(57)【要約】容器の中に含まれる凍結試料のアリコートを得る方法は、コアリングデバイスを試料の中に移動させ、次いで、それを引き出して凍結試料コアを得ることを含む。そこからコアが取り出される場所は、凍結試料コア中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、凍結試料に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、試料中の物質の総濃度を代表する、半径方向位置になるように選択される。別の方法は、組み合わせた試料コア中の１つ以上の関心の物質の濃度が、任意の半径方向の濃度勾配に関わらず、試料中のその少なくとも１つの物質の総濃度を代表するように選択される半径方向位置から、同じ試料由来の２つの異なる凍結試料コアを取り出すことを含む。ロボットシステムは、本方法を実装するようにプログラムされるか、または配線で接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の物質を含む混合物である、容器の中に含まれる凍結試料のアリコートを得る方法であって、
試料コアリングデバイスをある場所で前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記試料から前記試料コアリングデバイスを引き出して、前記場所から取り出された凍結試料コアの形態で前記アリコートを得ること、
を含み、前記場所は、前記凍結試料コア中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、前記凍結試料に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、前記試料中の前記少なくとも１つの関心の物質の総濃度を代表する、半径方向位置になるように選択される、
方法。
【請求項２】
前記場所は、前記試料の幾何学的中心から半径方向にオフセットされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記試料コアリングデバイスを前記凍結試料の中へ移動させることは、前記場所において前記試料の片側から前記試料の対向側まで実質的に幅広く前記試料コアリングデバイスを移動させることを含む、請求項１および２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記試料は、血漿、血清、尿、全血、臍帯血、他の血液に基づく派生物、脳脊髄液、粘液、腹水、唾液、羊水、精液、涙液、汗、樹液もしくは他の植物由来の流体、動物細胞、植物細胞、原生動物細胞、真菌細胞、細菌細胞、バフィーコート細胞、細胞溶解物、細胞ホモジネート、細胞懸濁液、ミクロソーム、細胞器官、核酸、懸濁液もしくは溶液中の小分子化合物から成る群から選択される物質を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記試料は、血清および血漿から成る群から選択される物質を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
試料検査システムを使用して、前記試料から任意の凍結試料コアが既に取り出されたかどうかを判定することをさらに含み、前記場所は、前記試料からいかなる凍結試料コアもまだ取り出されていない場所になるように選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法を実装するようにプログラムされるか、または配線で接続される、ロボットシステム。
【請求項８】
２つ以上の物質を含む混合物である、容器の中に含まれる凍結試料のアリコートを得る方法であって、
第１の場所で試料コアリングデバイスを前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記試料から前記試料コアリングデバイスを引き出して、前記第１の場所から取り出された凍結試料コアの形態で第１のアリコートを得ることと、
前記試料コアリングデバイスまたは別の試料コアリングデバイスを、前記第１の場所と異なる前記試料内の半径方向位置を有する第２の場所で、前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記試料から前記試料コアリングデバイスを引き出して、前記第２の場所から取り出された凍結試料コアの形態で第２のアリコートを得ることと、
前記第１および第２のアリコートを組み合わせて、集合アリコートを形成することと、
を含み、前記第１および第２の場所は、前記集合アリコート中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、前記凍結試料に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、前記試料中の前記少なくとも１つの関心の物質の総濃度を代表するように選択される、
方法。
【請求項９】
凍結試料から凍結アリコートを得るためのシステムであって、
前記凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームと、
前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記凍結試料から引き出すことによって、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合されるコアリングビットを備える、試料コアリングデバイスと、
前記試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように前記試料コアリングデバイスを動作させるように適合される、ロボットシステムと、
前記ロボットシステムを制御するように適合され、ユーザからの入力を受け付け、前記入力に応答して複数の異なるモードのうちの１つで動作するようにプログラムされるプロセッサと、を備え、前記モードは、以下のパラメータ、すなわち、
（ａ）前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させる速度、
（ｂ）前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させる力、
（ｃ）前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを回転させる速度、
（ｄ）前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットに印加されるトルク、
（ｅ）前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させるときに、前記コアリングビットに印加される衝撃力の量、
（ｆ）そこから前記凍結試料コアが取り出される、前記各試料のそれぞれの中の位置、
（ｇ）前記試料コアリングデバイスを前記凍結試料の中へ移動させる深さ、および
（ｈ）前記凍結試料コアを取り出すために、前記試料コアリングデバイスによって使用されるドリルビットのサイズまたは形状、のうちの１つ以上において互いに異なる、
システム。
【請求項１０】
前記試料は、生物学的材料を含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記モードのうちの少なくとも１つは、前記凍結試料に亀裂を生じさせる、または別様には損傷を与えることなく、血清および血漿から成る群から選択される凍結試料からアリコートを取り出すことを容易にするように適合される、請求項９および１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記モードのうちの少なくとも１つは、血清、血漿、細胞、尿、固体組織、脳脊髄液およびそれらの組み合わせから成る群から選択される凍結試料からアリコートを取り出すことを容易にするように適合される、請求項９および１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記モードのうちの少なくとも１つは、前記試料の劣化を最小限にして、血清および血漿のうちの少なくとも１つを含む凍結試料からアリコートを取り出すことを容易にするように適合される、請求項９および１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記モードは、前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させる速度において互いに異なる、請求項９〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記モードは、前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させる力において互いに異なる、請求項９〜１４のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６】
前記モードは、前記ロボットシステムが、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを回転させる速度において互いに異なる、請求項９〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記モードは、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットに印加されるトルクにおいて互いに異なる、請求項９〜１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
前記モードは、前記凍結試料コアを得るために、前記コアリングビットを前記凍結試料の中へ軸方向に移動させるときに、前記コアリングビットに印加される衝撃力の量において互いに異なる、請求項９〜１７のいずれかに記載のシステム。
【請求項１９】
前記モードは、そこから前記凍結試料コアが取り出される、前記各試料のそれぞれの中の位置において互いに異なる、請求項９〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２０】
前記モードは、前記試料コアリングデバイスを前記凍結試料の中へ移動させる深さにおいて互いに異なる、請求項９〜１９のいずれかに記載のシステム。
【請求項２１】
前記モードは、前記凍結試料コアを取り出すために、前記試料コアリングデバイスによって使用されるドリルビットのサイズまたは形状において互いに異なる、請求項９〜２０のいずれかに記載のシステム。
【請求項２２】
高精度自動位置決めシステムであって、
フレームと、
前記フレームによって支持され、複数の試料を支持するように適合される、プラットフォームと、
前記フレームによって支持され、試料が前記プラットフォーム上にあるときに前記試料の加熱および冷却のうちの少なくとも１つを行うように動作可能である、温度制御ブロックと、
前記フレームによって支持され、前記プラットフォームから試料を持ち上げ、前記試料を前記プラットフォームに対して移動させ、次いで、前記試料を前記プラットフォームに対して異なる位置に降ろして配置するように適合される、ロボットと、
を備え、前記フレームは、前記プラットフォームが前記温度制御ブロックに接触することなく前記温度制御ブロックに対して移動することを可能にする空隙によって、前記温度制御ブロックが前記プラットフォームから離間されるように、前記温度制御ブロックを支持し、前記フレームは、前記フレームを前記温度制御ブロックの熱膨張または収縮から隔離するように適合される複数のフレクシャーマウントによって、前記温度制御ブロックに接続される、
システム。
【請求項２３】
前記プラットフォームは、前記フレームに対して回転するように載置される、ターンテーブルを備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記フレームに対して回転するように載置される第２のターンテーブルをさらに備え、前記ターンテーブルのそれぞれは、前記フレクシャーマウントによって、前記温度制御ブロックの熱膨張および収縮から機械的に隔離される、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記フレクシャーマウントは、それぞれ、曲げ軸に沿って屈曲させるように適合される比較的可撓性のセグメントを備え、前記曲げ軸は、前記フレクシャーマウントが前記軸上で曲がるときに、前記フレキクシャーマウントが前記温度制御ブロックの中央に向かって、またはそこから離れて半径方向に移動するように配向される、請求項２１〜２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
各フレクシャーマウントの前記曲げ軸は、異なる配向にある、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記可撓性セグメントは、第１の可撓性セグメントであり、各フレクシャーマウントはさらに、前記第１の可撓性セグメントの前記曲げ軸に実質的に平行である、曲げ軸の周囲で曲がるように適合される、第２の可撓性セグメントを備える、請求項２４および２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
複数の凍結試料から凍結アリコートを取り出すためのシステムであって、
フレームと、
前記フレームによって支持される、筐体と、
前記フレームによって支持され、前記筐体内で前記凍結試料を支持するように適合される、プラットフォームと、
摂氏約０度〜摂氏約−１８０度の範囲の温度に、前記プラットフォーム上および前記筐体内の試料を維持するように適合される、温度制御システムと、
前記プラットフォームから試料を持ち上げ、前記試料を前記プラットフォームに対して移動させ、次いで、前記試料を前記プラットフォームに対して異なる位置に降ろして配置するように適合されるアームを有する、ロボットであって、前記ロボットアームは、前記筐体の外側の場所で前記フレーム上に載置される、ロボットと、
前記ロボットアーム上に載置され、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように動作可能である、試料コアリングデバイスと、
を備える、システム。
【請求項２９】
前記フレームによって支持される、複数のローラーと、前記フレームに対して回転させるために前記ローラーによって回転可能に支持される、ターンテーブルとをさらに備え、前記プラットフォームは、前記ターンテーブル上にあり、前記ローラーは、前記筐体の外縁部に位置付けられる、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記プラットフォームの回転を駆動するように適合され、前記筐体の外側に位置付けられる、モーターをさらに備える、請求項２７および２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記温度制御システムは、前記ターンテーブルの下に温度制御ブロックを備え、前記ローラーは、前記温度制御ブロックの半径方向外向きに離間される、請求項２８および２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ローラーは、前記ターンテーブルと前記筐体との間に位置付けられる、請求項２８〜３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記温度制御システムは、摂氏約−４０度〜摂氏約−１８０度の範囲の温度に、前記プラットフォーム上および前記筐体内の試料を維持するように適合される、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記温度制御システムは、前記凍結試料が維持される温度を変動させるために、選択的に調整可能である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
複数の試料容器から凍結試料のアリコートを得て、前記アリコートを複数のアリコート受容容器に移送するためのシステムであって、
少なくとも１つのターンテーブルを含み、前記試料容器および前記アリコート受容容器を支持するための、プラットフォームと、
前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記凍結試料から引き出すことによって、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される、試料コアリングデバイスであって、実質的に垂直な軸の周囲で回転可能であり、かつ前記プラットフォームに対して垂直に上下に移動可能であるアーム上で前記プラットフォームの上側に載置される、試料コアリングデバイスと、
前記ターンテーブルの回転を駆動するように適合される、第１のサーボモーターと、
前記アームを回転させるように適合される、第２のサーボモーターと、
前記プラットフォームに対して前記アームを上下に移動させるように適合される、第３のサーボモーターと、
を備え、前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記システムによって実行することができる以下の機能、すなわち、
（ａ）前記プラットフォームから試料コアリングステーションまで容器を移動させる機能、
（ｂ）前記プラットフォームから、前記試料コアリングステーションから離間されたアリコート受容ステーションまで別の容器を移動させる機能、
（ｃ）前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションの定位置で前記容器を保持および解放するために、１つ以上のクランピング機構を作動および解放させる機能、
（ｄ）前記容器からねじ付きキャップを除去する機能、
（ｅ）そこから試料コアが既に取り出された前記試料の任意の位置の場所を特定するために、前記凍結試料の表面全体にわたって試料検査デバイスからのビームを走査する機能、
（ｆ）凍結試料コアを得るために、試料コアリングデバイスを前記試料容器の中へ移動させる機能、
（ｇ）前記凍結試料コアを、前記アリコート受容ステーションの前記アリコート受容容器に移送する機能、
（ｈ）前記ねじ付きキャップを前記容器上へ戻してねじ込む機能、
（ｉ）前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションから前記プラットフォームまで前記容器を逆に移動させる機能、および
（ｊ）前記試料コアリングデバイスを、洗浄するための洗浄ステーションに移動させる機能、
のうちの１つ以上に対する唯一の位置制御を提供する、システム。
【請求項３６】
前記プラットフォームは、第１および第２のターンテーブルを備え、前記第１のサーボモーターは、前記第１および第２のターンテーブルの回転を駆動するように適合される、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションのうちの１つの位置に前記容器を挟持するように動作可能であるクランピングシステムをさらに含み、前記クランピング機構は、前記ターンテーブル上に載置されるトグル機構と、前記ターンテーブルに隣接して載置されるトグル機構アクチュエータとを含み、よって、前記第１のサーボモーターは、前記トグル機構アクチュエータによって動作させることができる場所に前記トグル機構を正確に位置付けるために使用することができる、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記アーム上に載置される、把持機構をさらに備え、前記把持機構は、前記ターンテーブルを回転させて、前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションのうちの１つで容器を回転させる間に、ねじ付き容器キャップを保持するように適合される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記プラットフォームから前記試料コアリングステーションまで前記容器を移動させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜３７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記プラットフォームから前記アリコート受容ステーションまで前記容器を移動させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜３８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションの定位置で前記容器を保持および解放するために、前記１つ以上のクランピング機構を作動および解放させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜３９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記容器からねじ付きキャップを除去するための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、そこから凍結試料コアが既に取り出された前記試料の任意の位置の場所を特定するために、前記凍結試料の表面にわたって試料検査デバイスからのビームを走査するための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、凍結試料コアを得るために、試料コアリングデバイスを前記試料容器の中へ移動させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４５】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記凍結試料コアを、前記アリコート受容ステーションの前記アリコート受容容器に移送するための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４６】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記ねじ付きキャップを前記容器上へ戻してねじ込むための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４７】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記試料コアリングおよびアリコート受容ステーションから前記プラットフォームまで前記容器を逆に移動させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記システムは、前記第１、第２、および第３のサーボモーターが、前記試料コアリングデバイスを、洗浄するための洗浄ステーションに移動させるための唯一の位置制御を提供するように構成される、請求項３４〜４６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４９】
前記システムは、パラグラフ（ａ）〜（ｊ）に列記される全ての機能を実行するように動作可能である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項５０】
凍結試料のアリコートを得るためのシステムであって、
凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームと、
前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記凍結試料から引き出すことによって、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合されるコアリングビットを備える、試料コアリングデバイスと、
前記試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、前記凍結試料から試料コアを取り出すように前記試料コアリングデバイスを動作させるように適合される、ロボットシステムと、
そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される、試料検査システムと、
を備え、前記試料検査システムは、前記センサと前記試料の表面との間の距離を検出するように適合される飛行時間距離センサを備える、
システム。
【請求項５１】
前記飛行時間センサは、電磁放射線のビームを前記試料の表面の上へ放射するように適合される、電磁放射線の供給源と、前記試料の前記表面によって反射された電磁放射線を検出するように適合される、検出器と、前記供給源が前記ビームを放射した時間と、前記検出器が前記反射した電磁放射線を検出した時間との間の時間差を示す信号を出力するように適合される、プロセッサと、を備える、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５２】
前記飛行時間センサは、音響信号を放射するように適合される音響信号源と、前記試料の表面によって反射された前記音響信号の反響を検出するように適合される検出器と、前記音響信号が放射された時間と、前記反響が検出された時間との間の時間差を示す信号を出力するように適合されるプロセッサとを備える、請求項４９に記載のシステム。
【請求項５３】
凍結試料のアリコートを得るためのシステムであって、
凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームと、
前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記凍結試料から引き出すことによって、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合されるコアリングビットを備える、試料コアリングデバイスと、
前記試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、前記凍結試料から試料コアを取り出すように前記試料コアリングデバイスを動作させるように適合される、ロボットシステムと、
そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される、試料検査システムと、
を備え、前記試料検査システムは、コアリングされた可能性のある前記試料の表面を撮像するように適合される撮像システムと、それぞれの試料の前記コアリングされた可能性のある表面の一部分だけに対応する画像を分析し、前記一部分がコアリングされたかどうかを判定するようにプログラムされるプロセッサとを備える、
システム。
【請求項５４】
凍結試料のアリコートを得るためのシステムであって、
凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームと、
前記凍結試料の中へ移動させ、次いで、前記凍結試料から引き出すことによって、前記凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合されるコアリングビットを備える、試料コアリングデバイスと、
前記試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、前記凍結試料から試料コアを取り出すように前記試料コアリングデバイスを動作させるように適合される、ロボットシステムと、
そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される、試料検査システムと、
を備え、前記試料検査システムは、コアリングされた可能性のある試料の表面が拡散様式で光を反射する物理的特徴を有するかどうかに関わらず、前記コアリングされた可能性のある試料の表面が特定の場所でコアリングされたかどうかを判定するように動作可能である、センサを備える、
システム。
【請求項５５】
前記試料検査システムは、画像分析システム、ビジョン検査システム、共焦点撮像システム、光学プロフィロメータ、飛行時間距離センサ、デジタルカメラ、およびそれらの組み合わせから成る群から選択されるセンサを備える、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５６】
前記試料システムは、前記凍結試料の上面の１つ以上の穴を検出するように適合される、光学変位センサを備える、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５７】
前記ロボットシステムは、前記試料コアリングデバイスを支持するアームを備え、前記試料検査システムは、前記アーム上に載置される、請求項４９〜５５のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、凍結試料をアリコートするためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、試料を解凍することなく、試料の劣化を最小化し、試料の完全性を保護し、かつ試料の使用可能時間を延長しながら、単一の凍結生物学的試料から複数の凍結試料コアを効率的に取り出して、別々に分析することができる複数のアリコートを提供するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的試料としては、動物（ヒトを含む）、植物、原生動物、真菌、細菌、ウイルス、または他の生物学的起源である、あらゆる試料が挙げられる。例えば、生物学的試料としては、血漿、血清、尿、全血、臍帯血、他の血液に基づく派生物、脳脊髄液、粘液（気道、頸部に由来）、腹水、唾液、羊水、精液、涙液、汗、任意の植物由来の流体（樹液を含む）等の有機体から分離される、またはそれによって分泌される、有機体および／または生物学的流体；細胞（例えば、バフィーコート細胞を含む、動物、植物、原生動物、真菌、または細菌細胞）；細胞溶解物、ホモジネート、もしくは懸濁液；ミクロソーム；細胞器官（例えば、ミトコンドリア）；染色体ＤＮＡ、ミトコンドリアＤＮＡ、およびプラスミド（例えば、種子プラスミド）を含む、核酸（例えば、ＲＮＡ、ＤＮＡ）；懸濁液または溶液中の小分子化合物（例えば、ＤＭＳＯ中の小分子化合物）；および他の流体に基づく生物学的試料、が挙げられるが、これらに限定されない。生物学的試料としては、植物、植物の一部分（例えば、種子）、および組織（例えば、筋肉、脂肪、皮膚等）も挙げられる。
【０００３】
バイオバンクは、典型的に、試料の正確で再現可能な分析を容易にするために、これらの貴重な試料を（例えば、液体窒素または液体窒素を超える気相を使用して、摂氏−８０度の冷凍庫の中で）極低温保存して、凍結試料の生化学的組成物および完全性を、インビボ状態にできるだけ近い状態に保存する。
【０００４】
時折、凍結させた試料に対して１つ以上の試験を行うことが望ましい場合がある。例えば、研究者は、特定の特徴を有する一組の試料に対して試験を行いたい場合がある。特定の試料は、多くの異なる試験をサポートするのに十分な材料を含有し得る。資源を節約するために、一般的に、極低温保存試料の残部を１つ以上の異なる将来の試験に利用できるように、１つ以上の試験で使用するためのより大量の極低温保存試料から、アリコートとして知られているより少量の試料が取り出される。
【０００５】
バイオバンクは、これに対処するいくつかの異なる方法を採用した。１つの選択肢は、大量の試料を凍結させ、アリコートが求められたときにその試料を解凍し、次いで、将来アリコートが必要とされるまで極低温保存状態で貯蔵するために全ての残部を再凍結させることである。この選択肢は、冷凍庫空間を効率的に使用させるが、それでも、この効率は、試料の質を犠牲にして成り立っている。繰り返される凍結／解凍サイクルは、重要な生物学的分子（例えば、ＲＮＡ）を劣化させ、バイオマーカーに損傷を与える可能性があり、これらのいずれかは、損傷した試料から得られたデータを使用したあらゆる研究の結果を損ない得る。
【０００６】
別の選択肢は、大量の試料を凍結させ、アリコートが求められたときにその試料を解凍し、試料の残部をさらに分割して将来の試験のためのさらなるアリコートを作製し、次いで、将来の試験に必要とされるまで、これらのより少量のアリコートを再凍結させて各アリコートを別々に極低温保存することである。この手法は、試料が受ける凍結／解凍サイクルの数を抑えるが、極低温保存アリコートを維持するために必要とされる、労力、より大きい冷凍庫空間の容積、およびより多い容器の在庫に関連する費用が増加する。さらに、アリコートは、凍結／解凍サイクルの数を抑えたとしても、劣化する、または損傷を与えられる可能性がある。さらに別の手法は、凍結する前に、大量の試料をより小量のアリコートに分割することである。この手法は、凍結／解凍サイクルを１回だけに抑えることが可能であるが、それでも、この手法に伴う労力、冷凍庫空間、および容器在庫のコストに関連する不利な点がある。
【０００７】
参照によりその内容が組み込まれる、米国付与前公報第２００９００１９８７７号は、試料を解凍せずに、単一の凍結生物学的試料から凍結試料コアを抽出するためのシステムを開示している。このシステムは、試料を解凍せずに、元の試料から凍結コア試料を取り出すための中空ビットコアリングニードルを含む、ドリルを使用する。このドリルによって得られる凍結試料コアは、試験のアリコートとして使用される。凍結コアが除去された後、試料の残部は、将来の試験のために試料から別のアリコートが必要とされるまで、冷凍庫に戻される。本発明の発明者らは、下で詳細に説明するように、‘８７７の公報で開示されたシステムに対して種々の改善を行った。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、２つ以上の物質を含む、容器の中に含まれる凍結試料のアリコートを得る方法である。本方法は、ある場所で試料コアリングデバイスを凍結試料の中へ移動させ、次いで、試料から試料コアリングデバイスを引き出して、その場所から取り出された凍結試料コアの形態でアリコートを得ることを含む。場所は、凍結試料コア中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、凍結試料の中に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、試料中のその少なくとも１つの関心の物質の総濃度を代表する、半径方向位置になるように選択される。
【０００９】
別の本発明の態様は、２つ以上の物質を含む、容器の中に含まれる凍結試料のアリコートを得る方法である。本方法は、第１の場所で試料コアリングデバイスを凍結試料の中へ移動させ、次いで、試料から試料コアリングデバイスを引き出して、第１の場所から取り出された凍結試料コアの形態で第１のアリコートを得ることを含む。試料コアリングデバイスまたは別の試料コアリングデバイスは、第１の場所と異なる試料内の半径方向位置を有する第２の場所で、凍結試料の中へ移動させ、次いで、試料から引き出して、第２の場所から取り出された凍結試料コアの形態で第２のアリコートを得る。第１および第２のアリコートは、集合アリコートを形成するように組み合わせられる。第１および第２の場所は、集合アリコート中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、凍結試料に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、試料中のその関心の物質の総濃度を代表するように選択される。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、凍結試料から凍結アリコートを得るためのシステムである。本システムは、凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームを有する。試料コアリングデバイスは、凍結試料の中へ移動させ、次いで、凍結試料から引き出すことによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される、コアリングビットを含む。ロボットシステムは、試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように試料コアリングデバイスを動作させるように適合される。システムは、ロボットシステムを制御するように適合される、プロセッサを有する。プロセッサは、ユーザからの入力を受け付け、その入力に応答して複数の異なるモードのうちの１つで動作するようにプログラムされる。モードは、以下のパラメータ、すなわち、
（ａ）  ロボットシステムが、凍結試料コアを得るために、コアリングビットを凍結試料の中へ軸方向に移動させる速度、
（ｂ）  ロボットシステムが、凍結試料コアを得るために、コアリングビットを凍結試料の中へ軸方向に移動させる力、
（ｃ）  ロボットシステムが、凍結試料コアを得るために、コアリングビットを回転させる速度、
（ｄ）  凍結試料コアを得るために、コアリングビットに印加されるトルク、
（ｅ）  凍結試料コアを得るために、コアリングビットを凍結試料の中へ軸方向に移動させるときに、そのコアリングビットに印加される衝撃力の量、
（ｆ）  そこから凍結試料コアが取り出される、各試料のそれぞれの中の位置、
（ｇ）  試料コアリングデバイスを凍結試料の中へ移動させる深さ、および
（ｈ）  凍結試料コアを取り出すために、試料コアリングデバイスによって使用されるドリルビットのサイズまたは形状、
のうちの１つ以上において互いに異なる。
【００１１】
本発明の別の態様は、高精度自動位置決めシステムである。本システムは、フレームと、そのフレームによって支持されるプラットフォームとを有する。プラットフォームは、複数の試料を支持するように適合される。温度制御ブロックは、フレームによって支持され、試料がプラットフォーム上にあるときにその試料の加熱および冷却のうちの少なくとも１つを行うように動作可能である。フレームによって支持されるロボットは、プラットフォームから試料を持ち上げ、試料をプラットフォームに対して移動させ、次いで、試料をプラットフォームに対して異なる位置に降ろして配置するように適合される。フレームは、プラットフォームが温度制御ブロックに接触することなく温度制御ブロックに対して移動することを可能にする空隙によって、温度制御ブロックがプラットフォームから離間されるように、温度制御ブロックを支持する。フレームは、フレームを温度制御ブロックの熱膨張または収縮から隔離するように適合される複数のフレクシャーマウントによって、温度制御ブロックに接続される。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、複数の凍結試料から凍結アリコートを取り出すためのシステムである。本システムは、フレームと、フレームによって支持される筐体とを含む。プラットフォームは、フレームによって支持され、筐体内で凍結試料を支持するように適合される。温度制御システムは、摂氏約０度〜摂氏約−１８０度の範囲の温度に、プラットフォーム上および筐体内の試料を維持するように適合される。ロボットは、プラットフォームから試料を持ち上げ、試料をプラットフォームに対して移動させ、次いで、試料をプラットフォームに対して異なる位置に降ろして配置するように適合されるアームを有する。ロボットアームは、筐体の外側の場所でフレーム上に載置される。試料コアリングデバイスは、ロボットアーム上に載置される。コアリングデバイスは、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように動作可能である。
【００１３】
本発明の別の態様は、複数の試料容器から凍結試料のアリコートを得て、アリコートを複数のアリコート受容容器に移送するためのシステムである。本システムは、試料容器およびアリコート受容容器を支持するための、プラットフォームを有する。プラットフォームは、少なくとも１つのターンテーブルを含む。試料コアリングデバイスは、凍結試料の中へ移動させ、次いで、凍結試料から引き出すことによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される。試料コアリングデバイスは、実質的に垂直な軸の周囲で回転可能であり、かつプラットフォームに対して垂直に上下に移動可能であるアーム上でプラットフォームの上側に載置される。第１のサーボモーターは、ターンテーブルの回転を駆動するように適合される。第２のサーボモーターは、アームを回転させるように適合される。第３のサーボモーターは、プラットフォームに対してアームを上下に移動させるように適合される。本システムは、第１、第２、および第３のサーボモーターが、本システムによって実行することができる以下の機能、すなわち、
（ａ）  プラットフォームから試料コアリングステーションまで容器を移動させる機能、
（ｂ）  プラットフォームから、試料コアリングステーションから離間されたアリコート受容ステーションまで別の容器を移動させる機能、
（ｃ）  試料コアリングおよびアリコート受容ステーションの定位置で容器を保持および解放するために、１つ以上のクランピング機構を作動および解放させる機能、
（ｄ）  容器からねじ付きキャップを除去する機能、
（ｅ）  そこから試料コアが既に取り出された試料の任意の位置の場所を特定するために、凍結試料の表面全体にわたって試料検査デバイスからのビームを走査する機能、
（ｆ）  凍結試料コアを得るために、試料コアリングデバイスを試料容器の中へ移動させる機能、
（ｇ）  凍結試料コアを、アリコート受容ステーションでアリコート受容容器に移送する機能、
（ｈ）  ねじ付きキャップを容器上へ戻してねじ込む機能、
（ｉ）  試料コアリングおよびアリコート受容ステーションからプラットフォームまで容器を逆に移動させる機能、および
（ｊ）  試料コアリングデバイスを、洗浄するための洗浄ステーションに移動させる機能、
のうちの１つ以上に対する唯一の位置制御を提供する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、凍結試料のアリコートを得るためのシステムである。本システムは、凍結試料を含む複数の容器を支持するための、プラットフォームを有する。コアリングビットを備える試料コアリングデバイスは、凍結試料の中へ移動させ、次いで、凍結試料から引き出すことによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される。ロボットシステムは、試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、凍結試料から試料コアを取り出すように試料コアリングデバイスを動作させるように適合される。試料検査システムは、そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される。試料検査システムは、センサと試料の表面との間の距離を検出するように適合される、飛行時間距離センサを含む。
【００１５】
本発明の別の態様は、凍結試料のアリコートを得るためのシステムである。システムは、凍結試料を含む複数の容器を支持するためのプラットフォームを有する。コアリングビットを有する試料コアリングデバイスは、凍結試料の中へ移動させ、次いで、凍結試料から引き出すことによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される。ロボットシステムは、試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、凍結試料から試料コアを取り出すように試料コアリングデバイスを動作させるように適合される。試料検査システムは、そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される。試料検査システムは、コアリングされた可能性のある試料の表面を撮像するように適合される撮像システムと、それぞれの試料のそのコアリングされた可能性のある表面の一部分だけに対応する画像を分析し、その一部分がコアリングされたかどうかを判定するようにプログラムされるプロセッサとを備える。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、凍結試料のアリコートを得るためのシステムである。本システムは、凍結試料を含む複数の容器を支持するための、プラットフォームを有する。コアリングビットを有する試料コアリングデバイスは、凍結試料の中へ移動させ、次いで、凍結試料から引き出すことによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される。ロボットシステムは、試料コアリングデバイスとプラットフォームとの間で相対的な動きを生じさせ、凍結試料から試料コアを取り出すように試料コアリングデバイスを動作させるように適合される。試料検査システムは、そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される。試料検査システムは、コアリングされた可能性のある試料の表面が拡散様式で光を反射する物理的特徴を有するかどうかに関わらず、コアリングされた可能性のある試料の表面が特定の場所でコアリングされたかどうかを特定するように動作可能である、センサを含む。
【００１７】
本発明の別の態様は、複数の凍結試料から複数のアリコートを取り出すためのシステムである。本システムは、凍結試料から凍結試料コアを取り出すための試料コアリングデバイスを有する。試料コアリングデバイスは、移動可能なアームと、アーム上に載置される中空コアリングビットとを含む。洗浄システムは、チャンバと、チャンバの中のコアリングビットの少なくとも下端部を受容するように適合される開口部と、洗浄液がチャンバの中へ流れ、コアリングビットの外側と接触することを可能にするように位置付けられる流体流入口とを有する、ハウジングを有する、洗浄ステーションを含む。洗浄システムは、アーム上の流入口に接続される、洗浄液供給ラインを含む。アーム上の流入口は、コアリングビットの中空部を洗浄液と接触させるためのコアリングビットの中空部と流体接続している。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、複数の凍結試料から複数のアリコートを取得するためのシステムである。本システムは、凍結試料から凍結試料コアを取得するための、試料コアリングデバイスを含む。試料コアリングデバイスは、移動可能なアームと、アーム上に載置される中空コアリングビットとを有する。洗浄システムは、チャンバと、チャンバの中のコアリングビットの少なくとも下端部を受容するように適合される開口部とを有するハウジングを有する、洗浄ステーションを含む。洗浄システムは、洗浄液供給源と、乾燥ガス供給源とを有する。洗浄システムは、洗浄液をチャンバの中へ注入してコアリングビットを洗浄し、そして、乾燥ガスをチャンバの中へ注入してチャンバの中の蒸発によってコアリングビットから残留する洗浄液を除去するように適合される。いくつかの実施形態において、プランジャは、コアリングビットの上側のアーム上に載置される。プランジャは、プランジャがコアリングビットに対して相対的により高い位置にある第１の位置から、プランジャがコアリングビットに対して相対的により低い位置にある第２の位置まで移動可能である。プランジャは、コアリングビットから凍結試料コアを取り出すための第２の位置でコアリングビットの中空部の中へ延在する。アーム上の流入口は、アームに供給される洗浄液がプランジャの外側に接触するように位置付けられる。コアリングビットは、アーム上に載置される回転可能なスピンドルアセンブリで保持することができる。スピンドルアセンブリは、コアリングビットの中空部と流体連通する中空部を含む。洗浄システムは、管がスピンドルアセンブリと接触しない第１の位置から、管がスピンドルアセンブリに対する封止を形成する第２の位置まで移動可能なアーム上に、管を有することができる。アーム上の流入口は、管の上にある。プランジャは、管を通って延在することができ、流入口は、アームに供給される洗浄液がプランジャの外側に接触するように供給されるように、管の上に位置付けることができる。本システムは、乾燥ガスの供給源を含むことができる。洗浄システムは、コアリングビットが洗浄液と接触した後に、乾燥ガスをコアリングビットに接触させるように適合させることができる。例えば、洗浄システムは、アーム上の流入口を通して乾燥ガスを注入するように適合させることができる。洗浄システムは、コアリングビットの下部分を受容するためのチャンバの中へ乾燥ガスを注入するように適合される。
【００１９】
他の目的および特徴は、以下で部分的に明らかになり、部分的に指摘される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図面全体を通して、対応する参照符号は、対応する部品を示す。
【図１】本発明のアリコーティングシステムの一実施形態の斜視図である。
【図２】外側筐体を除去したシステムの斜視図である。
【図３】図２で例示されるシステムの分解斜視図である。
【図４】図２に類似するが、ロボットアームを除去し、カバーの一部分を取り除いて、試料容器を支持するためのプラットフォームを出現させた、拡大斜視図である。
【図５】カバーの一部分を取り除いた、図４で例示されるシステムの正面図である。
【図６】カバーの異なる部分を取り除いた、図４および図５で例示されるシステムの平面図である。
【図７】図６の線７−７を含む平面で切断した、システムの断面図である。
【図８】図７で例示されるように切断し、カバーを除去した、システムの斜視図である。
【図９】図６の線９−９を含む平面で切断した、システムの斜視図である。
【図１０】容器を保持するためのクランピングシステムの動作を例示する、図６の線１０−１０を含む平面で切断した、システムの一部分の拡大断面図である。
【図１０Ａ】容器を保持するためのクランピングシステムの動作を例示する、図６の線１０−１０を含む平面で切断した、システムの一部分の拡大断面図である。
【図１１】容器を保持するためのクランピングシステムの動作を例示する、図６の線１０−１０を含む平面で切断した、システムの一部分の拡大断面図である。
【図１１Ａ】容器を保持するためのクランピングシステムの動作を例示する、図６の線１０−１０を含む平面で切断した、システムの一部分の拡大断面図である。
【図１２】システムのフレームの一部分を示す、図６の線１２−１２を含む平面で切断した、拡大断面図である。
【図１３】システムのロボットアームの斜視図である。
【図１４】図１３の線１４−１４を含む平面で切断した、ロボットアームの断面図である。
【図１５】ロボットアームの一部分の分解斜視図である。
【図１６Ａ】ロボットアームの中のプランジャがコアリングビットから凍結試料コアを取り出す順序を例示する図である。
【図１６Ｂ】ロボットアームの中のプランジャがコアリングビットから凍結試料コアを取り出す順序を例示する図である。
【図１７Ａ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１７Ｂ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１７Ｃ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１７Ｄ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１７Ｅ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１７Ｆ】プランジャおよびコアリングビットを洗浄するように適合される、洗浄システムの一実施形態の動作を例示する図である。
【図１８Ａ】試料検査デバイスによって検査される、そこから複数の凍結試料コアが既に取り出された凍結試料を例示する概略図である。
【図１８Ｂ】試料検査デバイスによって検査される、そこから複数の凍結試料コアが既に取り出された凍結試料を例示する概略図である。
【図１８Ｃ】そこからアリコートが既に取り出された凍結試料内の場所を特定するように適合されるセンサからの出力を例示するグラフである。
【図１８Ｄ】試料を検査するための飛行時間に基づく距離センサの使用を例示する概略図である。
【図１９】コアリングビットの先端部の拡大斜視図である。
【図２０】システム上に容器を保持するための取り外し可能なトレイの斜視図である。
【図２１】システムのプラットフォーム上に容器を選択的に挟持および解放するためのトグル機構の斜視図である。
【図２２】システムのプラットフォーム上に容器を選択的に挟持および解放するためのトグル機構の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、最初に図１および図２を参照すると、全体として１０１に指定される自動凍結試料アリコーティングシステムの一実施形態は、複数の異なる凍結試料から、複数の凍結アリコートを（例えば、凍結試料コアの形態で）自動的に取り出すように適合される、ロボット１０３を含む。試料は、好適に凍結された生物学的試料である。
【００２２】
生物学的試料としては、動物（ヒトを含む）、植物、原生動物、真菌、細菌、ウイルス、または他の生物学的起源である、あらゆる試料が挙げられる。例えば、生物学的試料としては、血漿、血清、尿、全血、臍帯血、他の血液に基づく派生物、脳脊髄液、粘液（気道、頸部に由来）、腹水、唾液、羊水、精液、涙液、汗、任意の植物由来の流体（樹液を含む）等の有機体から分離される、またはそれによって分泌される、有機体および／または生物学的流体；細胞（例えば、バフィーコート細胞を含む、動物、植物、原生動物、真菌、または細菌細胞）；細胞溶解物、ホモジネート、もしくは懸濁液；ミクロソーム；細胞器官（例えば、ミトコンドリア）；染色体ＤＮＡ、ミトコンドリアＤＮＡ、およびプラスミド（例えば、種子プラスミド）を含む、核酸（例えば、ＲＮＡ、ＤＮＡ）；懸濁液または溶液中の小分子化合物（例えば、ＤＭＳＯ中の小分子化合物）；および他の流体に基づく生物学的試料、が挙げられるが、これらに限定されない。生物学的試料としては、植物、植物の一部分（例えば、種子）、および組織（例えば、筋肉、脂肪、器官、皮膚等）も挙げられる。
【００２３】
ロボット１０３は、ロボットの動作を制御する、コンピュータ等のプロセッサ（図示せず）を含むか、またはそれに接続される。ロボット１０３は、ロボットを保護し、さらに、ロボットの動作と関連し得る鋭利な物体、エアロゾル、またはスプレーから操作者を保護する、筐体１０５の中に位置付けられる。病原体（例えば、血液由来病原体）を含み得る凍結生物学的試料の場合、筐体１０５はまた、潜在的病原体に対する操作者の曝露も抑える。試料材料の環境中への放出を抑える能力は、アリコーティングシステムが、凍結生物学的試料または他の潜在的に危険な材料からアリコートを取り出すために使用されるときに重要であり得る。
【００２４】
種々の異なる筐体を、本発明の範囲内で使用することができる。例えば、図１の筐体１０５は、ロボット１０３の基部が含まれる下部チャンバ１０９を取り囲む、基部１０７を含む。例示されるように、筐体１０５の基部１０７は、スタンド１１１、例えばホイール（図示せず）を有するカートによって支持されるので、ロボット１０３は、試料およびアリコートの手動によるロボットへの搬入およびそこからの搬出、ならびに他の手作業を容易にするための十分な作業高さで床の上側で支持される。カート１１１はまた、一方の場所からもう一方の場所までロボットを移動させることを容易にする。代わりに、筐体１０５の基部１０７を、テーブルまたは作業台上に位置付けることができる。また、本発明の広い範囲内で、ロボット１０３の基部は、任意の特定の高さで支持する必要はないことも理解されたい。
【００２５】
筐体１０５はまた、筐体基部１０７の最上部に取り外し可能なカバー１１５も含む。カバー１１５は、その時々に応じて、保守または修理のためにロボット１０３に接近するために取り外すことができる。筐体１０５はまた、カバーを取り外すことなく、凍結試料バイアルおよび凍結アリコートバイアルをシステムに搬入およびそこから搬出するために、ならびに／またはシステム１０１に対する限られた保守もしくは修理を行うために開口することができる、カバー１１５の前部のドア１１７も含む。カバー１１５はまた、ロボット１０３を含む部屋の熱的変動から凍結試料を遮断するのを補助する。筐体１０５は、状況がいかなる筐体も伴わない動作を許す場合、または試料から環境中への材料の放出に関するあらゆる懸念に十分に対処している、別個のヒュームもしくは生物学的フード、または他のデバイスの中にシステムを配置するべきである場合等に、システムから取り除くことができることを想定している。
【００２６】
図２および図３を参照すると、ロボット１０３は、一時貯蔵場所１２３と試料コアリングステーション１２５またはアリコート受容ステーション１２７との間で、それぞれ、複数の試料を含むアリコート受容容器Ｃ（例えば、バイアル）を移動させるように適合される、高精度自動位置決めシステム１２１を含む。高精度位置決めシステム１２１は、試料容器内の正確な場所から凍結試料コアの形態でアリコートを得ることを容易にする。例えば、位置決めシステム１２１は、好適には、１０００分の数インチ（例えば、約１０００分の４インチ（約０．１ｍｍ））の標的位置決め範囲である実際の位置決めを維持する一方で、凍結生物学的試料に対する望ましくない熱的に誘発される変化を最小化するように適合される冷却環境において動作を行うことが可能である。これは、（例えば、下でさらに詳細に説明するように）アリコートの品質を最適化するように選択される場所から、および／または単一の試料容器から取り出すことができるアリコートの数を最大化する場所から、凍結試料コアを取り出すことを容易にすることができる。正確な位置決めを維持する能力は、本発明の広い範囲内で、有益であり得るが、必ずしも必要と限らない。
【００２７】
本発明の広い範囲内で、ｘ，ｙ，ｚのデカルト座標系による位置決めシステムを使用することが可能であるが、例示される実施形態の位置決めシステム１２１は、θ，θ’，ｚの位置決めシステムである。位置決めシステム１２１は、好適には、容器を支持するための１つ以上の移動可能なプラットフォーム１３１と、プラットフォームから試料を持ち上げ、プラットフォームに対して試料を移動させ、次いで、試料をプラットフォームに対して異なる位置に降ろして配置するように適合される（その詳細を下で説明する）ロボットアーム１２９とを含む。図３〜図６で例示されるように、例えば、位置決めシステム１２１は、容器Ｃを支持する２つの回転可能に載置されたプラットフォーム１３１（例えば、ターンテーブル）と、ターンテーブルの動きを制御するように適合されるサーボ制御の駆動システム１６１とを含む。ターンテーブル１３１は、好適には、複数のレセプタクル１３３を支持し、その中で、容器Ｃを受容して、それぞれのターンテーブルに対して定位置で容器を保持することができる。試料コアリングステーション１２５は、好適には、一方のターンテーブル１３１の中央のレセプタクル１３３であり、アリコート受容ステーション１２７は、好適には、もう一方のターンテーブルの中央のレセプタクルである。
【００２８】
例示される実施形態において、ターンテーブル１３１は、複数の取り外し可能なトレイ１３５を支持するように適合され、トレイはそれぞれ、複数の容器Ｃを支持することが可能である。例えば、ターンテーブル１３１の上面は、トレイ１３５を受容し、それらをターンテーブル上の適所で保持するように構成される、陥凹１３７を含んでもよい。例示される実施形態において、各レセプタクル１３３は、トレイ１３５の１つによって支持される直立した外周（例えば、円筒状）の側壁によって画定される。例えば、開放端円筒スリーブ１３９を、トレイ１３５の上面上のウェル１４１の中へ挿入して、レセプタクル１３３を形成することができる。同様のスリーブ１３９をターンテーブル１３１の中央でウェル１４３の中へ挿入して、試料コアリングステーション１２５およびアリコート受容ステーション１２７にレセプタクル１３３を形成する。スリーブ１３９は、好適には、スリーブ内部の凍結試料または凍結アリコートがスリーブによって熱的に保護されるように、金属などの固体熱伝導性材料で作製され、比較的高い熱質量を有する。
【００２９】
トレイ１３５’の別の実施形態を図２０に例示する。このトレイ１３５’は、本体が試料の側部に沿って上へ延在して、レセプタクルの１つで試料を受容したときに試料の熱的保護を提供するように、比較的深いレセプタクル１３３’が一体形本体１３７’に形成される、一体形のトレイまたはトレイインサートである。
【００３０】
取り外し可能なトレイ１３５、１３５’は、トレイ全体およびその上にある容器を単一のステップで同時に搬入または搬出することができるので、容器のターンテーブル１３１への搬入またはそこからの搬出を容易にする。例示される実施形態において、レセプタクル１３３、１３３’は、円形状であるが、レセプタクルは、本発明の範囲内で、多角形（例えば、四角形、六角形等）を含む他の形状を有し得ることを理解されたい。また、本発明の広い範囲内で、いかなるトレイまたはレセプタクルも使用せずに、プラットフォームが複数の容器を支持するように適合させる種々の他の方法があることも理解されたい。
【００３１】
ターンテーブル１３１の駆動システム１６１は、好適には、双方のターンテーブル１３１の動きを制御するように適合される、単一の精密運動制御デバイス１６３（例えば、サーボモーター）を含む。本明細書で使用される「精密運動制御デバイス」という用語は、位置または速度等の駆動出力を追跡し、所望の駆動出力が達成されるのを確実にするように適合される、機械駆動システムを指す。精密運動制御デバイスは、サーボモーターおよびサーボ機構を含み、これらは、デバイスによって駆動されるモーター／機構および／または１つ以上の構造体の正確な制御（例えば、位置制御）を提供するために、フィードバックを使用する制御システムを有する、モーターまたは駆動機構を指す。例えば、サーボモーターおよびサーボ機構は、出力の正確な制御を達成するために、１つ以上の位置指示センサ（図示せず）からのフィードバックを使用する、制御システムを含むことができる。精密運動制御という用語はまた、ステップモーターも含み、これは、ローターが回転したステップの数を計数することによってモーターの出力を追跡する、モーター制御システムを有する。
【００３２】
システム１０１の１つの特徴は、下で説明するように、多数の種々の作業を行うために、比較的少ない数の精密運動制御デバイスを使用することである。精密運動制御デバイスは、構築または購入に比較的費用がかかり、また、精密運動制御デバイスを良好な作動状態に保つためにかなりの保守が必要とされるので、システム１０１の精密運動制御デバイスの数を抑える能力は、利点を提供する。双方のターンテーブルの動きを制御するために、精密運動制御デバイス（例えば、単一のサーボ機構１３６）を使用することは、このシステム１０１の特徴の１つの態様である。同様に存在し得る他のものを下で説明する。
【００３３】
図６〜図８を参照すると、ターンテーブル駆動モーター１６３は、フレーム１８１上でターンテーブル１３１の下に載置される。フレーム１８１はまた、一般的に互いに並列関係でターンテーブル１３１を支持する。例えば、フレーム１８１は、好適には、ターンテーブルのフレームに対する回転を支持するために、半径方向外向きに延在するリップ１９９をターンテーブル１３１のそれぞれに係合させるように位置付けられる、複数のローラー１９７を支持する。リップ１９９は、ローラー１９７がターンテーブルリップを固定高さで保持するように、ローラーのそれぞれの切り欠き（例えば、Ｖ字状の切り欠き）で受容される。図３で例示されるように、各ターンテーブル１３１について、３つのローラー１９７がある。
【００３４】
各ターンテーブルのローラー１９７の１つ以上は、好適には、半径方向に移動可能であり、ローラーがターンテーブルリップ１９９との係合を維持することを確実にするために、ターンテーブルの中央に向かって半径方向内向きに移動するように（例えば、ばねによって）付勢される。図７で例示されるように、例えば、フレーム１８１の最左および最右に載置されるローラー１９７は、ローラー支持アーム２０２上に載置され、アームは、例示される実施形態において、一般的に、直立配向を有する。支持アーム２０２は、フレームに対して移動可能であり、ローラーを半径方向内向きに移動させるように付勢される。例示される実施形態において、支持アーム２０２は、旋回軸２０６の周囲でのアームの旋回運動を可能にするブラケット２０４によって、フレーム１８１に固定される。ばね２０８または他の付勢部材は、図７で矢印によって示されるように、ローラーがターンテーブルの中央に向かって移動する方向に支持アーム２０２を付勢して、旋回させるように位置付けられる。例えば、ばね２０８は、好適には、旋回軸２０６の下に載置され、支持アーム２０２の側部と、フレーム１８１に固定されるボルト２１０または他の好適な保持構造体の頭部との間で圧縮される。ボルト２１０は、好適には、ばね２０８に印加される予荷重を増加または減少させるように調整可能である。各ターンテーブルのローラー１９７の１つを半径方向に移動させることができるので、ローラー１９７は、ターンテーブル１３１の熱膨張および／または収縮に対応することが可能である一方で、予荷重されたばね２０８からの付勢が、ローラーとターンテーブルとのぴったりした係合を維持することを確実にする。
【００３５】
図６〜図８を再度参照すると、モーター１６３は、モーターがホイールを回転させるように動作可能であるように、（例えば、図８で例示されるように、駆動軸１６７によって）ホイール１６５に動作可能に接続される。ホイール１６５は、モーター１６３によるホイールの回転が双方のターンテーブルの回転を駆動するように、ターンテーブル１３１に隣接し（例えば、一般にターンテーブルの間）、ターンテーブル１３１のそれぞれに動作可能に接続される。例えば、ホイール１６５は、好適には、ターンテーブルが同時に回転するように、ターンテーブル１３１の対向する縁部を同時に係合するように位置付けられる。
【００３６】
具体的には、ホイール１６５は、例示される実施形態において、複数の回転可能なペグ１６９を支持し、ターンテーブル１３１は、ターンテーブルがペグによって回転されるようにペグと絡ませた歯１７１を有する。これは、ターンテーブル１３１を調和して（すなわち、同時に、同じ方向に、および同じ速度で）回転させる結果となるが、本発明の広い範囲内で、ターンテーブルは、調和して回転させる必要はないことを理解されたい。例示されるように、ペグ１６９は、好適には、横断面形状が実質的に円筒状であり、歯１７１間の空間は、それらがペグに実質的に合致するように成形される。ペグ１６９は、ローラーベアリング、ボールベアリング、または他のベアリング（図示せず）で作製されるか、またはこれを含み、ペグ／ベアリングが、（例えば、例示されるように配向されたときに、縦軸上で）ターンテーブル１３１のいずれかと係合しながら、ホイール１６５に対して回転することを可能にする。ホイール１６５およびペグ１６９は、モーター１６３とターンテーブル１３１との間の低摩擦、低バックラッシュの正駆動接続をもたらし、それらの上にあるターンテーブルおよび容器Ｃの位置決めシステム１２１による非常に正確な位置決めを容易にする。
【００３７】
システム１０１は、試料の劣化を抑え、かつ試料およびアリコートの完全性を保護するために、凍結試料およびアリコートがターンテーブル１３１上にある間に、それらを所望の温度（例えば、好適には、摂氏約０度〜摂氏約−１８０度の範囲、より好適には、摂氏約−４０度〜摂氏約−１８０度の範囲、より好適には、摂氏約−４０度〜摂氏約−８０度の範囲の極低温）に維持するように動作可能な、温度制御システム１５１（図３を参照されたい）を含む。通常、温度が摂氏約−４０度未満であるように、温度制御システム１５１を動作させることが望ましい。温度制御システム１５１は、好適には、所望の温度を設定または調整するための操作者からの入力を受け付けるようにプログラムされる。
【００３８】
例示されるように、温度制御システム１５１は、ターンテーブル１３１の下に位置付けられる温度制御ブロック１５３と、ターンテーブル１３１およびその上にある容器とともに温度制御ブロックを部分的に取り囲む筐体１５５とを含む。筐体１５５は、一対の取り外し可能なカバー１５９を含む。ターンテーブル１３１のそれぞれは、カバー１５９の１つによって覆われる。本発明の範囲内で、凍結試料の温度を制御するために、種々の異なる温度制御ブロックを使用することができる。例えば、温度制御ブロック１５３は、液体窒素またはエタノール等の冷却液を含むための貯蔵部または通路（図示せず）を含むことができる。試料を極低温に保つことによって、温度制御システム１５１は、アリコーティング工程中の凍結試料の溶解を抑える（および理想的に防止する）のを補助する。温度制御システム１５１はまた、凍結試料上の霜の形成も抑える。霜の水分は、試料材料を希釈し、それによって、試料に対して行われる任意の定量分析の結果を変化させる可能性があるので、霜が試料上に形成されることは望ましくない。例示される実施形態において、温度制御システム１５１は、冷却だけしか提供しないが、本発明の範囲内で、温度制御システムは、凍結試料を加熱し得ることも考えられる。例えば、一部の場合では、アリコーティング工程中に凍結試料が亀裂の発生または他の物理的な損傷をより受け難くするように、凍結試料の温度を僅かに超えて凍結試料を加温することが望ましくなり得る。
【００３９】
温度制御ブロック１５３は、位置決めシステム１２１による試料容器の極めて正確な位置決めを容易にするように、ターンテーブル１３１から機械的に隔離される。フレーム１８１は、ターンテーブル１３１が僅かに温度制御ブロック１５３の上側に離間されるように、それらを支持する。故に、図１１および図１２で例示されるように、温度制御ブロック１５３の頂部とターンテーブル１３１の底部との間には、小さい空隙１５７がある。空隙１５７は、好適には、約０．２５インチ（約６．３５ｍｍ）を超えない長さである。一般に、温度制御ブロック１５３とターンテーブル１３１との間の熱伝達は、空隙１５７が比較的小さいときにより良好である。空隙１５７は、好適には、約０．０００１インチ〜約０．２５インチ（約０．００２５ｍｍ〜６．３５ｍｍ）の範囲であり、より好適には、約０．００１インチ〜約０．００６インチ（約０．０２５ｍｍ〜０．１５２ｍｍ）の範囲である。例示される実施形態において、空隙１５７は、長さが等しいが、これは、本発明の広い範囲内では必要とされない。温度制御ブロック１５３からターンテーブル１３１を分離する空隙１５７のため、ターンテーブルと温度制御ブロックとの間にはいかなる物理的な接触もない。したがって、ターンテーブル１３１は、それらが動くときに、温度制御ブロック１５３上を摺動しないか、それと摩擦しないか、またはそれに接触しない。これは、ターンテーブルが動くときに、ターンテーブル１３１と温度制御ブロック１５３との間にはいかなる摩擦による熱もないので、凍結試料を所望の温度に維持するのを補助する。
【００４０】
フレーム１８１は、温度制御ブロック１５３を支持するが、フレームは、温度制御ブロックの熱膨張および収縮の潜在的影響から機械的に隔離される。これはさらに、ターンテーブル１３１（および一般に、位置決めシステム１２１）を、温度制御ブロック１５３の動作と関連する任意の熱的に誘発される歪みから隔離する。図３を参照すると、例えば、温度制御ブロック１５３は、フレクシャーマウント１８５によってフレーム１８１に接続される複数の支持体１８３（例えば、長方形の棒）によって支持される。図１２で例示されるように、各フレクシャーマウント１８５は、支持体１８３へのフレクシャーマウントの接続部１９３と温度制御ブロックの中央１９５との間に延在する想像線１９１に概ね垂直な軸１８９上で全体的に屈曲するように適合される、１つ以上の区間１８７を含む（図６を参照されたい）。具体的には、フレクシャーマウント１８５は、可撓性区間１８７を除いて比較的固く、可撓性区間は、フレクシャー軸１８９に沿った所以外の曲げに対して抵抗する。図１２で例示されるように、フレクシャーマウントの可撓性区間１８７は、フレクシャー軸１８９の周囲で比較的小さい曲げモーメントを有し、他の方向で比較的より大きい曲げモーメントを有するように構成される、比較的薄い壁１９５または他の構造体を含む。例示されるように、フレクシャーマウント１８５が複数の可撓性区間１８７を含むときに、フレクシャー軸１８９は、好適には、実質的に互いに平行である。フレクシャーマウントがターンテーブル１３１の下側で温度制御ブロック１５３を確実に一括して支持する間に、温度制御ブロック１５３が、熱変化により膨張または収縮して熱歪みを多少なりとも解消するので、フレクシャーマウント１８５のそれぞれは、可撓性区間１８７において、図１２で矢印によって示される方向に容易に屈曲することができる。
【００４１】
所望であれば、温度制御システム１５１はまた、筐体の外側の温度を比較的低温に保ち、筐体１５５の内部と外部との間の温度差を最小化するために、試料を取り囲む筐体１５５の外側に位置付けられる、１つ以上の冷却機または他の冷却ユニット（図示せず）を含むことができる。例えば、ロボット１０３を取り囲むより大きい筐体１０５の内側の空気または他のガスを冷却するために、１つ以上の冷却機を使用することができる。一部の場合では、内部筐体１５５の外側および外部筐体１０５の内側の温度を、内部筐体の内側の温度よりも大幅により高い温度に保つことが望ましくなり得る。したがって、温度制御システムは、内部筐体１５５の外側であるが外部筐体１０５の内側の温度を、特定の温度を超えて（例えば、氷結温度またはほぼ室温超えて）維持するように設計することができる。これは、例えば、筐体１５５の内側で維持される低い温度で、任意の精密運動制御デバイスまたはシステムの他の構成要素を動作させる必要性を回避するために望ましくなり得る。
【００４２】
図１３および図１４で例示されるように、ロボットアーム１２９は、矢印θによって示されるように垂直軸２０１の周囲を旋回運動するように、フレーム１８１上（例えば、内部筐体１５５の外側の場所）に載置される。この軸２０１上のロボットアーム１２９の回転は、好適には、精密運動制御デバイスによって駆動される。例示されるように、例えば、フレーム１８１上に載置されるサーボ制御の回転ステージ２０３は、軸２０１上のアーム１２９の回転を駆動するように適合される。垂直Ｚ方向におけるロボットアーム１２９の動きは、好適には、精密運動制御デバイスによって駆動される。例えば、ロボットアームの動きは、好適には、回転ステージ２０３によって駆動される支持体２１１上に載置されるサーボ制御の直線ステージ２０７によって駆動される。回転ステージ２０３および直線ステージ２０７は、位置決めシステム１２１の一部である。故に、例示される実施形態において、位置決めシステム１２１は、３つを超えない精密運動制御デバイス（例えば、ちょうど３つの精密運動制御デバイス）を有する。
【００４３】
ロボットアーム１２９は、好適には、凍結試料の中へ移動させられ、次いで、凍結試料から引き出されることによって、凍結試料から凍結試料コアを取り出すように適合される、試料コアリングデバイスを含む。例えば、例示される実施形態において、ロボットアーム１２９は、下方へ延在する中空コアリングビット２１５（図１９）と、コアリングビットを回転させるように動作可能なモーター２２１（図１４および図１５）とを含む。例えば、モーター２２１は、好適には、ベルトによって、コアリングビット２１５を保持する回転可能なスピンドルアセンブリ３１７に接続される（図１５）。例示される実施形態において、ロボットアーム１２９は、コアリングビット２１５を回転させるように適合されるが、米国付与前公報第２００９００１９８７７号で開示される方法を含む、本発明の広い範囲内で、ドリルアセンブリを動作させて凍結試料コアを得るための他の方法があることを理解されたい。
【００４４】
例示される実施形態において、モーター２２１は、好適には、コアリングビット２１５の回転を駆動するように適合される精密運動制御デバイス（例えば、サーボモーター）である。サーボ制御のモーター２２１は、好適には、コアリングビットを回転させる速度およびトルクの非常に正確な制御を提供する。下でより詳細に説明するように、速度およびトルクを制御する能力は、多様な種類の凍結試料の物理的特性を補償するように選択することができる種々の異なるモードに従って、コアリングビット２１５の動作を容易にする。図で例示される実施形態のコアリングビット２１５は、精密運動制御デバイス２２１によって駆動されるが、このデバイスは、コアリングビットを回転させるだけであり、また、容器Ｃおよびロボットアーム１２９の移動には関与していないので、位置決めシステム１２１の一部とみなされない。例示される実施形態では、システム１０１全体で、４つを超えない（例えば、ちょうど４つの）精密運動制御デバイスを含む。
【００４５】
ロボットアーム１２９は、アームの両側に一対の把持機構２５１を有する。各把持機構は、ロボットアーム１２９上に旋回可能に載置され、（図１３で実線で示される）後退位置と（図１３で想像線で示される）伸長位置との間で（例えば、空気圧アクチュエータ２５３によって）移動可能である、把持アーム２５３を有する。アーム２５３は、その自由端で１つ以上の移動可能なフィンガー２５７を有する。フィンガー２５７は、フィンガーが互いに比較的より接近した保持位置と、フィンガーが互いに比較的より離れた解放位置との間で（例えば、別の空気圧アクチュエータ２５９によって）選択的に移動可能である。アーム２５３が伸長位置にあるときに、フィンガー２５７は、凍結試料または凍結アリコートを含む容器Ｃを選択的に把持または解放するように移動させることができる。例えば、把持機構２５１は、容器の頂部でキャップ２６１を把持するように適合させることができる。
【００４６】
キャップ２６１は、好適には、キャップを容器の頂部上へねじ込むことによって容器Ｃに固定することができる、ねじ付きキャップである。したがって、キャップ２６１が容器Ｃに固定されると、把持機構２５１は、キャップを把持することによって容器全体を持ち上げることができる。システム１０１はまた、容器が試料コアリングステーション１２５またはアリコート受容ステーション１２７にある間に、容器を持ち上げることなく、容器Ｃからキャップ２６１を除去するようにも適合される。例えば、図１０、１０Ａ、図１１、１１Ａ、図２１、および図２２で例示されるように、システム１０１は、一対のクランピング機構２７１を含み、クランピング機構のそれぞれは、選択的に、試料コアリングステーション１２５またはアリコート受容ステーション１２７のそれぞれ１つにおいて、容器Ｃをターンテーブル１３１に対して定位置に保持するように、かつ容器をターンテーブルに対して移動させることを可能にするために容器を解放するように適合される。
【００４７】
クランピング機構２７１は、それぞれ、それぞれのターンテーブル１３１の周辺部上で、トグル機構２７５（例えば、機械式トグルスイッチ）から試料コアリングステーション１２５またはアリコート受容ステーション１２７に向かって半径方向内向きに延在する、ロッド２７３を含む。トグル機構２７５が第１の位置（図１０、１０Ａ、および図２２）にあるときに、ロッド２７３は、レセプタクル１３３の中へ延在し、容器Ｃをターンテーブル１３１に対して適所に挟持する。トグル機構２７５が第２の位置（図１１、１１Ａ、および図２１）にあるときに、ロッド２７３は、第１の位置にあるときほどターンテーブル１３１の中心に向かって延在せず、ロッドは、容器Ｃを適所に挟持しない。容器Ｃがクランピングシステム２７１によって適所に挟持されていないときに、容器は、ターンテーブルに対して容易に回転させること、および／または（例えば、ロボットアーム１２９によって）ターンテーブル１３１から持ち上げることができる。
【００４８】
フレーム１８１は、ターンテーブルの外周に位置付けられる一対のクランピング機構アクチュエータ２７７（例えば、空気圧アクチュエータ）を支持する。アクチュエータ２７７は、ターンテーブルが、トグル機構の所望の動きを達成するためにアクチュエータによって押されるトグル機構の一部分が、アクチュエータと整合するような配向であるときに（図８でのアクチュエータ２７７に対する左側のターンテーブル１３１の整合を参照されたい）、第１および第２の位置の間でトグル機構２７５を移動させるために半径方向内向きに延在させることができる。トグル機構２７５は、それぞれ、一方の場所２７９ａ（図２１および図２２）で押されて容器Ｃを挟持し、もう一方の場所２７９ｂで容器を解放する。したがって、例示される実施形態において、各ターンテーブル１３１は、それぞれのアクチュエータ２７７が容器を挟持するように作動したときに、（例えば、図８に例示されるように）第１の配向にあり、アクチュエータが容器を解放するように作動したときに、第１とは異なる（例えば、図８で例示される位置から反時計回りに少し回転した）第２の配向にある。
【００４９】
ロボットアーム１２９はまた、コアリングビット２１５から凍結試料コアを取り出すように適合される、プランジャ２３１も含む。図１４〜図１６Ｂで例示されるように、プランジャ２３１は、好適には、コアリングビット２１５の上側に載置され、ロボットアーム１２９内でのプランジャの上下運動を駆動するように適合される空気圧アクチュエータ２３５に接続される。プランジャ２３１は、通常、後退位置（図１６Ａ）にあり、その位置では、プランジャの底部がコアリングビット２１５の頂部の上側に離間される。凍結試料の１つから凍結試料コア２４１が取り出された後に、空気圧アクチュエータ２３５は、プランジャ２３１を伸長位置（図１６Ｂ）まで下方に駆動して、中空コアリングビット２１５からアリコート受容容器Ｃの中へ凍結試料コア２４１を取り出す。
【００５０】
凍結試料のための筐体１５５は、システム１０１の中の最低温度を、試料を取り囲む比較的小さい空間に限定する。重要なことに、ロボットアーム１２９の大部分は、ロボットアームを筐体の中へ挿入して凍結試料に穴を開けるとき、または試料容器を移動させるときでさえ、筐体１５５の外側に残る。例えば、ロボットアーム１２９を移動させるためのモーター２０３、２０７、およびコアリングビット２１５を駆動するためのモーター２２１は、凍結試料を劣化させることのない筐体内部の環境よりも暖かくなる可能性がある環境である、筐体１５５の外側にある。ターンテーブル１３１のモーター１６３も、筐体の外側にある。モーター２０３、２０７、２２１、および１６３は、筐体１５５の外側にあるので、筐体内にあるようなより低い温度で動作させる必要はない。例えば、モーター２０３、２０７、２２１、および１６３は、氷結温度を超える温度、より好適には、摂氏約１０度を超える温度、さらに好適には、摂氏約２０度を超える温度で動作することができる。
【００５１】
ローラー１９７も、筐体１５５の外縁部に位置付けられる。例えば、例示される実施形態において、ローラー１９７は、温度が温度制御ブロックのすぐ近くの温度よりも高くなる可能性がある、温度制御ブロック１５３の半径方向外向きに離間される。例示されるように、ローラー１９７は、ターンテーブルと筐体１５５との間に位置付けられる。故に、ターンテーブル駆動システム１６１の可動部分は、筐体１５５の外縁部または筐体の外側に位置付けられる。それに応じて、ローラー１９７およびターンテーブル駆動システム１６１の残りの部分は、温度制御ブロック１５３および凍結試料のすぐ近くにあり得るようなより低い温度ではなく、筐体１５５の外側または筐体の縁辺にあるようなより高い温度で動作することができる。
【００５２】
図１７Ａ〜１７Ｆを参照すると、システム１０１は、コアリングビット２１５の内側および外側を自動的に洗浄および乾燥し、さらに、プランジャ２３１の下端部も洗浄および乾燥するように動作可能な、洗浄システム２８１を含む。洗浄システム２８１は、フレーム１８１によって支持される、洗浄ステーション２８３を含む。洗浄ステーション２８３は、内部チャンバ２８７を有するハウジング２８５と、コアリングビット２１５をチャンバの中へ挿入するための開口部２８９とを含む。ドレイン２９１は、チャンバ２８７の底部に取り付けられ、チャンバから流体を排出するためのドレインライン２９３に接続される。ハウジング２８５はまた、流入口でハウジングに接続される洗浄液供給ライン２９７から１つ以上の洗浄液（例えば、洗浄液およびリンス液）を受容するための、流入口２９５も有する。洗浄ステーション２３８は、随意に、洗浄液がコアリングビット２１５と接触している間に洗浄液を攪拌して、コアリングビットから試料材料を取り除くのを補助するように位置付けられる、振動器（例えば、音響または超音波振動器）（図示せず）を含むことができる。例えば、振動器は、コアリングビット２１５からタンパク質または他の粘着性物質を取り除くのを補助するために使用することができる。
【００５３】
洗浄システム２８１はまた、ロボットアーム１２９上のプランジャ洗浄サブシステム３０１も含む。プランジャ洗浄サブシステム３０１は、モーターハウジング３０５の上側に位置付けられる、プランジャ封管３０３を含む。プランジャ２３１は、プランジャ封管３０３の中空部３０７を通って延在する。プランジャ封管３０３は、流体流入口に接続される流体供給ライン３１３からその中空部３０７の中への１つ以上の洗浄液を受容するための、流体流入口３１１を有する。プランジャ封管３０３の頂部の封止部材３０９（例えば、Ｏリング）は、プランジャ２３１を封止し、流体が、プランジャ封管３０３の中空部３０７から、その頂部を通ってプランジャ封管の外に流れることを抑える。プランジャ封管３０３は、アクチュエータ３１５（例えば、空気圧アクチュエータ）によって、プランジャ封管がコアリングビット２１５を保持する回転スピンドルアセンブリ３１７（図１７Ｃ）の僅かに上側に離間される位置と、プランジャ封管の底部がスピンドルアセンブリ（図１７Ｄ）に接触する位置との間で、選択的に移動可能である。
【００５４】
スピンドルアセンブリ３１７は、スピンドルアセンブリの頂部から、コアリングビットの中空部と流体連通しているコアリングビット２１５まで延在する、中空部分３２１を有する。プランジャ封管３０３が移動してスピンドルアセンブリ３１７と接触すると、プランジャ封管の中空部３０７は、プランジャ封管の中の流体がスピンドルアセンブリの中へ流入し、コアリングビット２１５の中空部を通って流出できるように、スピンドルアセンブリ３１７の中空部分３２１と流体連通（例えば、整合）している。封止部材３２５（例えば、Ｏリング）は、スピンドルアセンブリを通る以外の、プランジャ封管からの流体の流出を抑えるために、プランジャ封管がスピンドルアセンブリと接触すると、プランジャ封管３０３とスピンドルアセンブリ３１７との間に封止を形成する。プランジャ封管３０３がスピンドルアセンブリ３１７に接触しない位置にあるときに、スピンドルアセンブリは、封止部材３２５を任意の摺動または摩擦に供することなく、コアリングビット２１５とともに回転することができる。
【００５５】
洗浄システム２８１を使用するには、ロボットアーム１２９は、コアリングビット２１５を移動させて、洗浄ステーション２８３の頂部の開口部２８９と整合させる（図１７Ａおよび１７Ｃを参照されたい）。次いで、ロボットアーム１２９は、ビットの下端部がチャンバ２８７の中へ延在するように、コアリングビット２１５を下へ移動させる（図１７Ｂおよび１７Ｄを参照されたい）。この位置において、スピンドルアセンブリ３１７の底部は、洗浄ステーションのハウジング２８５の封止を形成する。プランジャ封管アクチュエータ３１５は、図１７Ｄで例示されるように、封止部材３２５がプランジャ封管とスピンドルアセンブリとの間に封止を形成するように、プランジャ封管３０３を下へ移動させてスピンドルアセンブリ３１７の上部分と接触させる。
【００５６】
コアリングビット２１５の外側を洗浄するには、洗浄液を洗浄液供給源（図示せず）から流入口２９５を通してポンプで送り、ビットに接触するチャンバ２８７の中に洗浄液を注入する。ビット２１５の外側に接触した後に、洗浄液は、ドレイン２９１を通ってチャンバを出る。プランジャ２３１およびコアリングビット２１５の内側を洗浄するには、洗浄液を、同じまたは異なる洗浄液供給源からプランジャ封管流入口３１１を通してロボットアーム１２９の中にポンプで送り、プランジャ２３１に接触するプランジャ封管３０３の中空部３０７に洗浄液を注入する。洗浄液は、プランジャ封管３０３からスピンドルアセンブリの中空部３２１の中へ流れ、プランジャ２３１に沿って下に移動し、移動しながらプランジャを洗浄する。洗浄液は、次いで、コアリングビット２１５の中空部を通って下へ流れて、ビットの内側を洗浄する。洗浄液は、コアリングビット２１５から洗浄ステーションのチャンバ２８７の中へ流出した後に、ドレイン２９１を通して排出される。洗浄液は、好適には交互に、コアリングビット２１５の外側を洗浄するために洗浄ステーション２８３にポンプで送られ、次いで、プランジャ２３１およびビット２１５の内側を洗浄するためにロボットアーム１２９にポンプで送られる。しかしながら、所望であれば、本発明の範囲内で、洗浄液は、洗浄ステーション２８３およびロボットアーム１２９に同時にポンプで送ることができる。洗浄中の任意のときに、コアリングビット２１５を洗浄するのを補助するために、随意の振動器を作動させて、洗浄液を攪拌することができる。一部の場合において、洗浄液は、コアリングビット２１５またはプランジャ２３１から洗い流す必要のない、清浄水または別の流体であってもよい。洗浄液が純水以外のものである場合、所望であれば、洗浄液をコアリングビット２１５およびプランジャ２３１３から洗い流すことができる。
【００５７】
洗浄システム２８１は、随意に、洗浄液でコアリングビット２１５を洗浄した後に、そのコアリングビットを乾燥する。乾燥ガス（例えば、空気、窒素、または他の好適なガス）は、好適には、乾燥ガス供給源（図示せず）から洗浄時と同じ流体ラインを通してポンプで送り、乾燥ガスを、洗浄ステーションのチャンバの中へ、およびプランジャ封管の中空部の中へ注入して、コアリングビットの内側および外側を乾燥する。試料が定量分析を受けるときには、洗浄液による凍結試料の希釈を防止するために、洗浄後にコアリングビット２１５を乾燥することが重要である。しかしながら、本発明の広い範囲内で、洗浄システムがコアリングビットを乾燥する必要はないことを理解されたい。
【００５８】
システム１０１は、そこから凍結試料コアが既に取り出された凍結試料内の１つ以上の場所を検出するように適合される、試料検査システム３４１を含む。試料検査システムは、そこから凍結試料コアが既に取り出された試料の穴を検出するように適合させることができる、様々なセンサのいずれかを含むことができる。試料検査システム３４１で使用することができる好適なセンサおよびセンサシステムとしては、画像分析システム、ビジョン検査システム、共焦点撮像システム、光学プロフィロメータ、飛行時間距離センサ、入射角／反射角の三角測量に基づく距離センサ、およびデジタルカメラ等が挙げられる。上述のセンサおよびセンサシステムはまた、試料検査システムの頑健性を高めるために、任意の組み合わせで使用することもできる。
【００５９】
例えば、試料検査システムの一実施形態は、好適には、ロボットアーム１２９上に載置される、精密な三角測量に基づく光学距離計３４１を含む。距離計３４１は、電磁放射線（例えば、赤外線レーザービーム）のビーム３４２を、試料コアリングステーション１２５で凍結試料の上面上へ方向付けるように動作可能である（図１８Ａを参照されたい）。距離計３４１はまた、試料の表面から反射された電磁放射線３４４を検出し、ビームが放射された場所３４６と、検出器が反射ビーム３４４を受容した検出器３４０上の場所３４８との間の間隔を判定するための、検出システム３４０も含む。容器Ｃを（例えば、ターンテーブル１３１を使用して）回転させる、および／またはロボットアーム１２９を移動させることによって、凍結試料の上面全体をビームによって走査して、凍結試料コアが既に取り出された任意の場所を特定することができる。例えば、図１８Ｂは、試料コア穴と同じ中心からの距離ｒだけ離間された場所で試料上へビームが方向付けられるようにロボットアーム１２９が位置付けられている間に、容器Ｃを回転させることによって試料の中心から半径ｒの環で配設される４つの凍結試料コアの穴を有する試料の表面の上をビームが走査するときに、距離計３４１からの出力がどのように変動するかを示すグラフである。ビームが穴の上を走査すると、ビーム放射源と反射ビームを受容する場所との間の間隔が（図１８Ａで矢印によって示されるように）変動する。ビームが穴の縁部を横断したときに、距離計からの出力に劇的な変化があり、システムが、穴の存在を判定することを可能にする。
【００６０】
三角測量に基づく光学距離計は、一部の場合において十分に機能するが、発明者らは、試料の物理的特性が光を拡散様式で反射させるときに、十分に機能しないことを発見した。一部の血清および血漿試料は、例えば、拡散反射をもたらす特徴を有する。反射が拡散すると、センサからの信号を、コアリングされた可能性がある試料表面の任意の穴を確実に検出するために使用することができるように、機器の設定値を設定することが困難または不可能である。したがって、試料検査システムは、望ましくは、試料が拡散様式で光を反射するかどうかに関わらず、コアリングされた可能性のある試料の表面が特定の場所でコアリングされたかどうかを判定するように動作可能である、センサを含む。
【００６１】
試料検査システムの別の実施形態は、飛行時間に基づく精密な距離計３４１’を含む（図１８Ｄ）。飛行時間距離センサは、電磁放射線（例えば、赤外線レーザー）のパルスビーム３４２’を試料の表面上へ放射するように適合される、電磁放射線の供給源と、試料の表面によって反射される放射線を検出するように適合される、検出器３４０’とを備える。センサ３４１’は、ビーム３４２’のパルスが放射された時間と、検出器が反射ビーム３４４’の対応するパルスを検出した時間との間の時間の差を示す信号を出力するように適合される、プロセッサを含むか、またはそれに接続される。この時間は、ビームが試料の表面の穴の上を走査したときに僅かに増加し、センサからの出力を、試料の表面の任意の穴の場所を特定するために使用することを可能にする。
【００６２】
上で説明した飛行時間センサは、電磁放射線を使用するが、本発明の範囲内で、パルス音響信号を放射し、試料の表面からの反響を検出する類似した音響に基づくセンサを、同じような様式で使用できることを認識されたい。
【００６３】
システム１０１の別の実施形態において、試料検査システムは、撮像システム（例えば、デジタルカメラ（図示せず））と、試料から任意のコアが取り出されたかどうかを判定するために画像を処理する、プロセッサとを含む。例えば、試料の完全な画像を分析し、試料の表面の任意の穴の場所を識別するために、種々の明／暗のコントラストアルゴリズムを使用することができる。
【００６４】
システム１０１のさらに別の実施形態において、試料検査システムは、その特定の場所に試料のコアリングの成功を妨げ得る任意の試料の穴があるかどうかについて二者択一（イエス／ノー）を行うために、試料の表面の一部分だけのより小さい画像（または表面全体のより大きい画像の一部分だけ）を分析するようにプログラムされる、プロセッサを含む。可能な穴開け場所の直近を取り囲む領域の中にいかなる穴もない場合、試料検査システムは、システムがその場所で穴を開けることを可能にする。一方で、試料検査システムが可能な穴開け場所の近傍で穴を検出した場合、ロボットアームおよび／または容器を移動させて、アリコートとして使用するためにそこから凍結コアが取り出される場所とするために、異なる場所が好適であるかどうかを評価する。より単純なイエス／ノーアルゴリズムは、実装がはるかに容易であり、試料に存在し得る全ての穴の存在および場所を同時に識別するために必要とされる、より精巧な画像処理技術の必要性を排除する。
【００６５】
システム１０１は、随意に、アリコートが正しい容器から取り出され、正しい容器の中に置かれることを確実にし、照合するために、容器Ｃに貼られ得るバーコードラベルを読み取るための、（例えば、図２で示される、フレーム１８１上に載置される）バーコードリーダー３５１を含む。バーコードリーダーは、本発明の範囲内で、システム上の他の場所に位置付けることができることを理解されたい。
【００６６】
システム１０１の種々の特徴をさらに例示するために、ここで、凍結試料コアを取り出すことによって、凍結試料から１つ以上の凍結アリコートを得るためにシステムを使用する方法の一実施形態を説明する。システム１０１は、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる方法で使用できることを理解されたい。
【００６７】
工程を始めるために、そこから１つ以上のアリコートが所望される凍結試料を含む、複数のキャップした容器Ｃが、トレイ１３５の中に配置され、（例えば、コアリングステーション１２５に隣接する）ターンテーブル１３１の１つに搬入される。アリコートを受容するための複数の空のキャップした容器Ｃが、他のトレイ１３５の中に配置され、（例えば、アリコート受容ステーション１２７に隣接する）ターンテーブル１３１の１つに搬入される。例えば、アリコート受容容器の全てがもう一方のターンテーブルに配置されている間に、凍結試料容器Ｃの全てを、好適に、一方のターンテーブル１３１上に配置することができる。しかしながら、これは、本発明を実践するために必要とされない。
【００６８】
容器Ｃがシステム１０１に搬入された後に、ロボット１０３は、アリコートを取り出し始める。ロボットアーム１２９が、把持機構２５１の１つが凍結試料を含む容器Ｃの上側になるような位置に移動する。アクチュエータ２５５が、把持アーム２５３を伸長位置へ移動させるように作動する。次いで、把持機構２５１のフィンガー２５７がキャップ２６１の側部に隣接するまで、ロボットアームが下がる。フィンガーアクチュエータ２５９が、フィンガー２５７をキャップの相対する側部と接触させて、キャップを把持するように作動する。ロボットアーム１２９が上昇して容器Ｃを持ち上げ、容器が試料コアリングステーション１２５の上側になるような位置まで移動し、次いで、下降して容器を試料コアリングステーション上に配置する。
【００６９】
容器Ｃを試料コアリングステーション１２５のレセプタクル１３３で受容すると、ターンテーブル１３１が回転して、トグル機構アクチュエータ２７７をトグル機構２７５上の挟持ボタン２７９ａと整合させる。トグル機構アクチュエータ２７７が、トグル機構上の挟持ボタン２７９ａを押すように延在し、それによって、試料コアリングステーションの容器を挟持して、ターンテーブル１３１に対する定位置に保持する。容器Ｃが挟持され、把持機構２５１がまだキャップを保持している間に、ターンテーブル１３１が回転して、容器からキャップ２６１を回して外す。ロボットアーム１２９は、キャップ２６１が回されて外されている間に、把持機構２５１がキャップを押し下げないように、キャップが回されて外されているときに上昇させることができる。キャップ２６１が回されて外された後、キャップをまだ保持している間に、ロボットアーム１２９がさらに上昇し、アクチュエータ２５５によって把持アーム２５３が後退する。
【００７０】
この工程を、もう一方の把持機構を使用して繰り返し、アリコート受容容器をもう一方のターンテーブル１３１上のアリコート受容ステーション１２７に移動させる。この時点で、試料容器Ｃは、試料コアリングステーション１２５の適所でキャップが外されて挟持されており、アリコート受容容器は、アリコート受容ステーション１２７でキャップが外されて挟持されている。容器のキャップ２６１は、後退した把持機構によって保持される。
【００７１】
試料検査デバイス２４１は、試料コアリングステーション１２５の容器Ｃの中の凍結試料の上面を検査して、凍結試料から任意の凍結試料コアが既に取り出されたかどうかを判定するために使用される。凍結試料から任意の凍結試料コアが既に取り出されていた場合、試料検査デバイス３４１はまた、そこから凍結コアが取り出された試料内の場所も判定し、除去工程によって、そこから別の凍結コアを取り出すことができる１つ以上の位置を特定する。
【００７２】
ロボットアーム１２９は、試料コアリングステーション１２５の試料容器の上側の位置にコアリングビットを移動させる。具体的には、ロボットアーム１２９は、そこからいかなる凍結試料コアもまだ取り出されていない、試料の一部分の上側の位置にビットを移動させる。一実施例において、そこから凍結試料コアを取り出すべき場所は、凍結試料コア中の少なくとも１つの関心の物質の濃度が、凍結試料の中に存在し得る任意の濃度勾配に関わらず、試料中のその少なくとも１つの物質の総濃度を代表する、半径方向位置になるように選択される。
【００７３】
本発明の発明者らは、生物学的試料が凍結されるときに、その中に半径方向の濃度勾配が発生し得ることを認識した。アリコート中の関心の物質の濃度が元の未凍結試料中のその物質の濃度を代表することを確実にするために、試料の中心軸から半径方向にオフセットした位置から凍結試料コアを取り出すことが必要であり得る。凍結試料中の局所濃度が総濃度を代表する位置は、試料および関心の物質の特性に応じて変動し得、任意の特定の種類の試料および関心の物質について、実験的に判定することができる。
【００７４】
また、複数の凍結試料コアを組み合わせることによって形成される集合アリコートが、元の未凍結試料中の材料の濃度を代表する関心の物質の濃度を有するように選択される、試料の異なる半径方向位置から２つ以上の凍結試料コアを取り出すことができることも認識される。例えば、第１の凍結試料コアを、関心の物質の局所濃度が試料全体を代表するには高過ぎることが分かっている位置から取り出すことができ、第２の凍結試料コアを、関心の物質の局所濃度が試料全体を代表するには低過ぎる位置から取り出すことができる。しかしながら、第１および第２の試料コアが取り出される位置は、第１および第２の試料コアを単一の集合アリコートに組み合わせたときに、その集合アリコート中の関心の物質の濃度が元の試料中の関心の物質の総濃度を代表するように選択することができる。
【００７５】
高精度位置決めシステム１２１は、高度な正確さで所望の場所から凍結試料コアを取り出すのを容易にする。この能力は、定量試験（すなわち、１つ以上の物質の濃度または相対濃度が必要とされる試験）でアリコートが使用されるときに重要になり得る。当業者は、一部の試験について、特定の物質が存在するかどうかを知ることだけしか必要としないこと、およびそれが存在する正確な濃度がそれほど重要ではないことを認識するであろう。故に、本発明の広い範囲内で、試料内の任意の特定位置から凍結試料コアを取り出す必要はない。
【００７６】
コアリングビットモーター２２１は、ロボットアーム１２９を下げて試料の上面から凍結試料の中へコアリングビット２１５の先端部を下へ移動させるときに、コアリングビット２１５を回転させる。本方法の一実施形態では、コアリングビット２１５を容器Ｃの底部まで実質的に完全に下げて、そこから凍結試料コアが取り出される場所で試料の垂直高さの実質的に全体にわたって延在する凍結試料コアを得る。これは、試料の中に存在し得る任意の垂直な濃度勾配を補償するために望ましくなり得る。
【００７７】
穴開け工程が完了すると、モーター２２１のスイッチが切られ、コアリングビット２１５の回転を停止させる。次いで、ロボットアーム１２９が上昇し、試料容器からコアリングビットおよびその中に含まれる凍結試料コアを持ち上げる。次いで、ロボットアーム１２９が移動し、コアリングビット１２５およびその中に含まれる凍結試料コアを、アリコート受容ステーション１２７のアリコート受容容器の上側の位置に位置付ける。プランジャアクチュエータ２３５が、コアリングビット２１５からアリコート受容容器の中へ試料コアを取り出すように作動する。
【００７８】
凍結試料コアがアリコート受容容器の中に入ると、ロボット１０３が、把持機構２５１を使用してキャップを定位置に保持して、ターンテーブル１３１を回転させて、挟持した容器を回転させながら、キャップ２６１を試料容器およびアリコート受容容器上へ戻してねじ込む。ロボットアーム１２９は、キャップ２６１を容器上へ戻してねじ込む工程中に下へ移動して、キャップが容器上にねじ込まれるときに、キャップの下方への動きを追跡し得る。キャップ２６１が容器上に戻された後に、ターンテーブル１３１が回転して、トグル機構アクチュエータ２７７を、トグル機構２７５上の開放ボタン２７９ｂと整合させる。試料コアリングステーション１２５およびアリコート受容ステーション１２７から容器Ｃを除去することができるように、アクチュエータ２７７が延在して解放ボタン２７９ｂを押し、容器を挟持解除する。次いで、ロボットアーム１２９が移動して把持機構２５１を容器Ｃ上に位置付けて、容器を持ち上げ、ターンテーブル上の一時貯蔵位置１２３に戻す。本方法のこの実施形態において、容器Ｃは、試料コアリングステーション１２５またはアリコート受容ステーション１２７でだけしかキャップが外されない。容器Ｃは、それらが貯蔵位置１２３のいずれかにあるときには常にキャップされる。
【００７９】
同じ試料から２つ以上のアリコートが必要とされる場合、本工程は、実質的に同じであるが、ロボット１０３が、アリコート受容ステーション１２７からの第１のアリコート受容容器を除去して、別のアリコート受容容器と置き換える間、試料容器Ｃを試料コアリングステーション１２５に残すことが異なる。次いで、ロボット１０３が、試料から別の凍結試料コアを得て、それを第２のアリコート受容容器の中に配置する。アリコートのために十分な試料材料があれば、この工程を繰り返して、１つのアリコーティング期間中に、単一の試料から３つ、４つ、またはそれ以上のアリコートを得ることができる。また、本発明の範囲内で、（例えば、より大量の試料材料を得るために）複数の凍結試料コアを単一のアリコート受容容器の中へ配置することも可能である。
【００８０】
次いで、上で説明される様式でコアリングビット２１５およびプランジャ２３１を洗浄するために、洗浄システム２８１を使用する。洗浄後、本工程は、異なる試料で繰り返すことができる。システム１０１上に搬入された試料から取り出すべき全てのアリコートを取り出した後に、トレイ１３５をターンテーブルから除去する。凍結したままの試料が極低温貯蔵庫に戻されるので、異なる試験で使用するための別のアリコートを得ることを所望する場合、将来的にその試料を利用することが可能である。アリコートは、試験のためにシステム１０１から取り出され、バイオバンクまたはバイオレポジトリの顧客に供給される。
【００８１】
上述のことから、システム１０１は、関連する構造体を位置付けるのを制御する精密運動制御デバイスを３つ（サーボ制御のターンテーブルモーター１６１、ロボットアーム１２９をθ方向に移動させるためのサーボ制御の回転式ステージ２０３、およびロボットアームをｚ方向に移動させるためのサーボ制御の直線ステージ２０７）だけしか使用せずに、以下の作業、すなわち、
（ａ）  一時貯蔵場所１２３から試料コアリングステーション１２５まで容器を移動させる作業、
（ｂ）  一時貯蔵場所から、試料コアリングステーションから離間されたアリコート受容ステーション１２７まで別の容器を移動させる作業、
（ｃ）  試料コアリングおよびアリコート受容ステーションの定位置で容器を保持および解放するために、クランピング機構２７１を作動および解放させる作業、
（ｄ）  容器からねじ付きキャップを除去する作業、
（ｅ）  そこから試料コアが既に取り出された試料の任意の位置の場所を特定するために、凍結試料の上面全体にわたって試料検査デバイス３４１からのビームを走査する作業、
（ｆ）  まだコアリングされていない場所から凍結試料コアを得るために、試料コアリングデバイス（例えば、コアリングビット２１５）を試料容器の中へ移動させる作業、
（ｇ）  凍結試料コアを、アリコート受容ステーションのアリコート受容容器に移送する作業、
（ｈ）  ねじ付きキャップを容器上へ戻してねじ込む作業、
（ｉ）  試料コアリングおよびアリコート受容ステーションから一時貯蔵場所まで容器を逆に移動させる作業、および
（ｊ）  試料コアリングデバイスを洗浄ステーションに移動させる作業、
のうちの１つ以上（例えば、全て）を達成することが可能であることを認識されるであろう。
【００８２】
システム１０１の別の特徴は、ユーザからの入力を受け付け、ユーザによって選択される複数の異なるモードのうちの１つでシステムを動作させるように好適に適合されるプロセッサである。例えば、プロセッサは、以下のパラメータ、すなわち、
（ａ）  ロボット１０３が、試料コアを得るために、コアリングビット２１５を凍結試料の中へ軸方向に移動させる速度、
（ｂ）  ロボット１０３が、試料コアを得るために、コアリングビット２１５を凍結試料の中へ軸方向に移動させる力、
（ｃ）  ロボット１０３が、試料コアを得るために、コアリングビット２１５を回転させる速度、
（ｄ）  試料コアを得るために、コアリングビットに印加されるトルク、
（ｅ）  試料コアを得るために、コアリングビット２１５を凍結試料の中へ軸方向に移動させるときに、そのコアリングビットに印加される衝撃力の量、
（ｆ）  そこから凍結試料コアが取り出される、各試料のそれぞれの中の位置、
（ｇ）  試料コアリングデバイスを凍結試料の中へ移動させる深さ、および
（ｈ）  凍結試料コアを取り出すために、試料コアリングデバイスによって使用されるドリルビットのサイズまたは形状、
のうちの１つ以上において互いに異なる種々のモードで動作するように好適にプログラムおよび／または配線で接続される。
【００８３】
異なるモードで動作させる能力は、コアリング工程の結果として生じる試料に対する物理的損傷の危険度および／または程度を抑えながら、凍結試料から凍結試料コアを取り出すことを容易にするように設計されたモードを、ユーザが柔軟に選択することを可能にする。モードについて上で列記した可変部分は、凍結試料が、亀裂を生じるもしくは別様には破損する、摩擦によって加熱される、部分的に溶解する傾向に影響を与える可能性があり、または試料を劣化させるおよび／もしくは特定の凍結試料から取り出すことができる凍結試料コアの数を制限する他の影響を受ける可能性がある。上で判定される可変部分の最適な設定は、凍結試料の特性、容器の特性、凍結試料の温度、および他の変数に応じて変動させることができる。例えば、ある動作モードは、凍結血清試料に亀裂を生じさせるまたは別様には損傷を与えることなく、凍結血清試料コアからアリコートを取り出すことを容易にするように適合させることができ、別のモードは、凍結血漿試料に亀裂を生じさせるまたは別様には損傷を与えることなく、凍結血漿試料から凍結試料コアを取り出すことを容易にするように適合させることができる。
【００８４】
本発明を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、修正および変形が可能であることは明らかであろう。
【００８５】
本発明の要素またはその好ましい実施形態（複数可）を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、要素の１つ以上があることを意味することが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることが意図され、列記された要素以外の付加的な要素が存在してもよいことを意味する。
【００８６】
前述の構築物、製品、および方法には、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができるので、前述の説明に含有される、および添付図面に示される全ての事項は、例示的なものであり、限定的な意味のものではないと解釈されるべきであることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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