CN107787454A - 存储模块、操作实验室自动化***的方法和实验室自动化*** - Google Patents

Abstract

用于实验室自动化***的存储模块（200）、操作实验室自动化***的方法、以及实验室自动化***。实验室站（20、25）所使用的物品集中存储在存储模块（200）中并且可以使用实验室样本分配***（100）将该物品传送至所述实验室站（20、25）。

Description

存储模块、操作实验室自动化***的方法和实验室自动化 ***

适用领域和现有技术

本发明涉及一种用于实验室自动化***的存储模块、操作实验室自动化***的方法和实验室自动化***。

可以使用实验室自动化***以便为实验室提供部分自动化或者全自动化。出于这个目的，实验室自动化***通常包括多个实验室站和实验室样本分配***。

在文献WO 2013/064656 A1中示出了典型实验室样本分配***。这样的实验室样本分配***提供高吞吐量并且提供可靠的操作。

典型实验室样本分配***适用于将待分析的样本传送至实验室站并且远离实验室站而传送。然而，例如通过手动操作或者通过单独的供应装置将实验室站所需的试剂、一次性用品、标签或者其它物品从外面提供给实验室站。这需要额外的精力和高存储容量。

目的以及解决方案

因此，本发明的目的是提供一种能够进一步使到实验室站的物品供应完整和/或优化的实验室自动化***。进一步目的是提供一种用于对应实验室自动化***的存储模块并且提供一种操作实验室自动化***的对应方法。

这些目的是通过根据权利要求1所述的存储模块、根据权利要求6所述的方法和根据权利要求13所述的实验室自动化***来解决的。

本发明涉及一种用于实验室自动化***的存储模块。

不是存储模块的部分而是元件或者布置（存储模块可以在该元件或者该布置内操作）的实验室自动化***包括多个实验室站和实验室样本分配***。

实验室样本分配***包括多个样本容器载体，其中，样本容器载体适用于运载一个或者多个样本容器，其中，样本容器包括待通过实验室站分析的样本。

实验室样本分配***包括传送平面，其中，传送平面适用于支撑样本容器载体。

实验室样本分配***包括驱动装置，其中，驱动装置适用于使样本容器载体在传送平面上（之上）移动。

实验室样本分配***进一步包括控制装置，其中，控制装置配置为控制驱动装置，从而使样本容器载体沿预定传送路径在传送表面之上移动。尤其，样本容器载体可以沿预定传送路径彼此同时且独立移动。

关于实验室自动化***（利用实验室自动化***可以操作存储模块），参考如下面在本申请中进一步描述的本发明实验室自动化***的描述。

存储模块适用于附接至实验室样本分配***或者适用于联接至实验室样本分配***。存储模块包括用于存储待通过实验室样本分配***传送的物品的多个存储装置。

存储装置适用于将存储的物品设置到样本容器载体和/或到传送载体。样本容器载体可以是实验室样本分配***的样本容器载体。

传送载体适用于运载存储或者待存储的物品中的一个或者多个，其中，驱动装置适用于使传送载体在传送平面上移动，以及其中，控制装置配置为控制驱动装置从而使传送载体沿预定传送路径在传送平面之上移动。

本发明的存储模块提供用于集中存储实验室站所需的一次性用品、试剂、标签或者其它物品的装置。存储模块进一步适用于与实验室样本分配***无缝地集成，从而使实验室样本分配***可以用于将物品或者一次性用品从存储模块传送至实验室站。

由于实验室样本分配***的正常功能，样本容器载体是可用的。因此，这些实体还可以用于将存储的物品从存储模块传送至实验室站或者至其它实体。

传送载体通常是特别适用于将物品从存储模块传送至实验室站或者其它实体的实体。传送载体通常不用于将样本传送至实验室站、从实验室站传送样本、或者在实验室站之间传送样本。

要注意，传送载体可以例如由如同样本容器载体的控制装置操纵。例如，传送载体可以包括在传送路径、通常对样本容器载体执行的任务的传统计划或者分配中。然而，应该注意，可以特别地操纵传送载体，例如，考虑不同大小或者最大速度。

根据实施例，至少一个操纵装置被分配到存储装置。操纵装置适用于通过将来自存储装置的物品装载在样本容器载体上/到样本容器载体或者装载在传送载体上/到传送载体来实现将存储的物品处理到样本容器载体或者到传送载体上。

可以使用此操纵装置以便从存储模块提取存储的物品，从而将存储的物品传送至实验室站。手动干预对于这个目的通常并不是必要的。

根据实施例，存储模块包括处理装置，其中，处理装置适用于处理存储的物品，尤其是在通过实验室样本分配***传送存储的物品之前。

存储的物品的处理可包括：摇动和/或混合和/或加热和/或冷却存储的物品并且/或者将另一物品添加至存储的物品并且/或者为存储的物品的容器贴标签或者加盖和/或去盖。

根据实施例，处理装置包括温度控制单元和/或振动器单元和/或混合器单元和/或等分器单元和/或标签单元和/或加盖单元和/或适用于制备校准物质的校准物质制备单元。

温度控制单元可以适用于通过冷却或者加热来控制存储的物品的温度。

等分器可以适用于对存储的物品进行等分。

标签单元可以为包括存储的物品的容器贴标签。

加盖单元可以从包括存储的物品的容器去盖或者为该容器重新加盖。

校准物质制备单元可以制备用于校准实验室站中的至少一个实验室站所需的校准物质。

根据进一步的实施例，处理装置适用于计划、引起和/或控制存储的物品的处理。

在特定时间段之后可能需要对存储的物品进行处理。时间段可以是在事件，例如，对存储的物品进行最后处理或者对实验室站进行最后校准，之后的时间。处理装置可以发起对存储的物品进行处理。

处理装置可以适用于将制备的校准物质提供到实验室样本分配***，其中，实验室样本分配***然后适用于将制备的校准物质传送至待校准的实验室站。

处理装置可以适用于发起实验室站的校准过程。

本发明进一步涉及一种操作实验室自动化***的方法。实验室自动化***包括多个实验室站、实验室样本分配***和存储模块。

该方法包括以下步骤：

- 检测至少一种类型的物品在实验室站中的一个实验室站处（是否）缺失或者不足，

- 响应于该检测，从存储模块的多个存储装置中的一个存储装置设置多个此物品，以及

- 使用（通过）实验室样本分配***来将物品传送至实验室站。

因此，可以有利地使用实验室样本分配***以便将试剂、一次性用品或者其它物品自动提供到实验室站。不需要安装单独的供应***，并且更不需要手动干预或者控制。可以确信实验室站提供有所需的物品。

根据实施例，通过实验室样本分配***的样本容器载体来传送物品。根据另一实施例，通过传送载体来传送物品。

根据实施例，方法包括如下步骤：

- 检测至少一个存储装置是空的或者物品不足，以及

- 响应于该检测，生成指示存储装置应该被装填和/或更换的信号。

这不仅允许实验室站的自动供应，而且允许存储装置的自动装填或者更换。例如，装填可以意味着将液体或者其它物品放置到固定容器中。例如，更换可以意味着将存储液体或者其它物品的容器整体更换。

根据实施例，物品中的至少一些是试剂、管、贴士、移液头、标签、包括在实验室站中使用的一组试剂的盒、和/或由实验室站使用的其它消耗品。

根据实施例，物品中的至少一些是校准物质和/或用于制备校准物质所需的物质。

根据实施例，物品中的至少一些是液体并且使用传送载体的容器而被传送。这允许有效地分配液体。

根据实施例，检测一种类型的物品不足包括：检测此物品的个数或者数量小于最大容量的10%。已经证明此值适用于典型应用，其中，应该注意，也可以使用其它值，例如，5%、8%、12%或者15%。

本发明进一步涉及一种实验室自动化***，其包括多个实验室站和实验室样本分配***。

实验室样本分配***包括多个样本容器载体，其中，样本容器载体适用于运载一个或者多个样本容器，其中，样本容器包括待通过实验室站分析的样本。实验室样本分配***包括传送平面，其中，传送平面适用于支撑样本容器载体。实验室样本分配***包括驱动装置，其中，驱动装置适用于使样本容器载体在传送平面上移动。实验室样本分配***进一步包括控制装置。该控制装置配置为控制驱动装置从而使样本容器载体沿预定传送路径在传送平面之上移动。

实验室自动化***进一步包括存储模块，该存储模块附接（联接、分配）到实验室样本分配***。

实验室自动化***进一步包括处理控制单元。该处理控制单元配置为控制实验室站、实验室样本分配***和存储模块，从而执行根据本发明的方法。处理控制单元可以与实验室样本分配***的控制装置不同，但也可以在相同的装置中实施为控制装置，例如，在具体实施为微处理器和对应程序存储器的控制单元中。

样本容器通常设计为由玻璃或透明塑料制成的管并且通常在上端处具有开口。样本容器可以用于容纳、存储并且传送样本，诸如，血液样本、或化学样本。

传送平面也可以被表示为传送表面。传送平面支撑样本容器载体，这可以被表示为运载样本容器载体。

驱动装置可以包括电磁致动器。电磁致动器通常被构建为电磁体，具有在铁磁芯周围的螺线管。可以使这些电磁致动器通电，以便提供可以用于使样本容器载体移动或者驱动样本容器载体的磁场。出于这个目的，至少一个磁致激活装置可以包括在每个样本容器载体中，其中，磁致激活装置可以是永磁体。可替代地或者另外，可以使用电磁体。因此，至少一个磁致激活装置可以包括在每个传送载体中，其中，磁致激活装置可以是永磁体。可替代地或者另外，可以使用电磁体。

控制装置通常是微处理器、微控制器、现场可编程门阵列、标准计算机或者相似装置。在典型实施例中，控制装置包括处理器装置和存储装置，其中，将程序代码存储在存储装置中以便在处理器装置上执行存储代码时控制处理器装置的行为。这同样适用于处理控制单元。

样本容器载体和传送载体通常适用于在传送平面上的两个维度上移动。出于这个目的，电磁致动器可以布置在传送平面之下的两个维度上。电磁致动器可以布置在具有行和列（电磁致动器沿着该行和列布置）的网格或者矩阵中。

根据实施例，存储模块是本发明存储模块。关于存储模块，可以使用如本文所讨论的所有实施例和变型。

根据实施例，实验室自动化***包括多个传送载体，该多个传送载体适用于运载一个或者多个物品，其中，驱动装置适用于使传送载体在传送平面上移动，以及其中，控制装置配置为控制驱动装置，从而使传送载体沿预定传送路径在传送平面之上移动。

应该注意，替代上面关于具有电磁致动器的驱动装置所描述的实施例，还可以使用自驱动传送载体或者样本容器载体。例如，此传送载体或者样本容器载体可以具有由马达推动并且/或者关于相应角度可控以便控制相应载体的移动的轮。样本容器载体还可以配备有用于确定相应位置的装置。

例如，实验室站可以是预分析、分析和/或后分析（实验室）站，并且如上文所描述的实验室样本分配***可以适用于在站之间传送样本容器载体和/或样本容器。站将布置为与实验室样本分配***相邻。

预分析站可以适用于执行任何种类的样本、样本容器和/或样本容器载体的预处理。

分析站可以适用于使用样本或样本的一部分和试剂来生成测量信号，该测量信号指示：是否存在分析物，以及，如果有的话，该分析物的浓度是多少。

后分析站可以适用于执行任何种类的样本、样本容器和/或样本容器载体的后处理。

预分析、分析和/或后分析站可以包括去盖站、重新加盖站、等分站、离心分离站、归档站、移液站、分类站、管类型识别站、样本质量确定站、附加缓冲站、液位检测站、和密封/拆封站中的至少一个。

附图说明

将关于示意性地描绘本发明的实施例的附图详细描述本发明。详细地：

图1示出了包括适用于执行根据本发明的方法的存储模块的实验室自动化***。

图2示意性地示出了包括适用于执行根据本发明的方法的存储模块的实验室自动化***的另一实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实验室自动化***10。该实验室自动化***10包括实验室样本分配***100、第一实验室站20、第二实验室站25和存储模块200。实验室站20、25和存储模块200操作地连接至实验室样本分配***100。应该注意，仅仅示例性地示出了两个所示的实验室站20、25，而典型实验室自动化***10可以具有两个以上的实验室站。

实验室样本分配***100包括传送平面110。在传送平面110之下提供了多个电磁致动器120。每个电磁致动器120包括铁磁芯125。

在传送平面110之上分配有多个位置传感器130。这些位置传感器130具体实施为霍尔传感器。

在传送平面110上，样本容器载体140可以移动。出于示例性目的，示出了两个样本容器载体140，每个样本容器载体140运载相应样本容器145。应该注意，仅仅示例性地示出了这两个样本容器载体140并且典型实验室自动化***10包括两个以上的样本容器载体。

每个样本容器载体140包括在图1中不可见的永磁体。因此，样本容器载体140可以由电磁致动器120所生成的磁场驱动。

样本分配***100进一步包括控制单元150形式的控制装置，该控制单元150操作地连接至电磁致动器120和位置传感器130。因此，控制单元150可以驱动电磁致动器120从而使电磁致动器120生成相应磁场，以便推动样本容器载体140并且沿相应传送路径推动传送载体230。进一步地，控制单元150通过位置传感器130来监测样本容器载体140的位置和传送载体230的位置。控制单元150还充当控制整个实验室自动化***10的处理控制单元。

存储模块200包括第一容器210形式的第一存储装置、第二容器220形式的第二存储装置、和处理装置225。该处理装置225可以包括校准物质制备单元和/或温度控制单元。第一容器210适用于存储粉末物品212，其中，第二容器220适用于存储液体物品222。温度控制单元适用于加热或者冷却物品212和/或物品222。物品212、222在样本的分析期间和/或在校准期间由实验室站20、25使用。

校准物质制备单元可以适用于，例如，通过混合物品212和222来制备校准物质。在没有任何进一步修改的情况下，出于校准目的，该校准物质可以由实验室站20和25使用。

第一容器210包括滑梯（slide）214形式的第一操纵装置。通过滑梯214，可以将第一物品212设置在位于除了存储模块200之外的特定位置中的传送平面110上的载体上。

为了传送第一物品212，在传送平面110上提供传送载体230。传送载体230还包括永磁铁并且当传送载体将是样本容器载体140时可以由控制单元150操纵。然而，传送载体230不适用于传送样本容器145，但是具有凹槽235，在该凹槽中可以存储第一物品212。因此，可以通过传送载体230将第一物品212传送至实验室站20、25。

第二容器220包括立管224形式的第二操纵装置。立管224具有高度，从而可以将包含在样本容器载体140中的样本容器145放置在该立管224之下。这允许利用液体第二物品222来装填样本容器145。因此，可以使用运载样本容器145的样本容器载体140来将第二物品222传送至实验室站20、25。

存储装置200通常提供用于集中存储物品212、222，从而使实验室站20、25不需要进一步供应装置。这允许进一步自动更换实验室站20、25中的物品，因为实验室站20、25可以容易地向控制单元150报告特定物品不足或者需要校准，并且所述物品212、222的重新装填或者制备可以容易地通过处理和/处理存储模块200处的特定物品212、222并且通过将特定物品212、222传送至相应分析站20、25来完成。出于这个目的，在没有进一步修改的情况下，可以使用样本分配***100。

应该注意，在实施例中仅仅示例性地示出了两个物品212、222，并且在典型实验室自动化***10中，将向实验室站20、25提供两个以上的物品。这可以按照相似的方式来完成。

图2示意性地示出了根据本发明的实验室自动化***10的另一实施例。

实验室自动化***10包括实验室样本分配***100、第一实验室站20、第二实验室站25和存储模块200。

根据此实施例，存储模块200包括多个（例如，7个）处理装置225，例如，并入温度控制单元和/或振动器单元和/或混合器单元和/或等分器单元和/或标签单元和/或加盖单元和/或适用于制备校准物质的校准物质制备单元。存储模块200进一步包括例如用于将制备校准物质所需的物质传送至形成校准物质制备单元的特定处理装置225的内部传送单元111。该内部传送单元111可以是旋转传送机、传送带机或者可以使用与实验室样本分配***100对应的传送机构。

存储模块200进一步包括用于利用处理过的校准物质来装填样本容器的传送单元226。样本容器包含在样本容器载体140中。传送单元226可以使用与实验室样本分配***100对应的传送机构。

因此，可以将处理过的校准物质传送至实验室站20和/或至实验室站25以用于使用样本容器载体140来进行校准。

Claims (15)

1.一种用于实验室自动化***（10）的存储模块（200），

- 其中，所述实验室自动化***（10）包括：

- 多个实验室站（20、25），以及

- 实验室样本分配***（100），其中，所述实验室样本分配***（100）包括：

- 多个样本容器载体（140），其中，所述样本容器载体（140）适用于运载一个或者多个样本容器（145），其中，所述样本容器（145）包括待通过所述实验室站（20、25）分析的样本，

- 传送平面（110），其中，所述传送平面（110）适用于支撑样本容器载体（140），

- 驱动装置（120），其中，所述驱动装置（120）适用于使所述样本容器载体（140）在所述传送平面（110）上移动，以及

- 控制装置（150），其中，所述控制装置（150）配置为控制所述驱动装置（120），从而使所述样本容器载体（140）沿预定传送路径在所述传送平面（110）之上移动，

- 其中，所述存储模块（200）适用于附接至所述实验室样本分配***（100），

- 其中，所述存储模块（200）包括多个存储装置（210、220），用于存储待通过所述实验室样本分配***（100）传送的物品（212、222），以及

- 其中，所述存储装置（210、220）适用于将存储的物品（212、222）设置到如下：

- 样本容器载体（140），和/或

- 传送载体（230），

- 其中，所述传送载体（230）适用于运载一个或者多个物品（212、222），

- 其中，所述驱动装置（120）适用于使所述传送载体（230）在所述传送平面（110）上移动，以及

- 其中，所述控制装置（150）配置为控制所述驱动装置（120），从而使所述传送载体（230）沿预定传送路径在所述传送平面（110）之上移动。

2.根据权利要求1所述的存储模块，

其特征在于，

- 操纵装置（214、224）分配到所述存储装置（210、220），

- 其中，所述操纵装置适用于通过将来自所述存储装置（210、220）的所述物品（212、222）装载在所述样本容器载体（140）上或者装载在所述传送载体（230）上来实现将所述存储的物品（212、222）处理到所述样本容器载体（140）或者到传送载体（230）。

3.根据前述权利要求中任一项所述的存储模块，

其特征在于，

- 所述存储模块（200）包括处理装置（225），其中，所述处理装置（225）适用于处理所述存储的物品（212、222）。

4.根据权利要求3所述的存储模块，

其中，所述处理装置（225）包括温度控制单元和/或振动器单元和/或混合器单元和/或等分器单元和/或标签单元和/或加盖单元和/或适用于制备校准物质的校准物质制备单元。

5.根据权利要求4所述的存储模块，

其特征在于，

- 所述处理装置（225）适用于计划和/或引起和/或控制所述存储的物品（212、222）的处理并且/或者适用于引起将制备的校准物质处理到所述样本容器载体（140）和/或到所述传送载体（230）。

6.一种操作实验室自动化***（100）的方法，

- 其中，所述实验室自动化***（100）包括多个实验室站（20、25）、实验室样本分配***（100）和存储模块（200），其中，所述方法包括以下步骤：

- 检测至少一种类型的物品（212、222）在所述实验室站（20、25）中的一个实验室站处缺失或者不足，

- 响应于所述检测，从所述存储模块（200）的多个存储装置（210、220）中的一个存储装置设置多个此物品（212、222），以及

- 使用所述实验室样本分配***（100）来将所述物品（212、222）传送至所述实验室站（20、25）。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

- 通过以下来传送所述物品（212、222）：

- 所述实验室样本分配***（100）的样本容器载体（140），或者

- 传送载体（230）。

8.根据权利要求6或者7所述的方法，

其特征在于如下步骤：

- 检测至少一个存储装置（210、220）是空的或者通过所述存储装置（210、220）存储的物品（212、222）不足，以及

- 响应于所述检测，生成指示所述存储装置（210、220）应该被装填和/或更换的信号。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，

其特征在于，

- 所述物品（212、222）中的至少一些是试剂、管、贴士、移液头、标签、包括在所述实验室站中使用的一组试剂的盒、和/或由所述实验室站（20、25）使用的其它消耗品。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，

其特征在于，

- 所述物品（212、222）中的至少一个是校准物质，并且/或者

- 所述物品（212、222）中的至少一些是制备所述校准物质所需的物质。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的方法，

其特征在于，

- 所述物品（212、222）中的至少一些是液体并且使用所述传送载体（230）的容器而被传送。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，

其特征在于，

- 检测一种类型的物品（212、222）不足包括：检测此物品的个数或者数量小于最大容量的10%。

13. 一种实验室自动化***（10），其包括：

- 多个实验室站（20、25），以及

- 实验室样本分配***（100），所述实验室样本分配***（100）包括：

- 多个样本容器载体（140），其中，所述样本容器载体（140）适用于运载一个或者多个样本容器（145），其中，所述样本容器（145）包括待通过所述实验室站（20、25）分析的样本，

- 传送平面（110），其中，所述传送平面（110）适用于支撑样本容器载体（140），

- 驱动装置（120），其中，所述驱动装置（120）适用于使所述样本容器载体（140）在所述传送平面（110）上移动，以及

- 控制装置（150），其中，所述控制装置（150）配置为控制所述驱动装置（120）从而使所述样本容器载体（140）沿预定传送路径在所述传送平面（110）之上移动，

- 存储模块（200），所述存储模块（200）附接至所述实验室样本分配***（100），以及

- 处理控制单元（150），其中，所述处理控制单元（150）配置为控制所述实验室站（20、25）、所述实验室样本分配***（100）和所述存储模块（200），从而执行根据权利要求6至12中任一项所述的方法。

14.根据权利要求13所述的实验室自动化***（10），

其特征在于，

- 所述存储模块（200）是根据权利要求1至5中任一项所述的存储模块（200）。

15.根据权利要求13或者14所述的实验室自动化***（10），

其包括：

- 多个传送载体（230），所述多个传送载体（230）适用于运载一个或者多个物品（212、222），

- 其中，所述驱动装置（120）适用于使所述传送载体（230）在所述传送平面（110）上移动，以及

- 其中，所述控制装置（150）配置为控制所述驱动装置（120），从而使所述传送载体（230）沿预定传送路径在所述传送平面（110）之上移动。