KR20150016391A - 밀봉 멤브레인을 피어싱하기 위한 시스템 - Google Patents

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쎄드릭 가그네펭
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Abstract

본 발명은 리셉터클의 적어도 하나의 공동 (14)을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인 (18)을 피어싱하기 위한 피어싱 시스템을 제공하되, 상기 시스템은 밀봉 멤브레인 (18)에 구멍을 내도록 구성된 피어싱 부재 (110) 및 상기 공동 (14)에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하기 위한 이온화 디바이스를 포함한다. 본 발명에 따른, 상기 이온화 디바이스는 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 피어싱 부재 (110)를 포함한다. 본 발명은 또한 리셉터클의 적어도 하나의 공동 (14)을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인 (18)을 피어싱하는 방법을 제공하되, 상기 방법은 상기 공동 (14)을 개방하기 위해서 밀봉 멤브레인 (18)을 피어싱하는 단계, 및 상기 공동 (14)에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하는 단계를 포함하되, 단일 공통 부재, 즉, 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 피어싱 부재 (110)의 수단에 의해 밀봉 멤브레인 (18)이 피어싱되고 및 정전하들이 제거된다.

Description

멤브레인을 피어싱하기 위한 시스템 {A SYSTEM FOR PIERCING A MEMBRANE}
본 발명은 의료 분석을 수행하기 위한 도구들의 분야에 관한 것이다.
통상적으로, "자동화된 분석기들"로 또한 지칭될 수 있는 이런 도구들은 어떤 프로토콜들, 예를 들어, 리셉터클의 밀봉 멤브레인을 피어싱(piercing)하고, 액체들, 특별히 혈액 샘플, 또는 임의의 다른 유형의 인체 샘플을 처음에 하나 이상의 시약들을 수용하는 상기 리셉터클로 피펫팅(pipetting)하는 것을 자동화하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 디바이스 및 방법은 겔 카드의 밀봉 멤브레인 피어싱에 특별히 적절하다.
알려진 방식에서, 겔 카드는 하나 이상의 반응 웰들이 제공된 리셉터클(receptacle)이고, 반응 웰들은 처음에 밀봉 멤브레인으로 밀봉되고 각각은 시약을 수용하고, 시약이 임의의 하나의 겔 카드내의 웰마다 서로 다르게 하는 것이 가능하다.
이런 겔 카드를 충진하기 위해서, 임의 기준이 만족되어야 하고, 특별히 공극(air gap)이 겔 카드내 웰의 바닥에 미리 존재하는 시약과 분배되는 계량된 액체의 양 또는 "도우즈(dose)" 사이에서 형성되어야 한다. 공극의 존재는 일시적으로 분배되는 액체의 도우즈 및 시약 사이의 임의의 물리적 접촉을 방지한다. 이런 공극의 장점은 화학적 반응이 시작되는 순간을 제어하는 것이다.
충진하기(filling)에 대하여 만족되어야 하는 다른 기준은 웰의 벽들에 들러붙어 남는 그에 의해 배양되고 원심 분리될 반응 혼합물로부터 남겨지는 액체의 도우즈 부분을 피하기 위해서 액체 웰의 내부 벽 상에 방울들이 없어야 한다는 것이다. 이런 방울들은 대부분 흔히 다양한 정도로 하지만 항상 무작위적으로 분열되는 웰(well)에 분배되는 액체의 도우즈로부터 발생한다.
웰의 내부 벽들 상에 방울들의 형성은 리셉터클로부터의 정전하들을 제거함으로써 회피될 수 있음이 이제 알려진다. 리셉터클에 의해 전달되는 정전하들은 액체의 도우즈가 충진 수단들을 빠져나갈때 그것을 부서지게 하는 경향이 있다. 결과적으로, 도우즈의 임의의 파편들은 정전하들에 의해 발생된 견인력들 때문에 웰의 내부 벽에 들러붙게 된다. 미리 리셉터클의 바닥에 존재하는 시약과 분배되는 액체의 도우즈 사이에 공극(air gap)을 형성하는 것은 또한 충진 수단들에 의해 떨어지는 도우즈를 편향시키는 경향이 있는 정전기력의 부존재에 의해 용이하게 된다. 번호 WO 2010/116069로 공개된 특허 출원은 밀봉 멤브레인에 의해 처음에 밀폐된 겔 카드를 충진(filling)하기 위한 방법 및 디바이스를 설명한다. 설명된 디바이스는 멤브레인을 피어싱하기 위한 수단 및 분배 동작(dispensing operation)들에 앞서서 겔 카드의 웰에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하도록 디자인된 다른 수단을 포함한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 디바이스와 비교되어 개선된 시스템을 제공하는 것이다.
특별히, 본 발명의 목적은 그것이 충진되기 전, 멤브레인에 의해 처음에 밀폐된 겔 카드 유형의 리셉터클이 종래 기술의 디바이스에 비해 보다 더 빠르게 그리고 보다 효율적으로 조절되는 것이 가능한 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 리셉터클의 적어도 하나의 공동을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인을 피어싱하기 위한 피어싱 시스템을 제공하되, 상기 시스템은 상기 밀봉 멤브레인에 구멍을 내도록 구성된 피어싱 부재 및 상기 공동에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하기 위한 이온화 디바이스를 포함하고, 상기 이온화 디바이스는 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 상기 피어싱 부재를 포함한다.
본 발명의 상기 시스템으로, 상기 리셉터클을 밀폐시키는 상기 밀봉 멤브레인을 피어싱하는 동작 및 상기 리셉터클을 이온화하는 동작은 본 명세서에서 "이온화 디바이스(ionizing device)"로 지칭되는 단일 공통 부재(single common member)에 의해 수행된다.
첫째로, 상기 이온화 디바이스는 교류의 양의 및 음의 전하의 이온들의 흐름을 발생시키기 위해서 적응되고, 이온들의 이 흐름은 주변 공기에 의해 상기 리셉터클로 전송된다. 전하 부호들의 이 교류(alternation)가 상기 리셉터클의 벽들에 의해 전달되는 정전하들을 제거하는 것을 가능하게 한다.
추가하여, 상기 이온화 디바이스는 충진될 상기 리셉터클의 상기 밀봉 멤브레인을 피어싱하는 것을 가능하게 하는 방식으로 형상화된다.
이들 두개의 동작들은 따라서 동시에 또는 적어도 단일 공통 단계 동안에 수행될 수 있다.
이들 프로비전들의 수단에 의하여, 추가하여, 상기 이온화 디바이스는 또한 상기 밀봉 멤브레인과 접촉하게 되고 따라서 상기 리셉터클의 공동에 매우 근접하게 되거나, 또는 실제로 상기 공동 내로 침투한다. 추가하여, 상기 이온화 디바이스의 축은 상기 리셉터클의 축과 정렬될 수 있다. 상기 이온화는 따라서 이온화 스파이크들의 스트립이 상기 겔 카드 웰들로부터 반드시 멀리 있고 겔 카드 웰들에 관하여 기울어져 있는 종래 기술 디바이스에서보다 훨씬 더 효율적이고 더 빠르다.
어떤 실시예들에서 상기 피어싱 부재는 상기 밀봉 멤브레인을 통과함으로써 상기 리셉터클의 공동으로 침투하도록 디자인된 피어싱 스파이크를 포함한다.
어떤 실시예들에서, 상기 이온화 디바이스는 추가로 상기 피어싱 스파이크를 둘러싸는 피어싱하지 않는(non-piercing) 이온화 스파이크를 포함한다.
어떤 실시예들에서, 상기 리셉터클은 밀봉 멤브레인에 의해 밀폐되는 복수개의 웰들을 포함하는 겔 카드이고, 각각의 상기 웰들은 하나 이상의 시약들을 수용하고, 및 상기 공동은 상기 겔 카드내의 웰이다.
일 실시예에서, 상기 피어싱 부재는 전압 발생기에 연결된다. 바람직하게는, 상기 피어싱 부재는 코로나 효과를 발생시키는 전위를 야기하도록 적응된다.
본 발명은 또한 리셉터클의 적어도 하나의 공동을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인을 피어싱하기 위한 피어싱 방법을 제공하되, 상기 방법은 상기 공동을 개방하기 위해서 밀봉 멤브레인을 피어싱하는 단계, 및 상기 공동에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하는 단계를 포함하되, 단일 공통 부재, 즉, 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 피어싱 부재의 수단에 의해 밀봉 멤브레인이 피어싱 및 정전하들의 제거가 수행된다.
본 발명에 따른, 상기 리셉터클의 공동으로부터 상기 정전하들의 제거 (즉, 상기 이온화)는 상기 피어싱 동안에 및/또는 그 후에 수행된다.
일반적으로, 상기 밀봉 멤브레인의 피어싱 및 상기 정전하들의 제거는 함께 수행된다.
구현예에서, 상기 피어싱 부재 및 상기 리셉터클의 공동은 서로 마주보도록 배치되고, 및 상기 피어싱 부재는 상기 공동 내에 삽입되고 그런 다음 그것으로부터 추출되고, 그에 의해 상기 공동을 밀폐시키는 상기 밀봉 멤브레인이 피어싱되고, 상기 피어싱 부재는 상기 공동 내로 상기 피어싱 부재의 삽입 시작과 상기 공동으로부터 상기 피어싱 부재의 인출의 마지막 사이의 적어도 하나의 순간에 이온화 특성들을 제공한다.
피어싱 부재는 일반적으로 그것이 전위, 특별히 코로나 효과를 발생시키는 전위를 야기할 때 이온화 특성들을 갖는 전도성 엘리먼트를 포함한다. 상기 피어싱 부재에 인가된 상기 전위는 상기 방법의 수행 동안 필요한 때에 제어되고 변조될 수 있다. 상기 피어싱 부재는 따라서 어느 시점에 또는 연속적으로 이온화 특성들을 제공할 수 있다.
유익한 구현예에서, 상기 피어싱 부재는 상기 공동 내로 상기 피어싱 부재의 삽입의 시점으로부터 상기 공동으로부터 상기 피어싱 부재의 인출의 마지막까지 연속적으로 또는 실질적으로 연속적으로 이온화 특성들을 제공한다.
임의 구현예들에서, 상기 방법은 연속하여 적어도 이하의 단계들:
Figure pct00001
인입 위치에 상기 피어싱 부재 및 상기 리셉터클을 배치하는 단계;
Figure pct00002
상기 밀봉 멤브레인이 피어싱되는 밀려들어간 위치까지 상기 공동 내로 상기 피어싱 부재를 삽입하는 단계; 및
Figure pct00003
상기 공동으로부터 상기 피어싱 부재를 추출하는 단계 및 인출 위치에 상기 피어싱 부재 및 상기 리셉터클을 배치하는 단계를 포함한다.
인입 위치는 상기 피어싱 부재가 상기 공동의 입구 부근에 위치되는, 특별히 상기 공동을 마주보는 위치이고, 및 보다 상세하게는 상기 공동의 축에 정렬된다.
동일한 방식으로, 인출 위치는 상기 피어싱 부재가 상기 공동의 출구 부근에 위치되는, 특별히 상기 공동을 마주보는 위치이고, 및 보다 상세하게는 상기 공동의 축에 정렬된다.
임의 구현예들에 따라, 상기 방법은:
Figure pct00004
상기 밀봉 멤브레인 위의 인입 위치에 상기 피어싱 부재를 배치하는 단계;
Figure pct00005
상기 밀봉 멤브레인이 피어싱되는 밀려들어간 위치까지 상기 공동 내로 상기 피어싱 부재를 낮추는 단계; 및
Figure pct00006
상기 피어싱 부재를 그것의 밀려들어간 위치로부터 상기 공동 위에 위치된 인출 위치로 다시 위로 들어올리는 단계를 포함한다.
임의 구현예들에 따라, 상기 방법은:
Figure pct00007
상기 피어싱 부재를 마주보는 인입 위치에 상기 리셉터클을 배치하는 단계;
Figure pct00008
상기 피어싱 부재가 상기 밀봉 멤브레인이 피어싱되는 밀려들어간 위치까지 상기 공동 내로 침투하도록 상기 피어싱 부재 쪽으로 상기 리셉터클을 움직이는 단계; 및
Figure pct00009
상기 피어싱 부재에 마주하여 위치된 인출 위치로 리셉터클을 가져감으로써 상기 피어싱 부재로부터 멀리 상기 리셉터클을 움직이는 단계를 포함한다.
임의의 이벤트에서, 이하의 단계에서는, 상기 피어싱 부재로부터 멀리 또는 반대로 상기 리셉터클을 움직이는 것이 가능하다.
임의 구현예들에서, 상기 피어싱 부재 및 상기 리셉터클은 미리 결정된 시간 동안 상기 밀려들어간 위치에 유지된다.
임의 구현예들에서, 상기 피어싱 부재를 상기 공동 내로 삽입하는 것 및 상기 공동으로부터 그것을 추출하는 것, 즉, 상기 피어싱 부재를 낮추고 들어올리는 것 또는 상기 리셉터클을 들어올리고 낮추는 것은 연속적인 왔다 갔다하는(back-and-forth) 움직임으로 수행된다. 다시 말해서, 상기 피어싱 부재 또는 상기 리셉터클은 상기 피어싱 부재가 상기 리셉터클내 상기 공동에 상기 밀려들어간 위치에 정지상태로 있지 않은 동안에 연속적인 왔다 갔다하는 움직임으로 움직인다.
임의 구현예들에서, 상기 밀봉 멤브레인이 피어싱된 후에, 상기 피어싱 부재 및 상기 리셉터클은 미리 결정된 시간 동안 상기 인출 위치에 정지 상태에 있다.
임의 구현예들에서, 상기 피어싱 부재를 삽입하는 것은 (즉, 그것의 인입 위치로부터 그것의 밀려들어간 위치로 상기 피어싱 부재를 낮추거나 또는 상기 리셉터클을 올리는 것) 제 1 미리 결정된 속도에서 수행되고, 및 상기 피어싱 부재를 추출하는 것은 (즉, 그것의 밀려들어간 위치로부터 그것의 인출 위치로 상기 피어싱 부재를 올리거나 또는 상기 리셉터클을 낮추는 것) 상기 제 1 미리 결정된 속도에 같거나, 그 보다 작거나 또는 그 보다 더 클 수 있는 제 2 미리 결정된 속도에서 수행된다.
다양한 실시예들 및 구현예들이 본 명세서에 설명된다. 그러나, 다른 식으로 명시되지 않는 한, 임의의 일 실시예 또는 구현예를 참고로 하여 설명된 특성들은 임의의 다른 실시예 또는 구현예에 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 특성들 및 장점들은 비-제한적인 예제의 방식으로 주어진 본 발명의 실시예들의 이하의 설명을 통독에서 드러난다. 이 설명은 첨부하는 도면들을 참고로 하여 제공된다:
도 1 은 본 발명의 피어싱 시스템의 제 1 실시예로 제공된 다중-연결된(poly-articulated) 로봇을 포함하고, 인체들로부터 획득된 샘플들을 프로세스 하도록 적응된 자동화된 의료 분석기의 도식적인 뷰이다;
도 2 는 도 1의 자동화된 분석기와 사용되도록 디자인된 겔 카드 유형의 리셉터클의 정면도이다;
도 3 은 본 발명의 피어싱 시스템의 제 1 실시예의 상세도이다;
도 4a는 완전히 수축된 위치(retracted position)에 피어싱 부재를 보여주는 본 발명의 피어싱 시스템의 제 1 실시예의 단면도이다;
도 4b는 본 발명의 피어싱 시스템의 제 1 실시예에 의한 겔 카드의 밀봉 멤브레인의 피어싱의 시작 단면도이다;
도 4c는 밀려들어간(pushed-in) 위치에 피어싱 부재를 갖는 본 발명의 피어싱 시스템의 제 1 실시예의 단면도이다;
도 5 은 본 발명의 이온화 디바이스(ionizing device)의 제 1 실시예의 변형의 상세도이다;
도 6 은 본 발명의 피어싱 시스템의 제 2 실시예의 상세도이다;
도 7a는 피어싱 부재 아래 인입 위치(entry position)에 겔 카드 유형의 리셉터클을 보여주는 본 발명의 피어싱 시스템의 제 2 실시예의 단면도이다;
도 7b는 피어싱 시스템의 제 2 실시예에 의한 겔 카드의 밀봉 멤브레인의 피어싱의 시작 단면도이다; 및
도 7c는 밀려들어간(pushed-in) 위치에 리셉터클을 갖는 본 발명의 피어싱 시스템의 제 2 실시예의 단면도이다;
도 1 은 자동화된 의료 분석기 (10)예의 도식적인 뷰이다.
이 자동화된 의료 분석기 (10)는 겔 카드들을 조작한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 복수개의 웰들 또는 공동 (14), 상기 겔 카드의 상부 벽 (12a)에서 개방되는 특별히 여섯 개의 웰들을 갖는 겔 카드 (12)가 제공된다. 이들 웰들 (14)은 겔 카드 (12)의 상부 벽 (12a) 내에 형성된 개구들 (16)을 가지며, 상기 개구들 (16)은 겔 카드 (12)의 종방향 L 으로 연장되는 밀봉 멤브레인 (18)에 의해 처음에 밀봉된다. 예로서, 밀봉 멤브레인 (18)은 겔 카드 (12)의 상부 벽에 밀봉되는 길고 얇은 스트립(strip)이다.
상기 겔 카드 (12)의 각각의 웰 (14)은 시약 R로 충진되고, 상기 시약 R이 겔 카드 (12)내 웰마다 다르게 하는 것이 가능하다. 추가하여, 각각의 웰 (14)은 절단된 원뿔형의 매개 공동(intermediate cavity)을 통하여 실질적으로 원통형의 형상을 갖는 하단 공동(bottom cavity) (14b)에 연결된 실질적으로 또한 원통형의 형상의 상단 공동(14a)에 의해 형성된다. 상단 공동 (14a)는 하단 공동 (14b)의 직경 보다 상당히 더 큰 직경을 가지며, 하단 공동 및 상당 공동은 공통 축 A를 따라 상호 정렬된다. 시약의 레벨은 하단 공동 (14b)의 상부 말단 약간 아래에 위치되고, 처음에 비어있는 상단 공동 (14a)은 겔 카드 (12)의 상부 벽 (12a)안에 개방된다.
다시 한번 도 1을 참고로 하여, 자동화된 분석기 (10)는 다중-연결된 로봇 (102)의 암(arm)의 원위 단부 (또는 "말단 부재(end member)") (106) 상에 마운트된 본 발명의 피어싱 시스템 (100)의 제 1 실시예, 겔 카드들을 충진하기 위한 충진 디바이스 (200), 충진 디바이스 (200)에 의해 웰들 (14)안으로 부어진 액체의 위치를 확인하기 위한 모니터링 스테이션 (300), 원심분리기 (400), 및 겔 카드 (12)의 웰들 (14)에서 발생할 수 있는 화학적 반응들을 분석하기 위한 수단 (500)- 이런 수단은 특별히, 관측 스테이션(viewing station)으로써 구성됨-을 포함하는 것으로 관측될 수 있다.
겔 카드들 (12)은 플라스틱 재료로 만들어지고 그것들은 정전하들 C+ 및 C- (도 2 참조)을 전송하는 경향이 있다.
분석을 수행하기 위해 선택된 웰 (14)로 분석될 샘플들을 삽입하기 전에, 이미 위에서 언급된 이유들 때문에, 웰 (14) 위에 위치된 멤브레인 (18)의 부분은 구멍을 낼 필요가 있고 웰 (14)은 정전하들을 제거하기 위해서 이온화될 필요가 있다.
도면들 3, 4a, 4b, 및 4c를 참고로 하여 보다 상세하게 설명될 본 발명의 피어싱 디바이스 (100)의 제 1 실시예로, 피어싱 및 이온화 동작들은 전반적으로 함께 그리고 단일 공통 부재를 이용하여 수행된다. 그러나, 이 구현예는 제한적인 것이 아니고, 그리고, 대안적으로 또는 추가적으로, 이온화 동작은 또한 피어싱 동작 후에 수행될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피어싱 시스템 (100)은 피어싱 부재를 형성하는 스파이크 (110)와 함께 제공되고 원통형의 슬리브 (112)에 분리 가능한 방식으로 - 이것은 스파이크 (110)가 정기적으로 세척되는 것을 가능하게 함 - 고정되는 이온화 디바이스 (108)를 포함한다.
본 발명에 따른, 피어싱 스파이크 (110)는 웰 (14) 위에 위치된 멤브레인 (18)의 부분을 피어싱하는 동작 및 또한 웰 (14)을 이온화하는 동작을 수행한다.
웰 (14)을 이온화하기 위해서, 피어싱 스파이크 (110)는 겔 카드에 전달되는 정전하를 제거하는 코로나 효과를 생성하는 전기적 전위를 일으키도록 적응된다. 이 예에서, 피어싱 스파이크 (110)는 겔 카드의 웰들에 전기장 E를 생성한다. 이 목적을 위하여, 예를 들어, 피어싱 스파이크 (110)에 대하여, 250 헤르쯔 (Hz)의 주파수, 4.2 킬로볼트 (kV)의 최소 전위 차를 갖는 유사 정현파(almost sinusoidal wave)를 전달하고 3.5 밀리앰프 (mA)보다 작은 전류를 전달하는 것이 가능한 파워 서플라이(power supply)를 선택하는 것이 가능하다.
전기 아킹(electric arcing)의 부존재는 또한 이온화 디바이스 (108)로 하여금 겔 카드 (12)와 접촉하는 것을 가능하게 한다.
도시된 예에서, 피어싱 스파이크 (110)는 겔 카드 (12)내 웰의 상단 공동 (14a)의 내측 직경(inside diameter)에 실질적으로 같은 외측 직경(outside diameter)을 갖는다. 그러나, 이 예는 제한적인 것이 아니고, 피어싱 스파이크 (110)의 외측 직경은 겔 카드 내 웰의 상단 공동 (14a)의 내측 직경 (14)보다 상당히 작을 수 있다.
추가하여, 피어싱 스파이크 (110)는 경사진 단면(beveled facet)들 (110a)를 가지고 제공될 수 있다. 밀봉 멤브레인 (18)이 만들어진 재료의 성질의 상관관계(function)로서, 피어싱 스파이크 (110)의 주 축에 관한 경사진 단면들 (110a)의 경사도 및 피어싱 스파이크 (110)의 경사진 단면들 (110a)의 수를 조정하는 것이 가능하다.
본 발명의 변형예에서, 피어싱하지 않는 이온화 스파이크들 (114)이 도 5 에 도시된 바와 같이 피어싱 스파이크 (110) 둘레에 링 구성으로 위치될 수 있고, 이것은 겔 카드 (12)내 웰 (14)의 이온화의 효과(effectiveness)을 보강하는 것을 가능하게 한다.
겔 카드 (12)의 밀봉 멤브레인 (18)을 피어싱하기 위한 본 발명의 방법은 도면들 4a 내지 4c 를 참고로 하여 이하에서 설명된다.
제 1 단계 동안에, 피어싱 스파이크 (110)는 먼저 도 4a 에 도시된 바와 같이 겔 카드 (12)의 웰 (14)의 축에 정렬된다. 이 순간에, 피어싱 스파이크 (110)는 밀봉 멤브레인 (18)의 위에 "인입(entry)" 위치에 위치된다.
방법의 제 2 단계에서, 도면들 4b 및 4c에 도시된 바와 같이, 피어싱 스파이크 (110)는 그것이 멤브레인 (18)이 완전히 피어싱된 "밀려들어간(pushed-in)" 위치에 이를 때까지 수직 병진이동의 움직임으로 웰 (14)의 상단 공동 (14a)으로 낮추어진다. 슬리브 (112)는 상부 벽 (12a)위 웰 (14)의 한쪽 측면상에 접하여 위치되게 된다는 것에 주목한다.
상기에서 나타낸 바와 같이, 피어싱 스파이크 (110)는 겔 카드 (12)내 웰의 상단 공동 (14a)의 내측 직경에 실질적으로 같은 외측 직경을 갖는다. 따라서, 도면들 4b 및 4c에 도시된 바와 같이, 웰 (14)의 밀봉 멤브레인이 피어싱되는 동안, 피어싱 스파이크 (110)는 상단 공동 (14a)의 벽들을 따라 멤브레인 (18a)의 피어싱된 부분을 뒤로 밀면서 웰의 상단 공동 (14a)의 벽들을 따라 슬라이드한다. 이 상황에서, 피어싱 스파이크 (110)는 밀봉 멤브레인 (18)과 접촉하기 때문에, 피어싱 스파이크 (110) 주변 밀폐 환경은 이온화의 잔류 영향(residual effect)으로부터 이득을 취한다.
피어싱 스파이크 (110)는 웰 (14) 위에 위치된 겔 카드 (12)의 멤브레인 (18)의 부분에 구멍을 내고 또한 웰 (14)을 이온화시키게 된다.
제 3 단계에서, 피어싱 스파이크 (110)는 그런 다음 그것의 밀려들어간 위치에서부터 웰 (14)위에 위치된 그것의 인출 위치(exit position)로 거꾸로 위로 들어올려진다.
바람직하게는, 피어싱 스파이크 (110)는 피어싱 동작에 걸쳐 (즉, 제 2 및 제 3 단계들 동안에) 연속적으로, 겔 카드에 의해 전달되는 정전하들을 제거하는 것을 가능하게 하는 코로나 효과를 발생시키는 전위를 야기하게 된다.
마지막으로, 제 4 단계에서, 피어싱 스파이크 (110)는 임의로 겔 카드 (12)의 다른 웰에 상기 언급된 단계들을 반복하기 위해서 겔 카드 (12)에서 멀리 이동된다.
따라서, 본 발명의 피어싱 방법은 겔 카드 (12)의 웰 (14)의 밀봉 멤브레인 (18)을 피어싱하고 또한 웰 (14)을 이온화시키는 것을 가능하게 한다. 이것은 부분적으로 분석 동안에 사용되는 겔 카드들 (12)에 대하여 특별히 유익하다. 일부 경우들에서, 어떤 웰들은 제 1 분석을 위해 사용되고 다른 웰들은 제 2 분석을 위해 사용된다. 그러나, 각각의 분석에 대하여, 겔 카드 (12)의 웰 (14)내에 존재하는 시약 R의 특성을 보증하는 것을 필요로 한다. 따라서 웰들이 충진되기 바로 전 마지막 순간에 웰들 (14)이 개방되는 것이 권장된다.
본 발명의 피어싱 방법의 일 구현예에서, 피어싱 스파이크 (110)는 미리 결정된 시간 동안, 예를 들어, 일 초 동안 그것의 밀려들어간 위치에서 정지상태로 유지될 수 있다.
피어싱 방법의 다른 구현 예에서, 피어싱 스파이크 (110)는 또한 연속적인 왔다갔다하는 움직임으로 낮아졌다 올라갔다 할 수 있다. 스파이크는 그래서 밀려들어간 위치에서 정지상태로 유지되지 않는다.
유익한 방법으로, 선택된 웰(14) 위에 위치된 멤브레인의 부분이 피어싱된 이후에, 피어싱 스파이크 (110)는 미리 결정된 시간 동안, 예를 들어, 일 초 동안 그것의 인출 위치에 정지상태로 유지될 수 있다. 이 구현예는 분배되는 액체의 도우즈 및 시약 사이에 공극을 형성하는 것에 관련한 좋은 결과를 낳는다.
공극의 형성은 추가로 피어싱 스파이크 (110)가 제 1 미리 결정된 속도에서 그것의 인입 위치로부터 그것의 밀려들어간 위치로 낮추어질 때 및 상기 제 1 미리 결정된 속도보다 작은 제 2 미리 결정된 속도에서 인출 위치로 다시 위로 들어올려질 때 가능하게 된다. 예를 들어, 피어싱 스파이크 (110)는 그래서 일 초 내에 그것의 밀려들어간 위치에서부터 그것의 인출 위치(exit position)로 들어올려질 수 있고, 피어싱 동작은 일초 보다 작은 시간안에 수행 되어진다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 피어싱 및 이온화 동작 후에, 겔 카드 (12)는 일반적으로 충진 수단들 (200) 쪽으로 가져가게 된다. 이들 충진 수단들 (200)은 임의 도우즈의 액체를 웰 내로 붓기 위해서, 밀봉 멤브레인 (18)내에 형성된 홀(hole)을 통하여 웰 (14)의 상단 공동 (14a)내에 삽입되는 적어도 하나의 피펫 (202)을 포함한다. 바람직하게는, 상기에서 나타낸 바와 같이, 프로비전(provision)은 시약 및 부어지는(poured-in) 도우즈 사이에 공극을 생성하게 된다.
그런 다음, 충진 단계 후에, 겔 카드 (12)는 공극들이 존재하는 것을 체크하기 위해서 모니터링 스테이션 (300)으로 가져가게 된다. 그런 다음, 겔 카드 (12)는 배양되고 원심분리기 (400)를 이용하여 원심 분리된다. 마지막으로, 화학적 반응들의 결과는 화학적 반응들을 분석하기 위한 수단 (500)을 이용하여 분석된다.
본 발명의 피어싱 시스템의 제 2 실시예는 도면들 6 내지 7c를 참고로 하여 설명된다. 본 발명의 제 2 실시예는 피어싱 시스템 (600)이 자동화된 의료 분석기 (10)내에 정지 상태(stationary)로 있다는 점, 및 자동화된 의료 분석기 (10)에 의해 조작되는 겔 카드 (60)는 피어싱 시스템 (600)에 관하여 움직이도록 마운트된다는 점에서 주로 제 1 실시예와 다르다.
도 6 에 도시된 겔 카드 (60)는 제 1 실시예에서의 겔 카드와 실질적으로 같고 따라서 이하에서 상세하게 설명되지 않는다. 다른 식으로 표시되지 않는다면, 상기-설명된 겔 카드의 모든 특성들은 제 2 실시예에 대하여 유효하다.
피어싱 시스템 (100)의 제 1 실시예와 동일한 방식으로, 겔 카드 (60)의 웰들 (62)의 피어싱 및 이온화의 동작들은 이 예에서, 단일 공통 부재(single common member)에 의해 수행된다.
도 6 은 피어싱 부재를 형성하는 스파이크 (604)와 함께 제공된 이온화 디바이스 (602)를 포함하는 피어싱 시스템 (600)을 도시한다. 도시된 예에서, 피어싱 스파이크 (604)는 이 예에서 삼각자이고 자동화된 분석기 (10)의 프레임에 걸리는(secured) 지지체 (606)에 그 자체가 분리 가능하게 고정되는 마운팅 (608)에 고정된다. 피어싱 시스템 (600)을 마운트하는 것은 따라서 간단하고 그것은 자동화된 의료 분석기 (10)내에 쉽게 통합될 수 있다. 피어싱 스파이크 (604)의 분리가능한 마운팅은 또한 그것이 정기적으로 세척되는 것을 가능하게 한다.
제 1 실시예에서처럼, 피어싱 스파이크 (604)는 코로나 효과(corona effect)를 연속적으로 발생시키는 전위를 야기하도록 적응된다.
겔 카드 (60)는 자동화된 분석기 (10)의 다중-연결된 로봇 (610)의 수단에 의해 피어싱 시스템에 관하여 이동될 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 겔 카드 (60)는 부분적으로, 다중-연결된 로봇 (610)의 말단 부재(612)를 형성하고 그리고 실질적으로 L-형상인 조(jaw)들(614a, 614b)에 의해 겔 카드의 두개의 단부들에서 쥐어진다.
상기 언급된 피어싱 시스템을 이용하여 겔 카드 (60)의 밀봉 멤브레인 (64)을 피어싱하는 방법은 피어싱 부재가 정지상태에 있는 동안 리셉터클이 움직이도록 마운트된 점에서만 도면들 4a 내지 4c를 참고로 하여 설명된 피어싱 방법과 다르다.
따라서, 도 7a 에 도시된 제 1 단계에서, 겔 카드 (60)는 그것이 피어싱 스파이크 (604) 아래에 놓여지는 인입 위치로 다중-연결된 로봇 (610)에 의해 이동되고, 카드의 웰 (62)의 축은 피어싱 스파이크 (604)에 정렬된다.
방법의 제 2 단계에서, 도면들 7b 및 7c에 도시된 바와 같이, 겔 카드 (60)는 그것이 멤브레인 (64)이 피어싱되는 밀려들어간 위치에 이를때까지 병진이동 (이 예에서 수직 병진이동)의 움직임에서 피어싱 스파이크 (604) 쪽으로 이동된다.
이 예에서, 피어싱 스파이크 (604)의 직경은 겔 카드 (60)의 상단 공동 (62a)의 직경보다 상당히 작다는 것에 유의하여야 한다. 다른 예들에서, 피어싱 스파이크 (604)의 직경은 겔 카드 (60)의 상단 공동 (62a)의 직경보다 훨씬 더 작거나 또는 실질적으로 같을 수 있다.
겔 카드 (60)는 마지막에 그것의 밀려들어간 위치로부터 피어싱 스파이크 (604) 아래에 위치된 그것의 인출 위치로 낮추어진다.
일반적으로, 웰 (62)을 피어싱 및 이온화하는 동작들은 함께 일어나고 그리고 보다 상세하게는, 이온화는 피어싱 동작 내내 수행된다. 그러나 이 구현예는 제한적인 것이 아니고 이온화는 예를 들어, 피어싱 동작 동안에 그리고 그 후에 또는 단지 피어싱 동작 후에만 수행될 수 있다.
제 1 실시예를 참고로 하여 설명된 피어싱 동작의 다양한 순차적인 구성들은 이 제 2 실시예에 또한 적용 가능하다.
따라서, 프로비전은 겔 카드 (60)가 미리 결정된 시간 동안 그것의 밀려들어간 위치에 및/또는 그것의 인출 위치에 정지 상태로 유지되도록, 또는, 반대로, 상단 공동 (62a) 내부에서 그것의 움직임이 연속적인 왔다 갔다하는 움직임으로 발생할 수 있도록, 또는 그것이 피어싱 스파이크 (604)으로 밀리는 속도가 거기로부터 인출되는 속도보다 더 크도록 제공될 수 있다.
비록 본 발명은 특정 실시예들 및 구현예들을 참고로 하여 설명되지만, 다양한 수정예들 및 변화들이 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 전반적 범위를 벗어남이 없이 이들 예들에 제공될 수 있다는 것은 명확하다. 특별히, 도시된/언급된 다양한 실시예들 및 구현예들의 개별적인 특성들은 추가의 실시예들 및 구현예들에 결합될 수 있다. 따라서, 상세한 설명 및 도면들은 제한적으로 보다는 예시적으로 제공된 것으로 간주되어야 한다.

Claims (14)

  1. 리셉터클(receptacle) (12, 60)의 적어도 하나의 공동(cavity) (14, 62)을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인 (18, 64)을 피어싱하기 위한 피어싱 시스템(piercing system) (100, 600)에 있어서, 상기 시스템은 상기 밀봉 멤브레인 (sealing membrane)(18, 64)에 구멍을 내도록 구성된 피어싱 부재 (110, 604) 및 상기 공동 (14, 62)에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하기 위한 이온화 디바이스 (108, 602)를 포함하고, 상기 이온화 디바이스 (108, 602)는 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 상기 피어싱 부재 (110, 604)를 포함하는, 피어싱 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604)는 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)를 통과함으로써 상기 리셉터클 (12, 60)의 상기 공동 (14, 62)내로 침투하도록 디자인된 피어싱 스파이크(piercing spike)를 포함하는, 피어싱 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 리셉터클 (12, 60)은 밀봉 멤브레인 (18, 64)에 의해 밀폐된 복수개의 웰(well)들을 포함하는 겔 카드(gel card)이고, 각각의 상기 웰들은 하나 이상의 시약들 (R)을 수용하고, 및 상기 공동 (14, 62)은 상기 겔 카드내 웰(well)인, 피어싱 시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604)는 코로나 효과(corona effect)를 발생시키는 전위를 야기하도록 적응된, 피어싱 시스템.
  5. 리셉터클 (12, 60)의 적어도 하나의 공동 (14, 62)을 밀폐시키는 적어도 하나의 밀봉 멤브레인 (18, 64)을 피어싱하기 위한 피어싱 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 공동 (14, 62)을 개방하기 위해서 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)을 피어싱하는 단계, 및 상기 공동 (14, 62)에 의해 전달될 수 있는 정전하들을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)을 피어싱하는 단계 및 상기 정전하들의 제거는 단일 공통 부재, 즉 이온화 특성들을 제공하도록 적응된 피어싱 부재 (110, 604)의 수단에 의해 수행되는, 피어싱 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)의 피어싱 및 상기 정전하들의 제거는 함께 수행되는, 피어싱 방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 연속하여 적어도 이하의 단계들을:
    Figure pct00010
    인입 위치(entry position)에 상기 피어싱 부재 (110, 604) 및 상기 리셉터클 (12, 60)를 배치하는 단계;
    Figure pct00011
    상기 피어싱 부재 (110, 604)를 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)이 피어싱되는 밀려들어간 위치(pushed-in position)까지 상기 공동 (14, 62)내로 삽입하는 단계; 및
    Figure pct00012
    상기 공동 (14, 62)으로부터 상기 피어싱 부재 (110, 604)를 추출하는 단계 및 인출 위치(exit position)에 상기 피어싱 부재 (110, 604) 및 상기 리셉터클 (12, 60)를 배치하는 단계를 포함하는, 피어싱 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604)는 상기 공동으로의 상기 피어싱 부재 (110, 604)의 삽입의 시작으로부터 상기 공동 (14, 62)으로부터 상기 피어싱 부재 (110, 604)의 인출의 마지막까지 연속적으로 또는 실질적으로 연속적으로 이온화 특성들을 제공하는, 피어싱 방법.
  9. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 연속하여 적어도 이하의 단계들:
    Figure pct00013
    상기 밀봉 멤브레인 (18) 위의 인입 위치에 상기 피어싱 부재 (110)를 배치하는 단계;
    Figure pct00014
    상기 밀봉 멤브레인 (18)이 피어싱되는 밀려들어간 위치까지 상기 공동 (14)내로 상기 피어싱 부재 (110)를 낮추는 단계; 및
    Figure pct00015
    상기 피어싱 부재 (110)를 그것의 밀려들어간 위치로부터 상기 공동 (14) 위에 위치된 인출 위치로 다시 위로 들어올리는 단계를 포함하는, 피어싱 방법.
  10. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 연속하여 적어도 이하의 단계들:
    Figure pct00016
    상기 피어싱 부재 (604)를 마주보는 인입 위치에 상기 리셉터클 (60)를 배치하는 단계;
    Figure pct00017
    상기 피어싱 부재 (604)가 상기 밀봉 멤브레인 (64)이 피어싱되는 밀려들어간 위치까지 상기 공동 (62)내로 침투하도록 상기 피어싱 부재 (604)쪽으로 상기 리셉터클 (60)를 움직이는 단계; 및
    Figure pct00018
    상기 피어싱 부재에 마주하여 위치된 인출 위치로 상기 리셉터클을 가져감으로써 상기 피어싱 부재 (604)로부터 멀리 상기 리셉터클 (60)을 움직이는 단계를 포함하는, 피어싱 방법.
  11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604) 및 상기 리셉터클 (12, 60)은 미리 결정된 기간 동안 상기 밀려들어간 위치에서 유지되는, 피어싱 방법.
  12. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604)를 상기 공동 (14, 62)으로 삽입하는 단계 및 상기 공동 (14, 62)으로부터 상기 피어싱 부재를 추출하는 단계는 연속적인 왔다 갔다하는(back-and-forth) 움직임으로 수행되는, 피어싱 방법.
  13. 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 밀봉 멤브레인 (18, 64)이 피어싱된 후에, 상기 피어싱 부재 (110, 604) 및 상기 리셉터클 (12, 60)은 미리 결정된 기간 동안 상기 인출 위치에 정지 상태(stationary)로 유지되는, 피어싱 방법.
  14. 청구항 7 내지 청구항 13 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 피어싱 부재 (110, 604)를 삽입하는 단계는 제 1 미리 결정된 속도에서 수행되고, 상기 피어싱 부재 (110, 604)는 상기 제 1 미리 결정된 속도보다 작거나, 같거나, 또는 더 큰 제 2 미리 결정된 속도에서 추출되는, 피어싱 방법.
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