具有预处理转盘的诊断分析机及相关方法
【专利说明】具有预处理转盘的诊断分析机及相关方法
[0001]相关申请
本申请在美国35 U.S.C.$ 119(e)下要求2013年3月15日提交的名称为"DIAGNOSTIC ANALYZERS WITH PRETREATMENT CAROUSELS AND RELATED METHODS〃的美国临时专利申请61/792，779的权益，其全部内容并入本文以供参考。
技术领域
[0002]本公开大体涉及自动诊断分析机，并且更具体地涉及具有预处理转盘的自动诊断分析机及相关方法。
【背景技术】
[0003]自动诊断分析机使用多个转盘和多个移液机构以便从分析机内的不同区域自动吸取流体和分配流体到分析机内的不同区域以便执行诊断分析过程。一些公知分析机包括反应器皿转盘，其具有围绕转盘的多个反应器皿和模块以便随着转盘旋转在反应器皿上执行各种功能。诊断分析机根据样品类型和/或所需测试类型执行不同诊断测试。不同诊断测试可以包含不同时间量的孵化、混合、读取和其他化验步骤。适应包括相对长且/以其他方式详细步骤(这会增加测试持续时间)的测试过程的公知分析机具有低的吞吐量。
【附图说明】
[0004]图1示出根据本公开教导的具有同心转盘的示例性处理轨道的透视图。
[0005]图2示出包括图1的示例性处理轨道的示例性诊断分析机的俯视平面图。
[0006]图3示出图1的示例性处理轨道的示例性诊断的俯视平面图。
[0007]图4A是在图1的示例性处理轨道中所用的示例性轨道系统的示意图。
[0008]图4B示出从与图1的示例性处理轨道一起使用且接合于示例性反应器皿的示例性转向器的底部观察的透视图。
[0009]图4C示出图4B的示例性转向器的仰视图。
[0010]图4D示出从具有图4A的示例性轨道系统和图4B和图4C的示例性转向器的示例性罩的底部观察的透视图。
[0011]图4E示出图4D的示例性罩和示例性转向器的仰视图。
[0012]图5A示出图1的示例性处理轨道和示例性移液机构的透视图。
[0013]图5B示出图5A的示例性处理轨道和移液机构的俯视平面图。
[0014]图5C示出图5A的示例性处理轨道和移液机构的正面侧视图。
[0015]图6是如图1-5C所示的示例性分析机和/或示例性处理轨道的示例性处理系统的框图。
[0016]图7是示出示例性预处理过程的流程图。
[0017]图8是示出另一示例性预处理过程的流程图。
[0018]图9A是示出示例性诊断测试过程的流程图。
[0019]图9B是图9A的流程图的继续。
[0020]图10是用于本文公开的示例的处理器平台的图。
【具体实施方式】
[0021]在上面表明的附图中示出且在下文具体描述了某些示例。在描述这些示例时，类似或相同的附图标记被用于标示相同或相似元件。附图不必要成比例并且附图的某些特征和某些视图可能会出于清楚和/或简洁的原因而按比例或示意性被夸张地示出。此外，贯穿本说明书已经描述了几种示例。来自任意示例的任意特征可以被来自其他示例的其他特征包括、替换或以其他方式组合。
[0022]诊断实验室使用诊断仪器，例如那些用于测试和分析试样或者样品的仪器，包括例如临床化学分析机、免疫测定分析机和血液分析机。试样和生物样品被分析，以便例如检查感兴趣项目的存在或不存在，该项目包括例如DNA的特定区域、线粒体DNA、RNA的特定区域、信使RNA、转运RNA、线粒体RNA、碎片、补体、肽、多肽、酶、朊病毒、蛋白质、抗体、抗原、过敏原、生物实体(例如细胞或病毒体)的一部分、表面蛋白质和/或上述功能等价物。例如病人体液(例如，血清、全血、尿、汗、等离子体、大脑-脊骨流体、淋巴流体、组织固体)的试样能够通过使用大量不同测试来分析从而提供关于病人健康的信息。
[0023]大体而言，测试样品的分析包括针对一种或更多种分析物使测试样品与一种或更多种试剂反应。反应混合物通过设备针对一个或更多个特征被分析，所述特征例如是测试样品中某种分析物的存在性和/或浓度。使用自动诊断分析机提高了实验室过程的效率，因为技术员(例如，操作者)需要执行更少的任务并且因此可以减少操作者或技术员错误的风险。此外，自动诊断分析机还更快速且更加准确且可重复地提供结果。
[0024]自动诊断分析机使用多个移液器在存储容器(例如，如顶部开口管的贮器)和试样要被处理所处的容器(例如反应器皿)之间移动液体。例如，试样可以被装纳在被加载在分析机上的机架内的管内，并且承载移液器的头将移液器移动到管内，在此施加真空以便将选定量的试样从管提取到移液器内。头将移液器从管缩回并且移动到位于处理站的另一管或反应器皿并且将被提取的试样从移液器放置到反应器皿内。类似地从试剂源获取试剂。
[0025]一些诊断分析机使用具有用于进行诊断测试的多个反应器皿的处理转盘。随着处理转盘旋转，在各个反应器皿上执行多种功能和诊断测试过程。一些诊断测试比另一些测试需要更长的孵化时间以便在样品和所述一种或更多种试剂之间的有效反应。一些公知分析机包括单个处理轨道并且进行不同测试过程，包括那些包含分析机的单个处理轨道中的较长反应测试的过程。因此，基于测试持续时间研究了化验步骤和调度协议，并且最长时间的测试类型确定了分析机的吞吐量。此外，一些测试(例如具有相对较快反应和/或较短孵化时间段的测试)在多个时间段上保持空闲。
[0026]这里公开的示例性分析机和/或处理轨道包括针对测试过程性能的预处理转盘，其发生于诊断测试的准备期间，例如孵化、稀释等等。在一些示例中，预处理转盘被定位成与主要处理转盘共面且同心。预处理操作在预处理转盘上的多个反应器皿内进行且之后反应器皿的内容物或部分内容物被传送到主要处理转盘上的其他反应器皿以便分析。因此，预处理操作发生在主要处理转盘外部的不同区域内，并且因此可以增加主要处理转盘上的诊断测试正时和吞吐量。
[0027]这里公开的示例性分析机和/或处理轨道还包括多个移液机构，其被定位成围绕处理轨道以便从转盘上的不同位置吸取液体和/或分配液体至转盘上的不同位置。在一些示例中，第一移液机构被用于将样品分配到主要处理转盘上的反应器皿内并且还可以被用于将预处理的样品从预处理转盘转移到主要处理转盘。在一些示例中，一个或更多个其他移液机构可以被用于在测试期间分配一种或更多种试剂到一个或更多个反应器皿内，例如在诊断测试期间的不同时间和/或在转盘上的不同位置。
[0028]在一些示例中，这里公开的分析机和/或处理轨道被用于免疫测定，这是通过使用抗体和相应抗原的反应来测量生物液体(例如血清)内的物质浓度的生化测试。已知作为化学发光微粒免疫测定和/或化学发光磁性免疫测定的具体免疫测定类型包括磁性或顺磁性材料和化学发光标签(其与抗体或抗原结合)。在这种化验中，磁性微粒被第一抗体包覆。第二抗体被化学发光标签标记且不附接到磁性微粒。抗体和对应抗原反应并且附着的化学发光标签产生可测量光从而指示样品中存在的分析物的量。
[0029]在另一些示例中，这里公开的示例性分析机和/或处理轨道被用于临床化学化验，这是测量例如来自血液或尿的物质的浓度的生化测试。浓度指示身体各系统的健康状况或状态。
[0030]这里公开的示例性设备包括第一转盘，其包括接收第一器皿的第一环状槽阵列、绕第一转盘且具有第一直径的第一旋转轨道、和绕第一转盘且具有小于第一直径的第二直径的第二旋转轨道。示例性设备包括第一转向器以便将第一器皿从第一轨道移动到第二轨道。示例性设备还包括与第一转盘同轴的第二转盘，第二转盘包括接收第二器皿的第二环状槽阵列。在一些示例中，第二转盘与第一转盘同心。
[0031]在一些示例中，设备还包括第二转向器以便将第一器皿从第二轨道的一部分移动到第二轨道的另一部分。在一些示例中，设备还包括第三转向器以便将第一器皿从第二轨道移动到清洗站。在一些这样的示例中，设备还包括第四转向器以便从第二转盘移除第二器皿。
[0032]在一些不例中，第一转盘包括第一内圆周和第一外圆周，第二转盘包括第二内圆周和第二外圆周，并且第二内圆周被置于第一外圆周外侧。在一些这样的示例中，设备包括被置于第二外圆周外侧的第一移液机构。示例性第一移液机构从被置于第二外圆周外侧的第一容器吸取并且分配到第一转盘上的第一器皿或第二转盘上的第二器皿中的至少一个内。在一些示例中，第一移液机构从第二转盘上的第二器皿吸取且分配到第一转盘上的第一器皿内。
[0033]在一些示例中，设备包括被置于第二外圆周外侧的第二移液机构。示例性第二移液机构被定位成从被置于第二外圆周外侧的第二容器吸取。第二移液机构还从第二转盘上的第二器皿吸取和/或分配到该第二器皿以及分配到第一转盘上的第一器皿。
[0034]在一些这样的不例中，第一移液机构具有第一移液器臂，其在第一转盘上的第一器皿和第二转盘上的第二器皿上方沿着第一行进路径可运动，并且第二移液机构具有第二移液器臂，其在第一转盘上的第三器皿和第二转盘上的第四器皿上方沿着第二行进路径可运动。在一些示例中，第一行进路径在两个位置与第一转盘相交且在两个位置与第二转盘相交。
[0035]在一些示例中，设备还包括被置于第一内圆周内侧的第三移液机构。示例性第三移液机构被定位成从被置于第一内圆周内侧的第三容器吸取并且分配到第一转盘上的第一器皿中。在一些这样的示例中，第三移液机构偏离于第一转盘和第二转盘旋转所绕的第一轴线。在一些示例中，第二容器或第三容器中的至少一个被置于第一转盘下方。
[0036]在一些示例中，当第一器皿在第一转盘的第一轨道上时第一移液机构将分配到第一器皿。在一些这样的示例中，当第一器皿在第一转盘的第一轨道上时第二移液机构将分配到第一器皿。在一些示例中，当第一器皿在第一转盘的第二轨道上时第三移液机构将分配到第一器皿。在一些示例中，第二移液机构将分配顺磁性微粒液体到第一转盘上的第一器皿或第二转盘上的第二器皿中的至少一个内。
[0037]在一些示例中，每个槽均是细长的以便接收一个以上的器皿。在一些示例中，第一环状槽阵列中的第一槽将接收第一轨道内的第一器皿和第二轨道内的第三器皿。在一些示例中，第二环状槽阵列包括比第一环状槽阵列更大数量的槽。
[0038]在一些示例中，第二轨道包括螺旋轨道，其中随着第一转盘旋转，在第一转盘上的第一环状槽阵列中一个槽内的第一器皿遵循螺旋轨道。在一些这样的示例中，螺旋轨道直径减小以便将第一器皿从第一转盘上的外部径向位置引导到第一转盘上的内部径向位置。在一些示例中，在第一转盘转动至少两圈之后第一环状槽阵列中一个槽内的第一器皿将从外部径向位置运动到内部径向位置。
[0039]在一些示例中，第一转盘以多个间隔旋转，每个间隔包括前进和停止。在一些这样的示例中，第一转盘的每个间隔是大约18秒。在一些示例中，第二转盘以多个间隔旋转，每个间隔包括主间隔和次间隔。在一些示例中，第二转盘的次间隔包括前进和停止，并且第二转盘的主间隔包括前进和停止。在一些这样的示例中，第二转盘的每个间隔是大约18秒。在一些示例中，主间隔是大约16秒。
[0040]这里公开的另一示例性设备包括被可旋转地联接到基座的第一转盘。示例性第一转盘具有第一直径和用于接收第一多个器皿的第一环状槽阵列。示例性设备还包括可旋转地联接到基座的第二转盘。示例性第二转盘与第一转盘同轴，具有大于第一直径的第二直径并且具有用于接收第二多个器皿的第二环状槽阵列。示例性设备包括被置于第一直径外侧和第二直径外侧的第一移液机构。示例性第一移液机构被定位成从被置于第一直径和第二直径外侧的第一容器吸取且向第一转盘上的第一多个器皿中的一者和第二转盘上的第二多个器皿中的一者分配。示例性设备还包括被置于第一直径外侧和第二直径外侧的第二移液机构。示例性设备的第二移液机构被定位成从被置于第一直径和第二直径外侧的第二容器吸取，吸取自或分配到第二转盘上的所述第二多个容器中的一个，以及向第一转盘上的多个器皿中的一个分配。
[0041 ] 示例性设备还包括被置于第一直径内侧和第二直径内侧的第三移液机构，并且第三移液机构被定位成从被置于第一直径和第二直径内侧的第三容器吸取且向第一转盘上的第一多个器皿中的一个分配。在一些示例中，第三移液机构偏离于第一转盘的旋转轴线。
[0042]在一些不例中，第二转盘与第一转盘同心。在一些不例中，第一移液机构具有第一移液器臂，其在第一转盘上的第一多个器皿中的第一器皿和第二转盘上的第二多个器皿中的第二器皿上方沿着第一行进路径可运动。在一些这样的示例中，第二移液机构具有第二移液器臂，其在第一转盘上的第一多个器皿中的第三器皿和第二转盘上的第二多个器皿中的第四器皿上方沿着第二行进路径可运动。在一些示例中，第三移液机构具有第三移液器臂，其在第一转盘上的第一多个器皿中的第五器皿上方沿着第三行进路径可运动。在一些示例中，第一移液机构、第二移液机构或第三移液机构中的至少一个可沿基本竖直方向运动。
[0043]在一些示例中，第一转盘包括螺旋轨道，并且随着第一转盘旋转，在第一转盘上的第一环状槽阵列中一个槽内的第一多个器皿中的第一器皿遵循螺旋轨道。在一些这样的示例中，螺旋轨道将第一器皿从第一转盘上的外部径向位置引导到第一转盘上的内部径向位置。在一些示例中，第一转盘包括多个转向器以便将第一多个器皿中的一个或更多个从螺旋轨道上的一个位置转移到螺旋轨道上的另一位置。
[0044]这里公开的示例性方法包括相对于基座旋转第一转盘。在示例性方法中，第一转盘包括用于接收第一多个器皿的第一环状槽阵列、绕第一转盘且具有第一直径的第一旋转轨道、和绕第一转盘且具有小于第一直径的第二直径的第二旋转轨道。示例性方法包括将第一多个器皿中的至少一个从第一轨道转移到第二轨道。示例性方法还包括相对于基座旋转第二转盘，第二转盘与第一转盘同轴，第二转盘包括用于接收第二多个器皿的第二环状槽阵列。
[0045]在一些示例中，第二转盘与第一转盘同心。在一些示例中，方法包括将第一多个器皿中的至少一个从第二轨道上的一个位置转移到第二轨道上的另一位置。在一些这样的示例中，方法包括将第一多个器皿中的至少一个从第二轨道转移到清洗站。
[0046]在一些示例中，第一转盘包括第一直径并且第二转盘包括大于第一直径的第二直径。在一些示例中，方法包括:从被置于第一直径和第二直径外侧的第一容器吸取第一流体且向第一转盘上的第一多个器皿中的至少一个或第二转盘上的第二多个器皿中的一个分配所述第一流体。在一些这样的示例中，方法包括:从被置于第二转盘上的第二多个器皿中的一个吸取第二流体且将该第二流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。
[0047]在一些示例中，方法包括:从被置于第一直径和第二直径外侧的第二容器吸取第三流体且将该第三流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的至少一个或第二转盘上的第二多个器皿中的一个内。在一些这样的示例中，方法包括:从第二容器吸取第三流体，从第二转盘上的第二多个器皿中的一个吸取第四流体，且将第三流体和第四流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。在一些示例中，方法包括:从被置于第一直径和第二直径内的第三器皿吸取第五流体且将该第五流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。在一些这样的示例中，当器皿在第二旋转轨道上时第五流体被分配到第一多个器皿中的一个内。
[0048]在一些示例中，方法包括:旋转第一转盘以便将第二旋转轨道上的第一多个器皿中的一个器皿从第一转盘上的外部径向位置传送到第一转盘上的内部径向位置。在一些这样的示例中，第二旋转轨道包括螺旋形，并且旋转第二轨道上的第一多个器皿中的一个使得该器皿从外部径向位置运动到内部径向位置。在一些示例中，第一转盘将完成至少两圈旋转以便将器皿从第一转盘的外部径向位置传送到内部径向位置。
[0049]这里公开了另一示例性方法，其包括相对于基座旋转第一转盘。示例性第一转盘具有第一直径和用于接收第一多个器皿的第一环状槽阵列。示例性方法还包括相对于基座旋转第二转盘。示例性第二转盘与第一转盘同轴，并且示例性第二转盘具有大于第一直径的第二直径并且具有用于接收第二多个器皿的第二环状槽阵列。
[0050]示例性方法包括经由第一移液机构从在第一直径和第二直径外侧的第一容器吸取第一流体(例如，样品)。示例性第一移液机构被置于第一直径外侧和第二直径外侧。示例性方法包括经由第一移液机构分配第一流体到第一转盘上的第一多个器皿中的一个或第二转盘上的第二多个器皿中的一个中的至少一者内。示例性方法还包括经由第二移液机构从第一直径和第二直径外侧的第二容器吸取第二流体。示例性第二移液机构被置于第一直径外侧和第二直径外侧。示例性方法包括经由第二移液机构分配第二流体到第一转盘上的第一多个器皿中的一个或第二转盘上的第二多个器皿中的一个中的至少一者内。示例性方法包括经由第三移液机构从被置于第一直径和第二直径内的第三容器吸取第三流体。示例性第三移液机构被置于第一直径和第二直径内侧。示例性方法还包括经由第三移液机构分配第三流体到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。
[0051]在一些示例中，第二转盘与第一转盘同心。在一些示例中，方法包括:经由第一移液机构从第二转盘上的第二多个器皿中的一个吸取第四流体且经由第一移液机构将该第四流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。在一些这样的示例中，方法包括:经由第二移液机构从第二转盘上的第二多个器皿中的一个吸取第五流体且经由第二移液机构将该第五流体分配到第一转盘上的第一多个器皿中的一个内。
[0052]在一些示例中，第一转盘包括第一旋转轨道和第二旋转轨道。示例性第二旋转轨道包括螺旋轨道。在一些这样的示例中，方法包括旋转第一转盘以便沿着第二轨道传送第一多个器皿中的一个。在一些示例中，沿着第二轨道旋转第一多个器皿中的所述一个使得器皿从第一转盘上的外部径向位置运动到第一转盘上的内部径向位置。
[0053]在一些示例中，方法包括经由第一转向器将第一多个器皿中的一个从第一轨道转向到第二轨道。在一些这样的示例中，方法包括经由第二转向器将第一多个器皿中的一个从第二轨道上的第一位置转向到第二轨道上的第二位置。在一些示例中，方法包括经由第三转向器将第一多个器皿中的一个从第二旋转轨道转向到清洗站。
[0054]在一些示例中，方法包括以多个间隔旋转第一转盘，每个间隔具有前进和停止。在一些示例中，第一转盘的每个间隔是大约18秒。在一些示例中，方法包括以多个次间隔和主间隔旋转第二转盘。在一些示例中，次间隔具有前进和停止，并且主间隔具有前进和停止。在一些示例中，第二转盘的每个次间隔是大约两秒。在一些这样的示例中，第二转盘的每个主间隔是大约16秒。
[0055]在这里公开的另一示例中，示例性设备包括转盘，其具有外边缘、内边缘和在外边缘和内边缘之间延伸以接收多个器皿的环状细长槽阵列。此外，示例性转盘包括从外边缘以螺旋旋转(例如，盘旋、螺丝锥形、螺旋状等等)延伸到内边缘的螺旋轨道，以便将器皿从邻近外边缘的第一位置引导到邻近内边缘的第二位置。
[0056]在一些示例中，示例性设备包括转向器以便将器皿从螺旋轨道上的第一位置移动到螺旋轨道上的第二位置。在一些示例中，示例性设备包括绕螺旋轨道的圆形轨道。同样地，在一些示例中，示例性设备包括转向器以便将器皿从圆形轨道移动到螺旋轨道。
[0057]本文还公开了一种示例性设备，其包括具有用于接收多个器皿的环状槽阵列的转盘。示例性设备还包括绕转盘的具有第一圆周的第一旋转轨道和被置于第一圆周内的绕转盘的第二旋转轨道，该第二轨道包括螺旋路径。
[0058]在一些示例中，示例性设备包括转向器以便将器皿从第一轨道移动到第二轨道。在一些示例中，示例性设备包括转向器