WO2018015545A1 - Verfahren zur positionsbestimmung eines roboterarms in einem flüssigkeitshandhabungssystem sowie ein entsprechendes flüssigkeitshandhabungssystem - Google Patents

Verfahren zur positionsbestimmung eines roboterarms in einem flüssigkeitshandhabungssystem sowie ein entsprechendes flüssigkeitshandhabungssystem Download PDF

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Philipp Ott
Markus Schöni
Thomas Struchen
Raffael BÜELER
Nicolas Cors
Theo Meier
Daniel KESSLER
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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of automatic liquid handling systems (also called liquid handling workstations) or
  • Liquid processing systems and relates to methods for (reference) positioning of a robot arm
  • an automatic liquid handling system with a robot arm which is designed to a precise position determination of the robot arm (or a
  • Fluid handling systems designed to handle fluid volumes, and suitable to perform certain operations with these samples, such as
  • One or more robots e.g. Pipetting robots (arms) or logitics robots (arms), for the fully automatic operation of such laboratory systems
  • Such robots are particularly specialized in handling liquid containers, such as sample tubes or microplates in which the liquid samples are located.
  • liquid processing systems include in particular pipettors for aspirating and dispensing liquids or dispensers for dispensing liquids.
  • Sample containers such as the sample tube or
  • Wells in a microplate is a particularly accurate positioning e.g. the pipette tip required by the pipetting robot.
  • Positional calibration to bring a certain reference position within the liquid handling system There are a number of different known methods. This can be done manually, for example, by the
  • Robotic arm is guided by a person to a specific location. This site may e.g. with a
  • Reference position can be controlled.
  • a (line) laser system that works without a camera can be used for accurate optical position determination. Further, it is possible to "feel" the reference position automatically by the robot registering based on force measurements that it is e.g. a stop at the
  • Robotic arm in an automatic liquid handling system that can be executed automatically, easily and with high accuracy. This object is achieved by the method defined in claim 1.
  • the liquid handling system includes an inertial measurement unit
  • At least one robotic arm with a drive like
  • a pipetting robot with at least one pipette for receiving and / or delivering
  • Liquid samples or a logistics robot with at least one gripper finger for moving the container or
  • Measurement capacitor in addition to a capacitive component also has a resistive component (at least under certain
  • the inventive method has the following steps:
  • Container carrier
  • Reference space coordinate e.g. an x, y, or z coordinate for the controller based on the first location of the first path.
  • the method further comprises, before step a), the step:
  • the method further comprises the steps: d) detecting a second change in the impedance, in particular the capacitance, of the measuring capacitor at a second location of the first path; e) setting at least a second one
  • Reference space coordinate e.g. the x, y or z
  • the method further comprises the steps:
  • Reference space coordinate e.g. the x, y, and z coordinates, for the controller based on the first location of the second path;
  • Control unit based on the first digit of the first
  • the working surface and / or the container or container carrier has at least one edge on which the impedance, in particular the capacitance, of the measuring capacitor changes when moving the measuring probe, and at which particular a change in a conductivity or dielectric constant along the first or second path takes place.
  • the working surface and / or the container or container carrier has at least one material transition, which causes the first, second or further change of the impedance, in particular of the capacitance, of the measuring capacitor when moving the measuring probe, and on which, in particular, a change conductivity or dielectric constant along the first and second paths, respectively.
  • the working surface and / or the container or container carrier at least one recess or depression, such as a hole, a slot or a trough, which when moving the probe, the first, second and / or further change in impedance , in particular the capacitance, of the measuring capacitor, and in which, in particular, a change in a conductivity or
  • Dielectric constant along the first and second path takes place.
  • the recess or depression is triangular or trapezoidal, and the work surface and / or the container or
  • Container carrier has in particular two equal triangular or trapezoidal recesses or depressions, which are in particular rotated by 180 ° to each other, and both recesses or depressions are überguert from the first and the second path.
  • the method further comprises the steps:
  • Edge in particular in the at least one recess or depression; - detecting an additional change in the impedance, in particular the capacitance, of the measuring capacitor at a point in the vertical direction;
  • Reference space coordinate e.g. the z-coordinate, for the control unit based on the location in vertical
  • the method further comprises the steps of: moving the measuring probe along a (substantially) horizontal path in the at least one recess or recess, in particular between two edges of the at least one recess or depression;
  • Reference space coordinate e.g. the x and / or y coordinate, for the control unit based on the at least one location in the horizontal direction.
  • an absolute capacitance of the measuring capacitor is determined when moving the measuring probe along the first or second path, the absolute capacity of the measuring capacitor being determined
  • Measuring capacitor is determined in particular temporally periodically and / or at regular local intervals.
  • the detection of the first, second, further or additional change of the impedance is based, in particular the
  • the measuring capacitor in particular the absolute capacitance of the measuring capacitor, on a slope of a time course, in particular on an increase in the transconductance, the measured capacitance of the measuring capacitor.
  • the steps a) to c) or a) to f) are repeated several times
  • first and / or second reference space coordinates e.g. the x and / or y coordinate, and / or the reference distance to reach.
  • the detection of the first, second, further or additional change of the impedance comprises, in particular the
  • Capacitance the measuring capacitor an averaging and / or a noise filtering.
  • the measuring probe is replaced by a pipette tip (in the case of a pipetting robot), in particular by a pipette tip
  • Liquid handling system a substantially
  • Robot arm with a drive such as a
  • Pipetting robot with at least one pipette for receiving and / or dispensing liquid samples or a Logistics robot with at least one gripper finger for moving the container or container carrier, as well as a
  • Control unit which is operatively connected to the robot arm, wherein a measuring probe with a first electrode on
  • Robot arm is arranged, which together with a second electrode, which is formed by at least a portion of the work surface or at least a portion of a container or container carrier, a measuring capacitor, which with a measuring unit for measuring an impedance, in particular a capacitance of the
  • Measuring capacitor is operatively connected, and the measuring unit is connected to an evaluation unit, wherein the
  • Control unit, the measuring unit and the evaluation unit are designed and configured to the above
  • Proposed inventive method therein a reference position and / or a reference distance at a commissioning of an automatic liquid handling system and in particular during operation of the automatic liquid handling system, in particular in the sense of an initial calibration respectively
  • proposed inventive method is a position of an opening of a container, such as
  • a sample tube or a cavity (so-called "well”) in a microplate in particular with respect to a pipette tip, which is to be lowered into the opening, in particular during an ongoing operation of an automatic liquid handling system, and further in particular based on a previously using the Method according to one of claims 1 to 15 determined reference position and / or a reference distance to a container carrier, in particular a microplate with a plurality of cavities.
  • FIG. 1 is a plan view of a work surface of a
  • Fig. 2 a a transverse view of a work surface with a
  • Fig. 3 is a plan view of a work surface with two rotated by 180 ° to each other arranged triangular recesses.
  • Fig. 1 shows a plan view of a work surface 2 of an automatic liquid handling system 1 with a pipetting robot 4, wherein on the work surface second
  • Liquid handling system 1 are placed or microplates 8 with, for example, 24, 96, 384 or 1536 wells / wells is shown here.
  • To the containers 3 also includes so-called troughs 7 and more, not shown here container for at least temporary storage of liquids.
  • the fluid handling system 1 further includes a motor driven one
  • a pipetting robot 4 which can be moved in the longitudinal axis of the liquid handling system 1 (ie in the x direction), and eight pipettes 5 each having a pipette tip, which in a to the x-axis right-angled direction (y-axis), can be moved across the work surface 2 of the liquid handling system 1 and lowered at any location on this work surface 2.
  • Each pipette 5 is attached to a vertically arranged "z-bar", which can be moved up and down by means of a drive, ie in the "z-direction", so that the attached pipette 5 descend (vertically) through the z-bar or raise.
  • each pipette 5 is fluidly connected via an individual line with an activatable pump. This means that between the conveying element of the pump and the pipette 5 or its pipette tip with which a liquid sample is to be taken or dispensed, a liquid (eg system liquid), a gas (eg inert gas) or a combination of both (eg
  • the liquid handling system 1 comprises a
  • Control unit 6 with which the pipetting robot 4 (or its drives, which are not shown here) and its pumps (or their also not shown here) and its pumps (or their also not shown here
  • Actuators are operatively connected. At least parts of a control program activated in this control unit 6
  • Pipetting robot (-arms) 4 and arranged on the pipettes 5 pipette tips is not known exactly. This can be especially true when using so-called “high-density plates", i. of microplates 8 with 384 or 1536 wells / wells, lead to problems. It is therefore
  • Capacitance measurements wherein a measuring probe is arranged with a first electrode on the robot arm, which together with a second electrode, through at least part of the work surface 2 or at least a part of a
  • Container 3 or container carrier 11 is formed, a measuring capacitor (with a complex-valued impedance) forms, which with a measuring unit 13 for measuring a Capacitance of the measuring capacitor is operatively connected.
  • a pipette tip is used as a measuring probe.
  • it is preferably in each case one of the gripper fingers, which is used as a measuring probe.
  • Fig. 2 a shows a transverse view of a work surface 2 with a recess 20 in the form of a round hole.
  • the measuring probe in the form of the pipette tip 5 ', which together with the working surface 2 forms the measuring capacitor, is first lowered vertically (ie in the z-direction) by the pipetting robot 4 until it is just above the working surface 2 (eg at a distance smaller than 1 mm) . To determine this distance is with the
  • the pipette tip 5 ' is then moved along a horizontal (ie in the x / y direction) path pi over the working surface 2 which leads over the hole 20.
  • a horizontal path pi over the working surface 2 which leads over the hole 20.
  • ACi sudden decrease
  • the pipette tip 5 'has crossed the hole 20 the second edge 12' of the hole 20 by a jump Increase (AC 2 ) of capacity C is displayed.
  • the evaluation unit 14 can now determine two sizes. From the difference x 2 -xi, the (reference) diameter d of the hole 20 (and in a corresponding manner a distance a; s, Fig. 1) can be determined, which now uses the control unit 6 as a calibrated reference distance in the x-direction can be.
  • the pipette tip 5 ' is subsequently moved over the working surface 2 and the hole 20 along a second horizontal (ie in the x / y direction) path p 2 , which runs perpendicular to pi. This is also a calibrated
  • the pipette tip 5 ' for example, after a first
  • Distance determination can be further increased by several Measurements are carried out and the measurement results are averaged, which leads to a noise reduction.
  • the hole 20 may be, for example, a material
  • the work surface 2 acts as an electrode, this will be ideally made of metal, whereas the hole 20, for example, with an insulator, such as a
  • non-conductive plastic could be closed, e.g. to prevent problem liquids from leaking through the hole 20.
  • the described positioning method would also work as appropriate in the transition of materials with different dielectric constants or different conductivity
  • Wells such as wells are used as reference position markers or as a reference position determination indicator.
  • Accuracy may be a series of multiple slots 22, 22 'arranged one behind the other in each direction.
  • equidistant slots 22, 22 ' are crossed by the measuring probe 5' only once and the results are averaged to determine a reference distance a instead of traversing a slot back and forth several times to obtain an averaged result for the reference distance a.
  • Fig. 3 shows a further possibility for position determination or calibration. This will be on the
  • Stretch di, i and di, 2 equal in length, so the reference point PRef must be exactly between these two stretches di, i and di, 2 . However, the path is from the middle
  • the two sections d 2 , i and d 2 , 2 have different lengths. Based on the shape and size of the recesses 21 and the ratio d 2 , i / d 2 , 2 of the two sections d 2 , i and d 2 2 then the evaluation unit 14 can accurately determine the offset and thus the position of the reference point PRef. In addition, the angular error ⁇ , ie a
  • Direction deviation of a path (see path p3 in Fig. 3) from a reference direction r ref determine.
  • This information is relevant, for example, (in production) for aligning the robot arms. These must be adjusted 90 ° to the x-axis. If this is not the case, for example, a movement path would not be parallel to the longitudinal edge of the
  • Disposable pipette tips are provided.
  • the problem that arises in this case is that the disposable pipette tips themselves may be slightly differently shaped due to mechanical manufacturing tolerances, or that the position of the pipette tip opening is not exactly known, e.g. even if the tip was slightly tilted on the pipette tube. To eliminate this uncertainty, each time a new disposable pipette tip is attached to the pipette tube, a
  • microplates with a large number of wells, such as wells. 384 or 1536 pieces.
  • the position of the individual wells depends on the positioning accuracy (as well as the manufacturing accuracy) of the microplates. It is therefore proposed after depositing a microplate to determine their exact position by means of the inventive method for determining the position. To do this
  • Microplates are attached, attached, as shown in Fig. 1. LIST OF REFERENCE SIGNS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Roboterarms in einem automatischen Flüssigkeitshandhabungssystem, wobei eine Messsonde (5') mit einer ersten Elektrode am Roboterarm angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten Elektrode, die durch mindestens einen Teil einer Arbeitsfläche (2) oder mindestens einen Teil eines Behälters oder Behälterträgers gebildet wird, einen Messkondensator bildet, welcher mit einer Messeinheit zur Messung einer Impedanz, insbesondere einer Kapazität (C), des Messkondensators wirkverbunden ist. Das erfindungsgemässe Verfahren weist folgende Schritte auf: a) Bewegen der Messsonde (5') entlang eines ersten Pfades (p1); b) Detektieren einer ersten Änderung (ΔC1) der Impedanz, insbesondere der Kapazität (C), des Messkondensators an einer ersten Stelle (x1) des ersten Pfades (p1); c) Festlegen von mindestens einer ersten Referenzraumkoordinate (xRef) für eine Steuereinheit des Roboterarms basierend auf der ersten Stelle (x1) des ersten Pfades (p1). Des Weiteren werden ein entsprechendes automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem sowie Verwendungen des PositionsbestimmungsVerfahrens angegeben.

Description

VERFAHREN ZUR POSITIONSBESTIMMUNG EINES ROBOTERARMS
EINEM FLÜSSIGKEITSHANDHABUNGSSYSTEM SOWIE EIN ENTSPRECHENDES FLÜSSIGKEITSHANDHABUNGSSYSTEM
VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Schweizer Patentanmeldung CH 00950/16 mit Anmeldetag 22. Juli 2016 sowie der Schweizer Patentanmeldung CH 00159/17 mit Anmeldetag 10. Februar 2017 sowie der Schweizer
Patentanmeldung CH 00523/17 mit Anmeldetag 19. April 2017
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der automatischen Flüssigkeitshandhabungssysteme (auch Liquid-Handling Arbeitsstationen genannt) bzw.
Flüssigkeitsbearbeitungssysteme und betrifft Verfahren zur (Referenz-) Positionsbestimmung eines Roboterarms,
insbesondere einer Pipettenspitze oder eines Greiferfingers an einem Roboterarm, in einem solchen System. Des Weiteren werden ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem mit einem Roboterarm, welches ausgebildet ist, um eine genaue Positionsbestimmung des Roboterarms (bzw. einer
Pipettenspitze oder eines Greiferfingers am Roboterarm) auszuführen, sowie Verwendungen des
Positionsbestimmungs erfahrens angegeben .
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wenn in medizinischen, chemischen, analytischen oder pharmazeutischen Labors grosse Mengen an Proben zu
untersuchen sind, werden dazu heute meist automatisierte Laborsysteme bzw. -anlagen eingesetzt, welche eine rasche und zuverlässige Verarbeitung jeder einzelnen Probe
ermöglichen. Solche Laborsysteme sind oftmals als
Flüssigkeitsbearbeitungssysteme auf die Handhabung von Flüssigkeitsvolumina ausgelegt, und dazu geeignet mit diesen Proben bestimmte Vorgänge auszuführen, wie
beispielsweise optische Messungen, Pipettierungen, Waschen, Zentrifugieren, Inkubieren und Filtrieren. Dabei werden üblicherweise ein oder mehrere Roboter ( -arme ) , wie z.B. Pipettierroboter ( -arme ) oder Logitistikroboter ( -arme ) , für den vollautomatischen Betrieb solcher Laborsysteme
eingesetzt. Diese Roboter sind insbesondere auf den Umgang mit Flüssigkeitsbehältern, wie beispielsweise Probenröhren oder Mikroplatten, in welchen sich die Flüssigkeitsproben befinden, spezialisiert. Solche Flüssigkeitsbearbeitungs- systeme umfassen insbesondere Pipettierer zum Ansaugen und Abgeben von Flüssigkeiten oder Dispenser zum Abgeben von Flüssigkeiten . Angesichts der oftmals sehr kleinen Dimensionen der
Probenbehältnisse, wie z.B. der Probenröhrchen oder
Kavitäten (sog. "Wells") in einer Mikroplatte, ist eine besonders genaue Positionierung z.B. der Pipettenspitze durch den Pipettierroboter erforderlich. Mechanische
Toleranzen begrenzen dabei die Genauigkeit, mit welcher der Roboterarm bzw. die daran angeordnete Pipettenspitze positioniert werden kann. Daher ist es oftmals notwendig bei Inbetriebnahme des Roboters diesen zwecks
Positionskalibration an eine bestimmte Referenzposition innerhalb des Flüssigkeitshandhabungssystems zu bringen. Dazu gibt es eine Reihe verschiedener bekannter Verfahren. Dies kann beispielsweise manuell erfolgen, indem der
Roboterarm durch eine Person an eine bestimmte Stelle geführt wird. Diese Stelle kann z.B. mit einer
entsprechenden Markierung versehen sein, sodass sie mittels einer Kamera erkannt werden kann. Somit kann der
Roboterarm automatisch mit Hilfe der Kamera an die
Referenzposition gesteuert werden. Alternativ kann ein ( Zeilen- ) Lasersystem, welches ohne Kamera funktioniert, zur genauen optischen Positionsbestimmung eingesetzt werden. Weiter ist es möglich, die Referenzposition automatisch zu "ertasten", indem der Roboter basierend auf Kraftmessungen registriert, dass er z.B. einen Anschlag bei der
Referenzposition berührt.
Aufgrund von Bewegungstoleranzen kann es auch während des Betriebs des Flüssigkeitshandhabungssystems notwendig sein periodisch eine Positionskalibration vorzunehmen. Es besteht daher in automatischen Flüssigkeitshandhabungs- systemen der Bedarf nach Mitteln, welche eine einfache und folglich kostengünstige sowie zuverlässige und genaue
(Referenz-) Positionsbestimmung bzw. Positionskalibration erlauben. Diese Mittel sollten es auch ermöglichen während des Betriebs des Flüssigkeitshandhabungssystems die
Position periodisch genau einzustellen bzw. zu kalibrieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein
Verfahren zur ( Referenz- ) Positionsbestimmung eines
Roboterarms in einem automatischen Flüssigkeitshandhabungs- System vorzuschlagen, welches automatisch, einfach und mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das in Anspruch 1 festgelegte Verfahren gelöst.
Es ist zudem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitshandhabungssystem mit einem Roboterarm
bereitzustellen, welches ausgebildet ist, um eine genaue Positionsbestimmung des Roboterarms auszuführen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das automatische
Flüssigkeitshandhabungssystem gemäss Anspruch 16 gelöst. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Verwendungen des vorgeschlagenen Verfahrens zur (Referenz-) Positionsbestimmung eines Roboterarms anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den Ansprüchen 17 und 18 aufgeführten Verwendungen gelöst.
Spezifische erfindungsgemässe Ausführungsvarianten werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäss einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nachfolgendes erfindungsgemässe Verfahren zur (Referenz-) Positionsbestimmung eines Roboterarms in einem
automatischen Flüssigkeitshandhabungssystem vorgeschlagen. Das Flüssigkeitshandhabungssystem umfasst eine im
Wesentlichen horizontal ausgerichtete Arbeitsfläche zum Platzieren von Behältern oder Behälterträgern und
mindestens ein Roboterarm mit einem Antrieb, wie
beispielsweise ein Pipettierroboter mit mindestens einer Pipette zum Aufnehmen und/oder Abgeben von
Flüssigkeitsproben oder ein Logistikroboter mit mindestens einem Greiferfinger zum Bewegen der Behälter oder
Behälterträger, sowie eine Steuereinheit, welche mit dem Roboterarm wirkverbunden ist, wobei eine Messsonde mit einer ersten Elektrode am Roboterarm angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten Elektrode, die durch mindestens einen Teil der Arbeitsfläche oder mindestens einen Teil eines Behälters oder Behälterträgers gebildet wird, einen Messkondensator bildet, welcher mit einer Messeinheit zur Messung einer Impedanz, insbesondere einer Kapazität, des Messkondensators wirkverbunden ist. Es sei an dieser
Stelle bemerkt, dass die komplexwertige Impedanz des
Messkondensators nebst einem kapazitiven Anteil auch einen resistiven Anteil aufweist (zumindest unter gewissen
Umständen) . Daher wird im Folgenden oftmals von einer Impedanzmessung und nicht nur von einer Kapazitätsmessung gesprochen. Das erfindungsgemässe Verfahren weist folgende Schritte auf:
a) Bewegen der Messsonde entlang eines ersten Pfades,
insbesondere eines (im Wesentlichen) horizontalen Pfades über der Arbeitsfläche oder des Behälters oder
Behälterträgers ;
b) Detektieren einer ersten Änderung der Impedanz,
insbesondere der Kapazität, des Messkondensators an einer ersten Stelle des ersten Pfades; c) Festlegen von mindestens einer ersten
Referenzraumkoordinate, z.B. einer x-, y- oder z- Koordinate, für die Steuereinheit basierend auf der ersten Stelle des ersten Pfades.
In einer Ausführungsvariante umfasst das Verfahren weiter vor dem Schritt a) den Schritt:
- vertikales Absenken der Messsonde bis ein vorgegebener Wert der Kapazität des Messkondensators erreicht oder überschritten wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Verfahren weiter die Schritte: d) Detektieren einer zweiten Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität, des Messkondensators an einer zweiten Stelle des ersten Pfades; e) Festlegen von mindestens einer zweiten
Referenzraumkoordinate, z.B. der x-, y- oder z-
Koordinate, für die Steuereinheit basierend auf der zweiten Stelle des ersten Pfades; und/oder
f) Festlegen einer Referenzdistanz für die Steuereinheit basierend auf der ersten Stelle des ersten Pfades und der zweiten Stelle des ersten Pfades.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Verfahren weiter die Schritte:
- Bewegen der Messsonde entlang eines zweiten (im
Wesentlichen) horizontalen Pfades über der Arbeitsfläche oder des Behälters oder Behälterträgers;
- Detektieren einer weiteren Änderung der Impedanz,
insbesondere der Kapazität, des Messkondensators an einer ersten Stelle des zweiten Pfades; - Festlegen von mindestens einer bzw. der zweiten
Referenzraumkoordinate, z.B. der x-, y- und z- Koordinate, für die Steuereinheit basierend auf der ersten Stelle des zweiten Pfades; und/oder
- Festlegen einer bzw. der Referenzdistanz für die
Steuereinheit basierend auf der ersten Stelle des ersten
Pfades und der ersten Stelle des zweiten Pfades. In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens weist die Arbeitsfläche und/oder der Behälter oder Behälterträger mindestens eine Kante auf, an welcher sich beim Bewegen der Messsonde die Impedanz, insbesondere die Kapazität, des Messkondensators ändert, und an welcher insbesondere eine Änderung einer Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante entlang des ersten bzw. zweiten Pfades stattfindet.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens weist die Arbeitsfläche und/oder der Behälter oder Behälterträger mindestens einen Materialübergang auf, welcher beim Bewegen der Messsonde die erste, zweite oder weitere Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität, des Messkondensators bewirkt, und an welchem insbesondere eine Änderung einer Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante entlang des ersten bzw. zweiten Pfades stattfindet.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens weist die Arbeitsfläche und/oder der Behälter oder Behälterträger mindestens eine Aussparung oder Vertiefung auf, wie beispielsweise ein Loch, ein Schlitz oder eine Mulde, welche beim Bewegen der Messsonde die erste, zweite und/oder weitere Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität, des Messkondensators bewirkt, und an welcher insbesondere eine Änderung einer Leitfähigkeit oder
Dielektrizitätskonstante entlang des ersten bzw. zweiten Pfades stattfindet. In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist die Aussparung oder Vertiefung dreiecks- oder trapezförmig, und die Arbeitsfläche und/oder der Behälter oder
Behälterträger weist insbesondere zwei gleiche dreiecks- oder trapezförmige Aussparungen oder Vertiefungen auf, welche insbesondere um 180° verdreht zueinander angeordnet sind, und beide Aussparungen oder Vertiefungen werden vom ersten und vom zweiten Pfad überguert.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Verfahren weiter die Schritte:
- Absenken der Messsonde in vertikaler Richtung an der
Kante, insbesondere in die mindestens eine Aussparung oder Vertiefung; - Detektieren einer zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität, des Messkondensators an einer Stelle in vertikaler Richtung;
- Festlegen einer dritten, vertikalen
Referenzraumkoordinate, z.B. der z-Koordinate , für die Steuereinheit basierend auf der Stelle in vertikaler
Richtung .
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das Verfahren weiter die Schritte: - Bewegen der Messsonde entlang eines (im Wesentlichen) horizontalen Pfades in der mindestens einen Aussparung oder Vertiefung, insbesondere zwischen zwei Kanten der mindestens einen Aussparung oder Vertiefung;
- Detektieren mindestens noch einer zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität, des
Mess kondensators an mindestens einer Stelle in
horizontaler Richtung;
- Festlegen der ersten und/oder zweiten, horizontalen
Referenzraumkoordinate, z.B. der x- und/oder y- Koordinate, für die Steuereinheit basierend auf der mindestens einen Stelle in horizontaler Richtung.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens wird beim Bewegen der Messsonde entlang des ersten bzw. zweiten Pfades eine absolute Kapazität des Messkondensators ermittelt, wobei die absolute Kapazität des
Messkondensators insbesondere zeitlich periodisch und/oder in regelmässigen örtlichen Abständen ermittelt wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens basiert das Detektieren der ersten, zweiten, weiteren oder zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der
Kapazität, des Messkondensators, insbesondere der absoluten Kapazität des Messkondensators, auf einer Steilheit eines zeitlichen Verlaufs, insbesondere auf einer Zunahme der Steilheit, der gemessenen Kapazität des Messkondensators. In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens werden die Schritte a) bis c) bzw. a) bis f) mehrmals
durchgeführt, insbesondere um eine erhöhte Genauigkeit der ersten und/oder zweiten Referenzraumkoordinate, z.B. der x- und/oder y-Koordinate, und/oder der Referenzdistanz zu erreichen .
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens umfasst das Detektieren der ersten, zweiten, weiteren oder zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der
Kapazität, des Messkondensators eine Mittelung und/oder eine Geräuschfilterung.
In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens wird die Messsonde durch eine Pipettenspitze (im Falle eines Pipettierroboters ) , insbesondere durch eine
Wegwerfpipettenspitze ("disposable tip") oder ein
Stahlkanülenspitze ("fix tip"), oder einen Greiferfinger (im Fall eines Logistikroboters) gebildet.
Gemäss einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erfindungsgemässes automatisches
Flüssigkeitshandhabungssystem eine im Wesentlichen
horizontal ausgerichtete Arbeitsfläche zum Platzieren von Behältern oder Behälterträgern und mindestens ein
Roboterarm mit einem Antrieb, wie beispielsweise ein
Pipettierroboter mit mindestens einer Pipette zum Aufnehmen und/oder Abgeben von Flüssigkeitsproben oder ein Logistikroboter mit mindestens einem Greiferfinger zum Bewegen der Behälter oder Behälterträger, sowie eine
Steuereinheit, welche mit dem Roboterarm wirkverbunden ist, wobei eine Messsonde mit einer ersten Elektrode am
Roboterarm angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten Elektrode, die durch mindestens einen Teil der Arbeitsfläche oder mindestens einen Teil eines Behälters oder Behälterträgers gebildet wird, einen Messkondensator bildet, welcher mit einer Messeinheit zur Messung einer Impedanz, insbesondere einer Kapazität, des
Messkondensators wirkverbunden ist, und die Messeinheit mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die
Steuereinheit, die Messeinheit und die Auswerteeinheit dazu ausgebildet und konfiguriert sind, um das oben
vorgeschlagene erfindungsgemässe Verfahren zur (Referenz-) Positionsbestimmung eines Roboterarms auszuführen.
Gemäss einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht eine erfindungsgemässe Verwendung des oben
vorgeschlagenen erfindungsgemässen Verfahrens darin eine Referenzposition und/oder einer Referenzdistanz bei einer Inbetriebnahme eines automatischen Flüssigkeitshandhabungs- systems und insbesondere während eines Betriebs des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems , insbesondere im Sinne einer Initialkalibration respektive einer
laufenden Kalibration einer Referenzposition und/oder einer Referenzdistanz, zu bestimmen. Eine weitere erfindungsgemässe Verwendung des oben
vorgeschlagenen erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin eine Position einer Öffnung eines Behälters, wie
beispielsweise eines Probenröhrchens oder einer Kavität (sog. "Well") in einer Mikroplatte, insbesondere in Bezug auf eine Pipettenspitze, welche in die Öffnung abgesenkt werden soll, insbesondere während eines laufenden Betriebs eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems , und weiter insbesondere basierend auf einer zuvor mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bestimmten Referenzposition und/oder einer Referenzdistanz an einem Behälterträger, insbesondere einer Mikroplatte mit einer Vielzahl von Kavitäten, zu bestimmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nichtlimitierende Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Arbeitsfläche eines
Flüssigkeitshandhabungssystems mit einem Pipettierroboter, wobei auf der Arbeitsfläche unterschiedliche Labware (Behälter (-Träger) ) platziert sind; Fig. 2 a) eine Queransicht auf eine Arbeitsfläche mit einer
Aussparung, b) gemessene Kapazität des Messkondensators in Funktion der x-Koordinate der Messsonde; und Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Arbeitsfläche mit zwei um 180° zueinander verdreht angeordneten dreiecksförmigen Aussparungen.
In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente .
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Arbeitsfläche 2 eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 mit einem Pipettierroboter 4, wobei auf der Arbeitsfläche 2
unterschiedliche Behälter 3 platziert sind. Eine Auswahl an Behältern 3 wie Probenröhrchen 9, die beispielsweise in sogenannten "Racks" auf der Arbeitsfläche 2 des
Flüssigkeitshandhabungssystems 1 platziert werden oder Mikroplatten 8 mit beispielsweise 24, 96, 384 oder 1536 Kavitäten/Wells ist hier dargestellt. Zu den Behältern 3 gehören auch sogenannte Tröge 7 und weitere, hier nicht dargestellte Behälter zum zumindest zeitweisen Aufbewahren von Flüssigkeiten. Das Flüssigkeitshandhabungssystem 1 umfasst des Weiteren einen motorisch angetriebenen
Pipettierroboter 4 mit mindestens einer Pipette 5 zum
Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeitsproben. Gezeigt ist hier ein Pipettierroboter 4, der in der Längsachse des Flüssigkeitshandhabungssystems 1 (d.h. in x-Richtung) bewegt werden kann, und der acht Pipetten 5 mit je einer Pipettenspitze aufweist, welche in einer zur x-Achse rechtwinkligen Richtung (y-Achse) , quer über die Arbeitsfläche 2 des Flüssigkeitshandhabungssystems 1 bewegt und an jedem beliebigen Ort auf dieser Arbeitsfläche 2 abgesenkt werden können. Jede Pipette 5 ist an einer vertikal angeordneten "z-Stange" angebracht, die sich mittels eines Antriebs auf und ab, d.h. in "z-Richtung" bewegen lässt, sodass die daran befestigte Pipette 5 sich durch die z-Stange (vertikal) absenken bzw. anheben lässt. Ferner ist jede Pipette 5 über eine individuelle Leitung mit einer aktivierbaren Pumpe fluidisch verbunden. Dies bedeutet, dass zwischen dem fördernden Element der Pumpe und der Pipette 5 bzw. deren Pipettenspitze, mit welcher eine Flüssigkeitsprobe aufgenommen bzw. abgegeben werden soll, eine Flüssigkeit (z.B. Systemflüssigkeit), ein Gas (z.B. Inertgas) oder eine Kombination von beiden (z.B.
Systemflüssigkeit mit "Airgap") vorhanden ist. Ebenfalls gezeigt sind zwei Behälterträger 11 (sog. "Carrier") , die in diesem Fall zum Tragen von drei Mikroplatten ausgebildet sind. Zudem ist eine Waschstation 10 dargestellt, bei welcher die Pipettenspitzen mit einer oder mehreren
Waschflüssigkeiten durchgespült werden können. Zudem umfasst das Flüssigkeitshandhabungssystem 1 eine
Steuereinheit 6, mit welcher der Pipettierroboter 4 (bzw. seine Antriebe, die hier nicht dargestellt sind) und seine Pumpen (bzw. deren hier ebenfalls nicht dargestellten
Antriebe) wirkverbunden sind. Zumindest Teile eines in dieser Steuereinheit 6 aktivierten Steuerprogramms
befähigen den Pipettierroboter 4, die zumindest eine
Pipette 5 an bestimmten Positionen auf der Arbeitsfläche 2 zu Positionieren und dort mit der zumindest einen Pipette 5 eine spezifische Aktion auszuführen. Diese spezifischen Aktionen sind jedem Fachmann auf dem Gebiet des Liquid- Handlings bekannt und umfassen das Aufnehmen, Spülen und/oder Abwerfen einer Pipettenspitze sowie das Aufnehmen, Mischen und/oder Abgeben eines Volumens einer
Flüssigkeitsprobe. Je nach der ausgewählten Aktion oder Sequenz von ausgewählten Aktionen befähigt das
Steuerprogramm den Pipettierroboter 4 zu deren Ausführung.
Das Problem, welches sich nun aufgrund mechanischer
Toleranzen ergibt, ist, dass die genaue Position des
Pipettierroboter ( -arms ) 4 bzw. der an den Pipetten 5 angeordneten Pipettenspitzen nicht genau bekannt ist. Dies kann insbesondere beim Einsatz von sogenannten "high- density plates", d.h. von Mikroplatten 8 mit 384 oder 1536 Kavitäten/Wells , zu Problemen führen. Es ist daher
notwendig bei Inbetriebnahme des Flüssigkeitshandhabungs- systems 1 eine Positionskalibration vorzunehmen. Dies erfolgt erfindungsgemäss mit Hilfe von Impedanzmessungen (zur Bestimmung sowohl eines resistiven (= Realteil) wie auch eines kapazitiven (= Imaginärteil) Anteils einer komplexwertigen Impedanz), insbesondere von
Kapazitätsmessungen, wobei eine Messsonde mit einer ersten Elektrode am Roboterarm angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten Elektrode, die durch mindestens einen Teil der Arbeitsfläche 2 oder mindestens einen Teil eines
Behälters 3 oder Behälterträgers 11 gebildet wird, einen Messkondensator (mit einer komplexwertigen Impedanz) bildet, welcher mit einer Messeinheit 13 zur Messung einer Kapazität des Messkondensators wirkverbunden ist. Idealerweise wird im Falle eines Pipettierroboters 4 eine Pipettenspitze als Messsonde eingesetzt. Im Falle eines Logistikroboters ist es vorzugsweise jeweils einer der Greiferfinger, welcher als Messsonde verwendet wird.
Fig. 2 a) zeigt eine Queransicht auf eine Arbeitsfläche 2 mit einer Aussparung 20 in Form eines runden Lochs. Die Messsonde in Form der Pipettenspitze 5', welche hier zusammen mit der Arbeitsfläche 2 den Messkondensator bildet, wird vom Pipettierroboter 4 zuerst vertikal (d.h. in z-Richtung) herabgesenkt bis sie sich knapp über der Arbeitsfläche 2 befindet (z.B. in einem Abstand kleiner als 1 mm) . Um diesen Abstand zu bestimmen, wird mit der
Messeinheit 13 während der Bewegung der Pipettenspitze 5' laufend die Kapazität des Messkondensators gemessen, bis diese einen bestimmten Wert erreicht, welcher
charakteristisch ist für den gewünschten Abstand der
Pipettenspitze 5' zur Arbeitsfläche 2. Dann wird die Pipettenspitze 5' entlang eines horizontalen (d.h. in x-/y- Richtung) Pfades pi über der Arbeitsfläche 2 bewegt, welcher über das Loch 20 führt. Durch fortlaufende Messung der Kapazität C des Messkondensators ist es möglich, die Kante 12 des Loches 20 zu detektieren, welche sich als sprunghafte Abnahme (ACi) der Kapazität C manifestiert, wie dies in der gemessenen Kurve der Kapazität C in Funktion der x-Position in Fig. 2 b) dargestellt ist. Nachdem die Pipettenspitze 5' das Loch 20 überquert hat, wird die zweite Kante 12' des Loches 20 durch einen sprunghaften Anstieg (AC2) der Kapazität C angezeigt. Anhand der
Positionen xi und x2, an denen die Kapazitätsänderungen ACi und AC2 stattgefunden haben, kann die Auswerteeinheit 14 nun zwei Grössen bestimmen. Aus der Differenz x2-xi kann der (Referenz- ) Durchmesser d des Loches 20 (und auf entsprechende Weise ein Abstand a; s. Fig. 1) ermittelt werden, welcher von der Steuereinheit 6 nun als kalibrierte Referenzdistanz in x-Richtung verwendet werden kann.
Weiter dient das Zentrum des Loches 20 der Steuereinheit 6 nun als kalibrierte Referenzraumkoordinate XRef (= xi+d/2) in x-Richtung.
Zur Kalibration der Referenzdistanz in y-Richtung wird anschliessend die Pipettenspitze 5' entlang eines zweiten horizontalen (d.h. in x-/y-Richtung) Pfades p2, welcher senkrecht zu pi verläuft, über der Arbeitsfläche 2 und das Loch 20 bewegt. Damit wird auch eine kalibrierte
Referenzraumkoordinate in y-Richtung ermittelt, welche nun zusammen mit der ermittelten Referenzdistanz in y-Richtung von der Steuereinheit 6 eingesetzt wird.
Zur genaueren Bestimmung des Lochdurchmessers 20 kann die Pipettenspitze 5' beispielsweise nach einem ersten
Überqueren des Loches 20, das zur (groben) Bestimmung der Positionen xi und x2 der Kanten 12 und 12' dient, in das Loch 20 abgesenkt werden, was zu einer Erhöhung der gemessenen Kapazität C des Messkondensators führt. Des Weiteren kann die Genauigkeit der Positions- bzw.
Distanzbestimmung weiter erhöht werden, indem mehrere Messungen ausgeführt werden und die Messergebnisse gemittelt werden, was zu einer Geräuschverminderung führt.
Das Loch 20 kann beispielsweise durch ein Material
verschlossen sein, welches eine andere Dielektrizitäts¬ konstante oder Leitfähigkeit aufweist als die Arbeitsfläche 2. Damit die Arbeitsfläche 2 als Elektrode wirkt, wird diese idealerweise aus Metall sein, wogegen das Loch 20 z.B. mit einem Isolator, wie beispielsweise einem
nichtleitenden Kunststoff verschlossen sein könnte, um z.B. zu verhindern, dass Problemflüssigkeiten durch das Loch 20 abfliessen könnten. Das beschriebene Positionsbestimmungsverfahren, würde auch so funktionieren, da beim Übergang von Materialien mit verschiedenen Dielektrizitätskonstanten oder unterschiedlicher Leitfähigkeit entsprechende
Kapazitätssprünge auftreten würden.
Anstatt Aussparungen wie Löchern 20 können auch
Vertiefungen wie Mulden als Referenzpositionsmarkierungen bzw. als Referenzpositionsbestimmungskennzeichen eingesetzt werden. Alternativ können auch unterschiedlich (in x- und y-Richtung) ausgerichtete Schlitze 22, 22' verwendet werden, wie dies in Fig. 1 in der oberen rechten Ecke der Arbeitsfläche 2 dargestellt ist. Zur Erhöhung der
Genauigkeit können eine Serie von mehreren Schlitzen 22, 22' hintereinander in jeder Richtung angeordnet sein. So kann z.B. eine Aneinanderreihung einer Vielzahl von
äquidistanten Schlitzen 22, 22' durch die Messsonde 5' nur einmal überquert werden und die Ergebnisse gemittelt werden, um eine Referenzdistanz a zu bestimmen, anstatt einen Schlitz mehrmals hin und zurück zu überqueren um ein gemitteltes Ergebnis für die Referenzdistanz a zu erhalten.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Positionsbestimmung bzw. -kalibration . Dazu werden auf der
Arbeitsfläche 2 zwei um 180° zueinander verdreht
angeordnete dreiecksförmige Aussparungen 21 verwendet.
Beim Überqueren dieser beiden Aussparungen 21 entlang des Pfades pi in der Mitte dieser Dreiecke sind die beiden
Strecken di,i und di,2 gleich lang, womit der Referenzpunkt PRef genau zwischen diesen beiden Strecken di,i und di,2 liegen muss. Ist der Pfad jedoch von der Mitte
wegversetzt, wie beispielsweise der Pfad p2 in Fig. 3, so werden die beiden Abschnitte d2,i und d2,2 unterschiedlich lang. Basierend auf der Form und Grösse der Aussparungen 21 sowie dem Verhältnis d2,i/d2,2 der beiden Abschnitte d2,i und d2 2 kann dann die Auswerteeinheit 14 den Versatz und somit die Position des Referenzpunktes PRef genau bestimmen. Zudem lässt sich der Winkelfehler ε, d.h. eine
Richtungsabweichung eines Pfades (s. Pfad p3 in Fig. 3) von einer Referenzrichtung rRef bestimmen. Diese Information ist beispielsweise (in der Produktion) für das Ausrichten der Roboterarme relevant. Diese müssen 90° zur x-Achse justiert werden. Ist dies nicht der Fall, wäre z.B. ein Bewegungspfad nicht parallel zur Längskante der
Arbeitsfläche. Da die Geometrie der Dreiecke und die
Bewegungsrichtung bekannt ist, lässt sich dieser
Winkelfehler ε ausrechen. Das vorgeschlagene Verfahren zur Positionsbestimmung ist insbesondere vorteilhaft bei der Verwendung von
Wegwerfpipettenspitzen . Das Problem, welches hierbei auftritt, ist, dass die Wegwerfpipettenspitzen selber aufgrund von mechanischen Fertigungstoleranzen leicht unterschiedlich geformt sein können, bzw. dass die Position der Pipettenspit zenöffnung nicht genau bekannt ist, z.B. auch wenn die Spitze leicht schief auf der Pipettenröhre angebracht wurde. Um diese Unsicherheit zu beseitigen, wird jedes Mal, nachdem eine neue Wegwerfpipettenspitze auf der Pipettenröhre angebracht wurde, eine
Positionskalibration gemäss dem erfindungsgemässen
Verfahren durchgeführt.
Ähnliches gilt auch beim Einsatz von Mikroplatten mit einer grossen Anzahl von Kavitäten/Wells, wie z.B. 384 oder 1536 Stück. Dabei ist die Position der einzelnen Wells von der Positionierungsgenauigkeit (sowie der Fertigungs- genauigkeit) der Mikroplatten abhängig. Es wird daher vorgeschlagen nach dem Ablegen einer Mikroplatten, deren genaue Position mittels des erfindungsgemässen Verfahrens zur Positionsbestimmung zu ermitteln. Dazu werden
entsprechende Referenzpositionsmarkierungen 20', 21' bzw. Referenzpositionsbestimmungskennzeichen direkt auf den Mikroplatten oder auf den Carriern, auf denen die
Mikroplatten befestigt werden, angebracht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. LISTE DER BEZUGSZEICHEN
1 automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem
2 Arbeitsfläche
3 Behälter
4 Pipettierroboter ( -arm)
5 Pipette
5' Messsonde, Pipettenspitze
6 Steuereinheit
7 Trog
8 Mikroplatte
8' Kavität/Well
9 Probenröhrchen
10 Waschstation
11 Behälterträger/Carrier
12, 12' Kante
13 Messeinheit
14 Auswerteeinheit
20, 20' Loch
21, 21' dreiecksförmige Aussparung
22, 22' Schlitz
a (Referenz-) Abstand/Distanz
C Kapazität des Messkondensators ACi, AC2 Änderung der Kapazität des Messkondensators d, di,j (Referenz- ) Durchmesser
ε Winkelfehler/Richtungsabweichung eines Pfades von einer Referenzrichtung pi, p2, P3 Pfad
PRef Referenzposition rRef Referenzrichtung
xi, 2 x-Position xRef x-Referenzkoordinate
x 1. horizontale Richtung
y 2. horizontale Richtung z vertikale Richtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Positionsbestimmung eines Roboterarms (4) in einem automatischen Flüssigkeitshandhabungssystem (1) umfassend eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Arbeitsfläche (2) zum Platzieren von Behältern (3) oder Behälterträgern (11) und mindestens ein Roboterarm (4) mit einem Antrieb, wie beispielsweise ein Pipettierroboter (4) mit mindestens einer Pipette (5) zum Aufnehmen und/oder Abgeben von Flüssigkeitsproben oder ein Logistikroboter mit mindestens einem Greiferfinger zum Bewegen der Behälter (3) oder Behälterträger (11), sowie eine Steuereinheit (6), welche mit dem Roboterarm (4) wirkverbunden ist, wobei eine Messsonde (5') mit einer ersten Elektrode am Roboterarm (4) angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten
Elektrode, die durch mindestens einen Teil der
Arbeitsfläche (2) oder mindestens einen Teil eines
Behälters (3) oder Behälterträgers (11) gebildet wird, einen Messkondensator bildet, welcher mit einer Messeinheit (13) zur Messung einer Impedanz, insbesondere einer
Kapazität (C) , des Messkondensators wirkverbunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bewegen der Messsonde (5') entlang eines ersten Pfades (pi) , insbesondere eines im Wesentlichen horizontalen Pfades über der Arbeitsfläche (2) oder des Behälters (3) oder Behälterträgers (11); b) Detektieren einer ersten Änderung (ACi) der Impedanz, insbesondere der Kapazität (C) , des Messkondensators an einer ersten Stelle (xi) des ersten Pfades (pi) ; c) Festlegen von mindestens einer ersten Referenzraumkoordinate (xRef) , z.B. einer x-, y- oder z-Koordinate , für die Steuereinheit (6) basierend auf der ersten
Stelle (xi) des ersten Pfades (pi) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend vor dem Schritt a) den Schritt:
- vertikales Absenken der Messsonde (5') bis ein
vorgegebener Wert der Kapazität (C) des Messkondensators erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend die Schritte : d) Detektieren einer zweiten Änderung (AC2) der Impedanz, insbesondere einer Kapazität (C) , des Messkondensators an einer zweiten Stelle (x2) des ersten Pfades (pi) ; e) Festlegen von mindestens einer zweiten Referenzraumkoordinate, z.B. der x-, y- oder z-Koordinate, für die Steuereinheit (6) basierend auf der zweiten Stelle (x2) des ersten Pfades (pi) ; und/oder f) Festlegen einer Referenzdistanz (d, a) für die
Steuereinheit (6) basierend auf der ersten Stelle (xi) des ersten Pfades (pi) und der zweiten Stelle (x2) des ersten Pfades (pi) .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend die Schritte: - Bewegen der Messsonde (5') entlang eines zweiten im Wesentlichen horizontalen Pfades (p2) über der
Arbeitsfläche (2) oder des Behälters (3) oder
Behälterträgers (11); - Detektieren einer weiteren Änderung der Impedanz,
insbesondere einer Kapazität (C) , des Messkondensators an einer ersten Stelle des zweiten Pfades (p2) ;
- Festlegen von mindestens einer bzw. der zweiten
Referenzraumkoordinate, z.B. der x-, y- und z- Koordinate, für die Steuereinheit (6) basierend auf der ersten Stelle des zweiten Pfades (p2) ; und/oder
- Festlegen einer bzw. der Referenzdistanz (a) für die
Steuereinheit (6) basierend auf der ersten Stelle (xi) des ersten Pfades (pi) und der ersten Stelle des zweiten Pfades (p2) .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Arbeitsfläche (2) und/oder der Behälter (3) oder
Behälterträger (11) mindestens eine Kante (12) aufweist, an welcher sich beim Bewegen der Messsonde (5') die Impedanz, insbesondere die Kapazität (C) , des Messkondensators ändert, und an welcher insbesondere eine Änderung einer Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante entlang des ersten bzw. zweiten Pfades (pi, p2) stattfindet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Arbeitsfläche (2) und/oder der Behälter (3) oder
Behälterträger (11) mindestens einen Materialübergang aufweist, welcher beim Bewegen der Messsonde (5') die erste, zweite oder weitere Änderung (ACi, AÜ2) der
Impedanz, insbesondere der Kapazität (C) , des
Messkondensators bewirkt, und an welchem insbesondere eine Änderung einer Leitfähigkeit oder Dielektrizitätskonstante entlang des ersten bzw. zweiten Pfades (pi, P2)
stattfindet .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Arbeitsfläche (2) und/oder der Behälter (3) oder
Behälterträger (11) mindestens eine Aussparung oder
Vertiefung aufweist, wie beispielsweise ein Loch (20, 20'), ein Schlitz (22, 22') oder eine Mulde, welche beim Bewegen der Messsonde (5') die erste, zweite und/oder weitere
Änderung (ACi, AC2) der Impedanz, insbesondere der
Kapazität (C) , des Messkondensators bewirkt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Aussparung (21, 21') oder Vertiefung dreiecks- oder trapezförmig ist, und wobei die Arbeitsfläche (2) und/oder der Behälter (3) oder Behälterträger (11) insbesondere zwei gleiche dreiecks- oder trapezförmige Aussparungen (21, 21') oder Vertiefungen aufweist, welche insbesondere um 180° verdreht zueinander angeordnet sind, und wobei der erste und der zweite Pfad (pi, P2) beide Aussparungen (21, 21') oder Vertiefungen überquert .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 7 und 8, weiter umfassend die Schritte:
- Absenken der Messsonde (5') in vertikaler Richtung (z) an der Kante (12), insbesondere in die mindestens eine Aussparung (20, 20', 21, 21', 22, 22') oder Vertiefung;
- Detektieren einer zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität (C) , des Messkondensators an einer Stelle in vertikaler Richtung (z);
- Festlegen einer dritten, vertikalen
Referenzraumkoordinate, z.B. der z-Koordinate, für die
Steuereinheit (6) basierend auf der Stelle in vertikaler Richtung ( z ) .
10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend die
Schritte:
- Bewegen der Messsonde (5') entlang eines im Wesentlichen horizontalen Pfades in der mindestens einen Aussparung (20, 20', 21, 21', 22, 22') oder Vertiefung,
insbesondere zwischen zwei Kanten (12, 12') der
mindestens einen Aussparung (20, 20', 21, 21', 22, 22') oder Vertiefung;
- Detektieren mindestens noch einer zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität (C) , des
Messkondensators an mindestens einer Stelle in
horizontaler Richtung (x, y) ;
- Festlegen der ersten und/oder zweiten, horizontalen
Referenzraumkoordinate, z.B. der x- und/oder y- Koordinate, für die Steuereinheit (6) basierend auf der mindestens einen Stelle in horizontaler Richtung (x, y) .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei beim Bewegen der Messsonde (5') entlang des ersten bzw. zweiten Pfades (pi, p2) eine absolute Kapazität des
Messkondensators ermittelt wird, wobei die absolute
Kapazität des Messkondensators insbesondere zeitlich periodisch und/oder in regelmässigen örtlichen Abständen ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Detektieren der ersten, zweiten, weiteren oder zusätzlichen Änderung (ACi, AC2) der Impedanz, insbesondere der
Kapazität (C) , des Messkondensators, insbesondere der absoluten Kapazität des Messkondensators, auf einer
Steilheit eines zeitlichen Verlaufs, insbesondere auf einer Zunahme der Steilheit, der gemessenen Kapazität des
Messkondensators basiert.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Schritte a) bis c) bzw. a) bis f) mehrmals durchgeführt werden, insbesondere um eine erhöhte Genauigkeit der ersten und/oder zweiten Referenzraumkoordinate, z.B. der x- und/oder y-Koordinate , und/oder der Referenzdistanz zu erreichen .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Detektieren der ersten, zweiten, weiteren oder zusätzlichen Änderung der Impedanz, insbesondere der Kapazität (C) , des Messkondensators eine Mittelung und/oder eine
Geräuschfilterung umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Messsonde durch eine Pipettenspitze (5') insbesondere durch eine Wegwerfpipettenspitze oder ein
Stahlkanülenspitze, oder einen Greiferfinger gebildet wird.
16. Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) umfassend eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Arbeitsfläche (2) zum Platzieren von Behältern (3) oder Behälterträgern (11) und mindestens ein Roboterarm (4) mit einem Antrieb, wie beispielsweise ein Pipettierroboter (4) mit mindestens einer Pipette (5) zum Aufnehmen und/oder Abgeben von Flüssigkeitsproben oder ein Logistikroboter mit mindestens einem Greiferfinger zum Bewegen der Behälter (3) oder Behälterträger (11), sowie eine Steuereinheit (6), welche mit dem Roboterarm (4) wirkverbunden ist, wobei eine Messsonde (5') mit einer ersten Elektrode am Roboterarm (4) angeordnet ist, welche zusammen mit einer zweiten
Elektrode, die durch mindestens einen Teil der
Arbeitsfläche (2) oder mindestens einen Teil eines
Behälters (3) oder Behälterträgers (11) gebildet wird, einen Messkondensator bildet, welcher mit einer Messeinheit (13) zur Messung einer Impedanz, insbesondere einer
Kapazität (C) , des Messkondensators wirkverbunden ist, und die Messeinheit (13) mit einer Auswerteeinheit (14) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (6), die Messeinheit (13) und die Auswerteeinheit (14) dazu ausgebildet und konfiguriert sind, um das Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
17. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Bestimmung eine Referenzposition (PRef) und/oder einer Referenzdistanz (a) bei einer Inbetriebnahme eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems (1) und insbesondere während eines Betriebs des automatischen
Flüssigkeitshandhabungssystems (1), insbesondere im Sinne einer Initialkalibration respektive einer laufenden
Kalibration einer Referenzposition (PRef) und/oder einer Referenzdistanz (a) .
18. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Bestimmung einer Position einer Öffnung eines Behälters, wie beispielsweise eines Probenröhrchens (9) oder einer Kavität (8') in einer Mikroplatte (8),
insbesondere in Bezug auf eine Pipettenspitze (5'), welche in die Öffnung abgesenkt werden soll, insbesondere während eines laufenden Betriebs eines automatischen
Flüssigkeitshandhabungssystems (1), und weiter insbesondere basierend auf einer zuvor mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bestimmten Referenzposition (PRef) und/oder einer Referenzdistanz (a) an einem Behälterträger (11), insbesondere einer Mikroplatte (8) mit einer Vielzahl von Kavitäten (8').
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EP17748429.2A EP3452833B1 (de) 2016-07-22 2017-07-21 Verfahren zur positionsbestimmung eines roboterarms in einem flüssigkeitshandhabungssystem sowie ein entsprechendes flüssigkeitshandhabungssystem

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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10253316B2 (en) 2017-06-30 2019-04-09 Inscripta, Inc. Automated cell processing methods, modules, instruments, and systems
US10738327B2 (en) 2017-08-28 2020-08-11 Inscripta, Inc. Electroporation cuvettes for automation
WO2019068022A1 (en) 2017-09-30 2019-04-04 Inscripta, Inc. CONTINUOUS FLOW ELECTROPORATION INSTRUMENTATION
AU2019241967A1 (en) 2018-03-29 2020-11-19 Inscripta, Inc. Automated control of cell growth rates for induction and transformation
US10376889B1 (en) 2018-04-13 2019-08-13 Inscripta, Inc. Automated cell processing instruments comprising reagent cartridges
US10858761B2 (en) 2018-04-24 2020-12-08 Inscripta, Inc. Nucleic acid-guided editing of exogenous polynucleotides in heterologous cells
US10557216B2 (en) 2018-04-24 2020-02-11 Inscripta, Inc. Automated instrumentation for production of T-cell receptor peptide libraries
US10501738B2 (en) 2018-04-24 2019-12-10 Inscripta, Inc. Automated instrumentation for production of peptide libraries
CN112638494B (zh) 2018-06-30 2022-01-21 因思科瑞普特公司 用于改进活细胞中编辑序列的检测的仪器、模块和方法
US10532324B1 (en) 2018-08-14 2020-01-14 Inscripta, Inc. Instruments, modules, and methods for improved detection of edited sequences in live cells
US11142740B2 (en) 2018-08-14 2021-10-12 Inscripta, Inc. Detection of nuclease edited sequences in automated modules and instruments
US10752874B2 (en) 2018-08-14 2020-08-25 Inscripta, Inc. Instruments, modules, and methods for improved detection of edited sequences in live cells
WO2020081149A2 (en) 2018-08-30 2020-04-23 Inscripta, Inc. Improved detection of nuclease edited sequences in automated modules and instruments
US11001831B2 (en) 2019-03-25 2021-05-11 Inscripta, Inc. Simultaneous multiplex genome editing in yeast
US10907125B2 (en) 2019-06-20 2021-02-02 Inscripta, Inc. Flow through electroporation modules and instrumentation
WO2020257395A1 (en) 2019-06-21 2020-12-24 Inscripta, Inc. Genome-wide rationally-designed mutations leading to enhanced lysine production in e. coli
US10927385B2 (en) 2019-06-25 2021-02-23 Inscripta, Inc. Increased nucleic-acid guided cell editing in yeast
EP3771910A1 (de) 2019-07-31 2021-02-03 Tecan Trading Ag Verdrängungsvorrichtung und verfahren zum verdrängen von fluidvolumen
WO2021102059A1 (en) 2019-11-19 2021-05-27 Inscripta, Inc. Methods for increasing observed editing in bacteria
US10689669B1 (en) 2020-01-11 2020-06-23 Inscripta, Inc. Automated multi-module cell processing methods, instruments, and systems
WO2021154706A1 (en) 2020-01-27 2021-08-05 Inscripta, Inc. Electroporation modules and instrumentation
US20210332388A1 (en) 2020-04-24 2021-10-28 Inscripta, Inc. Compositions, methods, modules and instruments for automated nucleic acid-guided nuclease editing in mammalian cells
US11787841B2 (en) 2020-05-19 2023-10-17 Inscripta, Inc. Rationally-designed mutations to the thrA gene for enhanced lysine production in E. coli
US11884924B2 (en) 2021-02-16 2024-01-30 Inscripta, Inc. Dual strand nucleic acid-guided nickase editing
WO2023028521A1 (en) 2021-08-24 2023-03-02 Inscripta, Inc. Genome-wide rationally-designed mutations leading to enhanced cellobiohydrolase i production in s. cerevisiae
WO2023102481A1 (en) 2021-12-02 2023-06-08 Inscripta, Inc. Trackable nucleic acid-guided editing
WO2023133415A1 (en) 2022-01-04 2023-07-13 Inscripta, Inc. Strategies for direct recruitment of repair templates to crispr nucleases

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529754A (en) * 1994-05-02 1996-06-25 Hoffmann-La Roche Inc. Apparatus for capacitatively determining the position of a pipetting needle within an automated analyzer
US20020095974A1 (en) * 2001-01-24 2002-07-25 Gilson Robert E. Probe tip alignment for precision liquid handler
US20100228513A1 (en) * 2006-06-02 2010-09-09 Luminex Corporation Systems and Methods for Performing Measurements of One or More Materials
US20150114140A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Sysmex Corporation Method for adjusting position of aspirator and sample processing apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248449A1 (de) * 1982-01-16 1983-07-21 Jastram-Werke GmbH & Co KG, 2050 Hamburg Verfahren zur messung des fluessigkeitsspiegels von elektrisch leitenden medien in fluessigkeitsbehaeltern mit sich veraenderndem fluessigkeitsniveau und eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4714874A (en) * 1985-11-12 1987-12-22 Miles Inc. Test strip identification and instrument calibration
US5045286A (en) * 1988-02-25 1991-09-03 Olympus Optical Co., Ltd. Device for aspirating a fixed quantity of liquid
DE19919305A1 (de) * 1999-04-28 2000-11-02 Roche Diagnostics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Flüssigkeitstransfer mit einem Analysegerät
JP2004501745A (ja) * 2000-06-26 2004-01-22 ビスタラブ　テクノロジーズ　インク 自動ピペット識別および先端部取外し
US6579724B2 (en) * 2001-09-13 2003-06-17 First Ten Angstroms Dispensing method and apparatus for dispensing very small quantities of fluid
US7222526B2 (en) * 2004-06-17 2007-05-29 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc Liquid measurements using capacitive monitoring
TWI265677B (en) * 2005-06-01 2006-11-01 Bionime Corp Coding module, bio measuring meter and system for operating bio measuring meter
EP2295981B1 (de) * 2005-09-26 2017-11-08 QIAGEN GmbH Vorrichtung zur Behandlung von biologischem Material
US20090093065A1 (en) * 2007-09-10 2009-04-09 Zhong Ding Aspirating and dispensing small volumes of liquids
CA2859026C (en) * 2013-08-21 2022-09-27 Goodrich Corporation Liquid level sensing systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529754A (en) * 1994-05-02 1996-06-25 Hoffmann-La Roche Inc. Apparatus for capacitatively determining the position of a pipetting needle within an automated analyzer
US20020095974A1 (en) * 2001-01-24 2002-07-25 Gilson Robert E. Probe tip alignment for precision liquid handler
US20100228513A1 (en) * 2006-06-02 2010-09-09 Luminex Corporation Systems and Methods for Performing Measurements of One or More Materials
US20150114140A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Sysmex Corporation Method for adjusting position of aspirator and sample processing apparatus

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