JP6185577B2 - 実験室自動化システム - Google Patents

Description

本発明は、生体製品容器の保存用ストレージと、生体製品容器の保存用ストレージから搬出された生体製品容器を収容するマルチラック装置とからなる実験室自動化システムに関する。

現在、生体素材試料試験研究室においては、自動化システムと共に、都合のよい超低温に制御されて生体素材試料を保存するストレージが存在することがますます多くなってきている。これは、この種の試料の完全性の確保と、自動化システムと種々のモジュールとによって事前に処理された試料を、採取から数日後でも再利用可能とするためのものである。多くの場合、得られた結果を確認或いは実証するためには同じ試料に対して二回目の試験を行う必要があるので、試料を適切に保存することは有益である。

この種のストレージのより詳細な説明については、出願人によって以前提出された特許文献１を参照されたい。

試料がもはや不要となり取り除き可能となる、又は単に試料の寿命が尽きる（従って、試料がもはや劣化し試験が不可能となる）という条件が成立すると、その後、試料をストレージから取り除かなければならない。これは、生体素材容器又は試験管を試料排出用の適切な排出管へ送ることで実現する。

既知の解決法においては、１つの搬出コレクタをストレージの傍に配置し、排出された試験管を収容するのに用いるというものがある。

しかし、この種の解決法には問題がある。なぜなら搬出コレクタが１つしかないということは、コレクタが満杯になるとそれを空にする必要があり、その作業の間は、当然ながら、ストレージの活動を停止して、作業者が搬出コレクタを搬出しているためそれが存在しない間は、排出管からの試験管排出をきちんと防がなくてはならないからだ。

欧州特許第２２４０７８７号明細書

この結果、及び、試験研究室における高い稼働量のさらなる増加と、常に昼間にストレージから試験管を搬出すべきであるということを考慮すると、排出された試験管回収用装置として、より大容量であるものの、そのサイズがより大きくはない搬出コレクタ装置が有利である。或いは、上述の装置は大容量であるため、該装置は夜間の継続稼動が可能となり、従って、夜間にストレージの継続稼動と連携可能となることが確保され得る。

上述及びその他の目的は、実験室自動化システムと連携する生体製品容器の保存用ストレージから搬出された生体製品容器を収容するマルチラック装置において、奇数個のラックを具備し、該ラックは前記奇数よりも１つ多い数の区画を有するプラットフォーム内に収容可能で、一時的に空いている区画の存在を利用することでプラットフォームの１つの区画から別の区画へと横又は縦にスライド可能で、さらに前記ラックは順次前記ストレージの排出管に対し垂直方向にある動作区画に陣取り、ストレージから搬出された生体製品容器を収容することを特徴とするマルチラック装置によって実現する。

本発明の上記及びその他の特徴は、添付の図面において非限定的な例として示される本発明の実施形態の下記の詳細な説明からより明らかになるであろう。

図１は、マルチラック装置と、ストレージ出口及び自動化システムに対するマルチラック 装置の位置を示す斜視図である。 図２は、図１に図示した箇所の上方平面図である。 図３は、ラックのスライド工程における装置の詳細を示す上方平面図で、排出管が取り除 かれ、プラットフォームの周辺に沿って配置された詳細が一部強調されている。 図４は、ラック及びそれが載せられたプラットフォームの斜視図である。 図５は、プラットフォームの底面図である。

ストレージ３から搬出された生体製品用の容器又は試験管２を収容するための装置１は、ストレージ３の一側に位置している。また、ストレージ３は、一部図示された（図１及び２）自動化システム４に試験管２を搬入／搬出するために使用される。

具体的には、装置１は、ストレージ３から試験管２を取り除くために使用される排出管５を有するストレージ３に隣接する。実際には、試験管２は、システム４において必要に応じて新たな試験を実施又は前回の試験を繰り返すために再び呼び出せるよう、ストレージ３内に所与の期間とどまる。試験管２は、ストレージ３における最大耐久時間が経過すると、内部に含まれる生体素材はもはや無傷ではなく診断目的に使用することができないと見なされるため、最大耐久時間経過後に取り除かなければならない。試験管２は、ストレージ３内の取扱装置により選び出され、排出管５へと送られる。

従って、ストレージ３は有利には既知の冷蔵ストレージであるが、以下の説明は、排出管５を有する生体素材用の試験管２を保存するための一般的な装置の場合も変わらない。

装置１は、内部に所与の数のラック７を収容するプラットフォーム６を備える。各ラック７は、その基部と略等しい寸法を有するプラットフォーム８に載せられる。各プラットフォーム８は、その上面の各辺にラック７（図４）を固定するための保持具９を１つずつ合計４つ有し、その下面の４つの角にプラットフォーム６の表面に沿ってスライド移動しやすくするための車輪１０を４つ有し、その中央にゴムパッド１１を有する（図５）。

プラットフォーム６上には奇数個のラック７及び奇数個のプラットフォーム８があり、プラットフォーム８は横又は縦に動き、ラック７の数より１つ多い数のダミー区画１２、１２０（この理由から、図２及び３において点線で示される）に陣取る。実際には、状況により、プラットフォーム６内のダミー区画１２、１２０のうち１つは空いたまま、即ちどのラック７によっても陣取られないままとなる。

図示の実施形態には、５つのラック７があり、６つの区画１２、１２０がある。しかし、区画が偶数個、ラックが奇数個あれば、本解決法は任意の数の区画１２、１２０及びラック７に対しても適用できると理解すべきである。実際には、全てのラック７は、常にプラットフォーム６の周辺に沿っていなければならない。これはプラットフォーム８のスライド移動が、プラットフォーム６の周辺に沿って正確に動き、プラットフォーム６の側面部によって視覚的に隠された４つの空気圧シリンダ１３の存在によって有利となるからである（シリンダ１３が図３に図示されるのは、そのような側面部を取り外したためである）。それぞれのシリンダ１３には、レバー１４がシリンダ１３に対して垂直に接続される。レバー１４は、シリンダ１３と共にスライドし、プラットフォーム８の側面に衝突することによって（図４）各ラック７を１つの区画１２、１２０から次の区画１２、１２０へと移動させる。

また動作区画１２０、即ちストレージ３から搬出された試験管２を収容する排出管５に対して垂直方向にある区画には、ラック７の１つの存在を検知するためのセンサ１５が設けられる。

装置１は、安全確保のために装置１の存在する範囲を定める２つのチェーン１６を備える。またラック７を取り扱う際の警戒／危険信号として機能する光信号機１８が、２つのチェーン１６が固定された支柱１７の最上部に設置される。

ストレージ３の制御部３０は、管５を介して動作区画１２０を陣取るラック７へと搬出された試験管２をカウントし続ける。また、制御部３０は、一方で装置１内の満杯のラック７の数をカウントし続ける自動化システム４全体の制御部４０と連携する。

もはや診断目的に使用することができない試験管２をストレージ３から搬出する手順の開始は、排出管５に対して垂直方向に相当する位置にある（図２及び３の右上に示される）動作区画１２０にラック７が存在することを前提としている。

もしそのような動作区画１２０にラック７が存在しない場合、装置１によってラック７がそのような区画１２０に配置されるまで、ストレージ３からの試験管排出口２はブロックされたままとなる。ラック７が区画１２０に配置された状況は、ラック７と存在検知センサ１５との係合によって適切に検知され、この状況が実現するとストレージ３からの試験管２の搬出が開始される。

事前に行った各ラック７の容量の概算に従い、ストレージ３は、順次搬出された試験管２の数を（その制御部３０によって）カウントし、ラック７が満杯になった場合、つまりカウントがラック７満杯状況を示す所定の数に達した場合、装置１内のラック７の循環を起動するように構成されている。同時に、ストレージ３の制御部３０は、システム４全体の制御部４０に警告を発し、制御部４０は、装置１における満杯のラック７の数のカウントを１単位加算する。

ストレージ３の制御部３０は、ラック７満杯状況において、管５からの試験管２の搬出をブロックすると共にラック７のスライド手順を起動する。スライド手順は、各シリンダ１３とそれに対応するレバー１４とを順次作動させラック７を１つの区画１２、１２０から次の区画１２、１２０へと動かすことを含む。図３は、例えば、そのようなスライド移動のうちの最初のもの、即ち、新たに満杯になったラック７の動作区画１２０からの離脱を示している。

図示の実施形態では、そのような最初のスライド移動の後、新しい空のラック７で動作区画１２０を直ちに埋めてもよい。そのような新しいラック７が存在検知センサ１５と係合することによって、ストレージ３は、管５を介した新たな試験管２の搬出作業を再開できる。その一方で、装置１のプラットフォーム６の周辺に沿ったラック７のスライド移動が完了する、即ち、ラック７が再び図２に示す位置に配置される。

前述のように、レバー１４は、各ラック７の基部のプラットフォーム８に実際に当接する（図４）。プラットフォーム８の大きさは、プラットフォーム６によって占有される領域（空き区画１２、１２０を除く）に完全に嵌まるよう設定されるため、確実に一方向にのみ移動可能となっている。プラットフォーム８は、下底に設けられた車輪１０の存在によって、プラットフォーム６に沿って確実にスライド移動しやすくなっている。各レバー１４は、プラットフォーム８の側面で動作することで、状況及び空き区画１２、１２０の位置に応じて、１つ又は複数のプラットフォーム８、延いてはラック７を移動させることができる。

そのため、ラック７は、空き区画１２、１２０の存在によって得られた自由度を利用し横又は縦の一方にのみ毎回移動する。つまり、本質的には、このようにして得られる効果は、プラットフォーム６の周辺を中心としたラック７の反時計回りの循環によるものである。

いずれかのラック７の移動が装置１全体において開始されると、すぐに光信号機１８が点滅を始め、ラック７の移動行動の開始を知らせる。その後、光信号機１８は、そのような移動の間はそのままの状態で維持され、最終的には終了時に消灯する。

新しいラック７に充填する動作が行われる度に、前述のようなラック７の実質的な循環が繰り返される。一方、満杯のラック７の数のカウントは、制御部４０によっていつも１単位ずつ加算される。同時に、ストレージ３からの試験管２の搬出は、新しい空のラック７が動作区画１２０に達するまで中断される。

最後のラック７（図示の実施形態においては５つ目のラック７）が満杯になった後、そのカウントが最大許容値、つまりラック７の数に達した制御部４０は、「ラック満杯」指示を起動する。

この時点で、実験室作業者はラック７を空にしなければならない。ストレージ３は、この作業が行われるまで、試験管２の搬出及び他のあらゆる動作がブロックされたままとなる（ストレージ３はオフラインとなる）。当然ながら、装置１内でそれ以上のラック７の循環は行われない。

１人又は複数の作業者が手動でラック７を取り外し、有利には、試験管２の最終処分のために設けられた特定の容器に試験管２を移してラック７を空にし、それらを再びそれぞれのプラットフォーム８上に設置する（当然ながら、各ラック７は、厳密に以前収容されていたプラットフォーム８に設置されなければならない）。その後、制御部８において、カウントをリセットしストレージ３の動作を再開することが可能となるリセット制御が行われる。管５を介した試験管２の搬出、そしてラック７の充填が再開できるようになる。

上述のように、１つのラック７の充填に関するカウントと満杯のラック７の数についてのカウントがそれぞれ２つの異なった実体、即ちストレージ３の制御部３０及び自動化システム４の制御部４０によって実施されるため、１つの満杯のラック７を空にするのではなく、全てのラック７が満杯になるまで待つ方が便利である。実際に、ストレージ３がブロックされてない状態で、空にするために装置１から１つのラック７を動作中に手動で取り外すと、これを制御部４０は正確に認識できない可能性がある。制御部４０は、連続的に最大許容数（図示の実施形態では５）まで数え上げ、全てのラック７が空になるとカウントをリセットすることしかできず、１つのラック７のみが空になった場合、そのようなカウントを減算することができない。

装置１は、ストレージ３（搬出した試験管２をカウントしなければならない）と自動化システム４（満杯になったラック７のカウントを加算しなければならない可能性がある）の動作と並行して、特に夜間、稼働し続けるよう設定される。全ての場合において、もし試験室の物資の必要性からシステム４が停止すると、ストレージ３及び自動化システム４（具体的には、それぞれの制御部３０及び４０）は後の再起動のためにそれぞれのカウントを記憶する。従って、以前（例えば、前日）に達成した状況が分からなくなるおそれはない。

本発明の革新的な特徴において、担当の実験室作業者が、試験管２の保存に利用されるストレージ３から（もはや診断目的で使用することができないため）搬出された試験管２を回収するラック７を空にする作業の間隔を延長することが可能である。既知の解決法は、実のところ１つのラックを使用しており、おそらくより高い頻度で該ラックを空にしなければならず、それ故より頻繁に作業者の手を必要とする。

従って、既知のシステムにおいては、ストレージ３、結果的には装置１を夜間稼働させたままにすることは考えにくい。なぜなら、その夜間の間に１つのラック７は確実に満杯となり、遅かれ早かれストレージ３がブロックされてしまい、装置１を夜間オンにしたままにする利点が実質的に無くなってしまうからだ。それに対し、上述の解決法は、（記載の実施形態では）搬出された試験管２を５倍の数保持するので、全てのラック７が完全に満杯になりストレージ３の活動がブロックされることがなく、一晩中稼働できる。これにより、ストレージ３、さらには自動化システム４全体の動作効率を大幅に向上できる。

上述の本発明は、多くの変更や変形が可能であり、こうした変更および変形は全て本発明の概念の範囲に包含される。

実際には、使用される材料並びに形状やサイズは、必要に応じて任意である。

１ 装置
２ 試験管
３ ストレージ
４ 自動化システム
５ 排出管
６ プラットフォーム
７ ラック
８ プラットフォーム
９ 保持具
１０ 車輪
１２、１２０ 区画
１３ 空気圧シリンダ
１４ レバー
１５ 存在検知センサ
１８ 光信号機
３０ 制御部
４０ 制御部

Claims (9)

1. 生体製品容器（２）の保存用ストレージ（３）と、前記ストレージ（３）から搬出された生体製品容器（２）を収容することを特徴とするマルチラック装置（１）とからなり、前記マルチラック装置（１）が、奇数個のラック（７）を具備し、該ラック（７）は前記奇数よりも１つ多い数の区画（１２、１２０）を有するプラットフォーム（６）内に収容可能で、一時的に空いている区画（１２、１２０）の存在を利用することで前記プラットフォーム（６）の前記区画（１２、１２０）の１つから別の前記区画（１２、１２０）へと横又は縦にスライド可能で、さらに前記ラック（７）は順次前記ストレージ（３）の排出管（５）に対し垂直方向にある動作区画（１２０）に陣取る実験室自動化システム（４）において、
   前記ストレージ（３）は、前記動作区画（１２０）を順番に占拠する前記ラック（７）の１つに前記排出管（５）を介して搬出された前記生体製品容器（２）の数を記憶するストレージ制御部（３０）を有し、
   前記ストレージ制御部（３０）は、前記動作区画（１２０）を順番に占拠する前記ラック（７）の1つが所定の数の生体製品容器（２）で満たされたとき、前記ラック（７）を1つの区画（１２，１２０）から別の区画（１２，１２０）へスライドさせることを特徴とする実験室自動化システム（４）。
2. 前記生体製品容器（２）で満たされた前記ラック（７）の数のカウントし続ける実験室自動化システム制御部（４０）を含むことを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。
3. 各前記ラック（７）は１つの単一ラックプラットフォーム（８）に載せられ、前記単一ラックプラットフォーム（８）の寸法は、全ての前記単一ラックプラットフォーム（８）が前記一時的に空いている区画（１２、１２０）以外の前記プラットフォーム（６）の表面をちょうど埋めるような寸法となっていることを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。
4. 前記単一ラックプラットフォーム（８）は、前記ラック（７）を保持するための保持具（９）を上底に有し、前記プラットフォーム（６）の前記区画（１２、１２０）に沿って前記プラットフォーム（８）がスライドしやすくなるための車輪（１０）を下底に有することを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。
5. １つ又は複数の前記ラック（７）の前記プラットフォーム（６）の前記区画（１２、１２０）の１つから別の前記区画（１２、１２０）へのスライドは、前記プラットフォーム（６）の周辺から突出するレバー（１４）が前記ラック（７）を収容する１つの前記単一ラックプラットフォーム（８）の側面に衝突することによって実現し、前記レバー（１４）は前記プラットフォーム（６）の各側に１つずつあることを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。
6. 前記ラック（７）の１つの区画（１２，１２０）から別の区画（１２，１２０）への前記スライドが、前記プラットフォームの周囲に沿って移動する複数の空気圧シリンダ（１３）によって達成されることを特徴とする請求項５に記載の実験室自動化システム（４）。
7. 前記レバー（１４）の各々が前記空気圧シリンダ（１３）の各々に結合され、前記レバー（１４）が前記空気圧シリンダ（１３）と共に摺動して前記単一ラックプラットホーム（８）の側面に衝突することを特徴とする請求項６に記載の実験室自動化システム（４）。
8. 前記マルチラック装置（１）が前記動作区画（１２０）における前記ラック（７）の１つの存在を検知する存在検知センサ（１５）を具備することを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。
9. 前記マルチラック装置（１）が前記ラック（７）のスライド中に警戒／危険信号として機能する光信号機（１８）を具備することを特徴とする請求項１に記載の実験室自動化システム（４）。

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