CN101241142A - 二维样本处理器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二维样本处理器。样本定位在诊断分析器内的方法包括在传送器上提供两个或多个样本载体；为每个样本载体在沿传送器的预先确定的位置提供固定对准元件；提供定位样本载体和传送器间的挠曲设备；样本载体前进超过固定对准元件；传送器反向以将至少一个样本载体返回以与相应对准元件接触；继续传送器反向至所有样本载体与各对准元件接触；因此当传送器反向时与各对准元件接触的样本载体挠曲元件变形以允许所有样本载体与各对准元件接触，因此提供样本载体已知位置。挠曲设备包括形成倒置U形的第一腿和第二腿；从倒置U形顶延伸的第三腿和在U端部的方向从U中心向下延伸的第四腿。此外，本发明还涉及诊断分析器的样本处理系统。

Description

二维样本处理器

技术领域

本发明涉及在自动诊断分析器内的样本处理。特别地，本发明涉及在自动诊断分析器内的二维样本处理，以允许对较大数量的样本的更大的访问。

背景技术

已知的诊断分析器包括免疫诊断分析器，例如VitrosECi免疫诊断分析器，或临床化学分析器，例如Vitros5.1FS，二者都由Ortho-Clinical Diagnostics，Inc.销售。所有这样的分析器共同地称为诊断分析器。代表性的系统例如在美国公开专利申请No 2003/0026733和2003年10月14日提交的美国申请No 10/684,599中披露，在此通过参考将二者完整地合并。这样的系统具有样本处理系统。例如，在′733公布中，样本处理器14具有样本盘18(也称为样本载体)，样本盘18包含了例如试管的单独的样本容器。样本处理器将样本盘在计量运输轨26下沿直路径在带(未示出)上运输，其中包括样本抽吸/分配探头的计量车30将从单独的样本容器内抽吸出样本。样本盘18也在′599申请的图3中更详细地示出。样本盘(或样本旋转式传送盘)220安放在样本盘运输件210顶上，样本盘运输件210磁性地或通过带系统以椭圆路径运输到样本抽吸站230(见图1)。

这两个系统的约束在于，计量探头仅能一次访问单一的样本旋转式传送盘。这具有减慢了计量过程的影响。同样，也约束了单次可访问的样本的个数。例如，如果一个旋转式传送盘包含用于HDL分析的样本且另一个旋转式传送盘也包含也用于HDL分析的样本，则仅能访问第一个样本。但应提高吞吐量以对两个样本分析HDL。然而，为此样本运输件必须将第二旋转式传送盘定位在计量探头下方，因此减慢了总的系统速度。

一个用于访问大量样本旋转式传送盘的解决方法是提供可以在二个水平方向上移动的计量探头，因此允许了对更大数量的样本盘的访问且因此对更大数量的样本的访问。然而，为保证精确计量样本，样本且通过定义样本盘必须精确地对准到预先确定的位置以保证计量探头可以正确地访问样本容器。在已知的系统中，例如在以上所述的那些系统中，样本盘被推过固定的突出物或对准止动件。一旦通过，则样本盘反向且与对准止动件贴合地接触，因此提供了正确的对准。当需要对准多于一个样本盘时，例如以在′733公布中示出的系统，即一个用于初级计量站且一个用于折返计量站，盘通过带驱动通过它们各自的对准止动件，驱动器然后反向且盘靠着对准止动件对准。直接驱动带的因为其长度和距驱动皮带轮的距离的柔性确保正确的载荷张力和用于计量的位置。

然而，对于要求将附加的盘对准的系统，等价机械方法的使用，例如对准止动件以将多个样本盘同时在多于一维上对准将导致过约束设计(其中机械约束的个数将超过可获得的自由参数的个数)。例如参考′733公布和′599申请描述的系统(即对准通过将驱动方向反转且促使盘靠着对准止动件实现对准)将要求盘运输件具有在盘之间的刚性联接，且将使盘受到高于在对准期间所希望的冲击载荷。

较新的分析器设计，例如在图1中示出的设计使用了多个样本盘而使用带驱动来将盘移动位置，其中直至四个样本盘可以同时对准。假定较新的分析器的位置精度要求与在本领域中已知的分析器的位置精度要求相同，则使用等价机械方法来同时对准四个样本盘将导致过约束设计(其中机械约束的个数将超过可获得的自由参数的个数)。以类似于已知的分析器的方法，例如以上所述的ECi和5.1FS分析器，通过将驱动方向反向且促使盘靠着对准止动件来实现对准。这又将要求盘运输件具有在盘之间的刚性联接且将使盘受到高于在对准期间所希望的冲击载荷。

为前述原因，存在对于访问更多个数的样本的方法的需求以允许在诊断分析器内的更大的吞吐量。也存在提供将允许精确地对准多个样本盘的系统的需求。

发明内容

本发明解决了前述的访问更多个数的样本的问题，以在诊断分析器内提供更高的吞吐量。

本发明的一个方面针对用于在诊断分析器内定位样本的方法。方法包括：在传送器上提供两个或多个样本载体；为每个样本载体在沿传送器的预先确定的位置处提供固定的对准元件；提供定位在样本载体和传送器之间的挠曲设备；使样本载体前进超过固定的对准元件；将传送器方向反向以将样本载体的至少一个返回以与其相应的对准元件接触；继续将传送器反向直至所有样本载体与其各自的对准元件接触；因此当传送器反向时，与各自的对准元件接触的样本载体的挠曲元件将变形，以允许所有样本载体与其各自的对准元件接触，因此提供了样本载体的已知位置。

本发明的另一个方面提供了用于将传送器上的多个物体对准在固定位置的方法，方法包括：提供其上具有多个物体的传送器；在沿传送器的预先确定的位置处提供固定的对准元件；提供定位在物体和传送器之间的挠曲设备；使物体前进超过固定的对准元件；将传送器方向反向以将物体的至少一个返回以与其相应的对准元件接触；继续将传送器反向直至所有物体与其各自的对准元件接触；因此当传送器反向时，与各自的对准元件接触的物体的挠曲元件将变形，以允许所有物体与其各自的对准元件接触。

本发明的再另一个方面提供了挠曲设备，包括：形成了倒置U形的第一腿和第二腿；从倒置U形顶部延伸开的第三腿；和在U形的端部的方向上沿U形中心延伸的第四腿。

本发明的再另一个方面提供了用于诊断分析器的样本处理系统，包括：连续带；如上所述的与连续带接合的挠曲设备；可移动地与挠曲元件接合的样本载体；沿传送系统在预先确定的位置处布置的对准元件；因此当样本载体被运输超过固定对准元件时，传送器方向反向，使得样本载体的至少一个与其相应的对准元件接触；和传送器继续反向，直至所有样本载体与其各自的对准元件接触；其中，当传送器反向时，与各自的对准元件接触的样本载体的挠曲元件将变形，以允许所有样本载体与其各自的对准元件接触，因此提供了样本载体的已知位置。

本领域一般技术人员将从如下的对优选实施例的详细考虑中显见本发明的进一步的目的、特征和优点。

附图说明

图1是包括在多于一个维度上访问样本的诊断分析器的示意性顶视图。

图2示出了根据本发明的优选实施例的定位为在多于一个维度上访问样本的四个样本盘。

图3示出了根据本发明的优选实施例的具有八个样本盘运输件的样本处理器。

图4A示出了根据本发明的优选实施例的样本盘定位。

图4B示出了在样本盘对准过程期间作用在样本盘运输件上的力矢量。

图5示出了根据本发明的优选实施例的样本盘运输件在其上运输的带。

图6示出了靠着对准元件定位的样本盘运输件以准备计量。

图7是图6的放大视图，示出了样本盘运输件的一个不靠着对准元件对准。

图8A示出了根据本发明的优选实施例的插入在样本盘运输件和带驱动器之间的挠曲设备，以向传送器系统提供足够的柔性，以允许所有样本盘接合对准元件。

图8B示出了与其相应的对准元件对准的四个样本盘运输件。

图8C是图8B的放大视图，示出了与其相应的对准元件对准的单独的样本盘运输件。

图9示出了根据本发明的优选实施例的处于挠曲位置的挠曲设备。

具体实施方式

虽然本发明参考诊断分析器内的对准样本的优选实施例描述，但本发明可应用于任何其中需要对准多个物体的应用中。

图1描绘了根据本发明的优选实施例的诊断分析器的关键部件的内部布局。样本处理器10分为两个区域，计量区202和操作者加载/卸载区201。每个区内包括直至四个能保持直至十个单独的样本的样本盘13。存在三个化学区，两个湿化学区205和206和干化学区207，其培养样本且在处理的样本上进行测量。另外，存在两个试剂供给区209和210，一次性尖端供给区208和等分试样的缓冲物设施211。两个机械臂包含在架内，一个机械臂212具有通过从计量区内的任何点随机地访问三个化学区的任一个区而抽吸且计量样本的能力，且另一个机械臂213具有通过从任何试剂供给处随机地访问三个化学区的任一个区而抽吸且计量试剂的能力。

图2和图3示出了诊断分析器上的样本处理器10，如以上所述。样本处理器10包括样本载体11和输送器带12(见图8)。样本载体11进一步包括安放在样本盘运输件14顶上的样本盘或旋转式传送盘13，在优选的实施例中，样本盘运输件14是圆盘形盘(图3和图4)。图2和图3中示出的样本处理器使用了二维输入样本阵列。样本处理器的优选实施例具有八个样本载体，其中载体的四个在加载/卸载区内，且样本载体的四个在计量区内。在图2的实施例中，在计量区内的四个载体示出为带有组合的样本盘和样本容器保持器，且在加载/卸载区内的四个载体的两个仅以样本盘运输件14示出。在图3的实施例中，四个样本盘运输件在计量区内示出为带有对准单元15和16，如在下文中更详细地描述。样本盘运输件通过挠曲元件20连接到传送器带，如在图8A中示出且在下文中更详细地描述。

样本载体通过带驱动器12从一个位置驱动到另一个位置。如在下文中描述，由计量臂访问的直至四个样本盘可以同时定位或对准。因此，本发明的一个方面提供了用于对准多个物体的方法，优选地用于在诊断分析器内定位样本的方法。两个或多个样本载体提供在传送器上。优选地提供了四个样本载体。在另一个优选实施例中，样本载体是能保持直至十个单独的样本，例如样本试管的旋转载体。当四个样本载体提供在所有四个计量位置时，样本处理器最佳地运行，从而提供了对多达四十个样本的随机访问，从而允许分析器优化样本的次序，实现了多个访问点且如需要则再运行任何样本。

样本载体提供在传送器带或指示带上。为将样本载体在计量位置对准，传送器旋转经过固定的对准元件。在优选的实施例中，固定的对准元件包括可移动鳍部(flipper)15和固定的对准壁16，如在图3和图4中示出。一旦载体移动经过对准元件，则传送器反向，从而导致载体接触对准元件15和16。传送器的反向提供了三个通过样本载体的中心点17作用的力矢量。矢量的会聚提供了样本载体的精确的定位。

本发明的重要的特征是所有的样本载体靠着对准元件对准且定位的能力。在本发明以前，如果在样本载体组件内存在不精确性，例如传送器带上的片18(图5和图8B)之间的距离过小或过大，则接附到不对准的片的样本载体在传送器带反向时不能与对准元件接合，从而导致样本载体的一个或多个不对准且因此导致样本盘不对准。由于样本载体和传送器带或指示带之间的刚性连接，当样本载体的一个或多个与对准元件接合时，带的运动将停止且其他不与对准元件对准的样本载体将保持不到位。图6和图7描绘了当其他三个样本盘运输件与对准元件对准时一个样本盘运输件不对准。特别地，图6示出了四个样本容器中的三个与其各自的对准元件对准。图7是图6的放大视图，图7中示出了不对准的样本盘运输件。图7清晰地示出了样本盘运输件和鳍状对准元件之间的间隙19。

然而，当挠曲设备20放置在传送器带和样本盘运输件之间时(图8A)，当其他样本盘运输件已由于对准元件而停止时，由于挠曲设备作为带和样本容器之间的弹簧的事实，相对于其他样本盘运输件不对准的样本盘运输件将继续移动，从而允许带和样本容器继续移动到与对准元件对准。图8A至图8C描绘了所有四个样本容器正确地对准。图8B示出了所有四个样本盘运输件14与对准元件接触，包括不对准的样本盘运输件14a。分解视图图8C清晰地示出了不对准的样本载体保持器在计量位置与对准元件接触。

一旦样本载体处于计量区，则样本载体成对旋转。一个小齿轮可以旋转两个盘。一般地在第一计量位置读取每个盘和盘上的试管的条形码。一旦读取了条形码，则盘和试管标识受到分析器控制而无论它们处在哪个计量位置。

在优选的实施例中，传送器是非直线的传送器，优选地形成了连续的矩形轨道，如在图1中示出，使得对准元件和样本容器保持器均匀地绕轨道分开。在另一个优选实施例中，样本盘运输件是圆盘形盘，如在图8A中示出，在底表面上具有座以与挠曲设备接合且具有垂直于样本盘运输件的顶表面延伸且接合样本盘的延伸部分。

诊断分析器随机地访问多个盘的样本的能力是本发明的一个特征。

如上所述，在多于一个的维度上访问样本的能力通过将所有样本载体在传送器带上对准来实现。这又通过在样本载体和传送器带之间使用挠曲设备来实现。因此，本发明的重要的特征是使用挠曲设备，挠曲设备是当要求在样本处理系统中提供顺应或“屈服”时挠曲的机械部件。如根据图5至图7的描述，在本发明之前存在将所有样本载体与其各自的对准止动件精确地对准的问题。如果在样本载体在传送器带上放置中存在一些不精确性，例如传送器带片之间的距离过小或过大，则样本载体的一个或多个将在其他样本载体对准前与对准止动件对准。因为此情况，在已经对准的载体上的力载荷将在传送器带继续相反移动以将其他载体与其各自的对准元件对准时地增加。

挠曲设备解决了样本载体与传送器带的非柔性联接以及所导致的在对准期间过度的冲击载荷的问题。挠曲件提供了通过使挠曲设备变形而使对准力逐渐增加的机构，因此消除了当样本载体推回到到对准止动件时生产的冲击脉冲。也能通过将所有样本盘提供在计量位置以与其各自的对准元件对准来提供要求的样本载体位置精度。

挠曲设备或元件可以是能弯曲或变形的任何合适的结构，以即使一些被传送的物体例如由于制造公差而略微不对准时，也允许传送器带使多个在传送器带上的物体与其相应的对准止动件对准。

在优选的实施例中，挠曲设备包括第一腿和第二腿，它们形成了倒置的U形。从导致的U形的顶部延伸了第三腿，第三腿向上延伸以与U形腿形成了倒置的Y形。第三腿与例如样本载体的被传送的物体接合。第四腿从倒置的U形的顶部沿U形的中心且在向着U形端部的方向上向下延伸。第四腿接合运输物体的传送器带。在运行中，当被传送的物体与其各自的对准止动件接合时，第三腿和第四腿能弯曲，使得传送器能继续其运动，直至其他物体与其各自的对准止动件接合。第一腿和第二腿用作止动件到允许第三腿和第四腿弯曲的量。

在其中挠曲设备与块形片接合的优选的实施例中，第一腿和第二腿在其端部上包括倒置的L形支架。这些L形支架当第三腿和第四腿偏转时接合了块形片，从而限制了第三腿和第四腿的偏转范围。在另一个优选的实施例中，第二腿分叉为摩擦地可接合到腿的中心内的孔内的两个另外的腿。在分叉点处为垂直于第二腿和两个另外的腿的平的表面。平的表面用作片的表面处的止动件。

图9描绘了挠曲设备的优选实施例。如在图9中示出，挠曲设备30包括第一腿31和第二腿32，它们形成了倒置的U形。第三腿33从倒置的U形的顶部向上延伸，其终止在球34内。第三腿及其相关的球34通过座41接合被传送的物体，例如样本盘运输件14(图8A)。挠曲设备也包括从倒置U形的顶部向下延伸的第四腿35。在图9中示出的实施例中，第四腿分叉为两个叉36a和36b。这些叉适合于摩擦地接合传送器带片18内的孔18a以形成扣合紧密配合。当叉36a和36b接合在片18内时，垂直于第四腿35的平的表面37安放在片18的顶表面上。第一腿和第二腿也在其端部包括倒置的L形的支架38a和38b。

在运行中，当甚至在挠曲设备的顶部以及容器保持器14已接触对准止动件后而片18继续移动时，第四腿35将挠曲且变形。变形将继续直至其他容器保持器沿传送器带已接触其对准止动件，或直至L形支架38a和38b已接触块18，因此停止腿35的任何更多的偏转。挠曲设备的优选的组合物是Ticona Celcon M90TM Acetal Copolymer，它具有在表1中示出的特性。

表1

洛氏硬度M	80	80
				抗张强度，屈服	61Mpa	8850psi
断裂伸长率	60％	60％
				挠曲模量	2.6Gpa	377ksi
挠曲屈服强度	90Mpa	13100psi
				压缩屈服强度	110Mpa	16000psi	10％偏转
疲劳强度	28Mpa	4060psi	10E+7次循环
				剪切强度	53Mpa	7690psi
艾氏(Izod)冲击，凹口	0.7J/cm	1.31ft-lb/in
				艾氏冲击，凹口低温	0.5J/cm	0.937ft-lb/in	-29℃，ASTMD256
拉力冲击强度	150kJ/m2	71.4ft-lb/in2	A

根据本发明的用于在二维上访问样本的方法可以通过计算机程序实施，该程序具有计算机可读取的程序代码，从而与分析器的计算机控制器形成接口，如在本领域中已知。

本领域一般技术人员将认识到的是，可以对本发明的方法和产品进行多种修改和变化。因此，意图于使得本发明覆盖所有这样的修改和变化，只要它们在附带的权利要求书及其等价物的范围内。

以上所述的所有公布的披露在此通过参考明白地完整合并，合并到每个通过参考单独地合并的程度。

Claims (18)

1.一种用于在诊断分析器内定位样本的方法，包括：

在传送器上提供两个或更多样本载体；

为每个样本载体在沿传送器的预先确定的位置处提供固定的对准元件；

提供定位在样本载体和传送器之间的挠曲设备；

使样本载体前进超过固定的对准元件；

将传送器方向反向以将样本载体的至少一个返回以与其相应的对准元件接触；

继续将传送器反向直至所有样本载体与其各自的对准元件接触；

因此当传送器反向时，与各自的对准元件接触的样本载体的挠曲元件将变形，以允许所有样本载体接触其各自的对准元件，因此提供了样本载体的已知位置。

2.根据权利要求1所述的用于访问诊断分析器内的样本的方法，进一步包括在非直线传送器上提供三个或更多的样本载体，使得样本载体不在单一的水平维度上。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括提供可在两个水平维度上移动的计量探头，将计量探头定位在样本载体的已知位置上方，在垂直维度上移动计量探头以接触样本载体内的样本，和计量预先确定的样本量。

4.根据权利要求2所述的方法，其中传送器形成了连续的矩形轨道且对准元件和样本载体围绕轨道放置。

5.根据权利要求2所述的方法，其中样本载体包括可移动地与挠曲设备接合的样本盘运输件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中样本盘运输件在底部具有座且挠曲设备在其顶部具有球形元件，且其中球和座可移动地接合。

7.根据权利要求6所述的方法，其中样本盘运输件是圆盘形盘。

8.根据权利要求6所述的方法，其中样本载体进一步包括样本盘以保持单独的样本。

9.根据权利要求6所述的方法，其中样本盘是能保持直至十个单独的样本的旋转载体。

10.根据权利要求6所述的方法，其中挠曲设备的底部部分接附到移动的带。

11.根据权利要求5所述的方法，进一步包括邻近传送器靠近固定的对准元件的固定的对准壁，其中对准壁、对准元件和传送器的向后移动形成了通过样本盘运输件上的共同的点的力矢量。

12.一种用于将传送器上的多个物体对准在固定位置的方法，包括：

提供其上具有多个物体的传送器；

在沿传送器的预先确定的位置处提供固定的对准元件；

提供定位在物体和传送器之间的挠曲设备；

使物体前进超过固定的对准元件；

将传送器方向反向以将物体的至少一个返回以与其相应的对准元件接触；

继续将传送器反向直至所有物体与其各自的对准元件接触；

因此当传送器反向时，与各自的对准元件接触的物体的挠曲元件将变形，以允许所有物体接触其各自的对准元件。

13.一种挠曲设备，包括：形成了倒置U形的第一腿和第二腿；从倒置U形顶部延伸开的第三腿；和在U形的端部的方向上沿U形中心延伸的第四腿。

14.根据权利要求13所述的挠曲设备，进一步包括在从倒置U形顶部延伸开的第三腿的端部处的球，接附到形成了U形的腿的每个的倒置的L形的支架，和接附到沿U形中心延伸的腿的元件平表面，其中平表面垂直于沿U形中心延伸的腿。

15.一种用于诊断分析器的样本处理系统，包括：

连续带；

根据权利要求13所述的与连续带接合的挠曲设备；

可移动地与挠曲元件接合的样本载体；

沿传送系统在预先确定的位置处布置的对准元件；

因此当样本载体被运输超过固定的对准元件时，传送器方向反向，使得样本载体的至少一个与其相应的对准元件接触；和传送器继续反向直至所有样本载体与其各自的对准元件接触；其中，当传送器反向时，与各自的对准元件接触的样本载体的挠曲元件将变形，以允许所有样本载体与其各自的对准元件接触，因此提供了样本载体的已知位置。

16.根据权利要求15所述的用于诊断分析器的样本传送系统，其中样本载体包括可移动地与挠曲元件接合的样本盘运输件。

17.根据权利要求16所述的用于诊断分析器的样本传送系统，其中样本盘运输件在底部具有座且在从倒置U形顶部延伸开的第三腿的端部处的球可移动地与座接合。

18.根据权利要求17所述的用于诊断分析器的样本传送系统，进一步包括接附到连续带的块形片和接附到形成了倒置U形的第一腿和第二腿的每个的倒置的L形的支架。

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