用于处理生物材料的设备的制作方法

专利名称：用于处理生物材料的设备的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种用于生物靶分子的提纯、分别处理和/或分析的设备，
具体涉及一种具有用于检测至少一个对象的检测装置的设备。本发明的另外的实施例涉及一种用于接收用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析的材料的接收装置，以及一种用于对象、尤其用于接收装置的清查、位置确定和/或排列确定的方法，所述对象在用于包括生物靶分子的材料的自动处理的相应设备上使用。
背景技术：
现今经常期望采用自动化的方法来分离和进一步处理或分析生物靶分子，例如核
酸和蛋白质。这具有很多优点，例如能实现样品的高产量、每次分离/处理时的相同处理条
件，这些优点实现了处理结果的结果直接比较、时间的节省、雇员接触在这种处理中经常使
用的对健康可能有危害的物质的降低的风险。要保证设备上的处理的平稳工作流程，不仅
必须确保在处理开始之前所需的消耗品和化学药品位于该设备上，而且恰当的材料要处在
恰当的位置、恰当的布置或排列、恰当的量以及恰当的状态，例如打开的状态。 对于市场上的很多装置而言，使用者必须确保满足这些条件。常常是只有在处理
过程中出现问题时才意识到这些条件没有满足，这会导致样品、时间和消耗品的损失，在最
坏的情况下，导致设备的损坏。 市场上的一些装置试图将这些任务从使用者身上解除，并自动执行它们。 到目前为止，本技术领域中已知的是在用于生物材料的处理室中经由光学图像识
别来识别处理容器。由此一种算法设法根据捕获的光学图像来识别处理容器的轮廓并根据
该轮廓确定处理容器的类型。此图像识别仅在处理容器和工作台之间存在足够的光学对比
度的情况下才能可靠工作。 此外已知的是通过拾取一次性吸头和测量用于过程控制的力来检测一次性吸头的存在。由此，在第一位置处对用于一次性吸头的架中的一次性吸头进行检测。如果这失败了，就接近下一位置并且该过程重复进行，直到发生一次性吸头的正确检测。由此推断所有其它位置也都被填充。随后将所检测到的一次性吸头扔进废物容器中。此过程必须对用于一次性吸头的每个架重复进行。将一次性吸头的位置被永久地编入软件中，用于过程的监控。 此外已知的是通过力的测量、优选通过保持架的驱动器的功率消耗来间接地确定处理容器的存在。其中将处理容器的尺寸和位置编入软件中。正确的尺寸和位置能通过夹持过程的不变的限定顺序来确定。然而在这些情况此确定不是足够可靠地精确和/或快速的。

发明内容
因此，目的是以克服现有技术的缺点的方式提供一种用于生物靶分子的提纯、处理和/或分析的设备。尤其期望的是保证设备上的处理的安全执行；清查位于设备上的诸如接收装置的对象以及诸如处理容器、一次性吸头、存储容器、废物容器、用于消耗品的容器等的消耗品；以及与设计的处理及其所需的消耗品进行比较。为消除使用者的过失，此清查应当自动进行。 另一目的在于提供一种相应的方法。此外，例如经由对隶属于该设备或者可独立移动的部件的强化监控、位于设备上的对象特别是抽屉(位置和布置或排列)或接收装置的存在和/或位置的检测，来使过程控制得到加强。 此问题通过用于生物靶分子的提纯、处理和/或分析的设备来解决，所述设备具有用于检测至少一个对象的检测装置，所述对象包括至少一个检测区域，其中所述检测装置相应地适于检测所述检测区域的至少一个高度值，并根据所述至少一个高度值来确定所述至少一个对象的空间位置和/或布置/排列和/或类型和/或存在和/或数量和/或状态。 术语高度通常被理解为与参考高度的差，其中参考高度例如能通过检测装置的位置限定，而且还例如能通过对象的支撑面限定。特别地，该高度涉及竖直距离。高度还能被限定为在垂直于对象的支撑面的方向上的距离，或者情况也可以是，高度被限定为在对象(例如接收装置)的接收开口的方向上的距离。通常，通过该设备来限定工作面，那么该高度通常就是在垂直于该工作面的方向上的距离。参考高度还可以被理解为工作面或接收装置或其部件的高度。 例如，为了确定相对于参考高度的高度，可以设想检测装置知道其确切位置，从而高度值通过检测区域与检测装置之间的简单距离测量获得。此外可设想该检测装置进行其距参考平面的距离、例如距工作台的距离的测量，随后通过在距检测区域的距离与距参考平面的距离之间求差来确定检测区域的高度。利用根据本发明的设备，可以仅利用一个包括传感器的检测装置来检测参数，所述参数能用于若干目的，诸如确定对象的空间位置、布置/排列、存在、状态、数量和/或类型。术语状态例如指的是现有对象是打开或关闭的。
尽管一般仅使用一个检测装置就足以确定对象的空间位置、布置或排列、存在、状态、数量和/或类型是特别有利的，但是如果期望的话，在设备中使用几个检测装置也是可能的。下文中所描述的检测装置的属性能完全或部分存在于仅一个检测装置以及几个检测装置中。 在实施例中，待检测的对象是接收装置。接收装置例如能是吸移管的吸头，特别是一次性吸头，或者能通过架(例如用于吸移管吸头的保持架)形成。取决于容纳在用于吸移管吸头的架中的吸移管吸头的类型、相应尺寸(例如裂口和分隔壁的数量、宽度和高度)，用于吸移管吸头的架例如能具有不同的几何特征，其中所述特征能被检测装置检测到，从而经由这些特征能识别类型、相应尺寸。其它可能的接收装置例如通过处理容器，诸如用于消耗品的反应管和/或存储容器、废物容器和/或供应容器，通过用于要保护的装置部件的盖以及通常在这种自动化应用中使用的类似容器来表示。 例如对于诸如抽屉的可移动或可滑动的对象，所述设备能进一步执行对象的确切位置的检查。为此，在对象封闭之后测量对象的特定特征(例如切口，相应地盖板内的凹口/缺口 )。将这些位置与存储在配置文件中的数据进行比较，从而能确定偏差，并在进一步的处理中对所述偏差加以考虑。这尤其关于吸移，例如小容器、多孔板中的各小孔几何结构中的吸移，或者在分别通过抽屉接收的处理容器的精确定位，并且它用于加强该处理的鲁棒性。 与光学图像相比，根据高度值的识别具有如下优势它允许对象的颜色相关设计和光学设计的特定独立性。因此，颜色能被相对自由地选择并且例如能被用于其它目的。
在一优选实施例中，检测装置适于确定对象的至少一个检测高度值与参考高度值之间的差，并根据所述差来确定叠置对象的数量。为此目的检测装置例如能检测对象的高度值，能确定相对于参考高度值的差，并且能根据所述差来计算叠置对象的数量，相应地能将所述差分配给多个叠置对象。此外，除了叠置对象的数量之外，根据对象的至少一个高度值，设备还能适于确定叠置对象的类型，即例如通过识别高度值是所讨论的对象中的一个的叠置高度的倍数，而不是其它所讨论的对象中的一个的叠置高度的倍数。由此，通过检测装置的有效使用，能通过单次测量确定对象的两个信息项。其中术语叠置高度应被理解为通过附加叠置对象的附加高度。尽管对于相同类型的每个对象叠置高度是相同的，但是对不同类型的对象叠置高度是不同的。 在本发明的又一实施例中，根据对象的至少一个高度值能确定所述对象的存在。这些实施例允许通过例如对工作台高度方向的扫描来执行对处理空间中的工作台的清查。由此产生的高度值、相应是三维高度轮廓则指示了位于装置上的消耗品。此外，能对可移动对象或部件的几何特征(例如边缘位置和高度)进行检测，并且通过将这些特征的标称参数(例如标称位置)与实际参数(例如实际位置)相比较，能确定偏差，并在处理工作材料、相应消耗品时对所述偏差加以考虑。 本发明的优选实施例的区别在于检测装置适于利用单点测量来检测对象的至少一个高度值。单点测量指的是在对象的离散点处执行高度测量(情况可以是，在相同、相应相似位置处，进行若干次，即，将由例如处理精度、系统的这些位置相应定位时产生的偏差也包含在其中)，并对为其自身所做的此高度测量进行考虑，用于确定对象的数量、存在、空间位置、状态和/或类型。特别优选地，此高度测量用于这些参数中的若干个的共同确定。
本发明的又一优选实施例的区别在于检测装置适于检测对象的至少一个检测区域的至少两个高度值，特别是沿着线设置的高度轮廓。所述线能延伸经过对象的一个或几个检测区域。与单点测量相比，对象的高度轮廓的测量包括通过检测装置的两个单独测量确定的至少两个不同点的测量。其中，能将检测装置传送到执行测量所在的至少两个点(例如，如果待测量的区域是在空间上是固定的)。优选地，检测装置相对于对象可移动地布置。此外可以空间固定检测装置，而移动待测量的区域，特别是沿要测量的线移动所述区域。至少两个不同点能彼此独立地与检测装置不等距或等距地隔开，因此对检测装置而言，至少两个不同点具有不同或相同的高度。 在一优选实施例中，设备被布置为检测至少两个高度轮廓。在优选测量对象的至少两个高度轮廓时，这些高度轮廓优选位于对象的相对侧，但还可设想的是例如在沿同一线控制时检测第二或更多个高度轮廓。此外优选的是分别沿彼此相反的方向检测两个或更多个高度轮廓。其中，可设想的是沿相似或相同的线，只是在不同的方向上对在相反方向上检测的两个高度轮廓进行检测，或者在对象的不同检测区域上执行检测。其中，在对象的两个彼此相对的前侧进行相反方向上的检测是特别优选的。通过测量每个对象的两个或更多个高度轮廓，能增强测量的确定性和精确度，并且能检测到附加的信息，例如关于对象的扭曲。在大多数情况下，测量两个高度轮廓就足够了。
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在一特别优选的实施例中，检测装置包括至少一个、优选恰好一个用于辐射检测区域的辐射源和/或至少一个、优选恰好一个用于测量发自或来自检测区域的辐射的强度的传感器，所述辐射源能生成三维图像。就本发明而言，三维图像指的是相应地根据在垂直于高度方向的平面中的位置所检测的高度值，其中在垂直于高度方向的二维平面中的位置是可变的。其中，能检测到局部(线或单点)以及整个平面。从检测区域发出的辐射优选包括被检测区域反射的辐射源的辐射。辐射源和传感器相对于测量高度轮廓所沿的线彼此成角度布置，优选基本成直角布置。这允许例如通过三角测量法的高度测量，由于辐射源与传感器之间的空间位移，所以利用该三角测量法，仅需接受在纵向方向上的小的死角。
在一优选实施例中，该设备包括处理空间，其中，优选将通过检测装置检测的区域布置在处理空间中，特别是布置处理空间中的预定区域中。其中，处理空间的预定区域适于接收至少一个对象，其中预定区域特别是接收容器或抽屉。这样，要找到待识别和/或通过传送装置接收的对象，不必扫描或检测整个处理空间。结果就是在清查处理空间时速度增快。在一优选实施例中，检测装置相对于对象可移动地布置在处理空间中。因而，通过扫描处理空间，可以进行清查。 在特定优选实施例中，设备包括用于传送对象的传送装置。其中，检测装置优选能恰好布置在用于传送至少一个对象的传送装置处或者至少布置在其附近。由此，在处理空间中仅需一个可移动装置，这实现了过程安全以及具有较小复杂度的控制或调节。这种布置具有这样的优点不仅能对布置在处理空间内的对象进行检测，而且能在对象的拾取、传送或释放期间进行过程控制。这实现了对象的安全操作，即对象的接收、传送和释放以及位于传送装置上的消耗品的控制。由此，能对整个处理链进行监控位于处理空间中以及处理区域上的对象的位置和类型，传送装置上的对象的位置以及处理区域上对象的安全释放。
在一优选实施例中，通过检测装置能检测由传送装置获取或接收或拾取的对象、特别是最接近或最靠近由传送装置获取的多个对象的检测装置的传感器的对象、优选叠置的对象的检测区域的至少一个高度值。因此，也就是说通过最接近或最靠近传感器的对象与参考平面或参考高度之间的距离或间隔，不仅对象的类型而且叠置对象的数量都是可检测的。只要参考平面的位置对于检测装置或属于检测装置的估计单元是已知的，那么该方法还能应用于布置在处理台上或处理空间中的叠置对象。此外，单个对象高度在经由高度轮廓识别对象之后对于检测装置或估计单元必须也是已知的或者必须能通过检测装置确定，以在此后通过包含单个叠置对象的高度的和的距离以及通过单个叠置对象的高度来确定对象的数量。 在一优选实施例中，传感器被实施为超声波传感器或激光传感器。超声波传感器和激光传感器在一个或多个部件中的组合也是可能的。这种传感器常常在工业中用于距离测量。另外，检测装置能具有作为辐射源的超声波发射器和/或激光器。通常，所有能够确定高度和生成三维图像的辐射源都适合本发明。 根据本发明的又一方面，提供一种用于接收用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析的材料的接收装置。所述接收装置具有至少一个识别元件，其中所述至少一个识别元件限定了用于识别所述接收装置的高度轮廓，其中所述高度轮廓被设置成用于至少一个高度测量并且至少部分地沿线、优选直线延伸。其中，所述线能沿接收装置的外轮廓延伸。通过沿线布置检测区域，仅需沿线对所述对象的检测区域进行扫描。线也能被布置成曲线或设置成圆的一部分。将高度轮廓理解为具有至少两个不同高度的轮廓，其中如果识别元件具有缺口 ，使得检测装置例如检测距接收装置的支撑表面或距不同对象的距离，则高度也能被检测为"无限的"，特别是在存在错误测量的情况下。高度轮廓用于识别接收装置，以便将一种类型的接收装置与另一类型的接收装置区别开。 在一优选实施例中，高度轮廓能被设置成具有至少一个用于高度测量的识别区域，优选至少两个用于高度测量的识别区域，其中彼此独立的识别区域具有相同或不同高度。因此，能将多个接收装置区别开。 其中优选能预期的是所述至少两个识别区域沿高度轮廓、特别是沿线彼此靠近和/或距彼此一定距离布置。因而，在一优选实施例中，至少一个识别区域具体地可具有沿线的从基本1mm到基本10mm、优选从基本2mm到8mm、进一步优选从基本3mm到6mm的长度。此外能设置为高度轮廓具有至少两个识别区域，所述至少两个识别区域具有沿线的不同长度。 其中，在一优选实施例中，所述至少一个识别区域具有横向于所述线的从基本1mm到基本10mm、优选从基本2mm到8mm、进一步优选从基本3mm到5mm的宽度。此外能设计为所述至少一个识别区域的至少一个、优选每一个是四边形的，优选是矩形的。通常，作为识别区域的其它区域形式也是可想象的，诸如圆形、椭圆形或多角的识别区域，其中这些区域则应至少包括最小的四边形，相应优选矩形的基本区域。 在一优选实施例中，高度轮廓具有至少一个检测边缘，所述检测边缘分别靠近识别区域，并优选形成在识别区域与垂直于所述识别区域的相应连接区域之间。其中，所述边缘能基本垂直于纵向延伸沿检测高度轮廓所沿的线布置。至少一个边缘可适合于将一个对象与另一个对象区别开。 因此，在又一优选实施例中，两个识别区域靠近连接区域的相对侧，其中靠近连接区域的两个识别区域具有不同的高度并且可选地具有不同的长度和/或宽度，其中连接区域特别是沿着线布置在两个识别区域之间。 在一特定优选的实施例中，高度轮廓相对于与特别是沿接收装置的外轮廓延伸的线垂直的镜面基本对称、优选镜像/反射对称或点对称。如何能相对于镜面布置识别区域，以例如获得镜像对称或点对称的高度轮廓在本领域中的技术人员的知识范围之内。由此，能进一步提高接收装置的正确识别的确定性。由于沿线对高度轮廓的优选检测在识别区域的纵向延伸的方向上发生，所以在不改变高度轮廓的情况下，与测量高度轮廓所沿的线基本垂直的平面的两侧的识别区域能具有不同的宽度。 此外能设计为高度轮廓不是对称成形的，优选不是镜像/反射对称或不是点对称成形的。 其中能设置为与检测高度轮廓所沿的线基本垂直的平面的两侧的识别区域具有不同的长度和/或高度，并且可选地还具有不同的宽度。 在一优选实施例中，接收装置具有带有至少两个相对侧的外轮廓，其中所述相对
侧分别包括至少第一识别元件或第二识别元件，所述第一识别元件或第二识别元件特别是
相对于接收装置的中间轴线彼此轴向对称地形成。因此，当通过检测装置在两侧扫描高度
轮廓时，在接收装置的类型的识别上，通过双重扫描或检测能获得较高的确定性。 在一优选实施例中，接收装置具有上侧，从所述上侧，待被接收的材料与中间轴线
11平行地从接收装置中被取出或获取，分别被释放到或布置在接收装置中，其中高度轮廓被布置为使得高度轮廓的高度测量能根据上述来实现。其中，识别区域中的至少一个、优选所有的识别区域能垂直于中间轴线布置。 能设置为识别区域中的至少一个与接收装置的上边缘具有基本相同的高度。
在一优选实施例中，待被接收装置接收的材料来自包括下列各项的组消耗品，诸如处理容器或一次性吸头；被保护以避免被直接接触的装置部件，诸如用于影响样品的磁体；用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析的材料，诸如具有靶分子的样品混合物或样品液体、裂解混合物、粘合混合物、缓冲混合物、洗涤混合物、洗提混合物或其它处理混合物，诸如酶、探针、能通过吸移管分离的材料，诸如来自磁珠的悬浮液、用于诸如PCR、化验和/或排列组合的下游应用的基材。 在一个实施例中，能设置为接收装置具有至少一个用于接收材料的一端是封闭的接收容器。其中，所述接收容器能包括从8iU到7000iU、优选从lOiU到5000iU、最优选从15 ii 1到3000 ii 1的容积。 在一个实施例中，接收装置具有多个接收容器，优选8个接收容器，其中所述接收容器优选以矩阵排列布置。 在又一优选实施例中，接收装置具有至少一个接收区域，所述接收区域的两侧、优选相对的两侧是打开的，用于接收材料。此接收装置的示例是一次性吸头。
此外能设计为接收装置具有至少一个通道、优选至少两个通道，用于使传送装置的提升元件通过，其中所述通道平行于中间轴线延伸。 在一优选实施例中，接收装置被成形为一个布置在另一个的顶部上的两个接收装
置的接合，使得所述一个布置在另一个的顶部上的接收装置能相对于彼此以预定的排列或
定向叠置，并优选具有小于接收装置的单个高度的和的共同的总高度，其中接收装置优选
能被叠置成使得若干叠置的接收装置的相应通道能相对于彼此沿线对齐。其中，可叠置的
接收装置能具有小于接收装置的总高度的80%的叠置高度，其中叠置高度优选基本小于
50mm和/或基本大于5mm，进一步优选在10mm与40mm之间，以及最优选在15mm与30mm之
间。其中，接收装置的下侧能放在接收装置的上侧上，用于进行叠置。在实施例中，接收装
置以单件整体形成，例如由一个(优选基于聚合物的)塑性部件形成。 在一个实施例中，能设置为接收装置的侧壁具有用以通过人的手指进行按压的柔
性按压区域，柔性按压区域部分位于两个识别区域之间，在扫描线的方向上延伸。 对象能是用于接收容器、消耗品、液体和/或类似物的接收装置。具体来说，对象
可以是处理容器、一次性吸头、一次性盖或另一消耗品、或者能是用于至少一个处理容器、
一个一次性吸头、一个一次性盖或一个另一消耗品的架，或者能是抽屉或废物通道。 根据本发明的又一方面，提供一种如上所述的用于如上所述的对象的设备，所述
对象优选为如上所述的接收装置的形式。 根据本发明的又一方面，提供一种用于对象的清查、位置确定和/或定向确定的方法，所述对象是对应设备上的材料的处理所需的，所述材料包括生物靶分子，在所述方法中，对相应的对象诸如抽屉、容器、消耗品和/或类似物的检测区域的至少一个高度值进行检测，并根据所述高度值来确定相应的对象在设备上的空间位置和/或定向/排列和/或类型和/或存在和/或数量和/或状态。
对象能涉及设备的部件或涉及布置在装置上的对象，其中对于设备的部件而言， 空间位置、定向、类型和/或状态的确定对于处理过程是重要的，而对于后者，除了上述的 其它方面之外，存在和/或数量也能是有关的。用于设备的这些部件的示例是抽屉、用于消 耗品和化学药品的废物容器、用于接收主反应管或次反应管的适配器、相应样品容器、用于 放下使用的一次性吸头用于以后再使用的适配器。用于放在装置上的对象的示例通过上述 中的一个表示。 在该方法的优选变形中，为确定对象的空间位置和/或类型和/或存在和/或数 量和/或状态，执行用于检测高度值的单点测量。将由此获得的值与对应的先前确定的数 据相比较。然后将比较的结果用于对设备上的处理的工作流程进行控制。如果在测量高度 值时所获得的结果与先前确定的数据之间出现偏差，则优选能可选地提供指示。在此情形 中，如果需要的话，使用者能改变参数以消除该偏差。因而，能避免处理过程中例如由于没 有为计划的处理提供足够的消耗品、没有封闭容器、未恰当地装载消耗品、对象的位置在装 载期间错误地移位而产生的问题，并能保证平稳的处理过程。 又一优选实施例的区别在于对检测区域的至少两个高度值、特别是高度轮廓进行 检测，其中优选所述高度轮廓沿线布置。其中，所述至少一个高度值、特别是高度轮廓能是 识别模式，根据该识别模式来确定对象的类型。将所获得的高度值、特别是高度轮廓与对应 的先前确定的数据进行比较，并将比较的结果用于对设备上的处理过程进行控制。如果在 测量高度值时所获得的结果、特别是所获得的高度轮廓与先前确定的数据之间出现偏差， 则优选能可选地提供指示。 在一实施例中，在检测第一高度轮廓之前，对沿至少一条校准线的至少一个校准 高度轮廓进行检测。此外，如果希望的话，在处理过程期间确定校准高度轮廓也是可能的， 即使这在大部分情形中将不需要。而且，能对沿同一校准线的几个校准高度轮廓进行检测。 由此，然后例如能形成平均。此外，几个高度轮廓能沿几条校准线进行检测以能够确定、分 别排除可能的偏差或错误。由于劳动强度随着增加的测量次数而增加，所以优选沿用于校 准的同一校准线执行少于5次的测量，进一步优选小于3次的测量并更优选仅1次的测量。 在特定优选实施例中，对至少一条校准线的校准高度轮廓进行测量，该校准线位于装置内 没有要检测的对象的位置处，并且随后的高度测量使用所获得的高度轮廓作为基础或参考 轮廓。这意味着使用参考轮廓的信息(诸如根据参考轮廓的检测区域的选择)对所测量的 高度轮廓进行测量或对所测量的高度轮廓进行进一步地处理(例如形成高度轮廓与参考 轮廓之间的差或者平均或平滑的参考轮廓)。特别有利地，这种校准线位于工作区域上，例 如在抽屉的区域中。 在又一优选实施例中，对沿至少一条校准线的至少一个高度轮廓进行测量，所述
校准线在装置内垂直于具有限定标称位置的第一边缘延伸。另外，对沿至少一条校准线的
至少一个高度轮廓进行测量，所述校准线在装置内垂直于具有限定标称位置的第二边缘延
伸，其中第一边缘垂直于第二边缘布置。根据所获得的先前测量的高度线来确定限定边缘
的实际位置。将边缘的实际位置与它们的标称位置相比较，并将来自限定边缘的实际位置
与标称位置之间的比较的信息用于对设备上的其它处理过程进行控制。 其中第一边缘和/或第二边缘能通过四边形、优选矩形的凹口或缺口或凸出部的
边界形成。
通过上述测量，能确定相对于存储在设备的系统中的值的偏差，这提供所谓的偏
移量。所确定的标称值与实际值之间的差异能导致不同的反应。例如，存在如下的可能性
使用由此在处理过程中确定的真实的实际位置来限定设备的其它部件或消耗品的位置，诸
如具有非常小的横截面的多孔板或用于吸移管吸头的架、具有小直径的单个样品容器、相
应的反应管的位置。可能出现这样的情形，偏差如此巨大，以致于相对于此偏差来对后续处
理进行调节没有意义。例如如果打开的抽屉的标称位置被确定并且此位置与关闭抽屉的实
际位置存在明显偏差，则是这样的情形。在此情形中，具体来说，因此可能的是例如如果限
定边缘的标称位置与实际位置之间的差异超过预先确定的值，则显示错误信息。 在一优选实施例中，沿彼此平行的线对相应的高度轮廓进行若干次检测。所述线
相对于彼此相应地横向移位，优选横向移位小于2mm。 在根据本发明的方法的一优选实施例中，根据对象的检测区域与参考高度之间的 高度差来确定叠置对象的数量。优选根据检测区域的高度值的测量结果能同时确定若干信 息项，即例如对象的类型和数量。 在一优选实施例中，通过如下公式来确定叠置对象的类型和数量
hT = (n-l) Xhs。+d， 其中hT是对象的具有确定高度轮廓的检测区域的至少一个检测高度值与参考高 度之间的高度差，n(n〉二 1)是叠置对象的数量，、。是两个相邻叠置对象之间的叠置高度， 以及d是对象的检测区域(相对于所限定的参考点)的高度。叠置高度、。优选表示两个 相邻叠置对象的检测区域之间的距离。通常，对于特定类型的对象，此值是相同的，与叠置 多少个这样的对象无关。对象的不同替换物的叠置高度实际上可以相同，然而它们优选是 不同的(例如，对于不同的用于吸移管吸头的架或不同类型的反应管或存储容器)。类型不 同的对象也能具有彼此相同或不同的叠置高度。因而，例如，用于吸移管吸头的相应架和一 种类型的存储容器能具有相同的叠置高度，然而所述叠置高度与用于其它吸移管吸头的架 以及不同类型的反应管的叠置高度不同，其中后者又能具有相同的叠置高度。如果在进行 测量的位置仅有一个对象，那么n = 1并且因此hT = d。如果高度hT能以足够的精度确定 并且所讨论的对象的叠置高度hs。或检测高度在适当的方面不同，那么根据测量值hT能以 明确的方式推导出对象的类型以及数量n。 其中，通过传送装置例如夹具、散布器等能获取至少一个对象，并且能对所接收的 对象的检测区域的至少一个高度值进行检测。因此，优选地，当对象位于传送装置上或传送 装置中时确定叠置对象的数量和/或类型。此外优选的是基于最靠近检测装置并且特别是 最靠近激光和/或超声波发射器的叠置对象来确定高度差。 在根据本发明的方法的一优选实施例中，当通过传送装置获取叠置对象时确定所 述叠置对象的数量和/或类型。其中，能设置为优选通过该传送装置放置(d印ose)所获取 和检测的对象中的一个或多个，其中，优选能同时放置单个对象以及若干对象或所有对象。
优选地，能确定在放置之后通过传送装置获取的对象的数量是否已减少和/或对 象是否已从该传送装置释放。 在又一优选实施例中，根据本发明的方法的区别在于对象具有带有若干用于接收 吸移管吸头的开口的区域，所述吸移管吸头优选具有比所述开口更大的凸缘。区域的高度 轮廓或具体是开口中的相应一个的边界上的点的至少一个高度值能被检测，其中经由高度轮廓和/或相应的至少一个高度值来检测吸移管吸头的存在和/或数量。 因为与相应于对象例如架的接收容器的空接收区域相比，在存在相应于物质例如
吸移管吸头的被填充的部件的情况下，不同的几何特征出现在能被填充的对象例如架的同
一位置处，所以通过扫描例如架的能填充有物质或若干部件的对象的区域(相应接收装
置)，即对象的框架内的区域，能确定所填充的部件例如吸移管吸头的数量或物质的存在。
这样，例如，能够确定吸移管吸头的确切数量及其位置，软件编程所需的位置不是必须的，
从而排除了使用者对用于接收一次性吸头的对象错误定位的错误。此外，与现有技术中所
述的相比，因为在吸移管吸头在无接触的情况下进行测量，所以不会浪费吸移管吸头。 在处理区域诸如工作台的清查之后，能立刻利用所选脚本向使用者提供关于可能
的可处理样品数量的反馈或者他能请求例如清空废物容器、关闭抽屉或交换未恰当装载的
消耗品的动作。 利用根据本发明的装置，还能对具有盖的容器或对象进行检查，无论所述容器是 打开的还是利用盖关闭的。 在错误操作(盖关闭)的情形中，例如能指派使用者打开。另外，处理空间中的部 件和几何结构总是被特定的容差所烦扰。尽管如此，为了在处理期间以小容器或对象为目 标，利用上述方法能测量相对于机器人或传送装置的实际位置并且对于随后的处理方法能 将该实际位置考虑在内。 此外本发明涉及一种用于执行所公开的方法的装置并且还包括用于执行各个单 独的方法步骤的装置部件。因此结合该方法描述的具体特征同样可类似地转移到所述装置 和装置部件。所述方法步骤能通过硬件部件、通过借助相应软件编程的计算机、通过两者的 组合或以任何其它方式执行。此外本发明涉及各个所述的装置的运行所根据的方法。
它包括用于执行装置的每个功能的方法步骤。结合装置或装置部件描述的具体特 征因此可类似地转移到该方法。 根据下文的描述，本发明的其它特征和优点是明显的，在下文的描述中，借助示意 附图对本发明的若干实施例进行详细说明。


图1以透视图显示了根据本发明第一实施例的对象(接收装置)； 图2a以透视图显示了根据本发明第二实施例的对象(接收装置)； 图2b显示了处于接收容器中的根据第二实施例的图2a的对象的透视图； 图3a显示了从根据本发明第三实施例的对象(接收装置)的上面观看的视图； 图3b显示了来根据3a的根据本发明第三实施例的对象的侧视图； 图4a显示了根据本发明第四实施例的对象(接收装置)的透视图； 图4b显示了根据本发明第五实施例的对象(接收装置)的透视图； 图4c显示了根据本发明第六实施例的对象(接收装置)的透视图； 图4d显示了根据本发明第七实施例的对象(接收装置)的透视图； 图5显示了根据本发明第八实施例的对象的透视图； 图6显示了根据本发明第九实施例的对象(接收装置)的透视图； 图7显示了根据本发明第十实施例的对象(接收装置)的透视 图8显示了具有根据本发明的检测装置的传送装置的透视图；
图9显示了根据本发明的具有检测高度轮廓的第一曲线；以及
图10显示了根据本发明的具有若干检测高度轮廓的第二曲线。
具体实施例方式
图l显示了根据本发明的第一对象(接收装置)la。该第一对象la是用于处理 的有关塑性部件，能在用于生物靶分子的提纯或处理和/或分析的装置(未示出)中传送。 第一对象la具有八个接收区域3a，例如磁体能插入所述接收区域3a中。
第一对象la具有两个通道5a。通道5a用于通过带有两个指的传送装置来拾取第 一对象la，所述指穿过通道5a(参见下面的图8)。 该对象限定了彼此垂直的纵向轴线L、中间轴线M和横向轴线T。该对象、且具体 是通道5a几乎绕中间轴线M轴向对称，并且(除了检测区域之外，参见下文)相对于平面 L-M和T-M镜向对称。 接收容器3a分别在其上端具有开口 7a，所述开口 7a的上边界与通道5a的上边界 形成在相同的高度上。对于根据本发明的对象而言，"上"是接收容器3a的内含物能布置 在其中或从中取出的一侧。在八个接收容器3a的开口 7a周围，该对象具有矩形框架9a，该 框架9a具有两个平行于纵向轴线L的纵向侧lla和两个平行于横向轴线T的横向侧13a、 15a。 各个识别区域或检测区域布置在横向侧13a、15a处。检测区域具有区域20a，所述 区域20a被设置用于对相对于参考高度具有预定高度的一侧进行单点测量。参考高度能通 过对象的支撑表面或支撑边缘(例如框架9a的下边缘或上边缘)来限定。高度由检测装 置与检测区域之间的距离的测量结果来确定。在单点测量时，距参考高度的相对位置对检 测装置而言是已知的，从而高度能被确定为被设计用于单点测量的区域与参考高度之间的 (竖直)距离。然后根据此高度，能识别对象的类型。 另外分别沿相对横向侧13a、15a延伸的检测区域限定了每个平行于横向轴线T延 伸的高度轮廓。相应的检测区域包括具有检测区域22a的突出部、被设计用于单点测量的 区域20a以及位于具有检测区域22a的突出部的外边缘处的两个脊和凹口或缺口 26a。具 有检测区域22a的突出部、凹口或缺口 26a和脊分别形成高度轮廓中的边缘，所述边缘沿横 向轴线T的高度和位置能作为识别特征而相对容易和可靠地读出，因此特别适合于对象的 识别。 当通过沿着沿横向侧13a、15a(平行于横向轴线T)的线扫描高度轮廓来检测对象 时，高度的测量结果足以作为检测装置(相对于参考高度限定其位置)与检测区域的对应 的表面区域部分之间的优选竖直的距离。在此情形中，因为高度轮廓的边缘通过具有不同 高度的检测区域的部分生成并且能通过检测装置识别，所以通过对所述边缘进行检测和估 计可以识别对象。 第一横向侧13a和第二横向侧15a上的检测区域绕中间轴线M轴向对称地布置。 因此，在两个检测区域中，如果分别沿相反的方向S对高度轮廓进行扫描，则得到相似甚至 相同的高度轮廓。这允许在不影响到高度测量的情况下以任意镜像的方式布置对象。此外， 这允许通过扫描两个横向侧13a、15a的检测区域来进行测量，由此能更精确地识别对象的
16定位。 此外不同的对象能通过被设计用于单点测量的区域20a的不同高度或通过沿横 向侧13a、15a的不同高度轮廓来进行识别。 在图2a中，显示了根据本发明的第二对象lb。对于根据本发明的第二对象lb，具 有相同功能的区域与根据本发明的第一对象la具有相同的附图标记，只是"b"代替"a"跟 在数字后面。如在根据本发明的第一对象的情形中那样，根据本发明的第二对象lb涉及一 种用于处理的有关塑性部件，更确切地说涉及一种样品接收容器。 在第二对象lb中，框架9b的部分也同时形成各个开口 7b的框架。如在第一对象 la中那样，第二对象lb具有沿其横向侧13b、15b的检测区域，所述检测区域具有被设计用 于单点测量的具有检测区域20b区域或突出部以及用于多点或线测量的高度轮廓，所述高 度轮廓具有边缘(由具有不同高度的检测区域20b、21b、22b、23b、24b、25b的突出部限定)。 在横向侧13b、15b的中间，形成矩形凹口 /缺口 26b。因而，在线测量的情形中，如果检测装 置在扫描方向S上检测到左检测区域，则该检测装置近似测量如下高度轮廓高区域、低区 域、高区域、低区域、凹口/缺口、低区域、高区域。其中，沿第二对象的横向侧13b、15b，各区 域(由具有检测区域20b、21b、22b、23b、24b、25b的突出部限定)能具有不同的长度。通过 由突出部或凹口/缺口的检测区域沿横向侧的不同长度以及不同高度产生的边缘的布置 和类型，能识别对象的类型。 图2b显示了具体用于根据本发明的对象la和lb的接收容器30，其中在图2b的 接收容器中仅能看到对象lb。接收容器30是具体用于供应容器la或lb的包装单元并且 可插在或可塞在用于处理生物材料的装置中，例如图7中所示的抽屉中。接收容器30具有 两个能分别接收一个或多个叠置对象的局部区域32。因此，图2中的左边的局部区域显示 了来自叠置对象的最下面和最上面的对象，其中没有显示位于中间的对象。传送装置(见 图8)能同时从接收容器30中取出一个或多个对象或者能将对象放在接收容器30中。
图3a和图3b显示了根据本发明的第三对象lc，图4a显示了根据本发明的第四对 象ld，图4b显示了根据本发明的第五对象le，图4c显示了根据本发明的第六对象lf ，以及 图4d显示了根据本发明的第七对象lg。在根据本发明的第三对象lc、第四对象ld、第五对 象le、第六对象lf以及第七对象lg中，具有相同功能的区域与根据本发明的第一对象la 具有相同的附图标记，只是"c"、"d"、"e"、"f"或"g"代替"a"跟在数字后面。除了识别元 件之外，图3a到图4d的对象相同或相似地形成。 图3a的第三对象lc在其横向侧13c上具有用于线测量的检测区域，所述检测区 域包括两个相对于纵向方向L上的对称线对称、优选镜像对称布置的突出部，所述突出部 各具有第一识别区域20c、21c和第二识别区域22c、23c，其中第二识别区域与第一识别区 域具有不同的高度，并且优选第一识别区域比第二识别区域更高。第一识别区域20c、21c 紧邻第二识别区域22c、23c。相应的连接区域28c布置在第一识别区域20c、21c与第二识 别区域22c、23c之间，所述连接区域28c将第一识别区域20c、21c与第二识别区域22c、23c 相连接，从而在连接区域28c(不使用此区域进行任何对齐)与识别区域之间形成边缘。此 外柔性按压区域14c布置在横向侧13c上，用于通过人的手指进行按压。为了按压区域14c 的较好可达性，在识别区域20c与21c之间，适于可达性需求的缺口位于所述按压区域14c 附近。
这里第一识别区域20c/22c优选布置在纵向轴线L所在的基本平分表面的平面的 一侧，而第二识别区域21c/23c布置在此平面的另一侧。横向侧13c上的识别区域20c/22c 优选相对于横向侧15c(未示出)上的识别区域20c/22c旋转对称地布置，从而两个横向侧 13c和15c的正视图至少对于这些识别区域的位置是相同的。类似情况也适用于识别区域 21c/23c。 在又一实施例(无图)中，第一识别区域20c/21c能与突出部29c结合或者能与 仅具有一个区域的识别区域22c或23c结合，其中可选地，它们的长度能与区域20c或21c 中的一个不同。 图4a中所示的根据本发明的第四对象ld在横向侧13d、15d上各具有突出部，所 述突出部具有识别区域20d。在识别区域20d的两侧，所述突出部具有垂直或正交于识别区 域20d布置的连接区域28d，所述连接区域28d各具有和识别区域20d —样的边缘。此外， 根据本发明的第四对象能具有又一突出部29d，该突出部29d用于布置第四对象ld。能以 通过沿横向侧检测高度轮廓的检测装置检测不到它的方式，确定它的尺寸。因而，例如能通 过沿对象的横向侧对高度轮廓的线测量检测对象的类型，从而能将一种对象与另一种对象 (例如第三对象lc与第四对象ld)区别开。 这里识别区域20d优选布置在纵向轴线L所在的基本平分表面的平面的一侧，而 突出部29d布置在此平面的另一侧。识别区域20d优选相对于横向侧15d上的识别区域 20d旋转对称地布置在横向侧13d上，从而两个横向侧13d和15d的正视图至少对于这些识 别区域的位置是相同的。类似情况也适用于突出部29d。 在图4b中显示了根据本发明的第五对象。正如第四对象ld—样，第五对象的每 一个突出部具有检测区域20e和两个连接区域28e。正如第四对象ld那样，第五对象le具 有用于布置该第五对象le的突出部29e。正如第四对象的识别区域20d那样，第五对象le 的识别区域20e相对于纵向轴线L镜像反向地布置。因此，第四对象ld和第五对象le能 以简单的方式进行识别(即，能与不同类型的对象区别开以及彼此区别开)。
这里识别区域20e优选布置在纵向轴线L所在的基本平分表面的平面的一侧，而 突出部29e布置在此平面的另一侧。横向侧13e上的识别区域20e优选相对于横向侧15e 上的识别区域20e旋转对称地布置，从而两个横向侧13e和15e的正视图至少对于这些识 别区域的位置是相同的。类似情况也适用于突出部29e。 在图4c中显示了根据本发明的第六对象lf。它在其横向侧13f、15f上各具有两 个具有第一识别区域20f或第二识别区域21f的突出部。两个识别区域具有不同的高度， 其中第一识别区域20f优选高于第二识别区域21f，并且第一识别区域20f布置在纵向方向 上的对称线L的一侧，第二识别区域21f布置在纵向方向上的对称线L的另一侧。在纵向 方向上的对称线的方向，所述突出部各具有与识别区域20f、21f邻接的连接区域28f，所述 连接区域28f具有和识别区域一样的边缘。 这里识别区域20f优选布置在纵向轴线L所在的基本平分表面的平面的一侧，而 识别区域21f布置在此平面的另一侧。横向侧13f上的识别区域20f优选相对于横向侧 15f上的识别区域20f旋转对称地布置，从而两个横向侧13f和15f的正视图至少对于这些 识别区域的位置是相同的。类似情况也适用于识别区域21f。识别区域20f优选高于识别 区域21f布置。
在图4d中显示了根据本发明的第七对象lg。它在其横向侧13g、15g上各具有两 个具有第一识别区域20g或第二识别区域21g的突出部。在扫描方向S上，第一识别区域 20g长于第二识别区域21g，并且第一识别区域20g布置在纵向方向上的对称线L的一侧， 而第二识别区域21g布置在纵向方向上的对称线L的另一侧。在纵向方向上的对称线的方 向，突出部具有与第一识别区域20g邻接的连接区域28g，所述连接区域28g分别具有和识 别区域一样的边缘。两个识别区域20g、21g布置在与第七对象lg的框架9g的上边界近似 相同的高度处。在此情形中，沿扫描方向的尺寸或长度用于第七对象的识别。
这里识别区域20g优选布置在纵向轴线L所在的基本平分表面的平面的一侧，而 识别区域21g布置在此平面的另一侧。横向侧13g上的识别区域20g优选相对于横向侧 15g上的识别区域20g旋转对称地布置，从而两个横向侧13g和15g的正视图至少对于这些 识别区域的位置是相同的。类似情况也适用于识别区域21g。识别区域20g优选具有比识 别区域21g更长的长度。 根据图3a、3b和4a、4b、4c、4d的对象显示了用于吸移管吸头的接收容器。由于高 度轮廓独立于吸移管吸头的尺寸和类型而改变，所以根据该高度轮廓能识别位于对象中的 吸移管吸头的尺寸和类型。 在图5中显示了第八对象lh。它涉及一种用于消耗品、诸如一次性吸头或化学药 品的废物通道。该废物通道lh在其上端15h处具有凸缘形边界9h。该凸缘形边界9h在将 废物通道lh放入抽屉或工作台中为该废物通道lh而设的开口中时用作止挡，从而废物通 道lh的凸缘形边界9h直接靠在开口的边界上。废物通道lh能通过外部尺寸、具体地通过 凸缘形边界9h的宽度来进行识别。这样，利用单点测量，通过测量工作台、抽屉等上的凸缘 形边界9h应靠在抽屉或工作台上的区域中的高度，能确定废物通道是否存在。该高度取决 于废物通道lh是否处于其指定位置并因此能用于此信息的检索。 在图6中以用于一次性吸头的保持架的形式显示了根据本发明的第九对象li。具 有相同功能的区域与根据本发明的第一对象la具有相同的附图标记，只是"f"代替"a"跟 在数字后面。 一次性吸头的保持架li能从处理空间或从处理台或从抽屉中移除，用于清 洗，并且具有若干用于接收一次性吸头的接收区域3i。为确定用于一次性吸头的保持架li 是否布置在处理空间中或处理台上的其适当位置处，它在其横向侧13i、15i处具有作为检 测区域的检测和校准凸出部20i 。如在废物通道的情形中那样，通过单点测量能确定一次性 吸头的保持架的存在。通过在两个横向侧13i、15i检测轮廓高度，能另外地确定用于一次 性吸头的保持架是否恰当地布置在其适当位置，即它是否没有例如倾斜或卡住。
图7以抽屉的上部的形式显示了根据本发明的第十对象lj。抽屉lj的上部具有 多个具有不同尺寸的接收口 3j、4j。这样，例如根据图5的废物通道、接收容器30的第一、 第二、第三、第四、第六、第七或第八对象能布置在接收口 3j或4j的一个中。另外，抽屉lj 的上部的表面5j在抽屉lj的上部的边界区域具有检测区域，该检测区域具有四边形的、优 选矩形的凹口或缺口 26j。根据凹口 26j的确切位置或根据优选矩形凹口 26j的边界的位 置能确定抽屉lg的位置。测量其它凹口或缺口的位置能加强对抽屉lj的位置和/或定向 的确定。放在抽屉中或抽屉上的其它对象的识别能根据抽屉的位置和/或定向测量来进 行。例如，要例如为识别此对象而进行的线测量或单点测量所在的位置能根据抽屉的位置 和/或定向测量的结果来选择。
检测装置优选包括激光扫描仪，该激光扫描仪具有激光发射器和与该激光发射器 移位布置的光敏二极管元件。这种激光扫描仪例如可从Baumer公司得到(型号No. OA匿 13I6480/S35A或0ADM13I6475/S35A)。 三角测量能用于利用这种激光扫描仪的距离测量。在三角测量法中，激光射线基 本垂直地射到待被扫描的对象上。经由光学系统将出现在对象上的点投射到光敏二极管元 件上。然后通过入射角(映射到光敏二极管元件上的点的位置)来计算对象的距离。
可替代地，检测装置也能通过其它装置来实现距离测量。因而，检测装置的可替代 实施例同样能基于用于激光行进/延迟时间测量或用于激光干涉测量或用于超声波测量 (利用超声波传感器和发射器)或若干这种装置的任意组合的装置。 图8显示了传送装置100。此外，图8显示了通过该传送装置获取的对象lb(见图 2a)。其它对象也能通过传送装置100获取和承载。将该第二对象指定为示例。以传送单 元的两个销102插在对象lb的对应开口中并与对象形成接合的方式，构造传送装置。这能 够实现对第二对象的提升。传送装置不仅能获取并传送一个对象，而且能同时获取并传送 若干个一个叠置在另一个的顶部上的对象。重物部104显示处在第二对象lb之上。重物 部104被设置为用于放下对象lb并可沿纵向距离移动。根据本发明的具有激光扫描仪108 的检测装置106布置在传送装置100的一侧。激光扫描仪如上文所述并能通过用于距离测 量的不同传感器进行替换。以激光扫描仪108能测量布置在对象lb的横向侧13b上的检 测区域的距离的方式，布置激光扫描仪108。为此目的，能以重物部104具有凹口 110从而 通过激光传感器108发射的激光束112不会被重物部104阻碍的方式，形成重物部104。
在下文中，将描述如何能仅通过使用单点测量、即在对象的一个离散点处的高度 测量来确定对象的数量、空间位置、存在、状态和/或类型，具体地来共同确定这些参数中 的若干参数。 为在单点测量中确定高度hT，检测装置106能确定光敏元件与对象的检测区域之 间的竖直距离以及光敏元件与参考高度R(例如，工作台或传送装置100的锁定机构的上 边缘，见图8)之间的竖直距离。此外如果对应值是各参数所特有的，则能够直接根据光敏 元件与对象的检测区域之间的竖直距离来确定对象的数量、空间位置、存在、状态和/或类 型。 根据所确定的高度hT，能对位于工作台上或通过传送装置获取的对象的数量进行 计算。这通过检索所讨论对象的叠置高度hs。和用于识别对象的识别高度d以及通过经由 如下公式与测量高度相比较来进行
hT = (n-l) Xhso+d， 其中n表示叠置对象的数量。在适当选择每个对象的参数(hs。， d)以及在充分的
测量精度的情况下，上述公式能够根据测量高度值hT唯一地确定参数对(hs。， d)，因而唯一
地确定位于传送装置上或工作台上的对象的类型以及叠置对象的数量n。 示例对两个不同类型的对象进行讨论，对象1是(hs。， d) = (10，2);对象2是
(hs。，d) = (5，3)。然后，根据测量值hT = 28，能唯一地确定对象2存在并且n = 6，这是因
为这是上述方程对于整数n的唯一解。 这样，能确定什么对象以什么数量位于处理空间中或通过传送装置接收。因为能 对传送过程进行监控，并且因为能够确定什么对象以及多少个对象已被传送装置获取或布
20置，所以这能够提高传送装置的可靠性。 此外，布置在传送装置100处的检测装置106能用于通过单点测量确定废物通道 lh或一次性吸头的保持架li的存在。为此目的，在处理空间或处理台的预定区域上驱动传 送装置，废物通道lh或一次性吸头的保持架li的检测区域9h、20i位于该预定区域处。此 后，进行用于确定检测装置与检测区域之间的距离的一个或多个单点测量，并通过将所检 测到的距离与参考高度相比较以及通过根据该比较确定废物通道或一次性吸头的保持架 li的检测区域9h、20i是否存在来对结果进行估计。 检测装置不仅用于识别通过传送单元100获取的对象，而且用于布置在处理空间 中的对象的清查。 为此，在对象诸如对象la、lb、lc、ld、le、lf、lg的情况下，所述对象在横向侧具有 用于彼此区别的高度轮廓，检测装置被引导通过在横向侧13a-g，从而通过测量若干高度， 传感器能产生高度轮廓。例如，检测装置能在具有路径监控、路径测量装置、路径调节和/ 或路径控制的动作器的帮助下沿线移动，诸如在步进电机的帮助下并经先前限定的路径部 分或经先前限定的路径部分的限定数量，进行一个(或多个)高度测量。然后根据这些高 度测量，产生沿检测装置移动所沿的线的高度轮廓。 经由此高度轮廓来识别对象。为此，执行信号估计，这基于边缘的识别和直线的分 析。例如在多项式拟合的帮助下找到边缘。将由此确定的转折点作为边缘位置。具体来 说，然后将边缘位置的位置和类型与为每个所讨论的对象而保存在检测装置中的预定值相 比较，并且由此计算相似性测量。此相似性测量用于确定对象。 同样地，当在传送装置上时，通过检测装置106经由已通过布置在横向侧13b的高 度轮廓进行了识别的最靠近检测装置106布置的对象与例如由接收容器30的底部34或工 作台限定的参考高度之间的距离，能计算叠置对象(例如，在接收容器中，见图2b，或在处 理台上)的数量。 此外线测量能通过检测区域26j的检测和精确测量而确定根据图7的抽屉的位置 和定向。为此，将布置在传送装置处或别处的检测装置驱动到凹口26j所在的位置。此后， 通过从预定位置首先沿x方向然后沿y方向移动传感器而从该预定位置(在水平x和y方 向上)起产生两个互相垂直的高度轮廓，由此执行连续的高度测量。优选地，将此过程重复 若干次，例如五次，以获得高精度的高度轮廓。通过两个相互垂直的高度轮廓，能确定凹口 26j的两个相互垂直的边缘的确切位置。根据边缘位置，能确定抽屉lj的上部的位置。所 检测的抽屉的上部的位置能用作参考高度的参考点，用于利用根据本发明的设备进行进一 步的测量和/或处理。 例如能对若干个这样的凹口进行测量，以便除了位置之外，还确定抽屉lj的上部 的定向。在此情形中，还能确定抽屉lj的上部是否弯曲或扭曲，从而能将例如传送装置的 驱动路径调节到抽屉lj的上部的确切定位。 为进行清查，对例如插在根据图7的抽屉中的若干对象的检测区域进行检测并对 这些对象进行识别。可选地，通过检测装置对所述对象的接收口或接收区域进行检测以确 定对象的配备，例如消耗品。例如，如图3a-4d和图6中所示，在接收一次性吸头的保持架 的情形中，例如能在用于一次性吸头的个体接收容器3c、3d、3f处检测高度值，并且根据所 述高度值能确定相应的一次性吸头是否存在于其中。
21
图9显示了通过检测装置检测的高度轮廓200，该高度轮廓200能用于通过一次 性吸头的保持架(例如，图3a到图4d中所示的对象中的一个)保持的一次性吸头的清查。 横坐标表示对象的扫描距离(这里，沿总共经过八个用于接收一次性吸头的接收区域诸如 图4b中的7e的直线)。纵坐标表示测量的高度值。将相应的测量区域210、202、212、204、 214、206、216和208分配给每个接收区域。 在图9的测量示例中，在沿测量线布置的八个接收区域中，仅每隔一个接收区域 填充有一个一次性吸头。如果传感器如在高度轮廓200的区域202和206中检测到无效值 或者如在高度轮廓200的区域204和208中检测到接收区域中的底部，则检测装置或设备 推断没有在此接收区域中布置一次性吸头。向上偏离的检测高度值例如能通过反射或镜反 射产生并且表示无效值(其是可识别的，因为它们处于预定容许区间外)。向下偏离的检测 高度值例如能通过检测底部诸如抽屉底部产生。如果另一方面，传感器仅检测到接收区域 中与环绕该接收区域的区域、诸如区域210、212、214和216中的高度测量之间的小的高度 差(处于预定容许区间内)，则通过与存放在检测装置中的值的比较，检测装置识别一次性 吸头布置在相应的接收区域中。因而，通过简单地扫描能确定根据图3a到图4d或图6的 根据本发明的对象设有多少个一次性吸头以及这些一次性吸头在哪个接收区域处。
图10显示了具有根据本发明检测的若干高度轮廓的第二曲线。横坐标是沿线测 量的一个扫描方向S的距离(例如见图1、图2)。纵坐标表示所检测的高度。
通过测量空的接收容器30(见图2b)得到没有升高或降低的区域的测量高度轮廓 301。它表示接收容器的底部(见图IO中用l标注的框)。由于检测到了接收容器30的底 部，所以根据所检测的高度，能具体确定该接收容器30所具有的深度。
此外，在图10中显示了另外的高度轮廓302、308、310、312、314、316的测量曲线。 相应的测量曲线通过测量从一个(306)到六个(316) —个叠置在另一个顶部上的对象la 的高度轮廓而获得，所述对象la叠置在接收容器中(并且是重叠的)。此示例涉及已放在 接收容器30中(类似图2b)的第一对象la(见图1)的高度轮廓的测量值。
—旦已放置第一对象la，则沿对象la的横向侧13a对与高度轮廓301相比较高 的高度轮廓302进行测量，该高度轮廓302在线的中间具有凹谷304和凸起306。凹谷 304或凸起306由凹口和识别区域产生，在此情形中，例如由第一对象la的凹口 26a和检 测区域20a产生。在放置第二、第三、第四、第五、第六对象之后，检测到相应的第三、第四、 第五、第六和第七高度轮廓308、310、312、314、316，所述高度轮廓分别大约在线的中间具有
凹谷和凸起。在图io中，例如，第一对象的叠置高度例如能被识别为第二与第三或第三与
第四高度轮廓之间的差(不同的叠置高度产生不同的高度轮廓；在一次测量之后，装置可 自动计数)。根据总高度，能通过与存放在数据库中的值进行比较或者通过应用公式hT = (n-l)X、。+d(见上文)来确定叠置对象的数量。然而，在将不同的对象、诸如根据本发明 的第二对象放在接收容器30中的情况下，检测到的高度轮廓发生变化。在此情形中，所检 测到的高度轮廓中的凹谷和凸起会位于由3标注的框的区域中，而不是如本例中那样在由 2标注的框的区域中。在此信息的帮助下，能对所检测的对象进行识别。
在上文的说明书中、在权利要求书中以及在附图中公开的特征能单独地或者以任 意的组合用于本发明在其不同实施例中的实施。
2权利要求
用于生物靶分子的提纯、处理和/或分析的设备，具有用于检测至少一个对象(1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j)的检测装置(106)，所述对象包括至少一个检测区域(20a、22a、26a、20b、21b、22b、23b、24b、25b、26b、20c、21c、22c、23c、20d、20e、20f、21f、20g、21g、9h、20i、26j)，其中所述检测装置适于检测所述检测区域的至少一个高度值，并适于根据所述至少一个高度值来确定所述至少一个对象的空间位置和/或定向和/或类型和/或存在和/或数量和/或状态。
2. 根据权利要求l所述的设备，其中所述检测装置(106)适于确定所述对象(la、lb、 lc、ld、le、lf、lg、lh、li、lj)的所述至少一个检测高度值与参考高度值之间的差，并根据所 述差确定叠置对象(la、lb)的数量。
3. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述检测装置(106)适于根据所述 对象的所述至少一个检测高度值，尤其是通过三角测量法来确定所述对象(la、lb、lc、ld、 le、lf、lg)的存在。
4. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述检测装置(106)适于利用单点 测量来检测所述对象的所述至少一个高度值。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述检测装置(106)适于检测对象 的至少一个检测区域的至少两个高度值，尤其是检测沿着线的高度轮廓。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述检测装置(106)相对于所述对 象(la、lb、lc、ld、le、lf、lg、lh、li、lj)以可移动方式布置。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述设备适于检测对象(la、lb、 lc、ld、le、lf、lg、lh、li、lj)的至少两个高度轮廓，其中尤其是所述至少两个高度轮廓具 体地布置在所述对象的相对侧(13a、15a、13b、15b、13c、13d、15d、13e、15e、13f、15f、13g、 15g)，并且进一步地，所述设备尤其适于在相对于彼此相反的方向(S)上检测所述至少两 个高度轮廓。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述检测装置(106)能够生成3维 图像，包括用于辐射所述检测区域的辐射源和/或用于测量从所述检测区域发出的辐射的 强度的传感器，其中所述辐射源和所述传感器相对于所述线成角度布置，特别是基本成直 角布置。
9. 根据权利要求1到8中的任一项所述的设备，其中所述设备包括用于传送所述对象 (la、lb)的传送装置(100)。
10. 根据权利要求9所述的设备，其中所述检测装置(106)靠近用于传送所述至少一个 对象(la、lb)的所述传送装置(100)布置。
11. 根据权利要求9或10所述的设备，其中通过所述检测装置(106)能检测由所述传 送装置(100)获取的对象(la、lb)、特别是最接近所述检测装置的传感器(108)的对象的所 述检测区域(20a、20b)的所述至少一个高度值，所述对象是由所述传送装置获取的多个尤 其是叠置的对象中的对象。
12. 根据权利要求8到11中的任一项所述的设备，其中所述传感器包括至少一个超声 波传感器和/或至少一个激光传感器。
13. 根据权利要求8到12中的任一项所述的设备，其中所述辐射源包括超声波发射器 和/或激光器。
14. 用于接收用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析的材料的接收装置(la、lb、lc、ld、le、lf、lg)，具有至少一个识别元件(20a、22a、26a、20b、21b、22b、23b、24b、25b、26b、20c、21c、22c、23c、20d、20e、20f、21f、20g、21g)，其中所述至少一个识别元件限定用于识别所述接收装置的高度轮廓(202、203、204、205、206、207)，其中所述高度轮廓被设计成用于至少一个高度测量并且至少部分地沿着线、尤其是直线延伸。
15. 根据权利要求14所述的接收装置，其中所述接收装置包括外轮廓(13a、15a、13b、15b、13c、13d、15d、13e、15e、13f、15f、13g、15g)，并且其中所述高度轮廓沿所述外轮廓延伸。
16. 根据权利要求14到15中的任一项所述的接收装置，其中所述高度轮廓包括至少一个用于高度测量的识别区域(20a、22a、20b、21b、22b、23b、24b、25b、20c、21c、22c、23c、20d、20e、20f、21f、20g、21g)，特别是至少两个用于高度测量的识别区域，其中彼此独立的所述识别区域具有相同的高度或不同的高度。
17. 根据权利要求16所述的接收装置，其中所述至少两个识别区域(20a、22a、20b、21b、22b、23b、24b、25b、20c、21c、22c、23c、20d、20e、20f、21f、20g、21g)沿所述高度轮廓、特别是沿所述线彼此邻近和/或彼此相距一定距离布置。
18. 根据权利要求16或17所述的接收装置，其中所述至少一个识别区域尤其是具有沿所述线的从基本lmm到基本10mm、特别是从基本2mm到8mm、更特别是从基本3mm到6mm的长度。
19. 根据权利要求16到18中的任一项所述的接收装置，其中所述高度轮廓包括至少两个识别区域(20b、21b ;20g、21g)，所述至少两个识别区域分别具有沿所述线的不同长度。
20. 根据权利要求16到19中的任一项所述的接收装置，其中所述至少一个识别区域具有横向于所述线的从基本lmm到基本10mm、特别是从基本2mm到8mm、更特别是从基本3mm到5mm的宽度。
21. 根据权利要求16到20中的任一项所述的接收装置，其中所述至少一个识别区域中的至少一个、特别是全部为四边形的，特别是为正方形的。
22. 根据权利要求16到21中的任一项所述的接收装置，其中所述高度轮廓包括至少一个检测边缘，所述检测边缘分别邻接识别区域(28c、28d、28e、28f、28g)，并且所述检测边缘尤其是形成在所述识别区域与垂直于所述识别区域的相应连接区域之间。
23. 根据权利要求22所述的接收装置，其中所述边缘基本垂直于沿所述线的纵向延伸布置，所述线为检测所述高度轮廓所沿的线。
24. 根据权利要求22或23所述的接收装置，其中两个识别区域特别是靠近连接区域的相对侧，其中靠近所述连接区域的所述两个识别区域分别具有不同的高度并且可选地具有不同的长度和/或宽度，其中所述连接区域特别是沿所述线布置在所述两个识别区域之间。
25. 根据权利要求14到24中的任一项所述的接收装置，其中所述高度轮廓相对于与特别是沿所述接收装置的所述外轮廓延伸的所述线垂直的镜面基本对称、特别是反射对称或点对称。
26. 根据权利要求14到24中的任一项所述的接收装置，其中所述高度轮廓不是对称成形的，特别地不是反射对称或点对称成形的。
27. 根据权利要求25所述的接收装置，其中位于与检测所述高度轮廓所沿的所述线基 本垂直的平面的两侧的所述识别区域(20f、21f ;20g、21g)具有不同的宽度。
28. 根据权利要求26所述的接收装置，其中位于与检测所述高度轮廓所沿的所述线基 本垂直的平面的两侧的所述识别区域(20f、21f ;20g、21g)具有不同的长度和/或高度并且 可选地还具有不同的宽度。
29. 根据权利要求14到28中的任一项所述的接收装置，其中所述接收装置包括具有至 少两个彼此相对的侧(13a、15a、13b、15b、13c、13d、15d、13e、15e、13f、15f、13g、15g)的外 轮廓，其中所述彼此相对的侧分别包括第一识别元件或第二识别元件，所述第一识别元件 或第二识别元件尤其是相对于所述接收装置的中间轴线轴向对称地形成。
30. 根据权利要求14到29中的任一项所述的接收装置，其中所述接收装置包括上侧， 从所述上侧，待接收的所述材料与中间轴线(M)平行地从所述接收装置中被取出，分别被 分配到所述接收装置中，其中所述高度轮廓被布置为使得所述高度轮廓的高度测量能根据 上述来实现。
31. 根据权利要求30所述的接收装置，其中所述识别区域中的至少一个、特别是所有 的识别区域垂直于所述中间轴线(M)布置。
32. 根据权利要求14到31中的任一项所述的接收装置，其中所述识别区域(20b、20d、 20e、20f)中的至少一个与所述接收装置的上边缘具有基本相同的高度。
33. 根据权利要求14到32中的任一项所述的接收装置，其中待被所述接收装置接收的 所述材料选自包括下列各项的组消耗品，诸如处理容器或一次性吸头；被保护以避免被 直接接触的装置部件，诸如用于影响样品的磁体；用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析 的材料，诸如具有所述靶分子的样品液体、裂解混合物、粘合混合物、缓冲混合物、洗涤混合 物、洗提混合物或其它处理混合物。
34. 根据权利要求14到33中的任一项所述的接收装置，具有至少一个接收容器(3a、 3b、3d、3e、3f 、3g)，所述接收容器在一端是封闭的，用于接收所述材料。
35. 根据权利要求34所述的接收装置，其中所述至少一个接收容器具有每个接收容器 从8 iil到7000 ii 1、特别是从10 ii 1到5000 ii 1、最特别是从15 y 1到3000 y 1的容积。
36. 根据权利要求34或35中的任一项所述的接收装置，具有多个接收容器，特别是8个接收容器，其中所述接收容器特别是以矩阵排列布置。
37. 根据权利要求14到33中的任一项所述的接收装置，包括至少一个接收区域，所述至少一个接收区域的两侧、特别是相对的两侧是打开的，用于接收所述材料。
38. 根据权利要求14到37中的任一项所述的接收装置，具有用于传送装置(100)的提 升元件通过的至少一个通道(5a、5b)、特别是至少两个通道，其中所述通道平行于所述中间 轴线(M)延伸。
39. 根据权利要求14到38中的任一项所述的接收装置，其中所述接收装置(la、lb)被 成形用于一个布置在另一个的顶部上的两个接收装置的接合，使得两个或更多个所述接收 装置能以预定的定向叠置，特别是使得叠置的接收装置具有的总高度小于所述接收装置的 单个高度的和，其中所述接收装置特别是能被叠置成使得多个叠置的接收装置的相应通道 能相对于彼此沿着线对齐。
40. 根据权利要求39所述的接收装置，其中所述接收装置具有小于所述接收装置的总高度的80%的叠置高度，其中所述叠置高度特别地基本小于50mm和/或基本大于5mm，更 特别地从10mm到40mrn，以及最特别地从15mm到30mm。
41. 根据权利要求1到13中的任一项所述的设备，其中所述对象是根据权利要求14到 40中的任一项所述的接收装置。
42. 用于对象的清查、位置确定和/或定向确定的方法，所述对象是在对应设备上的材 料的自动处理所需的，所述材料包括生物靶分子，在所述方法中，对相应的所述对象的检测 区域的至少一个高度值进行检测，并根据所述高度值来确定相应的所述对象在所述设备上 的空间位置和/或定向和/或类型和/或存在和/或数量和/或状态。
43. 根据权利要求42所述的方法，其中为确定所述对象的所述空间位置和/或所述类 型和/或所述存在和/或所述数量和/或所述状态，执行用于检测所述高度值的单点测量， 将由此获得的值与对应的先前确定的数据相比较，将所述比较的结果用于对所述设备上的 处理过程进行控制，并且特别是，如果通过所述高度值的所述测量所获得的结果与所述先 前确定的数据不匹配，则可选地给出指示。
44. 根据权利要求43所述的方法，其中对所述检测区域的至少两个高度值、特别是高 度轮廓进行检测，其中特别是所述高度轮廓沿着线、特别是直线布置，将由此得到的所述高 度值、特别是所述高度轮廓与对应的先前确定的数据进行比较，并将所述比较的结果用于 对所述设备上的处理过程进行控制，并且特别是，如果通过所述高度值的所述测量所获得 的结果、特别是所获得的高度轮廓与所述先前确定的数据不匹配，则可选地给出指示。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中至少在确定第一高度轮廓之前，对沿至少一条 校准线的至少一个校准高度轮廓进行检测。
46. 根据权利要求45所述的方法，其中对至少一条校准线的所述校准高度轮廓进行检 测，所述校准线位于所述装置内没有待检测的对象的位置处，并且将所检测的校准高度轮 廓用作后续高度测量的基础。
47. 根据权利要求45所述的方法，其中对沿至少一条校准线的至少一个高度轮廓进行 检测，所述校准线在所述装置内垂直于具有限定标称位置的第一边缘延伸，对沿至少一条 校准线的至少一个高度轮廓进行检测，所述校准线在所述装置内垂直于具有限定标称位置 的第二边缘延伸，其中所述第一边缘与所述第二边缘成直角布置，根据所获得的先前测量 的高度线来确定限定边缘的实际位置，将所述边缘的所述实际位置与它们的标称位置相比 较，并将所述限定边缘的所述实际位置与所述标称位置之间的所述比较的信息用于对所述 设备上的其它处理过程进行控制。
48. 根据权利要求47所述的方法，其中所述第一边缘和/或所述第二边缘分别通过四 边形、特别是矩形的凹口或凸出部的边界形成。
49. 根据权利要求47或48所述的方法，其中如果所述限定边缘的所述实际位置与所述 标称位置之间的差异不超过预定值，则在所述设备上的处理过程中，使用所述实际位置限 定所述设备的其它部件或消耗品的位置。
50. 根据权利要求47到49中的任一项所述的方法，其中当超过所述限定边缘的所述实 际位置与所述标称位置之间的差异的预定值时，显示错误信息。
51. 根据权利要求42到50中的任一项所述的方法，其中沿彼此平行的线对至少一个相 应的高度轮廓进行多次检测，其中特别是，所述线相对于彼此横向移位。
52. 根据权利要求43到51中的任一项所述的方法，其中根据所述对象的所述检测区域的所述至少一个检测高度值与参考高度之间的高度差来确定叠置对象的数量。
53. 根据权利要求43到52中的任一项所述的方法，其中通过如下公式来确定叠置对象的类型和数量hT = (n-l) X、。+d，其中hT是对象的具有所述高度轮廓的所述检测区域的所述至少一个检测高度值与参考高度之间的高度差，n是叠置对象的数量，、。是两个相邻叠置对象之间的叠置高度，以及d是用于识别所述对象的识别高度。
54. 根据权利要求43到53中的任一项所述的方法，其中通过传送装置获取至少一个对象，并且根据所接收的对象来检测所述检测区域的所述至少一个高度值。
55. 根据权利要求54所述的方法，其中当通过所述传送装置获取叠置对象时确定所述叠置对象的数量和/或类型，并且特别是，通过所述传送装置放置所获取和检测的对象中的一个或多个。
全文摘要
本发明涉及一种用于生物靶分子的提纯、相应处理和/或分析的设备，所述设备具有用于检测至少一个对象的检测装置，所述对象包括至少一个检测区域，其中所述检测装置适于检测所述检测区域的至少一个高度值，并适于根据所述至少一个高度值来确定所述至少一个对象的空间位置和/或定向和/或类型和/或存在和/或数量和/或状态。此外本发明涉及一种用于接收用于生物靶分子的处理、提纯和/或分析的材料的接收装置(1f)，所述接收装置具有至少一个识别元件(21f、20f)，其中所述至少一个识别元件限定用于识别所述接收装置的高度轮廓，其中所述高度轮廓被设置成用于至少一个高度测量并且至少部分地沿线、优选是直线延伸。
文档编号G01N35/00GK101784345SQ200880103662
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月20日 优先权日2007年8月20日
发明者乌尔夫·弗里德里希斯, 乔治·利普斯 申请人:凯杰有限公司