自动化样品处理仪器、系统、过程和方法技术方案

本发明专利技术提供用于自动地处理生物样品的处理站、位于生物样品处理或测定仪器内的对消耗品进行自动化实时库存控制的系统、用于处理生物样品的高通量随机存取自动化仪器、用于处理或分析样品的自动化仪器，以及用于自动化黏液检测和清除的过程。本发明专利技术还公开了使用本发明专利技术所公开的仪器、黏液检测过程以及处理和/或分析样品的系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请的交叉引用本专利申请要求提交于2011年9月9日的美国专利申请N0.61/532，765的优先权，该专利申请以引用方式并入本文。
本专利技术涉及。
技术介绍
临床实验室工作通常涉及需要被迅速且以高精度执行的多个重复性任务。考虑到对提供更为快速和准确的实验结果的需要，最近一直在开展使实验室程序和测定自动化的运动。虽然使用机器执行本来由实验室技术人员完成的重复性任务可提供人体工学和通量方面的有益效果，但是将复杂生物程序自动化的任务充满困难。这些困难的一个来源是，生物材料通常是需要处理的复杂材料。当仪器执行有经验的实验室技术人员的工作时，测定或样品处理程序的污染、准确度和完整性是始终存在的问题。然而，自动化仪器有可能减少人为误差并提供更加一致且可重复的一系列样品操纵和测定。因此，在本领域中存在使测定之前实验室技术人员处理生物样本的时间最小化，同时确保样品处理尽可能准确且无污染风险的需要。本专利技术满足了这些和其他需要。本文描述或涉及的任何参考文献均不被认为是受权利要求书保护的本专利技术的现有技术。
技术实现思路
本公开提供了用于自动处理生物样品的处理站，所述处理站包括:(a)能够混合生物样品的可旋转平台，其中所述平台围绕中心轴旋转；(b)两个或更多个在可旋转平台上的不同空间位置处排列于X-Y平面上的容器夹持器，其中所述容器夹持器能够夹持不同的容器(其中每个不同的容器具有不同的尺寸和/或形状)，使得存在两个或更多个不同的容器夹持器；(c)能够为两个或更多个不同的容器加盖/摘盖的加盖/摘盖机构，其中所述两个或更多个不同的容器中的每一个具有不同的形状和/或不同形状的盖子；(d)能够采集关于容器或其内容物的信息的数据扫描机构，其中所述数据扫描机构被布置为使得当容器被定位在两个或更多个容器夹持器中的一者中时能够对其进行扫描；以及(e)黏液检测机构。在一个实施例中，处理站还包括被布置为可移动地定位在一个或多个加盖/摘盖机构之下的滴盘。在最通常情况下，滴盘可在X-Y平面内平移。该平移通常包括围绕不同于可旋转平台的中心轴的三重轴旋转。滴盘从三重轴向外延伸，并且所述延伸通常经由从三重轴向外延伸的臂、柱、板、面板或刀片而实现。在其他实施例中，滴盘可在X-、Y-和/或Z-平面中平移。处理站的黏液检测通常包括机器视觉、反向电容液位检测，或它们的组合。处理站通常还定位在样品处理仪器中，该仪器包括样品输入架、样品输出架和温箱、移液吸头托盘、试剂容器、容纳用过的消耗品(例如移液吸头和/或液体废物)的废物箱。处理站通常包括仪器库存管理系统。仪器库存管理系统通常监控输入架、温箱和/或输出架中样品容器和反应器皿的库存。仪器库存管理系统通常还进一步监控定位在吸头托盘中的移液吸头的数量和/或固体废物箱中废物的水平。仪器库存管理系统通常为自动化的实时仪器库存管理系统。仪器库存管理系统通常还包括(I)摄像头和相关联的图像处理器，和/或(2)近距离传感器和条码阅读器。摄像头通常被静止安装为与至少一种仪器消耗品进行光通信，但通常被安装在机械臂上，使得其能够可运动地在整个仪器中进行定位。两个或更多个容器夹持器(如，3个容器夹持器，或更多个)在通常定位在可旋转平台的周边上。每个容器夹持器可围绕不同于每个其他容器夹持器的副轴的单个副旋转轴旋转。此外，样品容器或反应器皿的涡旋混合通常包括环绕混合。环绕混合包括使可旋转平台围绕中心轴进行圆周旋转，连同使两个或更多个容器夹持器围绕它们的副轴沿与可旋转平台旋转的相反方向进行圆周旋转。在一个实施例中，处理站包括电源线通信系统。不同形状的容器通常包括具有不同宽度、高度、直径和/或它们的组合的容器。在一组实施例中，数据扫描机构包括条码扫描仪。除条码扫描之外，条码扫描仪通常还用于确定中线和/或条码在样品容器或反应器皿上的位置。本文还提供自动化黏液丝检测以及从样品吸取设备清除的过程，所述过程包括:(a)将样品吸取设备放置于装有生物样品的器皿中，其中所述器皿具有闭合的底部和开放的顶部；(b)吸取样品的至少一部分；(c)将样品吸取设备从样品中抽出；(d)在将样品吸取设备从样品中抽出的同时，对样品吸取设备的至少一部分成像，并且处理成像结果以检测黏液丝是否存在于样品吸取设备上，其中如果检测到黏液丝，则将样品分配进器皿中并重复步骤(a)-(d)，直到检测不到黏液丝为止。通常，如果在步骤(d)中检测到黏液丝，则重复步骤(b)在容器的与初始或之前步骤(b)不同的部分中进行。步骤(C)通常还包括将样品吸取设备与仍留在器皿中的流体分离。在常见的实施例中，样品吸取设备通过机器视觉成像，并且成像处理自动进行，无需用户手动输入。通常，成像包括至少对样品吸取设备的吸头进行成像。样品吸取设备通常包括可操作地定位在移液器上的移液吸头。通常，移液器能够进行电容液位检测和/或反向电容液位检测。在最常见的实施例中，在步骤(a)之前将器皿涡旋。如果检测到黏液丝，则在重复将样品分配进器皿之后的任何处理步骤之前，将样品涡旋混合。在常见的实施例中，步骤(b)和(C)伴随着样品吸取设备直接定位在器皿的开放顶部之上而进行。本文还提供对于在生物样品处理或测定仪器内的消耗品进行自动化实时库存控制的系统，所述系统包括:(a) —个或多个消耗品类型，每个类型包括不止一个消耗品单元；(b)与一个或多个消耗品类型进行光通信的图像收集设备；以及(C)图像处理器，其中图像收集设备捕捉一个或多个消耗品类型的图像，并且自动处理该图像，以确定一个或多个消耗品类型的单元数量、位置和/或存在或不存在。在常见的实施例中，一个或多个消耗品类型从与图像收集设备的位置相反的位置被背光照明，使得图像收集设备与所得的背光照明进行光通信。在一个实施例中，消耗品类型是移液吸头、样品容器、反应器皿、输入架、输出架或试剂。在常见的实施例中，图像收集设备被静止地安装为与一个或多个消耗品类型进行光通信。另外在很多情况下，图像收集设备被活动地安装为与一个或多个消耗品类型进行光通信。在此类实施例中，图像收集设备通常被安装在机械臂上。在偶尔的实施例中，图像处理器被包括在图像捕捉设备内。在其他实施例中，图像处理在图像捕捉设备之外的设备(例如计算机或计算机构)中进行。在一个实施例中，系统包括两个或更多个图像捕捉设备和图像处理器。这些两个或更多个图像捕捉设备中的每一个通常与至少一个消耗品类型进行光通信。通常，所述两个或更多个图像捕捉设备中的每一个与两个或更多个消耗品类型进行光通信。在常见的实施例中，图像捕捉设备被定位成与废物箱进行光通信，其中图像收集设备捕捉废物箱的图像，随后自动处理该图像，以确定废物箱是否存在和/或其剩余容量。另外，图像捕捉设备通常将一个或多个消耗品类型和废物箱的图像捕捉在单一图像中。在某些实施例中，系统还包括操作员通知规程，其中在成像和图像处理期间将检测到的有关一个或多个消耗品类型的库存实时地通知操作员。系统通常还包括电源线通信系统。本文还提供了用于处理生物样品的高通量随机存取自动化仪器，所述仪器包括:(a)样品处理站；(b)用于对消耗品进行自动化实时库存控制的系统；(c)被配置成保持一个或多个样品输入架的样品输入框；(d)被配置成保持一个或多个样品输出架的样品输出框；(e)电源线通信系统；(f本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动地处理生物样品的处理站，其包括：(a)能够混合生物样品的可旋转平台，其中所述平台围绕中心轴旋转；(b)两个或更多个在所述可旋转平台上的不同空间位置处排列于X‑Y平面上的容器夹持器，其中所述容器夹持器被适于夹持不同形状的容器，使得两个或更多个不同的容器夹持器存在；(c)能够为所述两个或更多个不同的容器加盖/摘盖的加盖/摘盖机构，其中所述两个或更多个不同的容器中的每一个具有不同的形状和/或不同形状的盖子；(d)能够采集关于容器或其内容物的信息的数据扫描机构，其中所述数据扫描机构被布置为使得当所述容器被定位在所述两个或更多个容器夹持器中的一者中时可以对其进行扫描；以及(e)黏液检测机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.09 US 61/532,7651.一种自动地处理生物样品的处理站，其包括: (a)能够混合生物样品的可旋转平台，其中所述平台围绕中心轴旋转； (b)两 个或更多个在所述可旋转平台上的不同空间位置处排列于X-Y平面上的容器夹持器，其中所述容器夹持器被适于夹持不同形状的容器，使得两个或更多个不同的容器夹持器存在； (C)能够为所述两个或更多个不同的容器加盖/摘盖的加盖/摘盖机构，其中所述两个或更多个不同的容器中的每一个具有不同的形状和/或不同形状的盖子； (d)能够采集关于容器或其内容物的信息的数据扫描机构，其中所述数据扫描机构被布置为使得当所述容器被定位在所述两个或更多个容器夹持器中的一者中时可以对其进行扫描；以及 (e)黏液检测机构。2.根据权利要求1所述的处理站，还包括被布置为可移动地定位在所述一个或多个加盖/摘盖机构之下的滴盘。3.根据权利要求1或2所述的处理站，其中所述黏液检测机构包括机器视觉、反向电容液位检测或它们的组合。4.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述处理站被定位在样品处理仪器中，所述样品处理仪器包括样品输入架、样品输出架和温箱、移液吸头托盘、试剂容器和废物箱。5.根据权利要求4所述的处理站，还包括仪器库存管理系统。6.根据权利要求5所述的处理站，其中所述仪器库存管理系统监测在所述输入架、所述温箱和/或所述输出架中的样品容器和反应器皿的库存。7.根据权利要求6所述的处理站，其中所述仪器库存管理系统还监测被定位在所述吸头托盘中的所述移液吸头的数量和/或所述固体废物箱的容量。8.根据权利要求4至7所述的处理站，其中所述仪器库存管理系统是自动化的实时仪器库存管理系统。9.根据权利要求4至8所述的处理站，其中所述仪器库存管理系统包括(I)摄像头和相关联的图像处理器，和/或(2)近距离传感器和条码阅读器。10.根据权利要求9所述的处理站，其中所述摄像头被静止地安装为与至少一种仪器消耗品进行光通信。11.根据权利要求9所述的处理站，其中所述摄像头被安装在机械臂上。12.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中两个或更多个容器夹持器被定位在所述可旋转平台的周边上。13.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中每个容器夹持器可围绕不同于每个其他容器夹持器的副轴的单独副旋转轴旋转。14.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述涡旋混合包括环绕混合。15.根据权利要求14所述的处理站，其中所述环绕混合包括使所述可旋转平台围绕所述中心轴进行圆周旋转，连同使所述两个或更多个容器夹持器围绕它们的副轴沿与所述可旋转平台旋转的相反方向进行圆周旋转。16.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，还包括电源线通信系统。17.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述处理站包括三个容器夹持器。18.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述滴盘可在所述X-Y平面中平移。19.根据权利要求18所述的处理站，其中在所述滴盘的所述X-Y平面中的所述平移包括围绕不同于所述可旋转平台的所述中心轴的三重轴旋转。20.根据权利要求19所述的处理站，其中所述滴盘从所述三重轴向外延伸。21.根据权利要求20所述的处理站，其中所述延伸经由从所述三重轴向外延伸的臂、柱、板、面板或刀片而实现。22.根据权利要求2、18-21所述的处理站，其中所述滴盘可在Χ-、Υ_和/或Z-平面中平移。23.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述不同的容器包括具有不同宽度、高度、直径和/或它们的组合的容器。24.根据前述权利要求中任一项所述的处理站，其中所述数据扫描机构包括条码扫描仪。25.根据权利要求24所述的处理站，其中所述条码扫描仪用于确定在样品容器或反应器皿上的条码的中线和/或位置。26.一种自动化黏液丝检测以及从样品吸取设备清除的过程，其包括: (a)将所述样品吸取设备放置于装有生物样品的器皿中，其中所述器皿具有闭合的底部和开放的顶部； (b)吸取所述样品的至少一部分； (c)将所述样品吸取设备从所述样品中抽出； (d)在所述样品吸取设备从所述样品中抽出的同时，对所述样品吸取设备的至少一部分成像，并且处理所述成像结果以检测黏液丝是否存在于所述样品吸取设备上， 其中如果检测到黏液丝，则将所述样品分配进所述器皿中并重复步骤(a)-(d)，直到检测不到黏液丝为止。27.根据权利要求26所述的过程，其中如果在步骤(d)中检测到黏液丝，则在所述容器的与所述初始或之前步骤(b)不同的部分中进行所述重复步骤(b)。28.根据权利要求26或27所述的过程，其中所述样品吸取设备是使用机器视觉进行成像。29.根据权利要求26-28中任一项所述的过程，其中所述成像处理自动进行，无需用户手动输入。30.根据权利要求26-29中任一项所述的过程，其中步骤(c)包括将所述样品吸取设备与仍留在所述器皿中的流体分离。31.根据权利要求26-30中任一项所述的过程，其中在步骤(a)之前将所述器皿涡旋混合。32.根据权利要求26-31中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：R西尔伯特，D奥帕尔斯基，
申请(专利权)人：简探针公司，
类型：发明
国别省市：美国;US