SK159698A3 - Apparatus for performing laboratory tests - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka nového prístroja pre uskutočňovanie skúšok zo vzorky v laboratórnych podmienkach, najmä skúšok známych pod názvom ELISA.

Doterajší stav techniky

Automatický prístroj pre uskutočňovanie skúšok známych pod názvom ELISA a obdobných skúšok uskutočňuje skúšky na podperách, obsahujúcich väčšie množstvo kyviet čí nádržiek, slúžiacich k súbežnému a usporiadanému spracovaniu vzoriek. Tieto podpery známe ako mikrotitračné doštičky, majú obvykle tvar 8x12 nádržiek a niekedy sú rozdelené do pruhov po 8 alebo 12 nádržkách, ktoré sa dajú niekedy opäť rozdeliť na jednotlivé nádržky. Tieto nádržky, vylisované v umelej hmote, obvykle obsahujú suché činidlo, viazané na steny alebo dolnú časť v takzvanej pevnej fáze. Vykonávajú sa s nimi rôzne fázy skúšok, ktoré v obecnom výpočte nasledujú:

1. Odobratie a zriedenia vzoriek, kalibrácia a kontrola nádržiek na doštičkách. Pre zriedenie môže byť potrebné špeciálne riedidlo.

2. Inkubácia doštičky pri riadenej teplote s premiešavaním alebo premiešavanie v riadených časových periódach (v typickom prípade v rozmedzí 15 až 45 minút v závislosti na skúške).

3. Umývanie nádržiek špeciálnym umývacím roztokom. To sa obvykle uskutoční nadávkovaným umývacieho roztoku do nádržiek a ich následným vyprázdnením.

4. Pridanie rôznych činidiel (v typickom prípade špeciálnych, tzv. konjugovaných skúšobných činidiel, chromogénneho substrátu alebo roztoku k ukončeniu chromogénnej reakcie).

5. Kroky 2, 3 a 4 sa môžu skombinovať a rôzne opakovať podľa typu vykonávanej skúšky.

6. Fotometrické snímanie konečnej reakcie rôznymi metódami, pričom každej kyvete je priradená jedna alebo väčší počet hodnôt.

7. Výpočet prezentácie a uloženie výsledkov zodpovedajúcich každému vzorku.

11976

Je dôležité dodržať približne rovnakú dobu inkubácie pre všetky nádržky, aby operácie, ktoré sa vykonávajú postupne po kyvetách, a nie na celej doštičke súčasne, prebehli v priebehu relatívne krátkej doby.

Aj keď mikrotitračné doštičky sa vzájomne podobajú, sú medzi nimi drobné rozdiely, zvlášť vo vonkajšom tvare a veľkosti, čo v prípade nediferencovaného využitia ľubovoľného typu komplikuje manipulácii.

Nevýhodou všetkých v súčasnej dobe známych prístrojov pre uskutočňovanie laboratórnych skúšok typu ELISA je však malá efektivita priebehu skúšok, najmä preto, že ako prístroj obdrzí ďalšie doštičky so vzorkami k vykonaniu ďalšej série skúšok, je treba uskutočniť úplnú skúšku na určitej doštičke s držiakom vzorky.

Podstata vynálezu

Vynález má tieto problémy vyriešiť a jeho hlavným cieľom je účinnejšia práca prístroja s minimálnymi časovými prestojmi. Prístroj by mal byť schopný zahájiť ďalšie analytické úlohy pri súčasnom dokončovaní iných úloh, pričom spracovanie novej série úloh bude môcť začať, i keď predchádzajúce úlohy ešte nebudú na konci.

K dosiahnutiu týchto cieľov predpokladá vynález výrobu prístroja pre vykonávanie automatických skúšok so vzorkami skúšok ELISA, takže zavedenie pracovnej série môže prebiehať nezávisle na jej spracovaní a existujú prostriedky pre odhad časových sekvencii v reálnom čase ku stanoveniu okamihu, keď môžu začať nové operácie.

Vynález popisuje prístroj skladajúci sa z dvoch funkčne samostatných, avšak vnútorne spojených oblastí, z ktorých prvá, ktorá zaisťuje interaktívny prístup užívateľa, umožňuje zavedenie vzoriek, riadiacich prvkov, kalibrátorov, riedidiel a vybavenia potrebného pre odobratie vzoriek a riedenia, pričom doštičky, na ktorých sa skúšky uskutočňujú, sú umiestnené v rovnakej oblasti. Prístroj potom vykoná operáciu odobratie a riedenie vzoriek, uskutoční kontrolu a kalibráciu na doštičke a premiestni doštičku do druhej samostatnej oblasti, kde sa uskutočňujú zostávajúce operácie, pričom prvá oblasť zostáva voľná pre zavedenie ďalšieho radu. Užívateľ môže mať príležitostný prístup do tejto druhej samostatnej oblasti prístroja, v ktorom sú umiestnené rôzne stanice, venované operáciám, ako je inkubácia, umytia, snímania atď. V druhej oblasti môže byť súčasne niekoľko rôznych doštičiek v nerovnakých štádiách procesu. Prístroj má zariadenie pre presun doštičiek z jednej stanice do druhej, ako je v procese treba až do okamihu dokončenia operácií, ktoré

11976 majú byť uskutočnené. Nakoniec každá doštička absolvuje jej pridelený proces, uloží prístroj doštičky do výstupnej stanice.

V rámci logických obmedzení kompatibility medzi skúškami, počtu činidiel atď. má systém optimálne vlastnosti pre prácu v súlade s pojatím, ktorá sa môže nazvať multiparametrová a multisériová práca. Pojem multiparametrová práca má definovať vo svojom popise vykonávanie niekoľko skúšok súčasne na súbore vzoriek na jednej doštičke alebo niekoľko oddelených doštičiek. Pojem multisériová práca má vo svojom popise definovať schopnosť zahájiť nový rad úloh s rovnakým alebo odlišným súborom skúšok a s rovnakým alebo odlišným súborom vzoriek, i keď predchádzajúca sada doteraz nebola ukončená.

Príslušná konfigurácia prístroja obsahuje robotizované rameno pre pohyb po súradniciach X a Y vo dvoch vyššie uvedených oblastiach a tiež pre pohyb po osi kolmej k rovine zmienených súradníc, tzn. osi Z, pomocou zariadenia pre uskutočňovanie rôznych pohybových funkcií, funkciu detekcie hladiny a odobratie alebo obnovovanie prvkov potrebných pre analýzu.

Pre umiestnenie mikrotitračných doštičiek atď. umožňuje prístroj použitie špeciálneho rámu k usporiadaniu mikrotitračných doštičiek ľubovoľného typu s kotvením a vodiacich prvkov vhodných pre ich automechanizáciu.

Pohybypo ose Z sa uskutočňujú pomocou pohyblivého vozíka čiže „Z-veže“, ktorá má špeciálne upínacie zariadenie či čeľusť vybavenú vodiacimi prvkami obdobnými, ako sú prvky a ich viek pre uskutočňovanie transportu.

V rámci obecnej štruktúry prístroj obsahuje vo svojej prvej oblasti karusel pre umiestňovanie vzoriek, činidiel a zariadenia potrebného k odobratiu a riedeniu vzoriek s plošinou, ktorá môže byť umiestnená do nižšej polohy pre zakrytie doštičky, alebo s niekoľkými na seba položenými plošinami s nádržkami pre uskutočňovanie skúšok. V prvej oblasti je tiež umiestnené snímacie zariadenie pre snímanie čiarových kódov vzoriek a systém pre otáčanie skúmaviek, zaisťujúce snímanie ich čiarových kódov.

Tak zvaná „Z-veža“ alebo vozík pre vertikálny pohyb má dve nezávislé vertikálne pohyblivé sondy a vertikálne pohyblivé upínacie zariadenie fi čeľusť pre uchopenie pomocou pohyblivých hákov.

Inkubačná stanica, stanica pre umytie doštičiek, snímanie, uloženie viek a uloženie a výstup doštičiek, miska na činidlá a jednofázové hroty k detekcii hladiny, rovnako ako ďalšie súvisiace prvky, sa odkladajú v druhej oblasti časti hlavného stola.

11976

Prehľad obrázkov na výkresoch

K lepšiemu porozumeniu sú formou nezáväzného príkladu pripojené výkresy preferovaného uskutočnenia prístroja podľa vynálezu.

Obrázok 1 je zjednodušené perspektívne znázornenie prístroja podľa vynálezu. Obrázok 2 je perspektívne znázornenie špeciálneho rámu pre dopravu mikrotitračných doštičiek.

Obrázok 2.1 je detail perspektívneho znázornenia rámu z obrázku 2.

Obrázok 2,2 je veko pre uzavretie rámu znázorneného na obr. 2.

Obrázky 2,3 a 2,4 ukazujú prierezy jednotlivými detailami.

Obrázok 3 je perspektívne znázornenie upínacieho zariadenia či čeľustí vertikálneho vozíka ä Z-veže.

Na obr. 3.1 je bočný nárys, znázorňujúci schematický upínacie zariadenie podľa obrázku 3.

Obrázok 4 schematický znázorňuje pôdorys článkov prístroja ako celku rozmiestnených na stole, na ktorom ležia.

Obrázok 5 je schematický pôdorys otočného disku či karusela prístroja.

Obrázok 6 je schematické perspektívne znázornenie vertikálne pohyblivého vozíka alebo Z-vozíka stroja.

Obrázok 6.1 je schematický rez striekačkou s jednofázovým hrotom.

Obrázok 7 je schematický pôdorys systému viek pre vrchné uzavretie prístroja. Obrázok 8 znázorňuje špeciálnu nádobu na riedidlá pre použitie v prístroji podľa vynálezu.

Obrázok 9 je pôdorys základne s diferencovaním zahrievaním pre podoprenie mikrotitračných doštičiek.

Obrázok 10 schematický znázorňuje usporiadanie zariadenia pre individuálne zahrievanie doštičky na obrázku 9.

Obrázok 11 je príklad rezu, znázorňujúci usporiadanie podpernej doštičky a mikrotitračnej doštičky.

Obrázok 12 je bočný rez otočným diskom čiže karuselom prístroja.

Obr. 12.1 je pôdorys disku z obrázku 12, znázorňujúci polohu mikrotitračnej doštičky.

Obrázok 13 znázorňuje relatívne polohy skúmavky so vzorkou a svetelného lúča pre detekciu prítomnosti.

11976

Obrázok 13.1 je pohľad obdobný ako na obrázku 13, znázorňujúci rovnaké usporiadanie detektora lúča pre jednorázový hrot striekačky.

Obrázok 14 je zjednodušené perspektívne znázornenie umývacieho zariadenia prístroja.

Obrázok 15 je perspektívne znázornenie hlavice umývacej jednotky prístroja s čiastočne demontovanými súčiastkami.

Obrázok 15.1 je bočný nárys hlavice umývacieho zariadenia.

Obrázok 16 znázorňuje detail hlavice umývacieho zariadenia.

Obrázok 17 je zjednodušený pôdorys, z ktorého je možné určiť polohu doštičky pre fotometrické meranie.

Obrázok 17.1 je schematický bočný nárys.

Obrázok 18 schematický znázorňuje systém odobratia vzoriek.

Obrázok 19 je pôdorys otočnej doštičky vybavený množstvom sústredných kruhov, ktoré držia skúmavky.

Obrázok 20 je perspektívne znázornenie otočnej doštičky z obrázku 19 a zariadenie ktoré môže otáčať jednotlivé skúmavky.

Obrázok 21 je perspektívne znázornenie zariadenia pre otáčanie skúmaviek.

Obrázky 22 a 23 sú jednotlivé schematické rezy zariadením pre otáčanie skúmaviek so vzorkami. _

Obrázok 24 schematický znázorňuje usporiadanie zariadenia, ktoré spojuje pumpu so striekačkou umiestnenou v skúmavke so vzorkami.

Obrázok 25 je rez striekačkou vynálezu.

Obrázok 26 je schéma elektronickej časti prístroja pre detekciu hladiny z vynálezu.

Obrázok 27 je perspektívne znázornenie nádoby na kvapaliny podľa vynálezu.

Obrázok 28 je pozdĺžny rez nádobou v polohe, v ktorej sa používa.

Obrázky 29 a 30 sú nárysy nádoby z vynálezu zo zadnej a z prednej strany.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ako je možné poznať na výkresoch, časti prístroja ako celku sú usporiadané v podstate na jedinom stole, kde hlavné časti 1 a 2 môžu pracovať nezávisle na sebe, pričom prvá z nich poskytuje výhodu interaktívneho prístupu pre užívateľa a umožňuje zavedenie vzoriek, riadiacich prvkov, kalibrátorov, eluentov a vybavenie potrebného pre odobratie vzorkou a zriedenie. Vozík 1.1 v hornom usporiadaní sa môže pohybovať vertikálne po osi

11976

Z a môže sa tiež pohybovať po vodiacich lištách 1.2 a 13, ktoré vymedzujú súradné osi X a Y, takže vozík 1.1 môže dosiahnuť ktoréhokoľvek z bodov v časti 1 i v časti 2 a umožňuje vertikálny pohyb potrebný pre uskutočnenie príslušných operácií v každom z bodov v tejto oblasti. Doštička, na ktorej sa skúšky uskutočňujú, je umiestnená v prvej oblasti, a prístroj uskutočňuje operáciu, týkajúcu sa odberu vzoriek a riedeniu vzoriek, riadeniu s kalibráciou na doštičke a transporte doštičky pomocou pohyblivého vozíka 1.1 do oblasti £ kde prebieha zostatok operácii. Oblasť 1 je pritom ponechaná voľná k zavedeniu ďalšej série. Užívateľ môže mať príležitostný prístup do druhej oblasti 2. V oblasti 2 sú rôzne stanice pre operácie a inkubácie, umytie, snímanie atď. a môže tu byť niekoľko doštičiek v rôznej fázy spracovania. Pohyblivý vozík 1.1 premiestňuje doštičky zo stanice 1 do stanice 2 podľa potreby dokončiť všetky operácie a nakoniec ich odložiť do výstupnej stanice.

Pohyby pohyblivého vozíka 1.1 sú plne robotizované a vozík má zariadenie pre nezávislý a riadený vertikálny pohyb dvoch sond, s ich pomocou sa manipuluje s kvapalinami a ktoré majú zariadenie pre detekciu hladiny, ktorá môže pracovať priamo alebo s jednorazovými hrotmi, označenými 29, ako ukazuje obrázok 6.1. Vozík tiež môže vyvolávať vertikálny pohyb tretieho prvku 27, ktorý obsahuje čeľusť, viď obr.6, k uchopeniu vyvýšených doštičiek, ich presunu a umiestnenie a konečnému uvoľneniu.

V reakcii na rozdiely medzi mikrotitračnými doštičkami bude vynález zahrňovať špeciálny rám 3, viď obr.2, ktorý môže obsahovať mikrotitračné doštičky ľubovoľného typu bez rozlíšenia, keďže má kotvenie 5 rôznych veľkostí a tvarov a vodiace prvky 6, umožňujúcich bezpečnú manipuláciu s rámom. Tieto rámy sú stohovateľné, čo je výhodné pri doprave prístroja. K zachovaniu jednotnej teploty doštičky a prevencii vypaľovania jej obsahu, bude vynález obsahovať špeciálne veká 4, ktoré je možné spojiť s rámami, takže bude mikrotitračná doštička zakrytá. Veká majú kotvenie podobnej veľkosti a tvaru ako rámy 3 a sú tiež stohovateľné. Kotvenie je tvorené s dierkami 5.1 s vnútorným vybraním 7. Vodiace prvky sú malé doplnkové valcovité stohovateľné výstupky, označené 6.1 ktoré vyplnia dutiny 8 a 8.1. aby tak umožnili stohovanie (obrázky 2,2.1,2.2,2.3 a 2.4).

Dolné zakončenie vertikálnej pohyblivej veže alebo vozíka 1.1 na obrázku 3.1 má vertikálne pohyblivé upínacie zariadenie alebo doštičku s čeľusťou 9, ktorá má vodiace prvky H podobné ako v rámoch 3, veká 4 a otočné háky 10, ktoré môžu vstúpiť do zdierok 5 a 5.1 a uchopiť rám 3, príslušnú doštičku alebo veko 4 a premiestniť ich. Háky 10 tvoria dvojicu a sú spojené so stredovým spojovacím môstikom 10.1, ktorý umožňuje otáčanie, ako ukazuje šípka 10.2.

11976

Obecnú konfiguráciu prístroja je možné odhadnúť z obrázku 4, ktorý znázorňuje v prvej oblasti na ľavej strane karusel 14 pre odkladanie vzoriek, činidiel a zariadenia potrebných k odberu a riedeniu vzoriek, obsahujúca tiež plošinu 15, ktorú je možné znížiť a ktorá môže obsahovať doštičku so zodpovedajúcim rámom, do ktorej sa ukladá požadovaný počet nádržiek pre skúšku alebo skúšky. Vertikálny vozík 1.1 sa pohybuje nad oblasťou 1, pričom uskutočňuje odber a riedenie vzoriek pomocou dvoch sond nad mikrotitračnou doštičkou alebo mikrodoštičkou odloženou na plošine 15. Akonáhle je táto fáza na konci, uchopí čeľusť 9, vertikálneho vozíka 1.1 doštičku s rámom a premiestni ju do druhej oblasti 2 prístroja, pričom zostávajúca časť procesu bude uskutočnená v druhej oblasti, čím umožní užívateľovi pripraviť v prvej oblasti novú sériu.

Prvá oblasť 1 obsahuje okrem uvedených prvkov snímacie zariadenie 16 k snímaniu časových kódov vzoriek a systém k otáčaniu skúmaviek 13 situovaný na karuseli 14 za účelom umiestnenia čiarového kódu skúmavky proti snímaciemu zariadeniu čiarových kódov 16, pričom zariadenie pre otáčanie skúmavky je na obrázku 4 obecne značené 17.

Obrázok 5 znázorňuje detail konfigurácie karusela, v ktorom vidíme skúmavky zo vzorky 18, skúmavky 19 pre prípravné riedenie v prípade potreby a kryty 20 pre jednorázové hroty potrebné pre odoberanie vzoriek a pre riedenie. Karusel má osem sektorov, z ktorých jeden je označený 23, pričom v každom sektore je priestor pre sedem kalibračných zariadení a riadiacich prvkov označených 22, a pre riedidlo, označené 21. Každý sektor zodpovedá možnej skúške, ktorá bude uskutočnená v rovnakej sérii, takže multiparametrová koncepcia vysvetlená vyššie predstavuje maximálne osem skúšok.

Konkrétne usporiadanie krytov umožňuje použitie dvoch sond takým spôsobom, že môžu mať súčasne prístup k jednej z nasledujúcich dvojíc:

vzorky jednorázové hroty 2 dve skúmavky pre prípravné riedenie 2 kalibrátory alebo riadiace prvky 1 kalibrátor alebo riedidlo dve sondy v rovnakom riedidle

Uvedené dvojice, ktoré sú vzdialené 18 mm od seba, sú znázomene spojené čiarami označenými na obrázku 4 ako 24. Vzdialenosť medzi sondami je taká, aby sa dávkovanie mohlo uskutočňovať na mikrotitračnej doštičke, do dvojíc nádržiek oddelených jednou kyvetou (bežná vzdialenosť medzi nádržkami mikrotitračnej doštičky je 9 mm), Je jasné, že sa takto optimalizuje doba uskutočnenia, pretože sondy môžu pracovať súčasne,

11976 bez toho aby striekačka stratila schopnosť pracovať nezávisle na ostatných, keby v rámci prístroja bola táto schopnosť stanovená algoritmicky.

Obrázok 6 schematicky znázorňuje pohyblivú časť vertikálnej premiestňovacej hlavice 1.1 Tento výkres ukazuje obidve nezávisle vertikálne pohyblivé sondy 25 a 26 a čeľusť 27, ktorá sa tiež môže pohybovať vo vertikálnom smere a pracovať pomocou pohyblivých hákov 10. Je možno si všimnúť, že sondy prechádzajú cez otvory 28 čeľusti 27. Ak sa používajú jednorázové hroty 29, viď obrázok 6.1, majú väčší priemer ako otvory 28, takže kombinovaným pohybom sond a čeľusti sa jednorázový hrot odoberie.

V druhej oblasti prístroja sa jednorázový hrot odoberie práve kombinovaným pohybom sond a čeľusti.

V druhej oblasti prístroja je séria prvkov, ktoré môžu ako nezáväzný príklad obsahovať, viď. obrázok 4: štyri inkubačné/miešade stanice 30, stanicu pre umytie doštičiek 31, snímadu stanicu 32, stanicu pre uloženie veka 33, stanicu 34 pre uloženie/výstup spracovaných doštičiek, misku 35 na činidlá a jednorázové hroty, otvor 37, pre vyberanie jednorázových hrotov a umývadu stanicu hrotov striekačky 35.

Keď je uskutočnený odber a zriedenie vzorku, je doštička prenesená do jedného zo štyroch inkubátorov, na ktorých je umiestnené veko, Od tohto okamihu bude vertikálny vozík Z alebo veža 1.1 manipulovať s rôznymi vekami a doštičkami takým spôsobom, aby boli na správnych miestach, ako je napr. umývada stanica, stanica inkubátora, snímada stanica atď., ako bude v požadovanom okamihu procesu treba. Vertikálny vozík 1.1 bude tiež dávkovať rôzne potrebné činidlá, umiestnené na miske pre činidlá 35, pomocou dvoch sond (jednofázovými hrotmi alebo bez jednorázových hrotov).

Mikroprocesor prístroja nepretržite počíta predpoveď úloh a sekvenciu operáde pomocou príslušného algoritmu, aby boli splnené požiadavky pre každú skúšku, a povolí vstup novej série, pokiaľ budú pre každú operáciu zachované časové intervaly, vyhovujúce modifikádám novej série zlučiteľným s požiadavkami stávajúcej série.

Prístroj bude obsahovať ďalšiu sériu prvkov potrebných pre túto operáciu ako celok, ktoré nie sú z dôvodu väčšej priehľadnosti na obrázku detailne znázornené. Patria medzi ne napr. presné digitálne pumpy pre nasávanie a dávkovanie pomocou sond, kvapalný systém, umožňujúd použitie štyroch rôznych roztokov pre umytie doštičiek v závislosti na skúške, nasávanie systému, jeho umytie a opláknutie a odstránenie kvapalín, elektronické a mechanické systémy potrebné pre uskutočnenie všetkých označených funkcií a externý počítač s programom pre vstup dát, systémom pre zaistenie interakde s užívateľom, prepočet procesu, riadenie procesu, výpočet výsledkov, uloženie dát, štatistické výpočty,

11976 prezentácia výsledkov a postupy pre uskutočnenie obojsmernej komunikácie dát s ostatnými systémami.

Systém nádob pre umývanie a odpad z roztokov, obsiahnutý v dolnej časti hlavného stola prístroja tiež nie je z dôvodu lepšej priehľadnosti znázornený.

Vo vynáleze sú všetky prvky prístroja celkom obsiahnuté vo vnútri čiže chránené , ako ukazuje schematický obrázok 7, znázorňujúci samostatne obsluhovateľné prvky krytu, napr. prístupové dvere 38, veko 40 pre misku na činidlá 40.1. obrázok 1, dvere 39 pre prístup ku spracovaniu doštičky a odkladaciu oblasť, a tiež dvere 41, ktoré sa dajú umiestniť do nižšej polohy pre prístup k nádobám s umývacími roztokmi a odpadnými roztokmi, a nádobu na použité hroty.

Karusel sa dá vybrať tak, aby vznikli dva karusele, jeden určený pre nasávanie a druhý pre spracovanie. Prístupové dvere 38 sa otvárajú smerom dovnútra prístroja, takže v otvorenej polohe sa nachádzajú medzi obidvomi oblasťami prístroja a umožňujú zavedenie bez rizika pre užívateľa. Dvere 38 a 40 môžu fungovať len keď to proces dovolí, a z tohto dôvodu majú bezpečnostné zámky. Prístup 41 je priamy a teda neovplyvňuje bezpečnosť a prístup 39 automaticky inaktivuje akýkoľvek pohyb vo vnútri prístroja.

Zariadenie s optickými detektormi umožňuje kontrolu prítomnosti skúmaviek so vzorkami, rozpúšťadiel, jednorázových hrotov a riadiacich prvkov, kalibrátorov a riedidiel v karuseli. Optické detektory oblasti zavádzania doštičiek naviac umožňujú kontrolu prítomnosti odstrániteľných nádržiek v doštičke. Takto sa dá kontrolovať príprava skúšky a predchádzať omylom či problémom súvisiacim so správnou funkciou prístroja.

Niektoré s detektorov sú reflexné detektory, iné sú transmisného typu. Pôdorys karusela a oblasti pre zavádzanie doštičky je na obrázku 12.1 a ich nárys na obrázku 12. Doštičky sú odložené na podpere 55. Súbor ôsmych reflexných detektorov usporiadaných v rade je označený 56. Ak je na podpere 55 nová doštička, transportný systém ju vezme a prenesie ju cez oblasť 56, pričom umiestni každý rad nádržiek proti ôsmym snímačom určeným pre kontrolu nádržiek na doštičke.

Označené detektory sú pripevnené na doštičke 57, ktorá tiež obsahuje skupinu svetelných detektorov 58, zodpovedajúcich rôznym sústredným usporiadaním karusela 59, ako sú skúmavky so vzorky 60, jednofázové hroty 61 atď.

Pod karuselom je druhý obvod 62 s emitormi svetla 63, ktorý zodpovedá vyššie zmieneným detektorom 58. Keď je tu prítomný prvok, ako je skúmavka alebo jednofázový hrot či hrot pre viac použitia, bude svetelný lúč medzi emitorom a prijímačom prerušený. Podľa vynálezu bude tento systém prednostne používaný pre nižšiu polohu odrazových

11976 detektorov. Aby bol v priebehu procesu optimálny, bude svetelný lúč umiestnený mimo centrálnu os prvku,, ako ukazujú obrázky 13, 13.1, takže skúmavka bude svetelný lúč vychyľovaf. Pretože niektoré skúmavky sú priesvitné, neblokujú svetlo, a v prípade jednofázových hrotov, ako je 29, lúč tiež nemôže prejsť koncovým otvorom. Na obrázku 13, na ktorom je skúmavka so vzorkami označená 98 a emitor svetla je vo spodnej polohe označený 99, si možno všimnúť, že lúč 100, ktorý je mimo stred vzhľadom k ose skúmavky 98, odchádza bočné mimo stred vo forme odrazeného lúča 328. V prípade obrázku 13.1 je znázornené obdobné usporiadanie so spodným emitorom 329, takže lúč 330 je mimo stred vzhľadom ku skúmavke 98 a odchádza bočné mimo stred vo forme odrazeného lúča 328. V prípade obrázku 13.1 je znázornené obdobné usporiadanie so spodným emitorom 329, takže lúč 330 je mimo stred vzhľadom k jednorázovému hrotu 331 a je odrazený smerom do strán vo forme odrazeného lúča 79.

Reflexné detektory namontované na doštičke 62 detekujú ďalšie prvky karusela.

Pre rozpúšťadlá a činidlá obsahuje vynález špeciálne nádoby, označené na obrázkoch 5 a 4 čísla 21 a 41.1. Je tiež možné, aby sondy boli v karuseli vkladané paralelne, jedna vzhľadom k riedidlu a druhá vzhľadom ku kalibrátoru označenému na obrázku 5 číslom 42. To sa uskutočňuje preto, že mnohé techniky používajú rovnaké riedidlo ako „biely“ či referenčný kalibrátor.

Miska na činidlá 35 má priestor pre množstvo nádob, označených na obrázku 8 čísla 41.2. a oblasť 42.1 pre väčšie množstvo jednorázových hrotov, ktorých je minimálne dvojnásobok v porovnaní s nádobami, takže tu je minimálne jedna na každú striekačku a na každé činidlo. Jednorázové hroty môžu byť v rámci rovnakej práce použité znovu pre činidlá, ktoré sa nemenia.

Hroty pre odoberanie vzoriek sú v karuseli a hroty pre spracovanie sú v miske na činidlá, preto je rušivé zasahovanie medzi rôznymi operáciami minimálne.

Obrázok 9 znázorňuje hliníkovú doštičku 45 s perforáciami, ktoré vymedzujú štyri nezávislé oblasti 43, z ktorých každá je nezávisle zahrievaná na vopred stanovenú teplotu, obvykle na hodnotu medzi izbovou teplotou a 60°C, v typickom prípade na 37°C. Spletitá cesta medzi jednou oblasťou 43 a susednou oblasťou zaisťuje malý prenos tepla, takže sa regióny vzájomne len málo ovplyvňujú. Na doštičku je pripevnený lepiaci árch, zaisťujúci nepriepustný povrch.

Každá z oblastí má dva vodiace prvky 44, ktorými je možné umiestniť rámy 3 alebo veky 44 vyššie popísaného typu.

11976

Pod doštičku 45 je jednoduchý tlačený spoj 50, viď obrázok 11, ktorý má pre každú oblasť povrchový rezistor a detektor teploty. Povrchový rezistor je tvorený medenou stopou 46 tlačeného spoja 10, takže požadovaného elektrického odporu sa dosiahne riadením jej celkovej dĺžky a prierezu. Inak sa môžu použiť diskrétne prvky.

Elektronický riadiaci obvod meria teplotu pomocou sondy a reguluje energiu v rezistora k dosiahnutiu teploty požadovanej pre každý obvod.

Uvedený obrázok 11 znázorňuje časť hliníkovej doštičky 45, rámu 49 a veka 48, tvoriacich dutinu, v ktorej je umiestnená mikrotitračná doštička 47.

Ako bolo uvedené, funkciou rámu je zaisťovať jednotné detaily tvaru a veľkosti mikrotitračných doštičiek, aby s nimi bolo možné automaticky manipulovať. Ich ďalšou funkciou v spojení s vekami a hliníkovou doštičkou 45 je vytvárať teplotné riadenú komoru pre uskutočňovanie inkubácie.

Veká tiež zabraňujú nadmernému vyparovaniu kvapalín obsiahnutých na mikrotitračnej doštičke, zvlášť pri vyšších teplotách.

Ak je to potrebné, polohy rámov a veka môžu byť obrátené, takže mikrotitračná doštička bude umiestnená hore v ráme, ktorý je tepelným izolátorom, a mikrotitračná doštička si teda udrží okolitú teplotu.

Jednotka namontovaná na ráme 51 pomocou štyroch pružných podpier 52, takže jednotka umožňuje krátke horizontálne pohyby v smere os_X a Y.

Rám 51 obsahuje v centrálnej polohe motor 53, ktorého hriadeľ má výstredné zaťaženie 54, takže po spustení motora bude skupina inkubátorov vibrovať kruhovým horizontálnym pohybom, kde bude výkmit závisieť na rýchlosti otáčania motoru a na jeho výstrednom zaťažení. Tento budiaci systém umožňuje jednotné budenie všetkých nádržiek na mikrodoštičkách.

Umývacie zariadenie znázornené na obrázku 14 sa skladá s plošiny 62.1. ktorá je pohyblivá v smere Y pomocou motoru 64, a systému pásov a môže obsahovať rám s mikrotitračnou doštičkou, pre ktorý má plošina vodiace prvky 65 a umývaciu hlavicu 63.1. vertikálne pohyblivú pomocou pantografického systému, a motor 68 s vačkami 66.

Pohyb po ose Z zaisťuje umiestnenie plošiny do rôznych pozíc, pričom prvý z nich umožňuje naložiť doštičku použitím transportného systému a upínacieho zariadenia alebo Čeľusti, zatiaľ Čo hlavica 63.1 je situovaná nad kontajnerom 67 pre nasávanie. Nasledujúce umiestnenie plošiny bude umožňovať situovať hlavicu 63.1 nad každým z radov s nádržkami mikrotitračnej doštičky.

11976

Hlavu 63.1 je možné si prezrieť v detaile na obrázku 15, ktorý znázorňuje pevnú časť 69 s centrovacimi otvormi 74 a dvoma otvormi spojenými s jednotlivými skúmavkami 75, z ktorých jedna je určená pre dodávku umývacieho roztoku a druhá pre odvádzanie odpadu. Odstrániteľná časť 70 má centrovacie a upevňovacie prvky 76 a dve skúmavky 77 pre spojenie so skúmavkami 75.

Jednotka 70 je tvorená tromi doštičkami, pričom centrálna doštička 72 sa chová ako dvojitá dutina a bočné steny 71 a 73 ako veko.

Obrázok 16 znázorňuje centrálnu doštičku 72, ukazujúcu na jednej strane zo stien špeciálne tvarovanú dutinu 78. Tu je osem oddelených kapilár vzdialených od seba 9 mm, ktoré vystupujú smerom dolu a takmer sa dotýkajú vyvýšenia 80 dutiny. Otvor 81 komunikuje s jednou zo skúmaviek 77. Kruhové tesnenie 82 zaisťuje nepriepustnosť veka 73, Jednotka je spojená skrutkami alebo iným spôsobom, čo nie je pre väčšiu priehľadnosť znázornené.

Dutina na obrázku sa používa pre nasávanie a vyprázdňovanie nádržiek mikrotitračnej doštičky a táto konfigurácia umožňuje minimalizáciu objemov, jednotné nasávanie vo všetkých nádržkách a zabraňuje vyprázdňovanie nádržiek mikrotitračnej doštičky, pričom táto konfigurácia umožňuje minimalizáciu objemov, jednotné nasávanie vo všetkých nádržkách a bráni odkvapkávaniu z hlavice.

Na náprotivnej strane (nie je znázornené) je obdobná dutina s rovnakými kapilárami spojenými s inou skúmavkou 77 k dávkovaniu umývacieho roztoku. Táto druhá dutina ako celok je vyššia, takže spodné kapiláry sú viac vyzdvihnuté. Špecifická konfigurácia dutiny tiež bráni odkvapkávaniu, zjednocuje objemy pre všetky kapiláry a umožňuje, aby dutina ako celok bola pripravená vyfúknutím vzduchu, zostávajúceho v dutinách 80, z kapiláry, s ktorými sa takmer dotýkajú.

Reakcia, ku ktorej dôjde na základe kombinácie vzoriek s činidlami, sa meria pomocou fotometru s vertikálnym lúčom, ktorý prechádza vertikálne nádržkami mikrotitračnej doštičky. V prístroji z vynálezu je prítomné jednokanálové snímacie zariadenie, takže sa snímanie doštičky uskutočňuje pomocou deväfdesiatšesť po sebe nasledujúcich snímania rôznych nádržiek, časová štúdia každého procesu prístroja ukazuje, že jednokanálové snímacie zariadenie, ktoré môže byť monochromatické, bichromatické alebo tríchomatické, postačuje k udržaniu pracovného rytmu a redukuje cenu systému.

Snímacie zariadenie má polohu pre zavedenie doštičky 83, viď obrázok 17, a uskutočnením dvoch zložených kolmých pohybov sa dá umiestniť každú z nádržiek na

11976 doštičke na vertikálnu os, označenú 84, zodpovedajúcu svetelnému lúču fotometra. Strmeň 85 podpiera prívod svetla 90 a svetelný detektor 89, ktoré sú vyrovnané na vertikálnej ose 84. Sú znázornené dve krajné polohy 86 a 87 doštičky v snímacom zariadení. Doštička sa pohybuje pod umývacím zariadením a inkubátorom.

Popísaná konfigurácia optimalizuje využitie priestoru, pretože podía pôdorysu snímacieho zariadenia i umývacieho zariadenia obsadia priestor jednej mikrodoštičky v zavádzacej polohe, pretože po vykonaní pohybu sa budú prekrývať v rôznych hladinách, ako ukazujú obrázky_17 a 4.

Svetelný zdroj a systém sú umiestnené v inej časti prístroja, pričom monochromatické svetlo dosiahne 85 cez zväzok optických vlákien, takže sa dá priestor lepšie využiť a teplo lampy sa môže rozložiť do miest, kde nebude interferovať so zariadením prístroja.

Oblasti 33 a 34 na obrázku 4 sa chovajú ako úložný priestor pre veká a pre hotové doštičky. Užívateľ môže normálne získať prístup len do oblasti 34, aby mohol odobrať použité rámy a doštičky a obnoviť rámy pre ďalšie použitie. Veká naopak v normálnej situácii zostanú v úložnom priestore 33 a prístroj ich sám používa a ukladá podľa potreby.

Za predpokladu, že veká a rámy sú v týchto polohách stohovateľné, sa dá uložiť nekonečné množstvo doštičiek a viek.

Systém tekutín podľa vynálezu je tvorený rôznymi relatívne nezávislými dielčími systémami. V prvom rade to sú dva systémy na odoberanie vzoriek, viď obr. 18, z ktorých každý je tvorený dodávkou roztoku 91, prichádzajú z niektorej z nádob s umývacími roztokmi systému pripojených ku dvom číselne riadeným sondám, jednej striekačke o veľkom objeme 93 a ďalšej striekačke o malom objeme 95, ktorými sú riadené dva trojcestné ventily o nulovom základnom objeme 92 a 94, ktoré sú tiež číselne regulované. Tlakový menič 96 umožňuje merať okamih zaplnenia sondy 97. Umývací roztok, ktorý vyplní obvod je vyberaný skupinou ventilov, spojujúcich prívod 91 z každou z prívodných nádob. Podľa polôh ventilov 92 a 94 a na základe pohybov sond 93 a 95 je uskutočnené nasávanie obvodu a nadávkovanie malého množstva kvapaliny pomocou sondy 97 striekačkou 95 alebo väčšieho množstva s menšou presnosťou striekačkou 93.

Existuje tu stanica pre umytie hrotov vo forme nádoby s prívodom a odtokom kvapaliny (viď obrázok 4, vzťahová číslovka 36). Prívod je spojený s jedným s umývacích roztokov prostredníctvom rôznych ventilov a odtok je spojený s odpadným tankom. Sondy môžu byť ponorené do tejto nádoby a môžu byť z vonkajška a z vnútra umyté tak, že sa umývací roztok ponechá prúdiť z ich vnútornej časti.

11976

V umývacom zariadení, ktoré je tak spojené s odpadným tankom, je drén pre nasávanie a pre možné pretekanie.

Umývacie zariadenie má sériu ventilov pre výber príslušného umývacieho roztoku, ktorý je privádzaný do umývacej hlavy. Kapiláry hlavice odoberajú odpad z vnútornej strany nádržiek a smerujú ich priamo do odpadného tanku.

Nádoby s umývacími roztokmi sú vystavené stálemu atmosférickému tlaku, takže ak sú ventily výstupného obvodu otvorené, bude v nich obsiahnutá kvapalina cirkulovať. Je tu preto vzduchový kompresor a regulátor tlaku.

Odpadný tank je vo vákuu, takže odpad z neho sa dá odobrať vhodnými ventilmi. K tomuto tanku je preto pripojená vákuová pumpa s regulačným systémom.

Obrázky 19 a 30 znázorňujú detaily otočnej doštičky alebo karusela prístroja pre detekciu hladiny a nádob, pričom príslušné vzťahové číslovky sa používajú pre prvky zodpovedajúce prvkom na obrázkoch 1 až 18. Doštička alebo karusel 101 vynálezu je otočená okolo svojej centrálnej osi 102 a má množstvo kruhových otvorov, ako je 103,104. 105.106. do ktorých sa môžu umiestniť skúmavky nesúce vzorky. Hlavice 107 pre snímanie identifikačného značenia skúmaviek sa aspoň v jednom prípade objavia proti skúmavke so vzorkami na doštičke alebo ose, zatiaľ čo v zornom poli bude hlavica 107, čim je zaistené, že značenie vytvorené na skúmavke so vzorkou 109 prejde aspoň jednou pred snímacou hlavou spôsobom dostatočne efektívnym, aby sa uskutočnilo snímanie a bolo možné vyhnúť sa chybám, ku ktorým môže v súčasnej dobe u známych postupov a prístrojov dochádzať.

Za predpokladu, že karusele nesúce skúmavky sa obecne skladajú z niekoľko doštičiek, ako je doštička 101 uvedená vyššie a druhá paralelná doštička 101's podobnými vlastnosťami zaisťujúcimi správnu podporu a vedenie skúmavky 109, postup podľa vynálezu bude umožňovať zdvihnutie skúmavky 109 po jej osi, takže sa skúmavka bude môcť ľahšie otáčať a jej otáčanie okolo vlastnej osi bude potom iniciované vysvetlením spôsobom, a potom bude skúmavka na dolnej doštičke 101 'nahradená inou skúmavkou.

Vynález prednostne ukazuje usporiadanie otočného prvku alebo tyče 110, pohyblivo vertikálne smerom nahor a dolu po ose, splývajúca s osou skúmavky 109 a vyvolávajúca otáčanie skúmavky v požadovanom okamihu.

V preferovanom uskutočnení je otáčavá tyč 110 obsiahnutá v ráme 111, ktorý môže iniciovať pohyb uvedením tyče 110 do kontaktu so skúmavkou 109 a prerušením tohto kontaktu, má rám konštrukciu založenú na dvoch ramenách 112 a 113 a na vnútornej otáčavej konštrukcii 114, na ktorej elektrický motor 115 uvádza do otáčavého pohybu

11976 kladku 116, uvádzajúcu prostredníctvom pásu 117 naopak do otáčavého pohybu tyč 110. ktorá vyvoláva otáčanie skúmavky 109. Tyč 110 tvorí časť doštičky 118 ktorá sa otáča pomocou hnacieho čapu 119 dolného otočného telesa 120, ktorého dolná časť 121 je poháňaná pásom 117 z kladky 116 motora.

Aby bolo možné vyvolať pohyb tyče 110 smerom nahor a dolu, má teleso 120 hornú oblasť 122 v tvare skoseného kužeľa, obsahujúceho sériu guľôčok 123, ktoré pôsobia na dolný povrch doštičky 118. Keď sa teleso 120 otáča, vyvoláva odstredivá sila kruhový pohyb guľôčok 123, ktorá je súčasne s pohybom guľôčok po oblasti tvaru skoseného kužeľa 122 prevádzaný na zdvíhanie doštičky 118 a tyče 110. Tým dôjde k dotyku s dolným koncom skúmavky so vzorkou 109.

Aby jednotka 111 mohla pôsobiť na skúmavku so vzorkami rôznych kruhov otvorov karusela 101, musí byť jednotka 111 posunutá a umožniť prístup do jedného alebo väčšieho počtu otvorov. V zjednodušenom uskutočnení toho sa dá dosiahnuť otáčaním zariadenia 111 okolo vertikálnej osi, takže tyč 110. vyvolávajúca otáčanie skúmaviek, môže splynúť s príslušným bodom, ktorý zodpovedá rôznym skupinám otvorov, a tak môže pracovať s jedným alebo väčším počtom kruhov, kedykoľvek sú skúmavky uvedených kruhov otvorov viditeľné pre hlavicu snímacieho zariadenia 107.

Ako je možné odhadnúť na základe obrázkov 24 a 26, zariadenie pre manipuláciu a detekciu hladiny je upevnené na skúmavkách 201, nesúcich vzorky kvapaliny 202 s použitím striekačky 203, ktorá je napojená na skúmavku 204 pre nasávanie kvapalín, pracujúca prednostne pomocou pumpy, označenej obecne 205. Striekačka je tiež spojená s elektronickou riadiacou jednotkou pomocou drôtu 206.

Ako je možné vidieť na obr. 25, má jednotka striekačky 203 kovovú alebo čiastočne kovovú štruktúru, tubulámy prvok 207 spojený s kužeľom 208, čo môže slúžiť k príjmu jednorázových hrotov 209, ktoré je možné mechanicky upevňovať a odstraňovať, pričom tubulámy prvok 207 je spojený s kužeľom 208 s položenou izolačnou čiapočkou 210 k redukcii kapacity frekvencie závislej na kapacite, ktorá môže pre príklad ležať v rozmedzí 100 až 500 kHz. Ako je uvedené vyššie, keď sa striekačka dotýka iných vodivých telies alebo je umiestnená u iných vodivých telies, ako je kvapalina v nádobe alebo jednorázový hrot, jej kapacita rastie, takže sa oscilačná frekvencia znižuje. Monitorovanie zmien tejto frekvencie môže indikovať dotyk alebo blízkosť iných telies, čoho sa v tomto zariadení využíva k detekcii kvapaliny v nádobe alebo k detekcii vodivého jednofázového hrotu, Pretože ide o kumulatívny proces, bude systém detekovať dotyk s jednorázovým hrotom, ak je používaný, a následne kontakt s kvapalinou. Aby malo zariadenie vysokú citlivosť,

11976 elektrická kapacita striekačky bude čo možná najmenšia, aby nasledujúce zmeny frekvencie boli vyššie iba len o niekoľko percent, čoho je možné docieliť izoláciou konca vodivej striekačky 208 od jej zostávajúcej časti pomocou vyššie uvedenej čiapočky 210. Zariadenie obsahuje druhý, pevný oscilátor 214, jeho frekvencia je o mnoho vyššia, napr. 10 MHz, a v ktorom sa počíta frekvencia v priebehu periódy priepustného frekvenčného pásma, zodpovedajúci vopred stanovenému počtu cyklov oscilačnej frekvencie striekačky, napr. 100 cyklom. Tento počet zodpovedá naopak frekvencii striekačky, takže frekvencia oscilácie striekačky môže byť presne stanovená v priebehu každej periódy počítania. Signály počítacieho zariadenia 215 sú podávané mikroprocesoru 216, ktorý aplikuje rôzne algoritmy, aby rozhodol, kedy je detekovaná hladina, kedy je prítomný hrot alebo iné charakteristiky podľa požiadaviek procesu. Ak je treba, používajú sa systémy pre redukciu šumu.

Zariadenie sa samé prispôsobí skutočným podmienkam systému, pričom mikroprocesor dokáže automaticky prispôsobiť absolútne a relatívne rozhodovacie prah podľa okamžitých podmienok systému, pričom bude eliminovať vedľajšie účinky, ktoré vzniknú napr. v dôsledku vlhkosti.

Zariadenie používa v zásade dva algoritmy, pričom prvý z nich bude detekovať, keď v priebehu znižovania svojej polohy vojde striekačka do kontaktu s kvapalinou alebo iným prvkom, ako je napr. jednorázový hrot. V tomto prípade začne striekačka klesať a vopred stanovenom okamihu získame priemernú frekvenciu, ktorá bude použitá ako vzťahová hodnota. Striekačka bude ďalej klesať a frekvencia bude monitorovaná uvedeným postupom, dokiaľ nebude zistená odchýlka, ktorá je väčšia ako určitá prahová hodnota, na ktorej bude stanovená poloha striekačky.

Druhý algoritmus sa použije ku kontrole, či nebol pri používaný odobratý jednorázový hrot, pričom ako vzťahové frekvencie budú brané frekvencie oscilátoru, keď striekačka vyberie jednorázový hrot. Potom je možné uskutočniť verifikáciu toho, že frekvencia leží vo vopred stanovených hraniciach, a potvrdiť prítomnosť jednorázového hrotu.

Podľa obrázku 27 až 30 obsahuje vynález konštrukciu špeciálnej nádoby 301 pre kvapaliny používané v prístroji, pričom nádoba má pretiahnutú štruktúru a môže byť z rôznych materiálov, ale prednostne sa vyrába z vhodného umelého materiálu, pričom jej predný koniec alebo hlavica 302 a jej zadný koniec alebo základňa 303 sú vylisované a majú vlastností špecifické pre ich funkciu. Podľa vynálezu má predná časť alebo hlavica 302 nádoby horný otvor 304 s vekom 305, ktorý umožňuje prístup do vnútornej časti nádoby, a má pevné spojky s ventilmi 306 a 307 k aplikácii jednotlivých konektorov pre

11976 rôzne použitie, ako je napr. prívod kvapaliny alebo pripojenie k tlakovému prívodu tekutiny alebo k vákuovému zdroju. Predná hlavica 302 nádoby má veľké vylisované vybranie 308. tvoriace hornú oblasť 309 obsahujúca prvok typu držadla, umožňujúca ľahké zdvihnutie nádoby a manipuláciu s ňou. Hlavica 302 má vo svojej spodnej prednej časti spojku 310 pre konektor odtoku kvapaliny 311, ku ktorému môže byť pripojená odtoková rúrka 312 s pevnou spojkou 313. Všetky prívodné a odtokové konektory nádoby majú ventily, ktoré sa automaticky uzavrú, keď je rúrka odpojená, a tak umožní ľahké spojenie nádoby a jej odpojenie od zodpovedajúcich rúrok, pričom nádoba ostane uzavretá bez toho aby bolo treba uskutočňovať nepríjemné manipulácie, ako je tomu bežné u známych nádob.

Zadný koniec 303 má tiež pevný odtok 314 pre konektor obdobnej povahy ako sú vyššie zmienené, ktorý môže byť pripojiteľný prostredníctvom rúrky 315 k jednému z predných konektorov 306, aby tak umožnil manipulácii z predného konca. Zadná hlavica sama o sebe má dolný stupeň 327, majúci skosenú a/alebo kruhovú zadnú oblasť 316. umožňujúcu vloženie nádoby dozadu z prednej strany.

Dolný stupeň 327 zapadá do podpery alebo montážnej štruktúry 317 zavádzacej kyvety a umožňuje monitorovanie stupňa zaplnenia nádoby.

Lisovaná štruktúra nádoby umožňuje, aby nádoba mala vo svojej pracovnej polohe horný povrch 318 v podstate vodorovný a dolný povrch 319 naklonený zozadu dopredu, aby bolo možné nádobu lepšie vyprázdniť pomocou predného konektoru 311.

V prednej časti alebo hlavici 302 nádoby sú dolné výstupky 320 a 321, ktoré prednostne tvoria jediné teleso, ale definujú dva samostatné podperné body, napr. u nádoby 322 a 323.

Nádoba vynálezu má byť umiestnená pod stolíkom 324 automatického prístroja pre skúšanie vzoriek alebo iného obdobného prístroja, pričom je podpieraná na dolnej priehradke 325 a zasahuje prakticky cez celú šírku stolu, čím je v praxi stanovená dĺžka nádoby 301. Pre lepšie umiestnenie nádoby má kyveta, v ktorej sa nachádza, zadnú podperu 326, ktorá vymedzuje osovú polohu nádoby, ktorá sa ľahko zavádza z prednej časti kyvety.

/v /2 w - <?#

11976

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (47)

18 11976

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok, vyznačujúci sa tým, že obsahuje dve hlavné oblasti členov, ktorých práca je riadená automaticky, pričom prvá oblasť, do ktorej má užívateľ interaktívny prístup, umožňuje zavedenie vzoriek, riadiacich prvkov, kalibrátorov, riedidiel a ďalších zariadení pre odoberanie vzoriek a riedenie a príjem doštičiek, na ktorých sa skúšky uskutočňujú, a druhá oblasť, do ktorej má užívateľ príležitostný prístup, obsahuje stanice venované zostávajúcej časti procesu, medzi ne patria inkubácie, umytie, snímanie a ďalšie činnosti, pričom dokáže udižovať niekoľko doštičiek v rôznych štádiách procesu, a prístroj má zariadenie pre automatický pohyb doštičiek po troch súradných osách X, Y, a Z k transportu činidiel a doštičiek za účelom vykonania procesu, pričom je možné uskutočňovať niekoľko skúšok súčasne v súbore vzoriek na jednej alebo niekoľkých doštičkách a je možné zahájiť nový rad úloh s rovnakým alebo iným súborom vzoriek, i pokiaľ ešte neboli dokončené predchádzajúce úlohy, a prístroj obsahuje v rámci svojich dvoch hlavných oblastí článkov rad nádob pre ukladanie pomocných kvapalín v procese a pre zhromažďovanie zostatku po omývaní a odpadov.

2. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zariadenie pre pohyb po súradných osách má vozík pohyblivý po dvoch horizontálnych dráhach X a Y, pričom vozík je pohyblivý po vertikálnych dráhach alebo po dráhach osi Z a nesie sondy pre manipuláciu s kvapalinami, sondy zahrňujú jednotlivé detektory hladiny a vozík má tiež nezávisle vertikálne pohyblivé upínacie zariadenie pre zber doštičiek, umožňujúce ich presun do novej polohy a ich uloženie na požadovanom mieste.

3. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vertikálne pohyblivý vozík má systém pre odobratie a obnovenie jednotlivých hrotov, ktorý môže byť súčasťou sond.

4. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že sondy zaujímajú teleso vozíka pohyblivého po ose Y a otvory posunovania sond, pričom priemer otvorov je menší ako priemer jednofázových hrotov, ktoré teleso vozík automaticky odoberá v priebehu pohybu sond smerom nahor.

11976

5. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nárokov 2 až 4, vyznačujúci sa tým, že každá striekačka sa skladá z obalového telesa, nesúceho vo vnútri kapiláru pre zber vzoriek, a kužeľa pre príjem jednorázových hrotov, ktorý sa môže mechanicky pripojiť a odpojiť pričom striekačka, ktorá pôsobí ako premenný kondenzátor a je pripojená k nízkofrekvenčnému oscilátoru spojenému s druhým oscilátorom o podstatne vyššej frekvencii pomocou počítacieho zariadenia, ktoré uskutočňuje výpočet frekvencie v priebehu periódy priepustného frekvenčného pásma, zodpovedajúci vopred stanovenému počtu cyklov oscilačnej frekvencie prvého oscilátoru za účelom presného merania premennej frekvencie prvého oscilátora, pričom počítací signál je podávaný do mikroprocesoru ku stanoveniu detekcie hladiny, prítomnosti jednorázového hrotu alebo iných vopred naprogramovaných vlastností.

6. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že striekačka má medzi svojim nosným telesom a kužeľom izolátor pre spojenie s jednorázovými hrotmi, určený k redukcii kapacity striekačky a k zvýšeniu presnosti merania.

7. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že kapiláre vo vnútri striekačkyzasahuje cez celý kužeľ pre spojenie s jednotlivými hrotmi a zasahuje až za kužeľ tak, aby umožňovala priamy odber vzoriek.

8. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sú vytvorené rámy pre príjem mikrodoštičiek a manipuláciu s nimi, pričom rámy majú spojovacie prvky pre spojenie väzby s vozíkom pohyblivým po osi Z a môžu prijímať vhodné uzatváracie veká pre ochranu mikrodoštičiek a prevenciu vyparovania, pričom veká majú tiež spojovacie a vodiace prvky, ktoré umožňujú ich automatický zber vozíkom pohybujúcim sa po ose Z..

9. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nárokov 1 a 8, vyznačujúci sa tým, že hlavica pohyblivá po ose Z má konštrukciu so dvoma hákmi, otáčavú okolo horizontálnej osi, pričom háky sa môžu vložiť do zodpovedajúcich zárezov v rámoch nesúcich mikrodoštičky a viek rámov za účelom ich uchopenia a manipuláciu s nimi.

11976

10. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prvá oblasť stroja vybavená samostatným funkčným riadením má karusel nesúci skúmavky so vzorkami a nádoby s činidlami, s ktorými je spojené zariadenie pre otáčanie skúmaviek so vzorkami okolo vlastnej osi a pre snímanie čiarových kódov skúmaviek, pričom s prvou oblasťou je spojená doštička, ktorá môže byť umiestnená do nižšej polohy a môže prijať rám držiaka doštičiek spojený s prvou oblasťou.

11. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že nádoba prvej funkčnej samostatnej oblasti stroja má v smere zvon do vnútra zoradené otvory, pre skúmavky so vzorkami a pre skúmavky k predbežnému riedeniu, kryty pre jednorázové hroty pre operácie odoberania vzoriek a riedenie a kryty pre kalibračné zariadenie, riadiace prvky a riedidlo.

12. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že karusel je možné odobrať, čo umožňuje nezávislú prípravu karusela na práve prebiehajúcom procese v prístroji.

13. Postup automatického snímania značenia na skúmavkách nesúcich vzorky, použiteľný na snímanie značenia na skúmavkách nesúcich vzorky a uložených na otočnej doštičke alebo karuseli, ktorá sa pohybuje pred hlavicou pre snímanie značenia na skúmavkách nesúcich vzorky, vyznačujúci sa tým, že keď uvedená skúmavka prechádza pred hlavicou pre snímanie značenia, otáča sa každá skúmavka nesúca vzorky okolo svojej vlastnej osi.

14. Postup pre snímanie značenia na skúmavkách so vzorkami podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že každá so skúmaviek sa otočí minimálne o jednu celú otočku.

15. Postup pre snímanie značenia na skúmavkách so vzorkami podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že otáčanie skúmaviek so vzorkami je vyvolané dotykom otočnej tyče s jej dolnými koncami.

11976

16. Postup pre snímanie značenia na skúmavkách so vzorkami podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že skúmavka so vzorkami je v okamihu, keď je otočená ku snímaniu, vyzdvihnutá po ose.

17. Prístroj pre použitie postupu podľa predchádzajúcich nárokov 13 až 16, vyznačujúci sa tým, že obsahuje rámovú konštrukciu, nesúcu osovo pohyblivý vertikálny prvok, ktorý je otočený okolo svojej vlastnej osi a ktorý môže vyvolať dotyk so spodným koncom skúmavky so vzorkami, pričom vertikálny prvok sa otáča pomocou motora obsiahnutého priamo v rámovej konštrukcii.

18. Prístroj podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že otočná tyč pre otáčanie skúmaviek so vzorkami sa otáča pomocou motora obsiahnutého v ovládacom zariadení a je pohyblivý po ose tak, aby vyvolal a potom prerušil dotyk so spodným koncom skúmavky so vzorkami.

19. Prístroj podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, že zariadenie ako celok pre otáčanie skúmaviek nesúcich vzorky má otočné teleso s horným držiakom pre pohon vertikálne pohyblivej doštičky, ktoré má hornú tyč k vyvolaniu dotyku so základňou skúmavky pre držanie vzorku, pričom otočné teleso má vo vrchnej časti oblasť v tvare skoseného kužeľa, obsahujúci väčší počet guľôčok, na ktorých je odložená horná doštička nesúca tyč pre otáčanie skúmavky, a táto doštička sa pri otáčaní dolného otočného telesa pohybuje v dôsledku radiálneho pohybu odstredivou silou po osi nahor do guľôčok.

20. Prístroj podľa nároku 17 a 18, vyznačujúci sa tým, že zariadenie pre otáčanie skúmaviek so vzorkami obsahuje motor, ktorý prenáša svoj otáčavý pohon pomocou systému kladiek a pásov na telesá nesúce tyč, vyvolávajúca jednotlivé otáčanie skúmaviek so vzorkami.

21. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že má systém optických snímačov, ktoré môžu kontrolovať prítomnosť karusela so skúmavkami so vzorkami riedidiel, jednorázových hrotov a riadiacich prvkov, kalibrátorov a riedidiel pomocou detektorov optického odrazu emitujúcich svetelné lúče, ktoré sú mieme odchýlené vzhľadom k centrálnej ose prvku,

11976 slúžiacemu k bočnému vychyľovaniu svetelného lúča tak, aby neprechádzal skúmavkou ani jednorázovým hrotom.

22. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že nádoby pre riedidlá majú priečne oválnu štruktúru, umožňujúcu vloženie dvoch sond súčasne.

23. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že druhá funkčne samostatná oblasť obsahuje sadu niekoľko inkubačných/miešacích staníc, stanicu pre umytie doštičiek, snímaciu stanicu, stanicu pre uloženie viek, stanicu pre uloženie a výstup spracovaných doštičiek, misku s činidlami a jednorazovými hrotmi sond, nádobu pre zber odobratých jednorázových hrotov a stanicu pre umytie jednorázových hrotov a striekačiek, ku ktorým existuje priamy prístup cez transportný vozík.

24. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že miska na činidlá z druhej oblasti prístroja je situovaná vedľa prvej oblasti a obsahuje oblasť pre nádobu s činidlami a tiež oblasť pre jednorázové hroty na sondy a nádobu na odobratie jednorázových hrotová tiež stanicu pre ich umytie.

25. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že inkubačné a miešacie stanice majú samostatné zahrievacie oblasti, ktoré sú vzájomne izolované a samostatne riadené, aby umožňovali práci s ich rôznymi teplotami.

26. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že každá z inkubačných a miešacích oblastí má nezávislé vodiace prvky, umožňujúce vloženie rámov nesúcich mikrodoštičky alebo viek pre ich uzavretie.

27. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že pod doštičkou obsahujúce inkubačné a miešacie oblasti je jeden tlačený spoj s povrchovým rezistorom a samostatným teplotným snímačom pre každú oblasť, umožňujúci riadenie teploty každej oblasti.

11976

28. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 27, vyznačujúci sa tým, že povrchový rezistor je tvorený dráhou z vodivého materiálu plošného spoja, umožňujúci meniť elektrický odpor riadením celkovej dĺžky a jej prierezu.

29. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 28, vyznačujúci sa tým, že povrchový rezistor je tvorený diskrétnymi prvkami.

30. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že rám je pripevnený k rámu prístroja prostredníctvom pružných podpier a motor obsahuje výstrednú hmotu, ktorá umožňuje vibráciu mikrodoštičiek v inkubačnom štádiu.

31. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 23, vyznačujúci sa tým, že stanica pre umytie doštičiek obsahuje plošinu, ktorá je pohyblivá v smere Y pomocou nezávislého motora a systému pásov a ktorá môže obsahovať rám s mikrodoštičkou, pre ktorú má plošina vodiace prvky, pričom stanica pre umytie doštičiek tiež obsahuje umývaciu hlavu pohyblivú vertikálne pomocou pantografického systému a samostatného motora s výstredným zariadením.

32. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 31, vyznačujúci sa tým, že hlavica umývacieho zariadenia obsahuje pevnú časť s vodiacimi otvormi a dvoma otvormi spojenými s jednotlivými skúmavkami pre dodávku umývacieho roztoku a odoberanie odpadu a voľnú časť, ktorá má dva vodiace a upevňovacie prvky a dve skúmavky pre pripojenie k vyššie uvedeným skúmavkám.

33. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 32, vyznačujúci sa tým, že voľná jednotka je tvorená tromi doštičkami, z ktorých centrálna doštička má dvojitú dutinu a bočné doštičky fungujú ako veká, pričom jeden z bokov má rad vyvýšených Častí a vo svojej dolnej časti má otvor, ktorý komunikuje s jednou zo skúmaviek bočných viek jednotky tvorených tromi doštičkami, dutina sa používa pre odsávanie a vyprázdňovanie nádržiek mikrodoštičky, a náprotivná stena jednotky má obdobnú dutinu s obdobnými kapilárami spojenými so skúmavkami pre dávkovanie umývacieho roztoku.

11976

34. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nárokov 1 a 23, vyznačujúci sa tým, že má fotometer s vertikálnym lúčom, ktorý prechádza nádržkami mikrodoštičky, pričom vytvára jednokanálové snímacie zariadenie pre snímanie každej z nádržiek mikrodoštičky, s polohou pre zavádzanie doštičky a schopnosti umiestniť všetky nádržky doštičky zloženými kolmými pohybmi na vertikálnej osi snímacieho lúča, na ktorom sú v okamihu snímané kyvety prívod svetla a svetelný detektor vertikálne vyrovnané pomocou strmeňa.

35. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 34, vyznačujúci sa tým, žer svetelný zdroj a systém filtrov sú umiestnené oddelene od zariadenia pre snímanie svetla, pričom svetlo je vedené k strmeňu nesúcemu lúč a snímacie zariadenie pomocou zväzku optických vlákien, optimalizujúcich priestor a redukujúcich vznik tepla v zariadení.

36. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje systém tekutín, ktorý má dva systémy odoberania vzoriek, každý tvorený dodávkou roztoku prichádzajúceho z ktorejkoľvek nádoby s umývacími roztokmi systému, pripojený ku dvoma číselne riadeným sondám, z ktorých jedna má veľký objem a druhá malý objem, pomocou dvoch trojcestných ventilov o nulovom základnom objeme, ktoré sú tiež číselne riadené, majúce tlakový menič pre meranie všetkých zastavení sondy.

37. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 36, vyznačujúci sa tým, že obsahuje stanicu pre umytie hrotov sond vo forme nádoby s prívodom a odtokom kvapaliny, pričom prívod je spojený s jedným z umývacích roztokov pomocou ventilov a odtok je spojený s nádobou pre odpady a nádoba môže prijímať sondy pre vonkajšie a vnútorné umývanie.

38. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 37, vyznačujúci sa tým, že nádoby s umývacími roztokmi sú vystavené stálemu atmosférickému tlaku, umožňujúcemu obeh kvapaliny, keď sú otvorené odtokové ventily, a vyznačujúci sa tým, že nádoba na odpady je vo vákuu vyvolávajúcom nasávanie odpadových kvapalín do nádoby, pričom prístroj obsahuje zariadenie pre

11976 reguláciu kompresie a atmosférického tlaku a regulované zariadenie s vákuovou pumpou spojené s nádobou na odpady.

39. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obsahuje systém viek pre vrchné uzavretie prístroja, zahrňujúci nezávislé dvere pre prístup k oblasti vzoriek karusela, nezávislé veko pre prístup k oblasti spracovania a odkladania doštičiek, dvere, ktorých poloha môže byť znížená, umiestnené v prednej časti prístroja pre prístup k nádobám a tankom na umývacie roztoky, a nezávislé dvere nádoby obsahujúce činidlá, pričom dvere pre prístup do oblasti odobratia vzoriek a karusela sa otvárajú smerom do vnútra prístroja, takže v otvorenej polohe sa nachádzajú medzi obidvoma oblasťami prístroja, umožňujúce zavádzanie bez rizika pre užívateľa.

40. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 29, vyznačujúce sa tým, že dvere pre prístup do oblasti odoberania vzoriek a karusela a do oblasti pre dodávanie činidiel majú bezpečnostné zámky, ktoré umožňujú ich otvorenie len spôsobom vyhovujúcim podmienkam procesu.

41. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 40, vyznačujúci sa tým, že dvere oblasti spracovania a odkladania doštičky inaktivujú akýkoľvek pohyb vo vnútri prístroja, ak sú dvere otvorené.

42. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým , že úložné nádoby majú podlhovastú vylisovanú štruktúru a prierez, zmenšujúci sa smerom od prednej časti do zadnej časti, pričom predná a zadná časť je vylisovaná, aby sa v prednej časti docielilo prívodu a odtoku kvapaliny a možného spojenia s kvapalinou pod tlakom a (alebo) s pôsobiacim zdrojom vákua, zatiaľ čo na druhom konci je nádoba podpieraná na zavádzacej kyvete, umožňujúca snímanie stupňa naplnenia nádoby, a má homý odtok pre konektor s kvapalinami a dolný stupeň nesúci zavádzaciu kyvetu.

43. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 42, vyznačujúci sa tým, že predný koniec nádoby má dolný predný odtok pre konektor $ odtokom kvapaliny a ďalej má dve homé spojenia pre konektory s prívodom kvapaliny a

11976 pre spojenie s možnými tekutinami pod tlakom alebo zdrojom vákua, a tiež veľký prívod s vekom so závitom k zaisteniu možného prístupu do nádoby.

44. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 42 a 43, vyznačujúci sa tým, že všetky spojenia so skúmavkami obsahujú ventily, ktoré sa automaticky uzatvárajú a môžu prijímať pevné konektory zodpovedajúcich skúmaviek.

45. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 42, vyznačujúci sa tým, že predný koniec má veľké vylisované vybranie, pričom jeho horná časť je tvarovaná ako držadlo pre manipuláciu s nádobou.

46. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 42, vyznačujúci sa tým, že predný koniec nádoby má vo svojej dolnej časti vylisované podpery zabraňujúce otáčaniu nádoby.

47. Prístroj pre automatické uskutočňovanie laboratórnych skúšok podľa nároku 42, vyznačujúci sa tým, že zadný stupeň nesúci zavádzaciu kyvetu má skosenú a (alebo) zakrivenú oblasť umožňujúcu vloženie nádoby do jej krytu zatlačením z predka.