(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長軸と、頂部および中心部に凹所を有する取外するねじ込みキャップ（３４）とを有する試料カップ（３１）にして、
ａ）前記凹所が前記試料カップ（３１）の長軸に沿って延びているスロット（３７）を有し、該スロットが前記試料カップ（３１）の長軸まわりの反対の角度方向に延在した２つの環状チャンネル部分（３５，３６）になり、
前記キャップは回転自在なグリッパー工具と係合するようになっていて該グリッパー工具がキャップの凹所の形状、寸法と合致する形状、寸法を有した端部を備えると共に該グリッパー工具の端部が力の適用により前記キャップの凹所に入ることができ、そしてキャップに関する回転によって前記端部とキャップとが互いに固定連結を形成し、
ｂ）前記試料カップの下部が試料カップホルダーのチェンバー内に挿入された時に試料カップ（３１）の回転を防止するために試料カップホルダーのチェンバーの内面の対応的領域の形状と協働するように領域（３３）の形状を有している外壁を有することを特徴とする試料カップ。
【請求項２】
一次試料の管に含まれる生物学的試料の部分を前記試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップで閉じられる試料カップの自動取扱装置において、複数のチェンバーを有する試料カップホルダー（４１）を備え、該チェンバーのそれぞれが試料カップ（５１−６９）の下部を受けそして保持して試料カップが回転しないようになっており、
ａ）その各々が取り外し自在なねじ込みキャップ（３４）によってふたをされ、その下部が前記試料カップホルダーの１つの前記チェンバーの中へ挿入される請求項１に記載の複数個の試料カップ（５１−６９）であって、
前記チェンバーに挿入された試料カップ（５１−６９）の回転を防ぐために試料カップホルダー（４１）のチェンバーの内面の対応的な領域と協働的な形状の領域を有する各々の該試料カップ（５１−６９）の外壁と、
ｂ）移送装置によって３つの直交方向に可動なグリッパー（１１）であって、前記キャップの凹所の形状、寸法と合致する形状、寸法を有した端部を備えた回転自在なグリッパー工具（２１）を有すると共に該グリッパー工具（２１）の端部が前記キャップの凹所のスロットを通して入ることができ、そして回転によって前記凹所の環状チャンネル部分（３５，３６）の中へ入ってそれと係合するようになっているグリッパー（１１）と、
ｃ）該グリッパー（１１）を前記３つの直交方向へ移動し、試料カップ（５１−６９）のキャップの前記凹所の中で、前記グリッパー工具（２１）を位置決めし、所定の角度回転させるための移送装置と、
を具備することを特徴とする試料カップの自動取扱装置。
【請求項３】
前記グリッパー工具（２１）の前記端部が前記凹所の前記環状チャンネル部分（３５，３６）に係合するためにピン形状の突起（２２，２３）を有する請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を、試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップを自動的に取り扱うための装置に関するものである。
【０００２】
本発明はさらに、１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を、試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップを自動的に取り扱うための方法に関するものである。
【０００３】
本発明はさらに、本発明による装置及び方法において用いられるようになった、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップに関するものである。
【０００４】
本発明は特に上述したタイプの装置、方法、及び試料カップに関するものであり、これは核酸試料をセル材料から隔離するための方法において用いられる試料カップを取り扱うために特に適している。
【０００５】
そのような試料カップは、好ましくは、ねじ込みキャップで密閉して、その中に入れられた試料が外部の物質によって汚染されないようにし、また研究所のスタッフが試料カップの中に含まれている病理学的試料によって汚染される危険から保護するようにしなければならない。このことは一般的に臨床化学試験に用いられる試料カップ、特に核酸試料をセル材料から隔離する方法において用いられる試料カップに対して適用される。
【０００６】
【従来の技術】
従来の技術によると、そのような試料カップのキャップは、例えば、試料カップの中に入れられた試料に関して核酸試料をセル材料から隔離するための方法が実行される前に、例えば、１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を試料カップの中へピペットで移送することができるように、あるいは、そのようにして隔離された核酸試料を試料カップの中へ移送するために、ピペット操作を行うことができるようにするために、十分な注意を払って手動的に取り外したり、置き換えたりしなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
試料カップのねじ込みキャップを、上述したように手動的に取外し、置き換えることは、時間のかかる取扱いであり、近代的な自動試料カップ取扱装置における試料カップの自動取扱いに対する増大する要求とは両立できない取扱い方法である。従って、ねじ込みキャップの取外しと置き換えに対する自動化の要求が存在している。
【０００８】
さらに、それぞれがねじ込みキャップによってふたをされた個々の試料カップを、試料カップ取扱い装置の中の別の位置へ移送して、例えば、核酸試料をセル材料から隔離するための方法の各種段階を実行することの要求も存在している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の目的は、上述した要求を少なくとも個別的に満足させるのに適した装置および方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、上述した２つの要求を、最も簡単で従ってより安価な方法で満足させるのに適した装置および方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、上述した要求を最も簡単で、従ってより安価な方法で満足させるのに適した試料カップを提供することにある。
【００１２】
本発明の第１の観点からいうと、本発明の目的は、該キャップの凹所の中へ入り、それと係合して結合部を形成するようになった回転自在なグリッパー工具を備えた移送可能なグリッパーを具備し、該結合部が、該グリッパー工具を該試料カップに関して第１の方向へ回転させることによってロックすることができ、また、該グリッパー工具を該試料カップに関して該第１方向とは逆の第２の方向へ回転させることによってアンロックすることができることを特徴とする装置によって達成される。
【００１３】
本発明の第２の観点からいうと、本発明の目的は、
ａ）その各々が試料カップの下部を受け止め、保持し、それらの回転を防ぐようになった複数個のチェンバーを有する試料カップホルダーと、
ｂ）その各々が取り外し自在なねじ込みキャップによってふたをされ、その下部が前記試料カップホルダーの１つのチェンバーの中へ挿入される複数個の試料カップであって、
各々の該試料カップの外壁が試料カップホルダーのチェンバーの内面の対応的な領域と協動的な形状の領域を有していて、該チェンバー内に挿入された試料カップの回転を防いでおり、
前記ねじ込みキャップがその頂部及び中央部において位置した凹所を有し、該凹所が試料カップの長軸に沿って延在した溝からなっており、該溝の端部が試料カップの長軸に関して反対の角度方向に延在した２つの環状チャンネル部分になっている、その複数個の試料カップと、
ｃ）移送装置によって３つの直交方向に駆動することのできるグリッパーであって、該グリッパーが前記キャップの凹所の形状、寸法と合致する形状、寸法を有した端部を備えた回転自在なグリッパー工具からなっており、該グリッパー工具の端部タブが該キャップの凹所の溝の中へ入り、回転によって該凹所の環状チャンネル部分の中へ入ってそれと係合するようになっている、そのグリッパーと、
ｄ）該グリッパーを前記３つの直交方向へ駆動し、試料カップのキャップの凹所の中で、該グリッパー工具を位置決めし、所定の角度だけ回転させるための移送装置と、を具備する装置によって達成される。
【００１４】
本発明の第３の観点からいうと、本発明の目的は、１次試料の管の中に入れられた学的試料の一部を、試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップを自動的に取り扱うための方法において、前記キャップの凹所の中入るようになった回転自在なグリッパー工具を有した移送可能なグリッパーによって試料カップを移送させることからなり、該移送操作が、該グリッパー工具を該凹所の中で位置決めすることと、
該グリッパー工具を、それが該凹所と係合して、それとロックするまで、該凹所の中で該試料カップに関して回転させることと、
該グリッパーを移送して、それによって試料カップを第１位置から第２位置へ移送することと、によって行われることを特徴とする試料カップの自動取扱方法によって達成される。
【００１５】
本発明の第４の観点からいうと、本発明の第１の目的は、１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を、試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップを自動的に取り扱うための方法において、前記キャップの凹所の中入るようになった回転自在なグリッパー工具を有した移送可能なグリッパーによって試料カップのキャップを取り外すことからなり、該取り外し操作が、
該グリッパー工具を該凹所の中で位置決めすることと、
該グリッパー工具を該凹所の中で、該試料カップに関して第１の方向へ回転させ、それによってキャップのねじをゆるめ、該キャップを試料カップから取り外すことと、によって行われることを特徴とする試料カップの自動取扱方法によって達成される。
【００１６】
本発明の第５の観点からいうと、本発明の第１の目的は、１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を、試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、ねじ込みキャップでふたをされた試料カップを自動的に取り扱うための方法において、
前記キャップの凹所の中入るようになった回転自在なグリッパー工具を有した移送可能なグリッパーによって試料カップのキャップを置き換えることからなり、該置き換え操作が、
該グリッパー工具を該凹所の中で位置決めすることと、
該グリッパー工具を該凹所の中で、該試料カップに関して該第１方向とは逆の第２の方向へ回転させ、それによってキャップのねじを締め、該キャップを試料カップの上で置き換えることと、によって行われることを特徴とする試料カップの自動取扱方法によって達成される。
【００１７】
本発明の第６の観点からいうと、本発明による装置とともに用いるのに適した試料カップは、頂部及び中央部において位置した凹所を有する取り外し自在なねじ込みキャップであって、該凹所が試料カップの長軸に沿って延在した溝を有し、該溝の端部が該試料カップの長軸に関して反対の角度方向へ延在した２つの環状チャンネル部分になっている、そのキャップと、試料カップホルダーのチェンバーの内面の対応的な領域を協動するようになった領域を有し、試料カップの下部が該チェンバーの中へ挿入された時に、試料カップが回転するのを防いでいる外壁と、を具備することを特徴としている。
【００１８】
本発明による装置、方法、および試料カップの主な利点は、試料カップを自動的に開放、閉鎖、移送するのに非常に簡単で、比較的安価な装置を提供することである。
【００１９】
本発明による装置、方法、および試料カップの例示的な実施例について、添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明による装置は、図１から図３を参照しながら説明するタイプの移送可能かつ回転自在なグリッパー１１を有している。該グリッパー１１の移送は、例えばＸ−Ｙ−Ｚ移送装置によって行われ、グリッパー１１を互いに他に対して直角な３方向に駆動することができる。該グリッパーの回転は、該移送装置に関連した適当な制御モータ装置によって行われる。該制御モータ装置は、グリッパー１１の回転、従ってグリッパー工具２１の回転が２つの角度方向、即ち時計廻り方向あるいはその逆方向に行えるようなものになっている。該制御モータ装置は、該グリッパー工具の回転運動に関連した電気エネルギ−の量の変化を測定するための装置を有している。このように、本装置はその運転状態の変化、例えば、グリッパー工具がキャップ３４の凹所と係合した時を検知することができ、キャップ３４のねじをゆるめるために力を加え、それを試料カップ３１から取外すことができる。
【００２１】
グリッパー１１は、頂壁と側壁とを有するハウジング１２と、第１ばね１４と、グリッパー工具２１とからなっており、該側壁はハウジング１２の側壁の直径方向反対側に位置した細長い開口１３と１３ａ（図示せず）とを有しており、また前記グリッパー工具は凹所１５を有する円筒状上部１６と、シャフト２５に結合された底壁とからなり、該シャフトは該円筒状上部１６の回転軸に沿って延在し、下端２４を有している。
【００２２】
ピン状の突起物１７，１７ａが前記円筒状上部１６の側壁から半径方向において反対方向に延在している。前記シャフト２５は、その下端部において、半径方向、反対方向に延在したピン状突起物２２，２３を有している。
【００２３】
環状ディスク１９がシャフト２５に沿って、前記円筒状上部１６の底壁とピン状突起物２２，２３との間で、自由に滑動できるようになっている。しかしながら、該ディスク１９は、図２に示されたように、シャフト２５に関連して配置された第２ばね１８によって、前記突起物２２，２３に押しつけられている。
【００２４】
図１に示したようなグリッパー１１の組立状態においては、ばね１４と円筒状上部１６とはハウジング１２の内部に配置され、ピン状突起物１７，１７ａがハウジング１２のそれぞれの開口１３，１３ａを貫通し、バネ１４がハウジング１２によって自身にかかった力を円筒状上部１６に得伝達するようになっている。このように、円筒状上部１６は、それにかけられた力の大きさに応じて、ハウジング１２の中で開口１３，１３ａの長さによって規定される限度内で移動することができる。
【００２５】
図１から図４、および上述したことから、グリッパー１１が回転されるとグリッパー工具２１もそれとともに回転することがわかる。
【００２６】
上述したグリッパー１１の部品に加えて、図１と図２は本発明による試料カップのキャップ３４を示している。
【００２７】
図１に示したように、グリッパー１１のグリッパー工具２１が該キャップ３４を保持している時は、ばね１８がディスク１９をキャップ３４の頂部に対して押し付けており、該キャップの一部分は該ディスク１９とグリッパー工具２１の突起物２２，２３との間で保持され、またグリッパー工具２１の下端における該突起物２２，２３はキャップ３４の凹所３５，３６と係合している。図１においては、凹所３５と突起物２２とが係合しているところのみが示されている。
【００２８】
図４から図７は本発明による試料カップ３１をより詳細に示している。そのような試料カップ３１は、取り外し自在のねじ込みキャップ３４を有し、これはその頂部と中央部に位置した凹所を有している。該凹所は試料カップ３１の長軸に沿って延在した溝３７を有し、該溝の端部は試料カップ３１の長軸に関して反対の角度方向に延在した、２つの環状チャンネル部分３５，３６になっている。該試料カップ３１は領域３３を備えた外壁３２を有しており、その形状は試料カップホルダーのチェンバーの内壁における対応的な領域の形状と協動するようになっており、試料カップの下部が該チェンバーの中へ挿入された時に、試料カップ３１が回転するのを防止している。
【００２９】
本発明による装置の本質的な特徴は、該装置がキャップ３４の凹所３５，３６の中へ挿入されかつそれと係合するような形状、寸法になった回転自在なグリッパー工具２１を有していて、それによって形成された結合部が、グリッパー工具２１を試料カップ３１に関して第１の方向へ回転させることによってロックされ、またグリッパー工具２１を試料カップ３１に関して該第１方向とは反対の第２の方向へ回転させることによってアンロックされることにある。
【００３０】
図８を参照しながらこれから説明する好的実施例においては、本発明による装置は複数個の試料カップ５１〜６９を取扱うために用いられ、該試料カップの各々は、例えば図８に示したような形状を有した試料カップホルダー４１の複数個の対応的なチェンバーの中に挿入される。本発明による適切な運用のために、各チェンバーの内壁は試料カップ３１の外壁の対応領域３３と協動的な形状の領域を有していなければならず、該試料カップが試料カップホルダー４１のチェンバーの１つに挿入された時に、該試料カップ３１が該チェンバーによって静止保持され、その長軸の周囲に回転しないようになっている。
【００３１】
図８からわかるように、そこで概略的に示されている試料カップは、図４から図７を参照して上述したタイプのものである。図８に示した試料カップ５１〜６９の各々は、取外し自在なねじ込みキャップによってふたをされ、その下部は試料カップホルダー４１のチェンバーの１つに挿入されている。該カップ５１〜６９の外壁は試料カップホルダー４１のチェンバーの内壁の対応領域と協動的な領域を有しており、該チェンバーに挿入された試料カップ５１〜６９が回転しないようになっている。各々の試料カップ５１〜６９のねじ込みキャップはその頂部及び中央部に位置した凹所を有しており、該凹所は試料カップの長軸に沿って延在した溝を有し、該溝の端部は試料カップの長軸に関して反対の角度方向に延在した２つの環状チャンネル部分になっている。
【００３２】
図８を参照して上述した本発明による装置は、図１から図３を参照して上述したタイプのグリッパー、即ち、移送装置によって３つの直交方向へ駆動することのできるグリッパー１１に類似したグリッパーを有している。そのようなグリッパーは各々の試料カップのキャップにおける凹所の形状、寸法と合致した形状、寸法を有する端部を備えた回転自在なグリッパー工具を有しており、該グリッパー工具の端部はキャップの凹所の溝の中へ入り込み、回転されることによって該凹所の環状チャンネル部分の中へ入り、それと係合する。該グリッパーを駆動するための移送装置はそれを３つの直交方向へ駆動するのに適しており、各々の試料カップ５１〜６９のキャップの凹所において、グリッパーのグリッパー工具を位置決めして、所定の角度だけ回転させるのに適している。
【００３３】
１次試料の管の中に入れられた生物学的試料の一部を、前記試料カップへ自動的にピペットで出し入れしなければならないシステムの中で、本発明による装置によってねじ込みキャップ３４でふたをされた試料カップ３１を保持し、移送するための方法を、以下に図９から図１２を参照しながら説明する。そのような方法は、前記キャップ３４の凹所３５，３６，３７の中へ入り込むようになったグリッパー工具２１を備えた移送可能でかつ回転自在なグリッパーによって、試料カップ３１を移送することからなっており、該移送操作は、該凹所３５，３６，３７の中へ該グリッパー工具２１を位置決めすることと、該グリッパー工具が該凹所３５，３６，３７の中で係合して、それとロックするまで、該グリッパー工具２１を該凹所３５，３６，３７の中で、該試料カップ３１に関して回転させることと、該グリッパー工具を移送し、それによって試料カップ３１を第１位置から第２位置へ移送することとによって行われる。
【００３４】
グリッパー工具をキャップ３４の凹所の中で位置決めするために、グリッパー工具２１はそれがキャップ３４の上面と接触するまで、移送装置によって降下される（図９参照）。この接触がなされると、グリッパー工具２１は上述した制御モータ装置によって回転されるが、その間は前記移送装置はグリッパー工具２１に対して依然としてゆるやかな下向きの力を加えている。このようにして、グリッパー工具２１の突起物２２，２３の角度位置がキャップ３４の溝３７の角度位置と一致した時に、該突起物は溝３７の中へ入り、さらに回転させると突起物２２，２３はキャップ３４の環状チャンネル部分３５，３６と係合し（図１０参照）、このようにして、グリッパー工具２１とキャップ３４との間、従ってグリッパー工具２１と試料カップ３１との間にロック結合が確立される。図１１と図１２とはグリッパー工具２１による試料カップ３１の上下方向の移送操作を示している。
【００３５】
本発明による装置を用いて試料カップ３１のねじ込みキャップ３４の取外し方法を、以下図１３を参照しながら説明する。そのような方法は、前記グリッパー工具２１を前記凹所３５，３６，３７の中で位置決めすることと、該グリッパー工具２１を該凹所３５，３６，３７の中で該試料カップ３１に関して第１の方向へ回転させることと、それによってキャップ３４のねじを外すことと、該キャップを試料カップ３１から取外すこととからなっている。
【００３６】
本発明による装置を用いて、ねじ込み式のキャップ３４を試料カップ３１の上へ置き換える方法、即ちねじ込むための方法を、以下図１４と図１５を参照しながら説明する。そのような方法は、前記グリッパー工具２１を前記凹所３５，３６，３７の中で位置決めすることと、該グリッパー工具２１を該凹所３５，３６，３７の中で該試料カップ３１に関して前記第１の方向とは逆の第２の方向へ回転させることと、それによってキャップ３４をねじ込むことと、該キャップを試料カップ３１の上へ置き換えることとからなっている。
【００３７】
図１６はキャップ３４、従って試料カップ３１をグリッパー工具２１から取外すところを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の本質的な部分である移送可能なグリッパー１１の透視図。
【図２】図１におけるグリッパー１１の分解図。
【図３】図１および図２におけるグリッパー１１のグリッパー工具２１の断面図。
【図４】本発明による試料カップ３１の透視図。
【図５】図４における試料カップ３１の側面図。
【図６】図５における試料カップ３１のＡ−Ａ断面図。
【図７】図４における試料カップ３１の平面図。
【図８】複数個の試料カップを保持するための試料カップホルダー４１の透視図。
【図９】試料カップ３１を取扱う方法の第１段階を概略的に示し、グリッパー工具２１を降下している図。
【図１０】グリップ工具２１を試料カップ３１のキャップ３４に装着した図。
【図１１】試料カップ３１をグリップ工具２１を介して持ち上げている図。
【図１２】試料カップ３１を下降している図。
【図１３】  試料カップ３１からキャップ３４を外している図。
【図１４】試料カップ３１にキャップ３４を装着するためにキャップ３４を降下している図。
【図１５】試料カップ３１にキャップ３４を装着後、キャップ３４からグリッパー工具２１を外方向に回転した図。
【図１６】キャップ３４からグリッパー工具を上方に外している図。
【符号の説明】
１１  グリッパー
２１  グリッパー工具
３１  試料カップ
３４  キャップ
３５，３６  凹所
３７  溝
４１  試料カップホルダー
５１〜６９  試料カップ
【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１１】
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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１６】
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