(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルユニット（１２）と少なくとも１つの操作ツール（４４）を有する操作ユニット（１４）とを備え、蓋をサンプル容器から取り外し、かつ／または蓋をサンプル容器上に置くためのサンプル操作デバイス（１０）であって、
前記サンプルユニット（１２）および前記操作ユニット（１４）は、移動方向（Ａ）に沿って相対的に移動可能で、
前記サンプルユニット（１２）は、１つ以上のサンプル容器を保持する少なくとも１つのサンプルキャリア（２４）を受け入れるサンプルキャリアレセプタクル（２２）を備え、前記サンプルキャリア（２４）は、長手方向および前記長手方向に直交する横方向に延在し、
前記サンプルユニット（１２）は、さらに、前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられたサンプルキャリア（２４）の長手方向がサンプルユニット（１２）と操作ユニット（１４）との間の前記移動方向（Ａ）に平行である第１の向きと、前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられたサンプルキャリア（２４）の横方向がサンプルユニット（１２）と操作ユニット（１４）との間の前記移動方向（Ａ）に平行である第２の向きと、の間で移動可能であり、
前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）は、前記移動方向（Ａ）で移動可能なサンプルキャリッジ（１８）内で回転可能に支持され、
前記サンプルキャリッジ（１８）は、前記サンプルキャリア（２４）それぞれと関連付けられたサンプル蓋キャリア（３２）を受け入れることができるサンプル蓋キャリアレセプタクル（３０）を備え、
前記サンプル蓋キャリアレセプタクル（３０）は、前記サンプルユニット（１２）の前記第１の向きおよび前記サンプルユニット（１２）の前記第２の向きの両方において、前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられた前記サンプルキャリア（２４）それぞれに関する適正位置で前記関連するサンプル蓋キャリア（３２）それぞれを受け入れることができるように形成され、平面図において、共通の回転軸を中心にして９０°互いに対して回転させた２つのサンプルキャリアレセプタクルの輪郭の組み合わせによって得られる輪郭を有する、サンプル操作デバイス（１０）。
【請求項２】
前記サンプルキャリア（２４）の寸法は、長手方向の方が横方向よりも長い、請求項１に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項３】
前記サンプルキャリア（２４）は、長手方向に延在する第１の対称軸と、横方向に延在し前記第１の対称軸に直交する第２の対称軸と、を有する、請求項１または２に記載のサンプル操作デバス（１０）。
【請求項４】
第１の向きと第２の向きとの間で移動される場合、前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）は、前記長手方向および前記横方向によって規定される面に直交する回転軸（Ｄ）を中心にして、垂直回転軸を中心にして回転可能である、請求項１から３のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項５】
前記回転軸（Ｄ）は、垂直軸であり、前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられた前記サンプルキャリア（２４）に対して中心に配置されている、請求項４に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項６】
前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられたサンプルキャリア（２４）に作用して少なくとも前記第１および第２の向きの間で回転させる、回転ドライブ（３６）をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項７】
前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）は、垂直軸を中心にして回転可能であって、サンプル台（２０）に連結されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項８】
前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）は、前記サンプル台（２０）に形成されている、請求項７に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項９】
前記サンプルキャリアレセプタクル（２２）に受け入れられたサンプルキャリア（２４）に作用して少なくとも前記第１および第２の向きの間で回転させる、回転ドライブ（３６）をさらに備え、
前記サンプル台（２０）は、前記回転ドライブ（３６）と協働する少なくとも１つの円形の周面を有する、請求項７または８に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１０】
前記サンプル台（２０）の前記円形の周面は、前記回転ドライブ（３６）の出力ピニオンと協働する歯（３８）を備えて形成されているか、または前記回転ドライブの出力ホイールと摩擦協働する駆動表面を有する、請求項９に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１１】
前記サンプルユニット（１２）に作用し、前記サンプルユニット（１２）をいずれの場合も前記移動方向（Ａ）で固定されている前記操作ユニット（１４）に対して前記移動方向（Ａ）に移動するように構成された線形ドライブをさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１２】
前記線形ドライブは、前記サンプルユニット（１２）の下方に配置され、前記サンプルキャリッジ（１８）に係合する、請求項１１に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１３】
前記操作ツール（４４）は、垂直軸を中心にして回転可能に前記操作ユニット（１４）に取り付けられ、垂直方向に移動可能である、請求項１から１２のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１４】
前記操作ユニット（１４）は、前記移動方向（Ａ）によって規定される垂直面に直交する方向に並んだ複数の操作ツール（４４Ａ〜４４Ｈ；４４Ａ〜４４Ｌ）を備える、請求項１３に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１５】
前記操作ユニット（１４）が交換可能に取り付けられたツールヘッド（４０）を備え、前記ツールヘッド（４０）がユニットとして垂直方向に移動可能であり、前記少なくとも１つの操作ツール（４４）が垂直軸を中心にして回転可能に前記ツールヘッド（４０）に取り付けられている、請求項１から１４のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１６】
前記サンプルキャリア、および／または前記サンプルキャリア（２４）内に位置する個々のサンプル容器を識別する、サンプル容器識別デバイス（７０）をさらに備える、請求項１から１５のいずれか１項に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１７】
前記サンプル容器識別デバイス（７０）は、サンプル容器それぞれの底部に位置する識別パターンを認識することができるように形成されている、請求項１６に記載のサンプル操作デバイス（１０）。
【請求項１８】
前記サンプル容器識別デバイス（７０）は、少なくとも１つの光センサを備える、請求項１６または１７に記載のサンプル操作デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのサンプル容器を受け入れるサンプルユニット、並びに少なくとも１つの操作ツールを有する操作ユニットを備える、サンプル操作デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
サンプルユニットおよび操作ユニットは、少なくとも１つの移動方向に沿って相対的に移動可能である。
【０００３】
特に、本明細書に記載するサンプル操作デバイスは、サンプル容器から蓋を取り外し、かつ／または蓋をサンプル容器上に置くように設計されている。特に、サンプル容器は、流動可能、すなわち液体または粘性の状態で存在する、少なくとも１つの相を有するサンプルを収容する。例えば、処理されるサンプルは、生化学、薬学、遺伝学、または医学の分野および研究において処理されるもので、微生物または他の物質を含有することがある。この点において、可能な限り効率的で自動化された一連のサンプル処理が、特に多量のサンプルを処理する用途において望ましい。
【０００４】
処理されるサンプルは、要するに、サンプル容器に収容されたサンプルを外気に対して密閉するように蓋を用いて閉じることができるサンプル容器に収容される。これは、例えば、処理後のサンプルが特定のインキュベーション時間の間、気密に密閉しておかれる微生物サンプルの場合に適切である。インキュベーション時間が経過してサンプルをさらに処理する場合は、蓋を再び取り外すことができる。本明細書に記載するタイプの操作デバイスは、特に、蓋を用いてサンプル容器を閉じ、また蓋を取り外すことができる。蓋という用語は、本明細書では、サンプル容器を閉じる任意の構造、例えば、プラグ、ストッパなどの形態を意味し、非常に包括的なものと理解されるべきである。多くの状況において、蓋は、ねじ蓋の構成を有している。
【０００５】
一般に、複数のサンプル容器がサンプルキャリアに収容されて並行して処理される。サンプルキャリアに関して、特定の標準化された形式が確立されており、それにしたがって、特定の数のサンプル容器をそれぞれのサンプルレセプタクル内にマトリックス状に配置することができる。多くの場合、ＳＢＳガイドライン（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、例えば、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  １−２００４、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ２−２００４、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ３−２００４、ＡＮＳＩ／ＳＢＳ  ４−２００４に準拠）にしたがって標準化されているサンプルキャリアに使用される形式がある。このサンプルキャリアは、例えば、各列８個のサンプルレセプタクルを含む６列の配置で４８個のサンプルレセプタクル、各列１２個のサンプルレセプタクルを含む８列の配置で９６個のサンプルレセプタクル、各列２４個のサンプルレセプタクルを含む１６列の配置で３９４個のサンプルレセプタクル、または各列４８個のサンプルレセプタクルを含む３２列の配置で１５３６個のサンプルレセプタクルを備えてもよい。
【０００６】
特開２００９−２２９１０９号は、サンプル容器を自動的に開き、再び閉じることができるサンプル操作デバイスについて開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
連続して処理されるサンプルに対するサンプルキャリアの形式は、プロセスの経過中に変化する場合が多い。１つの同じ構成のサンプルキャリア（例えば、９６個のサンプルレセプタクルを備えたサンプルキャリア）のみが常に使用される場合であっても、プロセスにおいて連続して処理される個々のサンプルキャリアを、異なる向きで処理しなければならないという問題がある場合が多い。このため、要するに、これまでのサンプル操作デバイスでは、異なる形式を有するサンプルキャリア（同じもしくは異なる向きで異なる構成のサンプルキャリア、あるいは異なる向きを有するがそれ以外は同じ構成のサンプルキャリア）に受け入れられるサンプルを処理できるようにする前に、比較的手間の掛かる再調節プロセスが必要である。
【０００８】
本発明の目的は、複雑な再調節プロセスなしで異なる形式のサンプルキャリアと適合性がある、上述したタイプのサンプル操作デバイスを利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明は、サンプルユニットと少なくとも１つの操作ツールを有する操作ユニットとを備え、特に蓋をサンプル容器から取り外し、かつ／または蓋をサンプル容器上に置くためのサンプル操作デバイスを提案する。サンプルユニットおよび操作ユニットは、移動方向に沿って相対的に移動可能である。サンプルユニットは、長手方向および前記長手方向に直交する横方向に延在し、１つ以上のサンプル容器を保持する役割を果たす、少なくとも１つのサンプルキャリアを受け入れる少なくとも１つのサンプルキャリアレセプタクルを備える。さらに、サンプルユニットは、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアの長手方向がサンプルユニットと操作ユニットとの間の移動方向に平行である第１の向きと、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアの横方向がサンプルユニットと操作ユニットとの間の移動方向に平行である第２の向きとの間で移動可能である。
【００１０】
サンプルユニットおよび／または操作ユニットは、特に、前進方向および／または前進方向とは反対の後退方向との間の移動方向という意味で移動可能であるので、サンプルユニットを操作ユニットに対して、操作ツールがサンプルキャリアに収容されたサンプルを処理する操作位置と、操作ツールがサンプルキャリアに受け入れられたサンプルから所定の距離で移動位置にある休止位置または任意の保管位置との間で移動させることが可能である。サンプルユニットおよび／または操作ユニットは、特に、移動方向で線上に移動可能となるように支持される。
【００１１】
以下、サンプルキャリアについて説明する場合、通常、特段の記載がない限り、サンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアを意味する。サンプルキャリアレセプタクルは、要するに、１つの向きでのみ、または多くても数えられる複数の選択された向きで、サンプルキャリアをサンプルキャリアレセプタクルに挿入できるように設計されている。
【００１２】
第１および第２の向きの間でのサンプルユニットの移動可能性に関する用語は、主に、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアを第１および第２の向きの間で移動できるように、サンプルユニットが設計されていることを表す。すなわち、サンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアは、第１の向きから第２の向きへ、またはその逆に移動可能である。これは、第１の向きまたは第２の向きのいずれかで、サンプルキャリアをサンプルキャリアレセプタクルに選択的に挿入できるように、サンプルキャリアレセプタクルを設計することで最も効果を有する。第１の向きでサンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアを取り外すことによって、また、同じサンプルキャリア、または同じ構成を有するかもしくは少なくとも互換性がある構成を有する別のサンプルキャリアを、第２の向きでサンプルキャリアレセプタクルに挿入することによって、上述した第１および第２の向きの間の移動可能性を達成することが可能となる。さらに、対応する構成は、任意のサンプル蓋キャリアレセプタクルを参照して、以下に詳細に記載している。繰返しを避けるため、本明細書において相似的に適用可能であるこれらの記述を参照する。
【００１３】
しかしながら、第１の向きから第２の向きへ、またはその逆で移動するため、サンプルキャリアを必ずしもサンプルキャリアレセプタクルから取り外さなくてもよいように、サンプルユニットを設計することが特に好ましい。要するに、サンプルキャリアレセプタクル自体は移動可能に設計されている。
【００１４】
サンプルユニットを第１および第２の向きの間で移動したときに、操作ツールに対するサンプルキャリアの位置が変化した場合であっても、サンプルユニットの移動は、一般に、移動方向での操作ユニットに対するサンプルユニットの移動を伴わない。むしろ、移動方向でのサンプルユニットの移動可能性、ならびに第１および第２の向きの間でのサンプルユニットの移動可能性は、この意味において、互いに独立している場合が多い。
【００１５】
特に、サンプルユニットは、さらに適正な位置でサンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアの長手方向および横方向によって規定される面内で、第１および第２の向きの間で移動可能である。この文脈において、第１および第２の向きの間の移動方向は、この面に平行である。さらに、位置的に適正な形でサンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアは、移動位置においてほぼ水平に配置される。これにより、例えば、液体サンプルを操作するデバイスが保持される。
【００１６】
第１および第２の向きの間におけるサンプルユニットの移動可能性によって、異なる形式のサンプルキャリアを連続してサンプルキャリアレセプタクルに挿入して処理することが、非常に単純かつ迅速に実現可能となる。サンプルキャリアは、常に同じ方法でサンプルキャリアレセプタクルに挿入でき、サンプルユニットは、所望に応じ、その後でのみ第１または第２の方向で移動されてもよい。サンプルキャリアレセプタクル自体が第１および第２の向きの間で移動可能である変形例は、この理由で特に好ましい。また、この目的のため、サンプルユニットを、サンプルキャリアがサンプルキャリアレセプタクルに挿入される第３の向きへ移動できるように規定してもよい。サンプルユニットは、所望に応じて、第３の向きから第１または第２の向きのどちらかに移動される。
【００１７】
サンプルキャリアの挿入、ならびにその第１および／または第２の向きへの移動のそれぞれは、大部分を自動化した方法で実現できるので、異なるサンプルキャリアに受け入れられたサンプルの連続処理も、何ら問題なく自動化でき、大きな時間的な遅延なしに行うことができる。
【００１８】
扱うことができる形式については、ＳＢＳ規格に関して上述した形式を参照してもよい。さらに、異なるサンプルキャリアだけでなく、多種多様な異なる構成のサンプル容器を扱うことも可能なことが指摘される。
【００１９】
サンプルキャリアの寸法は、多くの状況において、長手方向の方が横方向よりも長くなる。この状況は、例えば、ＳＢＳガイドラインにしたがった上述のサンプルキャリア（各列８個のサンプルレセプタクルを含む６列で４８個のサンプルレセプタクル、各列１２個のサンプルレセプタクルを含む８列で９６個のサンプルレセプタクル、各列２４個のサンプルレセプタクルを含む１６列で３９４個のサンプルレセプタクル、各列４８個のサンプルレセプタクルを含む３２列で１５３６個のサンプルレセプタクルなど）の場合に存在する。サンプルキャリアを適正位置で受け入れる場合、関連するサンプルキャリアレセプタクルは、要するに、結果として少なくとも概略的に長手方向の方が横方向よりも大きくなる。サンプルキャリアの２つの寸法のうち大きい方（以下、長手方向という）が、移動方向に対してどのように配置するかに応じて、（一般的な書式にならって）長手方向が移動方向に直交して配置された状態でサンプルキャリアが処理される場合は、「ランドスケープ」配置といい、長手方向が移動方向に平行に配置された状態でサンプルキャリアが処理される場合は「ポートレート」配置ということが可能である。さらに、ランドスケープまたはポートレート配置であっても、本発明による第１および第２の向きの間におけるサンプルユニットの移動可能性により、任意の方法でサンプルキャリアレセプタクル内の連続したサンプルキャリアを挿入および／または処理することが可能になる。
【００２０】
非常に多くの一般的なサンプルキャリアは、長手方向に延在する第１の対称軸と、横方向に延在し第１の対称軸に直交する第２の対称軸とを有する。このサンプルキャリアを受け入れるために提供されるサンプルキャリアレセプタクルは、要するに、同様の対応する対称軸を有している。例えば、上述したＳＢＳサンプルキャリアのようなほぼ長方形のサンプルキャリアがこの場合に当てはまり、このサンプルキャリアを受け入れるために提供されるサンプルキャリアレセプタクルは、同様に、ほぼ長方形のサンプルキャリアに対して補完的である。この文脈における「ほぼ」との用語は、第１または第２の向きそれぞれに関して、単一の「位置的に適正な」向きでのみ、サンプルキャリアを関連するサンプルキャリアレセプタクルに挿入できることを確実にするために、実際には、例えば、面取りされた角もしくは突出部の形態で、基本形状から特定の変化があってもよいことを指摘するものである。
【００２１】
第１の向きと第２の向きとの間での移動を可能とするため、長手方向および横方向によって規定される面に直交する回転軸を中心にして、特に垂直回転軸を中心にして回転可能となるように、サンプルキャリアレセプタクルを設計することが好ましい。サンプルキャリアレセプタクルを回転させると、サンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアが同時に回転するが、常に、サンプルキャリアにて規定される面内にある。それに加え、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアに対して、回転軸が中心に配置された場合は、サンプルユニットの特に省スペースなセットアップが達成される。さらに、サンプルキャリアレセプタクルの位置は、第１の向きおよび第２の向きにおける移動方向に対して同様である。例えば、長方形のサンプルキャリアを受け入れる長方形のサンプルキャリアレセプタクルの場合、移動方向を指す対称軸は、それぞれ両方の向きで互いに正確に上部に位置する。したがって、操作ツールは、サンプルユニットの両方の向きで同じ移動パターンを実行できる。この文脈で、中央に配置されることは、回転軸がサンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアの輪郭内に配置され、サンプルキャリアの縁部までの距離が可能な限り均等と理解される。一実施形態で、回転軸は、例えば垂直方向に延在してもよく、よって、第１および第２の対称軸のそれぞれと交差してもよい。
【００２２】
サンプル操作デバイスは、第１および第２の向きの間でサンプルユニットを移動するため、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアに作用して少なくとも第１および第２の向きの間で回転させる、回転ドライブをさらに備えていてもよい。この目的のためには、電気サーボドライブが特に好ましい。多くの場合、サンプルキャリアレセプタクルは、垂直軸を中心にして回転可能なサンプル台と、回転できない形で連結できる。したがって、回転ドライブは、このようなサンプル台に対して適切に作用する。そのうえ、サンプル台は、サンプルキャリアレセプタクルが中に形成された構成要素に対して回転ドライブが直接作用するように、サンプルキャリアレセプタクルが中に形成されていてもよい。
【００２３】
例えば、サンプル台は、回転ドライブと協働するように形成された少なくとも１つの円形の周面をその上に有する構造であってもよい。この周面の直径に応じて、実質的な速度は高いがそれに対応して実質的なトルクが低いサーボドライブを使用できるように、所望の徐々に減少する比率で実現することができる。これにより、コンパクトで安価なドライブを実現でき、第１の向きと第２の向きとの間でサンプルユニットの調節が可能とり、また任意に、所望に応じて安価な方法でさらなる向きが実現され、さらに所望に応じて自動化された方法が実現される。
【００２４】
例えば、回転ドライブは、直結ドライブの形態であってもよい。ポジティブな直結ドライブとした一実施形態では、サンプル台の円形の周面は、回転ドライブの出力ピニオンと協働する歯を有していてもよい。これに代わる摩擦による変形例で、円形の周面は、回転ドライブの出力ホイールと摩擦協働する駆動表面を有してもよい。直結ドライブとした変形例とは別に、例えば、回転ドライブが歯付きベルトまたは駆動ベルトを用いてサンプル台の円形の周面に作用する他の変形例もある。
【００２５】
さらなる実施形態は、任意に、上述した特徴の組み合わせに加え、サンプルキャリアレセプタクルは、移動方向で移動可能なサンプルキャリッジ内で回転可能に支持されていてもよい。したがって、例えば、サンプルキャリアに受け入れられたサンプルそれぞれの上方に操作ツールを配置するため、または操作ツールを用いてサンプルを処理するための、操作ツールに対するサンプルユニットの移動を、第１および第２の向きの間でサンプルユニットを移動するためのサンプルキャリアレセプタクルの移動と、非常に簡単に分離できる。実際に、サンプル台およびサンプルキャリッジは、第１および第２の向きの間でサンプルユニットを移動する回転ドライブが、サンプル台と同時に移動方向に移動しないような形でサンプル台と係合する構成とすることを条件として、一体設計であってもよい。任意に、対応する制動手段または遮断手段を設けなければならない。多くの場合、サンプル台およびサンプルキャリッジを別個の構成要素として形成することが構造上さらに好ましい。サンプル台は、回転可能な形でサンプルキャリッジ内／上で支持されていてもよいので、サンプル台に作用する回転ドライブは、要するに、操作ツールに対するサンプルキャリッジの相対位置に影響しなくなる。サンプルキャリッジを移動方向で追加して移動させるため、例えば、サンプルキャリッジ上に、前進方向および／または前進方向とは反対の後退方向で移動する線形ドライブを設置してもよい。
【００２６】
さらに、サンプルキャリッジは、サンプルキャリアレセプタクルに加え、サンプルキャリアそれぞれと関連付けられたサンプル蓋キャリアを受け入れるサンプル蓋キャリアレセプタクルを備えることが好ましい。次に、サンプルキャリア内で保持されているサンプルから取り外された蓋は、一時的に、あるいは所望に応じて恒久的に、関連付けられたサンプル蓋キャリアに容易に入れられてもよい。この点において、特に個々のサンプルレセプタクルおよびサンプル蓋レセプタクルそれぞれの配置に関して、サンプル蓋キャリアがほぼサンプルキャリアに対応する構成を有することが特に好ましい。サンプルキャリアレセプタクルが第１および第２の向きの間で移動可能な場合、サンプル蓋キャリアレセプタクルは、サンプルキャリアレセプタクルの第１の向きおよびサンプルキャリアレセプタクルの第２の向きのそれぞれにおいて、それぞれの関連付けられたサンプル蓋キャリアが、サンプルキャリアレセプタクルに受け入れられたサンプルキャリアそれぞれに対して適正位置に配置されるように設計することがさらに好ましい。例えば、サンプルキャリアレセプタクルがポートレート配置で向きされた場合は、関連するサンプル蓋キャリアレセプタクルも同様にポートレート配置で配置される。同様に、それに対応して、ランドスケープ配置で配置されたサンプルキャリアレセプタクルについても当てはまる。この目的のため、例えば、平面図において、共通の回転軸を中心にして９０°相対的に回転させた２つのサンプルキャリアレセプタクルの輪郭の組み合わせによって得られる輪郭を有するサンプル蓋キャリアレセプタクルを提供することが可能とある。その結果、サンプル蓋キャリアレセプタクルは、平面図においてほぼ十字形の輪郭となる。
【００２７】
サンプル蓋キャリアレセプタクルは、固定のサンプル蓋キャリアを備えて形成される。サンプル蓋キャリアは、好ましくは、第１の向きで配置されたサンプル蓋キャリアおよび第２の向きで配置されたサンプル蓋キャリアの構成を組み合わせたように形成される。しかしながら、サンプルキャリッジ内のサンプル蓋キャリアレセプタクルのみが固定された構成であり、適切なサンプル蓋キャリアのそれぞれがサンプル蓋キャリアレセプタクルに挿入された場合には、さらなる柔軟性が得られる。さらなる可能性に従い、サンプル蓋キャリアは、第１の向きで配置されたサンプル蓋キャリアおよび第２の向きで配置されたサンプル蓋キャリアの構成を組み合わせてもよい。
【００２８】
固定の操作ユニットに関連してサンプルユニットを移動させる場合、サンプル操作デバイスは、さらにサンプルユニットに作用する線形ドライブを備えることができる。線形ドライブは、例えば、対応する線形ガイド要素および／または線形駆動要素、例えばねじ付きスピンドルを備えた電気サーボドライブにて形成できる。線形ドライブは、省スペースの形でサンプルユニットの下方に配置できる。特に、線形ドライブは、横方向かつ／または下からサンプルキャリッジに係合できる。この場合は、蓋を取り外しまたは取り付けるための最も一般的な例である操作ツールがサンプルキャリッジに上方から接近する場合に特に適している。
【００２９】
操作ツールは、垂直軸を中心にして回転可能であり、垂直方向で移動可能なように操作ユニットに取り付けることができ、これによって操作ツールをサンプルユニットに向けて上方から移動させることができる。例えば、操作ツールは、操作ユニット上で吊り下げてもよく、すなわち、上方から下方に向けて延在する支持構造として取り付けることができ、支持構造自体は、少なくとも一方向、例えば垂直方向で移動可能である。
【００３０】
操作ユニットは、直列または行の形で配置された複数のサンプル容器を同時に処理するため、移動方向によって規定される垂直面に直交する方向に並んだ複数の操作ツールを備えていてもよい。
【００３１】
特に有利な構成は、サンプル操作デバイスが、ツールキャリアに交換可能に取り付けられたツールヘッドを有する操作ユニットを備えてもよく、ツールヘッドは連結位置で全体が垂直方向に移動可能で、少なくとも１つの操作ツールが垂直軸を中心にして回転可能にツールに取り付けられる。この構成により、存在するツールヘッド全体を単に交換することによって、多量の異なるサンプルキャリアおよび、さらには異なるサンプル容器を処理するための、操作ユニットの迅速で柔軟な整合が可能となる。交換可能なツールヘッドを備えた本明細書に記載する構成は、本出願人が、請求項１の特徴と比較してそれ自体の保護の正当性を示す主題を見出し、したがって、特にサンプルユニットが第１および第２の向きの間で移動可能である特徴とは独立した、別個の独立請求項をそれに割り当てる権利を自身で留保するため有利と思われる。
【００３２】
さらなる好ましい発展例では、サンプル操作デバイスは、さらに、サンプルキャリアレセプタクルに挿入されたサンプルキャリアおよび／またはサンプルキャリア内に位置する個々のサンプル容器を識別するサンプル容器識別デバイスを備えていてもよい。サンプル容器識別デバイスは、サンプル容器それぞれの底部に位置する識別パターンを認識できるようにして省スペースの形で形成してもよい。この構成は、例えば、光センサにて実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】サンプルキャリアおよびサンプル蓋キャリアがポートレート配置で配置されている、本発明によるサンプル操作デバイスの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】サンプルキャリアおよびサンプル蓋キャリアがランドスケープ配置で配置されている、本発明による同じサンプル操作デバイスを示す斜視図である。
【図３】ランドスケープ配置にあるサンプルキャリアレセプタクル、および十字形のサンプル蓋キャリアレセプタクルを例証する、サンプルキャリアおよびサンプル蓋キャリアを含まない、異なる視点から見た別の図である。
【図４Ａ】第１および第２の向きの間でサンプルキャリアレセプタクルを移動する回転ドライブを有する、サンプル台とともにサンプルキャリアを示す底面斜視図である。
【図４Ｂ】サンプル蓋キャリアレセプタクルが中に形成されている、図４Ａのサンプル台の上部アタッチメントを示す上面斜視図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの上部アタッチメントとともに図４Ａのサンプルキャリッジを示す側面図である。
【図５】ツールヘッドが取り外されている図３のサンプル操作デバイスを示す図である。
【図６】図５のツールヘッドを倍尺で示す断面図である。
【図７Ａ】蓋をねじ式係合する、またはねじ式係脱する、異なる数のツールをそれぞれ備えた図５のツールヘッドを示す側面図である。
【図７Ｂ】蓋をねじ式係合する、またはねじ式係脱する、異なる数のツールをそれぞれ備えた図５のツールヘッドを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明について、図面に示される実施形態を参照してさらに詳細に説明する。
【００３５】
本発明に係るサンプル操作デバイス１０は、図１に示す例示的な一実施形態の斜視図において、全体を１２で示すサンプルユニットと、全体を１４で示す操作ユニットとを備えている。サンプルユニット１２および操作ユニット１４は、両矢印Ａにて示す移動方向において相対的に線上に移動可能である。図１に示す実施形態では、移動方向は水平面に延在している。移動方向におけるサンプルユニット１２と操作ユニット１４との間の相対的移動は、図１に示す実施形態においては、図１においてサンプルユニット１２の下方にある出力駆動ホイール１６を示す線形ドライブを用いて、サンプルユニット１２が、いずれの場合も移動方向Ａに移動できない操作ユニット１４に対して、前進もしくは供給方向（図１の斜め後方に向かう方向）、または後退方向（図１の斜め前方に向かう方向）に移動可能な点で実現されている。線形ドライブの出力駆動ホイール１６は、サンプルユニット１２のサンプルキャリッジ１８の底面に作用する。サンプルキャリッジ１８自体は、サンプル操作ユニット１０のハウジング内に形成された線形ガイドアセンブリ上において、移動方向Ａで移動可能にガイドされる。
【００３６】
サンプルキャリッジ１８に加え、サンプルユニット１２は、回転台に直交する回転軸を中心として回転可能に支持された回転台２０を備えている。回転軸は、図１において破線で示しＤで示している。図１に示すように、サンプルキャリッジ１８を水平向きした場合、回転軸Ｄは、垂直方向に延在する。
【００３７】
回転台２０は、その中に形成されたサンプルキャリアレセプタクル２２を有し、その中に、図１に２４で示すサンプルキャリアを挿入できる。図１のサンプルキャリア２４は、長手方向の長辺および横方向の短辺を備えたほぼ長方形の形状を有している。サンプルキャリア２４は、マトリックス状で中に形成された複数の個々のサンプルレセプタクルを有し、その１つが例示的な形で図１に２６で示している。サンプルレセプタクル２６は、行および列の形で配置され、本明細書で適用する言語によれば、サンプルキャリア２４の動作可能位置において、行は常に移動方向Ａに横断して延在し、列は常に移動方向に延在する。サンプルキャリア２４は、サンプルキャリア２４のそれぞれがサンプルレセプタクル２６それぞれに１つの向きでのみ、または多くてもいくつかの相互に回転させた向き（例えば、相対的に９０°回転させた２つの向き、相対的に１８０°回転させた２つの向き、それぞれを相対的に９０°回転させた４つの向き）で嵌合するという意味であり、サンプルキャリアレセプタクル２２それぞれと関連付けられる。したがって、サンプルキャリア２４および関連するサンプルキャリアレセプタクル２２それぞれの輪郭は、互いにほぼ対応している。図１に示す変形例において、対応する設計は、サンプルキャリアレセプタクルの４つの角部のそれぞれに高さを増加させたフレーム部材２８を有し、それによって４つのフレーム部材にて長方形の輪郭を区画し、その寸法が長方形であるサンプルキャリア２４の輪郭に対応するような形として実現されている。
【００３８】
図１に示すサンプル操作デバイス１０は、上述したＳＢＳ規格にしたがってサンプルキャリア２４を受け入れるサンプルキャリアレセプタクル２２を備えている。図１に示す変形例で、サンプルキャリアレセプタクル２２は、１２行および８列の構成のほぼ長方形のＳＰＳサンプルキャリア２４用に設計された、すなわち合計９６個のサンプルのレセプタクルである。他のサンプルキャリア構成およびサンプル容器構成それぞれを、回転台２０を交換することによって簡単に処理することができる。数値寸法が長手方向および横方向で互換性がある場合は、サンプルキャリアレセプタクル２２のみを交換し、回転台２０を交換しないことによって、簡単な形で異なる構成を処理することができる。
【００３９】
サンプルユニット１２は、図１に３２で示すサンプル蓋キャリアを挿入できるサンプル蓋キャリアレセプタクル１３をさらに備えている。サンプル蓋キャリア３２は、その中に形成された複数のサンプル蓋レセプタクルを有しており、その１つが例示的に図１に３４で示されている。サンプル蓋キャリア３２は、特に行および列の形であるサンプル蓋レセプタクル３４のマトリックス状の配置に関して、サンプルキャリアレセプタクル２２に挿入されたサンプルキャリア２４の構成に対応する構成を有している。サンプル蓋キャリア３２の個々のサンプル蓋レセプタクル３４は、サンプルキャリア２４に関連付けられたサンプルレセプタクル２６それぞれの中に位置するサンプル容器の蓋を受け入れるように設計されている。
【００４０】
特に、図１のサンプルキャリア２４およびサンプル蓋キャリア３２のそれぞれは、ポートレート配置、すなわちその長手方向の辺が移動方向Ａに延在して向きされている。同様に、それに対応して、サンプルキャリア２４およびサンプル蓋キャリア３２のそれぞれも、ポートレート配置、すなわち長手方向の辺が移動方向Ａに横断して延在するようにして向きされる代替の配置に当てはまる（例えば、図２参照）。これによって多くのプロセスが、例えば、サンプル容器上への蓋の配置およびサンプル容器からの蓋の取外し、サンプルキャリア２４からサンプル蓋キャリア３２へ、およびその逆の蓋の搬送、またはサンプル蓋キャリア３２内への蓋の配置およびサンプル蓋キャリア３２からの蓋の取出しが、大幅に容易になり、特に、既に空いているサンプルの汚染を有効に回避できるプロセスが可能になる。サンプル蓋キャリアレセプタクル３０は、ポートレート配置のサンプルキャリア２４およびランドスケープ配置のサンプルキャリア２４のそれぞれと関連付けられた、中心で相対的に９０°回転させた２つのサンプル蓋キャリアレセプタクルの組み合わせにより、上から見てほぼ十字形の輪郭を有している。したがって、サンプル蓋キャリア３２を相対的に９０°回転させた４つの向きで、サンプル蓋キャリアレセプタクル３０に挿入できる。
【００４１】
操作ユニット１４は、ツールキャリア４２を有するツールヘッド４０を備えている。ツールキャリア４２は、移動方向Ａを横断して、特にそれに直交して配置されたバーの構成を有している。ツールキャリア４２は、その上に並べて取り付けられた複数の操作ツールを有し、その１つが例示的に図１に４４で示されている。操作ツール４４のそれぞれは、ツールキャリア４２に直交する軸を中心にして回転可能に支持されている。操作ツール４４のそれぞれは、ツールヘッド４０に収容されたサーボドライブによって、それらの軸を中心にして回転駆動される。個々の操作ツール４４のそれぞれは、蓋をサンプル容器から取り外し、または蓋をサンプル容器に乗せるのに役立つ。図１に示す変形例では、操作ツール４４のそれぞれを関連する蓋へと案内する際に、蓋のねじ式係合およびねじ式係脱にて実現されている。
【００４２】
図１に示すサンプル操作ユニット１０は、制御コマンドを入力でき、動作中の状態情報や追加の関連情報を表示するタッチ式スクリーン５０をさらに備えている。下側部分には、ほぼサンプルキャリアレセプタクル２２に挿入されたサンプル容器の高さに、サンプル容器に適用された識別パターンを認識できるように配置されるサンプル容器識別デバイス７０がさらに設けられている。これによって多数のサンプルを自動で通過させることが容易になる。特に、サンプル容器識別デバイス７０は、個々のサンプル容器の底部に位置する識別パターンを検出できるように配置されている。この検出は、特に、適切に取り付けられた光センサを利用して行うことができる。
【００４３】
図２は、図１に対応する斜視図で、ランドスケープ配置のサンプルキャリア２４およびサンプル蓋キャリア３２を備え、サンプルキャリア２４およびサンプル蓋キャリア３２それぞれの長辺が移動方向Ａに直交して延在する、同じサンプル操作デバイス１０の一実施形態を示す。ランドスケープ配置では、行は列よりも多数のサンプル容器を収容する。これにより、操作ユニット１４がそれに対応して多数の操作ツール４４を有する場合に、より高いスループットが可能となる。図２で使用する番号は、図１で使用したものに対応する。繰返しを避けるため、図１に関連する説明を参照する。
【００４４】
本発明によれば、サンプルユニット１２は、第１の向き、すなわち図１に示すポートレート配置と、第２の向き、すなわち図２に示すランドスケープ配置との間で移動可能である。第１および第２の向きの間の移動は、好ましくは、サンプルキャリアレセプタクル２２が図１に示す第１の向きと図２に示す第２の向きとの間で移動可能として行われる。この移動は、基本的には手動で行われる。しかしながら、図１〜図６の場合のように、第１の向きと第２の向きとの間の移動はドライブを用いて行なうことがより便利である。この目的のため、以下に多少詳細に記載する電気サーボドライブを用いてもよい。
【００４５】
図１および図２それぞれの後方からの斜視図である、図３に示すサンプル操作デバイス１０は、サンプルキャリアおよびサンプル蓋キャリアそれぞれがレセプタクルに挿入されていない。サンプルキャリアレセプタクル２２は、ランドスケープ配置で配置されている。この図は、ランドスケープ配置のサンプルキャリアレセプタクル２２およびポートレート配置のサンプルキャリアレセプタクル２２のそれぞれと適合性がある輪郭設計を備える、サンプル蓋キャリアレセプタクル３０の十字形の輪郭を明確に示している。
【００４６】
他の図面を参照して上述した構成要素に加えて、本明細書で明確に参照されているさらなる説明に加え、図３による例は、電気供給ネットワークに接続する供給ポート５４、オンオフスイッチ５２、および有線または無線にて内部または外部コンピュータネットワークに接続する、全体を５６で示す多数のポートをさらに示している。
【００４７】
図４Ａは、下から見た斜視図で、サンプルキャリッジ１８と、サンプルキャリアレセプタクル２２が中に形成される回転台２０とを示している。本実施形態では、電気サーボドライブの形態である回転ドライブ３６が回転台２０の下面に取り付けられている。回転ドライブ３６の出力ピニオンは、少なくとも９０°のセクター範囲で回転台２０の円形の周面に設けられた歯３８と噛合する。したがって、回転ドライブ３６は、歯３８を介して回転台２０を直接駆動して、サンプルキャリアレセプタクル２２をその第１の向き（ポートレート配置）からその第２の向き（ランドスケープ配置）へ、またはその逆へと移動する。回転ドライブ３６として、所望の実質的な出力に関して、高速回転であってコンパクトな電気サーボドライブ（例えば、ＤＣモータもしくはブラシレスＤＣモータ）を使用でき、その高速回転は、回転ドライブ３６の出力ホイールと減速歯車システムの作用を有する歯３８との間の係合を介して、図３に示す回転軸Ｄを中心にした回転台２０の低速回転に変換される。減速により、場合によってはサンプルキャリア２４およびサンプルキャリア２４に受け入れられたすべてのサンプル容器を含めて回転台２０を回転させ、第１または第２の向きに達するとアセンブリを停止できる十分に大きなトルクが作られる。第１および第２の向きそれぞれの正確な移動開始および保持は、回転台２０の周囲に沿って周囲に面してサンプルキャリッジ１８の底面に取り付けられる、少なくとも１つの回転センサ３９を用いてモニタリングされる。回転台２０をサンプルキャリッジ１８内で回転可能に支持するため、回転台２０の周囲に沿っていくつかの軸受３５が取り付けられている。その上、同様に回転台２０の周囲に設けられた止め具３７は、回転台２０の周囲の歯３８が回転ドライブ３６の出力ピニオンと協働または噛合するような向きで、回転台がサンプルキャリッジ１８に挿入されることを確実にする。
【００４８】
図４Ｂは、上から見た斜視図で、中に形成されたサンプル蓋キャリアレセプタクル３０とともに、図４Ａのサンプルキャリッジ１８の上部アタッチメント５８を示している。また、サンプルキャリッジ１８の断面と、それに対して回転可能であり、中にサンプルキャリアレセプタクル２２が形成される回転台２０の断面とが示されている。サンプル蓋キャリアレセプタクル３０のほぼ十字形の輪郭は平面図で明確に確認でき、その輪郭は、ランドスケープ配置（図４Ｂの破線参照）で配置されたサンプル蓋キャリアレセプタクルの輪郭が、ポートレート配置（図４Ｂの点線参照）で配置されたサンプル蓋キャリアレセプタクルの輪郭と組み合わされて得られる。サンプル蓋キャリアレセプタクル３０の十字形の輪郭により、サンプル蓋キャリア３２をそれぞれ９０°相対的に回転させた４つの向きで挿入することが可能になる。
【００４９】
図４Ｃに示す側面図は、図４のサンプルキャリッジ１８を図４Ｂの上部アタッチメント５８とともに示す。
【００５０】
図５は、ツールヘッド４０を取り外した図３のサンプル操作デバイス１０を示す。ツールヘッド４０は、吊り下げられたツールキャリア４２および操作ツール４４とともに、ユニットとしてサンプル操作デバイス１０のハウジングから取り外すことができる。ハウジングに対するツールヘッド４０の取り付けは、ツールヘッド４０に解放可能に連結するように設置されたスタブ車軸６０を用いて行なわれる。連結位置で、スタブ車軸は、ツールヘッド４０に形成された陥凹部６３に挿入される（図６も参照）。スタブ車軸６０自体は、ハウジングに収容されているそれ自体のドライブによって垂直方向に駆動されて、それに取り付けられているツールヘッド４０を全体的、すなわちツールキャリア４２に吊り下げられたすべてのツールとともに、上下に移動させることができる。また、図５は、ツールヘッド４０上に設けられ、ツールヘッド４０がスタブ車軸６０に取り付けられると、ハウジング上の噛合する対向接続に連結され、それによってツールヘッド４０とハウジングとの間に電気接続を確立する電気プラグ接続６２の側面を示している。この接続を用いて、一方では、個々のツール４４の駆動を制御する制御コマンドおよびデータが交換され、他方では、ツールヘッド４０の位置および状態に関するセンサデータがハウジング内に提供される中央処理装置に返送される。所望であれば、個々のツール４４に対する回転ドライブもハウジングに収容されてもよい。その場合、ツールヘッド４０とスタブ車軸６０との間の連結は、連結状態では個々のツール４４の回転駆動が転送されるように選択される。
【００５１】
また、連結位置でのツールヘッド４０に対するスタブ車軸６０の位置は、図５のツールヘッド４０を拡大断面図で示す図６からも確認できる。より明確にするため、個々のツールの例を図６では省略している。スタブ車軸６０は、積極的係合および／または摩擦係合によって、ツールヘッド４０に形成された陥凹部６３に連結している。ツールヘッドを取り外すため、スタブ車軸６０に作用する第１のウェブ６４と、それに枢動接続された枢動レバー６６とを備える解放デバイスが用いられている。レバー６６を、図６に矢印で示す上方向に枢動させると、車軸関節６８が多少偏心して配置されていることにより、ウェブ６４がスタブ車軸６０に向かってわずかにシフトする。車軸関節６８がツールヘッド４０上で支持されていることにより、ツールヘッド４０は、ツールヘッド４０の陥凹部内におけるスタブ車軸６０の係合が低減される方向でスタブ車軸６０に対して移動し、それによってツールヘッドが完全にスタブ車軸から係脱して取り外すことができる。新しいツールヘッド４０を単純にそこに嵌めることができる。
【００５２】
最後に、図７Ａおよび７Ｂはそれぞれツールヘッド４０の側面図を示す。ツールヘッド４０は、それぞれ、図６に示す構造にしたがって容易にスタブ車軸６０に連結し、そこから取り外すことができる。図７Ａのツールヘッドは、それぞれツールキャリア４２上で吊り下げられた、合計８個の直列に配置された操作ツール４４Ａ〜４４Ｈを備える。ツール４４Ａ〜４４Ｈのそれぞれは、その中央垂直軸を中心にして回転可能に支持され、ツールヘッド４０に収容された回転ドライブを用いて、それぞれの回転軸７０Ａ〜７０Ｈを介して回転駆動される。ツール４４Ａ〜４４Ｈは、ねじ蓋を有する蓋を、サンプル容器からねじ式係脱し、またサンプル容器とねじ式係合するように構成されている。ツール４４Ａ〜４４Ｈの回転方向は、ツールが蓋のねじ式係合およびねじ式係脱の両方に役立つように、好ましくは反転可能とされている。
【００５３】
図７Ａのツールヘッドとは異なり、図７Ｂのツールヘッドは、行または直列の形でツールキャリア４２上に吊り下げられた、合計１２個のツール４４Ａ〜４４Ｌを備えている。ツール４４Ａ〜４４Ｌのそれぞれは、図７Ａに記載のように、それぞれの垂直回転軸７０Ａ〜７０Ｌを介して、ツールヘッドに収容された回転ドライブに連結される。
【００５４】
ランドスケープ配置のサンプルキャリア内、およびポートレート配置のサンプルキャリア内で交互に処理される他の点では類似したサンプル容器を処理する場合、図７Ａおよび７Ｂによるツールヘッドは、適宜、交互にスタブ車軸６０に取り付けられ、またはそこから取り外される。８個および１２個のツールをそれぞれ有する実施形態では、各行１２個のサンプル容器が８行（ランドスケープ配置、図７Ｂによるツールヘッド４０を用いて処理）、または各行８個のサンプル容器が１２行（ポートレート配置、図７Ａのツールヘッド４０を用いて処理）で９６個のサンプル容器を有するＳＢＳ形式のサンプルキャリアに当てはまる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
0006661542.tif 000008
【図６】
0006661542.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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