KR20140053995A - 자동화 분석기를 위한 낮은 캐리오버의 액체 취급 프로브 - Google Patents

자동화 분석기를 위한 낮은 캐리오버의 액체 취급 프로브 Download PDF

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Abstract

여기에서는 강성 외피 그리고 유체 접촉 표면으로서 작용하도록 외피로부터 연장되는 중합체 코어를 포함하는, 분석 시스템을 위한 캐리오버-감소 액체 취급 프로브가 제공된다.

Description

자동화 분석기를 위한 낮은 캐리오버의 액체 취급 프로브{LOW CARRYOVER LIQUID HANDLING PROBE FOR AN AUTOMATED ANALYZER}
관련출원에 대한 교차참조
본 출원은 그 개시 내용이 온전히 여기에 참조로 합체되어 있는 2011년 7월 1일자로 출원된 미국 가출원 번호 제61/504,070호에 대한 우선권을 주장한다.
간단한 pH 결정에서부터 유전자 표지(genetic marker)의 존재를 결정하는 복잡한 시험에 이르는 범위의 분석을 수행하는 매우 다양한 자동화 분석기가 이용 가능하다. 그러나, 이러한 범위의 기능 및 능력에도 불구하고, 거의 모든 자동화 분석기는 공통의 기초 기능성 및 성능 문제를 갖는다. 자동화 분석기는 일반적으로 혈액, 혈장, 혈청, 소변, 뇌척수액 또는 타액 등의 액체인 환자 샘플(patient sample)을 조작하여야 한다. 조직 샘플 및 배설물 등의 고체 또는 반고체 샘플은 액체 내에서의 침연 및 현탁 후에 액체로서 처리될 수 있다. 이와 같이, 샘플은 정맥혈 수집 튜브 등의 용기 내에 제공되고, 일반적으로 1개 이상의 액체 취급 프로브를 사용하여 이들 용기로부터의 흡인에 의해 조작된다. 자동화 분석기 상의 상이한 위치로 이들 유체 및 액체 시약을 이동시키기 위해, 액체 취급 프로브는 가동 캐리지(moving carriage)에 부착될 수 있다.
자동화 분석기는 일반적으로 그 각각의 단계가 시스템 성능을 저하시킬 수 있는 잠재적인 오차 발생원인 공통의 작업 흐름을 공유한다. 전형적인 자동화 분석기에서, 액체 샘플을 보유하는 용기가 우선 조작자에 의해 시스템 내로 로딩된다. 로봇 액체 취급 프로브가 그 다음에 시험에 사용되는 샘플의 일부를 제거한다. 또한 일반적으로 액체 형태로 되어 있는 1개 이상의 시약이 로봇 액체 취급 프로브를 사용하여 저장부로부터 로딩되고 후속적으로 샘플과 혼합되어 검출 가능한 결과를 발생시키는 분석 반응(assay reaction)을 수행한다.
위에서 언급된 것과 같이, 액체 전달은 자동화 분석기 상에서 빈번하게 수행되는 과정이고, 분석 결과의 품질을 저하시킬 수 있는 잠재적인 오차 발생원이다. 이러한 오차에 의해 심각하게 영향을 받을 수 있는 하나의 분석 특성은 기본적으로 분석기가 신뢰 가능하게 검출 또는 정량화할 수 있는 특정한 분석물의 최저 농도의 측정치인 감도(sensitivity)이다. 많은 경우에, 특정한 분석물의 감도는 배경 신호로서 또한 알려져 있는 분석물을 포함하지 않은 샘플에 대해 수행되는 분석으로부터의 결과와 관련되는 신호 변화의 함수이다. 큰 배경 신호 결과 변화는, 비교적 강한 신호를 가져오는 분석물의 농도, 즉 넓게 변화되는 배경 신호로부터 통계적으로 구별 가능한 농도로 분석기의 감도를 제한할 것이다. 반대로, 작은 배경 신호 변화는, 비교적 약한 신호를 발생시키는 비교적 낮은 농도 또는 분석물의 검출을 가능케 할 수 있다.
배경 신호 변화의 하나의 발생원은 캐리오버 또는 오염이다. 캐리오버는 물질이 제1 유체로부터 분석기 구성 요소로 그리고 그 다음에 그 분석기 구성 요소로부터 제2 유체로 전달될 때에 일어난다. 전형적인 시나리오는, 매우 높은 농도의 분석물을 포함하는 환자 샘플로부터 소량 체적의 유체가 액체 취급 프로브에 의해 제2 환자 샘플로 전달될 때이고, 그에 의해 제2 샘플로부터의 위양성 시험 결과(falsely positive test result)를 초래하는 것이다. 액체 분석 시약의 전달이 또한 이와 유사할 수 있다.
캐리오버는 소정 체적의 유체의 물리적인 전달에 의해 일어날 수 있다. 이것은 액체 취급 프로브의 설계에 내재하는 틈새에서 일어날 수 있고, 또는 사용 중에 거친 취급 또는 우연한 충돌로 인해 일어날 수 있는 액체 취급 프로브의 표면의 불규칙부에서 일어날 수 있다. 캐리오버의 또 다른 발생원은 액체 취급 프로브의 침윤 표면과 샘플 내 특정 분자의 상호 작용이다. 이들 분자가 이러한 표면에 결합되면, 후속적으로 액체 취급 프로브가 상이한 유체 내로 진입될 때에 방출될 수 있다. 캐리오버는 또한 이들 기구의 조합에 의해 일어날 수 있다.
캐리오버를 최소화하려는 많은 접근법이 개발되었다. 이들 중 하나가 유체를 취급하기 위한 일회용 팁(disposal tip)의 사용이다. 이들 팁은 유체를 취급하기 전에 액체 취급 프로브 기구에 적용되고, 사용 후 폐기된다. 이들 일회용 팁의 공급 및 조작은 자동화 분석기에 상당한 비용 및 복잡성을 부가할 수 있고, 팁의 부착 및 폐기에 요구되는 시간은 시스템 처리량에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 액체 취급 프로브로에 대한 팁의 부적절한 부착은 부정확한 체적의 분배를 야기하여 분석 결과에 영향을 미치며, 이는 또 다른 변화 발생원이 된다.
또 다른 접근법은 액체 취급 프로브 기구의 내부 및 외부의 철저한 세척 절차를 수행하는 것이다. 이것을 위한 많은 장치 및 방법이 개시되었지만, 이들은 추가의 워크스테이션 및 세척 시약에 대한 필요성의 형태로 분석기에 상당한 비용 및 복잡성을 추가한다. 시스템 처리량에 영향을 미치는 것에 추가하여, 이들 세척 단계는 또한 분석기의 추가의 변화 발생원이다.
유체 체적의 캐리오버는, 예컨대 샘플 액체의 표면을 검출하기 위해 액위 감지를 사용함으로써 샘플에 대한 액체 취급 프로브 기구의 노출을 감소시키고 후속적으로 액체 취급 프로브의 작은 부분만을 침지시키도록 분석기 기능을 최적화함으로써 이들 조치에 의존하지 않으면서 최소화될 수 있다. 액체 취급 프로브 기구 그 자체는 액체를 포획할 수 있는 특징부를 갖지 않는 표면을 제공하도록 설계될 수 있다. 이것은 노출된 금속 표면을 전해 연마 처리하고 내스크래칭성 스테인리스강 등의 재료를 이용함으로써 성취될 수 있다. 액체 취급 프로브의 위치 설정은 또한 표면 스크래치 및 칩(chip)을 발생시킬 수 있는 충돌을 피하도록 감시될 수 있다.
액체 취급 프로브의 재료와 분자의 결합으로 인한 캐리오버는, 용액 내의 분자와 상호 작용하는 경향이 낮은 재료를 선택함으로써 피해질 수 있다. 이들은 전형적으로 폴리프로필렌 또는 불소 중합체 등의 중합체이다. 액체 취급 프로브는 전체적으로 이들 재료로 구성될 수 있지만, 강도 및 강성의 상대적인 부족은 특히 신속하게 이동될 수 있는 높은 처리량의 분석기에서 이동 시스템으로의 이러한 장치의 장착 그리고 후속적인 정확한 위치 설정을 복잡하게 할 수 있다. 추가로, 이러한 재료는 일반적으로 비전도성이므로, 이들은 많은 액위 감지 기구와 호환 가능하지 않다. 낮은 비특이성 결합의 재료(low nonspecific binding material)가 스테인리스강 등의 종래의 강성 재료에 비해 코팅으로서 더 많이 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 코팅은 부주의한 취급 그리고 우연한 충돌에 의해 쉽게 손상되어, 상당한 유체 체적 캐리오버를 야기할 수 있는 중합체 코팅의 표면 스크래치 및 칩을 발생시킨다.
본 발명의 실시예가 개별적으로 그리고 집합적으로 이들 및 다른 문제점을 해결한다.
여기에서는 강성 외피(rigid sheath) 그리고 유체 접촉 표면으로서 작용하도록 외피로부터 연장되는 중합체 코어(polymer core)를 포함하는, 분석 시스템을 위한 캐리오버-감소 액체 취급 프로브가 제공된다. 중합체 코어는 연장 부분이 액위 센서의 일부로서 작용할 수 있도록 전도성일 수 있다. 장치는 사용자에 의해 액체 취급 프로브의 교체를 단순화하고 사용 중에 손상을 최소화하는 것을 돕는 충격 흡수 장착부를 또한 포함할 수 있다. 충격 흡수 장착부는 충돌을 검출하여 분석 시스템이 액체 취급 프로브에 대한 손상을 감소시키는 추가의 조치를 취하도록 신호하는 센서를 포함할 수 있다.
여기에서는, 말단(또는 하부) 종점부를 갖는 긴 강성 외피와; 긴 강성 외피 내에 부분적으로 포위되는 전도성 중합체 코어로서, 전도성 중합체 코어는 내부 유체 도관 및 전도성 중합체 팁을 포함하는, 전도성 중합체 코어와; 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 액위 감지 기구를 포함하는 액체 취급 프로브(또는 유체 취급 프로브)가 제공된다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 팁은 긴 강성 외피의 말단 종점부로부터 돌출되는 전도성 중합체 코어의 일부를 포함한다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 코어는 적어도 0.13 ㎝(0.05 인치), 예컨대 0.25 ㎝(0.1 인치), 0.64 ㎝(0.25 인치), 1.27 ㎝(0.5 인치), 1.91 ㎝(0.75 인치), 2.54 ㎝(1 인치), 0.13-5.08 ㎝(0.05-2 인치), 0.25-2.54 ㎝(0.1-1 인치), 0.25-1.27 ㎝(0.1-0.5 인치)만큼 긴 강성 외피의 말단 단부를 넘어 연장된다. 일부 실시예에서, 긴 강성 외피는 근위(또는 상부) 종점부를 갖는다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 코어는 근위 종점부로부터 돌출되어 나팔형 끼움부(flared fitting)를 형성한다.
일부 실시예에서, 긴 강성 외피는 스테인리스강, 예컨대 전해 연마 처리된 스테인리스강을 포함한다. 일부 실시예에서, 긴 강성 외피는 전도성이고, 전도성 중합체 코어는 긴 강성 외피와 전기 접촉된다. 일부 실시예에서, 유체 감지 기구는 커패시턴스 기반의 액체 감지 회로이다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 코어는 0.5 Ω*m 미만, 예컨대 0.4, 0.3, 0.25, 0.1, 0.05, 0.1-0.5 또는 0.2-0.4 Ω*m의 벌크 저항(bulk resistance)을 갖는 전도성 중합체를 포함한다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 코어는 전도성 불소 중합체를 포함한다. 일부 실시예에서, 전도성 중합체 코어는 낮은 비특이성 결합을 갖는 중합체를 포함한다.
추가로, 1개 이상의 크레인 조립체(crane assembly)를 갖는 자동화 화학 분석기 상에서 액체를 취급하는 장치이며, (1) 액체 취급 프로브, 예컨대 위에서 설명된 액체 취급 프로브 실시예들 중 임의의 액체 취급 프로브와; (2) 자동화 화학 분석기의 크레인 조립체에 액체 취급 프로브를 고정하는 프로브 장착부와; (3) [예컨대, 프로브 장착 브래킷(probe mounting bracket)을 거쳐] 프로브 장착부에 부착되는 프로브 안내부를 포함하는 장치가 제공된다. 일부 실시예에서, 가요성 부재가 프로브 장착부와 프로브 안내부 사이에 개재된다. 일부 실시예에서, 액체 취급 프로브는 프로브 안내부에 부착된다. 일부 실시예에서, 장치는 가요성 부재에 동작 가능하게 연결되는 충돌 검출 센서를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 액위 감지 기구는 프로브 안내부를 통해 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결된다. 일부 실시예에서, 액체 취급 프로브는 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 액위 감지 기구를 포함한다. 일부 실시예에서, 액위 감지 기구는 프로브 안내부를 통해 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결된다.
추가로, 액체 취급 프로브에 대한 충돌 손상을 최소화하는 시스템 또는 방법이며, 액체 취급 프로브에 부착되는 프로브 안내부로서, 프로브 안내부는 프로브 장착부에 부착되고, 프로브 안내부와 프로브 장착부 사이에 가요성 부재가 개재되는, 프로브 안내부를 포함하고; 물체와 액체 취급 프로브 사이의 충돌이 프로브 안내부의 변위 그리고 가요성 부재의 변형을 가져오고; 가요성 부재의 변형은 충돌 중에 물체와 액체 취급 프로브 사이에서 발생되는 힘을 감소시키는, 시스템 또는 방법이 제공된다. 일부 실시예에서, 가요성 부재의 변형은 충돌 검출 센서를 작동시켜 제어기에 의해 수신되는 신호를 발생시킨다. 일부 실시예에서, 제어기는 충돌 검출 센서로부터 신호를 수신하여 액체 취급 프로브의 궤적을 변경한다. 일부 실시예에서, 충돌 검출 센서는 광학 경로를 갖는다. 일부 실시예에서, 가요성 부재의 변형은 불투명 플래그(opaque flag)가 충돌 검출 센서의 광학 경로를 통해 이동되게 한다.
도 1은 본 발명의 액체 취급 프로브(100)를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 충격 흡수 프로브 장착부(200)를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 여기에서는 강성 외피(106) 및 중합체 코어(108)를 갖는 액체 취급 프로브(100)가 제공된다. 중합체 코어(108)는 유체의 흡인 및 분배를 용이하게 하는 내부 유체 도관을 가질 수 있다. 외부 강성 외피(106)의 사용은 유체 저장조와 액체 취급 프로브(100)를 정렬시키는 데 사용되는 분석기의 이동 시스템에 대해 확실한 부착 지점을 제공한다. 이러한 이동 시스템은 선형 갠트리(linear gantry), 회전 갠트리 및 관절 암을 포함한다. 외피의 강성은 이동 시스템에 대한 부착 지점과, 유체 샘플과 접촉되는 프로브의 종점부 사이의 상대 위치가 고정되는 것을 보증함으로써 액체 취급 프로브(100)의 정렬을 단순화한다. 이것은 추가로 연장된 길이의 액체 취급 프로브를 포함하는 시스템 설계의 사용을 가능케 한다. 외부 강성 외피(106)는 강성 플라스틱 또는 금속을 포함하는 임의의 적절한 강성 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 강성 외피는 전도성 재료로 제조된다. 적절한 재료는 스테인리스강, 강철 합금, 알루미늄, 구리 및 구리 합금을 포함하지만 이들에 제한되지 않는다. 외부 강성 외피는 유체 액위 감지 회로를 위한 연결부로서 및/또는 유체 액위 감지 회로와 중합체 코어(108) 사이의 연결 지점으로서 작용할 수 있다. 외부 강성 외피의 표면은 액체 중의 우연한 침지의 영향을 감소시키고 양호한 전기 접촉을 보증하도록 연마될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 강성 외피는 전해 연마 처리된 표면을 갖는다.
중합체 코어(108)는 외부 강성 외피(106)의 종점부로부터 연장되고, 유일한 유체 접촉 표면으로서 작용한다. 일부 실시예에서, 중합체 코어(108)는 용액 내의 분자와 최소 상호 작용을 하는 재료, 즉 낮은 비특이성 결합을 갖는 재료로 제조된다. 이것은 제1 용액 내의 분자의 비특이성 결합과, 이어서 제2 용액 내로의 결합 분자의 바람직하지 못한 방출로 인한 캐리오버를 감소시킨다. 적절한 낮은 비특이성 결합 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 불소 중합체, 실리콘 재료 및 공중합체를 포함하지만 이들에 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 중합체 코어는 전도성 또는 반도체성 중합체로 제조된다. 적절한 전도성 중합체는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 불소 중합체, 실리콘 그리고 그래파이트 또는 전류의 흐름을 지원하는 데 적절한 밀도로 된 다른 전도성 재료를 포함하는 공중합체를 포함하지만 이들에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 전도성 또는 반도체성 중합체는 0.25 Ω*m 미만의 벌크 저항을 갖는다. 일부 실시예에서, 중합체 코어는 전도성 또는 반도체성 코팅을 제공하도록 처리된 비전도성 재료로 제조된다.
전도성 또는 반도체성 중합체 코어(108)의 사용은 액체 취급 프로브(100)의 이러한 부분이 액위 감지 회로의 감지 부분으로서 작용하게 한다. 적어도 부분적으로 액체와 전도성 재료의 접촉에 의존하는 이러한 유체 감지 회로가 알려져 있다. 일부 실시예에서, 액위 감지 회로는 커패시터의 일부로서 액체 취급 프로브(100)를 포함하고, 액체 및/또는 전도성 표면과의 직접적인 접촉 그리고 액체 또는 전도성 표면으로의 근접에 감응성일 수 있다.
액위 감지 회로의 사용은 시스템이 액체 샘플과의 접촉을 검증하게 한다. 따라서, 시스템은 액체 취급 프로브의 위치를 기초로 하여 샘플의 체적을 추정할 수 있고, 상이한 샘플 체적에 따라 조정할 수 있다. 중합체 코어를 통한 액위 감지의 사용은 또한 액체 취급 프로브가 액체 샘플 내로 하강되는 정도를 시스템이 제어하게 할 수 있고, 그에 의해 액체 샘플에 노출된 표면적을 제한하고, 잠재적인 캐리오버를 최소화한다.
전도성 및 반도체성 중합체는 전류를 전도할 수 있다. 종래의 금속 전도체는 전형적으로 매우 효율적인 전도체이다. 강성 외피(106)가 전도성인 실시예에서, 강성 외피(106)와 중합체 코어(108) 사이의 밀착은 강성 외피(106)가 액위 감지 회로와 액체 취급 프로브(100)의 중합체 코어(108) 사이의 연결 표면으로서 작용하게 할 수 있다. 강성 외피(106)와 중합체 코어(108) 사이의 밀착은, 강성 외피(106)의 내부 표면에 대해 중합체 코어(108)의 외부 표면에 의해 가해지는 압력으로 인해, 중합체 코어(108)와 강성 외피(106) 사이에 위치되는 접착제 층의 사용에 의해, 또는 이들 2개의 조합에 의해 수행될 수 있다. 이러한 적용 분야에서, 접착제 층은 전도성 또는 반도체성일 수 있다.
효율성이 상대적으로 낮은 전도성 중합체 코어(108)는 효과적인 센서를 형성하는 전체 길이를 제한한다. 이러한 경우에, 강성 외피(106)는 액체 취급 프로브(100)의 표면의 대부분에 걸쳐 연장될 수 있고, 프로브의 종점부에 접근할 수 있다. 이것은 액체 취급 프로브(100)가 이동 캐리지에 고정되는 지점 근처의 근위 종점부(102)와, 액체 취급 프로브(100)가 액체와 접촉되는 지점 근처의 말단 종점부(104) 사이의 상대 위치를 고정하도록 강성 외피(106)의 기능과 조화된다. 중합체 코어(108)가 강성 외피(106)로부터 연장되는 지점은 액체 전달 중에 유체를 격리할 수 있는 표면으로서 작용할 수 있고, 그에 의해 일부 실시예에서, 프로브의 이러한 영역은 액체 표면으로부터 떨어져 유지된다. 이러한 설계를 고려하여, 당업자라면 이들 양쪽 모두의 필요성을 균형화하는 방법을 이해할 것이다. 일부 실시예에서, 중합체 코어(108)는 액체 취급 프로브(100)의 말단 종점부(104)로부터 약 0.64 ㎝(0.25 인치) 내지 약 7.62 ㎝(3 인치)만큼 연장된다. 일부 실시예에서, 중합체 코어(108)는 액체 취급 프로브(100)의 말단 종점부(104)로부터 약 0.64 ㎝(0.25 인치) 내지 약 1.91 ㎝(0.75 인치)만큼 연장된다. 일부 실시예에서, 중합체 코어(108)는 액체 취급 프로브(100)의 말단 종점부(104)로부터 약 0.89 ㎝(0.35 인치)만큼 연장된다.
중합체 코어(108)를 포함하는 액위 감지 회로의 사용은 위에서 설명된 것과 같이 또한 시스템이 액체 취급 프로브(100)의 오정렬을 검출 및 보정하게 한다. 위에서 언급된 것과 같이, 액위 감지 회로는 전도성 표면의 근접을 검출할 수 있다. 이러한 액위 감지 회로로부터의 입력은 충돌 전에 액체 취급 프로브(100)의 이동을 정지시키도록 시스템에 의해 사용될 수 있다. 이것은 유리하게는 액체 취급 프로브(100)의 표면에 대한 손상, 예컨대 유체 저장조로서 작용하여 캐리오버를 가져올 수 있는 스크래치 또는 칩을 방지한다. 일부 실시예에서, 시스템은, 예컨대 액체 취급 프로브(100)를 운반하는 이동 캐리지의 위치를 교정 또는 조정하도록 기준 지점으로서, 공지의 전도성 표면을 이용할 수 있다. 이들 기준 지점은 추가의 목적을 위해 위치되는 시스템의 일부일 수 있거나, 단지 정렬의 목적을 위해 시스템 내에 포함될 수 있다.
이러한 주의에도 불구하고 액체 취급 프로브에 대한 손상이 발생하는 경우, 유체 접촉 표면으로서 중합체 코어(108)를 사용하면 유리하게는 스크래치, 칩 그리고 여타의 결함이 존재하더라도 액체에 비특이성 결합이 낮은 중합체 표면이 계속해서 제공된다. 이로써 유체 체적의 의도하지 않은 전달로의 캐리오버가 제한되며, 이러한 캐리오버는 어떠한 캐리오버 유체 체적도 물리적으로 배출시키는 간단한 세척 방법을 사용하여 언제든지 처리될 수 있다.
일부 실시예에서, 중합체 코어(108)는 전형적으로 유체 펌프를 포함하는 피펫 조립체(pipetting assembly)의 다른 부분과의 연결부를 형성하도록 외부 강성 외피(106)의 근위 단부(102)로부터 연장될 수 있다. 이러한 적용 분야에서, 피펫 조립체에 연결되는 중합체 코어(108)의 종점부는 나팔형 끼움부(110)일 수 있다. 일부 실시예에서, 나팔형 끼움부(110)는 단순하게 중합체 코어(108)의 확장 부분이다. 이것은 액체 취급 프로브(100)의 설치 및 교체를 단순화하고, 유리하게는 피펫 조립체의 펌핑 부분과 유체 샘플 사이의 직접적인 연결을 제공한다.
추가로, 여기에서는 예컨대 도 2에서 간략하게 도시된 것과 같이 액체 취급 프로브에 대한 손상을 최소화하는 프로브 장착부(200)가 제공된다. 프로브 장착부(200)는 시스템에 의해 제어되는 운반 캐리지에 부착될 수 있고, 시스템 내의 상이한 위치로 이동될 수 있다. 운반 캐리지는 1차원, 2차원 및 3차원 갠트리 시스템, 회전 크레인, 관절 암 그리고 특정한 시스템의 기하 구조에 적절한 다른 운반부를 포함하지만 이들에 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 액체 취급 프로브(100)는 프로브 장착부(200)에 연결되는 프로브 안내부(202) 내에 수직으로 위치될 수 있다. 프로브 안내부(202)는 액체 취급 프로브를 확실하게 보유할 수 있는 임의의 구성일 수 있다. 적절한 구성은 중공 실린더, 채널 그리고 다수개의 부착 지점을 갖는 샤프트를 포함한다. 일부 실시예에서, 프로브 안내부(202)는 중공 실린더이다. 프로브 안내부(202)는 사용자가 액체 취급 프로브(100)를 제거하도록 풀거나, 액체 취급 프로브(100)를 고정하도록 조일 수 있는 특징부를 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 특징부는 프로브 장착부(200)의 일단부에 위치되는 너트(206)이다.
장착된 액체 취급 프로브(100)에 대한 손상을 최소화하기 위해, 프로브 안내부(202)는 프로브 장착부(200)에 합체되는 프로브 안내 채널 내에서 자유 이동할 수 있다. 이러한 자유 이동은, 장착된 액체 취급 프로브(100)가 충돌 중에 이동되게 하고, 그에 의해 충돌의 충격 압력을 최소화하고, 그에 따라 프로브에 대한 손상을 최소화한다. 이러한 손상은 스크래칭 또는 피팅(pitting)의 형태로 된 액체 취급 프로브(100)의 표면에 대한 손상일 수 있거나, 액체 취급 프로브(100)의 벤딩(bending) 또는 크림핑(crimping)을 수반할 수 있다. 프로브 안내부(202)는 가요성 또는 탄성 연결부(204)를 사용하여 프로브 안내부(202) 채널의 일단부에 고정될 수 있다. 이러한 실시예에서, 액체 취급 프로브(100)는 충돌이 해결되면 그 적절한 위치로 복귀될 수 있다.
일부 실시예에서, 가요성 또는 탄성 연결부(204)는 스프링이다.
일부 실시예에서, 프로브 장착부(200)는 프로브 안내부(202)의 이동을 검출함으로써 액체 취급 프로브(100)에 대한 충격을 검출하는 충돌 센서를 포함한다. 따라서, 시스템은 충돌 센서로부터의 신호가 액체 취급 프로브(100)가 의도되지 않게 접촉된 것을 지시할 때에 액체 취급 프로브(100)의 추가의 이동을 정지시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템은 충돌 센서로부터의 신호가 액체 취급 프로브(100)가 의도되지 않게(우연히) 접촉된 것을 지시할 때에 이동되는 액체 취급 프로브(100)의 궤적을 변경할 수 있다. 이러한 변경된 궤적은 이동 방향을 역전시키는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 충돌 센서가 구비된 프로브 장착부(200)에 의해 보유되는 액체 취급 프로브(100)가 하향으로 이동되면서 고체 물체를 만나면, 충돌 센서는 시스템으로 신호를 제공할 것이다. 후속적으로, 시스템은 프로브 장착부(200)가 부착된 운반 캐리지가 추가 이동하는 것을 정지시키도록 유도할 수 있고, 그에 의해 액체 취급 프로브(100)에 대한 손상을 최소화한다. 일부 실시예에서, 시스템은 프로브 장착부(200)가 부착된 운반 캐리지가 상향으로 이동되도록 유도할 수 있다. 시스템에 의한 개입은 충격의 힘 및 시간을 감소시킴으로써 액체 취급 프로브(100)에 대한 손상을 최소화할 수 있다. 액체 취급 프로브(100)에 대한 손상을 최소화하는 조치를 취하는 것에 추가하여, 시스템은 충돌이 일어난 것을 지시하는 신호를 수신하여 사용자에게 통지할 수 있다.
광학 센서, 홀 효과 센서(Hall effect sensor) 또는 프로브 안내부(202)에 동작 가능하게 연결되는 다른 위치-의존 센서의 사용을 포함하는 프로브 안내부(202)의 이동에 의한 충돌을 감지하는 많은 적절한 기구가 있다. 일부 실시예에서, 충돌 센서는 위치 플래그(210)와 조합하여 사용되는 광학 센서(208)이다. 위치 플래그(210)는 프로브 안내부(202) 상에 장착될 수 있고, 광학 센서는 프로브 장착부(200) 내로 합체될 수 있다. 대체예에서, 광학 센서(208)는 프로브 안내부(202) 내로 합체될 수 있고, 위치 플래그(210)는 프로브 장착부(200)에 부착될 수 있다.
프로브 장착부(200)는 또한 액체 취급 프로브(100)가 액위 감지 회로의 일부를 형성하는 경우에 액위 감지 회로로의 연결을 위한 지점으로서 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로브 장착부(200)는 액체 취급 프로브(100)의 전도성 부분의 부착을 위한 끼움부를 제공한다. 일부 실시예에서, 프로브 안내부 자체가 액위 감지 회로에 연결부를 제공한다. 이것은 시스템에 액체 취급 프로브(100)를 물리적으로 부착하는 과정과, 액위 감지 회로에 연결부를 제공하는 과정을 합체함으로써 액위 감지 특징부를 포함하는 액체 취급 프로브(100)의 부착 또는 교체를 단순화한다.
일부 실시예에서, 액위 감지 회로는 전도성 표면으로의 근접을 검출할 수 있다. 이러한 실시예에서, 액위 감지 회로는 고체 표면으로의 접근 시에 제어기에 신호를 제공하도록 위에서 설명된 것과 같이 액체 취급 프로브와 연계하여 사용될 수 있다. 이러한 신호는 고체 표면과의 충돌을 피하는 데 사용될 수 있다. 액위 감지 회로에 의해 제공된 신호는 또한 시스템 상에서의 정렬 특징부의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있고, 그에 의해 시스템 내에서의 액체 취급 프로브(100)의 위치를 결정한다. 시스템 상의 정렬 특징부에 대한 액체 취급 프로브(100)의 위치의 결정은 액체 취급 프로브(100)의 이동을 담당하는 운반 캐리지의 자동화 정렬에 사용될 수 있다. 이러한 정렬 특징부는 추가의 기능을 수행하도록 위치될 수 있거나, 구체적으로 정렬의 목적을 위해 시스템 상에 위치될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명은 손상-최소화 프로브 장착부(200)와 위에서 설명된 낮은 캐리오버의 액체 취급 프로브(100)를 합체한다. 이들 장치의 캐리오버 최소화 특징부는 상보적이고, 이들 2개의 결합은 액체 취급 프로브(100)를 설치 또는 교체하는 작업을 크게 단순화하는 것에 추가하여 최적의 시스템 성능을 제공할 수 있다.
1개 이상의 실시예의 상세한 설명이 위에서 제공되었지만, 다양한 대체예, 변형예 및 등가예가 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 당업자에게 착상될 것이다. 더욱이, 명확하게 부적절하거나 그렇지 않으면 명시적으로 언급된 경우를 제외하면, 상이한 실시예의 특징부, 장치 및/또는 구성 요소가 치환 및/또는 결합될 수 있다. 이와 같이, 위의 설명은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 간주되지 않아야 한다. 1개 이상의 실시예의 1개 이상의 구성 요소가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 1개 이상의 다른 실시예의 1개 이상의 요소와 결합될 수 있다.

Claims (19)

  1. a) 말단 종점부를 갖는 긴 강성 외피와;
    b) 긴 강성 외피 내에 부분적으로 포위되는 전도성 중합체 코어로서,
    내부 유체 도관 및
    긴 강성 외피의 말단 종점부로부터 돌출되는 전도성 중합체 코어의 일부를 포함하는 전도성 중합체 팁
    을 포함하는,
    전도성 중합체 코어와;
    c) 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 유체 감지 기구
    를 포함하는 액체 취급 프로브.
  2. 1개 이상의 크레인 조립체를 갖는 자동화 화학 분석기 상에서 액체를 취급하는 장치이며,
    (1) a) 말단 종점부를 갖는 긴 강성 외피와;
    b) 긴 강성 외피 내에 부분적으로 포위되는 전도성 중합체 코어로서,
    내부 유체 도관 및
    긴 강성 외피(106)의 하부 종점부로부터 돌출되는 전도성 중합체 코어의 일부를 포함하는 전도성 중합체 팁
    을 포함하는,
    전도성 중합체 코어와;
    c) 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 액위 감지 기구
    를 포함하는 액체 취급 프로브와;
    (2) 자동화 화학 분석기의 크레인 조립체에 액체 취급 프로브를 고정하는 프로브 장착부와;
    (3) 프로브 장착부에 부착되는 프로브 안내부로서, 프로브 장착부와 프로브 안내부 사이에 가요성 부재가 개재되고, 액체 취급 프로브는 프로브 안내부에 부착되는, 프로브 안내부
    를 포함하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 긴 강성 외피는 전도성이고, 전도성 중합체 코어는 긴 강성 외피와 전기 접촉되는, 액체 취급 프로브.
  4. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 전도성 중합체 코어는 적어도 약 0.64 ㎝(0.25 인치)만큼 긴 강성 외피의 말단 단부를 넘어 연장되는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  5. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 긴 강성 외피는 근위 종점부를 갖고, 전도성 중합체 코어는 근위 종점부로부터 돌출되어 나팔형 끼움부를 형성하는, 액체 취급 프로브 또는 장치.
  6. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 유체 감지 기구는 커패시턴스 기반의 액체 감지 회로인 액체 취급 프로브 또는 장치.
  7. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 전도성 중합체 코어는 0.25 Ω*m 미만의 벌크 저항을 갖는 전도성 중합체를 포함하는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  8. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 전도성 중합체 코어는 전도성 불소 중합체를 포함하는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  9. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 전도성 중합체 코어는 낮은 비특이성 결합을 갖는 중합체를 포함하는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  10. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 긴 강성 외피는 스테인리스강을 포함하는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  11. 제1항의 액체 취급 프로브 또는 제2항의 장치에 있어서, 긴 강성 외피는 전해 연마 처리된 스테인리스강을 포함하는 액체 취급 프로브 또는 장치.
  12. 1개 이상의 크레인 조립체를 갖는 자동화 화학 분석기 상에서 액체를 취급하는 장치이며,
    a) 액체 취급 프로브와;
    b) 자동화 화학 분석기의 크레인 조립체에 액체 취급 프로브를 고정하는 프로브 장착부와;
    c) 프로브 장착부에 부착되는 프로브 안내부로서, 프로브 장착부와 프로브 안내부 사이에 가요성 부재가 개재되고, 액체 취급 프로브는 프로브 안내부에 부착되는, 프로브 안내부
    를 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 가요성 부재에 동작 가능하게 연결되는 충돌 검출 센서를 추가로 포함하는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 액체 취급 프로브는 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 액위 감지 기구를 포함하는 장치.
  15. 제2항 또는 제15항에 있어서, 액위 감지 기구는 프로브 안내부를 통해 전도성 중합체 코어에 동작 가능하게 연결되는 장치.
  16. 액체 취급 프로브에 대한 충돌 손상을 최소화하는 시스템이며,
    상기 액체 취급 프로브에 부착되는 프로브 안내부로서, 프로브 안내부는 프로브 장착부에 부착되고, 프로브 안내부와 프로브 장착부 사이에 가요성 부재가 개재되는, 프로브 안내부
    를 포함하고;
    물체와 액체 취급 프로브 사이의 충돌이 프로브 안내부의 변위 그리고 가요성 부재의 변형을 가져오고;
    가요성 부재의 변형은 충돌 중에 물체와 액체 취급 프로브 사이에서 발생되는 힘을 감소시키는,
    시스템.
  17. 액체 취급 프로브에 대한 충돌 손상을 최소화하는 시스템이며,
    상기 액체 취급 프로브에 부착되는 프로브 안내부로서, 프로브 안내부는 프로브 장착부에 부착되고, 프로브 안내부와 프로브 장착부 사이에 가요성 부재가 개재되는, 프로브 안내부
    를 포함하고;
    물체와 액체 취급 프로브 사이의 충돌이 프로브 안내부의 변위 그리고 가요성 부재의 변형을 가져오고;
    가요성 부재의 변형은 충돌 검출 센서를 작동시켜 제어기에 의해 수신되는 신호를 발생시키고;
    제어기는 충돌 검출 센서로부터의 신호를 수신하여 액체 취급 프로브의 궤적을 변경하는,
    시스템.
  18. 제17항에 있어서, 충돌 검출 센서는 광학 경로를 갖는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 가요성 부재의 변형은 불투명 플래그가 충돌 검출 센서의 광학 경로를 통해 이동되게 하는 시스템.
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