(57)【要約】多くの場合、複雑かつ反復的である、マイクロ流体実験を自動的に行うためのロボットについて説明する。ロボットは、フッ化炭素等のオフチップ流体およびタンパク質等のオフチップ材料の連通を始動するためのシステムを含む。オフチップ流体およびオフチップ材料の連通はさらに、Ｚヘッドロボット、ＸＹ平面ロボット、およびマイクロ流体実験の実施のために、オフチップ流体およびオフチップ材料をマイクロ流体デバイス内に連通させるための流体密封接合を生成するインターフェースアセンブリに相対するマイクロ流体デバイスに誘導される。
2012530261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体実験を編成するためのロボットであって、
マイクロ流体デバイスを受け取るように構成されたマクロ−マイクロインターフェースアセンブリと、
Ｚヘッドと
を備え、
該Ｚヘッドは、流体を該マイクロ流体デバイス中へ連通させるための流体密封接合を作成するために、該シースを突き出すように構成され、該シースは、該マクロ−マイクロインターフェースアセンブリと嵌合する終端を有する管を収容し、該Ｚヘッドは、該管の終端と該マイクロ流体デバイスとの間の該流体密封接合を解消するために、該シースを引っ込めるようにさらに構成されている、
ロボット。
【請求項２】
３つのポートを有する弁をさらに備え、１つのポートは、前記管に連結され、別のポートは、バイアル管に連結され、該バイアル管は、バイアルにさらに連結され、残りのポートは、シリンジに連結され、該シリンジは、ポンプにさらに連結されている、請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
ＸＹ平面ロボットをさらに備え、該ＸＹ平面ロボットは、Ｘキャリッジと、該Ｘキャリッジに電気機械的に連結されたＹキャリッジとをさらに備え、該Ｙキャリッジは、９６ウェルプレート、吸取紙構造、管ラック、およびＸＹ終端デバイスが載ったＸＹ架台を支持する、請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記マクロ−マイクロインターフェースアセンブリは、メス型連結器を備え、該メス型連結器は、略円筒形形状を有し、２つのＤ形状フックを伴い、該２つのＤ形状フックは、略半円形形状であり、該メス型連結器の上部表面から平行に突出している、請求項１に記載のロボット。
【請求項５】
圧縮／非圧縮構造をさらに備え、該圧縮／非圧縮構造は、円柱によって前記メス型連結器に連接され、該円柱の終端は、円盤状終端であり、該円盤状終端のうちの一方は、前記メス型連結器の２つのＤ形状フックにラッチされ、他方の円盤状終端は、該圧縮／非圧縮構造に対する前記マクロ−マイクロインターフェースアセンブリにラッチされ、該圧縮／非圧縮構造が下方力を付与する場合、圧縮力が該マクロ−マイクロインターフェースアセンブリに分配される、請求項４に記載のロボット。
【請求項６】
インターフェースアセンブリであって、
いくつかの誘導オリフィスを規定するように構成された上側マクロ−マイクロインターフェースと、
前部を構成するように構成された下側マクロ−マイクロインターフェースと
を備え、
該前部の上側終端は、種々のインターフェースポートを収容し、該前部の下側終端は、半円形を収容し、各誘導オリフィスは、各それぞれのインターフェースポートおよび各それぞれの半円形と軸方向に整列され、マイクロ流体デバイスが、該インターフェースポートと該半円形との間で該下側マクロ−マイクロインターフェースに締結され、該マイクロ流体デバイスにおいて、該マイクロ流体デバイスの円柱ポートの一部が、該半円形内に嵌入し、該半円形は、それぞれ、該マイクロ流体デバイスのインターフェース開口とさらに整列している、
インターフェースアセンブリ。
【請求項７】
前記上側マクロ−マイクロインターフェースは、ラッチ構造をさらに規定し、該ラッチ構造は、２つの軸から離れた環状の穴をさらに備え、該軸から離れた環状の穴のうちの１つは、棚を有し、前記下側マクロ−マイクロインターフェースは、棚を有する該１つの軸から離れた環状の穴と軸方向に整列された孔を含む、請求項６に記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項８】
円柱をさらに備え、該円柱の近位終端は、円盤状終端であり、該円柱の遠位終端も、別の円盤状終端であり、該円盤状終端のうちの一方は、前記インターフェースアセンブリを前記上側マクロ−マイクロインターフェースの軸から離れた環状の穴のうちの１つの棚にラッチするために使用される、請求項７に記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項９】
揺動子階段を含む揺動子構造をさらに備え、該揺動子構造は、解放ボタンを収容する揺動子ボタン孔をさらに含み、摺動可能揺動子ロッドが、該揺動子構造内に配置されている、請求項８に記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１０】
前記マイクロ流体デバイスを前記下側マクロ−マイクロインターフェースの前部と緊張関係において把持するように構成されたＬ形状部材をさらに備え、該Ｌ形状部材は、前記解放ボタンが作動された場合に、てこで動かされ、該Ｌ形状部材の近位終端に、前記摺動可能揺動子ロッドを介して前記揺動子階段上で揺動するように構成され、該Ｌ形状部材の遠位終端は、該マイクロ流体デバイスを該下側マクロ−マイクロインターフェースの前部内に受け取るように持ち上がるように構成されている、請求項９に記載のインターフェースアセンブリ。
【請求項１１】
Ｚヘッドロボットであって、
管を収容する一式のシースに締結された一式のＳ形状オス型セレクタと、
一式のメス型セレクタであって、該一式のメス型セレクタのそれぞれは、Ｃ形状セレクタ開口部を含む、一式のメス型セレクタと、
カムと
を備え、
該カムは、回転運動を線形運動に変換するように回転する頂点を伴う円盤部材のアセンブリであり、該Ｚヘッドロボットは、該カムの円盤部材の１つ以上の頂点を降下させることによって、該降下された頂点が、１つ以上のメス型セレクタに接触し、１つ以上のＣ形状セレクタ開口部を１つ以上のＳ形状オス型セレクタの近位終端と嵌合させ、それによって、１つ以上のシースを選択する、
Ｚヘッドロボット。
【請求項１２】
平行な向き合う側面を伴う垂直トラックをさらに備え、一方の側面は、凸面突起を有し、該凸面突起は、他方の側面の別の凸面突起と向き合い、該垂直トラックは、前記一式のメス型セレクタに機械的に連結され、該トラックは、誘導部内に摺動可能に嵌入し、該誘導部は、互に背を向け合う平行な側面を有し、各側面は、該トラックのそれぞれの凸面突起に相補的に嵌まる凹面切り欠きを有する、請求項１１に記載のＺヘッドロボット。
【請求項１３】
ウォームの周囲を回転する垂直モータをさらに備え、該ウォームは、長いロッドであり、該長いロッドのネジ山は、該垂直モータの内側のウォーム車輪の歯と噛合し、該垂直モータは、作動されると、選択されたＳ形状オス型セレクタを移動させ、それによって、選択されたシースに垂直移動を付与する、請求項１２に記載のＺヘッドロボット。
【請求項１４】
前記メス型セレクタの終端に規定された孔によって、各メス型セレクタが締結される垂下ロッドをさらに備え、各メス型セレクタは、取り付けられた突起を含み、該突起は、セレクタバネの円形フック終端であり、前記Ｚヘッドロボットは、セレクタ緊張ロッドをさらに備え、該セレクタ緊張ロッドを通して該セレクタバネの残りの円形フック終端が固定されている、請求項１３に記載のＺヘッドロボット。
【請求項１５】
終端が円形フックである一式のバネをさらに備え、バネの各終端における各円形フックは、前部に搭載されたそれぞれの前部ボルトに対してループを設けるように構成され、他のフックは、Ｓ形状オス型セレクタの遠位終端に搭載された別のそれぞれの前部ボルトに対してループを設け、該別のそれぞれの前部ボルトは、該前部の溝内に摺動可能に位置付けられる、請求項１４に記載のＺヘッドロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／１８７２３４号（２００９年６月１５日出願）および米国出願第１２／７９４３３０号（２０１０年６月４日出願）の利益を主張する。これらの出願は、参照により本明細書に引用される。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体は、非常に小さいスケールの構造に物理的に制約される流体の挙動および伝導に焦点を当てた科学の分野である。科学は、多くの学問領域にわたる分野であって、工学、物理学、化学、マイクロ技術、およびバイオ技術を組み合わせて、非常に小体積の流体が使用される実践的用途を生み出す。マイクロ流体科学は、インクジェットプリントヘッドおよびラボオンチップ技術等の種々のプロジェクトの商業化の成功に伴って、過去３０年にわたって、脚光を浴びている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の開示は、発明を実施するための形態においてさらに後述される簡略形態において、一連の概念を紹介するために提供される。本発明の開示は、請求される主題の重要となる特徴を識別することを意図するものではなく、または請求される主題の範囲を判定する補助として使用されることを意図するものでもない。
【０００４】
本主題の一側面は、流体実験を編成するためのロボットについて説明する、システム形態を含む。ロボットは、マイクロ流体デバイスを受け取るように構成されたマクロ−マイクロインターフェースアセンブリを備える。ロボットはさらに、マクロ−マイクロインターフェースアセンブリと嵌合し、流体をマイクロ流体デバイス内に連通させるための流体密封接合を作成する終端を有する管を収容するシースを突き出すように構成されたＺヘッドを備える。Ｚヘッドはさらに、管の終端とマイクロ流体デバイスとの間の流体密封接合を解消するようにシースを引っ込めるように構成される。
【０００５】
本主題の別の側面は、インターフェースアセンブリについて説明する、デバイス形態を含む。インターフェースアセンブリは、いくつかの誘導オリフィスを規定するように構成された上側マクロ−マイクロインターフェースを備える。インターフェースアセンブリはさらに、その上側終端が種々のインターフェースポートを収容し、その下側終端が半円形を収容するように、前部を規定するように構成された下側マクロ−マイクロインターフェースを備える。各誘導オリフィスは、各それぞれのインターフェースポートおよび各それぞれの半円形と軸方向に整列される。インターフェースポートと半円形との間の下側マクロ−マイクロインターフェース内に締結されるのは、マイクロ流体デバイスであって、マイクロ流体デバイスの円柱ポートの一部は、さらに、それぞれ、マイクロ流体デバイスのインターフェース開口と整列する、半円形内に嵌入する。
【０００６】
本主題のさらなる側面は、Ｚヘッドロボットについて説明する、別のデバイス形態を含む。Ｚヘッドロボットは、管を収容する、一式のシースに締結される、一式のＳ形状オス型セレクタを備える。Ｚヘッドロボットはまた、一式のメス型セレクタを備え、それぞれ、Ｃ形状セレクタ開口部を含む。さらに、Ｚヘッドロボットは、回転運動を線形運動に変換するように回転する頂点を伴う、円盤部材のアセンブリである、カムを備え、Ｚヘッドロボットは、カムの円盤部材の１つ以上の頂点を降下させることによって、降下された頂点を１つ以上のメス型セレクタに接触させ、１つ以上のＣ形状セレクタ開口部を１つ以上のＳ形状オス型セレクタの近位終端と嵌合させ、それによって、１つ以上のシースを選択する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の前述の側面および付帯利点の多くは、付随の図面と関連して検討される際、以下の発明を実施するための形態を参照することにより、より良い理解が得られることによって、より容易に解釈されるであろう。
【図１】図１は、原型的流体実験を編成するためのロボットを例証する、左側前部からの等角斜視図である。
【図２】図２は、原型的流体実験を編成するためのロボットを例証する、左側前部からの等角斜視図である。
【図３】図３は、原型的流体実験を編成するためのロボットの一部分を例証する、左側前部からの等角斜視図である。
【図４】図４は、原型的流体実験を編成するためのロボットを例証する、右側前部からの等角斜視図である。
【図５】図５は、原型的流体実験を編成するためのロボットの一部分を例証する、右側前部からの等角斜視図である。
【図６】図６は、流体実験を編成するための原型的ロボットの一部分、具体的には、ＸＹ平面ロボットを例証する、右側前部からの等角斜視図である。
【図７】図７は、流体実験を編成するための原型的ロボットの一部分、具体的には、ＸＹ平面ロボットを例証する、左側前部からの等角斜視図である。図７Ａは、原型的ＸＹ終端デバイスの一部分を例証する、等角斜視図である。
【図７Ａ】図７は、流体実験を編成するための原型的ロボットの一部分、具体的には、ＸＹ平面ロボットを例証する、左側前部からの等角斜視図である。図７Ａは、原型的ＸＹ終端デバイスの一部分を例証する、等角斜視図である。
【図８】図８は、原型的実験プラットフォームおよび原型的点滴架台を例証する、左側前部からの分解された等角斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、原型的インターフェースアセンブリの一部分を例証する、左側前部からの分解された等角斜視図である。図９Ｂは、原型的インターフェースアセンブリの一部分を例証する、左側後部からの分解された等角斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａは、原型的インターフェースアセンブリの一部分を例証する、左側前部からの分解された等角斜視図である。図９Ｂは、原型的インターフェースアセンブリの一部分を例証する、左側後部からの分解された等角斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、原型的インターフェースアセンブリを例証する、左側後部からの組み立てられた等角斜視図である。図１０Ｂは、原型的インターフェースアセンブリを例証する、左側前部からの分解された等角斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａは、原型的インターフェースアセンブリを例証する、左側後部からの組み立てられた等角斜視図である。図１０Ｂは、原型的インターフェースアセンブリを例証する、左側前部からの分解された等角斜視図である。
【図１１】図１１は、原型的インターフェースアセンブリを例証する、左側前部からの組み立てられた等角斜視図である。
【図１２】図１２は、流体実験を編成するための原型的ロボットの一部分、具体的には、Ｚヘッドロボットを例証する、右側前部からの等角斜視図である。
【図１３】図１３は、原型的Ｚヘッドロボットの内部を例証する、右側前部からの等角斜視図である。
【図１４】図１４は、原型的Ｚヘッドロボットの原型的内部を例証する、右側前部からの分解された等角斜視図である。
【図１５】図１５は、原型的Ｚヘッドロボットの一部分、具体的には、原型的選択機構を例証する、右側前部からの組み立てられた等角斜視図である。
【図１６】図１６は、原型的Ｚヘッドロボットの一部分、具体的には、原型的選択機構を例証する、右側前部からの分解された等角斜視図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、原型的Ｚヘッドロボットの原型的内部の一部分、具体的には、原型的カムの原型的円盤部材および選択前状態における原型的メス型セレクタを例証する、右側側面からの部分断面図である。図１７Ｂは、原型的Ｚヘッドロボットの原型的内部の一部分、具体的には、原型的カムの原型的円盤部材および選択後状態における原型的メス型セレクタを例証する、右側側面からの部分断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａは、原型的Ｚヘッドロボットの原型的内部の一部分、具体的には、原型的カムの原型的円盤部材および選択前状態における原型的メス型セレクタを例証する、右側側面からの部分断面図である。図１７Ｂは、原型的Ｚヘッドロボットの原型的内部の一部分、具体的には、原型的カムの原型的円盤部材および選択後状態における原型的メス型セレクタを例証する、右側側面からの部分断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、原型的ロボットの一部分、具体的には、圧縮前または非圧縮状態における原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側側面からの部分断面図である。図１８Ｂは、原型的ロボットの一部分、具体的には、圧縮または減圧後状態における原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側側面からの部分断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａは、原型的ロボットの一部分、具体的には、圧縮または非圧縮状態における原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側側面からの部分断面図である。図１８Ｂは、原型的ロボットの一部分、具体的には、圧縮または減圧後状態における原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側側面からの部分断面図である。
【図１９】図１９は、原型的ロボットの一部分、具体的には、原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側前部からの組み立てられた等角斜視図である。
【図２０】図２０は、原型的ロボットの一部分、具体的には、原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側後部からの組み立てられた等角斜視図である。
【図２１】図２１は、原型的ロボットの一部分、具体的には、原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、左側後部からの組み立てられた等角斜視図である。
【図２２】図２２は、原型的ロボットの一部分、具体的には、原型的圧縮／非圧縮構造を例証する、右側前部からの分解された等角斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本主題の種々の実施形態は、多くの場合、複雑かつ反復的である、マイクロ流体実験を自動的に行うためのロボット１００を含む。本主題の種々の実施形態のロボット１００は、フッ化炭素等のオフチップ流体およびタンパク質等のオフチップ材料等の連通を始動させるためのシステムを含む。オフチップ流体およびオフチップ材料の連通はさらに、Ｚヘッドロボット５００、ＸＹ平面ロボット４００、ならびにタンパク質結晶化等のマイクロ流体実験の実施のために、オフチップ流体およびオフチップ材料をマイクロ流体デバイス内に連通させるための流体密封接合を生成する、インターフェースアセンブリ３０６に相対するマイクロ流体デバイスに誘導される。ロボット１００は、ｚ−軸における管５０６Ａ−Ｄの移動を調整するためのＺヘッドロボット５００と、ｘ−軸およびｙ−軸の両方におけるＸＹ架台４０８（その上に、オフチップ材料が収容される）の移動を調整するためのＸＹ平面ロボット４００とを３軸的に編成することによって、インターフェースアセンブリ３０６によって保持されるマイクロ流体デバイス３２６への最終的連通のために、管５６０Ａ−Ｄ内にオフチップ流体およびオフチップ材料を装填する。
【０００９】
本主題の一実施形態では、ロボットは、マイクロ流体デバイスの微細加工チャネルを通して、継続的または離散液体流動を編成する。液体流動の作動は、外部機械ポンプ２０８Ａ−Ｄ等の外部圧力源によって実装される。ロボットによる編成は、副次的に、タンパク質等の材料汚損の低減または排除を促進する。ロボット１００は、種々の生科学的用途に精通したソフトウェアによってプログラム可能であって、特に、化学分離を編成するため、ならびに高度な柔軟性または複雑な流体操作を要求する用途に対して好適である。多くの異なる好適な実験が実施され得、そのいくつかは、分子結晶化、酵素分析、ＤＮＡ分析、プロテオミクス分析、臨床病理学、および環境試験を含む。
【００１０】
一例証的実施形態では、Ｚヘッドロボット５００と組み合わせたＸＹ平面ロボット４００が、管５０６Ａ−Ｄをマイクロ流体デバイス３２６と嵌合させた後、ロボット１００は、９６ウェルプレート４０６上に収容された水性試料、バイアル２２４Ａ−Ｄ内に収容された非混合性フッ化炭素試料、および管ラック４１６内に収容されたオフチップ材料の流動を制御することによって、マイクロ流体結晶化実験を調整する。マイクロ流体結晶化実験は、それぞれ、マイクロ流体デバイス３２６内に約１０−２０ナノリットルの水性液滴を産生する。各水性液滴は、別の水性液滴と異なるマイクロ流体実験（実験プロトコルに応じて）である。各水性液滴の組成は、ロボット１００に既知である。なぜなら、管５０６Ａ−Ｄに流体的に連結されたシリンジ２１０Ａ−２１０Ｄを制御するために、ポンプ２０８Ａ−Ｄを使用して、オフチップ流体およびオフチップ材料の流速を制御するからである。ロボット１００は、ソフトウェアによって、異なる実験プロトコルを実行するようにプログラム可能であるため、ロボット１００は、マイクロ流体デバイス３２６内の一連の水性液滴にわたって、比較的に平滑な濃度勾配を発生させることが可能である。加えて、ロボット１００は、異なる沈殿剤の事前形成されたカートリッジを利用して、多くの異なる沈殿剤に対して、単一タンパク質材料を採取する、ハイブリッド方法を介して、疎行列実験または勾配実験のいずれかを生成するための実験プロトコルを実行し得る。
【００１１】
ユーザプログラム可能プロトコルに従う、流体実験を編成するためのロボット１００が、図１−３において、左側前部から例証される。ロボット１００は、側面バー２００、実験プラットフォーム３００、ＸＹ平面ロボット４００、Ｚヘッド５００、および側面ボックス６００を含む、５つの区画に概念的に分割され、すべて、単独または組み合わせて、管５０６Ａ−Ｄの移動を促進する。上部カバー１１０は、ロボット１００の本体にわたって位置し、ロボット１００の後部において蝶着され、その開放を促進する。側面バー２００は、その開口部を確保するように蝶着される、ガラス側面ドア２１４の背部に封入される。側面バー２００は、建築構造上、上側部分および下側部分に分割される。２つの部分は、いくつかのバイアル受台２１４Ａ−Ｆおよび多数のラック孔２１６Ａ−Ｆを規定する、バイアルラック２０２によって分離される。種々のバイアル２２４Ａ−Ｄは、一式のバイアル受台２１４Ａ−Ｆ内に固定着座する。好適には、バイアル２２４Ａ−Ｄは、フッ化炭素等の流体を収容する。特殊実施形態では、バイアル２２４Ａ−Ｄは、単一バイアルに減らすことが可能である。ラック孔２１６Ａ−Ｆは、管５０６Ａ−Ｄおよびバイアル管２２２Ａ−Ｄ等の管を、側面バー２００の下側部分に向かって通されることを可能にする。側面バー２００の下側部分は、ポンプ２０８Ａ−Ｄによって制御される、一連のシリンジ２１０Ａ−Ｄによって伝導されるのに伴って、流体流動を調整する（およびより迅速な呼水注入を可能にする）ために、いくつかの弁２１２Ａ−Ｄを含む。ガラス側面ドア２１４は、シリンジ２１０Ａ−Ｄの視覚検査を可能にし、故障点検を容易にする。ポンプ２０８Ａ−Ｄは、一実施形態では、好適には、同時に、流体の流速を動的に変化させることによって、流体の比較的に平滑かつ段階的勾配を提供する。シリンジ２１０Ａ−Ｄは、好適には、気泡をシリンジの上部に移動するのを補助するように、直立配向に配向される。シリンジ２１０Ａ−Ｄは、吸引だけではなく、また、１分またはより良好な応答時間によって、毎分５０ナノリットルを含む、任意の好適な分解能での分注を促進する。より具体的には、弁２１２Ａ−Ｄはそれぞれ、３つのポートを有し、１つのポートは、管５０６Ａ−Ｄに連結され、別のポートは、バイアル管２２２Ａ−Ｄに連結され、残りのポートは、シリンジ２１０Ａ−Ｄに連結される。側面バー２００の底面には、液体の溢出を捕捉するための側面溝槽２１８がある。
【００１２】
ロボット１００の前部は、タッチ画面１０２を含む。タッチ画面１０２は、管ラック４１６、９６ウェルプレート４０６、およびバイアル２２４Ａ−Ｄ内のＯ．Ｄ．管等の好適なオフチップ流体およびオフチップ材料を種々の場所内に載置後、所望の実験プロトコルを定義する、または規定の実験プロトコルを実行させるために使用される。タッチ画面１０２の隣には、側面ボックス６００があり、その前部は、ＵＳＢポート１０４を提供する。側面ボックス６００の上方には、点滴架台１０８がある。点滴架台１０８の上部には、実験プラットフォーム３００がある。実験プラットフォーム３００の上方に浮設されるのは、ロボット１００の本体から延在する、突出部１１４であって、その上部には、Ｚヘッド５００のためのカバー５０２がある。カバー５０２の上部には、シース開口部として規定される、細隙５０８がある。いくつかのシース５０４Ａ−Ｇは、シース開口部５０８から突出する。流体５０６Ａ−Ｄを伝導させるための種々の管は、管誘導部５１０によって結束される、シース５０４Ａ−Ｇによって収容される。管誘導部５１０は、カバー５０２に隣接して、位置付けられ、他の管誘導部２２０とともに、管５０６Ａ−Ｄを結束し、側面バー２００に向かって配向する。ＸＹ平面ロボット４００のＹキャリッジ４０２は、ロボット１００の右側に垣間見られる。
【００１３】
図４および５は、前部から右側のロボット１００を例証する。点滴架台１０８は、側面ボックス６００の上部に視認可能である。側面ボックスロック１０６は、ロボット１００の内部へのアクセスを可能にし、内部は、実験架台３００上に圧縮／非圧縮を提供し、流体密封接合を生成するための機構、カメラ、照明、ＵＳＢ連結器、キーボードポート、マウス接続、各ポンプ２０８Ａ−Ｄのための別個の電力接続、その挙動を制御するための各ポンプへのＲＳ−２３２通信接続（すべて、ＵＳＢ連結器にともに電気的に連結される）、およびコンピュータ周辺機器を含む。側面ボックスロック１０６は、好適には、不正開封防止ジェットバレルロックから成る。点滴架台１０８の周縁に沿って境界を有するのは、側溝３０８であって、ロボット１００によるマイクロ流体実験の編成の際、液体の偶発的溢出を捕捉するように機能する。点滴架台１０８は、側面ボックス６００の上部の全体を被覆し、突出部１１４と、ＸＹ平面ロボット４００のキャリッジによって制御されるＸＹ架台４０８との下方に位置する。
【００１４】
点滴架台１０８の上部には、実験プラットフォーム３００がある。実験プラットフォーム３００は、ガスケットによって密閉される、良好に整列された圧力嵌着に相対して、マイクロ流体デバイスを受け取るように構成される。実験プラットフォーム３００に隣接するのは、支持フェンス４１０である。支持フェンス４１０は、実験プラットフォーム３００がＸＹ平面ロボット４００のＹキャリッジ４０２に向かって摺動するのを防止するように、実験プラットフォーム３００の位置の範囲を定める作用をするだけではなく、また、ＸＹ架台４０８を支持する底面を提供するが、ＸＹ架台４０８は、好適には、移動の自由度を可能にするように、支持フェンス４１０に接触しない。実験プラットフォーム３００は、Ａｌｌｅｎボルト３０４Ａ、Ｂに相対して点滴架台１０８に固定される、固定される架台３０２を含む。支持フェンス４１０の上方に浮設されるのは、ＸＹ平面ロボット４００のＹキャリッジ４０２に取り付けられる、ＸＹ架台４０８である。その遠位終端に向かってＸＹ架台４０８の上部に載置されるのは、９６ウェルプレート４０６である。
【００１５】
図６は、ＸＹ平面ロボット４００の右側を例証する一方、図７は、ＸＹ平面ロボット４００の左側を例証しており、多くの詳細が、明確にするために除去されている。９６ウェルプレート４０６は、ＸＹ平面ロボット４００が、ソフトウェアによって命令されるようにそれをＹキャリッジ４０２に対して横方向に特定の位置まで移動させる時、ＸＹ架台４０８と同一方向に移動する。言い換えると、９６ウェルプレート４０６は、Ｙキャリッジ４０２に取り付けられ、平面ロボット４００によって、Ｙ−軸方向（Ｘキャリッジ４０４に平行）に沿って、縦方向に移動させられることが可能である、ＸＹ架台４０８の上部に静置される。ＸＹ平面ロボット４００は、Ｙキャリッジ４０２が電気機械的に連結される、Ｘキャリッジ４０４を含む。Ｙキャリッジ４０２は、ＸＹ平面ロボット４００によって、Ｘキャリッジ４０４のＸ−軸配向に対して、横方向に移動させられることが可能である。言い換えると、ＸＹ架台４０８（したがって、９６ウェルプレート４０６）は、Ｙキャリッジ４０２が、ソフトウェア制御下にある間、Ｘキャリッジ４０４によって移動されると、Ｘ−軸方向（Ｙキャリッジ４０２に平行）に沿って、縦方向に移動され、位置付けられることが可能である。
【００１６】
９６ウェルプレート４０６の近位に隣接するのは、吸取紙ロック４１４Ａ、Ｂによって、定位置にスナップ留めされる一連の吸取紙４１２を収容する、吸取紙構造４１４である。吸取紙構造４１４の近位に隣接するのは、管ラック４１６である。管ラック４１６は、種々のＯ．Ｄ．管４１６Ａ−Ｆを収容し、管ラック４１６のポケットは、種々の管４１６Ａ−Ｆのキャップを固定するために利用可能であることによって、ロボット１００による実験編成に干渉しない。好適には、管４１６Ａ−Ｆは、直径約１／１６インチのサイズである。ＸＹ架台４０８の近位終端には、ＸＹ終端デバイス４１８がある。図７Ａを参照されたい。ＸＹ終端デバイス４１８は、上側部分と下側部分とに分割される。ＸＹ終端デバイス４１８は、ＸＹ架台４０８の近位終端を部分的に越えて、位置付けられる。ＸＹ終端デバイス４１８の上側部分は、ソフトウェア制御下、Ｚヘッドロボット５００によって、そのように指示される時、液体が、管５０６Ａ−Ｄの終端から廃棄可能な溝槽４１８Ａを含む。溝槽４１８Ａに隣接し、ＸＹ架台４０８の近位終端を部分的に越えて位置付けられるのは、ＸＹ上側誘導半円形４１８Ｂ−Ｈである。それぞれ、ＸＹ上側誘導半円形４１８Ｂ−Ｈのそれぞれと整列されるのは、ＸＹ終端デバイス４１８の下側部分内のＸＹ下側誘導孔４１８Ｉ−Ｏである。
【００１７】
Ｚヘッドロボット５００が、シース５０４Ａ−Ｇを降下させ、したがって、それぞれの管５０６Ａ−Ｄが、インターフェースアセンブリ３０６と接触すると、特定のシース５０４Ａ−Ｇおよび関連付けられた管５０６Ａ−Ｄは、特定の実験プロトコルのソフトウェア制御下、ＸＹ平面ロボット４００による平面誘導を提供する、それぞれのＸＹ下側誘導孔４１８Ｉ−Ｏのうちの１つを通過する。言い換えると、管５０６Ａが、ＸＹ下側誘導孔４１８Ｉを通して導入される場合、管５０６Ａをインターフェースアセンブリ３０６の誘導オリフィス３４２Ａ上の好適な場所にさらに誘導するであろう。管５０６Ｂが、ＸＹ下側誘導孔４１８Ｊを通して導入される場合、管５０６Ｂをインターフェースアセンブリ３０６の誘導オリフィス３４２Ｂ上の好適な場所にさらに誘導するであろう。管５０６Ｃが、ＸＹ下側誘導孔４１８Ｋを通して導入される場合、管５０６Ｃをインターフェースアセンブリ３０６の誘導オリフィス３４２Ｃ上の好適な場所にさらに誘導するであろう。管５０６Ｄが、ＸＹ下側誘導孔４１８Ｌを通して導入される場合、管５０６Ｄをインターフェースアセンブリ３０６の誘導オリフィス３４２Ｄ上の好適な場所にさらに誘導するであろう。残りの管は、該当する場合、同様に、残りのＸＹ下側誘導孔４１８Ｎ、Ｏを使用して、インターフェースアセンブリ３０６の残りの誘導オリフィス３４２Ｅ−Ｇに誘導される。
【００１８】
図８は、分解された詳細における、実験プラットフォーム３００を例証する。実験プラットフォーム３００は、それぞれ、シャンク３０４Ｇ、Ｈを通して摺動する、Ａｌｌｅｎボルト３０４Ａ、Ｂに相対して、点滴架台１０８に固定され、シャンク孔３０４Ｅ、Ｆは、固定される架台３０２上に規定され、Ａｌｌｅｎ孔３０４Ｃ、Ｄは、点滴架台１０８上に規定される。実験プラットフォーム３００は、Ａｌｌｅｎボルト３０４Ａ、Ｂから摺動可能に可撤性である一方、Ａｌｌｅｎボルト３０４Ａ、Ｂは、点滴架台１０８に締結されたままである。実験プラットフォーム３００は、空洞３１２内側に嵌着する、インターフェースアセンブリ３０６を含む。空洞３１２は、固定される架台３０２から中空化された空間である。好適には、空洞３１２は、その角３１２Ａ−Ｄが、さらに中空化され、略円形形状を形成し、微先端器具によって、インターフェースアセンブリ３０６を空洞３１２から持ち上げることを可能にする、矩形である。空洞３１２の底面はさらに空洞開口部３１４を規定し、固定される架台３０２の下方に配向される、付加的インターフェース構成要素を露出させる。
【００１９】
空洞開口部３１４の直下には、円形形状であって、連結孔３２０Ａおよび照明孔３２０Ｂを収容する、キャップシリンダ３１８がある。キャップシリンダ３１８は、環状側面を有し、固定される架台３０２または点滴架台１０８のいずれかに締結するためにねじを切られる。照明孔３２０Ｂは、インターフェースアセンブリ３０６によって保持されるマイクロ流体デバイス３２６内に含まれるマイクロ流体実験を観察する光を伝導するためのガラスレンズ３２２と嵌められる、環状棚を有する。連結孔３２０Ａは、連結ボルト３２８Ａ、Ｂによって、インターフェースアセンブリ３０６内の流体密封接合の生成を補助するように構成された圧縮／非圧縮構造６０２に締結される、メス型連結器３２８を収容する。メス型連結器３２８は、上部および底面表面を伴う、略円筒形形状を有する。上部表面を通して底面表面まで穿孔されるのは、連結ボルト３２８Ａ、Ｂを受け取るための連結孔３２８Ｃ、Ｄである。メス型連結器３２８の上部表面から平行に突出するのは、略半円形形状の２つのＤ形状フックである。キャップシリンダ３１８の下方には、光井３１０にわたって嵌着される、ワッシャ３１６がある。
【００２０】
図９Ａ、９Ｂ、１０Ｂは、分解された詳細における、インターフェースアセンブリ３０６を例証する。図１０Ａ、１１は、組み立てられた詳細における、インターフェースアセンブリ３０６を例証する。インターフェースアセンブリ３０６は、多数の区画を有する、インターフェースプラットフォーム３２４から構築される。区画のうちの１つは、傾斜近位終端である、インターフェース前部３２４Ａである。若干の下り坂にあるインターフェース前部３２４Ａの後には、マイクロ流体デバイス３２６を受け取るための受口として作用する、別の区画、インターフェースネスト３２４Ｂがある。インターフェースネスト３２４Ｂは、カメラ（図示せず）を下方に配向し、マイクロ流体デバイス３２６の内側で行われるマイクロ流体実験を撮像可能にするように、マイクロ流体デバイス３２６に向かって光を伝導するためのインターフェース光井３３０を含む。カメラは、好適には、ポンプ２０８Ａ−Ｄに電気的に連結される、ＵＳＢ接続を介して、ロボット１００と通信する。手動Ｘ−Ｙ調節によって、ユーザは、レンズの長さを変化させ、マイクロ流体デバイス３２６の着目面積に焦点を当てることによって、画質を改良可能である。２つの調節可能ＬＥＤ（図示せず）は、マイクロ流体デバイス３２６を撮像するカメラのための照明用の光源を提供する。
【００２１】
インターフェースネスト３２４Ｂに隣接するのは、揺動子階段３２４Ｇおよび揺動子階段３２４Ｆを含む、揺動子構造３２４Ｃである。この揺動子構造３２４Ｃはまた、揺動子ボタン孔３２４Ｅを含み、解放ボタン３２８を収容する。摺動可能揺動子ロッド３３０は、揺動子構造３２４Ｃ内に配置される。また、揺動子構造３２４Ｃに隣接するのは、下側マクロ−マイクロインターフェース３２４Ｄであって、その上部は、円柱３３２が突出する孔３２４Ｍ、軸受穴３２４Ｋ、Ｌ、およびボルト穴３２４Ｎ、Ｏを含む。下側マクロ−マイクロインターフェース３２４Ｄは、Ｃ形状前部３２４Ｈを有し、その上側終端は、種々のインターフェースポート３２４Ｈ−１、２、３、４、５、６、および７を収容し、その下側終端は、半円形３２４Ｈ−１１、１２、１３、１４、１５、１６、および１７を収容する。軸受穴３２４Ｋ、Ｌ内に嵌着されるのは、軸受構造３３６Ａ、Ｂである。ボルト穴３２４Ｎ、Ｏ内に嵌着されるのは、ボルト３３４Ａ、Ｂである。インターフェースポート３２４Ｈ−１−７と半円形３２４Ｈ−１１−１７との間の下側マクロ−マイクロインターフェース３２４Ｄ内にスナップ留めされるのは、マイクロ流体デバイス３２６である。マイクロ流体デバイス３２６の円柱ポートの一部は、半円形３２４Ｈ−１１−１７内に嵌着され、それぞれ、マイクロ流体デバイス３２６の５つのインターフェース開口３２６Ａ−Ｅと整列し、さらに、それぞれ、インターフェースポート３２４Ｈ−１−７の一部の軸中心と整列する。
【００２２】
マイクロ流体デバイス３２６を下側マクロ−マイクロインターフェース３２４ＤのＣ形状前部３２４Ｈと緊張状態において把持するのは、Ｌ形状部材３３８である。Ｌ形状部材３３８は、マイクロ流体デバイス３２６を下側マクロ−マイクロインターフェース３２４ＤのＣ形状前部３２４Ｈ内に受け取り、マイクロ流体デバイス３２６をインターフェースネスト３２４Ｂ内に留置するように、揺動子ボタン３２８を押動し、Ｌ形状部材３３８の遠位終端を引き上げさせることによって、てこで動かされることが可能である。Ｌ形状部材３３８は、ボルト孔３３８ｂを通して摺動し、てこ孔３５２Ａを通して固定終端するボルト３４０を介して、インターフェースプラットフォーム３２４に締結される。Ｌ形状部材３３８は、揺動子ボア３３８Ａを規定し、揺動子ロッド３３０を収容するように芯が抜かれている部分をその近位終端に有する。揺動子ロッド３３０は、Ｌ形状部材３３８を、揺動子ボタン３２８による作動に応じた解放位置と、前述のようにマイクロ流体デバイス３２６を固定するための把持位置との間で旋回可能にする。下方押下に相対する揺動子ボタン３２８の作動に応じて、揺動子ボタン３２８の底面は、下方力をその近位終端におけるフィンガ３５０に連通させる。フィンガ３５０は、揺動子構造３２４Ｃによって収容される、旋回ロッド３５６上で旋回し、フィンガ３５０の遠位終端をてこで下方に動かし、それによって、てこ３５２の遠位終端を下方に押下する。てこ３５２は、ボルト３４０を介して、Ｌ形状部材３３８に機械的に連結されるため、てこ３５２の下方配向は、Ｌ形状部材３３８の近位終端を解放位置に旋回させる。言い換えると、Ｌ形状部材３３８の近位終端は、下方に旋回し、対応して、Ｌ形状部材３３８の遠位終端が、上方に押動され、マイクロ流体デバイス３２６を受け取る。てこ３５２の近位終端において、バネ受台３５２Ｂ内に着座する、バネ３５４は、揺動子ボタン３２８上の圧力が除去されると、てこ３５２の以前の場所に弾性的に戻る。
【００２３】
孔３２４Ｍを通して嵌着されるのは、円柱３３２である。図１０Ｂを参照されたい。円柱３３２の近位終端は、円盤で仕上げ加工されており、同様に、円柱３３２の遠位終端もまた、別の円盤で仕上げ加工されている。円盤終端の一方は、インターフェースアセンブリ３０６を圧縮／非圧縮構造６０２にラッチするために使用され、残りの円盤終端は、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２にラッチするために使用され、それによって、圧縮／非圧縮構造６０２が、下方力を付与すると、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２もまた、下方に引張され、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２と下側マクロ−マイクロインターフェース３２４Ｄとの間に圧縮力の分配を生じさせる。インターフェースポート３２４Ｈ−１−７内に嵌着されるのは、多数のリング３４６Ａ−Ｇであって、リング３４６Ａ−Ｇの内側に嵌着されるのは、ガスケット３４４Ａ−Ｇである。上側マクロ−マイクロインターフェース３４２は、いくつかの誘導オリフィス３４２Ａ−Ｇを含む。上側マクロ−マイクロインターフェース３４２の中心には、２つの軸から離れた環状の穴を備える、ラッチ構造３４２Ｈがある。軸から離れた環状の穴の一方は、円柱３３２の円盤終端にラッチするための棚を有する。各誘導オリフィス３４２Ａ−Ｇは、各それぞれのインターフェースポート３２４Ｈ−１−７および各それぞれの半円形３２４Ｈ−１２−１７と軸方向に整列される。
【００２４】
図１２−１７Ｂは、より詳細における、Ｚヘッドロボット５００の内部５０１を例証する。内部５０１は、Ｚヘッド５００のためのカバー５０２が除去されると、図１２によって露呈される。示されるように、内部５０１は、ロボット１００の突出部１１４上に静置する。内部５０１は、特有の部品を露呈させるために、図１３によって例証されるように、拡大される。上部ボルト５０８Ａ−Ｄは、内部カバー５０６を内部後部５１２および内部前部５２２等の内部５０１の他の構造的構成要素に締結する。内部カバー５０６と内部底面５１４との間に介在されるのは、そのネジ山が、垂直モータ５１０の内側のウォーム車輪の歯と噛合する、長いロッドである、ウォーム５０８である。垂直モータ５１０は、作動されると、内部５０１の構成要素をウォーム５０８上を上下に移動させ、それによって、シース５０４Ａ−Ｇに対する垂直移動を付与する。
【００２５】
内部後部５１２は、上部ボルト５０８Ａ、Ｂが内部カバー５０６を締結する、構造的構成要素のうちの１つである。内部底面５１４を通して突出するのは、シース先端５１６Ａ−Ｇによってキャップされる、シース５０４Ａ−Ｇであって、それぞれ、シース５０４Ａ−Ｇの遠位終端に螺合される。シース先端５１６Ａ−Ｇを越えて延在するのは、流体を伝導させるための種々の管５０６Ａ−Ｇである。内部前部５２２は、上部ボルト５０８Ｃ、Ｄを介して、内部カバー５０６に締結される。内部前部５２２に締結されるのは、一式の前部ボルト５２０Ａ−Ｇである。別の一式の前部ボルト５２０Ｈ−Ｍは、溝５１８Ａ−Ｇ内に摺動可能に位置付けられる。一式のバネ５２２Ａ−Ｇは、コイルであって、その終端は、円形フックである。バネ５２２Ａ−Ｇの各終端における各円形フックは、前部ボルト５２０Ａ−Ｇにループを設け、他のフックは、それぞれの前部ボルト５２０Ｈ−Ｍにループを設けるように構成される。
【００２６】
内部５０１は、より詳細において、構成要素の検証を促進するために、図１４で分解される。内部カバー５０６は、Ｚヘッドロボット５００のカバー５０２のシース開口部５０８と組み合わせて作用し、シース５０４Ａ−Ｇを受け取る、シース開口部５０９を含む。内部５０１は、一式のメス型セレクタ５３０Ａ−Ｇを収容する、選択機構５３２を含む。選択機構５３２は、平行に対向する側面を伴う、垂直トラック５５０を含み、片側は、他の側面の別の凸面突起に対向する凸面突起を有する。トラック５５０は、内部底面５１４にわたって重畳される、誘導部５４８内に摺動可能に嵌着する。誘導部５４８は、相互から外方に対向する平行側面を有し、各側面は、トラック５５０のそれぞれの凸面突起に相補的に嵌着する、凹面切り欠きを有する。後方ボルト５２４Ａ−Ｄは、内部前部５２２を誘導部５４８に締結する。加えて、底面ボルト５２６Ａ−Ｄは、内部前部５２２および内部後部５１２を内部底面５１４に締結する。
【００２７】
選択機構５３２は、より詳細において、その構成要素の検証を可能にする、組み立てられた等角図として拡大されている。図１５を参照されたい。選択機構５３２は、側面ボルト５３８Ａ、Ｂを含む、種々のボルトを介して、選択側面５３６に締結される、選択機構カバー５３４を含む。選択機構カバー５３４の上部の孔は、ウォーム５０８が突出し、内部カバー５０６の底面で終端する垂直モータ５１０の一部分を露出する。選択機構５３２は、その構成要素をさらなる詳細において検証可能にするように分解されている。図１６を参照されたい。各メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇは、孔５３０Ａ−１を含む。セレクタ垂下ロッド５４２は、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇをセレクタ垂下ロッド５４２から垂下させるように、各それぞれの孔５３０Ａ−１を通して、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇを受け取るように位置付けられる。
【００２８】
各メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇは、セレクタバネ５３８Ａ−Ｇの円形フック終端が取り付けられる、突起５３０Ａ−２を含む。各メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇは、セレクタ開口部５３０Ａ−３、Ａ−４、およびＡ−５を含む。各メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇは、メス型セレクタ後部５３０Ａ−６を含む。各メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇのセレクタ開口部５３０Ａ−５は、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇによって前方移動が制限される、下側ロッド５５２にわたって位置付けられる。セレクタ開口部５３０Ａ−３は、セレクタバネ５３８Ａ−Ｇの残りの円形フック終端が固定される、セレクタ緊張ロッド５４０の後に位置付けられる。残りのセレクタバネ５３８Ｂ−Ｇの一部は、同様に、セレクタバネ５３８Ａに位置付けられる。セレクタバネ５３８Ａ−Ｇは、それぞれのメス型セレクタ５３０Ａ−Ｇをカムによる選択前のその元の位置に戻すのに有用である。側面ボルト５３８Ａは、孔５３０Ａ−１を通して摺動し、セレクタ垂下ロッド５４２の終端に締結するのに伴って、選択機構側面５３６をメス型セレクタ５３０Ａに対して当接させることによって、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇを固定する。
【００２９】
同様に、側面ボルト５３８Ｂはさらに、セレクタ開口部５３０Ａ−５を通して突出させ、下側ロッド５５２の終端に締結することで、選択機構側面５３６をメス型セレクタ５３０Ａに対して当接させることによって、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇを固定する。選択機構５３２は、回転運動を線形運動に変換するように回転する頂点を伴う、円盤部材のアセンブリである、カム５４４を含む。好適には、頂点は、選択前状態にある間、９０度の角度に設定される。図１７Ａを参照されたい。実行ソフトウェアによって命令されると、カムモータ５４６は、カム５４４を駆動し、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇのうちの１つ以上を選択する。メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇのうちの１つ以上を選択するプロセスは、これらの１つ以上の頂点が、現時点において、ゼロ度であって、１つ以上のメス型セレクタ後部５３０Ａ−６に接触するようにカム５４４の円盤部材のうちの１つ以上の頂点を降下させるステップを含む。
【００３０】
カム５４４の円盤部材の頂点が、特定のメス型セレクタ５３０Ａ−Ｇのメス型セレクタ後部５３０Ａ−６に接触すると、線形変位が生じ、メス型セレクタ５３０Ａ−Ｇをセレクタ垂下ロッド５４２上で前方に揺動させる。図１７Ｂを参照されたい。セレクタ開口部５３０Ａ−４は、Ｓ形状オス型セレクタ５２８Ａ−Ｇの終端と嵌合する、Ｃ形状空隙内で終端する。各Ｓ形状オス型セレクタ５２８Ａ−Ｇは、特定のシース５０４Ａ−Ｇに締結されるため、特定のＳ形状オス型セレクタ５２８Ａ−Ｇが、特定のメス型セレクタ５３０Ａ−Ｇと嵌合すると、特定のシース５２８Ａ−Ｇが、ソフトウェアを介して、Ｚヘッドロボット５００の制御下、選択機構５３２によって選択される。垂直モータ５１０が、ウォーム５０８上を下方に移動すると、垂直モータ５１０は、選択されたシースまたはシース５０４Ａ−Ｇを対応して下方に移動させる。選択されたシース５０４Ａ−Ｇによって外装された管５０６Ａ−Ｇは、ＸＹ下側誘導孔４１８Ｉ−Ｏによって、かつ上側マクロ−マイクロインターフェース３４２の誘導オリフィス３４２Ａ−Ｇによって誘導される、シース５０４Ａ−Ｇを降下させることによって線形に駆動される。
【００３１】
図１８Ａ−２２は、詳細における、圧縮／非圧縮構造６０２を例証する。圧縮／非圧縮構造６０２は、実行ソフトウェアによって命令されると、メス型連結器３２８を下方に引張する。対応して、円柱３３２に連結するメス型連結器３２８は、その円盤終端を下方に引張する。対応して、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２のラッチ構造３４２Ｈにラッチする、円柱３３２の別の円盤終端は、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２を下方に引張する。そのような下方力は、１つ以上の管５０６Ａ−Ｄを囲む一式のガスケット３４４Ａ−Ｇ間に、流体密封接合を形成させる。
【００３２】
図１８Ａは、隙間が、円柱３３２の円盤終端と上側マクロ−マイクロインターフェース３４２との間に存在する圧縮前または非圧縮状態を示す、ロボット１００の部分断面側面図を例証する。図１８Ｂは、隙間が、円柱３３２の円盤終端と上側マクロ−マイクロインターフェース３４２との間に存在しない圧縮状態を例証する。矢印は、別の矢印によって例証されるように、時計回りに回転する四分円ギア６１４の歯と連通するように構成されたピニオン６１２の反時計回り回転力を例証する。四分円ギアの回転は、アーム６０４のエルボーを下方に引張するブレース６２４に下方線形運動を付与する。アーム６０４の終端に連結されるのは、本明細書で前述されるようにさらなる下方力を転送し、圧縮状態を生成するように進む、メス型連結器３２８である。
【００３３】
図１９、２０、および２１は、圧縮／非圧縮構造６０２の組み立てられた斜視図を例証する。図２２は、圧縮／非圧縮構造６０２の分解された斜視図を例証する。圧縮／非圧縮構造６０２は、一方の終端において、孔６０４Ａが、アーム６０４をロボット１００に締結するためのボルト６０６Ａを収容するアーム６０４を含む。他の終端では、アーム６０４は、ボルト３２６Ａ、Ｂがメス型連結器３２８を連結器３２８Ａ、Ｂに締結する場合に、メス型連結器３２８を固定するための孔６０４Ｄ、Ｅを含む。アーム６０４は、バネ６０８を収容するためのさらなる孔６０４Ｂを含む。アーム６０４のエルボー上の孔６０４Ｃは、ピン６１０Ｂおよびバネ６１０Ａの両方を収容する。孔６０４Ｆは、ブレース６２４を通して、ワッシャ６２６およびブレース６２４の孔６２４Ａを通して螺着されるボルト６２８を受け取るように構成される。
【００３４】
ブレース６２４上の別の孔６２４Ｂは、ピン６１６を受け取り、その近位終端は、四分円ギア６１４の環状チャンバ６１４Ｃ、ワッシャ６２０、および締結具６２２を通して摺動し、ギア本体６３０上の環状突起で終端する。ギア本体６３０は、四分円ギア６１４の孔６１４Ａを通して摺動するボルト６３２を収容する孔を含む。圧縮／非圧縮構造６０２はさらに、四分円ギア６１４と連通し、アーム６０４を作動させるピニオン６１２を含む。バネ６１８は、四分円ギア６１４およびギア本体６３０のバネチャンバ６１４Ｂ内に配置される。
【００３５】
動作時、ロボット１００は、勾配結晶化実験プロトコルを対象とするいくつかの実施形態に対して以下のように機能する。ロボット１００は、他の実験プロトコルに応じて、異なって機能し得る。勾配結晶化実験プロトコルは、マイクロ流体デバイス３２６の内側の一連の水性液滴にわたって単一晶子の濃度勾配を産生する。ポンプ２０８Ａ−Ｄは、ロボット１００によって呼水注入される。ユーザは、フッ化炭素溶液、晶子、緩衝剤、およびタンパク質、ならびにマイクロ流体デバイス３２６をその適切な場所に置く。次いで、ユーザは、タッチ画面１０２を使用して、所望の実験プロトコルを起動する。実験プロトコルは、関連付けられたソフトウェアを通してＸＹ平面ロボット４００を制御し、単独で、またはシース５０４Ａ−Ｇと組み合わせてＸＹ架台４０８およびＺヘッドロボット５００を移動させる。
【００３６】
実験プロトコルは、開始コマンドの受信に応じて、吸引コマンドを実行するように進み、対応して、ＸＹ架台４０８は、管ラック４１６をＺヘッドロボット５００のシース５０４Ａ−Ｇが位置する突出部１１４下に配向する。１つ以上のシース５０４Ａ−Ｇは、１つ以上の管４１６Ａ−Ｆ内に下方に移動し、所望の量の１つ以上のオフチップ材料は、管５０６Ａ−Ｄ内に吸引される。一実施形態では、ロボット１００は、オフチップ材料を吸引前および／または後に、小分離気泡を吸引し得る。オフチップ材料が吸引されるとすぐに、蒸発をより最小限にするために、ＸＹ平面ロボット４００は、ＸＹ架台４０８を移動させ、一式のシース５０４Ａ−Ｇをマイクロ流体デバイス３２６に接近させる。一式の管５０６Ａ−Ｇは、可能性として、ＸＹ終端デバイス４１８の下側部分内の一式のＸＹ下側誘導孔４１８Ｉ−Ｏによって誘導されるように、下方に押動される。
【００３７】
一式の管５０６Ａ−Ｇはさらに、上側マクロ−マイクロインターフェース３４２の誘導オリフィス３４２Ａ−Ｇによって誘導され、下側マクロ−マイクロインターフェース３２４Ｄによって収容される一式のガスケット３４４Ａ−Ｇに進入し、マイクロ流体デバイス３２６の５つのインターフェース開口３２６Ａ−Ｅで終端する。次いで、２つの調節可能ＬＥＤが照射され、カメラにマイクロ流体デバイス３２６内のマイクロ流体実験を撮像させる。次いで、実験は、オフチップ流体およびオフチップ材料がマイクロ流体デバイス３２６に導入される間、ロボット１００によって編成される。実験が終了すると、ポンプ２０８Ａ−Ｄは、停止し、シース５０４Ａ−Ｇは、Ｚヘッド５０２カバー内に待避し、マイクロ流体デバイス３２６が、ここで、検査のために除去される準備ができる。ユーザは、ＸＹ平面ロボット４００と組み合わせて作用するＺヘッドロボット５００に、シース５０４Ａ−Ｇから廃棄物を溝槽４１８Ａ内に排出させるように指示するための清浄コマンドを始動可能である。その後、ロボット１００は、管５０６Ａ−Ｄに、１つ以上のバイアル２２４Ａ−Ｄから、フッ化炭素等の流体で再び呼水注入させる。
【００３８】
前述のように、いくつかの実施形態では、Ｚヘッドロボット５００のシース５０４Ａ−Ｇは、ロボット１００によって、シース５０４Ａ−Ｇを移動させるが、いくつかの実施形態では、ロボット１００が、実験プラットフォーム３００の構成要素をシース５０４Ａ−Ｇに向かって移動させる間、定常のままにし、いくつかの付加的実施形態では、ロボット１００は、流体実験を促進するように、シース５０４Ａ−Ｇおよび実験プラットフォーム３００の構成要素の両方を移動させるように編成される。例証的実施形態が、例証および説明されたが、発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変更が、その中で成される得ることを理解されるであろう。
【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７Ａ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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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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