DE102004018449B4

DE102004018449B4 - Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem

Info

Publication number: DE102004018449B4
Application number: DE102004018449A
Authority: DE
Inventors: Hiroatsu Hitachinaka Toi; Kenji Hitachinaka Yamada; Hidetaka Hitachinaka Osawa; Tadashi Hitachinaka Ohkawara
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: DE102004018449A1; JP2004317321A; CN1292256C; US20040208795A1; CN1538178A; JP4072724B2

Abstract

Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) mit
einem Abgabespitzenbehälter (9), der mehrere Haltebereiche zum Halten von Abgabespitzen (8) aufweist;
einem Abgabekopf (6), der Befestigungsbereiche aufweist, an denen wenigstens eine Abgabespitze (8) befestigbar ist, wobei der Abgabekopf (6) in dem Fall, dass eine oder eine Mehrzahl von Befestigungsspitzen an den Befestigungsbereichen befestigt sind, Ansaug- oder Abgabeoperationen durchführen kann, um Flüssigkeit in oder aus der einen oder der Mehrzahl von Abgabespitzen anzusaugen oder abzugeben;
einem Bewegungsmechanismus (5), der den Abgabekopf (6) bewegt;
einem Sensor (19), der bei der Bewegung des Kopfes relativ zum Sensor erfasst, ob eine oder eine Mehrzahl von Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigt sind, wobei der Sensor einen Messbereich aufweist, der sich in einer Richtung erstreckt, die hinsichtlich einer Richtung, in die sich der Abgabekopf bewegt, schräg ist, und der ein Ausgangssignal erzeugt, das einen Status der an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigten Abgabespitzen anzeigt; und...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem, das beispielsweise zur Abgabe von zu untersuchenden Objekten, Reagenzien oder Enzymen benutzt wird, die bei Experimenten verwendet werden, die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel befassen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Die Abgabe eines zu untersuchenden Objektes, Reagenzes oder dergleichen wird häufig durchgeführt, und zwar nicht nur bei Experimenten, die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel befassen, sondern auch bei anderen Experimenten. Jedes Experiment ist sehr arbeitsaufwändig und jegliche Fehler, die auf menschliches Versagen zurückzuführen sind, müssen eliminiert werden. Aus diesem Grund werden vom Menschen durchgeführte Operationen häufig durch automatische mechanische Operationen ersetzt. Bei automatischen mechanischen Operationen ist es wichtig, jegliche Fehler in Bezug auf die Befestigung der Abgabespitzen an und die Entfernung von Abgabespitzen von einem Abgabekopf zu eliminieren. Selbst wenn derartige Fehler gegebenenfalls auftreten sollten, ist es erforderlich, dass diese ordnungsgemäß erfasst werden.
Die japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift Nr. 2001-59848 beschreibt ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem, das einen dreidimensional bewegbaren Roboter aufweist, der ein Spitzenende umfasst, an dem eine einzelne Abgabespitze lösbar befestigt werden kann. An den Befestigungs- und Aufbewahrungspositionen der Abgabespitzen sind Sensoren angeordnet, die das Vorhandensein oder das Fehlen der Abgabespitzen erfassen.
Die japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift Nr. 11-295323 beschreibt eine weitere Art eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems, das einen Fehler hinsichtlich der Befestigung von in einem Abgabespitzenbehälter angeordneten Abgabespitzen an einem Kopf erfassen kann. Ein Sensor ist in dem Abgabespitzenbehälter positioniert, der erfasst, wenn nach Beendigung der Abgabespitzenbefestigungsoperation eine Abgabespitze in dem Behälter verbleibt.
Das in der japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichungsschrift Nr. 2001-59848 beschriebene automatische Flüssigkeitshandhabungssystem weist den Nachteil auf, dass eine Vielzahl von Experimenten nicht mit einer einzelnen Abgabespitze durchgeführt werden kann. Insbesondere kann das beschriebene System nicht bei Experimenten verwendet werden, die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel befassen, bei denen ein Stoff zeitgleich in eine Mehrzahl von auf einer Mikroplatte vorgesehenen Aufnahmen abgegeben wird. Zur Durchführung von Experimenten, die sich mit der Wirkung von Stoffen auf den Stoffwechsel oder dergleichen befassen, muss das System gewährleisten, dass eine Mehrzahl von Abgabespitzen gleichzeitig an einem Kopf befestigt oder von diesem gelöst werden kann.
Ferner muss das Bedienpersonal, wenn es ein derartiges Experiment unter Verwendung eines solchen Handhabungssystems durchführt, Positionen bestimmen, an denen die Abgabespitzen in einem Behälter angeordnet werden sollen, und die Abgabespitzen dann auch tatsächlich an den entsprechenden Positionen in dem Behälter anordnen. Es wurde ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem vorgeschlagen, das die Abgabespitzenanordnungsoperationen durch das Bedienpersonal vereinfacht. Bei diesem System werden die Positionen in dem Abgabespitzenbehälter, an denen die Abgabespitzen angeordnet sind, berechnet, und das Bedienpersonal ordnet die Abgabespitze unter Bezugnahme auf das Berechnungsergebnis in dem Behälter an.
Das in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 11-295323 beschriebene automatische Flüssigkeitshandhabungssystem kann eine Mehrzahl von Abgabespitzen an einem Kopf befestigen und von diesem lösen, und es beurteilt anhand der Tatsache, dass keine Abgabespitzen in dem Behälter verblieben sind, dass die Abgabespitzen ordnungsgemäß an dem Kopf befestigt wurden. Eine Beurteilung erfolgt auch dann, wenn an den entsprechenden Positionen in dem Behälter von Anfang an keine Abgabespitzen angeordnet wären, so dass auch in diesem Fall ein ordnungsgemäßes Befestigen der Abgabespitzen festgestellt wird, da nach der Befestigungsoperation keine Abgabespitzen in dem Behälter vorhanden sind. Dies kann dazu führen, dass Abgabeoperationen für unerwünschte Aufnahmen durchgeführt werden oder dass für gewünschte Aufnahmen keine Abgabeoperationen durchgeführt werden. Ferner wird nach Durchführung der Löseoperationen der Spitzen nicht erfasst, ob alle Abgabespitzen ordnungsgemäß von dem Kopf entfernt wurden. Wenn also nach den Löseoperationen der Spitzen versehentlich eine oder mehrere Abgabespitzen an dem Kopf verbleiben, wird die darauffolgende Abgabespitzenbefestigungsoperation mit dem Kopf durchgeführt, von dem einige Abgabespitzen nicht entfernt wurden, was zur Zerstörung der Spitzen oder zur Beschädigung des Systems führen kann.
Weitere Flüssigkeitshandhabungssysteme sind auch aus den Druckschriften EP 0 144 686 B1 , US 2003/0075556 A1 , US 2002/0108857 A1 , US 5,141,871 A , US 5,273,717 A und JP 2001-059848 A bekannt. Jedoch sind auch diese Systeme nicht in der Lage festzustellen, welche aus einer Vielzahl von Abgabespitzen tatsächlich am Abgabekopf befestigt sind.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beseitigen, die mit herkömmlichen Flüssigkeitshandhabungssystemen einhergehen. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem mit einem Abgabespitzenbehälter, einem Abgabekopf, einem Kopfbewegungsmechanismus, einem Sensor und einer Steuereinrichtung. Der Abgabespitzenbehälter umfasst eine Mehrzahl von Haltebereichen zum Halten von Abgabespitzen. Der Abgabekopf weist Befestigungsbereiche auf, an denen wenigstens eine Abgabespitze befestigbar ist. Wenn eine oder mehrere Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen befestigt sind, kann der Abgabekopf Ansaug- und Abgabeoperationen durchführen, um eine Flüssigkeit in oder aus einer oder mehreren Abgabespitzen anzusaugen oder abzugeben. Der Bewegungsmechanismus bewegt den Abgabekopf. Der Sensor stellt fest, ob eine oder mehrere Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigt sind, wenn sich der Kopf relativ zum Sensor bewegt. Der Sensor weist einen Messbereich auf, der sich in einer Richtung erstreckt, die hinsichtlich einer Richtung geneigt ist, in die sich der Kopf bewegt, und erzeugt ein Ausgangssignal, das einen Status der an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigten Abgabespitzen anzeigt. Die Steuereinrichtung steuert die Ansaug- und Abgabeoperationen, die mittels des Abgabekopfes durchgeführt werden, und steuert den Bewegungsmechanismus, um die Bewegungen des Abgabekopfes zu steuern.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Sensoren um optische Sensoren, die beispielsweise eine Lichtausgabeeinheit und eine Lichtempfangseinheit, die in einem vorbestimmten Abstand von der Lichtausgabeeinheit angeordnet ist, aufweisen. Als Messbereich dient ein Lichtweg, der zwischen der Lichtausgabeeinheit und der Lichtempfangseinheit gebildet wird. Der Bewegungsmechanismus bewegt den Abgabekopf derart, dass dieser den Lichtweg bzw. den Messbereich kreuzt, um auf diese Weise die an dem Abgabekopf befestigen Abgabespitzen zu erfassen.
Es ist ein Speicher vorgesehen, der Informationen über eine Anzahl von an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes zu befestigenden Abgabespitzen anhand von Positionsdaten speichert, die die Haltebereiche anzeigen, an denen die Abgabespitzen befestigt werden sollen. Die Steuereinrichtung vergleicht das Ausgangssignal des Sensors mit den in dem Speicher gespeicherten Informationen. Anhand dieses Vergleichs können überzählige oder fehlende Abgabespitzen erfasst werden. Insbesondere in dem Fall, dass die Steuereinrichtung ein Vergleichsergebnis erzeugt, das anzeigt, dass das Ausgangssignal des Sensors und die in dem Speicher gespeicherten Informationen nicht miteinander übereinstimmen, stellt die Steuereinrichtung fest, dass ein Fehler aufgetreten ist, und veranlasst den Bewegungsmechanismus, die Bewegung des Abgabekopfes zu unterbrechen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen ist:
1 eine perspektivische Ansicht eines automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein erläuterndes Diagramm, das eine Anordnung mit einem Abgabespitzenbehälter, einem Reagenzbehälter, einer Mikroplatte und einem Entsorgungsbehälter; eine Anordnung mit Abgabespitzendetektoren und einer Referenzposition eines Abgabekopfes zeigt, in der die Abgabespitzen detektiert werden;
3 eine perspektivische Ansicht der Abgabespitzendetektoren;
4 eine Ansicht, die eine beispielhafte Maske zum Erzeugen des Prozesses und der Zeitgeber gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ein Flussdiagramm, das eine Selbstanalysefunktion einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine grafische Darstellung, welche die Bewegung eines Roboters zeigt;
7 ein Flussdiagramm, das die Abfolge der Operationen von der Eingabe des Prozesses bis zur Ausführung des Prozesses zeigt;
8 ein Flussdiagramm, das die Abfolge der auszuführenden Operationen zwecks Bestimmung der Abgabespitzenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ein erläuterndes Diagramm, das eine Anordnung von Abgabespitzen und Reagenzien und eine Anzeige der Menge von Reagenzien gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 ein Diagramm, das eine beispielhafte Prozesstabelle für ein metabolisches Experiment zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt in Draufsicht eine Anordnung der einzelnen Behälter, die in einem Hauptkörper 2 des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems aufgenommen sind. Das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 umfasst den Hauptkörper 2 und eine Steuereinrichtung 3, die mittels eines Verbindungskabels 4 miteinander verbunden sind, wie beispielsweise mittels eines LAN-(Local Area Network)-Kabels. Ein herkömmlicher Computer wird als Steuereinrichtung 3 verwendet. Der Hauptkörper 2 des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 umfasst einen Roboter 5, der im dreidimensionalen Raum bewegt und angehalten werden kann, einen Abgabekopf 6, der an einem Spitzenende des Roboters 5 angeordnet ist, und einen Treiberkreis 7, um den Hauptkörper 2 basierend auf in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen Parametern anzutreiben.
Der Roboter 5 umfasst drei orthogonale Achsen X, Y und Z und kann mittels Schrittmotoren (nicht gezeigt) zu einer vorbestimmten Position bewegt werden. Anstelle der Schrittmotoren können Servomotoren verwendet werden. Eine Mehrzahl von Abgabespitzen 8, die in gleichen Abständen ausgerichtet sind, kann lösbar an dem Abgabekopf 6 befestigt werden. Die an dem Abgabekopf 6 befestigten Abgabespitzen können Flüssigkeit wahlweise ansaugen oder abgeben. Bei einer bestimmten Ausführungsform kann der Abgabekopf 6 beispielsweise zwölf Spritzen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) halten, die durch einen Schrittmotor angetrieben werden. Der Abstand zwischen den Spritzen beträgt 9 mm, was dem Abstand zwischen den Aufnahmen einer Mikroplatte 11 entspricht. Wenn eine oder mehrere Abgabespitzen 8 an dem Abgabekopf 6 befestigt sind, kann durch Antreiben der Spritzen Flüssigkeit angesaugt oder abgegeben werden.
Unterhalb des Abgabekopfes 6 des Roboters 5 sind ein Abgabespitzenbehälter 9, ein Reagenzbehälter 10, die Mikroplatte 11 und ein Entsorgungsbehälter 14 angeordnet. Der Abgabespitzenbehälter 9 umfasst Abgabespitzenhaltebereiche, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der dem Abstand der Aufnahmen der Mikroplatte 11 entspricht, also 9 mm beträgt. Der Reagenzbehälter 10 nimmt ein Reagenz auf, das in einem Experiment verwendet wird. Die Mikroplatte 11 nimmt eine Probe auf, die Gegenstand des Experimentes ist. Der Entsorgungsbehälter 14 nimmt gebrauchte Abgabespitzen 8 auf. In der Mikroplatte 11 sind mehrere Aufnahmen in einer n × m Matrix ausgebildet. Eine 8 × 12 Anordnung würde demnach beispielsweise 96 Aufnahmen umfassen. Der Abgabekopf 6 kann um 90° geschwenkt werden, so dass eine Abgabe auf die Mikroplatte 11 in beiden orthogonalen Richtungen möglich ist.
An Positionen oberhalb des Entsorgungsbehälters 14 ist ein Abgabespitzensensor 19 angeordnet, um die Abgabespitzen 8, die an dem Abgabekopf 6 befestigt sind, zu erfassen. Bei dem in der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Abgabespitzensensor 19 handelt es sich um einen fotoelektrischen Sensor, der eine Lichtaussendeeinheit 19a und eine Lichtempfangseinheit 19b aufweist und eine Abgabespitze 8 erfasst, wenn diese den Lichtweg kreuzt, der sich von der Lichtausgabeeinheit 19a zur Lichtempfangseinheit 19b erstreckt. Der Abgabekopf 6 kann eine Anordnung von Abgabespitzen 8 aufnehmen, die in dem Abgabespitzenbehälter 9 in Richtung der X-Achse oder Y-Achse ausgerichtet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind acht Abgabespitzen 8 in Richtung der X-Achse und zwölf Abgabespitzen 8 in Richtung der Y-Achse angeordnet. Der Abgabekopf 6 kann die Abgabespitzen 8 jeweils in einer der beiden Richtungen aufnehmen. Unabhängig von der Anordnung der Abgabespitzen 8, die mittels des Abgabekopfes 6 erzeugt wird, sind die Lichtausgabeeinheit 19a und die Lichtempfangseinheit 19b derart angeordnet, dass jede der Abgabespitzen 8 den Lichtweg zwischen der Lichtausgabeeinheit 19a und der Lichtempfangseinheit 19b wirksam kreuzen kann, wenn sich der Abgabekopf 6 über die X-Y-Ebene bewegt.
Genauer gesagt, wie in 2 gezeigt ist, sind die Lichtausgabeeinheit 19a und die Lichtempfangseinheit 19b oberhalb und nahe der beiden diagonal einander gegenüberliegenden Ecken des Entsorgungsbehälters 14 angeordnet, so dass der Lichtweg, der von der Lichtausgabeeinheit 19a emittiert und von der Lichtempfangseinheit 19b empfangen wird, etwa einen Winkel von 45° hinsichtlich der X-Achse oder Y-Achse bildet. Aufgrund dieser Anordnung des Abgabedetektors 19 kann jede der Abgabespitzen 8, die an dem Kopf 6 befestigt ist, erfasst werden, und zwar unabhängig davon, ob der Abgabekopf 6 in Richtung der X-Achse oder Y-Achse ausgerichtet ist. Ein Abstand (19d) zwischen der Lichtausgabeeinheit 19a und der Lichtempfangseinheit 19b kann derart kurz gewählt werden, dass er einem Abstand entspricht, in dem eine einzige Abgabespitze 8 bewegt werden kann.
Die Lichtausgabeeinheit 19a und die Lichtempfangseinheit 19b können oberhalb und an einander gegenüberliegenden Seiten des Entsorgungsbehälters 14 angeordnet sein, so dass sich der Lichtweg von der Lichtausgabeeinheit 19a zur Lichtempfangseinheit 19b in Richtung der X-Achse oder Y-Achse erstreckt. In diesem Fall ist die Ausrichtung, in der sich der Kopf 6 erstreckt, entweder auf die Richtung der X-Achse oder die Richtung der Y-Achse begrenzt, und zwar abhängig davon, in welcher Richtung sich der Lichtweg erstreckt.
Das Ausgabesignal des Abgabespitzensensors 19 wird über den Treiberkreis 7 des Hauptkörpers 2 und über das Verbindungskabel 4 der Steuereinrichtung 3 zugeführt. Es sollte klar sein, dass es sich bei dem Abgabespitzensensor 19 nicht um den zuvor beschriebenen handeln muss, sondern dass auch jede andere Sensorart verwendet werden kann, wie beispielsweise Sensoren, die einen Laserstrahl oder Ultraschallwellen verwenden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist an dem Dichtteil und an den Seitenflächen des Hauptkörpers 2 des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 eine Abdeckung 15 angeordnet. Ferner ist an der Vorderseite des Hauptkörpers 2 eine Tür (in den Zeichnungen nicht dargestellt) vorgesehen. Die Tür ist beim Präparieren des Reagenz oder der Proben geöffnet und während der Durchführung des Experiments und des Betriebs des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 geschlossen. Zur Erhöhung der Sicherheit des Bedienpersonals ist ein Reed-Schalter 16 vorgesehen, der erfasst, ob die Tür offen oder geschlossen ist. Bei offener Tür sind die Kontakte des Reed-Schalters 16 offen, wodurch die Stromversorgung der Motoren unterbrochen und somit der Roboter 5 angehalten wird.
In der in 2 dargestellten Anordnung sind die Abgabespitzenbehälter 9a und 9b auf der linken Seite positioniert, um die in einer Anordnung arrangierten Abgabespitzen 8 zu halten. Die Reagenzbehälter 10a und 10b sind in der Mitte positioniert, und die Mikroplatte 11 und der Entsorgungsbehälter 14 sind auf der rechten Seite angeordnet. Der Bereich zum Aufbewahren des Reagenz in dem Reagenzbehälter 10a ist in Spalten "A" bis "H" unterteilt. Ferner ist der Bereich zum Aufbewahren des Reagenz in dem Reagenzbehälter 10b in Reihen "1" bis "12" unterteilt. In jeder Reihe oder Spalte der Reagenzbehälter 10a und 10b können unterschiedliche Reagenzien abgegeben werden. Wenn der Abgabekopf 6 derart ausgerichtet ist, dass die Längsrichtung des Kopfes 6 mit der Richtung übereinstimmt, in der sich die Spalte erstreckt, werden der Abgabespitzenbehälter 9a und der Reagenzbehälter 10a verwendet. Sobald der Abgabekopf 6 um 90° geschwenkt wird und seine Längsrichtung mit derjenigen Richtung übereinstimmt, in der sich die Reihe erstreckt, so werden der Abgabespitzenbehälter 9b und der Reagenzbehälter 10b verwendet. Der Entsorgungsbehälter 14 ist derart groß bemessen, dass in ihm die verwendeten Abgabespitzen unabhängig davon aufgenommen werden können, ob der Abgabekopf 6 in Richtung der Spalte oder in Richtung der Reihe ausgerichtet ist.
Die in 2 dargestellte Anordnung ist nur beispielhaft. Die Anordnung der Behälter ist frei änderbar, um den Anforderungen des Experiments zu entsprechen. Allerdings ist es erforderlich, Informationen hinsichtlich der Anordnung der Behälter anfangs in einen Speicher (nicht gezeigt) der Steuereinrichtung 3 einzugeben und zu speichern.
Bei der Durchführung von Reagenzreaktionsexperimenten ist das Reagenz normalerweise gekühlt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind unterhalb der Reagenzbehälter 10a und 10b jeweils Kühlvorrichtungen 12a und 12b angeordnet, wie in 1 gezeigt ist, um eine Reagenztemperatur von beispielsweise 4°C beizubehalten. Um die Mikroplatte 11 nach Abgabe des Reagenzes in die Mikroplatte 11 zu schütteln, ist die Mikroplatte 11 auf einer Schüttelvorrichtung 13 angeordnet und wird unter Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Temperatur von dieser geschüttelt. Dieser Vorgang wird Inkubation genannt.
Die Steuereinrichtung 3 steuert den Roboter 5, um den Abgabekopf 6 an die gewünschte Position zu bewegen, und steuert den Abgabekopf 6, um Flüssigkeitsansaug- oder Flüssigkeitsabgabeoperation durchzuführen. Ferner steuert die Steuereinrichtung 3 den Roboter 6 derart, dass die Abgabespitzen 8, die an dem Abgabekopf 6 gehalten sind, wirksam den Lichtweg des Abgabespitzensensors 19 kreuzen. Die Steuereinrichtung 3 empfängt das Ausgangssignal des Abgabespitzensensors 19 und bestimmt, ob die Abgabespitze 8 erfasst wurde.
Ferner kann auch der Prozess (das Protokoll) eines Reagenzreaktionsexperimentes, wie es beispielhaft in 4 gezeigt ist, in die Steuereinrichtung 3 eingegeben werden. Zur Eingabe des Prozesses in die Steuereinrichtung 3 wird eine Tastatur 17 oder eine Maus 18 verwendet.
4 zeigt ein Beispiel einer Eingabemaske zur Eingabe des Versuchsprozesses. Beim Erstellen des Versuchsprozesses wird jeder auszuführende Schritt aus einem Aufbereitungsmenü 32 auf der linken Seite der Eingabemaske ausgewählt, und der ausgewählte Schritt in eine Prozessspalte 33 eingegeben. Wenn der Schritt "Abgabe" aus dem Aufbereitungsmenü 32 ausgewählt und in die Prozessspalte 33 eingegeben wird, so erscheint auf der rechten Seite der Prozessspalte 33 eine Informationseingabemaske 34, um sämtliche Informationen einzugeben, die für die Abgabeoperation erforderlich sind. Mittels der Informationseingabemaske 34 können verschiedene Arten von Informationen eingegeben werden, wie beispielsweise das auszuwählende Reagenz 37, die Abgabemenge 38, das Feld der Abgabezielaufnahmen 35 und die Abgaberichtung 36. Beispielsweise bedeutet das Symbol →, dass Abgabeoperationen in der Richtung von Spalte "A" zur Spalte "H" der Mikroplatte 11 durchgeführt werden. Ferner bedeutet das Symbol T, Abgabeoperationen in der Richtung von Reihe "1" zur Reihe "12" der Mikroplatte 11 durchzuführen.
Die in 4 dargestellte Informationseingabemaske 34 dient zum Ausführen eines Abgabeschrittes einer Reaktionsunterbrechungslösung nach einem Inkubationsschritt. Die Informationseingabemaske 34 umfasst einen Zeiteinstellbereich 30 zum Einstellen einer Zeitdauer von der Abgabe des Reagenzes bis zur sich daran anschließenden Abgabe der Reaktionsunterbrechungslösung (nachfolgend "vorbestimmte Zeitdauer" genannt). Das Feld der Aufnahmen 35 der Mikroplatte 11, in das die Unterbrechungslösung ausgegeben werden soll, kann individuell oder anhand einer Reihe oder einer Spalte spezifiziert werden. Ferner umfasst die Steuereinrichtung 3 den Zeitgeber 31 zum Messen einer Zeitdauer unmittelbar nach der Abgabe des Reagenzes in jede Reihe oder jede Spalte der Mikroplatte 11. Wenn die Steuereinrichtung 3 einen Prozess ausführt, vergleicht die Steuereinrichtung 3 die mittels des Zeitgebers 31 gemessene Zeitdauer mit der vorbestimmten Zeitdauer, die in dem Einstellbereich 30 eingestellt ist. Die Abgabe der Reaktionsunterbrechungslösung wird nicht durchgeführt, bevor die mittels des Zeitgebers 31 gemessene Zeitdauer die in dem Zeiteinstellbereich 30 eingestellte vorbestimmte Zeitdauer erreicht hat.
Ferner umfasst die Steuereinrichtung 3 eine Abgabespitzenanordnung-Berechnungsfunktion 70 und eine Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80, die nachfolgend noch näher beschrieben werden. Mittels der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 kann eine Anordnung der Abgabespitzen 8 in den Abgabespitzenbehältern 9a und 9b basierend auf Eingabeinformationen hinsichtlich der Abgabeaufnahmen in der Mikroplatte 11 und der Abgaberichtung 36 bestimmt werden. Die auf diese Weise ermittelte Anordnung der Abgabespitzen 8 wird dem Bedienpersonal angezeigt.
Der Speicher der Steuereinrichtung 3 speichert Informationen hinsichtlich der Anordnung der Abgabespitzen 8, die mittels der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 ermittelt wurde. Die in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeicherten Informationen werden verwendet, wenn die Steuereinrichtung 3 basierend auf den Ausgangssignalen des Abgabespitzensensors 19 feststellt, dass die an dem Abgabekopf 6 zu befestigende Abgabespitze 8 in dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b verbleibt.
Die Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 berechnet die Menge des zu verwendenden Reagenzes 37 und bestimmt die Anordnung des Reagenzes 37. in dem Reagenzbehälter 10a oder 10b. Die Menge des zu verwendenden Reagenzes 37 wird basierend auf dem Reagenzausgabevolumen 38 pro Aufnahme der Mikroplatte 11, der Anzahl von Aufnahmen 35, in die das Reagenz 37 abgegeben werden soll, und den Informationen hinsichtlich der Abgaberichtung 36 berechnet. Die auf diese Weise berechnete Menge des Reagenzes 37 und die Anordnung des Reagenzes 37 werden dem Bedienpersonal angezeigt und auch in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert. Die Verwendung der gespeicherten Informationen kann erneute Berechnungen für dieselben Bedingungen eliminieren, wodurch die für die Berechnung erforderliche Zeit reduziert wird.
Ferner umfasst die Steuereinrichtung 3 eine Selbstanalysefunktion 40. Die Selbstanalysefunktion 40 kann für ein Reagenzreaktionsexperiment die Zeit simulieren, die zur Durchführung der zuvor eingegebenen Schritte erforderlich ist, und bestimmen, ob das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die Operationen innerhalb der Zeitdauer ausführen kann, die in dem Zeiteinstellbereich 30 spezifiziert ist, und schließlich das Ergebnis an das Bedienpersonal ausgeben.
Unter Bezugnahme auf das in 7 dargestellte Flussdiagramm wird nachfolgend die Zeitabfolge zur Durchführung jeder der Funktionen der Steuereinrichtung 3 beschrieben. In Schritt 61 gibt das Bedienpersonal eine Reihe von durchzuführenden Prozessschritten ein. Anschließend werden die Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktionen 70 und die Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 ausgeführt. Dann bestimmt die Selbstanalysefunktion 40, ob das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die Reihe von Schritten innerhalb der in dem Zeiteinstellbereich 30 spezifizierten Zeitdauer ausführen kann oder nicht. Wenn das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die Schritte nicht innerhalb der spezifizierten Zeitdauer ausführen kann, wird ein Alarm ausgelöst und das Bedienpersonal instruiert, die Reihe von Schritten erneut einzugeben. Wenn das automatische Flüssigkeitshandhabungssystem 1 die Schritte innerhalb der spezifizierten Zeitdauer ausführen kann, werden die Abgabespitzen- und Reagenzanordnungen zusammen mit den Reagenzmengen angezeigt, wie in 9 gezeigt, und das Bedienpersonal stellt die oben genannten Parameter mit Hilfe der Anzeige auf dem Bildschirm ein. Nach Beendigung dieser Vorbereitungen startet das Bedienpersonal die Prozesse (Schritt 62).
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf das in 8 dargestellte Flussdiagramm und die in 10 dargestellte Prozesstabelle Einzelheiten der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 genauer beschrieben. Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8 in dem ersten Abgabespitzenbehälter 9a spaltenweise angeordnet werden sollen. Somit werden die Abgabespitzen 8 zunächst an Positionen in der Spalte "A" angeordnet, woraufhin diese spaltenweise Anordnung der Abgabespitzen sequentiell von Spalte "A" bis Spalte "H" fortgesetzt wird. Nachfolgend wird die Richtung von Spalte "A" bis Spalte "H" (Linksrichtung in der Figur) der Einfachheit halber als "erste Richtung" bezeichnet. Auf der anderen Seite sollen die Abgabespitzen 8 in dem zweiten Abgabespitzenbehälter 9b reihenweise angeordnet werden. Demnach werden die Abgabespitzen 8 zunächst an Positionen der Reihe "1" angeordnet, woraufhin diese reihenweise Anordnung der Abgabespitzen sequentiell von Reihe "1" bis Reihe "12" fortgesetzt wird. Nachfolgend wird die Richtung von Reihe "1" bis Reihe "12" (Aufwärtsrichtung in der Figur) der Einfachheit halber als "zweite Richtung" bezeichnet.
In dem Initialisierungsschritt 71 ist der Reihenzähler auf "1" und der Spaltenzähler auf "A" gesetzt. In Schritt 72 wird festgelegt, ob die Abgabespitzen 8 in der ersten Richtung angeordnet werden sollen oder nicht. Wenn dies der Fall ist, werden die Abgabespitzen 8 an einer Position in der Reihe "1" des zweiten Abgabespitzenbehälters 9b angeordnet, wohingegen die Abgabespitzen 8 an einer Position in Spalte "A" des ersten Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet werden, wenn dies nicht der Fall ist. Unter Bezugnahme auf die Prozessnummer 1, die in der in 10 dargestellten Tabelle gezeigt ist, ist die Abgaberichtung durch einen aufwärts gerichteten Pfeil dargestellt, was bedeutet, dass die Abgabeoperation in der zweiten Richtung durchgeführt wird. Entsprechend wurde die in Schritt 72 aufgeworfene Frage mit "NEIN" beantwortet, weshalb mit Schritt 76 fortgefahren wird, indem der Abgabebereich in Bezug auf die Aufnahmen der Mikroplatte 11 aus der in 10 dargestellten Prozesstabelle ausgelesen wird. Anhand der Prozesstabelle ist zu erkennen, dass der Abgabebereich in Bezug auf die Aufnahmen der Mikroplatte 11 von Spalte "A" bis Spalte "E" in Reihe "1" reicht. Entsprechend wird, wie in 9 gezeigt ist, der Bereich von "A" bis "E" in Reihe "1" hinsichtlich der Abgabespitzenanordnungspositionen des zweiten Abgabespitzenbehälters 9b markiert. Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8, die hinsichtlich der oben genannten Positionen auf dem zweiten Abgabespitzenbehälter 9b eingestellt sind, verwendet werden, um das Reagenz 1 in die Aufnahmen der Mikroplatte 11 von Spalte "A" bis Spalte "E" in Reihe "1" abzugeben.
Anschließend wird in Schritt 77 der Wert des Reihenzählers von "1" auf "2" erhöht. Anschließend wird in Schritt 75 bestimmt, ob alle Prozessschritte beendet sind. Wenn ein oder mehrere Prozessschritte nicht durchgeführt wurden, kehrt das Programm zu Schritt 72 zurück, um festzustellen, welcher Prozessschritt als nächstes durchzuführen ist. Die Abgaberichtung in Prozessschritt 2 ist in der in 10 dargestellten Prozesstabelle durch einen nach links gerichteten Pfeil angezeigt, so dass mit Schritt 73 fortgefahren wird. Der in Prozessschritt 2 durchzuführende Prozess besteht darin, das Reagenz 2 in diejenigen Aufnahmen der Mikroplatte abzugeben, die von einem Rechteck umschlossen sind, dessen diagonale Linie durch Punkte (A, 2) und (E, 12) definiert ist.
Entsprechend wird, wie in 9 gezeigt ist, der Bereich von "2" bis "12" in Spalte "A" hinsichtlich der Abgabespitzenanordnungspositionen des ersten Abgabespitzenbehälters 9a markiert. Es sollte klar sein, dass die Abgabespitzen 8, die hinsichtlich der oben genannten Positionen auf dem ersten Abgabespitzenbehälter 9a eingestellt sind, dazu verwendet werden, das Reagenz 2 in elf Aufnahmen in den Reihen "2" bis "12" der Mikroplatte 11 jeder der Spalten "A" bis "E" abzugeben.
Anschließend wird in Prozessschritt 74 der Spaltenzähler um den Wert "1" erhöht, um von Spalte "A" auf Spalte "B" zu wechseln. Dann wird in Prozessschritt 75 überprüft, ob sämtliche Prozessschritte beendet sind, und für den Fall, dass weitere Prozessschritte nicht durchgeführt worden sind, werden Einzelheiten der Prozessnummer 3 überprüft. Anschließend wird der Vorgang wie zuvor beschrieben durchgeführt, und die Abgabespitzen 8, die zur Durchführung des Prozesses im Prozessschritt 3 verwendet werden, werden in dem zweiten Abgabespitzenbehälter 9b an den Positionen der Reihe "2" von Spalte "A" bis Spalte "E" angeordnet. Auf diese Weise wird jeweils eine Spalte oder eine Reihe von Aufnahmen der Mikroplatte 11 bearbeitet, bis der Prozess bei Prozessnummer 10 beendet ist. Auf dem Bildschirm wird die Anordnung der Abgabespitzen 8 dargestellt, wie in 9 gezeigt ist.
Für die Markierung der Abgabespitzenanordnung 90 können hinsichtlich der Abgabespitzen 8, die für jeden Prozess benötigt werden, verschiedene Farben verwendet werden. Mittels der farblichen Darstellung wird die Wahrscheinlichkeit weiter verringert, dass ein Fehler in Bezug auf die Anordnung der Abgabespitzen 8 auftritt. Ferner können bei dem Verfahren zum Darstellen jedes Prozesses Symbole, Nummern, Buchstaben oder dergleichen verwendet werden.
Die Steuereinrichtung 3 speichert in ihrem Speicher die so erzielten Daten in Bezug auf die Anordnung der Abgabespitzen 8. Diese Daten werden dazu verwendet festzustellen, dass eine oder mehrere Abgabespitzen 8 in dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b verblieben sind, nachdem die Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt wurden. Die zu diesem Zweck verwendeten Daten sind nicht auf diejenigen Daten beschränkt, die durch die Durchführung der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielt wurden, sondern es können auch gleichartige Daten verwendet werden, die durch andere Messungen erzielt worden sind. Beispielsweise können die Abgabespitzenanordnungsdaten unter Verwendung der Tastatur 17 oder der Maus 18 der Steuereinrichtung 3 erzeugt werden. Die auf diese Weise erzeugten Daten müssen ebenfalls in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert werden.
Nachfolgend wird die Reagenz-Volumen/Anordnungs-Berechnungsfunktion 80 zum Berechnen des Volumens des verwendeten Reagenzes und der Anordnung des Reagenzes beschrieben. Bei der Menge des zu verwendenden Reagenzes handelt es sich um das Produkt aus dem spezifischen Abgabevolumen pro Aufnahme und der spezifischen Anzahl von Aufnahmen. Im Prozessnummer 1 beträgt beispielsweise das Abgabevolumen 144 μl (Mikroliter) und die Anzahl von Aufnahmen 5, so dass sich ein Produkt von 720 μl ergibt. Im Prozessnummer 2 beträgt das Abgabevolumen 100 μl und die Anzahl von Aufnahmen 11 × 5, also ein Produkt von 5500 μl. Wenn dasselbe Reagenz in verschiedenen Prozessen verwendet wird, können die Volumen entsprechend addiert werden.
Anschließend wird zur Bestimmung der Reagenzanordnung ein Verfahren durchgeführt, das dem in 8 dargestellten Verfahren ähnelt. Genauer gesagt wird mit Hilfe des Verfahrens bestimmt, ob das Reagenz in dem Reagenzbehälter 10a oder 10b angeordnet werden soll, was von der Abgaberichtung abhängt, und es wird die Anordnung entsprechend des spezifizierten Reagenzes ermittelt.
Insbesondere kann das Bedienpersonal die Unterbrechungslösung derart anordnen, dass sie von den anderen Reagenzien getrennt ist, um die Kontamination der anderen Reagenzien durch die Unterbrechungslösung zu vermeiden.
Auf diese Weise wird das Volumen des Reagenzes berechnet und die Anordnung der Reagenzien ermittelt. 9 zeigt die sich ergebende Anordnung der Reagenzien 1 bis 8, die durch die Bezugsziffer 91 dargestellt ist, und das berechnete Volumen jedes Reagenzes, das durch die Bezugsziffer 92 dargestellt ist. Bezüglich der Reagenzvolumina kann das Bedienpersonal geringfügig mehr Reagenz abgeben, um dem Todvolumen Rechnung zu tragen.
Ferner kann das in jedem Prozess zu verwendende Reagenz in der Anzeige der Reagenzienanordnung durch verschiedene Farben dargestellt werden. Mit Hilfe der farblichen Anzeige kann die Wahrscheinlichkeit weiter verringert werden, dass Fehler in Bezug auf die Anordnung des Reagenzes auftreten. Ferner können bei dem Verfahren zur Anzeige jedes Prozesses Symbole, Zahlen, Buchstaben oder dergleichen verwendet werden. Wenn dasselbe Reagenz mehrere Male verwendet wird, so kann das Reagenz auch an unterschiedlichen Positionen auf dem Bildschirm dargestellt werden.
Nachfolgend wird die Selbstanalysefunktion 40 beschrieben. Wie zuvor bereitet das Bedienpersonal eine Prozesstabelle vor, in der eine Reihe von durchzuführenden Prozessen aufgelistet sind, wie beispielsweise die in 10 dargestellte Prozesstabelle. Die Prozesse werden in die Steuereinrichtung 3 eingegeben. Die Steuereinrichtung 3 umfasst eine Funktion zum Berechnen einer geschätzten Zeitdauer, die zur Durchführung sämtlicher der in der Prozesstabelle aufgeführten Prozesse erforderlich ist, und zwar basierend auf den in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen Prozesse. Genauer gesagt wird der Roboter 5 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die sich in einer trapezoidalen Form ändert, wie es in 6 gezeigt ist. Die Bewegungsdauer und Abgabedauer können anhand des Beschleunigungsgradienten oder der Verzögerungszeitdauer, der Maximalgeschwindigkeit, des Verfahrweges, etc. berechnet werden. Wenn sich der Roboter 5 in einer Ebene bewegt, die durch zwei Achsen definiert ist, oder sich in einem dreidimensionalen Raum bewegt, der durch drei Achsen definiert ist, wird zur Berechnung der Gesamtbewegungszeitdauer natürlich diejenige Achse gewählt, welche die längste Bewegungszeitdauer aufweist.
Bei dem in 6 dargestellten Beispiel wird der Roboter 5 zunächst simultan bei gleichbleibender Geschwindigkeit entlang der X- und Y-Achse bewegt. Sobald die Position des Roboters 5 auf der Y-Achse ermittelt wurde, wird der Roboter 5 in Richtung der Z-Achse bewegt. Der Roboter 5 wird also auf eine vorbestimmte Höhe verfahren. Anschließend wird die Spritzenachse angetrieben, um ein Reagenz aus den Abgabespitzen 8 anzusaugen oder dieses entsprechend in die Abgabespitzen 8 abzugeben. Die Zeitdauern für diese Bewegungen werden berechnet. Da jede Bewegung durch die Steuereinrichtung 3 gesteuert wird, muss die Datenübertragungszeitdauer berücksichtigt werden, um die Gesamtzeitdauer zu erfassen, die zur Ausführung sämtlicher Operationen erforderlich ist. Es ist möglich, die Datenübertragungszeitdauer anhand der Datenmenge und der Übertragungsgeschwindigkeit zu berechnen. Somit ist es möglich, die für jeden Prozess erforderliche Zeitdauer zu simulieren, indem die Zeitdauer, die zur Durchführung jeder Operation in dem Prozess erforderlich ist, und die Datenübertragungszeitdauer addiert werden. Bei der in 10 dargestellten Prozessnummer 1 können beispielsweise die Zeitdauer, die erforderlich ist, um die Abgabespitzen zu befestigen, das Reagenz 1 anzusaugen und dieses anschließend auf die Mikroplatte 11 abzugeben und um die Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 anzuordnen, und die Zeitdauer, die erforderlich ist, die Befehle für jede dieser Operationen zu übertragen, berechnet und addiert werden. Die Summe dieser Zeiten entspricht der Zeitdauer, die zur Durchführung der Prozessnummer 1 erforderlich ist. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 3 die Zeitdauer berechnen, die zur Durchführung jedes Prozesses erforderlich ist, wie es in 10 in der mit "erforderliche Zeitdauer" überschriebenen Spalte gezeigt ist.
Die Selbstanalysefunktion 40 der Steuereinrichtung 3 überprüft, ob die berechnete Operationsdauer mit der erforderlichen Zeitdauer übereinstimmt, die in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegeben wurde, und informiert das Bedienpersonal. Genauer gesagt, wie es in dem in 5 dargestellten Ablaufdiagramm gezeigt ist, wird die Selbstanalysefunktion 40 nach der Eingabe der Prozesse (Schritt 41) durchgeführt. Zunächst wird die Operationszeitdauersimulation durchgeführt (Schritt 42). Anschließend wird überprüft, ob die Prozesse innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen Zeitdauer beendet werden können (Schritt 43). Wenn es möglich ist, die Prozesse innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen Zeitdauer durchzuführen, wird die Meldung "OK" auf dem Bildschirm ausgegeben (Schritt 44). Sollte dies nicht möglich sein, wird die Meldung "Alarm" ausgegeben (Schritt 45), um das Bedienpersonal darauf aufmerksam zu machen, dass die Prozesse nicht innerhalb der in dem Zeitdauereinstellschritt 30 eingegebenen Zeitdauer durchgeführt werden können.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 und 10 ein Verfahren beschrieben, das dem Erfassen der an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 dient. Zum Erfassen der Abgabespitzen 8 wird ein Abgabespitzensensor 19 verwendet. Um die an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 zu erfassen, muss eine Referenzposition des Kopfes 6 eingestellt werden. Die Referenzposition ist eine Startposition, von der aus sich der Roboter 5 derart in eine vorbestimmte Richtung bewegt, dass sämtliche der an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 den Lichtweg des Abgabespitzensensors 19 kreuzen. Die Referenzposition des Kopfes 6 oder des Roboters 5 ist durch die entsprechenden Punkte auf der X-, Y- und Z-Achse definiert. Die Referenzposition muss derart gewählt werden, dass die letzte an dem Kopf 6 befestigte Abgabespitze 8 den Lichtweg des Abgabespitzensensors 19 kreuzt, und zwar unabhängig davon, ob der Kopf 6 in der ersten oder in der zweiten Richtung positioniert ist.
Die in 2 dargestellten Positionen 6a und 6b des Kopfes 6 sind als Referenzpositionen eingestellt. Die Referenzposition 6a ist für den in die zweite Richtung ausgerichteten Kopf 6 eingestellt, während die Referenzposition 6b für den in die erste Richtung ausgerichteten Kopf 6 eingestellt ist. Bei der Referenzposition 6a handelt es sich um eine Position, in der die letzte Abgabespitze, die der Reihe "1" entspricht, den Lichtweg 19c des Abgabespitzensensors 19 kreuzt, wodurch festgestellt werden kann, dass sie an dem Kopf 6 befestigt ist. Ähnlich handelt es sich bei der Referenzposition 6b um eine Position, in der die letzte Abgabespitze, die der Spalte "A" entspricht, den Lichtweg 19c des Abgabespitzensensors 19 kreuzt, wodurch festgestellt wird, dass diese an dem Kopf 6 befestigt ist.
Die Referenzpositionen 6a und 6b des Kopfes 6 sind nicht auf diejenigen Positionen beschränkt, die in 2 dargestellt sind. Bei den in 2 gezeigten Referenzpositionen 6a und 6b sind die Positionen, in denen die letzten Abgabespitzen den Lichtweg 19c kreuzen, identisch. Die Lichtwegunterbrechungsposition entlang des Lichtweges 19c muss für denjenigen Fall, in dem der Kopf 6 in der ersten Richtung ausgerichtet ist, und für den Fall, dass der Kopf 6 von der zweiten Richtung ausgerichtet ist, jedoch nicht identisch sein.
Anhand der beschriebenen geometrischen Beziehung zwischen dem Kopf 6 und dem Lichtweg 19c des Abgabespitzensensors 19 bestimmt die Steuereinrichtung 3 bei Unterbrechung des Lichtweges 19c des Sensors 19 das Vorhandensein der Abgabespitze 8 an dem Kopf 6, wohingegen die Steuereinrichtung 3 das Fehlen der Abgabespitze 8 an dem Kopf 6 erfasst, wenn der Lichtweg 19c nicht unterbrochen wird. Die Abgabespitzen 8 sind an den Kopf 6 in einem Abstand von 9 mm befestigt. Wird der Roboter 5 somit aus der Referenzposition 6a oder 6b um 9 mm in derjenigen Richtung verfahren, in der die Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 angeordnet sind, kann die zweite Abgabespitze 8, die neben der letzten Abgabespitze 8 angeordnet ist, erfasst werden. Die Bewegung des Roboters 5 wird ausgehend von der Referenzposition alle 9 mm durchgeführt, bis alle an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 erfasst sind. Der Kopf 6 kann maximal zwölf Abgabespitzen aufnehmen, wobei jede dieser Abgabespitzen erfasst und ihre Position identifiziert werden kann.
Das Erfassen der Abgabespitzen 8 wird zu zwei Zeitpunkten durchgeführt. Zum einen werden die Abgabespitzen 8 erfasst, nachdem die Befestigung der Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 abgeschlossen ist. Zum anderen werden diejenigen Abgabespitzen 8 erfasst, die an dem Kopf 6 verbleiben, nachdem die Abgabespitzen 8 von dem Kopf 6 entfernt wurden. Jede dieser Erfassungsoperationen wird in zwei Richtungen durchgeführt, abhängig von der Ausrichtungsrichtung des Kopfes 6.
Um die Abgabespitzen 8 zu erfassen, nachdem sie an dem Kopf 6 befestigt wurden, werden die Abgabespitzenanordnungsdaten verwendet, die in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert sind. Wenn ein Reagenzreaktionsexperiment durchgeführt wird, sind die Abgabespitzen 8 nicht an allen Abgabespitzenaufnahmebereichen des Abgabespitzenbehälters 9a oder 9b angeordnet, sondern sie sind in Abhängigkeit von den Prozessbedingungen des Experimentes an ausgewählten Abgabespitzenaufnahmebereichen positioniert. Die Anordnung der Abgabespitzen 8 wird mittels Ausführung der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielt, wie es zuvor beschrieben wurde. Die mit Hilfe der Abgabespitzenanordnungs-Berechnungsfunktion 70 erzielten Daten werden in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert. Nachdem die in dem Abgabespitzenbehälter 9a oder 9b angeordneten Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt sind, werden die Daten, die mittels des Abgabespitzensensors 19 erzielt wurden, und die Daten, die in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert sind, miteinander verglichen, um festzustellen, ob die Abgabespitzen 8 an den ordnungsgemäßen Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind.
Unter Bezugnahme auf den Prozess 1, der in der Prozesstabelle der 10 dargestellt ist, sind beispielsweise an dem Kopf 6, nachdem dieser mit Hilfe eines Schwenkmechanismus (nicht dargestellt) derart geschwenkt wurde, dass er in die erste Richtung ausgerichtet ist, fünf Abgabespitzen 9 aus den Spalten "A" bis "E" der Reihe "1" des Abgabespitzenbehälters 9b befestigt. Obwohl an dem Kopf 6 maximal zwölf Abgabespitzen 8 befestigt werden können, sind nur fünf Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 in Position gehalten, nämlich in der dritten bis siebten Position, ausgehend von der am weitesten links gelegenen Position des in 2 dargestellten Kopfes 6. Es sollte klar sein, dass es sich bei der dritten bis siebten Position um die ordnungsgemäßen Positionen handelt, an denen die Abgabespitzen 8 befestigt sein sollen. Nachdem das Befestigen der Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 beendet ist, wird der Kopf 6 durch den Roboter 5 zur Referenzposition 6b verfahren.
An der Referenzposition 6b wird festgestellt, ob die Abgabespitze 8 an der am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 befestigt ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 an dieser Position befestigt ist, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal auf diese nicht ordnungsgemäße Anordnung aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Andererseits, wenn festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 nicht an der am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 befestigt ist, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um 9 mm in die erste Richtung bzw. in Bezug auf 2 nach links, um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 ausgehend von der am weitesten links gelegenen Position des Kopfes 6 in der zweiten Position vorhanden ist. Sollte die Abgabespitze 8 in der zweiten Position erfasst werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Wenn ordnungsgemäß festgestellt wird, dass sich die Abgabespitze 8 nicht in der zweiten Position befindet, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um weitere 9 mm in die erste Richtung bzw. nach links, um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 in der dritten Position vorhanden ist. Sollte die Abgabespitze 8 nicht in der dritten Position erfasst werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung aufmerksam zu machen und die Operation zu unterbrechen. Wenn ordnungsgemäß festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 in der dritten Position vorhanden ist, dann bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um weitere 9 mm in die erste Richtung bzw. nach links, um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 in der vierten Position vorhanden ist.
Auf die oben beschriebene Art und Weise wird überprüft, ob die Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an der dritten bis siebten Position des Kopfes 6 und nicht an den verbleibenden Positionen des Kopfes 6 angeordnet sind. Wenn die Überprüfung nicht zu den gewünschten Ergebnissen führt, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal darauf aufmerksam zu machen, und unterbricht die Operation. Wenn die Überprüfung zu den gewünschten Ergebnissen führt, wird der Kopf 6 an eine Position oberhalb des Reagenzbehälters 10a oder 10b verfahren, um das Reagenz 1 in die an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 anzusaugen. Während sich die obigen Ausführungen auf den Fall beziehen, dass der Abgabekopf 6 in der ersten Richtung ausgerichtet ist, können auch die Abgabespitzen 8, die an dem in der zweiten Richtung ausgerichteten Kopf 6 befestigt sind, auf ähnliche Art und Weise erfasst werden, indem der Kopf 6 in dem in 2 dargestellten Diagramm in die zweite Richtung bzw. abwärts bewegt wird.
Um diejenigen Abgabespitzen 8 zu erfassen, die nach dem Entfernen der Abgabespitzen 8 von dem Kopf 6 an dem Kopf 6 verbleiben können, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 zur Referenzposition 6a oder 6b, abhängig von der Richtung, in welcher der Kopf 6 ausgerichtet ist, wenn die Abgabespitzenentfernungsoperation durchgeführt wird. Die benutzten Abgabespitzen 8 werden mittels eines Spitzenentfernungsmechanismus (nicht gezeigt) an einer Position oberhalb des Entsorgungsbehälters 14 von dem Kopf 6 entfernt. Nach dem Entfernen der Abgabespitzen 8 überprüft die Steuereinrichtung 3, ob sämtliche Abgabespitzen 8 von dem Kopf 6 entfernt wurden.
Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass die Abgabespitzen 8 in einem Zustand entfernt werden, in dem der Kopf 6 in der zweiten Richtung ausgerichtet ist. Nach Durchführung der Abgabespitzenentfernungsoperation bewegt der Rotor 5 den Kopf 6 zur Referenzposition 6a. In der Referenzposition 6a wird festgestellt, ob die Abgabespitze 8 in Bezug auf das in 2 gezeigte Diagramm in der untersten Position des Kopfes 6 befestigt ist oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 in dieser Position befestigt ist, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal auf die nicht ordnungsgemäße Anordnung aufmerksam zu machen, und unterbricht die Operation. Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Abgabespitze 8 nicht in der untersten Position des Kopfes 6 befestigt ist, bewegt der Roboter 5 den Kopf 6 um 9 mm in die zweite Richtung bzw. unter Bezugnahme auf 2 abwärts, um festzustellen, ob die Abgabespitze 8 ausgehend von der untersten Position des Kopfes 6 nicht in der zweiten Position vorhanden ist.
Ähnlich der zuvor beschriebenen Operation werden auf diese Weise Überprüfungsergebnisse dahingehend erzielt, dass die Abgabespitzen 8 nicht in den verbleibenden Positionen des Kopfes 6 vorhanden sind. Wenn nicht die gewünschten Überprüfungsergebnisse erzielt werden, zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an, um das Bedienpersonal darauf hinzuweisen, und unterbricht die Operation. Wenn hingegen die gewünschten Überprüfungsergebnisse erzielt werden, fährt die Steuereinrichtung 3 mit der nächsten Aufgabe fort.
Während sich die obigen Ausführungen auf denjenigen Fall beziehen, in dem der Abgabekopf 6 in der zweiten Richtung ausgerichtet ist, können die Abgabespitzen 8, die an dem Kopf 6 befestigt sind, der in der ersten Richtung ausgerichtet ist, auf ähnliche Art und Weise erfasst werden, indem der Kopf 6 in die erste Richtung bzw. unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Diagramm nach links bewegt wird.
Gemäß der obigen Ausführungen zeigt die Steuereinrichtung 3 einen Alarm an und unterbricht die Operation, wenn die gewünschten Überprüfungsergebnisse nicht erzielt wurden. Die Operation muss jedoch nicht angehalten werden, sondern sie kann auch bis zum Ende der Prozessnummer durchgeführt werden, selbst wenn während der Operation ein Alarm angezeigt wird. In diesem Fall kann die Überprüfungssequenz vorab eingestellt werden, so dass die nicht ordnungsgemäß ausgeführte Prozessnummer und die Art und Weise der Abnormalität nach Beendigung sämtlicher Prozesse angezeigt wird.
Es kann ein zusätzlicher Abgabespitzenbehälter mit daran angeordneten Abgabespitzen 8 vorgesehen werden, um weitere Abgabespitzen 8 zu ergänzen. Die Abgabespitzen 8 in dem zusätzlichen Abgabespitzenbehälter werden an einigen der Positionen des Kopfes 6 befestigt, an denen die Abgabespitzen 8 fälschlicherweise nicht befestigt wurden. Wenn zu viele Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt sind, werden die ungewollte befestigten Abgabespitzen 8 mit Hilfe einer Spitzenentfernungseinrichtung nacheinander von dem Kopf 6 entfernt.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird der Kopf 6 beim Erfassen der an dem Kopf 6 befestigten Abgabespitzen 8 jeweils in einem 9 mm Intervall bewegt. Jedoch ist es nicht erforderlich, den Kopf 6 auf diese Art und Weise zu bewegen, wenn die Abgabespitzen 8 mit dem Reagenzbehälter 10a oder 10b öder mit der Mikroplatte 11 kollidieren. Der Roboter 5 kann zum Bewegen des Kopfes 6 derart angetrieben werden, dass die einzelnen Abgabespitzen 8 den Lichtweg 19c des Sensors 19 kreuzen.
Ferner wird der Kopf 6 in der zuvor beschriebenen Ausführungsform intermittierend bewegt, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein jeder einzelnen Abgabespitze 8 zu erfassen. Der Kopf 6 kann jedoch auch wahlweise kontinuierlich bei konstanter Geschwindigkeit um eine Strecke verfahren werden, die sämtliche Abgabespitzenbefestigungspositionen an dem Kopf 6 umfasst. In diesem Fall sendet der Abgabespitzensensor 19 eine Pulsfolge aus, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Abgabespitzen 8 in Bezug auf die Positionen in dem Kopf 6 repräsentiert, während der Kopf 6 den Lichtweg 19c kreuzt. Die von dem Abgabespitzensensor 19 ausgegebene Pulsfolge wird in dem Speicher der Steuereinrichtung 3 gespeichert und mit einer vorbestimmten Pulsfolge verglichen, welche die gewünschte Abgabespitzenanordnung repräsentiert, wodurch Informationen über Befestigungs- oder Entfernungsfehler in Bezug auf die Abgabespitzen erzeugt werden.
Nachfolgend wird die tatsächliche Operation beschrieben, wobei beispielhaft auf die in 10 dargestellten Prozesse Bezug genommen wird. Zuerst werden den Aufnahmen A bis E der Reihe 1 der Mikroplatte 11 vorab durch das Bedienpersonal 6 μl der Testprobe manuell hinzugefügt. Die Mikroplatte 11 ist auf einer Schüttelvorrichtung 13 angeordnet, und die Tür ist geschlossen. Anschließend startet das Bedienpersonal die in die Steuereinrichtung 3 eingegebenen Prozesse.
Im Prozess Nummer 1 werden an dem Kopf 6 fünf Abgabespitzen 8 befestigt, die in dem Abgabespitzenbehälter 9b in den Spalten "A" bis "E" der Reihe "1" angeordnet sind. Anschließend wird überprüft, ob die fünf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen des Kopfes 6 befestigt sind. Dann werden 144 μl des in dem Reagenzbehälter 10b angeordneten Reagenzes 1 angesaugt und in die Aufnahmen der Spalten "A" bis "E" der Reihe "1" der auf der Schüttelvorrichtung 13 positionierten Mikroplatte 11 abgegeben. Die Schüttelamplitude der Schüttelvorrichtung 13 beträgt etwa ±1 mm, was in Bezug auf den Durchmesser der Aufnahmen, nämlich 8 mm, ausreichend gering ist. Auf diese Weise können Abgabeoperationen selbst während Inkubationsoperationen ausgeführt werden. Nach Durchführung der Abgabeoperationen werden die Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 angeordnet, um eine Kontamination zu vermeiden. Anschließend wird überprüft, ob nach der Entfernungsoperation ein oder mehrere Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 verblieben sind.
Im Prozess Nummer 2 werden die elf Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 befestigt, die in Spalte "A", Reihen "2" bis "12" des Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet sind. Dann wird überprüft, ob die elf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen des Kopfes 6 befestigt sind. Vor dieser Operation wird der Abgabekopf 6 um 90° gedreht. Anschließend werden 100 μl des Reagenzes 2, das in den Bereichen "A" des Reagenzbehälters 10a gespeichert ist, angesaugt und in die Aufnahmen "2" bis "12" der Spalte "A" der auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten Mikroplatte 11 abgegeben. Dann werden 100 μl des im Bereich "A" des Reagenzbehälters 10a angeordneten Reagenzes 2 angesaugt und in die Aufnahmen "2" bis "12" der Spalte "B" abgegeben. Diese Operation wird wiederholt, bis die Operation in Spalte "E" ausgeführt wird, woraufhin die Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 angeordnet werden. Anschließend wird sichergestellt, dass keine Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 verblieben sind.
Die Rotation des Abgabekopfes kann beispielsweise mittels eines Schrittmotors oder eines Solenoid-Betätigungsmittels oder einer anderen Art von Betätigungsmittel ausgeführt werden. Alternativ kann eine Scheibe an den Abgabekopf und ein Widerlagerelement an dem Hauptkörper 2 des automatischen Flüssigkeitshandhabungssystems 1 vorgesehen werden, so dass das Widerlagerelement die Scheibe an dem Abgabekopf 6 berühren kann. Während die Scheibe das Widerlagerelement berührt, wird der Abgabekopf 6 in Richtung der X- oder der Y-Achse bewegt, woraufhin sich der Abgabekopf 6 dreht. Die Drehachse des Abgabekopfes 6 entspricht der Mitte des Abgabekopfes 6.
Bei der Verdünnungsoperation im Prozess Nummer 3 wird zunächst der Abgabekopf 6 gedreht und die Abgabespitzen 8, die in Reihe "2", Spalten "A" bis "E" des Abgabespitzenbehälters 9b angeordnet sind, an dem Abgabekopf 6 befestigt. Anschließend wird überprüft, ob die fünf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind. Der Abgabekopf 6 bewegt sich zur Reihe "1" der auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten Mikroplatte 11 und taucht die Abgabespitzen 8 in die in den Aufnahmen "A" bis "E" der Reihe "1" vorhandene Flüssigkeit. Eine Hin- und Herbewegungsoperation, die aus dem Ansaugen und dem Ausgeben der Flüssigkeit besteht, wird fünf Mal wiederholt. Anschließend werden 50 μl der Flüssigkeit angesaugt und 50 μl in die benachbarten Aufnahmen "A" bis "E" der Reihe "2" abgegeben. Diese Flüssigkeit wird fünf Mal nacheinander angesaugt und abgegeben. Auf die gleiche Art und Weise werden 50 μl aus der Reihe "2" in die Reihe "3" abgegeben, anschließend bewegt und verdünnt. Diese Operation wird bis zur Reihe "8" wiederholt. Die Abgabespitzen 8 werden in dem Entsorgungsbehälter 14 zusammen mit 50 μl der in Reihe "8" angesaugten Flüssigkeit angeordnet. Anschließend wird überprüft, ob noch Abgabespitzen 8 in dem Kopf 6 verblieben sind. Mittels des zuvor beschriebenen Prozesses werden verdünnte Testproben in den Reihen "1" bis "8" der Mikroplatte 11 erzeugt.
Im Prozess Nummer 4 wird eine Inkubationsoperation durchgeführt, indem die Mikroplatte 11 für zehn Minuten bei einer vorbestimmten Temperatur, beispielsweise 37°C, geschüttelt wird. Nach Ablauf der zehnminütigen Inkubationsdauer führt die Steuereinrichtung 3 den nachfolgend beschriebenen Prozess aus.
Die Prozesse mit den Nummern 5 bis 9 werden ausgeführt, um das Reagenz in die Aufnahmen der Spalten "A" bis "E" der Mikroplatte 11 abzugeben. Nachfolgend ist beispielhaft beschrieben, wie die Zeitgeber A bis E, die für jede Spalte der Mikroplatte 11 vorgesehen sind, die Zeitdauer der Abgabe des Reagenzes messen.
Im Prozess Nummer 5 wird der Abgabekopf 6 um 90° gedreht, so dass er in der zweiten Richtung ausgerichtet ist, woraufhin die Abgabespitzen 8, die in den Reihen "1" bis "12" der Spalte B des Abgabespitzenbehälters 9a angeordnet sind, an dem Abgabekopf 6 befestigt werden. Anschließend wird überprüft, ob die zwölf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind. Dann werden 100 μl des Reagenzes 3, das im Bereich B des Reagenzbehälters 10a angeordnet ist, angesaugt und anschließend in die Aufnahmen "1" bis "12" der Spalte "A" der auf der Schüttelvorrichtung 13 angeordneten Mikroplatte 11 abgegeben. Unmittelbar danach stellt die Steuereinrichtung 3 den Zeitgeber A auf den Wert 0 und beginnt die Zeitmessung. Der Zeitgeber A misst die Zeitdauer beispielsweise in Einheiten von einer Millisekunde. Nach der Abgabeoperation werden die zwölf Abgabespitzen 8 in dem Entsorgungsbehälter 14 angeordnet, woraufhin überprüft wird, ob Abgabespitzen 8 an dem Kopf 6 verblieben sind.
Im Prozess Nummer 6, ähnlich dem Prozess Nummer 5, werden 100 μl des Reagenzes 4, das in dem Bereich "C" des Reagenzbehälters 10a enthalten ist, angesaugt und in die Aufnahmen "1" bis "12" der Spalte B der Mikroplatte 11 abgegeben. Unmittelbar danach setzt die Steuereinrichtung 3 den Zeitgeber B auf den Wert 0 und beginnt die Zeitmessung.
Anschließend werden bis zum Prozess Nummer 9 ähnliche Prozesse durchgeführt, wobei Reagenzien 5 bis 7, die in den Spalten "C" bis "E" der Mikroplatte 11 angeordnet sind, abgegeben werden, sowie die Zeitgeber C, D und E gestartet.
Die Zeitdauer, die für jede Abgabeoperation erforderlich ist, beträgt 50 Sekunden. Folglich beginnt der Zeitgeber B 50 Sekunden später als der Zeitgeber A, der Zeitgeber C 50 Sekunden später als der Zeitgeber E, was auch in entsprechender Weise für die Zeitgeber D und E gilt.
Im Prozess Nummer 10 wird die Mikroplatte 11, auf die das Reagenz abgegeben wurde, für 30 Minuten bei 37°C inkubiert, woraufhin 75 μl der Unterbrechungslösung in die Spalten "A" bis "E" der Mikroplatte 11 abgegeben werden. Zunächst werden die Abgabespitzen 8 der Spalte "G" des Abgabespitzenbehälters 9a an dem Abgabekopf 6 befestigt. Danach wird überprüft, ob die zwölf Abgabespitzen 8 ordnungsgemäß an den vorbestimmten Positionen an dem Kopf 6 befestigt sind. Anschließend werden 75 μl des Reagenzes, bei dem es sich um Reaktionsunterbrechungslösung handelt, in dem Bereich "H" des Reagenzbehälters 10a angesaugt. Die Inkubationsoperation wird durchgeführt, während die gewünschte Reaktionszeitdauer, die in die Zeitdauereinstelleinheit 30 eingegeben wurde, für 30 Minuten bzw. 1800 Sekunden mit der Zeitdauer des Zeitgebers A verglichen wird. Wenn die Zeitdauer des Zeitgebers A 1800 Sekunden erreicht, wird das Reagenz 8 in die Spalte "A" der Mikroplatte 11 abgegeben. Nach der Abgabeoperation wird erneut Reagenz angesaugt, wobei der Abgabekopf 6 bei Spalte B der Mikroplatte 11 verharrt. Wenn der Zeitgeber B 1800 Sekunden erreicht, wird das Reagenz B in die Spalte B abgegeben. Anschließend werden ähnliche Operationen durchgeführt, bis Reagenz in die Spalte "E" abgegeben wird, und die Reagenzreaktionen werden in jeder der Spalten "A" bis "E" unterbrochen. Die Steuereinrichtung 3 misst die Zeitdauer der Zeitgeber A bis E, mit anderen Worten also die Zeitdauer unmittelbar nach der Abgabe des Reagenzes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Unterbrechungslösung abgegeben wird. Diese Zeitdauer kann auf dem Bildschirm angezeigt werden oder in einem Speichermedium aufgezeichnet oder mittels eines Druckers ausgedruckt werden, was in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Position, an der der Abgabekopf 6 verharrt, bis die Reaktionszeitdauer abgelaufen ist, muss nicht unbedingt oberhalb der Aufnahmen angeordnet sein, der Abgabekopf 6 sollte jedoch an einer geeigneten Position verharren, an der Tropfen der Unterbrechungslösung, die in die Abgabespitzen 8 gesaugt wurde, das Experiment nicht beeinträchtigen, sollten sich diese von den Abgabeschlitzen 8 lösen. Ferner kann Unterbrechungslösung, für die eine Temperatursteuerung kritisch ist und deren Temperatur sich an die Umgebungstemperatur angleicht, wenn sie in den Abgabespitzen 8 verbleibt, von der Spalte "H" des Reagenzbehälters 10a angesaugt werden, kurz bevor das Ende der Reaktionszeitdauer erreicht ist.
In den sich anschließenden Operationen entfernt das Bedienpersonal die Mikroplatte 11 und misst die Fluoreszenzintensität der Reaktionsprodukte unter Verwendung einer Fluoreszenzplattenleseeinrichtung (nicht gezeigt).
Die zuvor beschriebene Zeiteinstelleinheit 30 ist in der "Inkubation→Abgabe-Unterbrechungslösung"-Informationseingabemaske 34 vorgesehen. Jedoch kann eine Informationseingabemaske 34 auch für Reagenzabgabeprozesse vorgesehen werden, bei denen die Zeitsteuerung wichtig ist.
Es ist ein Zeitgeber 31 vorgesehen, um die Zeitdauer ab der Abgabe des Reaktionsstartreagenzes für jede Spalte der Mikroplatte 11 zu messen, so dass eine Operation ähnlich der zuvor beschriebenen durchgeführt werden kann.
Bei den zuvor beschriebenen beispielhaften Prozessen betrug die Zeitdauer bis zur Abgabe der Unterbrechungslösung 30 Minuten. Würde diese Zeitdauer jedoch beispielsweise drei Minuten betragen, so würde die Zeitdauer während der Zeit zwischen der Durchführung des Prozesses Nummer 5 und des Prozesses Nummer 9 ablaufen. In diesem Fall würde die zuvor beschriebene Selbstanalysefunktion 40 die tatsächliche Prozesszeitdauer für die erzeugten Prozesse simulieren und bestätigen, ob die Operationen möglich sind oder nicht. Mit anderen Worten würde die Selbstanalysefunktion bestimmen, ob beispielsweise während der Zeitdauer vom Start des Prozesses Nummer 5 bis zum Zeitpunkt der Abgabe der Unterbrechungslösung ausreichend Zeit verbleibt, um weitere Prozesse durchzuführen.
Ferner war die Reaktionszeit für die unterschiedlichen Reagenzien in den zuvor beschriebenen Prozessbeispielen auf dieselbe Zeitdauer eingestellt. Es können jedoch auch Experimente durchgeführt werden, bei denen der Testprobe dasselbe Reagenz hinzugefügt wird, wobei verschiedene Zeitdauern für jede Spalte vorgesehen sind. Nach der Abgabe in den Bereich von Aufnahmen für das Reagenz wäre die Zeitdauer, die bei "Inkubation→Abgabe der Unterbrechungslösung" eingestellt ist, für jede Spalte entsprechend verschieden. Selbst wenn während der Ausführung eines Prozesses ein Gerätefehler auftreten sollte oder wenn es aus irgendeinem Grund erforderlich sein sollte, das Gerät zu stoppen, so können die Testergebnisse für das Experiment bei dieser Art von Experiment weiterhin verwendet werden, da der Zeitgeber 31 die tatsächliche Zeitdauer von dem Zeitpunkt unmittelbar nach der Abgabe des Reagenzes bis zum Zeitpunkt der Abgabe der Unterbrechungslösung gemessen haben wird.
In der obigen Beschreibung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wurde beispielhaft angeführt, dass die Abgabespitzen 8 entsorgt werden. Es können jedoch auch befestigte Spitzen verwendet werden, die dann gereinigt werden. Ferner wurde bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Mikroplatte 11 mit 96 Aufnahmen verwendet. Die folgende Erfindung kann jedoch auch mit einem Abgabekopf 6 für Mikroplatten 11 für geringere Mengen mit 384 Aufnahmen oder 1536 Aufnahmen verwendet werden.

Claims

Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) mit einem Abgabespitzenbehälter (9), der mehrere Haltebereiche zum Halten von Abgabespitzen (8) aufweist; einem Abgabekopf (6), der Befestigungsbereiche aufweist, an denen wenigstens eine Abgabespitze (8) befestigbar ist, wobei der Abgabekopf (6) in dem Fall, dass eine oder eine Mehrzahl von Befestigungsspitzen an den Befestigungsbereichen befestigt sind, Ansaug- oder Abgabeoperationen durchführen kann, um Flüssigkeit in oder aus der einen oder der Mehrzahl von Abgabespitzen anzusaugen oder abzugeben; einem Bewegungsmechanismus (5), der den Abgabekopf (6) bewegt; einem Sensor (19), der bei der Bewegung des Kopfes relativ zum Sensor erfasst, ob eine oder eine Mehrzahl von Abgabespitzen an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigt sind, wobei der Sensor einen Messbereich aufweist, der sich in einer Richtung erstreckt, die hinsichtlich einer Richtung, in die sich der Abgabekopf bewegt, schräg ist, und der ein Ausgangssignal erzeugt, das einen Status der an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes befestigten Abgabespitzen anzeigt; und einer Steuereinrichtung (3), welche die von dem Abgabekopf durchgeführten Ansaug- und Abgabeoperationen sowie den Bewegungsmechanismus zwecks Steuerung der Bewegung des Abgabekopfes steuert dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (19) eine Lichtausgabeeinheit (19a) und eine Lichtempfangseinheit (19b), die in einem vorbestimmten Abstand von der Lichtausgabeeinheit (19a) angeordnet ist, umfasst, wobei zwischen der Lichtausgabeeinheit (19a) und der Lichtempfangseinheit (19b) ein Lichtweg gebildet ist, und der Bewegungsmechanismus (5) den Abgabekopf (6) derart bewegt, dass dieser den Lichtweg kreuzt.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 1, bei dem der Sensor (19) eine oder eine Mehrzahl von Abgabespitzen (9) optisch erfasst.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 1, das ferner einen Speicher aufweist, der Informationen über eine Anzahl von an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes (6) zu befestigenden Abgabespitzen (8) zusammen mit Positionsdaten über die Haltebereiche, an denen Abgabespitzen (8) befestigt werden sollen, speichert, wobei die Steuereinrichtung (3) das Ausgangssignal des Sensors (19) mit den in dem Speicher gespeicherten Informationen vergleicht.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 3, das ferner Einstellmittel zum Einstellen der Anzahl von an den Befestigungsbereichen des Abgabekopfes (6) befestigten Abgabespitzen (8) und der Befestigungsbereiche der Abgabespitzen (8) entsprechend der in dem Speicher gespeicherten Informationen umfasst, wenn die Steuereinrichtung ein Vergleichsergebnis erzeugt, das anzeigt, dass das Ausgangssignal des Sensors (19) und die in dem Speicher gespeicherten Informationen nicht miteinander übereinstimmen.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 3, bei dem die Steuereinrichtung (3) den Bewegungsmechanismus zwecks Anhalten der Bewegung des Abgabekopfes steuert, wenn die Steuereinrichtung (3) ein Vergleichsergebnis erzeugt, das anzeigt, dass das Ausgangssignal des Sensors und die in den Speicher gespeicherten Informationen nicht miteinander übereinstimmen.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 5, bei dem die Steuereinrichtung (3) das Vergleichsergebnis jedes Mal erzeugt, wenn ein Vergleich hinsichtlich eines Befestigungsbereiches des Abgabekopfes durchgeführt wird.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 5, bei dem die Abnormalität indizierenden Vergleichswerte angezeigt werden, nachdem ein Vergleich hinsichtlich aller Befestigungsbereiche des Abgabekopfes durchgeführt wurde.
Automatisches Flüssigkeitshandhabungssystem (1) nach Anspruch 3, bei dem der Bewegungsmechanismus (5) den Abgabekopf in einem dreidimensionalen Raum bewegt, der durch eine X-Achse, Y-Achse und eine Z-Achse definiert ist, und den Abgabekopf in einer Ebene schwenkt, die durch die X-Achse und die Y-Achse definiert ist, wobei die Lichtausgabeeinheit und die Lichtempfangseinheit in der durch die X-Achse und die Y-Achse definierten Ebene derart zueinander positioniert sind, dass der Lichtweg einen 45° Winkel hinsichtlich der X-Achse und der Y-Achse bildet, und der Bewegungsmechanismus den Abgabekopf in einer Richtung entlang der X-Achse oder der Y-Achse bewegt, um den Lichtweg zu kreuzen.