帶有可拆卸式注射針的樣品注射器的制造方法
【專利摘要】樣品注射器（500），用于將流體注射到流體路徑中，其中，樣品注射器（500）包括機(jī)器人臂（502），配置成用于當(dāng)連接至機(jī)器人臂（502）時(shí)使注射針（506）在包含流體的流體容器（510）和與流體路徑連通的座（508）之間移動(dòng)；注射針（506），配置成用于當(dāng)注射針（506）已經(jīng)移動(dòng)至流體容器（510）時(shí)從流體容器（510）中抽吸流體，并且用于當(dāng)注射針（506）容納在座（508）中時(shí)將所抽吸的流體注射到流體路徑中；以及座（508），配置成用于容納注射針（506）并提供與所述流體路徑的流體連通，其中，機(jī)器人臂（502）配置成用于當(dāng)注射針（506）容納在座（508）中時(shí)將注射針（506）與機(jī)器人臂（502）選擇性地?cái)嚅_；并且其中，機(jī)器人臂（502）配置成用于當(dāng)注射針（506）與機(jī)器人臂（502）斷開時(shí)執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
【專利說明】帶有可拆卸式注射針的樣品注射器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于樣品分離系統(tǒng)特別是用于高性能液相色譜應(yīng)用的樣品注射器。
【背景技術(shù)】
[0002]在液相色譜中，流體樣品和洗脫液(液體流動(dòng)相)可以通過導(dǎo)管和其中發(fā)生分離樣品組分的柱而被泵送。在樣品環(huán)中，樣品可以通過機(jī)械驅(qū)動(dòng)的針而注射到流體路徑中?？沈?qū)動(dòng)的針是可控的，以移出樣品環(huán)的座進(jìn)入到小瓶或任何其它流體容器中來接收流體，并且從小瓶返回到座中。柱可以包括能夠分離流體分析物不同組分的材料。這樣的材料，即可包括硅膠的所謂的小球，可以填充到柱管中，柱管可以通過導(dǎo)管連接在下游至其他部件，比如檢測(cè)器、分離器、廢物等。
[0003]US7555937公開了一種樣品注射裝置、一種樣品注射方法以及一種通過使用開關(guān)閥來控制流動(dòng)相流動(dòng)的液體色譜儀。該樣品注射裝置包括連接至分離柱的端口、用于供給流動(dòng)相的泵、第一與第二樣品注射針、注射器以及閥，該閥配置成選擇性地將第一樣品注射針連接至泵或注射器，并且將第二樣品注射針連接至泵。當(dāng)?shù)谝粯悠纷⑸溽樳B接至該端口時(shí)，第一樣品注射針通過閥的操作而連接至泵。當(dāng)?shù)诙悠纷⑸溽樳B接至該端口時(shí)，第一樣品注射針連接至注射器，第二樣品注射針連接至泵。
[0004]US7635326公開了一種工具保持架，其可在x方向上、在與之垂直的y方向上以及在與X方向和y方向均垂直的z方向上進(jìn)行位移并且可繞著z方向旋轉(zhuǎn)。提供作為工具的固體物質(zhì)計(jì)量頭通過永久磁鐵以可移動(dòng)的方式自動(dòng)連接至該工具保持架。該工具可以很容易地交換為另一種工具，由于所述工具的這種自動(dòng)可移動(dòng)連接至涉及使用永久磁鐵的工具保持架。
[0005]DE102007000622, EP1366822 和 US7138050 公開了其他的流體處理系統(tǒng)。
[0006]本 申請(qǐng)人:安捷倫科技公司(Agilent Technologies)的產(chǎn)品G1367是用于商業(yè)可用的針總成孔板自動(dòng)進(jìn)樣器的示例。
[0007]然而，在樣品分離裝置中可動(dòng)部件的流體處理與正確操作可能仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是使得在樣品分離系統(tǒng)中高效的流體處理成為可能。此目的是通過獨(dú)立權(quán)利要求來解決的。進(jìn)一步的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求示出。
[0009]根據(jù)第一方面的示例性實(shí)施例，提供了一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器，其中，所述樣品注射器包括:機(jī)器人臂，配置成用于當(dāng)連接至所述機(jī)器人臂時(shí)使注射針在包含流體的流體容器和與流體路徑連通的座之間移動(dòng)；所述注射針，配置成用于當(dāng)注射針已經(jīng)移動(dòng)至流體容器時(shí)從流體容器中抽吸流體，并且用于當(dāng)注射針容納在座中時(shí)將所抽吸的流體注射到流體路徑中；以及所述座，配置成用于容納注射針并提供與所述流體路徑的流體連通，其中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針容納在座中時(shí)將注射針與機(jī)器人臂選擇性地?cái)嚅_，并且其中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
[0010]根據(jù)第一方面的另一示例性實(shí)施例，提供了一種將流體注射到流體路徑中的方法，其中，所述方法包括:移動(dòng)將機(jī)器人臂連接至流體容器的注射針，用于抽吸注射針中的流體；移動(dòng)將機(jī)器人臂連接至與所述流體路徑流體連通的座的注射針；當(dāng)注射針容納在座中時(shí)，將注射針與機(jī)器人臂斷開；當(dāng)注射針容納在座中時(shí)，將來自注射針的所抽吸的流體注射到流體路徑中；以及當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)通過機(jī)器人臂執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
[0011]根據(jù)第二方面的示例性實(shí)施例，提供了一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器，其中，所述樣品注射器包括:機(jī)器人臂，配置成用于從流體容器架中取出多個(gè)流體容器中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且將所選擇的流體容器置于流體容器支承上，其中，所述機(jī)器人臂進(jìn)一步配置成用于使注射針在包含流體的置于流體容器支承上的所選擇的流體容器和與所述流體路徑流體連通的座之間移動(dòng)，以及所述注射針，配置成用于當(dāng)注射針已經(jīng)移動(dòng)至流體容器時(shí)從流體容器中抽吸流體，并且用于當(dāng)注射針容納在座中時(shí)將所抽吸的流體注射到流體路徑中。
[0012]根據(jù)第二方面的另一示例性實(shí)施例，提供了一種將流體注射到流體路徑中的方法，其中，所述方法包括:從流體容器架中取出多個(gè)流體容器中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且通過機(jī)器人臂將所選擇的流體容器置于流體容器支承上；通過由機(jī)器人臂所支承的注射針從置于流體容器支承上的所選擇的流體容器中抽吸流體；通過機(jī)器人臂將注射針移動(dòng)至與流體路徑流體連通的座；以及當(dāng)注射針容納在座中時(shí)，將所抽吸的流體注射到流體路徑中。
[0013]根據(jù)第三方面的示例性實(shí)施例，提供了一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器，其中，所述樣品注射器包括:機(jī)器人臂，配置成用于處理多個(gè)流體容器，每個(gè)包含流體，和注射針，配置成用于從所述多個(gè)流體容器中的一個(gè)中抽吸流體并且用于將所抽吸的流體噴射到所述流體路徑中，其中，所述機(jī)器人臂具有第一升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第一行程長(zhǎng)度上處理多個(gè)流體容器，其中，所述機(jī)器人臂具有第二升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第二行程長(zhǎng)度上處理注射針，并且其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于所述第二行程長(zhǎng)度。
[0014]根據(jù)第三方面的另一示例性實(shí)施例，提供了一種將流體注射到流體路徑中的方法，其中，所述方法包括:通過致動(dòng)在沿著升降軸的第一行程長(zhǎng)度上可操作的機(jī)器人臂的第一升降機(jī)構(gòu)，處理多個(gè)流體容器中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體；以及通過致動(dòng)在沿著升降軸的第二行程長(zhǎng)度上可操作的機(jī)器人臂的第二升降機(jī)構(gòu)，處理注射針，用于從多個(gè)流體容器中的一個(gè)中抽吸流體并且用于將所抽吸的流體注射到流體路徑中；其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于所述第二行程長(zhǎng)度。
[0015]根據(jù)另一示例性實(shí)施例(其可以與第一至第三方面中的任何一個(gè)相結(jié)合)，提供了一種用于分離流動(dòng)相中流體的化合物的流體分離系統(tǒng)，其中，所述流體分離系統(tǒng)包括:流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器，特別是泵送系統(tǒng)，配置成通過所述流體分離系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相；分離單元，優(yōu)選的是色譜柱，配置成用于分離流動(dòng)相中流體的化合物；以及具有上述特征且配置成用于將流體注射到流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器與分離單元之間的流體路徑中的樣品注射器。
[0016]根據(jù)第一方面的實(shí)施例，注射針可以在停放位置暫時(shí)地與機(jī)器人臂斷開，同時(shí)先前已被抽吸到注射針中的流體可注射到與座的導(dǎo)管相聯(lián)接的流體路徑中。因此，在該時(shí)間間隔中，其中流體可從置于相應(yīng)針座中至連接的流體路徑的注射針而進(jìn)一步得到處理且進(jìn)一步位于下游，針斷開允許機(jī)器人自由地執(zhí)行其他任務(wù)，這使得機(jī)器人資源的管理更加有效。根據(jù)該第一方面，在注射針已與機(jī)器人臂斷開之后，可以執(zhí)行將所抽吸的流體從注射針經(jīng)由座注射到流體路徑中(特別是流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)單元與色譜系統(tǒng)的分離單元之間的高壓路徑)。因此，在注射針與機(jī)器人臂的此機(jī)械及流體分開之后，即當(dāng)機(jī)器人臂可以執(zhí)行任何其他任務(wù)時(shí)，注射針可擱置于壓力密封地連接至座的一端及的并相對(duì)于環(huán)境未連接但最好是密封的另一端。因此，在這種操作狀態(tài)下，流體可以從斷開且密封的注射針轉(zhuǎn)移通過座并至流體路徑，同時(shí)機(jī)器人臂的自由能力可以用于所提及的其它任務(wù)，以使得高效地操作系統(tǒng)且非?？斓靥幚砹黧w。
[0017]根據(jù)第二方面的實(shí)施例，機(jī)器人臂可以配置成提供至少兩個(gè)功能，即處理可以存儲(chǔ)在流體容器架中的流體容器，和處理注射針，用于抽吸來自從流體容器中選擇出來的流體容器中的流體，便于后者使載有流體的針移動(dòng)至座，從而將所抽吸的流體注射到與該座相關(guān)的流體路徑中。因此，一個(gè)且相同的機(jī)器人可以非常有效地用于通常不能同時(shí)執(zhí)行的兩個(gè)不同的任務(wù)，從而提供了其中機(jī)器人可以得到有效使用的緊湊型系統(tǒng)。
[0018]根據(jù)第三方面的實(shí)施例，提供了一種機(jī)器人，其包括相對(duì)于一個(gè)且相同升降方向的兩個(gè)可獨(dú)立操作的升降機(jī)構(gòu)，從而使通過利用第一與第二升降機(jī)構(gòu)可以執(zhí)行具有不同行程高度(即具有上部與下部反轉(zhuǎn)位置之間的不同距離)的不同升降性能。例如，可能需要較大的行程長(zhǎng)度和相應(yīng)較大的升降機(jī)構(gòu)來處理容納在垂直地堆疊在彼此之上的流體容器架中的多個(gè)流體容器。對(duì)于此任務(wù)，機(jī)器人需要在流體容器的布置的整個(gè)高度上移動(dòng)。然而，為了處理注射針，較小的行程長(zhǎng)度和相應(yīng)地較小的升降機(jī)構(gòu)可能是足夠的，因?yàn)樵谶@種情況下針僅需在較小的范圍上升降。
[0019]在下文中，將對(duì)任何上述樣品注射器(即任何上述第一至第三方面的)的進(jìn)一步的實(shí)施例進(jìn)行說明。然而，這些實(shí)施例同樣適用于任何上述方法(即任何上述第一至第三方面)以及流體分離系統(tǒng)。
[0020]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)執(zhí)行流體處理任務(wù)。因此，注射任務(wù)和流體處理任務(wù)可以并行執(zhí)行，這使得系統(tǒng)的操作更加有效。
[0021]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)處理多個(gè)流體容器中所選的至少一個(gè)，每個(gè)都包含來自流體容器架的流體。因此，機(jī)器人可以具有使機(jī)器人能執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)即處理針和處理流體容器比如小瓶或孔板的設(shè)備。
[0022]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)得以移動(dòng)，特別是用于使另一體向前移動(dòng)。這樣的移動(dòng)可以是一維、二維或三維的空間位移，并且允許機(jī)器人臂在針保持在座中的斷開時(shí)執(zhí)行移動(dòng)任務(wù)，比如像流體容器的連接部件的移動(dòng)。
[0023]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)服務(wù)另一注射針。因此，不僅所述機(jī)器人臂可在注射針斷開時(shí)處理流體容器，而且另外或可替代地還可以與一個(gè)且相同的機(jī)器人臂執(zhí)行并行處理多個(gè)注射針。因此，例如可以在色譜分離的情況下同時(shí)在不同的流體路徑中分離流體樣品。
[0024]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于在軟件程序的控制下執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。因此，可以通過控制機(jī)器人臂的軟件執(zhí)行自動(dòng)進(jìn)行操作步驟的順序，這可進(jìn)一步增加機(jī)器人資源的效率。任何上述和下述的任務(wù)都可以由軟件來控制。
[0025]在實(shí)施例中，所述注射針與座配置成相配合，從而使注射針以流體密封的方式特別是以壓力密封的方式容納在座中。例如，將針置于座中可以以自作用的方式激活機(jī)構(gòu)，這將針密封地按壓到座中。這在色譜應(yīng)用中可能是有利的，其中泵以相對(duì)高的壓力將流體注射到流體路徑中。因此，通過配置針與座之間的連接壓力密封，可以在無泄漏且因此在無流體樣品損失的情況下進(jìn)行注射。
[0026]在實(shí)施例中，所述樣品注射器包括針停放站，配置成用于當(dāng)注射針容納在座中時(shí)保持注射針。這樣的針停放站可以是一個(gè)部件，其能夠保持注射針處于斷開狀態(tài)并且其還可以例如通過機(jī)械機(jī)構(gòu)管理機(jī)器人臂與座之間的針的切換或轉(zhuǎn)移。
[0027]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂和/或注射針和/或座和/或針停放站配置成相配合，用于在將注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)相對(duì)于環(huán)境密封注射針的內(nèi)部流體導(dǎo)管。因此，在該優(yōu)選的實(shí)施例中，所述注射針的毛細(xì)管的上端可相對(duì)于環(huán)境(不包括座)被密封，使得可以將由注射針預(yù)先抽吸的流體注射到座的連接流體導(dǎo)管中。
[0028]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂和/或注射針和/或座和/或針停放站配置成使得當(dāng)通過機(jī)器人臂將注射針插入到座中時(shí)，偏壓元件(比如彈簧，例如螺旋彈簧)，特別是注射針的或座的，被偏壓，以便施加密封力于注射針與座之間，并且注射針與針停放站的相互鎖定機(jī)構(gòu)被激活。這樣的偏置元件可以是彈簧，其以一定的彈簧力按壓注射針抵靠著座，從而支持或促進(jìn)流體密封的連接。此外，然后可以通過同時(shí)激活鎖定機(jī)構(gòu)來確保針安全地存儲(chǔ)在針停放站中。這樣的鎖定機(jī)構(gòu)可以通過兩個(gè)相配合的接合元件的接合而被激活。
[0029]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂與注射針包括相配合的第一保持元件，配置成用于當(dāng)注射針在座以外時(shí)以可操作的第一保持力將注射針保持在機(jī)器人臂。所述針停放站與注射針可以包括相配合的第二保持元件，配置成用于當(dāng)注射針插入到座中時(shí)以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力將注射針保持在針停放站，從而使隨后從座縮回機(jī)器人臂將注射針從機(jī)器人臂釋放并且將注射針保持在針停放站。通過具有不同保持力的兩個(gè)保持系統(tǒng)的此機(jī)構(gòu)，可以僅僅通過將其插入到針停放站中且通過向上拉動(dòng)機(jī)器人臂之后斷開該注射針。因此，針停放站與針之間的更強(qiáng)保持力然后將迫使針保持在針停放站并且與座的流體導(dǎo)管流體連通。
[0030]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂與注射針包括相配合的保持元件，配置成用于將注射針保持在機(jī)器人臂。所述機(jī)器人臂配置成用于在下降方向上(特別是在垂直方向上)降低注射針以將注射針置于針停放站，并且用于隨后執(zhí)行在相對(duì)于下降方向成角度的橫向方向上(特別是在水平方向上)的運(yùn)動(dòng)以脫開相配合的保持元件，從而將注射針與機(jī)器人臂斷開。因此，機(jī)器人臂通過側(cè)向運(yùn)動(dòng)而將針分開，從而保持在針停放站。
[0031]在實(shí)施例中，所述相互鎖定機(jī)構(gòu)是由第二保持元件提供的。因此，第二保持元件不僅導(dǎo)致針的斷開，而且還可以確保相互鎖定，這使得該裝置簡(jiǎn)單、緊湊，而在針傳輸操作中可靠。
[0032]在實(shí)施例中，所述針停放站包括閂鎖，其可由機(jī)器人臂致動(dòng)，以將第二保持元件彼此脫離，從而使隨后縮回機(jī)器人臂隨機(jī)器人臂拉動(dòng)注射針。因此，機(jī)器人臂可以致動(dòng)閂鎖，以便釋放斷開的針與針停放站之間的連接，從而通過第一保持元件再次將針連接至機(jī)器人臂。[0033]在實(shí)施例中，所述注射針具有杠桿機(jī)構(gòu)，其可由機(jī)器人臂操作，用于減少通過杠桿作用需要用于密封所述流體導(dǎo)管的將由機(jī)器人臂所提供的力。通過這樣的杠桿機(jī)構(gòu)，可以以相對(duì)于其力施加所降低的要求來操作機(jī)器人臂，因?yàn)榱鬟f機(jī)構(gòu)可以允許在較大的致動(dòng)長(zhǎng)度上以較小的力致動(dòng)。為此，可以使用杠桿效應(yīng)。
[0034]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂和/或注射針和/或座配置成相配合，從而使當(dāng)將注射針插入到座中時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)被激活，用于將注射針鎖定至座，并且解鎖機(jī)構(gòu)被同時(shí)激活，用于將注射針從機(jī)器人臂解鎖。因此，兩個(gè)機(jī)構(gòu)可同時(shí)或由機(jī)器人臂的單個(gè)運(yùn)動(dòng)致動(dòng)，一個(gè)被激活，另一個(gè)不被激活。
[0035]在實(shí)施例中，所述鎖定機(jī)構(gòu)和/或解鎖機(jī)構(gòu)配置為機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)、機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)和/或磁機(jī)構(gòu)。然而，其它機(jī)構(gòu)諸如電動(dòng)機(jī)構(gòu)等也是可以的。
[0036]在實(shí)施例中，所述樣品注射器包括與至少一個(gè)另外的流體路徑流體連通的至少一個(gè)另外的座，其中，機(jī)器人臂配置成用于將注射針容納在座中或者選擇性地在所述至少一個(gè)另外的座中的至少一個(gè)中。在這樣的實(shí)施例中，流體裝置可以具有多個(gè)不同的座，每個(gè)能夠接收相應(yīng)的針。這允許采用相同的機(jī)器人臂服務(wù)多個(gè)座且因此多個(gè)連接的流體分離系統(tǒng)。
[0037]在實(shí)施例中，所述樣品注射器包括至少一個(gè)另外的針停放站，分配給所述至少一個(gè)另外的座并且配置成用于當(dāng)注射針容納在所述至少一個(gè)另外的座中的相應(yīng)一個(gè)中時(shí)保持注射針。因此，對(duì)于多個(gè)座中的每個(gè)來說，所述多個(gè)針停放站中的所分配的一個(gè)可以被預(yù)見，從而相應(yīng)針的斷開可以由在每個(gè)座中的單獨(dú)的針停放站進(jìn)行管理。這可以允許進(jìn)一步并行操作。
[0038]在實(shí)施例中，所述樣品注射器包括至少一個(gè)另外的注射針，當(dāng)連接在其中時(shí)，其可通過機(jī)器人臂而在包含流體的流體容器與選擇性地座或所述至少一個(gè)另外的座中的一個(gè)之間移動(dòng)。因此，還可以實(shí)施多個(gè)注射針，從而可以實(shí)施多個(gè)注射針、多個(gè)針停放站以及多個(gè)座的高度模塊化系統(tǒng)。不同的座/針停放站/針可以相同，或者可以在至少一個(gè)參數(shù)方面不同，例如可以在尺寸上不同。
[0039]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于將至少一個(gè)另外的工具另外地或可替代地安裝至注射針。所述至少一個(gè)另外的工具可以包括配置成用于夾持小瓶(或任何其他流體容器，比如孔板)的夾持器、配置成用于讀取流體容器或小瓶的識(shí)別特征的讀取器(例如使用實(shí)施RFID標(biāo)簽的無線讀取器技術(shù))、用于過濾流體的過濾器、移液管尖端、用于混合流體的混合器、用于沖壓覆蓋流體容器的隔膜的沖壓工具以及配置成用于處理具有多個(gè)流體貯器(比如孔板)的板的板處理工具。然而，其他工具也是可能的。因此，機(jī)器人臂能夠同時(shí)提供多個(gè)任務(wù)，包括針處理、流體容器處理以及至少一個(gè)額外的能力。因此，可以提供多目的機(jī)器人臂。所述夾持器還可以配置成用于夾持SPE (固相萃取)盒。SPE是填充有填充材料的管子，在其上，來自先前處理步驟的樣品可被純化和濃縮。機(jī)器人可以夾持這樣的盒并將該盒置于特殊的針停放站中，用于將其密封(類似于至液壓系統(tǒng)的針的密封)?，F(xiàn)在樣品可從填充材料中釋放，并且可以被注射到液相色譜系統(tǒng)中。
[0040]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂包括剝離器工具，配置成用于在已從流體容器中抽吸流體后從注射針剝離流體容器。這樣的剝離器工具可以允許施加力，用于將針與流體容器比如小瓶彼此分離。當(dāng)在小瓶或其它流體容器中抽吸流體時(shí)，可能有必要的是針穿透覆蓋該小瓶的隔膜。這樣的隔膜可以確保樣品無菌儲(chǔ)存在小瓶中。然而，在已經(jīng)穿透該隔膜后，可能發(fā)生的是在針與隔膜之間仍有連接力。機(jī)器人結(jié)合的剝離器工具還釋放這樣的不期望的連接。
[0041]在實(shí)施例中，機(jī)器人臂在注射針容納在座中時(shí)載有與注射針的流體導(dǎo)管流體連通的毛細(xì)管。這樣的毛細(xì)管可以與樣品注射器的計(jì)量裝置流體連通，該計(jì)量裝置限定要被抽吸入到針中的流體的量。
[0042]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于從流體容器架中取出多個(gè)流體容器中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且將所選擇的流體容器置于流體容器支承上，其中，所述機(jī)器人臂進(jìn)一步配置成用于使注射針在包含流體的置于流體容器支承上的所選擇的流體容器與座之間移動(dòng)。例如，流體容器可以是孔板等，可以在流體容器架中垂直地(和/或水平地)布置或堆疊在彼此之上，流體容器架也可表示為孔板棧。除了針處理任務(wù)，機(jī)器人臂還能夠處理每個(gè)單獨(dú)的流體容器，即從流體容器架中取出所選擇的一個(gè)并且在所限定的位置將其置于支承上。
[0043]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂具有第一升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第一行程長(zhǎng)度上處理多個(gè)流體容器，特別是當(dāng)垂直地堆疊在流體容器架中時(shí)，其中，所述機(jī)器人臂具有第二升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第二行程長(zhǎng)度上處理注射針，其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于特別是大于所述第二行程長(zhǎng)度。因此，特別是沿著垂直軸，機(jī)器人臂可以具有兩個(gè)獨(dú)立的提升機(jī)構(gòu)(例如兩個(gè)可獨(dú)立操作升高與降低的設(shè)備)，與將流體抽吸到注射針中并且將該流體注射到座的流體導(dǎo)管中所需的行程寬度相比，其中的每個(gè)允許在用于處理垂直堆疊的流體容器架的在許多情況下需更大的一定的行程寬度上處理。
[0044]在實(shí)施例中，所述流體容器架包括多個(gè)垂直堆疊的隔室，每個(gè)配置成用于容納所述多個(gè)流體容器(比如孔板)中的相應(yīng)一個(gè)。每個(gè)隔室能夠接收孔板，例如具有流體樣品位于其中的96個(gè)或任何其他多個(gè)孔。各個(gè)小瓶或小瓶組也可以存儲(chǔ)在隔室中。
[0045]在實(shí)施例中，所述流體容器架可隨推裝載抽屜機(jī)構(gòu)操作。這樣的機(jī)構(gòu)可以通過機(jī)器人臂致動(dòng)，用于將流體容器從流體容器架取出或用于將流體容器插入到流體容器架中。
[0046]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于從流體容器支承取出流體容器并且用于使此流體容器移動(dòng)到流體容器架中。為此，機(jī)器人臂可以配置成具有用于夾持流體容器的一定的夾持器。
[0047]在實(shí)施例中，所述多個(gè)流體容器中的至少一部分是包括多個(gè)貯器的樣品板，每個(gè)配置成用于容納流體。這樣的樣品板可以是孔板或微量滴定板。微量滴定板是具有多個(gè)用作小試管的孔的平板。該微板已成為分析研究和臨床診斷測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)工具。
[0048]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成使得注射針可拆卸地安裝在機(jī)器人臂上，并且用于處理機(jī)器人臂的流體容器的設(shè)備可拆卸地或永久地安裝在機(jī)器人臂上。因此，機(jī)器人臂可以根據(jù)需要與注射針和/或流體容器連接或斷開。
[0049]在實(shí)施例中，所述樣品注射器僅包括單個(gè)(即只有一個(gè))流體容器支承，配置成用于接收只有一個(gè)流體容器，特別是只有一個(gè)孔板。因此，可以限定用于從流體容器架中接收流體容器的一個(gè)特定位置。機(jī)器人臂然后將從流體容器架取出的任何(且僅一次一個(gè))流體容器置于該位置上，從而使得其是很容易的，并且對(duì)于針來說僅需要短的移動(dòng)路徑，用于在一方面置于流體容器上的所選擇的流體容器與另一方面的座之間移動(dòng)。這使得該裝置的操作非常有效。
[0050]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于交替地處理多個(gè)流體容器和注射針。因此，在第一操作模式，由于針已經(jīng)插入到座中，所以已經(jīng)被抽吸到針中的流體被注射到流體路徑中，同時(shí)機(jī)器人臂操作流體容器。在另一操作模式，針連接至機(jī)器人臂并且從先前已安裝在流體容器支承上的流體容器中抽吸流體。這允許部分地并行流體注射與流體抽吸的任務(wù)。
[0051 ] 在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針容納在座中時(shí)將注射針與機(jī)器人臂選擇性地?cái)嚅_，其中，所述機(jī)器人臂配置成用于當(dāng)注射針與機(jī)器人臂斷開時(shí)處理流體容器架的多個(gè)流體容器中的至少一個(gè)。這允許有效地使用機(jī)器人臂的資源。
[0052]在實(shí)施例中，所述機(jī)器人臂在垂直于所述升降軸的平面上通過水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是可動(dòng)的。因此，除了升降方向，沿著一個(gè)或甚至兩個(gè)相互垂直的水平方向上的運(yùn)動(dòng)也是可能的。
[0053]在實(shí)施例中，所述升降軸是垂直軸。垂直軸可以限定成平行于重力的方向。
[0054]在實(shí)施例中，所述第一升降機(jī)構(gòu)與第二升降機(jī)構(gòu)可彼此獨(dú)立地操作。這具有的好處在于僅需要操作當(dāng)前所需的一個(gè)升降機(jī)構(gòu)，而當(dāng)前不需要的另一升降機(jī)構(gòu)可以保持固定。
[0055]處理元件可以填充有分離材料。還可以表示為固定相的這樣的分離材料可以是任何材料，其允許與樣品的可調(diào)節(jié)程度的相互作用，以能夠分離這樣的樣品的不同成分。所述分離材料可以是液相色譜柱填充材料或包裝材料，其包括由聚苯乙烯、沸石、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、玻璃、聚合物粉末、二氧化硅和硅膠構(gòu)成的組中的至少一個(gè)，或具有化學(xué)改性(涂層、覆蓋等)的表面的上述中的任何一個(gè)。然而，可以使用具有允許穿過該材料的分析物被分離成不同成分的材料性能的任何包裝材料，例如，由于包裝材料與分析物的級(jí)分之間的不同種類的相互作用或親合力。
[0056]所述處理元件的至少一部分可以填充有流體分離材料，其中，所述流體分離材料可以包括尺寸在約Iym至約50 μ m范圍內(nèi)的小球。因此，這些小球可以是可填充在微流體裝置的分離部分中的小顆粒。所述小球可以具有尺寸在約0.01 μ m至約0.2 μ m范圍內(nèi)的孔。流體樣品可穿過這些孔，其中，在流體樣品與孔之間可能會(huì)發(fā)生相互作用。
[0057]處理元件可以是用于分離流體樣品的成分的色譜柱。因此，示例性實(shí)施例可以尤其是在液相色譜儀設(shè)備的情況下實(shí)施。
[0058]所述樣品分離裝置可以配置成引導(dǎo)液體流動(dòng)相通過處理元件且任選地進(jìn)一步的處理元件。作為液體流動(dòng)相的替代，可以通過使用流體裝置來處理氣體流動(dòng)相或含固體顆粒的流動(dòng)相。還可以通過使用示例性實(shí)施例來處理不同相(固體、液體、氣體)混合物的材料。所述樣品分離裝置可以配置成引導(dǎo)流動(dòng)相通過具有高壓的系統(tǒng)，特別地至少600bar、更特別地至少1200bar。
[0059]所述樣品分離裝置可以可以配置為微流體裝置。術(shù)語“微流體裝置”可具體地表示如本文所述的流體裝置，其允許輸送流體通過具有小于500 μ m、特別地小于200 μ m、更特別地小于100 μ m或小于50 μ m以下的數(shù)量級(jí)的尺寸的微通道。
[0060]示例性實(shí)施例可以在液相色譜設(shè)備的樣品注射器模塊中實(shí)施，其中樣品注射器模塊可以從流體容器中提取樣品，并且可以將這樣的樣品注射到導(dǎo)管中，用于供給至分離柱。在此過程中，樣品可以得到壓縮，例如，從常壓至較高的壓力，例如幾百bar或甚至IOOObar及以上。自動(dòng)進(jìn)樣器可以自動(dòng)地將樣品從小瓶中注射到樣品環(huán)中。自動(dòng)進(jìn)樣器的前端或針可浸入到流體容器中，可以將流體吸入到毛細(xì)管中，然后可以驅(qū)動(dòng)回到樣品環(huán)的座中，例如經(jīng)由可切換的流體閥，然后以將流體朝向液相色譜設(shè)備的樣品分離部分注射。在樣品環(huán)中的樣品可以是不銹鋼毛細(xì)管等。
[0061]所述樣品分離裝置可以配置成分析流動(dòng)相的至少一種成分的至少一個(gè)物理、化學(xué)和/或生物參數(shù)。術(shù)語“物理參數(shù)”可具體地表示流體的尺寸或溫度。術(shù)語“化學(xué)參數(shù)”可具體地表示分析物級(jí)分的濃度、親和參數(shù)等。術(shù)語“生物參數(shù)”可具體地表示生物化學(xué)溶液中的蛋白質(zhì)、基因等的濃度、成分的生物活性等。
[0062]所述樣品分離裝置可以在不同的技術(shù)環(huán)境中實(shí)施，比如傳感器裝置、測(cè)試裝置、用于化學(xué)、生物和/或醫(yī)藥分析的裝置、毛細(xì)管電泳裝置、液相色譜裝置、氣相色譜裝置、電子測(cè)量裝置、或質(zhì)譜裝置。特別地，流體裝置可以是高性能液相裝置(HPLC)裝置，通過該裝置，可以對(duì)分析物的不同級(jí)分進(jìn)行分離、檢測(cè)和分析。
[0063]本發(fā)明的實(shí)施例包括一種配置成用于分離流動(dòng)相中樣品流體的化合物的流體分離系統(tǒng)。所述流體分離系統(tǒng)包括:流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器，比如泵送系統(tǒng)，配置成通過所述流體分離系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相。分離單元，其可以是色譜柱，用于分離流動(dòng)相中樣品流體的化合物。所述流體分離系統(tǒng)還可以包括樣品注射器，配置成用于將樣品流體引導(dǎo)到流動(dòng)相中；檢測(cè)器，配置成檢測(cè)樣品流體的所分離的化合物，收集器，配置成收集樣品流體的所分離的化合物，數(shù)據(jù)處理單元，配置成處理從流體分離系統(tǒng)所接收的數(shù)據(jù)；和/或脫氣設(shè)備，用于對(duì)流動(dòng)相脫氣。
[0064]本發(fā)明的實(shí)施例可以基于最傳統(tǒng)可用的HPLC系統(tǒng)，比如Agilentl290系列無限系統(tǒng)、Agilentl200系列快速高分離LC系統(tǒng)或AgilentllOOHPLC系列(所有這些均由 申請(qǐng)人:
Agilent Technologies提供-參見www.agilent.com-其通過引用并入本文)而得以體現(xiàn)。
[0065]一實(shí)施例包括泵送設(shè)備，其具有活塞，用于在泵工作腔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮在泵工作腔中的液體至液體的可壓縮性變得非常顯著的高壓。一實(shí)施例包括兩個(gè)泵送設(shè)備，以或串行(例如，如EP309596A1所公開的)或并行的方式聯(lián)接。
[0066]流動(dòng)相(或洗脫液)可以是純?nèi)軇┗虿煌軇┑幕旌衔铩＠?，其可以被選擇成使得盡量減少保留有益的化合物和/或流動(dòng)相的量以運(yùn)行色譜。流動(dòng)相還可以選擇成使得可以有效地分離不同的化合物。流動(dòng)相可以包括比如例如甲醇或乙腈(通常用水稀釋)的有機(jī)溶劑。為了梯度操作，水與有機(jī)物輸送在單獨(dú)的瓶子中，梯度泵從其中輸送所編程的共混物至系統(tǒng)。其它常用的溶劑可以是異丙醇、THF、己烷、乙醇和/或其中的任何組合或這些與上述溶劑的任意組合。
[0067]流體樣品可以包括任何類型的處理液、比如果汁的天然樣品、比如血漿的體液，或者其可以是比如來自發(fā)酵液中的反應(yīng)的結(jié)果。
[0068]優(yōu)選地，所述流體是液體，但也可以是或包括氣體和/或超臨界流體(例如，如在US4982597A中所公開的在超臨界流體色譜法(SFS)中所使用的)。
[0069]在流動(dòng)相中的壓力可在2_200MPa (20至2000bar)的范圍內(nèi)變化，特別是10-150MPa (100 至 1500bar)，更特別的是 50_120Mpa (500 至 1200bar)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]結(jié)合附圖，參照實(shí)施例的以下更詳細(xì)的說明，本發(fā)明的其它目的及實(shí)施例的許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)將很容易理解且變得更好明白?；旧匣蚬δ苌舷嗤蝾愃频奶卣鞑捎孟嗤母綀D標(biāo)記。附圖中的圖示是示意性的。
[0071]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例如用在高性能液相色譜(HPLC)中的液體分離
>J-U ρ?α裝直。
[0072]圖2至圖4示出了三個(gè)不同操作模式下的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液體分離裝置的樣品注射器。
[0073]圖5是示出了機(jī)器人臂和流體容器架的根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的樣品注射器系統(tǒng)的第一視圖。
[0074]圖6示出了圖5的樣品注射器的第二視圖。
[0075]圖7和圖8示出了與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的樣品注射器的兩個(gè)針停放站一起服務(wù)孔板的機(jī)器人臂的兩個(gè)不同視圖。
[0076]圖9示出了表示與機(jī)器人臂相配合的針停放站的圖8的樣品注射器的細(xì)節(jié)。
[0077]圖10示出了在針與機(jī)器人臂斷開的操作模式下的圖8的樣品注射器的針停放站的另一詳細(xì)視圖。
[0078]圖11和圖12是兩個(gè)不同的圖，示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的帶有連接的針的樣品注射器的針停放站的三維視圖和剖視圖。
[0079]圖13示出了作為示例用于流體容器的孔板，具有用于根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的機(jī)器人臂的聯(lián)接。
[0080]圖14是表示由機(jī)器人臂連同針停放站一起操作針盒的機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0081]圖15示意性地示出了關(guān)于可以如何執(zhí)行注射針斷開的示例。
[0082]圖16示意性地示出了用于為了操作可斷開的針而降低由機(jī)器人臂所施加的處理力的力降低原理。
[0083]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的樣品注射器的三維視圖。
[0084]圖18示出了圖17的樣品注射器的機(jī)器人臂的第一詳細(xì)視圖。
[0085]圖19示出了圖18的機(jī)器人臂的第二詳細(xì)視圖。
[0086]圖20至圖22示出了在三個(gè)不同操作模式下的圖17的樣品注射器。
[0087]圖23示出了表示樣品處理機(jī)器人臂的細(xì)節(jié)的根據(jù)示例性實(shí)施例的樣品注射器的三維視圖。
[0088]圖24示出了圖24的機(jī)器人臂的詳細(xì)視圖。
[0089]圖25示出了圖24的機(jī)器人臂的另一詳細(xì)視圖。
[0090]圖26至圖30示出了不同操作模式的針處理系統(tǒng)，其中針與機(jī)器人臂分開且聯(lián)接至針停放站和座。
[0091]附圖中的圖示是示意性的。【具體實(shí)施方式】
[0092]現(xiàn)在更詳細(xì)地參照附圖，圖1示出了液體分離系統(tǒng)10的總體示意圖。泵20通常經(jīng)由除氣器27接收來自溶劑供給器25的流動(dòng)相，除氣器除去氣體并由此減少流動(dòng)相中溶解的氣體的量。泵20—作為流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器一驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相通過包括固定相的分離裝置30(比如色譜柱)。樣品單元40 (具有圖1中示意性地所示的針/座布置)設(shè)置在泵20與分離裝置30之間，以將樣品流體導(dǎo)入或添加(通常稱為樣品引入)到流動(dòng)相中。分離裝置30的固定相配置成用于分離樣品液體的化合物。檢測(cè)器50用于檢測(cè)樣品流體的所分離的化合物。級(jí)分單元60可用于輸出樣品流體的所分離的化合物。
[0093]雖然流動(dòng)相可以僅包括一種溶劑，但是其也可以由多個(gè)溶劑混合。這樣的混合可能是低壓混合并設(shè)置在泵20的上游，以便泵20已經(jīng)接收和泵送作為流動(dòng)相的混合溶劑。另外，泵20可能包括多個(gè)單獨(dú)的泵送單元，多個(gè)泵送單元均接收和泵送不同的溶劑或混合物，從而使流動(dòng)相(如由分離裝置30所接收的)的混合在高壓下發(fā)生并在泵20 (或作為其一部分)的下游。流動(dòng)相的成分(混合物)可在時(shí)間上保持恒定，即所謂的等度模式，或者隨時(shí)間而變化，即所謂的梯度模式。
[0094]可以是常規(guī)PC或工作站的數(shù)據(jù)處理單元70可聯(lián)接到(如由虛箭頭所指示)液體分離系統(tǒng)10中的一個(gè)或多個(gè)裝置，以接收信息和/或控制操作。例如，數(shù)據(jù)處理單元70可控制泵20的操作(例如設(shè)定控制參數(shù))，并且從其接收關(guān)于實(shí)際工作狀況的信息(比如在泵出口的輸出壓力、流率等)。數(shù)據(jù)處理單元70還可控制溶劑供給器25的操作(例如設(shè)定要供給的溶劑或溶劑混合物)和/或除氣器27的控制操作(例如設(shè)定控制參數(shù)，比如真空水平)，并且可從其接收關(guān)于實(shí)際工作狀況的信息(比如隨時(shí)間供給的溶劑成分、流率、真空水平等)。數(shù)據(jù)處理單元70還可控制樣品單元40的操作(例如控制樣品注射或使樣品注射與泵20的操作狀況同步)?？梢圆僮骺汕袚Q閥(未示出)，以便調(diào)整在液體分離系統(tǒng)10內(nèi)的所需的流體聯(lián)接。分離裝置30還可由數(shù)據(jù)處理單元70控制(例如，選擇特定的流路或柱，設(shè)定操作溫度等)，并反過來將信息(例如操作狀況)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元70。因此，檢測(cè)器50可由數(shù)據(jù)處理單元70控制(例如，相對(duì)于光譜或波長(zhǎng)設(shè)定，設(shè)定時(shí)間常數(shù)、開始/停止數(shù)據(jù)獲取)，并且將信息(例如關(guān)于所檢測(cè)的樣品化合物)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元70。數(shù)據(jù)處理單元70還可控制級(jí)分單元60的操作(例如，與從檢測(cè)器50接收的數(shù)據(jù)協(xié)作)，并提供數(shù)據(jù)備份。
[0095]在下文中，參照?qǐng)D2，將對(duì)用在如圖1所描述的用于分離根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的流動(dòng)相中流體樣品的成分的流體分離系統(tǒng)10中的樣品注射器進(jìn)行說明。
[0096]樣品注射器包括可切換閥90、樣品環(huán)230，其與閥90流體連通并促進(jìn)從小瓶214(或任何其它流體容器)中抽吸流體樣品，以及計(jì)量泵270，其與樣品環(huán)230流體連通并且配置成用于將流體樣品的所計(jì)量的量引入到針202中。
[0097]可切換閥90包括相對(duì)彼此可以旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)閥部件。通過使這兩個(gè)閥部件沿著垂直于圖2的紙面的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，形成在閥部件之一中的多個(gè)端口 262和形成在另一閥部件中的多個(gè)橢圓形的弧形槽264可以選擇性地與或不與另一個(gè)流體連通。因?yàn)楦鱾€(gè)端口262連接至圖2所示的流體系統(tǒng)的流體通道中的專用通道，所以自動(dòng)地開關(guān)閥90可以允許操作不同流體連通配置下的流體系統(tǒng)10。閥90配置為在圖2實(shí)施例中的六端口高壓閥。
[0098]高壓泵20與分離柱30之間的流體連通可以通過閥90的相應(yīng)切換狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)。在這樣的流體路徑中，例如IOOMPa的高壓可以存在，其可由高壓泵20產(chǎn)生。與此相反，當(dāng)將樣品引入到樣品環(huán)230中時(shí)，樣品環(huán)230中的壓力狀態(tài)可以是例如小于0.1MPa0當(dāng)加載在樣品環(huán)230上的此樣品要被加載在柱30上時(shí)，樣品環(huán)230中的壓力也很高，例如lOOMPa。[0099]為了加載樣品的目的，針202可以被驅(qū)動(dòng)到相應(yīng)形狀的座200之外，以使得針202可以浸入到容納要被加載到針202上的流體樣品的小瓶214中。
[0100]因此，圖2示出了可動(dòng)針202，其可以在控制單元(未示出，例如中央處理單元或微處理器)的控制下在小瓶214與座200之間移動(dòng)。
[0101]因此，當(dāng)帶有錐形逐漸變細(xì)的尖端的針體204浸入到小瓶214中時(shí)，可以將容納在小瓶214中的流體樣品吸入到針體204的流體導(dǎo)管中，以及進(jìn)入到流體連接的導(dǎo)管中。
[0102]隨后，樣品可以被加載到柱30上。然而，為此，需要將針202插入到座200中。如從圖2的示意圖中可以看出，座200也具有中心孔，其允許針202的流體導(dǎo)管與座200的流體導(dǎo)管之間的流體連通。因此，先前已經(jīng)通過針體204的導(dǎo)管而被加載的樣品可被導(dǎo)入通過導(dǎo)管并最終到柱30上。
[0103]此外，圖2示出了樣品注射器包括機(jī)器人臂280，其配置成用于使注射針202移動(dòng)。圖2示出了在將注射針202連接至機(jī)器人臂280的操作模式下的樣品注射器。在此操作模式下，對(duì)于機(jī)器人臂280來說，可以使注射針202在一方面包含流體的流體容器214與另一方面的座200之間移動(dòng)。在圖2中，機(jī)器人臂280當(dāng)前在這樣的方向上移動(dòng)，以便將針202插入到座200中，用于隨后將先前已經(jīng)由注射針202所抽吸的流體注射到泵20與分離柱30之間的流體路徑中。在圖2的這種配置下，注射針202臨時(shí)地安裝在機(jī)器人臂280的針安裝單元282上。
[0104]在已完成了機(jī)器人臂280 (連同安裝的針202 —起)的向下運(yùn)動(dòng)和針202已插入到座200中之后，針202選擇性地與針安裝單元282且因此與機(jī)器人臂280斷開，從而使注射針202保持容納在座200中，并且現(xiàn)在和圖3相比與機(jī)器人臂280是分開的。
[0105]在圖3的情況下，流體開關(guān)90可以切換，從而使先前已注射到針202中的流體被轉(zhuǎn)移到泵20與分離柱30之間的流體路徑中。在其中進(jìn)行該注射過程的時(shí)間間隔中，機(jī)器人臂280可以自由地用于任何其他任務(wù)。
[0106]例如，如圖4所示，機(jī)器人臂280，現(xiàn)在與針202是斷開的，可以朝向流體容器214移動(dòng)，從而使流體容器夾持單元284 (在圖2至圖4中示出為某種夾緊機(jī)構(gòu))能夠夾持用于處理其的流體容器214。例如，流體容器214可以置于在特定的流體容器支承286上，以便定位在限定的位置，從而使針202可以朝向流體容器214移動(dòng)，用于抽吸流體(后者的操作模式未在圖中示出)。
[0107]在下文中，參照?qǐng)D5和圖6，將對(duì)根據(jù)示例性實(shí)施例的用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器500進(jìn)行說明。
[0108]樣品注射器500包括配置成用于移動(dòng)注射針506的機(jī)器人臂502。注射針506可以連接到機(jī)器人臂502的注射針固定器504，用于移動(dòng)操作。在圖5和圖6所示的操作模式下當(dāng)前與機(jī)器人臂502斷開的注射針506的這樣的移動(dòng)操作可在一方面包含要被抽吸到注射針506中的流體的流體容器和另一方面與流體路徑(流體隨后將被注射到其中)流體連通的座508之間執(zhí)行。
[0109]由機(jī)器人臂502保持的針506的這種運(yùn)動(dòng)可以從圖7至圖10中的樣品注射器500的機(jī)器人臂502的圖示中更好地看到(圖5至圖6的樣品注射器500與圖7至圖10中的樣品注射器非常相似)。
[0110]圖7示出了連接至機(jī)器人臂502的針506，從而使針停放站518和座508是空的。圖8示出了針506如何與機(jī)器人臂502斷開并且插入到針停放站518之一中。圖9示出了圖8的情況的細(xì)節(jié)。圖10示出了類似于圖9的情況，其中針506與機(jī)器人臂502斷開。
[0111]圖7示出了孔板510，具有多個(gè)流體盛裝凹部(也表示為孔)，每個(gè)配置成用于接收相應(yīng)的流體(比如生物樣品、溶劑等)。在圖5和圖6的操作模式下，樣品板510是由機(jī)器人臂502處理的，即機(jī)器人臂502的孔板架當(dāng)前連接至樣品板510 (或孔板)?？装寮芸梢耘c樣品板510的相應(yīng)配置的連接件1300接合，這可在圖13中最清楚地看到，位于樣品板510的側(cè)表面。
[0112]因此，機(jī)器人臂502可以用在第一操作模式中，其中，其將樣品板510(比如微量滴定板)從以水平和垂直堆疊的方式當(dāng)前容納在可在圖5中最清楚地看出的流體容器架514的不同隔室512中的多個(gè)樣品板之一中取出?？装寮?14可用于推裝載抽屜機(jī)構(gòu)。換句話說，機(jī)器人臂502可沿著三個(gè)相互垂直的方向移動(dòng)，以接近三維空間中任意期望的位置，即具有沿著兩個(gè)水平方向520、522和一個(gè)垂直方向524移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以便能夠?qū)⒖装?10中所選擇的一個(gè)從流體容器架514的相應(yīng)孔板隔室512中取出，并將其置于相應(yīng)尺寸及定位的孔板支承516上，即樣品注射器500的特別限定的表面積，在其上孔板510可由機(jī)器人臂502放置，用于進(jìn)一步的操作。
[0113]當(dāng)孔板510置于孔板支承516上時(shí)，機(jī)器人臂502可與先前移動(dòng)的孔板510斷開。在此之后，機(jī)器人臂502然后可移動(dòng)至針506，其先前停放在座508中并且在針停放站518(比較圖5或圖10)。然后，機(jī)器人臂502可通過將其連接至注射針固定器504而拿起這樣的針506。接著，機(jī)器人臂502可拿走針506，并且可以使其移動(dòng)至孔板支承516，從而使針506可以浸入到孔板510的相應(yīng)孔的流體中，用于抽吸這樣的流體，即用于將這樣的流體吸入到針506的毛細(xì)管中。還可以通過機(jī)器人臂502拿起針506，將針506流體地連接至隨機(jī)器人臂502攜帶的毛細(xì)管。要被抽吸的流體體積可由與所連接的毛細(xì)管流體連通的計(jì)量裝置(比如在圖2至圖4中所示的)限定。在已抽吸流體之后，仍連接至機(jī)器人臂502的注射針固定器504的針506然后可移回到座508中，以便與座508流體密封的連接。這個(gè)過程可能會(huì)通過預(yù)見帶有所分配的針停放站518的座508而得到支持。
[0114]因此，可以操作機(jī)器人臂502，以有助于針506的流體抽吸及用于流體噴射的其后續(xù)的空間傳遞至座508，同時(shí)孔板510保持空間固定。然而，機(jī)器人臂502還可以用于促進(jìn)在流體容器架514與孔板支承516之間的孔板510的處理。因?yàn)檫@兩個(gè)任務(wù)是交替所需的(即一個(gè)任務(wù)是必要的，同時(shí)另一個(gè)任務(wù)不是必要的，反之亦然)，所以可以非常有效地使用機(jī)器人臂502的資源，而基本上沒有非活動(dòng)時(shí)間間隔。
[0115]在圖5和圖6的實(shí)施例中，示出了具有單個(gè)所分配的針停放站518的單座508，而在圖7至圖10的實(shí)施例中，提供了兩個(gè)座508和兩個(gè)所分配的針停放站518。本領(lǐng)域技術(shù)人員要理解的是，座508/針停放站518的任何其他所需的數(shù)量是可以預(yù)見的，從而使機(jī)器人臂502還可以服務(wù)多個(gè)座508、多個(gè)注射針506和多個(gè)針停放站518，同時(shí)能夠服務(wù)存儲(chǔ)在孔板架514的孔板隔室512中的多個(gè)孔板510。
[0116]在已經(jīng)通過使用孔板固定器由機(jī)器人臂502從孔板架514的相應(yīng)孔板隔室512中取出專用的孔板510之后，機(jī)器人臂502可以使所取出的孔板510移動(dòng)至孔板支承516。此后，機(jī)器人臂可以移動(dòng)，以經(jīng)由注射針固定器504而連接至針506 (其當(dāng)前可存儲(chǔ)在相應(yīng)的座508中并且由針停放站518緊固)。然后，在注射針固定器504具有連接的(但是可斷開的)注射針506的機(jī)器人臂502可以移動(dòng)至填充有流體比如樣品或溶劑的專用的孔(圖13中標(biāo)號(hào)1300所示)。然后，注射針506可從孔板510的相應(yīng)孔1300中抽吸這樣的流體。如此所抽吸的流體然后可以注射到可選擇的座508中，或更精確地，進(jìn)入到連接至其的流體導(dǎo)管中，用于將樣品或溶劑注射到如圖1所示的泵20與分離柱30之間的流體路徑中。為此，機(jī)器人臂502使連接至注射針固定器504的注射針506朝向相應(yīng)的座508/針停放站518移動(dòng)。當(dāng)通過機(jī)器人臂502的向下運(yùn)動(dòng)而垂直地降低連接至注射針固定器502的注射針506時(shí)，注射針506將插入到針停放站518的接收孔中，因此與座508流體密封的接合，并且將自動(dòng)地與注射針固定器504斷開且連接至針停放站518的相應(yīng)的支承元件。
[0117]因此，注射針506配置成用于當(dāng)注射針506已移動(dòng)至流體容器510時(shí)從流體容器510中抽吸流體，并且配置成用于當(dāng)注射針506容納在座508中時(shí)注射所抽吸的流體到流體路徑中。座508配置成用于容納注射針506和用于提供與所述流體路徑的流體連通。反過來，機(jī)器人臂502配置成用于當(dāng)注射針506容納在座508中時(shí)選擇性地將注射針506與機(jī)器人臂502斷開。當(dāng)注射針506保持容納在由針停放站518保持的座508中時(shí)，機(jī)器人臂502自由執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)，同時(shí)注射針506保持與機(jī)器人臂502斷開。這進(jìn)一步的任務(wù)例如可以是上面提到的孔板處理，其中機(jī)器人臂502處理孔板510，即將某一孔板510從孔板架514的相應(yīng)孔板隔室512中取出，并將孔板510置于孔板支承516上。在該時(shí)間間隔內(nèi)，機(jī)器人臂502還可以將當(dāng)前位于孔板支承516之上的孔板510放回到孔板架514的相應(yīng)隔室512中。
[0118]在圖7、圖8、圖9和圖10的實(shí)施例中，其中存在多個(gè)座508/針停放站518和多個(gè)針506，機(jī)器人臂502還可以服務(wù)另一針506、另一座508和/或另一針停放站518，同時(shí)已被抽吸到針506中的流體當(dāng)前經(jīng)由座508而被注射到流體路徑之一中。
[0119]當(dāng)注射針506容納在座508中時(shí)，在注射針506與座508之間有流體密封的連接或壓力密封的連接，從而使所抽吸的流體可以被注射到所述流體路徑中，而沒有泄漏。
[0120]針停放站518保持注射針506，同時(shí)注射針506保持容納在座508中。樣品注射器500的有利特征還在于，機(jī)器人臂502、注射針506、座508和針停放站518相配合，用于在將注射針506與機(jī)器人臂502斷開時(shí)相對(duì)于環(huán)境密封注射針508的流體導(dǎo)管。換句話說，當(dāng)機(jī)器人臂502在已將仍連接的注射針506插入到座508中后向上移動(dòng)并至針停放站518時(shí)，機(jī)器人臂502的后續(xù)向上運(yùn)動(dòng)將不僅把注射針506與然后自由服務(wù)其它任務(wù)的機(jī)器人臂502的注射針固定器504分離，而且同時(shí)，注射針506的上端將被密封，從而使所抽吸的流體可以在向下的方向上通過吸入操作而被注射到座508中。此外，當(dāng)針506停放在針停放站518中且與座508流體密封連接時(shí)，機(jī)器人臂502將簡(jiǎn)單地再次向下移動(dòng)，并將操作鎖定機(jī)構(gòu)，以便將針506與針停放站518和座508解鎖，并且將同時(shí)通過注射針固定器504而連接至注射針506。
[0121]如從圖5中可以進(jìn)一步看出，機(jī)器人臂502可沿著第一水平方向520、第二水平方向522 (垂直于第一水平方向520)和第三垂直方向524移動(dòng)。在垂直方向524上,機(jī)器人臂502具有兩個(gè)分開且獨(dú)立地可操作的升降機(jī)構(gòu)。第一升降機(jī)構(gòu)配置成用于處理孔板510，即用于從孔板架514的相應(yīng)孔板隔室512中取出專用的孔板510至孔板支承516和/或用于將其從孔板支承516放回至孔板架514的相應(yīng)孔板隔室512。因此，機(jī)器人臂的第一升降機(jī)構(gòu)需要能夠在第一行程長(zhǎng)度上操作，第一行程長(zhǎng)度在圖5中以標(biāo)號(hào)526示意性地表示，并且可以基本上對(duì)應(yīng)于孔板架514的高度。另一方面，機(jī)器人臂502具有配置成用于在沿著垂直升降軸524的第二行程長(zhǎng)度上處理注射針506的第二升降機(jī)構(gòu)。因此，為了在其中浸入到孔板510的孔1302的第一操作模式與其中置于座508中的第二操作模式之間操作針506，針506還可以升降以沿著該布置移動(dòng)，可在圖7中最好地看出。相應(yīng)的第二行程長(zhǎng)度以標(biāo)號(hào)702示意性地表示。如可以從圖5和圖7的比較中看出，第一行程長(zhǎng)度526大于第二行程長(zhǎng)度702。因此機(jī)器人臂502配置成使得能夠沿著第一行程長(zhǎng)度526操作孔板固定器和沿著第二行程長(zhǎng)度702操作注射針固定器504。
[0122]圖11示出了針停放站518的三維視圖，連同相應(yīng)的座508與盒型的注射針506 —起，注射針506當(dāng)前已與機(jī)器人臂502斷開，更精確地與機(jī)器人臂502的注射針固定器504斷開。
[0123]圖12示出了對(duì)應(yīng)于圖11的剖視圖，并且將在下文中就涉及針506的轉(zhuǎn)移的組合的鎖定-解鎖機(jī)構(gòu)方面進(jìn)行更加詳細(xì)地說明。機(jī)器人臂502(在圖12中僅示意性地示出了其中一部分)、座508和針停放站518現(xiàn)在相配合，從而使當(dāng)由機(jī)器人臂502將注射針506插入到座508中時(shí)，注射針506的偏壓彈簧1200被偏置，以施加密封力于注射針506與座508之間。另外，注射針506與針停放站518的相互鎖定機(jī)構(gòu)被激活。為此，機(jī)器人臂502與注射針506包括相配合的第一保持元件，其配置成用于當(dāng)注射針506在座508以外時(shí)以第一保持力將注射針506保持在機(jī)器人臂502。這些第一保持元件可以通過注射針506的閂鎖凹部1202和配置成用于接合該閂鎖凹部1202的相應(yīng)閂鎖球(或其他突起)1204來實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人臂502的另一偏壓彈簧1226可以將閂鎖球1204按壓到閂鎖凹部1202中，用于施加第一保持力。
[0124]此外，針停放站518和注射針506包括相配合的第二保持元件，配置成用于當(dāng)注射針506插入到座508中時(shí)以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力將注射針506保持在針停放站518，從而使隨后從座508縮回機(jī)器人臂502將注射針506從機(jī)器人臂502釋放并且將注射針506保持在針停放站518。這些第二保持元件可以通過注射針506的其他閂鎖凹部1208與可樞轉(zhuǎn)的保持桿1210來實(shí)現(xiàn)，可樞轉(zhuǎn)的保持桿1210可以以在圖12中箭頭所示的方式樞轉(zhuǎn)并且具有用于接合一個(gè)或多個(gè)閂鎖凹部1208的突起1212。因此，相互鎖定機(jī)構(gòu)由第二保持元件1208、1210、1212提供。此外，可以設(shè)置這樣的閂鎖，也就是其可以由機(jī)器人臂502致動(dòng)，以彼此脫離第二保持元件1208、1210、1212，從而使隨后縮回機(jī)器人臂502隨機(jī)器人臂508 —起拉動(dòng)注射針506。
[0125]因此，所描述的機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的事實(shí)在于，當(dāng)注射針506仍連接至機(jī)器人臂502的注射針固定器504且將被放置在座508中時(shí),其將一旦向上縮回機(jī)器人臂502時(shí)就與注射針固定器504斷開。同時(shí)，注射針506將被鎖定至針停放站518，以便提供座508與針506之間的可靠連接。此外，針506的上端部被密封，以便針506的毛細(xì)管中的所抽吸的流體可以隨后被注射到連接至座508的流體路徑中。
[0126]圖14是參照?qǐng)D12所描述的組合的鎖定與解鎖機(jī)構(gòu)的示意圖，并且具體示出的是注射針506布置在以標(biāo)號(hào)1400、1410示意性地表示的包裝內(nèi)。此外，圖14示出了額外的彈簧1402可提供用于偏置桿1210，從而使突起1212將被壓入到凹部1208中。
[0127]圖15示出了圖14的示意性布置的一部分，并且另外示出了注射針506的軸或致動(dòng)器1500。此外，與球1204和彈簧1226相比，機(jī)器人臂502與注射針506之間的連接可以在該實(shí)施例中通過具有與針506的包裝中的凹部1506相配合的突起1504的桿1502來實(shí)現(xiàn)。
[0128]如從圖15中可以示意性地看出，機(jī)器人臂502可以包括剝離器工具1508，配置成用于在已從流體容器510中抽吸流體后從注射針506剝離流體容器(圖15中未示出)。當(dāng)針506穿透小瓶的隔膜時(shí)(用于流體的無菌存儲(chǔ))，這樣的剝離器工具1508可能是有利的，從而在已經(jīng)從小瓶中抽吸流體后，可能發(fā)生的是注射針506可保持連接至小瓶。剝離器工具1508然后將允許針506從小瓶中縮回。
[0129]圖16示意性地示出了軸1500 (比如凸輪軸)如何可經(jīng)由力傳動(dòng)桿1602而與彎曲的凹部1602配合。通過采取這一措施，具有圖16中所示的桿機(jī)構(gòu)的注射針506可以以通過杠桿作用需要用于密封流體導(dǎo)管的由機(jī)器人臂502所施加的減少的力由機(jī)器人臂502操作。
[0130]更一般地，需要由機(jī)器人或機(jī)器人臂所施加的用于密封針的力可通過實(shí)施可以使用導(dǎo)軌的力傳遞而減少，從而受益于杠桿作用效應(yīng)。
[0131]在下文中，參照?qǐng)D17至圖22，將對(duì)與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的上述樣品注射器500非常相似的樣品注射器500進(jìn)行說明。
[0132]通常，樣品注射器500提供了一種組合的板處理器和樣品注射機(jī)器人。在圖17中所示的自動(dòng)進(jìn)樣器500具有的優(yōu)點(diǎn)是增加樣本容量至400個(gè)以上小瓶或者八個(gè)或更多孔板。此外，可以采用樣品注射器500處理小瓶以及孔板。另外，樣品注射器500具有非常低的內(nèi)部體積，以允許快速的分析。
[0133]在概念中，其中樣品需要被運(yùn)送至采樣單元，處理孔板將會(huì)是很難的。在另一概念中，其中針移動(dòng)至樣品，由于必須解決樣品板所增加的量，所以需要長(zhǎng)連接毛細(xì)管。圖17的板處理器或樣品注射器500結(jié)合了兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。其包含用于托板的聯(lián)接裝置。由于此聯(lián)接機(jī)構(gòu)，包含樣品托盤的托板可以運(yùn)送從/到棧系統(tǒng)(流體容器架514)至自動(dòng)進(jìn)樣器500內(nèi)的停放站(流體容器支承516)。棧系統(tǒng)包含帶有任意路徑的多個(gè)托板。該板處理器還包含用于注射針506的保持機(jī)構(gòu)。當(dāng)帶有樣品托盤的托板置于停放站上時(shí)，機(jī)器人(也表示為機(jī)器人臂502)使針506移動(dòng)至相應(yīng)的樣品,用于樣品抽吸。
[0134]這樣的組合的板/針運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，僅需要一個(gè)X、y、Z機(jī)器人系統(tǒng)用于板和用于針的運(yùn)動(dòng)。注射針僅須在一個(gè)板(在停放站上的板)的區(qū)域中移動(dòng)。因此，可以實(shí)現(xiàn)針與采樣單元之間的短連接毛細(xì)管。由于僅一個(gè)孔板的X、y運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)器人可達(dá)到兩個(gè)堆疊的具有其聯(lián)接機(jī)構(gòu)的托板。因此，在所描述的實(shí)施例中，可以接近每個(gè)具有6個(gè)樣品托盤的兩個(gè)堆疊的樣品容量。由于取樣針是可移動(dòng)的，所以針可在針洗口處得到清洗，如果需要或必需的話。
[0135]x、y和z機(jī)器人在圖17中以標(biāo)號(hào)1700所示
[0136]圖18和圖19示出了機(jī)器人臂1700的詳細(xì)視圖，其中，注射針以標(biāo)號(hào)506表示，剝離器裝置以標(biāo)號(hào)1508表不。
[0137]圖20示出了在其中機(jī)器人使調(diào)色板移出棧的第一操作模式2000下的圖17的樣品注射器。圖21示出了在其中機(jī)器人將調(diào)色板置于停放站上的第二操作模式2100下的圖17的樣品注射器。圖22示出了在其中機(jī)器人使針移動(dòng)至相應(yīng)的樣品位置以抽吸樣品的第三操作模式下的圖17的樣品注射器。[0138]在下文中，參照?qǐng)D23至圖25，將對(duì)根據(jù)另一稍微修改的示例性實(shí)施例的樣品注射器500進(jìn)行說明，其可以用作具有自動(dòng)可斷開的注射針506的HPLC樣品注射器。
[0139]相應(yīng)的樣品處理機(jī)器人能夠自動(dòng)地?cái)嚅_在針停放站518中的注射針506。在本實(shí)施例中，注射針506經(jīng)由針聯(lián)接器2300而被聯(lián)接到x、y、z臂。針506可通過用戶與機(jī)器人臂端口，用于交換目的或自動(dòng)地在針停放站518中。當(dāng)針506在針停放站518中斷開時(shí),機(jī)器人臂將針506按壓到針座508中并對(duì)彈簧加載。然后，鎖定機(jī)構(gòu)可被激活，其將針506鎖定至針停放站518，并且同時(shí)打開鎖定至機(jī)器人臂。因此，針506現(xiàn)在通過針停放站518而被密封在針座508中，且機(jī)器人與針506脫開。機(jī)器人現(xiàn)在能夠在分析過程中執(zhí)行其他任務(wù)。
[0140]接下來，將對(duì)由針鎖定機(jī)構(gòu)的力放大進(jìn)行說明。為了將針506密封在針座508中，通常需要在50至100N的范圍內(nèi)的密封力。通常，針506通過機(jī)器人的z軸而被壓入座508中。因此，如果針506直接聯(lián)接至機(jī)器人的z軸，則需要用于z驅(qū)動(dòng)的50至100N的最小力。在針聯(lián)接器的實(shí)施例中，在針506與機(jī)器人分開的過程中執(zhí)行密封力放大。因此，用于z驅(qū)動(dòng)的力可以降低至例如30至50N，其是用于z軸所需的以穿透樣品小瓶的隔膜的典型力。
[0141]圖24和圖25示意性地示出了這樣的力放大的功能。圖24的布置具有機(jī)器人z臂2400、凸輪軸2402和斜盤。此外，圖25中示出了夾具2500、針固定器2502和彈簧2504。
[0142]在針停放站518內(nèi)，夾具打開機(jī)器人端部，并且同時(shí)另一夾具將針固定器2502鎖定至針停放站518?，F(xiàn)在，機(jī)器人z臂2400能夠向上移動(dòng)，而沒有針506。在向上移動(dòng)時(shí)，斜盤2404激活在針座2502內(nèi)的凸輪軸2402。凸輪軸2402在機(jī)器人的向上運(yùn)動(dòng)過程中旋轉(zhuǎn)，并且對(duì)針座2502內(nèi)的彈簧2504加載，這將向下按壓在針座508中的針506。
[0143]采用該機(jī)構(gòu)，可以執(zhí)行力放大。例如，如果需要100N的密封力以將針506密封到針座508中，由于凸輪軸2402，僅需要該力的1/5以加載彈簧2504。當(dāng)然，還可以通過另一杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行針506與機(jī)器人的聯(lián)接/分開過程中的力放大。凸輪軸機(jī)構(gòu)僅是一個(gè)示例。
[0144]在下文中，將對(duì)本發(fā)明的這種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。典型的分析時(shí)間可以在I分鐘至60分鐘的數(shù)量級(jí)。在此期間，如果針座是平齊通過設(shè)計(jì)的話，則針須被密封。由于機(jī)器人臂可以與針分開，所以機(jī)器人能夠在此期間執(zhí)行其它任務(wù)，而不會(huì)干擾分析。
[0145]例如，在分析過程中可以進(jìn)行的這樣的其他任務(wù)是制備下一個(gè)樣品板。如果樣品板存儲(chǔ)在板棧中，則機(jī)器人現(xiàn)在可以將當(dāng)前的采樣板放回棧中并且可以準(zhǔn)備用于樣品注射的下一個(gè)樣品。當(dāng)下一個(gè)分析開始時(shí)，正確的板已經(jīng)到位并做好了準(zhǔn)備，從而節(jié)省時(shí)間。另一個(gè)用于這樣的任務(wù)的示例是，下一個(gè)樣品可以采用第二針注射。由于第二針和針停放站，機(jī)器人已經(jīng)可以準(zhǔn)備下一個(gè)板，抽吸樣品并將第二針放回針停放站。在第一針/針座中的分析完成之后，閥切換第二針/針座至分析路徑。在采用第二針的分析過程中，機(jī)器人采用第一針處理并且注射。因此，不需要額外的機(jī)器人時(shí)間添加到樣品分析時(shí)間。此外，力放大是可能的。由于例如凸輪軸機(jī)構(gòu)，機(jī)器人的Z軸能夠?qū)崿F(xiàn)在注射針上的非常高的密封載荷。另外或可替代地，樣品制備與更改也可以作為附加的任務(wù)來執(zhí)行。因?yàn)闄C(jī)器人與針分開，所以其可以用于任何樣品分離和更改，例如混合或搖動(dòng)樣品，采用附加的孔板位置操作，像加熱器站、條碼閱讀器站或移液站。此外，小瓶夾持器是可以預(yù)見的。還可以采用條形碼或轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)(比如RFID系統(tǒng))來識(shí)別針或樣品。
[0146]圖26至圖30示出了針處理系統(tǒng)2600的不同操作模式，其中針506與機(jī)器人臂502分開并且聯(lián)接至針停放站518和座508。分開是通過橫向的針分開運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的。在圖26中，保持針506的機(jī)器人臂502靠近針停放站518。在圖27中，機(jī)器人臂502已經(jīng)將針506放置在座508中，并且已經(jīng)將針506容納在針停放站518中。鎖定機(jī)構(gòu)被打開(參見附圖標(biāo)記2700)。在圖28中，鎖定機(jī)構(gòu)再次閉合。在圖29中，聯(lián)接機(jī)構(gòu)被打開(參見附圖標(biāo)記2900)。在圖30中，機(jī)器人臂502被橫向地從停放在針停放站518中的針506中移除。
[0147]應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語“包括”不排除其它元件或特征，“一”、“一個(gè)”不排除多個(gè)。此夕卜，結(jié)合不同實(shí)施例所描述的元件可以組合。還應(yīng)當(dāng)指出的是，在權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為限制權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器(500)，所述樣品注射器(500)包括: 機(jī)器人臂(502 )，配置成用于當(dāng)連接至機(jī)器人臂(502 )時(shí)使注射針(506 )在包含流體的流體容器(510)和與所述流體路徑連通的座(508)之間移動(dòng)； 所述注射針(506 )，配置成用于當(dāng)注射針(506 )已經(jīng)移動(dòng)至流體容器(510)時(shí)從流體容器(510)中抽吸流體，并且用于當(dāng)注射針(506)容納在所述座(508)中時(shí)將所抽吸的流體注射到流體路徑中； 所述座(508)，配置成用于容納注射針(506)并提供與所述流體路徑的流體連通； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )容納在所述座(508 )中時(shí)將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)選擇性地?cái)嚅_； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于當(dāng)注射針(506)與機(jī)器人臂(502)斷開時(shí)執(zhí)行流體處理任務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)處理來自流體容器架(514)的多個(gè)流體容器(510)中所選的至少一個(gè)，每個(gè)包含流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或 上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)得以移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)使另一體移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于當(dāng)注射針(506)與機(jī)器人臂(502)斷開時(shí)服務(wù)另一注射針(506)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于在軟件程序的控制下執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述注射針(506)與座(508)配置成相配合，從而使注射針(506)以流體密封的方式特別是以壓力密封的方式容納在座(508)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，包括針停放站(518)，配置成用于當(dāng)注射針(506)容納在座(508)中時(shí)保持注射針(506)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，注射針(506)、座(508)、針停放站(518)和所述機(jī)器人臂(502)的至少一部分配置成相配合，用于在將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)斷開時(shí)相對(duì)于環(huán)境密封注射針(506)的流體導(dǎo)管。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，注射針(506 )、座(508 )、針停放站(518)和所述機(jī)器人臂(502)的至少一部分配置成使得當(dāng)通過機(jī)器人臂(502)將注射針(506)插入到座(508)中時(shí)，偏壓元件(1200)，特別是注射針(506)的或座(508)的偏壓元件，被偏壓，以便施加密封力于注射針(506 )與座(508 )之間，并且注射針(506 )與針停放站(518)的相互鎖定機(jī)構(gòu)被激活。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)與注射針(506)包括相配合的第一保持元件(1202、1204)，配置成用于當(dāng)注射針(506)在座(508)以外時(shí)以可操作的第一保持力將注射針(506)保持在機(jī)器人臂(502); 其中，所述針停放站(518)與注射針(506)包括相配合的第二保持元件(1208、1212)，配置成用于當(dāng)注射針(506)插入到座(508)中時(shí)以大于所述第一保持力且可操作的第二保持力將注射針(506 )保持在針停放站(518 )，從而使隨后從座(508 )縮回機(jī)器人臂(502 )這一動(dòng)作將注射針(506)從機(jī)器人臂(502)釋放并且將注射針(506)保持在針停放站(518)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的樣品注射器(500)，其中，所述相互鎖定機(jī)構(gòu)是由第二保持元件(1208、1212)提供的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的樣品注射器(500)，其中，所述針停放站(518)包括閂鎖，其可由機(jī)器人臂(502)致動(dòng)，以將第二保持元件(1208、1212)彼此脫離，從而使隨后縮回機(jī)器人臂(502 )這一動(dòng)作隨機(jī)器人臂(502 )拉動(dòng)注射針(506 )。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述注射針(506)具有杠桿機(jī)構(gòu)，其可由機(jī)器人臂(502)操作，用于通過杠桿作用減少由機(jī)器人臂(502)所提供的、用于密封所述流體導(dǎo)管`的力。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502 )與注射針(506 )包括相配合的保持元件，配置成用于將注射針(506 )保持在機(jī)器人臂(502 ); 其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于在下降方向上降低注射針(506)以將注射針(506)置于針停放站(518),并且用于隨后執(zhí)行在相對(duì)于下降方向成角度的橫向方向上的運(yùn)動(dòng)以脫開相配合的保持元件，從而將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)斷開。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，注射針(506)、座(508)和所述機(jī)器人臂(502)的至少一部分配置成相配合，從而使當(dāng)將注射針(506)插入到座(508)中時(shí)，鎖定機(jī)構(gòu)被激活，用于將注射針(506)鎖定至座(508)，并且解鎖機(jī)構(gòu)被同時(shí)激活，用于將注射針(506 )從機(jī)器人臂(502 )解鎖。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述鎖定機(jī)構(gòu)和/或解鎖機(jī)構(gòu)配置為包括機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)、機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)和磁機(jī)構(gòu)的組中的一個(gè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，包括與至少一個(gè)另外的流體路徑流體連通的至少一個(gè)另外的座(508)，其中，機(jī)器人臂(502)配置成用于將注射針(506)選擇性地容納在座(508)中或者在所述至少一個(gè)另外的座(508)中的至少一個(gè)中。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，包括至少一個(gè)另外的針停放站(518)，分配給所述至少一個(gè)另外的座(508)并且配置成用于當(dāng)注射針(506)容納在所述至少一個(gè)另外的座(508)中的相應(yīng)一個(gè)中時(shí)保持注射針(506)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，包括至少一個(gè)另外的注射針(506)，當(dāng)連接在其中時(shí)，其可通過機(jī)器人臂(502)而在包含流體的流體容器(510)與選擇性地座(508)或所述至少一個(gè)另外的座(508)中的一個(gè)之間移動(dòng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于將至少一個(gè)另外的工具另外地或可替代地安裝至注射針(506)。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述至少一個(gè)另外的工具包括由配置成用于夾持小瓶的夾持器、配置成用于讀取流體容器(510)或小瓶的識(shí)別特征的讀取器、用于過濾流體的過濾器、移液管尖端、用于混合流體的混合器、用于沖壓覆蓋流體容器(510)的隔膜的沖壓工具以及配置成用于處理具有多個(gè)流體貯器的板的板處理工具構(gòu)成的組中的至少一個(gè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)包括剝離器工具(1508)，配置成用于在已從流體容器(510)中抽吸流體后從注射針(506)剝離流體容器(510)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于從流體容器架(514)中取出多個(gè)流體容器(510)中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且將所選擇的流體容器(510)置于流體容器支承(516)上； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )進(jìn)一步配置成用于使注射針(506 )在包含流體的置于流體容器支承(516)上的所選擇的流體容器(510)與座(508)之間移動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第一升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第一行程長(zhǎng)度上處理多個(gè)流體容器(510)，特別是當(dāng)垂直地堆疊在流體容器架(514)中時(shí)； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第二升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第二行程長(zhǎng)度上處理注射針(506)； 其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于特別是大于所述第二行程長(zhǎng)度。
27.一種將流體注射到流體路徑中的方法，所述方法包括: 移動(dòng)將機(jī)器人臂(502 )連接至流體容器(510 )的注射針(506 )，用于抽吸注射針(506 )中的流體； 移動(dòng)將機(jī)器人臂(502)連接至與所述流體路徑流體連通的座(508)的注射針(506)； 當(dāng)注射針(506)容納在座(508)中時(shí)，將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)斷開； 當(dāng)注射針(506 )容納在座(508 )中時(shí)，將來自注射針(506 )的所抽吸的流體注射到流體路徑中；以及 當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)，通過機(jī)器人臂(502 )執(zhí)行進(jìn)一步的任務(wù)。
28.一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器(500)，所述樣品注射器(500)包括: 機(jī)器人臂(502)，配置成用于從流體容器架(514)中取出多個(gè)流體容器(510)中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且將所選擇的流體容器(510)置于流體容器支承(516)上； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )進(jìn)一步配置成用于使注射針(506 )在包含流體的置于流體容器支承(516)上的所選擇的流體容器(510)和與所述流體路徑流體連通的座(508)之間移動(dòng)； 所述注射針(506 )，配置成用于當(dāng)注射針(506 )已經(jīng)移動(dòng)至流體容器(510)時(shí)從流體容器(510)中抽吸流體，并且用于當(dāng)注射針(506)容納在座(508)中時(shí)將所抽吸的流體注射到流體路徑中。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述流體容器架(514)包括多個(gè)垂直堆疊的隔室(512)，每個(gè)配置成用于容納所述多個(gè)流體容器(510)中的相應(yīng)一個(gè)。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述流體容器架(514)可隨推裝載抽屜機(jī)構(gòu)操作。
31.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于從流體容器支承(516 )取出流體容器(510 )并且用于使此流體容器(510)移動(dòng)到流體容器架(514)中。
32.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述多個(gè)流體容器(510)中的至少一部分是包括多個(gè)貯器(1300)的樣品板，每個(gè)配置成用于容納流體。
33.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成使得注射針(506 )可拆卸地安裝在機(jī)器人臂(502 )上，并且用于處理機(jī)器人臂(502)的流體容器(510)的設(shè)備可拆卸地或永久地安裝在機(jī)器人臂(502)上。
34.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，僅包括單個(gè)的流體容器支承(516)，配置成用于接收只有一個(gè)流體容器(510)，特別是只有一個(gè)孔板。
35.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于交替地處理多個(gè)流體容器(510 )和注射針(506 )。
36.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于當(dāng)注射針(506)容納在座(508)中時(shí)將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)選 擇性地?cái)嚅_； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)處理流體容器架(514)的多個(gè)流體容器(510)中的至少一個(gè)。
37.根據(jù)權(quán)利要求28或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第一升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第一行程長(zhǎng)度上處理多個(gè)流體容器(510)，特別是當(dāng)垂直地堆疊在流體容器架(514)中時(shí)； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第二升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第二行程長(zhǎng)度上處理注射針(506)； 其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于特別是大于所述第二行程長(zhǎng)度。
38.一種將流體注射到流體路徑中的方法，所述方法包括: 從流體容器架(514)中取出多個(gè)流體容器(510)中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體，并且通過機(jī)器人臂(502)將所選擇的流體容器(510)置于流體容器支承(516)上； 通過由機(jī)器人臂(502)所支承的注射針(506)從置于流體容器支承(516)上的所選擇的流體容器(510)中抽吸流體； 通過機(jī)器人臂(502 )將注射針(506 )移動(dòng)至與流體路徑流體連通的座(508 );以及 當(dāng)注射針(506)容納在座(508)中時(shí)，將所抽吸的流體注射到流體路徑中。
39.一種用于將流體注射到流體路徑中的樣品注射器(500)，所述樣品注射器(500)包括: 機(jī)器人臂(502)，配置成用于處理多個(gè)流體容器(510)，每個(gè)包含流體，和注射針(506)，配置成用于從所述多個(gè)流體容器(510)中的一個(gè)中抽吸流體并且用于將所抽吸的流體噴射到所述流體路徑中；其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第一升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第一行程長(zhǎng)度上處理多個(gè)流體容器(510)； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )具有第二升降機(jī)構(gòu)，配置成用于沿著升降軸在第二行程長(zhǎng)度上處理注射針(506)； 其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于所述第二行程長(zhǎng)度。
40.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述第一行程長(zhǎng)度大于所述第二行程長(zhǎng)度。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)在垂直于所述升降軸的平面上通過水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是可動(dòng)的。
42.根據(jù)權(quán)利要求39或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述升降軸是垂直軸。
43.根據(jù)權(quán)利要求39或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述第一升降機(jī)構(gòu)與第二升降機(jī)構(gòu)可彼此獨(dú)立地操作。
44.根據(jù)權(quán)利要求39或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)， 其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于當(dāng)注射針(506)容納在與所述流體路徑流體連通的座(508)中時(shí)將注射針(506)與機(jī)器人臂(502)選擇性地?cái)嚅_； 其中，所述機(jī)器人臂(502 )配置成用于當(dāng)注射針(506 )與機(jī)器人臂(502 )斷開時(shí)處理流體容器架(514)的多個(gè)流體容器(510)中的至少一個(gè)。
45.根據(jù)權(quán)利要求39或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于從流體容器架(514)中取出多個(gè)流體容器(510)中的所選擇的一個(gè)，并且通過使用所述第一升降機(jī)構(gòu)將所選擇的流體容器(510)置于流體容器支承(516)上。
46.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的樣品注射器(500)，其中，所述機(jī)器人臂(502)配置成用于通過使用所述第二升降機(jī)構(gòu)使注射針(506)在包含流體的置于流體容器支承(516)上的所選擇的流體容器(510)與座(508)之間移動(dòng)。
47.一種將流體注射到流體路徑中的方法，所述方法包括: 通過致動(dòng)在沿著升降軸的第一行程長(zhǎng)度上可操作的機(jī)器人臂(502)的第一升降機(jī)構(gòu)，處理多個(gè)流體容器(510)中的所選擇的一個(gè)，每個(gè)包含流體； 通過致動(dòng)在沿著升降軸的第二行程長(zhǎng)度上可操作的機(jī)器人臂(502)的第二升降機(jī)構(gòu)，處理注射針(506)，用于從多個(gè)流體容器(510)中的一個(gè)中抽吸流體并且用于將所抽吸的流體注射到流體路徑中； 其中，所述第一行程長(zhǎng)度不同于所述第二行程長(zhǎng)度。
48.—種用于分離流動(dòng)相中流體的化合物的流體分離系統(tǒng)(IO )，所述流體分離系統(tǒng)(10)包括: 流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器(20)，特別是泵送系統(tǒng)，配置成通過所述流體分離系統(tǒng)(10)來驅(qū)動(dòng)流動(dòng)相， 分離單元(30)，特別是色譜柱，配置成用于分離流動(dòng)相中流體的化合物，以及根據(jù)權(quán)利要求1或上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的樣品注射器(40、500)，配置成用于將流體注射到流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)器(20)與分離單元(30)之間的流體路徑中。
49.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的流體分離系統(tǒng)(10)，包括以下特征中的至少一個(gè): 所述流體分離系統(tǒng)(10)配置成分析流體的至少一種化合物的至少一個(gè)物理、化學(xué)和/或生物參數(shù)； 所述流體分離系統(tǒng)(10)包括由檢測(cè)器裝置(50)、用于化學(xué)、生物和/或醫(yī)藥分析的裝置、毛細(xì)管電泳裝置、液相色譜裝置、HPLC裝置、氣相色譜裝置、凝膠電泳裝置及質(zhì)譜裝置構(gòu)成的組中的至少一個(gè)； 所述流體分離系統(tǒng)(10)配置成采用高壓引導(dǎo)流體； 所述流體分離系統(tǒng)(10)配置成采用至少lOObar、特別是至少500bar、更特別地是至少1000bar的壓力引導(dǎo)流體； 所述流體分離系統(tǒng)(10)配置為微流體裝置； 所述流體分離系統(tǒng)(10)配置為毫微流體裝置； 所述分離單元(30)配置成用于保留流體的成分的一部分，并且用于允許流動(dòng)相的其他成分通過分離單元(30)； 所述分離單元(10)的至少一部 分填充有分離材料； 所述分離單元(10)的至少一部分填充有分離材料，其中，所述分離材料包括尺寸在Ιμπι至50μηι范圍內(nèi)的小球； 所述分離單元(10)的至少一部分填充有分離材料，其中，所述分離材料包括具有尺寸在0.Ο?μπι至0.2μπι范圍內(nèi)的孔的小球。
【文檔編號(hào)】B01L9/00GK103608672SQ201180071530
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月9日
【發(fā)明者】H-P.齊默曼, D.杰納羅 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司