基于多转盘筒的分配系统和方法技术方案

一种用于在自动实验室环境中选择试剂并将试剂分配到目标测试基质上的改进的系统和方法。该系统采用可旋转地安装在中心转台上的多个转盘的方式。中心转台的位置以及每个转盘的旋转均由基于微处理器的控制系统控制。围绕每个转盘的周界安装多个分配器，每个分配器能够存储和分配特定的试剂。这种配置提供了比以前可用的更高的试剂密度。测试基质位于一个或多个加载站处。控制系统将中心转台引导到一个位置，从该位置可以旋转选定的一个转盘，以便将选定的分配器定位在测试基质上方。然后，选定的分配器被致动以将预定的试剂释放到测试基质上。该系统可以被配置为使得能够将多种试剂(每种试剂来自相关联的分配器)分配到单个或多个测试基质上。这些被致动的分配器中的每一个都被定位在位于一个或多个加载站处的目标测试基质上方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于多转盘筒的分配系统和方法相关申请本申请要求2019年12月4日提交的美国临时申请62/775,030的优先权，其通过引用合并于此。
技术介绍
在自动化实验室环境中测试各种试剂的功效需要一种系统，该系统能够持续地将一种或多种所选试剂的精确剂量引入一种或多种指定培养物或测试容器(例如板或培养皿)中，并且引入到这些容器内的测试基质上精确的预定位置。例如，用于将抗生素盘自动分配到保持在培养皿中的接种琼脂上的系统和方法在本领域中是已知的。这样的系统通常采用多个盘分配器，这些盘分配器被安装在可移动平台上以及目标培养皿所处的指定加载区域中。该平台被移动以便将容纳浸渍有特定抗生素的圆盘的选定分配器定位在培养皿的特定区域上方或附近，并且圆盘被分配。然后，可移动平台可以被重新定位以将容纳第二种抗生素盘的分配器带到相对于培养皿的位置上。然后该第二抗生素的圆盘被分配到培养皿中。该培养皿可以在分配之前被重新定位，使得后续的圆盘以彼此相距预定距离的方式被分配，从而允许在不受相邻微生物菌落干扰的情况下出现用于与不同微生物进行抗菌相互作用的清晰区域，并且对其进行观察。该系统可以继续在培养皿内的若干预定位置处分配圆盘。为了使这种系统的灵活性最大化，期望有各种各样的抗生素盘可用于分配到板上。为了确保由系统分配的各种抗生素之间不会发生交叉污染，在同一分配器内放置多种抗生素是不可接受的。因此，需要在可移动平台上为将被分配的每种类型的抗生素安装单独的分配器。因此，现有技术系统已经受到对可合理地安装在可移动平台上的分配器的数量的机械约束的限制，该可移动平台能够被精确地和选择性地定位于培养板或培养板支撑件上方，递送培养板与分配器对齐以接收由该分配器分配的微生物盘。各种布置已经被提出，包括围绕转盘的周界安装分配器，该转盘可以围绕中心轮毂旋转，从而将特定的分配器定位在位于转盘的外围上的容器上方。例如，参见题为“DiscDispensingDevice,TubularContainerforUseinsuchaDiscDispensingDeviceandMethodofDispensingDiscs”的美国专利第8,996,163号以及题为“DiscDispensingDevice,TubularContainerforUseinsuchaDiscDispensingDeviceandMethodofDispensingDiscs”的美国专利第9,557,343号，这两件专利都被转让给BDKiestraB.V并且通过引用合并于此。但是，随着分配器数量的增加，这种基于单个转盘的系统会随着转盘直径的增加而变得很大，以适应越来越多的分配器。在商业样品测试实验室的受控且通常空间有限的环境中，具有大的物理置着区(footprint)的测试设备通常是不可取的。此外，假定转盘能够旋转的角速度保持在相同的限制下，由于采用大直径的装满分配器的转盘，旋转该转盘以分配特定抗生素所需的平均时间将大于较小直径转盘的平均时间。这将导致减少的系统产出。另外，随着转盘尺寸增加，其重量也可能增加，这需要更强大的驱动机构并导致更高的系统成本。因此，在单个转盘中，可实现的筒分配器密度受到限制。另外，大的转盘更难以操纵、存储和清洁。因此，需要提供一种改进的测试系统和方法，以便从独立的专用分配器中分配各种各样的试剂，其中选定的分配器被快速且准确地定位以将选定的试剂分配到小置着区内的测试基质上。该功能需要在不会对分配试剂的产出速率产生不利影响的情况下实现。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于在自动化实验室环境中选择试剂并将试剂分配到目标测试基质上的改进的系统和方法。本专利技术利用了可旋转地安装在中心转台(turntable)上的多个转盘(carousel)。中心转台的位置以及每个转盘的旋转均由基于微处理器的控制系统控制。围绕每个转盘的周界安装了多个分配器，每个分配器能够存储和分配特定的试剂。测试基质被定位在一个或多个加载站处。控制系统将中心转台引导到一个位置，可以从该位置旋转选定的一个转台以便将选定的分配器定位在测试基质上方。然后，选定的分配器被致动以将预定量的试剂释放到测试基质上，该测试基质在抗菌情况下为浸渍的圆盘。本专利技术可以被实现以使得能够将多种试剂(每种试剂来自相关联的分配器)同时分配到具有单个或多个培养基的培养板上。合适的测试基质的一个示例是培养基。平板培养基是本领域技术人员众所周知的，因此在此不详细描述。培养基和测试基质在本文可互换使用。这些被同时致动的分配器中的每一个被定位在位于一个或多个加载站处的目标培养基上。试剂分配系统的一个实施例具有控制系统，该控制系统包括处理器和存储器。该系统具有可旋转安装的中心转台，该可旋转安装的中心转台响应于从控制系统接收的命令是可定位的。该系统还具有多个转盘，这些转盘可旋转地安装在可旋转安装的中心转台上，每个转盘响应于从控制系统接收的命令是可定位的。该系统进一步包括多个分配器筒，这些分配器筒围绕多个转盘的周界安装。分配器筒的机械致动导致分配容纳在被致动的分配器筒内的预定试剂。可选地，该机械致动器适于根据从控制系统接收的命令致动多个分配器筒中的至少一个。预定试剂的一个示例是圆盘。可选地，使用竖直柱塞从筒中分配该圆盘。可选地，该竖直柱塞由旋转凸轮致动，其中该旋转凸轮对从控制系统接收的命令作出响应。可选地，该试剂分配系统还包括容纳竖直柱塞的柱塞组件。在致动竖直柱塞之前，可以使柱塞组件接近要在其上分配圆盘的基质。在操作中，预定试剂被分配到测试基质的表面上。测试基质通常是设置在培养板中的培养基。该试剂分配系统可选地具有接近度传感器，该接近度传感器与控制系统进行通信并且适于扫描和测量测试基质的表面。接近度传感器的一个示例是超声传感器。在操作中，圆盘储存器被放置在分配器筒中。圆盘储存器具有贴附于其上的机器可读识别标签。该系统具有与控制系统进行通信并适于读取机器可读识别标签的至少一个光学传感器，其中控制系统的存储器包含将每个机器可读标签与以下至少一项相关联的信息：(a)容纳在分配器筒(以及保持于其中的圆盘储存器)中的试剂的类型，或(b)在贴有机器可读标签的分配器筒中可用于分配的试剂量。机器可读识别标签通常具有条形码，并且至少一个光学传感器是条形码读取器。培养板可选地具有贴附于其上的机器可读识别标签。该系统进一步包括与控制系统进行通信并适于读取机器可读识别标签的至少一个光学传感器。控制系统的存储器包含将机器可读识别标签与以下至少一项相关联的信息：(a)容纳在板中的测试基质的类型，(b)已分配到测试媒介上的试剂的类型，(c)在测试基质上已分配了试剂的位置，(d)分配到测试基质上的任何其他试剂的类型，或(e)在测试基质上可用于在其上分配其他试剂的位置。同样地，机器可读识别标签通常带有条形码，并且至少一个光学传感器是条形码读取器。可选地，至少两个转盘被同心地安装。本文还描述了一种用于在系统中自动分配试剂的方法。该系统包括控制系统，该控制系统包括处理器和存储器。该系统还包括可旋转安装的中心转台，该可旋转安装的中心转台响应于从控制系统接收的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试剂分配系统，其包括：/n控制系统，其包括处理器和存储器；/n可旋转安装的中心转台，其响应于从所述控制系统接收的命令是可定位的；/n多个转盘，其可旋转地安装在所述可旋转安装的中心转台上，每个转盘响应于从所述控制系统接收的命令是可定位的；以及/n多个分配器筒，其围绕所述多个转盘的周界安装，其中分配器筒的机械致动导致分配容纳在被致动的分配器筒内的预定试剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181204 US 62/775,0301.一种试剂分配系统，其包括：
控制系统，其包括处理器和存储器；
可旋转安装的中心转台，其响应于从所述控制系统接收的命令是可定位的；
多个转盘，其可旋转地安装在所述可旋转安装的中心转台上，每个转盘响应于从所述控制系统接收的命令是可定位的；以及
多个分配器筒，其围绕所述多个转盘的周界安装，其中分配器筒的机械致动导致分配容纳在被致动的分配器筒内的预定试剂。


2.根据权利要求1所述的试剂分配系统，其还包括机械致动器，所述机械致动器适于根据从所述控制系统接收的命令来致动所述多个分配器筒中的至少一个。


3.根据权利要求1所述的试剂分配系统，其中所述预定试剂是圆盘，并且圆盘储存器被保持在所述分配器筒中。


4.根据权利要求3所述的试剂分配系统，其中所述圆盘通过竖直柱塞进行分配。


5.根据权利要求4所述的试剂分配系统，其中所述竖直柱塞由旋转凸轮致动，其中所述旋转凸轮对从所述控制系统接收的命令作出响应。


6.根据权利要求5所述的试剂分配系统，其还包括容纳所述竖直柱塞的柱塞组件，其中在致动所述竖直柱塞之前，使所述柱塞组件接近要在其上分配所述圆盘的基质。


7.根据权利要求1所述的试剂分配系统，其中所述预定试剂被分配到测试基质的表面上。


8.根据权利要求7所述的试剂分配系统，其中所述测试基质被容纳在板中。


9.根据权利要求7所述的试剂分配系统，其还包括接近度传感器，所述接近度传感器与所述控制系统通信并且适于扫描和测量所述测试基质的所述表面。


10.根据权利要求9所述的试剂分配系统，其中所述接近度传感器包括超声传感器。


11.根据权利要求3所述的试剂分配系统，其中每个圆盘储存器具有贴附于其上的机器可读识别标签，并且还包括与所述控制系统通信并适于读取所述机器可读识别标签的至少一个光学传感器，其中所述控制系统的所述存储器包含将每个机器可读标签与以下至少一项相关联的信息：(a)容纳在具有所述机器可读标签的所述分配器筒中的试剂的类型，或(b)在贴有标签的分配器筒中可用于分配的试剂量。


12.根据权利要求11所述的试剂分配系统，其特征在于，所述机器可读识别标签包括条形码，并且其中所述至少一个光学传感器是条形码读取器。


13.根据权利要求8所述的试剂分配系统，其特征在于，所述板具有贴附于其上的机器可读识别标签，并且还包括与所述控制系统通信并适于读取所述机器可读识别标签的至少一个光学传感器，其中所述控制系统的所述存储器包含将所述机器可读识别标签与以下至少一项相关联的信息：(a)容纳在所述板中的测试基质的类型，(b)已分配到所述测试媒介上的试剂的类型，(c)在所述测试基质上已分配了试剂的位置，(d)分配到所述测试基质上的任何其他试剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·R·汉森，M·J·威尔舍，S·乔维特，R·N·格拉德温，M·W·霍罗宾，K·C·史密斯，D·史蒂文森，J·W·泰克，
申请(专利权)人：BD科斯特公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL