JP7200357B2 - 実験器具の動作方法 - Google Patents

Description

本出願は、実験器具を動作させるコンピュータ実装方法に関する。本出願は、さらに、開示された方法を実行するように構成された実験器具に関する。本出願は、さらに、実験器具の制御ユニットによって実行されたとき、制御ユニットに開示された方法を実行させる命令を備えるコンピュータプログラム製品に関する。

体外診断検査は臨床決定に大きな影響を与え、医師に重要な情報を提供する。分析実験室、特に体外診断実験室では、疾患、栄養習慣、薬物の有効性、臓器機能などを示す可能性がある患者の生理学的および生化学的状態を特定するために、実験器具によって生体試料に対する多数の分析が実行される。

生体試料を処理するために、実験器具は、様々な液体、特に試薬を利用する。そのような液体は、試薬カートリッジなどの液体容器で実験機器に提供される。実験器具がそのような液体を正確に吸引できるようにするには（ピペッティングとも呼ばれる）、容器内の液体の正確なレベルを知る必要があり、そうしないと、液体の代わりに空気が吸引されるリスクがある。

容量性、抵抗性、圧力ベース、および拡張液面検出など、容器内の液面を判定するための様々な方法が知られている。液面を判定するこれらの各方法は、実験器具が液体の吸引を開始するまでに時間がかかるため、公知の実験慣行によれば、予想される液体の量／レベルが各液体容器のデータストアに記憶される。この液体の予想容量／レベルに基づいて、実験器具は、最初に液体レベルを判定する必要なしに、すぐに吸引を開始することができるため、時間を大幅に節約することができる。予想容量／レベルは、液体容器の製造（初期充填）中に最初に記憶され、液体が使用されるにつれて更新される場合がある。予想容量の更新は、液体容器から液体を吸引するたびに、および／または容器が装填されるたびに、それぞれ実験装置から装填解除されるたびに、および／または液面の測定後に、例えば定期的に実行される。

実験器具が予想液面よりも低い実際の液面よりも上から吸引する（通常は空気）ことを回避するためのフェイルセーフとして、公知の実験器具は、液体容器内の実際の液面が実際に予想液面と一致するかどうかをチェックするように構成されている。液体容器内の実際の液面が予想液面と一致しない場合、公知の実験慣行によれば、液体容器は、実験器具によって拒否される。所定のレベルで液体の有無を判定するために使用される方法は、液面を判定するための方法よりもかなり速いため、このチェックは、実験器具の性能に大きな影響を与えない。

しかしながら、液体容器内の実際の液面が予想液面と一致しないために、比較的多数の液体容器が実験器具によって拒否されることが観察された。これは、液体容器、それぞれ液体の不要な浪費につながる可能性がある。

開示された方法／器具の発明者は、実際の液面が、予期しない事象（蒸発、こぼれ、漏れ、別の器具での使用など）のために予想液面としばしば異なることを認識した。分析実験室で使用する液体は高価であるため、適切な液体吸引を確保しながら（実際の液面を超える吸引を回避する）、液体容器が器具に装填されるたびに液面を判定するための時間の損失を減らすと同時に、液面の予期しない変化による液体容器の不必要な浪費を回避することができる実験器具を動作させる方法が必要である。

本明細書に開示された実験器具を動作させる方法は、
ａ）データストアから液体容器内の液体の予想容量を取得するステップと、
ｂ）ｂ）データストアから液体容器の容器記述を取得するステップであって、容器記述は、液体容器内の容量と高さとの関係を示す、ステップと、
ｃ）容器記述および予想容量に基づいて、予想液面を制御ユニットによって判定するステップと、
ｄ）第１の液体検出方法を使用して、前記予想液面において液面チェックを実行するステップと、
ｅ）液体が予想液面で検出された場合、予想液面に等しい検証済み液面を示す信号を生成するステップと、
ｆ）予想液面で液体が検出されない場合、
ｇ１）液体が検出されるまで、第１の液体検出方法とは異なる第２の液体検出方法を使用して液面探索を実行し、
ｇ２）予想液面を、第２の液体検出方法を使用して液体が検出された液面に更新し、
ｇ３）ステップｄ）からｇ）を繰り返すステップと、を含む。

したがって、開示された方法／器具は、液面探索による予想液面において速い液面チェックを組み合わせることにより、液面が常に検証されるため（予想液面は盲目的に依存されない）、適切な液体吸引を確保しながら、液体容器が機器に装填されるたびに液面判定の時間の損失を低減すると同時に、液面の予期せぬ変化による液体容器の浪費を低減する。

液面が予想よりも高い－不正な補充を示す－場合、開示された方法／システムは、予想液面で液体を検出するため、以降の全ての操作に予想レベル／容量を使用する。したがって、開示された方法／システムの実施形態はまた、余分な補充された容量が使用できなくなるため、液体容器の補充が役に立たなくなるために有利である。器具は、余分に補充された量の液体を無視するため、許可されていない補充は、大いに推奨されない。

開示された方法／装置／システムのさらなる特徴および利点は、以下の説明によって、および以下の図面を参照することによって詳細に説明される。
本明細書に開示された方法のさらなる実施形態を示すフローチャートである。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された液面チェック／探索方法の実施形態を示す一連の図である。 本明細書に開示された方法のさらなる実施形態を示すフローチャートである。 開示された実験器具の実施形態の非常に概略的なブロック図である。 開示された実験器具のさらなる実施形態の非常に概略的なブロック図である。 開示された実験器具のさらに他の実施形態の非常に概略的なブロック図である。 開示された実験器具のピペッタの非常に概略的な図である。

特定の用語がこの特許出願で使用され、その定式化は、選択された特定の用語によって限定されると解釈されるべきではなく、特定の用語の背後にある一般的な概念に関連するものとして解釈されるべきである。

本明細書で使用される「実験器具」という用語は、１つ以上の生体試料および／または１つ以上の試薬に対して１つ以上の処理ステップ／ワークフローステップを実行するように動作可能な任意の装置または装置構成要素を包含する。したがって、「処理ステップ」という表現は、遠心分離、分注、試料分析などの物理的に実行される処理ステップを指す。「器具」という用語は、分析前の器具、分析後の器具、および分析器具を含む。

本明細書で使用される「分析器」／「分析器具」という用語は、測定値を取得するように構成された任意の装置または装置構成要素を含む。分析器は、様々な化学的、生物学的、物理的、光学的または他の技術的手順を介して、試料またはその成分のパラメータ値を特定するように動作可能である。分析器は、試料または少なくとも１つの分析物の前記パラメータを測定し、得られた測定値を返すように動作可能であり得る。分析器から返される可能性のある分析結果のリストには、試料中の分析対象物の濃度、試料中の分析対象物の存在（検出レベルを超える濃度に対応）、光学パラメータ、ＤＮＡまたはＲＮＡ配列、タンパク質または代謝産物の質量分析から得られたデータ、および様々なタイプの物理的または化学的パラメータを示すデジタル（ｙｅｓまたはｎｏ）結果が含まれる。分析器は、試料および／または試薬のピペット操作、投与、および混合を支援するユニットを含むことができる。分析器は、分析を実施するための試薬を保持するための試薬保持ユニットを含むことができる。試薬は、例えば、個々の試薬または試薬のグループを含む容器またはカセットの形態で配置されることができ、貯蔵区画またはコンベヤ内の適切な容器または位置に配置されることができる。それは、消耗品供給ユニットを含むことができる。分析器は、ワークフローが特定のタイプの分析用に最適化されたプロセスおよび検出システムを含むことができる。そのような分析器の例は、化学的または生物学的反応の結果を検出するため、または、化学的もしくは生物学的反応の進行を監視するために使用される臨床化学分析器、凝固化学分析器、免疫化学分析器、尿分析器、核酸分析器である。

本明細書で使用される「制御ユニット」という用語は、ワークフローおよびワークフローステップが実験器具／システムによって実行される方法で実験器具または１つ以上の実験器具を含むシステムを制御するように構成可能な任意の物理または仮想処理装置を包含する。制御ユニットは、例えば、実験器具／システムに、分析前、分析後、および分析ワークフロー／ワークフローステップを実行するように指示することができる。制御ユニットは、特定の試料でどのステップを実行する必要があるかに関する情報をデータ管理ユニットから受信することができる。いくつかの実施形態では、制御ユニットは、データ管理ユニットと一体であることがあり、サーバコンピュータに含まれることがあり、ならびに／あるいは、１つの実験器具の一部であり得るか、または実験システムの複数の器具にわたって分散されることがある。制御ユニットは、例えば、操作を実行するための命令を備えたコンピュータ可読プログラムを実行するプログラム可能論理コントローラとして具体化されてもよい。

本明細書で使用される「ピペッタ」という用語は、ある量の試料または試薬または希釈緩衝液などの他の液体をそれぞれから反応容器、マイクロプレートプレート、試薬容器などの器／容器に吸引および分配するための装置（液体処理ロボットなど）を含む。ピペッタは、鋼針などの１つ以上の再利用可能な洗浄可能な針を含むか、または使い捨てのピペットチップを使用することができる。液体と接触するピペッタの構成要素は、「プローブ」と呼ばれる。ピペッタは、例えば、スピンドルドライブなどを用いて、誘導レールおよび平面に直交する第３の垂直移動方向など、平面内で１つまたは２つの移動方向に移動することができる移送ヘッドに取り付けられることができる。例えば、ピペッタは、液体の生体試料または他の液体を回収または分配するために、一次試料管と容器との間で水平に移動することができ、垂直に移動することができる。ピペッタは、一体化されている、すなわち、実験器具に組み込まれているか、または器具に動作可能に接続されているシステムの別個の器具モジュールとすることができる。以下、ピペッタの位置決めについて言及する場合、プローブの先端／端部の位置決めは、最初に液体と接触することを意味する。

本明細書で使用される「液体」という用語は、実験室プロセス中に移送されなければならないあらゆるタイプの液体に関する。したがって、この用語は、液体試料を含む。また、試薬／試薬の懸濁液、制御または較正材料も含む。

「試料」、「患者試料」、「生体試料」という用語は、分析対象物を含む可能性のある材料を指す。患者試料は、血液、唾液、眼の水晶体液、脳脊髄液、汗、尿、便、精液、母乳、腹水、粘液、滑液、腹腔液、羊水、組織、培養細胞などを含む生理液などの生物学的供給源に由来する。患者試料は、血液からの血漿の調製、粘性流体の希釈、溶解などのように、使用前に前処理されることができる。処理方法には、ろ過、蒸留、濃縮、妨害成分の不活性化、試薬の添加などがある。患者試料は、供給源から取得したまま直接使用されることも、前処理後に試料の特性を変更するために使用されることもできる。いくつかの実施形態では、最初に固体または半固体である生物学的材料は、それを適切な液体媒体で溶解または懸濁することによって液体にされることができる。いくつかの実施形態では、試料は、特定の抗原または核酸を含むことが疑われる可能性がある。

「分析物」という用語は、分析される試料の成分、例えば、様々なサイズの分子、イオン、タンパク質、代謝産物、核酸配列などである。分析物に関して収集された情報は、生物または特定の組織に対する薬物投与の影響を評価するため、または診断を行うために使用され得る。したがって、「分析物」は、存在および／または濃度に関する情報が意図されている物質の一般的な用語である。分析物の例は、例えば、グルコース、凝固パラメータ、内因性タンパク質（例：心筋から放出されるタンパク質）、代謝産物、核酸などである。

本明細書で使用される「試薬」という用語は、試料調製用の試薬、対照試薬、検出可能な信号を得るために分析物と反応するための試薬、および／または分析物を検出するために必要な試薬を含む、分析物の分析を実行するために必要な材料を指す。そのような試薬は、分析物を単離するための試薬および／または試料を処理するための試薬および／または分析物と反応して検出可能な信号を得るための試薬および／または洗浄試薬および／または希釈剤を含むことができる。

本明細書で使用される「液体容器」という用語は、容器などの液体を保持するのに適した任意の容器を含み、容器は、容器のそれぞれに液体を分配／吸引するための開口部を備える。開口部は、キャップ、壊れやすいシール、または液密な方法で開口部を閉じるための同様の適切な手段によって閉じられることができる。「液面」に言及するとき、本明細書では容器の内底から液体の上面までの距離を意味する。

本明細書で使用される「試薬カセット」という用語は、試薬の液体または懸濁液を含む任意の器／容器を指す。あるいは、試薬カセットは、試薬の液体または懸濁液を含む容器を保持するためのホルダである。

実際の使用では、多くの分析方法は、満足のいく分析精度を維持するために正確なピペッティング操作を必要とする。通常、ポンプ制御のプローブは、液体の吸引と排出に使用されている。相互汚染の危険性を最小限に抑え、プローブの洗浄を容易にするために、プローブの先端を液面の直下に配置することが望ましい。液体は、プローブを静止させたまま吸引されるか、または（容量が大きい場合は）プローブをさらに容器内に下げてプローブの先端を液体に維持しながら吸引されることができる。

多くの場合、液面は、液体容器ごとに大きく異なる可能性があるため、ピペッティング操作を開始する前に、プローブの先端を液体内に確実に配置する必要がある。したがって、プローブを配置する前に液面を検出するのが通例である。従来技術において、「液面検出」は、液面から反射された光の検出、液体と接触したときのプローブの電気的特性の測定、またはピペッタ内の圧力の測定などの様々な物理的原理に基づくことが知られている。

例えば、「容量性液面検出ｃＬＬＤ」と呼ばれる方法では、プローブの電気容量の変化に基づく手法を使用する場合、プローブは、低周波数の電圧信号を使用して繰り返し充電および放電される。最上部の液面を容量的に判定するために、所定の電圧値に到達するのに必要な時間が繰り返し測定される。特許文献では、例えば、静電容量の変化に基づく液面検出は、欧州特許出願公開第８９１１５４６４号明細書、米国特許第７１５０１９０号明細書、欧州特許第１６４６７９号明細書、欧州特許第３５５７９１号明細書、米国特許第４，８１８，４９２号明細書および欧州特許第５５５７１０号明細書に記載されている。

「拡張液面検出ｅＬＬＤ」と呼ばれる容量性液面検出の強化された方法は、電気容量を有するプローブを提供するステップと、前記プローブを前記サンプルに移動させるステップと、前記プローブを充電および少なくとも部分的に放電して放電電流を生成する一対の連続するステップを繰り返し実行するステップと、前記プローブを充電し、少なくとも部分的に放電する連続するステップの各対について、前記放電電流を示す量を測定するステップと、前記プローブを介して前記サンプルの電気抵抗を判定する方法において前記量を分析するステップと、前記プローブが前記バルク液体に接触したときに生じる前記サンプルの前記電気抵抗の変化に基づいて、前記バルク液体を前記フォームおよび／または前記バルク液体の前記残留物から区別するステップと、を含む。拡張液面検出ｅＬＬＤの方法は、欧州特許第２６０７９０５号明細書に記載されている。

液面検出への別のアプローチは、プローブの先端がバルク液体に当たったときに発生するプローブのオーム抵抗の変化を測定することである。この方法は、「抵抗膜方式液面検出ｒＬＬＤ」と呼ばれる。しかしながら、液体は、電気グラウンドと電気的に接触している必要があるが、そうではない場合がよくある。オーミック抵抗測定に基づく液面検出は、例えば、米国特許第５８４３３７８号明細書に記載されている。

液面検出のさらに別の方法は、プローブ（またはピペッタの他の流体接続された部分）内の圧力を測定し、プローブが液体に接触していることを示す圧力の突然の変化を検出することに基づいている。この方法は、「圧力液面検出ｐＬＬＤ」と呼ばれる。

「ポジティブピペッティング確認ＰＰＣ」は、吸引または分注中に得られた圧力曲線の特徴の分析に基づいた、特定のタイプの圧力ベースの液面検出である。これらの特徴は、圧力曲線の特定のポイントから取得した圧力、勾配、および曲率のデータ、極値（最大／最小圧力、曲率など）、または特定の圧力値が取得された時点を含むことができる。ＰＰＣは、液体試料／試薬の非理想的な特性またはピペッティングシステムの故障によるピペッティングエラーを検出するように設計されている。

ここで、開示された方法／器具の実施形態を、図を参照して説明する。

図１は、開示される方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。特許請求された方法の前後のステップは、液体容器５０の実験器具１０への／実験器具からの液体容器の装填または装填解除をそれぞれ含むことに言及しなければならない。しかしながら、実験器具への／実験器具からの液体容器の装填および装填解除のステップは、当該技術分野において周知であるため、これらは本明細書でさらに解明されないものとする。

開示された方法／器具によれば、ステップ１０２において、液体容器５０内の液体６０の予想容量が、データストア１３、３０、５３から取得される（データストアの様々な実施形態は、図４Ａから図４Ｃを参照して説明されるものとする）。

後続のまたは同時のステップ１０４において、液体容器５０の容器記述は、データストア１３、３０、５３から取得される。容器記述のデータストアは、予想容量のデータストアと同じとすることができるが、同じである必要はないことに留意されたい。液体容器５０の容器記述は、液体の高さ（レベル）に基づいて容器内の液体の量を判定すること、および／または液体の量に基づいて液体の高さを判定することを可能にするデータの一部である。

第１の実施形態によれば、容器記述は、容器５０内の液体の容量と高さとの間の関係の式を含む。
例えば、容器が、その内部高さに沿って一定の断面積を有する矩形の液体容器５０である場合、コンテナの全高に対して、式は以下のようになる：

また、液容量に基づいて液面を計算することは容易である：

式中、
Ｖ 容量
Ｌ 液面
ａ コンテナの幅
ｂ コンテナの長さ

代替的または追加的に、容器記述は、いくつかの個別の容量のそれぞれの高さに対する高さ－容量のペアを備えたルックアップテーブルを備える。そのような別個の値の間にある液体の容量または高さについては、公知の補間方法を適用することができる。

容器記述および予想容量に基づいて、ステップ１０６において、予想液面ｅＬが、実験器具１０の制御ユニット１２によって判定される。

その後、液面チェックが、予想液面ｅＬにおいてピペッタ２０によって実行される。液面チェックは、２つのステップを含む。ステップ１０８において、ピペッタ２０は、予想液面ｅＬまで垂直に移動される。ステップ１０８における移動は、液面を探索することなく、予想液面ｅＬまで直接実行され、これは、より大きな移動速度を可能にする。ステップ１１０において、予想液面ｅＬにおける液体６０の存在が、第１の液体検出方法を使用して実行される。

（第１の液体検出方法を使用して）液体が予想液面ｅＬにおいて検出された場合、ステップ１１６において、制御ユニット１２は、予想液面ｅＬに等しい検証済み液面ｖＬを示す信号を生成し、それにより、各容量の予想液面ｅＬを確認する。その後、実験器具１０は、液体容器５０内の検証済み液面ｖＬに関する検証された情報に基づいて、液体容器５０から／液体容器内に液体６０を吸引／分配することができる。

他方では、液体が予想液面ｅＬにおいて検出されない場合、液面は、第２の液体検出方法を使用してステップ１１２において探索される。
液体チェックと液体探索方法との相違がここで強調される。
ａ．液面チェック方法は、特定のレベルの液の存在をチェックまたは確認するように設計されている。
液面チェックは、個別法とも呼ばれ、
・ 予想液面ｅＬまで第１の速度で、ピペッタ２０を液体容器５０の開口部に垂直に移動させるステップと、
・ 予想液面ｅＬで液体の有無を判断するステップと、を含む。
液体チェック方法の出力は、液体が特定のレベルで検出されたかどうかを示す、はい／いいえ（真／偽）タイプである。
ｂ．一方、液面探索方法は、液面を判定するように設計されている。液体の未知のレベルを判定するために、液体探索方法は、連続的または反復的な液体検出方法またはそれらの組み合わせのいずれかである。
（準）連続液面検出においては、液面を探索している間、ピペッタが液体容器５０内で垂直に移動するとき、液体の存在が連続的に監視される。
反復液面検出においては、液面を探索している間、ピペッタが液体容器５０内で垂直に移動するとき、液体の存在が一定の時間および／または距離間隔で繰り返し判定される。
開示された方法の特定の実施形態によれば、液面チェックのために液体容器５０の開口部内でピペッタ２０を垂直に移動させる第１の速度は、液面探索のために液体容器５０の開口部内でピペッタ２０を垂直方向に移動させる第２の速度よりも速い。特に、液面チェックのためのピペッタの第１の垂直移動速度は、液面探索のための第２の移動速度よりも２倍から１０倍速い。ほとんどの場合、液面は予想レベルと一致し、したがって液面チェックのみが必要であるため、開示された方法／システムは、時間を大幅に節約することができる。

液体６０のレベルが第２の液体検出方法を使用する液面探索で見つかった場合、ステップ１１４において、予想液面レベルｅＬは、液面探索を使用して見つかった液体６０のレベルと等しくなるように更新される。予想液面ｅＬの更新は、予想液面ｅＬの送信と混同してはならない。後者は、液面チェックによって確認した後にのみ（ステップ１１６において）行われるためである。

予想液面ｅＬを更新した後（ステップ１１４）、この更新された予想液面ｅＬは、第１の液検出方法（ステップ１０８および１１０）を使用した液面チェックによって検証／確認される。開示された方法／器具の実施形態によれば、ピペッタは、液面が見つかった後（液面探索によって）、その後の液面チェックの前に垂直に持ち上げられる。

液面探索によって見つかった液面が、更新された予想液面ｅＬにおいて液面チェックによって確認されることができない場合、液面探索は繰り返される。液面探索によって見つかった液面が液面チェックによって確認されない理由は、液面探索中に液面と間違われる液面の泡の存在など、いくつかの理由がある。（比較的）迅速な探索と液面チェック方法による確認との組み合わせは、検証済み液面ｖＬの判定の信頼性のレベルの向上を確保する。

一方、液面探索によって見つかった液面が、更新された予想液面ｅＬにおいて液面チェックによって確認された場合、ステップ１１６において、制御ユニット１２は、（更新された）予想液面ｅＬに等しい検証済み液面ｖＬを示す信号を生成する。その後、実験器具１０は、液体容器５０内の検証済み液面ｖＬに関する検証された情報に基づいて、液体容器５０から／液体容器内に液体６０を吸引／分配することができる。

ステップ１１２において、ピペッタ２０による液面探索中に液体が見つからなかった場合、ステップ１１８において、液体容器５０内に液体６０が検出されなかったことを示す信号が生成される。

開示された方法／器具（図１に破線で示されている）のさらなる実施形態によれば、液面探索のステップをそれぞれ繰り返した後、最大回数検出されたレベルをチェックする場合、第２の液体検出方法を使用して液面探索によって見つかった液面は、なおも液面チェックによって確認されることができず、プロセスは中止され、ステップ１１８において、液体容器５０内に液体６０が検出されなかったことを示す信号が生成される。

開示された方法／器具の実施形態によれば、液面チェックおよび／または液面探索は、以下のうちの１つ以上を含む。
・ 圧力ベースの液面検出ｐＬＬＤ、
・ 容量性液面検出ｃＬＬＤ、
・ 抵抗膜式液面検出ｒＬＬＤ、
・ 拡張液面検出ｅＬＬＤ、
・ ポジティブピペッティング確認ＰＰＣ。

開示された方法／器具の実施形態によれば、ステップ１１６における（更新された）予想液面ｅＬに等しい検証済み液面ｖＬを示す信号の送信後、液体容器５０内の液体６０の予想容量は、液体容器５０の容器記述および検証済み液面ｖＬを示す信号に基づいて、データストア１３、３０、５３において更新される。

図２Ａから図２Ｆは、液面チェックおよび液面探索のシーケンスを（非常に概略的に）示している。

図２Ａは、液体容器５０の開口部において予想液面ｅＬよりも上に配置されたピペッタ２０を示している。図２Ｂは、予想液面ｅＬにおいて正確に移動したピペッタ２０を示しているが、これは、検証済み液面ｖＬと一致しない。したがって、図２Ｃに示されるように、液面探索は、ピペッタを垂直下向きに移動させると同時に、ピペッタ２０による液体の有無を監視することによって実行される。図２Ｄは、液面探索方法が液体を検出し、検証済み液面ｖＬを見出した瞬間を示している。したがって、液面探索は完了し、図２Ｅおよび図２Ｆに示されるように、検済み液面ｖＬを確認するために、液面チェック中にピペッタ２０が回収され、再び垂直下向きに移動する。

図３は、開示された方法のさらなる実施形態を示し、検証済み液面ｖＬが予想液体面ｅＬよりも低い場合、ステップ１２２において以下を示す警告信号が生成される。
・ 液体の蒸発、および／または
・ 液体容器５０の漏れ、および／または
・ 液体容器５０の取り扱い中の液体のこぼれ、および／または
・ 誤った液体量の過去の吸引。

さらなる実施形態によれば、開示された方法は、
－吸引する液体の要求量を取得するステップと、
－液体容器５０から要求容量の液体６０を吸引するステップと、
－液体容器５０の容器記述、検証済み液面ｖＬを示す信号、および液体６０の要求容量に基づいて、データストア１３、３０、５３の液体容器５０内の液体の予想容量を更新するステップと、さらに含む。

図４Ａは、開示された実験器具１０の特定の実施形態を示し、データストアは、実験器具１０の内部にあり、その制御ユニット１２に通信可能に接続されたメモリ１３である。

図４Ｂは、開示された実験器具１０の特定の実施形態を示し、データストアは、実験ミドルウェア、実験情報システムＬＩＳなどの実験器具１０の外部にあり、実験器具に通信可能に接続されたデータベース３０である。

図４Ｃは、開示された実験器具１０のさらなる特定の実施形態を示し、データストアは、液体容器５０に取り付けられたＲＦＩＤタグ５３であり、実験器具１０は、その制御ユニット１２に通信可能に接続され、ＲＦＩＤタグ５３から予想液面ｅＬなどの送信データをそれぞれ取得するように構成されたＲＦＩＤリーダ／ライタ１６を備える。

図５は、ピペッタ２０の概略ブロック図を示している。参照符号２０で一般的に言及されるピペッタは、プローブ２２、例えば、再利用可能な針または使い捨て先端を含む。具体的には、プローブ２２は、プローブ先端２４において周囲に開放する内部（流体）チャネル２３を備えている。その反対側において、プローブ２２は、チャネル２３内に負圧または正圧を生成するためにポンプ導管２６によってポンプ２５に流体接続され、その結果、液体は、特定の要求にしたがって吸引または排出されることができる。ピペットを動作させるためのポンプは、例えば、市販の実験器具から当業者に周知であるため、ポンプ２５は、本明細書ではさらに解明されていない。

プローブ２２は、例えば、ステンレス鋼などであるがこれに限定されない金属材料から作製された針として構成されることができ、液体容器５０の上部が閉じている場合にキャップ（図示せず）の貫通を容易にするために鋭利なプローブ先端２４を有することができる。代替的または追加的に、プローブ２２は、単回使用を目的としたプラスチック材料から作製された使い捨てチップとして構成される。

図５を引き続き参照すると、ピペッタ２０において、プローブ２２を使用して、液体容器５０に含まれる液体６０を吸引することができる。

図５をさらに参照すると、ピペッタ２０は、液体容器５０に対してプローブ２２を位置決めするための自動位置決め機構２９をさらに含む。具体的には、位置決め機構２９は、例えば、両方向矢印によって示されるように、プローブ２２を液体容器５０に向かっておよび液体容器から離れるように垂直に平行移動させるように適合させることができる。そのような位置決め機構２９は、例えば、商業実験器具から当業者に周知であるため、本明細書ではさらに解明されていない。

位置決め機構２９を動作させて、プローブ２２を垂直方向に下げ、それにより、プローブ先端２４が液体６０に浸漬してピペッティング操作を実行する位置に到達することができる。特に、プローブ先端２４は、液体６０とプローブ２２との間の接触を最小限にするために、液体表面６２の下方に僅かな距離で配置されることができる。プローブ先端２４をバルク液体６０に配置することにより、ピペッティング操作を確実に実行することができる。

上記は本発明を説明するための例であり、特許請求の範囲において定義される範囲から逸脱することなく、前述の特定の構造に基づいて多くの変形例を採用することができることが理解されよう。

プログラムがコンピュータまたはコンピュータネットワーク上で実行されるときに、本明細書に含まれる１つ以上の実施形態において、開示された方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品がさらに開示および提案される。具体的には、コンピュータプログラムは、コンピュータ可読データキャリアまたはサーバコンピュータに記憶されることができる。したがって、具体的には、上述したような方法ステップの１つ、２つ以上、または全ては、コンピュータまたはコンピュータネットワークを使用して、好ましくはコンピュータプログラムを使用して実行されることができる。

本明細書で使用される場合、コンピュータプログラム製品は、取引可能な製品としてのプログラムを指す。製品は、通常、ダウンロード可能なファイル、オンプレミスのコンピュータ可読データキャリア、または遠隔地（クラウド）にあるなど、任意の形式で存在する。具体的には、コンピュータプログラム製品は、データネットワーク（クラウド環境など）を介して配布されてもよい。さらに、コンピュータプログラム製品だけでなく、実行ハードウェアも、構内またはクラウド環境に配置することができる。

さらに開示および提案されるのは、コンピュータシステムによって実行されると、実験システムに本明細書に開示される１つ以上の実施形態にかかる方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体である。

さらに開示および提案されるのは、コンピュータシステムによって実行されると、実験システムに本明細書に開示される１つ以上の実施形態にかかる方法を実行させる命令を含む変調されたデータ信号である。

実験器具 １０
（実験器具の）制御ユニット １２
（器具の）メモリ １３
ＲＦＩＤリーダ／ライタ １６
ピペッタ ２０
プローブ ２２
内部チャネル ２３
プローブ先端 ２４
ポンプ ２５
ポンプ導管 ２６
位置決め機構 ２９
（器具に通信可能に接続された）データベース ３０
液体容器 ５０
（容器の）ＲＦＩＤタグ ５３
液体 ６０
液面 ６２
予想液面 ｅＬ
検証済み液面 ｖＬ
予想容量を取得する ステップ１０２
容器形状を取得する ステップ１０４
予想液面を判定する ステップ１０６
ピペッティング先端を予想液面に移動する ステップ１０８
液面の存在をチェックする ステップ１１０
液面を探索する ステップ１１２
予想液面を更新する ステップ１１４
実際の液面を送信する ステップ１１６
液体が見つからなかった旨を送信する ステップ１１８
警告を発生させる（ｖＬ＞ｅＬ） ステップ１２０
警告を発生させる（ｖＬ＜ｅＬ） ステップ１２２

Claims (13)

1. ピペッタ（２０）および前記ピペッタ（２０）を制御するように構成された制御ユニット（１２）を備える実験器具（１０）を動作させるコンピュータ実装方法であって、
   ａ）予め記憶されたデータストア（１３、３０、５３）から液体容器（５０）内の液体（６０）の予想容量を取得するステップと、
   ｂ）予め記憶されたデータストア（１３、３０、５３）から前記液体容器（５０）の容器記述を取得するステップであって、前記容器記述は、前記液体容器（５０）内の容量と高さとの関係を示す、ステップと、
   ｃ）前記容器記述および予想容量に基づいて、予想液面（ｅＬ）を制御ユニット（１２）によって判定するステップと、
   ｄ）前記ピペッタ（２０）により、前記予想液面（ｅＬ）において液面チェックを実行するステップと、
   ｅ）液体が予想液面（ｅＬ）で検出された場合、予想液面（ｅＬ）に等しい検証済み液面（ｖＬ）を示す信号を前記制御ユニット（１２）によって生成するステップと、
   ｆ）予想液面（ｅＬ）で液体が検出されない場合、
   ｆ１）液体が検出されるまで、前記ピペッタ（２０）による液面探索を実行し、
   ｆ２）予想液面（ｅＬ）を、液体検出方法を使用して液体が検出された液面に更新し、
   ｆ３）ステップｄ）からｆ）を繰り返すステップと、を含む、実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
2. さらに、前記ピペッタ（２０）による液面探索中に液面が見つからなかった場合、および／または
   －ステップｄ）からｆ）を最大回数繰り返した後、前記液面探索によって見つかった液面が、前記予想液面（ｅＬ）での前記液面チェックによって確認されない場合、
   －前記液体容器（５０）内に液体が検出されないことを示す信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
3. 前記液面チェックは特定のレベルでの個別的な液体検出方法であるのに対し、前記液面探索は様々なレベルでの連続的な液体検出方法である、請求項１または２に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
4. －前記液面チェックが、
   ｏ前記予想液面（ｅＬ）まで第１の速度で、前記ピペッタ（２０）を前記液体容器（５０）の開口部に垂直に移動させることと、
   ｏ前記予想液面（ｅＬ）での液体の有無を判断することと、を含み、
   －前記液面探索が、
   ｏ第２の速度で、前記ピペッタ（２０）を前記液体容器（５０）の開口部内で垂直に移動させることと、
   ｏ前記ピペッタ（２０）の垂直移動と同時に液体の有無を繰り返し判断することと、を含み、
   前記第１の速度が前記第２の速度よりも速い、請求項１から３のいずれか一項に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
5. 前記液面チェックおよび／または前記液面探索が、
   －圧力ベースの液面検出ｐＬＬＤ、
   －容量性液面検出ｃＬＬＤ、
   －抵抗膜式液面検出ｒＬＬＤ、
   －拡張液面検出ｅＬＬＤ、
   －ポジティブピペッティング確認ＰＰＣ、のうちの１つ以上を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
6. さらに、前記液体容器（５０）の前記容器記述と前記検証済み液面（ｖＬ）を示す信号とに基づいて、前記データストア（１３、３０、５３）における前記液体容器（５０）内の液体（６０）の予想容量を更新するステップを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
7. さらに、
   －吸引する液体の要求容量を取得するステップと、
   －前記液体容器（５０）から要求容量の液体（６０）を吸引するステップと、
   －前記液体容器（５０）の前記容器記述、前記検証済み液面（ｖＬ）を示す信号、および前記液体（６０）の要求容量に基づいて、前記データストア（１３、３０、５３）における前記液体容器（５０）内の液体（６０）の予想容量を更新するステップと、を含む、請求項６に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
8. さらに、前記検証済み液面（ｖＬ）が、前記予想液面（ｅＬ）よりも低い場合に
   －液体の蒸発、および／または
   －前記液体容器（５０）の漏れ、および／または
   －前記液体容器（５０）の取り扱い中の液体のこぼれ、および／または
   －誤った液体容量の過去の吸引、
   を示す警告信号を生成するステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の実験器具を動作させるコンピュータ実装方法。
9. ピペッタ（２０）と、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された制御ユニット（１２）と、を備える実験器具（１０）。
10. さらに、前記実験器具（１０）の内部にあり、その制御ユニット（１２）に通信可能に接続されたメモリ（１３）を備え、前記制御ユニット（１２）が、前記メモリ（１３）から液体（６０）の予想容量を取得し、そこに検証済み液面（ｖＬ）を書き込むように構成されている、請求項９に記載のピペッタ（２０）を備える実験器具（１０）。
11. さらに、その制御ユニット（１２）に通信可能に接続されたＲＦＩＤタグリーダ／ライタ（１６）を備え、前記制御ユニット（１２）が、前記液体容器（５０）に取り付けられたＲＦＩＤタグ（５３）からの前記液体（６０）の予想容量を読み取り、そこに前記検証済み液面（ｖＬ）を書き込むように構成されている、請求項９または１０に記載のピペッタ（２０）を備える実験器具（１０）。
12. 請求項９から１１のいずれか一項に記載の実験器具（１０）を備える実験システムであって、さらに、前記実験器具（１０）の外部にあり、それに通信可能に接続されたデータベース（３０）を備え、前記制御ユニット（１２）が、前記データベース（３０）から前記液体（６０）の予想容量を取得し、そこに前記検証済み液面（ｖＬ）を送信するように構成されている、実験システム。
13. 実験器具（１０）の制御ユニット１２によって実行されたとき、前記実験器具（１０）に請求項１から８のいずれか一項に記載の方法のいずれか１つのステップを実行させる命令を備えるコンピュータプログラム製品。

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