JP2024523840A - 切断ツールの取り外し可能な結合のためのインターフェースを備える装置 - Google Patents

Abstract

平坦な基板上に配置された試料からの生物材料の自動化された切断の装置は、少なくとも１つのプッシュフィッティングを介してインターフェースに接続可能である切断ツール（２００）を解放可能に取り付けるためのツールインターフェース（１００）を備える。インターフェースには、少なくとも１つのプッシュフィッティングが分離されることができる機構が設けられ、この機構は、水平旋回軸（１３５）によってインターフェースのハウジング（１１０）にそれぞれ旋回可能に接続された１つ以上のレバーアーム（１３０）を含む。装置は、各レバーアームの第１の係合面（１３１）が開口部を囲む面と接触し、各レバーアームの対応する第２の係合面（１３２）を、少なくとも１つのプッシュフィッティングを分離する力を出すようにツールの上面（２３２）に作用させるまで、前述の囲む面に対してインターフェースを下降させることによってツールを取り外すように構成されている。

Description

本発明は、ガラススライドなどの平坦な基板上に配置された生物材料の自動化された切断の装置に関し、特に、装置のインターフェースおよび切断ツールの自動化された取り付けおよび取り外しの方法に向けられている。

腫瘍診断の目的で腫瘍の分子分析を行うために、ある量および濃度の腫瘍細胞が、分析される試料に存在しなければならない。腫瘍組織は、不均一であり、その他の組織および細胞タイプを含有する。したがって、関心領域（ＲＯＩ）は、典型的には、顕微鏡スライド上に配置された組織の薄いセクションから切断された試料として定義される。手作業による切断方法が最も一般的であり、その場合、実験助手が、例えば、手術用メスのブレードを使用してＲＯＩから材料をこすり取り、こすり取った材料を収集管に移送する。

フライス削りを介して生物試料から材料を抽出するための自動化された装置の一例が、米国特許第１０８７６９３３号に開示されている。この装置は、ヘッドアセンブリおよびステージを含み、ステージはいくつかの組織スライドから試料を収容かつ収集し、複数の対応する試料収集バイアルへのいくつかのフライス削り先端部の自動化された充填およびアップロードを可能にする。ステージは、対応する数のバネ式フライス削り先端部ホルダを受けるように適合された複数のレセプタクルを含み、これらのホルダは、ヘッドアセンブリによるフライス削り先端部の自動装填に使用される。ステージは、さらに、フライス削り先端部に緩衝液を充填するための充填ステーションを収容する。実施形態では、ステージは、バネ式フライス削り先端部ホルダおよび試料収集バイアルを受けるためにレセプタクルが形成されたトレイを支える。フライス削り先端部が対応するホルダにしっかりと据えられると、フライス削り先端部のねじ部はヘッドアセンブリにねじ込まれ、緩衝液を充填するために充填ステーションに自動的に移動できる。切断後、使用されたフライス削り先端部は、次に、二次汚染を回避するためにホルダ内へ再装填されるかまたは廃棄されることができる。

交換可能なフライス削り先端部を有する、このような自動化された装置のさらなる例は、米国特許第１０８６６１７０号から知られている。

単一のピペット先端部またはピペット先端部の配列が、計量された量の液体を、例えば、マイクロウェルプレートに分注するためのプランジャ機構に取り付けられている液体取扱装置の分野では、拾い上げおよび取り外しの自動化された方法が一般的に適用される。例えば、米国特許出願第２０１９／０３１４８０８号は、エジェクタプレートを通って延びるアタッチメントの配列を有する装置を開示している。この装置は、アタッチメントをピペット先端部内の開口部に押し込むことによって、対応する使い捨て先端部の配列を拾い上げるように構成されている。使用後、エジェクタプレートは機械式アクチュエータによって駆動され、下方に移動されて取り付けられた先端部を押し出す。

独国特許第１９９１７８５５号は、単一のピペットを押し出すためにレバーが作動される装置を開示している。この装置には、レバーアームの一端を引き上げるために通電される電磁石が装備されている。

切断ツールを可動ヘッドに簡単かつ自動的に取り付けかつ取り外されることができる生物材料の自動化された切断の装置を定義することに関して改善の余地が依然として存在する。

米国特許第１０８７６９３３号明細書 米国特許第１０８６６１７０号明細書 米国特許出願公開第２０１９／０３１４８０８号明細書 独国特許発明第１９９１７８５５号明細書

第１の態様では、本発明は、例えばガラススライド上に配置された組織試料からの生物材料の自動化された切断のための装置に関し、使い捨て切断ツールを解放可能に取り付けるためのインターフェースを備える。このツールは、少なくとも１つのプッシュフィッティングによってインターフェースに取り付け可能であり、垂直な回転軸を中心に回転可能である。

ツールの分離を可能にするために、インターフェースには、１つ以上のレバーアームが装備され、各アームは、水平旋回軸を中心にインターフェースのハウジングに旋回可能に接続され、少なくとも１つのプッシュフィッティングに対して半径方向外側の位置に配置されている。各レバーアームは、その第１および第２の端部に第１および第２の係合面を有し、それによって、第１の係合面は、概して、第２の係合面よりも、垂直回転軸からの、より大きい半径方向の距離に配置される。ツールは上部カラーを有し、上部カラーは、取り付けられている状態ではインターフェースハウジングの下面に対して押し付けられることが好ましい。本発明によれば、ツールの上部カラーおよび１つ以上のレバーアームは、ツールが取り付けられている状態にあるとき、各レバーアームの第１の係合面が外部カラーの半径方向外側にあり、第２の係合面が、各レバーアームの第１の端部が上方向に十分な量だけ変位されたときに、ツールカラーの上面と接触して分離力を出すように構成される。

さらに、本装置は、ツールの本体を受けるのに十分な深さの開口部を囲む表面に対してインターフェースを下降させるだけでツールを取り外すように構成されている。各レバーアームの上向き変位は、上記囲み面と各レバーの第１の係合面との間の接触によってもたらされる。したがって、本発明による装置は、比較的低い力の印加を介して、簡単に自動化された取り外しを可能にする。

高精度切断を行うために、ツールが正確な位置合わせで取り付けられることが重要である。したがって、ツールとインターフェースとの間の取り付けは、１つ以上の円錐形の接続部を含むことが好ましい。インターフェースは、ツールの上端に設けられた対応する円錐形凹部に係合する多数の円錐形ピンを備えていてもよい。代替的に、ツールは、ハウジング内の対応する円錐形凹所に係合する多数の円錐形ピンを備えてもよい。

ツールとインターフェースとの間に係止力を与えるプッシュフィッティングは、１つ以上の円錐形の接続部間の締まり嵌めによって達成されてよい。他の実施形態では、係止力は、主として、スナップ嵌め接続部によって提供される。

好ましい実施形態では、インターフェースは、インターフェースハウジングの下面から延びる１つの中央の円錐形突起を含み、ツールは、上部カラーによって囲まれた中央の円錐形凹部を含む。ツールには、円錐形凹部への入口に配置された多数のスナップ嵌めジョイントが設けられてもよく、インターフェース突起には、突起が凹部内へ押し込まれるときにスナップ嵌めジョイントに係合する環状リッジが設けられてもよい。

理解されるように、インターフェース上の１つ以上のレバーアームは、ツールとインターフェースとの間の係止力よりも大きい力を出すように適合される。

十分なレバー力を確保するために、インターフェースには、垂直回転軸に対して均等な角度間隔で配置された少なくとも２つのレバーアームが設けられてもよい。好ましい実施形態では、インターフェースは、３つのレバーアームを備える。

適切に、各レバーアームの旋回軸は、レバーの有効長を最大化するために、第２の端部よりも第１の端部からより遠くに位置する。さらに、各レバーアームが静止位置にあるとき、第１の係合面は、ハウジング下面の概ね水平な面よりも低い第１の水平面にあることが好ましい。好ましい実施形態では、各レバーアームの第１の端部は、垂直延長部を備え、ハウジング下面は、それが通って延びる適切な開口部を備える。ツールが取り付けられると、垂直延長部および第１の係合面はツールカラーの上面の下にある。

各レバーアームの対応する第２の係合面は、第２の水平面に位置しており、この面は、レバーアームが非作動位置にあるときに、第１の水平面よりも比較的高い位置にあることが好ましい。第２の係合面は、ハウジングの下面と同じ平面上、または幾分高い平面上にあってもよい。レバーの第１の端部が作動されるときに、各レバーアームの第２の係合面がハウジング下面の下に延びるように、さらなる開口部が設けられるか、または、関連するレバーの両端が突出することを可能にする長手方向のスロットが下面に設けられてもよい。

上述したように、レバーの作動は、ツールの下向き移動、および比較的低い力の印加によって可能である。下方移動は、ツールをピックアップするためにも使用できる。

本発明の装置は、ツールのドッキングおよびドッキング解除ステーションから、例えば、パラフィン包埋腫瘍組織の薄断片を含むスライドが位置する切断ステーションまでツールを移動させ、かつ識別された関心領域から材料を切断するために必要とされるＸおよびＹ軸並進および回転運動を行うために使用されるアクチュエータのアセンブリを適切に備える。高速かつ高精度な切断を可能とするためには、アクチュエータアセンブリの重量を最小に抑えることが有利である。本発明のツールインターフェースは、切断ツールをドッキングかつドッキング解除するのに必要とされる移動を行うために軽量かつコンパクトなアクチュエータの使用を可能にする。適切には、インターフェースは、インターフェースおよび取り付けられたツールを垂直回転軸を中心に回転させることができる回転アクチュエータと、インターフェースおよびツールの垂直方向への移動を可能にするリニアアクチュエータとに固定接続される。回転アクチュエータおよびリニアアクチュエータは、切断中に、ブレードの配向を制御し、かつ制御された下方への力でこすり取りブレードをガラススライドに接触させるためにも使用される。

互いに接続され、ｘ軸ステージ、切断中の並進運動用のｙ軸ステージ、および垂直運動用のｚ軸ステージを含むリニアアクチュエータのスタックが使用されてもよい。好ましい実施形態では、回転アクチュエータは、ｚ軸ステージに接続される。回転アクチュエータは、切断中に吸引が適用され得るように、インターフェースおよびツールとの空気圧接続を可能にするための中空軸を有するステッパーモータまたはリニア駆動モータを備えてもよい。ｚ軸ステージは、切断中に一定かつ正確な下向きの力を確保するために、位置制御用のヒンジ軸受を備えてもよい。代替的に、ｚ軸ステージは、下向きの力を所望のレベルに維持するために力フィードバック制御が装備されてもよい。

さらなる展開では、装置は、上述したように切断ツールを受けるように成形された主凹部を有するツールキャリアを備える。主凹部は、少なくともツールインターフェースのレバーアームの数に等しい、多数の比較的高い部分および多数の比較的低い部分を含む上面によって囲まれている。ツールインターフェースがピックアップ位置である第１の角度位置にあるとき、比較的低い部分の位置は、各レバーアームの第１の係合面の位置と一致する。一例では、キャリア面の比較的高い部分は、本質的に平坦な断面によって形成され、比較的低い部分は、各第１の係合面に位置合わせされるくぼみによって形成される。

好ましくは、本装置は、複数の切断ツールを受けるための複数のこのようなツールキャリアを含むトレイを備える。一実施形態では、装置は、トレイの自動化された挿入および除去のために可動キャリア上に配置された多数のそのようなトレイを備える。

その結果、各レバーアームの第１の端部に係合することなく、少なくとも１つのプッシュフィッティングに係合するのに十分な量だけ、ツールキャリアに保持されたツールに対してインターフェースを下降させることによって、ツールをピックアップすることができる。

切断後、ツールは、ツールが開口部内へ下降され、囲む面と接触するときに、各レバーアームの第１の端部が作動されるように、適切な直径の開口部を有する別のレセプタクルに入れてもよい。

好ましい実施形態では、本装置は、使用済みツールを同じキャリア内へ戻すように構成される。これを可能にするために、アクチュエータは、各レバーアームの第１の端部がキャリア面の前述の比較的高い部分と位置合わせされる位置である第２の角度位置までインターフェースを回転させ、それによって、ツールをキャリアの成形された凹部内へ下降させることで、各レバーアームの第１の端部をそれに接触させて、第２の端部を旋回かつ変位させて、ツールをインターフェースから解放する。

したがって、切断ツールのドッキングおよびドッキング解除は、最小の力の印加を必要とする自動化されたやり方で行うことができる。

好ましい実施形態では、本発明による切断のための装置は、吸引と併用するように構成される。次に、ツールは、ツールを通って垂直方向に延びる内部通路を備え、こすり取りブレードが配置される一端にオリフィスを有する。こすり取りブレードは、高い降伏応力を有する金属から形成されることが好ましい。内部通路には通気性フィルタエレメントが配置され、フィルタエレメントとオリフィスとの間の内部通路のセクションは吸引ノズルとして機能する。

インターフェースハウジングには、同様に、インターフェースを通って垂直方向に延び、かつツールが取り付けられている状態にあるときに気密にツール内部通路に接続する内部通路が設けられている。インターフェースが中央の円錐形突起を備え、ツールが中央の円錐形凹部を備える好ましい実施形態では、ハウジング内部通路は、円錐形突起を通って延び、ツールの円錐形凹部との係合により、気密接続を提供する。他の実施形態では、インターフェース内部通路とツール内部通路との間の接続部にシールが設けられてもよい。

インターフェースの内部通路は、適切な配管および任意選択の弁を介して真空発生器に接続可能であり、それによって、切断中に、切断ツールの取り付け端に低圧が発生する。これにより、ツールのオリフィスに上昇気流が発生し、こすり取りブレードによって切断された材料をノズル内へ吸引し、それは、フィルタエレメントの下面に保持される。

本装置は、収集管が保持されるさらなるステーションを適切に備えてもよい。使用後、切断された材料は、圧力パルスを加えることによって、収集管内へそのまま排出されることができ、それによって汚染のリスクを最小に抑えることができる。その後、ツールは廃棄物レセプタクル内へ入れられるか、または、ドッキング／ドッキング解除ステーションに戻され、そこでツールキャリアに収納され、上記のように新しいツールがピックアップされる。

さらなる態様では、本発明は、切断ツールを解放可能に取り付けるためのインターフェースに関し、ツールインターフェースは：
－ インターフェースを通って垂直方向に延びる内部通路であって、垂直中心線を有し、通路の一端は、真空発生器との気密接続のためのフィッティングを含み、内部通路の反対側の端部は、ツールの内部通路との気密接続を可能にする手段を含む、内部通路と、
－ 少なくとも１つのプッシュフィッティングを介したツールの機械的接続を可能にする手段と、を備える。

本発明によれば、インターフェースは、水平旋回軸（１３５）によってインターフェースのハウジングにそれぞれ旋回可能に接続された１つ以上のレバーアームをさらに備え、これにより：
・各レバーアームは、プッシュフィッティングを可能にする手段に対して半径方向外側の位置に配置され、
・各レバーアームは、それぞれ第１および第２の係合面を有する第１および第２の端部を有し、それにより、第１の係合面は、第２の係合面よりも垂直中心線からより大きな半径方向距離で配置される。

好ましい実施形態では、各レバーアームの第１の係合面は、概して、第１の水平面内にあり、対応する第２の係合面は、概して、第１の水平面の上方にある第２の水平面に配置される。

有利なさらなる展開では、プッシュフィッティングを可能にする手段およびツールとの気密接続を可能にする手段は、ハウジングの下面から延びる中空の中央円錐形突起を備える。上述したように、中央円錐形突起の外面は、ハウジングの下面と突起の円錐形状端部分との間の位置で、環状リッジを備えてもよい。環状リッジはプッシュフィッティングの一部を形成し、ツールとのスナップ嵌め係合するように適合されている。

さらにさらなる態様では、本発明は、切断ツールを取り付ける方法、および切断ツールを上記で定義されるツールインターフェースを備える装置から取り外す方法に関し、それによって、ツールは、少なくとも１つのプッシュフィッティングによってインターフェースに取り付けられる。取り付けの方法は以下のステップ：
・切断ツールの本体を保持し、ツールインターフェースのレバーアームの数に少なくとも等しい、多数の比較的高い部分および比較的低い部分を有する上面によって囲まれている凹部を有するツールキャリアに対するインターフェースの垂直移動のステップを含み、それにより、
－ 比較的低い部分の位置が、インターフェースが第１の角度位置にあるとき、各レバーアームの第１の係合面の位置と一致し、
－ 垂直移動は、少なくとも１つのプッシュフィッティングに係合するのに十分であり、
－ 比較的低い部分の深さは、各レバーアームの第１の係合面とツールキャリアとの間の接触による影響を受けずにプッシュフィッティングの係合が生じるような深さである。

取り外しの方法は、以下のステップ：
・ツールの本体を受けるのに十分な深さの開口部を囲む面に対してインターフェースを下降させるステップを含み、それによって、開口部は、前記囲む面と各レバーアームの第１の係合面との間の接触によって各レバーアームの変位がもたらされるような大きさとされる。

ある実施形態では、取り外しの方法は、ツールを同じツールキャリアに戻すことを含み、以下のさらなるステップ：
・ツールインターフェースおよび取り付けられたツールを、垂直な軸を中心に、負荷なしで、各レバーアームの第１の係合面がキャリア面の比較的高い部分と位置合わせされる第２の角度位置まで回転させるステップを含み、
・下降させるステップは、各レバーアームの第１の係合面をツールキャリア上面の比較的高い部分に接触させ、かつ各レバーアームを旋回させるようにツールキャリアに対してインターフェースを垂直移動させることを含み、それにより対応する第２の係合面は、ツールの上面に対して変位され、少なくとも１つのプッシュフィッティングを分離する。

本発明の上述の実施形態、実施および／または態様のうちの２つ以上が、有用と見なされるあらゆる方法で組み合わされてよいことが当業者によって理解されるであろう。

ここで、以下に説明される実施形態を参照して発明をさらに説明する。

本発明の実施形態による装置のツールインターフェースに取り付けられた切断ツールを概略的に示す切断図である。 図１ａに示されたツールインターフェースの下面の斜視図である。 切断ツールの一例の断面図である。 ツールインターフェースに取り付けられ、インターフェースのハウジングの一部が切り取られてインターフェースのレバーアームを露出させている、図１ｃの切断ツールの正面図である。 図１ｃおよび図２に示される切断ツールを保持するように成形された複数のツールキャリアを含むトレイの一部の斜視図である。 ２つの隣接するツールキャリアの上面図である。 切断ツールをピックアップするために、ツールキャリア内へ下降された第１の位置におけるツールインターフェースの部分的に切断された側面図である。 示されたレバーアームがツールキャリアの上面に接触するようにツールがツールキャリア内へ下降された第２の位置における、ツールを取り付けたインターフェースハウジングの部分的に切断された正面図である。 示されたレバーアームを変位させるように、インターフェースがさらなる量、下降されたときの、図５ａに示された配置である。

異なる図面において同じ参照番号を有するアイテムは同じ構造的特徴および同じ機能を有することに留意すべきである。このようなアイテムの機能および／または構造が説明されたが、詳細な説明においてその説明の繰り返しは不要である。

図１ａは、本発明の実施形態による切断装置の一部を形成するツールインターフェース１００に取り付けられた切断ツール２００の切断図を概略的に示す。切断ツールの第１の端部は、スライド上に配置された組織試料から生物材料をこすり取るためのブレード２１０を含む。装置はさらに、ツールインターフェース１００が固定されるアクチュエータ２０を備え、アクチュエータは、こすり取りブレード２１０をスライド面に接触させ、組織試料の識別された関心領域ＲＯＩから生物材料を分離するために、適切に制御かつ移動されるアクチュエータのアセンブリの一部を形成する。アクチュエータ２０は、垂直方向に移動可能であり、垂直軸１５０を中心に回転を許容し、切断中かつ切断ツールの自動化された取り付けかつ取り外し中の両方に使用されるが、これは後に詳細に説明する。

示された切断ツールは、吸引と組み合わせて動作するように適合されている。したがって、ツールは、ブレード２１０が配置されるオリフィスを有するノズル２１５と、ツールを通って延び、かつツールインターフェース１００を通って内部通路１０５と接続する内部通路とを備える。内部通路は、適切な配管１０７を介して真空発生器５０に接続可能であるので、ツールの使用中に、ブレード２１０によって切断された生物材料がノズル２１５内へ吸引され、ここで、ツール内部通路にわたるように配置された通気性フィルタエレメント２１７の下面に捕捉される。ツール２００は、単一使用のために設計されている。

切断プロセスの終わりに、ツール２００はインターフェース１００から取り外さなければならない。比較的高速で高分解能かつ高精度な切断を可能にするためには、アクチュエータ２０が軽量かつコンパクトであることが重要である。複数の組織試料の効率的な自動化された処理を容易にするために、ツール２００がインターフェース１００から取り外されることができ、アクチュエータのアセンブリの複雑さおよび重量を増大させない自動化された様式で新しいツールが取り付けられる場合、有利である。したがって、本発明の取り付けインターフェース１００は、ツール２００の正確で安定した気密な取り付けを可能にして、次にアクチュエータ２０が最小の力を出すだけでよい、簡単かつ自動化された様式で取り外しを可能にするように設計されている。

このことは、また、本発明のツールインターフェース１００の下面の斜視図を示す図１ｂ、および切断ツール２００の断面図を示す図１ｃを参照して説明する。

インターフェース１００は、中央の円錐形突起１２０が延びる概ね平坦な下面１１５を有するハウジング１１０を備える。突起１２０は中空であり、上記で説明した内部通路１０５の一部を形成する。ツールの本体２２５は、対応する円錐形凹部２２０を備える。円錐形突起１２０および円錐形凹部２２０は、垂直な回転軸１５０（図１ａ参照）と一致している共通の中心軸を有する。これにより、ツールとインターフェースとの間に自己整合の気密接続を提供する。加えて、インターフェースは、ツール本体２２５内へ延びる対応する穴に嵌合する位置合わせピン１２５を備えてもよい。したがって、インターフェースおよびツールの幾何学的形状により、ツールは、ブレード２１０が高精度の切断を行うことを可能にするために必要である正確な位置に取り付けられることができる。

いくつかの実施形態では、ツールとインターフェースとの間の係止力は、円錐形突起１２０と円錐形凹部２２０との間の圧入によって実現される。代替的に、係止力はスナップ嵌め接続によって提供されてもよい。円錐形突起２２０は、ツール上のスナップ嵌めジョイントと係合する環状リッジ（図示せず）を備えてもよい。

図１ｃに示されるように、ツール２００は、円錐形凹部２２０への入口を囲む本質的に平坦な上面２３２を有する上部カラー２３０を備える。複数の、示された実施形態においては３つのスナップ嵌めジョイント２３５が、円錐形凹部への入口に設けられ、インターフェース突起がツール凹部内へ押し込まれたときに円錐形突起１２０上の環状リッジと係合する。示された例では、スナップ嵌めジョイントは、円錐形凹部２２０への入口でのツール本体２２５における対応するくぼみ２３７内に延びる片持ちアームである。各アーム２３５とくぼみ２３７の半径方向外側の壁との間の間隙は、インターフェース円錐形突起２２０上の環状リッジとの係合および分離のために必要とされるアームのたわみを可能にする。適切に、スナップ嵌めジョイント２３５は、円錐形凹部２２０への入口の周囲に均等な角度方向インターバルで配置されており、ツールを使用した正確な切断を可能にするために十分に大きいが、比較的低い力による分離を可能にするように十分に小さい安定した係止力を提供するように適合されている。

ツールの取り外しを可能にするために、インターフェースには、水平旋回軸を中心にインターフェース１００に旋回可能に接続され、インターフェースハウジング１１０内で移動可能である少なくとも１つのレバーアームが設けられている。好ましい実施形態では、インターフェースは、円錐形突起１２０に対して半径方向外側の位置で、ハウジング内に配置される３つのレバーアーム１３０を含む。各レバーアームの第１の端部は、ハウジング１１０の概ね平坦な下面１１５を越えて延びる第１の係合面１３１を有する。各レバーアームの第２の端部は、レバーアームが旋回されるときにハウジングの下面１１５を越えて延びることができる第２の係合面（図１ｂには示されていない）を有する。図示されているように、ハウジング下面は、ハウジング下面を越えて各レバーアームの第１および第２の係合面の突出を許すスロット１１７を備えてもよい。

ツール取り外しのプロセスは、インターフェース１００に取り付けられたツール２００の側面図を示し、ハウジング１１０の一部が切断されて３つのレバーアーム１３０のうちの１つを示す図２を参照してさらに説明される。レバーアームは、旋回軸１３５を中心に旋回可能であり、この軸は、第１の端部よりもレバーアームの第２の端部に、より近く位置している。さらに、レバーアームの第１の端部は、概ね、インターフェース円錐形突起の中心軸１５０に対して半径方向距離ｘに位置する垂直延長部１３３を有し、ｘは、ツール上部カラー２３０の外半径よりも大きい。垂直延長部１３３は、このように、第１の係合面１３１がツールと接触しないようにツール上部カラー２３０の半径方向外側にある。適切には、垂直延長部１３３は、ツールカラー２３０の下面を越えて延びるのに十分な長さである。

旋回アームの第２の端部は、概ね、レバーアームの第１の端部よりも中心軸１５０に対して、より短い半径方向距離ｙに位置する。距離ｙは、ツールが取り付けられている状態にあるとき、レバーアーム１３０の第２の係合面１３２が上部カラー２３０の上面２３２の上方にあるような距離である。第２の係合面は、カラー上面と接触してもよく、または小さな間隙があってもよい。レバーアーム１３０の第１の係合面１３１の上方向への変位により、第２の係合面１３２はカラー上面２３２に接触され、ツールに力を加える。適切には、３つのレバーアームによって加えられるレバー力は、ツールとインターフェースとの間の係止力に打ち勝つのに十分である。ツールがスナップ嵌めジョイントによりインターフェースに固定される実施形態では、組み合わされたレバー力がツールを係合された係止位置から押し出す。

実施形態では、ツールは、ツールキャリアトレイ３００に収納され、その一例が図３ａに示されている。トレイは、ツール本体を受けるように成形された凹部３０５をそれぞれが備える複数のツールキャリアを備える。好ましくは、ツールはツールキャリアからピックアップされ、使用後に同じキャリアに交換される。

図３ｂは、キャリアトレイ３００内の２つの隣接するツールキャリア３１０、３２０の上面図を示す。各ツールキャリアは、ツールを収容するために同一形状の主凹部３０５を含む。示された例では、各キャリアは、ツールがその中に保持されたときに、ツール上部カラーの上面２３２がトレイの上面３１５を越えて突出しないように成形されている。各キャリアは、トレイ上面３１５に対して３つのくぼみ３１１、３１２、３１３をさらに備え、これらは、主凹部３０５の半径方向外側に位置し、ツールインターフェース１００の各レバーアーム１３０の第１の係合面１３１を受けるように適合されている。インターフェースが第１のキャリア３１０に配置されたツールをピックアップすることを仮定する。

インターフェース１００が、各レバーアームの第１の係合面１３１がキャリア内の対応するくぼみ３１１、３１２、３１３と位置合わせされているピックアップ位置である第１の角度位置にあるとき、アクチュエータは、インターフェースの円錐形突起を第１キャリア３１０内へ下降させる。

図４は、ツールをピックアップするために第１のキャリア３１０内へ下降された後のツールインターフェース１００を示す。第１の係合面１３１が第１のキャリア３１０の第１のくぼみ３１１と位置合わせされているため、ツールインターフェース１００の円錐形突起は、レバーアーム１３０の係合なしで、第１のキャリア３１０内へ下降させることができる。同様に、第２および第３のレバーアームの第１の係合面は、それぞれ、第２および第３のくぼみ３１２、３１３と位置合わせされている。理解されるように、くぼみは、円錐形突起１２０を、環状リッジがツール円錐形凹部２２０への入口でスナップジョイント２３５と係合するまで下降させることができる十分な深さを有する。したがって、アクチュエータの下方への移動および比較的小さい力の印加は、ツールをインターフェースに機械的に接続するのに十分である。好ましくは、キャリアのトレイは、ツールが凹部３０５に保持されている間にＸ－Ｙ平面内で変位することができるように、幾分たわむことができるので、位置合わせを強化する。

ツールを使用した切断後、ツールは第１のキャリア３１０内へ戻して収納してもよい。アクチュエータは、インターフェース１００を、垂直軸１５０を中心に、各レバーアームの第１の係合面がくぼみとの位置合わせから外れてトレイの上面３１５と接触することになる第２の角度位置まで回転させる。示された実施形態では、第２の角度位置は、ツール本体、および成形された凹部３０５が、２度の回転対称性を有することを前提とすると、第１の角度位置から半回転した位置である。他の構成も当然、可能である。

取り外しプロセスは、ツールがツールキャリアトレイ３００の第１のツールキャリア３１０内へ下降されることを示す図５ａおよび図５ｂから明らかである。第２の角度位置までの回転後、アクチュエータは、インターフェース１００およびツール２００をトレイに向かって下方に移動させ、ここで、図５ａに示されるように、ツール本体２２５がツールキャリア３１０の成形された凹部内へ挿入され、レバーアーム１３０の第１の係合面１３１がトレイ上面３１５と接触するように、ツールに対して位置決めされる。さらに下方への移動により、図５ｂに示されるように、レバーアームの第１の端部はインターフェースハウジング１１０内で上方に変位され、レバーアームの第２の係合面１３２は変位されてツールカラー２３０に解放力を加え、上記で説明したようにスナップ嵌め接続を分離する。ツールが解放されると、アクチュエータは、円錐形突起１２０がトレイの上方になり、キャリアトレイの隣接するツールキャリアに配置された新しいツールをピックアップするために移動できるようになるまで、インターフェース１００を上昇させる。

したがって、自動化されたツールのピックアップおよび収納を行うためのアクチュエータ２０の唯一の必要な動作は、垂直軸を中心とした、負荷のない回転、および低力の印加を伴う下方への移動である。これは、コンパクトかつ軽量であるアクチュエータを使用して達成できる。

非限定として示されているか否かにかかわらず、実施例、実施形態または選択的特徴は、請求項に記載の発明を限定するものと理解すべきではない。上述の実施形態は、発明を限定するのではなく、例示しており、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計することができることに留意すべきである。

請求項では、括弧の間に置かれたあらゆる参照符号は、請求項を限定するものと解釈されるべきではない。「含む」という動詞およびその活用の使用は、請求項に述べられたもの以外の要素またはステップの存在を排除しない。ある要素に先行する冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数のこのような要素の存在を排除しない。本発明は、複数の別個の要素を含むハードウェアによって、および適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてよい。複数の手段を列挙する装置請求項では、これらの手段のうちの複数は、ハードウェアの１つの同じアイテムによって具体化されてよい。ある手段が互いに異なる従属請求項に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないことを示さない。

２０ アクチュエータ
５０ 真空発生器
１００ ツールインターフェース
１０５ ツールインターフェースを通る内部通路
１０７ 内部通路を真空発生器に接続するための配管
１１０ インターフェースハウジング
１１５ インターフェースハウジングの平坦な下面
１１７ インターフェースハウジング内の長手方向スロット
１２０ インターフェースの中央の円錐形突起
１２５ 位置合わせピン
１３０ レバーアーム
１３１ レバーアームの第１の端部における第１の係合面
１３２ レバーアームの第２の端部における第２の係合面
１３３ レバーアームの第１の端部における垂直延長部
１３５ レバーアームの旋回軸
１５０ 円錐形突起の中心軸（およびアクチュエータの垂直回転軸）
ｘ 円錐形突起の中心軸からの第１の係合面の半径方向距離
ｙ 中心軸からの第２の係合面の半径方向距離
２００ 切断ツール
２１０ 切断ツールの第１の端部におけるこすり取りブレード
２１５ 切断ツールの吸引ノズル
２１７ 通気性フィルタエレメント
２２０ 切断ツールの円錐形凹部
２２５ ツール本体
２３０ ツールの第２の端部における上部カラー
２３２ ツール上部カラーの上面
２３５ スナップ嵌めジョイント
２３７ スナップ嵌めジョイントが延びるツール本体内のくぼみ
３００ ツールキャリアトレイ
３０５ ツールキャリアの成形された凹部
３１０ 第１のツールキャリア
３１１、３１２、３１２ 第１のツールキャリアの第１、第２および第３のくぼみ
３１５ ツールキャリアトレイの上面
３２０ 第２のツールキャリア

Claims (14)

1. 平坦な基板上に配置された試料から生物材料を切断する装置であって、
   切断ツール（２００）を解放可能に取り付けるためのツールインターフェース（１００）を備え、切断ツール（２００）は、少なくとも１つのプッシュフィッティング（１２０、２２０）によってインターフェースに接続可能であり、垂直回転軸（１５０）を中心に回転可能であり、
   インターフェース（１００）が、水平旋回軸（１３５）によってインターフェースのハウジング（１１０）にそれぞれ旋回可能に接続された１つ以上のレバーアーム（１３０）をさらに備え、
   各レバーアーム（１３０）が、少なくとも１つのプッシュフィッティングに対して半径方向外側の位置に配置され、それぞれの第１および第２の係合面（１３１、１３２）を有する第１および第２の端部を有し、第１の係合面（１３１）は、第２の係合面（１３２）よりも垂直軸（１５０）からより大きい半径方向距離に配置され、
   ツールがインターフェース（１００）に取り付けられるときに、各レバーアーム（１３０）の第１の係合面（１３１）が上部カラー（２３０）の外部寸法の外側にあり、上部カラーと接触しないように寸法決めされ、さらに、レバーアームの第１の端部が上方向に変位されるときに、各レバーアームの第２の係合面（１３２）がカラーの上面（２３２）と接触し、第２の係合面（１３２）が少なくとも１つのプッシュフィッティングを分離させる力をカラー（１３０）に加えるように寸法決めされる上部カラーをツール（２００）が有し、
   装置が、ツール（１００）の本体を受けるのに十分な深さの開口部を囲む面に対してインターフェース（１００）を下降させることによってツールを取り外すように構成され、それにより、各レバーアームの変位が、前記囲む面と各第１の係合面（１３１）との間の接触によってもたらされることを特徴とする、装置。
2. 少なくとも１つのプッシュフィッティングが、インターフェース（１００）とツール（２００）との間のスナップ嵌め接続によって少なくとも部分的に形成される、請求項１に記載の装置。
3. インターフェース（１００）が、ハウジング（１１０）の下面（１１５）から延びる１つ以上の円錐形突起（１２０）を含み、
   ツール（１００）が、１つ以上の円錐形突起を受けるように成形された１つ以上の円錐形凹部（２２０）を備え、
   少なくとも１つのプッシュフィッティングが、対応する円錐形凹部（２２０）に係合している１つ以上の円錐形突起（１２０）によって少なくとも部分的に形成される、請求項１または２に記載の装置。
4. １つ以上の円錐形突起（１２０）が、環状リッジを備え、円錐形突起の端部が対応する円錐形凹部に押し込まれたときに環状リッジと係合する１つ以上のスナップ嵌めジョイント（２３５）が、１つ以上のツール円錐形凹部（２２０）への入口に設けられている、請求項３に記載の装置。
5. インターフェース（１００）が、ツール（２００）の中央の円錐形凹部（２２０）に係合するように適合された中央の円錐形突起（１２０）を備える、請求項３または４に記載の装置。
6. インターフェース（１００）が、インターフェースを通って垂直方向に延び、かつ真空発生器（５０）との気密接続を可能にするためのフィッティングが設けられている内部通路（１０５）を備え、
   ツール（２００）が、ツールを通って垂直方向に延びる内部通路を備え、
   ツールが取り付けられている状態にあるとき、ツールとインターフェースの前記内部通路が気密に接続される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. インターフェースが、垂直軸（１５０）の周囲に均等な角度間隔で配置された２つ以上のレバーアームを備える、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. 静止位置では、各レバーアームの第１の係合面（１３１）が第１の水平面にあり、対応する第２の係合面（１３２）が、第１の水平面よりも高い第２の水平面にある、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. インターフェース（１００）と固定接続され、垂直方向に移動可能であり、垂直回転軸（１５０）を中心に第１の角度位置と第２の角度位置との間で回転可能であるアクチュエータ（２０）をさらに備え、
   装置が、切断ツールの本体（２２５）を収容するように成形された主凹部（３０５）と、主凹部を囲む上面（３１５）とを有するツールキャリア（３１０）をさらに備え、キャリア上面が、ツールインターフェースのレバーアーム（１３０）の数に少なくとも等しい多数の比較的高い部分および比較的低い部分（３１１、３１２、３１３）を含み、
   比較的低い部分の位置が、インターフェースが第１の角度位置にあるときの各レバーアームの第１の係合面（１３１）の位置と一致し、
   少なくとも１つのプッシュフィッティングが係合するまで、ツールキャリア（３１０）に対してインターフェースを下方に移動させることによって、インターフェースが第１の角度位置にあるときに、装置が、ツールキャリア（３１０）に配置された切断ツール（２００）を取り付けるように構成され、比較的低い部分（３１１、３１２、３１３）の深さが、各レバーアーム（１３０）の第１の係合面（１３１）とツールキャリア（３１０）との間の接触に影響を受けずに前記係合が生じるような深さである、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
10. 複数の切断ツールを保持するために複数のツールキャリア（３１０、３２０）が組み込まれたトレイ（３００）を備える、請求項９に記載の装置。
11. ツールの使用後、装置が、
    各レバーアームの第１の係合面（１３１）がキャリア上面（３１５）の比較的高い部分と位置合わせされる位置である第２の角度位置までインターフェースを回転させ、
    ツールカラー面（２３２）に対する第２の係合面（１３２）の変位が少なくとも１つのプッシュフィッティングを分離するのに十分な力を出すように、各レバーアームの第１の係合面（１３１）をキャリア上面（３１５）の比較的高い部分に接触させ、各アームを旋回させるのに十分な量だけツールをツールキャリア（３１０）内へ下降させることによって、ツールをツールキャリアに戻し、ツールをインターフェースから取り外すようにさらに構成される、請求項９または１０に記載の装置。
12. 請求項９に記載のツールキャリア（３１０）を備える切断装置上のツールインターフェース（１００）に切断ツール（２００）を取り付ける方法であって、ツールが、少なくとも１つのプッシュフィッティングによってインターフェースに取り付け可能であり、方法が、
    ツール（１００）をツールキャリア（３１０）に配置するステップと、
    ツールキャリアの比較的低い部分（３１１、３１２、３１３）の位置が、各レバーアームの第１の係合面（１３１）の位置と一致する第１の角度位置までインターフェースを回転させるステップと、
    少なくとも１つのプッシュフィッティングに係合するのに十分な量だけ、ツールキャリアに対してインターフェースを下降させるステップとを含む、方法。
13. 請求項１から１０のいずれかに記載の切断装置上のツールインターフェース（１００）から切断ツール（２００）を取り外す方法であって、ツールが、少なくとも１つのプッシュフィッティングによってインターフェースに取り付けられ、方法が、
    対応する第２の係合面（１３２）がツールの上面（２３２）に対して変位され、かつ少なくとも１つのプッシュフィッティングを分離するように、各レバーアームの第１の係合面（１３１）が開口部を囲む面と接触し、各レバーアームを旋回させるまで、ツールの本体を収容するのに十分な深さの前記開口部を有するレセプタクルに対してインターフェースを下降させるステップを含む、方法。
14. レセプタクルは、請求項９に記載のツールキャリア（３１０）であり、下降させるステップに先立って、方法は、
    垂直軸（１５０）を中心に、負荷なしで、各レバーアームの第１の係合面（１３１）がキャリア上面（３１５）の比較的高い部分に位置合わせされる第２の角度位置までツールインターフェースおよび取り付けられたツールを回転させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

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