JPS63502931A - 自動化された多目的分析化学処理総合施設および研究所作業装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 自動化された多目的分析化学処理総合施設および研究所作業装置主胡辺公万 本発明は、いくつかの個々の器械の機能を遂行可能の分析化学処理総合施設およ び臨床研究所作業装置に関し、特に、多くの化学的、生化学的および生物学的分 析と反応を行う際に有用な自動化された研究所作業装置に関する。

衾肌Ω背量 現代の臨床研究所の仕事は、広範な液体操作を必要とする試験体物質の生物学的 、化学的分析を包含する。そのような分析のために使用されるルーチン的適用の 多くは、生物検定、免疫試験、ビールス病試験、ミトゲン試験、血清学的試験、 蛋白試験、リンホカイン試験およびサンプルの分割である。実験上の生物学的お よび臨床的研究は、反応が平衡状態、すなわち一定の目的点に達した後、化学的 反応の光度測定分析を用いる。成る種の酵素試験は運動試験を伴った２点または 多点分析を必要とする。

標準型流体移送および操作技術は、ピペット操作、希釈操作、分配、吸引操作お よびプレート洗浄を包含する。従来の試験は、一部、手動ピペッタ（Ｐｉｐｅｔ ｔｏｒ）の迅速操作によって、または、断片的に自動化された試験を行うことに よって行われる。これまで、光学的パラメータまたはｐＨパラメータの決定を含 む、試験の測定部分は、完全に手動であるかまたは半自動で行われてきた。例え ば工体処理を必要とし、種々の結果を生じる。手動で行うとき、そのような液体 処理技術を使用しなければならない生物学的試験や化学的実験は、不正確さや誤 差を非常に生じ易い。研究所の職員が複数のマイクロティツタプレート（Ｍｉｃ ｒｏｔｊ　ｔｅｒ　ｐｌａｔｅ）に９６個の穴の各々に正確な量の液体を正確に 分配することは、むづかしい。実験のための液体処理の反復性が誤りに導き、こ の誤りは常に探知されるとは限らない。生物検定が一旦始まると、人間の介入を 殆んど必要としないか、全く必要としない状態で、生物検定が開始から終了まで 自動的に行ねねるようにするシステムは、従来、生物工学の支配範囲内にはなか ったものである。

伝統的に、前述の実験的、臨床的および他の研究室の仕事は長いステップバイス テップのサンプルを必要とし、粗雑な測定、その分析および化学的または生物学 的調査の性質次第で一連の操作を通して連続する準備を制御する。１つの例とし て、モノクロナル（Ｍｏｎｏｃ　１ｏｎａ　ｌ　）な抵原生成のための従来の実 験手順はネイチュア（ｒＮａｊｕｒｅＪ　第２５６巻、１９７５年版、４９５〜 ４９７頁）にコーラ−およびミルスタインがはじめて報告して以来、基本的には 変っていない。簡単に言って、免疫すなわち抗原がマウスまたはラットに注射さ れる。すると、その動物は、抗体の生成によって抗原の挑戦に反応する。免疫注 射された動物からマウスの牌臓の細胞が分離され、背髄細胞に融和される。そこ で生じた混成物の成るものは、挑戦抗原の成る部分に対してだけ抗体を生じるよ うな細胞を包含する。

バイプリドーマの選択とスクリーニングは生物工学的な手順であって、その場合 、がんにかかった背髄細胞のバイプリドーマの細胞培養の表面上のもののサンプ ル（がんにかがワた背髄細胞と挑戦を受けたリンパン球との混和物）が試験され 、がん細胞の永続的増殖特性により単一抗体を生じさせる目的で、手によるピペ ット操作によって培養プレートから試験プレートまでサンプルの容量によりハイ ブリッドを造り出す。テストを必要とするようなサンプルの数は、一般に、７５ ０にものぼる。所望のハイブリッド細胞を選択するためには、何口ものマイクロ ティツタプレートの隔室すなわち大円に１個の細胞を入わることから始めて実験 操作を開始する必要がある。伝統的には、研究員たちは、各クローンが増大する 機会を有していた後に、各試験片を手で分析し、それから、免疫試験に光学的分 光学を使用することによって所望の抗体が生じたかどうかを決定する。−モノク ロナルな抗体の迅速な生成のために、抗体を生成する細胞コロニーが活発に増殖 し、生化学的に必要な物質の迅速な生成のために、ハイブリッド細胞の所望の生 成物が活発に増殖する。これらの細胞はまた単一の細胞段階へ分けられ、付加的 抗体の生成のために増大増殖される。

コーラ−およびミルスタインによって開発された従来のハイブリドーマプロセス は、抗原により刺激されたリンパ球（免疫細胞）を非分泌背髄細胞で融和するこ とに基づく。がんにかかった背髄細胞は、融和の相手に不滅性を与え、リンパ球 によって与えられた抗体を分泌する不滅のハイブリッド細胞を生じさせる。その 抗体は、そのプロセスを行うには、５つの主なワーク部分を含む。それらは、細 胞の融和と、細胞の供給と、バイブリドーマのスクリーニングおよび試験と、ク ローニングと、増大とである。その各ワーク部分は、−日８時間を必要とし、基 本的な手によるピペット操作を必要とする。簡単に言って、細胞融和のハイブリ ドーマは、９６個の穴をもつ複数の薄い培養プレートのｉ　ｏｏｏ個以上の穴へ 手によるピペット操作によって分配される。そのハイブリドーマは、それから、 ３〜５日毎に手で育成され、古い媒体を吸引して、新しい細胞培養媒体にとりか える（この段階では、約２０００の操作が必要）。ハイブリドーマのスクリーニ ングは、選択した抗体を分泌するハイブリッドを位置づ番プるために行われる。

このプロセスは、各穴から細胞の培養物をとベットにとり、そわを対応する試験 プレートの穴へ入九ることによって、最高１０００個の穴へ手でサンプリングを する必要がある。エリザはこれらのプレート上で行われ、それによって、全ての 試薬は、適切な物理的順序と時間的シーケンスでもって、貯蔵器から試験プレー トへ手でピペット操作が行われねばならない。エリザの結果は通常のプレートリ ーダによって決定される。これらの結果は、正確な選択とクローニングのために 、オリジナルの培養プレートと相関関係がなければならない。従来、全てのデー タの相関関係は、従来の計算技術を介して科学者により行ゎわてきた。

明確なハイブリトーマの選択は、エリザからの結果と培養プレートとの正確に計 算された相関関係に基づいて行われる。確実な結果を示した穴は、クローンを発 生されたものである。これは１０００個のハイブリッドのうち８００個にものぼ る。クローニングは、各ハイブリドーマを９６個の穴を有する薄い培養プレート 全体に分配することによって行われる。クローン操作されたハイブリドーマは、 培養され、オリジナルプレートの場合と同様に、育成される。

その中で、ハイブリドーマが培養されている全ての穴は、エリザ法による抗体の 生成について再び試験が行われる。そこでデータが得られ、そのデータは以前と 同じく相関関係をもち、これらの確実なりローンは数か増大する。

各クローンは９６個の穴を有する薄い培養プレートから手でピペットで移され、 そして２４個の穴をもった薄い培養プレートの穴へ移され、そして細胞の数が増 大するまで培養される。その結果、全てのクローンは特殊な冷凍容器へ手で分け られ（ピペット操作され、）必要な程度まで凍結される。

手によるとベット操作、データの決定および収集といった基本的な手順はここに 記述した全ての適用例にとって共通のものであって、こわらの適用歴は生化学か らビールス学までの学問に共通するものであるので、液体によるｆｉｌや、ピペ ッティングおよびプレートの読みを組合わせることのできるいかなるシステムも 、これらの基本的は手順を利用した多くの科学的学問へ広い適用を有する。

バイオロジカルの研究に対する将来の見通しとして、モノクロナルな抗体の使用 が考えられるように（”モノクロナルな抗体を使った免疫測定試験“という各称 で１９８３年３月８日付でゲイリー・ニス・デーピッド区外に許された米国特許 第４，３７６．１１０号参照）、従来、モノクロナルな抗体を使用するという実 践は制限されている。通常の抗血清（従来の免疫試験技術によりポリクロナルな 抗体から誘導した）に比較して、ハイブリドーマは、準備に比較的高価な費用を 必要とした。ハイブリドーマの生成は、混和のために有用な制限された種類の親 細胞によって制限されてきた。

多量のモノクロナルな抗体を生成するために、バイブリトーマを、試験管の中で マス培養として培養させる。そのような抗体の量産は、使用済の培養基内で抗体 の濃度を改善する必要がある。通常、生物体内における免疫化過程のスタートか らハイブリドーマの予備的特徴までに必要とされる期間は３ケ月である。最も労 力を要する過程は、培養中にハイブリッドを保持することと、抗体生成のための 試験とである。

詳細かつ正確さをきするために、計画された実験上の分析的プロトコールの一定 のモニタリングをこまごました事柄と共に行わねばならないということは、モノ クロナルな抗体の生成にとって避けられない結果である。モノクロナルな抗体を 生じさせるためのこの生物工学的な方法が行なわれるとき、退屈きわまる実験の 反復により、誤差が生じ易い。従来の技術は、抗体生成のために必要な順序だて た分析的プロトコールの段階を実施する時間を短縮させることのできる器械を有 しておらず、そのような器械は同時に、誤差を増すことなしに、通常、生成を増 大させるような隔離されたモノクロナルな抗体の相対的に純正濃度を増す。

その他の生物学的な手順や試験は、高濃度（すなわち１００％に近い）の物質を もつ複数の別々のサンプルでもって始めることにより通常行われる連続的希釈の ような調査方法を包含する。これらのサンプルはそれから、従来の連続的希釈方 法に従って希釈剤と混合するとき、周知の低（例えば、約５０％）強度に希釈さ る。そこで、希釈剤の割合を次第に増加させたものを付加することによって、一 連のそれぞれ、濃度が減退するサンプルが得られる。この種々のサンプル濃度は それから有用な濃度で試験され、特定の特性を決定する。例えば、そのサンプル は血清となり、その試験は一連の希釈を行い、そして特定の物質と反応するとき （例えば最低制止濃度（ＭＴＧ　）試験のような）最高の活性を表わす測定すべ き血清成分の相対濃度を証明する。サロマ氏に許され、カリフォルニアのエメリ ービルに所在するセタス社に譲渡された米国特許第４．４７８，０９４号は、固 定された開放ループシステムの枠組内で操作する自動液体移送システムによフて 既定の連続的希釈を行う液体サンプル処理システムの１つの例である。

通常、ピペッタおよびマイクロピペッタは、使用者の口によフて生じる吸引作用 （汚染の可能性があるので好ましくない）によってまたは自動式の手操作式ポン プまたはシリンジによって操作される。そのようなピペット操作は時間がかかり 、退屈なもので、相互汚染を生じ易く、かつまた、測定が不正確になり易く、例 えば、所与の化学的または生物学的試験が、マイクロティツタのレセプタクルの 多数の穴に溶解サンプルを導入するためにピペッタの反復使用を必要とす−る所 では、科学者にとって危険である。

液体サンプルの処理を自動化するさいのもう１つの試みは、ギルソン氏に許され た米国特許第４，４２２，１５１号である。ギルソンのこの液体処理装置は、マ イクロプロセッサと、３個のステップモーターとを使用し、テスト管または同様 のコンテナの配列に対して水平方向または垂直方向へ分配またはサンプリングす るのに適した液体処理管を移動させる。このギルソン特許の内容には、液体移送 の精度の指示がない。液体処理管の移動パターンは、操作者が望む既定の操作様 式に従って選択することができる。一旦、操作が選択されると、それは固定され 、液体処理装置が自動的に要項を実施する。ギルソン特許に説明されている装置 の制御装置は駆動モーターを選択的に加勢させて、液体保持用ディスペンサを保 持するキャリッジを、レセプタクル位置づけ位置に対応する位置へ移動させ、前 記保持装置を三次元方向へ移動させるので、液体はマイクロティツタプレートの １つのレセプタクルから次のセレブタクルへ移される。ギルソンの装置へ一旦命 令が入ると、その装置は自動的に、操作要項に従って行われる。そのような装置 は、多数のレセプタクルの各々に対して行われるピペット操作や分配操作を正確 に測定するさい、手作業を実質的に減少させるけれども、生物検定あるいは化学 的試験では、このギルソンの装置は開放ループの環境で厳密に作動し、一定の既 定の液体移送を行うことになる。

化学的試験や生物学的試験は、実験過程をコントロールするために試験のあらゆ る段階で人間の判断を加えることによって行われる。例えば、最初の一次的サン プルは、手で準備されるかあるいはギルソンおよびサロマ特許に説明されている ように、自動式ピペッタ希釈器によって準備される。通常、例えば、光学的プレ ートリーダまたは分光計のようなその他の計器を独立的に使用して、マイクロテ ィツタプレートの物理的または化学的特性を分析しなければならない。この退屈 な分析を行フた後、実験者は、それから次の分析を行うように選択し、所望の最 適範囲の特性を示すサンプルプレートだけに、化学的または生物学的反応を受け させる。例えば、前述したような、ハイブリドーマの生成において、所望の特定 物のモノクロナルな抗体を生じる全ての細胞コロニーは次の実験のために選択さ れる。こわらの細胞コロニーは、最適の光学的密度を示す分光的免疫試験によっ て見分けられる。一旦、最適のサンプルが確認されると、これらのサンプルはあ との実験段階で使用される。ピペッタによる希釈および滴定の従来の手動による 方法は、ギルソン特許およびサロマ特許に示した装置と同様に、一旦、実験が開 始されると、実際の時間的根拠により試験方向へオペレータによってインプット を出すことはない。先行技術は開放ループシステムのために、試験が進行すると き、実験データに応答する研究員により前もってプログラムされた判断的決定を 行うことができない。

チマーク社に譲渡された米国特許第４，４８８，２４１号および第４，５１０， ６８４号は、交換可能な手をもったロボットシステムと、モジュールシステムと を示し、これらの特許は分析的化学の分野で使用される一連の別個の装置を操作 するためのロボットシステムに関する。これらの特許は、手動による方法を対抗 させながら別個の研究所の装置を開放し、それに接触し、それを操作するために ロボット腕の使用を示している。これらの特許はそれらの自動操作によりこれら の従来の研究所の計器を制御するためにロボットシステムの使用を示している。

この研究所の技法はそれぞれ別個のままであって、すぐれた整合的システムへ統 合される。

また、従来の技術では、自動型の場合でさえ、開放ループピペッタは統合的、可 撓性のある流体分配システムを提供することはなかった。一般的に言って、可動 ディスペンサは、ギルソン特許およびサロマ特許に示すように、単一ノズルまた は多数ノズルを有する。

ギルソン特許およびサロマ特許のような従来の技術において、使用者は、液体分 配のために有効なプログラミングの制限されたメニューおよび選択を有していた 。必要なことは、研究員が彼の特定の研究プロジェクトの必要性に作業装置の彼 の使用を合わせることのできるような融通性のあるソフトウェアの操作システム である。

さらに、従来の特許は、例えば９４０７４、カリフォルニアのサングレゴリオの 人工頭脳学的マイクロシステムによフて製造されたＣＹ５１２ステッパーコント ローラＩＣチップのような、別個のモーター操作のためにロボットの動きを制御 する特定のモーターコントローラの統合回路を使用する必要があった。そして、 可変負荷に適用することができ、しかもロボットシステムの構成部材間の衝突や 不適切な相互作用を防ぐような融通性のあるモーター制御システムが必要である 。

本発明の目的は、前述の必要性を達成することである。

衾班塁叉石 本発明は、従来の手による分析的、化学的および生物学的実験上の試験手順の実 践を自動化すると共に、複数の現存の別個の計器の操作と組合わせる多目的研究 所の作業装置に関する。この多目的研究所の作業装置は、第１のマイクロティツ タプレート（ＭｉｃｒｏＬｉｔ−ｅｒｐａｔｅｓ）の穴または他の流体用レセプ タクル（Ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）から、′第２のマイクロティツタプレートの大 または他の第２の流体用レセプタクルへ流体を制御された状態で分配、吸引およ び移送を行うことのできる複数の可動的相互作用部材を有する。本発明の機械は 、また、試験管、冷凍用ガラスびん、貯蔵器およびその他の滑摺化学物質用コン テナと共に機能する。例えば、マイクロティツタプレート、先端支持プレートお よびトラフのような全ての流体用レセプタクルは、研究所の作業装置のベースに 取付られた可動性支持テーブルに支持される。その可動性支持テーブルはマイク ロティツタプレートを支持し、テーブルの動きはモーター装置により行われ、そ のテーブルは少くとも１本の軸内を往復移動する。

テーブルの上方には、モジュラ−ボッドが懸架され、このボッドは伸長腕の長さ に沿って往復運動をすることができる。この伸長腕は、研究所の作業装置のベー スから立ち上る垂直方向へ伸長するエレベータ−タワーを上下動するように一端 が取付られている。このポットは、支持テーブルの第１の移動軸線に対して垂直 の少くとも第２の軸線の腕に沿って移動することができる。この腕は順次、第１ および第２の方向の両方向に対して垂直の第３の方向へエレベータ−タワーを上 下動される。

ポットは、流体分配装置、吸引装置および移送装置に接続され、作用の能力を与 えるべく流体用導管によって容積ポンプか接続される。ポンプを含む交換自在の 操作部材モジュールは、ボッドに固定さね、可動テーブルの上方に懸垂される。

交換自在の゛モジュールは、マイクロティツタプレートまたは他の流体用レセプ タクルの穴にサンプルを準備するために１〜８あるいはそれ以上のノズルを有す る。交換自在のモジュールは、自由に処理できるピペッタ先端になじむように設 計されている。いくつかの交換自在なモジュールは、また、その使用完了後、自 由に処理できる先端を放出するメカニズムを備えることもできる。その自由に処 理できるピペッタ先端は、摩擦適合を用いることによって、交換自在の操作モジ ュールに封止される。

自動化された分析処理総合施設および作業装置の整合操作は、マイクロプロセッ サの制御装置によって行われる。この多目的研究所の作業装置は、広範囲の種類 のサンプルを準備することができ、連続的希釈、化学的および生物学的試験に使 用できる。多目的研究所用作業装置は、例えば連続的希釈用サンプルの準備のた めにプログラムを組むこともできる。

この多目的研究所の作業装置は、さらに、分光、光度、分析を行うためにモジュ ールに内蔵されたトランスジューサ装置を備えていし、これは透明のマイクロテ ィツタプレートを通り、そこに容れられたサンプルを通って伝達される。サンプ ルによって吸収される光学的放射量は、光学的密度計部材内のトランスジューサ 装置によって探知される。ポンドは、−組のレンズ、回転フィルタ装置およびト ランスジューサを内蔵する交換自在な光学的密度計モジュールに接続される。こ の光学的密度計モジュールは流体移送部材を作動させる同一ブランジャ機構と機 械的に相互作用するように設計され、その結果、流体ディスペンサの流体の分配 を制御する同一ステップモーターは、光学的フィルタの選択を制御するために使 用することができる。光源は、例えば吸引またはフルオロメトリックデータのよ うに広範な種類の光学的実験をも可能とするようにソースフィルタを独立的に選 択しながら、チョッパで変調した光ビームにすることもできる。この情報は、特 殊な変調技術によってマイクロプロセッサへ送られ、これら閉鎖ループシステム の根底を形成し、そこで、マイクロプロセッサへ送られ、プログラム化された情 報は、マイクロプロセッサが、分光、光度、ト・ランスジューサ装置によって行 われる実験上の決定に従って、モーター駆動装置およびボンピング装置を含む研 究所の作業装置の操作を制御することを要求する。

例えば、生物学的試験が行われねばならない場合、研究所の作業装置は、マイク ロティツタプレート上の複数の個々の試験片の光学的密度を測定するようにマイ クロプロセッサによフて指示される。このマイクロプロセッサは、選択された分 光値が決定した後、所望の範囲内の光学的密度を指示するサンプル上でのみ次の テストを行うようにプログラムされている。そのような閉鎖ループシステムはト ランスジューサ装置により与えられ実際の時間的情報を信頼し、そして化学的お よび生物学的実験で必要とされる次の後続段階を自動的に行うようになっている 。

そのマイクロプロセッサと相互作用するのは、使用者が制御する遠隔コンピュー タまたは他の相互作用装置であフて５そわによって種々のメニュー、選択または 制限されたパラメータの答をめる質問が使用者に送られ、その各メニューは特定 の生物学的および化学的分析実験を行うために複数の選択またはインストラクシ ョンを有する。その操作システムおよびソフトウェアは、前もってプログラムさ れた実験段階に従って広範囲の実験技術に適応するように設計されている。研究 所の作業装置の能力に使用者のニーズを合わせるべくインストラクションに焦点 を絞るために”ひな型“プログラムが使用される。使用者は、生物学的または化 学的試験を行うために完全な組のインストラクションを遠隔コンピュータを通し てプログラムすることができる。これらのインストラクションは、実験を行う時 間と方法を包含し、かつまた、多目的研究所の作業装置に、トランスジューサ装 置によりテストされたサンプルの化学的特性を決定させるようにする。そしてト ランスジューサのその前の測定結果に基づいて研究所の作業装置の実験位相を行 うためにそこへ次のインストラクションが与えられる。

自動化された作業装置は、可動操作部材の融通性のある操作を整合するために、 例えばステップモーターのような、　ｒｉ数の周囲装置の制御のためのプログラ ム可能なシステムを有する。この制御システムは、マイクロプロセッサのような コントローラを有し、それはインストラクションをインターフェース部材へ伝達 し、この部材は順次コントローラの理性的なインストラクションをモーターコン トローラおよびモーターに連絡する。それらのインターフェース部材は、モータ ーの方向（時計方向−反時計方向）やステッピング様式（半ステツプまたは全ス テップ）のようなデータをモーターに伝達するためのボートを有する。そのモー ターへの操作上のデータの伝達は、一定のステップの期間、モーターに動力を与 える周波数比ゼネレータと、ステッピングサイクルが完了し、インターフェース 部材がマイクロプロセッサの次のインストラクションを待っているということの 信号をマイクロプロセッサへ出すタンミング装置とによって時間的調整が行わる れようになっている。

また、注文作りの交換可能なモジュール選択機構もあって、これは（流体分配シ ステムにおいて）流体の分配や吸引、先端の取換えや放出、および、リードねじ を駆動する単一スチッピングモーターの操作による、取り外し自在の操作上のモ ジュール部材の交換を行うように作動する。伸長されたリードねじに沿フて動く プランジャ本体は、流体の移送や先端放出を操作するように作られ、また、ボッ ドに対するモジュール部材の接続を制御する。

もｉ）１つの実施例において、他のトランスジューサ装置は、例えば、ｐＨプロ ーブ、温度トランスジューサまたはビデオカメラであってもよい。この方法では 、生物的および化学的実験分析を行なうために完全に統合された多目的研究所の 作業装置について説明する。

区劃ぶ」１１【脱朋 第１図は、本発明の多目的研究所の作業装置の斜視図である。

第２図は、多目的研究所の作業装置の操作用ハードウェアの概略ダイヤグラムで あろう 第３Ａ図は、好ましい実施例の光学的濃度計モジュールを横からみた横断面図で ある。

第３Ｂ図は、第３Ａ図の３Ｂ−３Ｂ線に沿って得た横断面図であって、光学的濃 度計モジュールおよびシステムの上部横断面図である。

第３Ｃ図は、サンプルを貫通する光を示す光学的測定システムの横からみた横断 面図である。

第３Ｄ図は、第３Ｃ図のファイバオブティックスマニフォルドの前部断面図であ る。

第４図は、本発明の光学的濃度計の探知システムの電子回路の詳細な図である。

第５図は、モジュール確認回路の相互接続と作動を示す横断面図である。

第６図は、自動式モジュール取換え、先端放出、流体の吸引および分配機構を示 す概略図である。

第７図は、流体移送モジュールの横断面図であって、単一の流体吸収１分配機構 の作動を示す図である。

第８図は、モジュールチェンジおよび先端放出機構の横断面図であって、流体の 先端放出機構を示す図である。

第９図は、モジュール取換え機構の作動を示す図である。

第１０図は、モジュール変換機構の一部の拡大斜視図である。

第１１Ａ図は、バルク分配システムの概略図である。

第１１Ｂ図は、多数の大充填能力を有するバルク分配モジュールの展開斜視図で ある。

第１１Ｃ図は、第１１Ｂ図のバルク分配モジュールの下方隔室４７４の平面図で ある。

第１２図は、作業装置のコンピュータ操作システムのためのひな型選択プロトコ ールのフローチャートである。

第１３図は、第１４図の各段階で生じる作業装置コンピュータの操作システムの 機能組立プロセスの概略図である。

第１４図は、移送機構の産出を示すブロックダイアグラムである。

第１５Ａ図は、モーター制御システムのハードウェア回路およびコンピュータ構 造の概略図である。

第１５Ｂ図は、モーターランピング周期を表わすグラフであって、その周期が本 発明のモーター制御システムによって実施される時、時間の関数として（ステッ プ数字で測定した）プロットした角速度としてグラフに表示されている。

払裏見■実濃護腟υす壮ｒ虚朋 第１図を参照すれば、本発明の対象をなす多目的分析化学処理総合施設および研 究所用作業装置が示されている。この作業装置は固定ベース１２を有し、このベ ース１２は研究所のワークベンチ（図示せず）の水平頂部に位置するように着座 される。好ましい実施例において、ベース１２は２つの隔室１４．１６を有し、 これらの隔室は一対の滴下容器１８．２０を滑動自在に内蔵する空所を形成する 。この２個の隔室１４．１６は、各々、中心高台部２２に当接する。この中心高 台部２２は、好ましい実施例において、ファイバオブティックイルミネータ２４ を内蔵し、このイルミネータ２４は、マイクロティツタプレート２７が中心高台 部２２を横切って移動するとき、光学信号を光または電磁放射の形で、ベースか ら上向きに、マイクロティツタプレートまたは他のレセプタクル２７へ導く。フ ァイバオブティクス２４は、マイクロティツタプレート２７が中心高台２２を横 切ってテーブル２８により往復移動するとき、そのプレート２７の縦列を一度に 一列だけ照明する。光学フィルタ（図示せず）は、光度測定または分光測定のた めにファイバオブティクス２４から広いまたは狭い帯域の照明源を提供す。

テーブル２８は、マイクロティツタプレート２７や、その他の流体用レセプタク ル、例えばピペット先端トレイ２６およびモジュールホルタ−３０を支持し、ま た、ベースハウジング３４の縦壁３２に沿って前後方向へ移動する。テーブル２ ８の動きはステップモーターにより制御され、そのモーター（図示せず）は、ハ ウジング３４内に内蔵され、スロット３８を通って突出するブラケット３６によ りテーブル２８に接続さ第１る。テーブル２８は、軸線４０に沿う第１の方向へ 往復移動する。テーブル２８は、この好ましい実施例では、その枠組内に複数の 隔室を有するように、特に第１図に示１−ように６つの隔室を有するように造ら れる。図面（第１図）において、２つの隣接する隔室は、４対のモジュールホル ダー３０で占有されている。

モジュール５３は、使用しないとき、一対のモジュールホルダー間に着座される 。該モジュールホルダーは１例えば５２．５３のような交換自在のモジュールを 受け入れるように、独特の形をしている。モジュール５３は、ボッド４２と合致 して適切に一線に並ぶように方向づけらね、一対のモジュールホルダーの■字形 切欠部内に着座される。モジュールホルダー３０の■字形切欠部５１は１例えば ５９．５７のような伸長型固定柱体を受け入れるように円形止め部を形成する。

各モジュール５３において、固定柱体の片方の直径が他方より犬きくなるように 作られている。■字形切欠部５１は、所与の対をなしたホルダー３０の場合、片 方のホルダーの切欠部の片方が、モジュール５３の大径固定柱体を受け入れ、そ のモジュール５３を支持する他方のホルダーが小径柱体５７を受け入れる。この ようにして、テーブル２８上のモジュールの形態の誤差を防止できる。モジュー ルホルダー３０は、弾性材料すなわち有機ポリマー材料で作られる。モジュール ５３がボッド４２の下方への動き（第２図の腕駆動モーター１２６により駆動さ れる）によってその休止位置へ押圧されたとき、そのモジュールの固定柱体は、 そのモジュールに沿う軸線方向へ押圧する対をなしたモジュールホルダー間の休 止位置に係止される。なぜなら、それらのホルダーは、通常、テーブル２８上で 直立に立つように押圧されているからである。ボッド４２が上方へ退却されてモ ジュールをボッド４２から釈放するとき、モジュール５３は、モジュール５３の 縦軸線に沿って内方へ押圧することにより、そのホルダーの通常の直立位置を回 復しようとするその対のモジュールホルダーの圧縮作用によって把持される。

テーブル２８の隔室に直接隣接して、さらに４つの隔室があり、こわらは、多数 の先端式分配および吸引操作のために使用される流体を入れたトラフ、すなわち 、貯蔵器、試験管またはガラスぴんと共に、マイクロティツタトレイ２７または 先端ラック２６を保持することができる。テーブル２８の形は、実験上の分析を 行う際に融通性をもたせるように取り外し自在のトレイを適合させるように、設 計されている。

ボンド機構４２は交換自在のモジュール５２に接続さね、このモジュール５２は プランジャおよびノズルを内蔵し、そわはとベットの先端に固定されたとき、流 体をマイクロティツタプレート２７の１個の穴からもう１つ穴へ移すことができ る。モジュール５２は、使用者が作成したプログラムどおりに、液体を穴から穴 へまたは貯蔵器から穴へ自動的に分配し、吸引する。ボッド４２は垂直方向への 移動腕４４に取り付けられ、この移動腕４４は片持ち梁成に放射方向で外方へ伸 長し、エレベータ−タワー４６に沿って滑動作用するように設計されている。ボ ッド４２は、第２の方向へ走行する腕の縦軸線５０に対して平行な方向へ、腕４ ４の長さ方向へ移動する。ボッド４２はそれと一体化したブラケットプレート４ ３に取り付けられ、そのプレートは滑動カラー４１を有し、このカラー４１は腕 ４４内に着座しているステッピングモーター（図示せず）により駆動されるリー ドねじ４５に沿って８動される。カラー支持装置６３．６４は、安定を保ちかつ 振動を防止するために、平行な一組のレール６７．６８に沿って滑動し、ボンド が腕４４の中心軸線に沿ってのみ往復移動することを確実にする。電線ケーブル コイル４８は、ブリッジ４４とボッド組立体４２とを第３の方向へ移動させるた めに、第３の軸線６０に平行なエレヘータータワー４６に対する腕４４の上下方 向への往復運動に合わせるように設計されている。エレベータ−タワー４６に対 する腕４４の上下動は、腕４４に沿ったバッド４２の前述の固定および移動方法 に似た方法て行われる。この方法では、ボッド４２は、流体をマイクロティツタ プレート２７の少くとも１個の穴からそのプレートのもう１つの穴へあるいはテ ーブル２８内に内蔵されたもう１つのマイクロティツタプレートにある穴へ移す ように正確かつ自動的に位置づけられる。この好ましい実施例において、ステッ プモーターは、一回転につき２００パルスステツプで作動する。エレベータに沿 った動きは、−回のパルスにつき０．００２５インチである。ボッド駆動モータ ー１２４（第２図）によって駆動されるリードねしは、−回のパルスにつき０． ００５インチだけ、ボッドを線型移動させる。

そのテーブルは、−回のパルスにつき０．０１インチの割合で移動する。流体の 三次元方向の移動は、狭い範囲の精度でもって行われる。精密な量測定ピペット 操作はボッドプランジャリードねじ２４２（第７図）によって行われ、これは０ ．３７５インチのピッチを有し、また、ボッドプランジャを一回のパルスにつき ０．００１８フインチだけ線型移動させる。

ボッド４２の下側には、モジュール５２が交換自在に接続されている。図示のよ うに、流体移送モジュール５２は、少くとも１個のノズル５４を有する。ノズル ５４は、第１図に示すように、テーブル２８の先端トレイ２６内に着座するよう になっている。作動時、ボッド４２は、自由に処理できるピペット先端５６の上 方位置へ移動される。ボッド４２がピペッタ先端５６の真上の位置に達すると、 腕４４は、エレベータ−タワー４６に沿って下降され、それによってノズル５４ にスラストをかけ、自由に処理できる先端５６内へノズル５４を伸縮させる。ピ ペッタ先端５６が使用され、オペレータが先端５６を処理したいと思えば、モジ ュール５２のノズル５４に位置するピペッタ先端エジェクタ５８がノズル５４に 沿って下降され、ピペッタ先端５６をノズル５４から取り除く。そのピペッタ先 端５６はテーブル２８の隔室内に着座されたトレイ２６内の一ケ所に集められ、 そこで処理されるピペッタ先端５６の全部は滅菌、再生あるいは処分のために集 められる。また、使用済の先端は、トレイ２６の元の位置に配置することもでき る。前述のモジュール５２は、流体移送モジュールの典型である。しかし、この 説明は、ボッド４２に固定される交換自在なモジュールの一例にすぎない。この 液体移送モジュールは、この好ましい実施例では、少くとも１つのノズルを有す るが、多数の穴をもつマイクロティツタプレートに使用するためには、最高８つ のノズルを備えることができる。

多数の先端ノズルは一般に、９６個（１２Ｘ８）の穴をもつマトリックス形式の マイクロティツタプレート２７のコラムを完全に同時に満たすように十分なノズ ルを有するように形成される。縦一列の８つの全部の穴に対するとベットによる 分配と吸引操作は、単−駆動ブランジャ２４８がポリウムプランジャ２５０を押 圧することによって駆動される（第７図参照）。自由に処分できるピペット先端 ５６は、単一先端放出バーの作用によって多数先端ピペットモジュールに固定さ れ、取り外される。

実験上の分析が行われる時間に、流体の測定を希望する場合は、ボッド４２をモ ジュールホルダー３０上へ移動させ、光学的密度モジュールを回復させる。測定 モジュールおよび光学的探知システムについては、以後、第３Ａ、３Ｂ、３Ｃ， ４図に関連して説明する。このモジュールは、マイクロティツタトレイの各穴を 実験的に測定して、そわらの穴に容れられた被検体を蛍光透視による測定を行う 。この測定情報がＥＩＵ３５へ中継され、ＥＩＵ３５はこの情報を用いて、その 試験開始時、使用者によるコンピュータのプログラミングに従う実験の範囲内で 流体の移送または作業装置の他の操作を変更する。この方法で、その実験の独特 のフィードバック式進行は、その試験の途中で人間が介在する必要なしに行われ る。

また、ｐＨ測定モジュールは、穴に含まれた各被検体のｐＨを測定するためにｐ Ｈプローブを有している。光学的密度測定の場合と同様に、実験の過程で所望の ｐＨ範囲内のサンプルだけの被検体を流体移送させるようにプログラムに組むこ とができる。もう１つのモジュールは、使用者による自動的映像または分析のた めに各穴の像をコンピュータの端末に表示するビデオカメラを有する。また、流 体および被検体または他の活性体を、ビデオの映像データの分析結果として変更 したり作り出したりすることができる。

かくして、光学的な要素やｐＨを含む物理的パラメータの数は測定することがで き、この測定情報は、使用者がさらに調査するためにあるいはその実験の進展を 制御するために、ＥＩＵ３Ｓへ送られる。例えば、使用者は、被検体の穴を２４ にするように作業装置のプログラムを組み、ｐＨ８〜１０の被検体だけを４８時 間後に、もう１つのマイクロティツタプレートへ移すようにすることもできる。

この作業は、単一の先端、多数の先端あるいはバルク分配モジュールを使用して 始めの２４の穴に被検体を分配し、そのモジュールをｐＨメーターモジュールに 変換し、酸度を測定し、モジュールを変え、そして新しい先端でもって流体を新 しい位置へ移送することによって行われる。

所望であれば、同一モジュールに多機能を組み込むこともできる。適切な構造お よび配置によって、そのモジュールは、例えば、一端に単一分配機構を有し、他 端にｐＨプローブ、光学的密度リーダーあるいはビデオカメラを包含するように することもできる。

バルク分配機能の場合、バルク分配方式に形作られた交換自在なモジュール５２ （第１２図）がボッド４２の下方位置に係止されるとき、流体の配管２９２は交 換自在の部材５２と作動的に接続され、その結果、モジュール５２は、ボッド４ ２内に内蔵されたバルク分配システム（第１１Ａ−Ｃ図に示すように）について 後に詳述するように、流体の分配、吸引および移送機能を行う。

動き、流体操作および測定機構の電子制御は、マイクロプロセッサ１００（第２ 図）を有する電子中間ユニット（ＥＩＵ）３５（第１図）によって制御される。

電子中間ユニット３５は研究所の作業装置と遠隔コンピュータ３９との間に介在 するように示されている。この電子中間ユニットは、研究所の作業装置のベース ３４内に組み込んでもよいし、作業装置とコンピュータ３９との間に配置して作 業装置に取り付けてもよい。好ましい実施例では、コンピュータ３９はスマート 端末を有し、この端末はそれ自身、独立設置のコンピュータであって、よく知ら れた高レベルの科学技術的ソフトウェア用語に従ってキーボードを操作すること により使用者により作動させることができるものである。また、マイクロプロセ ッサを包含するＥＩＵ３５は、独立して設置するのが好ましいが、ベースハウジ ングに備え付けることもできる。

作動時、ＥＩＵ３５　（第１図）のマイクロプロセッサ１００（第２図）は、ロ ボット制御式の作業装置の相互作用部材を、マイクロプロセッサの命令どおりに 機能するように駆動させる複数のステップモーターを制御する。好ましい実施例 において、１つのステップモーターはテーブル２８を軸線４０に沿う第１の方向 へ移動させる。もう１つのステップモーターは、ボッド４２を腕４４に沿う軸線 ５０の第の２方向へ移動させる。さらに、第３のステップモーターは腕４４の動 きをエレベータ−タワー４６の長さに沿う軸線６０の第３の方向へ移動させる。

第４のステップモーターは、ボッド４２に包含させる単一先端および多数先端の ピペッタシステムのためにプランジャ本体の押動杆を制御する。この場合、ボン ピング機構が流体を分配および吸引作用により、テーブル２８上の成る位置から 他の位置へ移し、かつまた、先端の放出とモジュールの変換も行う。光学的密度 モジュールに関連して、第４のモーターはフィルタの選択と部材の取換えを制御 する。第５のモーターは、外部の試薬容器からバルク流体を管２９２に沿って、 ボッド４２を通り、実験上の分析を行うさいに使用する交換自在のモジュールの ノズル５４を通って分配するために輪動ポンプを駆動する。

第２図を参照すると、多目的研究所の作業装置の機能を示す操作システムのブロ ック概略ダイアグラムが示されている。マイクロプロセッサ１００は、中央シス テムの制御部材として示されている。

使用者は、遠隔コンピュータ１１０または他の中間装置を使用することによって マイクロプロセッサ１００をプログラム編成する。遠隔コンピュータは二方向通 路１１２によってマイクロプロセッサに接続され、その結果、そのマイクロプロ セッサは計画された実験上の分析の種々の段階をコンピュータの端末に表示する 。使用者は、コンピュータのスクリーンに表示するように自分のプログラムを組 むこともでき、一旦実験が始まれば、そのプログラムの遂行過程で、実際の試験 の状態を表示させることができる。

マイクロプロセッサは、インターフェース１２０（第２図）を経て、例えばテー ブル２２、モジュラ−ボッド４２、腕４４のような相互作用する可動部材の動き を制御する。このシステムのインターフェース１２０は、相互作用部材を移動さ せるモーターと、マイクロプロセッサ１００との間のバッファとして作用する。

（マイクロプロセッサによっ゛て使用させるクロックは、ステップモーターのタ イミングより著しく速い）。相互作用部材の各々は、マイクロプロセッサ１００ によって別々に制御される。テーブル駆動モーター１２２は、テーブル２８（第 １図）の水平移動を制御する。

ポット駆動モーター１２４は、腕４４（第１図）に沿うモジュラ−ボッド４２の 位置を制御することによって、マイクロティツタプレート２７の面を横切る緯度 方向の動きを制御する。腕駆動モーター１２６は、直立エレベータ−タワー４６ に対する上下方向への腕の動きを制御する。これらの駆動モーターの各々は、イ ンターフェース１２０に接続される。マイクロプロセッサは、固定された可動モ ジュールがその軸線の起始点または末端点を横切る時を指示する位置センサー１ ２８（こねは光学的または機械的センサーのいずれでもよい。）を使用すること によって基準情報を受け入れる。

この方法で、マイクロプロセッサ１００は、可動モジュールの位置を軌跡づけ、 テーブル２８によって支持されたトレイ上の穴または他のレセプタクルに対して 可動ノズル５４またはモジュールセンサーを正確に位置づける。

流体の移送は、ボッドモーター１３０によって制御される。このボッドモーター １３０はマイクロプロセッサに接続される。流体移送駆動装置は、バルク試薬用 ポンプ１３４のためのモーターと共に、ボンドモーターにより駆動されるディス プレースメントボンブ１３２を制御する。そのボンドモーターにより駆動される ディスプレースメントボンブ１３２は、流体をマイクロティツタの１つの穴から 次の穴へ移送するのを制御するのと同様に、とベット操作および希釈操作の目的 で、少量の液体の吸引および分配を制御する。バルク試薬用ポンプ１３４のため のモーターは、後述する第１１Ａ−Ｃ図のバルク分配モジュールが選択されると き、流体を外部のバルク試薬貯蔵器からマイクロティツタプレートのレセプタク ル穴のマトリックスへ分配する作用を制御する。また、テーブル２８の隔室の１ つの中に配置された流体受容トラフから流体を吸引する多数の先端モジュールを 使用することによって分配を迅速に行うこともできる。

トランスジューサ／ディテクタ１４０は、マイクロプロセッサ１００に両方向性 に接続され、実際の時間的、物理的特徴をもつデータおよび情報をマイクロプロ セッサへ送る。マイクロプロセッサ１００は、順次、閉鎖ループシステムに従い 、トランスジューサ／ディテクタ１４０の物理的特徴のある読みに従って、イン ターフェース１２０と流体移送駆動装置１３０の制御をし直す。さらに、マイク ロプロセッサ１００は、例えば第４Ａ図の光学的密度計モジュールのように、ト ランスジューサ／ディテクタ１４０に命令して、データが実験上所望の波長で集 まるように、複数の光学的フィルタの１つを選択させる。さらに、そのマイクロ プロセッサは、そのプログラムに組まれた命令によって支配される前述の割合て 光学的発光または蛍光を読みとるようにトランスジューサ／ディテクタに命令す る。この多目的研究所の作業装置は、従って、トランスジューサ／ディテクタ１ ４０とマイクロプロセッサ１００との間で両方向への性質をもつ相互連絡を行う ように設計されている。

前述のように、この多目的研究所の作業装置は、種々の機能を果すために取り外 し自在でしかも多様性のある交換自在のモジュール５２を備えている。例えば、 単一先端用ノズル接続モジュールはボッド４２に挿入されるか、または、光学的 密度計が測定機能を行うためにホルダー３０から選択される。光学的モジュール から単一ノズルを区別するために、マイクロプロセッサ１００は、モジュール確 認システムを必要とする。各モジュール５２は、情報通路１３８に沿ってそのモ ジュール５２によりマイクロプロセッサ１００へ送られるマイクロプロセッサの 読み取り可能なコード（非変動性受動装置により保管される。）でもって受動的 にコード化される。このモジュールの確認通路１３８は、マイクロプロセッサ１ ００へのフィードバックを行い、オペレータが出す命令に対応するモジュールを そのマイクロプロセッサが選択的に使用することを確認する。例えば、オペレー タがマイクロティツタプレートからの液体を吸引したい場合、そのマイクロプロ セッサはそれがトランスジューサ探知モジュール以外の流体モジュールを使用し ていることを確認しなければならない。また、命令がマイクロティツタプレート の８つの穴の液体を一度に分配することを要求である場合、ｍ−ヘッド流体ノズ ルモジュールの代わりに、多数チャンネルノズルモジュールを使用しなければな らない。確認（１，Ｄ、）フィードバック通路１３８も、また例えば、ｐＨを測 定するモジュールを使う場合と、光学的密度計を使う場合とを区別するために使 用される。モジュール確認回路の詳細な操作については、第６図の説明に関連し てこの明細書で後述する。

第３Ａ図にもどると、光学的密度計は外部ケーシング１５０を有し、このケーシ ングは外部の光が入射しないようにシールされた内部隔室１５２を囲む。隔室１ ５２は、マイクロティツタプレートから生じた光学的情報を適切に処理するため に暗い環境を規定する。

この光学的密度計モジュールは、ピン１５４によってボッド４２（第１図）に固 定される。駆動プランジャ２４８（第９図）が二方向矢印１５８で示す方向へ光 学的フィルタプランジャ１５６を往復駆動させるとき、プランジャ機構はボット ４２内のポンドモーター１３０によって駆動される。プランジャ１５６が光学的 密度モジュールの底側へ向って移動するとき、ラックおよびピニオン機構が作動 されて、光学的フィルタホイール１６０を回転させる。このラックおよびピニオ ン機構は、駆動プランジャ２４８の完全行程がホイール１６０を２７０度回転さ せるように、仕組まれている。

ボッド４２（図示せず）内を伸縮し、プランジャ１５６と接触する、機械的ステ ップモーターで駆動されるプランジャ２４８は、流体モジュール５２を駆動させ るのと同じプランジャである。フィルタホイール１６０をその通常の位置から１ 回９０度で３段階増加させるように駆動させることによって、４つのフィルタの どれか１つが光路に置かれる。プランジャ２４８が後退するとき、ばね機構１６ ３は通常、ラック１６４を上方へ押し上げ、フィルタホイール１６０を時計方向 へ回転させる。光学的フィルタホイール１６０の好ましい実施例には４つの異な る光学的フィルタが着座され、こわらのフィルタは特殊な生物検定実験を行うた めに種々の狭い光学的帯域を選択するために使用される。光学的フィルタ１６８ の各々は、ハウジング１７２の底部に見られる光探知器によって探知されるよう に異なる波長を出す。

第３Ｂ図を参照すると、光は始めに光学フィルタ１６８を通過し、それから光探 知装置１７０に達する。フィルタホイール１６０は、プランジャ１５６がラック およびピニオン機構１６４を中心軸１６６に対して接線方向へ移動するごとに、 回転する。この方法で、ラックおよびピニオン機構は、光学的密度の読みに使用 するために選択する複数のフィルタを備える。

第３Ａ、３Ｂ図を参照すれば、光源１７４と、選択的変調用チョッパホイール１ ７６と、ファイバオプティックスコンジット２４とが中心高台２２とハウジング ３４との中に内蔵される。図示の目的のために、単一の光学繊維２４が示されて いるが、好ましい実施例においては、マイクロティツタプレートにある一列の８ つの穴の各穴の下に光源を提供するように、少くとも８つの光学繊維束が一連を なして配置され、中心高台２２の中心の下を平行に走行する。フィルタホイール １７５は、白色光以外の色を必要とする測定を行うために、光源で帯域を選択さ れた光学的波長の選択を可能にする。また、フィルタホイール１７５は、光を必 要としないような時間中、光の通過を妨げるために不透明窓をつけることもでき る。（光は、非加勢式クールランプに関連した”ウオームアツプ”時間をなくず ために、通常の操作中、”オン”でなければならない） 好ましい実施例における光源は、モデルＮｏ、ＥＰＴとしてシルバニア・カンパ ニーで製造された４２ワツトのタングステン・ハロゲン投光ランプ（４２ワツト 、１０．８ボルトのランプ）である。

この光源は、ランプ取付面から１．５インチのところに直径０．５インチのスポ ットを与える作りつけの、後方への反射装置を有する。ファイバオプティック束 の分岐部２４の各々は、それらのファイバの部端１７９で光を受け入れるので、 チョッパ１７６の回転羽根が必要な照明部分を容易にカバーするようになってい る。マイクロティツタプレートの１つの穴１７８を照明するファイバオプティッ クスの各分岐束の直径は、約１ｍｍである。この好ましい実施例において光チョ ッパ１７６は、９０度継ぎれた４つの黒色羽根を有する回転ディスクを使用して 作られている。このチョッパは、６ボルト直流モーターによって、好ましくは、 毎分約８０００回転数（５３３Ｈ２）で駆動される。ファイバオプティックスは 、マイクロティツタプレートの穴１７８の透明な下側を照明する。

ファイバオプティックスによる照明システムの詳細は、第３Ｃ図に示されている 。光は、レンズ１８３を通って焦点を結び、さらにマイクロティツタプレートの 穴１７８のベースへ再び焦点を結ばせるように、ファイバオプティックス束の分 岐部２４の端部から光学的孔１８１を通って外方へ伝達される。その光はそれか ら、凹面１８５を形成する被検流体を通って伝達される。その被検流体の凹面１ ８５は、負の方向に焦点を結んだ凸レンズとして作用し、光が凹面１８５から孔 １８４を通って通過するとき、出ていく光を分散させる。ファイバオブティック スマニフォルト部分１８７ａ（ｉＢＤ図のマニフォルド１８７の）内のファイバ オプティックス束２４から一定距離のところにレンズ１８３を取り付けることに より、細い光線が凹面１８５から出て孔１８４を通って伝達される。

この方法でファイバオプティックス束２４により伝達された光全体は、フォトセ ンサー１７０の表面に達するので、フォトセンサー１７０をキャリプレートし直 す必要は全くない。

第３Ｄ図は、複数のファイバオプティックス分岐束２４と、マニフォルド１８７ 内に取り付けられたレンズ１８３とを示す。

ファイバオプティックス２４を通り、マイクロティツタの穴１７８を通って伝達 された光線は、光学的密度計（第３Ｂ図）の凸レンズ１８０へ上向きに導かれる 。レンズ１８０はレンズ保持管１６２に内に包含され、凸面レンズ１８０からの 光は孔プレート１８４の中心孔１８２に焦点を結ぶ。この光は、その後、再び焦 点を結び、レンズ１８６によって平行にされる。その光は、その後、光学的密度 計の部屋１５２に達し、三角プリズム１８８のアルミニウムで処理した側に達す る。なお、第３Ｃ図に示すように、１個のレンズ１８６でプリズム１８８に光の 焦点を結ばせてもよい。プリズム１８８は、レンズ１８６から受入れた光を電気 光学的センサー１７０の表面へ反射する。光学繊維束の分岐部からの光は、輝く 光の細い線束を光学的センサー１７０の表面に与える。光線束の横断面積は、セ ンサー１７０の直径よりずっと小さい。この方法では、マイクロティツタの六１ ７８を通過した全ての光は、たとえ光線が流体１８５の凹面によって僅かに偏向 されたとしても、センサー１７０に反射される。センサー１７０が受入れた情報 は、ハウジング１７２内に包含された電子回路により処理され、分析される。

チョッパ１７６の使用は、使用者の選択により任意である。

チョッパ１７６の目的は”同期的探知”の方法を提供することであリ、この場合 、マイクロティツタプレートを通過する背面の交流蛍光性光線あるいは直流の周 囲光とは異なる変調された信号が提供される。さらに、チョッパ１７６によって 与えられる変調は、光学的センサー１７０に受入れられる信号を処理する電子回 路に特有のホワイトノイズをなくすためにも使用できる。最後に、チョッパ１７ ６は、それが”ロックイン”増幅器を使用した同期探知の従来の技術においてよ く知られているように、マイクロティツタの穴１７８を通って光学繊維２４によ って与えられる光信号情報から雑音を除くことにより、信号と騒音の割合を改善 するように働く。

第４図を参照すれば、第３Ａ、３Ｂ図の光学的密度計の光学的センサー１７０は 、光に応答して信号増幅器１９０へ入力する信号を発生する。この増幅器１９０ は、光学的センサー１７０により増幅器１９０へ送られる弱い入力のピーク・ピ ークに対応するより高レベルの信号を出力に発生する。（信号増幅器１９０と共 に、光学的センサー１７０、この好ましい実施例ではフォトダイオードは、日本 のハマナツ電子会社から部品Ｎｏ、５１４０６−０４の統合パッケージとして入 手できる。パッケージとされた演算増幅器は、光学的センサーの出力信号のプリ アンプとして作用する。）。増幅器１９０の出力信号は、その後、ローパスフィ ルタ１９２へ送られ、このローパスフィルタは、好ましい実施例では、”■”字 形、すなわちブリッジ形ＲＣローパスフィルタである。このローパスフィルター １９２を通過した信号は、この好ましい実施例ては、１．０ＯＯＨｚのカットオ フ周波数を有する。この信号は、その後、計装増幅器１９４へ送られ、その増幅 器１９４は増幅器１９０によってその出力部の送られた信号に比例する信号をそ の出力部に発生する。増幅器１９４の出力は、一般に、直流信号である。（計装 増幅器の好ましい実施例は、アリシナ州、タクソン化にあるバールブラウン社製 のモデルＩ　ＮＡ　Ｉ　ＯＩ　ＡＮ計装増幅器である）。この増幅器は、外部に 備えられたゲイン制御部を有し、これは、本発明の好ましい実施例では、複数の フィードバック抵抗器１９６として示されている。計装増幅器１９６のゲインは 、第３Ａ、３Ｂ図に示すように、使用者により選択される特定の光学フィルタの 基づいて調整する必要がある。単一の光学センサー１７０は選択された光学フィ ルタのいずれか１つを通って抽出された光を探知するために使用され、その結果 センサー１７０の信号出力は使用する光学フィルタ次第で変化する。従って、光 学センサー１７０の完全なダイナミックな範囲かマイクロティツタの穴のサンプ ルを通過した光からの光学的情報を探知するさいに利用されるように、増幅器１ ９６のゲインを調整する必要がある。

計装増幅器１９４のゲインを制御するために、好ましい実施例では、電子中間ユ ニット３５（第１図）のマイクロプロセッサに、使用者が選択した特定の光学的 フィルタに対応するゲインを選択させることができる。かくして、４つの異なる 光学的フィルタが第３Ａ、３Ｂ図に示すように備えられている場合、４つの抵抗 器１９６の１つが選択さ九、特定の単色に濾波された光情報から光学的情報を処 理する信号を適合させるために特に計装増幅器のゲインを調整しなければならな い。この好ましい実施例において、計装増幅器１９４のゲインを調整するために ４つの抵抗器の１つを選択するために、テキサスインスツルメント社のモデル５ Ｎ７４１５６Ｎ″２〜４”デコーダが使用される。デコーダ１９８と抵抗器１９ ６との間には、複数の機械的リードスイッチ１９９が介在されており、これらの スイッチ１９９は計装増幅器１９４のために所望のゲイン用抵抗器１９６を適切 に選択するさい、デコーダ１９８の出力に役立つように低インピーダンスを有す る。部材１９９内に含まれるリードスイッチの１つを閉成するデコーダ１９８で 複数の抵抗器１９６の１つを選択することにより、計装増幅器１９４の複数のゲ インの１つが選択され、これにより計装増幅器１９４へ入力する弱い信号は、Ｖ ／Ｆ　（電圧−周波数）コンバータ２０２を駆動するように、スイッチ２００で 等しい出力強度になる。計装増幅器１９４の出力信号は、その後単極、ダブルス ロースイッチ２００へ送られる。スイッチ２００が計装増幅器１９４を端子Ａに 接続するように閉じられると、その出力信号は直接、Ｖ／Ｆコンバータ２０２へ 送られる。また、第３Ａ、３Ｂ図に示されるようにチョッパ１７６が光源に配置 されるとき、計装増幅器１９４の出力端子は、さらに処理するために、同期検出 回路２０４の入力用の接触点Ｂに接続される。また、同期検出回路２０４には、 また、チョッパの回転周波数を監視する基準信号（Ｖｒｅｆ）が光チョッパ１７ ６から入力される。同期検出回路２０４は、従来のロックイン増幅器技術に従っ て、作動する。ロックイン増幅器は、低レベルの信号を測定するために広く使用 される。チョッパからのこの制御基準電圧と、光学的センサーからの増幅器信号 とは、同期検出回路２０４内でヘテロダイン化され、変調されて、回路２０４内 に配置されたローパスフィルタ（図示せず）に通される。同期検出回路２０４の 出力は、電圧−周波数コンバータ２０２へ入力される完全に整流された同期検出 信号である。

好ましい実施例における電圧−周波数コンバータ２０２は、アリシナ州、タクソ ンにあるバールブラウン社製のモデルＮｏ、ＶＦＣｌｏｏＡＧである。この好ま しい実施例において、電圧−周波数コンバータ２０２は、２．５ＭＨｚの周波数 で作動する発振器により制御されるクリスタルである。２．５ＭＨｚの周波数の 信号は、スイッチ２００へ送られるアナログ信号の選択に依存する、探知回路２ ０４または計装増幅器１９４からのアナログ出力信号により周波数変調される。

電圧−周波数コンバータの出力信号は、０．２５〜１．２ＭＨｚの信号であり、 また、信号範囲の判断のために、電子中間ユニットのマイクロプロセッサ１００ （第２図）へ移送される。電圧−周波数コンバータ２０２は、アナログ光学的密 度情報信号を、電子中間ユニット３５のマイクロプロセッサ１００により判断可 能な変調されたキャリア信号に変換する。このように、周波数弁別器を使用する ことによって、スパイクあるいはその他の干渉を生じさせることなく、非常に敏 感で広範囲の、雑音のない光検出システムが提供される。チョッパ１７６（第３ Ｂ図）を使用しない場合、計装増幅器１９４からの出力信号は、電圧−周波数変 換器へ直接送られ、そこで電子中間ユニットのマイクロプロセッサによる判断の ために、変調されたキャリア信号に変換される。従来の電圧−周波数コンバータ は、固定された外部クロックに従って作動するのではなく、真の周波数変調され たキャリア信号を有する。

この方法では、９６の穴を有するマイクロティツタプレート２７は、９６のマイ クロティツタの穴の各々に対してマイクロプロセッサへ迅速な光学的密度情報を 与えるように読みとられる。

第５図を参照すると、確認回路装置が示されている。マイクロプロセッサは、特 定のモジュール５２を確認し、区別する能力を有し、その結果マイクロプロセッ サは適切なモジュールが選択されていることを感知する。好ましい実施例の第１ 図において、各交換自在のモジュール５２は特定のモジュールホルダー３０に保 管される。この保管位置情報は、順次、マイクロプロセッサで索引を付けられ、 その結果、テーブル２８と、並進運動型ボッド４２とが特定のホルダー３０位置 の上にボッドを位置するように動かされるとき、マイクロプロセッサは、それが モジュールと接触した後、オペレータが選択した適切な交換自在なモジュールと 接触することを確実にする。このシステムは、第５図に示すように備えられた電 子モジュール確認装置による確認を必要とする。

この好ましい実施例において、モトローラ社製のモデルＮｏ、ＭＣ３４５６とし て知られている二重タイミング回路のような単一の一体化回路が２１０および２ １２で示すように、ボッド４２のハウジング内にまたはＥＩＵ３５内に包含され る。好ましい実施例では、二重タイミング回路のハート部は、２１０および２１ ２で示すようなセット”Ｓ”入力を通して外部の同期化したクロック制御を受け るＲＳリセットフリップフロツブタインミング回路である。このタイマ回路の出 力は、パルス幅を変調した信号であり、パルス幅変調された各信号は、回路２１ ０，２１２の出力部ζに伝えられる。パルス幅変調された信号の幅は、タインミ ング回路２１０．２１２のそわぞれのリセット入力”Ｒ”に示される外部のＲＣ 回路２１３，２１５の時間定数により制御される。好ましい実施例では、各モジ ュール５２内には２つの別の抵抗器（ＲＡ　）２０８、（ＲＢ）２０９が配置さ れている。この実施例では、キャパシタ２０６，２０７は、それぞれ、ピン２１ ４，２１４°がプラグ２１６，２１６’　と接続されているとき、２つのＲＣネ ットワーク２．１３，２１５を形成するように、抵抗器２０８．２０９に結合さ れ、ピン２１９をプラグ２２１に接続することによってその回路網に電力が与え られる。好ましい実施例において、ネットワークの抵抗が変化して各モジュール を確認するときにも、ＲＣネットワークのキャパシタンスは一定した状態のまま である。ＲＣネットワークの時間定数を変化させると、各タイマ２１０，２１２ からの、パルス幅（Ｐ、ｗ、）を変調した信号出力も変化する。複数の確認用抵 抗器および抵抗を二重タイマのＲＣ回路と関連して使用することができることは 、一般に理解されている。交換自在のモジュール５２はボッド４２の下側へプラ グで接続され、導電ビン２１４は雌型のビン受は接触子２１６に挿入され、その 結果各二重タイマに対する外部のＲＣ時間定数はモジュール５２内の抵抗器２０ ８゜２０９により設定された抵抗定格に従って調整される。抵抗器２０８．２０ ９の各々は、キャパシタと結合されて、次の分析のために電子中間ユニッ）・の マイクロプロセッサへ送られる出力信号のパルス幅を制御し、決定する。

この方法において、２木のピン２１４，２１４′による情報チャンネルは、多数 の、異なるモジュールまたは機器を見分けるために使用される。この好ましい実 施例では、抵抗器２０８，２０９は４つの抵抗の１つであり、各抵抗は例えば１ ０，１００．１０００オーム定格のように１０進法の定格によって分離されてい る。この実施例の場合、各二重タイマ回路２１０，２１２は、４つの異なる抵抗 器２０８，２０９によって生じる４つの異なる信号間で選択することができる。

この方法では、組合わせＣの数は公式Ｃ＝２ｎで計算されるので、１６の異なる モジュールの１つが選ばれる。その場合、”ｎ”は抵抗の定格の選択の数、すな わち４である。この場合、２本の情報ビンは２４を意味し、すなわち１６となる 。また、閾値トリガ信号を出力すように、抵抗器２０８，２０９を、それぞれ、 電圧コンパレータすなわちホイートストーンブリッジ回路に接続することもでき る。

要するに、独特ではあるが簡単で受動的で非一定性のモジュール確認回路は、電 子中間ユニット３５とマイクロプロセッサ１００に、ボット４２に接続されたモ ジュールが化学分析のこのセグメントにおいて使用するためにオペレータが選択 したものであるということを区別させ、かつ、立証させることを可能にする。こ の確認回路は、例えばタイマ２１０，２１２のような一組のデジタル出力部材を 有し、これらはマイクロプロセッサ１００が読みとれることのできる信号を発生 する。これらのデジタル信号の期間すなわちコーディングは、前記タイマのため に時間定数をセットする外部ＲＣネットワークを構成するキャパシタおよび抵抗 器のような受動部材によって制御される。本発明のモジュール確認回路に関して 独特なものは、モジュールを確認するために必要な”インテリジェンス”すなわ ち情報がメモリ回路に記憶される必要がなく、それは複数の受動部材のうちの１ つの部材の定数特性の１つの機能であるということである。

流体の吸引および分配を行うために必要な機械的操作を制御するための、付加的 モーターおよびメカニズムが第６〜８図に示されている。ピペット先端５６が取 付けられ、適所に位置するとき、流体が吸引さね、この流体は先端５６の中にあ って、ノズル５４により汚染されることはない。この同じモーター２４１は、ま た、ピペット先端を放出し、新しいピペット先端を取付けるメカニズムの一部と して作動する。この同じモーターは、モジュールをピックアップし、放出するこ とによってモジュール交換システムを駆動させる。

ボッドモーター１３０（第２図）は３つの機能を有する。第１に、容積ポンプ１ ３２を駆動させる。（第３Ａ、３Ｂ図のような光学的モジュールでは、ボッドモ ーター１３０は、光学的密度フィルタを選択するプランジャを駆動させる。）第 ２に、先端の放出を行う。

第３に、このモーターはモジュールの交換し、取り換える。

第６〜１０図には、液体分配、先端の放出およびモジュール放出メカニズムの詳 細が示されている。

第６図には、自動式流体ピボットモジュールおよび先端取換え機構の概略図が示 されている。前記モジュールおよび先端放出機構の操作の背後にある中心となる 考えは、ボッドを位置づけ、ピペット作用によりサンプルおよび試薬を操作する ためにすでに必要とされた機械的駆動装置だけを利用したモジュール変換システ ムを工夫することである。作動および構造上、ステップそ一ターにより電気的に 駆動することが好ましい線型駆動装置２３１は、線型部材２３４にかけられるを ばね２３３に加えたり、解除したりし・ながら部材２３２をＴ一方向かＴ”方向 へ（往復動的に）駆動させる。部材２３４は、部材２３４の先端がストッパ２３ ５に当接するまで、作用した力に応答して距離Ａだけ移動する。ストッパ２３５ に一旦当接しても、ばね２３３が距ｔＩｉＢだけ移動するまで、ばね２３３を圧 縮させるＴ中方向への力をさらに作用させることができる。

作動時、本発明において行われるように、プランジャ型ピペットにより容積測定 および分配を行うために、距離Ａだけ移動する。次の移動範囲Ｂは、例えば、ピ ペット先端の放出、モジュール取換えのためのラッチ係止および係脱あるいはそ の他の所望の二次操作のごとき補助操作のために利用される。

ボッド４２が休止モジュール５３の上に配置され、そのボッド４２を固定した腕 ４４がこのモジュールをピックアップするために下降するとき、係止機構がモジ ュールをボッド４２上の適所に係止する。ボッド４２は５２のような交換自在な モジュールをリードねじ２４２（第７図参照）の作用によって適所に係止する。

ボッド４２がモジュール５２を釈放し、解除した後、ボンドはモジュール５２を 一対のモジュールホルダー３０間の休止位置に置く。その後、ボッドはモジュー ル５３の上方位置へ移動され、モジュール５３上へ降される。ボッド４２は、整 列ビン２７０．２７０°　（第１０図）によりモジュール５３と一線に整列され る。ボッド４２がモジュール５３と接続するとき、リートねじ２４２（第７図） によって駆動される係止機構はモジュール５３をボッド４２に固定する。ボッド とモジュールとの組立体が上昇されるとき、モジュール５３を支持していた一対 のモジュールホルダー３０の上葉部分は、モジュール５３がホルタ−の葉片部分 間に最初に配置されたとき、外方へ広げられた後、その最初の直立位置へ戻る。

第７図は、単一の先端液体分配モジュールに連結されたボッド組立体の断面図で ある。ボット枠２４０はボッドプランジャのリードねじ２４２を駆動するデジタ ル式にプログラム可能なステップモーター２４１を支持する。ナツト２４４は本 件２５８に固定さね、ねじ２４２がナツト２４４内で回転されるとき、プランジ ャ本体２５８は、ねじ２４２の縦軸線に沿って上下動される。プランジャ本体２ ５８の内部では、主圧縮ばね２４６が通常では駆動プランジャ２４８をプランジ ャ本体２５８の中心空所の底部へ向って押圧する。

駆動プランジャ２４８は、順次、ポリウムプランジャ２５０の頂部を押圧する。

ポリウムプランジャ２５０は、通常、ばねで押圧さねており、ポリウムプランジ ャ２５０は駆動プランジャ２４８に押圧されている。プランジャのはね２５２（ ばね２４６より弱い必要がある。）は、座金２５６に応力をかけ、０リング２５ ４を適所に保持させる。プランジャ２５０が容積シリンダ２５９と共に上下方向 へ往復するとき、ノズル５４は、取外し自在のピペット先端５６と共に、そのピ ペット先端５６の量より多くない測定した液体量を吸引または分配する。この方 法で、第７図に示すボッドおよびモジュールの組立体は、単一の先端ピペットに よる流体の分配を行う。

オペレータがピペット先端５６を自動的に放出したい場合、ボンド組立体と交換 自在のモジュールとは、リードねじ２４２の作用に基づいて先端の取外しく第８ 図参照）を行う。先端を使用しているとき、先端放出カラー２６８は取外し可能 な先端を受入れる確実な座部となる。この方法で、とベット５６の先端はノズル ５４に沿って均等な距離だけ着座されている。ピペット５６の長さを制御するこ とによって、先端はマイクロティツタ穴の上方またはその中に正確に配置される 。

第８図は、ピペット先端放出機構の作動と構造を示す。前述したように、リード ねじ２４２がプランジャ本体２５８へ侵入すると、ポリウムプランジャ２５０は 管状ノズル５４内へ下降される。一旦プランジャ２５０がばね２５２の圧縮によ って決定される最大下降位置に達すると、プランジャ本体２５８がさらに下降す れば、ばね２４６が圧縮され、先端放出杆２６０が先端放出プランジャ２６２と 係合して先端放出ばね２６４を圧縮させ、水平連動部材２６６を垂直方向へ下向 きに移動させる。水平連動部材２６６の動きにより、先端放出カラー２６８がと ベット先端５６のベースに対して押し下げられ、先端５６がノズル５４から取り 外される。このようにして、先端の放出が行ねねる。この先端の放出は、ポリウ ムプランジャ２５０の往復動運動よって流体を吸引および分配するために使用さ れる同じ駆動モーターおよびねじ２４２によっても行いうろことも付言しておく 。

第９．１０図は、モジュール取換え機構の構造と作動を示す。

第１０図を参照すれば、（第９図のモジュール係止機構の拡大図）モジュール整 列ビン２７０，２７０°はボッドの枠２４０のチャンネル内へ突入し、その結果 モジュール２７２はボッドと適切に一線に整列される。モジュール係止ビン２７ ６．２７６′　（第１０図）は水平方向へ滑動するモジュール係止バー２８０と 一体化されており、これらのビンがモジュール２７２のチャンネル２７５゜２７ ５°内に存在するとき、−線に整列されたモジュール２７２は第７図に示すよう に係止される。モジュール放出支持体２７８は、係止バー２８０に対して内向き に伸長するビン（別個には示さない）のまわりに取り付けられる。プランジャ本 体２５８が往復動状に押下げられるとき、その本体のチャンネル２７７は支持体 ２７８に対して滑動する（第７．８，９．１０図参照）。チャンネル２７７の口 部２７９（第１０図）は支持体２７８を受け入れ、その結果、チャンネル２７７ が支持体２７８に乗せられているとき、モジュールはボッドに係止される。チャ ンネル２７７が支持体２７８の上へ持ち上げられると、モジュールはボッドから 釈放される。係止バー２８０に取り付けられた係止ビン２７６．２７６°は、チ ャンネル２７５，２７５’内に位置し、第１０図の矢印２８２で示すように往復 動のさい、チャンネル内のビン２７６．２７６°の動きによってモジュール２７ ２を係止または釈放する。バー２８０が右へ滑動すると、モジュール本体２７２ の係止が外れ、バー２８０が左へ滑動すると、モジュール本体２７２が係止され る。流体の分配、先端の放出およびモジュール係止機構は、流体移送操作の他に 、様々のモジュールの自動操作および取付けに使用できることにも注目すべきで ある。

第９図は、また、光学的モジュール１５０の作動を示す。前述したように、分析 されるべきサンプル穴からの光は、レンズ保持管１６２内に固定されたレンズ１ ８０，１８６を通ってモジュール１５０に入射する。種々異なる光学的フィルタ を選択する必要があれば、光学的フィルタホイール１６０が駆動プランジャ２４ ８の作用によって自動的に回転される。かくして、リードねじ２４２およびナツ ト２４４と共に、駆動プランジャ２４８は、第７図のポリウムプランジャ２５０ を往復移動させる同じ垂直方向の動きによって光学的フィルタホイール１６０を 作動させる。（フィルタホイール１６０は、前述したように、ラックおよびビニ オン駆動装置により、ラックプランジャ１５６に接続される。）光学的モジュー ルの場合のモジュールの放出は、第１Ｏ図の流体モジュールの放出と同じである 。光学的モジュールの場合には、先端の放出は必要でないので、先端放出杆２６ ０が光学的モジュール１５０（第９図）の空所（第１０図）へ侵入する。

！！ｌＡ図を参照すれば、バルク分配および吸引機構が示されている。二組の可 撓管２９０，２９２は、ボッド４２（第１１Ｂ図）に配置されたノズルを通って バルク分配モジュール２９４に連結されている。流体を一度に一列分だけバルク 状態で分配するために、流体は、バルク分配ポンプ３００（第１１Ａ図）により 、バルク貯蔵器２９８から配管２９６を通って吸引される。このポンプで吸引さ れた流体は、配管２９２を通り、ボッドの下側に着座されたバルり分配モジュー ル２９４へ送られる。（この配管２９２とポンプ３００の例か第１図に示されて いる。）一度に一列のマイクロティツタ穴から吸引してきれいに流体を除去する ために、外部の真空源３０２は、廃液をバルク分配モジュールを通り、配管２９ ０に沿ってピンチ弁３０４へ吸い上げる。ピンチ弁３０４が開いているとき、流 体は、フラスコ３０６に作用する配管３１０を通る外部の真空源３０２の作用に よって、管３０８に沿って真空フラスコ３０６へ引きこまわる。フラスコ３０６ が廃液で満たされると、それは都合のよい方法で処分される。ボッドおよびモジ ュール２９４の作用を自動的に制御することによって、完全なマイクロティツタ プレートを短時間のうちに洗浄してきれいにするように、その作業装置のプログ ラムを組むことができる。このバルク分配および吸引システムは、典型的には、 試験に使用するとき必要とされるように、バルク分配モジュール２９４の”下準 備”をするために使用される。

第１１Ｂ図を参照すれば、多数穴を有するバルク分配モジュール２９４の斜視図 は、ボンド駆動プランジャ２４８を受け入れるために中空円筒形レセプタクル４ ７２を有する上部隔室４７０を示す。駆動プランジャ２４８がバルク分配モジュ ールの上部隔室４７０の本体へ伸長するので、ボンド圧縮ばね（第８図の２４６ ）はプランジャ２４８をレセプタクル４７２の底部へ押し下げる。このバルク分 配モジュールは、第９，１０図に示すモジュール取換え機構と同じ方法で適所に 係止されるが、このバルク分配モジュールは、ボッド圧縮ばね２４６が伸長して 支持体２７８を釈放するときに釈放さね、単一または多数先端型とベット支持用 ノズルモジュールとは異なり、バルクモジュールそれ自体、内部ばねを有しない 。

バルク分配モジュール２９４の下部隔室４７４は、下方へ伸長する少くとも一対 のニードル４７６を有し、片方の長いニードルは各穴から、液体を吸引するため のものであり、短いニードルは液体を分配するためのものである。このモジュー ルは１つの穴に刻して作用するように一対だけのニードル４７６を有するように 作ることもでき、また第１１Ｂ図に示すように、多数（８つ）の穴に作用するよ うに形成することもできる。

５ｚｃ図は、バルク分配モジュール２９４の内側下方隔室４７４の平面図を示す 。隔壁４７８は、衛生状態を保つ目的で、吸引ニードルを分配ニードルから分離 している。取外し自在な隔室４７４を有することによって、バルク分配モジュー ル２９４は手入れや清掃が容易となる。流体は、導管４７３のところで上部隔室 ４７０を通って移送されて、ニードル４７６を通って分配するために隔室４７４ により分離された下部隔室の片方を満たす。この流体は、残りの導管４７５を通 って、隔壁４７４により隔離された他方の下部隔室部分から吸引される。導管４ ７３，４７５は、その頂端部に、可撓管２９０，２９２をバルク分配モジュール ２９４に接続させるノズル４７７をシールし、かつそれを受け入れる０リングま たは他の適切なシールを有する。

自動化された多目的分析化学処理総合設備および研究所作業装置のためのコンピ ユータ化された操作システムは、この好ましい実施例では、ＥＩＵ３５とコンピ ュータ３９との間に存在する。この操作システムは、作業装置の全ての操作を制 御し、そして第１図に示すような作業装置の操作、動き、測定機能（後述するよ うに）を導くプログラム可能なインストラクションを順序だてて指示することに より、生物学的実験や化学分析を行うように組織されている。生物学的試験や化 学的分析を順序だてて行うためのインストラクションは、一部はその操作システ ムにあるプログラム化されたインストラクションによって与えられ、他の一部は 操作システムにより与えられる質問に応答して使用者が供給する付加的インスト ラクションやパラメータによって与えられる。

本発明の自動化された研究所の作業装置のための操作システムは、３つのセクタ ーに分けることがてきる。すなわち、（１）、実験分析によるインストラクショ ンを”確立すること”、（２）、これらのインストラクションを”ランニングす ること”すなわち実行すること。（３）、−組のユティリティ。

有用な実験または試験を行うために、その操作システムは、使用者の協力により 、その実験全体にわたって作業装置のあらゆる実行段階を調整するような一組の インストラクションを創り出すすなわち確立する必要がある。この組のインスト ラクションが一旦完了し、コンピュータ３９およびＥＩＵ　（電子中間部材）３ ５の操作システムによって通常の方法で判断されるように一連の連続情報の中に まとめられると、これらのインストラクションは、その作業装置の自動化された 遠隔制御可能な部材がそれらのインストラクションを履行できるように、操作シ ステムのランセクターすなわち実行セクターによって処理される。

ユティリティは、例えば、第３Ａ図の光学的密度モジュールのようなトランスジ ューサを校正するさいにあるいは、これらのインストラクションが実行される前 に前記確立セクター中に準備されたインストラクション組を編集するために有用 であるような操作システムの補助セグメントを表わす。このユティリティは、ま た、実験が行われている間、その全ての期間にわたって実際の時間的基準枠を与 えるようにクロックを設定することをも含む。

前述のように、確立セクター、実行セクターおよびユティリティセクターという 操作システムの主要セクター間の相関関係は、本発明の研究所の作業装置および 操作システムを使って、行ねねる分析の実験段階の１つの例の詳細な分析によっ て最もよく示される。生物学的調査官は、２種類の異なる細菌の各々が１つの化 学反応物といかに反応するかを決定することに興味をもつにちがいない。（図示 の段階は、共通のインストラクションが確立される方法を示すが、必ずしも、特 定の分析テストに関連した作業装置の適用を反映しているものではない。）自動 化された研究所の作業装置を使ってそのような実験を行うために、実験者すなわ ち使用者はテーブル２８（第１図）の形をまず整える。使用者はテーブル２８の 隔室内に示される部位置に、先端ラック２６、モジュール５３およびマイクロテ ィツタプレート２７を置く。テーブル２８の第１図に示すような残りの開放隔室 は、取外し自在の流体貯蔵容器を内蔵するために使用される。これらの容器の各 々に、異なる種類の細菌が入れられる。予定の化学反応物は、バルク反応物用ポ ンプ１３４（第２図）を使用することによって得られる。

コンピュータ３９およびＥＩＵ３５により実験を行わせることのできる一組のイ ンストラクションを確立するさい、使用者はテーブルがどのように構成されてい るか、その操作システムを知らねばならない。その隔室やモジュールホルダー３ ０の位置を示すように、テーブル２８を絵で表わしたものがスクリーンに表われ 、使用者はモジュール、マイクロティツタプレートおよび先端ラックの所望の形 を（端子または”口部”にあるキーストロークによって）指示する必要がある。

使用者は、その後、使用者がテーブル２８上に研究器具を最初に置くのと同じ方 法でテーブル２８を整えるようにスクリーンに記号を形成する。その後コンピュ ータのスクリーンに一連のメニューが現れ、実験のインストラクション確立位相 の一部である回復可能なファイルの一覧表を使用者に示す。この場合、その実験 全体が単一のメソッドとして保管される。この例に使用されるように、”メソッ ドという用語は、一連の連続的に配列され、前もってプログラムされたインスト ラクションであって、これはその全体として、分析全体または分析の重要部分を 行うために必要な全てのあるいは事実上全てのインストラクションを表わす。そ れらのメソッドは”手順”　（Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）に分けられる。この”手 順”はそれが連続したとき１つのメソッドを形成するようなインストラクション の小集団として使用者により定義づけられる。この好ましい実施例の操作システ ムは、テーブル２８の形態を変える必要があるごとに、新しい手順を確立するこ とを要請するようにプログラムされる。前述の例において、そのメソッドと手順 は１つのものでありまた同じものであるかもしれないが、そうである必要はない 。この分類は、使用者の決定に匹敵する。

テーブル上に、マイクロティツタプレート２７と、先端ラック２６と、２つの流 体貯蔵器とを配列するために、使用者は、コンピュータのスクリーンに現れる質 問に答えて操作システムに情報を供給する。テーブル２８上の器具の位置を操作 システムに完全に知らせるために必要とされる全ての組のインストラクションは ”コンフィギユレーション・ファンクション”と呼ばれる。例えば、その操作シ ステムは、テーブル２８（第１図）の隔室内における先端ラック２６、マイクロ ティツタプレート２７、流体貯蔵器およびモジュールの位置（モジュール５３が 保管されている場所）の相互関係やその位置の配置に関して使用者に吟味させる 。使用者は、キーストロークまたは電子ポインタあるいは口によフてシステムの 質問に答え、ラック、プレート、貯蔵器およびモジュールが配置されている場所 をシステムに告げる。この適用例を使用するとき、”ファンクション”は”コン フィギユレーション”のような完全な仕事を実行する基本的組のプログラム可能 なインストラクションとして定義づけられ、前記仕事は全手順または全メソッド を確立するさいに必要な段階である。”ファンクション”の例として他に、”ポ ーズ（作業装置が設定時間だけ停止する場合）や、”攪拌”（Ａｇｉｔａｉｔｅ ：　トレイ２８が軸４０に沿って往復し、マイクロティツタプレート２７にある 穴を振る場合）や、”先端交換”　（自由に処分できる先端を取換えるとき）や 、”メツセージ”　（”ラン”セクター中、実験が進行するとき、その実験を説 明する手段として使用者がメツセージを印刷するかまたはメツセージがコンピュ ータのスクリーンに現れる場合）がある。”手順”は一連の連続して配列された ”ファンクション”から構成され、”メソッド”は一連の連続して配列された” 手順”により確立される。

コンフィギユレーション・ファンクションが一旦コンピュータ３９に入力され、 実験上のメソッドおよび手順の間、テーブルのコンフィギユレーションの方法を 操作システムに知らせると、使用者は彼の生物検定を行うために必要なプログラ ム可能なインストラクションの第１のファンクションを確立する。インストラク ションの確立における次の段階は、バルク分配移送機能を確立するのに必要な情 報を提供することである。この例において、使用者はバルク分配システムに接続 された化学反応物用フラスコを選択し、その化学反応物は、第１１Ａ図〜第１１ Ｃ図に示すようにバルク分配を使用することにより、マイクロティツタプレート ２７上の複数の穴に分配される。このバルク分配移送機能を確立するために、操 作システムにより、使用者とコンピュータ３９のスクリーンに一連の質問が提示 される。そこで使用者は、このバルク分配移送機能を遂行して流体を移送するた めに、モジュールを選択するように予告される。

彼はバルク分配工具として彼の選択を指示する。スクリーンは、その後、マイク ロティツタプレートおよびその９６の穴の構造の図を提示する。標準型マイクロ ティツタプレートは、例えば、８×１２の形に配置された９６の穴のマトリック スを有する。その操作システムは、第１図の軸線４０に平行な線に沿った１２つ の穴の各列を”列”とし、軸線５０に平行な８つの穴の線を”コラム（縦列）″ とじている。この例で、使用者は各々８つの穴を有する２コラムに化学反応物を バルクで分配することを選んだ。この８つの穴を有する分配モジュールは、ボッ ド４２に取付けられるとき、第１１Ａ図に示すように、バルク分配システムに関 連して、化学的試薬を作業装置テーブル（図示せず）から離れたフラスコから１ ６の穴へ分配する。そのとき、一度に８つの穴を有する１コラムに分配する。こ の機能の操作を行うためにコンピュータ３９で必要とする情報は、その機能を確 立するために使用者によって操作システムへ送られねばならない。例えば、化学 的試薬で１６の穴全部を満たすために化学的分配機能を行うどき、この操作シス テムは、どれ位の量の試薬を１６の穴の各々に分配すべきかを使用者にめる。そ のバルク分配機能を行うために必要な全ての質問が一旦、使用者にめられると（ そのバルク分配が１つの型であるような移送機能については、後述する）、その 機能が確立され、そのシステムは、使用者がこの実験において次の機能を完成す ることがてきるようにスクリーンの新しい組のメニューへ移る。

（使用者は、”下準備”機能を確立することによってバルク分配モジュールの” 下準備”を望む。この機能はバルク分配ポンプにバルク分配システムからの全て の空気または廃棄流体を移動させ、排除させる）。

化学的実験を行うためにこの単一の手順メソッドの一部として構成される第３の 機能は、新しい移送機能である。使用者は、この作業装置がマイクロティツタプ レート２７の始めの２つのコラムにある試薬に対して生物学的被検体を自動的に 加えるように、操作システムに情報を与える。そして使用者は、自分がモジュー ルを取り換えて、８つの先端型ピペッタを選択したいということを操作システム に指示する。その操作システムは、新しい組の処分可能な先端５６を多数先端型 ピペッタの８つのノズルの各々に自動的に配置する。使用者は。その後、処分可 能の先端の中へ第１の細菌有機体のサンプル被検体を吸引するために多数先端型 モジュールを第１の貯蔵器へ前進させるように、操作システムに指示する。（各 種類の細菌有機体は、テーブル２８上に形造られた２つの貯蔵器（図示せず）の 各々に別々に存在する。）使用者は、その後、吸引された細菌被検体をマイクロ ティツタプレート２７上の第１のコラムの穴へ移送するように操作システムに指 示し、そこで多数先端型ピペッタはその被検体を第１コラムの８つの穴へ分配す る。これで、この移送機能は完了する。使用者は、その後”先端取換え”機能を 作り出すことによって一組のインストラクションを確立し続け、そこで使用者は 、第１の細菌被検体を吸引した先端を処分し、それらを、先端ラック２６からの 一組の８つの新しい先端に置換えることによりて、それらの先端を取換えるよう に操作システムに指示する。（また、その先端の交換は、移送機能の一部として 自動的に行うこともできる。）先端の交換が完了するとき、この機能は、この単 一手順メソッドを確立するために必要な一連のデータの記憶を付加することもで きる。”先端交換”は、移送機能の一部である”先端交換”の質問に答えること によって達成される。

一旦新しい先端が８つの先端型ピペッタの適所に配置されると、第２の細菌サン プルを含む第２の貯蔵器から液体を吸引しく”ソース位置”）、この液体をマイ クロティツタプレートの第２のコラムに位置された８つの穴へ分配する（”仕向 は位置”）ように作業装置を作動させるべく、操作システムに指示する新しい機 能が確立される。一旦、この組のインストラクションが完了すると、もう１つの 移送機能が確立され、また、それらの被検体は、一旦、インスよラクション組が 機能すると、テスト用の化学反応溶液を含む穴へ完全に分配される。使用者が一 連のメニューに言及し、そのメニューから機能の種類を選択することによって新 しい機能が確立される。

操作システムに必要な次の組のインストラクションは、マイクロティツタの穴の 各々の中で細菌培養体を培養させるのに十分な時間だけその機械を休止すなわち °゛スリーブさせる機能である。この機能を確立するために、操作システムは、 細菌培養基を培養させるのに使用者がそのシステムをどの位の時間、休止させる かについて使用者に質問をめる。この”スリーブ時間の間、実験溶液を容れた２ つのコラムは研究所の作業装置によって分配されないままである。作業装置は休 止状態にある、すなわち、もっと大きな実験メソッドの範囲内のもう１つの手順 を機能させたり、全く異なる実験を行うことは全くない。

°゛スリーブよび培養時間機能のためのパラメータが−Ｈ操作システムへ入力さ れると、１６の穴の各々の物理的特性を測定する測定機能を確立する必要がある 。この好ましい実施例において、測定モジュールは第３Ａ〜３Ｄ図に示す光学的 器械である。この実験分析を行うために必要なインストラクション組の一部とし てメニューからその機能を選択することによって新しい測定機能が確立されなけ ればならない。この場合、作業装置は、流体分配ピペッタを取外して光学的測定 モジュールに取換えるように整えられる。そこで使用者は再びコンピュータ３９ のスクリーンに出る９６の穴をもつマイクロティツタプレート２７のマツプすな わち図を見て、操作システムの９６の穴に対して光学的測定が行われることを、 通常の方法で、キーストロークによって、確認する（直線状の座標プロットに従 って）。その操作システムの限定事項において、光学的測定モジュールによって 訪れられるマイクロティツタプレート２７の穴の位置のこの確認方法は、”範囲 ”を限定する。さらに、その操作システムでは、そのシステムが確認すべき好ま しいすなわち最適の測定読みを各穴に対して使用者が確認することに疑問がある 。例えば、使用者が、最適の光学的密度読みを示しかつ測定される１６の穴の位 置に関する情報を確認し、記憶するように操作システムに知らせなければならな い。もし、この光学的密度がゼロから２までスケールで測定されるとすれば、使 用者は、１．３〜１．５の光学的密度読みを示す穴の全部を確認するように操作 システムに知らせればよい。１６の各穴に対する光学的密度読みに関する情報を メモリが保つためのこのインストラクションによって、測定機能を組立てるのに 必要なインストラクション組が完成する。この例で１．３〜１，５の読みを示す 穴は、訪れられた穴の選択された”範囲”内にある穴の゛アレイ”として限定さ れることになる。

”確立”セクター中、この光学的密度測定機能のインストラクションが操作シス テムに付加さねた後、使用者は、モジュールを再び取換え、新しい先端を有する 単一先端のピペッタを使用することを操作システムに指示することを操作システ ムにより要求される。

使用者は、１６の穴のどれが吸引され、マイクロティツタプレートにある新しい 位置へ移送されるべきかを操作システムに対して確認できる。この確認は、測定 機能に従って操作システムによりメモリに保管された光学的密度情報の結果であ る。かくして、新しい移送機能が確立され、その場合、移送されるべき六の”ソ ース”（開始位置）か光学的密度測定情報に従フて確認される。すなわちその” 配列”は”ラン”セクターの間に限定される。もちろん、このソース位置の情報 は確立セクターの間中実験者には知られていないが、最適の光学的密度読みを有 する所望の穴を確認すべく作業装置がとるべき動きは確立移送の間に前もってプ ログラムされかつ”アレイ”と呼ばれ、また、その同類の穴は”ラン”セクター の間に発見されかつ確認され、そのシステムは実際の時間測定から生じるフィー ドバックを備えたシステムになる。この実験分析がその時点ではまだ知られてい ない測定パラメータに従って進行するように前もってプログラムされているので 、このメソッドは”ラン”の開始時に関係するあらゆるパラメータを使って確立 されるのではなくて、それらのパラメータは、分析プログラムが一旦”ラン（機 能）”を始めると、得られる光学的情報から見い出される。

かくして、この典型的な単一手順メソッドの確立を完成させる最後の機能は、使 用者が限定する最適の光学的密度読みを示す複数のマイクロティツタ穴から被検 体を次の研究のために新しい穴位置へ移送する移送機能の確立を必要とする。こ れらの新しい位置は、使用者によって選択され、それは最適の光学的読みを示す 現存の穴から被検体を移すための仕向は先として穴を確保しておくことである。

この例では、使用者は、第１の種類の細菌を含む第１のコラムから、その細菌の コロニーがさらに増殖、繁殖するような新しい穴へ被検体を第１に移動させる移 送機能を確立する。所望の光学的読みをもった穴を第１のコラムから移送した後 、先端の取換えを指示する新しい機能が生じる。すなわち、その先端の取換えは 移送機能の中に自動的に確立されるので、新しい先端５６が使用され、単一先端 ピペッタは、第２の種類の細菌を含む第２のコラムから被検体を吸引してマイク ロティツタ穴上の弛め新しい穴位置へ移すことができる。例示の目的で、使用者 は操作システムへ接近することにより、第１のコラムに含まれるより大きな光学 的密度を示す被検体が１つずつ第３のコラムへ移送されるようにこの移送機能を 確立するものと仮定する。かくして、最適の密度読みが第１のコラムの８つの穴 のうちの３つの穴に生したとすれば、第１のコラムのこれらの最適の穴から流体 を移送するために第３のコラムの３つの新しい六が仕向は先となる。目標の最適 の穴は、この例では、指定コラムの指定位置を有するが、その仕向は先へ移され る穴の数は、確立セクターの間はまだわかっていない。この数はランセクター中 、光学的測定を行うことによってわかる。同様に、所望の光学的パラメータを示 す第２のコラムの穴も吸引が行われ、第４のコラムの新しい穴へ移される。

出願人が設計したこの操作システムにおいて、測定機能が確立されるが、その場 合、”範囲”　（測定モジュールが訪れた穴）はマイクロティツタプレート２７ の始めの２つのコラムの１６の穴として規定され、測定”アレイ”　（成る光学 的特性をもつ”範囲”から選択した、”範囲”組の仲間の穴）は、確立セクター の間、未知の穴の仲間から作られる。この”アレイ”に属する穴は、この測定機 能のもう１つの部分に保管された光学的基準に基づいて、”ラン”期間の間に限 定される。使用者が最適の穴を新しい位置へ移送する移送機能を確立するとき、 使用者は、確認用の数と名称とによって、流体移送の”ソース”を構成する穴グ ループと同じこの”アレイ”に属するものと単に決める。

全体の処理手順を確立するさい、使用者に役立つようにこの操作システムを使っ た前述の例は、順序だてた方法で一緒に連続的に結合させたとき、１つのメソッ ドで成るような処理手順を構成する一連の機能（ファンクション）を確立するた めに、使用者がその操作システムとどのように相互作用させるかを示す目的で示 されている。（これは、臨床分野でよく知られている１つの実験方法であるＭＩ Ｃ（最低抑止濃度）試験における第一段階であった。）また、マイクロティツタ プレートの穴内で色の変化を生じさせる、細菌媒体から分泌される特殊酵素の抗 原に対する感受性テストも、このワークステーションを使用することができる。

使用者がさらに実験を進展させたり、そのテーブルの形態を変えたりしたい場合 には、そのメソッド内に新しい処理手順を作り出す前に、テーブルの形態変更を 操作システムに知らせる必要があるかどうかを訪ねる必要がある。その後使用者 は１つの処理手順メソッドを、機能を１つづつ行いながら確立し続ける。例えば 、使用者がさらに培養させるために所望のサンプルを確認した後、使用者は、細 菌のコロニーを殺すにはあるいは他の方法で危険に陥らせるには、どの程度の濃 度が必要かを知るために、一層多くの反応物を新コラム３と４ヘバルクでさらに 分配することを望む。光学的読みは細菌のコロニーの増殖を示す。例えば、多量 の光の吸収すなわち遮断を示す光学的密度の読みは、そのコロニーが増殖し、は びこったことを示す。吸収度の低い光学的読みは細菌学上のコロニーが化学反応 物中で生き残ることができなかったことを、示す。使用者がバルク貯蔵器の１つ をその保持用隔室から取り出して、それを、第２の反応物を含んだ貯蔵器に取換 えたい場合、使用者はテーブルの形態を変え、それによって実験上のメソッドの 範囲内で新しい処理手順を確立し始めるかまたは同−手順内で操作を続けること もできる。

確立セクターにおいて、それは、完全な実験上のメソッドを形成するための確立 ブロックとなるインストラクションの機能組である。例えば、”先端の交換”や 簡単な流体移送のようなほとんどの機能は、操作システムに存在するプログラム されたインストラクション組に従って形成される。しかし、もし使用者がその操 作システムに前もって保管されていないような方法で流体を移送したいと思えば 、その操作システムの確立セクターの一般的全体構造を妨げることなしに、新し い機能を作り出すためにプログラミング技術が必要となる。

好ましい実施例において種々の方法で行われる、例えば、移送機能や測定機能の ようなこれらの機能は、”テンプレート”を使って確立される。”テンプレート ”という用語は、この出願で使用しているように、移送または測定機能を生じさ せる目的で使用者に選択的にめるために操作システムによって使用される一連の 情報として定義づけられる。例えば、流体を１つのコラムの穴から次の隣接する コラムの穴へ１つ１つ対応させながら移送するように、たとえ移送機能が種々の 方法で行わわても、広範囲の種類の流体の移送が存在することは明らかである。

°゛吸引は流体移送の１つの形であワて、流体は貯蔵器または穴から除去される 。”コピー”は移送機能であって５”オリジナル”穴に存在する流体の一部を移 送１−ることによりて、現存の一組の穴の同じものが新しい位置に生じることを いう。もう１つの種類の移送機能は”貯蔵器から穴へ”の型であって、流体は貯 蔵器から一連の穴へ移される。その他の移送機能としては、”ウォッシュプレー ト”、”連続的希釈”、”穴から穴へ”の移送がある。

化学的または生物学的試験を行うために使用されるあらゆる考えられるだけの移 送機能により操作システムに供給するのでなくて、発明者は、このシステムのソ フトウェアにはこれまで存在しなかった、独特ではあるが特殊な種類の機能を確 立するために有用なテンプレートを、使用者がこの操作システムと相互作用して 創り出すことのできるようなシステムを開発した。

操作システムは選択された数の質問に対する答えに基づいて移送機能を確立し、 限定することができるように構成されている。第１４図は、第１２図に関連して 、移送機能を確立するために必要な操作システムによってどのような質問が使用 者に与えられるかを示す。操作システムによってランすなわち実行されるとき、 流体の移送を行うような移送機能を確立するために、操作システムに移送パラメ ータ３３８が送られねばならない。答えを出す必要のある質問は、量に関する質 量３４０、ソースパラメータ３４２、仕向は先パラメータ３４４およびこの処理 手順のため、そして（後述するように）このメソッドのために定められたパラメ ータを含む残りのバ°ラメータ３４５である。操作システムは、ソースの高さ３ ５０、仕向は先の高さ３５２、分配率３５４および分配の方法（流体の各滴下が ゛′消失する”ものでなければならないかどうか）または分配の種類３５６に関 して使用者に問う。使用者は、ピペットの先端がマイクロティツタプレートの穴 ３５８の側部に触れるべきかどうか（″先端接触”）そして交叉汚染が１つの関 心事となっている場合に、先端の交換３６０が必要かどうかについて問われる。

′ミックス”は流体が１つの穴から吸引され、直ちに同じ穴に戻され、そして質 問事項３６２，３７０，３７２，３７４を包含するような流体移送であるとして 操作システムにより定義づけられる。使用者は、どの穴を混合すべきか３６２、 その混合の程度３７０、混合周期３７２および混合量３７４について操作システ ムにより問われる。

使用者はまた、例えば、テーブル２８を軸４０に沿って前後方向へ移動させるこ とによって、穴の内容物を攪拌するか３６６、どの程度の割合で攪拌するか３６ ８についての情報を要求される。使用者はまた。どの程度の割合で移送したいの かすなわち一組のソースマイクロティツタ六から一組のそれに対応する仕向は先 のマイクロティツタ穴へ特定の割合ですなわち毎分何個かの穴という具合に流体 を移送するのか、を問われる。もし使用者が実験の記録や、そこで行った測定の 動きの性質の記録をとっておきたいとすわば、ログ３７６をプリントし、情報の 表示だけかまたは表示とプリントの両方かの選択３７８をすることができる。

移送機能（第１４図）を確立するために必要な各質問が使用者に送られるとき、 操作システムは、その移送機能を確立するために情報を最終的に供給するように 、順序を追ったプロトコールに沿って段階的に前進する。第１２図は、第１４図 に列挙した各質問に対して操作システムがとる決定段階を示す。例えば、使用者 が特定量３４０の液体を移したいと思っていると仮定する。マイクロティツタ先 端５６（第１図）の移送可能な総量がほんの５０マイクロリツトルにすぎない場 合、操作システムは、例えば、マイクロティツタ先端の量的容量を偶然的に越え るといった、使用者が供給する答えのように、研究所の作業装置の一定のパラメ ータ（第１２図）の限界をこえた無効な答え３２０を排除する。量的質問３４０ を使用者に少しでも送る必要があるかどうかを決定する前に、操作システムはそ の機能を創り出すために使用されるテンプレートを調査し、すでに存在する流体 のＮ３４０に対するテンプレート値３２２がそのテンプレートの範囲内に前もっ て保管されているか否かを決定する。操作システムは、その後、そのテンプレー ト値３２４が有効か無効かを決定する。テンプレート値が有効であわば、そのテ ンプレート値は使用される（３２６）。もしそのテンプレート値が有効でないか あるいはこの特定の移送機能を創り出すために使用されるテンプレートが使用者 に質問をめるように導く場合、使用者３２８から量的パラメータが得られる。そ の量的パラメータが有効であれば３２９、操作システムはその機能を確立するた めにそのパラメータ３２７を使用する。もし使用者が供給した量的値が有効でな ければ、使用者は再び有効値３２９を供給するようにめられる。この方法て、使 用者の介入を最小限にして最短の時間で移送機能を確立するためにテンプレート がいかに使用されるかを知ることができる。

使用者が操作システムに従来存在しなか７たような移送機能を確立することによ って、移送を行うことを希望していると仮定する。この好ましい実施例の研究所 のワースクチ−ジョンは、例えば、”穴から穴への”移送や”連続的希釈”のよ うな特殊な移送機能や、その他前述した移送機能を確立するために使用される操 作システムによって保管されたファイルに存在するテンプレートソフトウェアを 有する。操作システムのファイル内にまだ保管されていないような型の慣例で作 られた移送機能を創り出すためには、使用者は新しいテンプレートを創るために その操作システムの一般的なテンプレートを要求する。その新しい特殊なテンプ レートは、それが創り出されるとき、使用者が移送機能を創り出すことを望んで いるときに使用者にいくつかの質問を与えるが、その質問の数は、一般的なテン プレートが成る機能の確立のために使用された場合に与えられる数より少い。そ の新しい機能は、その操作システム内にこれまで保管されたことのないような方 法で流体の移送を行う場合に有用である。新しいテンプレートを創り出すために 、その操作システムは第１４図に示し、かつ前述したのと同し方法で使用者に質 問を提示する。しかしながら、使用者に与えられる前述のような質問の他に、テ ンプレートが一旦データで満たされ、そして創出されると、それには名前が付け られ３４６、そのテンプレートの名前が保管されることを確かめるために操作シ ステムのファイルメモリーがチェックされる３４８゜テンプレートが一旦、創り 出されると、そわは、この新しい特殊なテンプレートに従って成る機能を創り出 し、確立するために、同一処理手順であるいは異なる処理手順であるいは他のメ ソッドで、あとで使用される。新しい特殊なテンプレートを確立するために、一 般的テンプレートだけを使用することもてきる。流体移送機能の確立とは異なる 、テンプレートの確立時のもう１つの要素は、テンプレートを確立するために必 要な質問に対する答えが固定したパラメータである必要がないということである が、”使用者にめる′こともできる。例えば、特定の流れの分配率３５４で独特 の移送機能を創り出すためにテンプレートを確立するとき、ユーザはその分配率 を設定する一定の答えを操作システムに与えることができる。この一定の答えを 与えると、テンプレートが諸機能を確立するためにあとて使用されるとき、この テンプレートから確立される機能は全部、同じ分配率を有することになる。その 分配率に関する質問は、この新しいテンプレートが順次、移送機能を確立するた めに使用されるとき、使用者にめられてはならない。テンプレートを創り出すと きに、使用者が液体の異なる量をこの慣習で作られたテンプレートに従って確立 された機能に移したいと希望する場合、量的質問３４０に対する答えは、”使用 者にめられる”ことになる。このテンプレートは、諸機能を確立するために使用 される慣例で作られた操作コードのサブセットとなるが、そのテンプレートは使 用者に与えられた質問を、”使用者にめる”ものとしてテンプレート内で指示さ れた第１４図に示すようなめられる質問だけに本質的に制限する。テンプレート の創出はユティリティであり、それは操作システムの”確立”セクター中に生じ る必要はない。かくして、成る機能がこの新しぐ創出されたテンプレートを使フ て確立されるとき、使用者は、常に、自分が移送したいと思っているｆｆ１３４ ０（第１４図）をめられる。

テンプレートによって確立する機能を使用するための操作システムの能力を示す 独特の方法論か第１３図に示されている。テンプレート３３０は、操作システム へ送られるように連続的に配置された一連の情報として示され、また、一般的テ ンプレートから確立された特殊なテンプレートである。この図面において、テン プレート３３０は情報バイトＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅで成る。Ａバイトは８つのデー タビットを有する。バイトＡには、例えば、流体移送の間、分配率を決定するよ うな一定のパラメータが保管される。バイトＢは作業装置が穴３５０（第１４図 ）内で、ピペット先端をどの位の高さに位置づけなければならないかを決める。

バイトＡ、Ｂのところでテンプレート３３０に包含された情報は、固定され、不 変である。しかし、バイトＣは量的データ用として存在し、テンプレート３３０ 内でバイトＣは、”使用者にめる”というメツセージを指示する。同様に、テン プレート３３０のバイトＤは、例えば、混合レベルのパラメータ３７０に関する 情報に固定される。このデータは、テンプレート３３０に従って確立される機能 の範囲内で変化することはない。バイトＥはビットのレベルで格納された情報を 包含する。ビット０〜５に含まれる情報は固定されるが、バイトＥのビット６と ７に格納された情報は”使用者にめる“を指示する。

機能３３２は、テンプレート３３０によって与えられた質問に従って確立された 移送機能である。機能３３２を確立するために、使用者は始めに操作システムか らテンプレート３３０をそのテンプレート名によって（第１４図の３４６，３４ ８参照）回復させる。

一旦格納部から引出されると、このテンプレートは機能３３２を確立するために 使用される。第１３図に示す例において、バイトＡ。

Ｂ、Ｄに含まれる情報は前もって設定されているので、そのバイトＡ、Ｂ、Ｄの ところの情報はテンプレート３３０に格納されるものと同じパラメータデータを 存する。例えば、測定テンプレートは、”光学的密度またはｐＨメーター”のよ うな種類によりその名航に関する情報を含む。テンプレートという名前をつけた バイトＡにおけるデータは、テンプレートから確立された測定機能へその名前を 単に移すだけでよい。同様に、その機能で成るフィールドの長さは、そのテンプ レートによって固定され、使用者は光学的密度測定機能を確立するためにこの情 報を供給する必要はない。同様に、流体移送機能は名前とバイトフィールドの長 さを有するが、この情報は移送テンプレートに固定され、この移送機能が確立さ れるとき、そのシステムは使用者にこわらのパラメータについて問いかける必要 はない。しかしながら、テンプレートのバイトＣは、機能３３２のバイトＣを満 たすためのデータが確立さね、格納されるとき、操作システムに、”使用者にめ る”を促すようなデータを格納する。かくして、質問の型であるテンプレート３ ３０が操作システムによって使用者に与えられるとき、このシステムは、例えば 、使用者が移したいと思っている流体の量のような、テンプレートのバイトＣで 答えていない質問を使用者に直ちにめる。使用者か移したいと思っているこの流 体量は、この機能３３２に対してのみ有効であるが、テンプレート３３０に従っ て確立された全ての機能に対して有効ではないような、一定のパラメータの形で 、バイト位置Ｆで機能３３２へ確立される。事故によって、使用者が機能３３２ のバイトＦの位置に保管するように無効な値すなわち量的に過剰量を与えた場合 、その操作システムは、第１２図の３２７に従って再び異なる量パラメータを供 給するように”使用者にめる”。それは、操作システムにおいて限定された適切 なものである。かくして、使用者が新しい機能３３２を確立するためにテンプレ ート３３０を使うとき、バイトＡとＢを確立するために必要な情報について使用 者が操作システムによってめられることは決してない。その情報は、テンプレー ト３３０によってすでに固定されている。使用者が見る第１の質問は、バイトＣ のところに与えられたパラメータの質問である。その質問に答えるとき、使用者 はそれに対応するバイトＦのところに格納された情報を確立する。

同様に、バイトＥは同一バイト内に保管された異なる答えを有する一組の質問を 表わす。使用者は、ビット０〜５のところに置かれるべき答えに関して決してめ られることはない。なぜなら、それらはテンプレート３３０により前もって格納 されているからである。ビット６のところでテンプレートに沿って位置づけらね た質問に対する”イエス、ノー”の答えは、移送機能３３２のバイトＥのビット ６′へ供給される。ビット７は”使用者にめる”　（バイナリ−コード”１１” ）の答えを創り出すためにテンプレートに格納され、新しい機能３３２がテンプ レート３３０に従って確立されるごとに、”使用者にめる”に対してその必要性 を示す。最低でも、テンプレートは２個のビット格納容量を使用しなければなら ず、その機能は、１つの”イエス、ノー”の質問に答えるように、２つのビット 位置を保持していなければならない。このことは、例えば、３３０のようなテン プル創出過程において、“イエス、ノー”の質問でさえ、３つのバイナリ−コー ドアンサ−すなわち”イエス”０１”ノー”００または”使用者にめる”１１の うちの１つを有する。かくして、もし”イエス、ノー”アンサ−がテンプレート ３３０に従って確立された機能連続体３３２のバイトＥのビット６′のところに 保管された場合、ビットの場所７″はその機能がそれを確立するテンプレート３ ３０の構造と調和するようにその機能の中に保持されねばならなくなる。テンプ レート３３０を確立するさい、使用者はテンプレート３３０のビット６と７のと ころに位置する質問に対する答えを変数として残すように選ぶので、機能３３２ のバイトＥのビット７゛のところの場所保持バイナリデジット”１または０”が 保留される。テンプレート３３０の”　１．１″コートは”使用者にめる”と同 じものとなるように操作システムによて解釈されるフラッグを生じさせる。

従って、移送テンプレートまたは測定テンプレートは、使用者が多くの反復質問 に答える必要がない状態で成る機能を確立するために使用者によって履行される ことがわかる。第１３図の機能３３２か確立されるとき、操作システムは、テン プレート３３０にある各答えを見る。テンプレートのバイト位置に保管される答 えが固定さ九、そしてそれが有効な場合、その答えは、機能が確立されるとき、 同一テンプレート位置に対応する前記機能における位置で、その機能にコピーさ れ、複製され、使用者にこれらのテンプレートで答えられる質問が与えられるこ とは決してない。テンプレート３３０に沿フたこれらのバイＩ・位置か無効な答 えを有する場合、それは操作システムをフラッグによって”使用者にめる”へと 明確に指示するので、それは使用者によって答えられねばならない。

テンプレートをサブプログラムとして操作システムの中に置くことによって、使 用者は、製造業者が供給する移送機能および測定機能に加えて、彼自身の設計に よるテンプレートを創り出し、限定することができる。

移送機能の構造体の好ましい実施例のさらにもう１つの例として、移送機能が操 作システムによって確立されるとき、各移送機能内に包含される情報のサブセッ トが存在し、それは”範囲”　（前述のように）として知られているということ に留意すべきである。

この好ましい実施例において、その範囲構造は、各移送（または測定）機能の中 の６バイトフイールドである。その”範囲”は、移送機能においては、流体の移 送を生じさせるパターンまたは方法を限定する。例えば、”範囲”の１つの型は 穴から穴へ一度に一列づつ移動させ、また”仕向は先”の穴から”仕向は先”の 最後の穴へ移動させることによって移送を行う。もう１つの型の”範囲”は、穴 から穴へすなわち仕向は先のスタート地点からコラムに対して上下方向へ、仕向 は先の最終地点まで移動させる。

測定機能において、”範囲”はどの位置を測定すべきかを限定する。

好ましい実施例において、流体の移送方法を限定する６バイト”範囲”フィール ドの第１バイトは、その第１の４つのビットにおいて、ソース位置、すなわち、 テーブル２８（第１図）の隔室のトレイ位置またはバルク分配フラスコの位置を 指定する数を保持する。

この第１範囲のバイトのビット４〜７は、例えば、前述のように、列による”範 囲”分配またはコラムによる”範囲”分配のように、範囲の型に従って流体の移 送方法を指定する。

この”範囲”構造の第２バイトは、マイクロティツタ内のどの列がソース列をマ ークするかを指定する情報を格納する。ビット０〜３は専ら、マイクロティツタ プレート２７内で始まる流体移送のスタート点のための位置を列（１〜８）にょ フて指定するために使用される。流体の移送をトレイの隔室の１つに存在する流 体貯蔵器から始めるべき場合、この第２バイトのビット４〜７はスタート位置と して流体貯蔵器の形態を限定する。スタート点がマイクロティツタプレートの穴 である場合には、ビット４〜７は使用されず、第２バイトの構造を適所に保持す るためにゼロを有する。

同様の方法で、スタートコラムは使用者によって１〜１２の数で指示され、そし てビット０〜４に保管され、その場合、この移送機能のスタート”ソース”位置 はマイクロティツタプレートである。

この第３バイトの残りのビットは使用されず、バイト３に含まれる情報をスター トコラムの位置へだけ導くように確認し、分離する装置の１つの場所を単に保持 するだけである。

第４バイトは、それがマイクロティツタプレート上の範囲構造と共に最終列を見 分ける点で、構造が第２バイトに似ている。この第４バイトは、最終移送点がマ イクロティツタプレートの８列のうちの１列以外てあれば全てゼロを有すること になる。第４バイトは、最終列がソースと同しかまたはスタート位置と同じであ ることを指示するために特別にコード化することもできる。

第５バイトはコラムの最終位置に関する情報を提供する。即ちそれは、流体て満 たされるべき、コラムによる最後の位置である。

範囲構造体の第６バイトは、一旦、範囲が十分に実行されると、何をなすべきか について操作システムへ情報を提供する。その範囲は反復されるべきか。作業装 置はそれ以上の動きをストップさせるべきか。操作システムは、その範囲が完了 するとき、そのシステムがなすべきことについて情報を提供するように”使用者 にめる”べきか。第６バイトのバイト３〜７は、操作システム内で前もってプロ グラムされた２９の異なる液体移送方法の中の１つに従って使用者に移送を反復 させることを可能にする。バイト６のビット３〜７に全部ゼロが現れるとき、使 用者はどんな行動をとるかめられる。このコーディングは、１つの機能を創り出 すために、テンプレートによって使用されるように保存される。換言すれば、全 部がゼロの状態でビット３〜７をコードづけ、バイト６に範囲構造を有するテン プレートは、その機能を確立するとき、その範囲が一旦実行されると、次の行動 をとるべきかどうか使用者にめなければならないことを操作システムに指示する 。

テンプレートを創り出すためにまたは機能を確立するために、一般的移送機能の 構造は、前述のように、前記範囲の構造情報を使用可能にする。この好ましい実 施例において、移送機能の構造体は長さが３１バイトである。

３１バイトの移送機能の第１バイトは、２デジツト６０の数として格納された特 定の機能タイプ（移送、連続的希釈またはその他面述したタイプ）を指定する。

操作システムは諸機能を数によって分類するファイルを保持し、そのファイルは それらの機能を移送機能または”先端変換”機能等として確認する。このバイト は、機能確認目的のためだけのものである。

移送機能の第２バイトは機能の連続体の長さ全体を指示する。この方法で、操作 システムは、移送機能でデータの連続体がどれ位の長さとなるか直ちに知らされ る。

第６バイトフイールドであるバイト３〜８は、前述の第６バイト範囲構造によっ て限定されるようにソース”範囲”を指定する。これらのバイトは１つまたは複 数の穴から仕向は先の穴へ達するように一次的移動通路を限定する。

同様に、バイト９〜１４は前述のような６バイトの広範囲フィールドに格納され た仕向は先パラメータを指定する。前述したように、流体をソースから仕向は先 へ移送するために、操作システムはその機能が実行されるべき方法を知る必要が ある。６バイＩ・”範囲”は流体の移送方法を限定し、その情報はそ九から移送 機能によって使用され、移送機能のバイト３〜８と９〜１４に保管される。

バイト１５は”再現サイズを指示するためのものである。”再現パは１つの流体 移送方法であって、例えば、流体は３つのソース穴から６つの異なる仕向は先人 へ一度に３つの穴づつ移され、操作システムは２つを再現として限定する。再現 を生じさせる必要のない場合は、この第１５バイトにはゼロが格納される。

バイト１６は、移送機能の場合、流体がそこから吸引されたり、そこへ分配され たりする穴内にピペット先端またはバルク分配モジュールを位置づけるべき特定 の仕向は先の高さを確認する。

第１６バイトのこの始めの４つのビット（高ニブル）は、ピペット先端またはバ ルク分配モジュールを位置づけるべきソースのところの高さを指示し、低い４つ のビット（低ニブル）は、流体が移送されるべきソース穴内の高さ位置を指示す る。この”ニブル”は４ビツトの長さである。２つの“ニブル”すなわち８つの ビットが１つのバイトを形成する。

３１バイト移送機構の第１７バイトは流体の移送を行うためにどのモジュールを 選択すべきか（単一先端ピペッタ、バルク分配モジュール等）を指示する。

バイト１８．１９は、各仕向は地へ分配すべき流体のマイクロリットル単位の量 を格納し、指定するためのものである。

第２０バイトは”先端接触”パラメータに関する情報を提供する。すなわち、ピ ペット先端がマイクロティツタ先端からの流体の最後の滴下を形成するためにマ イクロティツタ六の壁に触れるかどうかに関する情報である。この第２０バイト の始めの２つのビットは、先端の接触がソースのところでか、仕向は先あるいは 両位置と行われるべきか、それとも両位置と行われないかく２つのビットには４ 通りの答えが格納される。ンを指示するためのものである。さらに、テンプレー トが創り出されるとき、始めの２つのビットはメツセージ”　１〜１”を格納し 、これは”使用者にめる”を指示する。第２０バイトのビット２〜４は分配率を 提供するためのものである。これらの３つのビット（バイト２０の２〜４）は使 用者に、仕向は先での６つの異なる流体分配率の１つを選択させる（分配率には ６つの選択があるので、１〜６のバイナリ数を格納するためには、３つのビット が必要である）。′第２０バイトのビット５〜７は、穴内のどこで、先端接触が 行われるべきか（八通りの選択の１つ）を指示するものである。

好ましい実施例において、移送機能のバイト２１は、ソースで混合が行われるか 否かの情報を操作システムのために与えるために使用される。第２１バイトの始 めの２つのビットは、どのような混合を行うべきかどうかという質問に答える。

”混合周期”は、一旦ビベット先端へ引き込まれ、すぐにその穴へ戻されて、そ こから流体が吸引されるようになった液体を意味するものとして規定される。

テンプレート３３０のこれら２つのビットに保管された１〜１”のメツセージは 、確立機能の間、”使用者にめる”を促すことを指示する。ビット２〜５は、混 合が選択されるとき、所望の混合周期の数を指示するためのものである。バイト ２１のこれらのビツト２〜５に保管される混合周期の数が多くなればなるほど、 混合を行うために、ピペット先端が吸引し、そわを同一の穴へ戻す回数もそゎだ け増える。低レベルの周期数を選べば、ピペット先端は、穴の底へ達し、混合周 期の間そこにとどまる。混合周期数が高いものを選べばピペット先端は、底部へ 達し、液体を引き抜き初め、底部から上昇し、そして流体を分配する。この混合 は、研究する被検体の早期沈殿を防ぐために有効である。

バイト２２．２３は、バイト２１の混合周期の間、分配され、吸引されるべき量 を指示するためのものであるｅ第２４バイトは、それがバイト２１によって限定 されるソース穴の混合ではなく、仕向は先の穴て生じる混合の性質を指示するこ とを除けば、バイト２１と内部構造が同じである。第２４バイトの始めの２つの ビットはどのような混合を行なうべきかどうかに関する情報を格納し、バイト２ ４のビット２〜５は混合周期の数を指示し、ビット６〜７はバイト２１に関して 説明したようにその混合か”低”混合か、°°高”混合であるべきかを指示する 。バイト２４のビット６〜７に格納されたインストラクション”１〜１”は”、 使用者にめる”の促進を指示するためにこの移送機能３３２（第１３図）に対応 するテンプレート３３０に保留されている。

バイト２５．２６は、使用者が仕向は先て混合されるべき流体の量すなわちボリ ュームを指定するためのものである。

第２７バイトは、”メトロノーミングを行うべきかどうかをめる。このメトロノ ーミングは、液体を仕向は先へ分配する技術である。メトロノームの割合が５秒 に設定されれば、これは使用者が液体を正確に５秒の間隔て仕向は先へ分配する ことを望んでいるということを操作システムに指示することになる。メトロノー ミングを保持するために、ワークステーションは、メトロノーミング比率で指定 される時間が生じるまで、仕向は先の上方に遊びを作る。

第２７バイトのビット２〜４は、テーブル２８の往復運動によってマイクロティ ツタトレイ２７の攪拌を生じさせるべきか否か、もし生じさせるべきであれば、 どの程度の割合で生じさせるかを指示する・バイト２７のビット５〜７は、攪拌 の大きさすなわち攪拌がいかに鋭く、迅速に行わわるべきかを選択するためのも のである。

バイト２８．２９は、バイト２７によって選択さゎたメトロノーミングのビート とビートとの間秒数を指示するためのものである。

バイト２８．２９は、メトロノーミングが使用者によって選択される場合にのみ 、意味かある。もし使用者がバイト２７でメトロノームすることを選択しない場 合には、バイト２８．２９はゼロで満たされ、それらの場所は移送機能構造体の 一体化を維持するために保持される。

バイト３０は、使用者が先端の交換を望んでいるかどうかを、操作システムに指 示するためのものである。始めの２つのビットは先端の交換が必要か否かを決定 するためのものであり、これらのビットの１．２がゼロ値であれば、先端の交換 は全く必要でないことを操作システムに指示していることになる。ビット２〜５ は、先端交換の方法を指示する。操作システムは使用者に、先端交換の種々の方 法を選択させる。例えば、先端交換は、とベット先端か各仕向は先を訪れた後、 あるいは各コラムを訪れた後、あるいは各移送が折り返された後に行わわるよう にすることができる。第３０バイトのビット６と７は、使用者が先端を前もって 濡らすことを望んでいるか否かに関するデータを与える。バイト３０のビット６ 〜７にＯ〜０メツセージが格納される場合、航もって濡らすことは行われない。

これに対して０〜１は要求により前もって濡らすことを指示し、１〜１は、“使 用者にめる”に対してテンプレート３ｏが使・　用するためのものである。

バイト３１は、各個々のソースがログの形で生じるとき、それが仕向は先へ移動 することについて使用者へ知らせるために使用される。これは運動試験における 分析にとって有効である。例えば、このバイト３１は各穴に対して光学的密度特 性について使用者に知らせるために使用される。

測定機能の構造は、移送機能のバイト連続体で成る構造に多くの点で似ている。

しかしながら、１つの重要な点は、測定機能の構造は測定の性質次第で変わると いうことである。例えば、光学的測定は光学的測定システムの電気光学的および 機械的部材の整合を必要とする。光源およびファイバオブディックスは中心高台 ２２（第１図および第３Ｂ図）にあり、探知機構は、第３Ａ図、３Ｂ図に示すよ うに、着脱自在のモジュールにある。光学的測定は、光源が探知モジュールと一 線に並ぶことを保障するために、デープル２８とボッド４２および腕４４との整 合した動きを必要とする。

他方、ｐＨ測定はフィルタの選択を必要としない。光学繊維束２４（第１図）と −線に並ぶようにモジュールを中心高台２２の上方に位置づける必要は何ら存在 しない。ｐＨ探知システムは、探知可能なモジュールに全部内蔵される。

かくして、各測定機能は、それらの測定機能が互いに木質的に異なるので、種々 異なるように構成されたインストラクションコードのシーケンスを必要とする。

この本質的な差異に適応するために、この測定機能は、種々の種類のインストラ クションが、そこで行われる独特の測定に適応するように置換えできるように” ブレイク”点または”ブランチ　オフ”点を必要とする。

測定機能で成るバイトフィールドは、機能の確認のための第１バイトでもって始 まる。例えば、その機能が移送機能か測定機能であることの確認である。このバ イトは、操作システムの場合、確立される機能が”光学的密度測定機能”である ことを確認する。

測定機能における第２バイトは、バイトフィールドがどの程度の長さであるかす なわち測定機能にどの程度多くのバイトがあるかを操作システムに知らせるもの である。

第３〜第８バイトは測定範囲およびアレイ情報のためのものである。すなわち、 前述したように、そゎらのバイトはマイクロティツタプレートの穴が読みとられ る光路または方法、その光路すなわち”範囲”に沿ってどの穴がサブグループす なわちアレイを形成するかについての情報を与える。

次の２つのバイトは、測定機能のタイプすなわちｐＨ以外の光学的密度を確認す る。

第１１バイトはキャリブレーションのためのものである。使用者は、キャリブレ ーションしたいかどぅがをめられる。彼がキャリプレーシランを選択すれば、測 定スペクトル全体がセットされ、その結果、測定器の一端の読みが吸収のないこ とを指示し、他端は総吸収量を指示する。

第１２バイトは、光学的密度に対するフィルタの選択に向けられている。使用者 は、単一フィルタを使用する場合と、２つの別個のフィルタを各測定穴に前後に １つづつおいて使用する場合があり、その場合、最後の吸収の読みは第１フイル タで得られる読みと第２フイルタで得られる読みとの間の差として表れる。この ２つのフィルタの選択は、より大きな吸収感度を必要とすることろで共通様式の 拒否の形を得るために選択される。

第１３バイトは、フィルタの選択のためのものである。第３Ａ図の光学的密度フ ィルタホイール１６０では、４つのフィルタの１つが選ばれている。

測定機能構造の第１４．第１５バイトは、光学的密度読みに適応される”ブレン キングの発生をアドレスするためのものである。

生物工学において、サンプル被検体の光学的密度読みが行われるとき、使用者が “ブランク”を選択するかどうかの選択を有することはこれまてにわかっている ことである。”ブランキング°°を運ぶことにより使用者は、被検体を通る光の 吸収または伝達が完全でないという事実を考慮し、これにより吸収データをさら に正確化するように選択する。すなわち、透明のプラスチック材料で作られた空 の穴でさえ、いくらかの吸収力を有する。例えば、空のマイクロティツタプレー トの穴の底の吸収力のように、実験者がそのような干渉体から吸収力を割引きた いときには、光路において、マイクロティツタ穴の底部での屈折のような、障害 物となりつる吸収部分をデータから除去することによフて”ブランク”にする。

使用者がブランキングによって除去したいもう１つの例は、使用者がエリザ法に よる実験を行うとき”　（エリザは酵素の軌跡をたどることのできる免疫試験） 、クロモゲンの導入によフて生じる吸収である。生物学的応用分野で知られてい るように、エリザはクロモゲンが使用されるところで行われ、そわは、生物学的 研究のもとて抗体または抗原に付着した”付着”酵素が存在するとき、その”付 着”酵素の存在時、大向の色の変化によってクロモゲンの存在が明らかとなる。

ブランキングは、クロモゲン自体が溶液の形で存在することにより生じる吸収の いくらかを割引くために使用され、その結果、クロモゲンが酵素と反応する場合 の吸収の読みは一層正確に決定することができる。

ブランキングは使用者が、実験の進行中、あとで全部の吸収データから差し引か れるようになった経験的に引き出される値を入力することによって行われる。ま た、使用者は、この吸収の正確化過程に基づいて面もって決定されたブランクを 使用したり、新しいブランクを読みとることもできる。ブランキングのためのこ のパターンは、その吸収部を決定するために、ブランキング溶液の全コラムまた は全列を測定し、それから全ての実験データから平均値を差し引くことによって 得られる。成る形の光学的密度測定の場合、付加的ブランキングを格納するため に、特別のバイトを備える必要がある。

第１６〜２１バイトは、仕向は先の範囲を限定し、移送機能の構造を反映させ、 この時点で仕向は先の情報範囲を提供するようになフている。光学的密度読みの 場合、この６バイトフイールドは使用される必要はないが、測定機能構造におけ るその場所は特殊な光学的読みを適用し、使用するために保留しておくこともで きる。

第２２バイトは、再現サイズのためのものである。移送機能において、このバイ トは、等量の被検体を所与の数の被検体穴へ定義どおりに再現するために使用さ れる。測定機能内で、再現サイズは、例えば、一度に３つの穴のような、所与の 数の穴を読みとり、そこで測定された３つの各穴の平均を表わす吸収値を示すた めに使用される。第２３．２４バイトは、読みとられるべきデータ出力の選択お よびレベルタイプのためのものである。これら２つのバイトは光学的読みからの 情報を出力が使用者に送られるべき方法を決定するためものである。もちろん、 １つの選択はまっすぐな吸収の読みであり、さらに、使用者は、測定される穴に 対する所与の読みが前もって設定された吸収レベルにより上にあるか、それとも 下にあるかに基づいて光学的密度読みを単に行うことができる。そのようなデー タの形式は、（−１＋）であって簡単なものである。この形式は各穴が所望量の 吸収より上か下か、そわて使用者がこの制限された目的のためにデータをより迅 速に評価できるか否かを指示する。

さらに、使用者は、２つの出力レベルを有する選択が与えられ、その場合、その 吸収が限定のレベル以下であれば、それは負となり、限定値以上であれば、正と なる。吸収が限定値の２倍であｉば、（中子）となる。最後に、使用者は、デー タを１０の別々のグループすなわちビンに分類するためにさらにもう１つの選択 が与えられ、その場合、各ビン内では、データは＋または−のビンレベルとなる 。例えば、４中は第４グループの吸収読みであって、そのグループの高い端での 読みである。吸収の出力レベルは、オリジナルキャリブレーションに基づいて設 計されるかまたは新レベルを得るために採用された新レベルに基づいて設定され る。範囲およびアレイ値を設定する第３〜第８バイトに示されるアレイは、測定 機能の２４および２５バイトにおいて、アレイグルービング１に基づいて出力レ ベルを設定するためあるいはアレイグルーピング２に基づいて出力レベルを設定 するために使用される。すなわち、そわらの出力レベルは、我々の特定の穴が前 もって選択されたアレイ１またはアレイ２のメンバーに関してどのように読みと られるかに関して決定される。付加的バイトは特別の出力データのためのもので あって、測定構造体にある。

バイト２６．２７は、読みの閾値を設定できるように高出力レベルと低出力レベ ルを設定するようになっている。

ブランキングに使用するためにブランク値が格納されねばならない場合、そのブ ランク値は第２８バイトに保管される。

バイト２９．３０は、アレイによって限定された穴の特定パターンを測定し、選 択できるタイプの読み基準のメニューに従ってこれらのパターンを読みとるとい う選択を使用者に与える。例えば、使用者は、第３バイト〜第８バイトに前もっ て限定されたアレイが測定パターンを限定するために使用され、そのように限定 されたアレイのメンバーである穴を、最初に測定される穴とは異なるキヤリブレ ーシヨンでもって測定しうるように選択できる。これらの選択はさらに、使用者 によって光学的測定データを正確化することもできる。もう１つの選択は、枠外 の穴を確認し、位置づけるために予定されたデータバイトである。この”枠外” 穴は、設定範囲または予想される限界以外の光学的密度測定結果をもち、従って 通常、総計表に限界値を有するような穴である。そのようなバイトは、光学的密 度データの有効性を損わせるような六を使用者に確認させることができる。

測定機能の第３１〜第３４バイトは、上方測定パターン間入力と、下方測定パタ ーン間入力とのためのものである。これらのバイトは、２９．３０バイトに関し て前述したようなアレイパターンに従って行われる上方測定間と下方測定量とを 設定する。

バイト３５．３６は、第２９．３０バイトで使用されるアレイに、測定パターン を限定させまた測定パターンの下限と上限を設定するためにも使用されるような 情報を提供するためのものである。

そのようなパターンの１つの例は、光学的測定を行うためにスペクトル値を設定 するアレイに従フた既定のパターンに六のアレイが使用されるパターンである。

第３７バイトは、移送機能構造に使用される場合と同様に、内部遅延のためのも のである。この内部遅延は、既定の比率で六から次の穴へと測定が行われること を可能にする。１つの穴の測定を次の穴の測定との間で、使用者は濁りを澄ませ 、一層正確な光学的測定を得るようにサンプルを攪拌することもできる。バイト ３８．３９は、使用者が内部遅延要素として設定することを望んでいる時間を、 秒単位で格納するためのものである。

第バイト４０は、測定機能全体をタイムクロックに記入することのできる記入選 択のためのものであり、データがスクリーンまたはプリントへ送られるとき、そ の情報が得られた時刻も記録された。

この記入作用は、移送機能の場合に行われる記入選択と同じものである。

さらに、使用者がデータを分析し、その分析に基づいて計算し、印刷された記録 に結果を指示することができるように、とり多くのバイトを測定構造に付加する ことができる。

かくして、移送機能と測定機能とは、例えば範囲特性、内部遅延特性および記入 特性のように類似点を有するが、それらはその操作の性質が異なるために、必要 に応じて異なる構造にしなければならない。しかしながら、測定機能内で一旦１ つのアレイが限定されると、そのアレイに名前が与えられ、そのアレイは、真の フィードバックが生じるように移送機能が行われている間に回復される。例えば 、その測定機能は、最適の光学的読みを有する穴を表す穴位置のアレイを限定す る。この同じアレイは、そわから流体を次に移す穴を選択するために使用され、 前記アレイのメンバーは、測定機能が操作システムによって行われるときに限定 される。この方法で、操作システム内での移送機能お・よび測定機能のための前 もって限定された階層的な構造は、フィードバック操作を行わせることができる 。さらに、移送機能と同様に、測定機能は、テンプレートを容易に創り出すこと ができ、そのテンプレートを使って測定機能が行われる。

前述のように、種々の測定機能は、そわぞれ異なる種類の測定を行うために種々 のブレイクすなわちブランチアウトを有する点で、お互いに異なる。例えば、そ の測定機能のキャリブレーションバイトの後、フィルタを使用するかどうかの選 択や、フィルタの種類の選択に入る前に、ブレイクが生じることもある。なぜな ら、それらのフィルタは、光学システムにとって必要であるが、例えばｐＨのよ うにその他の種類の選択には必要でないからである。器械のキャリーブレーショ ンのための第１１バイトの直後の時点で、その測定機能は、光学的測定以外の機 能の名前が第１機能型バイトに指示されるとき、操作システムをして、ｐＨに対 して異なる組のデータ構造を後続させるような指示を出す。

この好ましい実施例は、現実の世界的な化学的または生物学的試験に匹敵するた めに、”メソッド”、”プロジジュア”、′ファンクション”等の特定のシステ ムを選んだ。これらの名称は任意なもので、特に、順序だてられた組の連続的に 配列されたインストラクションを操作システムへ連続的に送る便利な装置として 考えられる。注意すべき重要なことは、確立セクター中に作られたインストラク ション組が一度に１つずつ接続される場合、その試験がランセクター中に行われ るということであり、各機能は、順序だてて配列された操作上のインストラクシ ョンを創り出すために、その名称によって回復される。

各移送機能は、かくして、３１バイトフイールドによって確立される。同様に、 種々の測定機能は移送機能と同じ範囲構造を有し、特定の測定装置の場合には、 バイトフィールドの長さが全部同じである。この方法で、測定機能も移送機能も 、テンプレートによって与えられる構造と情報に従って確立される。”範囲”構 造を全部同じにすることによって、移送機能および測定機能は、操作システムの プログラムの”ラン”セクター中、測定機能の”範囲”構造および情報が、次の 試験にとりて最適の光学的特性を有するような測定機能範囲内の穴だけ（その測 定機能に”アレイ”として限定される）から被検体を移すために移送機能によっ て使用されるように確立される。かくして、その測定機能範囲をもった最適穴の アレイは、移送機能が移送するように指示される穴アレイとなる。

付加的ユティリティは、”エジッティングユティリティである。操作システムは 、プロシジュア全体を１つの機能づつ編集する能力を使用者に与える。このエジ ッティングユティリティは、操作システムの確立セクター中、完全な実験による 試験を行うための一組のインストラクションを生じさせるために使用者によって 使用される。この試験は、複数のメソッドで成り、その各メソッドは手順のサブ 構成箱を有し、１つのメソッドにある諸手順は、もう１つのメソッドにある諸手 順と事実上同じにすることもできるが、異なる形にすることもできる。新しいメ ソッドが確立されるごとに、全く新しい手順を確立するのでなくて、その確立の 時点で、１つの手順のコピーを保管し、それから、その手順を１つの機能づつ” 編集”して、同一のオリジナルメソッドまたはもう１つのメソッドに使用するよ うに、その新しい手順を創り出す。かくして、この”エジッティングユティリテ ィは、本発明の自動化された研究所の作業装置に指示を与え、それを操作するの に必要な完全なインストラクション組を確立するために所要時間を短縮する。

この好ましい実施例において、中心高台２２の真下には、緊急用ストップバーが 設置されている。この緊急用ストップバーは、操作システムのランセクターすな わち実行セクターの間に生じる可能性のある故障を防ぐために作動し、そこで使 用者は研究所の作業装置と直接かつ物理的に相互作用しなければならない。例え ば、８新しい手順が創り出されて、その開示時、使用者は、テーブルの形態の変 更が望ましいか否かをめられる。その形態の変更が望ましいとすれば、操作シス テムの確立セクターの間、新手類を行う組のインストラクションは、使用者が第 １図のテーブル２８にある部材の形態を変更しなければならないことを操作シス テムに知らせる。操作システムが機能を誤り、形態変更の必要性を見過した場合 、使用者は、操作システムのランセクター中、緊急用ストップバーを作動させて 、使用者がテーブル２８の形態を物理的に変える必要があるということをＥＩＬ Ｉ３５およびコンピュータ３９に指示する。緊急用ストップバーを作動させるこ とによって、ソレノイドが通常の方法で作動し、第１図のエレベータ−タワー４ ６内にある回転腕駆動モーター１２６（第２図参照）をつめによって係止させ、 エレベータ−タワー４６に沿フた下方への腕４４の動きを防ぐ。その動きは形態 を整える間、使用者に対して害を与えることもある。さらに、この手動で作動す る緊急信号は、ＥＩＵ３５内のマイクロプロセッサを中断させ、これは順次、緊 急用ストップバーが作動したことを使用者に知らせる表示がコンピュータスクリ ーンに表れなけらばならないことをコンピュータ３９に指示する。この好ましい 実施例において、エレベータ−タワー４６の頂部にあるライトは、緊急時の停止 の間、消灯し、部材を移動させて、テーブル２８の形態を変更するのが安全だと いうことを使用者に指示する。

前述の引用例において、新手順が確立されねばならないとき、操作システムが適 切に機能する場合、形態機能が操作システムによって使用者に送られ、使用者は 、この手順の開始時に必要とされる形態の変化に関して操作システムに知らせる 。操作システムのランセクターの間、この新手順に達するとき（実験による試験 全体の性能を制御するインストラクションが連続的に実行されるとき）、研究所 の作業装置は、使用者がテーブル２８上に位置する部材の形態を手で創り換える ことができるように、既定の期間、自動的に停止する。操作システムのランセク ターのこの自動的な停止期間の間、タワー４６の頂部にあるライトが消え、これ は使用者がテーブル２８の形態を変えるのに安全であることを示している。さら に、従来の方法で係止つめを制御するソレノイドが加勢され、使用者かテーブル ２８の形態を変えようとするとき、腕４４が係止位置にとどまるように、エレベ ータ４６内にある腕駆動モーター１２６（第２図）がそれ以上回転するのを防ぐ 。

さらに、後述するように、インストラクションの一連の６バイトフイールドが、 操作システムのランセクター中に確立され、その自動化された研究所の作業装置 を操作するのに必要な流体の測定移送機能を行うために必要な命令をモーターへ 送るようになっている。

第１５Ａ図はこの好ましい実施例においてモーター制御を達成するのに使用され るコンピューターのハードウェアの形態を示す。

ステップモーターへの信号のタイミングを制御する情報は、カリフォルニア州、 クーバーデン市にあるライログ（ＺＮｏｇ　）社製のＺｉｌｏｇ　２８０マイク ロプロセツサを使用する。

デジタル式に駆動されるステップモーターを作動させるために、モーター制御シ ステムは、ＥＩＵ３５　（第１図）のメモリーに各モーター用の適切な勾配のあ る複数のスリュウテーブル（Ｓｌｅｗ　ｔａｂｌｅ）を記憶させておかなければ ならない。これらのテーブルは第１５Ｂ図に示すように、ステップモーションの 形に従って各モーターの動きを限定する。典型的なものでは、各モーターは所望 の速度まで”上向き勾配”４９２を存する。すなわち、加速され、それから低速 位置または停止位置まで”下向き勾配”４９８を有する、すなわち減速する。ス テップモーターを適切に加速、または減速するのに必要な情報は、コンピュータ のメモリーに内在された勾配テーブルに包含される。”スリュウレート”は、勾 配値設定と次の勾配値設定との間にあって、最高安定値に保持されるような速度 として規定される。モーター操作のスリュウ位相の間、加速は生じない。その” スリュウレート”は、モーターが一定の角速度で単一段階をとるような成るカウ ント、すなわち時間的長さとして規定される。スリュウカウントは、モーターに 対して総合運転時間を指示するために、勾配テーブルのデータから、そして使用 者により与えられるデータからマイクロプロセッサによって引き出される。

”スリュウカウント”は、そのモーターの移動する総距ｒａ（モーターのステッ プで測定される）であって、加速および減速の勾配段階の総数の合計より小さい 。第１５Ｂ図はモーターが１つの測定可能な段階４９４で一度に上向きに傾斜し ていることを示し、それによって、角速度（ｌ：垂直軸線）は一度に一段階だけ 上昇する。

所望の一定速度に達すると、測定可能な一定数の段階４９０の場合、この”スリ ュウ”レートが保持され、また別個のモータ一段階においても保持される。”ス リュウ”４９０がすなわち一定の速度期間が絆わったのち、一度に１つの別個の 段階４９６だけ、”下向き勾配”４９８が生じる。（水平軸は別個のモータ一段 階の数における時間をとったものである。）勾配情報テーブルはコンピュータの メモリーに積み重ねられ、そのメモリー内に、ポインタが設定され、このポイン タは、マイクロプロセッサ４１２が必要とするように、ソフトウェアのプログラ ムされた使用順序でそのテーブルから値を選択する。

マイクロプロセッサ４１２は、一度に一組のテーブル値を、データの母線に沿っ て基本的構成要素である装置４２０，４３０゜４４０．４４４へ導く。そのアド レス母線によってマイクロプロセッサ４１２は構成要素である装置の各々へ指示 を出すことができ（すなわち、コントローラ４２０、出力ポート４３０およびカ ウンタ４４０，４４４を遮断する）、そこでメモリーからのデータはそのメモリ ー内に位置づけられ、各構成要素内でそのデータが導かれることになっている。

例えば、メモリーのポインタがそのメモリーから第１の加速値の伝達を導くとき 、そのようなデータはデータ母線に沿って種々の構成部材装置４２０，４３０， ４４０゜４４４で伝達され、ソフトウェアは、マイクロプロセッサ４１２がデー タに適用する既定の公式に従って、マイクロプロセッサ４１２によって履行され うる。

モーター駆動情報は、メモリーからデータ母線をこえて、一度に１つのモーター 駆動段階ずつ、出力ポート４３０へ伝達される。この好ましい実施例において、 出力ポート４３０は、例えば、カリフォルニア州　サンタクララにあるインテル 社製の８２５５Ａ型チツプのような、プログラム可能な周囲中間装置である。各 モーターの場合、出力ポート４３０はその３木の出力ビンのところに、３つのモ ーター駆動特性の各々に対して別々の信号を出す。各モーター（モーターコント ローラ４５０による）は、ステップモータ一様式（半ステツプまたは全ステップ ）を指示する第１の信号と、モーターの回転方向（時計方向か反時計方向）を示 す第２の信号と、”オア”ゲート４３６を開閉する第３の信号とを備える。かく して、１８の別々の信号が６つの異なるモーターを制御することになる（５つの 他の組の信号が、例えば４５０のような５つの他のモーターコントローラの各々 へ送られる）。”オア”ゲート４３６は、モーターコントローラ４５０へのステ ッピング信号の流れを制御する。ゲート４３６へ出力ポート４３０からの第３の 信号が送られると、そのゲート４３６によって第４の信号がモーターコントロー ラ４５０へ送られ、そのモーターコントローラ４５０は順次ステップモーターを 位置段階だけ前進させる。オアゲート４３６が作動しないと、駆動信号はステッ プモーターへ伝達されず、モーターの遅延インターバルが生じる（きまり′によ り、ロー、すなわちロジック”０”信号が出力ポート４３９によってゲート４３ ６へ送られるとき、”オア”ゲートは作動状態となり、そのゲートはロジック、 ハイ、すなわち”１”信号によって非作動状態とされる）。

マイクロプロセッサ４１２は、それが−組のモーション値をボート４３０へ送る ごとに、またカウントナンバ″Ｎ″をもカウンタ４４０，４４４へ送る。

この好ましい実施例において、これらのカウンタは、例えばインテル８２５３の ように、プログラム可能なインターバルタイマー内に見られる３個のタイマーの 各々である。カウンタ４４０はレートゼネレータすなわちＮで割るカウンタとし てプログラムされ、カウンタ４４４は中断信号をその内部カウントへ発するよう にプログラムされている。

カウンタ４４０のためのタイミングは、周波数分割器４１６からの１００にＨｚ の信号クロック出力によフて与えらね。周波数分割器４１６はクリスタルで制御 される発振器４１４の２．５ＭＨ’ｚにより同期化され、この発振器４１４はマ イクロプロセッサ４１２を作動させるためにタイミングを与える。レートゼネレ ータ・カウンタ４４０がマイクロプロセッサ４１２からインストラクションワー ドを受けるとき、このレートゼネレーターは、分割器４１６からの入カバルスを 計数し、Ｎパルス計数するたびに単一の出力信号を発生するように進行する。Ｎ は、マイクロプロセッサが一段階ずつ変化させることのできるインストラクショ ンワード値であって、カウンタ４４０からの両川力信号間の時間の間隔を変化さ せる。この出力信号の期間は、”オア”ゲート４３６へ入力されるとき、ステッ ピング指示（ゲート４３６からのインストラクション出力がモーターの動きを一 段階ずつ指示する）をモーターコントローラ４５０へ送る割合が、速度を決定す るので、モータ速度を制御することができる。１つのステッピング指示が出され るごとに、ステップモータは一段階だけ移動する。カウンタ４４０は、モーター コントローラ４５０がステップモーターを一段階だけ何回付移動させるかを決定 し、これにより、ステッピング指示の割合か設定され、これは順次モーター速度 を制御することになる。加速中および減速中、レートカウンタ４４０は逆計数（ カウントダウン）する。そのカウントの長さが、各減速または加速段階の長さを 決定する。この方法で、例えば、ステップのシーケンスの単位時間当りの、カウ ンタ４４０の末端の逆計数が増加するために、加速が生じる。もし、モーターコ ントローラ４５０がより速くステップするように仕組まれると、モーターは加速 される。それによって、各ステップに対する”Ｎ″値が加速を制御する。

カウンタ４４０の出力信号は、また、カウンタ４４４のクロック入力に接続され る。カウンタ４４４がカウンタ４４０からの信号を受け入れるとき、そのカウン タ４４４はカウントの値を１つ減しる。カウント４４４がゼロすなわち末端カウ ントに達するのに必要な減算数は、メモリーに保管されたインストラクションワ ードにより設定され、それは母線をこえてマイクロプロセッサ４１２によりカウ ンタ４４４へ送られる。加速の上向き勾配４９２中、または減速４９８（第１５ Ｂ図）中、この数は”１”である。スリュウ期間４９０中、この数は、とるべき スリュウステップの数であり、モーターの休止中または遅延時間中、モーターが 作動すべきでない（レートゼネレーターカウンタ４４０により設定されたステッ プで測定した）時間的長さである。また、休止時間は、第２の基準モーターの作 動時、第１のモーターが作動しないままの状態にある時間的長さである。

勾配時間４９２，４９８の間、保管されたプログラムは、メモリーに格納された 値”Ｎ”に対して別個の逆計数を行い、プログラムされた加速および減速段階の 数の軌跡を保持する。各タイムカウンタ４４４は末端カウント（ゼロ）に達し、 タイマー４４４の出力は、状態を変化させ、中断コントローラ４２０へ中断指令 を送る。

（中断コントローラ４２０は、カリフォルニア州　サニーベールのアドバンスト マイクロデバイスにより製造されたユニバーサル・インタラブド・コントローラ ＡＭ９５１９Ａである）。カウンタ４４４からの出力信号を受けると、中断コン ト・ローラ４２０は、マイクロプロセッサへ信号を出力して、それを中断させる 。そのマイクロプロセッサ４１２は、メモリーの勾配カウント（加速か減速か） を点検することによって中断信号に反応する。もし、勾配カウントがまだゼロに 達していなければ、次の勾配インストラクションワードが母線をこえてカウンタ ４４０へ送られ、１がカウンタ４４４へ送られる。マイクロプロセッサは、そこ で中断ルーチンを離れて、その他の処理作業へ戻る。

加速勾配カウントがゼロ０に達するとき、（前述の段階を通って、カウンタ、中 断コントローラおよびマイクロプロセッサによる連続ループの後）、プロセッサ はスリュウレートをカウンタ４４０へ送り、スリュウステップカウントをカウン タ４４４へ送る。これらのカウンタは、全スリュウ期間４４０中カウントする。

カウンタ４４０はクロッキング、すなわち、前述のようなカウンタ４４４のため のカウントレートを設定するが、カウンタ４４４は一旦スリュウ期間が終ると、 中断信号を出すだけである。一定の角速度期間中またはモーターのリセット期間 中、マイクロプロセッサは、中断されることがなく、従って、その他の末梢事項 を制御するためにまたはその機能を他の方法で遂行するために、より多くの時間 を有する。一定速度すなわちスリュウの終わりに、減速が始まり、中断信号が加 速様式４９２（第１５Ｂ図）と同じ方法で、減速勾配４９８のステップごとにカ ウンタ４４４から発生される。一旦モーターが勾配周期を完了し、減速勾配カウ ントを終了すると、プロセッサはゲート４３６を非作動状態にして閉じるように 、出力ボート４３０へ信号を記入する。この方法で、遅延が生じ、その遅延は、 カウンタ４４４がゼロまで減少するまで一定の時間だけ遅らすことができ、この 遅延時間はプログラムさね、メモリーに保管されたインストラクションに従って マイクロプロセッサにより設定される。その遅延はモーターに動きを停止させ、 遊びを生じさせる。かくして”遅延”は別個のステップの数に従って測定される 時間であり、各ステップの時間的長さは通常、前述したように、もう１つのモー ターの動きに関連して測定される。

実際のモーター制御は、Ｌ２９８コントローラとタンデムをなして作動するモデ ル上２９フコントローラにより通常の方法で達成され、そのＬ２９７ステツプモ ーターコントローラもし２９８ブリツジドライバーも、イタリアのアグレートプ リアンザの５ＯＳ−Ａｔｅｓセミコンダクター社製のものである。ここに示すモ ーター制御システムは、モーターコントローラ４５０が単一モーターを駆動させ るに必要な信号を出力する。その制御システムを遂行させるには、６つのモータ ーを作動させるために、６つのモーターコントローラが必要である。モーター制 御はインストラクションに従ってプログラムされ、そのインストラクションは、 この好ましい実施例では、６バイトフイールドのグループをなす、第１５Ａ図の モーター制御システムの構成部材へ送られ、その各フィールドは構造が等しく、 また各フィールドは第２のモーターの動きに従って第１モーターを移動させるの に十分なデータを与える。第１のモーターの動きは単一フィールドの１個の別々 の動きの形で導かれる。１つのモーターを２つの別個の方向へ移動させるために は、２つのフィールドが必要となる。例えば、ボッド４２を移動させるためのボ ッド駆動モーター１２４（第２図）の動きと、テーブル２８を移動させるための テーブル駆動モーター１２２の動きは、互いに整合させ、流体をマイクロティツ タプレート上のソース穴がら対角状に、そのプレートを横切って新しい位置へ移 送させるようにボッド４２を移動させる必要がある。もし、その移動通路にある 先端や試験管のような、他の器具との衝突を避けねばならない場合、１つのモー ターを遅延させ、そのとき、他のモーターを作動させねばならない。前述のモー ター制御システムによって６つのモーターを作動させることもできる。しかし、 好ましい実施例の作業装置は、現在、５つのモーターだけを作動させればよいよ うになっている。

モーターの動きを導くソフトウェアのインストラクションの各６バイトフイール ドの構造は、この好ましい実施例では、次のようになっている。

動かされるモーター（第１のモーター）と、モーターの電機子の回転方向と、種 々の勾配率のどれを選択すべきかを確認する。特定の加速率、すなわち勾配率が 選択されない場合、このモーターの加速率として不足勾配衣が使用される。（Ｅ ＩＵ３５メモリー内の勾配表のポインタにより選ばれるように、ＲＯＭ（または 、特殊な表を加えられたＲＡＭが選ばれる）に、種々のタイプの勾配率表の各々 が保管されている。） モーター制御フィールドの第２、第３バイトは、第１のモーターをＢ動させるた めに必要なステップの数を保管する。このデータから、マイクロプロセッサ４１ ２は上向き勾配シーケンス４９２、スリュウ期間４９０および下向き勾配期間４ ９８（第１５Ｂ図）におけるステップの総数を計算することができる。かくして 、第２、第３バイトは、例えば、別個の動きて駆動される単一モーターがとる総 ステツプ数や、時間的全体の長さのようなモーター制御のハードウェアの構成要 素を作動させるために情報を発生する。

第４、第５バイトは、モーター２が作動しているとき、第１のモーターが遊び状 態にある総時間、すなわち遅延時間（モーター２のステップの数で）を決定する 。第６バイトは、さらに、第２のモーターがスリュウする割合に基づいて遅延す るように、第１のモーターに指示する。

要するに、各６バイトフイールトは、所与の割合で、所与の時間たけどのように 移動するかを第１のモーターに指示する。さらに、そのフィールドは、第２のモ ーターが予設定仕向は地点に達するまで、この第１のモーターがどの程度の時間 待てばよいか、すなわちどの程度遅延すればよいかに関する情報を発生する。こ の方法で、全てのモーターは少くとも他の１個のモーターに対して移動するよう に制御されるので、これらのモーターの操作は衝突を避けるように整合される。

一連の６バイトフイールドは、操作システムの”ラン”位相中に確立される。機 能の連続情報が機能し始めると、遠隔コンピュータ３９（第１図）は、モーター が実際に作動する前に、一連のモーター指令フィールド全体を確立させる。モー ター指令の一連の６バイト幅フィールド全体が一旦、特定機能に対して確立され るとく操作システムの”ラン”位相中に中断された”機能”インストラクション に基ついて）、その一連のフィールドは、実行され、ラン機能を果し、それらの モーターを作動させる。６バイトフイールドに含まれるプログラムされたインス トラクションに従フてのみ、モーターの動きは行われるので、衝突の回避は、モ ーターの操作およびランニング中に確立される。なぜなら、各別個の運動指令（ 単一の６バイトフイールド）は、前もって作動する第２のモーターに関する第１ のモーターのための遅延情報を包含するからである。（第２のモーターそれ自体 は第３のモーター等に基づいて遅延される）。モーターの動きに対するこの木質 的なインストラクション集団により、衝突の回避はコーティングシーケンスの自 然の結果である。

前述のように、そのようなモーター制御システムは、研究所の作業装置を滑らか に作動させるに必要な融通性のあるモーター制御を提供する。ここで作られた勾 配は、広範な種類の形と傾斜を有し、別々のモーター負荷に適する。ここに示し た設計を遂行する費用は、本発明の背景で引用したＣＹ５１２と同様に、ステッ プモーターコントローラより著しく安価である。さらに、そのマイクロプロセッ サは、モーターの作動中にモーターの操作パラメータを読みとることができ、し かも所望の動きを行うように適切な手段をとることができる。（そのモーターは 、ステップモーターにある木質的な共振問題を避けるために共振速度以上で運動 する）。この作業装置の５つのモーターは、各々独立して運動することができ、 衝突回°避のために整合させることもできる。ここに示したシステムの大きな効 果は、マイクロプロセッサを中断させることなしに、スリュウの間または遅延の 間もモーターを運転させることのできる能力である。これらの融通性は、自動化 した作業装置の操作システムの全体的制御に組込まれたとき、その研究所の作業 装置の多様性を著しく増す。

この好ましい実施例は多目的研究所の作業装置の一例にすぎないことに注意すべ きである。本発明の範囲は、この好ましい実施例に必ずしも制限されるものでは ない。従って多くの構造上の変形が可能であり、これらの変形は、本発明の内容 の範囲内にあるものとする。例えば、交換自在なモジュール５２は酸度を測定す るためのｐＨプローブを有することもでき、また流体サンプルを攪拌するために 撹拌棒を備えることもできる。ビデオカメラを１つのモジュールとして組込むこ ともでき、あるいはそのビデオカメラを映像用の木質的な光学繊維束によって接 続し、それをボッド４２の上に乗せたり、あるいは中央高台２２の上部に載せて 、運動に基づく実験の像を撮影あるいは分析することもできる。マイクロティツ タプレートは、実験による試験のためのサンプルを保持する試験管マトリックス に置き換えることもできる。その結果、この多目的研究所の作業装置の特定の構 造上および機能状の詳細は、単に例示のものであり、それらは本発明の内容を開 示する目的で、しかも本発明の範囲を規定するクレームを支持するものとして最 良の実施例を提供する。

特衣昭６３−５０２９３１　（ａｉ） Ｆ／θ６ Ｆ／θ１０ Ｆ／θ／／Ａ ＦＩＧ、　／／Ｂ 国際調査報告 ｌｅ＋、、ｌ１４，１ＪＩＡ、１ｋｌｌｌｘＮＬ　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１００５ ０１ん’ＪＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴＥＲＲ；’Ｔｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣ ！（ＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (47)

【特許請求の範囲】
1. １．ベースと、 前記ベースに支持された、第１の方向へ往復移動可能の可動テーブルと、 前記ベースに支持された、前記第１の方向と直交する第２の方向へ往復移動可能 の腕手段と、 前記腕手段に支持された、前記第１および第２の方向と直交する第３の方向へ移 動可能のボッドと、 前記ボッドに取付けられた、前記テーブル上のいずれかの位置で少くとも１つの 機能を実行するように適合されたモジュール手段であって前記テーブル上のいず れかの位置で物理的特性を感知するセンサー手段を含むモジュール手段と、 前記モジュール手段、前記ボッドおよび前記腕手段の動き並びに前記モジュール 手段の前記機能を制御するプログラム可能な制御手段であって前記ボッド、前記 腕手段および前記テーブルの相対的位置を変化させ、前記センサー手段によって 感知される前記物理的特性に応答して前記機能の遂行を変化させる制御手段とを 含む、自動化された分析化学的処理総合設備および研究所の作業装置。
2. ２．前記モジュール手段は釈放自在に適合された少くとも一対のモジュール手段 を含み、一対の前記モジュール手段の一方の前記モジュールは少くとも１つの前 記機能を実行し、他方の前記モジュールは前記センサーを含み、 前記モジュール手段が使用されないとき該モジュール手段の少くとも１つを保管 する保管手段をさらに含み、前記プログラム可能の制御手段は、前記ボッドを一 対の前記モジュール手段の１つと接触かつ接続させ、前記モジュール手段を利用 し、そして前記モジュール手段を前記保管手段へ戻すように、前記可動手段を制 御する、請求の範囲第１項に記載の自動化された分析化学処理総合設備および研 究所の作業装置。
3. ３．前記機能を実行するように適合された前記モジュール手段は、少くとも１つ の自由に処分できるピペツトの流体を受け入れ、吸引し、分配するノズルを含み 、 前記ボッドは遠隔的に駆動かつ制御される駆動手段を有し、該駆動手段は、前記 モジュール手段が流体を吸引、分配し、それによって前記モジュール手段が流体 の移送機能を実行するように、前記モジュール手段に内蔵されたプランジャ手段 を駆動する、請求の範囲第２項に記載の自動化された分析化学処理総合設備およ び研究所の作業装置。
4. ４．前記駆動手段は、該駆動手段が自由に処分できるピペツト先端を前記ノズル の端部から放出させるべくピペツト先端放出手段と操作的に接続されるように、 遠隔的に駆動される、請求の範囲第３項に記載の自動化された分析化学処理総合 設備および研究所の作業装置。
5. ５．前記駆動手段は、遠隔制御されて、前記モジュール手段を前記ボッドに対し 取り付け、取り外すように作動する、請求の範囲第４項に記載の自動化された分 析化学処理総合設備および研究所の作業装置。
6. ６．釈放自在に適合された前記モジュールの各々は各モジュールと共同する非デ ジタル式の電子エレメント手段を有し、該電子エレメント手段は、前記制御手段 が前記モジュールの各々を確認できるように、各モジュールに関連した独特の確 認信号を発生する、請求の範囲第２項または第５項に記載の自動化された分析処 理総合設備および研究所の作業装置。
7. ７．モジュールを含む前記センサーは光学的センサー手段を有する、請求の範囲 第２項に記載の自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置。
8. ８．モジュールを含む前記センサーはｐＨセンサーを有する、請求の範囲第２項 に記載の自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置。
9. ９．モジュールを含む前記センサーはビデオカメラである、請求の範囲第２項に 記載の自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置。
10. １０．前記保管手段は着脱自在のモジュールホルダー手段を含み、 該着脱自在のモジュールホルダー手段は、モジュール受け用切欠部を有し、事本 質的に垂直をなし、そして弾性材料で作られた複数の伸長型支持部材を含み、 前記部材は前記モジュールに僅かに圧縮状態で取り付けられるように押圧され、 前記モジュールは前記支持部材の前記各切欠部に順序よく配置されるように各端 部に独特の支持棒を有し、その結果、前記モジュールはこれが前記保管手段に保 管されるとき前記モジュールホルダー手段に係止され、前記モジュールは前記保 管手段に保管されるように或る特定の方法で方向づけられる、請求の範囲第２項 に記載の自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置。
11. １１．材料および分配流体を第１の容器から第２の容器へ移送するための、自動 化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置であって、 複数の流体容器を少くとも第１の方向へ移送するためのテーブル手段を支持する ベースと、 前記テーブルに対して第２の方向へ移動可能の腕手段および該腕手段を前記テー ブルの上方に支持する、前記ベースに配置された支持手段と、 前記腕手段に沿って第３の方向へ移動可能に腕手段に支えられたボッド手段と、 前記ボッド手段により支えられ、前記両流体容器間で液体を移送するために流体 の吸引および分配をするモジュール手段であって材料サンプルの物理的特性を探 知し、測定するためのトランスジューサ手段を有するモジュール手段と、 前記テーブル、腕手段およびボッド手段を含む構成部材の動き並びに流体分配お よび吸引手段を制御するプログラム可能な制御手段とを含み、 前記制御手段は前記トランスジューサ手段からの出力信号に応答し、 前記制御手段は、トランスジューサ手段の出力信号に含まれる情報に従ってボッ ド手段、テーブルおよび腕手段の動きを制御し、それによって閉鎖ループ方式で 作動し、そのために前記トランスジューサ手段の出力信号に応答する制御手段が 前記トランスジューサの入力に従って部材の操作を調整する、自動化された分析 化学処理総合設備および研究所の作業装置。
12. １２．前記腕支持手段は下端が前記ベースに取り付けられた直立のエレベーター タワーを含み、前記腕手段は前記第２の方向へ往復移動するように前記腕手段の 一端で前記タワーに滑動自在に取り付けられており、ブリッジは前記第３の方向 へ往復移動するように前記腕に沿って滑動自在に装着されたボッドを有し、該ボ ッドは前記ベースおよび可動支持手段に対して少くとも第２および第３の方向へ 移動できる、請求の範囲第１１項に記載の研究所の作業装置。
13. １３．前記モジュール手段は、さらに、流体を選択的に分配し、吸引する第１の モジュールと、少くとも１つのセンサーを有する第２のモジュールとを含み、こ れらのモジュールは、前記ボッド手段に取り付けられ、かつ、モジュール保管手 段に保管され、前記ボッド手段は操作上使用されるように選択されたモジュール と接触してそれをピックアップし、そのとき、残りのモジュールは、制御手段が 前記選択されたモジュールを保管されたモジュールに交換するようボッド手段に 命令を発するとき、ボッド手段と操作的に結合するように、前記保管手段に保管 されている、請求の範囲第１１項または第１２項に記載の研究所の作業装置。
14. １４．前記制御手段と相互作用的に作動するユーザー用遠隔式プログラム可能な コンピュータをさらに有し、前記制御手段はマイクロプロセッサを有し、 前記マイクロプロセッサは、ユーザーがプログラムしたインストラクションに従 って相互作用部材の動きを制御するように、ユーザーの遠隔式プログラムコンピ ュータからの予めプログラムされたインストラクションを実行するようにプログ ラムされている、請求の範囲第１１項または第１２項に記載の研究所の作業装置 。
15. １５．前記トランスジューサ手段は光学的感知手段である、請求の範囲第１１項 に記載の研究所の作業装置。
16. １６．前記トランスジューサ手段は流体サンプルの酸性を測定するＰＨプローブ である、請求の範囲第１１項に記載の研究所の作業装置。
17. １７．流体を第１の位置から第２の位置へ制御された状態で分配、吸引、移送を 行う複数の相互作用部材を含み、前記相互作用部材は、 研究所のワークベンチに載せるように適合された水平ベースおよび前記ベースに 取り付けられた可動支持トレイであって複数のサンプル保持穴を有する複数の流 体容器プレートを少くとも第１の方向へ運ぶ可動支持トレイと、 取り換え自在に接続可能の複数のジュールと、前記ベースに取り付けられた直立 のエレベータータワーと、前記エレベータータワーに直交するように配置された 伸長ブリッジであって前記タワーに滑動自在に取り付けられ、前記タワーに沿っ て第２の方向へ往復移動する伸長ブリッジと、流体の分配、吸引および移送手段 として使用ことができる前記モジュールの１つを交換自在に取り付けることがで きるボッドであって第３の方向へ往復動できるように伸長ブリッジに滑動自在に 結合された前記ボッドと、 予めプログラムされたインストラクションに従って相互作用部材を制御するマイ クロプロセッサを有する制御手段と、前記予めプログラムされたインストラクシ ョンはユーザーが入力するインストラクションを含み、 前記モジュールの１つは光を感知する光学的トランスジューサ手段を有し、前記 モジュールはボッドに取り付けられかつベースから伝達される光を感知すること ができ、前記光はマイクロティッタ穴を通って伝達されてサンプルの光学的特性 を測定するために前記穴内のサンプルを照明し、 前記予めプログラムされたインストラクションは実験による試験に対応するよう に構成され、該試験は複数の試験メソッドを有し、該試験メソッドは予めプログ ラムされた種々の試験手順が可能であり、各試験手順は種々の試験ファンクショ ンが可能であり、前記予めプログラムされたインストラクションは、前記試験メ ソッドを一次指令プロトコールとして列挙し、各試験手順を試験メソッドの二次 的指令手順として列挙し、および、各試験機能を試験手順の第三次指令プロトコ ールとして列挙し、或る予めプログラムされたインストラクションは、トランス ジューサ手段よって指示される予めプログラムされた任意のパラメータに依存し て特定のプロトコールに分与されるようにプログラムされており、それによって 、自動化された研究所の作業装置は、相互作用部材の動きをプログラムする手段 として、また、流体の分配、吸引、移送法として、閉鎖ループのテスト結果に依 存する化学的および生物学的試験を行う、自動化された分析化学処理総合設備お よび研究所の作業装置。
18. １８．流体の分配、吸引、移送手段は、さらに、流体を分配し、吸引するプラン ジャ手段と、少くとも１個のピペツト先端受入れノズルを有する、自由に処分で きるピペツト先端に正確に一致するように形成された交換自在のモジュールとを 含み、前記ボッドは自由に処分できるピペツト先端をピックアップし、それを交 換自在のノズルから捨てる手段を有することを特徴とする、請求の範囲第１７項 に記載の研究所の作業装置。
19. １９．ユーザーが操作する遠隔コンピュータは、一連のメニューおよび絵による 表現として、すなわち、試験メソッドに対応する第１の組のメニューおよび絵に よる表現と、試験手順に対応する第２の組のメニューおよび絵による表現と、試 験機能に対応する第３の組のメニューおよび絵による表現として、予めプログラ ムされたインストラクションを表示し、その結果、ユーザーは彼が遠隔コンピュ ータによって入力したインストラクションを順序通りの方法で実行するようにマ イクロプロセッサに連続的に指示することができ、それによって、遠隔コンピュ ータでユーザーが入力したインストラクションは実験による試験を実行するため にユーザーが望む方法に対応する、請求の範囲第１７項に記載の研究所の作業装 置。
20. ２０．光学的トランスジューサ手段は、さらに、光学的信号を選択的に探知する ために光学的フィルタ手段を有する、請求の範囲第１７項に記載の研究所の作業 装置。
21. ２１．前記流体の分配、吸引および移送手段は、さらに、流体を分配し、吸引す るモジュールを有し、前記移送手段は精密なピペツタ能力を有する、請求の範囲 第１８項に記載の研究所の作業装置。
22. ２２．流体サンプルに生物学的および化学的試験を行わせる研究所の作業装置で あって、 ベースおよび該ベースから直交する状態で上方へ伸長する直立のエレベータータ ワーと、 前記ベースの表面の上方に支持され、前記ベースの長さに沿って往復動するよう に滑動自在に取り付けられたテーブルであって複数の流体用レセプタクルを少く とも第１の方向へ運ぶテーブルと、第１の方向に対して直交する少くとも第２の 方向へ前記エレベータータワーに沿って往復移動するようにエレベータータワー に配置された腕と、 前記第１および第２の方向に対して直交する少くとも第３の方向へ移動するよう に、前記腕に沿って往復移動するように前記腕に滑動自在に接続されたボッドと 、 前記ボッドを介して操作するポンピングシステムを有する、流体分配、吸引およ び移送システムと、前記ボッドは１つの流体レセプタクルから他のレセプタクル へ流体を移すために交換自在なモジュールを支持するように取り付けられ、該モ ジュールはレセプタクル間で流体を汚染させることなしに移すために自由に処分 できる先端を受け入れるように取り付けられ前記モジュールは使用後、どベット を除去するためにピペツター放出機構を有し、流体サンプルの物理的特性をそれ ぞれ感知し、反応が生じるときに化学的反応物を試験するため、前記モジュール に位置づけられたトランスジューサ手段と、 ユーザーがプログラムしたおよび予めプログラムした組のインストラクションに 従って研究所の作業装置の作動を制御するように、遠隔制御式可動部材の作動並 びに流体分配、吸引および移送システムの操作を制御し、トランスジューサ手段 からコントローラによって受け入れられる情報の結果とともに、前記可動部材の 動きおよび流体システムの作動を整合させる制御手段とを含む、流体サンプルに 生物学的および化学的試験を行わせる研究所の作業装置。
23. ２３．前記トランスジューサ手段は流体を移送するためのモジュールとは別の交 換自在のモジュールに内蔵されている、請求の範囲第２２項に記載の研究所の作 業装置。
24. ２４．自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置に関連して使 用される光学的探知装置であって、電磁放射線源と、 前記放射線をサンプルが入れられたサンプル容器へ伝達し、該放射線を前記サン プルを通して比較的狭いビームで導く手段と、光学的探知モジュールを前記サン プルの近くに配置する遠隔制御手段とを含み、 前記光学的探知モジュールは、 複数の光学的フィルタを有する、前記遠隔制御手段によって遠隔制御される自動 的かつ遠隔操作式の第１のフィルタ選択ホイールと、 前記放射線の前記比較的狭いビームに応答するトランスジューサ手段であって前 記光学的フィルタの１つによって選択されるとき、前記放射線の狭い波長に応答 するトランスジューサ手段と、前記トランスジューサの出力を探知してこれをコ ンピュータで読み取ることができる形式に変換する手段とを含み、前記遠隔制御 手段は、前記光学的フィルタの１つを選択すべく、前記第１のホイールを移動さ せるようにプランジャを作動させる、自動化された分析化学処理総合設備および 研究所の作業装置に関連して使用される光学的探知装置。
25. ２５．前記電磁放射線源と前記放射線をサンプル容器へ伝達する手段との間に配 置され、前記サンプルを通って伝達されるように狭い波長の放射線を選択する第 ２のフィルタ選択ホイールをさらに含む、請求の範囲第２４項に記載の光学的探 知装置。
26. ２６．変調させた光学的放射線をサンプルを通して伝達するために、前記放射線 源の近くにチヨツパー手段が配置されている、請求の範囲第２４項に記載の光学 的探知装置。
27. ２７．前記トランスジューサ手段へ伝達される光学的放射線の強度は、実質的に 、前記サンプルを通って伝達される放射線の強度と同じ光束量である、請求の範 囲第２４項に記載の光学的探知装置。
28. ２８．トランスジューサの出力を探知する手段は、さらに、探知回路と、電圧を 周波数に変換するコンバータとを有し、前記探知回路の出力は、比較的騒音のな い信号を発生させるために、前記電圧−周波数コンバータの出力を周波数変調す る、請求の範囲第２４項に記載の光学的探知装置。
29. ２９．自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置に関連して使 用される交換自在のモジュール確認装置であって、研究所の作業装置のまわりに 遠隔制御手段により配置可能の自動化された遠隔可能の制御ボッド手段と、少く とも１個のモジュール手段とを含み、前記モジュール手段は前記ボッド手段と取 り換え自在に接続され、 前記モジュール手段は、制御手段用モジュール手段を独特の方法で確認するため に前記モジュール手段と電子的に接続された非デジタル式ネットワークを有する とする、自動化された分析化学処理総合設備および研究所の作業装置に関連して 使用される、交換自在のモジュール確認装置。
30. ３０．パルス幅変調手段をさらに有し、前記モジュール手段は、前記パルス幅変 調手段からの周波数出力信号を制御し、変化させるために、前記非デジタルネッ トワークを使用する、請求の範囲第２９項に記載の交換自在なモジュール確認装 置。
31. ３１．前記パルス幅変調手段からの出力信号を制御し、変化させる非デジタルネ ットワークは、前記モジュール手段にキヤパシターとレジスターとを有するレジ スター、キヤパシターネットワークであることを特徴とする、請求の範囲第３０ 項に記載の交換自在なモジュール確認装置。
32. ３２．複数の操縦操作の１つを選択的に作動させる多目的式モジュール駆動機構 であって、 ボッド本体と、 前記ボッド本体に内蔵された単一の駆動部材と、前記駆動部材の中心軸線に沿っ て前記駆動部材により往復動的に駆動される第１のプランジャ手段と、 前記ボッド本体に接続される着脱自在なモジュールであって第１のプランジャ手 段が前記駆動部材に沿って第１の移動範囲内で往復動するとき、前記第１のプラ ンジャ手段によって前記ボッド本体に選択的に接続および切り離されモジュール とを含み、前記モジュールは係止部材を有し、該係止部材は、前記ブランジャが 前記第１の範囲内で第１の位置に達するとき前記モジュールをボッド本体に係止 し、また、前記プランジャが前記第１の範囲内で第２の位置に達するときモジュ ールの係止を外し、該モジュールを前記ボッド本体から外す、多目的型モジュー ル駆動機構。
33. ３３．前記第１のプランジャ手段と共軸的に当接する第２のプランジャ手段をさ らに有し、該第２のプランジャ手段は、モジュールの取り外しと無関係に操縦操 作を行うため、前記第１のプランジャ手段によって駆動部材の中心軸線に沿って 第２の範囲内を往復動的に駆動される、請求の範囲第３２項に記載の多目的型モ ジュール取換え機構。
34. ３４．前記第２のプランジャ手段は、流体を分配および吸引させるために、管状 シリンダ内で往復移動する、請求の範囲第３３項に記載の多目的型モジュール取 換え機構。
35. ３５．光学的フィルタホイールをさらに有し、前記第２のプランジャ手段は第２ のプランジャ手段の線形運動を移すことにより前記光学的フィルタホイールを回 転させるために、ラック・ビニオン機構のラックと当接状態で往復動ずることを 特徴とする、請求の範囲第３３項に記載の多目的式モジュール取換え機構。
36. ３６．前記第１のプランジャ手段と操作的に接続する第３のプランジャ手段をさ らに有し、前記第３のプランジャ手段は、前記駆動部材が前記第１のプランジャ を、前記第３のプランジャ手段を駆動させるべく、前記駆動部材の軸線に沿う第 ３の範囲内で往復移動させるように駆動させるとき、前記駆動部材の中心軸線に 平行な軸線に沿って往復移動される、請求の範囲第３４項に記載の多目的式モジ ュール取換え機構。
37. ３７．前記第３のプランジャ手段は、遠隔作動によるピペツト先端の放出を行わ せるために先端放出カラーを駆動させ、前記第３のプランジャ手段は、前記第２ のプランジャ手段がそれ以上伸長できないときに作動するように仕組まれている 、請求の範囲第３６項に記載の多目的型モジュール取換え機構。
38. ３８．複数の周囲手段を制御するためのプログラム可能な装置であって、 複数の予めプログラムされたインストラクションを介して前記周囲手段の操作を 方向づけ、制御するコントローラ手段と、前記周囲手段の操作のために前記イン ストラクションを複数のインターフェース部材へ伝達する手段とを含み、前記イ ンターフェース部材は、一組の操作上のデータを前記周囲手段へ信号として送る ボート手段と、前記周囲手段の作動比を示す第１の信号を発生し、該第１の信号 をゲート手段およびタイミング手段へ伝達する周波数比発生手段とを含み、前記 ゲート手段は、周囲手段を駆動させる第２の信号を発生すべく、前記ボート手段 および前記周波数比発生手段に作動的に関連され、 前記タイミング手段は、前記コントローラが前記中間部材へのインストラクショ ンを変更しかつ前記周囲手段の操作を融通性をもって調整するように、前記第１ の信号に応答して、前記コントローラ手段の操作周期を中断する第３の信号を発 生する、複数の周囲手段を制御するプログラム可能な装置。
39. ３９．請求の範囲第１１，１７または２２項に記載のような研究所の作業装置に おける前記制御手段を作動させるためにインストラクションをプログラムするシ ステムであって、テンプレートを規定する指示された組の質問へデータのバイト ストリームを組み込み、 該テンプレートの質問を既知の組のパラメータと比較し、前記質問の有効性を決 定し、 一組のテンプレート値を得、 前記テンプレート値の有効性をもって存在するパラメータおよび機能に対して決 定し、 操作システムのいづれの場所でも値が前もって確立されていないところでは答え を出すようにユーザーに質問を出しながら、前者のテンプレート値すなわち機能 値を適切な場合には新テンプレートへ送ることにより、或る機能を確立するため に必要なプログラムされたデータのバイトストリームを規定することを含む、シ ステム。
40. ４０．自動化された遠隔制御による研究所の作業装置を作動させるべく一組のプ ログラム可能なインストラクションをプロセッサが発生し、実行させることを含 む、一般目的用データプロセッサの操作方法であって、 前記作業装置が実験による試験の遂行に必要な少くとも１つの機能を行う手法で 、前記作業装置を作動させるデータプロセッサで理解できる一組のインストラク ションを確立する段階を含み、前記確立段階は、 複数の組のインストラクションのどの組が、前記試験の実行に必要な機能に最も 近く調和するかを決定すべく予め保管されたパターンのインストラクション組を 検査し、 全ての予め保管されたデータの位置を決定すべく前記インストラクション組の範 囲内にある各インストラクションを個々に検査することにより前記機能に調和し た一組のインストラクションを選択し、 前記機能の遂行に関係のない情報である無効のデータを前記組のインストラクシ ョンから排除し、そして、その機能を作動させるべく前記インストラクション組 を確立するように前記機能の実行に必要な全ての有効データを選択し、 全ての選択された有効データを検査し、前記有効データから、予め設定したテン プレートパターンに従って前記機能を確立させ、前記機能のために、前記テンプ レートパターンに従って予め保管された全ての有効データを選択し、前記データ を使用し、オペレータによって供給されるべき構報として、前記予め設定したテ ンプレート値が指示するオペレータのインプット情報を付加的データとして要求 し、 前記オペレータにより供給されたデータを前記予め設定されたテンプレートパタ ーンデータに付加することによって前記機能の確立を完了させ、 該機能を確立するためにデータを供給した方法に拘らず、プログラムしたシーケ ンスに従って前記機能を遂行し、その結果、研究所の作業装置をユーザーが誤り メッセージを出す必要なしに実験による試験の要件に従って作動させることを含 む、データプロセッサの操作方法。
41. ４１．実験による生化学的試験を行うように作業装置を利用ことができるように 、データプロセッサにより前記作業装置の作動を制御させる、自動化された研究 所の作業装置の操作方法であって、前記作業装置を制御するためにデータプロセ ッサを使用できるように、該データプロセッサによって理解される１組のインス トラクションを確立する段階を含み、作業装置を指令し、制御するためにデータ プロセッサにより理解される前記インストラクション組を組織する方法は、 プログラムされたテンプレートパターンに従って前記インストラクション組のシ ーケンスを構成し、 付加的情報を必要とするデータ位置を選択すべく前記テンプレートパターンを検 査し、 前記付加的情報とともに、前記テンプレートの前記データ位置を供給し、 前記テンプレートパターンにより供給される全ての情報を再現するような前記イ ンストラクションシーケンスを確立し、前記付加的情報を加え、それによって前 記インストラクション組を完了させ、所望の操作を実行するように前記データプ ロセッサにより前記作業装置を指示し、制御することを含む、自動化された研究 所の作業装置の操作方法。
42. ４２．自動化された研究所作業装置を制御するため従来の型の一般目的用データ プロセッサを操作する方法であって、特定のテンプレートパターンに第１の組の インストラクションを組み込ませ、 第１の組のインストラクションがフラグを立てているところではどこでも、デー タとともにオペレータにより第２の組のインストラクションを与える場合を除い て、同一テンプレートパターンに第２の組のインストラクションを組み込ませ、 第２の組のインストラクションのデータに完全に基づいている第１の組のインス トラクションのテンプレートパターンに従って、第２の組のインストラクション を実行することを含むデータプロセッサの操作方法。
43. ４３．器械の操作と機能をプロセッサ−が制御できるように従来の型の一般目的 用データプロセッサを操作する方法であって、予め配列されたシーケンスに従っ て第１の組のデータインストラクションを確立し、該第１の組のインストラクシ ョンをアドレス指定し、 第２の組のデータインストラクションを確立し、該第２の組のデータインストラ クションを、その各々が各１組のデータインストラクションのアドレスに１つづ つ対応するアドレスを指定し、前記第１の組のデータインストラクション内の予 め選択されたアドレスにフラグを立て、 前記第１の組のインストラクションを含むフラグを立てられていないアドレスに 含まれるデータを再現し、その再現されたデータを、第１の組のインストラクシ ョンのフラグが立てられていないアドレスに対応する第２の組のインストラクシ ョンの各アドレスに格納し、 ユーザーにより供給されたデータを、第１の組のインストラクションのブラウが 立てられたアドレスに対する第２の組のインストラクションに格納し、 前記器械を制御するため第２の組に格納されたインストラクション組を実行する ことを含む、データプロセッサの操作方法。
44. ４４．一連の連続するインストラクション組によって作動される従来の型の一般 目的用データプロセッサにより、研究所の作業装置の作動を制御する装置であっ て、 既知の質問組に応答することによりユーザーから引き出されかつ第１の連続順序 に配列されたデータを含むテンプレートにデータをアドレス指定する手段と、 前記作業装置を制御する目的で実行可能な機能を確立するために、データを前記 テンプレートアドレス位置から格納位置へ移送するデータ移送手段とを含み、 前記テンプレートはユーザーにより選ばれた複数のテンプレートアドレス位置に 前記アドレス手段により立てられたフラグを有し、 前記データ移送手段は、前記テンプレートから、ユーザーが指示していないテン プレートアドレス位置に格納されたデータだけを移送し、 前記データ移送手段は、フラグが立てられたテンプレート位置に保管されたデー タに置き換えるべく、前記格納位置に格納される別個のデータをユーザーに送る ように促し、それによって、前記作業装置を制御するための実行可能なインスト ラクション組が設定される、研究所の作業装置の作動の制御装置。
45. ４５．自動化された多目的分析作業装置を制御できるように一般目的用データプ ロセッサをプログラミングする装置であって、特定順序で、プログラムされた構 成に従ってインストラクションを連続させる手段と、 前記プログラムされた構成に従って連続した第１の組のインストラクションを発 生させる、複数のインストラクションにフラグを立てる第１の手段と、 前記第１の組のフラグが立てられていないインストラクションに引き続き、同一 情報を有する第２の組のインストラクションを発生させる第２の手段であって前 記第１の組のフラグが立てられたインストラクション組に対応する位置に連続し て新しいインストラクションを置くためにユーザーにより供給されたインストラ クションを位置づける第２発生手段とを含み、 前記データプロセッサーは前記作業装置を制御するようにプログラムされている 、データプロセッサのプログラミング装置。
46. ４６．自動化された研究所の作業装置の流体移送部材を制御する装置であって、 複数の可動型流体移送部材と、前記流体移送部材の動きを制御するデータ処理手 段とを含み、前記データ処理手段は、特定順序に従って流体移送命令を実行する ために連続的順序でプログラムされ、命令が実行される前に、流体の移送を制御 する完全な第１の組の部材移動命令を確立し、および、前記第１の組の命令が実 行されかつ機能するとき、前記流体移送部材を駆動するモーター手段を制御する ことによって流体の移送を制御する第２の組の命令を確立し、 前記モーターによって駆動される部材間の衝突を避けるために、前記モーター手 段の各モーターが動きを必要とするとき、モーター手段を制御するため第２組の 命令をラン機能させる、流体移送部材の制御装置。
47. ４７．自動型研究所の作業装置を制御するようにプログラムされ、一般目的用デ ータプロセッサを操作する方法であって、前記研究所の作業装置を前記プロセッ サで制御し、作動させ得るように前記データプロセッサのために複数の組のイン ストラクションを確立する段階を含み、複数の組のインストラクションを確立す る前記段階は、 前記作業装置に、ユーザーが選択した作業の少くとも一部分を行わせるに必要な 操作情報を提供する第１の組のインストラクションを創り出し、 第１の組のインストラクションのコピーである第２の組のインストラクションを 創り出し、 前記第２の組のインストラクションを慣習化させて、ユーザーが選択した付加的 作業を遂行するために付加的インストラクションを創り出すように、第２の組の インストラクションを連続的に編集する、データプロセッサの操作方法。