生物样品盛装容器的供盖装置及为该容器加盖的方法
【专利摘要】本发明涉及一种为生物样品盛装容器加盖的方法。该方法包括提供具有多个盖子的供盖装置，所述盖子位于按预定几何排列方式布置的隔室内。供盖装置通过一个接口引入到一个包括外壳的预分析系统中。为此，供盖装置以可逆的方式装载于输送装置，该输送装置用于向预分析系统插入供盖装置和从其中取回供盖装置。然后，由机器人机械手从供盖装置获取盖子，并把盖子运送至容纳容器的工作站。随后，使用机械手对容器加盖。然后，把从向预分析系统引入供盖装置至给容器加盖的步骤重复若干次，或者重复直至供盖装置的所有盖子都被获取。最后，从预分析系统取回供盖装置。本发明还提供为生物样品盛装容器加盖的一种预分析系统和一种供盖装置。
【专利说明】生物样品盛装容器的供盖装置及为该容器加盖的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于分析用生物样品处理领域。在此领域中，本发明涉及一种为生物样品盛装容器加盖的方法。本发明还提供一种生物样品盛装容器的供盖装置，其包括在按预定几何排列方式布置的隔室中的多个盖子。本发明还提供一种为生物样品盛装容器加盖的预分析系统。
【背景技术】
[0002]生物材料的处理对于分析相当重要。
[0003]在这种过程中常常使用自动化分析仪。这些设备为商售设备，通常需要生物样品和/或试剂液体的试管或试瓶。
[0004]为了使分析仪能对生物样品进行实验，在样品制备或分析之前通常需要去掉盖子；同样重要的是，为了输送至可能的下游处理装置或对样品进行保藏等目的，必须重新盖好容器。
[0005]文档US7，421，831揭示了一种能够对分析仪内之前去掉盖子的容器重新加盖的可拆卸筒，这种筒需要在分析仪内有很多硬件才能实现其目的。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种用于为生物样品盛装容器加盖的方法、预分析系统和供盖装置，它们具有多种优点。
[0007]发明概要
[0008]在第一方面，本发明涉及一种为生物样品盛装容器加盖的方法。该方法包括提供供盖装置，该供盖装置具有在按预定几何排列方式布置的隔室中的用于容器的多个盖子。供盖装置通过一个接口引入到一个包括外壳的预分析系统中。为此，供盖装置以可逆的方式装载于输送装置，所述输送装置向预分析系统插入供盖装置和从其中取回供盖装置。然后，由机器人机械手从供盖装置获取盖子，并把盖子运送至容纳容器的工作站。随后，使用机械手对容器加盖。从向预分析系统引入供盖装置至给容器加盖的步骤重复若干次，直至供盖装置的所有盖子都被获取。最后，从预分析系统取回供盖装置。
[0009]本发明的另一个方面涉及一种为生物样品盛装容器加盖的预分析系统。该系统包括:供盖装置，具有在按预定几何排列方式布置的隔室中的用于容器的多个盖子；用于运送盖子和给容器加盖的机器人机械手；用于控制机械手的可编程控制单元；以及容纳容器的工作站。
[0010]在第三方面，本发明提供一种用于为生物样品盛装容器供盖的供盖装置，该供盖装置包括用于容器的多个盖子、以及按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子的隔室。
[0011]发明详细说明
[0012]在第一方面,本发明提供一种用于为盛装有生物样品I的容器加盖的方法，该方法包括以下步骤:
[0013]a)提供容纳有用于盛装生物样品I的容器的多个盖子3的供盖装置2，该供盖装置2包括按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12 ；
[0014]b)把供盖装置2以可逆的方式装载于向包括外壳5的预分析系统4插入供盖装置2并从其中取回供盖装置2的输送装置7，从而通过处于所述外壳5上的接口 6把供盖装置2引入预分析系统4;
[0015]c)使用可横向和竖向移动的机器人机械手8从供盖装置2获取盖子3，并把盖子运送至容纳盛装有生物样品I的容器的工作站9 ；
[0016]d)使用可横向和竖向移动的机器人机械手8用盖子3给盛装生物样品I的容器加盖;
[0017]e)重复步骤b)至d)若干次，或者重复步骤b)至d)直到供盖装置2的所有盖子3都被可横向和竖向移动的机器人机械手8获取；以及
[0018]f)从预分析系统4取回供盖装置2。
[0019]此方法具有许多优点:
[0020]例如，按照本文所述的方法向预分析系统4提供抛弃式供盖装置2然后从预分析系统4取回该供盖装置2不需要额外的专用硬件。在US7，421，831中，用于加盖和/或去盖的筒需要与专门构造和布置的多个系统组件相互作用，以便进行加盖(去盖)过程。该文件揭示了一种包含用于筒的升降轨道和装载臂的升降装置、以及其它结构。每个筒座包括用于连接驱动电机的装置，该驱动电机用于驱动包含在筒中的凸轮。
[0021]与此对比的是，本文中所述的方法仅需要有机器人机械手8，在一些实施例中，该机器人机械手还用于执行系统内的多种其它任务。例如，机器人机械手8还可运送其它组件，例如盛装生物样品I的容器、和/或供盖装置2的组件，例如分隔不同层41的容器盖3的托板16。
[0022]而且，本文所述的方法不需要为系统组件(例如升降装置、驱动电机等)提供任何额外空间(“占地面积”)，因此使预分析系统更紧凑、更经济、更简单。
[0023]另外，在本文中所述的方法中使用的供盖装置2不需要很复杂，因为机器人机械手8不需要与供盖装置2本身相互作用来获取盖子3。
[0024]所以，本文所述的方法提供一种给容器供盖的简单、经济的方式，所需的硬件数量很少，并且供盖装置2可由廉价材料制成。在一些实施例中，供盖装置2是抛弃式组件，即，在使用若干次后可以弃置。在一些实施例中，它是单次使用组件。
[0025]“容器”或“反应容器” 一词包括但不仅限于管或孔板，例如微孔板、深孔板或其它类型的多孔板。这种容器的外周或外壁由化学惰性材料制成，从而不干扰容器中发生的反应。这种反应可包括化学或生物化学反应(例如核酸等生物材料的扩增)、或粘结反应(例如把生物材料固定在载体上)。在一些实施例中，容器是管，又称为“试样管”，例如用于从患者接收样品并把其中容纳的样品运送值分析试验室进行诊断的试样收集试管(又称“一次试管”)，或者可用于从一次试管接收一部分样品的“二次试管”。
[0026]“生物样品” 一词指可能含有所关注的被分析物的材料。样品可源自于任何生物源，例如生理性液体，包括血液、唾液、晶状体液、脑脊髓液、汗液、尿液、乳汁、腹水液、粘液、滑液、腹膜液、羊水、组织液、细胞液等。试样在使用前可被预处理，例如从血液制备血浆，稀释粘稠液体、溶解等。处理方法可包括过滤、蒸馏、浓缩、干扰组分的钝化、以及添加试剂等。生物样品可直接以从样品源获得时的状态使用，也可在经过对样品改性的预处理之后使用，例如使用另一种溶液稀释，或与试剂混合，以用于一个或多个诊断试验，例如临床化学试验、免疫测定、絮凝试验、核酸测试等。在一些实施例中，生物样品疑似含有特定核酸。
[0027]从本发明的意义上说，“供盖装置”是包括用于盛装生物样品I的容器的多个盖子3的容器。供盖装置2不局限于特定形状或材料，但是在一些实施例中，它包含按预定几何排列方式布置的多个容器1，如本发明的附图所示。它可包含布置为一层或多层41的盖子3。供盖装置2的制造材料可包括塑料，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、环烯烃共聚物(COC)或环烯烃聚合物(C0P)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在一些实施例中，供盖装置2是泡罩包装，在一些实施例中，这种泡罩包装通过热成型或冷成形制成。在热成型的情况中，塑料膜或塑料片从卷轴上展开，并被导引通过泡罩包装线上的预热工位。预热板(上板和下板)的温度使得塑料软化，并变得柔韧。然后，变热的塑料到达成型工位，在成型工位，通过很大的压力(4至8巴)在阴模中形成泡罩腔。模具被冷却，使塑料再次变硬，并保持从模具中脱出的形状。在形状较复杂的情况中，变热的塑料被“柱塞辅助成型”装置部分地向下推入到腔中。柱塞辅助成型使得泡罩腔的壁厚分布更均一。
[0028]就供盖装置2的尺寸来说，其高度至少为盖子3的高度，使得盖子3被供盖装置2围住，不受周围环境的影响，直到它们被引入预分析系统4并被机器人机械手8获取。因此，若盖子3在供盖装置2中叠置形成多个层41，则供盖装置的高度至少为叠置盖子3的高度。
[0029]供盖装置2的长度和宽度至少与供盖装置2所盛装的多层盖子的一层41的尺寸相应。例如，在一些实施例中，供盖装置2包含布置为6X8矩阵的盖子3。因此，在这种实施例中，供盖装置2的宽度至少为6个并置盖子3的尺寸，长度至少为8个并置盖子3的尺寸。在一些实施例中，隔室12中的盖子3的周围需要有一些空间。在这些实施例中，为了能够获取盖子3，供盖装置2的长度和宽度通常超过上述的最小尺寸。
[0030]供盖装置2的“隔室”是包括盖子3的下部结构。在一些实施例中，它们是被由供盖装置材料制成的突起部18分隔的空筒，从而盖子3可以叠置，在空筒隔室中形成柱状。在其它实施例中，隔室12由凹座构成，盖子3可以固定在凹座上，使其不会在所述供盖装置2中移动，其中，在一些实施例中，可以在布置在所述凹座上的最下方的盖子上叠置其它盖子
3。若隔室12是空筒或容纳盖子3的其它空心几何形状，则在一些实施例中，若机器人机械手8是机器人抓手，则在筒的外围和盖子3的外围之间有足够的空间40使得机器人抓手的抓握部23能够进入此自由空间40并抓住盖子3。
[0031]在本发明的背景下，“预定几何排列方式”是隔室12和其中包含的盖子3的组装结构。这种结构允许机器人机械手8无需传感器即可定位盖子3的保持位置。但是，在本发明的范围之内，也可以把这种传感器纳入到机械手8中。若隔室12之间不采用预定的几何排列方式，则可能无法以适当的角度布置盖子3，因而机器人机械手8可能无法从供盖装置2获取盖子3。在一些实施例中，预定几何排列方式包括列和行，其中，在一些实施例中，列和行彼此垂直布置。在一些实施例中，这种排列方式为3X4、4X4、3X6、4X6、6X6、6X8、8 X 8矩阵，或其它可能的矩阵。
[0032]在本发明的背景下，“盖子”可由不同的材料制成，并且可有不同的形状和颜色，这通常与管的类型相关，即，其中的样品的类型、或其中的样品的处理条件类型、或管和其中的样品的处理过程类型。在一些实施例中，盖子3是螺旋盖，因而可拧紧到相应的容器I上，以及从相应的容器I拧下。在其它实施例中，盖子3与相应的容器I形成扣合机构。在本发明的环境下，也可使用其它封闭机构。
[0033]使用盖子3封闭容器I的动作称为“加盖”，取下盖子3的动作称为“去盖”。在一些实施例中，“加盖”指以可逆的方式封闭，因为加盖后的容器I常常需要在随后的某个时间去盖，以便拿取其中盛装的生物样品，以对其成分进行分析。如上所述，加盖可使用螺旋盖完成，因此涉及旋转运动，也可涉及施加压力以形成压入配合等。
[0034]“预分析系统”是一种组件布置形式，例如彼此相互作用的仪器，其最终目的是制备特定样品以进行分析。预分析系统还可包括用于分析的组件，即，在这种情况中，无需把制备的样品输送至一个不同的系统以进行分析。
[0035]预分析系统4可包括“控制单元”(CU)。这种控制单元可以是独立单元，也可以是分析仪器的一个组成部分。控制单元以适当的方式控制预分析系统4，以执行试验规程的必要步骤。这意味着控制单元可指令系统执行某些移液步骤，以便把样品与试剂混合，或者把样品混合物培育一段时间等。控制单元可从数据管理单元接收对特定样品必须进行哪些测试的信息，并根据该信息确定预分析系统4必须执行的步骤。在一些实施例中，控制单元可与数据管理单元一体化构成，也可由共用硬件实现。
[0036]“数据管理单元”包括试验请求数据库，该数据库允许把试样管标识与将对容器I中盛装的样品进行的试验关联起来。将对特定样品进行的一个或多个分析试验称为试验请求。在很多实施例种，数据管理单元与LIS (实验室信息系统)和/或HIS (医院信息系统)连接起来。数据管理单元(DMU)可以是预分析系统4中的一个单元，也可以是和预分析系统4共置的一个单元，例如，它可以是控制单元的一部分。或者，DMU可以是布置在远离预分析系统4的地点的单元，例如，它可以在通过网络连接至预分析系统4的计算机中实现。
[0037]在本发明的背景下，预分析系统4包括“外壳”，外壳至少部分地封装预分析系统4的系统组件。在一些实施例中，外壳5完全封装系统组件。外壳5把系统组件从外界隔开，从而防止可能的污染源导致错误分析结果。另一方面，生物材料(例如临床样品)常常包含传染性病原体，因此，外壳5还能降低技术人员被这种材料感染的风险。外壳5可由各种材料制成，包括金属和/或塑料等材料。它可以是透明的，也可以是不透明的，或者，它可包括透明元件(例如观察窗)，使人员能够从外部直观地监视预分析系统4内的特定过程。如上所述，预分析系统还可包括分析组件。在同一个外壳内进行分析前制备和制备样品的分析能够最大限度地降低接触传染性试样材料的危险，和/或易受污染的材料被污染的危险，并有助于改善工艺流程。
[0038]外壳5中的“接口”是允许预分析系统4内外之间物理沟通的门户。在一些实施例中，接口 6包括可手动或自动打开和关闭的护盖，以便在预分析系统4内外传送组件或样品O
[0039]“输送装置”是上述的接口 6的一部分。它有助于自动或手动地通过接口 6从预分析系统4的外部向内部传送供盖装置2，以及沿相反方向取回供盖装置2。在一些实施例中，它是一个运动部件，例如抽屉、或机器人臂、或悬架。
[0040]从本发明的意义上说，“可逆地装载”指把物体彼此连接，并且能够在以后卸下。例如，供盖装置2可通过任何适当的机构以可逆的方式装载于输送装置7，例如通过锁栓、压入配合(例如通过摩擦/粘贴面)、形状配合(例如栓接、卡口接头、快装接头、铸件凹槽)、钩-环紧固、压力(例如手动施加或由机器人臂施加的压力、或采用真空)、磁性或其它方式。供盖装置2可直接或间接地以可逆的方式装载于输送装置7。“可逆地装载”意味着能够轻松地进行卸下，而不会破坏或损坏涉及的任何物体。
[0041 ] 在一些实施例中，供盖装置2包括“安装架”，安装架是有利于供盖装置2和预分析系统4的某些组件(例如输送装置7)之间物理相互作用的结构。更具体地说，在涉及安装架13的一些实施例中，安装架13有利于供盖装置2以可逆的方式装载于输送装置7。在另一些实施例中，安装架13可用于把供盖装置2附接至预分析系统4内的固定装置上，使得供盖装置2在Z和/或X/Y方向上被固定，同时还允许机器人机械手8获取盖子3。在一些实施例中，输送装置7本身作为这种固定装置。
[0042]因此，本发明的一个特征是提供此处所述的方法，其中，供盖装置2包括安装架13。
[0043]“可横向和竖向移动的机器人机械手”是拿放预分析系统4的其它组件和/或预分析系统4内使用的抛弃式组件的机器人组件。它可以横向(沿X和Y轴)和竖向(沿Z轴)移动。在一些实施例中，机械手8可在预分析系统4的一部分或整个系统内移动。为了能够移动，机械手8可采用可变形的悬挂方式和/或包括可变形的机器人臂。例如，利用固定值预分析系统4的外壳5的底部或顶部的可旋转机器人臂,可有利于横向移动。竖向移动可通过伸缩臂等装置实现。而且，机械手8可包括能在其底座上(例如在预分析系统4的底部)旋转的两段式机器人臂，其中，机器人臂的两个部分通过枢轴或其它类型的接头彼此接合在一起。通过枢轴的复合运动或机器人臂在其底座上的旋转，机器人机械手8可沿各个方向移动。为了拿放其它系统组件或抛弃式材料(例如容器或盖子)，机器人机械手可包括抓臂23等装置。在这种实施例种，机器人机械手8是抓手。或者，机械手8可包括施加真空或至少施加负压力的装置。例如，这种结构可以是真空吸杯或包括真空吸杯。在一些实施例中，使用不只一个可横向和竖向移动的机器人机械手8。例如,两个、三个或四个机器人机械手8可与预分析系统4同时动作，或者在不同的时间动作。在一种实施例中，两个机器人机械手8同时从供盖装置2获取盖子3，其中，在一个实施例中，在供盖装置2中，在被机器人机械手8从相应的隔室12中同时获取的两个盖子3之间，至少有一个盖子3。
[0044]“工作站”是预分析系统4的一个组件，在该工作站中执行特定步骤，例如移液、混合、加热/冷却、磁性操控等。因此，工作站9可包括加热/冷却元件(例如珀尔帖元件)或磁体等。在本文所述的方法的背景下，工作站9容纳盛装生物样品I的容器。为此，工作站9可包括用于容器I的搁架或另一种固定装置。
[0045]在对盛装生物样品I的容器加盖前或加盖后，常常需要对容器去盖，以便拿取生物样品，以进行分析或其它处理。例如，为了在分析前准备生物样品，可能需要对容器I去盖。随后，可能需要把准备好的样品重新盖好，以便安全地把容器内的样品运送至预分析系统4内的另一个位置(例如分析系统)，在该位置对生物样品进行分析，例如，在核酸分析的情况中，对生物样品进行扩增。
[0046]因此，本发明的一个特征是提供此处所述的方法，该方法还包括使用可横向和竖向移动的机器人机械手8对盛装生物样品I的一个或多个容器进行去盖的步骤。
[0047]如上所述，去盖由同一个机器人机械手8进行，因而不需要更多组件，可避免使系统变得复杂和庞大。在本文所述的方法的一些实施例中，该方法还包括把相应的一个或多个盖子3弃置到预分析系统4所包括的废物容器10中。
[0048]如上所述，机器人机械手8可以是抓手。在这种实施例中，在隔室12内的盖子3的周围有足够的空间40，使得机器人抓手的抓握部23进入自由空间40并抓住盖子3。
[0049]因此，本发明的一个特征是提供此处所述的方法，其中，可横向和竖向移动的机器人机械手8是抓手，供盖装置2的隔室12包括每个盖子3周围的自由空间40，该自由空间足以使抓手从隔室12获取盖子3。
[0050]机器人抓手的一个优点是，它所拿放的任何组件不必具有与所述抓手相互作用的特定结构特性，与此相反的是，在机械手8采用钩子的情况中，待拿放的组件需要具有吊孔或等效特性。在一些实施例中，抓手对于待拿放的组件的大小与形状比较灵活，没有什么限制。
[0051]为了每次向预分析系统4提供较多的盖子3，在本文所述的方法中，供盖装置2中的盖子3叠置成多个层41。
[0052]在这种实施例中，盖子3可具有适当的形状，使得多个盖子可直接彼此堆叠起来，或者，在盖子3的各层41之间有隔层，例如隔板或托板16。堆叠盖子3的其它可能做法对所属【技术领域】的专业人员来说是已知的。
[0053]在使用螺旋盖或类似闭合装置封闭容器I的情况中，可横向和竖向移动的机器人机械手8需要进行旋转运动，以拧紧或拧松各个盖子3。因此，本发明的另一个特征是提供此处所述的方法，其中，步骤d)中对盛装生物样品I的容器加盖的过程通过可横向和竖向移动的机器人机械手8的旋转运动完成。
[0054]另外，本发明的一个特征是提供此处所述的方法，其中，可横向和竖向移动的机器人机械手8由可编程控制单元11控制。
[0055]“可编程控制单元”是操纵机器人机械手8的一个组件。在预分析系统4的背景下，它可以是与上述控制单元相同的控制单元，或者，也可以是一个不同的控制单元。对于机器人机械手8，可编程控制单元11考虑了盖子3和容器I的位置，在一些实施例中，还考虑了其它组件的位置，并且相应地控制机械手8的运动。例如，控制单元11可编程为在特定位置从供盖装置2的隔室内拾取盖子3，然后把盖子3转运到工作站9中的容器I内。在盖子3是螺旋盖的情况中，控制单元11可编程为转动机械手8以便盖好容器I。如上所述，控制单元11可从数据管理单元或通过数据管理单元接收信息。例如，供盖装置2可包含识别标签14，例如条型码或RFID(无线射频识别)标签等。包含在其中的信息可由数据管理单元处理，并传送至可编程控制单元11，若接收到的信息表明盖子3是螺旋盖，则可编程控制单元11可开始所述旋转运动。另外，若机器人机械手8是抓手，则在使用抓臂23进行抓握运动时，可编程控制单元11可考虑容器I和盖子3的尺寸和形状信息。
[0056]在另一方面，本发明涉及一种用于为盛装生物样品I的容器加盖的预分析系统4，该预分析系统4包括:
[0057]?容纳有用于盛装生物样品I的容器的多个盖子3的供盖装置2，该供盖装置2包括按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12 ；
[0058]?至少部分地封装预分析系统4的组件的外壳5，该外壳5包括接口 6，接口 6包括用于向预分析系统4插入供盖装置2以及从其中取回供盖装置2的输送装置7 ；
[0059]?可横向和竖向移动的机器人机械手8，用于在预分析系统4内运送盖子3，并使用盖子3对盛装生物样品I的容器加盖；
[0060]?用于控制可横向和竖向移动的机器人机械手8的可编程控制单元11 ；
[0061]?容纳盛装生物样品I的容器的工作站9。
[0062]如上所述，在外壳5的背景下，“部分封装”指把预分析系统4的内部及其组件与外界隔离并尽可能地加以保护，以防止分析组件受到污染，并封藏传染性试样材料。在一些实施例中，外壳5完全封装预分析系统4的组件，使得接口 6成为把供盖装置2运入运出预分析系统4的唯一可能途径。
[0063]在一些实施例中，供盖装置2包括安装架13。
[0064]在一些实施例中，此处所述的预分析系统4还包括用于收集弃置的盖子的废物容器10。
[0065]本发明的一个优点是，供盖装置2在使用后被从系统4取回。因此，废物容器10或系统4内的其它组件不必收集使用过的供盖装置2，这种收集功能需要在预分析系统4中有相当大的空间，并且可能导致需要频繁更换废物容器10的情况。若在废物容器10中仅收集弃置的盖子，则可显著延长更换周期。在一些实施例中，废物容器还收集从各个供盖装置2取下的托板16。与整个供盖装置2相比，这种用于分隔供盖装置2内的盖子3的不同层41的托板所需要的空间也小得多。
[0066]在此处所述的预分析系统4的一些实施例中，可横向和竖向移动的机器人机械手8是抓手，其中，供盖装置2的隔室12包括每个盖子3周围的自由空间40，该自由空间足以使抓手从隔室12获取盖子3。
[0067]如上所述，在一些实施例中，可编程控制单元11根据供盖装置2所包括的识别标签14来编程。在一些实施例中，识别标签14是条型码，在另一些实施例中，它是RFID标签。
[0068]这种识别标签14为系统4提供信息(例如盖子3的尺寸、形状、数目和/或位置)，因此不需要操作人员输入这种信息，从而可提高预分析系统4的自动化程度。如上所述，在通过包括输送装置7的接口 6向系统4载入供盖装置2后，这些实施例能提供减少在预分析系统4中执行分析或预分析步骤所需的手动操作时间的优点。
[0069]为了加强输送装置和供盖装置之间的相互作用，在此处所述的预分析系统的一些实施例中，输送装置7包括固定装置15，该固定装置用于供盖装置2所包括的安装架13。
[0070]这种固定装置15可包括或可为钩子、锁销、插销、或所属领域的技术人员所熟知的等效机构，该固定装置15与供盖装置2所包括的安装架13进行物理相互作用。在一些实施例中，固定装置15是或者包括凹槽,例如孔眼,而安装架13是或包括挂钩,或者相反。在另一些实施例中，供盖装置2的边缘(例如上缘或下缘)形成为或包括围圈25或其它类型的突出物，该部分可由输送装置7所包括的支架固定。或者，输送装置7可包括空腔，作为接收供盖装置2的底部的固定装置，在此情况中，供盖装置2底部的形状与所述空腔相配，从而作为安装架13。
[0071]在此处所述的预分析系统4的一个实施例中，用于把供盖装置2插入预分析系统4中以及从其中取回供盖装置2的输送装置7是一个抽屉。
[0072]在此处所述的预分析系统4的另一个实施例中，可横向和竖向移动的机器人机械手8能够绕其纵轴做旋转运动。
[0073]“纵轴”在此指垂直于盖子3的轴。例如，若盖子3是螺旋盖，则机械手8进行旋转运动时导致相应的螺旋盖打开或关闭。因此，在此处所述的预分析系统4的一些实施例中，沿纵轴进行的旋转运动是用于拧紧或拧松螺旋盖的旋转运动。
[0074]本发明的另一个特征是提供一种用于为盛装生物样品I的容器提供盖子3的供盖装置2，该供盖装置2包括:
[0075]a)用于盛装生物样品I的容器的多个盖子3 ;和
[0076]b)按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12。
[0077]如上所述，这种供盖装置2允许快速、方便、廉价地向预分析系统4提供盖子3，以便对盛装生物样品I的容器加盖。预定几何排列方式允许使用机器人机械手8从供盖装置2有序地获取盖子3。
[0078]在一些实施例中，供盖装置2还包括安装架13。
[0079]如本文所述，安装架13有利于供盖装置2与预分析系统的组件进行物理相互作用。在一些实施例中，它有利于与预分析系统4的输送装置7相互作用，以便把供盖装置2送入送出系统4。
[0080]在此处所述的供盖装置2的一些实施例中，隔室12包括每个盖子3周围的自由空间40，该自由空间足以允许可横向和竖向移动的机器人抓手8从隔室12获取盖子3。
[0081]另外，在一些实施例中，盖子3在隔室12中堆叠成多个层41。在这种实施例中，可使用一个供盖装置2向预分析系统4送入很多盖子3。
[0082]在一些实施例中，所述多个层41由托板16分隔。在此情况中，”托板”是盖子3的各层41之间的隔层。这种托板16有利于多个层41的叠置，例如，在盖子3本身不容易彼此叠置或叠置不稳的情况中。托板16的尺寸可基本上根据供盖装置2的整个宽度和长度而定，从而把盖子3的各个层41完全隔开，或者，托板16可把它们部分地隔开。例如，在隔室12及盖子3的4 X 4几何排列方式中，一块托板16可隔开一半盖层41 (4 X 2或2 X 4)，第二块托板16隔开另一半盖层。在被托板16隔开的一层41或半层41或另一部分被从供盖装置2获取后，相应的托板16被从供盖装置2取下，从而机器人机械手8可够到盖子3的下一层41或一层41的一部分。
[0083]在一些实施例中，托板16由机器人机械手8拿放，这使得使用供盖装置2的预分析系统4能正常工作，而不会因托板16而显著增加系统4的复杂性，因为不需要附加的专用硬件组件。
[0084]在一些实施例中,托板16包括用于与可横向和纵向移动的机器人机械手8相互作用的圆块17。
[0085]当机器人机械手8是抓手时，这种圆块17特别有用，因为圆块17为抓握部23提供接触面。
[0086]如上所述，在一些实施例中，供盖装置2由塑料制成，在另一些实施例中，它是泡罩包装。
[0087]在供盖装置2由塑料制成的实施例中，特别是在供盖装置2是泡罩包装的实施例中，能够以高效、廉价的方式大规模生产供盖装置2，这使得这种供盖装置2可简便地用作抛弃式装置。而且，在泡罩包装的生产过程中，能够方便地形成上述的突起部18。
[0088]在本发明的背景下，“抛弃式”指组件仅使用有限次数，在一些实施例中，仅使用一次，然后弃置。在本发明的背景下，在一些实施例中，供盖装置2是抛弃式的。因此，它可按照本文所述的方法使用，在从预分析系统4取回后，可以弃置。可为操作预分析系统4的人员提供抛弃式供盖装置2，从而使这些人员不必向取回的供盖装置2装入新盖子3。
[0089]在一些实施例中，本文所述的供盖装置的隔室12被从供盖装置2底部延伸的突起部18分隔。
[0090]在一些实施例中，隔室12是柱状的，其中，在一些实施例中，隔室12是圆柱状的。
[0091]在另一些实施例中，每个隔室12的底部包括用于支撑盖子3的突起部19，所述突起部19在一些实施例中是凹座，在另一些实施例中是凹槽。在此情况中，凸状突起部19作为放置盖子3的凹座，支撑盖子3或最底部的盖子(在多层41的情况中)，以放置盖子3在供盖装置2内发生不利的横向运动。凹状突起部19提供包围盖子3的凹槽，该凹槽至少围住盖子3的总高度的一部分，从而实现与上述相同的功能。
[0092]为了封闭供盖装置2并把其中的内容与外界隔离并加以保护，供盖装置2在一些实施例中包括可拆卸护盖20。在使用前，可由操作人员手动取下护盖20，或者由机器人机械手8等装置自动取下。
[0093]在一些实施例中，供盖装置2可叠置，在一些实施例中，这种叠置通过供盖装置2所包括的探出部和凹入部实现，其中，探出部与凹入部配合，使得供盖装置2能彼此叠置。
[0094]在多个供盖装置2可叠置的实施例中，能够更方便、更高效地把供盖装置2运送到配有预分析系统4的实验室。例如，由两个或更多供盖装置2构成的一叠供盖装置可通过塑料薄膜或其它适当的材料包装在一起，作为一叠装置。在把供盖装置2载入系统之前，操作人员可以除去这种包装。在一些实施例中，成叠的供盖装置2可手动或自动分解，以便把各个供盖装置2载入系统4中。
[0095]应理解，本文所述的方法、预分析系统或供盖装置的具体实施例也适用于相应的其它类别。
【专利附图】
【附图说明】
[0096]图1是预分析系统4的一个示意图，该预分析系统4包括供盖装置2，供盖装置2包括盖子3。
[0097]图2A-2E示出了具有按4X3排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12的供盖装置2的实施例。所示的供盖装置2带有和不带盖子3及可拆卸护盖20，并与输送装置7及机器人机械手8相互作用。
[0098]图3A-3F示出了具有按6X8排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12的可叠置供盖装置2的实施例。其中示出了与机器人机械手8的相互作用，以及处于空/满和叠置状态的供盖装置2。
[0099]图4A-4B是图3所示的不带盖子3的供盖装置2的实施例的变化形式。
[0100]图5A-5G示出了具有托板16和按4X4排列方式布置、用于容纳盖子的隔室12的供盖装置2的实施例。所示的供盖装置2和托板16带有和不带盖子3及可拆卸护盖20，并与机器人机械手8相互作用。
[0101]图6A-6B是图4A-4B所示的不带盖子3的供盖装置2的实施例的变化形式。
【具体实施方式】
[0102]下面提供具体例子，以说明某些实施例，并示例说明本文所述的方法、预分析系统4和供盖装置2。应理解，正如所属【技术领域】的专业人员所知，所有其它实施例都包括在本发明的范围之内。
[0103]图1是本文所述的预分析系统4的一个总体示意图。供盖装置2包括容纳在相应的隔室12中并叠置为两叠的盖子3，并被从预分析系统4的外部(左侧位置)通过外壳5的接口 6送入预分析系统4的内部(右侧位置)。为此，供盖装置通过安装架13以可逆的方式装载于接口 6所包括的输送装置7的固定装置15上。在预分析系统4中，以机器人抓手示出的可横向和竖向移动的机器人机械手8通过移动臂(例如伸缩臂(参见竖向双头箭头))伸出，够到供盖装置2中的盖子3，抓住盖子3，并从其中取出。随后，握住盖子3的机器人机械手8通过其移动臂(参见竖向双头箭头)缩短，并横向移动(参见横向双头箭头)指容纳有盛装生物样品I的容器的工作站9。然后，移动臂再次伸出(参见竖向双头箭头)，从而机器人机械手8够到工作站9中的容器1，并使用相应的盖子3对容器I加盖。在右侧，还示出了机器人机械手8对容器I去盖，取下盖子3，并通过横向移动(参见横向双头箭头)把盖子3运送至废物容器10并弃置到其中(参见朝下的竖向箭头)的方法。机器人机械手8由可编程控制单元11控制。
[0104]在经过若干次后，或者当供盖装置2的所有盖子3都被可横向和竖向移动的机器人机械手8取出后，供盖装置2被输送装置7通过接口 6从预分析系统4取回。
[0105]图2A(俯视透视图)中所示的供盖装置2处于空态，从而能够看到布置为4X3矩阵的隔室12的内部。此实施例中的隔室12被从供盖装置2的底部延伸的突起部18彼此隔开。图中所示的布置形式在四列隔室12的每一列之间有四个互连的突起部，其中，自下至上延伸的突起部18经由较低的突起部21互连，以提高稳定性，并便于供盖装置2的制造。两个中央突起部18上的圆块39可作为向供盖装置2附加箔片(例如通过焊接进行)以实现密封的位置。沿突起部18的竖轴延伸的凹槽22有利于机器人抓手的移动臂23的探入。
[0106]后者可在图2B中看到，图2B是上述供盖装置2的一个俯视透视图。机器人机械手8(在此实施例中是机器人抓手)的抓臂23利用由沿分隔突起部18的竖轴延伸的凹槽22提供的自由空间40布置在盖子3的周围。为了清楚起见，图中仅示出了机器人机械手8的抓握部，未示出实现横向和竖向移动功能的部分。隔室12中的盖子3彼此叠置形成多个层41，在当前视图中，仅有顶层是可见的。另外，还能看到围圈25，其处于供盖装置2的上缘周围，用于与图2C(俯视透视图)所示的可拆卸护盖20相互作用。从悬垂部27的外侧向内侧延伸的突出部26与供盖装置的主体上的围圈25结合，从而通过扣合方式封闭供盖装置2，如图2D的俯视透视图所示。沿护盖20延伸的凹槽24能提高其机械稳定性。另外，还可看到识别标签14，在此实施例中，识别标签14为条型码，附在供盖装置2的外侧壁上。
[0107]在图2E的俯视透视图中示出了处于打开状态的供盖装置2，该供盖装置2置于输送装置7上，并与机器人机械手8相互作用，机器人机械手8正在获取一个盖子3。在此实施例中，输送装置7以抽屉形式示出，包括一对用于与预分析系统4的外壳5的接口 6相互作用的导轨28。由于机器人机械手8正在抓取盖子3，因此能够看出输送装置7上的供盖装置2的位置处于预分析系统4中。在此过程结束时，输送装置7把已用过的供盖装置2送出预分析系统4之外。
[0108]在图3A-3F所示的实施例中，供盖装置2包括按8X6排列方式布置、用于容纳盖子3的隔室12。图3A的俯视透视图所示的供盖装置2中的盖子3形成一层，并套在由从供盖装置2的底部延伸的突起部19构成的凹座上。供盖装置的下缘围绕有围圈29，该围圈有利于叠置，或者可作为安装架，以便与输送装置7的适当结构相互作用。下缘处的突出部30有助于在供盖装置2的生产过程中改善堆叠能力，或者也可用于与输送装置7相互作用。在图3B中能够看到由可横向和竖向移动的机器人机械手8(在此实施例中以机器人抓手示出)从隔室12获取盖子3的动作。相邻的盖子3不会干扰四个抓臂23，因为盖子3之间有足够的分隔空间。
[0109]图3C示出了从俯视对角线方向观察时的三个供盖装置2的叠置。最上方的供盖装置2不包含任何盖子，因而能够看到用作盖子3的凹座的突起部19。从图3D中所示的单个空供盖装置2能够更清晰地看到这些突起部19，在此实施例中，这些突起部19表现出一体化的三部分结构:底部31，盖子3的下缘放置在该部分上；中间环32，它与盖子3的侧内表面结合；顶部圆块33，盖子3的顶部的内表面坐在该部分上。
[0110]图3E的仰视透视图示出了图3C中的三个供盖装置2的叠置方式，其中，最上方的供盖装置2被稍稍抬起，从而能够清楚看到两个较低的供盖装置2装满盖子3。作为盖子3的凹座的突起部19具有为一叠中的相应下部供盖装置2的盖子3提供凹槽的附加功能。在此实施例中，突起部19的底部31的内表面围住一叠中的下部供盖装置2的盖子3。还可以看到，突起部19在按8X6几何排列方式布置的隔室12的每行中(共8行)彼此互连。在图3F的俯视透视图中，也能够看到这一叠供盖装置2，其中，最上方的供盖装置2被稍稍抬起。
[0111]图4A(俯视透视图)和图4B(仰视透视图)示出了图3A-F中所示的具有按8X6矩阵排列的隔室12的空供盖装置2的一种变化形式。作为盖子3的凹座的突起部19具有大体相同的三部分结构:底部31、中间环32和顶部圆块33，而后者的直径壁上述实施例中的小；在此，通过增加盖子3和突起部19之间的空隙，改进了放置在凹座上的盖子3的支撑稳定性。该图还示出了有助于对隔室12进行空间分隔并提高供盖装置2的总体稳定性的空腔34。
[0112]图5A-5G的俯视透视图示出了另一个实施例，其中，供盖装置2包括容纳在按4X4矩阵几何排列方式布置的隔室12中的盖子3。在图5A中，能够看到包括盖子3的供盖装置2，其中一个盖子3正在被可横向和竖向移动的机器人机械手8(在此例子中为机器人抓手)获取。上述的几何排列方式在盖子3周围提供充足的空间，使钳式手臂23能够抓住各个盖子3，并取出。如图5B所示，供盖装置还在其四角处包括凹槽部35，并在其内壁上形成有突出部。这些凹槽/突出部35有助于稳定分隔盖子3的多个层41的托板16，并且还可作为与输送装置7等相互作用的安装架。在此实施例中，供盖装置2包括三层41盖子3。一块托板16沿整个宽度延伸，但是仅延伸到供盖装置2的一半长度，从而每块托板分隔2X4盖子3的两层41。供盖装置2还包括沿其上缘布置的围圈25，围圈25能与图5C所示的可拆卸护盖20的悬垂部27所包括的突出部26结合。凹槽24有助于稳定可拆卸护盖20。
[0113]图示出了此实施例的空供盖装置2，其中，能够看到在供盖装置2的底部形成用于盖子3的凹座的突起部19。另外，还能看到处于供盖装置2的中心部分的挡板36，其中，挡板36有助于稳定托板16的位置。
[0114]图5E(俯视透视图)和图5F(仰视透视图)示出了不带盖子3的托板16。能够看到接收盖子3的2X4凹座37，以及圆块17，圆块17与机器人机械手8和突出部38相互作用，可改善托板16的叠置性能，并稳定盖子3。后者置于凹座37上，使盖子3的内表面靠在凹座37上。当在容纳盖子3的托板16上叠置另一块托板16时，上托板16的凹座37接收来自于下托板16的盖子3，从而使盖层41的叠置保持机械稳定。另外，突出部38也能改善盖子3的叠置性能和定位。
[0115]图5G示出了可横向和竖向移动的机器人机械手8 (在此情况中为机器人抓手)通过其抓握臂23握住空托板16的圆块17从而从供盖装置2取出托板16并露出下面的盖层41的方法。
[0116]图6A (俯视透视图)和图6B (仰视透视图)示出了图4A-B所示的具有按8 X 6矩阵排列方式布置的隔室12的空供盖装置2的一种变化形式。除了有助于改善隔室12的空间分隔和提高供盖装置2的总体稳定性的空腔34，此供盖装置2还包括绕其中心分组的柱42。这些结构能提高供盖装置2在竖向的稳定性，因为供盖装置2本身的重量以及从上方和/或下方可能施加的压力无需仅由供盖装置2的外缘承担。例如，在把供盖装置2从上方压到输送装置7上、以避免在与机器人机械手8相互作用时发生横向或竖向移动的情况下，可能施加这种压力。柱42可增加供盖装置2与输送装置7的接触面积(特别是在输送装置7具有大致平滑的表面的实施例中)，因而这种实施例中的供盖装置2不仅或不主要支撑在其外缘上。因此，柱42还能降低供盖装置2因竖向压力的施加而发生临时或永久变形的危险。这种正面效果还有助于此实施例中的供盖装置2的运送和包装。例如，若多个供盖装置2彼此叠置在包装箱中，则上方供盖装置2的重量会对一叠中的下方供盖装置施加压力。再加上运输或存储过程中多变环境条件的影响(例如温度或湿度)，变形的危险可能会增加，这取决于供盖装置2的材质；而利用柱42可减轻这种危险。从上文所述的图6A可以看出，柱42表现为空腔，并形成突起部，如图6B的仰视图所示。盖层41的柱/突起部42可与相邻的另一个下方盖层42直接结合，这有助于多个盖层41的叠置。虽然图中仅示出了四个柱42，但是可存在更多或更少的柱42。而且，也可以采用其它几何排列方式，并且也能提供与上述相似的有益效果。沿供盖装置2的波纹式外轮廓线伸展的平坦部分43可作为贴加识别标签14(例如条型码)的区域(参见图2D)。
【权利要求】
1.一种用于为盛装生物样品(I)的容器加盖的方法，包括以下步骤: a)提供供盖装置(2)，该供盖装置(2)容纳有用于盛装生物样品(I)的容器的多个盖子(3)，并且包括按预定几何排列方式布置、用于容纳所述盖子(3)的隔室(12)； b)把供盖装置(2)以可逆的方式装载于向包括外壳(5)的预分析系统(4)插入供盖装置(2)并从其中取回供盖装置(2)的输送装置(7)，从而通过处于所述外壳(5)上的接口(6)把供盖装置(2)引入预分析系统(4)； c)使用可横向和竖向移动的机器人机械手(8)从供盖装置(2)获取盖子(3)，并把盖子(3)运送至容纳盛装有生物样品(I)的容器的工作站(9)； d)使用可横向和竖向移动的机器人机械手(8)用盖子(3)给盛装生物样品(I)的容器加盖； e)重复步骤b)至d)若干次，或者重复步骤b)至d)直到供盖装置(2)的所有盖子(3)都被可横向和竖向移动的机器人机械手(8)获取；以及 f)从预分析系统(4)取回供盖装置(2)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述供盖装置(2)包括安装架(13)。
3.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤:使用可横向和竖向移动的机器人机械手(8)对盛装生物样品(I)的一个或多个容器进行去盖。
4.如上述任一项所述的方法，其中，可横向和竖向移动的机器人机械手(8)是抓手，供盖装置⑵的隔室(12)包括每个盖子(3)周围的自由空间(40)，该自由空间足以使抓手从隔室(12)获取盖子(3)。
5.一种用于为盛装生物样品(I)的容器加盖的预分析系统(4)，包括: 供盖装置(2)，该供盖装置(2)容纳有用于盛装生物样品(I)的容器的多个盖子(3)，并且包括按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子(3)的隔室(12)； 至少部分地封装预分析系统(4)的组件的外壳(5)，该外壳(5)包括接口 ￠)，该接口(6)包括用于向预分析系统⑷插入供盖装置(2)以及从其中取回供盖装置⑵的输送装置⑵； 可横向和竖向移动的机器人机械手(8)，用于在预分析系统(4)内运送盖子(3)，并使用盖子(3)对盛装生物样品(I)的容器加盖； 用于控制可横向和竖向移动的机器人机械手(8)的可编程控制单元(11);和 容纳盛装生物样品(I)的容器的工作站(9)。
6.如权利要求5所述的预分析系统(4)，其中，所述可编程控制单元(11)根据供盖装置(2)所包括的识别标签(14)来编程。
7.如权利要求5或6所述的预分析系统(4)，其中，所述供盖装置(2)包括安装架(13)。
8.如权利要求7所述的预分析系统(4)，其中，所述输送装置(7)包括用于供盖装置(2)所包括的安装架(13)的固定装置(15)。
9.一种为盛装生物样品(I)的容器提供盖子(3)的供盖装置(2)，包括: 用于盛装生物样品(I)的容器的多个盖子(3);和 按预定几何排列方式布置、用于容纳盖子(3)的隔室(12)。
10.如权利要求9所述的供盖装置(2)，还包括安装架(13)。
11.如权利要求9所述的供盖装置(2)，其中，所述隔室(12)包括每个盖子(3)周围的自由空间(40)，该自由空间足以允许可横向和竖向移动的机器人抓手⑶从隔室(12)获取盖子⑶。
12.如权利要求9至11中任一项所述的供盖装置(2)，其中，所述盖子(3)叠置在隔室(12)中，形成多个层(41)。
13.如权利要求9至11中任一项所述的供盖装置(2)，其中，所述供盖装置(2)是泡罩包装。
14.如权利要求9至11中任一项所述的供盖装置(2)，其中，每个隔室(12)的底部包括用于支撑盖子(3)的突起部(19)。
15.如权利要求9至11中任一项所述的供盖装置(2)，其中，所述供盖装置(2)是可叠置的。
【文档编号】B01L3/00GK104138772SQ201410194091
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2013年5月8日
【发明者】T.格基斯伯格, C.凯林 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司