用于进行液体处理的对消耗品的操作制造技术

本发明专利技术提供在静态或准静态液体处理头部中以代替对液体处理头部进行操作及移送的方式通过对消耗品进行操作及移送来执行液体处理的方法及装置。准静态液体处理头部(或移液管)在抽吸步骤与分配步骤之间并不移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于进行液体处理的对消耗品的操作
本专利技术涉及化学、生物学、生物化学工程或反应的自动化领域。更具体地，本专利技术公开在静态移液台中通过对消耗品的操作来执行液体处理的装置及方法。
技术介绍
液体处理工序在生物学、生物化学及化学领域中尤为重要，尤其在体外(in-vitro)执行实验的过程中尤为重要。通常，在本申请中，“液体处理器”或“液体处理装置”意味着可从原料消耗品抽吸试料并可向目标消耗品分配相同(或部分(aliquot))试料的任意装置。尤其，在被液体处理使用人员专门识别并构成的多种消耗品中，如上述内容，将以执行液体处理的方式设计的系统统称为液体处理器。统称为液体处理器的设备的一部分有贝克曼实验室自动化工作站(BeckmanCoulterBiomek)、帝肯全自动液体处理工作站(TECANEvo)、凯杰全自动核酸纯化仪(QiagenQiacube)、安德鲁联盟(AndrewAlliance)安德鲁(Andrew)移液机器人、机械式手动移液管或电子式液体处理移液管。现有的所有液体处理器的特征为需要放置消耗品的工作台空间和从一个或多个原料消耗品向一个或多个目标消耗品移送试料的液体处理头部。在上述例子中，手动移液管(或其中一部分)可意味着液体处理器或液体处理头部(使用人员及实验室工作台也属于液体处理器定义的一部分)。更具体地，在本申请中，具有适应性的液体处理器被定义为可提供未事先严谨地规定的液体处理步骤的液体处理装置，可依次或按顺序、按长度、在未事先严谨地规定的消耗品中产生变化。通过具有适应性的液体处理器执行的工序被定义为具有适应性的液体处理工序。尤其，在本申请中，并不局限于如同管、微管、真空采血器、管阵列、所有大小的微板、微片、陪替氏培养皿、条及与之相似的器件，而是将液体或悬浮液的任意容器定义为“消耗品”。更具体地，在本申请中，将可物理附着于液体处理头部的特定消耗品定义为“吸头”，吸头被设计成在抽吸步骤和分配步骤之间临时储存液体。液体处理用吸头通常在流体与液体处理装置之间以可去除或永久性接口的方式使用。在特定实施例中，吸头能够以收容通过液体处理器抽吸或分配的流体的方式使用。单次使用(通常为了防止污染)的吸头为一次性吸头，可多次重复使用的吸头为永久吸头。典型地，吸头可通过开放的表面来抽吸试料，具有可通过同一个节流板分配所收集的液体的更小的内径。在两个步骤中，通过利用在对一个液体表面的压力下的作用及液体粘度和表面张力特性来在上述吸头中保留液体，从而在吸头内部维持液体。由于液体处理是在生物科学及诊断领域中使用最频繁、范围最广的操作中的一种，因此，改善液体处理法将对行业活动起到重要影响并可带来减少费用、提高品质等的效果。例如，从一个消耗品向其他消耗品移送试料的动作虽然以抽吸或分配装置为了进行抽吸或分配而以最佳方式设计，但由于并不以在移送过程中使试料分离，因而存在试料在移送过程中受损失的危险性。这通常出现在底部存在内径的塑料吸头中。在部分情况中，例如在聚合酶链式反应(PCR)放大前的分子生物学应用中，移送过程中产生的个别分子的损失有可能造成试料受污染的结果，在一部分应用(例如，法医学)中将是致命性的。并且，随着时间经过，移液头部的精致性及复杂性相对提高，部分头部可包括同时或独立作业的8、12、16、96或384同时抽吸或分配通道。这种头部将变得非常沉，因而这种头部相对于消耗品进行准确、快速移动在机械结构中占据重要地位，需由此确定大小及尺寸。随着通道的数量在液体处理器中逐渐变多，试料受污染的危险增加。由于液体处理器典型地从与空气相接触的上部面抽吸或分配液体，因而在底部区域具有露出的节流板。最终，无法排除液体滴落的可能性、气雾和蒸气扩散的可能性。
技术实现思路
在本申请中，将物理连接或从对象物分离的动作定义为“对接”。对接可通过机械单元或非物质单元来实现，例如，可通过力场的作用来实现。根据本专利技术的一实施方式，本申请提供在静态或准静态液体处理头部中以代替对液体处理头部进行操作及移送的方式通过对消耗品进行操作及移送来执行液体处理的方法及装置。准静态液体处理头部(或移液管)被规定为在抽吸步骤与分配步骤之间不进行移动的移液管。静态移液管严密地被规定为绝对不移动的移液管，例如，在吸头插入或更换作业过程中也不移动的移液管。根据本专利技术的再一实施方式，液体处理通过向静态或准静态液体处理头部进行移送或从头部通过机器人臂移送独立、分离的消耗品或吸头来执行。根据本专利技术的再一实施方式，为了进行可扩张的液体处理作业，因而通过消耗品的移送来执行液体处理。根据本专利技术的再一实施方式，为了耐久性，通过机器人臂移送消耗品来执行液体处理。实际上，能够以与装置大小无关的方式单独提供臂。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，为了实现更便捷地整合实验室，提出对消耗品进行操作的机器人臂，以便执行整合到标准实验室工作台的液体处理。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，为了提高相同移动移液头的液体处理性能，采用可对消耗品进行操作并可向静态或准静态移液头部进行供给的多个臂。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，为了提高用于操作消耗品的臂的液体处理性能，采用对消耗品的缓存区域进行利用的方法。根据本专利技术的再一实施方式，用于以永久性或临时性方式储存消耗品的区域受到温度控制，在通过消耗品的移送来处理液体作业过程中确定收容试料的消耗品的温度。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，采用在可从正面靠近的垂直排列的位置构成的消耗品用储存装置，以便使得设置有臂的装置的占用空间最小化，上述臂用于使一个或多个消耗品进行移动，以便执行液体处理。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，作为为了执行液体处理而设计的消耗品移动装置，采用可为了持续执行液体处理作业而自动开放和层叠的吸头箱设计。根据本专利技术的再一实施方式，本申请的特征在于，为了执行液体处理而使消耗品移动的臂为在避免液体流出的同时可进行快速、无振动的作业的磁性对接连接器(magneticdockingconnector)。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，用于使消耗品移动的臂被设计成可检测所匹配的消耗品连接器是否存在磁性，为了实现最佳对接，具有可能动地改变磁场的磁性对接连接器。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，用于使消耗品移动的臂具有磁性对接连接器，上述磁性对接连接器被设计成可检测基于是否存在为了使臂的位置准确定位而匹配的消耗品连接器而改变的磁性矢量场。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开通过基于颜色(色调)分析的图像分析及对象识别来识别对象的位置的方法。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开以特定颜色作为底色来从环境中被区分的由特定色调设计的对接连接器。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开用于使可通过从上部及侧面位置识别的条形码标签识别消耗品的标签附着的装置。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开为了防止作业人员受到身体上的伤害而可在机器人臂的周围膨胀的套筒。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开为了防止臂受到污染而可在机器人臂的周围膨胀的套筒。根据本专利技术的再一实施方式，在本申请中，公开用于对执行液体处理的消耗品进行操作的机器人臂，其中，设置于臂的摄像头用于确认及识别消耗品的位置、执行服务及支援工作。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在多个消耗品中执行具有适应性的液体处理工序的方法，其特征在于，包括：通过至少一个臂来使消耗品移动的步骤；使消耗品和臂相连接或相分离的步骤；以及通过至少一个静态或准静态移液管来从上述消耗品抽吸液体或向上述消耗品分配液体的步骤，从上述消耗品抽吸液体或向上述消耗品分配液体的作用在不使上述移液管移动的状态下执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 US 62/322,917;2016.06.17 US 62/351,5181.一种在多个消耗品中执行具有适应性的液体处理工序的方法，其特征在于，包括：通过至少一个臂来使消耗品移动的步骤；使消耗品和臂相连接或相分离的步骤；以及通过至少一个静态或准静态移液管来从上述消耗品抽吸液体或向上述消耗品分配液体的步骤，从上述消耗品抽吸液体或向上述消耗品分配液体的作用在不使上述移液管移动的状态下执行。2.一种在多个消耗品中执行具有适应性的液体处理工序的装置，其特征在于，包括：至少一个臂，用于使消耗品移动；连接或分离单元，在臂与消耗品之间形成连接或分离，或在臂和消耗品的夹具之间形成连接或分离；以及静态或准静态移液管，在不使上述移液管移动的状态下执行从上述消耗品抽吸液体或向上述消耗品分配液体的液体处理作业。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮耶罗·祖凯利，
申请(专利权)人：安德鲁联合有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH