自动化储库模块制造技术

本发明专利技术提供了低温储存系统，该低温储存系统提供样品在低温环境中的自动化储存与取回、以及单独样品在低温环境之间的自动化转移。储存的样品被维持在低温温度阈值下、同时还能够触及这些样品。可以通过扫描各个样品的条形码来规整并跟踪这些样品。实施例还可以包括多个储存储库、并且提供单独样品在这些储存储库之间以及在储存储库与可移除低温储存装置之间的转移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动化储库模块相关申请本申请要求于2015年7月20日提交的美国临时申请号62/194,621的权益。上述申请的全部内容通过援引并入本文。
技术介绍
低温保存是在长期储存中维持生物物质完好性所必需的过程。在足够低的温度下，此类物质的所有化学过程和生物功能被有效地停止，从而允许它们在几乎任何时间长度内被安全地储存。低温储存杜瓦瓶通过提供绝热和受控的低温环境来容纳许多生物样品或其他样品，实现了这种储存。在典型的储存杜瓦瓶中，将样品装载到架或托盘中，每个架或托盘都保持若干样品。从杜瓦瓶的低温环境中手动移除架或托盘，将该架或托盘呈现给使用者，以便从储存杜瓦瓶移除样品或者向储存杜瓦瓶添加样品。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供样品在低温环境下的自动化储存与取回、以及单独样品在多个低温环境之间的自动化转移。实施例可以提供始终将样品维持在低温温度阈值(例如，-134℃)下、同时还始终能够触及样品。可以通过扫描各个样品的条形码来规整并跟踪这些样品。实施例还可以包括多个储存储库、并且提供单独样品在这些储存储库之间以及在储存储库与可移除低温储存装置之间的转移。在一个实施例中，低温储存系统包括一个或多个储存储库，储存储库用于将多个样品储存在低温环境下。样品搬运模块被配置成用于将单独样品在该储存储库的低温环境与另一个低温环境之间自动转移，该另一个低温环境可以是可移除的储存装置或进一步的储存单元所包含的。该样品搬运模块可以将样品快速移动穿过非低温环境、同时将该样品维持在低温温度阈值下。附图说明根据本专利技术的示例实施例的以下更具体的说明，上述内容将是明显的，如在附图中所展示的，其中贯穿不同的视图，相同的附图标记是指相同的部分。所述图不一定是按比例绘制，而是着重展示本专利技术的实施例。图1A-C展示了一个实施例中的自动化低温储存系统。图2是图1A-C的实施例内的室的所产生制冷的示意性展示。图3是另外的实施例中的包括控制器的低温储存系统的框图。图4是展示了一个实施例中的转移单独样品的过程的流程图。图5A-B展示了一个实施例中的低温储存储库。图6是被适配成用于在低温储存储库内支撑样品的储存架的框图。图7A-B展示了另外的实施例中的储存架。图8A-B展示了储存架的轴部。图9展示了在储存架内支撑样品的储存托盘。图10展示了包括运动学销钉的储存托盘。图11展示了一个实施例中的单独样品。图12展示了储存托盘在储存架的搁板上的安排。图13A-B展示了一个实施例中的用于在储存储库内转移储存托盘的竖直往复装置。图14A-B进一步详细展示了竖直往复装置。图15展示了储存储库的顶部。图16A展示了储存储库在盖子被移除时的自上而下视图，包括用于样品转移的储存托盘的对接。图16B是对接的托盘的示意性侧视展示。图17A-C展示了一个实施例中的储存储库的盖子部分。图18展示了一个实施例中的储存储库的外部顶部，包括马达，其中盖子被移除。图19是一个实施例中用于从储存储库取回样品的过程的流程图。图20A-M是如图19所示的用于取回样品的过程的示意性展示。图21是一个实施例中的制冷系统的示意性展示。图22展示了储库内由制冷系统提供的冷却。图23A-B是根据一个实施例的自动低温储存系统的示意性展示，该低温储存系统包括具有样品转移机器人的样品搬运模块。图24是根据所披露的示例性实施例的多个方面的自动低温储存系统的截面展示，该低温储存系统包括具有样品转移机器人的样品搬运模块，该样品转移机器人被配置成用于进入两种低温储存环境。图25是根据所披露的示例性实施例的多个方面的样品搬运模块的示意性展示，该样品搬运模块具有开放的外部舱口以示出内部细节。图26A-B分别是根据所披露的示例性实施例的多个方面的抓器的透视图和截面视图，该抓器被配置成附接至样品转移机器人的末端上。图27是根据所披露的实施例的多个方面的储库出入门及相关联部件的透视图。图28是根据所披露的实施例的多个方面的储库出入盖件以及锁定接口的透视图。图29是根据所披露的实施例的多个方面的抓器的图片，该抓器被配置成用于与图28的储库出入门上的锁定接口连接。图30A-D是根据所披露的实施例的多个方面的抓器的截面展示，该抓器从托盘中移除单独样品管。图31A-B是根据所披露实施例的多个方面的可移除低温储存装置的展示。图32A-D是根据所披露实施例的多个方面的在样品搬运模块与可移除低温储存装置之间的接口的展示。图33A-D是根据所披露实施例的多个方面的在样品搬运模块与低温储存储库之间的接口的展示。图34是根据所披露实施例的多个方面的样品转移机器人的展示，该样品转移机器人被配置成用于在两个低温储存储库之间转移单个样品托盘。图35是根据所披露实施例的多个方面的具有样品搬运模块的自动低温储存系统的温度控制机构的简图。图36A-B是根据所披露实施例的多个方面的自动低温储存系统的展示，该低温储存系统具有带有开放的维护舱口的样品搬运模块。图37A是根据所披露实施例的多个方面的自动低温储存系统的展示，该低温储存系统具有带有低温冷阱的样品搬运装置，该低温冷阱被配置成用于控制相同搬运环境中的湿度水平。图37B是根据所披露实施例的多个方面的与打开和关闭图32A的维护舱口以及添加图33A的低温冷阱系统的效果相关联的露点随时间变化的图形。图38A-D是四阶段灾难恢复方法的流程图。图39是用于超低温环境的相机模块的示意图。图40是替代性支架实施例的展示。图41是具有图40的替代性支架的低温储存储库的展示。图42是包括低温储存储库的完整拆卸的灾难恢复操作的展示。具体实施方式图1A-C展示了一个实施例中的自动化低温储存系统100。图1A示出了系统100的顶部前视图，该系统包括第一储存储库110A、第二储存储库110B、以及样品搬运模块(SHM)120。SHM120进一步包括外部端口130A-B。储存储库110A-B各自用于将大量(例如，25000个)样品(例如，容纳在密封小瓶中的生物学或化学样品)储存在低温环境下，由此将这些样品维持低于相应玻璃化转变温度TG。SHM120连接至第一和第二储存储库110A-B和外部端口130A-B上，容置了可移除低温储存装置的装置(例如，下述便携式低温工作站)可以与这些外部端口对接。SHM120还可以促进样品在储存储库110A-B之间、或者在外部端口130A-B之间的转移。在替代性实施例中，系统100可以包括单个储存储库110、超过两个储存储库110、或任意数量的外部端口130。图1B展示了系统100的等距视图。在此，储存储库110A和110B各自的制冷剂端口117A和117B更加清晰可见。制冷剂端口117A-B连接至用于将进入的制冷剂导向系统100的制冷剂供应装置(例如，一个或多个氮气罐，未示出)上。另外，SHM120包括将储存储库110A-B相连并且容置SHM120的下文进一步详细描述的附加部件的外壳122。图1C提供了系统100在外壳122被移除时的自上而下视图，包括在SHM120的外壳122内部的部件。具体而言，样品在储存储库110A-B的任意组合与对接在外部端口130A-B处的装置(例如，便携式低温工作站)之间。机械臂150经由外壳122的底板处的相应开口来进入储存储库110A-B和外部端口130A-B。确切地，开口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温储存系统，包括：至少一个储库，该至少一个储库被配置成用于将多个样品至少储存在第一低温环境下；以及样品搬运模块，该样品搬运模块被配置成用于将该多个样品中的单独样品在该第一低温环境与第二低温环境之间自动转移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.20 US 62/194,6211.一种低温储存系统，包括：至少一个储库，该至少一个储库被配置成用于将多个样品至少储存在第一低温环境下；以及样品搬运模块，该样品搬运模块被配置成用于将该多个样品中的单独样品在该第一低温环境与第二低温环境之间自动转移。2.如权利要求1所述的系统，其中，该至少一个储库包括包含该第一低温环境的第一储库以及包含该第二低温环境的第二储库。3.如权利要求1所述的系统，进一步包括被配置成连接至可移除储存单元上的端口，该可移除储存单元包含该第二低温环境。4.如权利要求1所述的系统，其中，该样品搬运模块进一步被配置成用于在该转移过程中维持该单个样品低于该单独样品的玻璃化转变温度。5.如权利要求4所述的系统，其中，该样品搬运模块在该转移过程中将该单独样品移动穿过非低温环境。6.如权利要求5所述的系统，其中，该非低温环境是经除湿的环境。7.如权利要求5所述的系统，其中，该样品搬运模块包含该非低温环境。8.如权利要求1所述的系统，其中，该至少一个储库包括液氮制冷盘管以及流入该制冷盘管中的液氮输入流，其中，该液氮输入流在该制冷盘管中转变成氮气。9.如权利要求8所述的系统，其中，该制冷盘管进一步包括通入该至少一个储库的孔口，该制冷盘管被适配成用于将该氮气至少部分地排放至该至少一个储库中，所排放的氮气在该至少一个储库中维持正压。10.如权利要求9所述的系统，其中，该制冷盘管进一步包括通入该样品搬运模块的排气阀，该排气阀将氮气排气流提供到该样品搬运模块中。11.如权利要求1所述的系统，其中，该多个样品被储存在该至少一个储库内的多个托盘当中。12.如权利要求11所述的系统，其中，该至少一个储库被配置成用于将该多个托盘中的单独托盘输送至该至少一个储库的门口，该单独托盘储存该单独样品。13.如权利要求12所述的系统，其中，该至少一个储库进一步被配置成用于将该单独托盘维持在低于该至少一个储库的制冷盘管的竖直高度处。14.如权利要求12所述的系统，其中，该至少一个储库在该输送过程中将该单独托盘定位成与该门口相接触。15.如权利要求12所述的系统，其中，该样品搬运模块在该输送过程中从该单独托盘中移除该单独样品。16.如权利要求1所述的系统，进一步包括传感器，该传感器被配置成用于从该多个样品当中标识该单独样品。17.如权利要求16所述的系统，其中，该传感器包括能在该第一低温环境下操作的相机。18.如权利要求16所述的系统，其中，该传感器被配置成用于在该转移之前读取该单独样品的条形码。19.一种低温储存方法，包括：将多个样品储存在至少包含第一低温环境的至少一个储库中；并且将该多个样品中的单独样品在该第一低温环境与第二低温环境之间自动转移。20.如权利要求19所述的方法，其中，该至少一个储库包括包含该第一低温环境的第一储库以及包含该第二低温环境的第二储库。21.如权利要求19所述的方法，其中，该第二低温环境是可移除储存单元所包含的。22.如权利要求19所述的方法，进一步包括：在该转移过程中维持该单个样品低于该单独样品的玻璃化转变温度。23.如权利要求19所述的方法，进一步包括：在该转移过程中将该单独样品移动穿过非低温环境。24.一种低温储存储库，包括：隔热冷冻器；被配置成用于储存多个托盘中的第一子组托盘的第一支架，每个托盘储存多个样品；被配置成用于储存该多个托盘中的第二子组托盘的第二支架，该第二支架包括与该第一支架的多个搁板交错的多个搁板；以及往复装置，该往复装置被配置成用于将该多个托盘中的单独托盘在该第一和第二支架中的每一个支架与该低温储存储库的门口之间输送。25.如权利要求24所述的储存储库，其中，该第一和第二支架被配置成围绕共轴独立于彼此进行旋转。26.如权利要求25所述的储存储库，进一步包括在该共轴处的至少一个支架支撑件，该至少一个支架支撑件包括轴承、钟状物、以及凸台，其中，该凸台附接至该共轴上，并且该钟状物被定位成经由该轴承在该凸台顶部上旋转。27.如权利要求26所述的储存储库，其中，该第一支架的至少一个搁板被该中心支撑，并且其中，该第二支架的搁板被该凸台支撑。28.如权利要求26所述的储存储库，其中，随着热胀冷缩，该轴承从在环境温度下抵靠该凸台运转转变成在低温温度下抵靠该钟状物运转。29.如权利要求25所述的储存储库，其中，该往复装置被配置成用于将该单独托盘沿平行于该共轴的方向输送。30.如权利要求24所述的储存储库，其中，这些托盘包括第一组和第二组运动学销钉，该第一组运动学销钉将该托盘侧向地紧固至该第一或第二支架上，该第二组运动学销钉在输送过程中将给托盘定位在该往复装置上。31.如权利要求30所述的储存储库，其中，该第二组运动学销钉使得该单独托盘能够在该往复装置上进行一定范围的移动。32.如权利要求24所述的储存储库，其中，该第一支架、该第二支架、以及该往复装置中的至少一者包括用于将该单独托盘定位/或紧固至其上的一组运动学销钉。33.如权利要求24所述的储存储库，进一步包括被配置成用于分别使该第一和第二支架旋转的第一和第二马达，该第一和第二马达在该隔热冷冻器之外。34.如权利要求24所述的储存储库，其中，该往复装置进一步被配置成用于在该输送过程中将该单独托盘定位成与该门口相接触。35.如权利要求24所述的储存储库，其中，该往复装置进一步被配置成用于将该托盘定位成使得能够从该储存储库中移除该多个样品中的单独样品。36.如权利要求24所述的储存储库，进一步包括被定位在该储存储库的上部的至少一个制冷盘管。37.如权利要求36所述的储存储库，进一步包括与该至少一个制冷盘管相邻的备用制冷盘管。38.如权利要求36所述的储存储库，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·科奎特，M·萨尔韦蒂，R·阿弗莱克，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国,US