液体試料の処理のためのシステムおよび方法

【課題】全体寸法は小型で、新たな試薬容器の頻繁な再補充を必要とせず液体試料の高速の同時処理とを提供する。
【解決手段】試料と流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステムに関し、流体容器を収容するように適合された複数の保管位置を設けた少なくとも１つの保管部であって、その各々が平面に延伸し、前記平面に対して直角に配列した方向に積み重ねられた少なくとも２つの保管段を有する保管部材１０３と、少なくとも前記保管位置に対して流体容器を自動的に移送するように適合された操作部１１７と、を含む。個々の流体容器は、液体試料の処理に応じて同一または異なる保管段の保管位置の間に移送される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料と試薬などの流体との混合を含む液体試料の処理のためのシステムおよび方法に関する。さらに、本発明は、試薬容器の保管および操作のための保管および操作装置と、該保管および操作装置を操作するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、血液、血清および尿などの生物学的液体を自動的に分析するための種々の臨床分析機器が実用化されている。生物学的液体の分析は、基本的に、液体試料と試薬とを混合し、試料中に含まれる特定の物質の存在およびその量または非存在を判定するための化学反応または免疫化学反応を可能にする。たとえば、ウイルス量は、血清試料と特定の試薬とを混合し、その後、得られた血清試薬混合物を所定の温度プロフィールにて循環させてポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することにより自動的に定量化可能である。
【０００３】
幅広い分析機能を提供する強い要望の存在と試料処理の有効性を改善する観点とから、最新の分析機器は、ほとんどの場合において試料を同時に処理し、および／または異なる分析技術を配備する際は試料の同時処理のために各々の試料を多くのアリコートに分割する。その結果、より高い試料処理量と提供される分析オプション数に対する依存性とのために、最新の分析機器は試薬の消費が増加し、これは分析機器に適当な数の試薬容器を事前搭載するか、手動での試薬容器の再補充作業を行うことにより充足される。最初の場合において、分析機器は快適な独立様式にて使用可能であるが、より多くの数の保管試薬容器は多くの保管空間を必要とし、分析機器の全体的な寸法を増加する。後者の場合において、分析機器は小さく小型化が可能であるが、頻繁な試薬容器の再補充作業は、とりわけ短時間の間隔の連続した再補充作業の場合において分析機器を操作する技術者の作業量を増加する。さらに、各々の再補充作業は次の稼動開始を遅らせるため、頻繁な再補充作業は試料処理において有効性を低下させる。さらに悪いことに、技術者が試薬容器を適時に再補充しない場合、試薬の不在は、通常、進行中の稼動を中断することになり、現在処理中の試料の廃棄が必要になることもある。しかしながら、いくつかの試料は、一定の法医学的な場合などにおいて、ほとんど再補充をしない場合や再補充しなくてよいという意味で独特である。
【０００４】
試料の同時処理を可能にし、種々の分析オプションを供する小さく小型の分析機器を実験作業台または他の適当な面に設置するという増加傾向の観点から、保管試薬容器の数と日々の分析機器の操作の際の手動の再補充作業の頻度との間には便宜的な二律背反が見出される。換言すれば、可能な限り多くの試薬容器を事前搭載（保管）する強い必要性と、他方においては小さく小型の分析機器に対する必要性とがある。
【０００５】
試料分析のために準備された比較的多くの数の試薬容器を保持するために、最新の臨床分析機器は、たとえば欧州特許出願公開第１４９８７３４明細書に開示された補足試薬容器ラックなどの補足的な保管空間を備える。この文献は、試料分析のための試薬容器を保管する第１の保管ケースと、補助的な使用のための試薬容器を保管する補足的な第２の保管ケースと、第２の保管ケースから第１の保管ケースに試薬容器を搬送するための搬送ユニットとを含む自動分析機器を示す。第１の保管ケースは回転駆動される試薬ディスクであるが、第２の保管ケースは箱状または円状を有してよく、第１の保管ケースから第２の保管ケースへ試薬容器を移送するために使用される試薬容器搭載開口部に面する位置に試薬容器を配置するために回転駆動される。したがって、補足的な第２の保管ケースは、有利には、試料分析のために第１の保管ケースに移送するよう準備された試薬容器をより多く保管することを可能にするが、両方の保管ケースは多くの構造上の空間を必要とし、小さく小型の分析機器を製造することとは一致しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述の問題を考慮して達成された。したがって、本発明の目的は、液体試料の自動処理のための改善されたシステムを提供することであり、これは、全体寸法は小型であるが、種々の分析オプションと、新たな試薬容器の頻繁な再補充を必要とせず液体試料の高速の同時処理とを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴によると、本発明は、基本的に試料と試薬などの流体との混合を含む液体試料の自動処理のための新たなシステムを提案する。
【０００８】
したがって、液体試料の自動処理のためのシステムが提案され、これは、液体試料と混同するための試薬などの流体を含む流体容器の保管および操作のための少なくとも１つの保管および操作装置を備える。該保管および操作装置は、液体試料の自動処理のためのシステムに統合化されたシステムの構成要素として構成され得る。また、これは液体試料の自動処理のためのシステムのモジュール式システムの構成要素としても構成可能であり、たとえば、有利には、保管および操作装置を種々のシステムサイズに容易に適合することを可能にする。そのため、モジュール式保管および操作装置は、モジュール式筐体に収容され得る。
【０００９】
保管および操作装置は、流体容器（たとえば、試薬容器）を保管するように適合された複数の保管位置を有する少なくとも１つの保管部材を含む。より詳細には、保管部材には少なくとも２つの保管段が設けられ、その各々は第１および第２の方向に及ぶ平面に延伸し、該第１の方向は第２の方向に対して直角に配列されており、また該段は第３の方向に積み重ねられ、該第３の方向は平面、すなわち第１および第２の方向に対して直角に配列される。保管段は、たとえば水平面に延伸し、互いに対して垂直関係に積み重ね可能である。
【００１０】
各々の保管段は、複数の一次元または二次元配列の流体容器を保管するように適合される。したがって、流体容器は、たとえば流体容器の（たとえば、水平）列を形成する第１の方向に沿って配列するように互いに対して連続して配置可能であり、あるいは、たとえば第２の方向に列が配置され、第１の方向に沿って延伸する複数の（たとえば、水平）列の各々において互いに対して連続して配置可能である。
【００１１】
保管および操作装置は、特に保管位置に対して流体容器を自動的に操縦（操作）するように適合された操縦部をさらに含むため、各々の流体容器はある保管位置から別の保管位置に移送され得る。
【００１２】
さらに、システムは、保管および操作装置の制御を含む、試料の処理を制御するための制御部を含む。
【００１３】
したがって、前述のようにきわめて密集したユニットの流体容器によって、本発明のシステムは、液体試料の処理において比較的高い流体消費の場合でも新たな流体容器の再補充のための頻繁な再装填作業を必要とすることなく、その寸法において有利には小型化が可能である。
【００１４】
本発明のシステムの好ましい実施の形態によると、保管および操作装置は、冷蔵機能を有し、すなわち流体容器をその保管位置において冷却可能である。きわめて密集したユニットの流体容器のため、有利には、流体容器の効率的な冷却が実施可能である。
【００１５】
本発明のシステムの別の好ましい実施の形態によると、保管部材には複数の搭載部が設けられ、その各々は、少なくとも１つの流体容器を支持するパレットなどの支持部材を取り外し可能に支持するように適合される。このような実施の形態は、有利には、個々の支持部材を保管部材に挿入することまたはそこから除去することを可能にするため、支持部材はある保管位置から別の保管位置に移送可能となり、よって保管位置の個別的適合を必要とせずに、個々の流体容器の寸法および形状を有利には変更できる。
【００１６】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、システムは、少なくとも１つの流体容器を初回に開口するように適合されたヒンジ接続されたレバーまたはスパイクなどの少なくとも１つの初回開口部を含み、流体容器を最初に開ける初回開口部の操作は、好ましくは、操作部による流体容器および／または初回開口部の移動と連動しているため、駆動部または位置決め装置などのさらなる構成要素は必要ない。
【００１７】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、システムは、さらに１つ以上の装置を含み、その各々の操作は、好ましくは、操作部による少なくとも１つの流体容器および／または装置の移動と連動され、これは次の装置の群から選択される。
【００１８】
（ａ）容器本体に可逆的に固定可能なヒンジ接続されたキャップを設けた少なくとも１つの流体容器のキャップを上昇または下降するように適合された開口部／閉鎖部と、
（ｂ）流体容器に含まれた流体を撹拌するように適合された撹拌器と、
（ｃ）少なくとも１つの流体容器に設けられた機械可読情報（たとえば、バーコードレベルおよび／またはＲＦＩＤタグに含まれる）を読み取るように適合された読取機と、
（ｄ）流体容器に含まれた磁性粒子などの流体を振動させるように適合された振動器と、
（ｅ）撹拌器を洗浄するように適合された洗浄機。
【００１９】
流体容器を選択的に移動するために操作部が使用されるため、前述の装置の操作は、有利には、さらなる駆動部または位置決め装置を必要とすることなく実行される。
【００２０】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、システムは、システムへ／から流体容器を搭載／除去するように適合された少なくとも１つの投入／出力位置（たとえば、投入／出力ステーション）をさらに含み、これは、有利には、液体試料処理を停止する必要なしに手動または自動化された搭載および／または除荷操作を可能にする。
【００２１】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、保管および操作装置は２つの保管部材を含み、そのそれぞれに、互いに対して反対の関係に配置された流体容器を保管するための保管位置が設けられており、流体容器を特に両方の保管部材の保管位置に対して自動的に移送するために保管部材の間に操作部が配置される。このような実施の形態は、有利には、流体容器の操作のための個々の操作部を設けることを必要とせずにきわめて密集したユニットの流体容器を可能にし、このことは、有利には、構造上の空間および費用の削減を可能にする。
【００２２】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、保管部材は、少なくとも１つの流体容器に含まれた流体をピペット採取するように適合された少なくとも１つの保管位置を設けており、以下において「ピペット位置」と称す。少なくとも１つのピペット位置が保管部材の最上保管段に配置されるのが好ましい。したがって、流体のピペット採取はピペット位置にて実施可能であるため、流体容器を保管位置以外のピペット位置に移送する際の流体の流出および／または汚染の危険性が有利には回避される。さらに、流体容器は、ピペット位置にて継続して冷却可能であるため、流体の冷却がピペット作業中またはピペット作業間であっても可能であり、流体の劣化が高効率で回避可能であるため、システムの精度を向上する。
【００２３】
本発明の前述の実施の形態において、システムは、ピペット位置に保管された流体容器に含まれた流体を液体試料に移送するように適合された、使い捨て式または再使用可能なピペット先端部を設けた少なくとも１つのピペットを含む少なくとも１つのピペット装置をさらに含む。
【００２４】
本発明のシステムのさらに別の好ましい実施の形態によると、流体容器の保管のための保管部材は、保管部材に追加または保管部材から除去され得る複数のモジュール式保管副部材から構成される。このような実施の形態は、有利には、保管部材の寸法をユーザの特定のニーズおよび／またはシステムの寸法に容易に適合可能にする。特に、個々の保管副部材は、流体容器の搭載／除荷操作のために、またはシステムの外側に配置された冷却装置に保管副部材を配置して流体容器の冷却をするために保管部材から除去され得る。個々の保管副部材は、たとえば、保管部材の保管段に対応可能である。
【００２５】
第２の特徴によると、本発明は、試料と試薬などの流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステムにおいて使用される、流体容器の保管および操作のための新たなモジュール式保管および操作装置を提案する。
【００２６】
したがって、流体容器の保管および操作のためのモジュール式の保管および操作装置が提案され、これは、流体容器（たとえば、試薬容器）を保管するための複数の保管位置を有する少なくとも１つの保管部材を備える。該保管部材は、保管部材には少なくとも２つの保管段が設けられ、その各々は第１および第２の方向に及ぶ平面に延伸し、該第１の方向は第２の方向に対して直角に配列されており、また該段は第３の方向に積み重ねられ、該第３の方向は平面に対して直角に配列される。保管および操作装置は、流体容器を保管位置に対して自動的に移送するように適合された操作部をさらに含む。
【００２７】
第３の特徴によると、本発明は、試料と流体容器に含まれた流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステムの流体容器を保管するための保管位置を設けた保管および操作装置を操作する新たな方法を提案するものであり、保管および操作装置には、その各々が平面に延伸した少なくとも２つの保管段が設けられ、これらは平面に対して垂直方向に積み重ねられる。
【００２８】
したがって、保管および操作装置の操作方法が提案され、液体試料の処理に合わせて、少なくとも１つの流体容器をある保管位置から同一または異なる段にある別の保管位置に選択的に移送する工程を含む。
【００２９】
本発明の方法の好ましい実施の形態によると、これは、液体試料の処理に合わせて、少なくとも１つの流体容器を、流体容器に含まれた流体をピペット採取するように適合された、好ましくは最上の保管段にある保管位置に選択的に移送する工程を含む。
【００３０】
本発明の方法の別の好ましい実施の形態によると、次の工程の群から選択された１以上の工程が実施され、該群は次を含む。
【００３１】
（ａ）少なくとも１つの流体容器を初回に開口する工程と、
（ｂ）少なくとも１つの流体容器の少なくとも１つのヒンジ接続されたキャップを上昇／下降する工程と、
（ｃ）少なくとも流体容器に含まれた流体を撹拌する工程と、
（ｄ）撹拌器を洗浄する工程と、
（ｅ）流体容器に含まれた流体を混合するために、少なくとも１つの流体容器を振動させる工程と、
（ｆ）少なくとも１つの流体容器に標識された少なくとも１つの機械可読情報を読み取る工程。
【００３２】
第４の特徴によると、本発明は、前述の保管および操作装置の操作方法を含む、試料と流体容器に含まれた流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステムを操作する新たな方法を提案する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施の形態の保管および操作装置を備えた本発明のシステムの例示的実施の形態の立面図である。
【図２Ａ】パレットの挿入／除去を示す図１の保管および操作装置の部分立面図である。
【図２Ｂ】パレットの挿入／除去を示す図１の保管および操作装置の部分立面図である。
【図３】初回開口部を示す図１の保管および操作装置の別の部分立面図である。
【図４Ａ】図３の初回開口部の動作を示す部分立面図である。
【図４Ｂ】図３の初回開口部の動作を示す部分立面図である。
【図５】第２の実施の形態の保管および操作装置を備えた本発明のシステムの別の例示的実施の形態の立面図である。
【図６】別の初回開口部を示す図５のシステムの部分立面図である。
【図７】図５のシステムの変形例の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の別のさらなる目的、特徴および利点は、以下の説明からより完全なものになる。明細書に組み入れられてその一部をなす添付の図面は、本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、前述の概要および以下の詳細な説明と合わせて本発明の原理を説明するものである。
【００３５】
本発明を添付の図面を参照して以下に詳細に説明し、図面において類似の記号表示は類似または同様の構成要素を示す。
【００３６】
図１〜４を特に参照して、試薬容器の保管および操作のための保管および操作装置の第１の実施の形態を含む、本発明のシステムの例示的な第１の実施の形態を説明する。
【００３７】
以下の説明において、互いに対して直角に向いた（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）第１から第３の方向を参照するが、本発明にいかなる限定を与えることなしに、第１および第２の方向（Ｘ，Ｙ方向）は水平面におよび、第３の方向（Ｚ方向）は垂直に配列される。
【００３８】
したがって、液体試料と試薬容器に含まれた特定試薬との混合を含み、得られた試料試薬混合物において化学または免疫化学反応を開始する液体試料の処理のためのシステム１００が開示される。液体処理において使用される液体試料は、生物学的流体（たとえば、血液、血清、尿、脳脊髄液および核酸（ＤＮＡ／ＲＮＡ）含有流体など）、非生物学的流体（たとえば、化合物および薬品）およびその処理が試薬との混合に関与する限りにおいて重要な他のすべての流体を含み得る。液体試料の処理のためのシステム１００は、液体試料中の特定物質の存在／量または非存在を判定する液体試料の分析のための、たとえば、臨床分析機器（たとえば、化学および／または免疫化学分析機器）として具現化される。
【００３９】
液体試料の処理のためのシステム１００は、液体試料の処理のためにこれと混合される試薬を含む複数の試薬容器１０２を保管するための少なくとも１つの保管および操作装置１０１を含む。保管および操作装置１０１は、システム１００のモジュール式または統合化されたシステムの構成要素として具現化され得る機能的要素として考慮される。
【００４０】
保管および操作装置１０１には、ラック１０３（導入部においては保管部材と称された）が設けられ、これは、たとえば、水平の基板１０５に支持された垂直の後板１０４に固定される。ラック１０３には、２つの別のラック段１０６，１０７が設けられ、垂直のＺ方向において一方が他方の上に位置決めされており、以下において、下方ラック段１０６および上方ラック段１０７と識別する。各々のラック段１０６，１０７はモジュール式ラック構成要素であり、たとえば後板１０４に取り外し可能に固定されて、個々のラック段１０６，１０７をラック１０３から所望のとおりに追加または除去することができる。
【００４１】
各々のラック段１０６，１０７には、試薬容器１０２を支持するパレット１０９を収容する複数の箱様のラック搭載部１０８が設けられ、これは水平のＹ方向において互いに対して連続的に配置される。各々のラック段１０６，１０７は、水平のＸ方向に延伸し、水平のＹ方向において互いに対して連続的に配置された複数の垂直の搭載板１１０と、水平のＹ方向に延伸し、その垂直端面が配向する後板１０４にて垂直の搭載板１１０に接続された垂直の後方パネル１１１とを含む。隣接する搭載板１１０の各々の対は、後方パネル１１１とともに、それぞれ側壁および後壁として機能し、互いに個々の箱様ラック搭載部１０８を構成する。
【００４２】
ラック搭載部１０８の側壁として機能する各々の搭載板１１０には、その下方の水平端面に形成されて水平のＸ方向に延伸するリブ１１２が設けられる。図示していないが、ラック搭載部１０８の後壁として機能する後方パネル１１１にも、その下方の水平端面に形成されて水平のＹ方向に延伸するリブが設けられ得る。
【００４３】
システム１００の保管および操作装置１０１において、試薬容器１０２はパレット１０９（導入部においては支持部材と称された）により支持され、その各々は、試薬容器１０２を支持するパレット底部１１３と試薬容器１０２をその間に挟持してこれを直立位置に保持する２つのパレット側壁１１４とを有する。
【００４４】
ラック搭載部１０８を構成する各々の対の隣接した垂直の搭載板１１０は、個々のパレット１０９の挿入を可能にし、ラック搭載部１０８は、専用の摺動機構に基づきパレット１０９を摺動可能に支持するように適合される。図２Ａおよび２Ｂに示されるとおり、個々のパレット１０９をラック搭載部１０８に挿入する際に、パレット側壁１１４の下方端面１１５は搭載板１１０により形成されたリブ１１２とスライド係合するため、パレット１０９は、パレットの底部１１３の垂直の接触面１１６がラック搭載部１０８の後方パネル１１１に対して接触するまで、後板１０４に向けて水平のＸ方向に沿って摺動可能に移動できる。他方において、各々のパレット１０９は、ラック１０３からパレット１０９を除去するために後板１０４から摺動可能に離れるように移動可能である。ラック搭載部１０８に収容されると、各々のパレット１０９は、パレット１０９により支持された試薬容器１０２を保管するための保管位置を特定する。
【００４５】
図示されていないが、パレット１０９を支持する各々のリブ１１２には、垂直のＺ方向に延伸するカムとしての（たとえば、半円の）突起が設けられており、これはパレット１０９がラック搭載部１０８に完全に挿入された場合に、パレット側壁１１４の水平端面１１５に形成された凹所と係合するため、パレット１０９は保管位置に固定され、振動などの場合であってもパレット１０９の意図していない緩みを妨げる。
【００４６】
システム１００の保管および操作装置１０１は、さらに、保管位置に対して試薬容器１０２を操縦（操作）するための操作部１１７を含む。操作部１１７には、２レールの並進機構により、２方向の移動（Ｙ方向およびＺ方向）に沿って移送ヘッド１１９を位置決めするための位置決め装置１１８が設けられる。より詳細には、位置決め装置１１８は、移送ヘッド１１９を支持する担体１２０を含み、これは水平のＹ方向に沿って延伸する第１のガイドレール１２１によって摺動可能に支持される。ギアベルト１２２および第１のＤＣ電気モータ１２３を含むギアベルト駆動部により駆動されると、担体１２０は、水平のＹ方向に沿って移送ヘッド１１９を位置決めするように第１のガイドレール１２１に沿って自由に移動可能である。位置決め装置１１８は、垂直のＺ方向に沿って延伸する第２のガイドレール１２４をさらに含み、これは移送ヘッド１１９を摺動可能に支持する。スピンドル１２５および第２のＤＣ電気モータ１２６を含むスピンドル駆動部の駆動により、移送ヘッド１１９は垂直のＺ方向に自由に移動可能であり、移送ヘッド１１９と担体１２０との間の距離を増加または減少させる。２レールの並進機構に基づき、移送ヘッド１１９は、垂直のＹ−Ｚ面において自由に移動可能であり、各々の試薬容器１０２に選択的に面する。
【００４７】
移送ヘッド１１９には、把持ピン（図示せず）によって個々の試薬容器１０２を把持するための把持機構１２７が設けられる。第３のＤＣ電気モータ１２８の駆動により、把持ピンは、ここではより詳細には説明しないレバー機構１２９により、水平のＸ−Ｙ方向に自由に移動可能である。特に、把持ピンは、両方のラック段１０６，１０７の間の間隙１３０に進入するように後板１０４に向けてまたは後板１０４から移動可能であり、ラック搭載部１０８へ／から個々のパレット１０９を搭載／除去する。この目的のために、把持ピンは、たとえば、各々のパレット１０９のパレット底部１１３の底側端面に形成された切り下げ凹所と係合させられ、このことは当業者には既知であるため、ここにおいてより詳細には説明しない。
【００４８】
前述の説明のように把持機構１２７により個々のパレット１０９を把持すると、パレット１０９は（試薬容器１０２の有無にかかわらず）、パレット１０９を収容するように適合された移送ヘッド搭載部１３１を設けた移送ヘッド１１９上に引き出され得る。移送ヘッド搭載部１３１は、２つの垂直のヘッド搭載部側壁１３２を含み、これらには、ラック搭載部１０８と同様に、パレットの側壁１１４を摺動可能に支持するために水平のＸ方向に延伸するリブ（詳細に図示せず）が設けられる。ヘッド搭載部側壁１３２は、パレット１０９により支持された試薬容器１０２を直立位置に保持する。
【００４９】
２段ラック１０３でのパレット１０９の垂直配列は、ここに保管された試薬容器１０２への自由なアクセス（すなわち、ランダムアクセス）を可能にするため、試薬容器１０２は、ラック搭載部１１１により画定されたいかなる保管位置にも任意に配置可能であり、あるいは操作部１１７によりここから除去可能である。さらに、きわめて密集したユニットの試薬容器１０２が実現され、隣接した試薬容器１０２の間の間隙を小さくすることができ、または摩擦力がパレット１０９をこれらの保管位置に対して摺動可能な移動を許容するのであれば無くしてもよい。同様に、両方のラック段１０６，１０７の間の間隙１３０は、試薬容器１０２の垂直の高さに応じてラック搭載部１０８間の垂直の距離を適当に選択することで小さくできる。
【００５０】
液体試料の処理のためのシステム１００において、保管および操作装置１０１は、保管された試薬容器１０２を冷却するための冷却保管部として機能させることができ、試薬容器１０２の冷却は、たとえば冷気を循環させることにより実施可能である。きわめて密集したユニットの試薬容器１０２により、試薬容器１０２の冷却は高効率に実施可能である。
【００５１】
システム１００の保管および操作装置１０１は、少なくとも１つの投入／出力位置１３３をさらに含み、これは試薬容器１０２の保管のための保管位置と構造的に類似しており、操作部１１７を使用して試薬容器１０２の操作が可能であるため、液体試料の処理中に、試薬容器１０２の手動または自動での搭載／除去が可能である。
【００５２】
システム１００の保管および操作装置１０１において、各々の試薬容器１０２は機械可読のラベル（図示せず）を有することができ、これは、たとえばラベルに付されたバーコード状の機械可読情報を読み取るための読取機１３４によって自動的に読み取り可能であり、該読取機は、試薬容器１０２の側面に面した操作部１１７に配置される。ラベル上の機械可読形態の情報は個々の試薬容器１０２を特定し、またたとえば、ロット番号のコードまたは試薬容器１０２の識別に適したあらゆる他の情報であり得る。また、含有された試薬の使用に関係し得る使用期限などのさらなる情報をも含み得る。移送ヘッド１１９に固定されることにより、読取機１３４は、ラック１０３に保管された各々の試薬容器１０２の機械可読ラベルに選択的に面する位置に移動可能となる。
【００５３】
各々の試薬容器１０２は、互いに対して連続的に配置された３つの別個の（試薬）区画１３５を含み、これは、液体試料の処理に対する特定の要求に応じて同一または異なる試薬を含み得る。試薬容器１０２は、たとえば、特定の分析機能を選択的に実施するために必要な試薬を含む試薬キットとして具現化可能である。個々の試薬容器１０２は、必要に応じてより多くのまたはより少ない数の区画１３５を有し得ることは言うまでもない。各々の区画１３５には、ヒンジ部１３８にて、３つの空洞を形成する（共通の）区画本体１３７に枢動的に取り付けられたキャップ１３６が設けられる。新しい試薬容器１０２は、通常密封されているため、初回に区画１３５を開ける際には封を開けなければならない。開封後には、ヒンジ接続されたキャップ１３６は、少なくとも部分的に閉じられるように、区画本体１３７から可逆的に上昇または下降できる。
【００５４】
システム１００の保管および操作装置１０１は、個々の試薬容器１０２の区画１３５を初回に開口（開封）するための３つの初回開口部１３９をさらに含む。初回開口部１３９は、保管および操作装置１０１の垂直の側壁１４０に取り付けられており、水平のＸ方向に互いに対して連続的に配置されて、操作部１１７により移動した試薬容器１０２による自由なアクセスが可能である。
【００５５】
図４Ａおよび４Ｂに示されているように、試薬容器１０２の区画１３５を初回に開口する場合、関連する試薬容器１０２は、操作部１１７により把持されて、各々の初回開口部１３９のレバー１４１がキャップ１３６の突出する突起１４２と区画本体１３７の頂上端面１４３との間の間隙に貫入可能になるように位置決めされる。Ｚ方向に沿った上昇移動の際に、各々のレバー１４１はレバー軸１４４の周りで回転し、これによりキャップ１３６を区画本体１３７から上昇させて区画１３５を開封する。試薬容器１０２が初回開口部１３９から除去されると、各々のレバー１４１をそれぞれ付勢するばね力により、図４Ａに示されるようにレバー１４１は開始位置に戻る。
【００５６】
図示されていないが、システム１００の保管および操作装置１０１は、水平棒などの開閉装置をさらに含むことができ、これは、操作部１１７により移動した試薬容器１０２によって自由にアクセス可能なように配置され、キャップ１３６にて棒を位置決めする際に区画本体１３７に対してキャップ１３６を上昇または下降し、操作部１１７による試薬容器の上昇または下降移動のために使用され得る。
【００５７】
図示されていないが、液体試料の処理のためのシステム１００は、好ましくはラック１０３の上方のラック段１０７にある専用の保管位置に保管される際に、試薬容器１０２の区画１３５へまたは区画から流体を移送するための、使い捨て式のピペット先端部または再使用可能なピペット針を有する少なくとも１つのピペットを含む少なくとも１つのピペット装置をさらに含み得る。
【００５８】
図１に示されるように、保管および操作装置１０１には、少なくとも１つ（たとえば、４つ）のピペット位置、すなわち試薬のピペット採取に適合された保管位置がラック１０３の上方のラック段１０７に設けられ、ここに収容された試薬容器１０２の区画１３５に含まれた試薬をピペット採取するために使用可能である。図１において、上方のラック段１０７のピペット位置は、４つのヒンジ接続された板１４５により示され、これはヒンジ１４６による後板１０４への接続により、Ｘ方向に延伸する軸の周りで回転可能である。より詳細には、各々のヒンジ接続された板１４５には水平のＸ方向に延伸した溝１４７が設けられ、これは、試薬容器１０２を支持するパレット１０９が挿入されると、試薬容器１０２の各々の区画１３５のキャップ１３６の突出する突起１４２と係合する。各々のヒンジ接続された板１４５には、Ｘ方向に突出するニップル１４８が設けられ、これは、操作部１１７の移送ヘッド１１９に固定された持上部１４９により、区画本体１３７に対してキャップ１３６を上昇または下降するためにヒンジ接続された板１４５を回転するよう作動され得る。したがって、各々の試薬容器１０２の区画１３５は、試薬容器１０２をピペット位置に保管する際に、操作部１１７を使用して所望のとおりに選択的に開閉可能（最初の開封後）となる。
【００５９】
さらに、保管および操作装置１０１には、試薬容器１０２の区画１３５に含まれた試薬を撹拌するための撹拌器１５０が設けられる。より詳細には、試薬を撹拌するために、操作部１１７を使用して、撹拌パドル１５１がその中に含まれた試薬を撹拌するよう区画１３５に進入可能となる位置に、試薬容器１０２を移動する。撹拌器１５０は、第４のＤＣ電気モータ１５２により駆動される。
【００６０】
ここで、試薬容器の保管のための第２の実施の形態の保管および操作装置を含む、液体試料の処理のためのシステムの第２の実施の形態を示す図５および６を参照する。不要な繰り返しを回避するために、本発明の第１の実施の形態に対する相異点のみを説明し、他は図１〜４に関連した前述の説明を参照する。
【００６１】
したがって、液体試料の処理のためのシステム２００は、液体試料の処理のためにこれと混合される試薬を含む複数の試薬容器２０２を保管するための少なくとも１つの保管および操作装置２０１を含む。該保管および操作装置２０１は、システム２００のモジュール式または統合化されたシステムである。
【００６２】
保管および操作装置２０１は、垂直のＺ方向において一方が他方の上に位置決めされた３つの別個のラック段２０４〜２０６を設けたラック２０３を含み、以下において下方ラック段２０４、中間ラック段２０５および上方ラック段２０６と識別される。各々のラック段２０４〜２０６はモジュール式ラック構成要素であり、ラック２０３に追加またはラックから除去可能である。ラック段２０４〜２０６には、試薬容器２０２を保管するための保管位置を特定するパレット２０８を収容するための複数の箱様のラック搭載部２０７が設けられる。個々のパレット２０８は、所望のとおりにラック搭載部２０７に挿入またはラック搭載部から除去され得る。
【００６３】
システム２００の保管および操作装置２０１は、保管位置に対して試薬容器を操縦（操作）するための操作部２０９を含む。操作部２０９には、２レールの並進機構により、２方向の移動（Ｙ方向およびＺ方向）に沿って移送ヘッド２１１を位置決めするための位置決め装置２１０が設けられる。
【００６４】
移送ヘッド２１１には、個々の試薬容器２０２を把持するための把持ピンを含む把持機構２１２（詳細には図示せず）が設けられ、該機構は、ラック２０３に保管された試薬容器２０２へ向けてまたは試薬容器から離れるよう移動可能である。個々のパレット２０８を把持すると、パレット２０８は、その各々がパレット２０８を収容するように適合された３つの移送ヘッド搭載部２１３を設けた移送ヘッド２１１上に引き出し可能となる。試薬容器２０２の把持のための把持ピンは、個々の試薬容器２０２を挿入／除去するための各々の移送ヘッド搭載部２１３に移動可能となる（詳細には図示せず）。したがって、最大３つまでの試薬容器２０２が移送ヘッド２１１上に同時に搭載可能となり、これらは特に保管位置に対して共通して移送可能となる。
【００６５】
パレット２０８を３段ラック２０３に垂直に配列することにより、ここに保管された試薬容器２０２に自由にアクセスすることが可能となり、そのため試薬容器２０２は、ラック搭載部２０７により画定されたあらゆる保管位置に任意に配置可能となり、または操作部２０９によりここから除去可能となる。
【００６６】
システム２００の保管および操作装置２０１は、少なくとも１つの投入／出力位置２１３を含み、これは、試薬容器２０２の保管のための保管位置に類似した構造で、操作部２０９を使用して試薬容器２０２の操作を可能にしており、液体試料の処理中に試薬容器２０２の手動および自動的な搭載／除荷を可能にする。投入／出力位置２１３は、保管および操作装置２０１により摺動可能に支持されているため、側壁２１７の開口部２２１を通じて保管および操作装置２０１に容易に挿入または保管および操作装置から除去可能である。
【００６７】
各々の試薬容器２０２は、２つの別個の（試薬）区画２１４を含み、これは、液体試料処理の特定の要求に応じて同一または異なる試薬を含むことが可能であり、その各々には、事前穿孔された閉鎖部２１５が設けられる。
【００６８】
図６に示されるように、システム２００の保管および操作装置２１０は、個々の試薬容器２０２の区画２１４を最初に開口（開封）するためのスパイク２１６をさらに含む。スパイク２１６は、保管および操作装置２１０の垂直の側壁２１７に取り付けられ、操作部２０９により移動した試薬容器２０２による自由なアクセスが可能である。試薬容器２０２の区画を初回に開口するために、関連の試薬容器２０２が操作部２０９により把持されて、スパイク２１６の下に個々の区画２１４の閉鎖部２１５を位置決めした後に、試薬容器が上方に移動させられてスパイク２１６が閉鎖部２１５を貫通可能となる。
【００６９】
システム２００の保管および操作装置２０１において、各々の試薬容器２０２は、その頂上端面２１９に配置されたＲＦＩＤタグ２１８状（RFID＝radio frequency identification）の機械可読ラベルを有し、これは試薬容器２０２に関する情報を含み、たとえば、投入／出力位置２１３に隣接する側壁２１７に取り付けられたＲＦＩＤ読取機（図示せず）により読取可能である。
【００７０】
図５および６のシステム２００の変形例を示す図７を参照する。たとえば臨床分析機器などの分析機器を具現化するシステム２００は、モジュール式筐体２２０に収容されたモジュール式の保管および操作装置２０１と、保管および操作装置２０１に属さず、ここではより詳細には説明しない種々の分析機器構成要素２２３とを含む。
【００７１】
保管および操作装置２０１は、図５に示されるように、その各々に３つの別個のラック段が設けられた２つの別個のラック２０３を有する。図５に示されるように、これは、両方のラックの保管位置に対して試薬容器２０２を操縦（操作）するために両方のラック２０３の間に配置された操作部２０９をさらに含む。またこれは、好ましくはラック２０３の最上のラック段にある専用の保管位置に保管される際に、試薬容器２０２の区画へまたは区画から流体を移送するためのピペット装置２２２をさらに含む。試薬容器２０２は、ピペット採取中は保管および操作装置２０１に留まる。試薬容器２０２へのアクセスは、モジュール式筐体２２０の上方の壁２２５の孔２２６を通じて供される。
【００７２】
両方のラックの投入／出力位置２１３（投入／出力ステーション）は、保管および操作装置２０１（図７においては詳細に図示せず）により摺動可能に支持されるため、各々の投入／出力位置２１３は、システムの筐体２２４の開口部２２１を通じて保管および操作装置２０１に容易に挿入または保管および操作装置から除去される。
【００７３】
液体試料を処理するための前述のシステム１００，２００において、制御部（図示せず）が、操作部１１７，２０９による試薬容器１０２，２０２の操作を含む、液体処理を制御するために使用される。制御部は、たとえば、液体試料処理のための所定の工程作業計画に応じて操作を実行する指示を供する機械可読プログラムを実行するプログラムロジック制御部として具現化可能である。ここで、制御部は制御を要するシステムの構成要素に電気的に接続されるため、制御部は、工程作業計画に応じて、異なるシステム構成要素から情報を受領し、特に、ラック１０３，２０３の保管位置に対して試薬容器を移送する操作部１１７，２０９ならびに投入／出力位置１３３，２１３を含む構成要素を制御するために対応する制御信号を伝達することができる。
【００７４】
より詳細には、液体試料の処理のためのシステム１００，２００において、個々の試薬容器１０２，２０２は、液体試料の処理に応じて要求されるとおりに操作部１１７，２０９によって、同一のラック段および／または異なるラック段１０６〜１０７，２０４〜２０６の間に移送可能である。個々の試薬容器１０２，２０２は、ピペット装置により液体試料を処理するために試薬容器１０２，２０２に含まれた試薬をピペット採取可能にするために、たとえば下方のラック段１０６，２０４〜２０５から、好ましくは最上のラック段１０７，２０６に位置するピペット位置（試薬のピペット採取に適合された保管位置）に移送可能である。そうでなければ、液体試料の処理のために試薬がもはや必要でない場合に、関連する試薬容器１０２，２０２は、後の使用のために、ピペット位置から下方のラック段のうちの１つに移送することができる。より一般的には、個々の試薬容器１０２，２０２は、各々のラック段の間におよび／またはあるラック段から別のラック段へ任意に移送可能であるため、保管される試薬容器１０２，２０２の自動的な収容保管が可能である。最も有利には、投入／出力位置１３３，２１３は、液体試料の処理時に処理を中断する必要なしに、システム１００，２００へ／から試薬容器１０２，２０２を主導的または自動的に搭載／除荷するために使用可能である。液体試料の処理のための試薬を使用する前に、試薬容器１０２，２０２の各々の区画１３５，２１４は、初回開口部１３９，２１６を使用して自動的に初回開口可能であり、この動作は、操作部により各々の試薬容器１０２，２０２を適当に移動するよう連動される。スナップ式の閉鎖可能なキャップ１３６を有する試薬容器１０２を使用する場合は、区画本体１３７に対するキャップ１３６の自動的な開閉、すなわち上昇および下降は、たとえばヒンジ接続された板１４５を使用することにより実施可能である。試薬容器１０２，２０２に含まれた試薬は、撹拌器１５０を使用して自動的に撹拌されるため、たとえば、磁性粒子の懸濁液は適切な場合に再懸濁可能である。また、撹拌器の洗浄は洗浄装置を使用して自動的に実施可能であるため、試薬の汚染が回避され得る。機械可読情報を含むＲＦＩＤタグ２１８などのラベルを試薬容器１０２，２０２に付すことと読取機による情報の自動的な読み取りとの組合せは、液体試料の処理において使用前に試薬を特定することを可能にする。ラック段などの保管副部材の選択的な追加／除去は、有利には、必要に応じてラック１０３，２０３の寸法を容易に変更することを可能にする。さらに、個々の保管副部材は、必要に応じて、保管および交換される試薬容器１０２，２０２の冷却のための、システム１００，２００の外側に配置された冷却装置に移送可能である。
【００７５】
さらに、各々のシステム１００，２００において、２つのラック１０３，２０３は、単一の操作部１１７，２０９をラック間に配置して、互いに対して反対関係に配置可能であるため、少なくとも保管位置に対して試薬容器１０２，２０２を選択的に操作する（図７に示されるように）。
【００７６】
したがって、本発明は、液体試料の自動処理のための改善されたシステムを提供することで先行技術の問題を回避し、これは比較的高い試薬の消費の場合であっても、試薬容器のきわめて密集したユニットにより試薬容器の頻繁な再補充作業を必要とすることなく小型化が可能である。さらに、試薬容器のきわめて密集したユニットにより、その効率的な冷却が可能である。保管および操作装置は、保管される試薬容器数に対して容易に拡張であるため、液体試料の処理のための異なる寸法のシステムに容易に適合され得る。他方において、保管および操作装置は、ユーザの特定の要求に応じて、試薬容器数に対して容易に縮小または拡大され得る。
【００７７】
明らかに、前述の説明に照らし合わせて本発明の多くの修正および変形が可能である。したがって、特定の考案ではなく、本発明は添付の請求項の範囲内において実施されることが理解される。
【符号の説明】
【００７８】
１００システム
１０１保管および操作装置
１０２試薬容器
１０３ラック
１０４後板
１０５基板
１０６下方ラック段
１０７上方ラック段
１０８ラック搭載部
１０９パレット
１１０搭載板
１１１後方パネル
１１２リブ
１１３パレット底部
１１４パレット側壁
１１５端面
１１６接触面
１１７操作部
１１８位置決め装置
１１９移送ヘッド
１２０担体
１２１第１のガイドレール
１２２ギアベルト
１２３第１のＤＣ電気モータ
１２４第２のガイドレール
１２５スピンドル
１２６第２のＤＣ電気モータ
１２７把持機構
１２８第３のＤＣ電気モータ
１２９レバー機構
１３０間隙
１３１移送ヘッド搭載部
１３２ヘッド搭載部側壁
１３３投入／出力位置
１３４読取機
１３５区画
１３６キャップ
１３７区画本体
１３８ヒンジ部
１３９初回開口部
１４０側壁
１４１レバー
１４２ラグ
１４３頂上端面
１４４レバー軸
１４５ヒンジ接続された板
１４６上方のラック段
１４７溝
１４８ニップル
１４９持上部
１５０撹拌器
１５１撹拌パドル
１５２第４のＤＣ電気モータ
２００システム
２０１保管および操作装置
２０２試薬容器
２０３ラック
２０４下方ラック段
２０５中間ラック段
２０６上方ラック段
２０７ラック搭載部
２０８パレット
２０９操作部
２１０位置決め装置
２１１移送ヘッド
２１２把持機構
２１３投入／出力位置
２１４区画
２１５閉鎖部
２１６スパイク
２１７側壁
２１８ＲＦＩＤタグ
２１９頂上端面
２２０モジュール式筐体
２２１開口部
２２２ピペット装置
２２３分析機器構成要素
２２４システム筐体
２２５上方の壁
２２６孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体容器（１０２；２０２）の保管および操作のための少なくとも１つの保管および操作装置（１０１；２０１）を備えた、試料と流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステム（１００；２００）であって、
前記流体容器（１０２；２０２）を収容するように適合された複数の保管位置（１０８；２０７）を設けた少なくとも１つの保管部材（１０３；２０３）であって、前記保管部材（１０３；２０３）が、その各々が平面（Ｘ，Ｙ）に延伸し、前記平面（Ｘ，Ｙ）に対して直角に配列した方向（Ｚ）に積み重ねられた少なくとも２つの保管段（１０６〜１０７；２０４〜２０６）を有する保管部材と、
少なくとも前記保管位置（１０８，２０７）に対して流体容器（１０２；２０２）を自動的に移送するように適合された操作部（１１７；２０９）と、
を含むシステム。
【請求項２】
前記保管および操作装置（１０１；２０１）が、流体容器（１０２；２０２）を冷却可能である請求項１記載のシステム（１００；２００）。
【請求項３】
前記保管部材（１０３；２０３）が複数の搭載部（１０８；２０７）を含み、その各々が、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）を支持するための保持部材（１０９；２０８）を取り外し可能に保持するように適合されてなる請求項１または２記載のシステム（１００；２００）。
【請求項４】
前記流体容器（１０２；２０２）を初回に開口するように適合された初回開口部（１３９；２１６）をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項５】
容器本体（１３７）に対して少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）のヒンジ接続されたキャップ（１３６）を上昇または下降するように適合された開口部／閉鎖部（１４５）と、少なくとも１つの流体容器（１０２，２０２）に含まれた流体を撹拌するように適合された撹拌器（１５０）と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）に設けられた機械可読情報を読み取るように適合された読取機（１３４）と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）に含まれた磁性粒子などの流体を振動させるように適合された振動器と、撹拌器（１５０）を洗浄するように適合された洗浄機とを含む群から選択される少なくとも１つの装置をさらに含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項６】
流体容器（１０２；２０２）の保管および操作のための前記保管および操作装置（１０１；２０１）が、モジュール式装置である請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項７】
システムへ／から流体容器（１０２；２０２）を搭載／除荷するための少なくとも１つの投入／出力位置（１３３；２１３）をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項８】
前記保管および操作装置（１０１；２０１）が、互いに対して反対関係にある２つの保管部材（１０３；２０３）を含み、前記操作部（１１７；２０９）が、両方の保管部材の少なくとも保管位置に対して流体容器を自動的に移送するように適合された、保管部材の間に配置される請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項９】
前記保管部材（１０３，２０３）が、そこに保管された少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）に含まれた流体をピペット採取するように適合された少なくとも１つの保管位置を設けてなる請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのピペット位置に保管される際に、少なくとも流体容器（１０２；２０２）に含まれた流体をピペット採取するように適合された少なくとも１つのピペットを設けたピペット装置をさらに含む請求項９記載のシステム（１００；２００）。
【請求項１１】
前記保管部材（１０３；２０３）が、複数のモジュール式副部材（１０６〜１０７；２０４〜２０６）を備えてなる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム（１００；２００）。
【請求項１２】
試料と流体容器に含まれた流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステム（１００；２００）において使用する流体容器（１０２；２０２）を保管および操作するためのモジュール式保管および操作装置（１０１；２０１）であって、前記流体容器を収容するように適合された複数の保管位置（１０８；２０７）を設けた少なくとも１つの保管部材（１０３；２０３）であって、前記保管部材（１０３；２０３）が、その各々が平面（Ｘ，Ｙ）に延伸し、前記平面（Ｘ，Ｙ）に対して直角に配列した方向（Ｚ）に積み重ねられた少なくとも２つの保管段（１０６〜１０７；２０４〜２０６）を有する保管部材と、少なくとも前記保管位置（１０８，２０７）に対して流体容器（１０２；２０２）を自動的に移送するように適合された操作部（１１７；２０９）と、を備えた保管および操作装置（１０１；２０１）。
【請求項１３】
試料と流体容器に含まれた流体との混合を含む液体試料の自動処理のためのシステム（１００；２００）において使用する流体容器（１０２；２０２）の保管および操作のための保管および操作装置（１０１；２０１）を操作するための方法であって、前記保管および操作装置（１０１；２０１）が、前記流体容器を収容するように適合された複数の保管位置（１０８；２０７）を設けた少なくとも１つの保管部材（１０３；２０３）を備え、前記保管部材が、少なくとも２つの保管段（１０６〜１０７；２０４〜２０６）を有し、その各々が平面（Ｘ，Ｙ）延伸して前記平面（Ｘ，Ｙ）に対して直角に配置された方向（Ｚ）に積み重ねられ、該方法において、個々の流体容器（１０２；２０２）が液体試料の処理に応じて同一または異なる保管段の保管位置の間に移送される方法。
【請求項１４】
個々の流体容器（１０２；２０２）が、液体試料の処理のために流体容器に含まれた流体をピペット採取するように適合された少なくとも１つのピペット位置に移送される請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）を初回に開口する工程と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）の少なくとも１つのヒンジ接続されたキャップ（１３６）を上昇させる工程と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）の少なくとも１つのヒンジ接続されたキャップ（１３６）を下降させる工程と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）に含まれた流体を撹拌する工程と、撹拌器（１５０）を洗浄する工程と、流体容器に含まれた流体を混合するために、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）を振動させる工程と、少なくとも１つの流体容器（１０２；２０２）に標識された少なくとも１つの機械可読情報を読み取る工程からなる群から選択される少なくとも１つの工程が実施される請求項１３または１４記載の方法。

【図１】