用于变位和摇动流体容器的装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于35U.S.C§ 119(e)要求2013年3月14日申请的美国临时申请第 61/783,670号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及被构造成携带和摇动多个流体容器的流体容器混合装置，具体地，涉 及一种构造成独立地移动容器以选择性地将任何容器呈现在指定位置，或以涡旋运动振动 容器，以摇动容器并混合其内容物。
【背景技术】
[0004] 自动化过程，例如化学、生物或工业过程，经常涉及使用、处理和/或操作流体溶 液和/或流体悬浮物。通常，这种流体溶液和悬浮物被容纳在常常是各种尺寸的多个容器 内，所述尺寸必须制成对于多模块仪器的模块来说是可访问的，以执行这种自动化过程。另 外，操作者常常必须为这样的仪器提供新的、满的容器并从该仪器移除用过的空容器。这 样，在这种自动化过程中常常必须将不同尺寸的多个容器移动到对不同模块来可访问的不 同位置，和/或必须将不同的瓶子一次性移动到对特定模块来说可访问的单个位置。
[0005] 例如，在包括用于从容器吸取流体和/或将流体分配到容器的自动移液器的处理 仪器中，由于移液器的移动受限制或由于其它位置被其它模块占据，可仅具有一个位置，在 该位置，流体容器对于移液器来说是可访问的。还必须将瓶子从操作者向仪器提供瓶子的 一位置移动到仪器内的一位置，或者将空瓶从仪器内的一位置移动到空容器可被操作者移 走的一位置。如此，装置需要将流体容器从仪器内的一个位置移动到仪器内的一个或更多 其它位置。
[0006] 另外，流体溶液或悬浮液必须混合，以保持溶液内的溶质或保持悬浮液内的材料， 例如固体或半固体颗粒。混合常常通过摇动容器以混合容器内的流体溶液或流体悬浮物内 容物而实现。如此，需要装置摇动流体容器。所需混合频率会取决于溶液或悬浮物的性质； 某些溶液或悬浮物只需要不频繁的混合，而其它溶液或悬浮物会需要持续或近乎持续的混 合。
[0007] 例如，在许多核酸诊断测试中，测试靶是识别感兴趣的核酸的存在和/或数量，公 知的是采用会与感兴趣的核酸杂交的探针，并在特定条件下发出可探测信号，从而指示样 本中靶核酸的存在，或根据信号强度指示样本中存在的靶核酸量的数量。
[0008] 在将靶核酸暴露于探针之前或之后，在特定的实验中，利用结合到基底，例如磁珠 或颗粒的"捕获探针"，靶核酸会被靶捕获装置直接或不直接地固定。当磁珠包括捕获探针 时，接近于反应器皿的磁体被用作取出并将磁珠保持在器皿内的指定区域内，或流体转移 装置内。
[0009] 以流体悬浮液的形式提供这种靶捕获探针。自动移液器从位于移液管可访问的位 置的容器吸取指定量的探针，并且该探针被传输到并分配到插座器皿内，所述插座器皿容 纳，或者将容纳其它处理材料，包括样本材料。在移液器不需要访问容器的时间里，如果还 需要流体悬浮液的其它可分量，容器应被摇动，以使探针的磁颗粒保持悬浮。
[0010] 在进行自动化处理包括多个处理模块的仪器中，通常需要仪器占据尽可能紧凑的 空间，各种模块被构造和配置成彼此互不干涉是不可缺少的。因此，由于空间限制，容纳用 于移动和摇动流体容器的独立装置会不实际。另外，如果需要频繁摇动容器以需要将流体 保持成溶液或悬浮液，在装置之间前后移动容器以移动容器并摇动容器会是不切实际的。 如此，用于执行自动化处理的仪器的理想的流体处理模块支持将容器移动到仪器内的一个 或多个指定位置以及在紧凑和空间高效平台内摇动容器这两个功能的组合。
【发明内容】
[0011] 本公开的方面以流体容器混合装置实现，所述流体容器混合装置包括容器支撑平 台，变位驱动系统和涡旋驱动系统。所述容器支撑平台被构造成保持一个或多个流体容器， 并被构建并配置成变位流体容器以将每个容器顺序放置在一个或多个预定位置上的方式 可移动，所述容器支撑平台被构造成绕轨道中心在轨道路线上可移动。变位驱动系统被构 造成给所述容器支撑平台的变位移动提供动力。涡旋驱动系统被构造成给所述容器支撑平 台在所述轨道路线上移动提供动力。
[0012] 根据本公开的其他方面，所述容器支撑平台被构建并配置成通过绕旋转轴线旋转 而变位所述流体容器。
[0013] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动系统被构造成给所述容器支撑平台的旋转 提供动力。
[0014] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动系统和所述涡旋驱动系统被构造成可彼此 独立地运转。
[0015] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动系统和所述涡旋驱动系统被构造成可选择 性地同时运转
[0016] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动系统包括变位驱动电机，所述变位驱动电 机具有可操作地耦接于所述容器支撑平台的旋转输出轴，以将所述输出轴的动力旋转转换 成所述容器支撑平台的旋转。
[0017] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动电机由安装到所述输出轴的驱动轴轮、耦 接到所述容器支撑平台的变位驱动皮带轮以及绕所述驱动轴轮和所述变位驱动皮带轮串 接的驱动皮带而可操作地耦接到所述容器支撑平台。
[0018] 根据本公开的其他方面，所述变位驱动电机由被所述输出轴旋转的驱动轴齿轮和 耦接到所述容器操作平台的变位驱动齿轮而可操作地耦接到所述容器支撑平台，其中所述 驱动轴齿轮与所述变位驱动齿轮可操作地接合。
[0019] 根据本公开的其他方面，所述涡旋驱动系统包括具有输出轴的涡旋驱动电机，以 及涡旋传动系统。所述涡旋传动系统耦接到所述涡旋驱动电机和所述容器支撑平台，并构 建和配置成将所述涡旋驱动电机的所述输出轴动力旋转转换成所述容器支撑平台的轨道 移动。
[0020] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置还包括耦接到所述涡旋驱动电机 的驱动轴轮和串接在所述驱动轴轮上的涡旋驱动皮带。所述涡旋传动系统包括：涡旋驱 动皮带轮，所述涡旋驱动皮带串接在所述涡旋驱动皮带轮上以将所述涡旋驱动电机的旋转 传送到所述涡旋驱动皮带轮；涡旋轮；可旋转地耦接所述涡旋驱动皮带轮和所述涡旋轮的 轴；耦接到所述涡旋轮的至少两个旋转涡旋元件，使得涡旋轮的旋转导致所述旋转涡旋元 件的相应旋转；以及至少两个偏心联接器，所述偏心联接器的每一个在相对于相应旋转涡 旋元件的旋转轴线偏移的位置从每个旋转涡旋元件延伸。所述容器支撑平台耦接到所述偏 心联接器，使得所述涡旋元件的旋转经由所述偏心联接器对所述容器支撑平台在所述轨道 路线上施加动力移动。
[0021] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置还包括附接于所述轴并随其旋转 的配重，所述轴耦接所述涡旋驱动皮带轮和所述涡旋轮。
[0022] 根据本公开的其他方面，每个偏心联接器相对于所述旋转涡旋元件的相应一个的 旋转轴线具有相同的偏移。
[0023] 根据本公开的其他方面，所述涡旋轮包括涡旋皮带轮，每个旋转涡旋元件包括涡 旋惰轮，所述涡旋传动系统还包括将所述涡旋皮带轮耦接到所述涡旋惰轮的皮带。
[0024] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置还包括一个或多个皮带张紧器， 所述皮带张紧器构造用于调整将所述涡旋皮带轮耦接到所述涡旋惰轮的皮带的张力。
[0025] 根据本公开的其他方面，每个皮带张紧器包括滑块，可旋转地安装于所述滑块并 抵靠将所述涡旋皮带轮耦接到所述涡旋惰轮的皮带的张紧轮，以及构造成将所述滑块和所 述张紧轮固定到位、以在所述皮带上提供所述张力的张紧调节螺丝。
[0026] 根据本公开的其他方面，所述涡旋惰轮距所述涡旋皮带轮的旋转轴线相同的径向 距离。
[0027] 根据本公开的其他方面，所述涡旋惰轮相对于所述涡旋皮带轮以等角间距布置。
[0028] 根据本公开的其他方面，所述涡旋轮包括涡旋齿轮，所述涡旋传动系统包括与每 个偏心联接器有关的齿轮链，由此每个旋转涡旋元件包括一套相关齿轮链，其中每个齿轮 链被构建和配置成将每个偏心联接器与所述涡旋齿轮可旋转地耦接。
[0029] 根据本公开的其他方面，每个齿轮链包括与所述涡旋齿轮接合并与所述旋转涡旋 元件接合的传导齿轮。
[0030] 根据本公开的其他方面，所述容器支撑平台包括转盘和附接于所述转盘的流体容 器托盘。
[0031] 根据本公开的其他方面，所述容器支撑平台包括多个容器插座，每个所述容器插 座被构造成接收流体容器。
[0032] 根据本公开的其他方面，所述容器插座包括至少两个不同尺寸。
[0033] 根据本公开的其他方面，每个容器插座包括开口，通过所述开口可读取保持在其 中一个所述容器插座内的所述流体容器上的机器可读码。
[0034] 根据本公开的其他方面，每个容器插座包括被构造成在所述容器插座内可释放地 保持容器的流体容器固位元件。
[0035] 根据本公开的其他方面，所述容器插座固位元件包括弹性元件，所述弹性元件被 构造成当容器被放入其中一个容器插座时受到压缩，并弹性扩张以将所述容器压抵所述容 器插座的壁。
[0036] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置还包括构造成指示所述变位驱动 系统和所述涡旋驱动系统的至少一个的位置或状态的反馈传感器。
[0037] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置还包括构建和配置成读取所述容 器支撑平台上携载流体容器上的机器可读码的机器码读取器。
[0038] 根据本公开的其他方面，所述机器码读取器包括条码读取器。
[0039] 根据本公开的其他方面，所述机器码读取器包括射频读取器。
[0040] 根据本公开的其他方面，所述流体容器混合装置包括三个涡旋元件，每个涡旋元 件包括涡旋惰轮。所述涡旋传动系统还包括将所述涡旋皮带轮耦接到其中两个涡旋惰轮的 皮带。所述装置进一步地包括：被构造成调节皮带张力并位于所述涡旋皮带轮和所述两个 涡旋惰轮中的一个之间的第一皮带张紧器；被构造成调节皮带张力并位于所述涡旋皮带轮 和所述两个涡旋惰轮的另一个之间的第二皮带张紧器；被构造成调节皮带张力并位于所述 两个涡旋惰轮之间的第三皮带张紧器。所述第一、第二和第三皮带张紧器构造成调整所述 涡旋皮带轮与所述两个涡旋惰轮的某一个之间，以及所述两个涡旋惰轮之间的皮带长度， 以调节与所述两个涡旋惰轮有关的偏心联接器的相对相位。
[0041] 根据本公开的其他方面，流体容器混合装置进一步包括被支撑在所述容器支撑平 台上并包括蒸发限制插件的至少一个容器，所述蒸发限制插件包括从所述容器开口延伸到 所述容器内的管体，所述管体在其内形成一个或多个孔以允许流体流入所述管体内的空间 或从其流出。
[0042] 根据本公开的其他方面，所述蒸发限制插件具有不规则的底部边缘，使得所述底 部边缘的至少一部分不垂直于所述管体的纵向轴线，由此当所述蒸发限制插件被完全插入 到所述容器内时，在所述底部边缘和所述容器的底表面之间形成缝隙。
[0043] 根据本公开的其他方面，所述蒸发限制插件包括构造成接合所述容器的一部分以 将所述插件固定在所述容器内的固位特征。
[0044] 根据本公开的其他方面，所述固位特征包括构造成接合所述容器的内表面的棘 爪。
[0045] 根据本公开的其他方面，所述固位特征包括形成在所述管体的顶部的两个或更多 向外张开的翼片，所述翼片构造成当所述插件插入到容器内时向内偏转并弹性压抵所述容 器的内表面。
[0046] 本公开的其他方面以选择性地输送多个流体容器或摇动所述流体容器以混合所 述流体容器的内容的方法来实施。所述方法包括：在容器支撑平台上支撑所述多个流体容 器；通过将每个容器顺序放置在一个或多个预定位置上移动所述流体支撑平台以变位所述 流体容器；以及通过以涡旋运动移动所述容器支撑平台来摇动所述流体容器以混合所述流 体容器的内容物，所述涡旋运动包括以绕轨道中心的轨道路线移动所述容器支撑平台，其 中所述移动步骤和所述摇动步骤独立地进行。
[0047] 根据本公开的其他方面，移动所述流体支撑平台以变位所述流体容器包括绕旋转 轴线旋转所述容器支撑平台。
[0048] 根据本公开的其他方面，所述方法进一步包括在所述移动步骤和所述摇动步骤的 至少一个期间监视容器支撑平台的位置或状态。
[0049] 根据本公开的其他方面，所述多个流体容器的每一个包括在移动步骤期间或者暂 停移动步骤时由机器码读取器读取的机器可读识别标记。
[0050] 根据本公开的其他方面，所述方法进一步包括在所述容器支撑平台上支撑一个或 更多容器，并且至少一个容器提供有蒸发限制插件，所述蒸发限制插件包括从所述容器开 口延伸到所述容器内的管体，并在所述管体内提供一个或多个孔以允许流体流入所述管体 内的空间或从其流出。
[0051] 根据本公开的其他方面，所述方法进一步包括使所述蒸发限制插件具有不规则的 底部边缘，使得所述底部边缘的至少一部分不垂直于所述管体的纵向轴线，由此当所述蒸 发限制插件被完全插入到所述容器内时，在所述底部边缘和所述容器的底表面之间形成缝 隙。
[0052] 根据本公开的其他方面，所述方法进一步包括使所述蒸发限制插件包括构造成接 合所述容器的一部分以将所述插件固定在所述容器内的固位特征。
[0053] 本公开的其他方面以用于容器的