JP2023523593A - サンプル容器における流体レベルの差分測定のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

自動システムおよび方法は、サンプル容器の開放頂部を画定するサンプル容器のリムに対する流体のレベルを決定する。システムおよび方法は、距離センサを利用して、サンプル容器のリムとサンプル容器に含まれる流体サンプルの表面との間の距離を測定し、ここで、センサおよびサンプル容器のうちの少なくとも一方が他方に対して移動されることにより、センサは、センサとサンプル容器のリムとの間、およびセンサと流体サンプルの表面との間の距離の一連の個別の表面距離測定値を取得することが可能である。コントローラは、センサからの出力信号を処理して、サンプル容器のリムに対する流体のレベルを決定する。一連の個別の測定値の導関数は、出力信号内のリムおよび流体表面を識別するために用いられ得る。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年４月２４日に出願された米国仮特許出願第６３／０１５，１２９号に対する優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して自動分析システムの方法に関し、より具体的にはサンプル管内の差分流体レベルを測定するための自動システムおよび方法に関する。

様々な種類の流体サンプル（流体試料とも呼ばれる）を取り扱い、分析するための自動分析システムは、臨床診断および医学研究において広く用いられている。流体サンプルは、全血、血清、血漿、間質液、痰、尿、糞便、精液、粘液、膿、組織、食品、環境、産業などの、任意のタイプのサンプルまたは試料タイプであり得る。例えば、生体液サンプルでアッセイを実行し、抗原、細胞異常、疾患状態、ならびに／または、疾患関連病原体、例えば、サンプル中に存在する寄生虫、真菌、細菌、およびウイルスなど、の存在または量を検出および／または定量化するための自動システムが多数利用可能である。一般に、診断アッセイは、抗原または抗体の検出（イムノアッセイ）、または目的の生物またはウイルスに属する核酸の検出（核酸ベースのアッセイ）のいずれかに基づいている。また、サンプル中に存在する遺伝子を特定するために、例えば疾患関連の突然変異を検出するために、生体液に対して遺伝子検査を実行するための自動システムもある。

自動分析システムは通常、サンプル容器に含まれるサンプルを調製および分析するための、サンプル調製「プレップ」ステーション、分析ステーション、保管ステーション、および／または輸送メカニズムを含み得る、様々なステーションを有する。例えば、サンプル容器は、試験管、バイアルなどであり得る。全てではないにせよ殆どのステーションは、通常、関連サンプル容器取り扱い機構（例えば、ピックアンドプレイスロボット）、および／または、サンプル容器、サンプル、試薬器および試薬を操作するための流体取り扱い機構を有しており、それらは例えばロボット、流体吸引および流体分配デバイスなどである。輸送メカニズムは、サンプル容器および他の材料をステーション間で移動させるための、ロボット、コンベヤならびに他のデバイスを含み得る。自動システムの構成要素は、１つ以上のコンピュータ化されたコントローラを含むコントローラによって制御されるが、それらコントローラは、サンプル容器に含まれる複数のサンプルに対して１つ以上のアッセイを実行することに関与する構成要素を統合および調整するために、構成要素のそれぞれの動作を制御する。

自動分析システムでサンプル容器を取り扱う際、サンプル容器内の生体液サンプルが容器からこぼれたり飛び散ったりしないようにすることが重要である。流体サンプルのこぼれおよび／または飛散は、サンプルの相互汚染、あるいは、クリーニングおよび／またはその他のメンテナンスが必要になるようなシステム自体の汚染を引き起こす可能性があり、システムを動作させる人員に危険をもたらし得る。

本開示は、サンプル容器の開放頂部を画定するリムを有するサンプル容器に含まれる流体サンプルを処理するための自動システムおよび方法を対象とする。該自動システムおよび方法は、サンプル容器のリムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベル、サンプル容器内に含まれる流体サンプルの量、および／またはサンプル容器の他の物理的寸法を含む、流体サンプルおよびサンプル容器の１つ以上の次元的側面を測定および決定する。サンプル容器のリムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルは、サンプル容器内の流体サンプルの「ヘッドスペース」と呼ばれることもある。換言すれば、「ヘッドスペース」は、流体の頂面とサンプル容器のリムとの間の距離である。ヘッドスペースは、流体の頂面の１つ以上の場所、または流体の頂面全体（例えば、プロファイル）からも決定され得る。

一般に、自動流体処理システムは、システムの周りのサンプル容器に含まれる流体サンプルを輸送するための、ロボット、コンベヤ、および／または他の電気機械デバイス、ならびに、システムのステーション内のサンプル容器を操作するためのロボットおよび／または他のサンプル容器取り扱い機構（例えば、ピックアンドプレイスロボット、キャリッジなど）を含む。自動分析システムによるサンプル容器の自動化された操作および輸送、ならびに任意のその他の移動は、サンプル容器の「取り扱い」と総称される。自動流体処理システムは、サンプル容器がシステム上で取り扱われる間、サンプル容器を保持するためのサンプル容器ホルダを利用する場合があり、または、システムがサンプル容器自体を取り扱う場合もあり、あるいは、システムは、サンプル容器ホルダ内のサンプル容器を取り扱うことと、それぞれのホルダからサンプル容器を取り外し、サンプル容器を直接取り扱うこととの組み合わせを含む場合がある。自動システムによるそれぞれの流体サンプルを含むサンプル容器の取り扱いにより、サンプル容器を移動させ、これにより、流体サンプルをそれらのそれぞれのサンプル容器に対して移動させる。例えば、並進および／または回転（例えば傾斜）を含むサンプル容器の加速は、サンプル容器内で流体サンプルを動かしてしまう場合がある。サンプル容器が該サンプル容器の頂部リムの近くまで満たされている場合、この動きによって流体サンプルがサンプル容器から飛び散ったりこぼれたりする可能性がある。

上述のように、サンプルの相互汚染、および／またはシステムおよびサンプルの付近にいる人員の汚染を防ぐために、自動流体サンプル処理システム上でのサンプル容器の自動移動中に、サンプル容器からの流体サンプルのこぼれおよび／または飛散を防止することがしばしば望ましい。これは、診断アッセイおよび／または患者サンプルの遺伝子検査を実行するために用いられる診断システムなどの自動分析システムに特に当てはまり得、その場合、相互汚染が患者の診断において誤検知を引き起こす可能性がある。本明細書で開示されるシステムおよび方法は、自動分析システムで実施される場合に特に有用であるが、本開示は自動分析システムに限定されず、サンプル容器に含まれる流体サンプルを処理するための任意の自動システムおよび方法で利用され得る。

したがって、自動システムおよび方法は、サンプル容器の流体レベルをチェックして、サンプル容器のリムに対する流体レベルが許容レベルを上回っているかどうかを決定し、レベルが高すぎる場合はサンプル容器を隔離し得る。しかしながら、サンプル容器内の流体のレベルの測定値が単に流体の表面のみを測定することによって決定される場合、サンプル容器を取り扱うための自動機械システムの公差スタック、およびサンプル容器の公差は、＋／－３．５ｍｍまたはそれ以上の測定の不確実性につながり得る。「公差スタック」または「スタックアップ」とは、アセンブリの構成要素に関連付けられた公差の組み合わせである。設計では、最悪のシナリオは通常、システムの予想される公差の合計と見なされる。実際には、統計的な変動により、実際の公差は通常、最悪のシナリオよりも小さくなる。

この不確実性により、サンプル容器が許容できない流体レベルを有しているとして誤って測定される可能性がある（例えば、高すぎてこぼれやすい、またはアッセイとして実行するには低すぎるなど）。その結果、サンプル容器が不必要に隔離され得、それによって処理時間と全体的なスループットに影響を与えるだけでなく、実験室の人員に追加の負担を課すこととなり、該人員は、容器を取り外して実際に過剰に充填されているかどうかを判断しなければならない。

本開示の特に有利な一局面では、開示されたシステムおよび方法は、自動機械システムおよびサンプル容器内の公差スタックによって引き起こされる測定の不確実性を取り除く。本開示は、センサが特定の点（センサの場所など）から流体表面までとサンプル容器のリムまでとの両方の距離を測定する正確な差分測定を実行し、両特徴の測定値に基づいてリムに対する流体レベルを決定することにより、機械的公差スタックを排除する。さらに、流体表面およびリムに対する複数の測定値も取得され、フィルタリングおよび／または平均化されることにより、測定値の差に基づいて流体レベルを決定する前に該測定値をさらに精密化し得る。

一実施形態において、本開示のシステムおよび方法は、ヘッドスペースを決定できる自動流体サンプル処理システムを対象とする。一局面において、システムおよび方法は、サンプル容器内の流体の決定されたレベルを利用して、システム上のサンプル容器が所定の範囲内の、または所定のレベルを下回るそれぞれの流体レベルを有することを確実にすることにより、システム上のサンプル容器の取り扱い中に、サンプル容器からの流体サンプルのこぼれおよび／または飛散を防止、あるいは少なくとも最小限に抑えることができる。別の局面において、流体レベルは、自動流体処理システムによるサンプル容器の処理の開始時に測定され得、また、システムは、許容範囲外または許容レベルを上回っている流体レベルを有するサンプル容器を隔離するように構成され得、さもなければ容器からサンプルがこぼれたり飛び散ったりする危険性があり得る。換言すれば、流体サンプルで過剰に満たされたサンプル容器は、システムを汚染する可能性がある前に、是正措置のために直ちに隔離される。

したがって、本開示の一実施形態は、サンプル容器に含まれる流体サンプルのレベルを検出するための自動システムを対象とする。自動システムは、複数のサンプル容器を処理するようにも構成され得る。サンプル容器は、閉鎖底部と、閉鎖底部からサンプル容器の開放頂部を画定するリムまで延びる容器壁とを有する。一局面では、サンプル容器は、試験管などのサンプルバイアルであり得る。サンプル容器は、許容可能な形状およびサイズを有する任意の他の適切な流体容器でもあり得る。

システムは、センサであって、該センサと（ｉ）サンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離をそれぞれ定期的に測定するためのセンサを含む。測定は、（ｉ）センサとサンプル容器のリムとの間、および（ｉｉ）センサとサンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離を測定することを含む。例えば、センサは、距離を測定するための超音波センサ、レーザーセンサ、または他の適切な距離測定センサであり得る。

センサおよびサンプル容器の少なくとも一方は、他方に対して制御可能に移動可能であることにより、センサが、該センサとサンプル容器のそれぞれの表面との間、および該サンプル容器内に含まれる流体との間の一連の個別の表面距離測定値を取得することが可能である。例えば、センサおよびサンプル容器ホルダの一方または両方は、サンプル容器のリムおよび流体の表面にわたって線形走査を実行するように制御可能に移動可能であり、それによって走査中にセンサがリムおよび流体の頂面の異なる場所における測定値を取得することを可能にする。一局面において、線形走査は、センサが測定値を取得する間に連続的な相対運動を利用することができ、別の局面において、線形走査は断続的な相対運動を利用することができ、その場合、センサが測定値を取得するために該運動は断続的に停止される。
コントローラは、センサに動作可能に結合されている。コントローラは、一連の個別の表面距離測定値のデジタル表現を含む該センサからの出力信号を受信および処理するように構成されている。出力信号は、サンプル容器に対するセンサ位置をさらに含み得、ここで、各センサ位置は、個別の表面距離測定値のうちの１つに関連付けられている。

コントローラは、センサからの出力信号を処理することにより、サンプル容器のリム、すなわちヘッドスペース、に対するサンプル容器内に含まれる流体の相対的なレベルを決定する。

別の局面において、センサは、該センサをサンプル容器に対して移動させるリニアトランスレータによって支持されている。あるいは、センサは、サンプル容器に対して固定して取り付けられてもよく、その場合、コンベヤまたは他のロボットアームを用いるなどしてサンプル容器を移動させ、サンプル容器をセンサに対して移動させる。

別の局面において、センサは、該センサをサンプル容器に対して垂直に移動させる垂直リニアトランスレータに取り付けられている。センサは、センサが距離を測定できる、またはより正確である測定面からの距離に制限を有する場合があるため、垂直リニアトランスレータがセンサをサンプル容器のリムから所定の位置に移動させることにより、このような制限を考慮できるようになる。センサのこの垂直方向の調整により、自動システムは、異なる高さを有する異なるサンプル容器の流体レベルを測定することもできる。例えば、センサが測定面から最大（および／または最小）距離内にあるように設計されている場合、垂直リニアトランスレータは、センサの垂直位置をサンプル容器のリムの最大（および／または最小）距離内に調整でき、また、垂直位置は、サンプル容器の高さに基づいて調整されることができる。例として、高さ１００ｍｍおよび７５ｍｍのサンプル管が利用される場合、センサは、１００ｍｍのサンプル管よりも７５ｍｍのサンプル管に対して低くなるように調整されるが、これは、サンプル容器の底部が、それぞれのサンプル容器ホルダの凹部の同じ深さに据えられているからである。

別の特徴として、センサは、サンプル容器をシステム上に載荷するための入力ステーションに配置され得る。入力ステーションは、複数のサンプル容器を保持するように構成された容器ラックと、ラックからサンプル容器を取り出すように構成されたグリッパーロボットとを含み得る。

さらに別の局面において、自動システムはまた、サンプル容器の１つ以上の物理的特性、例えば、高さ、直径、形状、および／またはサンプル容器上のキャップの有無、を決定するように構成された検出器を含み得る。検出器は、レーザーまたは撮像デバイスなどの任意の適切な検出器であり得る。

なおも別の局面において、コントローラは、サンプル容器の１つ以上の物理的特性のうちの少なくとも１つおよびサンプル容器内に含まれる流体のレベルに基づいて、サンプル容器内に含まれる流体の体積を決定するように構成され得る。例えば、物理的特性は、サンプル容器の高さおよび直径を含み得、故に、コントローラは、サンプル容器の高さおよび直径、ならびに流体レベル（例えば、流体の体積は、サンプル容器全体の体積から、流体レベルより上の容器の体積を差し引いたものである）に基づいて流体の体積を決定することができる。サンプル容器の底の形状が平らな形状以外の場合、容器の底の形状は、サンプル容器内の流体の体積を決定する際に考慮され得る別の物理的特性である。

一局面において、自動システムはまた、リムで終わる容器壁の上部がサンプル容器ホルダの上に置かれるように、サンプル容器を支持するためのそれぞれのサンプル容器ホルダを備え得る。自動システムは、自動システム内においてサンプル容器ホルダ（および任意の関連するサンプル容器）を輸送するように構成され得る。

更なる特徴において、サンプル容器ホルダは、サンプル容器の閉鎖底部を据えさせるように構成された凹部を含み得、かつ／または、サンプル容器は、ほぼ円筒形のパック（ｐｕｃｋ）であり得、該凹部が該パックの基部に形成されている。別の局面において、容器ホルダは、パックから上向きに延びる複数のフィンガを含み得、フィンガは、サンプル容器をほぼ垂直の配向に支持するように構成されている。

さらに別の局面において、自動システムはまた、該システムのそれぞれのステーション間においてサンプル容器ホルダを輸送するように構成された自動コンベヤを含む。例えば、ステーションは、分子アッセイまたは他の適切なアッセイなど、流体を用いた分析手順を実行するように構成された分析器を含み得る。そのような場合、センサは、サンプル容器ホルダがコンベヤによって支持されている間に一連の個別の表面距離測定値を取得するように構成され得る。

さらに別の特徴において、コントローラは、センサの出力信号から、サンプル容器ホルダに対するサンプル容器の配向をも決定するように構成され得る。例えば、サンプル容器は、サンプル容器ホルダの垂直軸に対して傾斜され得る。配向は、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を含み得る。過度の傾斜角はエラー状態であり得、システムは、傾斜角が所定の傾斜角よりも大きい場合に、サンプル容器をサンプル容器ホルダから隔離エリアに輸送するように構成され得る。

なおも別の局面において、一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムの第１部分との間の複数の距離測定値（第１のリム測定値）、および（ｉｉ）センサとリムの第２部分との間の複数の距離測定値（第２のリム測定値）を含み得、コントローラは、第１のリム測定値と第２のリム測定値との間の差から、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を決定するように構成され得る。

別の局面において、距離の一連の個別の測定値は、センサとリムとの間の複数の距離測定値を含む、センサとサンプル容器の１つ以上の表面との間の複数の距離測定値（「リム測定値」と呼ばれる）、および、センサと流体の表面との間の複数の距離測定値（「流体測定値」と呼ばれる）を含む。さらに、コントローラは、複数のリム測定値および複数の流体測定値を利用して、リムに対するサンプル容器内の流体レベルを決定するように構成され得る。例えば、コントローラは、複数のリム測定値に基づいて平均リム距離を決定し、複数の流体測定値に基づいて平均流体距離を決定し、そして、平均流体距離と平均リム距離との間の差として流体レベルを決定するように構成され得る。

さらに別の局面において、コントローラは、一連の測定値における個別表面距離測定値のうちのどれがリム測定値であり、一連の個別表面距離測定値のうちのどの測定値が流体測定値であるかを識別するように構成され得る。１つの方法においては、コントローラは、一連の測定値における距離の変化率を分析することによって、リムの１つ以上のエッジを識別するように構成されている。例えば、コントローラは、リムのエッジを変化率のピークに対応する測定値として識別し得、そして、ピーク間の測定値は、リム測定値または流体測定値のいずれかである。あるいは、コントローラは、一連の測定値における距離の変化率が閾値ウィンドウ内である（すなわち、最大絶対値を下回る）測定値を識別することによって、どの測定値がリム測定値であり、どれが流体測定値であるかを決定し得る。

なおも別の局面において、コントローラはまた、一連の測定値におけるどの測定値が、それぞれ、リムの第１部分（すなわち、リムの第１部分のリム測定値）、流体の頂面、およびリムの第１部分の反対側にあるリムの第２部分（すなわち、リムの第２部分のリム測定値）のそれぞれに対応するかを決定するように構成され得る。コントローラは、上述のエッジ発見技術を利用してこれらの決定を行い得る。次いで、コントローラは、リムの第１部分に対するリム測定値、リムの第２部分に対するリム測定値、および流体測定値の平均に基づいて流体レベルを決定し得る。換言すれば、コントローラは、リムの第１部分に対するリム測定値の平均、リムの第２部分に対するリム測定値の平均、および流体測定値の平均を決定する。コントローラはさらに、リムの第１部分に対するリム測定値の平均とリムの第２部分に対するリム測定値の平均の平均から流体の頂面までの平均距離を引いたものとして、流体レベルを決定するように構成されている。

さらに別の局面において、システムは、（ｉ）リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲外である、または所定のレベルを上回っていると決定された場合に、サンプル容器を隔離エリアに輸送し、（ｉｉ）リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲内である、または所定のレベルを下回っていると決定された場合、流体を用いたアッセイの実行を含む、システム上での後続の処理のためにサンプル容器を解放するように構成され得る。

本開示の別の実施形態は、サンプル容器に含まれる流体サンプルのレベルを検出するための方法を対象とする。サンプル容器は、閉鎖底部と、閉鎖底部からサンプル容器の開放頂部を画定するリムまで延びる容器壁とを有する。該方法は、本明細書に記載の自動システム、または他の適切なシステム上にて実行され得る。該方法は、センサとサンプル容器の少なくとも一方を他方に対して相対的に動かしながら、センサとサンプル容器のリムとの間の距離を測定することを含む、センサと（ｉ）サンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離を定期的に測定することにより、（ｉ）センサとサンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）センサとサンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離の一連の個別の測定値を取得することを含む。

一連の個別の表面距離測定値のデジタル表現を含むセンサからの出力信号が処理され、それにより、サンプル容器のリムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベル（すなわち、流体レベルまたはヘッドスペース）が決定される。

方法のなおも別の局面において、センサは、一連の個別の表面距離測定値を取得するために、センサをサンプル容器に対して移動させるリニアトランスレータに取り付けられ得る。別の局面において、センサはサンプル容器に対して固定して取り付けられ得、それによって、一連の測定値を取得するステップの間に、サンプル容器がセンサに対して移動する。

別の局面において、方法は、サンプル容器をサンプル容器ホルダに挿入することを含む。サンプル容器ホルダは、サンプル容器をほぼ直立の配向に支持するように構成されており、それによって、リムで終わる容器壁の上部がサンプル容器ホルダの上に置かれている。

別の局面において、サンプル容器をサンプル容器ホルダに挿入するステップは、サンプル容器ホルダの凹部にサンプル容器の閉鎖底部を据えるステップを含み得る。サンプル容器ホルダは、ほぼ円筒形のパックであり得、凹部はパックの基部に形成され得る。加えて、容器ホルダは、パックから上向きに延びる複数のフィンガをさらに含み得、フィンガは、サンプル容器をほぼ垂直の配向に支持するように構成されている。

なおも別の局面において、サンプル容器ホルダは、サンプル容器をサンプル容器ホルダに挿入するステップの間、自動コンベヤ上に位置付けられ得る。該コンベヤは、サンプル処理システムのそれぞれのステーション間においてサンプル容器ホルダを輸送するように構成され得る。ステーションは、分子アッセイまたは他の適切なアッセイなど、流体を用いた分析手順を実行するように構成された分析器を含み得る。さらに、サンプル容器ホルダが自動コンベヤ上に位置付けられている間に、一連の測定値が得られ得る。

別の局面において、サンプル容器をサンプル容器ホルダに挿入するステップの前に、方法は、サンプル容器を保持している容器ラックをサンプル処理システムの入力ステーションに載荷することを含み、ここで、容器ラックは、複数のサンプル容器を保持するように構成されている。サンプルラックを入力ステーションに載荷した後、方法は、グリッパーロボットを用いてサンプル容器ラックからサンプル容器を除去することと、グリッパーロボットを用いて挿入ステップを実行することとをさらに含み得る。なおも別の局面において、センサは、入力ステーションに配置され得る。

さらに別の局面において、出力信号を処理するステップは、サンプル容器ホルダに対するサンプル容器の配向を決定することも含む。例えば、配向は、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角であり得る。別の特徴において、方法は、傾斜角が所定の傾斜角より大きい場合、サンプル容器を隔離エリアに輸送することをさらに含む。

さらに別の局面において、一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムの第１部分との間の複数の距離測定値（第１のリム測定値）、および（ｉｉ）センサとリムの第２部分との間の複数の距離測定値（第２のリム測定値）を含み、方法は、第１のリム測定値と第２のリム測定値との間の差から、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を決定するステップをさらに含み得る。

方法の別の局面において、センサは超音波センサである。

別の局面において、方法は、サンプル容器の１つ以上の物理的特性を決定することをさらに含む。例えば、物理的特徴は、高さ、直径、形状、および／またはキャップの有無のうちの１つ以上を含み得る。別の局面において、１つ以上の物理的特性は、レーザー、撮像デバイス、および／または他の適切な検出器を用いて決定される。

なおも別の局面において、出力信号を処理するステップは、サンプル容器の１つ以上の物理的特性およびサンプル容器内に含まれる流体のレベルに基づいて、サンプル容器内に含まれる流体の体積を決定することをさらに含む。

別の局面において、方法はまた、通常、サンプル容器が一連の個別の表面距離測定値を取得するための場所にある間に、サンプル容器上の機械読み取り可能な標識を読み取ることを含む。

別の局面において、方法は、サンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲外である、または所定のレベルを上回っていると決定された場合に、サンプル容器を隔離エリアに輸送することをさらに含む。追加的に、方法はまた、サンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲内である、または所定のレベルを下回っていると決定された場合に、処理のためにサンプル容器を解放することを含み得る。

別の特徴において、方法は、一連の表面距離測定値を取得するステップの間に、センサを支持する垂直トランスレータを用いてセンサの垂直位置を調整し、サンプル容器のリムから所定の距離または測定範囲内にセンサを位置付けることを含む。

方法の別の局面において、一連の測定値は、センサによって毎秒１０～２０回の測定の速度で取得される。別の局面において、一連の測定値は、センサとサンプル容器ホルダとが２．５ｍｍ／秒から１０ｍｍ／秒の速度で相対的に移動することで得られる。

別の局面において、方法はさらに、出力信号を処理するステップの後に、サンプル容器を分析器に輸送すること、サンプル容器から流体のアリコートを取り出し該アリコートを分析器内に含まれる反応容器に移送すること、および流体のアリコートを用いて分析手順を実行することを含む。分析手順は、分子アッセイまたは他の適切なアッセイであり得る。別の局面において、サンプル容器はサンプル管であり得る。

したがって、本開示は、サンプル容器内の流体サンプルを処理し、流体レベル、サンプル容器の物理的寸法、および／または流体サンプルの体積などの、流体サンプルおよびサンプル容器の１つ以上の寸法的特徴を測定および決定するための自動システムおよび方法を提供する。

実施形態の前述および他の局面は、添付の図面を参照してさらに詳細に説明され、同様の参照番号は同様の要素を指し、同様の要素の説明は、関連するすべての説明された実施形態に適用できるものとする。

図１は、サンプル容器に含まれる流体サンプルを処理するための例示的な自動システムの概略図である。

図２Ａは、サンプル管およびキャップの形態の例示的なサンプル容器の側面図である。

図２Ｂは、図２Ａのサンプル容器の断面図である。

図３は、例示的なサンプル容器ホルダの正面斜視図である。

図４は、図１の自動システムの例示的な入力ステーションの概略図である。

図５は、サンプル容器検出器システムおよび流体測定システムを示している、図１にて特定された例示的な入力ステーションの背面斜視図である。

図６は、流体測定システム内のサンプル容器を示している、図５の入力ステーションの背面斜視図である。

図７は、距離測定を行う位置にある流体レベル測定システムの距離センサを示している、図６の入力ステーションの背面斜視図である。

図８は、例示的な実施形態において、図１の自動システムを用いてサンプル容器のリムに対する流体レベルを決定する方法を描写する図である。

図９は、例示的な実施形態において、図１の自動システムを用いてサンプル容器のリムに対する流体レベルを決定するためのアルゴリズムを描写する図である。

図１０は、別の例示的な実施形態において、図１の自動システムを用いてサンプル容器のリムに対する流体レベルを決定するためのアルゴリズムを描写する図である。

別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語、表記法、およびその他の科学用語または専門用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で参照されるすべての特許、出願、公開された出願および他の刊行物は、参照によりその全体が組み込まれる。本開示に記載の定義がこれらの参考文献の定義に反するか、そうでなければ矛盾する場合、本開示に記載の定義は、参照により本明細書に組み込まれる定義に優先する。本明細書に記載または参照された参考文献はいずれも、本開示に対する先行技術であるとは認められていない。

本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「さらなる実施形態」、「例示的な実施形態」、「いくつかの局面」、「さらなる局面」、「局面」などへの言及は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、すべての実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、または特性を含むとは限らない。そのうえ、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を指しているわけではない。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場合、そのような特徴、構造、または特性は、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連した記載でもある。本明細書で使用される「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。

本明細書で用いられる場合、「サンプル」という用語は、目的の分析物を少なくとも１つ含む疑いのある任意の物質を指す。目的の分析物は、例えば、核酸、タンパク質、プリオン、化学物質などであり得る。物質は、動物、工業プロセス、環境、水源、食品、または固体表面（例えば、医療施設の表面）を含む任意のソースに由来し得る。動物から得られる物質は、例えば、スワブまたは他の集合デバイスを用いて得られた、血液または血液製剤、尿、粘液、痰、唾液、精液、涙、膿、大便、鼻咽頭または尿生殖器の試料、および他の体液または材料を含み得る。「サンプル」という用語は、本来の形態または処理の任意の段階の試料を意味すると理解される。

本明細書で用いられる場合、「容器」という用語は、例えば、サンプルまたは別の流体（本明細書ではまとめて流体と呼ぶ）を含むように構成された、管、バイアル、キュベット、カートリッジ、マイクロタイタープレートなどを含む、任意のタイプの流体コンテナを指す。例示的な容器の非限定的な例は、例えば、Ａｐｔｉｍａ（登録商標）尿検体輸送チューブ、Ａｐｔｉｍａ（登録商標）検体移送チューブ、ＢＤ Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）などを含む。

本明細書で用いられる場合、「グリッパーロボット」という用語は、容器をＸ、Ｙ、および／またはＺ方向に移動させる、ピックアンドプレイスデバイスなどの電気機械デバイスを指す。

本明細書で用いられる場合、「コンベヤ」という用語は、規定された経路に沿ってある場所から別の場所に物品（例えば、容器）を輸送するための機械装置を指す。例示的なコンベヤの非限定的な例は、ロボット、ベルト（例えば、移動ベルト、トラック、レール、ベルトなどの上を移動するシャトル／キャリッジ等）、磁気デバイス、ギアシステム、ケーブルシステム、真空システム、車輪付き自動運転車などを含む。

本明細書で用いられる場合、「アッセイ」という用語は、サンプル中の分析物を検出および／または定量化するための手順を指す。分析物を含む、または含むと思われるサンプルは、１つ以上の試薬と接触させられ、分析物が存在するかどうか、またはサンプル中の分析物の量（例えば、質量または濃度）の情報を提供する検出可能な信号を生成することを許容する条件に供される。

本明細書で用いられる場合、「分析器」という用語は、流体サンプル中に存在する疑いのある１つ以上の分析物の存在または非存在を決定するステップを含む、アッセイの１つ以上のステップを実行することが可能な自動化された計器を指す。

本明細書で用いられる場合、「分析物」という用語は、サンプル中に存在する、または存在する疑いがあり、アッセイでの検出の標的となる分子を指す。分析物の典型的なタイプは、核酸、ポリペプチド、およびプリオンなどの生体高分子を含む。

本明細書で用いられる場合、「分子アッセイ」という用語は、標的核酸などの標的分子を特異的に検出および／または定量化するための手順を指す。標的分子を含む、または含むと疑われるサンプルは、標的分子に特異的な少なくとも１つの試薬を含む１つ以上の試薬と接触させられ、標的分子が存在するかどうかについての情報を提供する検出可能な信号を生成することを許容する条件に供される。例えば、分子アッセイがポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）の場合、試薬は、標的に特異的なプライマーを含み、検出可能な信号の生成は、標的の存在下にてプライマーによって生成されたアンプリコンにハイブリダイズする標識プローブを提供することによって、少なくとも部分的に達成されることができる。あるいは、試薬は、二本鎖核酸の形成を検出するための挿入色素を含むことができる。

本明細書で用いられる場合、「試薬」という用語は、サンプル材料およびアッセイの生成物以外の、分子アッセイに関与する任意の物質またはその組み合わせを指す。例示的な試薬は、ヌクレオチド、酵素、プライマー、プローブ、および塩を含む。

図１は、サンプル容器１０４に含まれる流体サンプル１０２（図２を参照）を処理するための自動システム１００の概略図を示す。この例示的な実施形態では、自動システム１００は、複数のサンプル容器１０４を処理するように構成されている。自動システム１００は、複数のステーション１０６を含み、それらは、入力ステーション１０６ａ、出力ステーション１０６ｂ、デキャッピングステーション１０６ｃ、サンプル調製ステーション１０６ｄ、１つ以上の分析器ステーション１０６ｅ（２つの分析器ステーション１０６ｅが示されているが、自動システム１００では、１台のみを含む任意の適切な数の分析器ステーション１０６ｅが採用され得る）、キャッピングステーション１０６ｇ、および保管ステーション１０６ｈを含む。自動システム１００は、各タイプのステーション１０６を２つ以上有することを含め、システム１００の意図された使用に適した任意の異なる数およびタイプのステーション１０６を有し得る。自動システム１００はまた、自動コンベヤシステム１０８を含み、該自動コンベヤシステムは、ステーション１０６のそれぞれを接続し、ステーション１０６間にてサンプル容器１０４を輸送するように構成されている。例示的なコンベヤシステムは、米国特許第９，７６６，２５８号および第９，７７６，８１１号に記載されているものを含む。

示される実施形態において、自動システム１００は、サンプル容器１０４としてサンプル管１０４（例えば、試験管）を利用するように構成されている。例示的なサンプル管１０４が図２Ａおよび２Ｂに示されている。サンプル管１０４は、閉鎖底部１１０と、閉鎖底部１１０からリム１１４まで延びる円筒形の容器壁１１２とを有する円筒形の管である。リム１１４は、サンプル管１０４の開放頂部１１６を規定する。サンプル管１０４は、ねじ山を有するキャップ１０７を連結させるためのねじ付き最上部１０９を有し得る。サンプル容器１０４は、閉鎖底部と開放頂部を規定するリムとを有する任意の適切な流体サンプル容器であり得る。例えば、サンプル容器１０４は、適切な形状およびサイズを有する任意の他の適切な流体容器であり得る。サンプル管１０４は、頂面１０３を有する流体サンプル１０２を含める。

自動システム１００は、サンプル容器ホルダ１１８を利用して、サンプル容器１０４を保持し、システム１００の周りに輸送する。図３は、例示的なサンプル容器ホルダ１１８を示している。サンプル容器ホルダ１１８は、円筒形の基部１２２を有するほぼ円筒形のパック１２０の形態である。例示的なパックは、米国仮出願第６２／８９１，７２８号および米国特許出願第１７／００３，７５４号に記載されている。パック１２０の基部１２２は、サンプル容器１０４の閉鎖底部１１０を据えさせる凹部１２５を有する。基部１２２はまた、コンベヤトラック１１９の一対の対向するレールを受け、それに沿ってスライドするように構成された１つ以上の溝１２３を有し得る。パック１２０はまた、サンプル容器１０４を垂直配向に支持するように構成された、基部１２２から上方に延びる複数のフィンガ１２４を有する。フィンガ１２４は、サンプル容器１０４の円筒形状に一致するように円形パターンで配列されている。フィンガ１２４は、リム１１４を含むサンプル容器１０４の上部１２６がフィンガ１２４の上にあり露出するように、サンプル容器１０４のリム１１４の下の点まで延在する。フィンガ１２４の最上部１２８は、上部から内向きに先細りになっていることにより、パック１２０のフィンガ１２４間にサンプル容器１０４を挿入する際にガイドを提供する。先細りの最上部１２８はまた、サンプル容器１０４がサンプル容器ホルダ１１８に挿入されるときにフィンガ１２４の撓みを促進する。入力ステーション１０６ａは、サンプル容器取り扱いシステム１３０ａを有し、該サンプル容器取り扱いシステムは、複数のサンプル容器１０４を支持するサンプル容器ラック１１１からサンプル容器１０４を取り出し、それらをそれぞれのサンプル容器ホルダ１１８に移送するように構成されている。

自動システム１００は、コンピュータ化されたコントローラ１０５を有しており、該コントローラは、例えば、サンプル容器１０４内の流体サンプル１０２のレベルの決定、サンプル容器１０４を隔離するかどうかの決定、および／または流体サンプル１０２に対する１つ以上の分析手順の実行を含む、サンプル容器１０４に含まれる流体サンプル１０２の処理に関与する構成要素を統合および調整するために、構成要素のそれぞれの動作を制御する。コントローラ１０５は、メインコントローラ１０５ｉおよび１つ以上のサブシステムコントローラを含み得る。例えば、各ステーション１０６は、それぞれのステーション１０６の制御ならびにメインコントローラ１０５ｉおよび他のサブシステムコントローラ１０５との調整のための対応するサブシステムコントローラ１０５を有し得る。故に、入力ステーション１０６ａは入力ステーションコントローラ１０５ａを有し、出力ステーション１０６ｂは出力ステーションコントローラ１０５ｂを有し、デキャッピングステーション１０６ｃはデキャッピングステーションコントローラ１０５ｃを有し、サンプル調製ステーション１０６ｄはサンプル調製ステーションコントローラ１０５ｄを有し、第１分析器ステーション１０６ｅは第１分析器ステーションコントローラ１０５ｅ１を有し、第２分析器ステーション１０６ｅは第２分析器ステーションコントローラ１０５ｅ２を有し、キャッピングステーション１０６ｇはキャッピングステーションコントローラ１０５ｇを有し、保管ステーションは保管ステーションコントローラ１０５ｈを有し、コンベヤシステム１０８はコンベヤコントローラ１０５ｊを有する。メインコントローラ１０５ｉは、サンプル１０２ごとに高レベルの経路指定ロジックに対処するように構成され得る。換言すれば、それは、ステーション１０６ａ、ステーション１０６ｃ、少なくとも１つのステーション１０６ｅ、ステーション１０６ｇ、およびステーション１０６ｈを含む経路など、システム１００を通る経路またはワークフローを指示するだけであり得る。コンベヤコントローラ１０５ｊは、メインコントローラ１０５ｉによって指示されるように各流体サンプル１０２（およびそれぞれの流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４）をすべてのステーション１０６に物理的に経路指定する方法に関するすべての詳細を管理するように構成され得る。ステーション１０６内の個々のコントローラ１０５は、最低レベルにあり、センサ、モータ、およびアクチュエータなどを含む、それぞれのステーションのすべての構成要素を監視および制御する。

ステーション１０６およびコンベヤシステム１０８は、サンプル容器ホルダ１１８、およびサンプル容器ホルダ１１８に受け入れられたサンプル容器１０４（載荷済サンプル容器ホルダ１１８と総称される）を、取り扱い、かつ自動システム１００の周りで輸送するように構成されている。コンベヤシステム１０８は、自動システム１００のステーション１０６間において、載荷済サンプル容器ホルダ１１８を輸送する。自動コンベヤシステム１０８は、コンベヤコントローラ１０５ｊによって制御される。

コンベヤシステム１０８は、規定された経路に沿ったステーション１０６間において、載荷済サンプル容器ホルダ１１８を搬送するか、または輸送を容易にするための任意の装置であり得る。示される実施形態において、コンベヤシステム１０８は、コンベヤトラック１１９と、コンベヤコントローラ１０５ｊとを含む。コンベヤシステム１０８は、コンベヤトラック１１９を用い、該コンベヤトラックは、メインコンベヤライン１８４と、各ステーション１０６にそれぞれ関連する複数の分岐ライン１８２と、戻りライン１８４ａ、１８４ｂを含む１つ以上の再循環ループとを含む。コンベヤシステム１０８は、ステーション１０６間にて載荷済サンプル容器ホルダ１１８を制御可能に輸送するための、ロボット、ベルト（例えば、移動ベルト、トラック、レールなどの上を移動するシャトル／キャリッジ等）、磁気デバイス、ギアシステム、 ケーブルシステム、真空システム、車輪付き自動運転車、または他のシステムなどの、任意の他の適切なコンベヤから形成され得る。

メインコンベヤライン１８４は、自動システム１００の異なるステーション１０６間において載荷済サンプル容器ホルダ１１８を輸送するための一次ラインとして機能する。示される実施形態において、メインコンベヤライン１８４は、載荷済サンプル容器ホルダ１１８の一方向移動を容易にする閉じた幾何学的形状（例えば、長方形）を有する。代替的な実施形態において、メインコンベヤライン１８４は、直線的および／または双方向であり得る。

分岐ライン１８２のそれぞれは、特定のステーション１０６にて処理される１つ以上の載荷済サンプル容器ホルダ１１８を受け取り、待ち行列に入れるためのバッファ待ち行列として使用されることができる。戻りライン１８４ａ、１８４ｂは、載荷済サンプル容器ホルダ１１８がステーション１０６のうちの１つ以上へのアクセスを待機している間、該載荷済サンプル容器ホルダが循環することを可能にする、閉じた内側ループを形成する。例えば、ステーション１０６の分岐ライン１８２が載荷済サンプル容器ホルダ１１８で満載の待ち行列を有する場合、そのようなステーション１０６で処理されるのを待っている載荷済サンプル容器ホルダ１１８は、分岐ライン１８２の待ち行列が利用可能なスペースを有するまで、内側ループ１８４ａまたは１８４ｂ上を循環され得る。

コンベヤコントローラ１０５ｊは、自動システム１００のステーション１０６間での載荷済サンプル容器ホルダ１１８の輸送などの、コンベヤシステム１０８の機能を制御するように構成されている。メインコントローラ１０５ｉは、コンベヤコントローラ１０５ｊと通信し、各サンプル容器ホルダ１１８が経路指示される経路上のコンベヤコントローラ１０５ｊに指示し得る。従って、コンベヤコントローラ１０５ｊは、載荷済サンプル容器ホルダ１１８が輸送されるステーション１０６、および載荷済サンプル容器ホルダ１１８によってどのステーション１０６が迂回されるかを制御し得る。コンベヤコントローラ１０５ｊは、個々のステーションコントローラ１０５のそれぞれと直接通信し、各サンプル容器ホルダ１１８のワークフロー経路を管理し得る。

各ステーション１０６は、それぞれのステーション１０６内でサンプル容器ホルダ１１８および／またはサンプル容器１０４を受け取り、取り扱い、移動させるように構成されている。例えば、ステーション１０６の少なくとも一部は、それぞれのステーション１０６内にてサンプル容器ホルダ１１８および／またはサンプル容器１０４を移動および／または操作するための、それぞれのサンプル容器取り扱いシステム１３０を含み得る。容器取り扱いシステム１３０は、ピックアンドプレイスデバイスなどのグリッパーロボット、または他のタイプのトランスポータ（複数可）を含み得る。

概して言えば、入力ステーション１０６ａは、流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４を受け取り、自動システム１００上に載荷する働きをする。入力ステーション１０６ａは、容器ラック１１１が載荷され、容器ラック１１１のそれぞれが流体サンプル１０２を含む複数のサンプル容器１０４を支持し、サンプル容器１０４をコンベヤシステム１０８上に載荷するように構成されている。容器ラック１１１は、各ラック１１１につき５０～５００、１０～１００、１０～５０などの任意の適切な数のサンプル容器１０４を保持するように構成され得る。入力ステーション１０６ａは、以下でより詳細に説明される。

各分析器ステーション１０６ｅは、試料の少なくともアリコートに対して分析試験を実行することによって、サンプル容器１０４に含まれる流体サンプル１０２を処理するように構成されている。このような試験は、分子試験（例えば、核酸ベースのアッセイ）、配列決定アッセイ、イムノアッセイ、化学分析などを含み得る。そのような分析器ステーション１０６ｅの非限定的な例は、例えば、マサチューセッツ州マールボロのホロジック社によって販売されているＴＩＧＲＩＳ（登録商標）、ＰＡＮＴＨＥＲ（登録商標）、およびＰＡＮＴＨＥＲ ＦＵＳＩＯＮ（登録商標）システムなどの自動分析器を含む。示される実施形態において、各分析器ステーション１０６ｅは、（コンベヤシステム１０８を用いる）自動ローディングまたはサンプルベイ（図示せず）経由の手動ローディングを介してサンプル容器１０４を受け取るように構成され得る。サンプル容器の自動載荷の例は、米国仮出願第６２／９５１，０１９号に記載されている。

分析器ステーション１０６ｅは、サンプル容器１０４に含まれる流体サンプル１０２に対する分析タスクのより高いスループットを可能にするために、特殊化または冗長化され得る。典型的には、分析器ステーション１０６ｅは、サンプル容器１０４から液体または液化流体サンプル１０２を抽出し、流体サンプル１０２を、キュベット、管、バイアル、マイクロタイタープレートなどの反応器内の試薬と組み合わせるが、その後、該器は、密閉、蓋をする、または他の方法で閉鎖され得る。試料を試薬と組み合わせた後、反応器の内容物は一連の試験条件にさらされる。

サンプル調製ステーション１０６ｄは、分析器ステーション１０６ｅのうちの１つ以上にて試験を行うために、サンプル容器１０４に含まれる流体サンプル１０２を調製するように構成されている。例えば、サンプル調製ステーション１０６ｄは、分析器ステーション１０６のうちの少なくとも１つによって用いられるために流体サンプル１０２の一部をあるタイプのサンプル容器（例えば、サンプル容器１０４とは異なる形状を有する容器）から別のタイプのサンプル容器（例えば、サンプル容器１０４）に移送し、移送された流体サンプル１０２に対して試験を実行するように構成された分取モジュールであり得る。例示的な分取モジュールは、米国特許第９，３３５，３３６号に記載されている。サンプル調製ステーション１０６はまた、分析器ステーション１０６のうちの少なくとも１つで試験するための流体サンプル１０２を調製するために、流体サンプル１０２（またはその一部）を別の容器（例えば、バルク試薬容器）からの試薬と組み合わせ得る。故に、サンプル調製ステーション１０６ｄは、流体サンプル１０２および／または試薬を吸引および分配する１つ以上のピペッタ（図示せず）を含み得る。サンプル調製ステーション１０６ｄの非限定的な例は、マサチューセッツ州マールボロのホロジック社によって販売されているＴＯＭＣＡＴ（登録商標）器具である。

保管ステーション１０６ｈは、サンプル容器１０４、例えば、完成したサンプル容器１０４（すなわち、ワークフローが完了した流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４）、および／または、試験のために十分な数の流体サンプル１０２になるまで低周波で試験される流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４、を自動的に載荷、保管および荷下するように構成されている。保管ステーション１０６ｈは、複数の容器ラック１１１（または複数のサンプル容器１０４を保持するように構成された他の容器ラック）を取り扱い、保管するように構成されている。いくつかのラック１１１は、サンプル容器１０４で容量いっぱいに満たされ得、一方で、他のラックは、保管ステーション１０６ｈに保管される追加のサンプル容器１０４を受け取るための開口部を有し得る。保管ステーション１０６ｈのサンプル容器取り扱いシステム１３０ｈは、サンプル容器１０４を保管するために、コンベヤシステム１０８上のサンプル容器ホルダ１１８から保管システム１０６ｈ内の容器ラック１１１にそのようなサンプル容器１０４を移送するように構成されている。サンプル容器取り扱いシステム１３０ｈはまた、サンプル容器１０４をさらなる処理のためにコンベヤシステム１０８上に載荷するために、保管されたサンプル容器１０４を保管システム１０６内の容器ラック１１１からサンプル容器ホルダ１１８に移送するように構成されている。流体サンプルを処理するための自動システムの他の機能と同様に、例示的な保管ステーションは、２０２０年４月２３日に出願された米国仮出願第６３／０１４，６２４号に開示されている。デキャッピングステーション１０６ｃは、サンプル容器１０４に含まれている流体サンプル１０２を処理する前に、該サンプル容器１０４（一例が図２Ａに示される）からキャップ１０７を取り外すように構成されている。適切なデキャッピングステーションの例は、米国特許第６，３２１，６１９号および第７，１５２，５０４号に記載されている。示される実施形態において、デキャッピングステーション１０６ｃは、サンプル調製ステーション１０６ｄおよび分析器ステーション１０６ｅの前のコンベヤ１０８に沿って置かれている。デキャッピングステーション１０６ｃは、キャップされたサンプル容器１０４から異なるタイプのキャップを取り外すことが可能であり得、いくつかの実施形態では、デキャッピングステーション１０６ｃは、サンプル容器１０４から単一タイプのキャップ１０７のみを取り外すことが可能であり得る。後者の場合、それぞれがキャップされたサンプル容器１０４から異なるタイプのキャップ１０７を取り外すことが可能である、複数のデキャッピングステーション１０６ｃがコンベヤシステム１０８に沿って設けられ得る。加えて、サンプル容器１０４は、穿孔可能なキャップ（図示せず）を有し得、そのようなサンプル容器１０４は、デキャッピングステーション１０６ｃを迂回または通過し、処理のためにサンプル調製ステーション１０６ｄおよび／または分析器ステーション１０６ｅに直接輸送され得る。

キャッピングステーション１０６ｇは、例えば分析器ステーション１０６ｅのサンプル容器１０４から流体サンプルを抽出した後に、キャップ１０７（例えば、交換用キャップまたはストッパ）を開放端サンプル容器１０４に設置するように構成されている。適切なキャッピングステーションの例は、米国特許第６，３２１，６１９号および第７，１５２，５０４号に記載されている。示される実施形態において、キャッピングステーション１０６ｇは、一方の側の分析ステーション１０６ｅと、他方の側の保存ステーション１０６ｈおよび出力ステーション１０６ｂとの間において、コンベヤシステム１０８に沿って置かれている。キャッピングステーション１０６ｇは、異なるタイプのキャップ１０７を開放端サンプル容器１０４に設置することが可能であり得、いくつかの実施形態では、キャッピングステーション１０６ｇは、単一タイプのキャップ１０７のみを開放端サンプル容器１０４に結合させることが可能であり得る。後者の場合、それぞれが異なるタイプのキャップ１０７を開放端サンプル容器１０４に設置することが可能である、複数のキャッピングステーション１０６ｇがコンベヤシステム１０８に沿って設けられ得る。サンプル容器１０４は穿孔可能なキャップ（図示せず）を有し得、そのようなサンプル容器１０４は、保管ステーション１０６ｈまたは出力ステーション１０６ｂへの途中でキャッピングステーション１０６ｇを迂回または通過し得る。

出力ステーション１０６ｂは、サンプル容器１０４を受け取り、それらをコンベヤシステム１０８から取り除くように構成されている。例えば、サンプル容器１０４は、それらの流体サンプル１０２が自動システム１００上で処理された後、またはサンプル容器１０４が拒否されたために、あるいは他の何らかの理由で、荷下され得る。出力ステーション１０６ｂは、出力ステーション１０６ｂのサンプル容器取り扱いシステム１３０ｂを用いて、コンベヤシステム１０８上のそれぞれのサンプル容器ホルダ１１８からサンプル容器１０４を取り出し、サンプル容器１０４を容器ラック１１１（または他の容器ホルダ）に配設するように構成されている。ラック１１１がサンプル容器１０４で十分に満たされると、ラック１１１は出力ステーション１０６から取り外され得、それによって自動システム１００からサンプル容器１０４が取り除かれる。

図１、４および５を参照して、入力ステーション１０６ａがここでより詳細に説明される。入力ステーション１０６ａは、流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４を自動システム１００に載荷するように構成されている。示される実施形態において、流体サンプル１０２を含むサンプル容器１０４は、複数のサンプル容器１０４を保持するように構成された容器ラック１１１に載荷される。容器ラック１１１は、各ラック１１１につき５０～５００、１０～１００、１０～５０などの任意の適切な数のサンプル容器１０４を保持するように構成され得る。容器ラック１１１は、入力ステーション１０６ａに載荷される（例えば、手動で、またはロボットシステムを使用して。図示せず）。入力ステーション１０６ａは、入力ステーション１０６ａの動作を制御する入力ステーションコントローラ１０５ａを有する。サンプル容器１０４が入力ステーション１０６ａの容器ラック１１１から取り出されると、サンプル容器検出器システム１３４のサンプル容器ホルダ１１８に挿入される。サンプル容器は、サンプル容器１０４のサンプル容器特性を決定するように特徴付けられており、該サンプル容器特性は、サンプル容器データを生成するために使用される。例えば、入力ステーション１０６ａは、サンプル容器の高さ、形状、直径、底部プロファイル、ヘッドスペース（キャップされていない場合）、およびバーコードＩＤを決定し得る。サンプル容器データは、コンベヤコントローラ１０５ｊに送信され得、コンベヤコントローラ１０５ｊは、指示のためにメインコントローラ１０５ｉまでサンプル容器データを搬送し得る。メインコントローラ１０５ｉは、サンプル容器１０４のためのオープンテストオーダーを決定し、メインコントローラ１０５ｉは、サンプル容器１０４のルーティング指示をコンベヤコントローラ１０５ｊに送信し得る。

入力ステーションコントローラ１０５ａは、コンポーネントのデータ信号を受信し、データ信号を処理し、データ信号に基づいて入力ステーション１０６ａの動作を制御するために、入力ステーション１０６ａのコンポーネントに動作可能に結合される。

入力ステーション１０６ａの入力ステーションサンプル容器取り扱いシステム１３０ａは、サンプル容器１０４を容器ラック１１１から取り外し、各サンプル容器１０４をそれぞれのサンプル容器ホルダ１１８に挿入するように構成されたグリッパーロボット１３１を含む。グリッパーロボット１３１は、サンプル容器１０４を容器ラック１１１から取り出し、それらをサンプル容器ホルダ１１８に挿入するための、ピックアンドプレイスロボットなどの任意の適切なロボットであり得る。

図４～７に示されるように、入力ステーション１０６ａは、サンプル容器１０４の１つ以上の物理的特性を決定するように構成されたサンプル容器検出器システム１３４を有する。サンプル容器検出器システム１３４は、１つ以上の適切な検出器１３６を含み、それら検出器は、好ましくは少なくとも１つの、サブミリ単位の解像能力のある高解像度検出器を含む。少なくとも１つの高解像度検出器１３６は、ワイドレーザー測定センサ（例えば、オムロン（登録商標）社のＺＸ－ＧＴスマートセンサ）、２Ｄレーザープロファイラー、撮像デバイス（例えば、ＣＣＤセンサベースのカメラまたはＣＭＯＳセンサカメラ）、または一点距離測定センサ（例えば、キーエンスの共焦点変位センサＣＬ－３０００シリーズ）であり得る。検出器システム１３４が高解像度検出器１３６を含む場合、高解像度検出器は、光センサ１４０のアレイに加えて、またはその代わりにあり得る。光センサ１４０のアレイとは異なり、高解像度検出器１３６は、サンプル容器１０４の形状を検出するため、またはサンプル容器１０４の寸法を決定するために、用いられ得る。

サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４がサンプル容器ホルダ１１８に挿入される前、またはサンプル容器ホルダ１１８に挿入された後に、サンプル容器１０４の物理的特性を検出するように位置付けおよび構成され得る。例えば、前者の場合、入力ステーション１０６ａのグリッパーロボット１３１は、容器ラックからサンプル容器を回収し、サンプル容器１０４を検出器１３６（複数可）の検出ゾーンに移動させることができ、そして、検出器１３６（複数可）は、サンプル容器１０４の１つ以上の物理的特性を検出するために起動される。後者では、載荷されたサンプル容器ホルダ１１８は検出器１３６（複数可）の検出ゾーン内に移動され、検出器１３６（複数可）が起動されることによりサンプル容器１０４の１つ以上の物理的特性を検出する。図４に示されるように、一実施形態において、検出器１３６は、垂直に整列して配列された光センサ１４０のアレイを含み、サンプル容器１０４は、サンプル容器１０４の高さを検出するために、光センサ１４０のアレイの検出ゾーンに配設される。光センサ１４０ａ、１４０ｂ、および１４０ｃは、エミッタ／レシーバが組み込まれた反射型センサ、反射型光ファイバーセンサなどであり得る。サンプル容器１０４が光センサ１４０のアレイの検出ゾーンに挿入されたときに、光センサ１４０ａ、１４０ｂ、および１４０ｃのどれがサンプル容器１０４の底部分によって遮られるかを決定することによって、サンプル容器検出器システム１３４は、いくつかの異なる予想される高さの中からサンプル容器１０４の高さを決定することができる。

サンプル容器１０４の高さを知ることにより、サンプル容器１０４の対応する容積容量も知ることができる。一例として、３つの異なるサイズのサンプル容器１０４からサンプル容器１０４の容積容量を決定するために、サンプル容器検出器システム１３４は、大型試験管（例えば、１００ｍＬ試験管）、中型試験管（例えば、７５ｍＬ試験管）、および小型試験管（例えば、５０ｍＬ試験管）を区別することができる。これを行うために、サンプル容器検出器システム１３４は、グリッパーロボット１３１がサンプル容器１０４を光センサ１４０のアレイの検出ゾーンに挿入するときに、光センサ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのどれがサンプル容器１０４の底部分によって遮られるかを決定する。第１の光センサ１４０ａのみがサンプル容器１０４の底部分によって遮られる場合、サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４が小型試験管であると決定する。光センサ１４０ａ、１４０ｂがサンプル容器１０４の底部分によって遮られ、かつ光センサ１４０ｃが遮られていない場合、サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４が中型試験管であると判断する。また、３つの光センサ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのすべてがサンプル容器１０４の底部分によって遮られる場合、サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４が大型試験管であると決定する。光センサ１４０のアレイは、任意の所望の数「ｎ」の異なるサイズのサンプル容器１０４のサイズ（すなわち、容積容量）を、ｎ－１個の光センサ１４０を利用することによって、決定するように構成されることができるが、ここで、各サイズのサンプル容器は異なる長さを有する。

ワイドレーザー測定センサが検出器１３６（複数可）として使われるときは、グリッパーロボット１３１は、入力ステーション１０６ａに置かれたサンプル容器ラック１１１からサンプル容器１０４を回収し、サンプル容器１０４をサンプル容器検出器システム１３４の上方の位置に横方向に移動させ、次いでサンプル容器１０４をワイドレーザー測定センサの検出ゾーン内に垂直に下降させる。検出ゾーンにある間、ワイドレーザー測定センサは、サンプル容器１０４の形状を検出し得、かつ／またはその寸法を決定し得る。プロセスは、サンプル容器１０４が撮像デバイス（例えば、カメラ）の視野内に位置付けられ、撮像デバイスがサンプル容器１０４の画像を取得することを除いて、撮像デバイスの場合と同様である。サンプル容器検出器システム１３４は、画像を分析し、次いでサンプル容器１０４の形状および／または寸法を決定し得る。サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４の形状および／または寸法に関する情報を用いて、サンプル容器１０４のタイプ（例えば、５０ｍＬ、７５ｍＬ、または１００ｍＬ管）を決定することができ、それは該管の容積容量の指標である。サンプル容器検出器システム１３４はまた、本明細書に記載されるように、流体サンプル１０２で満たされたサンプル容器１０４の他の特性を決定するために用いられることができる。

単一点距離測定センサの場合、該センサは、サンプル容器１０４に亘って走査が行われ、その直径および／またはその他の特徴を測定する。

サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル管１０４がその開放頂部１１６に固定されたキャップ１０７を有するかどうかを決定することによってキャップの有無を決定するために、１つ以上のキャップ検出器１３５（キャップ検出器１３５は、異なるサイズのサンプル容器１０４に関連するキャップ１０７を検出するように位置付けられる）を含み得る。キャップ検出器１３５は、反射型光ファイバーセンサまたは他の適切なセンサであり得る。サンプル容器検出器システム１３４はまた、サンプル管１０４のキャップ状態を表す出力信号をコントローラ１０５に送るように構成され得る。

サンプル容器検出器システム１３４はまた、サンプル容器１０４上のバーコード、機械読取り可能テキストなどの機械読取り可能表示１３９（図２Ｂを参照）を読み取るように構成されたリーダ１３７を含み得る。代替的に、リーダ１３７は、入力ステーション１０６ａの流体レベル測定システム１４４上に置かれ得る（または別の方法で関連付けられる）。

流体レベル測定システム１４４は、センサから特徴までの距離を測定するように構成された距離センサ１４６を含む。距離センサ１４６は、バウマー・エレクトリック社（８５０１フラウエンフェルド、フンメル通り１７、スイス）から入手可能なシリーズ９超音波センサなどの超音波センサ、レーザーセンサ、または他の適切なセンサであり得る。距離センサ１４６は、ビームコラムネーター（ｂｅａｍ ｃｏｌｕｍｎａｔｏｒ）１４７を有し得、垂直下向きに向けられ、距離センサ１４６から、（サンプル容器１０４の開放端１１６に固定されたキャップを有しないと分かっている、または決定された）サンプル容器１０４のリム１１４、流体サンプル１０２の頂面１０３、または他の所望の表面などの表面までの垂直距離を測定する。距離センサ１４６は高精度であり、好ましくは０．３ｍｍ以下の解像度を有し、より好ましくは０．１ｍｍ以下の解像度を有する。この距離センサ１４６はまた高速であり、好ましくは１０ミリ秒以下の応答時間を有し、より好ましくは７ミリ秒以下の応答時間を有し、さらにより好ましくは５ミリ秒以下の応答時間を有する。故に、距離センサ１４６は、距離センサ１４６と測定面との間の距離の一連の個別の測定値を取得するために、距離センサ１４６がサンプル容器１０４に対して制御可能に動かされたとき、またはサンプル容器１０４が距離センサ１４６に対して制御可能に動かされたときに、測定面（すなわち、サンプル容器１０４のリム１１４および流体サンプル１０２の表面１０３）までの距離を定期的に測定することを含め、短期間で多数の測定を行うことが可能である。例えば、一連の測定値は、距離センサ１４６によって、毎秒１０～２０回の測定、毎秒１０～１００回の測定、毎秒少なくとも１０回の測定、または毎秒少なくとも５０回の測定の速度で得られることができる。距離センサ１４６の速い応答時間はまた、距離センサ１４６がサンプル容器１０４に対して２．５ｍｍ／秒から１０ｍｍ／秒の比較的速い速度で動かされることを可能にし、その結果、距離センサ１４６は、１０秒未満、７．５秒未満、または５秒未満などで、リム１１４および流体表面１０３までの距離の一連の測定値を迅速に得ることができる。

距離センサ１４６がサンプル容器１０４上を横方向に動かされるとき、またはサンプル容器１０４が距離センサ１４６に対して横方向に動かされるときに、距離センサ１４６を特定の場所で停止させることによっても、測定値は取得され得る。特定の場所ごとに、いくつかの距離測定値が取得され、平均化される。このプロセスは、ヘッドスペース１１７を計算するのに十分な、サンプル容器１０４および流体表面１０３のすべてまたは任意の部分を走査する（例えば、半分のプロファイルを取得する）ことによって実行され得る。

流体レベル測定システム１４４は、距離センサ１４６に動作可能に結合されたセンサインターフェース１４８も含む。センサインターフェース１４８は、表面距離測定値の表現を入力ステーションコントローラ１０５ａに通信するためのデジタルまたはアナログインターフェースであり得る。距離センサ１４６および／またはセンサインターフェース１４８は、入力ステーションコントローラ１０５ａおよび／またはメインコントローラ１０５ｉによって受信される距離測定値を表す出力信号を提供する。出力信号は、デジタル表現またはアナログ表現であり得る。

図１、４および５の実施形態において、入力ステーションコントローラ１０５ａは、サンプル容器１０４（および／または対応するサンプル容器ホルダ１１８）が静止している間に、距離センサ１４６を制御可能に動かすように構成されている。この実施形態では、距離センサ１４６は、水平リニアトランスレータ１５０によって支持されている。水平リニアトランスレータ１５０は、リニアステージであり得るが、該リニアステージは、静止しているサンプル容器１０４に対して距離センサ１４６を制御可能に動かし、ステージ１５０の水平位置を表す水平ステージ位置信号を提供するものである。従って、距離センサ１４６の水平位置は、水平ステージ位置信号から決定され得る。水平リニアトランスレータ１５０は、入力ステーションコントローラ１０５ａに動作可能に結合されるが、該入力ステーションコントローラは、水平リニアトランスレータ１５０を制御可能に作動させ、水平ステージ位置信号を受信するものである。入力ステーションコントローラ１０５ａは、水平ステージ位置信号を処理して、距離センサ１４６の水平位置を決定するように構成されている。

サンプル容器１０４および流体サンプル１０２の測定走査を実行するために、サンプル容器１０４を正確に位置付けおよび配向するために、流体レベル測定システム１４４はまた、サンプル容器１０４を掴みサンプル容器１０４を測定位置の中心に置くように構成された容器クランプ１５２を含み得る。容器クランプ１５２は、サンプル容器１０４の中心を、距離センサ１４６と水平リニアトランスレータ１５０との走査軸１５４上に位置付ける。これは、距離センサ１４６がサンプル容器１０４の中心に沿ってサンプル容器１０４を一貫して測定することを保証する。例えば、サンプル管１０４の場合、図２Ａ～２Ｂに示されるように、距離センサ１４６は、各サンプル管１０４の直径に沿って走査する。容器クランプ１５２は、サンプル容器１０４の中心軸１５７が測定走査中にほぼ垂直になるように、サンプル容器１０４を垂直に向けるように構成されている。それにもかかわらず、容器クランプ１５２がサンプル容器１０４を不適切に掴んだ場合（または掴まなかった場合）には、サンプル容器１０４がサンプル容器ホルダ１１８内に受け入れられるときに、サンプル容器１０４が垂直に対してある角度で傾く可能性がある。この可能性のために、本明細書中に説明されるように、（ｉ）リム１１４に対する流体サンプル１０２のレベルを決定し、および／または（ｉｉ）サンプル容器１０４の傾斜角を決定するために、距離センサ１４６を用いて測定走査が実行され得る。

入力ステーションコントローラ１０５ａは、水平リニアトランスレータ１５０を動作させて、リム１１４を含むサンプル容器１０４の１つ以上の表面および流体サンプル１０２の頂面１０３の上の走査軸１５４に沿って距離センサ１４６を位置付けおよび移動させるように構成されている。距離センサ１４６が移動されるにつれて、コントローラは、距離センサ１４６の位置を表す水平ステージ位置信号を受信する。同時に、入力ステーションコントローラ１０５ａは、距離センサ１４６を動作させて、距離センサ１４６と、サンプル容器１０４の１つ以上の表面、および流体サンプル１０２の頂面１０３との間の一連の個別の測定値を取得する。距離センサ１４６および／またはセンサインターフェース１４８は、一連の個別の測定値を表す出力信号を出力する。入力ステーションコントローラ１０５ａは、水平ステージ位置信号および出力信号を受信および処理して、本明細書でさらに説明するように、サンプル容器１０４のリム１１４に対する流体サンプル１０２のレベルを決定する。

距離センサ１４６はまた、垂直リニアトランスレータステージ１５６によって支持され得、該垂直リニアトランスレータステージは、ステージモータ１５５によって動作されて距離センサ１４６をサンプル容器１０４に対して垂直に移動させる。垂直リニアトランスレータ１５６は、距離センサ１４６が距離センサ１４６の距離測定範囲内に位置付けられるように、距離センサ１４６の位置を調整する。例えば、距離センサ１４６は、該距離センサが距離を測定できる、またはより正確である測定面からの距離に制限を有する場合がある。一例として、バウマー・エレクトリック社から入手可能なシリーズ９超音波センサは、約３ｍｍから約１５０ｍｍまでの測定範囲を有する。垂直リニアトランスレータ１５６はまた、距離センサ１４６を固定サンプル容器１０４に対して垂直に制御可能に動かし、ステージの垂直位置を表す垂直ステージ位置信号を提供する、リニアステージであり得る。従って、距離センサ１４６の垂直位置は、垂直ステージ位置信号から決定され得る。垂直リニアトランスレータ１５６は、垂直リニアトランスレータ１５６を制御可能に作動させるコントローラ１０５ａに動作可能に結合される。

よって、垂直リニアトランスレータ１５６は、距離センサ１４６の垂直位置をサンプル容器１０４のリム１１４からの所定の距離に調整することによって、自動システム１００が異なるサイズのサンプル容器１０４に適応することを可能にしている。本明細書に記載されるように、サンプル容器検出器システム１３４は、サンプル容器１０４のタイプ、サイズおよび／または形状を決定することができる。システム１００が、測定されるサンプル容器１０４の特性を決定すると、垂直リニアトランスレータ１５６は、距離センサ１４６の垂直位置を所定の位置に調整するように動作され得るが、該所定の位置は、サンプル容器１０４のリム１１４、ならびに流体サンプル１０２の予想される表面１０３の、距離センサによる測定範囲内に、距離センサ１４６を垂直に位置付ける。１００ｍｍおよび７５ｍｍの高さを有するサンプル管１０４に関する上記の例において、例えば、垂直リニアトランスレータは、１００ｍｍサンプル管よりも７５ｍｍサンプル管に対して距離センサ１４６を下げて位置付けるように調整され、それは、サンプル容器１０４の底部１１０が、それぞれのサンプル容器ホルダ１１８の凹部１２４内の同じ位置（すなわち、コンベヤトラック１１９に対する高さ）に据えられているからである。

代替的に、距離センサ１４６は、サンプル容器１０４に対して固定された水平位置に取り付けられ得、サンプル容器１０４は、一連の距離測定値を得るために距離センサ１４６に対して移動される。例えば、サンプル容器１０４はコンベヤシステム１０８上に位置付けられ得、コンベヤシステム１０８は、距離センサ１４６が一連の距離測定値を取得する間に、サンプルコンベヤを固定された距離センサ１４６に対して移動させる。

サンプル容器検出器システム１３４は、入力ステーションコントローラ１０５ａと通信しており、サンプル容器１０４の物理的特性を表す出力信号を入力ステーションコントローラ１０５ａに送る。

入力ステーションコントローラ１０５ａは、流体レベル測定システム１４４からの距離測定値を表す出力信号を受信および処理し、リム１１４に対するサンプル容器１０４内の流体１０２のレベルを決定するように構成されている。示される実施形態では、入力ステーションコントローラ１０５ａが流体レベル測定システム１４４の出力信号を受信および処理するが、メインコントローラ１０５ｉなどの別のコントローラ１０５がそれらを行うように構成されてもよい。入力ステーションコントローラ１０５ａは、距離測定の出力信号を分析してリム１１４に対する流体１０２のレベルを決定するための流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８を有する。本明細書で言及される距離測定値のそれぞれは、距離センサ１４６によって測定され、距離センサ１４６は、測定された特徴と距離センサ１４６との間の距離を表す出力信号を提供する。

一実施形態において、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８は、流体１０２の頂面１０３までの距離測定値（「流体測定値」と呼ばれる）と、サンプル容器１０４のリム１１４までの距離測定値（「リム測定値」と呼ばれる）との差によって、リム１１４に対する流体レベルを決定するように構成されている。

図８を参照すると、別の実施形態では、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８は、複数の流体測定値の平均および複数のリム測定値の平均を用いて、リム１１４に対する流体レベルを決定するように構成されている。本明細書に記載されるように、自動システム１００は、距離センサ１４６が、該センサ１４６と（ｉ）サンプル容器１０４の１つ以上の表面、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体１０２の表面１０３との間の距離を定期的に測定する間に距離センサ１４６またはサンプル容器１０４の少なくとも一方を他方に対して制御可能に移動させることにより、（頂面１０３の異なる場所での）複数の流体測定値および（リム１１４の異なる場所での）複数のリム測定値を含む、一連の個別の表面距離測定値を取得するように構成されている。コントローラ１０５ａは、一連の流体測定値およびリム測定値を受信する。また、距離センサ１４６またはサンプル容器１０４が他方に対して動かされている間（または、距離センサ１４６およびサンプル容器１０４の両方が相互に対して移動している間）、かつ一連の個別の測定値が取られている間に、コントローラ１０５ａは、距離センサ１４６の水平ステージ位置信号および出力信号を受信している。コントローラ１０５ａは、コントローラ１０５が測定値の距離測定プロファイル１６０を生成できるように、各距離測定値をセンサ位置に関連付ける。図８は、距離測定値対測定位置をプロットする例示的な距離測定プロファイル１６０を示す。図８に示されるように、距離センサ１４６は、サンプル容器１０４の開放頂部１１６の左側の位置から走査を開始し、プロファイル１６０の左側に示される複数の測定値１６２を取っていく。距離センサ１４６がサンプル容器１０４に対して右に移動するにつれて（距離センサ１４６が移動する方向は重要ではない）、距離センサ１４６は、リム１１４の第１の側について、複数の第１のリム測定値１６４を取っていく。さらに右に移動しつつ、距離センサ１４６は複数の流体測定値１６６を取っていく。右へと続けて、距離センサ１４６は、リム１１４の第１の側とは反対側のリム１１４の第２の側について、複数の第２のリム測定値１６８を取っていく。

流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８は、第１および第２のリム測定値１６４、１６８の平均および流体測定値１６６の平均を決定することによって、相対流体レベル１１７（相対流体レベル１１７または「ヘッドスペース１１７」とも呼ばれる）を決定するように構成されている。流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８は、流体測定値の平均からリム測定値の平均を差し引いたものとして相対流体レベル１１７を決定する。

図８では、第１のリム測定値１６４は、実際には、リム１１４の第１の側の左側から始まり、リム１１４の第１の側の右側で終わることに留意されたい。同様に、第２のリム測定値１６８は、実際には、リム１１４の第２の側の左側から始まり、リム１１４の第２の側の右側で終わる。流体測定値１６６は、流体表面１０３の遠くにある左端の右側から始まり、流体表面１０３の遠くにある右端の左側で終わる。測定値１６４、１６８、１６６のデータ点の一部が水平軸に沿ってそれぞれの表面１１４および１０３の水平軸位置と正確に一致しない理由は、超音波センサが、センサエミッタから直径が大きくなっていく円錐形で伝播する音波を放出するからである。音波の円錐に入っていくいかなる表面も、センサによってオブジェクトとして解釈され、測定のために検出されることになる。従って、図８に示されるように、センサが左からリム１１４の第１および第２の側に近づくと、センサの水平軸位置が実際に第１または第２の側のリム１１４と一致する前に、センサによってリムが検出されることとなり、第１のリム測定値１６４および第２のリム測定値１６８がそれぞれ生成される。センサがリム１１４の第１および第２の側を通り越して右に移動すると、センサの水平軸位置が実際に第１または第２の側のリム１１４と一致した後に、センサによってリムが検出されることとなり、第１のリム測定値１６４および第２のリム測定値１６８がそれぞれ生成され続ける。

流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８はまた、一連の個別の測定値における測定値がリム測定値であるのか、または流体測定値であるのかを識別するように構成され得る。図９は、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８にプログラムされた導関数フィルタリング方法を示している。この方法では、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８は、一連の個別の測定値における測定値の変化率１７０（プロファイル１６０の導関数）を決定する。次に、アプリケーション１５８は、変化率１７０のピーク１７２を識別する。ピーク１７２は、リム１１４のエッジを識別し、その結果、第１のピーク１７２ａと第２のピーク１７２ｂとの間の測定値は、リム１１４の第１の側に関する第１のリム測定値１６４に対応し、第２のピーク１７２ｂと第３のピーク１７２ｃとの間の測定値は流体測定値１６６に対応し、第３のピーク１７２ｃと第４のピーク１７２ｄとの間の測定値は、リム１１４の第２の側への第２のリム測定値に対応する。上述のように、相対流体レベル１１７は、流体測定値１６６の平均とリム測定値１６４、１６８の平均との差である。

相対流体レベル１１７はまた、リム１１４の第１の側またはリム１１４の第２の側のうちの１つだけを測定することによって、より高速な走査およびより少ない測定データを使用して決定され得る。そのような場合、相対流体レベル１１７は、流体測定値１６６の平均から第１のリム測定値１６４の平均を引いたもの、または流体測定値１６６の平均から第２のリム測定値１６８の平均を引いたものである。

図１０は、一連の個別の測定値における測定値がリム測定値であるか流体測定値であるかを決定するための、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８のさらに別のアルゴリズムを示している。このアルゴリズムは、流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８が一連の個別の測定値における測定値の変化率１７０（プロファイル１６０の導関数）を決定するという点で、図９に示されるアルゴリズムと同様である。アルゴリズムは、所定の正の導関数閾値１７４および負の導関数閾値１７６を利用し、そして、どの測定値１６２が正の導関数閾値１７４と負の導関数閾値１７６との間にあるかを決定する。そして、アルゴリズムは、閾値１７４と閾値１７６との間のこれらの測定値のどれが、図９のアルゴリズムと同じ方法で、第１のリム測定値１６４、流体測定値１６６、および第２のリム測定値１６８に対応するかを決定する。換言すれば、第１のピーク１７２ａと第２のピーク１７２ｂとの間の測定値は、閾値１７４と閾値１７６との間にあり、リム１１４の第１の側に関する第１のリム測定値１６４に対応する。第２のピーク１７２ｂと第３のピーク１７２ｃとの間の測定値は、閾値１７４と閾値１７６との間にあり、流体測定値１６６に対応する。また、第３のピーク１７２ｃと第４のピーク１７２ｄとの間の測定値は、閾値１７４と閾値１７６との間にあり、リム１１４の第２の側への第２のリム測定値に対応する。上述のように、相対流体レベル１１７は、流体測定値１６６の平均とリム測定値１６４、１６８の平均との差である。

流体レベルソフトウェアアプリケーション１５８はまた、一連の測定値に基づいて、サンプル容器ホルダ１１８の垂直軸に対するサンプル容器１０４の中心軸１５７の傾斜角を決定するように構成され得る。ある方法では、ソフトウェアアプリケーション１５８は、リム１１４の第１の側の高さとリム１１４の第２の側の高さとの間の差を決定する。換言すれば、ソフトウェアアプリケーション１５８は、（ａ）距離センサ１４６とリム１１４の第１の側との間の距離と、（ｂ）距離センサ１４６とリム１１４の第２の側との間の距離との間の差を決定する。ソフトウェアアプリケーション１５８は、第１のリム測定値１６４の平均および第２のリム測定値１６８の平均値または他の適切な方法論に基づいて、この差を決定し得る。ソフトウェアアプリケーション１５８はまた、上述の方法を使用して、どの測定値が第１のリム測定値１６４であり、どの測定値が第２のリム測定値１６８であるかを決定し得る。サンプル容器１０４の中心軸１５７の傾斜角は、リム１１４の第１の側とリム１１４の第２の側の高さの差、および２つの高さの間の距離（例えば、リム１１４の直径）に基づいて計算されることができる。したがって、一例として、垂直からの中心軸１５７の傾斜角は、ａｒｃ ｃｏｓ［（リムの第１の側とリムの第２の側の高さの差）／（リムの直径）］として計算され得る。

入力ステーションコントローラ１０５ａはさらに、サンプル容器１０４の相対流体レベル１１７が所定の範囲外にあるか、または所定の設定レベルを上回っているかを決定するように構成されている。この文脈における「上回って」という用語は、流体のレベルが、所定の、プログラムされた、または設定されたレベルよりも高いことを意味する。更に、入力ステーションコントローラ１０５ａ、入力ステーション１０６ａ、および／または自動システム１００は、サンプル容器１０４の相対流体レベル１１７が所定のレベル外または所定のレベルを上回っていると決定された場合に、サンプル容器１０４を隔離するように構成され得る。例えば、図４に示されるように、入力ステーション１０６ａは、入力ステーション１０６ａのグリッパーロボット１３１が隔離される必要のあるサンプル容器１０４を配設する隔離エリア１９０を有する。例えば、他のサンプル容器１０４またはシステム１００の構成要素を汚染し得る、サンプル容器１０４からの流体サンプル１０２のこぼれまたは飛散のリスクを低減するために、相対流体レベル１１７の所定の最大レベルが設定され得る（すなわち、最小ヘッドスペース）。入力ステーションコントローラ１０５ａが、サンプル容器１０４の相対流体レベル１１７が最大レベルを上回っていると決定した場合、グリッパーロボット１３１は、サンプル容器１０４を流体測定システム１４４から回収し、入力ステーション１０６ａの隔離エリア１９０に位置付けられた専用のサンプル容器ラック１１１にサンプル容器１０４を配設する。同様に、相対流体レベル１１７の所定の最小レベルが設定されることにより、例えば、自動システム上での処理（例えば、分析器ステーション１０６ｅのうちの１つ以上にて１つ以上のテストの実行）に十分な流体サンプル１０２がサンプル容器１０４内にあることを保証し得る。入力ステーションコントローラ１０５ａが、サンプル容器１０４の相対流体レベル１１７が最小レベルを下回ると決定した場合、サンプル容器１０４は、最大レベルを超える相対流体レベル１１７を有するサンプル容器１０４と同じ方法で、隔離エリア１９０に位置付けられた専用のサンプル容器ラック１１１に移動されることができる。専用のサンプル容器ラック１１１は、入力ステーション１０６ａの隔離エリアからの手動での除去のために位置付けられてもよい。

入力ステーションコントローラ１０６ａはまた、相対流体レベル１１７が所定の範囲内である、または所定のレベルを下回ると決定された場合、自動システム１００上での処理のためにサンプル容器１０４を解放するように構成され得る。例えば、入力ステーションコントローラ１０５ａは、相対流体レベル１１７が相対流体レベル１１７の所定の最大レベルを下回っていると決定した場合、サンプル容器を解放するように構成され得る。

入力ステーションコントローラ１０５ａはまた、傾斜角が複数の傾斜角の所定の範囲外であるか、または所定の傾斜角を上回っていると決定された場合、サンプル容器を隔離するように構成され得る。例えば、入力ステーションコントローラ１０５ａは、傾斜角が２°を超える、５°を超える、または１０°を超えると決定された場合、サンプル容器を隔離するようにプログラムされ得る。

入力ステーションコントローラ１０５ａはまた、傾斜角が複数の傾斜角の所定の範囲内である、または所定の傾斜角を超えると決定された場合、サンプル容器を解放するように構成され得る。例えば、入力ステーションコントローラ１０５ａは、傾斜角が２°未満、５°未満、または１０°未満であると決定された場合、サンプル容器１０４を解放するようにプログラムされ得る。

実施形態

以下の特徴および利点の１つ以上は、本明細書に記載の実施形態によって包含されるか、または達成可能であり得る。

実施形態１．サンプル容器に含まれる流体のレベルを検出するための自動システムであって、サンプル容器は、閉鎖底部と、閉鎖底部からサンプル容器の開放頂部を画定するリムまで延びる容器壁とを有し、システムは、センサであって、センサは、センサとサンプル容器のリムとの間の距離を測定することを含む、センサと（ｉ）サンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離をそれぞれ定期的に測定するためのものであり、センサおよびサンプル容器のうちの少なくとも一方は、他方に対して制御可能に移動可能であることにより、センサが、センサと（ｉ）サンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離の一連の個別の表面距離測定値を取得することが可能である、センサと、コントローラであって、センサに動作可能に結合されており、一連の個別の表面距離測定値のデジタル表現を含むセンサからの出力信号を受信および処理し、それによって、サンプル容器のリムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルを決定するように構成されている、コントローラとを含む、自動システム。

実施形態２．出力信号は、サンプル容器に対するセンサ位置をさらに含み、各センサ位置は、個別の表面距離測定値のうちの１つに関連付けられている、実施形態１に記載のシステム。

実施形態３．センサは、センサをサンプル容器に対して移動させるリニアトランスレータによって支持されている、実施形態１または２に記載のシステム。

実施形態４．センサは、サンプル容器に対して固定して取り付けられている、実施形態１または２に記載のシステム。

実施形態５．センサおよびサンプル容器の一方または両方は、サンプル容器のリムおよび流体の表面にわたって線形走査を実行するように制御可能に移動可能であり、それによって走査中にセンサがリムおよび流体の頂面の異なる場所における測定値を取得することを可能にする、実施形態１に記載のシステム。

実施形態６．線形走査は、センサが測定値を取得する間に連続的な相対運動を利用する、実施形態５に記載のシステム。

実施形態７．線形走査は断続的な相対運動を利用し、センサが測定値を取得するために運動は断続的に停止される、実施形態５に記載のシステム。

実施形態８．センサは、サンプル容器をシステム上に載荷するための入力ステーションに配置されており、入力ステーションは、複数のサンプル容器を保持するように構成された容器ラックと、ラックからサンプル容器を取り出すように構成されたグリッパーロボットとを備える、実施形態１から７のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態９．入力ステーションは、サンプル容器の１つ以上の物理的特性を決定するように構成された検出器システムをさらに備える、実施形態８に記載のシステム。

実施形態１０．サンプル容器の１つ以上の物理的特性は、高さ、直径、形状、およびサンプル容器の上端に固定されたキャップの有無のうちの少なくとも１つを含む、実施形態９に記載のシステム。

実施形態１１．検出器システムは、レーザーおよび撮像デバイスのうちの少なくとも１つを備える、実施形態９または１０に記載のシステム。

実施形態１２．コントローラは、サンプル容器の１つ以上の物理的特性のうちの少なくとも１つおよびサンプル容器内に含まれる流体のレベルに基づいて、サンプル容器内に含まれる流体の体積を決定するようにさらにプログラムされている、実施形態９から１１のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態１３．センサが超音波センサである、実施形態１から１２のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態１４．一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムとの間の複数の距離測定値を含む、センサとサンプル容器の１つ以上の表面との間の複数の距離測定値（リム測定値）、および、（ｉｉ）センサと流体の表面との間の複数の距離測定値（流体測定値）を含む、実施形態１から１３のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態１５．コントローラは、リム測定値の平均および流体測定値の平均に基づいて、リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルを決定するように構成されている、実施形態１４に記載のシステム。

実施形態１６．コントローラは、一連の個別の表面距離測定値におけるどの測定値が、リムの第１部分、流体の頂面、およびリムの第１部分の反対側にあるリムの第２部分のそれぞれに対応するかを決定するように構成されている、実施形態１から１５のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態１７．コントローラは、一連の個別の表面距離測定値におけるどの測定値が、リムの第１部分、流体の頂面、およびリムの第１部分の反対側にあるリムの第２部分のそれぞれに対応するかを、エッジ発見技術を用いて決定するように構成されており、エッジ発見技術は、（ａ）一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率を分析し、変化率のピークに対応する測定値としてリムのエッジを識別し、ピーク間の測定値をリム測定値または流体測定値として識別すること、または、（ｂ）一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率が閾値ウィンドウ内である測定値を識別すること、を含む、実施形態１６に記載のシステム。

実施形態１８．リムで終わる容器壁の上部がサンプル容器ホルダの上に位置するようにサンプル容器を支持するためのサンプル容器ホルダさらに備える、実施形態１から１７のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態１９．サンプル容器ホルダは、サンプル容器の閉鎖底部を据えさせるように構成された凹部を備える、実施形態１８に記載のシステム。

実施形態２０．サンプル容器ホルダがほぼ円筒形のパックであり、凹部がパックの基部に形成されている、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２１．容器ホルダは、パックから上向きに延びる複数のフィンガをさらに備えており、フィンガは、サンプル容器をほぼ垂直の配向に支持するように構成されている、実施形態２０に記載のシステム。

実施形態２２．システムのそれぞれのステーション間においてサンプル容器ホルダを輸送するように構成された自動コンベヤをさらに備える、実施形態１８から２１のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態２３．ステーションのうちの少なくとも１つは、流体を用いた分析手順を実行するように構成された分析器である、実施形態２２に記載のシステム。

実施形態２４．分析手順が分子アッセイである、実施形態２３に記載のシステム。

実施形態２５．センサは、サンプル容器ホルダがコンベヤによって支持されている間に一連の個別の表面距離測定値を取得するように構成されている、実施形態２２から２４のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態２６．コントローラは、出力信号から、サンプル容器ホルダに対するサンプル容器の配向を決定するようにさらにプログラムされている、実施形態１８から２５のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態２７．配向は、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を含む、実施形態２６に記載のシステム。

実施形態２８．一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムの第１部分との間の複数の距離測定値（第１のリム測定値）、および（ｉｉ）センサとリムの第２部分との間の複数の距離測定値（第２のリム測定値）を含み、コントローラは、第１のリム測定値と第２のリム測定値との間の差から、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を決定するようにさらにプログラムされている、実施形態２７に記載のシステム。

実施形態２９．システムは、傾斜角が所定の傾斜角よりも大きい場合に、サンプル容器をサンプル容器ホルダから隔離エリアに輸送するように構成されている、実施形態２７または２８に記載のシステム。

実施形態３０．コントローラは、一連の個別の表面距離測定値における測定値の変化率を分析してリムのエッジに対応する測定値を見つけることによって、個別の表面距離測定値をリム測定値または流体表面測定値のいずれかとして識別するように構成されている、実施形態１４または１５に記載のシステム。

実施形態３１．変化率が閾値を超える場合、変化率はリムのエッジを示す、実施形態３０に記載のシステム。

実施形態３２．システムは、（ｉ）リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲外である、または所定のレベルを上回っていると決定された場合、サンプル容器を隔離エリアに輸送し、（ｉｉ）リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲内である、または所定のレベルを下回っていると決定された場合、流体を用いたアッセイの実行を含む、システム上での後続の処理のためにサンプル容器を解放するように構成されている、実施形態１から３１のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態３３．サンプル容器が試験管である、実施形態１から３２のいずれか１つに記載のシステム。

実施形態３４．サンプル容器に含まれる流体のレベルを検出するための方法であって、サンプル容器は、閉鎖底部と、閉鎖底部からサンプル容器の開放頂部を画定するリムまで延びる容器壁とを有し、方法は、センサおよびサンプル容器ホルダのうちの少なくとも一方を他方に対して移動させながら、（ａ）センサとサンプル容器のリムとの間の距離を測定することを含む、センサと（ｉ）サンプル容器ホルダによって支持されているサンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離をそれぞれ定期的に測定することであって、（ｉ）センサとサンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）センサとサンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離の一連の個別の表面距離測定値を取得することと、（ｂ）一連の個別の表面距離測定値のデジタル表現を含むセンサからの出力信号を処理することによって、サンプル容器のリムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルを決定することとを含む、方法。

実施形態３５．センサは、一連の個別の表面距離測定値を取得するために、センサをサンプル容器に対して移動させるリニアトランスレータに取り付けられている、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３６．センサはサンプル容器に対して固定して取り付けられており、サンプル容器は、ステップ（ａ）の間にセンサに対して移動する、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３７．（ｃ）ステップ（ａ）の前に、サンプル容器をサンプル容器ホルダに挿入することであって、サンプル容器ホルダは、サンプル容器をほぼ直立の配向に支持するように構成されており、それによって、リムで終わる容器壁の上部がサンプル容器ホルダの上に置かれている、ことをさらに含む、実施形態３４から３６のいずれか１つに記載の方法。

実施形態３８．ステップ（ｃ）は、サンプル容器ホルダの凹部にサンプル容器の閉鎖底部を据えることを含む、実施形態３７に記載の方法。

実施形態３９．サンプル容器ホルダは、ほぼ円筒形のパックであり、凹部はパックの基部に形成される、実施形態３７に記載の方法。

実施形態４０．容器ホルダは、パックから上向きに延びる複数のフィンガをさらに含み、フィンガは、サンプル容器をほぼ垂直の配向に支持するように構成されている、実施形態３９に記載の方法。

実施形態４１．サンプル容器ホルダは、ステップ（ａ）の間、自動コンベヤ上に位置付けられており、コンベヤは、サンプル処理システムのそれぞれのステーション間においてサンプル容器ホルダを輸送するように構成されている、実施形態３７から４０のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４２．ステーションのうちの少なくとも１つは分析器である、実施形態４１に記載の方法。

実施形態４３．分析器は、流体を用いた分子アッセイを実行するように構成されている、実施形態４２に記載の方法。

実施形態４４．ステップ（ｃ）の前に、サンプル容器を、複数のサンプル容器を保持するように構成された容器ラックにおけるサンプル処理システムの入力ステーションに載荷することをさらに含む、実施形態３７から４３のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４５．グリッパーロボットを用いてサンプル容器ラックからサンプル容器を除去することと、グリッパーロボットを用いてステップ（ｃ）を実行することとをさらに含む、実施形態４４に記載の方法。

実施形態４６．センサは、入力ステーションに配置されている、実施形態４４または４５に記載の方法。

実施形態４７．センサは超音波センサである、実施形態３４から４６のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４８．ステップ（ａ）の前に、サンプル容器の１つ以上の物理的特性を決定することをさらに含む、実施形態３４から４７のいずれか１つに記載の方法。

実施形態４９．サンプル容器の１つ以上の物理的特性は、高さ、直径、形状、およびサンプル容器の上端に固定されたキャップの有無のうちの少なくとも１つを含む、実施形態４８に記載の方法。

実施形態５０．１つ以上の物理的特性は、レーザーおよび撮像デバイスのうちの少なくとも１つを用いて決定される、実施形態４８または４９に記載の方法。

実施形態５１．出力信号を処理することは、サンプル容器の１つ以上の物理的特性およびサンプル容器内に含まれる流体のレベルに基づいて、サンプル容器内に含まれる流体の体積を決定することをさらに含む、実施形態４９または５０に記載の方法。

実施形態５２．サンプル容器が一連の個別の表面距離測定値を取得するための場所にある間に、サンプル容器上の機械読み取り可能な標識を読み取ることをさらに含む、実施形態３４から５１のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５３．サンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲外である、または所定のレベルを上回っていると決定された場合に、サンプル容器を隔離エリアに輸送することをさらに含む、実施形態３４から５２のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５４．サンプル容器内に含まれる流体のレベルが所定の範囲内である、または所定のレベルを下回っていると決定された場合に、処理のためにサンプル容器を解放することをさらに含む、実施形態３４から５２のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５５．ステップ（ａ）の間に、センサを支持する垂直トランスレータを用いてセンサの垂直位置を調整し、サンプル容器のリムから所定の測定範囲内にセンサを位置付けることをさらに含む、実施形態３４から５４のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５６．一連の個別の表面距離測定値は、センサによって毎秒１０～２０回の測定速度で取得される、実施形態３４から５５のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５７．一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムとの間の複数の距離測定値を含む、センサとサンプル容器の１つ以上の表面との間の複数の距離測定値（リム測定値）、および、（ｉｉ）センサと流体の表面との間の複数の距離測定値（流体測定値）を含む、実施形態３４から５６のいずれか１つに記載の方法。

実施形態５８．ステップ（ｂ）は、リム測定値の平均および流体測定値の平均に基づいて、リムに対するサンプル容器内に含まれる流体のレベルを決定することを含む、実施形態５７に記載の方法。

実施形態５９．出力信号を処理することにより、一連の個別の表面距離測定値におけるどの測定値が、リムの第１部分、流体の頂面、およびリムの第１部分の反対側にあるリムの第２部分のそれぞれに対応するかを、（ａ）一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率を分析し、変化率のピークに対応する測定値としてリムのエッジを識別し、ピーク間の測定値をリム測定値または流体測定値として識別すること、または、（ｂ）一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率が閾値ウィンドウ内である測定値を識別することによって決定することをさらに含む、実施形態３４から５８のいずれか１つに記載の方法。

実施形態６０．出力信号から、サンプル容器ホルダに対するサンプル容器の配向を決定することをさらに含む、実施形態３７から４６のいずれか１つに記載の方法。

実施形態６１．配向は、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を含む、実施形態６０に記載の方法。

実施形態６２．一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）センサとリムの第１部分との間の複数の距離測定値（第１のリム測定値）、および（ｉｉ）センサとリムの第２部分との間の複数の距離測定値（第２のリム測定値）を含み、方法は、第１のリム測定値と第２のリム測定値との間の差から、サンプル容器ホルダの垂直軸に対するサンプル容器の傾斜角を決定することをさらに含む、実施形態６１に記載の方法。

実施形態６３．傾斜角が所定の傾斜角よりも大きい場合に、サンプル容器をサンプル容器ホルダから隔離エリアに輸送することをさらに含む、実施形態６１または６２に記載の方法。

実施形態６４．ステップ（ｂ）の後にサンプル容器を分析器に輸送すること、サンプル容器から流体のアリコートを取り出し該アリコートを分析器内に含まれる反応容器に移送すること、および流体のアリコートを用いて分析手順を実行することをさらに含む、実施形態３４から６３のいずれか１つに記載の方法。

実施形態６５．分析手順は、分子アッセイである、実施形態６４に記載の方法。

実施形態６６．サンプル容器はサンプル管である、実施形態３４から６５のいずれか１つに記載の方法。

特定の実施形態を示して説明してきたが、上記の説明は、これらの実施形態の範囲を限定することを意図していない。本開示の多くの局面の実施形態および変形が開示され、本明細書に記載されているが、そのような開示は、説明および例示のみを目的として提供される。よって、特許請求の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および修正がなされ得る。例えば、実施形態に記載された構成要素のすべてが必要なわけではなく、開示は、記載された構成要素の任意の適切な組み合わせを含み得、開示の構成要素の全体的な形状および相対的なサイズは変更され得る。したがって、実施形態は、特許請求の範囲内に入り得る代替物、修正物、および均等物を例示することを意図している。本開示は、故に、以下の請求項およびそれらの均等物を除いて限定されるべきではない。

Claims (33)

1. サンプル容器に含まれる流体のレベルを検出するための自動システムであって、該サンプル容器は、閉鎖底部と、該閉鎖底部から該サンプル容器の開放頂部を画定するリムまで延びる容器壁とを有し、該システムは、
   センサであって、該センサは、該センサと該サンプル容器の該リムとの間の距離を測定することを含む、該センサと（ｉ）該サンプル容器の１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）該サンプル容器内に含まれる流体の表面との間の距離をそれぞれ定期的に測定するためのものであり、該センサおよび該サンプル容器のうちの少なくとも一方は、他方に対して制御可能に移動可能であることにより、該センサが、該センサと（ｉ）該サンプル容器の該１つ以上の表面との間、および（ｉｉ）該サンプル容器内に含まれる該流体の該表面との間の距離の一連の個別の表面距離測定値を取得することが可能である、センサと、
   コントローラであって、該センサに動作可能に結合されており、該一連の個別の表面距離測定値のデジタル表現を含む該センサからの出力信号を受信および処理し、それによって、該サンプル容器の該リムに対する該サンプル容器内に含まれる該流体のレベルを決定するように構成されている、コントローラと
   を含む、自動システム。
2. 前記出力信号は、前記サンプル容器に対するセンサ位置をさらに含み、各センサ位置は、前記個別の表面距離測定値のうちの１つに関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサは、該センサを前記サンプル容器に対して移動させるリニアトランスレータによって支持されている、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記センサは、前記サンプル容器に対して固定して取り付けられている、請求項１または２に記載のシステム。
5. 前記センサおよび前記サンプル容器の一方または両方は、前記サンプル容器の前記リムおよび前記流体の前記表面にわたって線形走査を実行するように制御可能に移動可能であり、それによって該走査中に該センサが該リムおよび該流体の頂面の異なる場所における測定値を取得することを可能にする、請求項１に記載のシステム。
6. 前記線形走査は、前記センサが前記測定値を取得する間に連続的な相対運動を利用する、請求項５に記載のシステム。
7. 前記線形走査は断続的な相対運動を利用し、前記センサが測定値を取得するために該運動は断続的に停止される、請求項５に記載のシステム。
8. 前記センサは、前記サンプル容器を前記システム上に載荷するための入力ステーションに配置されており、
   該入力ステーションは、複数のサンプル容器を保持するように構成された容器ラックと、該ラックから該サンプル容器を取り出すように構成されたグリッパーロボットとを備える、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記入力ステーションは、前記サンプル容器の１つ以上の物理的特性を決定するように構成された検出器システムをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
10. 前記サンプル容器の１つ以上の物理的特性は、高さ、直径、形状、および該サンプル容器の上端に固定されたキャップの有無のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記検出器システムは、レーザーおよび撮像デバイスのうちの少なくとも１つを備える、請求項９または１０に記載のシステム。
12. 前記コントローラは、前記サンプル容器の１つ以上の物理的特性のうちの少なくとも１つおよび該サンプル容器内に含まれる前記流体のレベルに基づいて、該サンプル容器内に含まれる該流体の体積を決定するようにさらにプログラムされている、請求項９から１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 前記センサが超音波センサである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. 前記一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）前記センサと前記リムとの間の複数の距離測定値を含む、該センサと前記サンプル容器の１つ以上の表面との間の複数の距離測定値（リム測定値）、および、（ｉｉ）該センサと前記流体の表面との間の複数の距離測定値（流体測定値）を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
15. 前記コントローラは、前記リム測定値の平均および前記流体測定値の平均に基づいて、該リムに対する前記サンプル容器内に含まれる前記流体のレベルを決定するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記コントローラは、前記一連の個別の表面距離測定値におけるどの測定値が、前記リムの第１部分、前記流体の頂面、および該リムの該第１部分の反対側にある該リムの第２部分のそれぞれに対応するかを決定するように構成されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステム。
17. 前記コントローラは、前記一連の個別の表面距離測定値におけるどの測定値が、前記リムの第１部分、前記流体の頂面、および該リムの該第１部分の反対側にある該リムの第２部分のそれぞれに対応するかを、エッジ発見技術を用いて決定するように構成されており、該エッジ発見技術は、（ａ）該一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率を分析し、該変化率のピークに対応する測定値としてリムのエッジを識別し、該ピーク間の測定値をリム測定値または流体測定値として識別すること、または、（ｂ）該一連の個別の表面距離測定値における距離の変化率が閾値ウィンドウ内である測定値を識別すること、を含む、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記リムで終わる前記容器壁の上部が該サンプル容器ホルダの上に位置するように前記サンプル容器を支持するためのサンプル容器ホルダをさらに備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載のシステム。
19. 前記サンプル容器ホルダは、前記サンプル容器の前記閉鎖底部を据えさせるように構成された凹部を備える、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記サンプル容器ホルダがほぼ円筒形のパックであり、前記凹部が前記パックの基部に形成されている、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記容器ホルダは、前記パックから上向きに延びる複数のフィンガをさらに備えており、該フィンガは、前記サンプル容器をほぼ垂直の配向に支持するように構成されている、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記システムのそれぞれのステーション間において前記サンプル容器ホルダを輸送するように構成された自動コンベヤをさらに備える、請求項１８から２１のいずれか一項に記載のシステム。
23. 前記ステーションのうちの少なくとも１つは、前記流体を用いた分析手順を実行するように構成された分析器である、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記分析手順が分子アッセイである、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記センサは、前記サンプル容器ホルダが前記コンベヤによって支持されている間に前記一連の個別の表面距離測定値を取得するように構成されている、請求項２２から２４のいずれか一項に記載のシステム。
26. 前記コントローラは、前記出力信号から、前記サンプル容器ホルダに対する前記サンプル容器の配向を決定するようにさらにプログラムされている、請求項１８から２５のいずれか一項に記載のシステム。
27. 前記配向は、前記サンプル容器ホルダの垂直軸に対する前記サンプル容器の傾斜角を含む、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記一連の個別の表面距離測定値は、（ｉ）前記センサと前記リムの第１部分との間の複数の距離測定値（第１のリム測定値）、および（ｉｉ）該センサと該リムの第２部分との間の複数の距離測定値（第２のリム測定値）を含み、前記コントローラは、該第１のリム測定値と該第２のリム測定値との間の差から、前記サンプル容器ホルダの垂直軸に対する前記サンプル容器の傾斜角を決定するようにさらにプログラムされている、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記システムは、前記傾斜角が所定の傾斜角よりも大きい場合に、前記サンプル容器を前記サンプル容器ホルダから隔離エリアに輸送するように構成されている、請求項２７または２８に記載のシステム。
30. 前記コントローラは、前記一連の個別の表面距離測定値における測定値の変化率を分析して前記リムのエッジに対応する測定値を見つけることによって、該個別の表面距離測定値をリム測定値または流体表面測定値のいずれかとして識別するように構成されている、請求項１４または１５に記載のシステム。
31. 前記変化率が閾値を超える場合、該変化率は前記リムのエッジを示す、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記システムは、（ｉ）前記リムに対する前記サンプル容器内に含まれる前記流体のレベルが所定の範囲外である、または所定のレベルを上回っていると決定された場合、該サンプル容器を隔離エリアに輸送し、（ｉｉ）該リムに対する該サンプル容器内に含まれる該流体のレベルが所定の範囲内である、または所定のレベルを下回っていると決定された場合、該流体を用いたアッセイの実行を含む、システム上での後続の処理のために該サンプル容器を解放するように構成されている、請求項１から３１のいずれか一項に記載のシステム。
33. 前記サンプル容器が試験管である、請求項１から３２のいずれか一項に記載のシステム。

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