(57)【要約】  分析のためのサンプル調製のための装置は、分析対象として調製すべきサンプルを含むサンプル容器の第１のラックおよびサンプル容器の第２のラックを相互交換可能に配置するための構造（２１）を含む。これら第２のラックは、それぞれ異なる分析器具へ転送可能な異なる構成のラックを含み、また構造は複数の試薬容器を既知の各位置において受容および配置する。デバイス（５０、６０）のアセンブリは、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行しつつ、サンプルを第１のラックのサンプル容器から第２のラックのサンプル容器へと転送するように作動可能である。この装置は、第２の異なる構成のラックのうち構造へ配置するものを識別することと、転送および選択されたサンプル調製動作と識別されたラックに合わせて適合させることとを行うように構成される。他の点において、ツール支持部（２５）と、ツール係合および駆動デバイス（５０）とを有する装置が開示される。ツール支持部（２５）は、容積式液体取り扱いツールを含むツールのためのものである。ツール係合および駆動デバイス（５０）は、第１のおよび第２のサンプル容器ならびに試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通させた後にそこから引き抜くように針を変位させることにより抽出および送達を行うように作動することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析のためのサンプル調製のための装置であって、
分析対象として調製すべきサンプルを含むサンプル容器の第１のラックおよびサンプル容器の第２のラックを相互交換可能に配置するための構造であって、前記第２のラックは、異なる分析器具へそれぞれ転送可能な異なる構成のラックを含み、前記構造は、複数の試薬容器を既知の各位置において受容および配置するためのものである、構造と；
複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行しつつ、サンプルを前記第１のラックのサンプル容器から前記第２のラックのサンプル容器へと転送するように作動することが可能なデバイスのアセンブリと；
を含み、
前記装置は、異なる構成の前記第２のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記転送および前記選択されたサンプル調製動作を前記識別されたラックに合わせて適合させるように構成される、
装置。
【請求項２】
前記構造は、異なる構成の前記第２のラックを補完するための支持ベースおよび相互交換可能な取付マットを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、前記取付マットのうちの１つの存在を識別することにより前記第２のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記特定のマットおよびそれにより前記相補的ラックを識別するように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
支持ベースをさらに含み、前記支持ベースは、前記構造上に配置されたラックおよび／または試薬容器を相互交換するために前部からアクセスすることが可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記試薬容器は、前記サンプル容器の第１のラック（単数または複数）と前記サンプル容器の第２のラック（単数または複数）との間に配置される、請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、前記構造上または前記構造に隣接する識別情報読取器により、前記第２のラックのうち前記構造に配置されるものを識別するように構成される、請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
前記デバイスのアセンブリは、複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置において受容および配置するツール支持部と、前記デバイスを３次元空間において移転させるための機構によって搬送されるツール係合および駆動デバイスとを含み、前記デバイスおよび機構は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行するように作動可能であり、前記選択された動作は、前記ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を前記第１のラックにある前記サンプル容器のうち１つ以上から抽出し試薬を前記試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、前記調製されたサンプルを前記第２のラックにある１つ以上のそれぞれの前記サンプル容器へと送達することとを含む、請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記針を変位させて前記第１および第２のラックの前記サンプル容器ならびに前記試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通させた後に前記閉鎖部から引き抜くことにより、前記抽出および送達を行うように作動可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記サンプル取り扱いツールと解放可能かつ選択的に係合するヘッドを含む、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記サンプル取り扱いツールは、（ｉ）容積式液体取り扱いツール（例えば、注射器、異なる容積の再利用可能な注射器および異なる容積の使い捨て型注射器）、（ｉｉ）かくはん器、（ｉｉｉ）グリッパ、（ｉｖ）バイアルスピナーおよび（ｖ）濾過注射器のうち１つ以上を含む、請求項７、８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記サンプル取り扱いツールを含む、請求項７〜１０のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のラックが異なる構成のラックを含む場合、前記装置は、異なる構成の前記第１のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記転送および前記サンプル調製動作を前記識別されたラックに合わせて適合させるように構成され、これにより、前記装置は、異なる構成の第１のラック中に存在するサンプルを処理するように適合可能である、請求項１〜１１のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項１３】
分析のためのサンプル調製のための装置であって、
分析対象として調製すべきサンプルを含む第１のサンプル容器のラックおよび分析器具へ転送可能な第２のサンプル容器のラックを相互交換可能に配置するための構造であって、複数の試薬容器を既知の各位置において受容および配置するための構造と;
複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置において受容および配置するツール支持部であって、前記サンプル取り扱いツールは、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通することが可能な針を有する容積式液体取り扱いツールを含む、ツール支持部と；
前記デバイスを３次元空間において移転させるための機構によって搬送されるツール係合および駆動デバイスであって、前記デバイスおよび機構は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行するように作動可能であり、前記選択された動作は、前記ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を前記第１のサンプル容器のうち１つ以上からおよび任意選択的に試薬を前記試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、前記調製されたサンプルを１つ以上のそれぞれの前記第２のサンプル容器へと送達することとを含み；
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記針を変位させて前記第１および第２のサンプル容器ならびに前記試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通させた後に前記閉鎖部から引き抜くことにより、前記抽出および送達を行うように作動可能である、
装置。
【請求項１４】
ラックおよび／または試薬容器を相互交換するために前部からアクセスすることが可能である支持ベースをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記試薬容器は、前記第１のサンプル容器と前記第２のサンプル容器との間に配置される、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ツール支持部は、前記支持ベースの後部および上部に沿って配置された複数のツール取付部を含み、前記移転機構およびツール係合および駆動デバイスは、前記ツール係合および駆動デバイスが前記ツール支持部にあるサンプル容器、試薬容器およびサンプル取り扱いツールへアクセスするためのベースの周囲および上部を動くように配置される、請求項１３、１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記構造は、寸法および／またはバイアル位置構成が異なるそれぞれのラックを補完するように構成された支持ベースおよび相互交換可能な取付マットをさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記取付マットのうちの１つの存在を識別することおよび前記特定のマットおよびそれにより前記ラックを識別する手段をさらに含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記識別手段は、識別情報読取器である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記サンプル取り扱いツールと解放可能かつ選択的に係合するヘッドを含む、請求項１３〜１９のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項２１】
前記サンプル取り扱いツールは、（ｉ）容積式液体取り扱いツール（例えば、注射器、異なる容積の再利用可能な注射器および異なる容積の使い捨て型注射器）、（ｉｉ）かくはん器、（ｉｉｉ）グリッパ、（ｉｖ）バイアルスピナーおよび（ｖ）濾過注射器のうち１つ以上を含む、請求項１３〜２０のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のラックが異なる構成のラックを含む場合、前記装置は、異なる構成の前記第１のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記転送および前記サンプル調製動作を前記識別されたラックに合わせて適合させるように構成され、これにより、前記装置は、異なる構成の第１のラック中に存在するサンプルを処理するように適合可能となる、請求項１３〜２１のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項２３】
前記装置は、前記サンプル取り扱いツールを含む、請求項１３〜２２のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項２４】
前記容積式液体取り扱いツールは注射器を含む、請求項１３〜２３のうちいずれか１つに記載の装置。
【請求項２５】
分析のためのサンプル調製の方法であって、
分析対象として調製すべきサンプルを含む第１のサンプル容器のラックを送達することと；
分析器具へ転送可能な第２のサンプル容器のラックを配置することと；
複数の試薬容器を既知の各位置に供給することと；
ツール支持部において複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置に供給することであって、前記サンプル取り扱いツールは、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通することが可能な針を有する容積式液体取り扱いツールを含む、ことと；
ツール係合および駆動デバイスおよび前記デバイスを３次元空間において移転させるための機構を作動させて、一連のサンプル調製動作を実行することであって、前記一連のサンプル調製動作は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択され、前記選択された動作はそれぞれ、前記ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を前記第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出することおよび試薬を前記試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、前記調製されたサンプルをそれぞれの前記第２のサンプル容器へ送達することとを含む、ことと；
を含み、
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記第１のおよび第２のサンプル容器ならびに試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通し、その後そこから引き抜くように針を変位させることにより、前記抽出および送達を実行する、
方法。
【請求項２６】
分析のためのサンプル調製のための装置であって、
分析対象として調製すべきサンプルを含むサンプル容器の第１のラックおよびサンプル容器の第２のラックを相互交換可能に配置するための構造であって、前記第１のラックは、異なる構成のラックを含み、前記構造は、複数の試薬容器を既知の各位置において受容および配置するためのものである、構造と；
複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行しつつ、サンプルを前記第１のラックのサンプル容器から前記第２のラックのサンプル容器へと転送するように作動することが可能なデバイスのアセンブリと；
を含み、
前記装置は、異なる構成の前記第１のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記転送および前記選択されたサンプル調製動作を前記識別されたラックに合わせて適合させるように構成され、これにより、前記装置は、異なる種類および／またはサイズのサンプル容器を含み得る異なる構成の第１のラック中に存在するサンプルを処理するように適合可能となる、
装置。
【請求項２７】
前記デバイスのアセンブリは、複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置において受容および配置するツール支持部と、前記デバイスを３次元空間において移転させるための機構によって搬送されるツール係合および駆動デバイスとを含み、前記デバイスおよび機構は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行するように作動可能であり、前記選択された動作は、前記ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を前記第１のラックにある前記サンプル容器のうち１つ以上から抽出し試薬を前記試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、前記調製されたサンプルを前記第２のラックにある１つ以上のそれぞれの前記サンプル容器へと送達することとを含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記ツール係合および駆動デバイスは、前記サンプル取り扱いツールと解放可能かつ選択的に係合するヘッドを含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記サンプル取り扱いツールは、（ｉ）容積式液体取り扱いツール（例えば、注射器、異なる容積の再利用可能な注射器および異なる容積の使い捨て型注射器）、（ｉｉ）かくはん器、（ｉｉｉ）グリッパ、（ｉｖ）バイアルスピナーおよび（ｖ）濾過注射器のうち１つ以上を含む、請求項２７または２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１のラックが異なる構成のラックを含む場合、前記装置は、異なる構成の前記第１のラックのうち前記構造に配置されるものを識別し、前記転送および前記サンプル調製動作を前記識別されたラックに合わせて適合させるように構成され、これにより、前記装置は、異なる構成の第１のラック中に存在するサンプルを処理するように適合可能となる、請求項２６〜２９のうちいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析のためのサンプル調製に主に関し、詳細には、分析のための複数のサンプルの効率的な調製（例えば、ハイスループット分析研究室における）に関する。特定の態様において、本発明は、分析のためのサンプル調製装置と、分析のためのサンプル調製方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、大量の分析を行う研究室の管理者は、多数のサンプル分析の取り扱いを迅速に行うことが可能な多様な分析器具を施設内に備えることができる。これらの器具のうち多くは、自動アナライザプラットフォームを設けられるようになっており、自動アナライザプラットフォームに対し、サンプルバイアルのラックをロードし、バイアルを高速に連続して送達して、分析タスクを完了させる。これらのサンプル分析における向上により、労働コストの低減および他の動作効率において恩恵が得られるものの、本出願人による調査によれば、これらの恩恵は、アナライザ器具用のサンプル調製の生産性向上に見合ったものではない。そのため、サンプル調製は現在典型的に、、サンプル収集、分析およびデータ解釈それぞれを大きく上回り研究室コストの約４５％を占めている。
【０００３】
サンプル調製は労働集約型であるため、サンプル調製手順を完了させるためには、１プロセスのみで済むことは滅多に無く、収集データから分かるように、平均して３つのサンプル調製プロセスがサンプル分析毎に必要となる。さらに、サンプル調製技術は特質および複雑度が大きく異なっており、複数のサンプル調製手順を行うためには、典型的な研究室においては、いくつかの別個のデバイス（例えば、自動希釈装置、自動固相抽出システム、濾過マニホルドなど）が必要となる。さらなる問題は、各サンプル調製ステップは継続時間が異なっており、これらのタスクを完了するために人的資源に主に頼り続けると、最終的にワークフロー効率の向上が低下するということである。個々の調製タスクにおいて自動化の一定の余地はあるものの、タスク間のサンプルバイアルの取り扱いおよび転送は、いまだに主として手動動作である。
【０００４】
研究室生産性の向上のために払われてきた努力の範囲内においては、ワークフローの分析が着目されてきた。そのため、例えば、向上は上記した自動アナライザラックによるものであり、アナライザ毎に特定の向上を意図しており、包括的な向上は得られていない。最近発売されたサンプル調製器具においては、標準的な２ｍｌバイアルが専売のラック内に配置され、このラックは、同一供給業者の専売のアナライザ器具へと送られる。バイアル中のサンプルに対して特定の調製動作を行うことにより、サンプルバイアルは器具を通って処理される。多くの場合、早期において労働集約型の調製が未だに必要である（例えば、標準バイアルへのサンプル転送）。
【０００５】
別のクラスの既知のサンプル調製器具においては、可変の多ピペットヘッドが用いられる。例えば、米国特許第５，１３９，７４４号において、「ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ  ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｃｅｎｔｒｅ  ａｎｄ  ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ」についての記載がある。このワークステーションは、多ユニットピペッターと、一連のピペットチップをピックアップする可変のヘッドとを有し、これらを用いて、サンプルを１つのラックのサンプルコンテナから別のサンプルコンテナへと移動させ、その後チップを廃棄する。モジュール５２を含む「ツール」またはモジュールもある。このモジュールは、ステッピングモータによって制御されるプランジャと、ピペットチップが取り付けられたノズルとを有する。これらのモジュールは、光学デバイスおよびｐＨ測定モジュールも含む。多様なプログラム可能なプロトコが開示される。
【０００６】
米国特許第出願第２００４／０００５７１４号において開示されているサンプル取り扱い装置は、多ユニット真空によって作動するピペッターヘッドを備える。複数のステーションをもつデッキがあり、各特定のステーションへ取り付けることが可能なサンプルコンテナトレイがある。両者間の整合は、手動システムのための視覚的アイコンまたは自動システムのためのバーコードあるいは物理的キーによって提供される。いくつかのトレイには、各トレイ内の試薬位置についてさらなるレベルの特徴付けがある。すなわち、第２の１組の視覚的アイコンによって同定されたトレイ上の特定の位置に試薬容器を取り付ける必要がある。これらの配置構成の目的は、相互汚染または試薬エラーに起因する分析エラーを回避することである。米国特許出願第２００８／００６０７１９号（Ｍａｓｓａｒｏ）において、多ユニットピペッターヘッドなどの分析ツールを取り扱うためのロボットデバイスについての記載があり、このデバイスでは、ツールはロボットによる搬送時および支持部上へ配置された時のいずれも作動可能である。動作可能となるような様態でツールを取り扱うためのロボットデバイスについての記載がある。この考え方は、他のツールヘッドがｉｎ  ｓｉｔｕで動作を実行している間に、ロボットを１つのツールヘッドで作動させることにより、動作効率を最適化することである。
【０００７】
試験サンプルおよび試薬転送についてのさらなるワークフローシステムが、米国特許第５，３５５，３０４号中に記載されている。
【０００８】
これらのサンプルバイアルそのものは、分析研究室における別の公知の問題の１つの原因となっている（すなわち、サンプル調製プロセス全体または一部において開口するサンプルコンテナの利用に起因する環境汚染）。単に密封コンテナを使えばよいようにみえるかもしれないが、サンプル調製動作を実行しつつ密封を維持する点において、それほど簡単ではない。なぜならば、封鎖を少なくとも一時的に解除しなければならない場合が多いからである。標準的なピペッターに基づいた器具は、密封バイアルからの液体吸引または密封バイアル内への液体分配に直接用いることができない。
【０００９】
本発明の目的は、分析研究室のサンプル調製動作における生産性向上の可能性を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、少なくとも１つ以上の態様および／または実施形態において、研究室分析時におけるサンプルの環境汚染の問題に対処することである。
【００１１】
本明細書中において従来技術について言及する場合、当該従来技術がオーストラリアまたは他の任意の管轄区域における一般的知識を形成することを認定または示唆するものとして解釈されるべきではなく、また、当該従来技術が関連するものとして当業者によって確認、理解または認定されたものとして合理的に予測されるものとして解釈されるべきでもない。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、サンプル容器、サンプル取り扱いデバイスまたはツールおよび複数の試薬容器のラックを用いて選択可能なサンプル調製動作を実行するように作動可能な装置を提供する。異なる態様において、本発明は、以下のコンセプトを用いる：（１）異なる分析器具へ転送することが可能な相互交換可能なサンプルラック（すなわち、繋留されたまたは器具特有のサンプル調製ではなくオフラインのサンプル調製）、（２）早期の調製ステップを低減またはさらには排除することを可能にするための入力バイアル種類および／またはサイズに関連する柔軟性、および（３）関連付けられた調製ステップを実行しつつ、入力容器から異なる出力容器へサンプルを転送するための相互交換可能なツール、および（４）針貫通可能な閉鎖部の利用を促進する駆動ヘッドおよびツールの組み合わせ。
【００１３】
第１の態様において、本発明は、分析のためのサンプル調製のための装置を提供する。この装置は、以下を含む：分析対象として調製すべきサンプルを含むサンプル容器の第１のラックと、サンプル容器の第２のラックとを相互交換可能に配置するための構造であって、第２のラックは、異なる分析器具へそれぞれ転送可能な異なる構成のラックを含み、構造は、複数の試薬容器を既知の各位置において受容および位置決めする、構造および；複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行しつつ、サンプルを第１のラックのサンプル容器から第２のラックのサンプル容器へと転送するように作動可能なデバイスのアセンブリ。装置は、第２の異なる構成のラックのうち構造へ配置するものを識別することと、転送および選択されたサンプル調製動作を識別されたラックに合わせて適合させることとを行うように構成される。
【００１４】
このようにして、装置は、異なる種類および異なる供給業者の専売の分析器具によって利用される様々な専売ラックを取り付けるように、配置される。
【００１５】
この構造は、第２の異なる構成のラックを捕完するための支持ベースおよび相互交換可能な取付マットを含み得る。このようなラックは、例えば、異なる寸法および／またはバイアル位置構成を持ち得る。第２のラックのうち構造に配置するものを識別することは、取付マットのうちの１つの存在を識別することおよび特定のマットおよびそれにより相補的ラックを識別することにより、行われ得る。
【００１６】
好適には、デバイスのアセンブリは、複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置において受容および配置するツール支持部と、デバイスを３次元空間において移転させるための機構によって搬送されるツール係合および駆動デバイスとを含む。デバイスおよび機構は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行するように作動可能である。この選択された動作は、ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を第１のラックにあるサンプル容器のうち１つ以上から抽出し、試薬を試薬容器のうち１つ以上から抽出することとと、調製されたサンプルを第２のラックにある１つ以上のそれぞれのサンプル容器へ送達することとを含む。好適には、サンプル取り扱いツールは、容積式液体取り扱いツールを含む（例えば、制御された量のサンプルまたは試薬のアクセスおよび吸引、あるいはその内容物をサンプル容器へ送達するために、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通し、またその後そこからの引き抜きが可能な針を有する注射器）。
【００１７】
本発明は、第２の態様において、分析のためのサンプル調製のための装置を提供する。この装置は以下を含む；分析対象として調製すべきサンプルを含む第１のサンプル容器のラックと、分析器具へ転送可能な第２のサンプル容器のラックとを相互交換可能に配置するための構造であって、複数の試薬容器を既知の各位置において受容および配置する構造と；容積式液体取り扱いツール（例えば、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部を密封様態で貫通することが可能な針を有する注射器）を含む複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置において受容および配置するためのツール支持部と；デバイスを３次元空間において移転させるための機構によって搬送されるツール係合および駆動デバイスとを含む。デバイスおよび機構は、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行するように作動可能である。選択された動作は、ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出することおよび任意選択的に試薬を試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、調製されたサンプルを１つ以上のそれぞれの第２のサンプル容器へ送達することとを含む。ツール係合および駆動デバイスは、第１のおよび第２のサンプル容器ならびに試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通し。その後そこから引き抜くように針を変位させることにより、抽出および送達を実行するように作動可能である。
【００１８】
第２の態様において、本発明は、分析のためのサンプル調製方法にさらに関連する。この方法は、分析対象として調製すべきサンプルを含む第１のサンプル容器のラックを送達することと；分析器具へ転送可能な第２のサンプル容器のラックを配置することと；複数の試薬容器を既知の各位置に供給することと；ツール支持部において複数のサンプル取り扱いツールを既知の各位置に供給することとを含む。これらのサンプル取り扱いツールは、容積式液体取り扱いツールを含む（例えば、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通することが可能な針を有する注射器）。方法はまた、ツール係合および駆動デバイスと、デバイスを３次元空間において移転させるための機構とを作動させて、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択された一連のサンプル調製動作を実行することを含む。これらの選択された動作はそれぞれ、ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体を第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出することおよび試薬を試薬容器のうち１つ以上から抽出することと、調製されたサンプルを１つ以上のそれぞれの第２のサンプル容器へと送達することとを含む。ツール係合および駆動デバイスは、第１のおよび第２のサンプル容器ならびに試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通しその後そこから引き抜くように針を変位させることにより、抽出および送達を実行する。
【００１９】
簡便な配置構成において、器具は、構造上に配置されたラックおよび／または試薬容器を相互交換するために前部からアクセスすることが可能な支持ベースを含む。試薬容器は適宜、第１のサンプル容器と、第２のサンプル容器との間に配置される。
【００２０】
この配置構成により、ツール支持部は、複数のツール取付部を支持ベースの後部および上部に沿って含み得、移転機構およびそのツール係合および駆動デバイスが配置されて、ツール係合および駆動デバイスは、ツール支持部にあるサンプル容器、試薬容器およびサンプル取り扱いツールへアクセスするためのベースの周囲および上部を動くように配置される。
【００２１】
好適には、構造は、支持ベースおよび相互交換可能な取付マットをさらに含む。これらの支持ベースおよび相互交換可能な取付マットは、寸法および／またはバイアル位置構成が異なるそれぞれのラックを補完するように構成される。好適には、これらのラック取付マットのうちの１つの存在を認識することと、特定のマットおよびそれによりラックを認識することとを行うための手段が提供される。
【００２２】
有利なことに、ツール係合および駆動デバイスは、サンプル取り扱いツールと解放可能かつ選択的に係合するヘッドを含む。このような適切なヘッドについて、出願人の国際特許公開ＷＯ２００９／０４６４８２中に開示がある。本明細書中、同文献の内容を参考のため援用する。サンプル取り扱いツールは、例えば、異なる容積の再利用可能な注射器、異なる容積の使い捨て型注射器、グリッパ、かくはん器、バイアルスピナーおよび濾過注射器を含み得る。
【００２３】
好適には、本発明の第１または第２の態様において、第１のラックが異なる構成のラックを含む場合、装置は、第１の異なる構成のラックのうち構造へ配置されるものを認識することと、転送および選択されたサンプル調製動作を認識されたラックに合わせて適合させることを行うように構成され、これにより装置は、異なる構成の第１のラック（例えば、異なる種類および／またはサイズのサンプル容器を含む）中に存在するサンプルを処理するように適合可能となる。
【００２４】
第３の態様において、本発明は、分析のためのサンプル調製のための装置を提供する。この装置は、以下を含む：分析対象として調製すべきサンプルを含むサンプル容器の第１のラックおよびサンプル容器の第２のラックを相互交換可能に配置するための構造であって、第１のラックは、異なる構成のラックを含み、構造は、複数の試薬容器を既
知の各位置において受容および配置する、構造および；複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行しつつ、サンプルを第１のラックのサンプル容器から第２のラックのサンプル容器へと転送するように作動可能なデバイスのアセンブリ。装置は、第１の異なる構成のラックのうち構造に配置するものを識別することと、転送および選択されたサンプル調製動作を識別されたラックに合わせて適合させることとを行うように構成され、これにより、装置は、異なる構成の第１のラック（例えば、異なる種類および／またはサイズのサンプル容器を含む）中に存在するサンプルを処理するように適合可能となる。
【００２５】
本発明の第３の態様により、装置は、収集時点においてサンプルが配置された容器またはバイアルの入力ラックを配置するように適合され、これにより、サンプル調製ステップ（例えば、サンプルをさらなる取り扱い対象として標準バイアルまたは専用バイアルへ転送または区分すること）への干渉が排除される。
【００２６】
本発明の態様のうちいずれかにおける装置は好適には、オペレータインターフェースを備えた制御ユニットを含む。簡便なことに、オペレータインターフェースはタッチスクリーンであり、（典型的には一連の事前プログラムされたサンプル調製動作またはタスクから）選択されたサンプル調製動作またはタスクを入力するために用いられる。有利なことに、この制御ユニットは、オペレータインターフェース上にグラフィカルユーザインターフェースを表示するように構成される。このグラフィカルユーザインターフェースは、列および行として配置された、ユーザが作動させることが可能な制御要素のマトリックスを含む。列または行は、それぞれ以下のために設けられる：
（１）構造に配置された第１のサンプル容器のラックの識別情報を表示することと、
（２）構造に配置された第２のサンプル容器のラックの識別情報を表示することと、
（３）複数の試薬容器から試薬容器を選択すること、
（４）ツール支持部に配置された複数のサンプル取り扱いツールからツールを選択することと、
（５）第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出されたサンプル液体に対して行われた複数の事前プログラムされたサンプル調製タスクからサンプル調製タスクを選択し、サンプル取り扱いツールのうち１つ以上を用い、調製されたサンプルを第２のサンプル容器へと送達すること。
【００２７】
本発明の第２の態様の方法は、オペレータインターフェース上にグラフィカルユーザインターフェースを供給することをさらに含み得る。グラフィカルユーザインターフェースは、列および行として配置された、ユーザが作動させることが可能な制御要素のマトリックスを含み、列または行のうちいずれかはそれぞれ、上記の機能（１）〜（５）を行うためのものである。
【００２８】
好適には、上記表示機能または選択機能（１）〜（５）のためのユーザが作動させることが可能な制御要素は、左から右へ配置された列として配置され、その結果、行は列の要素の一連の組み合わせを表す。本明細書中において用いられるように、文脈から明らかでない限り、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」およびその変化形である「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ」という用語は、さらなる追加、コンポーネント、整数またはステップを排除することを意図しない。
【００２９】
以下、本発明について、添付図面を参照してひとえに例示目的のためにさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態による装置の等角図である。
【図２】本装置の前部立面図である。
【図３】サンプル調製動作を構成する複数のタスクのための一連の表示または制御要素またはボタンを示すグラフィカルユーザインターフェースのスナップショットである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図示のサンプル調製装置１０は、構造フレーム１１を含む。構造フレーム１１は、後部角部ポスト１２および１３を有する。後部角部ポスト１２および１３は、ブラケット１９により、細長の前方に突出する側部フレーム部材１４および１５の後部に向かって上方に取り付けられる。これらの側部フレーム部材１４および１５は、前端部において前部レール１６によって接合され、中間レール１７および後部レール１８によってさらに接合される。ポスト１２は、後部上部レール２０によって連結される。後部上部レール２０は、ポストの上部においてわずかに突出して配置され、ほぼ中間点においてツールハンギングレール２２によって配置される。ツールハンギングレール２２は、ブラケット２３によってポスト前面に取り付けられる。壁パネル１５０は、ポスト１２および１３ならびにレール２０の後面に取り付けられる。
【００３２】
レール１６および１７により、サンプルラックおよび試薬容器を支持する様々な相補的な矩形マット１２１〜１２６のための支持ベース２１が供給される。この実施形態において、マットは、装置の前方からみて左から右方向に、第１のステーション３０と、試薬ステーション３５と、第２のステーション４０とを規定する。第１のステーション３０は、分析対象として調製すべきサンプルを含む第１のサンプル容器のラック３２を相互交換可能に配置する。試薬ステーション３５は、複数の試薬容器３６を既知の各位置において受容および配置する。第２のステーション４０は、分析器具へ転送可能な第２のサンプル容器のラック（図示せず）を相互交換可能に配置する。図１および図２に示す特定のラック３２は、標準的なＢｅｌａｒｔ（登録商標）バイアルラックであり、４つの別個の空ラックがそれぞれのパッド１２１〜１２４上にある様子が示されている。単一のマット１２５がシート１２５ａと共に６個の試薬容器３６用に設けられるが、これは、試薬容器の異なる数および／または位置構成をもつ他のマットと交換することが可能である。マット１２６は、様々な異なる種類および異なる供給業者の専売分析器具のそれぞれの専売自動サンプラーラックまたはカルーセルを補完するように、（例えば、サイズおよび特定の刻み目１２６ａによって）構成されたいくつかの相互交換可能なパッドのうちの１つである。
【００３３】
マット１２５、１２６およびマット１２１〜４ならびに／またはラック３２は、さらに説明する目的のために、識別子要素１３０（例えば、バーコードまたはＲＦｉＤタグ）を（支持ベース２１上に配置された場合）後部縁面上に有する。マットまたこれに従いラックおよび試薬容器の支持ベース２１上における配置順序は異なり得ることが、強調される。
【００３４】
ツールハンギングレール２２は、ツール支持部２５を取り付ける。ツール支持部２５は、複数のサンプル取り扱いツール（１つのみがｉｎ  ｓｉｔｕにおいて図示される）を既知の各位置２６において受容および配置するために用いられる。既知の各位置２６は、垂直方向にアライメントされた上側凹部２７および下側スロット２８によって規定される。典型的なこのようなツールは、容積式液体取り扱いツールである（例えば、注射器（例えば、多様な較正容積の再利用可能なまたは使い捨て型注射器））。他の例を挙げると、グリッパ、かくはん器、バイアルスピナーおよび濾過注射器がある。そのうち実際にｉｎ  ｓｉｔｕ例示された１つとして、（例えば、識別子要素１３０の読み取りを容易化するための）鏡１００がある。容積式液体取り扱いツール（例えば、注射器）は、針を含む。これらの針は、サンプル容器および試薬容器上の閉鎖部（例えば、隔膜）を密閉的に貫通して、制御された量のサンプルまたは試薬のアクセスおよび吸引を可能にするか、または、注射器の内容物をサンプル容器へと送達する。ツール支持部２５は、他の任意の適切な位置に設けてよい（例えば、１つまたは他の側部、または２つの位置間における分離）ことが理解される。
【００３５】
ツール支持部２５は、実際はレール２２の前部から突出する。すなわち、ツール支持部２５は、後方に突出するプレート２４を含む。このプレート２４は、レール上に締結され、このレールから、多様な形状の要素２９が突出または懸下されて、凹部２７およびスロット２８を提供する。
【００３６】
３次元空間におけるＸＹＺ駆動システム６０を含む機構による移転のために、ツール係合および駆動デバイス５０が上部レール２０上へと取り付けられる。駆動システム６０は、主要片持梁６２を含む。主要片持梁６２は、ロッド６４のための取付ブロック６５によって提供される端停止部間において、一対のガイドロッド６４上のレール２０の上方およびレール２０に沿って横断することができる。このＸ軸移動のための駆動ユニットはモータ６６であり、ねじ込み棒６８を回転させる。棒６８は、取付ブロック６５内において中央に軸支され、アーム６２上の整合ボスとネジ状に係合する。モータ６６は、左端レール２０上に角度ブラケット６７によって固定される。
【００３７】
同様に、アーム６２上の取付ブロック７５によって配置される間隔の空いたガイドロッド７４およびモータ７６はブロック７５中に軸支されたねじ込み棒７８により、直立キャリッジ７２をＹ方向においてアーム６２に沿って誘導および駆動する。キャリッジ７２は、後方に突出するガセットプラットフォーム７３をもつ垂直方向に延びる通路であり、ガセットプラットフォーム７３は、ガイドロッド７４を受容しかつガイドロッド７４に沿ってスライドする。その結果、（この上にデバイス５０が取り付けられた）スライドブロック８２が垂直方向（すなわち、Ｚ方向）にキャリッジ７２に沿ってガイドロッド８４を介しモータ８６およびねじ込み棒８８を用いてスライドする。ここでも、取付ブロック８５は、ロッド８４および軸支ねじ込み棒８８を配置する。
【００３８】
ツール係合および駆動デバイス５０は、Ｕ字型ハウジング５１を含む。Ｕ字型ハウジング５１は、後部に対して開口しており、角度ブラケット５８ａによってスライドブロック８２へ固定される。ハウジング５１は、解放可能な連結ヘッド５３を有する。連結ヘッド５３は、ハウジング５１の上側アームから懸下されて、ツール支持部２５上のツールそれぞれの相補的ヘッド５３ａを抱持し、自動的に解放可能に係合する。図１において、１つのこのようなツール（すなわち、注射器１４０）がヘッド５３へ接続されている様子が示されている。ハウジング５１の下側アームは、前方縁においてスロット５４を有し、これにより、注射器バレル１４２を受容し、針ガイド５５を懸下する。針ガイド５５は、注射器１４０の針１４４を注射器バレルの下側の位置５７において誘導および補強する。注射器プランジャ（図示せず）は、小型モータ５６によりねじ込み棒５８を介して選択的に駆動される。モータ５６は、ハウジング５１から直立したポスト５９の上方において支持される。
【００３９】
適切な形態の連結構成５３および５３ａは、ＸＣＨＡＮＧＥ（登録商標）連結機構および上記国際特許公開ＷＯ２００９／０４６４８２中に開示されるものを含む。
【００４０】
デバイス５０は、識別情報読取器（例えば、バーコードまたはＲＦｉＤ読取器またはサンプル容器／バイアル上の識別子要素を読み取る読取器）と、マット１２１〜１２６またはラック３２の後部縁面上の上記識別子要素１３０とを含む。
【００４１】
主要フレーム１１の左側には、オペレータインターフェースがタッチスクリーン９０の形態で設けられる。タッチスクリーン９０は、左側コーナーポスト１３の側部に取り付けられた片持ち連接アーム９２上に取り付けられることにより、オペレータに向かって調節可能に突出する。この片持梁９２は、ポストに隣接しかつ中間軸９３に設けられた連接接合部を含む。タッチスクリーン９０は、主要ＰＣ制御ユニットのためのオペレータインターフェースである。主要ＰＣ制御ユニットは、壁パネル１５０の後側に配置された別個のマザーボードおよびフラッシュドライブとを含む。ケーブル１５２が、この制御ユニットから装置全体への接続部として図示されている。
【００４２】
本装置の多様なコンポーネント、デバイス５０によって行われるべき個々のタスク、およびこれらのタスクのうち１つ以上を具現化するサンプル調製動作の状況が表示され、画面９０上のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１１０を介しオペレータによって選択される。画面９０は、分かり易いようにかつ装置を最小の習得技能で作動させることができるように設計される。図３は、レイアウトおよび使用態様を例示するための、特定の選択が行われた後のグラフィカルユーザインターフェースのスナップショットである。
【００４３】
ＧＵ１１０の主要コンポーネントは、ユーザが作動させることが可能な制御要素の矩形マトリックス１２であるか、または、列１１６および行１１８として配置されたボタン１１４である。これらの行は、ナンバリングされたタスクシーケンスを表す。これらの列１１６は、以下のように左側から右側へと、各場合において当該列の見出しを示し、その次に機能を示す。
１．「入力ラック」：第１のステーション３０に配置された第１のサンプル容器のラックの識別情報。典型的な研究室において、これは恐らくは内部特徴付けシステムであり、ここではボタン「ＩｎｐｕｔＧｒｏｕｐＡ」として例示される。
２．「試薬」：試薬ステーション３５に配置された、指定された試薬容器。
３．「ツール」：ツール支持部２５に配置された、指定されたサンプル取り扱いツール。
４．「タスク」：、第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出されたサンプル液体に対し実行され、サンプル取り扱いツールのうち１つ以上を用い、かつ調製されたサンプルを第２のステーション４０において第２のサンプル容器へと送達する、様々な事前プログラムされた選択可能なサンプル調製タスクのうちの１つ。
５．「出力ラック」：ステーション４０に配置された第２のサンプル容器のラックの識別情報。これは典型的には、上述したように、特定のアナライザ器具のための、専売のラックである。
【００４４】
ボタン１１４は、関連付けられたオペレータによって起動されるポップアップメニューを有する。オペレータは、これらのメニューから、例えば、適切な試薬、必要なツールおよびそれぞれのサンプル調製タスクを選択する必要がある。タスクおよびサンプル調製が選択された後、ＲＵＮボタン１１５が起動されると、制御ユニットは、デバイス５０および駆動システム６０を起動して、複数の事前プログラムされたサンプル調製動作から選択されたサンプル調製動作を実行する。選択された動作は、ツールのうち１つ以上をピックアップすることと、サンプル液体をラック３２の第１のサンプル容器のうち１つ以上から抽出することおよび試薬を試薬容器３６の１つ以上から抽出することと、調製されたサンプルをマット１２６上のラックのそれぞれの第２のサンプル容器へ送達することとを含む。主要制御ユニットは、認識されたサンプル容器ラック上のバイアルのレイアウトを把握することと、ステーション３０におけるラックの各バイアルからサンプルを抽出することと、選択されたタスクを実行することと、調製されたサンプルをステーション４０においてラックのバイアルへ送達することとを行うように、事前プログラムされる。入力および出力におけるバイアル間の対応関係は、既知であるか、または、バイアル上のバーコードを用い、バーコード読取器をバイアルへ提示することにより、オーディットトレールが生成される。図３に示す例において、サンプルは、入力グループＡ中のバイアル中へロードされる。サンプル調製タスク＃１は、デバイス５０がツール２（２５μｌ注射器）をツール支持部２５から収集し、ラック上の次のバイアル上方に移動し、注射器針を駆動して（すなわち、変位させて）バイアル閉鎖部または隔膜を密閉的に貫通させ、その後アリコートサンプルを吸引した後、針をバイアル閉鎖部または隔膜から引き抜く。その後、タスク＃２は、サンプルを含む注射器を既知の標準を含む試薬瓶１上に移動させ、針を駆動して（すなわち、変位させて）隔膜を密閉的に貫通させ、制御された量の標準を吸引させた後、注射器を引き抜き、（ＳｈｉｍａｄｚｕＡ／Ｓカルーセルラックを保持する）ステーション４０へと移動させて、調製されたサンプルを出力ラックのバイアルへと送達する。典型的には、この送達タスクは、同様に針を駆動して（すなわち、変位させて）バイアル閉鎖部または隔膜を密閉的に貫通させることにより行われる。タスク＃３は、ＧＵＩ上でタスク１および２から分岐する。タスク＃３は、ツール５を用いて試薬容器１から抽出された希釈剤により、Ｓｈｉｍａｄｚｕラック上の全バイアルを希釈することを含む。
【００４５】
デバイス５０は、バネコンポーネントを注射器ドライブ中に含む。バネコンポーネントは、針先端における反力の存在を検出し、これによりバイアルまたは容器隔膜が針の下方軌跡内に存在するかについてのセンサーとして機能する。バイアルまたは容器隔膜が針の下方軌跡内に存在しない場合、貫通試行は終了し、デバイスは新規バイアル位置へ移動する。
【００４６】
本発明の好適なコンセプトは、入力サンプルラック中のバイアルまたは管からサンプルを採取することと、その後所定のサンプル調製タスクに基づいてサンプルを調製することと、器具特有の自動サンプラーカルーセル／ラック中の自動サンプラーバイアル内に上記調製されたサンプルを分配することとを含むことが理解される。その後、自動サンプラーカルーセル／ラックは器具特有の自動サンプラーへと手動転送され、これにより調製されたサンプルの自動分析が容易化される。
【００４７】
研究室サンプル調製の自動化に対するこのアプローチには、多くの重要な利点がある。サンプルスループットの増加と共に、生産性も増加する。機械に制御される再現性により、ヒューマンエラーの危険性がなくなる。本システムは、必要な分析の点において極めて柔軟性が高く、研究室で複数の分析の取り扱いをより良好に行うことを可能にするであろう。作業要求およびサンプルのリワーク、反復運動損傷（ＲＳＩ）事例の低減および研究室スタッフターンオーバーの低下により、コストが大幅に低減される。
【００４８】
異なる構成の出力ラックを取り扱う設備（すなわち、様々な器具特有の自動サンプラーラックまたはカルーセル）により、バイアルを他のラックへ手動転送したりまたはサンプルを他のバイアルへ手動転送することを全く必要とせずに、多様なこのような器具のために、ラックに入れられたサンプルを装置が調製できるようになる。入力側部における対応する設備により、器具が元々の収集バイアル中のサンプルを受容することが可能になり、その結果、本発明の器具の上流における労働集約型調製（例えば、液体転送またはサンプル区分）の必要がなくなる。これらの柔軟な戦略を促進するために、バイアル中のサンプルに調製動作を行うことによりサンプルバイアルを器具を通じて処理する代わりに、好適な装置は、ワークフローコンセプトに適合する。このワークフローコンセプトにおいて、サンプルを入力バイアルから抽出し、サンプルに対して１つ以上の選択可能な調製動作を行い、その後出力バイアルへと送達する。しかし、代替的ワークフローコンセプト（例えば、バイアルの入力から出力への移動またはサンプルに対する動作実行後にサンプルを同一ステーションにあるバイアルへと返送する（すなわち、入力バイアルを入力バイアルへ送るかまたは出力バイアルを出力バイアルへ送る））を適切または好適に用いることも可能である点に留意されたい。最後に、この装置は、異なる容積のサンプルバイアルを取り扱うことができる点においてさらに柔軟であり、所定のバイアルサイズ（例えば、標準２ｍｌバイアル）に限定されない。
【００４９】
重要なことは、針を変位させて第１および第２のサンプル容器ならびに試薬容器上の閉鎖部を密閉的に貫通させることにより抽出および送達を行うツール係合および駆動デバイスを提供することにより、開口型サンプルコンテナの利用または閉鎖サンプルコンテナの一時的開口を回避することができ、これにより、サンプルの環境汚染の危険性を低減することができる。
【００５０】
本明細書中に開示および規定される本発明は、記載または図面中のまたは記載または図面から自明な個々の特徴のうち２つ以上の代替的組み合わせ全てを網羅することが理解される。これらの異なる組み合わせは全て、本発明の多様な代替的態様を構成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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