(57)【要約】  ラボラトリ試料容器（２）内に収容されたラボラトリ試料（１）を処理するための装置（１００）であって、この装置（１００）が：ラボラトリ試料容器（２）中の異なる垂直方向位置での透過率を感知するための光学感知ユニット（３）と、先端部（１１）を有する先端部感知ユニット（４）であって、試料（１）に対する先端部（１１）の位置に応じた先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するように構成された先端部感知ユニット（４）と、透過率および先端部感知ユニット（４）によって提供される先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じてラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成されたプロセス制御ユニット（５）と、を備える。【選択図】図１
2019520584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラボラトリ試料容器（２）内に収容されたラボラトリ試料（１）を処理するための装置（１００）であって、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）中の異なる垂直方向位置での透過率を感知するための光学感知ユニット（３）と、
−  先端部（１１）を有する先端部感知ユニット（４）であって、前記試料（１）に対する前記先端部（１１）の位置に応じた先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するように構成された先端部感知ユニット（４）と、
−  前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成されたプロセス制御ユニット（５）と
を備える
装置（１００）。
【請求項２】
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記透過率に応じて前記ラボラトリ試料容器（２）内の前記ラボラトリ試料（１）の第１のレベルを決定するように構成され、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）の第２のレベルを決定するように構成され、
−  前記第１のレベルおよび前記第２のレベルが所与の閾値より小さい範囲で異なる場合、前記プロセス制御ユニット（５）が前記ラボラトリ試料（１）のピペット操作を引き起こすように構成され、
−  前記第１のレベルおよび前記第２のレベルが前記所与の閾値を超えて異なる場合、前記プロセス制御ユニット（５）が前記ラボラトリ試料（１）の廃棄および／または目印をつけることを引き起こすように構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
−  前記光学感知ユニット（３）が：
−  第１の波長を有する光を放射する第１の光源（３ａ）であって、前記第１の波長を有する前記光が前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する、第１の光源（３ａ）と、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する前記第１の波長を有する光を検出するように構成され、前記第１の波長で前記ラボラトリ試料容器（２）中の前記透過率を示す第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）を発生させるように構成された第１の光検出器（３ｂ）と、
−  第２の波長を有する光を放射する第２の光源（３ｃ）であって、前記第２の波長を有する前記光が前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する、第２の光源（３ｃ）と、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する前記第２の波長を有する光を検出するように構成され、前記第２の波長で前記ラボラトリ試料容器（２）中の前記透過率を示す第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）を発生させるように構成された第２の光検出器（３ｄ）と
を備え、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が前記第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）および前記第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）の供給を受け、前記第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）および前記第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）、ならびに前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
−  前記第１の光源（３ａ）が１５０ｎｍから１３８０ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射し、
−  前記第２の光源（３ｃ）が１４００ｎｍから４０００ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の装置（１００）。
【請求項５】
−  前記光学感知ユニット（３）および前記先端部（１１）に対して前記ラボラトリ試料容器（２）を移動させるように構成された駆動ユニット（８）
を備え、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記ラボラトリ試料容器（２）と前記光学感知ユニット（３）との間の異なる相対位置に対するおよび前記ラボラトリ試料容器（２）と前記先端部（１１）との間の異なる相対位置に対する、前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
−  前記駆動ユニット（８）が前記ラボラトリ試料容器（２）を回転させるように構成され、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記透過率に応じて、および前記回転させられたラボラトリ試料容器（２）に対する前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項５に記載の装置（１００）。
【請求項７】
−  前記装置の中への前記ラボラトリ試料容器（２）の導入を検出するように構成された光バリア（９）
を備え、
−  前記導入の検出時に、前記光学感知ユニット（３）、前記先端部感知ユニット（４）、および／または前記プロセス制御ユニット（５）を起動するように構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項８】
−  請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）と、
−  前記装置（１００）に機能的に結合された複数のラボラトリステーション（２１０）と
を備える
ラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項９】
−  ラボラトリピペット操作ステーション（２５０）を備え、前記ラボラトリピペット操作ステーション（２５０）が前記プロセス制御ユニット（５）によって制御される
ことを特徴とする、請求項８に記載のラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項１０】
−  前記複数のラボラトリステーション（２１０）のうちの少なくとも１つが前記ラボラトリ試料（１）を分析するように構成される
ことを特徴とする、請求項８または９に記載のラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項１１】
ラボラトリ試料容器（２）内に収容されたラボラトリ試料（１）をピペット操作するための方法であって、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）中の異なる垂直方向位置での透過率を感知するステップと、
−  前記試料（１）に対するピペット操作先端部（１１）の位置に応じた先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するステップと、
−  前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）をピペット操作するステップと
を含む
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料を処理するための装置、このような装置を備えるラボラトリオートメーションシステム、およびラボラトリ試料をピペット操作するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰ２７７０３１７Ａ１が、第１の成分と少なくとも１つの第２の成分との間の少なくとも１つの界面の垂直方向位置を決定するための装置を開示しており、これらの成分は試料容器または試料管内の異なる層として含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従来技術に関して改善された特性を有するような、ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料を処理するための装置、このような装置を備えるラボラトリオートメーションシステム、およびラボラトリ試料をピペット操作するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、請求項１による、ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料を処理するための装置、請求項８による、このような装置を備えるラボラトリオートメーションシステム、および請求項１１による、ラボラトリ試料をピペット操作するための方法を提供することによってこの目的を解決する。
【０００５】
装置は、ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料を処理するように、また具体的にはピペット操作するように構成される。
装置は光学感知ユニットを備える。光学感知ユニットが、ラボラトリ試料容器中（光学的パワーの）の透過率（透過度（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とも称される）を感知するように構成される。透過率は、通常、試料容器に当てられる光の入射する光学的パワーに対する、ラボラトリ試料を有するラボラトリ試料容器を通過した後でラボラトリ試料容器から出る透過光の光学的パワーの比として定義される。透過率は、通常、ゼロ（つまり、すべての光が吸収される）から１（つまり、光が吸収されない）の間の数値である。透過率という用語に関しては、関連の技術文献も参照されたい。以下では、透過率は、それぞれの光源によって放射される光学的パワーに対する、それぞれの光検出器によって検出される光学的パワーの比として定義される。
【０００６】
装置は、先端部を備える、また具体的にはピペット操作先端部を備える先端部感知ユニットをさらに備えることができ、ここでは、先端部感知ユニットが、試料に対する先端部の位置に応じた、また具体的には垂直方向位置に応じた、先端部感知信号を提供するように構成される。先端部感知信号が、ラボラトリ試料容器の内部のラボラトリ試料の液体レベルを示すものであってよい。先端部感知ユニットが、例えば、先端部の抵抗を測定する抵抗感知ユニットｒＬＬＤ、先端部の位置に依存する静電容量を測定する静電容量感知ユニットｃＬＬＤ、および／または圧力ベースの液体感知ユニットｐＬＬＤを備えることができ、これらの各々が、とりわけラボラトリ試料容器の内部のラボラトリ試料の液体レベルに応じた先端部感知信号を提供する。
【０００７】
光学感知ユニットが、複数の対応する感知要素のアレイまたは任意適切な構成を備えることができ、これらが例えば垂直方向において離間されるように配置される。光学感知ユニットが、例えば、２つの光学送信機ダイオードおよび２つの対応する受信機ダイオードを備えることができる。
【０００８】
装置は、例えばパーソナルコンピュータの形態の、プロセス制御ユニットをさらに備える。プロセス制御ユニットが、透過率に応じて、および／または別の感知ユニットによって提供されるラボラトリ試料の液体レベルを示す別の感知信号に応じて、また具体的には先端部感知信号に応じて、ラボラトリ試料の処理を制御するように構成される。
【０００９】
プロセス制御ユニットが、透過率に応じて、および別の感知信号に応じて、また具体的には先端部感知信号に応じて、ラボラトリ試料の処理を開始および／または制御することができる。
【００１０】
ラボラトリ試料容器は、通常、ガラスまたは透明プラスチックで作られる管として設計され、通常、上側端部のところに開口部を有する。ラボラトリ試料容器が、血液試料、（血液）血清試料または血漿試料、尿試料、分離ゲル、血餅（血球）、または化学試料などの、ラボラトリ試料を収容、保管、および移送するのに使用され得る。試料のいくつかのパートが、具体的には、手動のおよび／または自動のピペット操作により、異なるラボラトリステーション間でラボラトリ試料容器を移送することにより、ラボラトリ試料容器を取り扱うことにより、キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）／デキャッピング（ｄｅｃａｐｐｉｎｇ）により、あるいはラボラトリ試料容器を振ることにより、発泡体、液膜、または液滴として、試料調製中にラボラトリ試料容器内の一定距離の液体レベルのところに発生する可能性がある。ラボラトリ試料容器は回転対称性を有することができ、この対称軸が垂直方向軸であってよい。
【００１１】
実施形態では、プロセス制御ユニットが、透過率に応じてラボラトリ試料容器内のラボラトリ試料の第１の（液体）レベルを決定するようにさらに構成される。
ラボラトリ試料容器が、（液体の）ラボラトリ試料、および具体的には空気などの少なくとも第２の成分を収容することができる。第１の（液体）レベルが、（液体の）ラボラトリ試料が終端して第２の成分が始まるところの、ラボラトリ試料容器内の垂直方向位置を表すことができる。言い換えると、第１の（液体）レベルが、（液体の）ラボラトリ試料と第２の成分との間の境界層の垂直方向位置を表すことができる。加えて、移行フェーズが（液体の）ラボラトリ試料と第２の成分との間に位置してよい。移行フェーズが、（液体の）ラボラトリ試料と第２の成分との混合物を含むことができ、この混合物は具体的には、気泡、複数の気泡、発泡体、あるいは液体の膜または液滴であってよい。第１の（液体）レベルは、（液体の）ラボラトリ試料と移行フェーズとの間の境界層の垂直方向位置であってよい。
【００１２】
ラボラトリ試料、存在する場合の移行フェーズ、および第２の成分は、それらの透過率が異なっていてよく、したがって、ラボラトリ試料と、存在する場合の移行フェーズと、第２の成分との間の境界層を感知することが可能となり得る。
【００１３】
プロセス制御ユニットが、先端部感知ユニットの信号に応じてラボラトリ試料の第２の液体レベルを決定するようにさらに構成される。ピペット操作先端部のおよび／またはピペット操作先端部内の、静電容量、圧力、および／または抵抗に基づく液体レベルの検出は、それぞれ、静電容量／圧力／抵抗による液体レベルの検出（ｃＬＬＤ（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）／ｐＬＬＤ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）／ｒＬＬＤ（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ））として知られている。例えば、米国特許第５６４８７２７（Ａ）号などの、ＬＬＤの基本的な機能原理に関する技術文献も参照されたい。これらのＬＬＤテクニックは、試料表面すなわち液体レベルに対するピペット操作先端部の移動を高い信頼性で制御するのに利用される。ピペット操作先端部が管内の試料に向かって移動させられ、ＬＬＤによる液体レベルの検出後に停止し、その後、所定の固定される浸漬深さで試料中に浸漬される。試料をピペット操作するとき、ピペット操作先端部が試料中にさらに浸漬されてピペット操作中の液体レベルを降下させる、すなわち試料をピペット操作先端部の中に吸引する。
【００１４】
先端部感知ユニットに関して、静電容量、抵抗、および／または圧力を感知することにより、ラボラトリ試料と移行フェーズとを識別することが不可能である場合がある。したがって、移行フェーズが存在する場合、ラボラトリ試料の第２のレベルが移行フェーズと第２の成分との間の境界層の垂直方向位置を表すことができ、あるいは移行フェーズが存在しない場合には、ラボラトリ試料の第２のレベルがラボラトリ試料と第２の成分との間の境界層の垂直方向位置を表すことができる。移行フェーズが存在しない場合、第１のレベルおよび第２のレベルが通常は等しい。
【００１５】
第１のレベルおよび第２のレベルが所与の閾値未満で異なる場合、プロセス制御ユニットがラボラトリ試料のピペット操作を引き起こすかまたは開始するように構成され得、第１のレベルおよび第２のレベルが所与の閾値を超えて異なる場合、プロセス制御ユニットがラボラトリ試料の廃棄を行うように構成され得る。廃棄はピペット操作を省くことを意味するものであってよい。また、廃棄は、ラボラトリ試料が所定のフラグによって目印をつけられて特定の処理を受け、例えば試料が、ラボラトリアシスタントにより、あるいは例えば、移行フェーズを吸い出すことによるか、試料容器内にわずかに送風することによるか、または他の適切な処理により、移行フェーズを自動で破壊する形で、検査されるためにラボラトリアナライザの出力領域内に配置される、ことを意味するものであってもよい。
【００１６】
実施形態では、光学感知ユニットが第１の波長を有する光を放射する第１の光源を備え、ここでは、第１の波長を有する光がラボラトリ試料容器に当てられ、ラボラトリ試料容器を透過する。
【００１７】
第１の光源の光は、ビームとして、ラボラトリ試料容器およびラボラトリ試料を通って伝播することができる。第１の光源のビームが、例えば試料容器の垂直軸に対して８５度から９５度の間の角度といったように、ラボラトリ試料容器の垂直方向軸に対して実質的に垂直に伝播することができ、８９度から９１度の間などで伝播してよい。さらに、ビームは試料容器の垂直方向軸を実質的に通るように伝播することができる。
【００１８】
光学感知ユニットが、ラボラトリ試料容器を透過する第１の波長を有する光を検出するように構成され、さらに第１の波長でラボラトリ試料容器中の透過率を示す第１の光検出器信号を発生させるように構成された第１の光検出器をさらに備えることができる。
【００１９】
第１の波長はラボラトリ試料および第２の成分を実質的に透過してよい。
光学感知ユニットが第２の波長を有する光を放射する第２の光源を備えることができ、ここでは、第２の波長を有する光がラボラトリ試料容器に当てられ、ラボラトリ試料容器を透過する。
【００２０】
第２の光源の光は、ビームとして、ラボラトリ試料容器およびラボラトリ試料を通って伝播することができる。第２の光源のビームが、例えば試料容器の垂直方向軸に対して８５度から９５度の間の角度といったように、ラボラトリ試料容器の垂直方向軸に対して実質的に垂直に伝播することができ、８９度から９１度の間などで伝播してよい。さらに、ビームは試料容器の垂直方向軸を実質的に通るように伝播することができる。
【００２１】
光学感知ユニットが、ラボラトリ試料容器を透過する第２の波長を有する光を検出するように構成され、さらに第２の波長でラボラトリ試料容器中の透過率を示す第２の光検出器信号を発生させるように構成された第２の光検出器をさらに備えることができる。
【００２２】
第２の波長はラボラトリ試料によって実質的に吸収され得、第２の成分によって実質的に透過することができる。
プロセス制御ユニットが第１の光検出器信号および第２の光検出器信号の供給を受けることができ、第１および第２の光検出器信号および先端部感知信号に応じてラボラトリ試料の処理を制御するように構成され得る。
【００２３】
プロセス制御ユニットが、第１の光検出器信号および第２の光検出器信号に応じて第１のレベルを決定するように構成され得る。第１の光検出器信号が、例えば第１の光検出器信号と第２の光検出器信号との間の比率を計算することにより、基準信号として使用され得る。液体レベルの検出のための２つの波長の使用に関して、ＥＰ２７７０３１７Ａ１を参照されたい。
【００２４】
プロセス処理ユニットが第２のレベルを決定するための先端部感知信号の供給を受けることができる。
実施形態では、第１の光源が、１５０ｎｍから１３８０ｎｍの間の範囲内の、また具体的には４００ｎｍから１３８０ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射する。
【００２５】
第１の光源の波長が低い水中吸収性（ｗａｔｅｒ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）を有することができる。
第２の光源が、１４００ｎｍから４０００ｎｍの間の範囲内の、また具体的には１４００ｎｍから１６００ｎｍの間のまたは１９００ｎｍから２５００ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射する。
【００２６】
具体的には、第２の光源および第１の光源の波長は、水中でのそれらの吸収の比を２から１’０００’０００の間の範囲内とするように、選択される。
実施形態では、駆動ユニットが、光学感知ユニットに対するラボラトリ試料容器の垂直方向の移動を可能にするように構成される。この駆動ユニットまたは別の駆動ユニットが、先端部感知ユニットに対するラボラトリ試料容器の垂直方向の移動を可能にするように構成され、つまり、（ピペット操作）先端部がラボラトリ試料容器に対して移動可能である。
【００２７】
ラボラトリ試料容器の移動はラボラトリ試料容器の垂直方向軸の方向であってよい。
制御ユニットが駆動ユニットおよび／または存在する場合の別の駆動ユニットのそれぞれの信号を受信し、光学感知ユニットの検出された液体レベルおよび先端部感知ユニットの検出された液体レベルを関連付ける。駆動ユニットが、試料および／または試料容器に対する光学感知ユニットのおよび先端部のそれぞれの相対的な垂直方向位置を示す、個別の移動信号または位置信号をプロセス制御ユニットに提供することができる。
【００２８】
例えば、運転中に試料容器が常に空間内の等しいレベルにあることに留意しておくことにより、あるいは例えば、光バリア、または固定されるタッチプローブ、または超音波センサなどの固定される遠隔測定センサ、などのよく知られるテクニックにより試料容器の縁部または試料容器ホルダの縁部を検出することにより、２つの検出された液体レベルが互いに関連付けられ得る。
【００２９】
別の実施形態では、駆動ユニットおよび別の駆動ユニットが同じであり、例えば試料容器を、光学感知ユニットを通過させてピペット操作先端部に向かって駆動する。
プロセス制御ユニットが、ラボラトリ試料容器と光学感知ユニットとの間の異なる相対位置に対する光学感知ユニットによって感知される透過率に応じて、またラボラトリ試料容器と先端部との間の異なる相対位置に対する先端部感知信号に応じて、ラボラトリ試料の処理を制御するように構成され得る。
【００３０】
実施形態では、駆動ユニットがラボラトリ試料容器を回転させるように構成される。駆動ユニットがラボラトリ試料容器の垂直方向軸の周りでラボラトリ試料容器を回転させることができる。
【００３１】
プロセス制御ユニットが、透過率に応じて、および回転させられたラボラトリ試料容器に対する先端部感知ユニットの信号に応じて、ラボラトリ試料の処理を制御するように構成され得る。
【００３２】
実施形態では、装置が、装置の中へのラボラトリ試料容器の導入を検出するように構成された光バリアを備える。装置が、導入の検出時に、光学感知ユニット、先端部感知ユニット、および／またはプロセス制御ユニットを起動するように構成され得る。光学感知ユニット、先端部感知ユニット、および／またはプロセス制御ユニットの停止が、装置のエネルギー消費を低減するためのスタンバイモードを開始することができる。
【００３３】
本発明のラボラトリオートメーションシステムが、ラボラトリ試料容器に含まれるラボラトリ試料を取り扱うようにおよび／または処理するように構成される。ラボラトリオートメーションシステムが上述の本発明の装置を備える。
【００３４】
ラボラトリオートメーションシステムが、装置に機能的に結合された複数の（例えば、１個から１００個の）ラボラトリステーションをさらに備える。ラボラトリステーションは、例えば、分析前ステーション（ｐｒｅ−ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｓｔａｔｉｏｎ）、分析ステーション、および／または分析後ステーション（ｐｏｓｔ−ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｓｔａｔｉｏｎ）であってよい。
【００３５】
分析前ステーションが、試料、試料容器、および／または試料容器キャリアの任意の種類の前処理を実施するように構成され得る。
分析ステーションが、測定信号を発生させるために試料または試料の一部分および試薬を使用するように構成され得、この測定信号が分析物が存在するかどうかを示し、また、存在する場合にはその濃度を示す。
【００３６】
分析後ステーションが、試料、試料容器、および／または試料容器キャリアの任意の種類の後処理を実施するように構成され得る。
分析前ステーション、分析ステーション、および／または分析後ステーションが、デキャッピングステーション、リキャッピングステーション、アリコートステーション、遠心分離ステーション、保管ステーション、ピペット操作ステーション、分類ステーション、チューブタイプ識別ステーション、試料品質決定ステーション、アドオンバッファステーション（ａｄｄ−ｏｎ  ｂｕｆｆｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ）、液体レベル検出ステーション、および、密閉／密閉解除（ｄｅｓｅａｌｉｎｇ）ステーション、のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００３７】
ラボラトリオートメーションシステムの実施形態では、ラボラトリオートメーションシステムがラボラトリピペット操作ステーションを備え、ここでは、ラボラトリピペット操作ステーションがプロセス制御ユニットによって制御される。
【００３８】
ラボラトリピペット操作ステーションが、ラボラトリ試料の第１のレベルおよび／または第２のレベルに応じて、ラボラトリ試料の吸引を確実に高い信頼性で実施することを目的として動作するように構成され得る。ラボラトリピペット操作ステーションが、第１のレベルおよび／または第２のレベルに応じた特定の垂直方向吸引位置のところでラボラトリ試料の吸引を実施することができる。
【００３９】
ラボラトリピペット操作ステーションが先端部感知ユニットを備えることができる。
実施形態では、複数のラボラトリステーションのうちの少なくとも１つがラボラトリ試料を分析するように構成される。
【００４０】
具体的にはラボラトリ試料を処理するための装置を使用して、ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料をピペット操作するための方法が以下のステップを含む：複数の（例えば、１から１００の）垂直方向位置においてラボラトリ試料容器中の透過率を感知するステップ、試料に対する垂直方向ピペット操作先端部位置に応じた、先端部の静電容量、抵抗、および／またはその中の圧力の形態の先端部感知信号を連続的にまたは同時に感知するステップ、ならびに透過率、静電容量、抵抗、および／または圧力に応じてラボラトリ試料をピペット操作するステップ。
【００４１】
本発明の実施形態を概略的に描いている図面を関連させて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ラボラトリ試料容器内に収容されたラボラトリ試料を処理するための装置を概略的に示す図である。
【図２】図１に描かれる装置を備えるラボラトリオートメーションシステムを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１が、ラボラトリ試料容器２内に収容された液体の（血液）血清の形態のラボラトリ試料１を処理するための装置１００を概略的に描いている。
血清１に加えて、ラボラトリ試料容器２が、空気の形態の第２の成分７、血清１と空気７との混合物を含む発泡体の形態の移行フェーズ６をさらに収容する。血清１、移行フェーズ６、および空気７が、試料容器２の内部に別個の層として形成される。
【００４４】
装置１００が、８００ｎｍの第１の波長を有する光を放射するレーザダイオードの形態の第１の光源３ａを備える光学感知ユニット３を備える。この波長を有する光は、試料容器２の材料、血清１、および空気７のそれぞれを実質的に透過する。
【００４５】
光学感知ユニット３が、垂直方向において所与の垂直方向距離Ｅだけ離間される、１５５０ｎｍの第２の波長を有する光を放射するレーザダイオードの形態の第２の光源３ｃをさらに備える。第２の波長を有する光が、ラボラトリ試料容器２の材料、および空気７のそれぞれを実質的に透過するが、血清１によって遮られるかまたは吸収される。
【００４６】
第１の光源３ａおよび第２の光源３ｃが、それぞれ、約０．８ｍｍのビーム直径を有する光ビームを放射し、ここでは、対応する光ビームが、水平方向の伝播経路に沿って、ラボラトリ試料容器２および個別の成分を通って伝播する。
【００４７】
フォトダイオードの形態の第１の光検出器３ｂが、第１の光源３ａの垂直方向レベルと同じ垂直方向レベルのところに配置される。光検出器３ｂが、光検出器３ｂに適用される第１の波長を有する光パワーに応じて第１の光検出器信号ＬＤＳ１を発生させる。第１の光検出器信号ＬＤＳ１は、第１の光源３ａの第１の波長におけるラボラトリ試料容器２中の透過率を示すものである。
【００４８】
フォトダイオードの形態の第２の光検出器３ｄが、第２の光源３ｃの垂直方向レベルと同じ垂直方向レベルのところに配置される。光検出器３ｄが、光検出器３ｄに適用される第２の波長を有する光パワーに応じて第２の光検出器信号ＬＤＳ２を発生させる。第２の光検出器信号ＬＤＳ２は、第２の光源３ｃの第２の波長におけるラボラトリ試料容器２中の透過率を示すものである。
【００４９】
装置１００が、ピペット操作先端部１１を備える先端部感知ユニット４をさらに備える。先端部感知ユニット４によって提供される先端部感知信号ｔＬＤＳは、試料１に対するピペット操作先端部１１の位置によって決まる。その理由は、先端部感知ユニット４がピペット操作先端部１１の静電容量、抵抗、またはその中の圧力を測定するからである。したがって、先端部感知ユニット４によって提供される先端部感知信号ｔＬＤＳは、通常、試料容器２の内部の血清１の液体レベルによって決まる。その結果、血清１の液体レベルが先端部感知信号ｔＬＤＳに基づいて決定され得る。液体レベルの検出（ＬＬＤ）の基本的な機能原理に関する技術文献も参照されたい。静電容量、抵抗、および／または圧力の感知は、単一の測定方法としてまたは任意の組み合わせとして利用されてよい。
【００５０】
ピペット操作先端部１１は従来のピペット操作管の端部のところに配置され、例えば試料１の一部分を吸い取るのに使用される。関連の技術文献に関して参照されたい。
装置１００がプロセス制御ユニット５をさらに備える。プロセス制御ユニット５が、光学感知ユニットによって感知される透過率に応じて、およびピペット操作先端部１１の静電容量を例えば示す先端部感知信号ｔＬＤＳに応じて、血清１の処理を制御するように構成される。
【００５１】
装置１００が、光学感知ユニット３およびピペット操作先端部１１に対してラボラトリ試料容器２を垂直方向に移動させるためのピックアンドプレースユニットの形態の駆動ユニット８をさらに備える。駆動ユニット８が、ラボラトリ試料容器２の垂直方向軸Ｖの周りでラボラトリ試料容器２を回転させるようにさらに構成される。駆動ユニット８が、従来のラボラトリ試料容器キャリア１０の中にラボラトリ試料容器２を挿入するようにさらに構成される。駆動ユニット８が位置信号ｚを発生させるようにさらに構成される。位置信号ｚがラボラトリ試料容器２の垂直方向位置を示す。
【００５２】
装置が光バリア９の形態の位置感知ユニットをさらに備える。光バリア９が駆動ユニット８に機能的に結合される。光バリア９が、装置１００の中へのラボラトリ試料容器２の導入を検出する。装置１００が、導入の検出時に、光学感知ユニット３、先端部感知ユニット４、および／またはプロセス制御ユニット５を起動するように構成される。さらに、光バリア９が１つの垂直方向位置をゼロ位置または基準位置として定義し、つまりこの基準位置に対する駆動ユニット８からの位置信号ｚが例えばゼロである所定の基準値を有する。したがって、駆動ユニット８がラボラトリ試料容器２の垂直方向位置を示す位置感知信号ｚを出力し、ここでは、光バリア９の垂直方向位置が垂直方向基準位置として定義される。
【００５３】
プロセス制御ユニット５が信号ＬＤＳ１、ＬＤＳ２、およびｚの供給を受け、第１の液体レベルとしての第１の光検出器信号ＬＤＳ１および第２の光検出器信号ＬＤＳ２に応じてラボラトリ試料容器２の中の血清１の液体レベルを決定するように構成される。両方の光検出器信号がラボラトリ試料容器２の底端部に位置付けされる。第１の光源３ａと第２の光源３ｃとの間の垂直方向距離Ｅを理由として、第１の光検出器信号ＬＤＳ１および第２の光検出器信号ＬＤＳ２がｚ＝Ｅだけずらされる。
【００５４】
光検出器信号ＬＤＳ１およびＬＤＳ２を分析する前に、プロセス制御ユニット５が第１の光検出器信号ＬＤＳ１および第２の光検出器信号ＬＤＳ２をマッチングする。
光検出器感知信号ＬＤＳ１およびＬＤＳ２をマッチングした後、プロセス制御ユニット５が、信号ＬＤＳ１およびマッチングされたＬＤＳ２の消滅および解除から液体レベルを算出する。比較結果が変化するところの垂直方向位置が、血清１の第１の（液体）レベルとして決定される。この態様に関するさらなる細部についてはＥＰ２７７０３１７Ａ１を参照されたい。
【００５５】
ラベルがラボラトリ試料容器２に接着されるかまたは光学経路内に他の消光要素（ｅｘｔｉｎｃｔｉｖｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が存在する場合、光検出器感知信号ＬＤＳ１およびＬＤＳ２が十分な信号強度を有さない可能性がある。この場合、プロセス制御ユニットが、マッチングされた第２の光検出器信号と光検出器信号ＬＤＳ１との間の比率Ｑを算出し（信号平滑化および信号制限などを含む）、ここでは、比率Ｑが所与の閾値と比較される。これが依然として十分ではない場合、最終的に測定経路が横断することになるラベル層の数を減らすために、駆動ユニット８がラボラトリ試料容器２の垂直方向軸Ｖの周りでラボラトリ試料容器２を回転させることができ、それにより測定を繰り返すことができる。このようにして、より少ないラベル層を有する測定経路を見つけることができ、それにより感知信号の信号対雑音比を増大させる。
【００５６】
プロセス制御ユニット５が、第２の液体レベルとしての先端部感知ユニット４の先端部感知信号ｔＬＤＳおよび信号ｚに応じてラボラトリ試料容器２内の血清１のレベルを決定するように構成される。この目的のため、プロセス制御ユニット５が先端部感知ユニット４に機能的に結合され、その結果、先端部感知ユニット４の静電容量、抵抗、および／またはその中の圧力を示す信号ｔＬＤＳがプロセス制御ユニット５に提供されるようになる。先端部１１が、適切な液体レベルより高いところで、液膜、試料容器２の表面のところの液滴、または発泡体に接触すると、先端部１１の抵抗または静電容量、あるいは先端部１１の中の圧力も変化する。第２の液体レベルの決定の原理は、静電容量／圧力／抵抗による液体レベルの検出（ｃＬＬＤ／ｐＬＬＤ／ｒＬＬＤ）として知られている。先端部を用いるＬＬＤの基本的な機能原理に関する技術文献も参照されたい。
【００５７】
図１の考察される実施例では、移行フェーズ６が存在することを理由としてまたは例えば試料容器ホルダ内で試料容器が不適切に配置されることを理由として、第２の液体レベルおよび第１の液体レベルが互いにずれている。プロセス制御ユニット５が例えば第１の液体レベルと第２の液体レベルとの間の差の絶対値などのずれを決定するように構成され、このずれを例えば３ｍｍの所与の閾値と比較する。ずれが所与の閾値より小さい場合、プロセス制御ユニット５がラボラトリ試料１のピペット操作を引き起こす。ずれが所与の閾値以上である場合、プロセス制御ユニット５がラボラトリ試料１の廃棄を引き起こす。
【００５８】
図２が、図１に描かれる装置１００と、例示のラボラトリステーション２１０と、遠心分離ステーション２３０と、ピペット操作ステーション２５０を有するアリコータユニット２４０とを備えるラボラトリオートメーションシステム２００を概略的に示している。
【００５９】
装置１００およびピペット操作ステーション２５０が、従来のデータバスまたはフィールドバスにより機能的に結合される。自明なことであるが、システムが、分析前ステーション、分析ステーション、および分析後ステーションなどの、別のラボラトリステーションを有することもできる。
【００６０】
ピペット操作ステーション２５０が試料１のパートを１つまたは複数の二次的な管（図示せず）まで運搬する。２つの液体レベルの間のずれが所与の閾値より小さい場合においてプロセス制御ユニット５が試料１のピペット操作を開始する場合に、ピペット操作ステーション２５０が試料１をピペット操作するように構成される。２つの液体レベルの間のずれが所与の閾値以上である場合においてプロセス制御ユニット５が血清１の廃棄を制御する場合に、ピペット操作ステーション２５０が試料全体を廃棄するように、つまりピペット操作ステップを省くように構成される。
【００６１】
システム２００が、装置１００と、ピペット操作ステーション２５０と、例えばラボラトリステーション２１０などの別のラボラトリステーションとの間で試料容器２を移送するように構成された試料容器移送ユニットをさらに有する。試料容器移送ユニットが複数の試料容器キャリア１０およびコンベヤ２２０を有し、ここでは、試料容器キャリア１０がコンベヤ２２０に取り付けられる。
【００６２】
光学感知ユニット３および先端部感知ユニット４が、別法として、ラボラトリオートメーションシステム２００の別のロケーションに設けられてもよい。光学感知ユニット３が例えばいわゆるインソートステーション（ｉｎ−ｓｏｒｔ  Ｓｔａｔｉｏｎ）のところに設けられてもよく、インソートステーションでは対応する試料を有するラボラトリ試料容器２がシステム２００の中に挿入される。したがって、試料容器をシステム２００の中に挿入するとき、第１の液体レベルが決定され得る。先端部感知ユニット４がアリコータユニット２４０に機能的に結合され得、その結果、ラボラトリ試料１をピペット操作する前におよび／またはその最中に第２の液体レベルが決定され得る。
【図１】
2019520584.tif 000003
【図２】
2019520584.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月31日(2018.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラボラトリ試料容器（２）内に収容されたラボラトリ試料（１）を処理するための装置（１００）であって、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）中の異なる垂直方向位置での透過率を感知するための光学感知ユニット（３）と、
−  先端部（１１）を有する先端部感知ユニット（４）であって、前記試料（１）に対する前記先端部（１１）の位置に応じた先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するように構成された先端部感知ユニット（４）と、
−  前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成されたプロセス制御ユニット（５）と
を備える
装置（１００）。
【請求項２】
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記透過率に応じて前記ラボラトリ試料容器（２）内の前記ラボラトリ試料（１）の第１のレベルを決定するように構成され、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）の第２のレベルを決定するように構成され、
−  前記第１のレベルおよび前記第２のレベルが所与の閾値より小さい範囲で異なる場合、前記プロセス制御ユニット（５）が前記ラボラトリ試料（１）のピペット操作を引き起こすように構成され、
−  前記第１のレベルおよび前記第２のレベルが前記所与の閾値を超えて異なる場合、前記プロセス制御ユニット（５）が前記ラボラトリ試料（１）の廃棄および／または目印をつけることを引き起こすように構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
−  前記光学感知ユニット（３）が：
−  第１の波長を有する光を放射する第１の光源（３ａ）であって、前記第１の波長を有する前記光が前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する、第１の光源（３ａ）と、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する前記第１の波長を有する光を検出するように構成され、前記第１の波長で前記ラボラトリ試料容器（２）中の前記透過率を示す第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）を発生させるように構成された第１の光検出器（３ｂ）と、
−  第２の波長を有する光を放射する第２の光源（３ｃ）であって、前記第２の波長を有する前記光が前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する、第２の光源（３ｃ）と、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）を透過する前記第２の波長を有する光を検出するように構成され、前記第２の波長で前記ラボラトリ試料容器（２）中の前記透過率を示す第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）を発生させるように構成された第２の光検出器（３ｄ）と
を備え、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が前記第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）および前記第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）の供給を受け、前記第１の光検出器信号（ＬＤＳ１）および前記第２の光検出器信号（ＬＤＳ２）、ならびに前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
−  前記第１の光源（３ａ）が１５０ｎｍから１３８０ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射し、
−  前記第２の光源（３ｃ）が１４００ｎｍから４０００ｎｍの間の範囲内の波長を有する光を放射する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の装置（１００）。
【請求項５】
−  前記光学感知ユニット（３）および前記先端部（１１）に対して前記ラボラトリ試料容器（２）を移動させるように構成された駆動ユニット（８）
を備え、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記ラボラトリ試料容器（２）と前記光学感知ユニット（３）との間の異なる相対位置に対するおよび前記ラボラトリ試料容器（２）と前記先端部（１１）との間の異なる相対位置に対する、前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
−  前記駆動ユニット（８）が前記ラボラトリ試料容器（２）を回転させるように構成され、
−  前記プロセス制御ユニット（５）が、前記透過率に応じて、および前記回転させられたラボラトリ試料容器（２）に対する前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて、前記ラボラトリ試料（１）の処理を制御するように構成される
ことを特徴とする、請求項５に記載の装置（１００）。
【請求項７】
−  前記装置の中への前記ラボラトリ試料容器（２）の導入を検出するように構成された光バリア（９）
を備え、
−  前記導入の検出時に、前記光学感知ユニット（３）、前記先端部感知ユニット（４）、および／または前記プロセス制御ユニット（５）を起動するように構成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１００）。
【請求項８】
−  請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００）と、
−  前記装置（１００）に機能的に結合された複数のラボラトリステーション（２１０）と
を備える
ラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項９】
−  ラボラトリピペット操作ステーション（２５０）を備え、前記ラボラトリピペット操作ステーション（２５０）が前記プロセス制御ユニット（５）によって制御される
ことを特徴とする、請求項８に記載のラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項１０】
−  前記複数のラボラトリステーション（２１０）のうちの少なくとも１つが前記ラボラトリ試料（１）を分析するように構成される
ことを特徴とする、請求項８または９に記載のラボラトリオートメーションシステム（２００）。
【請求項１１】
ラボラトリ試料容器（２）内に収容されたラボラトリ試料（１）をピペット操作するための方法であって、
−  前記ラボラトリ試料容器（２）中の異なる垂直方向位置での透過率を感知するステップと、
−  先端部を有する先端部感知ユニットによって先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するステップであって、前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）は、前記試料（１）に対するピペット操作先端部（１１）の位置によって決まる、先端部感知信号（ｔＬＤＳ）を提供するステップと、
−  前記透過率および前記先端部感知信号（ｔＬＤＳ）に応じて前記ラボラトリ試料（１）をピペット操作するステップと
を含む
方法。
【国際調査報告】
2019520584.tif 000005
2019520584.tif 000006
2019520584.tif 000007