を有する丸底収容体とは異なり、自立型収容体は、自己誘導ではない。それゆえ、試料収容体２００の下面２１２がキャリア１００のフィンガ１０４と接触する場所に関係なく、挿入力を可能な限り一定に保つことが重要である。

いくつかの実施形態では、各フィンガ１０４は、第４のセグメント１２０をさらに含む。第３の角度の付いた部分１２６は、第３のセグメント１１８および第４のセグメント１２０を接合する。第３の角度の付いた部分１２６は、キャリア１００の垂直軸ＶＡに向かって延在しないように、第４のセグメント１２０を配向する。例えば、図１、図３、図４および図７で最もよく見られるように、第４のセグメント１２０は、下向きに延在し、かつ垂直軸ＶＡに対して実質的に平行であり得る。いくつかの実施形態では、第４のセグメント１２０は、線形であり得るが、一方で他の実施形態（図示せず）では、第４のセグメント１２０は、非線形であり得る。

いくつかの実施形態では、第４のセグメント１２０の長さは、第２のセグメント１１６または第３のセグメント１１８のいずれかの長さ未満である。

いくつかの実施形態では、第３のセグメント１１８の長さは、第２のセグメント１１６の長さよりも大きい。例えば、第３のセグメント１１８の長さは、いくつかの実施形態では、第２のセグメント１１６の長さよりも少なくとも２０％大きい。

図７を参照すると、フィンガ１０４は、試料収容体２００に取り付けられた機械可読ラベル２０８が、バーコードリーダなどのラベル読み取りデバイス（図示せず）によって読み取られ得るようにサイズ決定および配置される。例えば、フィンガ１０４の周方向の間隔は、フィンガ１０４が、機械可読ラベル２０８をラベル読み取りデバイスの視覚経路から遮らないようにある。

いくつかの実施形態では、基部１２８の上面１２７と角度の付いた部分１２４との間の高さ１３０は、各フィンガ１０４について実質的に同じである。いくつかの実施形態では、基部１２８の上面１２７と各フィンガ１０４の第２の角度の付いた部分１２４との間の高さ１３０は、少なくとも約３０ｍｍである。

他の実施形態（図示せず）では、高さ１３０は、異なるフィンガ１０４の少なくとも一部分の間で変化する。

図５を参照すると、いくつかの実施形態では、保持デバイス１０３（フィンガ１０４を含む）および基部１０２は、約７５ｍｍ～約１００ｍｍ（キャップなし）の範囲内にある高さを有する試料収容体２００を受容するように構成される。いくつかのそのような実施形態では、試料収容体２００の下面２１２と第２の角度の付いた部分１２４との間の距離１３０は、約３０ｍｍ～約５０ｍｍの範囲内にあり得る。例えば、距離１３０は、約３５ｍｍ～約４５ｍｍの範囲内にあり得る。より具体的には、距離１３０は、約３８ｍｍ（すなわち、約３６ｍｍ～約４０ｍｍ）であり得る。図７に示されるように、試料収容体２００がキャリア１００の凹部１１２に完全に挿入されるとき、フィンガ１０４より上および試料収容体２００のキャップ２０６より下の距離３０４が、作成される。距離３０４は、ピックアンドプレースロボット３００のグリッパアーム３０２が、挿入または取り外しのために試料収容体２００を把持することを可能にするのに十分である。

ピックアンドプレースロボットは、ペイロード（例えば、収容体グリッパまたはピックアンドプレースクローなどのエンドエフェクタ）をＸ、Ｙ、および／またはＺ方向において並進させる電気機械デバイスである。いくつかの実施形態では、ピックアンドプレースロボット３００は、試料加工器具またはアッセイ器具によって必要とされるすべてのピックアンドプレースデューティを実施する。いくつかの実施形態では、ピックアンドプレースロボット３００は、コントローラによって、試料収容体２００を移送させ、かつ試料収容体２００の下端２０４をキャリア１００の凹部１１２に挿入するようにプログラムされる。

図５を参照すると、いくつかの実施形態では、フィンガ１０４および基部１０２は、約１２ｍｍ～約１６ｍｍの範囲内にある直径を有する円筒形の試料収容体２００を受容するように構成される。いくつかのかかる実施形態では、対向するフィンガ１０４の対向する角度の付いた部分１２４間の距離１４６は、約１１．５ｍｍ～約１２ｍｍ、例えば、約１１．８ｍｍであり得る。すなわち、距離１４６は、いくつかの実施形態では、試料収容体２００の直径未満である。いくつかの実施形態では、第１のセグメント１１４間の弧長は、約７ｍｍ～約１０ｍｍの範囲内にあり得る。例えば、対向する第１のセグメント１１４間の距離が約１８ｍｍであるとき、隣接する第１のセグメント１１４間の弧長は、約７ｍｍであり得る。別の例では、対向する第１のセグメント１１４間の距離が約２５ｍｍである場合、弧長は、約１０ｍｍであり得る。

ここで、キャリア１００を使用して、試料収容体２００を移送させる例示的な方法が、記載される。いくつかの実施形態では、試料収容体２００を移送させる方法は、第１のピックアンドプレースロボット３００を用いて試料収容体２００を把持することを含む。本方法はまた、第１のピックアンドプレースロボット３００を使用して、試料収容体２００の下端２０４をキャリア１００の凹部１１２に挿入し、それにより、試料収容体２００およびキャリア１００を結合する。試料収容体２００の下端２０４を凹部１１２に挿入するために、ピックアンドプレースロボット３００のグリッパアーム３０２は、収容体２００を垂直軸ＶＡに対して実質的に平行な方向において移動させる。試料収容体２００がキャリア１００と結合された後、コンベヤアセンブリは、結合された試料収容体２００を有するキャリア１００を、自動化された実験室システム内の１つ以上の位置に移送させ得る。いくつかの実施形態では、自動化された実験室システムは、２０１７年９月７日に公開された、米国公開第２０１７／０２５４８２７号、または２０２０年４月２３日に出願された、米国仮出願第６３／０１４，６２４号において考察された様々なコンベヤアセンブリおよび器具を含み得る。

いくつかの実施形態では、本方法はまた、コンベヤアセンブリ上の第１の場所においてキャリア１００から試料収容体２００を取り外すことと、第２のピックアンドプレースロボットを用いて、取り外した試料収容体２００を複数の器具のうちの１つに移送させることと、を含む。

本開示の態様は、制御およびコンピューティングハードウェア構成要素、ユーザ作成ソフトウェア、データ入力構成要素、およびデータ出力構成要素を介して実装される。ハードウェア構成要素として、１つ以上の入力値を受信すること、入力値を操作するか、または別様にそれに作用する命令を提供する非一時的機械可読媒体（例えば、ソフトウェア）上に記憶された１つ以上のアルゴリズムを実行することによって計算および／または制御工程を達成し、１つ以上の出力値を出力するように構成された、マイクロプロセッサおよびコンピュータなどのコンピューティングおよび制御モジュール（例えば、システムコントローラ）が挙げられる。かかる出力は、情報、例えば、器具の状態またはそれによって実施されているプロセスに関する情報をオペレータに提供するために、オペレータに表示または別様に示されてもよく、またはかかる出力は、他のプロセスおよび／もしくは制御アルゴリズムへの入力を含み得る。データ入力構成要素は、データが制御およびコンピューティングハードウェア構成要素により使用されるために入力される、要素を含む。かかるデータ入力としては、位置センサ、モータエンコーダ、ならびにグラフィックユーザインタフェース、キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、スイッチ、手動操作式スキャナ、音声起動入力などの手動入力要素が挙げられ得る。データ出力構成要素としては、ハードドライブもしくは他の記憶媒体、グラフィックユーザインタフェース、モニタ、印刷機、表示灯、または可聴信号要素（例えば、ブザー、ホーン、ベルなど）が挙げられ得る。

ソフトウェアは、制御およびコンピューティングハードウェアによって実行される場合、制御およびコンピューティングハードウェアに、１つ以上の自動または半自動プロセスを実施させる、非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶された命令を含む。

本開示は、ある例証的実施形態を参照して、特徴の種々の組み合わせおよび部分的組み合わせを含め、かなり詳細に説明および図示されたが、当業者は、本開示の範囲内に包含される、他の実施形態ならびにその変形例および改変を容易に理解するであろう。さらに、そのような実施形態、組み合わせ、および部分的組み合わせの説明は、本開示が、請求項に明示的に列挙されるもの以外の特徴または特徴の組み合わせを要求することを伝えることを意図するものではない。したがって、本開示は、以下の添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に包含されるすべての変更および変形を含むとみなされる。

本明細書で参照されるすべての文書は、参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、特許請求された主題の先行技術であると認められる文書はない。

さらに、米国特許法§１１２（ｆ）で許可されている「特定の機能を実施するための手段」の形式の文言を含まない添付の特許請求の範囲は、本明細書に記載されている構造、材料、または行為、およびそれらの同等物に制限されているため、米国特許法§１１２（ｆ）で解釈されることを意図しない。

Claims (30)

1. 試料収容体を移送させるためのキャリアであって、
   前記試料収容体の下端を受容するための凹部を画定する上端を有する基部と、
   前記基部の前記上端に結合され、かつ前記凹部を囲む環状支持体と、
   前記環状支持体に取り付けられ、かつ前記環状支持体から上向きに延在する複数の弾性ワイヤフィンガであって、前記複数の弾性ワイヤフィンガが、（ｉ）前記試料収容体の前記下端を前記基部の前記凹部内に保持するように、かつ（ｉｉ）前記試料収容体を実質的に直立した配向で維持するように構成されており、各弾性ワイヤフィンガが、前記基部に隣接する第１のセグメント、前記第１のセグメントに接合された線形の第２のセグメント、および前記第２の線形セグメントに接合された線形の第３のセグメントを含む、複数の弾性ワイヤフィンガと、を備え、
   各弾性ワイヤフィンガの前記第１および第２のセグメントが、前記弾性ワイヤフィンガの第１の角度の付いた部分によって接合されており、前記第１の角度の付いた部分が、前記第２のセグメントを前記キャリアの垂直軸ＶＡに向かって配向し、
   各弾性ワイヤフィンガの前記第２および第３のセグメントが、前記弾性ワイヤフィンガの第２の角度の付いた部分によって接合されており、前記第２の角度の付いた部分が、前記第３のセグメントを前記キャリアの前記垂直軸ＶＡから離れるように配向し、
   各弾性ワイヤフィンガの前記第３のセグメントが、前記収容体が前記キャリアに挿入される際に、前記収容体の前記下端に接触するように構成されており、
   前記キャリアの前記第３のセグメントおよび前記垂直軸ＶＡが、４０°～５０°の角度αを形成する、キャリア。
2. 各弾性ワイヤフィンガが、第４のセグメントをさらに備え、各弾性ワイヤフィンガの前記第３および第４のセグメントが、前記弾性ワイヤフィンガの第３の角度の付いた部分によって接合されており、前記第３の角度の付いた部分が、前記第４のセグメントを前記キャリアの前記垂直軸ＶＡに向かって配向しない、請求項１に記載のキャリア。
3. 前記第４のセグメントが、線形セグメントである、請求項２に記載のキャリア。
4. 前記第４のセグメントが、前記弾性ワイヤフィンガの前記第３の角度の付いた部分から下向きに延在する、請求項３に記載のキャリア。
5. 前記第４のセグメントが、概して、前記キャリアの前記垂直軸ＶＡに対して平行である、請求項４に記載のキャリア。
6. 前記第４のセグメントが、第４のセグメント長を有し、前記第３のセグメントが、前記第４の長さよりも大きい第３のセグメント長を有する、請求項２～５のいずれか一項に記載のキャリア。
7. 前記第２のセグメントが、前記第４のセグメント長よりも大きい第２のセグメント長を有する、請求項６に記載のキャリア。
8. 前記第３のセグメント長が、前記第２のセグメント長よりも大きい、請求項７に記載のキャリア。
9. 前記第３のセグメント長が、前記第２のセグメント長よりも少なくとも２０％大きい、請求項８に記載のキャリア。
10. 前記第３のセグメント長が、前記第２のセグメント長よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載のキャリア。
11. 前記第３のセグメント長が、前記第２のセグメント長よりも少なくとも２０％大きい、請求項１０に記載のキャリア。
12. 前記第１のセグメントが、線形セグメントである、請求項１～１１のいずれか一項に記載のキャリア。
13. 前記角度αが、４２．５°～４７．５°である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のキャリア。
14. 前記角度αが、４５°である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のキャリア。
15. 前記複数の弾性ワイヤフィンガが、少なくとも５つの等しく離間された弾性ワイヤフィンガを備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載のキャリア。
16. 前記複数の弾性ワイヤフィンガが、８つの等しく離間された弾性ワイヤフィンガからなる、請求項１５に記載のキャリア。
17. 前記複数の弾性ワイヤフィンガが、前記試料収容体に取り付けられた機械可読ラベルが、ラベル読み取りデバイスによって読み取られ得るように、サイズ決定および配置されている、請求項１～１６のいずれか一項に記載のキャリア。
18. 前記複数の弾性ワイヤフィンガの前記第２の角度の付いた部分が、前記試料収容体の前記下端が前記凹部の下部と接触するときに、前記複数の弾性ワイヤフィンガと前記試料収容体の円筒形の側壁との間の唯一の接触点であるように構成されている、請求項１～１７のいずれか一項に記載のキャリア。
19. 前記複数の弾性ワイヤフィンガの各々の前記第２の角度の付いた部分が、前記凹部の前記下部から少なくとも３０ｍｍに位置付けられている、請求項１８に記載のキャリア。
20. 前記複数の弾性ワイヤフィンガの前記第２の角度の付いた部分が、共通の高さを有する、請求項１～１９のいずれか一項に記載のキャリア。
21. 前記基部が、プラスチックシリンダを含み、前記環状支持体が、金属を含む、請求項１～２０のいずれか一項に記載のキャリア。
22. 前記基部が、磁石を収容する、請求項２１に記載のキャリア。
23. 前記基部が、複数の離間した、径方向に延在する環状フランジを備える、請求項２１または２２に記載のキャリア。
24. 前記基部が、径方向に延在する環状フランジのうちの３つを備え、前記径方向に延在するフランジのうちの１つが、前記基部の下部を形成する、請求項２３に記載のキャリア。
25. 前記複数の弾性ワイヤフィンガの各々が、約０．６ｍｍ～約１．０ｍｍの範囲内にあるゲージを有するステンレス鋼から形成されている、請求項１～２４のいずれか一項に記載のキャリア。
26. 前記試料収容体の前記下端の中心が、前記試料収容体を前記キャリアに挿入するために必要とされる力に実質的に影響を与えることなく、前記キャリアの前記垂直軸ＶＡから最大６ｍｍずれ得る、請求項１～２５のいずれか一項に記載のキャリア。
27. 試料収容体を移送させる方法であって、
    （ａ）第１のピックアンドプレースロボットを用いて前記試料収容体を把持する工程と、
    （ｂ）前記第１のピックアンドプレースロボットを用いて、前記試料収容体を請求項１～２６のいずれか一項に記載のキャリアに挿入する工程であって、前記試料収容体の前記下端が、挿入方向に沿って前記基部の前記凹部に挿入されている、挿入する工程と、
    （ｃ）前記コンベヤ上に挿入された試料収容体を有する前記キャリアを、前記コンベヤに沿って配置された複数の器具のうちの少なくとも１つに移送させる工程と、を含む、方法。
28. 工程（ｂ）において前記キャリアに挿入された前記試料収容体が、自立型試料収容体である、請求項２７に記載の方法。
29. 前記コンベヤ上の第１の場所において前記キャリアから前記試料収容体を取り外すことと、第２のピックアンドプレースロボットを用いて、前記取り外された試料収容体を前記複数の器具のうちの１つに移送させることと、をさらに含む、請求項２６または２７に記載の方法。
30. 工程（ｂ）が、所定の最大量以下の力の挿入力を必要とする、請求項２７～２９のいずれか一項に記載の方法。

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