(57)【要約】【課題】容器のキャップを穿孔するための装置を提供すること。【解決手段】この装置は、１またはそれ以上の垂直なポストに滑動可能に取り付けられたブレード支持アームと、ブレード支持アームの垂直下方に取り付けられたブレードと、キャップ保持器アームであってキャップ接触面が容器のキャップの高さ位置の上方に配置される上方位置とキャップ接触面が容器のキャップの高さ位置に配置される下方位置との間でポストに沿って移動可能であるキャップ保持器アームとを含む。キャップ保持器アームは、ブレードが通過可能である開口を有する。偏倚部材がキャップ保持器アームをその下方位置に向けて偏倚する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
試料カップの栓の穿孔アセンブリを備える自動化学分析器発明の分野 本発明は、一般的には自動臨床化学分析器に関し、特には、自動試料容器装填アセンブリを備える高スループットの自動化学分析器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景 この分野では様々な数多くの自動臨床化学分析器が知られている。これらの分析器は、簡単で大型の手動型装置から、非常に複雑でほとんど完全に自動化された装置にまでわたっている。各分析器は、該分析器が実行し得る、これ自体に特有の様々なテストの数（「メニュー」）および所与時間内で処理可能である試料数（「スループット(throughput)」）に関する性能特性を有する。
【０００３】
大病院および臨床検査室における有用な規模の大きい、非常に複雑な分析器であってこの装置が実行可能である多数のテストメニューおよび高スループットの双方を有する分析器が開発されてきた。このような分析器が、ここに参照のためにそのまま取り込んだリリー等(Lilli et al)に付与された米国特許第4,965,049号に記載されている。
【０００４】
このような大規模で、非常に複雑な分析器の多くは自動試料装填機構を備え、該機構は、試料容器を、適当な装填場所から分析器内の受け取り場所であって液体試料が適当な液体抽出装置によって前記試料容器から抽出される受け取り場所へ機械的に運ぶように設計されている。この自動装填機構は、このような分析器を操作し、したがってこのような分析器の操作効率を増大させるように要求されるオペレータ時間を最小にする。
【０００５】
従来の自動装填機構に関する重大な問題は、この自動装填装置が、液体抽出装置が容器内の試料に達し得るように試料容器上の密閉キャップを効率よく開けることができないことである。したがって、前記試料容器上の密閉キャップは手動で開けなければならない。これは、過度のオペレータ時間を必要とし、また、分析器の操作効率を著しく低減する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、このような自動装填機構が完全に自動化されるように、大規模で非常に複雑な分析器の自動装填機構に効率的に適用することができる試料容器キャップの穿孔装置が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要 本発明はこれらの必要を満たすものである。本発明は、容器の頂部に配置された容器キャップを穿孔するための組み合わせに係り、前記容器の頂部はある場所Ｌに配列されている。この組み合わせは、(a)ベースと、(b)ブレード支持アームに取り付けられたブレードであって、前記ブレード支持アームは、該アームが、前記ブレードが場所Ｌから間隔をおかれた第１のブレード支持アーム位置と、前記ブレードが場所Ｌの直下に位置する第２のブレード支持アーム位置との間で移動可能である、ブレードと、(c)容器キャップに接触可能でありかつ該容器キャップを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって、該アームが、前記キャップ接触面が場所Ｌから間隔をおかれた第１のキャップ保持器アーム位置と、前記キャップ保持面が実質的に場所Ｌに配置される第２のキャップ保持器アーム位置との間で移動可能である、キャップ保持器アームと、(d)(ｉ)前記第１のキャップ保持器アーム位置から前記第２のキャップ保持器アーム位置までの前記キャップ保持器アーム、(ii)前記第１のブレード支持アーム位置から前記第２のブレード支持アーム位置までの前記ブレード支持アーム、(iii)前記第２のブレード支持アーム位置から前記第１のブレード支持アーム位置までの前記ブレード支持アーム、および(iv)前記第２のキャップ保持器アーム位置から前記第１のキャップ保持器アーム位置までの前記キャップ保持器アームの連続した移動を生じさせるためのモータとを含み、これにより、前記容器キャップが前記キャップ保持器場所Ｌに配置されているとき、前記容器キャップが連続的に(ｉ)前記キャップ保持器アームに保持され、(ii)前記ブレードにより穿孔され、(iii)前記ブレードとの接触を解除され、また(iv)前記キャップ保持器アームとの接触を解除される。
【０００８】
好ましい実施例では、前記組み合わせは、(a)実質的に垂直なポストに滑動可能に取り付けられたブレード支持アームであって該ブレード支持アームが、上方のブレード支持アーム位置と、中間のブレード支持アーム位置と、下方のブレード支持アーム位置との間で前記垂直なポストに沿って移動可能であり、前記ブレード支持アームが上方接触面と下方接触面とを有する、ブレード支持アームと、(b)前記ブレード支持アームに取り付けられかつ該ブレード支持アームの下方に実質的に垂直に配置されたブレードであって該ブレードの下方向移動によって前記容器キャップを穿孔可能であるブレードと、(c)前記容器キャップに接触可能でありかつ前記容器キャップを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって、該キャップ保持器アームが前記ブレード支持アームの上方接触面と前記ブレード支持アームの下方接触面との間で前記垂直なポストに沿って移動可能であるように前記垂直なポストに滑動可能に取り付けられている、キャップ保持器アームと、(d)前記キャップ保持器アームを前記ブレード支持アームの下方接触面に向けて偏倚するための偏倚部材と、(e)前記上方ブレード支持アーム位置と、前記中間ブレード支持アーム位置と、前記下方ブレード支持アーム位置との間で前記垂直なポストに沿って前記ブレード支持アームを上下に滑動させるためのモータとを含み、(i)前記上方ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面が場所Ｌの上方にあるように前記ブレード支持アームの下方接触面が前記キャップ保持器アームを保持し、(ii)前記中間ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面が場所Ｌに配置された容器キャップと接触可能であるが、前記ブレードは場所Ｌより高位に配置され、また(iii)前記下方ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面が場所Ｌに配置された容器キャップと接触可能であり、また、前記ブレードが場所Ｌの直下に配置される。
【０００９】
典型的な実施例では、前記ブレード支持アームと前記キャップ保持器アームとが、前記ベースに固定された一対の垂直なポストに滑動可能に取り付けられ、また、前記偏倚部材が一対のばねを含む。
【００１０】
好ましくは、前記キャップ保持器アームのキャップ接触面が前記試料容器のキャップを容易に受け入れかつ保持するように窪みが付けられる。
【００１１】
本発明は、装填場所内に配置された１またはそれ以上のキャップをされた試料容器内に配置された液体の少なくとも１つのパラメータを決定することができる自動診断機械に都合良く包含される。このような機械は、典型的には、さらに、(a)本体と、(b)前記本体内に配置された試料ステーションであって複数の試料容器を保持するように寸法および大きさが定められている試料ステーションと、(c)前記本体内に配置された試薬ステーションであって複数の試薬容器を保持するように寸法および大きさが定められた試薬ステーションと、(d)前記本体内に配置された分析ステーションであって(i)反応容器および(ii)前記反応容器内に配置された液体を分析するための分析器を含む分析ステーションと、(e)前記試料ステーションから液体試料を、また前記試薬ステーションから試薬を前記反応容器へ運ぶための試料運搬装置と、(f)複数の試料容器を試料容器装填領域から前記試料ステーションに運ぶための試料容器装填機構とを含む。
【００１２】
このような機械では、複数の試料容器が前記組み合わせ内の場所に運ばれるときに前記組み合わせのモータが自動的に作動するように、適当なスイッチ装置が前記試料運搬装置に沿って設けられることが望ましい。
【００１３】
本発明は、規模の大きい、複雑な診断分析器のオペレータがこのような分析器を、分析用試料を収容する容器の準備に費やされる実質的なオペレータ時間なしでほぼ完全な自動モードで操作することができる装置を提供することにより、先行技術を超える有意な改良を提供する。
【００１４】
したがって、本発明は、以下を提供する。
１． 場所Ｌにおける容器の頂部に配置された容器キャップを穿孔するための組み合わせであって、 (a)ベースと、 (b)ブレード支持アームに取り付けられたブレードであって、前記ブレード支持アームが、前記ブレードが前記場所Ｌから間隔をおいて配置される第１のブレード支持アーム位置と前記ブレードが前記場所Ｌの直下に配置される第２のブレード支持アーム位置との間で前記ブレード支持アームが移動可能であるように、前記ベースに取り付けられている、ブレードと、(c)容器のキャップに接触可能でありかつこれを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって、前記キャップ接触面が前記場所Ｌから間隔をおかれた第１のキャップ保持器アーム位置と前記キャップ保持面が実質的に前記場所Ｌに配置される第２のキャップ保持器アーム位置との間で前記キャップ保持器アームが移動可能であるように前記ベースに取り付けられている、キャップ保持器アームと、(d)(i)前記第１のキャップ保持器アーム位置から前記第２のキャップ保持器アームへの前記キャップ保持器アーム、(ii)前記第１のブレード支持アーム位置から前記第２のブレード支持アーム位置への前記ブレード支持アーム、(iii)前記第２のブレード支持アーム位置から前記第１のブレード支持アーム位置への前記ブレード支持アーム、および(iv)前記第２のキャップ保持器アーム位置から前記第１のキャップ保持器アーム位置への前記キャップ保持器アームの連続的な移動を生じさせるためのモータとを含み、これにより、容器キャップがキャップ保持器場所Ｌに配置されるとき、前記容器キャップが、連続的に、(i)前記キャップ保持器アームにより保持され、(ii)前記ブレードにより穿孔され、(iii)前記ブレードとの接触から解放され、また、(iv)前記キャップ保持器アームとの接触から解放される、組み合わせ。
２． 高さ位置Ｅで容器の頂部に配置された容器キャップを穿孔するための組み合わせであって、 (a)ブレード支持アームであって上方ブレード支持アーム位置と、中間ブレード支持アーム位置と、下方ブレード支持アーム位置との間で前記ブレード支持アームが実質的に垂直なポストに沿って移動可能であるように前記実質的に垂直なポストに取り付けられ、また、上方接触面と下方接触面とを有する、ブレード支持アームと、(b)前記ブレード支持アームに取り付けられかつ前記ブレード支持アームの実質的に垂直下方に配置されたブレードであって、該ブレードの下方向への移動により前記容器キャップを穿孔可能である、ブレードと、(c)前記容器キャップに接触可能でありかつこれを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって前記ブレード支持アームの上方接触面と前記ブレード支持アームの下方接触面との間で前記キャップ保持器アームが前記垂直なポストに沿って移動可能であるように前記垂直なポストに滑動可能に取り付けられた、キャップ保持器アームと、(d)前記キャップ保持器アームを前記ブレード支持アームの下方接触面に向けて偏倚するための偏倚部材と、 (e)前記ブレード支持アームを前記上方ブレード支持アーム位置と、前記中間ブレード支持アーム位置と、前記下方ブレード支持アーム位置との間で前記垂直なポストに沿って上下に滑動させるためのモータとを含み、(i)前記上方ブレード支持アーム位置において、前記ブレード支持アームの下方接触面が、前記キャップ接触面がＥより高位であるように前記キャップ保持器アームを保持し、(ii)前記中間ブレード支持アームにおいて、前記キャップ接触面はＥに配置された容器キャップと接触可能であるが、前記ブレードはＥより高位に配置され、(iii)前記下方ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面はＥに配置された容器キャップと接触可能でありかつ前記ブレードがEより下方に配置される、組み合わせ。
３． 前記ブレード支持アームと前記キャップ保持器アームとが、平行に配置された一対の実質的に垂直なポストに滑動可能に取り付けられている、項目２に記載の組み合わせ。
４． 前記偏倚部材が少なくとも１つのばねを含む、項目２に記載の組み合わせ。
５． 前記キャップ保持アームのキャップ接触面に窪みが設けられている、項目２に記載の組み合わせ。
６． 前記ブレードが３またはそれ以上の穿孔部を含み、各穿孔部が垂直面内に配置されまた全ての垂直面が、各面が隣接する面から等角度で間隔をおかれているように前記垂直面が単一の垂直軸線に沿って交差するように配置されている、項目２に記載の組み合わせ。
７． 各穿孔部が直角三角形の形状を有する点を含み、各穿孔部の前記点が、前記穿孔部の他のいかなる部分よりも前記単一の垂直軸線から離れて配置されている、項目６に記載の組み合わせ。
８． 前記ブレードは４つの穿孔部を含み、それぞれが、隣接する穿孔部から約９０度の間隔をおかれている、項目６に記載の組み合わせ。
９． 装填領域に配置された、キャップが取り付けられた１またはそれ以上の試料容器内の液体の少なくとも１つのパラメータを決定するための装置であって、(a)本体と、 (b)前記本体内に配置された試料ステーションであって複数の試料容器を保持するように寸法および大きさが定められている試料ステーションと、(c)前記本体内に配置された試薬ステーションであって複数の試薬容器を保持するように寸法および大きさが定められている試薬ステーションと、 (d)前記本体内に配置された分析ステーションであって(1)反応容器と、(2)前記反応容器内に配置された分析液を分析するための分析器とを含む分析ステーションと、(e)前記試料ステーションから液体試料をまた前記試薬ステーションから試薬を前記反応容器に移動するための試料移動機構と、 (f)(1)1またはそれ以上の垂直に配置された、キャップがされた試料容器を前記装填領域から前記試料ステーションに装填機構通路に沿って移動するための装填機構であって前記試料容器のキャップの位置がＬにある、装填機構と、(2)前記装填機構通路に沿って配置された前記試料容器のキャップを穿孔するための組み合わせとを含む試料容器装填および準備アセンブリとを含み、前記組み合わせが、(i)ベースと、ブレード支持アームに取り付けられたブレードであって前記ブレード支持アームが、前記ブレードが場所Ｌから間隔をおいて配置される第１のブレード支持アーム位置と前記ブレードが場所Ｌの直下に配置される第２のブレード支持アーム位置との間で前記ブレード支持アームが移動可能であるように、前記ベースに取り付けられているブレードと、(ii)容器のキャップに接触可能でありかつこれを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって、前記キャップ接触面が場所Ｌから間隔をおかれている第１のキャップ保持器アーム位置と前記キャップ保持表面が場所Ｌに実質的に配置される第２のキャップ保持アーム位置との間で前記キャップ保持器アームが移動可能であるように前記ベースに取り付けられている、キャップ保持器アームと、(iii)(I)前記第１のキャップ保持器アーム位置から前記第２のキャップ保持器アーム位置までの前記キャップ保持器アーム、(II)前記第１のブレード支持アーム位置から前記第２のブレード支持アーム位置までの前記ブレード支持アーム、(III)前記第２のブレード支持アーム位置から前記第１のブレード支持アーム位置までの前記ブレード支持アーム、および(IV)前記第２のキャップ保持器アーム位置から前記第１のキャップ保持器アーム位置までの前記キャップ保持器アームの連続した移動を生じさせるためのモータとを含み、これにより、容器のキャップが前記キャップ保持器場所Ｌに配置されているとき、前記容器のキャップが、連続的に、(1)前記キャップ保持器アームにより保持され、(2)前記ブレードにより穿孔され、(3)前記ブレードとの接触から解放され、また(4)前記キャップ保持器アームとの接触から解放され得る、装置。
１０． 前記ブレード支持アームと前記キャップ保持器アームとが、平行に配置された一対の実質的に垂直なポストに滑動可能に取り付けられている、項目９に記載の組み合わせ。
１１． 前記ブレードが３またはそれ以上の穿孔部を含み、該穿孔部が、各穿孔部が垂直面内に配置されかつ全ての垂直面が、各面が隣接する面から等角度の間隔をおかれるように単一の垂直軸線に沿って交差するように配置されている、項目９に記載の組み合わせ。
１２． 各穿孔部が直角三角形の形状を有する点を含み、各穿孔部の点が前記穿孔部の他のいかなる部分よりも前記単一の垂直軸線から遠くに配置されている、項目９に記載の組み合わせ。
１３． 装填領域に配置された、キャップが取り付けられた１またはそれ以上の試料容器内の液体の少なくとも１つのパラメータを決定するための装置であって、 (a)本体と、 (b)前記本体内に配置された、動力化された試料ステーションであって複数の試料容器を保持するように寸法および大きさが定められかつ試料抽出場所を有し、また、前記試料ステーションが複数の試料容器を保持するとき、個々の試料容器が前記試料抽出場所へおよび該場所から選択的に移動され得るように前記本体内で移動可能である、試料ステーションと、(c)前記本体内に配置された、動力化された試薬ステーションであって複数の試薬容器を保持するように寸法および大きさが定められかつ試薬抽出場所を有し、また、前記試薬ステーションが複数の試薬容器を保持するとき、個々の試薬容器が前記試薬抽出場所へおよび該場所から選択的に移動され得るように前記本体内で移動可能である、試薬ステーションと、(d)前記本体内に配置された、動力化されたランダム・アクセス分析ステーションであって複数のキュベットを保持するように寸法および大きさが定められかつキュベット試料保管場所、キュベット試薬保管場所、キュベット混合場所、キュベット洗浄場所、ランダム・アクセス分析ステーション分析場所、および前記キュベット内に配置された試料の少なくとも１つのパラメータを決定するための前記ランダム・アクセス分析ステーション分析場所に近接して配置された分析器を有し、また、前記ランダム・アクセス分析ステーションが複数のキュベットを保持するとき、個々のキュベットが選択的に(1)前記キュベット混合場所、(2)前記キュベット洗浄場所、および(3)前記ランダム・アクセス分析ステーション分析場所へおよびこれらの場所から選択的に移動され得るように前記本体内で移動可能である、ランダム・アクセス分析ステーションと、(e)前記本体内に配置された反応カップ分析ステーションであって、(1)反応カップ、(2)前記反応カップ内に配置された液体を分析するための分析器、および(3)反応カップ分析ステーション試薬源から前記反応カップに反応カップ分析ステーション試薬を汲み上げかつ前記反応カップの内容物を適当な廃棄場所へ汲み上げるための反応カップ分析ステーションポンプ機構を含む、反応カップ分析ステーションと、(f)前記本体内に配置されたイオン選択電極分析ステーションであって、(1)液体試料中の少なくとも１つの電解物を測定するためのフローセル分析器と液密に連通する試料注入カップ、および(2)イオン選択電極分析ステーション分析ステーション試薬源から前記試料注入カップにイオン選択電極分析ステーション試薬を汲み上げかつ前記試料反応カップの内容物を前記フローセル分析器を通して適当な廃棄場所へ汲み上げるためのイオン選択電極分析ステーションポンプ機構を含むイオン選択電極分析ステーションと、(g)前記本体に取り付けられた、動力化された試料プローブ・アーム・アセンブリであって、(1)試料プローブ・アーム、および、(2)内部チャンバ、開放下端部および開放上端部を有する中空の試料プローブであって全体に垂直に配置され、下方試料プローブ位置と上方試料プローブ位置との間で垂直に移動可能であり、前記試料プローブ・アームが、前記試料プローブが前記試料抽出場所の直上にある第１の試料プローブ・アーム位置と前記試料プローブが前記キュベット試料保管場所の直上にある第２の試料プローブ・アーム位置との間で移動可能である、試料プローブを含む、試料プローブ・アーム・アセンブリと、(h)前記試料プローブの内部チャンバに正圧および負圧を選択的に適用するための試料プローブ圧力変更機構と、 (i)前記本体に取り付けられた、動力化された試薬プローブ・アーム・アセンブリであって、(1)試薬プローブアーム、および、(2)内部チャンバ、開放下端部および開放上端部を有する中空の試薬プローブであって全体に垂直に配置され、下方試薬プローブ位置と上方試薬プローブ位置との間で垂直に移動可能であり、前記試薬プローブ・アームが、前記試薬プローブが前記試薬抽出場所の直上にある第１の試薬プローブ・アーム位置と、前記試薬プローブが前記キュベット試薬保管場所の直上にある第２の試薬プローブ・アーム位置との間で移動可能である、試薬プローブを含む、試薬プローブ・アーム・アセンブリと、(j)前記試薬プローブの前記内部チャンバに正圧および負圧を選択的に適用するための試薬プローブ圧力変更機構と、 (k)前記本体に取り付けられた、動力化されたキュベットかき混ぜロッド・アーム・アセンブリであって、下端部および上端部を有する細長い回転可能のキュベットかき混ぜロッドを含み、前記キュベットかき混ぜロッドの下端部がこれに取り付けられたキュベットかき混ぜロッド・パドルを含み、前記キュベットかき混ぜロッドが全体に垂直に配置され、下方キュベットかき混ぜロッド位置と上方キュベットかき混ぜロッド位置との間で移動可能であり、前記キュベットかき混ぜロッド・アームが前記キュベット混合場所の上方に配置可能である、キュベットかき混ぜロッド・アーム・アセンブリと、(1)前記本体に取り付けられたカップ分析プローブ・アーム・アセンブリであって、(1)動力化されたカップ分析プローブ・アーム、および、(2)内部チャンバ、開放下端部および開放上端部を有する中空の、動力化されたカップ分析プローブであって下方カップ分析プローブ位置と上方カップ分析プローブ位置との間で垂直に移動可能であり、前記カップ分析プローブ・アームが、前記カップ分析プローブが試料容器の直上にある第１のカップ分析プローブ・アーム位置と、前記カップ分析プローブが前記反応カップの直上にある第２のカップ分析プローブ・アーム位置と、前記カップ分析プローブが前記注入試料カップの直上にある第３のカップ分析プローブ・アーム位置との間で移動可能である、カップ分析プローブを含む、カップ分析プローブ・アーム・アセンブリと、(m)前記カップ分析プローブの内部チャンバに正圧および負圧を選択的に適用するためのカップ分析プローブ圧力変更機構と、 (n)前記本体に取り付けられたキュベット洗浄ステーションであって、内部チャンバ、開放下端部および開放上端部を有する中空の動力化されたキュベット洗浄ステーション・プローブを含み、また、前記キュベット洗浄ステーション・プローブが前記キュベット洗浄場所の直上にあるように配置されている、キュベット洗浄ステーションと、(o)(1)1またはそれ以上の垂直に配置されたキャップ付きの試料容器を、前記試料容器のキャップの高さが��にある、前記装填場所から前記試料ステーションへ装填機構通路に沿って移動するための装填機構と、(2)前記装填機構通路に沿って配置された前記試料容器のキャップを穿孔するための組み合わせとを含む試料容器の装填および準備アセンブリであって、前記組み合わせが、(i)ブレード支持アームであって該ブレード支持アームが上方ブレード支持アーム位置、中間ブレード支持アーム位置および下方ブレード支持アーム位置間で実質的に垂直なポストに沿って移動可能であるように該ポストに滑動可能に取り付けられた、上方接触面と下方接触面とを有するブレード支持アームと、(ii)前記ブレード支持アームに取り付けられかつ前記ブレード支持アームの実質的に垂直下方に配置されたブレードであって、該ブレードの下方向への移動によって前記容器のキャップを穿孔可能であるブレードと、(iii)前記容器のキャップに接触可能でありかつ前記キャップを保持可能であるキャップ接触面を有するキャップ保持器アームであって、該キャップ保持器アームが前記ブレード支持アームの上方接触面と前記ブレード支持アームの下方接触面との間で前記垂直なポストに沿って移動可能であるように前記垂直なポストに滑動可能に取り付けられているキャップ保持器アームと、(iv)前記キャップ保持器アームを前記ブレード支持アームの下方接触面に向けて偏倚するための偏倚手段と、 (v)前記上方ブレード支持アーム位置、前記中間ブレード支持アーム位置および前記下方ブレード支持アーム位置の間で前記垂直なポストに沿って前記ブレード支持アームを上下に滑動させるためのモータとを含み、また、(i)前記上方ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面がＥより高位にあるように前記ブレード支持アームの下方接触面が前記キャップ保持器アームを保持し、(ii)前記中間ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面がＥに配置された容器のキャップに接触可能であるが前記ブレードはＥより上方に配置され、また、(iii)前記下方ブレード支持アーム位置において、前記キャップ接触面がＥに配置された容器のキャップに接触可能でありかつ前記ブレードがＥの下方に配置される、試料容器装填および準備アセンブリと、(p)前記試料ステーション・モータ、試薬ステーション・モータ、ランダム・アクセス分析ステーション・モータ、反応カップ分析ステーションポンプ、イオン選択電極分析ステーション・ポンプ機構、試料プローブ・アーム・モータ、試料プローブ配置機構、試料かき混ぜロッド回転モータ、試料プローブ圧力機構、試薬ステーション・アーム・モータ、試薬プローブ配置機構、試薬かき混ぜロッド配置モータ、試薬かき混ぜロッド回転モータ、ランダム・アクセス分析ステーション・モータ、キュベット洗浄ステーション・プローブ配置モータ、カップ分析プローブ・アーム・モータ、カップ分析プローブ配置機構、カップ分析かき混ぜロッド回転モータおよびカップ分析プローブ圧力機構、カップ穿孔モータおよび装填機構の操作を制御するためのモータ制御装置とを含む、装置。
１４． 前記ブレード支持アームと前記キャップ保持器アームとが、平行に配置された一対の実質的に垂直なポストに滑動可能に取り付けられている、項目１３に記載の組み合わせ。
１５． 前記ブレードが３またはそれ以上の穿孔部を含み、各穿孔部が垂直面内に配置されかつ全ての垂直面が、各面が隣接する面から等角度の間隔をおいて単一の垂直軸線に沿って交差するように配置されている、項目１３に記載の組み合わせ。
１６． 各ブレード部が、直角三角形の形状を有する点を含み、各穿孔部の前記点が、前記穿孔部の他のいずれの部分よりも単一の垂直軸線から遠くに配置されている、項目１３に記載の組み合わせ。
１７． 凹凸レンズを有しかつ密閉キャップを有する、ある量の液体試料を含む試料容器から液体試料を抽出する方法であって、 (a)前記試料容器を、装填機構通路に沿って、可動のブレードを含むキャップ穿孔機構に近接する場所に運ぶこと、 (b)前記密閉キャップに前記ブレードを機械的に突き通して前記試料容器の内部に至らせることにより、前記密閉キャップを穿孔すること、(c)前記ブレードを前記試料容器から機械的に移動させ、前記試料容器を前記装填機構通路に沿って試料ステーションに機械的に運ぶこと、 (d)穿孔された密閉キャップを通して中空のプローブを前記試料液体凹凸レンズ下まで差し通し、前記プローブ内に前記試料の一部を汲み上げることにより前記試料容器から液体容器を抽出すること、および(e)前記試料容器から前記プローブを機械的に取り去ることを含む、方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
詳細な説明 次の議論で本発明の１実施例とそのいくつかの変形例とを詳細に述べる。この議論は、しかし、本発明をこれらの特定の実施例に限定するように解釈されるべきでない。この分野の熟練の開業者は、多くの他の実施例を同様に理解するであろう。本発明の完全な範囲の定義について、読者は添付の請求の範囲に指示される。
【００１６】
図１−図３は、本発明の特徴を有する自動分析機械１０を示す。この機械１０は、本体１２と、試料ステーション１４と、試薬ステーション１６と、ランダム・アクセス分析ステーション１８と、反応カップ分析ステーション２０と、イオン選択電極分析ステーション２２とを備える。
【００１７】
本体１２は、典型的には、種々の動く要素のためのハウジングを提供するキャビネットである。本体１２は、典型的には、軽量の薄鋼板のような軽量金属で形成されている。図２および図３に示す実施例は、ヒンジ結合された主要な天蓋２４を含む。図２は、閉じられた主要天蓋24を有する分析機械１０を示す。図３は、開かれた主要天蓋を有する前記機械を示す。
【００１８】
図２および図３は、また、本発明の典型的な分析機械が、負荷時トレイカバー２６と、除荷時トレイカバー２８と、試料ステーション１４、試薬ステーション１６、ランダム・アクセス分析ステーション１８、反応カップ分析ステーション２０およびイオン選択電極分析ステーション２２を覆う１またはそれ以上のオペレータ領域カバー３０とをどのように有し得るかを示す。
【００１９】
試料ステーション１４は複数の試料容器３２を保持するように寸法を及び大きさを定められている。図１−図３に示す実施例では、試料ステーション１４は、１０個の試料容器ラック３４に配置された４０個の試料容器３２を保持することができる、回転する円形のカルーセルからなる。典型的な実施例では、各試料容器３２は、薄いゴムまたはこれと類似の材料からなる容器キャップ３６を有する全体に直立した容器である。本発明において有用な４つの試料容器３２を収容する試料容器ラック３４が図4Aに示されている。試料ステーション１４は、各試料容器３２が下方に選択的に配置可能でありかつ少なくとも１つの試料抽出場所３８から移動されるように回転モータ（図示せず）により移動可能である。
【００２０】
試薬ステーション１６は複数の試薬容器４０を保持するように寸法および大きさが定められている。各試薬容器４０は、分析機械１０によって実行される分析化学に有用な１またはそれ以上の異なる試薬を保持するための１またはそれ以上の区画を有する。また、試薬の使用および希釈ステップの遅れを最小限にするため、前記試薬を予め希釈することが望ましい。好ましい試薬容器４０のデザインは３つの独立した区画を有し、また、ここに参照のために完全に取り込まれている米国特許第4,970,053号明細書および第5,075,082号明細書に詳細に記載されている。
【００２１】
好ましくは、試薬ステーション１６は、試薬の有効期間を維持しかつ蒸発を最小限にすべく、例えば約４℃の温度まで冷却される。
【００２２】
図１−図３に示す実施例では、試薬ステーション１６は回転する円形のカルーセルからなる。試薬ステーション１６は、各試薬容器４０が下方に選択的に配置されかつ少なくとも１つの試薬抽出サイト４２から移動され得るように回転モータ（図示せず）により動かされる。
【００２３】
好ましくは、試薬ステーション１６は、また、試薬容器４０上に印刷されおよび／または前記試薬カルーセル上に配置されたバーコード情報を読み取るバーコード読取装置（図示せず）を含む。この情報は、分析機械１０の操作における支援のために電算化された制御装置に送信することができる。
【００２４】
図4Bおよび図4Cに示すように、ランダム・アクセス分析ステーション１８は、複数の反応キュベット４４を保持するように寸法および大きさが定められている。図１−図３に示す実施例では、ランダム・アクセス分析ステーション１８は、１００個を超えるキュベット４４を保持することができる回転する円形のカルーセルからなる。各キュベット４４は、光束を向けることができる少なくとも２つの相対する透明な側部を有する、小さい開放頂部の反応容器からなる。
【００２５】
ランダム・アクセス分析ステーション１８は、さらに、キュベット４４内に配置された試料の少なくとも１つのパラメータを決定するためにランダム・アクセス分析ステーション分析場所４８に近接して配置された比濁計および／または光度計のようなランダム・アクセス分析ステーション分析器４６を含む。
【００２６】
ランダム・アクセス分析ステーション１８は、各キュベット４４が下方に選択的に配置されかつ少なくとも１つのキュベット試料保管場所５０、少なくとも１つのキュベット試薬保管場所５２、少なくとも１つのキュベット混合場所５４、少なくとも１つのキュベット洗浄場所５６および一つのランダム・アクセス分析ステーション分析場所４８から移動され得るように回転モータ（図示せず）により動かされる。
【００２７】
反応カップ分析ステーション２０は、少なくとも１つの反応カップ・モジュール５８を有する。図１に示す実施例では、反応カップ分析ステーション２０は、６つの反応カップモジュール５８を含む。各反応カップモジュール５８は、ナトリウム、カリウム、ぶどう糖、クレアチニンおよび血液尿素窒素のための分析のようなハイボリューム分析を評価するために用いることができる。
【００２８】
図６は典型的な反応カップ・モジュールのフロー・スキームを示す。試薬が、反応カップ・モジュール５８の一側部上の入口導管３３０を経て反応カップ３３２に供給される（図６において右側）。試薬は、遠隔制御可能の試薬バルブ３８４を介して、試薬ポンプ５９により試薬源３８０から入口導管３３０に汲み上げられる。反応カップ・モジュール５８内に部分的に配置されている入口導管３３０のその部分内で、試薬が反応カップ３３２への流入前に加熱エレメント３２６によって加熱される。イオンが除去された洗浄水が、加圧された脱イオン水源３４８から、遠隔制御可能の脱イオン水バルブ３８６を経て供給され、試薬が反応カップ３３２に流入する入口導管３３０と反対側の反応カップモジュール５８の側部上の入口導管３３０に流れ込む。反応カップモジュール５８内に配置されている入口導管３３０の前記場所において、脱イオン洗浄水が、反応カップ３３２へのその流入の直前に第２の加熱エレメント３２６により加熱される。
【００２９】
反応カップ３３２からの排出は、排出路３８８および遠隔制御可能のマスター排出バルブ３９０を通して行われる。排出される液体が潜在的に危険な種類のものであるとき、前記液体は、遠隔制御可能の有害廃棄物容器バルブ３９４を介して適当な有害廃棄物容器３９２に排出される。排出される液体が危険のない種類のものであるとき、前記液体は、遠隔制御可能の非有害廃棄物容器バルブ３９８を介して適当な非有害廃棄物容器３９６に排出される。有害廃棄物容器３９２および非有害廃棄物３９６の双方は、典型的には、反応カップ３３２からの急速かつ完全な液体排出を促進すべく真空下に維持される。反応カップ３３２には独立した脱イオン洗浄水源３４８が与えられているため、このような脱イオン洗浄水が洗浄工程において容易かつ安価に使用される。さらに、前記洗浄工程で水が使用されるため、前記洗浄工程中に前記反応カップから排出される前記液体の多くは、非有害廃棄物処分領域で処分することができる。さらに、２つの分離した加熱エレメント３２６が用いられるため、加熱に必要な時間の遅れが非常に低減される。これは、多数の洗浄サイクルを必要とする分析操作において特に当てはまる。
【００３０】
前記洗浄水システムは、また、先行技術を超える他の実質的な利点を提供する。本発明のカップ分析モジュール５８を使用する分析機械１０は、反応カップ３３２を純粋な洗浄水で簡単に満たしかつ比濁計を予め定められた設定点に校正することにより、分析器３３４として用いられる前記比濁計を定期的にかつ自動的に再校正するようにプログラムすることができる。これは、機械１０を定期的に停止しなければならないこと、および様々な反応カップモジュール５８に使用される各比濁計を手動で校正することを不要にする。
【００３１】
特に有用な反応カップモジュール５８が同時出願の米国特許出願に詳細に開示され、また、ここに参照のために組み入れられている。
【００３２】
イオン選択電極分析ステーション２２は、液体試料中の少なくとも１つの電解物を決定することができるフローセル分析器６２と液密に連なるように配置された試料注入カップ６０を含む。イオン選択電極分析ステーション２２は、ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩素および二酸化炭素のような試料電解物（および電解物として分析され得る試料成分）について同時に分析するために用いることができる。
【００３３】
図７は単純化された典型的なイオン選択分析ステーション２２のためのフロー・スキームを示す。試料注入カップ６０はイオン選択電極分析ステーションポンプ６４と液密に連なるように配置されており、該ポンプは、試薬源（図示せず）
から試料注入カップ６０、バルブV1、フローセル分析器６２を通して適当な廃棄物投棄場所へ、少なくとも１つのイオン選択電極分析試薬を汲み上げることができる。試料はカップ分析プローブ１３８（後述する）を通して試料注入カップ６０内に入れられる。前記試料注入カップにおいて、前記試薬は、該試薬がポンプ６４により試料注入カップ６０を通して汲み上げられまたバルブV1を通して運ばれ、前記フローセル分析器に至るとき、前記試薬と混合される。
【００３４】
CO2酸試薬をフローセル分析器６２に直接に汲み上げることができるCO2酸試薬ポンプ６３がCO2酸試薬源（図示せず）と液密に連なるように配置されている。
【００３５】
また、イオン選択分析ステーション基準溶液ポンプ６５が基準溶液源と液密に連なるように配置されている。イオン選択電極分析ステーション基準溶液ポンプ６５は、基準溶液を、バルブV2を通してフローセル分析器６２に直接に汲み上げることができる。
【００３６】
好ましい実施例では、イオン選択電極分析ステーションポンプ６４、CO2酸試薬ポンプ６３およびイオン選択電極分析ステーション基準溶液ポンプ６５は単一のモータで駆動される。
【００３７】
特に有用なイオン選択分析ステーション２２が同時出願の米国特許出願に詳細に開示され、また、ここに参照のために組み入れられている。
【００３８】
分析機械１０は、さらに、図5Aに示すような機械化または動力化された試料プローブ・アーム・アセンブリを含む。試料プローブ・アーム・アセンブリ９０は試料プローブ・アーム９２と、中空の試料プローブ９４とを含む。試料プローブ９４は内部チャンバ９６と、開放下端部９８と、開放上端部１００とを有する。
【００３９】
試料プローブ９４は試料プローブ・アーム９２内に全体に垂直に配置され、また、試料プローブ・モータ１０２により下方試料プローブ位置と上方試料プローブ位置との間で移動可能である。
【００４０】
試料プローブ９４には、米国特許第5,408,891号明細書に記載されまた参照のためにここに組み入れられているように、試料プローブ先端洗浄アセンブリ１０４を装置することができる。この洗浄アセンブリ１０４は、洗浄液源１０８と廃棄場所１１０とに液密に連なるように接続された洗浄アセンブリ・チャンバ１０６を含む。
【００４１】
試料プローブ・アーム９２は、試料プローブ・アーム・モータ（図示せず）により、前記試料プローブが試料抽出場所３８の直上にある第１の試料プローブ・アーム位置と、前記試料プローブがキュベット試料保管場所５０の直上にある第２の試料プローブ・アーム位置との間で移動可能である。
【００４２】
試料プローブ９４は、試料プローブ９４の内部チャンバ９６に正圧と負圧とを選択的に加えることができる試料プローブ圧力変更機構に接続されている。この圧力変更機構は、この分野において公知の様々な圧力変更機構のいずれかとすることができる。典型的には、このような圧力変更機構はシリンジ・ポンプ１１２により与えられる。
【００４３】
試料プローブ・アーム・アセンブリ９０は、試料抽出場所３８の試料ステーション１４内に配置された試料容器３２から予め定められた量の試料を抽出し、この量の試料を、キュベット試料保管場所５０のランダムアクセス分析ステーション１８内に配置されたキュベット４４まで運ぶ。
【００４４】
分析機械１０は、さらに、図5Bに示すような動力化された試薬プローブ・アーム・アセンブリ１１４を含む。試薬プローブ・アーム・アセンブリ１１４は、試薬プローブ・アーム１１６と、中空の試薬プローブ１１８とを含む。試薬プローブ１１８は内部チャンバ１２０と、開放下端部１２２と、開放上端部１２４とを有する。試薬プローブ１１８は試薬プローブ・アーム１１６内に全体に垂直に配置され、また、試薬プローブモータ１２６により下方試薬プローブ位置と上方試薬プローブ位置との間で移動可能である。
【００４５】
試薬プローブ・アーム１１６は、試薬プローブ・アーム・モータ（図示せず）
により、試薬プローブ１１８が試薬抽出場所４２の直上にある第１の試薬プローブ・アーム位置と、前記試薬プローブがキュベット試薬保管場所５２の直上にある第２の試薬プローブ・アーム位置との間で移動可能である。
【００４６】
試薬プローブ１１８は、該試薬プローブの内部チャンバ１２０に正圧と負圧とを選択的に供給することができる試薬プローブ圧力変更機構に接続されている。
【００４７】
この圧力変更機構は、この分野で公知の様々な圧力変更機構のいずれでもよい。
【００４８】
典型的には、このような圧力変更機構はシリンジ・ポンプ１２８により与えられる。
【００４９】
試薬プローブ・アーム１１６は、試薬抽出場所４２の試薬ステーション１６内に配置された試薬容器４０から予め定められた量の試薬を抽出し、この量の試薬を、キュベット試薬保管場所５２のランダム・アクセス分析ステーション１８内に配置されたキュベット４４まで運ぶ。
【００５０】
試料プローブ・アーム９２および試薬プローブ・アーム１１６は、両方とも、多数の独立した可動プローブを含む。図示の例では、試料プローブ・アーム９２および試薬プローブ・アーム１１６は、両方とも、第１の回転軸１３０の周りに独立に移動可能である一対のプローブを有する。両プローブ・アームは、また、第２の回転軸１３２の周りに全体として回転可能である。
【００５１】
分析機械１０は、さらに、図5Cに示すようなカップ分析プローブ・アーム・アセンブリ１３４を含む。カップ分析プローブ・アーム・アセンブリ１３４はカップ分析プローブ・アーム１３６と、中空のカップ分析プローブ１３８とを備える。カップ分析プローブ１３８は内部チャンバ１４０と、下端部１４２と、開放上端部１４４とを有する。カップ分析プローブ１３８は、カップ分析プローブ・アーム１３６内に全体に垂直に配置され、また、カップ分析プローブ・モータ（図示せず）により下方カップ分析プローブ位置と上方分析プローブ位置との間で移動可能である。
【００５２】
カップ分析プローブ１３８は、従来公知のカップ分析プローブ先端洗浄アセンブリ１４６を装置するものとすることができる。この洗浄アセンブリは、洗浄液源１５０および廃棄場所１５２と液密に連なる洗浄アセンブリ・チャンバ１４８を含む。
【００５３】
カップ分析プローブ・アーム１３６は、カップ分析プローブ・アーム・モータ（図示せず）により、前記カップ分析プローブが試料ステーション１４の試料容器３２の直上にある第１のカップ分析プローブ・アーム位置と、カップ分析プローブ１３６が反応カップモジュール５８の一つの直上にある第２のカップ分析プローブ・アーム位置と、カップ分析プローブ１３６が試料注入カップ６０の直上にある第３のカップ分析プローブ・アーム位置との間で移動可能である。
【００５４】
カップ分析プローブ１３６は、カップ分析プローブ１３６の内部チャンバ１４０に正圧および負圧を選択的に付与可能であるカップ分析プローブ圧力変更機構に接続されている。この圧力変更機構は、この分野で公知である種々の圧力変更機構のうちの任意の一つとすることができる。典型的には、このような圧力変更機構はシリンジ・ポンプ１５４により与えられる。
【００５５】
カップ分析プローブ・アーム・アセンブリ１３４は、試料ステーション１４内に配置された試料容器３２から予め定められた量の試料を抽出し、また、この量を反応カップモジュール５８のそれぞれと試料注入カップ６０とに移すために用いられる。
【００５６】
分析機械１０は、さらに、図5Dに示すようなキュベットかき混ぜロッド・アセンブリ１５６を含む。キュベットかき混ぜロッド・アーム・アセンブリ１５６は、下端部１６０および上端部１６２を有する細長い回転可能のキュベットかき混ぜロッド１５８を含む。前記キュベットかき混ぜロッドの下端部１６０は、これに取り付けられたキュベットかき混ぜロッド・パドル１６４を含む。前記キュベットかき混ぜロッドは全体に垂直に配置され、下方キュベットかき混ぜロッド位置と上方かき混ぜロッド位置との間で移動可能である。キュベットかき混ぜロッド・アーム・アセンブリ１５６は、キュベット混合場所５４の上方に位置決めることができる。図面に示す実施例により示されているように、動力化されたキュベットかき混ぜロッド・アセンブリ１５６は独立したまたは個別のアセンブリとし、または、試料プローブ・アーム９２および／または試薬プローブ・アーム１１６と一体のものとすることができる。
【００５７】
分析機械１０は、さらに、図5Eに示すように、キュベット洗浄ステーション１６６を含む。キュベット洗浄ステーション・プローブ１６８は、キュベット４４から液体反応混合物を抽出し、この混合物を適当な廃棄場所に廃棄し、その後、他の量の試料を分析するために使用可能であるようにキュベット４４を洗浄してきれいにするために用いられる。
【００５８】
洗浄ステーション１６６は、１またはそれ以上の動力化されたキュベットステーション・プローブ１６８を含む。各洗浄ステーション・プローブ１６８は、内部チャンバ１７０と、開放下端部１７２と、開放上端部１７４とを含む。洗浄ステーション・プローブ１６８は、ランダム・アクセス分析ステーション１８のキュベット洗浄場所５６の上方に全体に垂直に配置され、洗浄ステーション・プローブ・モータ（図示せず）により下方洗浄ステーション・プローブ位置と上方洗浄ステーション・プローブ位置との間で移動可能である。
【００５９】
図示の実施例では、対で操作される洗浄ステーション・プローブ１６８、各対の洗浄ステーション・プローブ１６８の１つが加圧された洗浄溶液源に接続されており、また、各対の他の洗浄ステーション・プローブ１６８はキュベットの内容物を十分に清掃しかつこのような内容物を適当な廃棄場所に移すように適合された廃棄システムに接続されている。
【００６０】
選択的に、各洗浄ステーション・プローブ１６８は、洗浄ステーション・プローブ１６８の内部チャンバ１７０に正圧および負圧を選択的に及ぼすことができる洗浄ステーション・プローブ圧力変更機構に接続することができる。前記洗浄ステーション・プローブ圧力変更機構は、洗浄液源から、キュベット洗浄場所５６に配置されたキュベットを洗浄するための洗浄ステーション・プローブ１６８に加圧された洗浄液を供給するための機構と、キュベット洗浄場所５６に配置されたキュベットから廃液を除去しまたこの廃液を廃棄場所に移すための洗浄ステーション・プローブ１６８の内部チャンバ１７０に負圧を及ぼすための機構とを含む。内部チャンバ１７０に負圧を供給するためのこの機構は、典型的には負圧源を含む。
【００６１】
前記分析機械において使用可能の前記圧力変更機構は、それぞれ、さらに、オペレータに警告しおよび／または妨害圧力降下が圧力変更機構内で検出されるときに前記機械を停止する、作動圧力伝達導管内に作動的に据えられた圧力変換器を含む妨害検出器１７６を含むものとすることができる。この妨害検出器１７６は同時出願された米国特許出願に詳細に記載され、また参照のためにここに組み入れられている。
【００６２】
典型的には、自動分析機械１０は、さらに、円滑で効果的で迅速な機械１０の操作を提供するように様々なモータのそれぞれを制御するための制御装置１７８を含む。この制御は、典型的には、また、分析データを保持しかつ報告するように用いられる。好ましくは、制御装置１７８は、近い将来に分析される試料、実行される分析および試薬に応じた非常に多様な操作命令をもってプログラムされ得るデジタルコンピュータを含む。最も好ましくは、前記デジタルコンピュータは、分析される各試料および試薬ステーション１６の試薬に関するバーコードが付された情報を受け取り、また、前記分析を最も効果的に処理するために前記情報を用いる。また、制御装置１７８は、任意の特殊な試薬容器４０中の試薬が不足し始めるときはいつでもオペレータに警告するため、用いられる試薬の総量に絶えず注意していることが望ましい。
【００６３】
また、制御装置１７８は、前記反応カップおよびイオン選択電極分析ステーションにおける特に重要な試料を全ての他の試料の前に分析するために機械１０に対して要求するための能力をオペレータに与える「スター(star)」モードを有することが望ましい。
【００６４】
図示の例では、分析機械１０が、さらに、試料容器装填および準備アセンブリ６８を備える。装填および準備アセンブリ６８は、装填機構通路７４に沿って装填場所７２から試料ステーション１４まで１またはそれ以上の試料容器を装填するための装填機構７０を含む。装填機構７０は負荷時トレイ７６と除荷時トレイ７８とを有する。図１に示す実施例では、負荷時トレイ７６と除荷時トレイ７８とは、複数の試料容器のラック３４を保持するように寸法および大きさが定められている。負荷時トレイ７６は、複数の試料容器ラック３４を装填機構通路７４に向けて押圧するための動力化された装填アーム８０を有する。除荷時トレイ７８は装填機構通路７４から離れる方向へ試料容器ラック３４を押圧するための動力化された非装填アーム（図示せず）を有する。
【００６５】
装填機構通路７４は、試料ステーション１４へおよび試料ステーション１４から装填機構通路に沿って単一の試料容器ラック３４を移動させる動力化された装填通路アーム８２を有する。バーコード読み取り装置８４が代表的に装填機構通路７４に沿って配置されている。バーコード読み取り装置８４は、試料容器３２が装填機構通路７４に沿って移動するとき、個々の試料容器３２に配置されたバーコード情報を読み取ることができる。
【００６６】
図１に示す実施例では、試料容器装填および準備アセンブリ６８は、さらに、試料プローブ９４によるアクセスのためにキャップ３６を開放状態とするために試料容器のキャップ３６を穿孔することができる試料容器キャップ穿孔機構８６を備える。図２および図３に示すように、試料容器キャップ穿孔機構８６は試料カップ穿孔機構カバー８８下に配置することができる。
【００６７】
図８−図１０に試料容器カップ穿孔機構８６の好ましい実施例を詳細に示す。
【００６８】
試料カップ穿孔機構８６は、一対の固定された縦型ポスト４０２を有するベース４００を含む。２つの縦型ポスト４０２にブレード支持アーム４０４が滑動可能に取り付けられている。ブレード支持アーム４０４は下方のブレード支持アーム表面４０６と上方の支持アーム表面４０８とを有する。ブレード支持アーム４０４の中心内に、縦型ポスト４０２に沿ってブレード支持アーム４０４を上下に駆動するためのウォーム歯車のような駆動要素４１０が作動するように配置されている。ブレード支持アーム４０４内に少なくとも１つのブレード４１２が固定されている。ブレード４１２は、典型的には、基部４１３と複数の穿孔部４１４とを有する。好ましいブレード４１２は、単一の軸線４１６に沿って伸びかつこれと交差する複数の立面（垂直面）内に配置された３またはそれ以上の穿孔部４１４を有し、それぞれのこのような立面は、隣接する立面から等角度の間隔をおかれている。図１０は、隣接する穿孔部４１４から９０度の間隔角度をおいて配置された４つの穿孔部４１４を有する好ましいブレード４１２を示す。
【００６９】
好ましくは、各穿孔部４１４は、点４１８が穿孔部４１４の任意の他の部分よりも単一軸線４１６から遠くに配置されている直角三角形の形状を有する。
【００７０】
また、キャップ保持器アーム４２０が前記縦型ポストに沿って滑動可能に配置されている。キャップ保持器アーム４２０は上方のキャップ保持器アーム表面４２２と下方の保持器アーム表面４２４とを有する。下方保持器アーム表面４２４は、好ましくは試料容器３２上のキャップ３６を受け入れかつ保持する窪みが設けられているキャップ保持器表面４２６を規定する。キャップ保持器アーム４２０は、ブレード支持アーム４０４内に配置されたブレード４１２と整列された開口４２８を有する。各開口４２８は、ブレード４１２がキャップ保持器アーム４２０を通過するに十分な大きさである。
【００７１】
図10A、図10Bおよび図10Cに示すように、キャップ３６が高さＥにある場所Ｌに配置されるときに試料容器３２のキャップ３６を穿孔するため、ブレード支持アーム４０４は（図10Aに示す）上方ブレード支持位置と、（図10Bに示す）中間支持アーム位置と、（図10Cに示す）下方ブレード支持位置との間で移動可能である。
【００７２】
ブレード支持アーム４０４は、キャップ保持器アーム４２０の下部に接触させるための下方接触面４３０と、キャップ保持器アーム４２０の上部に接触させるための上方接触面４３２とを有する。キャップ保持器アーム４２０は、該キャップ保持器アームが前記ブレード支持アームの上方接触面４３２と前記ブレード支持アームの下方接触面４３０との間で縦型ポスト４０２に沿って移動可能であるように、縦型ポスト４０２に滑動可能に取り付けられている。少なくとも１つの偏倚部材４３４がキャップ保持器アーム４２０を前記ブレード支持アームの下方接触面４３０に向けて偏倚するために用いられている。
【００７３】
前記上方ブレード支持アーム位置、前記中間ブレード支持アーム位置および前記下方ブレード支持アーム位置の間で縦型ポスト４０２に沿って上下にブレード支持アーム４０４を滑動させるための駆動要素４１０を作動させるためにモータ４３６が用いられている。
【００７４】
図10Aに示すように、ブレード支持アーム４０４が前記上方ブレード支持アーム位置にあるとき、前記ブレード支持アームの下方接触面４３０がキャップ保持器アーム４２０と係合し、キャップ保持器アーム４２０を場所Ｌから間隔をおかれた、高さＥより上方の高さに保持する。したがって、ブレード支持アーム４０４が前記上方ブレード支持アーム位置にあるとき、試料容器３２はキャップ保持器アーム４０４によって妨害されることなしに装填機構通路７４に沿って移動可能である。
【００７５】
図10Bに示すように、ブレード支持アーム４０４が前記中間ブレード支持アーム位置まで下げられるとき、キャップ保持器アーム４２０の下側のキャップ接触面４２６が場所Ｌまで下方へ移動する。この場所において、キャップ接触面４２６は、装填機構通路７４に沿って配置された試料容器３２の頂部上のキャップ３６と接触し、係合しまたこれを保持することができる。偏倚部材４３４によって付与される下向きの圧力のため、キャップ保持器アーム４２０は、試料容器のキャップ３６がブレード４１２によって穿孔されるサイクルの残りの間に試料容器３２を所定位置に堅く保持する。好ましくは、キャップ接触面４２６は、試料容器のキャップ３６との係合およびその保持を容易にすべく窪みが設けられる。
【００７６】
キャップ接触面４２６が試料容器のキャップ３６に接触し、前記ブレード支持アームが前記中間のブレード支持アーム４０４位置に位置する瞬間、ブレード４１２が高さＥの上方の位置Ｌから離れた位置に配置され、このため試料容器のキャップ３６に（未だ）突き刺さらない。しかし、ブレード支持アーム４０４が前記中央のブレード支持アーム位置から前記下方のブレード支持アーム位置まで下方への移動を続けると、ブレード４１２はキャップ保持器アーム４２０の開口４２８を経て、場所Ｌ直下のＥ下の高さまで移動し、これにより、ブレード４１２の穿孔部４４で試料容器のキャップ３６を穿孔する。
【００７７】
典型的には、前記ブレード支持アームの上方接触面４３２がキャップ保持器アーム４２０に接触するとき、ブレード支持アーム４０４の下方への移動が終了する。
【００７８】
試料容器のキャップ３６が穿孔された後、モータ４３６により、ブレード支持アーム４０４が前記上方のブレード支持アーム位置に至るまでポスト４０２に沿って上方に向けて滑動される。この動作は、ブレード支持アーム４０４の下方接触面４３０がキャップ保持器アーム４２０を高さＥの上方の高さまで偏倚部材４３４の偏倚圧力に抗して上方に向けて押圧する。これにより、試料容器３２…今や穿孔された試料容器キャップ３６を有する…は、これが装填機構通路７４に沿って試料ステーション１４までさらに移動され得るように解放される。
【００７９】
操作に際し、本発明の自動分析機械１０のオペレータは、分析される試料を個々の試料容器３２に配置し、また、各試料容器３２を１またはそれ以上の容器ラック３４に配置する。試料容器ラック３４は負荷時トレイ７６に配置される。
【００８０】
動力化された装填アーム８０は、装填機構通路７４に向けて、負荷時トレイ７６の試料容器ラック３４を押圧する。各試料容器ラック３４が装填機構通路７４に入ると、動力化された装填通路アーム８２が試料ステーション１４に向けて装填機構通路７４に沿って試料容器ラック３４を押圧する。
【００８１】
試料容器３２がバーコード読み取り装置８４のそばを通過するとき、各試料容器３２に添えられたバーコード情報がバーコード読み取り装置８４によって読み取られ、制御装置１７８に送信される。このバーコード情報は、典型的には、試料の同一性と、前記試料の個々の部分を用いて行われる分析とを含む。
【００８２】
試料容器ラック３４がさらに装填機構通路７４に沿って押されるとき、キャップ穿孔機構８６を経て場所Ｌに至る。キャップ穿孔機構８６はそこで試料容器３２のそれぞれのキャップを穿孔する。
【００８３】
次に、試料容器ラック３４は、さらに、装填機構通路７４に沿って試料ステーション１４まで押され、ここで、試料ステーション１４内のクランプ機構が試料容器ラック３４をしっかりと直立の状態に保持する。
【００８４】
試料ステーション１４は制御装置１７８の制御の下で回転される。個々の試料容器３２が試料抽出場所３８に配置されると、少量の試料が試料容器３２から試料プローブ９４により抽出される。これは、試料抽出場所３８の上方に試料プローブ９４を配置し、試料プローブ９４の端部開放の下端部９８が試料容器３２内の前記試料の表面下に配置される下方試料プローブ位置まで試料プローブ９４を下げることにより行われる。次いで、前記試料プローブ圧力変更機構を用いて試料プローブ内部チャンバ９６に真空を及ぼすことにより、少量の試料が試料プローブ内部チャンバ９６に抽出される。次に、試料プローブ９４が前記上方試料プローブ位置に上昇され、試料プローブ・アーム９２が試料プローブ９４をこれがキュベット試料保管場所５０の直上に位置する位置まで移動させる。
【００８５】
キュベット試料保管場所５０において、試料プローブ９４が再び前記下方試料プローブ位置に下降され、試料プローブ９４内の試料の所定量がキュベット試料保管場所５０に配置されたキュベット４４に配置される。これは、前記試料プローブ圧力変更機構を用いて、試料プローブ内部チャンバ９６内にわずかに上昇された圧力を生じさせることにより行われる。次に、試料プローブ９４の下端部が試料プローブ先端洗浄アセンブリ１０４に引き込められ、ここで、洗浄液源１０８からの洗浄液を用いて洗浄される。洗浄後、洗浄液が適当な廃棄場所１１０に一時に流される。試料プローブ９４は、次に、他の試料容器３２から別の試料を抽出するために準備される。
【００８６】
試料プローブ９４の前記した動作と同時に、試薬プローブ１１８が試薬ステーション１６からある量の適当な予め混合された試薬を抽出するために同様の方法で用いられ、当該量の試薬をキュベット４４に配置する。通常、前記試薬は、キュベット４４内の試料の配置直前に前記キュベットに加えられる。
【００８７】
試料および試薬の双方がキュベット４４に加えられた後、キュベット４４がキュベット混合場所５４まで回転される。キュベット混合場所５４では、キュベットかき混ぜロッド１５８が下方キュベットかき混ぜロッド位置まで下降され、かき混ぜロッド・パドル１６４が、キュベット４４内の試料および試薬をかき混ぜかつ完全に混合するため、回転される。
【００８８】
昇温状態で分析が行われる典型的なランダム・アクセス分析操作において、キュベット４４内の試料および試薬の混合物は、次に、前記混合物が例えばランダム・アクセス分析ステーション１８を通して加熱空気を吹き付けることによって温められる間、ランダム・アクセス分析ステーション１８内におくことができる。キュベット４４内の前記混合物が適当な温度に達するとき、キュベット４４の中身がランダム・アクセス分析ステーション分析器４６を用いて分析される。好ましい操作において、キュベット４４はランダム・アクセス分析ステーションの分析場所４６に複数回配置され、これにより、複数回分析され、その結果、複数の分析の平均から報告可能の結果が得られる。したがって、報告可能の結果は非常に信頼性が高い。、キュベット４４内の分析物に関する分析が完了した後、キュベット４４はキュベット洗浄ステーション１６６のキュベット洗浄場所５６に移動される。キュベット洗浄ステーション１６６において、洗浄ステーション・プローブ１６８がその上方プローブ位置からその下方プローブ位置へ移動され、反応混合物が前記洗浄ステーション圧力変更機構を用いて抽出される。キュベット４４内で分析された混合物の種類に従って、次いで、キュベット４４が加圧された洗浄液を用いて１または数回洗浄される。前記洗浄液がキュベット４４から除去され、適当な廃棄場所に送られた後、キュベット４４が分析用の他の試料を受け入れるように準備される。
【００８９】
ランダム・アクセス分析ステーション１８の操作と同時に、ハイボリューム分析が反応カップ分析ステーション２０においておよび選択電極分析ステーション２２において行われる。最初に、予め定められた量の適当な試薬が試薬ポンプ５９を用いて各反応カップ３３２に汲み上げられまた注入試料カップ６０に汲み上げられる。磁気式攪拌機（マグネチックスターラ）が使用される。次いで、カップ分析プローブ・アーム・アセンブリ１３４がカップ分析プローブ１３６を試料ステーション１４内の試料容器３２上に配置し、カップ分析プローブ１３６は前記下方プローブ位置に下降され、前記カップ分析プローブ圧力変更機構を用いて比較的多量の試料がカップ分析プローブ１３８内の内部チャンバに抽出される。
【００９０】
次に、カップ分析プローブが前記上方プローブ位置に持ち上げられ、カップ分析プローブ・アーム１３６がカップ分析プローブ１３８を反応カップ・モジュール５８の一つの直上に配置する。カップ分析プローブ１３８は前記下方カップ位置に下げられ、カップ分析プローブ１３８内の試料の一部が反応カップ３３２内に配置される。次に、カップ分析プローブ１３８は、再び、前記上方プローブ位置に持ち上げられ、カップ分析プローブ・アーム１３６がカップ分析プローブ１３８を他の反応カップ・モジュール５８のそれぞれの直上に移動し、これらの反応カップ３３２のそれぞれの内部に前記試料の一部を配置する。
【００９１】
全ての反応カップ３３２が満たされるとき、カップ分析プローブ・アーム１３６がカップ分析プローブ１３８を試料注入カップ６０の直上に移動する。カップ分析プローブ１３８は、再び、前記下方プローブ位置に下げられ、前記試料の残りが注入試料カップ６０内に配置される。
【００９２】
試薬および試料の混合物が前記マグネチックスターラによって完全に混合された後、前記混合物が反応カップ分析ステーション分析器３３４を用いて各カップモジュールにおいて分析され、分析の結果が制御装置１７８に伝えられる。次に、反応カップ３３２が洗浄され、他の試料のために準備される。
【００９３】
同時に、イオン特殊電極分析ステーションにおいて、注入試料カップ６０内の所定量の試料は前記試薬と混合された完全な流れとなる。前記試料および試薬が適当に混合された後、その混合物は、フローセル６２内の個々の電極が前記混合物に対する単一の分析を行うフローセル６２を通過する。この分析の結果は制御装置１７８に伝えられる。次に、前記混合物は適当な廃棄場所６６に排出され、前記システムは他の試料分析のための準備のために洗浄される。
【００９４】
試料容器ラック３４における各試料容器３２内の試料が分析された後、試料容器ラック３４が、動力化された装填通路アーム８２を用いて、試料ステーション１４から移動される。試料容器ラック３４は装填機構通路７４に沿って除荷時トレイ７８に引っ込められる。一旦、除荷時トレイ７８におかれると、前記動力化された除荷アームが試料容器ラック３４を、それがオペレータによって取り除かれる除荷時トレイ７８の端部に向けて押圧する。
【００９５】
本発明は、スループット時間、メンテナンス・コストおよび操作費用を低減しかつ正確性および信頼性を増大させることにより先行技術を超える重要な改良を提供する。
【００９６】
本発明についてその好ましい例に関して詳細に説明したが、他の例もあり得る。したがって、添付の請求の範囲の制振および範囲は、ここに含まれている好ましい例の説明に限定されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
図面の説明 本発明のこれらのおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明、添付の請求の範囲および添付図面を参照してさらに良く理解されよう。
【図１】図１は、本発明の特徴を有する自動分析機械の概略的な平面図である。
【図２】図２は、天蓋を閉じた、本発明の特徴を有する自動分析機械の正面図である。
【図３】図３は、天蓋を開いた、図２の自動分析機械の他の正面図である。
【図４】図4Aは、本発明に有用な試料容器用ラックの斜視図である。図4Bは、本発明に有用な反応キュベットの斜視図である。図4Cは、図4Bに示す反応キュベットの側面断面図である。
【図５】図5Aは、本発明で有用な試料プローブ・アーム・アセンブリの斜視図である。図5Bは、試薬プローブ・アーム・アセンブリの斜視図である。図5Cは、カップ分析プローブ・アーム・アセンブリの斜視図である。
【図５Ｄ】図5Dは、キュベットかき混ぜ棒アセンブリの斜視図である。図5Eは、キュベット洗浄ステーションの斜視図である。
【図６】図６は、本発明に有用な反応カップの組み合わせを示す流れ図である。
【図７】図７は、本発明に有用なイオン選択反応カップ・アセンブリを示す流れ図である。
【図８】図８は、本発明の特徴を有する試料カップ穿孔アセンブリの分解斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す試料カップ穿孔アセンブリに有用なブレードの側面図である。
【図１０Ａ】図10Aは、図８に示す試料カップ穿孔アセンブリの横断側面図であり、ブレード支持アームが上方ブレード支持アーム位置にある。
【図１０Ｂ】図10Bは、図８に示す試料カップ穿孔アセンブリの横断側面図であり、ブレード支持アームが中間ブレード支持アーム位置にある。図10Cは、図８に示す試料カップ穿孔アセンブリの横断側面図であり、ブレード支持アームが下方ブレード支持アーム位置にある。
【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５Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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