JP4662987B2 - 独立的に作動可能な取り外し型ツールを有するロボット式ハンドリングシステム及び方法 - Google Patents

Description

本明細書に記載した本発明は、全体として、特に、分析用、より具体的には、液体試料の分析システム用、更により具体的には、生物分析（ｂｉｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ）用のロボット式ハンドリングシステム及び方法に関する。

色々な形態の試料のハンドリングロボットがバイオ技術業界にて既知である。かかるシステムの共通の特徴は、容器のデッキ又は洗浄ステーション、試薬トラフ、注射弁等のようなその他のデッキ構成要素の回りにて流体の吸引／分与注射器（本明細書にて全体として、試料採取プローブと称する）を動かし、又は、容器及び（又は）その他のデッキ構成要素を静止した試料採取プローブに対して動かすためロボット式又はその他の動作制御装置を使用することである。より巧緻なシステムの内、複数の試料採取プローブは、試料ハンドラーによって共に動かし得るように共に組としてまとめられる。これらのシステムは、全体として、２つの異なる範疇に分類される。

第一の範疇において、試料採取プローブは、一般に、ガントリーと称される搬送部材に固定された単一の保持ブラケットに取り付けられる。試料採取プローブの全ては１つの単一体として共に移動する。かかるシステムは、設計、製造及び具体化が容易であるが、不利益な点は、組としてまとめたプローブの全てが共に、Ｘ、Ｙ及びＺ軸線内にて移動しなければならない点である。プローブの１つのみが１つの試料を例えば、試料採取ステーションにて容器から引き出すことが必要な場合でさえ、プローブの全てが試料採取ステーションにてそれらのそれぞれの容器内に浸漬されよう。このことは、試料及び（又は）プローブの汚れ及びキャリーオーバの危険を増すことになる。

第二の範疇において、システムは、試料採取プローブの各々に対して独立的なＺ軸線の動きを許容する設計とされている。すなわち、プローブの各々は、他方のプローブと無関係に、デッキに向けて且つデッキから離れるように移動することができる。このことは、１つ又はより多くのプローブがそれらのそれぞれの容器内に浸漬されるのを許容する一方、残りのプローブは、試料採取ステーションにてそれらのそれぞれの容器の上方に宙吊りのままである。

その双方の場合、プローブは、洗浄ステーション、試料採取ステーション、注射ステーション等のような、色々な作業ステーションに対して同時に配置しなければならない。当該技術分野にて既知の色々な自動化した試料搬送体の実施例において、搬送体の機能は、空間的及び時間的の双方にて完全に確定的である。

更に、搬送体の機能は、スケジュール又はオペレーション表に基づいて発動させる。実行する前、システムのコントロールソフトウェアは、搬送装置の数及び型式、装置が作用しなければならない対象物の数及び型式、及び対象物の各々に対する特定のワークフローを知ることになろう。システムは、確定的なアルゴリズムセットを介して命令し又は計算され、この場合、搬送可能な装置の各々は、他方に対してワークフロー（時間的に及び空間的）内にあり、また、開始から完了まで正確なオペレーション順序でなければならない。

この実例は、全体的な加工処理能力が問題でないとき、また、その各々がその時間の間、所定の作動に対して専用のままである一対の搬送可能な装置のみがあるとき、十分良好に機能する。典型的な場合、システムは、対象物の１つのワークフローを引き受け、また、別の対象物のワークフロー又は同一の対象物に対する新しいワークフローを取り扱う前に、そのワークフローが最終時点まで進行するのを見届ける。全ての残りの対象物は、順次に処理される。

この問題点は、全体的な処理量が問題であり又は幾つかの搬送可能な装置を実行する間、管理しなければならないとき、特に、個別の装置の作動時間範囲がワークフローの全体に亙って均衡していないとき、より複雑となる。

先行技術のシステムは、故障状況を極めて良好に取り扱うこともできない。例えば、搬送可能な装置が故障した場合、スケジュールの全体を再計算し且つシステムに再伝送しなければならない。典型的に、変更した労働者の配置に対応し得るよう大きな負担を引き受けなければならず、また、殆どの場合、ユーザが新たなスケジュールを再確立するのを待つため、システム自体の運転を中断させなければならない。最悪の状況の場合、システム自体を作動停止にし且つ修理を待たなければならない。

本発明は、本明細書にて全体として可動装置とも称される、搬送可能な装置をより効率的に搬送することを可能にするシステム及び方法を提供する。本発明の１つの形態に従ったシステム及び方法は、可動装置に対する搬送機構又は多数の搬送機構のオペレーションをタイムシェアリングすることを許容する。本発明の別の形態に従い、搬送機構の制御は事象ドライブに基づいて実行される。本発明の原理は、分析方法、特に、試料を液体クロマトグラフィ（ＬＣ）、高速度液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ）システム等内に導入するような基本的に生物分析方法と関係した試料のハンドリング方法を自動化する順応型、同期動作及び流体システムに特に適用される。

従って、本発明は、１つ又はより多くのオペレーションを１つ又はより多くのステーションにて実行するときに複数の可動装置が使用される、分析システム、及び方法を提供するものである。ステーションには、１つ又はより多くの可動装置を受け入れる１つ又はより多くの受容部が関係しており、１つの所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする。搬送機構は、可動装置を１つのステーションから別のステーションに搬送し、コントローラは、受容部がステーションの第一のステーションにある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にし、少なくとも１つの他方の可動装置をステーションの間にて搬送する一方、第一のステーションに残った可動装置又は複数の装置を使用して第一のステーションにて所定のオペレーションを実行するよう搬送機構に命令する。

可動装置は、また実験室規模又は会社規模の幅の群セットの全体を亙ってステーションの群の間にて搬送することもでき、これら群の各々は、ステーションを論理的にグループ化し、与えられた各群内にて特定のオペレーションを実行する。

本発明の別の形態に従い、分析システム及び方法は、分析方法にて１つ又はより多くのオペレーションを実行するときに使用される複数の可動装置と、各々が１つ又はより多くの可動装置を受容して所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるように１つ又はより多くの受容部が関係した複数のステーションと、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送する１つ又はより多くの搬送機構と、かかるステーションにおける単一又は複数の可動装置による所定のオペレーションの完了に相応する要求に応答して可動装置の１つ又はより多くを１つのステーションから引き出すよう搬送機構に命令するコントローラとを備えることを特徴とする。

色々な実施の形態において、可動装置は、１つの薬剤を吸引し及び（又は）分与するため１つ又はより多くの試料採取プローブを有することができる。試料採取プローブの少なくとも幾つかは、接続材により静止システムに電気的に及び（又は）流体的に接続して流体を受け取り且つ（又は）分与し且つ（又は）システムのコントローラ又はその他のシステムの構成要素と連通することができる。

その他の実施の形態において、試料採取プローブは、自己充足型とし、これにより接続材を不要にし、これによりシステムを通る試料採取プローブの流れを調和させる複雑さを軽減することができる。接続材無しの自己充足型試料採取プローブは、典型的に、プランジャと、該プランジャを命令信号に応答して動かす駆動装置とを備えている。命令信号は、試料採取プローブと静止システム構成要素との間にて無線で及び（又は）その他の適宜な手段によって提供することができる。

一部の用途の場合、受容部は、ステーションにて所定の作業を実行するとき可動装置を助けることができる。特に、１つ又はより多くの受容部は、可動装置をステーションの１つ又はより多くの移動軸線に対して動かし又は回転させるといったような、可動装置をステーションに対して動かす位置決め装置を備えることができる。

搬送機構は、典型的に、可動装置の搬送を実行するロボット式アームのようなロボット式装置又はその他の制御可能な手段を備えている。かかる搬送は、個別に実行し又は組としてもとめた可動装置の配置を搬送オペレーションの間、同時に動かすことができる。

システムの制御を容易にするため、可動装置の各々は、コントローラによって独立的に作動させ得るよう特徴を識別することができる。
上述した所定のオペレーションは、試料の再形式設定、試料の注射、試薬の添加又は稀釈の１つ又はより多くを含むことができる。ステーションは、洗浄ステーション、処理ステーション、又は液体試薬を供給するステーションを含むことができる。

ステーションの各々には、可動装置がステーション、特にステーションの受容部内に到着し且つ位置決めすることを表示する所定位置信号を発生させる信号発生器を設けることができ、その後、可動装置をステーションにて作動させ、操作し、又はその他の方法にて使用し、所定の作業又はその他のオペレーションを実行することができる。可動装置がその作業を完了したとき、作業完了信号を発生させ且つ搬送機構に対するコントローラに通信することができ、次に、この信号は、搬送機構に対し可動装置を引き出してその可動装置を次のステーションに送り出すよう命令する。かかる搬送の要求は、他方のステーションから受信したその他の搬送要求と調和させることができる。

本発明は、また試薬を独立的に吸引し且つ（又は）分与する専用の計量供給装置と、命令を受け取り且つ計量供給装置を制御する制御回路とを含む、自己充足型試料採取プローブとすることも考えられる。該計量供給装置は、全体として、管腔を含む注射器と、流体を管腔内に吸引し且つ（又は）流体を管腔内に及び（又は）管腔から分与するプランジャと、プランジャを動かす電気モータのような駆動装置とを備えている。更に、試料採取プローブは、モータ及び関係した制御回路を作動させる電源と、又は電力を１つのステーションにて注射器に供給するその他の手段とを備えることができる。

本発明の更なる特徴は、添付図面と共に検討したとき、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明は、分析方法、特に試料をＬＣシステム、ＨＰＬＣシステム等内に導入するといったような生物分析方法と関係した試料のハンドリング過程を自動化する順応型、同期動作及び流体システムとして着想し且つ開発されたものであるため、本明細書にて主としてこれについて説明する。しかし、それらのより広い形態における本発明の原理は、自動車の製造ラインシステム及びエレクトロニクス組み立てシステムのようなその他の型式のシステムに適応させることができる。

まず、添付図面、最初に、図１を参照すると、本発明に従った分析システムの一例としての実施の形態が全体として参照番号２０で表示されている。該システム２０は、１つ又はより多くの分析オペレーションを実行するときに使用される１つ又はより多くの可動装置２２を備えており、該可動装置は、試料採取プローブ２２ａのような能動型装置及び（又は）トレー２２ｂのような受動型装置とすることができる。

システムは、図示するように、グループにて配置することのできる１つ又はより多くのステーションを更に備えている。例えば、システム２０は、１つ又はより多くの洗浄ステーション２４と、１つ又はより多くの吸引ステーション２５（２つを図示）と、１つ又はより多くの分析ステーション２６とを有している。ステーション２４、２５、２６には、１つ又はより多くの可動装置２２ａを受け入れる１つ又はより多くの受容部２７、２８、２９がそれぞれ関係しており、所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする。ステーション２５には、トレー２２ｂに対する受容部３０も設けられている。

システムは、可動装置２２を１つのステーションから別のステーションに搬送する１つ又はより多くの搬送機構３４と、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして少なくとも１つの他方の可動装置をステーションの間にて搬送する一方、第一のステーションに残った１つ又は複数の可動装置を使用して第一のステーションにて所定のオペレーションを行うよう搬送機構に命令するコントローラ３５とを更に備えている。簡単に言えば、可動装置は、搬送機構を介して受容部まで且つ受容部の間を搬送される。搬送されたならば、可動装置は、搬送機構により受容部に対して「解放され」、これにより搬送機構を自由にしてその他の可動装置をステーションの間にて搬送する。

図示した実施の形態において、ステーションは、一般に「デッキ」３６と称されるものに対する関係にて配置される。
上記の配置の結果、多数のオペレーションを平行して実行することができ、これにより、可動装置が１つのオペレーションを実行するため搬送機構に取り付けられたままであり、そのため、先行技術に従ったかかるオペレーションを直列的にのみ作動させることができる先行技術のシステムと比べて、システムの全体的な効率及び処理量を増大させることができる。可動装置２２、特に、能動型の可動装置２２aは、能動型又は受動型であるかを問わずその他の可動装置にて制約を受けずに、システム内の任意の箇所に配置することができる。

搬送機構３４は、ロボット、特に、三次元的平行移動（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸線）及び（又は）回転動作を行うことのできるロボット式装置、浮上装置、抗重力装置、自動型スライダ又はトラック及びスタッカとすることができるが、これらにのみ限定されるものではない。搬送機構には、搬送される可動装置に対する適宜なホルダを設けることができる。理解し得るように、多数の搬送機構を採用し且つ独立的に作動させて可動装置を引き出し且つ搬送することができる。更に、聴覚的、視覚的及び（又は）その他の方法によるコントローラによって提供される命令に応答する等して、可動装置を担当する職員が搬送することができる。

可動装置２２は、試料プローブ／注射器、反応容器、プレートキャリア、試料ループ及びその他の能動型又は受動型装置とすることができるが、これらにのみ限定されるものではない。能動型可動装置は、薬剤を吸引し又は分与することのできる注射器のような、１つの動作を実行することができるものである。受動型可動装置は、１つの動作を実行しないが、試料を保持するバイアル又は多数の試料を保持するトレーのような、１つの動作を受け入れ又は１つの動作に服することができる装置である。さもなければ受動型である可動装置は、ワークフローを記憶し且つ特定のサービスの必要性をシステムのコントローラ又はその他のシステムの構成要素に通信する論理回路が設けることにより、能動型又は知能的な可動装置とすることができる。

ステーションは、洗浄ステーション、吸引及び（又は）分与ステーション、試料の再形式設定ステーション、試薬の添加ステーション、稀釈ステーション、揺動ステーション、熱的及び環境的に制御されたステーション、パーキングステーション、プレートハンドラー、遠心分離機、及びその他の処理ステーションとすることができるが、これらにのみ限定されるものではない。任意の所定のステーションにて、特定の用途に望まれる多数の過程を実行することができる。ステーションには、構成要素をその他の構成要素に対して位置決めする位置決め装置を設けることができる。

更に、ステーションは、論理的に群としてグループ化することができ、また、可動装置は、実験室規模又は会社規模の幅の組みの群の全体を亙ってステーションの群の間を搬送することができる。１つのステーションの群は、例えば、自動サンプラーシステム又は包括的な液体ハンドリングシステムのような形態とすることができる。１つのステーションの群は、１つの特定の目的のためにグループ化したものである。図１には、自動サンプラーシステムとして機能するかかるステーションの１つの群が示されている。

それぞれのステーションにおける受容部２７ないし３０は、グリッパ、ホルダ、クレードル、電気的及び（又は）機械的グリッドシステム、マニプレータ又はその他の構成要素とすることができるが、これらにのみ限定されるものではない。受容部は、該受容部に設けられた可動装置と物理的に関節接続し、且つ該可動装置を適正な作動のため位置決めすることができる。

理解されるように、搬送機構３４は、高精度の位置決め及び（又は）オペレーション可能な装置を含むことのできる１つ又は複数の受容部によって１つのステーションにて必要とされる任意の高精度位置決めが得られる限り、低精度の装置とすることができる。

１つ又はより多くの受容部２７ないし３０は、受け取った可動の構成要素をそれぞれのステーションにおける必須の作業を実行するとき助ける能力を備えることができる。例えば、洗浄ステーション２４における受容部２７は、可動装置、特に、試料採取プローブ２２ａを洗浄ウェル又はトラフ内に又は洗浄ウェル又はトラフ外に持ち上げ且つ下降させる能力を備えることができる。その他の受容部の動作は、上昇及び下降作動のみならず、回転、精密なサーボ駆動の多軸位置決め及びその他の動作を含むことができる。例えば、ステーション２５に対する受容部３０は、ステーション２５内にて保持された試料採取プローブ２２ａを使用してマイクロプレートを精密に位置決めするために使用される高精度のＸ、Ｙ位置決め装置を含むことができる。

図１に示した分析システム２０は、先行技術のシステムと関係した色々な短所を解決する。所定のオペレーションを実行する間、可動装置をガントリーに物理的に取り付けることを必要とする先行技術による設計の着想を使用するシステムは、図１のシステムによって提供される空間的独立性を与えるため、存在するプローブと同程度の多数の搬送装置を必要とするであろう。図１のシステムは、従来必要とされた搬送装置及び複雑な搬送制御の数を減少させる。先行技術のシステムは、ステーションにて高精度が必要とされる場合、搬送機構は高精度のものでなければならなかった。図１のシステムは、より低コスト、低い精度の搬送装置を使用して可動装置を作業ステーションの間にて搬送することを許容する。

本発明の一部の具体化の例において、可動装置２２は、薬剤を吸引し且つ（又は）分与する１つ又はより多くの試料採取プローブ（例えば、注射器又はピペット）、ソニケーター、読取装置、検出器又はその他の構成要素を含むことができる。試料採取プローブ（又はその他の可動装置）の少なくとも幾つかは、流体を受け取り且つ（又は）分与し且つ(又は)システムのコントローラ３５又はその他のシステムの構成要素と連通するため、１つ又は複数の接続材４３により静止型システムの構成要素４２と電気的に及び（又は）流体的に接続することができる。例えば、接続材を使用して１つの薬剤、特に液体剤を計量供給分与のためプローブに供給することができる。計量供給装置を静止システムにて採用するか又は特定の用途に望まれるように、プローブ内に一体化することができる。接続材は、典型的に、可撓性であり、プローブを１つのステーションから別のステーションまで自由に搬送することを許容するであろう。理解し得るように、接続材の絡み合いを避けるための措置を講ずるべきであろう。これは、適正な接続材を知ることにより、また、コントローラ３５のプログラム時に含まれた管理手順を通じることにより、対応することができる。

本発明のその他の実施の形態において、試料採取プローブは、自己充足型とし、これにより接続材を不要にし、従って、システムを通る試料採取プローブの流れを調和させるときの複雑さを軽減することができる。一例としての接続材無しの自己充足型試料採取プローブは、図２に参照番号４７で示してある。プローブ４７は、薬剤を独立的に吸引し且つ（又は）分与する専用の計量供給装置４８と、全体的なシステムコントローラ３５（又はその構成要素）と連通すると共に、計量供給装置を制御する制御回路４９とを備えることができる。計量供給装置は、管腔５４にて終わる注射器外筒５３と、外筒内を動いて流体を管腔を介して外筒内に且つ（又は）外筒から分与するプランジャ５６と、プランジャを適宜な歯車列又はその他の伝動構成要素を介して動かす電気モータのような駆動装置５７とを有する注射器５２を備えることができる。更に、試料採取プローブ４７は、モータ及び関係した制御回路を作動させる電源５９と、電力を１つのステーションにて注射器に供給するその他の手段とを備えることができる。命令信号は、試料採取プローブとシステムコントローラ（又はその構成要素）との間にて無線で又は取り付け点における接続及び遮断信号接続部（物理的な電気接点又は誘電型）、クリップオン制御回路及び（又は）その他の適宜な手段によって連通することができる。

プローブは、１日の時間クロックを保持し、タイミング設定した反応のため使用することができる。例えば、プローブは、複数の溶液を自動的に吸引し、その溶液をその外筒内にて混合し、それらを押し出す前、指定された時間、保持することができる。プローブは、１つ又は複数の溶液を自動的に吸引し、注射器をその現在の位置（例えば、培養器又は冷蔵庫）から離れた実験室装置又は容器内に配置するか、指定された時間、装置又は容器内に置くようにユーザに告げるよう無線にてコントローラ３５に通報し、また、そのプローブを装置又は容器から除去し、装置又は容器が再度、能動型のシステムの一部となるようにユーザに告げるよう無線にてコントローラに通報することができる。

注射器外筒は、プランジャが完全に引き出されたならば、迅速な洗浄を許容するクロスポート６０を有することもできる。
上述したような本発明に従った分析システムは、「事象ドライブ」モードにて作動させることができる。所定のシステムと関係した全ての搬送可能な装置間にて作動可能なタイムシェアリングを許容することに加えて、必要に応じて装置の各々に対する注意を与え、搬送可能な装置自体がコントローラにより維持されたシステム列内の「事象」としてサービスを要求するようにすることができる。この点に関して、システムは、所定の組みの機能を実行する役割が与えられるが、搬送可能な多数の装置を採用する単一の装置から成るものとしてもよい。これと代替的に、システムは、会社規模の実験室、工場又は会社の自動化施設の一部として開発された装置のネットワーク（各々が搬送可能な多数の装置を採用する）を含むようにしてもよい。

従って、能動型の可動の構成要素は、それらの現在のワークフロー内の適宜な点にてサービスを要求し、システムのシステムコントローラ及び（又は）その他の構成要素はその要求に応答することができる。このフレームワークは、搬送の制御のみならず、事象ドライブに基く能動型の可動の構成要素に対する任意のサービスを含むよう拡張することができる。例えば、システムの可動の要素は、必要に応じてそのサービスが要求される放電装置又は加熱装置と共用することができる。これらの要求は、サービスが必要とされるようなとき、そのサービスに対する可動の構成要素の各々のワークフローの要求に従って発行されるから、これらの要求は、性質上、非確定的である。

１つの特定の実例に従って、コントローラ（又は、搬送コントローラのようなその専用の構成要素）は、何れの可動の装置が任意の所定の時点にて搬送を要求するかを事前に又は確定的に知る必要はない。実際上、可動装置は、現在のワークフロー内の適宜な時点にてサービスを要求する形態とすることができ、また、搬送機構に対しその要求に応答して命令することができる。

図３には、この実例の１つの実施の形態が示されている。試料の機能可能なワークフローマネジャー６５は、「試料ａ、ｂ、ｃのｘ量を分析装置の注射ポートｄ、ｅ、ｆにそれぞれ送り出す」、また、「各注射の間、プローブの各々をｙ量の洗浄流体にて洗浄する」といったようなワークフローの全体的な要求をシステムのオペレーションマネジャー６６に送り出す。システムのオペレーションマネジャーは、ワークフローの全体的な要求を試料採取プローブのような各可動装置６７ａないし６７ｎに対する１つの特定のオペレーション可能なワークフローに翻訳する。次に、システムのオペレーションマネジャーは、可動装置（例えばプローブ）と連通し、その装置に対し、それぞれのステーションにて受容部６８ａないし６８ｎの支援を受けて具体化することのできるそれぞれのワークフローを告げる。可動装置がその現在のワークフローを終了し、新たなワークフローを要求するとき、新たなワークフローを可動装置に伝送することができる。オペレーション中、「能動型構成要素」と称することもできる可動装置は、それらのワークフローを実行し且つ装置が１つのオペレーションを実行するとき支援を必要とする毎にシステム事象を発生させる。事象は、搬送機構７０の制御、装置のオン及びオフの切り換え、１日の時間の同期化、遠方の位置にて実行すべきオペレーション及びその他を制御する、搬送マネジャー６９に対する搬送要求を含むことができるが、これらにのみ限定されるものではない。

図４には、実例の別の具体化の例が示されており、これは、図３に示したものと同様の構成要素を表示するため同一の参照番号を使用する。試料の機能ワークフローマネジャー６５は、「試料ａ、ｂ、ｃのｘ量を注射ポートｄ、ｅ、ｆにそれぞれ送り出す」「各注射の間、各プローブをｙ量の洗浄流体にて洗浄する」のようなワークフローの全体的な要求をシステムのオペレーションマネジャーに送り出す。システムのオペレーションマネジャー６６は、ワークフローの全体的な要求を各可動装置６７ａないし６７ｎに対する特定のオペレーション可能なワークフローに翻訳する。次に、該マネジャーは、可動装置を保持する受容部６８ａないし６８ｎと連通し、これらに対し可動装置が実行すべき方法及び可動装置がその現在の作業を完了した後に向かうべき場所を告げる。受容部の各々は、その情報を該受容部が保持する可動装置に伝達する。次に、可動装置は、その作業を実行し、作業の完了時、搬送要求の事象信号をシステムに送り、次のステーションに搬送する。搬送が完了した後、可動装置は、該装置が配置される受容部まで進むよう次の組みの指令を要求することができる。

望ましいように、可動装置の各々は、その制御論理内にて特徴を識別し、制御の伝送が「放送」伝送スキームを介して「ハブ」における特定の装置に到達するのを許容することができる。

その双方の実施の形態において、全体的なコントローラの一部として含まれたコントローラ又は搬送マネジャー６９は、搬送のため、一連の未実行の要求を維持することができる。搬送のための可動装置の要求は、可動装置が搬送を要求することを知らせる可動装置の信号から１つの信号の結果として、一列に配置される。このことは、その他の可動装置が１つのオペレーションを実行する間、搬送装置がその他の可動装置を動かすことを許容する。このため、システムは、フレキシブルであり、完了するのに必要な時間が相違する過程に対応することができる。特定の組みのステップ又は特定のステーションの故障の場合でさえ、その他の過程、少なくともその作動不良な可動装置又は故障したステーションを必要としない過程を停止させる必要はない。必要に応じて各装置に対して関与し、搬送可能な装置自体がシステム列内の１つの「事象」としてサービスを要求する。構成要素が故障した場合、システムは、故障した装置の付近にて作用し、残るオペレーションを完了することができる。システムは、故障した装置を除去し且つ冗長的な同様の装置を採用しオペレーションを復旧し且つ故障した要素のワークフローを完了することができる。

本発明は、１つ又は複数の特定の実施の形態に関して図示し且つ説明したが、本明細書及び添付図面を読み且つ理解することにより、当該技術分野の当業者には、等価的な変更例及び改変例が案出されよう。上述した要素（構成要素、組立体、装置、複合体等）により実行される色々な機能に特に関して、かかる要素を説明するために使用した用語（「手段」への言及を含む）は、別段の表示がない限り、本発明の１つ又は複数の一例としての実施の形態にて機能を奏するものとして本明細書にて開示した構造体と構造的に等価的でない場合でも、説明した要素の特定の機能を実行する（すなわち機能的に等価的である）任意の要素に相応することを意図するものである。更に、本発明の特定の特徴は、幾つかの図示した実施の形態の１つ又はより多くにのみ関するものであるが、かかる特徴は、任意の所定の又は特定の用途に望まれ且つ有益であるような、その他の実施の形態の１つ又はより多くのその他の特徴と組み合わせることが可能である。

本発明に従った分析システムの一例としての実施の形態の概略図である。 本発明の実施にて使用可能な一例としての自己充足型試料採集プローブの図である。 統合型ワークフローモデルの線図である。 分散型ワークフローモデルの線図である。

Claims (42)

1. 分析システムにおいて、１つ又はより多くのオペレーションを実行するときに使用される１つ又はより多くの可動装置（２２）と、各々が１つ又はより多くの受容部（２７、２８、２９）と関係し、１つ又はより多くの可動装置を受け入れて所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする複数のステーション（２４、２５、２６）と、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送する少なくとも１つの搬送機構（３４）と、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの可動装置が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するコントローラ（３５）とを備える、分析システム。
2. 請求項１に記載の分析システムにおいて、可動装置は、薬剤を吸引し且つ（又は）分与する１つ又はより多くの試料採取プローブ（４７）を有する、分析システム。
3. 請求項２に記載の分析システムにおいて、静止システム構成要素（４２）を備え、試料採取プローブの少なくとも幾つかは、接続材（４３）により静止システムと接続される、分析システム。
4. 請求項３に記載の分析システムにおいて、静止システム構成要素は薬剤の供給源を有する、分析システム。
5. 請求項３に記載の分析システムにおいて、静止システム構成要素は、試料採取プローブにより吸引し且つ（又は）分与すべきある薬剤の量を計量供給する計量供給装置を有する、分析システム。
6. 請求項２に記載の分析システムにおいて、試料採取プローブは、システムの何れの静止構成要素にも接続されない、分析システム。
7. 請求項６に記載の分析システムにおいて、試料採取プローブは、プランジャ（５６）と、プランジャを命令信号に応答して動かす駆動装置（５７）とを有する、分析システム。
8. 請求項１に記載の分析システムにおいて、駆動装置とコントローラとの間の通信リンクを有する、分析システム。
9. 請求項８に記載の分析システムにおいて、通信リンクは、可動装置を静止システム構成要素（４２）と接続する接続材（４３）を介して実行される、分析システム。
10. 請求項８に記載の分析システムにおいて、通信リンクは、可動装置と静止システム構成要素（４２）との間にて無線で実行される、分析システム。
11. 請求項８に記載の分析システムにおいて、可動装置及びコントローラは、適正なオペレーションのため可動装置の適正な位置決め状態を識別する、分析システム。
12. 請求項８に記載の分析システムにおいて、可動装置は、作動不良が検出されたとき、コントローラと連通する、分析システム。
13. 請求項８に記載の分析システムにおいて、通信リンクは、可動装置が受容部によって受
    け入れられたとき、可動装置と受容部と関係したインターフェースとの間にて一時的に実行される、分析システム。
14. 請求項１ないし１３の何れか１つに記載の分析システムにおいて、受容部は、ステーションにて所定の作業を実行するとき可動装置を助ける、分析システム。
15. 請求項１ないし１４の何れか１つに記載の分析システムにおいて、受容部は、可動装置をステーションに対して動かすための位置決め装置を備える、分析システム。
16. 請求項１ないし１５の何れか１つに記載の分析システムにおいて、受容部は、可動装置をステーションの１つ又はより多くの移動軸線に対して動かし又は回転させるよう作動可能である、分析システム。
17. 請求項１ないし１６の何れか１つに記載の分析システムにおいて、搬送機構はロボット式アームを有する、分析システム。
18. 請求項１ないし１７の何れか１つに記載の分析システムにおいて、搬送機構は、１つ又は複数の可動装置による所定のオペレーションの完了に相応する要求に応答して制御される、分析システム。
19. 請求項１ないし１８の何れか１つに記載の分析システムにおいて、可動装置の各々又は組みの可動装置は、コントローラにより独立的に作動するよう特徴が識別される、分析システム。
20. 請求項１ないし１９の何れか１つに記載の分析システムにおいて、所定のオペレーションは、試料の再形式設定、試料の注射、試薬の添加又は稀釈の１つ又はより多くを含む、分析システム。
21. 生物学的液体試料を処理する装置において、その少なくとも１つが生物学的液体試料を支持する複数のステーション（２４、２５、２６）と、予め選んだ量の液体を吸引し又は分与する注射器組立体（２２；４７）と、注射器と解放可能に係合し且つ注射器を選んだ１つのステーションに配置し得るようにされた搬送体（３４）と、搬送体を１つのステーションから別のステーションまで導くコントローラ（３５）とを備え、
    複数のステーションの各々は、１つ又はより多くの受容部（２７、２８、２９）と関係し、１つ又はより多くの注射器組立体を受け入れて所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができ、コントローラは、受容部が第一のステーション内にある状態にて注射器組立体の少なくとも１つを残し、これにより搬送体を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの注射器組立体が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の注射器組立体をステーションの間にて搬送するよう搬送体に命令する、生物学的液体試料を処理する装置。
22. 請求項２１に記載の装置において、複数のステーションは、洗浄ステーション、処理ステーション、液体試薬を供給するステーション又は供給された量の液体試薬を受け入れるステーションを含む、装置。
23. 請求項２１に記載の装置において、ステーションの各々は、フレームがステーション内に到達し且つ位置決めされることを表示する所定位置信号を発生させる信号発生器を有し、注射器は、所定位置信号に応答して作動する、装置。
24. 請求項２１に記載の装置において、注射器が１つの作業を完了したとき、作業完了信号が発生され、コントローラは、処理するための一連の作業完了信号を含む、装置。
25. 分析システムにおいて、各々が薬剤を独立的に吸引し且つ（又は）分与する専用の計量供給装置を有する複数の自己充足型注射器（４７）と、
    １つ又はより多くのオペレーションを実行するときに使用される１つ又はより多くの自己充足型注射器と、各々が１つ又はより多くの受容部（２７、２８、２９）と関係し、１つ又はより多くの自己充足型注射器を受け入れて所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする複数のステーション（２４、２５、２６）と、
    自己充足型注射器を１つのステーションから別のステーションまで搬送する搬送機構（３４）と、
    受容部が第一のステーション内にある状態にて自己充足型注射器の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの自己充足型注射器が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の自己充足型注射器をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するコントローラ（３５）と、を備える、分析システム。
26. 分析システムにおいて、分析手順にて１つ又はより多くのオペレーションを実行するときに使用される複数の可動装置（２２）と、各々が１つ又はより多くの受容部（２７、２８、２９）と関係し、１つ又はより多くの可動装置を受け入れて所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする、１つの分析手順が実行される複数のステーション（２４、２５、２６）と、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送する搬送機構（３４）と、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの可動装置が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するコントローラ（３５）とを備える、分析システム。
27. 各々が１つ又はより多くの可動装置を受け入れる受容部（２７、２８、２９）が関係したそれぞれのステーション（２４、２５、２６）にて１つ又はより多くのオペレーションを実行し、所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする複数の可動装置（２２）を提供するステップと、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送するステップとを備え、搬送するステップは、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションに残った１つ又はより多くの可動装置がステーションの第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構（３４）に命令するステップを含む、方法。
28. 請求項２７に記載の方法において、可動装置は、１つの薬剤を吸引し且つ（又は）分与する１つ又はより多くの試料採取プローブ（４７）を有する、方法。
29. 請求項２８に記載の方法において、試料採取プローブの少なくとも幾つかは、薬剤が試料採取プローブに供給されるときに通る接続材（４３）により静止システム（４２）と接続される、方法。
30. 請求項２７に記載の方法において、試料採取プローブの少なくとも幾つかはシステムの何れの静止構成要素にも接続されない、方法。
31. 請求項３０に記載の方法において、試料採取プローブは、プランジャ（５６）と、プランジャを命令信号に応答して動かす駆動装置（５７）とを有する、方法。
32. 請求項２７に記載の方法において、可動装置は搬送体コントローラと連通する、方法。
33. 請求項２７に記載の方法において、搬送機構は、１つ又は複数の可動装置による所定のオペレーションの完了に相応する要求に応答して制御される、方法。
34. 請求項２７に記載の方法において、可動装置の各々は、コントローラにより独立的に制御し得るよう特徴が識別される、方法。
35. 請求項２７に記載の方法において、所定のオペレーションは、試料の再形式設定、試料の注射、試薬の添加又は稀釈の１つ又はより多くを含む、方法。
36. それぞれのステーション（２４、２５、２６）にて分析手順にて１つ又はより多くのオペレーションを実行する複数の可動装置（２２）と、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送する搬送機構（３４）と、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの可動装置が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するコントローラ（３５）とを使用するステップを備える、方法。
37. 可動装置を同様の又は異なる形態にて２つ又はより多くの群にて共用することができ、該形態の全ては、ステーションと、可動装置と相互接続し且つ可動装置を利用することができる受容部とを保持する、方法であって、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送するステップを備え、搬送するステップは、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションに残った１つ又はより多くの可動装置がステーションの第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するステップを含む、方法。
38. 請求項３７に記載の方法において、可動装置は、色々な群にて実行すべき組みのオペレーションを共に運ぶ、方法。
39. 請求項３７に記載の方法において、可動装置が幾つかの群にて使用すべき組みのオペレーションは、ネットワーク又は機能的に等価的なその他の手段を使用して事業体規模の幅の制御ソフトウェアパッケージを介してそれぞれの群に放送される、方法。
40. 分析システムにおいて、分析手順にて１つ又はより多くのオペレーションを実行するとき使用される１つ又はより多くの自動的な可動装置（２２）と、各々が１つ又はより多くの受容部（２７、２８、２９）と関係し、１つ又はより多くの可動装置を受け入れて所定のオペレーションをそれぞれのステーションにて開始することができるようにする、分析オペレーションが実行される１つ又はより多くのステーション（２４、２５、２６）と、可動装置を１つのステーションから別のステーションまで搬送する１つ又はより多くの搬送機構（３４）とを備え、分析システムはさらに、受容部が第一のステーション内にある状態にて可動装置の少なくとも１つを残し、これにより搬送機構を自由にして、ステーションの第一のステーションに残った１つ又はより多くの可動装置が第一のステーションにて所定のオペレーションを実行すべく使用される間、少なくとも１つの他の可動装置をステーションの間にて搬送するよう搬送機構に命令するコントローラ（３５）を備える、分析システム。
41. 請求項４０に記載の分析システムにおいて、通信リンクは、自動型の可動装置と静止システム構成要素との間にて無線で実行される、分析システム。
42. 請求項４０に記載の分析システムにおいて、通信リンクは、自動型の可動装置が受容部によって受け入れられたとき、該自動型の可動装置と、ステーションにおける受容部と関係したインターフェースとの間にて一時的に実行される、分析システム。

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