WO2001077689A1 - Device for implementing chemical or biological methods - Google Patents

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WO2001077689A1
WO2001077689A1 PCT/EP2001/003975 EP0103975W WO0177689A1 WO 2001077689 A1 WO2001077689 A1 WO 2001077689A1 EP 0103975 W EP0103975 W EP 0103975W WO 0177689 A1 WO0177689 A1 WO 0177689A1
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WO
WIPO (PCT)
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belt conveyor
sample vessels
conveyor
belt
base plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/003975
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Gauchel
Wolfgang Heimberg
Original Assignee
Mwg-Biotech Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Mwg-Biotech Ag filed Critical Mwg-Biotech Ag
Priority to AU2001256264A priority Critical patent/AU2001256264A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/0099—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor comprising robots or similar manipulators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00326—Analysers with modular structure
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/028—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having reaction cells in the form of microtitration plates

Definitions

  • the present invention relates to a device for automatically carrying out chemical or biological methods in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences according to the preamble of claim 1.
  • No. 5,443,791 already discloses a device for carrying out chemical or biological processes, which has several work stations. These workstations are a thermal cycler, an active cooled enzyme storage station, a washing station, a reagent storage station and a DNA sample station. Temperature profiles can be traversed with the thermal cycler, so that corresponding temperature profiles are established in the samples in the thermal cycler, so that the thermal cycler is, for example, a device for carrying out a biological process, such as for example the PC R process.
  • a device of the generic type can also have a device for preparing such a method, such as, for example, a separating device which fills a microtiter plate with samples to be examined. Such a microtiter plate is then moved with an automatic handling device arranged on the device within the travel range of the handling device.
  • a generic device has become known, for example, from WO 99/26070 to the applicant.
  • several thermal cyclers can be provided on this device.
  • the sample containers to be examined are then inserted into the thermal cycler in the form of the microtiter plates.
  • the microtiter plates kept in stock are then fed to the device by an operator, so that the handling device provided on the device can then pick up these microtiter plates and then convey them further to the individual work stations in the travel area of the device. It is a monotonous step for the operator, which is also complex and tiring.
  • a robot unit has been set up, which feeds the individual sample vessels to the automatic device so that they are then taken over by the automatic handling device.
  • Such a robot unit is a multifunctional machine which is provided with its own control and can be moved on a platform and is equipped with degrees of freedom for movement in all spatial directions, which can possibly fulfill the aforementioned task of feeding the sample vessels to the automatic device but only if an extremely high capital expenditure is accepted due to this mechanically and electronically extremely complex robot unit.
  • WO 98/52047 A1 has disclosed a sample analysis device with a plurality of handling devices, this known sample analysis device having a belt conveyor instead of the robot, which moves along a sample distribution platform and transports plates.
  • the belt conveyor transports the samples from a large storage area to and away from the sample analysis device.
  • the present invention is based on the object of developing the device of the type mentioned at the outset in such a way that its throughput relating to the handling of empty or already filled different sample vessels can be increased without the need for a complex and cost-intensive robot unit.
  • a device for automatic provide chemical or biological methods in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences, with at least one device for preparing and / or carrying out the methods and at least one handling device for handling the sample vessels, the device being a belt conveyor for feeding and / or Transporting the sample vessels to and / or away from the handling device and the conveying area of the belt conveyor extending beyond the outer dimensions of a base plate of the device.
  • a conveyor carriage for receiving sample vessels with different dimensions and different contact surfaces facing the conveyor carriage is provided on the belt conveyor.
  • a belt conveyor is provided, with which empty or already filled sample containers can be conveyed into the working area of the handling device and also out of this working area.
  • the belt conveyor it is possible to use the belt conveyor to transport empty sample vessels from a storage area outside the automatic device into the work area of the handling device arranged there, so that the handling device then takes over the empty sample vessels and, for example, a pipetting device provided there for filling with samples to be examined and thus feeds in preparation for a biological or chemical process.
  • the belt conveyor can feed sample containers already filled with samples from, for example, a storage stack outside the automatic device into the handling area of the handling device, so that these sample containers then filled from the handling device to a device for carrying out a chemical or biological process, for example be fed to a thermal cycler.
  • Empty sample vessels can also be transported from outside the working area of the automatic handling device, which then takes it over, feeds it to a pipetting device, there the samples and reagents to be examined and the like.
  • the handling device then feeds these filled sample containers in the form of, for example, microtiter plates to the belt conveyor, and the conveyor device then feeds the prepared sample containers to a storage stack outside the automatic device for intermediate storage and then removes them from the intermediate storage device, and the handling device feeds again when a device provided on the automatic device for carrying out a chemical or biological process, for example a thermal cycler, is ready for receiving the filled sample vessel.
  • a device provided on the automatic device for carrying out a chemical or biological process for example a thermal cycler
  • the belt conveyor is a significant simplification in mechanical and electronic terms and therefore in terms of the costs involved, since the belt conveyor allows the sample vessels to move in the direction of the conveying direction, but is not designed to move the sample vessels in all spatial directions , which is the case with the known robot unit, but is not required for handling the sample vessels. Due to the design of the belt conveyor with a conveyor sled for receiving sample vessels with different dimensions and contact surfaces facing the conveyor sled, conversion measures on the belt conveyor are omitted if different sample vessels are to be handled with it.
  • the belt conveyor also enables the automatic device to be expanded by a further automatic device, so that, for example, two such automatic devices can be connected to one another and can replace filled or unfilled sample containers and thus supplement one already existing automatic device to another automatic device is possible.
  • the device has a base plate, within the outer dimensions of which the handling device can preferably be moved three-dimensionally.
  • the conveyor area of the belt conveyor can extend beyond the outer dimensions of the base plate, so that sample vessels can thus be transported beyond the outer dimensions of the base plate and thus, for example, to a buffer store provided outside the base plate or to another automatic device for carrying out chemical processes or biological processes, as has already been explained above.
  • the belt conveyor provided according to the invention can convey sample vessels between a stacking device for sample vessels and the handling device provided on the automatic device.
  • This stacking device is preferably arranged outside the base plate of the device, but the belt conveyor can also convey sample vessels between at least two devices arranged one after the other for the automatic implementation of biological or chemical processes.
  • the belt conveyor has a conveyor slide for receiving sample vessels with different dimensions and differently designed contact surfaces facing the conveyor slide.
  • the end positions of the conveyor carriage that can be reached by the belt conveyor can be set in a sensor-monitored manner. On the one hand, the end positions of the conveyor carriage can be adjusted and thus adjusted.
  • the end positions can be monitored via sensors in the form of, for example, light barriers, inductive or capacitive sensors or the like, and the program control can monitor the attainment of these settings, so that it interrupts the supply of current to the drive motor of the belt conveyor after the end positions have been reached.
  • Monitoring of the occupancy of the conveyor sled with conveyed material in the form of a sample vessel or the like is also provided, for which purpose a light barrier, which monitors the upper side of the conveyor sled, is used to determine whether a sample vessel is in contact or not and thus the method of the conveyor sled is released or not.
  • the belt conveyor provided according to the invention therefore allows the automatic device to be connected to one or more stacking devices or other already existing automatic devices, which can be specialized and for this purpose, for example, can have a plurality of thermal cyclers, while an associated further automatic device can in turn be specialized in another way , namely for example for the preparation of the chemical or biological processes, for example for the filling of microtiter plates.
  • 1 shows an automatic device with two thermal cyclers and two pipette holders, as well as a belt conveyor and a stacking device for storing microtiter plates
  • 2 shows an embodiment with two automatic devices arranged one behind the other, which are connected to one another via a belt conveyor and have a stacking device as an intermediate store;
  • Figure 3 is a side view of a belt conveyor.
  • Fig. 4 is a top view of the belt conveyor of Fig. 3;
  • Fig. 5 is a view of the receiving frame of the belt conveyor
  • Fig. 6 is a view of the tread for a toothed belt of the belt conveyor.
  • FIG. 7A, B are views of the conveyor sled of the belt conveyor.
  • FIG. 1 of the drawing shows, on the basis of a schematic and perspective illustration, a device 1 for carrying out chemical or biological processes or reactions in sample vessels.
  • a belt conveyor 2 is also arranged on the device 1 and is functionally coupled to a stacking device 3 arranged outside the working area of the device 1.
  • the stacking device 3 is used to hold empty or already filled sample containers in the form of, for example, microtiter plates.
  • the stacking device 3 shown in FIG. 1 can be, for example, an intermediate store in the form of a magazine, in which the microtiter plates are stacked one above the other and can be conveyed downwards by a separating device in the form of, for example, a lifting device and there onto the 3 can be placed in more detail with reference to Fig. 3 conveyor sled of the belt conveyor 2.
  • two or more of these stacking devices can also be provided next to one another, which are functionally coupled to one another and permit the transport of microtiter plates on the conveyor slides of the belt conveyor 2.
  • the device 1 has a rectangular base plate 4 with two end edges 5 and a front and rear longitudinal edge 6.
  • a rear wall 7 is arranged on the base plate 4 on the rear longitudinal edge 6.
  • a horizontal rail 8 is provided in the rear wall 7, parallel to the rear longitudinal edge 6 of the base plate 4, on which two robot arms 9 are arranged to be movable in the longitudinal direction of the rail 8 (double arrow 10, X direction).
  • the robot arms 9 are each straight, rigid arms, which are arranged parallel to the front edges 5 of the base plate 4. They are thus perpendicular to the plane of the rear wall 7.
  • a longitudinal slot 11 is provided on each of the robot arms 9, an actuating arm arranged vertically to the base plate 4 extending through the longitudinal slots 11.
  • the actuating arms 12 can each be moved along a rail (not shown) running in the longitudinal direction (Y direction) of the robot arms 9. In addition, the actuating arms 12 can also be moved in the vertical direction (Z direction). A pipetting tip 13 is attached to one of the two actuating arms 12 and a fork-shaped gripping device 14 is attached to the other actuating arm 12. Microtiter plates can be picked up and moved with the gripping device 14.
  • thermocycler devices 15 are arranged, which are shown schematically with their receiving area 16 and their lids 17 in the opened state.
  • two pipetting holders 18 are formed on the base plate 4, on which the microtiter plates can be placed.
  • the on the holders 18 Set microtiter plates are precisely aligned with respect to the base plate 4, so that the location of the individual vessels formed on the microtiter plates is precisely defined and can be controlled precisely by the robot arms.
  • the pipetting holders 18 define pipetting stations at which the pipetting can be carried out by means of the pipetting tip 13.
  • the base plate 4 also has a chemical reservoir 19 with a plurality of vessels with various chemicals open at the top and a stacking device 20 for holding a plurality of microtiter plates.
  • the stacking device 20 is formed by a plurality of webs 21 projecting perpendicularly from the rear wall 7.
  • the belt conveyor 2 can be integrated into the base plate 4 in such a way that the top of the belt conveyor 2 is at the same height as the top of the base plate 4 and thus the belt conveyor 2 is an integral part of the device 1.
  • the belt conveyor 2 which can be seen in more detail with reference to FIG. 3 of the drawing, is connected to a stacking device 3 in the form of a magazine and can transport microtiter plates from this into the working area of the robot arms 9, so that these can then be moved, for example, by the the robot arm 9 provided with the gripping device 14 can be removed from the belt conveyor 2 and transported further within the entire base plate 4 in the working area of the robot arms 9.
  • a microtiter plate originating from the stacking device 3 and which is already filled with the samples to be examined is therefore brought with the belt conveyor 2 into the travel area of the robot arms 9 and is picked up there by the gripping device 14 and placed on the pipette holder 18.
  • the robot arm 9 provided with the pipette tip 13 is then used to extract chemicals from the chemical reservoir 19.
  • chemicals are pipetted into the microtiter plate and then placed on the receiving area 16 of the thermal cycler 15 by the gripping device 14 after completion of the pipetting process.
  • the motor-driven covers 17 of the respective thermocycler device 15 are automatically closed and the corresponding method can begin.
  • the lids 17 open again automatically and the covering mat can be removed via the gripping device 14 and placed on the base plate 4.
  • the device 1 shown on the left in the drawing has four pipetting holders 18, onto which 9 microtiter plates can be placed over the robot arm equipped with the gripping device 14, so that chemicals from the chemical reservoir 19 in can be placed over the pipetting tip 13 the microtiter plates can be inserted.
  • this device it is also possible, for example, to provide a further robot arm 9 (not shown in more detail) with a further pipetting tip 13, so that 14 microtiter plates are placed on the pipetting holder 18 via the gripper, and then two microtiter plates with reagents are simultaneously applied via the two pipetting tips be filled from the chemical reservoir 19.
  • microtiter plates then filled with the samples to be examined and with the reagents can be temporarily stored in the stacking device 20 provided in the rear wall 7 by means of the gripper 14. It is also possible to transport the microtiter plates filled in this way back via the belt conveyor 2 into the stacking device 3, where they are stored temporarily until they are transferred via the belt conveyor 2, the gripper 14 and the further belt conveyor 23 to the one shown in the drawing in FIG right half shown further device 1 can be transported. Both belt conveyors 2 and 23 are integrated in the respective base plates 4 in the manner described above and ensure that the different microtiter plates are transported via the appropriately designed conveyor slides.
  • the device 1 shown in the right half of the drawing in the embodiment shown has only one robot arm 9 with a gripper 14 which can remove the microtiter plates filled with sample substances and reagents from the belt conveyor 23 and insert them into the four thermal cyclers shown. A chemical or biological process then takes place in these, as has already been explained above.
  • FIG. 2 of the drawing shows that the device 1 shown in the left half has been designed such that it can be used to carry out a pipetting process largely simultaneously at the largest possible number of microtiter plates, while the device 1 shown in the right half of the drawing was trained to carry out the largest possible number of chemical or biological processes or reactions.
  • the belt conveyor 23 is used to transport prepared microtiter plates to the device 1, which is used to carry out the chemical or biological reactions, while the belt conveyor 2 is used to transport sample vessels to be prepared.
  • Fig. 3 of the drawing shows a side view of an embodiment of the belt conveyor 2, 23 according to the invention.
  • the belt conveyor has a receiving frame 24 which can be inserted integrally into the base plate 4 of the device 1, so that the belt conveyor 3, 23 can also be supplemented later.
  • the receiving frame 24 is characterized by an overall elongated configuration, so that the travel path in the X direction (double arrow 25) can be adapted by changing the longitudinal extent of the receiving frame 24.
  • a deflecting roller 26 which is rotatably mounted there and a drive roller 27 which is also rotatably mounted there at the opposite end region of the receiving frame 24, the two rollers in the embodiment shown being provided with a toothed outer profile since the one on the receiving frame 24 Conveyor slide 28, which is displaceable in the axial longitudinal direction, is actuated via a toothed belt 29.
  • the drive roller 27 is driven by a drive motor 30 which is detachably flanged underneath the receiving frame 24 and to which a transmission can be connected, via a schematically illustrated drive belt 31.
  • a vibration absorber 33 in the form of, for example, an elastomer for vibration decoupling of the receiving frame 24 from the receiving frame 32.
  • a toothed belt 29 and a belt drive 31 for actuating the conveyor carriage 28 have been shown in the illustrated embodiment, it is readily apparent to the person skilled in the art that instead of the belt drive 31, for example, a motor 30 directly flanged to the drive roller 27 or another one Drive concept could be used.
  • the receiving frame 24 has elongated holes 34 in which adjustable sensors can be arranged, by means of which the reaching of the end position of the conveyor carriage 28 can be determined, the signals of which can be evaluated by a control device for the devices 1, and which after reaching the preset end position, the power supply to the drive motor 30 is interrupted.
  • the two belts 29, 35 run on a tread 36 shown in FIG. 6, which is detachably attached to the upper side of the receiving frame 24 and can, for example, have a coating which reduces the sliding resistance between the belts 29, 35 and the tread 36.
  • the arrangement of the running surface 36 (FIG. 6) on the upper side of the receiving frame 24, which is shown in FIG. 5, is selected such that elongated holes provided for the arrangement and setting of sensors for determining the setting of the travel path of the conveyor carriage 28 34 remain free both on the side wall of the receiving frame 24 and in the area of the upper side and the running surface 36.
  • Fig. 7 of the drawing shows in Fig. 7A in a view from above the conveyor carriage 28 of the belt conveyor 3 according to the invention.
  • the conveyor slide 28 has an overall rectangular configuration and is designed for receiving conveyed goods in the form of, for example, microtiter plates with different contact surfaces facing the conveyor slide 28.
  • the conveyor carriage 28 has on its upper side 37 facing the material to be conveyed different profiles in the form of grids and the like, which correspond to surface and shape-complementary grids on the contact surface of the material to be conveyed, so that a safe transport of the material to be conveyed Conveyor carriage 28 is possible without the material to be conveyed, for example in the form of the microtiter plates, falling from the conveyor carriage 28 during movement along the running surface 36.
  • An example of such a grid is shown in FIG. 7B in the form of the inclined surfaces 38, which merge into a recess 39 into which a projection on the contact surface of a microtiter plate facing the conveyor slide 28 can engage.
  • the inclined surface 38 simultaneously act as centering surfaces, so that a microtiter plate transported from the gripping device 14 of a robot arm 9 to the conveyor slide 28 can be placed centered on the conveyor carriage 28 by the robot arm.
  • the conveyor carriage 28 also has an elongated hole 40 on its top through which a light beam from a light barrier arranged in the receiving frame 24 can pass. If a sample vessel lies on the conveyor carriage 28, the light beam is reflected there and falls back onto a receiver cell of the light barrier, whereby it can be determined whether or not material to be conveyed rests on the conveyor carriage 28, which can be evaluated to control the movement of the conveyor carriage 28 can.
  • the running surface 36 shown in FIG. 6 also has two elongated holes 41 which are formed in the region of the end positions of the conveyor slide 28 above the running surface 36.
  • the belt conveyor 2, 23 can be integrated into the base plate 4 of the device in such a way that the top of the belt conveyor 2, 23 is at the same height as the top of the base plate 4 and thus the belt conveyor 2, 23 is more integral Is part of the device.
  • This integration achieves a space-saving structure of the device and, on the other hand, the effort for the movement of the handling device 9 can be reduced.
  • the level with the base plate 4 integration of the belt conveyor 3, 23 namely ensures a flat contour of the Manual handling device 9 traversable travel area, which reduces the teach-in effort when programming the travel paths of the handling device 9.
  • the reliability of the device is also increased, since in the event of a possible malfunction of the belt conveyor 2, 23, a sample container transported with it is shifted onto the base plate at the same height and does not fall off the belt conveyor onto the base plate.
  • the device equipped with the belt conveyor is therefore characterized by an extremely high degree of variability, since, for example, two devices for automatically carrying out a chemical or biological process can be coupled to the belt conveyor. It is also possible to connect a plurality of such devices to one another via a plurality of belt conveyors, each individual device fulfilling a highly specialized task and by coupling the plurality of devices achieving that the throughput of the sample vessels to be processed can be increased considerably.
  • intermediate storage in the form of stacking devices between the individual devices, which are connected to belt conveyors and are designed for the intermediate storage of, for example, microtiter plates, so that the microtiter plates to be processed are continuously transported through them thus created line of several devices arranged one behind the other for the automatic preparation and implementation of chemical or biological processes was created.

Abstract

The invention relates to a device for automatically implementing chemical or biological methods in sample containers, in particular, for sequencing and amplifying nucleic acid sequences. The inventive device comprises at least one unit for preparing and/or implementing the methods, at least one handling unit (9) for handling the sample containers, and a conveying belt (2; 23) for delivering and/or taking away the sample containers to and/or from the handling unit (9), whereby the conveying area of the conveying belt (2; 23) extends beyond the outer dimensions of a base plate (4) of the device, and the conveying belt (2) comprises a conveying carriage (28) for accommodating sample containers with different dimensions contact surfaces that face said conveying carriage (28).

Description

Vorrichtung zum Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren Device for carrying out chemical or biological processes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren in Probengefaßen, insbesondere zum Seqenzieren und Amplifizieren von Nukleinsäuresequenzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for automatically carrying out chemical or biological methods in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences according to the preamble of claim 1.
Aus der US 5,443,791 geht bereits eine Vorrichtung zum Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren hervor, die mehrere Arbeitsstationen besitzt. Bei diesen Arbeitsstationen handelt es sich um einen Thermocycler, eine aktive gekühlte Enzym-Speicherstation, eine Waschstation, eine Reagenzienspeicherstation und eine DNA-Probenstation. Mit dem Thermocycler können Temperaturprofile abgefahren werden, so dass sich entsprechende Temperaturprofile in den im Thermocycler befindlichen Proben einstellen, so dass es sich beispielsweise beim Thermocycler um eine Einrichtung zur Durchführung eines biologischen Verfahrens handelt, wie bei- spielsweise dem PC R- Verfahren. Neben einer solchen Einrichtung zur Durchführung eines biologischen Verfahrens kann eine gattungsgemäße Vorrichtung auch eine Einrichtung zur Vorbereitung eines solchen Verfahrens aufweisen, wie beispielsweise eine Vereinzelungseinrichtung, die eine Mikrotiterplatte mit zu untersuchenden Pro- ben füllt. Eine solche Mikrotiterplatte wird dann mit einer an der Vorrichtung angeordneten automatischen Handhabungseinrichtung innerhalb des Verfahrbereichs der Handhabungseinrichtung bewegt.No. 5,443,791 already discloses a device for carrying out chemical or biological processes, which has several work stations. These workstations are a thermal cycler, an active cooled enzyme storage station, a washing station, a reagent storage station and a DNA sample station. Temperature profiles can be traversed with the thermal cycler, so that corresponding temperature profiles are established in the samples in the thermal cycler, so that the thermal cycler is, for example, a device for carrying out a biological process, such as for example the PC R process. In addition to such a device for carrying out a biological method, a device of the generic type can also have a device for preparing such a method, such as, for example, a separating device which fills a microtiter plate with samples to be examined. Such a microtiter plate is then moved with an automatic handling device arranged on the device within the travel range of the handling device.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 99/26070 der An- melderin bekannt geworden. Um den Durchsatz dieser bekannten Vorrichtung beispielsweise bezüglich des Amplifizierens von Nukleinsäuresequenzen zu erhöhen, können an dieser Vorrichtung mehrere Thermocycler vorgesehen werden. Mit der automatischen Handhabungseinrichtung werden dann die zu untersuchenden Proben enthaltenden Probengefäße in der Form der Mikrotiterplatten in die Thermocycler eingesetzt. Damit können mehrere Mikrotiterplatten im wesentlichen gleichzeitig mit den darin enthaltenen Proben einem Temperaturprofil im Thermocycler unterzogen werden, so dass diese Mikrotiterplatten vorher mit den entsprechenden zu untersuchenden Proben befüllt werden müssen, um das biologische oder chemische Verfahren vorzubereiten.A generic device has become known, for example, from WO 99/26070 to the applicant. In order to increase the throughput of this known device, for example with regard to the amplification of nucleic acid sequences, several thermal cyclers can be provided on this device. With the automatic handling device, the sample containers to be examined are then inserted into the thermal cycler in the form of the microtiter plates. This means that several microtiter plates can be subjected to a temperature profile in the thermal cycler essentially simultaneously with the samples contained therein, so that these microtiter plates must be filled beforehand with the corresponding samples to be examined in order to prepare the biological or chemical method.
Zur Erhöhung des Durchsatzes einer solchen Vorrichtung werden die auf Vorrat gehaltenen Mikrotiterplatten der Vorrichtung dann von einer Bedienperson zugeführt, so dass die an der Vorrichtung vorgesehene Handhabungseinrichtung dann diese Mikrotiterplatten aufnehmen und im Verfahrbereich der Vorrichtung dann zu den ein- zelnen Arbeitsstationen weiterbefördern kann. Es handelt sich hier um einen monotonen Arbeitsschritt für die Bedienperson, der auch aufwendig und ermüdend ist.In order to increase the throughput of such a device, the microtiter plates kept in stock are then fed to the device by an operator, so that the handling device provided on the device can then pick up these microtiter plates and then convey them further to the individual work stations in the travel area of the device. It is a monotonous step for the operator, which is also complex and tiring.
Es wurde daher bereits versucht, dieses Problem dadurch zu umgehen, dass neben der automatischen Vorrichtung zur Durchführung von chemischen und biologischen Verfahren eine Robotereinheit aufgebaut wurde, die die einzelnen Probengefäße der automatischen Vorrichtung zuführt, damit diese dann dort von der automatischen Handhabungseinrichtung übernommen werden. Bei einer solchen Robotereinheit handelt es sich um eine mit einer eigenen Steuerung versehene und auf einer Platt- form verfahrbare und mit Freiheitsgraden zur Bewegung in alle Raumrichtungen ausgestattete multifunktionale Maschine, die die vorgenannte Aufgabe der Zuführung der Probengefäße zur automatischen Vorrichtung zwar möglicherweise erfüllen kann, dies aber nur unter Inkaufnahme eines ausgesprochen hohen Kapitalaufwands aufgrund dieser mechanisch und elektronisch äußerst aufwendig ausgebildeten Robo- tereinheit.Attempts have therefore already been made to circumvent this problem in that, in addition to the automatic device for carrying out chemical and biological A robot unit has been set up, which feeds the individual sample vessels to the automatic device so that they are then taken over by the automatic handling device. Such a robot unit is a multifunctional machine which is provided with its own control and can be moved on a platform and is equipped with degrees of freedom for movement in all spatial directions, which can possibly fulfill the aforementioned task of feeding the sample vessels to the automatic device but only if an extremely high capital expenditure is accepted due to this mechanically and electronically extremely complex robot unit.
Aus der WO 98/52047 A1 ist ein Probenanalysegerät mit mehreren Handhabungseinrichtungen bekannt geworden, wobei dieses bekannte Probenanalysegerät statt des Roboters einen Bandförderer aufweist, der sich entlang einer Probenverteilungs- plattform bewegt und Platten transportiert. Der Bandförderer befördert die Proben aus einem großen Speicherbereich zum Probenanalysegerät und von diesem wieder weg.WO 98/52047 A1 has disclosed a sample analysis device with a plurality of handling devices, this known sample analysis device having a belt conveyor instead of the robot, which moves along a sample distribution platform and transports plates. The belt conveyor transports the samples from a large storage area to and away from the sample analysis device.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der ein- gangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ihr Durchsatz betreffend die Handhabung von leeren oder bereits gefüllten unterschiedlichen Probengefäße erhöht werden kann, ohne dass hierzu eine aufwändige und kostenintensive Robotereinheit erforderlich ist.The present invention is based on the object of developing the device of the type mentioned at the outset in such a way that its throughput relating to the handling of empty or already filled different sample vessels can be increased without the need for a complex and cost-intensive robot unit.
Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.To achieve this object, the invention has the features specified in claim 1. Advantageous refinements of this are described in the further claims.
Nach der Erfindung ist daher nunmehr eine Vorrichtung zum automatischen Durch- führen von chemischen bzw. biologischen Verfahren in Probengefaßen vorgesehen, insbesondere zum Sequenzieren und Amplifizieren von Nukleinsäuresequenzen, mit mindestens einer Einrichtung zum Vorbereitung und/oder Durchführen der Verfahren und mindestens einer Handhabungseinrichtung zum Handhaben der Probengefäße, wobei die Vorrichtung einen Bandförderer zum Zuführen und/oder Abtransportieren der Probengefäße zur Handhabungseinrichtung hin und/oder dieser weg aufweist und sich der Förderbereich des Bandförderers über die Außenabmessungen einer Grundplatte der Vorrichtung hinaus erstreckt. Am Bandförderer ist ein Förderschlitten zur Aufnahme von Probengefaßen mit unterschiedlichen Abmessungen und unter- schiedlichen dem Förderschlitten zugewandten Kontaktflächen vorgesehen.According to the invention, a device for automatic provide chemical or biological methods in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences, with at least one device for preparing and / or carrying out the methods and at least one handling device for handling the sample vessels, the device being a belt conveyor for feeding and / or Transporting the sample vessels to and / or away from the handling device and the conveying area of the belt conveyor extending beyond the outer dimensions of a base plate of the device. A conveyor carriage for receiving sample vessels with different dimensions and different contact surfaces facing the conveyor carriage is provided on the belt conveyor.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist mit anderen Worten ein Bandförderer vorgesehen, mit dem leere oder bereits befüllte Probengefäße in den Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung hineinbefördert werden können und auch aus diesem Arbeitsbereich wieder heraus. So ist es beispielsweise möglich, mit dem Bandförderer leere Probengefäße aus einem Lagerbereich außerhalb der automatischen Vorrichtung in den Arbeitsbereich der dort angeordneten Handhabungseinrichtung zu befördern, so dass die Handhabungseinrichtung dann die leeren Probengefäße übernimmt und beispielsweise einer dort vorgesehenen Pipettiereinrichtung zur Befüllung mit zu untersuchenden Proben und damit zur Vorbereitung eines biologischen oder chemischen Verfahrens zuführt. Auch ist es möglich, dass der Bandförderer bereits mit Proben befüllte Probengefäße aus beispielsweise einem Lagerstapel außerhalb der automatischen Vorrichtung in den Handhabungsbereich der Handhabungseinrichtung zuführt, so dass diese dann befüllten Probengefäße von der Handhabungs- einrichtung einer Einrichtung zur Durchführung eines chemischen bzw. biologischen Verfahrens beispielsweise einem Thermocycler zugeführt werden. Auch können leere Probengefäße von außerhalb des Arbeitsbereichs der automatischen Handhabungseinrichtung zu dieser befördert werden, die diese dann übernimmt, einer Pipettiereinrichtung zuführt, dort die zu untersuchenden Proben und Reagenzien und derglei- chen in die Probengefäße eingefüllt werden, die Handhabungseinrichtung diese dann befüllten Probengefäße in der Form von beispielsweise Mikrotiterplatten wieder dem Bandförderer zuführt, und dieser dann die vorbereiteten Probengefäße einem Lagerstapel außerhalb der automatischen Vorrichtung zur Zwischenspeicherung zuführt und diese dann dem Zwischenspeicher wieder entnimmt, und der Handhabungseinrichtung wieder zuführt, wenn eine an der automatischen Vorrichtung vorgesehene Einrichtung zur Durchführung eines chemischen bzw. biologischen Verfahrens also beispielsweise ein Thermocycler, für die Aufnahme des befüllten Probengefäßes bereit ist.In other words, in the device according to the invention, a belt conveyor is provided, with which empty or already filled sample containers can be conveyed into the working area of the handling device and also out of this working area. For example, it is possible to use the belt conveyor to transport empty sample vessels from a storage area outside the automatic device into the work area of the handling device arranged there, so that the handling device then takes over the empty sample vessels and, for example, a pipetting device provided there for filling with samples to be examined and thus feeds in preparation for a biological or chemical process. It is also possible for the belt conveyor to feed sample containers already filled with samples from, for example, a storage stack outside the automatic device into the handling area of the handling device, so that these sample containers then filled from the handling device to a device for carrying out a chemical or biological process, for example be fed to a thermal cycler. Empty sample vessels can also be transported from outside the working area of the automatic handling device, which then takes it over, feeds it to a pipetting device, there the samples and reagents to be examined and the like. Chen are filled into the sample containers, the handling device then feeds these filled sample containers in the form of, for example, microtiter plates to the belt conveyor, and the conveyor device then feeds the prepared sample containers to a storage stack outside the automatic device for intermediate storage and then removes them from the intermediate storage device, and the handling device feeds again when a device provided on the automatic device for carrying out a chemical or biological process, for example a thermal cycler, is ready for receiving the filled sample vessel.
Diese Schilderung macht es möglich, dass unter Zuhilfenahme des Bandförderers der Durchsatz der automatischen Vorrichtung zur Durchführung von chemischen und biologischen Verfahren deutlich erhöht werden kann. Der Bandförderer ist, verglichen mit der vorstehend beschriebenen Robotereinheit, eine wesentliche Vereinfachung in mechanischer und elektronischer Hinsicht und damit bezüglich des anfallenden Kostenaufwandes, da der Bandförderer eine Bewegung der Probengefäße in Richtung der Förderrichtung zulässt, nicht aber zur Bewegung der Probengefäße in alle Raumrichtungen ausgebildet ist, was bei der bekannten Robotereinheit der Fall ist, aber zur Handhabung der Probengefäße nicht benötigt wird. Durch die Ausgestaltung des Bandförderers mit einem Förderschlitten zur Aufnahme von Probengefaßen mit unterschiedlichen Abmessungen und dem Förderschlitten zugewandten Kontaktflächen entfallen Umbaumassnahmen am Bandförderer, wenn unterschiedliche Probengefaße damit gehandhabt werden sollen.This description makes it possible for the throughput of the automatic device for carrying out chemical and biological processes to be significantly increased with the aid of the belt conveyor. Compared to the robot unit described above, the belt conveyor is a significant simplification in mechanical and electronic terms and therefore in terms of the costs involved, since the belt conveyor allows the sample vessels to move in the direction of the conveying direction, but is not designed to move the sample vessels in all spatial directions , which is the case with the known robot unit, but is not required for handling the sample vessels. Due to the design of the belt conveyor with a conveyor sled for receiving sample vessels with different dimensions and contact surfaces facing the conveyor sled, conversion measures on the belt conveyor are omitted if different sample vessels are to be handled with it.
Neben der Erhöhung des Durchsatzes von zu handhabenden Probengefaßen ermöglicht der Bandförderer auch eine Erweiterung der automatischen Vorrichtung um eine weitere automatische Vorrichtung, so dass beispielsweise damit zwei solche automatischen Vorrichtungen miteinander verbunden werden können und befüllte oder nicht befüllte Probengefäße austauschen können und damit eine Ergänzung einer bereits vorhandenen automatischen Vorrichtung um eine weitere automatische Vorrichtung möglich ist.In addition to increasing the throughput of sample containers to be handled, the belt conveyor also enables the automatic device to be expanded by a further automatic device, so that, for example, two such automatic devices can be connected to one another and can replace filled or unfilled sample containers and thus supplement one already existing automatic device to another automatic device is possible.
Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Grundplatte auf- weist, innerhalb deren Außenabmessungen die Handhabungseinrichtung vorzugsweise dreidimensional verfahrbar ist.It is provided according to the invention that the device has a base plate, within the outer dimensions of which the handling device can preferably be moved three-dimensionally.
Der Förderbereich des Bandförderers kann sich dabei über die Außenabmessungen der Grundplatte hinaus erstrecken, so dass Probengefäße damit über die Außenab- messungen der Grundplatte hinaus befördert werden können und somit beispielsweise zu einem außerhalb der Grundplatte vorgesehenen Zwischenspeicher oder einer weiteren automatischen Vorrichtung für die Durchführung von chemischen bzw. biologischen Verfahren, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde.The conveyor area of the belt conveyor can extend beyond the outer dimensions of the base plate, so that sample vessels can thus be transported beyond the outer dimensions of the base plate and thus, for example, to a buffer store provided outside the base plate or to another automatic device for carrying out chemical processes or biological processes, as has already been explained above.
Der nach der Erfindung vorgesehene Bandförderer kann dabei Probengefäße zwischen einer Stapelvorrichtung für Probengefäße und der an der automatischen Vorrichtung vorgesehenen Handhabungseinrichtung befördern. Diese Stapelvorrichtung befindet sich vorzugsweise außerhalb der Grundplatte der Vorrichtung angeordnet, wobei der Bandförderer aber auch Probengefäße zwischen mindestens zwei nach- einander angeordneten Vorrichtungen zum automatischen Durchführen von biologischen bzw. chemischen Verfahren befördern kann.The belt conveyor provided according to the invention can convey sample vessels between a stacking device for sample vessels and the handling device provided on the automatic device. This stacking device is preferably arranged outside the base plate of the device, but the belt conveyor can also convey sample vessels between at least two devices arranged one after the other for the automatic implementation of biological or chemical processes.
Der Bandförderer besitzt einen Förderschlitten zur Aufnahme von Probengefäße mit unterschiedlichen Abmessungen und dem Förderschlitten zugewandten unterschied- lieh ausgebildeten Kontaktflächen. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die vom Förderschlitten des Bandförderers aufzunehmenden Probengefäße unterschiedliche dem Förderschlitten zugewandte Kontaktflächen aufweisen können, mit denen sie am Förderschlitten aufliegen und der Förderschlitten so ausgebildet ist, dass er alle die damit zu befördernden Probengefäße aufnehmen kann. Es ist dabei nach der Erfindung vorgesehen, dass die vom Bandförderer erreichbaren Endstellungen des Förderschlittens sensorisch überwacht einstellbar sind. Es können damit die Endstellungen des Förderschlittens einerseits verstellt und damit eingestellt werden. Über Sensoren in der Form von beispielsweise Lichtschranken, induktiven oder kapazitiven Sensoren oder dergleichen können die Endstellungen überwacht werden und die Programmsteuerung kann das Erreichen dieser Einstellungen überwachen, so dass sie die Versorgung des Antriebsmotors des Bandförderers mit Strom nach dem Erreichen der Endstellungen unterbricht. Auch ist eine Überwachung der Belegung des Förderschlittens mit Fördergut in der Form eines Probengefäßes oder dergleichen vorgesehen, wobei zu diesem Zweck beispielsweise über eine Lichtschranke, die die Oberseite des Förderschlittens überwacht, festgestellt wird, ob ein Probengefäß aufliegt oder nicht und damit das Verfahren des Förderschlittens freigegeben wird oder nicht.The belt conveyor has a conveyor slide for receiving sample vessels with different dimensions and differently designed contact surfaces facing the conveyor slide. In other words, this means that the sample vessels to be picked up by the conveyor carriage of the belt conveyor can have different contact surfaces facing the conveyor carriage, with which they rest on the conveyor carriage and the conveyor carriage is designed such that it can accommodate all of the sample vessels to be conveyed with it. It is provided according to the invention that the end positions of the conveyor carriage that can be reached by the belt conveyor can be set in a sensor-monitored manner. On the one hand, the end positions of the conveyor carriage can be adjusted and thus adjusted. The end positions can be monitored via sensors in the form of, for example, light barriers, inductive or capacitive sensors or the like, and the program control can monitor the attainment of these settings, so that it interrupts the supply of current to the drive motor of the belt conveyor after the end positions have been reached. Monitoring of the occupancy of the conveyor sled with conveyed material in the form of a sample vessel or the like is also provided, for which purpose a light barrier, which monitors the upper side of the conveyor sled, is used to determine whether a sample vessel is in contact or not and thus the method of the conveyor sled is released or not.
Der nach der Erfindung vorgesehene Bandförderer lässt daher eine Verbindung der automatischen Vorrichtung mit einer oder mehreren Stapelvorrichtungen oder weiteren bereits vorhandenen automatischen Vorrichtungen zu, die spezialisiert sein können und hierzu beispielsweise mehrere Thermocycler aufweisen kann, während eine damit verbundene weitere automatische Vorrichtung wiederum anderweitig spezialisiert sein kann, nämlich beispielsweise zur Vorbereitung der chemischen bzw. biologischen Verfahren, also beispielsweise zum Befüllen von Mikrotiterplatten.The belt conveyor provided according to the invention therefore allows the automatic device to be connected to one or more stacking devices or other already existing automatic devices, which can be specialized and for this purpose, for example, can have a plurality of thermal cyclers, while an associated further automatic device can in turn be specialized in another way , namely for example for the preparation of the chemical or biological processes, for example for the filling of microtiter plates.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is explained below with reference to the drawing. This shows in:
Fig. 1 eine automatische Vorrichtung mit zwei Thermocyclem und zwei Pipet- tierhaltem, sowie einem Bandförderer und einer Stapelvorrichtung zur Speicherung von Mikrotiterplatten; Fig. 2 eine Ausführungsform mit zwei hintereinander angeordneten automatischen Vorrichtungen, die über einen Bandförderer miteinander verbunden sind und eine Stapelvorrichtung als Zwischenspeicher besitzen;1 shows an automatic device with two thermal cyclers and two pipette holders, as well as a belt conveyor and a stacking device for storing microtiter plates; 2 shows an embodiment with two automatic devices arranged one behind the other, which are connected to one another via a belt conveyor and have a stacking device as an intermediate store;
Fig. 3 eine Ansicht von der Seite auf einen Bandförderer;Figure 3 is a side view of a belt conveyor.
Fig. 4 eine Ansicht von oben auf den Bandförderer nach Fig. 3;Fig. 4 is a top view of the belt conveyor of Fig. 3;
Fig. 5 eine Ansicht auf den Aufnahmerahmen des Bandförderers;Fig. 5 is a view of the receiving frame of the belt conveyor;
Fig. 6 eine Ansicht auf die Lauffläche für einen Zahnriemen des Bandförderer; undFig. 6 is a view of the tread for a toothed belt of the belt conveyor; and
Fig. 7A, B Ansichten auf den Förderschlitten des Bandförderers.7A, B are views of the conveyor sled of the belt conveyor.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt anhand einer schematischen und perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung 1 zum Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren bzw. Reaktionen in Probengefäße. An der Vorrichtung 1 befindet sich auch ein Bandförderer 2 angeordnet, der mit einer außerhalb des Arbeitsbereichs der Vorrichtung 1 angeordneten Stapelvorrichtung 3 funktional gekoppelt ist. Die Stapelvorrichtung 3 dient dabei der Aufnahme von leeren oder bereits mit zu untersuchenden Proben befüllten Probengefaßen in der Form von beispielsweise Mikrotiterplatten. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stapelvorrichtung 3 kann es sich beispielsweise um einen Zwischenspeicher in der Form eines Magazins handeln, in dem die Mikrotiterplatten übereinandergestapelt angeordnet sind und von einer Vereinzelungsvorrichtung in der Form von beispielsweise eine Hubeinrichtung nach unten befördert werden können und dort auf den näher anhand von Fig. 3 ersichtlichen Förderschlitten des Bandförderers 2 gelegt werden können. Obwohl in Fig. 1 nur eine solche Stapelvor- richtung dargestellt ist, können auch beispielsweise zwei oder mehrere dieser Stapelvorrichtungen nebeneinander vorgesehen sein, die miteinander funktional gekoppelt sind und einen Transport von Mikrotiterplatten auf den Förderschlitten des Bandförderers 2 gestatten.1 of the drawing shows, on the basis of a schematic and perspective illustration, a device 1 for carrying out chemical or biological processes or reactions in sample vessels. A belt conveyor 2 is also arranged on the device 1 and is functionally coupled to a stacking device 3 arranged outside the working area of the device 1. The stacking device 3 is used to hold empty or already filled sample containers in the form of, for example, microtiter plates. The stacking device 3 shown in FIG. 1 can be, for example, an intermediate store in the form of a magazine, in which the microtiter plates are stacked one above the other and can be conveyed downwards by a separating device in the form of, for example, a lifting device and there onto the 3 can be placed in more detail with reference to Fig. 3 conveyor sled of the belt conveyor 2. Although only one such stacking device in FIG. direction, two or more of these stacking devices can also be provided next to one another, which are functionally coupled to one another and permit the transport of microtiter plates on the conveyor slides of the belt conveyor 2.
Die Vorrichtung 1 weist eine rechteckförmige Grundplatte 4 mit zwei Stirnkanten 5 und einer vorderen und hinteren Längskante 6 auf. Auf der Grundplatte 4 ist an der hinteren Längskante 6 eine Rückwand 7 angeordnet. Am oberen Bereich ist in der Rückwand 7 eine horizontale, zur hinteren Längskante 6 der Grundplatte 4 parallele Schiene 8 vorgesehen, auf welcher zwei Roboterarme 9 in Längsrichtung der Schiene 8 (Doppelpfeil 10, X-Richtung) verfahrbar angeordnet sind. Die Roboterarme 9 sind jeweils geradlinige, steife Arme, die parallel zu den Stirnkanten 5 der Grundplatte 4 angeordnet sind. Sie stehen somit senkrecht auf der Ebene der Rückwand 7. An den Roboterarmen 9 ist jeweils ein Längsschlitz 11 vorgesehen, wobei sich durch die Längsschlitze 11 jeweils ein vertikal zur Grundplatte 4 angeordneter Betätigungsarm erstreckt. Die Betätigungsarme 12 sind jeweils entlang einer in Längsrichtung (Y- Richtung) der Roboterarme 9 verlaufende Schiene (nicht dargestellt) verfahrbar. Zusätzlich sind die Betätigungsarme 12 auch in vertikaler Richtung (Z-Richtung) verfahrbar. An einem der beiden Betätigungsarme 12 ist eine Pipettierspitze 13 und an dem anderen Betätigungsarm 12 ist eine gabelförmige Greifeinrichtung 14 befestigt. Mit der Greifeinrichtung 14 können Mikrotiterplatten aufgenommen und versetzt werden.The device 1 has a rectangular base plate 4 with two end edges 5 and a front and rear longitudinal edge 6. A rear wall 7 is arranged on the base plate 4 on the rear longitudinal edge 6. In the upper area, a horizontal rail 8 is provided in the rear wall 7, parallel to the rear longitudinal edge 6 of the base plate 4, on which two robot arms 9 are arranged to be movable in the longitudinal direction of the rail 8 (double arrow 10, X direction). The robot arms 9 are each straight, rigid arms, which are arranged parallel to the front edges 5 of the base plate 4. They are thus perpendicular to the plane of the rear wall 7. A longitudinal slot 11 is provided on each of the robot arms 9, an actuating arm arranged vertically to the base plate 4 extending through the longitudinal slots 11. The actuating arms 12 can each be moved along a rail (not shown) running in the longitudinal direction (Y direction) of the robot arms 9. In addition, the actuating arms 12 can also be moved in the vertical direction (Z direction). A pipetting tip 13 is attached to one of the two actuating arms 12 and a fork-shaped gripping device 14 is attached to the other actuating arm 12. Microtiter plates can be picked up and moved with the gripping device 14.
Auf der Grundplatte 4 sind zwei Thermocyclervorrichtungen 15 angeordnet, die schematisch mit ihrem Aufnahmebereich 16 und ihren Deckeln 17 im aufgeklappten Zustand dargestellt sind.On the base plate 4, two thermocycler devices 15 are arranged, which are shown schematically with their receiving area 16 and their lids 17 in the opened state.
Auf der Grundplatte 4 sind darüber hinaus zwei Pipettierhalter 18 ausgebildet, auf denen die Mikrotiterplatten aufgesetzt werden können. Die auf den Haltern 18 aufge- setzten Mikrotiterplatten sind bezüglich der Grundplatte 4 exakt ausgerichtet, so dass der Ort der einzelnen an den Mikrotiterplatten ausgebildeten Gefäße exakt festgelegt ist und von den Roboterarmen genau angesteuert werden können. Die Pipettierhalter 18 legen Pipettierstationen fest, an welchen das Pipettieren mittels der Pipettierspitze 13 ausgeführt werden kann.In addition, two pipetting holders 18 are formed on the base plate 4, on which the microtiter plates can be placed. The on the holders 18 Set microtiter plates are precisely aligned with respect to the base plate 4, so that the location of the individual vessels formed on the microtiter plates is precisely defined and can be controlled precisely by the robot arms. The pipetting holders 18 define pipetting stations at which the pipetting can be carried out by means of the pipetting tip 13.
Die Grundplatte 4 weist darüber hinaus ein Chemikalienreservoir 19 mit mehreren nach oben offenen Gefäßen mit diversen Chemikalien und eine Stapeleinrichtung 20 zum Aufnehmen von mehreren Mikrotiterplatten auf. Die Stapeleinrichtung 20 wird durch mehrere von der Rückwand 7 senkrecht vorstehende Stege 21 gebildet.The base plate 4 also has a chemical reservoir 19 with a plurality of vessels with various chemicals open at the top and a stacking device 20 for holding a plurality of microtiter plates. The stacking device 20 is formed by a plurality of webs 21 projecting perpendicularly from the rear wall 7.
An der Grundplatte 4 befindet sich ein Ausschnitt 22 angeordnet, in den der Bandförderer 2 eingesetzt werden kann. Die Zeichnung zeigt dabei deutlich, dass der Bandförderer 2 so in die Grundplatte 4 integriert werden kann, dass die Oberseite des Bandförderers 2 mit der Oberseite der Grundplatte 4 auf gleicher Höhe liegt und somit der Bandförderer 2 integraler Bestandteil der Vorrichtung 1 ist.On the base plate 4 there is a cutout 22 in which the belt conveyor 2 can be inserted. The drawing clearly shows that the belt conveyor 2 can be integrated into the base plate 4 in such a way that the top of the belt conveyor 2 is at the same height as the top of the base plate 4 and thus the belt conveyor 2 is an integral part of the device 1.
Der Bandförderer 2, der näher anhand von Fig. 3 der Zeichnung ersichtlich ist, ist mit einer Stapelvorrichtung 3 in der Form eines Magazins verbunden und kann aus die- sem Mikrotiterplatten in den Arbeitsbereich der Roboterarme 9 hineintransportieren, so dass diese dann beispielsweise von dem mit der Greifeinrichtung 14 versehenen Roboterarm 9 vom Bandförderer 2 abgenommen und im Arbeitsbereich der Roboterarme 9 innerhalb der gesamten Grundplatte 4 weitertransportiert werden können.The belt conveyor 2, which can be seen in more detail with reference to FIG. 3 of the drawing, is connected to a stacking device 3 in the form of a magazine and can transport microtiter plates from this into the working area of the robot arms 9, so that these can then be moved, for example, by the the robot arm 9 provided with the gripping device 14 can be removed from the belt conveyor 2 and transported further within the entire base plate 4 in the working area of the robot arms 9.
Eine aus der Stapelvorrichtung 3 stammende Mikrotiterplatte, die bereits mit den zu untersuchenden Proben befüllt ist, wird daher mit dem Bandförderer 2 in den Ver- fahrbereich der Roboterarme 9 gebracht und dort von der Greif einrichtung 14 aufgenommen und auf den Pipettierhalter 18 aufgesetzt. Über den mit der Pipettierspitze 13 versehenen Roboterarm 9 werden dann aus dem Chemikalienreservoir 19 stam- mende Chemikalien in die Mikrotiterplatte pipettiert und diese nach Abschluss des Pipettiervorgangs dann von der Greifeinrichtung 14 z.B. auf den Aufnahmebereich 16 des Thermocyclers 15 aufgesetzt. Sind in einem Thermocycler 15 eine Mikrotiterplatte und eine diese verschließende und nicht näher dargestellte Abdeckmatte eingebracht, so werden die motorgetriebenen Deckel 17 der jeweiligen Thermocyc- lervorrichtung 15 automatisch geschlossen und das entsprechende Verfahren kann beginnen. Wenn dann das chemische bzw. biologische Verfahren beendet ist, so öffnen sich die Deckel 17 wiederum selbständig und die Abdeckmatte kann über die Greifeinrichtung 14 entnommen und an der Grundplatte 4 abgelegt werden.A microtiter plate originating from the stacking device 3 and which is already filled with the samples to be examined is therefore brought with the belt conveyor 2 into the travel area of the robot arms 9 and is picked up there by the gripping device 14 and placed on the pipette holder 18. The robot arm 9 provided with the pipette tip 13 is then used to extract chemicals from the chemical reservoir 19. chemicals are pipetted into the microtiter plate and then placed on the receiving area 16 of the thermal cycler 15 by the gripping device 14 after completion of the pipetting process. If a microtiter plate and a cover mat which seals it and is not shown in more detail are introduced into a thermal cycler 15, the motor-driven covers 17 of the respective thermocycler device 15 are automatically closed and the corresponding method can begin. When the chemical or biological process is then ended, the lids 17 open again automatically and the covering mat can be removed via the gripping device 14 and placed on the base plate 4.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt nun zwei nacheinander angeordnete Vorrichtungen 1 zum automatischen Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, besitzt die in der Zeichnung links dargestellte Vorrichtung 1 vier Pipettierhalter 18, auf die über den mit der Greifeinrichtung 14 ausgestat- teten Roboterarm 9 Mikrotiterplatten aufgelegt werden können, so dass über die Pipettierspitze 13 Chemikalien aus dem Chemikalienreservoir 19 in die Mikrotiterplatten eingebracht werden können. Bei dieser Vorrichtung ist es beispielsweise auch möglich, einen nicht näher dargestellten weiteren Roboterarm 9 mit einer weiteren Pipettierspitze 13 vorzusehen, so dass über den Greifer 14 Mikrotiterplatten auf die Pipet- tierhalter 18 aufgelegt werden, und dann über die beiden Pipettierspitzen gleichzeitig zwei Mikrotiterplatten mit Reagenzien aus dem Chemikalienreservoir 19 befüllt werden.2 of the drawing now shows two devices 1 arranged one after the other for automatically carrying out chemical or biological processes. As can be readily seen, the device 1 shown on the left in the drawing has four pipetting holders 18, onto which 9 microtiter plates can be placed over the robot arm equipped with the gripping device 14, so that chemicals from the chemical reservoir 19 in can be placed over the pipetting tip 13 the microtiter plates can be inserted. With this device it is also possible, for example, to provide a further robot arm 9 (not shown in more detail) with a further pipetting tip 13, so that 14 microtiter plates are placed on the pipetting holder 18 via the gripper, and then two microtiter plates with reagents are simultaneously applied via the two pipetting tips be filled from the chemical reservoir 19.
Die dann mit den zu untersuchenden Proben und mit den Reagenzien befüllten Mikrotiterplatten können mittels des Greifers 14 in der in der Rückwand 7 vorgesehenen Stapeleinrichtung 20 zwischengespeichert werden. Auch ist es möglich, die so befüllten Mikrotiterplatten über den Bandförderer 2 in die Stapelvorrichtung 3 zurück- zutransportieren, wo sie zwischengespeichert werden, bis sie über den Bandförderer 2, den Greifer 14 und den weiteren Bandförderer 23 zu der in der Zeichnung in der rechten Hälfte dargestellten weiteren Vorrichtung 1 transportiert werden. Beide Bandförderer 2 und 23 sind in der vorstehend beschriebenen Weise in die jeweiligen Grundplatten 4 integriert und sorgen für einen Transport der unterschiedlichen Mikrotiterplatten über die entsprechend ausgebildeten Förderschlitten.The microtiter plates then filled with the samples to be examined and with the reagents can be temporarily stored in the stacking device 20 provided in the rear wall 7 by means of the gripper 14. It is also possible to transport the microtiter plates filled in this way back via the belt conveyor 2 into the stacking device 3, where they are stored temporarily until they are transferred via the belt conveyor 2, the gripper 14 and the further belt conveyor 23 to the one shown in the drawing in FIG right half shown further device 1 can be transported. Both belt conveyors 2 and 23 are integrated in the respective base plates 4 in the manner described above and ensure that the different microtiter plates are transported via the appropriately designed conveyor slides.
Die in der Zeichnung in der rechten Hälfte dargestellte Vorrichtung 1 weist bei der dargestellten Ausführungsform nur einen Roboterarm 9 mit einem Greifer 14 auf, der die mit Probensubstanzen und mit Reagenzien befüllten Mikrotiterplatten von dem Bandförderer 23 abnehmen und in die dargestellten vier Thermocycler einsetzen kann. In diesen läuft dann, wie es vorstehend bereits erläutert wurde, ein chemisches oder biologisches Verfahren ab.The device 1 shown in the right half of the drawing in the embodiment shown has only one robot arm 9 with a gripper 14 which can remove the microtiter plates filled with sample substances and reagents from the belt conveyor 23 and insert them into the four thermal cyclers shown. A chemical or biological process then takes place in these, as has already been explained above.
Fig. 2 der Zeichnung macht ersichtlich, dass die in der linken Hälfte dargestellte Vorrichtung 1 so ausgebildet wurde, dass mit ihr an einer möglichst großen Zahl von Mikrotiterplatten ein Pipettiervorgang weitgehend gleichzeitig ausgeführt werden kann, während die in der rechten Hälfte der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 1 zur Durchführung einer möglichst großen Zahl von chemischen bzw. biologischen Verfahren oder Reaktionen ausgebildet wurde. Der Bandförderer 23 dient dabei dem Transport von vorbereiteten Mikrotiterplatten zu der Vorrichtung 1 , die der Durchführung der chemischen bzw. biologischen Reaktionen dient, während der Bandförderer 2 für den Transport von vorzubereitenden Probengefaßen dient.FIG. 2 of the drawing shows that the device 1 shown in the left half has been designed such that it can be used to carry out a pipetting process largely simultaneously at the largest possible number of microtiter plates, while the device 1 shown in the right half of the drawing was trained to carry out the largest possible number of chemical or biological processes or reactions. The belt conveyor 23 is used to transport prepared microtiter plates to the device 1, which is used to carry out the chemical or biological reactions, while the belt conveyor 2 is used to transport sample vessels to be prepared.
Fig. 3 der Zeichnung zeigt in einer Ansicht von der Seite eine Ausführungsform des Bandförderers 2, 23 nach der Erfindung.Fig. 3 of the drawing shows a side view of an embodiment of the belt conveyor 2, 23 according to the invention.
Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist der Bandförderer einen Aufnahmerahmen 24 auf, der in die Grundplatte 4 der Vorrichtung 1 integral eingesetzt werden kann, so dass auch eine nachträgliche Ergänzung einer Vorrichtung 3 um den Bandförderer 3, 23 möglich ist. Der Aufnahmerahmen 24 zeichnet sich durch eine insgesamt langgestreckte Konfiguration aus, so dass der Verfahrweg in X-Richtung (Doppelpfeil 25) durch eine Veränderung der Längserstreckung des Aufnahmerahmens 24 angepasst werden kann.As can be easily seen, the belt conveyor has a receiving frame 24 which can be inserted integrally into the base plate 4 of the device 1, so that the belt conveyor 3, 23 can also be supplemented later. The receiving frame 24 is characterized by an overall elongated configuration, so that the travel path in the X direction (double arrow 25) can be adapted by changing the longitudinal extent of the receiving frame 24.
Innerhalb des Aufnahmerahmens 24 sind gestrichelt dargestellt eine dort drehbar gelagerte Umlenkrolle 26 sowie eine an dem gegenüberliegenden Endbereich des Aufnahmerahmens 24 dort ebenfalls drehbar gelagerte Antriebsrolle 27 angeordnet, wobei die beiden Rollen in der dargestellten Ausführungsform mit einem verzahnten Außenprofil versehen sind, da der am Aufnahmerahmen 24 in Axiallängsrichtung geführt verschiebbare Förderschlitten 28 über einen Zahnriemen 29 betätigt wird.Arranged in dashed lines within the receiving frame 24 are a deflecting roller 26 which is rotatably mounted there and a drive roller 27 which is also rotatably mounted there at the opposite end region of the receiving frame 24, the two rollers in the embodiment shown being provided with a toothed outer profile since the one on the receiving frame 24 Conveyor slide 28, which is displaceable in the axial longitudinal direction, is actuated via a toothed belt 29.
Wie es ohne weiteres anhand von Fig. 3 der Zeichnung ersichtlich ist, wird die Antriebsrolle 27 von einem unterhalb des Aufnahmerahmens 24 lösbar angeflanschten Antriebsmotor 30, dem ein Getriebe nachgeschaltet sein kann, angetrieben und zwar über einen schematisch dargestellten Antriebsriemen 31. Zwischen dem Aufnahmerahmen 24 und dem Aufnahmerahmen 32 für den Antriebsmotor 30 ist ein Vibrationsabsorber 33 in der Form beispielsweise eines Elastomers zur Schwingungsentkopplung des Aufnahmerahmens 24 vom Aufnahmerahmen 32 angeordnet. Obwohl in der dargestellten Ausführungsform ein Zahnriemen 29 und ein Riemenantrieb 31 für die Betätigung des Förderschlittens 28 dargestellt worden ist, ist es für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass statt des Riemenantriebs 31 beispielsweise auch ein direkt mit der Antriebsrolle 27 angeflanschter Motor 30 oder ein anderes Antriebskonzept verwendet werden könnte.As is readily apparent from FIG. 3 of the drawing, the drive roller 27 is driven by a drive motor 30 which is detachably flanged underneath the receiving frame 24 and to which a transmission can be connected, via a schematically illustrated drive belt 31. Between the receiving frame 24 and the receiving frame 32 for the drive motor 30 is a vibration absorber 33 in the form of, for example, an elastomer for vibration decoupling of the receiving frame 24 from the receiving frame 32. Although a toothed belt 29 and a belt drive 31 for actuating the conveyor carriage 28 have been shown in the illustrated embodiment, it is readily apparent to the person skilled in the art that instead of the belt drive 31, for example, a motor 30 directly flanged to the drive roller 27 or another one Drive concept could be used.
Der Aufnahmerahmen 24 weist Langlöcher 34 auf, in denen einstellbar Sensoren angeordnet werden können, mittels deren das Erreichen der Endstellung des Förderschlittens 28 festgestellt werden kann, deren Signale von einer Steuereinrichtung für die Vorrichtungen 1 ausgewertet werden können, und die dann nach Erreichen der voreingestellten Endstellung die Stromzufuhr zum Antriebsmotor 30 unterbricht.The receiving frame 24 has elongated holes 34 in which adjustable sensors can be arranged, by means of which the reaching of the end position of the conveyor carriage 28 can be determined, the signals of which can be evaluated by a control device for the devices 1, and which after reaching the preset end position, the power supply to the drive motor 30 is interrupted.
Fig. 4 der Zeichnung zeigt nun eine Draufsichtansicht auf den Bandförderer 3 mit dem dort entlang der Richtung des Doppelpfeils 25 axial geführt bewegbaren Förder- schütten 28 und dem Antriebszahnriemen 29 sowie einem weiteren Riemen oder Antriebszahnriemen 35, die über die Antriebsrolle 27 vom Motor 30 angetrieben werden können.4 of the drawing now shows a top view of the belt conveyor 3 with the conveyor chutes 28 which can be moved axially along the direction of the double arrow 25 and the drive toothed belt 29 as well as a further belt or drive toothed belt 35 which is driven by the motor 30 via the drive roller 27 can be.
Die beiden Riemen 29, 35 laufen dabei auf einer in Fig. 6 dargestellten Lauffläche 36, die am Aufnahmerahmen 24 an der Oberseite lösbar befestigt ist und beispielsweise eine den Gleitwiderstand zwischen den Riemen 29, 35 und der Lauffläche 36 verringernde Beschichtung aufweisen kann.The two belts 29, 35 run on a tread 36 shown in FIG. 6, which is detachably attached to the upper side of the receiving frame 24 and can, for example, have a coating which reduces the sliding resistance between the belts 29, 35 and the tread 36.
Die Anordnung der Lauffläche 36 (Fig. 6) an der Oberseite des Aufnahmerahmens 24, der in Fig. 5 dargestellt ist, wird dabei so gewählt, dass für die Anordnung und Einstellung von Sensoren für die Feststellung der Einstellung des Verfahrwegs des Förderschlittens 28 vorgesehene Langlöcher 34 sowohl an der Seitenwand des Aufnahmerahmens 24 als auch im Bereich der Oberseite und der Lauffläche 36 frei bleiben.The arrangement of the running surface 36 (FIG. 6) on the upper side of the receiving frame 24, which is shown in FIG. 5, is selected such that elongated holes provided for the arrangement and setting of sensors for determining the setting of the travel path of the conveyor carriage 28 34 remain free both on the side wall of the receiving frame 24 and in the area of the upper side and the running surface 36.
Fig. 7 der Zeichnung zeigt in Fig. 7A in einer Ansicht von oben den Förderschlitten 28 des Bandförderers 3 nach der Erfindung. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist der Förderschlitten 28 eine insgesamt rechteckförmige Konfiguration auf und ist für die Aufnahme von Fördergut in der Form von beispielsweise Mikrotiterplatten mit un- terschiedlichen dem Förderschlitten 28 zugewandten Kontaktflächen ausgebildet. Zu diesem Zweck weist der Förderschlitten 28 an seiner dem Fördergut zugewandten Oberseite 37 verschiedene Profile in der Form von Rasterungen und dergleichen auf, die mit flächen- und formkomplementären Rasterungen an der Kontaktfläche des Förderguts übereinstimmen, so dass ein sicherer Transport des Förderguts an dem Förderschlitten 28 möglich ist, ohne dass das Fördergut in der Form beispielsweise der Mikrotiterplatten von dem Förderschlitten 28 bei der Bewegung entlang der Lauffläche 36 herunterfallen kann. Ein Beispiel einer solchen Rasterung ist in Fig. 7B in der Form der schrägen Flächen 38 dargestellt, die in eine Ausnehmung 39 überge- hen, in die ein Vorsprung an der dem Förderschlitten 28 zugewandten Kontaktfläche einer Mikrotiterplatte eingreifen kann. Die schrägen Fläche 38 wirken dabei gleichzeitig als Zentrierflächen, so dass eine von der Greifeinrichtung 14 eines Roboterarms 9 zum Förderschlitten 28 transportierte Mikrotiterplatte von dem Roboterarm zentriert auf dem Förderschlitten 28 abgelegt werden kann. Der Förderschlitten 28 weist dar- über hinaus an seiner Oberseite ein Langloch 40 auf, durch das ein Lichtstrahl einer im Aufnahmerahmen 24 angeordneten Lichtschranke hindurch treten kann. Wenn am Förderschlitten 28 ein Probengefäß aufliegt, so wird der Lichtstrahl daran reflektiert und fällt auf eine Empfängerzelle der Lichtschranke zurück, wodurch festgestellt werden kann, ob auf dem Förderschlitten 28 Fördergut aufliegt oder nicht, was zur An- Steuerung der Bewegung des Förderschlittens 28 ausgewertet werden kann.Fig. 7 of the drawing shows in Fig. 7A in a view from above the conveyor carriage 28 of the belt conveyor 3 according to the invention. As can be readily seen, the conveyor slide 28 has an overall rectangular configuration and is designed for receiving conveyed goods in the form of, for example, microtiter plates with different contact surfaces facing the conveyor slide 28. For this purpose, the conveyor carriage 28 has on its upper side 37 facing the material to be conveyed different profiles in the form of grids and the like, which correspond to surface and shape-complementary grids on the contact surface of the material to be conveyed, so that a safe transport of the material to be conveyed Conveyor carriage 28 is possible without the material to be conveyed, for example in the form of the microtiter plates, falling from the conveyor carriage 28 during movement along the running surface 36. An example of such a grid is shown in FIG. 7B in the form of the inclined surfaces 38, which merge into a recess 39 into which a projection on the contact surface of a microtiter plate facing the conveyor slide 28 can engage. The inclined surface 38 simultaneously act as centering surfaces, so that a microtiter plate transported from the gripping device 14 of a robot arm 9 to the conveyor slide 28 can be placed centered on the conveyor carriage 28 by the robot arm. The conveyor carriage 28 also has an elongated hole 40 on its top through which a light beam from a light barrier arranged in the receiving frame 24 can pass. If a sample vessel lies on the conveyor carriage 28, the light beam is reflected there and falls back onto a receiver cell of the light barrier, whereby it can be determined whether or not material to be conveyed rests on the conveyor carriage 28, which can be evaluated to control the movement of the conveyor carriage 28 can.
Zum Durchtritt des Lichtstrahls weist auch die in Fig. 6 dargestellte Lauffläche 36 zwei Länglöcher 41 auf, die sich im Bereich der endseitigen Endstellungen des Förderschlittens 28 oberhalb der Lauffläche 36 ausgebildet befinden.For the passage of the light beam, the running surface 36 shown in FIG. 6 also has two elongated holes 41 which are formed in the region of the end positions of the conveyor slide 28 above the running surface 36.
Wie es deutlich anhand der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Bandförderer 2, 23 in die Grundplatte 4 der Vorrichtung so integrierbar, dass die Oberseite des Bandförderers 2, 23 mit der Oberseite der Grundplatte 4 auf gleicher Höhe liegt und somit der Bandförderer 2, 23 integraler Bestandteil der Vorrichtung ist.As can be clearly seen from the drawing, the belt conveyor 2, 23 can be integrated into the base plate 4 of the device in such a way that the top of the belt conveyor 2, 23 is at the same height as the top of the base plate 4 and thus the belt conveyor 2, 23 is more integral Is part of the device.
Durch diese Integration wird einerseits ein platzsparender Aufbau der Vorrichtung erreicht und andererseits kann damit auch der Aufwand für die Verfahrbewegungen der Handhabungseinrichtung 9 verringert werden. Die mit der Grundplatte 4 ebene Integration des Bandförderders 3, 23 sorgt nämlich für eine ebene Kontur des von der Handabungseinrichtung 9 überfahrbaren Verfahrbereichs, womit der Teach-in Aufwand bei der Programmierung der Verfahrwege der Handhabungseinrichtung 9 ver- rindert wird. Auch wird die Fehlersicherheit der Vorrichtung erhöht, da bei einer e- ventuellen Fehlfunktion des Bandförderers 2, 23 ein damit transportiertes Probenge- faß auf gleicher Höhe auf die Grundplatte verschoben wird und nicht vom Bandförderer auf die Grundplatte herunter fällt.This integration, on the one hand, achieves a space-saving structure of the device and, on the other hand, the effort for the movement of the handling device 9 can be reduced. The level with the base plate 4 integration of the belt conveyor 3, 23 namely ensures a flat contour of the Manual handling device 9 traversable travel area, which reduces the teach-in effort when programming the travel paths of the handling device 9. The reliability of the device is also increased, since in the event of a possible malfunction of the belt conveyor 2, 23, a sample container transported with it is shifted onto the base plate at the same height and does not fall off the belt conveyor onto the base plate.
Die mit dem Bandförderer ausgestattete Vorrichtung zeichnet sich daher durch einen ausgesprochen hohen Grad an Variabilität aus, da mit dem Bandförderer beispiels- weise zwei Vorrichtungen zum automatischen Durchführen eines chemischen bzw. biologischen Verfahren gekoppelt werden können. Auch ist es möglich, mehrere derartige Vorrichtungen über mehrere Bandförderer miteinander zu verbinden, wobei jede einzelne Vorrichtung eine hochgradig spezialisierte Aufgabe erfüllt und über die Kopplung der mehreren Vorrichtungen erreicht wird, dass der Durchsatz der damit zu verarbeitenden Probengefäße erheblich gesteigert werden kann. Bei einer solchen Anordnung ist es beispielsweise auch möglich, zwischen den einzelnen Vorrichtungen jeweils Zwischenlager in der Form von Stapelvorrichtungen vorzusehen, die mit Bandförderern verbunden sind und die für die Zwischenspeicherung von beispielsweise Mikrotiterplatten ausgebildet sind, so dass ein kontinuierlicher Transport der zu verarbeitenden Mikrotiterplatten durch diese so geschaffene Linie von mehreren hintereinander angeordneten Vorrichtungen zum automatischen Vorbereiten und Durchführen von chemischen bzw. biologischen Verfahren geschaffen wurde.The device equipped with the belt conveyor is therefore characterized by an extremely high degree of variability, since, for example, two devices for automatically carrying out a chemical or biological process can be coupled to the belt conveyor. It is also possible to connect a plurality of such devices to one another via a plurality of belt conveyors, each individual device fulfilling a highly specialized task and by coupling the plurality of devices achieving that the throughput of the sample vessels to be processed can be increased considerably. With such an arrangement it is also possible, for example, to provide intermediate storage in the form of stacking devices between the individual devices, which are connected to belt conveyors and are designed for the intermediate storage of, for example, microtiter plates, so that the microtiter plates to be processed are continuously transported through them thus created line of several devices arranged one behind the other for the automatic preparation and implementation of chemical or biological processes was created.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen. With regard to the features of the invention not explained in detail above, reference is expressly made to the claims and the drawing.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Vorrichtung zum automatischen Durchführen von chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren in Probengefaßen, insbesondere zum Sequenzieren und Amplifizieren von Nucleinsäuresequenzen, mit mindestens einer Einrichtung zum1. Device for automatically carrying out chemical or biological processes in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences, with at least one device for
Vorbereiten und/oder Durchführen der Verfahren und mindestens einer Handhabungseinrichtung (9) zum Handhaben der Probengefäße und einem Bandförderer (2; 23) zum Zuführen und/oder Abtransportieren der Probengefäße zur Handha- bungseinrichung (9) hin und/oder von dieser weg, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Förderbereich des Bandförderers (2; 23) über die Außenabmessungen einer Grundplatte (4) der Vorrichtung hinaus erstreckt und der Bandförderer Preparing and/or carrying out the method and at least one handling device (9) for handling the sample vessels and a belt conveyor (2; 23) for feeding and/or transporting the sample vessels to and/or away from the handling device (9), thereby characterized in that the conveying area of the belt conveyor (2; 23) extends beyond the outer dimensions of a base plate (4) of the device and the belt conveyor
(2) einen Förderschlitten (28) zur Aufnahme von Probengefaßen mit unterschiedlichen Abmessungen und dem Förderschlitten (28) zugewandten Kontaktflächen besitzt.(2) has a conveyor carriage (28) for receiving sample vessels with different dimensions and contact surfaces facing the conveyor carriage (28).
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Pipettieren und/oder zur Durchführung des PCR-Verfahrens, und/oder zum Sequenzieren von Nucleinsäuresequenzen und/oder zur Vorbereitung von Proben für die Elektrophorese und/oder zur Durchführung der SNP-Analyse und/oder zur Aufreinigung von DNA ausgebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that the device for pipetting and/or for carrying out the PCR method, and/or for sequencing nucleic acid sequences and/or for preparing samples is designed for electrophoresis and/or to carry out SNP analysis and/or to purify DNA.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Grundplatte (4), innerhalb deren Außenabmessungen die Handhabungseinrichtung (9) vorzugsweise dreidimensional verfahrbar ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized by a base plate (4), within whose external dimensions the handling device (9) can preferably be moved three-dimensionally.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2) Probengefäße zwischen einer Stapelvorrichtung (3) für Pro- bengefäße und der Handhabungseinrichtung (9) befördert.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the belt conveyor (2) transports sample vessels between a stacking device (3) for sample vessels and the handling device (9).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelvorrichtung (3) ausserhalb der Grundplatte (4) der Vorrichtung angeordnet ist.5. Device according to claim 4, characterized in that the stacking device (3) is arranged outside the base plate (4) of the device.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (23) Probengefäße zwischen mindestens zwei nacheinander angeordneten Vorrichtungen befördert.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the belt conveyor (23) transports sample vessels between at least two devices arranged one after the other.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2) einen Förderschlitten (28) zur Aufnahme von Probengefaßen mit unterschiedlichen Abmessungen und dem Förderschlitten (28) zugewandten Kontaktflächen besitzt.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the belt conveyor (2) has a conveyor carriage (28) for receiving sample vessels with different dimensions and contact surfaces facing the conveyor carriage (28).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) die Probengefäße motorgetrieben programmgesteuert befördert.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the belt conveyor (2; 23) transports the sample vessels under program control in a motor-driven manner.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Bandförderer (2; 23) erreichbaren Endstellungen des Förderschlittens (28) sensorisch überwacht einstellbar sind und/oder dass die Belegung des Förderschlittens mit Fördergut sensorisch überwacht ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the end positions of the conveyor carriage (28) which can be reached by the belt conveyor (2; 23) can be adjusted using sensor monitoring and/or that the occupancy of the conveyor carriage with conveyed goods is monitored using sensors.
10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderschlitten (28) axial geführt auf einem Aufnahmerahmen (24) läuft.10.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the conveyor carriage (28) runs axially guided on a receiving frame (24).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) mindestens einen Zahnriemen (29) zum Antrieb des Förderschlittens (28) besitzt.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the belt conveyor (2; 23) has at least one toothed belt (29) for driving the conveyor carriage (28).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (29) auf einer am Aufnahmerahmen (24) angeordneten Lauffläche (36) läuft.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the toothed belt (29) runs on a running surface (36) arranged on the receiving frame (24).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) Probengefäße zwischen einer Einrichtung zum Vorbereiten und einer Einrichtung zum Durchführen von chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren befördert, die an mindestens zwei und mit dem Bandförderer (2; 23) zum Transport von vorbereiteten Probengefaßen verbundenen Vor- richtungen stattfinden.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the belt conveyor (2; 23) transports sample vessels between a device for preparing and a device for carrying out chemical or biological processes, which are carried out on at least two and with the belt conveyor (2 ; 23) devices connected to the transport of prepared sample containers take place.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) vorbereitete Probengefäße zwischen einer Stapelvorrichtung (3) für Probengefäße und einer Vorrichtung zur Durchführung von chemi- sehen beziehungsweise biologischen Verfahren befördert.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the belt conveyor (2; 23) transports prepared sample vessels between a stacking device (3) for sample vessels and a device for carrying out chemical or biological processes.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) unvorbereitete Probengefäße zwischen einer Stapelvor- richtung (3) für Probengefäße und einer Vorrichtung zur Vorbereitung von chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren befördert.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the belt conveyor (2; 23) unprepared sample vessels between a stacking pre- Direction (3) for sample vessels and a device for preparing chemical or biological processes.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandförderer (2; 23) die vorbereiteten Probengefäße zu einer Stapelvorrichtung (3) für vorbereitete Probengefäße befördert, diese dort zwischengespeichert werden und vom Bandförderer (2; 23) zu einer Vorrichtung zum Durchführen von chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren befördert werden und der Bandförderer (2; 23) die Probengefäße nach der Durchführung der chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren zu einer Stapelvorrichtung (3) befördert.16. The device according to claim 15, characterized in that the belt conveyor (2; 23) transports the prepared sample vessels to a stacking device (3) for prepared sample vessels, these are temporarily stored there and from the belt conveyor (2; 23) to a device for carrying out chemical or biological processes are transported and the belt conveyor (2; 23) transports the sample vessels to a stacking device (3) after the chemical or biological processes have been carried out.
17. Vorrichtung zum automatischen Durchführen von chemischen beziehungsweise biologischen Verfahren in Probengefaßen, insbesondere zum Sequenzieren und Amplifizieren von Nucleinsäuresequenzen, mit mindestens einer Einrichtung zum Vorbereiten und/oder Durchführen der Verfahren und mindestens einer Handhabungseinrichtung (9) zum Handhaben der Probengefäße und einem Bandförderer (2; 23) zum Zuführen und/oder Abtransportieren der Probengefäße zur Handha- bungseinrichung (9) hin und/oder von dieser weg, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Förderbereich des Bandförderers (2; 23) über die Außenabmessungen einer Grundplatte (4) der Vorrichtung hinaus erstreckt und der Bandförderer (2;17. Device for automatically carrying out chemical or biological processes in sample vessels, in particular for sequencing and amplifying nucleic acid sequences, with at least one device for preparing and / or carrying out the processes and at least one handling device (9) for handling the sample vessels and a belt conveyor (2 ; 23) for feeding and/or transporting the sample vessels to and/or away from the handling device (9), characterized in that the conveying area of the belt conveyor (2; 23) extends over the external dimensions of a base plate (4) of the device extends out and the belt conveyor (2;
23) in die Grundplatte (4) der Vorrichtung integrierbar ist insbesondere derart, dass die Oberseite des Bandförderers (2; 23) mit der Oberseite der Grundplatte (4) auf gleicher Höhe liegt und somit der Bandförderer (2; 23) integraler Bestandteil der Vorrichtung (1) ist. Bezugszeichenliste23) can be integrated into the base plate (4) of the device in particular in such a way that the top of the belt conveyor (2; 23) is at the same height as the top of the base plate (4) and thus the belt conveyor (2; 23) is an integral part of the device (1) is. Reference symbol list
25 23. Bandförderer25 23. Belt conveyor
1. Vorrichtung 24. Aufnahmerahmen1. Device 24. Receiving frame
2. Bandförderer 25. Doppelpfeil 3. Stapelvorrichtung 26. Umlenkrolle2. Belt conveyor 25. Double arrow 3. Stacking device 26. Deflection roller
4. Grundplatte 27. Antriebsrolle4. Base plate 27. Drive roller
5. Stirnkanten 30 28. Förderschlitten5. End edges 30 28. Conveyor carriage
6. Längskante 29. Zahnriemen6. Longitudinal edge 29. Timing belt
7. Rückwand 30. Antriebsmotor 8. Schiene 31. Antriebsriemen7. Back panel 30. Drive motor 8. Rail 31. Drive belt
9. Roboterarme 32. Aufnahmerahmen9. Robotic arms 32. Recording frames
10. Doppelpfeil 35 33. Vibrationsabsorber10. Double arrow 35 33. Vibration absorber
11. Längsschlitz 34. Langloch11. Longitudinal slot 34. Elongated hole
12. Betätigungsarme 35. Riemen 13. Pipettenspitze 36. Lauffläche12. Actuating arms 35. Belt 13. Pipette tip 36. Running surface
14. Greifereinrichtung 37. Oberseite14. Gripper device 37. Top side
15. Thermocyclervorrichtung 40 38. schräge Fläche15. Thermocycler device 40 38. inclined surface
16. Aufnahmebereich 39. Ausnehmung16. Recording area 39. Recess
17. Deckel 40. Langloch17. Lid 40. Elongated hole
18. Pipettierhalter 41. Langloch18. Pipette holder 41. Elongated hole
19. Chemikalienreservoir19. Chemical reservoir
20. Stapeleinrichtung 4520. Stacking device 45
21. Stege21. Bridges
22. Ausschnitt 22. Detail
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1615037A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-11 Boehringer Mannheim Gmbh An apparatus for liquid handling with multiple transfer tools
CH696030A5 (en) * 2003-03-21 2006-11-30 Tecan Trading Ag Apparatus and their use for the manipulation of samples.
EP2755033A3 (en) * 2013-01-09 2017-12-27 Hamilton Bonaduz AG Sample processing system having a dosing device and thermal cycler
GB2615525A (en) * 2022-02-04 2023-08-16 Automata Tech Limited A workbench system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3841961A1 (en) * 1988-12-14 1990-06-21 Dynatech Ag Branch Denkendorf Device for the analysis of physiological or other liquids in the recesses of a microtest plate
US5443791A (en) * 1990-04-06 1995-08-22 Perkin Elmer - Applied Biosystems Division Automated molecular biology laboratory
WO1999026070A2 (en) * 1997-11-19 1999-05-27 Mwg-Biotech Ag Method for automatic implementation of chemical or biological methods
US5985214A (en) * 1997-05-16 1999-11-16 Aurora Biosciences Corporation Systems and methods for rapidly identifying useful chemicals in liquid samples
DE19835071A1 (en) * 1998-08-04 2000-02-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Transport system for handling microtiter plates

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58105065A (en) * 1981-12-17 1983-06-22 Olympus Optical Co Ltd Analyzer based on emmunological agglutination
WO1986001824A1 (en) * 1984-09-18 1986-03-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Apparatus for sorting cells
GR871619B (en) * 1986-10-31 1988-03-03 Genetic Systems Corp Automated patient sample analysis instrument
GB8816982D0 (en) * 1988-07-16 1988-08-17 Probus Biomedical Ltd Bio-fluid assay apparatus
JPH03284445A (en) * 1990-03-30 1991-12-16 Aisin Seiki Co Ltd Wiper device
US5345395A (en) * 1991-10-31 1994-09-06 Baxter Diagnostics Inc. Specimen processing and analyzing systems and methods using photometry
US5266272A (en) * 1991-10-31 1993-11-30 Baxter Diagnostics Inc. Specimen processing and analyzing systems with a station for holding specimen trays during processing
WO1994001781A1 (en) * 1992-07-01 1994-01-20 Behring Diagnostics, Inc. Automated analytical instrument having a fluid sample holding tray transport assembly
US5332549A (en) * 1992-07-01 1994-07-26 Pb Diagnostic Systems, Inc. Assay module transport apparatus for use in an automated analytical instrument
US6323035B1 (en) * 1997-09-24 2001-11-27 Glaxo Wellcome, Inc. Systems and methods for handling and manipulating multi-well plates
DE69837962T2 (en) * 1997-11-05 2008-02-28 Caliper Life Sciences, Inc., Mountain View Robot system for processing chemical products
US5928952A (en) * 1997-11-05 1999-07-27 Zymark Corporation Scheduled system and method for processing chemical products
WO1999036787A1 (en) * 1998-01-16 1999-07-22 Discovery Technologies Ag Method and device for conducting a large number of identical biological/chemical tests on the microscale

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3841961A1 (en) * 1988-12-14 1990-06-21 Dynatech Ag Branch Denkendorf Device for the analysis of physiological or other liquids in the recesses of a microtest plate
US5443791A (en) * 1990-04-06 1995-08-22 Perkin Elmer - Applied Biosystems Division Automated molecular biology laboratory
US5985214A (en) * 1997-05-16 1999-11-16 Aurora Biosciences Corporation Systems and methods for rapidly identifying useful chemicals in liquid samples
WO1999026070A2 (en) * 1997-11-19 1999-05-27 Mwg-Biotech Ag Method for automatic implementation of chemical or biological methods
DE19835071A1 (en) * 1998-08-04 2000-02-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Transport system for handling microtiter plates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NEWMAN A R: "SEND IN THE ROBOTS", ANALYTICAL CHEMISTRY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY. COLUMBUS, US, vol. 62, no. 1, 1990, pages 29A - 32A,34A, XP000114384, ISSN: 0003-2700 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH696030A5 (en) * 2003-03-21 2006-11-30 Tecan Trading Ag Apparatus and their use for the manipulation of samples.
EP1615037A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-11 Boehringer Mannheim Gmbh An apparatus for liquid handling with multiple transfer tools
EP2755033A3 (en) * 2013-01-09 2017-12-27 Hamilton Bonaduz AG Sample processing system having a dosing device and thermal cycler
US10294522B2 (en) 2013-01-09 2019-05-21 Hamilton Bonaduz Ag Sample handling system with dosing device and thermal cycler
EP2755033B1 (en) 2013-01-09 2019-05-22 Hamilton Bonaduz AG Sample processing system having a dosing device and thermal cycler
EP3564680A1 (en) * 2013-01-09 2019-11-06 Hamilton Bonaduz AG Sample processing system having a dosing device and thermal cycler
GB2615525A (en) * 2022-02-04 2023-08-16 Automata Tech Limited A workbench system

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Publication number Publication date
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