專利名稱：用于在處理液體樣品的系統(tǒng)中設(shè)置移液管或分配器尖端的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)獨立權(quán)利要求1和12的前序部分，本發(fā)明分別涉及在處理液體樣品的系統(tǒng)中設(shè)置移液管或分配器尖端的一種裝置和一種方法。這種裝置包括一機器人操作手，用于相對于位于系統(tǒng)中或上的樣品容器，沿基本垂直于其走向的X方向和Y方向定向移液管或分配器尖端。這種裝置還包括移液管或分配器尖端，該移液管或分配器尖端基本豎直地延伸，并沿基本垂直于X和Y方向走向的Z方向被升高或降低。此外，這種裝置包括用于移動機器人操作手的驅(qū)動器、以及用于控制機器人操作手和/或移液管或分配器尖端的移動和動作的處理器。
背景技術(shù)：
已知相應(yīng)的裝置和系統(tǒng)用于分析基因(基因?qū)W)、蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)學(xué))，用于發(fā)現(xiàn)新的活性成分(“藥物發(fā)現(xiàn)”)、以及用于臨床診斷(“臨床診斷學(xué)”)，諸如申請者以“起源機器人樣品處理器”命名公布的操作平臺。這是一種用于在容器中和/或在載玻片上處理樣品的裝置，容器和/或載玻片位于基本水平的操作區(qū)域上，并且具有縱向維度X和橫向維度Y，該裝置包括用于處理樣品的機器人操作手。這種處理可涉及液體例如在此X-Y區(qū)域內(nèi)的抽吸和/或輸送。此外，可提供用于樣品的離心機和其它處理站或分析站，諸如熒光閱讀器和類似物。使用諸如條碼閱讀器等的相應(yīng)裝置來識別諸如樣品管、微板以及其它容納樣品的容器之類的物體，對于這種操作平臺也是重要的。
為了處理液體，這種已知的操作平臺較佳地包括一機器人操作手，該機器人操作手具有一沿Y方向延伸的臂和至少一個沿X方向延伸的支架，該臂附連至該支架，從而該臂可沿X方向前后移動；移液管尖端，該移液管尖端基本豎直地延伸，并且可沿基本垂直于運作區(qū)域走向的此Z方向被升高和降低；以及用于移動機器人操作手的驅(qū)動器、及用于控制機器人操作手和/或移液管尖端的移動和動作的處理器。
要被處理和/或分析的液體樣品通常位于管子中或微板的井中。這種管子放置在適當(dāng)?shù)墓潭ㄆ髦?，從而每個固定器可接納一組管子，因此這些管子設(shè)置成在沿Y方向的一直線中彼此相鄰，即沿操作平臺的橫向維度的方向。較佳地，這些固定器可在操作臺上被移動地引導(dǎo)。液體樣品還可位于微板的井中，以及/或者可從樣品管移液入這些井中。三個微板通常位于一“載板”上，該載板較佳地也可在工作臺上被移動地引導(dǎo)。
這種操作平臺已經(jīng)在很多方面得到檢驗。然而，常常需要將各個管子或微板的井中的內(nèi)容物放入另外的容器中。這可以通過移液管移液來完成，它是麻煩并且費時的，尤其是當(dāng)例如液體樣品必須從四個96井的微板的所有井中移入一個384井的微板中的諸井中時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出替換的裝置和方法，使用該裝置和方法，在操作平臺中的液體樣品的移液會變得合理化。
根據(jù)本發(fā)明，此目的通過獨立權(quán)利要求1和12的特征組合而實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，附加的特征、變化和改進源自諸從屬權(quán)利要求。


將基于示意圖更詳細地描述本發(fā)明的較佳實施例，而并不因此限制本發(fā)明的范圍。
圖1顯示了根據(jù)具有兩個模塊的第一實施例的、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的第一示意總體圖(俯視圖)；圖2顯示了根據(jù)具有兩個模塊的第一實施例的、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的另一示意總體圖(俯視圖)；圖3顯示了根據(jù)具有四個模塊的第二實施例的、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的一示意總體圖(俯視圖)；圖4顯示了通過在第一位置(I)的根據(jù)本發(fā)明的一裝置的兩個模塊的示意水平剖面；圖5顯示了通過在第二位置(II)的根據(jù)本發(fā)明的一裝置的兩個模塊的示意水平剖面；圖6顯示了通過在第三位置(III)的根據(jù)本發(fā)明的一裝置的兩個模塊的示意水平剖面；
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一裝置的移液管或分配器尖端在第一位置(I)的部分側(cè)視圖；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一裝置的移液管或分配器尖端在第二或第三位置(II、III)的部分側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1顯示了根據(jù)第一實施例的、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的示意總體圖(俯視圖)。該裝置1實施成在一系統(tǒng)3中設(shè)置移液管或分配器尖端2(也參見圖7和8)，用于處理液體樣品4。該裝置包括一機器人操作手5，該機器人操作手5用于相對于位于系統(tǒng)3中或上的樣品容器6，沿走向基本垂直的X方向和Y方向來定向移液管或分配器尖端2。
關(guān)于本發(fā)明，在下文中所有用于儲存液體的可能的容器或基片都稱為樣品容器6。這些包括樣品管17(或“管子”)、微板或稱微量培養(yǎng)板(microplate)18和/或其井(或“井19”)、試劑瓶和槽(或“槽”)。具有用于接納樣品的升高或降低的表面或者甚至平坦表面的低淺容器，諸如載玻片(例如，具有設(shè)置于其上的樣品排列)或具有沉積于其上的小滴的MALDI-TOF靶，也可看成這種樣品容器6。這種容器可用作要抽吸的液體樣品4的來源，還用作要輸送的液體樣品的目標。用于樣品的載板，該載板在其中部分地或全部地容納樣品，諸如薄膜或過濾器，也可用作這種目標容器。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可用于的適當(dāng)系統(tǒng)包括以“起源機器人樣品處理器”命名公布的操作平臺，例如，較佳地具有一矩形操作臺11。在這些操作平臺和/或系統(tǒng)3中已經(jīng)尤其檢驗了載板16和/或支架21，在該載板16上可設(shè)置具有井19的微板18，尤其是具有96或384個井的；在該支架上可設(shè)置樣品管17。較佳地，還可使用具有其它形式的微板18，諸如24或1536個井19。
假如這些操作臺采用移液管或分配器尖端2，則裝置1還可用于具有圓形或不同于矩形的操作臺的系統(tǒng)3，這些移液管或分配器尖端基本豎直地延伸，并且可沿基本垂直于X和Y方向走向的Z方向升高和降低。根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括用于移動機器人操作手5的驅(qū)動器、以及用于控制機器人操作手5和/或移液管或分配器尖端2的移動和動作的處理器。根據(jù)本發(fā)明，裝置1包括至少兩個模塊8、9，這兩個模塊設(shè)置于機器人操作手5的一臂7上，在這兩個模塊上，至少兩個移液管或分配器尖端2每個都設(shè)置成彼此隔開一軸向距離10，該軸向距離10基本對應(yīng)于微板18的諸井19的格柵間隙。較佳地，在裝置中，每個模塊8、9的移液管或分配器尖端2的數(shù)量由2的整數(shù)倍、尤其是數(shù)量4或8所限定。在模塊8、9中的諸移液管或分配器尖端2之間的軸向距離10較佳地是9mm或18mm。
根據(jù)本發(fā)明的裝置1的這些模塊8、9中的至少一個實施成可獨立地沿X方向(短箭頭)和沿Y方向(長箭頭)移動。這允許根據(jù)本發(fā)明來定向兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2，在這兩個模塊中，這些移液管或分配器尖端2在第一位置(I；參見圖4)沿一共用線12交替和交錯地設(shè)置。尤其較佳地，每個模塊8、9都具有設(shè)置成隔開9mm的軸向距離10的8個移液管或分配器尖端2。使用這種裝置1，用單個模塊8、9的移液管或分配器尖端2，就可同時處理96井的微板18的一組井19。所有的移液管或分配器尖端2可同時降低和/或升高。例如，這允許所提供的移液管或分配器尖端2不可移動地固定在該支持模塊8、9上。在機器人操作手5的臂7上的模塊8、9實施成可沿Z方向升高和降低。
這種簡單的實施例有優(yōu)點，每個模塊8、9允許將8個液體樣品4從具有96個井的微板移入具有384個井的微板，或者從具有24個井的微板移入具有96個井的微板(參見圖1)。在每種情況下，相反的路徑也是可能的。然而，這種模塊8、9每個都具有四個或八個隔開9mm或18mm的軸向距離而固定安裝于其上的移液管或分配器尖端2，模塊8、9不允許從未對應(yīng)于微板18的諸井19的軸向距離而設(shè)置成彼此隔開軸向距離10的樣品管17中抽吸液體樣品4。實際上，常常使用支架14，在該支架14上，樣品管通常設(shè)置成彼此隔開18.8mm的軸向距離。為了從樣品管17中移出液體樣品4，必須使樣品管17和移液管或分配器尖端2的軸向距離彼此適應(yīng)，或者必須補充移液管或分配器尖端2，從而它們可獨立地升高和/或降低。另外，液體樣品從具有24個井的微板24直接平行地運輸入具有384個井的微板也是不可能的。
移液管或分配器尖端2可移動地固定在此支持模塊8、9上，從而提供較大的靈活性，每個移液管或分配器尖端2實施成可沿Z方向獨立地升高或降低。攜帶有這種可獨立移動的移液管或分配器尖端2的模塊8、9包括用于因此降低和升高移液管或分配器尖端2的適當(dāng)裝置(參見圖4-6)。隱含地假設(shè)了下文中模塊8、9總具有這種實施成可沿Z方向獨立升高或降低的移液管或分配器尖端2。
根據(jù)本發(fā)明的一裝置1較佳地包括兩個模塊8、9(參見圖1)，這兩個模塊設(shè)置成彼此鏡像相反。這些模塊8、9較佳地實施成具有基本相同的結(jié)構(gòu)，從而可減少生產(chǎn)成本。然而，根據(jù)本發(fā)明的一裝置還可包括三個或四個模塊(參見圖3)。模塊8、9可沿X方向(短箭頭)和沿Y方向(長箭頭)局部移動。
在圖1的示意總體圖中顯示了用于處理液體樣品的一系統(tǒng)3。該系統(tǒng)3包括一操作臺11，該操作臺11具有設(shè)置于其上的多個操作區(qū)域。樣品管設(shè)置成彼此隔開18.8mm的軸向距離14。用于樣品管17的對于一支架21的可選擇的設(shè)計較佳地包括18mm的軸向距離，該軸向距離精確地對應(yīng)于標準微板的諸井19的格柵間隙的兩倍。這種可選擇的設(shè)計將很好地結(jié)合在本發(fā)明的概念中，因為本發(fā)明較佳地建立于9mm的96井的標準微板的諸井格柵間隙、和/或其分數(shù)或整數(shù)倍之上在載板16的頂上顯示了兩個具有96個井的微板18(具有9mm的格柵間隙)和一個具有384個井19的微板18(具有4.5mm的格柵間隙)。
這里，機器人操作手5包括一盒形的臂7，該臂7安裝在一支架15上，從而該臂7可沿X方向移位(參見雙箭頭ΔX)，兩個模塊8、9安裝在盒形臂7中，從而它們可沿Y方向移動。X方向?qū)?yīng)于操作臺11的縱向維度，而Y方向?qū)?yīng)于其橫向維度。
在上盒形臂7中(參見圖1)，在右側(cè)顯示了兩個模塊8、9在第一位置(I；參見圖4)。在此位置I，第一模塊8的八個移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開9mm的軸向距離10。第二模塊9的八個移液管或分配器尖端2也設(shè)置在共用線12上并隔開9mm的軸向距離10。兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12上交錯，從而第一和第二模塊的移液管或分配器尖端2總是交替地設(shè)置于共用線12上。在移液管或分配器尖端2的此交錯位置I，它們?nèi)匀痪哂凶罱K的4.5mm的軸向距離，該軸向距離精確地對應(yīng)于設(shè)置于上方的具有384個井的微板18的諸井的格柵間隙。在移液管或分配器尖端2的此交錯位置，因此使用移液管或分配器尖端2可一次動作就精確地和同時地到達這種384個井的微板的一行所有16個井。因此，可同時從一行井19中抽吸16個液體樣品4，并且再次同時地將它們分配在同一個或另一個384個井的微板18(未顯示)的一行井19中。在抽吸和分配之間的移動期間，模塊8、9可保持在其交錯位置I。
在左側(cè)的上盒形臂7(參見圖1)中顯示了兩個模塊8、9在第二位置(II；參見圖5)。在此位置II，第一模塊8的八個移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開9mm的軸向距離10。第二模塊9的八個移液管或分配器尖端2也設(shè)置在共用線12上并隔開9mm的軸向距離10。兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12上彼此鄰近，從而它們彼此分開一中間間隔20。在移液管或分配器尖端2的此位置II，它們具有9mm的固有軸向距離，該軸向距離精確地對應(yīng)于設(shè)置在上方的具有96個井的微板18的諸井19的柵格間隙。在移液管或分配器尖端2的此位置II，因此通過移液管或分配器尖端2可一次動作就精確地和同時地到達這種96個井的微板的一行的所有8個井。因此，可從兩個相鄰的96井的微板的每個的一行八個井中抽吸16個液體樣品4，并且將它們再次同時分配入這兩個或另外兩個96井的微板18的一行井19中。在抽吸和分配之間的移動期間，模塊8、9可保持在其位置II。
假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9完成從位置I(右)到位置II(左)的變化，則可從384井的微板的一行諸井19中一次動作同時抽吸16個液體樣品4，并且同時分配入兩個相鄰96井的微板的每個的一行八個井19中。在此分配期間，兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12上彼此相鄰，從而它們彼此分開一中間間隔20。此中間間隔20的尺寸有利地取決于在載板16上的兩個相鄰的微板18的最近兩井列的距離。例如，此距離可以是25mm或30mm。
假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9完成從位置II(左)到位置I(右)的變化，則可從兩個相鄰96井的微板的每個的一行八個井19同時抽吸16個液體樣品4，并且一次動作同時分配入384井的微板的一行16個井19中。
在右側(cè)的下盒形臂7(參見圖1)中再次顯示了兩個模塊8、9在第一位置(I；參見圖4)。在左側(cè)，兩個模塊這里設(shè)置于第三位置(III；參見圖6)中。在此位置III，第一模塊8的八個移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開9mm的軸向距離10。第二模塊9的八個移液管或分配器尖端2設(shè)置在平行的線12’上并隔開9mm的軸向距離10。第二模塊9的移液管或分配器尖端2精確地與第一模塊8的移液管或分配器尖端2相對。在移液管或分配器尖端2的此位置III，它們具有其9mm的固有軸向距離，該軸向距離精確地對應(yīng)于設(shè)置于上方的具有96個井的微板18的諸井19的格柵間隙。此外，兩條線12、12’精確地彼此分開9mm的格柵間隙。在移液管或分配器尖端2的此格柵位置III，因此通過移液管或分配器尖端2可一次動作精確地和同時地到達這種96井微板的兩相鄰行的所有16個井。因此，可從這兩行的每行的八個井19中抽吸16個液體樣品4，并且將它們同時分配入同一個或另一個96井的微板18的諸井19的兩行中。在抽吸和分配之間的移動期間，模塊8、9可保持在其位置III。
假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9現(xiàn)在完成從位置I(右)到位置III(左)的變化，則可從384井的微板的一行諸井19中一次動作同時抽吸16個液體樣品4，并且同時分配入一個96井的微板的兩相鄰行的每行的八個井19中。在此分配期間，兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12或平行線12’上彼此相對，從而它們彼此分開距離13。此距離13的尺寸有利地取決于載板16上的微板18的諸井19的格柵間隙。此距離較佳是9mm，但還可以是18mm。
假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9現(xiàn)在完成從位置III(左)到位置I(右)的變化，則可從一個96井的微板18的兩相鄰行的每行的八個井19中同時抽吸16個液體樣品4，并且一次動作同時分配入384井的微板的一行16個井19中。
尤其較佳的是，在一液體處理系統(tǒng)3中，具有移液管或分配器尖端2的裝置1的模塊8、9可沿X方向和Y方向在操作臺11的整個區(qū)域中基本前后地移動。如圖1的底部所示，支架21也可位于操作臺11上，該支架21能夠裝載樣品管17。如同已經(jīng)注意到的，移液管或分配器尖端2可根據(jù)需要升高或降低，從而液體樣品4可從樣品管17中被提取或在其中傳送。模塊8、9在機器人操作手5的盒形臂7內(nèi)的獨立移動由實線箭頭表示并由δx和/或δy表明。
圖2顯示了根據(jù)具有兩個模塊的第一實施例、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的另一示意總體圖(俯視圖)。具有三個96井微板的載板16和/或用于樣品管17的16位置支架21設(shè)置在操作臺11上。在它們之間顯示了具有移液管或分配器尖端2的兩個模塊8、9的兩種設(shè)置變化。模塊8、9可沿X方向(短箭頭)和Y方向(長箭頭)局部移動。模塊8、9在機器人操作手5的盒形臂7內(nèi)的獨立移動由實線箭頭表示并由δx和/或δy表明。
在左側(cè)，兩個模塊8、9在上盒形臂7中再次設(shè)置于第三位置III(參見圖6)。這里在中間和右側(cè)，兩個模塊8、9設(shè)置于第二位置(II)。假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9完成從位置III(左)到位置II(右)的變化，則可從一個96井微板18上的兩相鄰行的每行的八個井19中同時抽吸16個樣品4，并且一次動作同時分配入兩個相鄰的96井微板18的每個的一行8個井19中。因此，可從一個微板的16個井中將樣品同時分配至相同尺寸的兩個微板中。沿反方向，可將兩個微板的2×8個樣品收集入相同尺寸的單個樣品的16個井中。
在下盒形臂7中，兩個模塊8、9再次設(shè)置于第三位置III和第二位置II。假如抽吸和分配之間，兩個模塊8、9完成從位置II(左和右)到位置III(中)的變化，則可從彼此遠離的兩個96井的微板18每個相應(yīng)行的八個井19中同時抽吸16個液體樣品，并且一次動作同時分配入較佳地位于中間的一個微板18的兩相鄰行的諸井19中。因此，可從兩個微板的16個井中同時收集至相同尺寸的一個微板的兩個8井的行的諸井19上。沿反方向，單個微板16的2×8個液體樣品可分配入相同尺寸的兩個微板18的16個井中。與上面的示例性實施例相比較，這里顯示的實施例具有優(yōu)點模塊8、9的行進路徑實際上是相等長度的，從而導(dǎo)致節(jié)省了時間。
此外，使用一支架21，在該支架21上，樣品管17較佳地設(shè)置成彼此隔開18.8mm的軸向距離14。獨立地降低移液管或分配器尖端2，以從樣品管17中移出液體樣品4。獨立地降低移液管或分配器尖端2，以將液體樣品4分配入樣品管17。根據(jù)需要，附加地升高不與樣品管相對準的移液管或分配器尖端2，從而防止碰撞。
圖3顯示了根據(jù)具有四個模塊8、8’、9、9’的第二實施例、根據(jù)本發(fā)明的一裝置的示意總體圖(俯視圖)。具有四個微板18的載板16設(shè)置于操作臺11上。上載板16支持了兩個具有24個井19的微板18以及一具有96或384個井的微板18。下載板16支持了兩個具有24或96個井19的微板18。在它們之間表示了兩個示例性實施例。如圖1和2，這里并不意味著系統(tǒng)3必須包括具有兩個臂7的機器人操作手。盡管這是非排它的，但是較佳地只設(shè)置一個具有兩個或四個模塊8、8’、9、9’的臂7，因為一個這樣的臂7可供應(yīng)整個操作臺11，而不會與一第二臂7碰撞或至少擔(dān)心被此臂妨礙。
在左側(cè)，兩個模塊8、9在上盒形臂7中再次設(shè)置于第三位置III(參見圖6)。這里距離13是18mm，對應(yīng)于24井微板的諸井19的格柵間隙。此尺寸對應(yīng)于模塊8、9上的移液管或分配器尖端2的軸向距離的兩倍。因此，為在24井的微板之間移液，可總是同時只使用偶數(shù)或奇數(shù)號的移液管或分配器尖端2。然而，此示例性實施例還顯示了，由于根據(jù)本發(fā)明的裝置1，可實施將樣品從24井微板直接集中至384井微板的諸井中(或者假如需要的話，可具有在96井微板中的一中間步驟)。假如使用四個模塊8、8’、9、9’，可實施移液進入兩個24井微板，并且同時從384井微板進入96井微板。此外，還可實施“到達揀選(hit-picking)”，其中，只在所有或選定形式中處理選定數(shù)量或選定位置的諸井的內(nèi)容物。模塊8、8’、9、9’在機器人操作手5的盒形臂7內(nèi)的獨立移動由實線箭頭表示并由δx和/或δy表明。
一旦閱讀了本描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會立即清楚，本發(fā)明提供了大量移液的可能，這些都由本發(fā)明的想法所引起。樣品的合并一從兩個24井微板開始到一個96井微板一在這里被描述成代表性的而絕不是完全的可能。一系統(tǒng)3具有兩個模塊8、9，在每個模塊中插入彼此隔開9mm距離的移液管尖端2，該系統(tǒng)3用作實施移液的儀器。在圖3(底部)中顯示了一個類似的構(gòu)造，然而，顯示了只裝填兩個96井微板中的一個。在下列步驟中實施移液
抽吸1較佳地選定對應(yīng)于位置II的一組模塊，從而所有的模塊尖端2設(shè)置于共用線12上。機器人操作手的臂7沿X方向移動足夠遠，從而假想的線12居中地走向通過諸井19的第一行。較佳地，如從移液管尖端2走向井19的細線所示(參見圖3底部)，例如，在模塊9中只選定了具有奇數(shù)號(1、3、5、7)的移液管尖端2，而在模塊8中只選定了具有偶數(shù)號(2、4、6、8)的移液管尖端2，用于即將發(fā)生的抽吸。因此，限定了18mm的移液管尖端2之間的軸向距離10”，這精確地對應(yīng)于所示的24井微板的諸井的格柵間隙。兩個模塊8、9仍然必須沿Y方向移動足夠遠，從而選定的移液管尖端2在對應(yīng)的井19的中心上方。然后，將選定的移液管尖端2降低進入兩個具有24個井19的微板的第一行的諸井19中。
將特定的第一數(shù)量的液體從24井微板的第一兩行的每個井19中吸入在諸井19中降低在液平面之下的移液管尖端2中，然后升高具有已抽吸的液體樣品的移液管尖端2。
抽吸2所有的移液管尖端2保持在共用線12上。根據(jù)位置II的這組模塊8、9僅僅改變成兩模塊8、9之間的中間距離20適應(yīng)于現(xiàn)在要降低的移液管尖端2。因此，模塊8、9沿Y方向移動。機器人操作手的臂7沿X方向移動足夠遠，從而此假想的線12居中地走向通過第二行井19。然后，在模塊9中只選定了具有偶數(shù)號(2、4、6、8)的移液管尖端2，而在模塊8中只選定了具有奇數(shù)號(1、3、5、7)的移液管尖端2，用于即將發(fā)生的抽吸。因此，再次限定了18mm的移液管尖端2之間的軸向距離10”，這精確地對應(yīng)于預(yù)期的24井微板的諸井的格柵間隙。兩個模塊8、9的選定的移液管尖端2現(xiàn)在在對應(yīng)的井19的中心上方。然后，將選定的移液管尖端2降低進入兩個具有24個井19的微板的第二行的諸井19中。
將特定的第一數(shù)量的液體從24井微板的兩個第二行的每個井19中吸入在諸井19中降低在液平面之下的移液管尖端2中，然后升高具有已抽吸的液體樣品的移液管尖端2。
兩個模塊8、9的所有16個移液管尖端現(xiàn)在包含特定第一數(shù)量的抽吸液體樣品。如下表1所示，這些樣品來自兩個微板。在此例中，左邊微板的幾行井使用阿拉伯?dāng)?shù)字編號，而右邊微板的幾行井使用羅馬數(shù)字編號。在每種情況下，每行的諸井從左邊開始用字母A-D表示(參見圖3)。
表1模塊中抽吸樣品的設(shè)置

轉(zhuǎn)移對應(yīng)于位置III，所有的移液管尖端2現(xiàn)在設(shè)置于兩條線12、12’上。根據(jù)位置III的這組模塊8、9改變，從而兩個模塊8、9的移液管尖端2精確地相對，并且兩條線12、12’彼此隔開9mm的移液管尖端2的軸向距離10。因此，沿Y方向移動模塊8、9。此外，模塊8、9中的至少一個必須也沿X方向移動，以達到9mm的相對距離。機器人操作手5的臂7沿X方向移動足夠遠，從而此假想線12或12’分別居中地走向通過預(yù)期的96井微板18的第一或第二行井19。此外，兩個模塊8、9作為一個整體沿Y方向移動，直到所有的移液管在96井微板的相應(yīng)諸井19的中心上方為止。然后，所有的移液管尖端2同時降低進入具有96個井19的微板18的第一或第二行井19中。
分配將特定第二數(shù)量的液體從每個移液管尖端2分配進入96井微板的第一和第二行的井19中，例如懸空地或者接觸井19的表面或其中已有的液體。第一和第二數(shù)量的液體樣品可以是相等的(單次合并入96井微板)，或者可以具有不同的體積(多次合并入多個96井微板18)。
然后，升高移液管尖端2，假如不再需要的話，它們被丟棄在廢容器中或被清潔。此移液過程再重復(fù)兩次(假如需要的話，在每種情況下使用新的一次性移液管尖端，或者使用沖刷和清潔過的鋼尖端)，從而從兩個24井微板的所有井19中取樣，并轉(zhuǎn)移至96井微板。假如需要的話，相應(yīng)的樣品可從還有兩個24井微板18轉(zhuǎn)移至96井微板(未顯示)。
以此方式，在此例中轉(zhuǎn)移至96井微板的所有的2×24個樣品如表2所示設(shè)置。
表2在96井微板中分配樣品的設(shè)置


假如可選擇地設(shè)置模塊，從而在第一抽吸步驟中，在模塊8中使用具有奇數(shù)號的移液管尖端2，而在模塊9中使用具有偶數(shù)號的移液管尖端2，則因此相應(yīng)地導(dǎo)致96井微板中樣品的不同設(shè)置。還可交換位置II中模塊8和9的相互設(shè)置。此外，抽吸可發(fā)生在位置III的模塊8、9中，而不是位置II的。獨立于選定的變型，每個樣品從24井微板中的開始位置到96井微板中的最后位置的路徑可以是合乎邏輯地和唯一地有軌的。這種表述也應(yīng)用于相反的操作，當(dāng)然，假如來自96井微板的樣品要分配入兩個或四個24井微板。
此例子可以基本轉(zhuǎn)移至所有可能類型的移液，其中，可使用諸如樣品管和微板之類的任意容器、以及在位置I、II、III中的模塊8、9的任意構(gòu)造。由于根據(jù)本發(fā)明的裝置1，模塊8、9的行進路徑可以保持很小，并且在每種情況下，16個樣品可同時分配入96井微板，或者從這種微板中抽吸出。因此，與現(xiàn)有技術(shù)中已知的系統(tǒng)相比，導(dǎo)致節(jié)省了用于移液動作的時間。
在下盒形臂7中，四個模塊8、8’、9、9’在第二位置II設(shè)置成對。在此設(shè)置中-如24井和96井微板的例子所示-還可實施將液體樣品4有效地分配進入不同的微板形式中。
圖4顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的一裝置1的兩個模塊8、9在第一位置(I)的示意水平截面。在此位置I，第一模塊8的所有移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開軸向距離10，該軸向距離精確地對應(yīng)于微板18的諸井的格柵間隙。軸向距離10較佳的是9mm(對應(yīng)于96井微板的格柵間隙)，但它也可以是18mm(對應(yīng)于24井微板的格柵間隙)或者另外的適當(dāng)尺寸。第二模塊9的移液管或分配器尖端2也設(shè)置于共用線12上，并隔開相等的軸向距離10。兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12上交錯，從而第一和第二模塊的移液管或分配器尖端2總是可選擇地設(shè)置于共用線12上。在移液管或分配器尖端2的此交錯位置I，它們?nèi)匀痪哂幸蛔罱K的軸向距離10’，該軸向距離精確地對應(yīng)于微板18的諸井19的格柵間隙的一半。為了簡化，這里模塊8、9每個都顯示成只具有兩個移液管或分配器尖端2。然而，每個這些模塊8、9較佳地包括8個移液管或分配器尖端2。
每個模塊8、9具有籠形結(jié)構(gòu)22。每個這些籠形結(jié)構(gòu)22都包括一小齒輪23，該小齒輪23與齒條24的齒相嚙合。模塊8、9的齒條24設(shè)置成以與移液管或分配器尖端2相同的軸向距離10相鄰，并沿Z方向延伸。這些移液管或分配器尖端2中的一個附連至每個齒條24，并因此實施成可沿Z方向獨立移動，該Z方向走向基本垂直于操作臺11。用于小齒輪23的驅(qū)動器較佳地位于每個模塊8、9上。
齒條24實施成可在一Z行進路徑上移動，其中，它們每個都與一Z驅(qū)動器(未顯示)的一小齒輪23相嚙合，該Z驅(qū)動器由一電機獨立驅(qū)動并且較佳地在特定的齒條24上施加一接觸壓力。齒條24包括兩個沿Y方向橫向突出并沿Z方向延伸的軌道25，這兩個軌道25安裝成在支持獨立小齒輪23的指定籠形結(jié)構(gòu)22的Z導(dǎo)向器26中滑動。在所示的位置I，齒條24與沿在Y方向延伸的共用線12彼此相鄰的模塊8、9的特定的指定籠形結(jié)構(gòu)22交替地設(shè)置在一起，從而籠形結(jié)構(gòu)22設(shè)置成交替地在共用線12之前或之后。
圖5顯示了通過根據(jù)本發(fā)明的一裝置1的兩個模塊8、9在第二位置(II)的示意水平截面。在此位置II中，第一模塊8的所有移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開軸向距離10，該軸向距離較佳地精確對應(yīng)于微板18的諸井19的格柵間隙。軸向距離10較佳的是9mm(對應(yīng)于96井微板的格柵間隙)，但是它還可以是18mm(對應(yīng)于24井微板的格柵間隙)或者另外的適當(dāng)尺寸。第二模塊9的移液管或分配器尖端2還可設(shè)置于共用線12上并隔開相同的軸向距離10。兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置成在共用線12上相鄰，從而它們彼此分開一中間間隔20(也參見圖1)。
兩個模塊8、9較佳地鏡像對稱地構(gòu)造，并且已參照圖4關(guān)于籠形結(jié)構(gòu)22、小齒輪23、齒條24、Z軌道25和Z導(dǎo)向器26而描述。在所示的位置II中，齒條24與沿在Y方向延伸的共用線12彼此相鄰的模塊8、9的特定的指定籠形結(jié)構(gòu)22設(shè)置在一起，從而模塊8的最后籠形結(jié)構(gòu)22與模塊9的第一籠形結(jié)構(gòu)22隔開一中間間隔20(也參見圖1)。
圖6顯示了通過如圖4或5所示的根據(jù)本發(fā)明的一裝置1的兩個模塊8、9在第三位置(III)的示意水平截面。在此位置III，第一模塊8的所有移液管或分配器尖端2設(shè)置在共用線12上并隔開軸向距離10，該軸向距離較佳地精確對應(yīng)于微板18的諸井19的格柵間隙。軸向距離10較佳的是9mm(對應(yīng)于96井微板的格柵間隙)，但是它還可以是18mm(對應(yīng)于24井微板的格柵間隙)或者另外的適當(dāng)尺寸。第二模塊9的移液管或分配器尖端2在平行線12’上設(shè)置成與第一模塊8的移液管或分配器尖端2相對，并隔開相同的軸向距離10。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一裝置1的移液管或分配器尖端2在第一位置(I)的局部側(cè)視圖。第一模塊8的移液管或分配器尖端2的固定器27由一叉標記。第一和第二模塊8、9的移液管或分配器尖端2設(shè)置于彼此隔開軸向距離10。這里，該軸向距離10是9mm。因此，由移液管或分配器尖端2的交錯位置I所產(chǎn)生的半軸向距離是4.5mm。兩個模塊8、9的所有移液管或分配器尖端2降低并插入具有384個井的微板18的諸井19中。圖7顯示了在將液體樣品4分配入諸井19中的每一個之后的一示例性狀態(tài)。在該狀態(tài)下方顯示了1536井微板的細節(jié)。所示的移液管或分配器尖端2的軸線28與384井微板(由標號384表示)中一行的每個井19相關(guān)。相反地，只到達具有高密度的1536個井的微板(由標號1536表示)的每第二個井19。
圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一裝置1的移液管或分配器尖端2在第二位置或第三位置(II、III)的局部側(cè)視圖。第一模塊8的移液管或分配器尖端2的固定器27由一叉標記。第二模塊9的移液管或分配器尖端2遠離位置I(虛線所示、未降低)，并且根據(jù)第二位置II或第三位置III(未顯示)而設(shè)置成緊鄰移液管或分配器尖端2或在其之后。這里軸向距離10也是9mm。假如只降低第一模塊8的每隔一個移液管或分配器尖端2，則降低的尖端(顯示成縮回)插入具有24個井的微板18的諸井19中。每個相鄰的尖端(由虛線所示)不能被降低，或者甚至必須被升高，從而它們不與微板18(由標號24表示)的表面碰撞。圖8顯示了在從24井微板的每個井19中抽吸液體樣品4期間的一示例性狀態(tài)。在其下方顯示了來自96井微板的細節(jié)。所示的移液管或分配器尖端2的軸線28在此96井微板(由標號96表示)中的一行的每個井19中都有，從而可降低模塊8、9所有的移液管或分配器尖端2以處理這種微板。當(dāng)然，這是在軸向距離10為9mm的情況下。
如同以上已經(jīng)描述的，可任意地和獨立地降低各個移液管或分配器尖端2，從而液體樣品4可從樣品管17中、從微板18的特定的各個井19中、或者從具有與根據(jù)本發(fā)明的裝置1的移液管或分配器尖端2的軸向距離10不對應(yīng)的井構(gòu)造的柵格常數(shù)的微板18中抽吸出。
根據(jù)本發(fā)明的、用于在一處理液體樣品4的系統(tǒng)3中設(shè)置移液管或分配器尖端2的方法包括使用剛剛描述的至少一種裝置1。根據(jù)本發(fā)明的方法中，裝置1包括設(shè)置于機器人操作手5的臂7上的至少兩個模塊8、9，在這兩個模塊8、9上，至少兩個移液管或分配器尖端2設(shè)置成彼此隔開軸向距離10，此軸向距離10基本對應(yīng)于微板18的諸井19的格柵間隙。這些模塊8、9中的至少一個沿X方向和沿Y方向獨立移動，從而兩個模塊8、9的移液管或分配器尖端2交替和交錯地沿著共用線12定向，并呈現(xiàn)第一位置(I)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法，兩個模塊8、9設(shè)置成彼此相鄰并且具有彼此的一中間間隔20，從而移液管或分配器尖端2沿著共用線12設(shè)置，并呈現(xiàn)第二位置(II)。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法，模塊設(shè)置成實際上鏡像對稱地以一距離13彼此相對，從而移液管或分配器尖端2在兩條共用線12、12’上相對，并呈現(xiàn)第三位置(III)。
通過重組具有移液管或分配器尖端2的模塊8、9-從第一位置I開始到第二位置II或第三位置III-可實施將液體樣品4從384井微板移液和分配至96井微板。
通過重組具有移液管或分配器尖端2的模塊8、9-從第二位置II或第三位置III開始到第一位置I-可實施將液體樣品4從96井微板移液和合并至384井微板。
未重組具有移液管或分配器尖端2的模塊8、9-當(dāng)保持第一位置I、第二位置II或第三位置III時-可實施將液體樣品4從任意微板18移液進入具有相同尺寸和/或具有相同形式的的微板。因此，微板18的內(nèi)容物可以一種省時的方式、通過較佳地同時使用的16個移液管或分配器尖端2來復(fù)制或重復(fù)。
通過獨立地降低移液管或分配器尖端2-從第一、第二或第三位置開始到第一位置I-可實施將液體樣品4從樣品管17或從24井微板移液進入96井或384井微板18。
通過獨立地降低移液管或分配器尖端2-從第一位置I開始到第一、第二或第三位置一可實施將液體樣品4從96井或384井微板18移液進入樣品管17或進入24井微板。
為了特定的操作，即在具有樣品管17的支架21或24井微板上的移液和/或分配，與其降低不會被分配的未選定的移液管或分配器尖端2，不如在模塊8、9中不預(yù)期工作的空間并不全裝備移液管或分配器尖端2，這是有利的。
因此，在液體樣品4的抽吸和分配(移液)上所作出的所有例子和陳述還用于這種樣品的簡單分配(分配)。圖中的參考標號每個都指向裝置的相應(yīng)零件，即使在描述中未作出更詳細的參照。所示和/或所述的諸示例性實施例的有利組合包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在一處理液體樣品(4)的系統(tǒng)(3)中設(shè)置移液管或分配器尖端(2)的裝置(1)，包括●一機器人操作手(5)，用于相對于位于所述系統(tǒng)(3)中或上的樣品容器(6)，沿走向基本垂直的-X方向和一Y方向來定向移液管或分配器尖端(2)；●移液管或分配器尖端(2)，基本豎直地延伸，并且可沿走向基本垂直于所述X和Y方向的一Z方向升高或降低；●驅(qū)動器，用于移動所述機器人操作手(5)；以及●處理器，用于控制所述機器人操作手(5)和/或所述移液管或分配器尖端(2)的移動和動作；其特征在于，所述裝置(1)包括設(shè)置于所述機器人操作手(5)的一臂(7)上的至少兩個模塊(8、9)，在每個模塊(8、9)上，至少兩個移液管或分配器尖端(2)設(shè)置成彼此隔開一軸向距離(10)，該軸向距離(10)基本對應(yīng)于一微板(18)的諸井(19)的格柵間隙，這些模塊(8、9)中的至少一個—為了沿一共用線(12)交替交錯地定向所述兩個模塊(8、9)的所述移液管或分配器尖端(2)-實施成可沿所述X方向和沿所述Y方向獨立移動。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述移液管或分配器尖端(2)不可移動地固定至支持其的所述模塊(8、9)上，所述模塊(8、9)實施成可沿所述Z方向升高或降低。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述移液管或分配器尖端(2)可移動地固定至支持其的所述模塊(8、9)上，每個所述移液管或分配器尖端(2)實施成可沿所述Z方向升高或降低。
4.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的裝置，其特征在于，每兩個所述模塊(8、9)實施成具有基本相同的構(gòu)造并且設(shè)置成彼此鏡像相反。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述模塊(8、9)可設(shè)置成彼此相鄰并且具有彼此的一中間間隔(20)，從而所述移液管或分配器尖端(2)沿所述共用線(12)設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述模塊(8、9)可設(shè)置成隔開一距離(13)彼此鏡像對稱地相對，從而所述移液管或分配器尖端(2)沿兩條隔開的線(12、12’)彼此相對。
7.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的裝置，其特征在于，每個模塊(8、9)的所述移液管或分配器尖端(2)的數(shù)量由數(shù)字2的整數(shù)倍來限定，尤其由數(shù)字4或8來限定。
8.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的裝置，其特征在于，在一模塊(8、9)中的所述移液管或分配器尖端(2)之間的所述軸向距離(10)是4.5mm、9mm或18mm。
9.一種用于處理液體樣品(4)的系統(tǒng)(3)，具有至少一個基本水平的操作區(qū)域(11)和可設(shè)置于其上的樣品容器(6)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一個如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的用于設(shè)置移液管或分配器尖端(2)的裝置(1)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(3)，其特征在于，具有所述移液管或分配器尖端(2)的所述裝置(1)的所述模塊(8、9)可在所述操作臺(11)的基本整個區(qū)域中沿所述X方向和沿所述Y方向前后移動。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)(3)，其特征在于，包括至少一個載板(16)或一個支架(21)，在該載板(16)或支架(21)上，可設(shè)置具有井(19)的微板(18)、或樣品管(17)，尤其是具有96或384井的微板(18)。
12.一種用于在一具有一裝置(1)的、處理液體樣品(4)的系統(tǒng)(3)中設(shè)置移液管或分配器尖端(2)的方法，該裝置包括●一機器人操作手(5)，用于相對于位于所述系統(tǒng)(3)中或上的樣品容器(6)，沿走向基本垂直的一X方向和一Y方向來定向移液管或分配器尖端(2)；●移液管或分配器尖端(2)，基本豎直地延伸，并且可沿走向基本垂直于所述X和Y方向的-Z方向升高或降低；●驅(qū)動器，用于移動所述機器人操作手(5)；以及●處理器，用于控制所述機器人操作手(5)和/或所述移液管或分配器尖端(2)的移動和動作；其特征在于，所述裝置(1)包括設(shè)置于所述機器人操作手(5)的一臂(7)上的至少兩個模塊(8、9)，在每個模塊(8、9)上，至少兩個移液管或分配器尖端(2)設(shè)置成彼此隔開一軸向距離(10)，該軸向距離(10)基本對應(yīng)于一微板(18)的諸井(19)的格柵間隙，這些模塊(8、9)中的至少一個沿所述X方向和沿所述Y方向獨立移動，從而沿一共用線(12)交替交錯地定向所述兩個模塊(8、9)的所述移液管或分配器尖端(2)并呈現(xiàn)第一位置(I)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，兩個模塊(8、9)設(shè)置成彼此相鄰，并具有彼此的一中間間隔(20)，從而所述移液管或分配器尖端(2)沿所述共用線(12)設(shè)置并呈現(xiàn)第二位置(II)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述模塊(8、9)設(shè)置成隔開一距離(13)彼此鏡像對稱地相對，從而所述移液管或分配器尖端(2)沿兩條間隔的線(12、12’)相對并呈現(xiàn)第三位置(III)。
15.如權(quán)利要求12-14中任意一項或多項所述的方法，其特征在于，通過重組所述模塊(8、9)，所述移液管或分配器尖端(2)-從如權(quán)利要求12所述的第一位置開始到如權(quán)利要求13所述的第二位置或如權(quán)利要求14所述的第三位置—實施將所述液體樣品(4)從384井微板移液和分配至96井微板。
16.如權(quán)利要求12-14中任意一項或多項所述的方法，其特征在于，通過重組所述模塊(8、9)，所述移液管或分配器尖端(2)-從如權(quán)利要求13所述的第二位置或如權(quán)利要求14所述的第三位置開始到如權(quán)利要求12所述的第一位置—實施將所述液體樣品(4)從96井微板移液和合并至384井微板。
17.應(yīng)用如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的裝置(1)或如權(quán)利要求9-11中任意一項所述的系統(tǒng)(3)以用于移液或分配液體樣品(4)，其特征在于，液體樣品(4)提取自至少一個樣品容器(6)或至少一個載板，并且模塊(8、8’、9、9’)設(shè)置于如權(quán)利要求12-14中任意一項所述的至少一個位置(I、II、III)。
18.應(yīng)用如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的裝置(1)或如權(quán)利要求9-11中任意一項所述的系統(tǒng)(3)以用于移液或分配液體樣品(4)，其特征在于，將液體樣品(4)分配至至少一個樣品容器(6)中或至少一個載板上，并且模塊(8、8’、9、9’)設(shè)置于如權(quán)利要求12-14中任意一項所述的至少一個位置(I、II、III)。
19.如權(quán)利要求17或18所述的應(yīng)用，其特征在于，將要使用的移液管或分配器尖端(2)降低進入至少一個樣品管(17)或微板(18)的至少一個井(19)中。
20.如權(quán)利要求17或18所述的應(yīng)用，其特征在于，所述模塊(8、8’、9、9’)中未裝備用于預(yù)期不使用的所述移液管或分配器尖端(2)的空間。
全文摘要
公開了用于在一處理液體樣品(4)的系統(tǒng)(3)中設(shè)置移液管或分配器尖端(2)的裝置(1)和方法。根據(jù)本發(fā)明的裝置(1)包括一機器人操作手(5)，用于相對于位于系統(tǒng)(3)中或上的樣品容器(6)，沿走向基本垂直的一X方向和一Y方向來定向移液管或分配器尖端(2)；移液管或分配器尖端(2)，基本豎直地延伸，并且可沿走向基本垂直于X和Y方向的一Z方向升高或降低；驅(qū)動器，用于移動機器人操作手(5)；以及處理器，用于控制機器人操作手(5)和/或移液管或分配器尖端(2)的移動和動作。在根據(jù)本發(fā)明的裝置(1)中，它包括設(shè)置于機器人操作手(5)的一臂(7)上的至少兩個模塊(8、9)，在每個模塊(8、9)上，至少兩個移液管或分配器尖端(2)設(shè)置成彼此隔開一軸向距離(10)。該軸向距離(10)基本對應(yīng)于一微板(18)的諸井(19)的格柵間隙。這些模塊(8、9)中的至少一個－為了沿一共用線(12)交替交錯地定向兩個模塊(8、9)的移液管或分配器尖端(2)－實施成可沿X方向和沿Y方向獨立移動。根據(jù)本發(fā)明的方法允許在不同的樣品容器之間省時地對液體樣品(4)進行移液，例如在諸樣品管和具有24、96、384或1536個井的諸微板(18)之間。
文檔編號G01N35/10GK101023360SQ200580025072
公開日2007年8月22日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者M·威基利, F·施黑澤爾, B·福斯特 申請人:泰肯貿(mào)易股份公司