KR20130056250A - 유체 전달 시스템 및 상기 시스템의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 분석을 위한 장치 및 유체 전달 시스템이다. 상기 장치는 예를 들어 다수의 시약을 위한 유선(flow line)들을 이용하는 면역분석용으로 이용가능하다. 일 구현예에서, 본 발명은 검사 시료를 위한 하나 이상의 고정형 또는 일회용 반응챔버를 가진 트레이 베이스, 다수의 유선, 및 다중 밸브를 포함하며, 상기 시스템은 공급 용기들로부터의 상이한 유체들을 서로 다른 트레이에 전달하는 조작과 이들을 지정된 저장조 또는 최소 조작이 이루어지는 하수 시스템에 배출시키는 조작을 자동 제어하는데 이용된다. 상기 시스템은 유체의 공급 및 배출을 돕는 공기 라인을 포함할 수 있으며, 또한 가변량 측정 용기들과 결합되고, 구동 수단으로 밸브 조작부와 인터페이스하는 밸브들과도 결합된다. 상기 시스템은 프로그램가능한 전자 장치에 의해 제어되는데, 상기 전자 장치는, 핀치 부재로서 사용되는, 다수의 탄성 유관들을 죄거나 해제시키는 프로그램가능한 핀치 밸브들의 한 세트에 의해, 선택된 유체들을 임의의 하나 또는 복수의 유체 유입구에 개별적으로 또는 동시에 모두 함께 전달 또는 배출하도록, 밸브 작동에 대해 미리 설정된 값과 순서를 조절한다. 일 실시예의 경우 밸브 조작부는 모든 밸브 조립체를 제어하는 단일 구동부이거나; 대안적 실시예의 경우에는 하우징 개별 기구에 부착될 수 있다.

Description

유체 전달 시스템 및 상기 시스템의 작동 방법{FLUID DELIVERY SYSTEM AND APPARATUS TO PERFORM THE SAME}

본원은 2010년 5월 6일자로 출원되어 현재 계류 중인 미국 가출원 일련번호 제61/331,861호의 이점과 우선권을 주장하며, 상기 명세서의 전체 내용을 본원에 참조로 통합한다.

본 발명은 감염 또는 질환의 진단시 예를 들면 단백질을 신속하게 검출하는데 사용되는 자동 분석 장치에 관한 것이다. 현재 이용되는 자동 분석 장치는 지나치게 복잡하며, 다양한 액체 시약을 반응챔버에 전달시키기 위해 많은 펌프와 디스펜서(정량토출기)를 사용한다.

미국특허 제4,859,419호에는 생물학적 유체의 다수의 시료를 면역분석하는 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 단일 도관을 통해 동일한 생물학적 유체를 복수의 검사 용기에 전달하는 펌프, 및 밸브 포트들을 구비한다. 이들 검사 용기는 서로 가까이 연결되어 있으며, 하나의 포트를 공유하여 모든 생물학적 유체를 공급받고 배출시킨다. 이러한 유형의 종래 분석 장치에서는 상이한 검사 시료들에 대해 서로 다른 프로토콜을 이용하여 상이한 검사 시료에 서로 다른 액체 시약을 적용할 수 없게 되어 있다. 또한, 다수의 액체 시약을 동일한 도관을 통해 전달하므로 서로 다른 액체 시약 사이에 잠재적인 오염이 발생하게 되는데, 이러한 오염 현상은 대부분의 검사 형태에서 용인될 수 없다.

미국특허 제5,567,595호에는 자동 블롯(blot) 분석 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 반응 성분들을 확실히 혼합하는 동시에 모든 반응챔버를 배수시켜 용액을 제거하는 록킹(좌우진동) 트레이를 포함한다. 따라서 모든 반응 수단에 대해 단지 한 소정의 스케쥴이 필요하다. 각 용액은 전용 펌프, 및 프로그래밍 수단과 구성을 복잡하게 하며 용액들의 교차오염을 막기 위한 특별한 기능이 요구되는 이동형 디스펜서를 가진다. 또한, 시약들을 더 잘 혼합하고 검사 시료들을 폐쇄하기 위한 일부 분석 과정의 경우에는, 트레이를 기울여서 반응챔버를 배수시키는 방법이 적용 불가능한 수평형 교반 트레이를 사용하는 것이 바람직하다.

개별적으로 제어되는 통로를 통해 흐르는 유체를 조절하는 목적으로 밸브가 폭넓게 사용된다. 예를 들면, 솔레노이드 제어 밸브가 있다. 다양한 시약 및 다중 반응챔버와 사용하기 위해 수 십개의 개별 밸브가 요구됨에 따라, 장치를 제조하여 사용하기 위한 제어 및 프로그래밍 수단이 복잡해진다.

핀치 밸브 및 가요성 도관 또한 광범위한 장치에 사용된다. 공지된 선행기술 중 일부는 보통 닫혀있거나 보통 열려있으며, 이와 같이 제어 기능은 통로를 해제시키거나 폐쇄하기 위한 것이다. 일부 응용예에서, 밸브 기능에 가장 중요한 것은 도관으로 통하는 통로를 완전히 개방시키거나 폐쇄시켜야 한다는 요구조건이다.

어느 유형의 밸브를 사용하든, 일부 경우, 탄성(elastomeric) 도관의 물리적 특성, 유체들의 상이한 특성, 및 오염 현상으로 인한 다른 장애는 통로를 부분적으로 또는 완전히 폐쇄시켜 흐름을 제한한다는 것이다. 또한, 핀치 밸브와 관련하여, 두 세트 또는 세 세트의 다중 핀치 밸브를 임의로 작동시킬 필요가 있다면, 다중 작동기를 사용하여야 한다. 이는 제어 시스템을 한층 더 복잡하게 하며, 작동기들을 장치 내부에 배치하기 위해 더 많은 공간이 필요하게 된다. 공지된 선행 기술에는 탄성 유관(flow conduit) 및 다양한 형상의 플런저 또는 피스톤이 구비되어 있다. 선행 기술은 정밀 기계가공을 요구하며, 많은 생산비가 소요된다. 다중 가요성 유관들이 구비하고 있으며, 그 중 하나를 죄는 공지된 핀치 밸브들 조립체 중 일부는 인접한 도관들의 조임 상태를 방해하므로 이를 막기 위한 특별한 기능이 요구된다. 공지된 다중 도관 중 일부에서, 핀치 밸브 도관들은 작동기 주변 또는 가까이에 배치되고, 서로 다른 지점으로 안내되는 도관의 길이는 상이하며, 일부 경우에서는 도관의 길이 및 액체의 특성으로 인해 귀중한 액체가 낭비된다.

본 발명의 한 가지 목적은 시간 스케쥴이 서로 다른 다양한 검사 시료들을 동시에 분석하는 분석 과정을 가능하게 하고자 함이다.

본 발명의 다른 목적은 트레이의 수평 교반 또는 록킹 교반을 가능하게 하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 반응을 수행하는데 필요한 시약을 보다 적은 양으로, 보다 잘 전달시키고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 도관으로 통하는 통로를 개방 또는 폐쇄시키는데 필요한 순서대로 임의 개수의 핀치 밸브를 프로그램 작동가능한 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 동작 시간이 아닐 때에는 핀치 밸브들을 완전히 해제함으로써 도관으로 통하는 통로가 막히는 현상을 막을 수 있는, 개선된 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단순하고, 일반적이며, 용이한 방법으로 얻어지는 핀치 부재들을 구비함으로써 부품 생산 및 장치 조립에 드는 비용 및 시간이 절감된, 개선된 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 또는 개별적 핀치 부재를 동시에 도관으로부터 이격시켜 통로의 개방 조작을 용이하게 함으로써 도관으로 통하는 통로를 개방시키는 단순 구조의 작동기를 구비한, 개선된 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다른 유관들의 개방 또는 폐쇄 조작에 영향을 주지 않으면서 한 유관의 개방 또는 폐쇄 조작을 제어하는, 개선된 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유체 공급원에 연결된 다중 도관을 관통하는 유체 흐름을 처리하는 모터 및 다중 트랙 캠을 구비한, 개선된 다중 핀치 밸브 조립체를 제공하고자 함이며, 이때 다중 트랙 캠은 1개, 2개 또는 3개 다중 핀치 밸브 조립체들의 기능을 조합하는 복합 장치이다.

일 실시예에서, 본 발명은 상대적으로 적은 수의 부품을 구비하며 융통적인 조작이 가능한 장치를 제공함으로써 상기 요구사항을 충족시키고자 한다. 본 발명은 하나 이상의 고정형 또는 일회용 반응챔버를 가진 트레이; 트레이의 수평 교반 또는 록킹 교반 운동을 가동시키는 수단; 다중 밸브; 및 미리 정해진 개별 스케쥴에 따라 공급 용기로부터의 상이한 유체들을 서로 다른 반응챔버들에 전달하여 지정된 저장조에 배출시키는 자동 제어 시스템을 포함한다. 상기 장치는 가변량 측정 용기와 결합되어 유체 공급 및 배출을 돕는 공기 라인을 포함할 수 있다. 밸브는 복수의 유체 유입구를 개별적으로 또는 동시에 모두 함께 작동시키는 구동 수단을 가진 밸브 조작부(valve operating unit)와 인터페이스하도록 구성된다. 일 실시예의 경우, 밸브 조작부는 모든 밸브 조립체를 제어하는 단일 구동부이거나; 대안적 실시예의 경우, 하우징 개별 기구에 부착될 수 있다.

첨부된 도면을 참조로 본 발명을 더 잘 이해할 수 있으며, 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 구성하는 부품들을 포함한 완전한 시스템의 개략적 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 일 실시예의 작동 순서에 대한 일 예를 나타내는 표이다.
도 3은 모든 커버가 제거된 상태의, 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 단일 구동부로 구동되는 블록 당 3개의 핀치 밸브 조립체들을 포함한 6개 블록의 프로그램가능한 다중 핀치 밸브 조립체의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 단일 밸브 구동부의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 단일 구동부로 구동되는 3개의 핀치 밸브 조립체의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 개별 구동부로 구동되는 9개의 핀치 밸브로 된 한 블록의 바람직한 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 3개의 다양한 도관 세트의 일부분을 나타내는 부분 사시도로서, 토션 스프링이 어떻게 배치되어 도 5a의 조립체의 도관을 죄는지(pinch) 예시한다.
도 5c는 도 5a에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 다중 트랙 캠을 나타내는 사시도이다.
도 6은 트레이단의 록킹 또는 요동 운동을 위해 대안적으로 설치될 수 있는 교반 테이블을 나타내는 사시도이다.

본 발명은 다수의 액체 시약 용기, 세척액 용기, 가변량 측정 용기, 논리 제어 장치, 공기 공급 라인, 수평 또는 록킹 교반하는 하나 또는 다중 반응챔버를 가진 트레이, 탄성 유관 통로들을 개별적으로 폐쇄시키거나 해제시키는 다중 핀치 밸브에 의해 제어되어 공급 용기와 타겟 용기를 연결시키는 다중 탄성 도관을 포함하는 자동화 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 구성하는 부품들을 포함한 완전한 시스템의 개략도이며, 도면번호 1은 논리 제어 시스템, PLC, 2는 밸브 구동부, 3은 공압 공급부를 표시한다. 이하 도면번호들은 바람직한 실시예의 다른 부분들을 표시하는데 사용되었다: 2.11 내지 2.14는 시약 공급 밸브, 2.21 내지 2.26은 세척액 공급 밸브, 2.31 내지 2.34는 트레이 반응챔버 배출 밸브, 2.41, 2.42, 2.44 및 2.45는 공압 공급 밸브, 2.43, 2.46 및 2.47은 공압 해제 밸브, 5.10 내지 5.40은 액체 배출 용기, 7.10 내지 7.20은 트레이 반응챔버, 8.10은 세척액 공급 용기, 8.20, 8.30, 8.40 및 8.50은 시약 공급 용기, 9.10 및 9.20은 가변량 측정 용기, 9.01 및 9.02는 세척액 요구량을 조절하는 이동형 플런저, 8.01은 모든 용기의 밀봉 뚜껑을 표시한다.

도 2는 장치를 작동시키기 위한 한 가지 가능한 순서를 예시한다. PLC 1은 장치의 부품들의 초기 상태를 점검하여, 만일 모든 부품이 준비 상태이면 공정을 시작한다. 이 경우에는, 모터(6.40, 도 6)를 작동시켜 트레이를 수평 전후방향 또는 록킹 교반시키고, 스케쥴에 따라 밸브 구동부를 작동시켜 해당 밸브들(2.31 및 2.33)을 열어 반응챔버(7.10 또는 7.20)의 내용물이 배출되도록 한다. 동시에 공기 밸브(2.41 및 2.46)를 작동시켜 공압을 세척액 공급 용기(8.10) 및 대기가 함유되어 있는 연결챔버(7.10 또는 7.20)에 공급한다. 또한, 표는 주기 별로 완전한 스케쥴을 보여 준다. 다양한 시나리오로 프로그램될 수 있다.

도 3은 장치의 주요 부품들의 바람직한 실시예를 나타낸다. 3개의 반응챔버(그 중 하나는 7.10으로 표시됨)를 구비한 트레이(7)는 록킹 또는 요동 운동을 위해 대안적으로 설치될 수 있는 교반 테이블(6)의 트레이단에 장착된다. 공급 용기 블록(8)은 세척액과 다수의 다양한 시약을 함유하는 별도의 분리된 용기들로 나누어진다. 예시적인 실시예의 경우, 세척액용 3개 용기(8.10, 8.20 및 8.30으로 표시됨), 및 시약용 6개 용기(8.40 내지 8.90)를 구비한다. PLC 1과 제어 회로(1.20)가 모든 제어 기능을 수행한다. 표시부(1.10)는 기존의 프로그램을 변경하거나, 새로운 프로그램을 더할 수 있게 한다. 참조번호 2로 표시된 것은 밸브들 및 밸브 구동 기구로 된 블록이고, 2.10은 다중 밸브 조립체 중 하나이다. 베이스(4)에 장착된 공기 펌프(3)는 미리 정해진 순서에 따라 모든 용기에 공압을 공급한다. 트레이(7) 밑에는 다수의 배출 용기(5)가 배치되어 있다. 배출 용기 개수는 반응챔버 개수, 각종 시약 개수, 및 회수하기 원하는 시약 개수에 따라 결정된다.

도 4는 블록 당 3개의 밸브(2.10)를 포함하는 6개의 블록 및 모든 밸브(2.10)를 작동시키도록 구성된 밸브 구동 기구(2.00)를 포함하는 밸브 조립체 유닛을 보여 준다. 도 4a는 구동 기구의 바람직한 디자인을 보다 상세하게 나타낸다. 프로그램에 따라, 모터(2.01)는, 패드(2.07a)가 밸브 작동바의 정확히 맞은편에 있게 되는 위치, 예를 들면 도 5에서의 위치(07)에 있는 샤프트(2.06)를 회전시킨다. 샤프트(2.06)는 캠(2.05)과 고정되어 축방향으로 이동가능한 베어링(2.03)에 장착된다. 다음으로, 모터(2.09)는 캠(2.08)을 회전시키고, 캠(2.05)과 샤프트(2.03)를 전방으로 밀어버리며, 패드(2.07a)는 작동바(07, 도 5)를 더 멀리 밀어버린다.

도 5는 밸브의 예시적인 디자인을 보여 준다. 밸브 본체(04)는 밸브의 개수에 상응하는 개수의 밸브, 스터드(stud, 041로 표시됨), 통로(042), 수직방향의 강성 지지대(abutment, 043), 및 안내궤도 구멍(guide-way hole, 044)을 가진다. A, B 및 C로 표시된 가요성 유관은 통로(042)를 통해 나사체결된다. 원형 바(01, 02 및 07)에는 안내궤도 구멍(044)을 관통하는 원형 바의 축을 따라 이동가능하도록 나사체결된다. 도면번호 03으로 표시된 토션 스프링은 스터드(041) 위에 느슨하게 안착되어 있으며, 스프링의 한 다리(도면번호 032로 표시됨)는 하우징의 러그(045)에 고정되어 있는 한편, 유체 흐름을 방지하는 도관(A1)의 가압부를 형성하는 도 5를 참조하여 알 수 있듯이, 다른 다리(031)는 도관의 축에 대해 수직방향으로 배치되어 도관을 지지대(043)에 가압함으로써 도관을 죈다. 또한, 이들 다리는 바(01, 02 및 07) 안의 구멍을 관통하여 연장되며, 이는 도면번호 071로 표시된 바(07)에만 나타나 있다. 도 5를 참조하여 알 수 있듯이, 바(07)가 전방측으로 이동하면, 토션 스프링(03)은 도관(B)을 해제하여, 통로를 개방하고 유체가 흐르도록 한다.

도 5a, 도 5b 및 도 5c를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 캠(06, 061, 062, 063 또는 064)의 서로 다른 표면들은 바(01, 02 및 07)를 마주보도록 되어 있다. 따라서, 어느 방향으로든 캠이 회전하면, 각 바는 독립적으로 다르게 변위하고, 이는 결과적으로 토션 스프링의 이동형 다리들(031)을 해제 또는 가압하여 스프링(03)이 스터드(041) 둘레로 회전하도록 하거나, 도관을 가압 또는 해제시켜 액체가 흐르도록 하거나, 각 도관 세트를 독립적으로 폐쇄시킨다. 캠이 각 위치에 안착되는 시간은 도관을 통과하는 유체의 유량에 따라 결정된다. 회전 위치, 순서 및 시간은 쉽게 프로그램할 수 있다.

도 6은 교반 테이블(6)을 나타낸다. 교반 테이블에는 4개의 주요 부분, 즉 트레이 지지단(610), 베이스(620), 록킹 브라켓(630), 및 교반 모터(640)가 있다. 베이스(620)는 편평한 저부(621)를 가지고 있으며, 상기 저부로부터 연장되는 두 돌출부(625 및 626)는 베어링(650)을 지지하고, 돌출부(622)는 교반 모터(640)를 지지하며, 돌출부(623)는 트레이의 전후 운동이 설정되면 록킹 브라켓을 베이스에 고정시키는 역할을 한다. 트레이단(610) 역시 편평한 부분(611)을 가지고 있으며, 상기 편평한 부분으로부터 연장되는 네 돌출부(612)는 단에 고정된 2개의 가이드바(680)를 위한 지지부로서 역할하며, 돌출부(613)는 단의 록킹 운동이 설정되면 단을 록킹 브라켓에 고정시키는 역할을 한다. 교반 모터(640)는 C자형 돌출부(614)와 맞물리는 편심 캠(미도시됨)을 구비한다. 리브(615)는 하나 또는 다수의 트레이를 제위치에 유지하는데 사용된다. 록킹 브라켓(630)은 4개의 베어링(670)을 구비하여, 가이드바(680)와 트레이단이 앞뒤로 슬라이드할 수 있게 한다. 돌출부(634)는 록킹 브라켓(630)을 베이스(620) 또는 트레이단(610)에 고정시켜 교반 형태를 변경하는 역할을 하다. 이 목적을 위해, 특별한 나사(690)를 록킹 브라켓 본체 내 나사체결된 구멍에 넣고 서로 맞물리게 죄거나 돌출부(623)의 구멍(624)에 설치하여 록킹 브라켓과 나사로 죌 수 있다.

상기에 기술한 바와 같이, 본 발명은 하나 또는 다수의 분석 블록을 포함하는 자동 분석 장치에 관한 것이며, 각 블록은 액체 시약 및 세척액 용기, 그리고 반응물을 지지하는 트레이를 포함하며, 분석 과정을 수행하기 위한 준비로서 충전 후 밀봉된다. 본 장치는 미리 프로그램된 순서에 따라 자동적으로 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 전달시키고 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 지정된 용기에 배출시키는 수단을 더 포함하며, 이때 각 블록은 다른 블록들과 독립적이다. 상기 장치는 원하는 바와 같이 트레이를 미리 설정된 대로 수평 요동 또는 록킹 운동시키는 수단을 더 포함한다. 본 장치는 미리 프로그램된 순서에 따라 개별적으로 상기 액체를 각 트레이에 자동적으로 전달하고 각 트레이로부터 자동적으로 배출시키는 수단을 작동시키는 제어 수단을 더 포함한다. 본 장치는 공급 용기 및 트레이에 공급되는 세척액의 용량을 제어하는 수단을 더 포함한다. 용기 및 트레이는 일종의 케그(keg)를 포함하는데, 이들은 다양한 크기 및 형상을 지니며, 밀봉 뚜겅을 구비하고 있고, 서로에 연결되어 있으면서 탄성 유관 및 밸브에 의해 공기 공급부에 연결되어 있다. 액체 흐름을 용이하게 하기 위해, 용기 및 트레이에는 (+) 공압을 공급하며, 동시에 타겟 용기의 공기 라인을 대기로 개방시킨다. 트레이를 수평방향으로 요동시키거나 수평축 주위로 록킹시키는 수단은, 베어링을 구비한 2개의 가이드(수평방향 교차 안내궤도 및 종방향 축), 어느 쪽 운동이든 정지시키는 부품 세트, 및 캠 구동기를 구비한 DC 기어 모터를 포함한다. 트레이의 록킹 운동은 록킹 브라켓과 트레이단을 함께 고정시킴으로써 설정하고, 트레이의 수평방향 교반 운동은 록킹 브라켓을 베이스에 고정시켜 트레이단을 해제함으로써 설정한다. 세척액의 용량을 제어하는 수단은 밀봉된 챔버들을 포함하며, 상기 밀봉된 챔버에는 챔버 용적을 미리 설정하기 위해 사용되는 가동형 피스톤이 구비되어 있다. 이들 챔버는 자동제어밸브를 통해 공기 라인 및 대기에 연결된다. 이들 밸브는, 유체 도관의 벽들을 함께 강성 지지대에 가압하고 핀치(조임) 부재로서 역할하는 토션 스프링에 의해 초기에 완전히 폐쇄되는 탄성 유관들을 포함한다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고, 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 이러한 밸브 조립체는 복수의 스터드 및 통로를 가진 하우징, 하우징 통로를 통해 나사체결된 다수의 탄성 유관, 및 하우징 내에 이동가능하도록 위치하며 선택된 유체 도관들을 개방시키기 위해 토션 스프링력 반대로 작용하는 작동 수단을 포함한다. 밸브 조립체의 하우징은 복수의 스터드 및 통로, 그리고 하우징의 두 맞은편 벽에 있는 다수 구멍들 형태의 가이드를 포함한다. 토션 스프링은 상기 스터드 위에 느슨하게 안착되어 있으며, 스프링의 한 다리는 하우징에 고정되어 있는 한편, 다른 다리는 도관의 축에 대해 수직방향으로 배치되어, 유체 흐름을 막는 도관을 선택적, 개별적으로 죈다. 또한, 상기 다리는 바 안의 구멍을 관통하여 연장된다. 토션 스프링이 스터드 위에 느슨하게 안착됨에 따라, 스프링은 스터드 주위로 쉽게 선회할 수 있고, 변경시킬 필요가 있을 때에는 스프링을 쉽게 분리할 수 있다. 지지 수단은 도관을 관통하는 유체 흐름을 완전히 폐쇄시키기 위해 충분한 내성을 제공하는 탄성 유체 도관에 대한 통로에 인접한 수직 벽들을 포함하는 하우징의 다수의 지지대이다. 지지대는 유체 도관을 지지하기 위해 실질적으로 평행한 표면들을 포함한다. 하우징의 스터드 및 스프링 지지 러그는 동시에 작동되는 다수의 탄성 유관으로 된 세트들의 개수에 따라 열맞춰 배치된다. 작동 수단은 축에 대해 수직방향으로 구멍들이 있고, 상기 하우징의 안내궤도를 통해 나사체결되며, 상기 하우징의 안내궤도에 따라 이동가능한 바들을 포함한다. 작동 수단은 축에 대해 수직방향으로 구멍들이 있고, 상기 하우징의 안내궤도를 통해 나사체결되며, 상기 하우징의 안내궤도에 따라 이동가능하고, 상기 구멍들을 통해 나사체결된 상기 토션 스프링과 맞물리게 되는, 바들을 포함한다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고, 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 이러한 밸브 조립체는: 하우징 본체를 따라 위치하는 샤프트, 샤프트를 회전시키는 모터, 샤프트를 종방향으로 운동시키는 캠이 구비된 모터, 및 샤프트의 운동을 제어하는 전기 스위치들을 포함하는, 작동기 구동기(actuator drive)를 더 포함한다. 샤프트는 작동기의 단부 가까이에 위치하는 다수의 패드들을 지지하며, 상기 패드들은 접촉을 통해 샤프트의 운동을 선택 작동기에 전달하여, 맞물려 있는 토션 스프링을 앞으로 보내, 선택되는 탄성 유관들을 해제시킨다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고, 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 이러한 밸브 조립체는: 하우징 모터에 부착되며 모터의 샤프트에 회전가능하도록 장착된 캠, 서로 평행하되 캠의 회전축에 대해 수직을 이루며 핀치 부재로 사용되는 다수의 토션 스프링과 맞물린 하나 이상의 작동 수단을 포함하는, 작동기 구동기를 더 포함한다. 캠은 방사상으로 연장되는 돌출부들을 구비하고 있으며, 이들 돌출부는 캠 프로파일 - 캠의 축을 따라 배치되는 변위 프로파일을 형성하고, 유관 세트들의 개수에 상응하는 개수의 트랙들을 가진 다중 트랙 캠을 형성한다. 어느 방향으로 회전하든 상기 캠은 수평 운동을 작동 바들에 부여하게 되는데, 이들 바는 상기 변위 프로파일의 특정 외형으로 인해 동시에 함께 또는 개별적으로 프로그램된 순서로 미끄러질 수 있다. 바가 움직이면, 맞물려져 있던 스프링들이 도관으로부터 떠밀려져, 유체 흐름을 해제하게 된다. 밸브는 트랙 프로파일, 캠 회전 방향 순서, 및 회전 시간에 따라 프로그램될 수 있다. 캠 작동기는 원하는 순서에 따라 캠 팔로워(캠플러 베어링)의 운동을 가동시키기 위해 다수의 변위 프로파일을 가지며, 단지 하나를 작동시킨다. 캠 작동기는 캠의 초기 위치를 조절하는 전기 스위치와 연동되는 추가 프로파일 트랙을 포함한다. 캠 팔로워는 캠의 변위 프로파일을 직접, 또는 레버, 보호부와 같은 중간 부재를 통해 접촉할 수 있다.

상기 전술한 바와 같이, 본 발명은 또한 자동적으로 액체 시약 및 세척액을 트레이에 전달하고 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 배출시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체에 의해 이루어진다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 이러한 밸브 조립체는 복수의 스터트 및 통로를 가진 하우징, 하우징 통로를 통해 나사체결된 다수의 탄성 유관, 및 하우징 내에 이동가능하도록 위치하며 선택된 유체 도관들을 개방시키기 위해 토션 스프링력 반대로 작용하는 작동 수단을 포함한다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 상기 밸브 조립체는 탄성 유관의 벽들과 접촉하여 벽들을 함께 강성 지지대에 가압시키는 핀치 부재로서 역할하는 토션 스프링을 포함한다. 상기 액체 시약 및 세척액을 상기 블록의 트레이에 자동적으로 전달하고 상기 트레이로부터 액체 시약 및 세척액을 자동적으로 배출시키는 수단은, 탄성 유관을 죄거나 해제함으로써, 공급원으로부터의 다수 상이한 유체를 해당 지점들에 전달하는 조작을 제어하는 다수의 프로그램가능한 핀치 밸브 조립체이며, 상기 밸브 조립체는 복수의 스터트 및 통로를 가진 하우징, 하우징 통로를 통해 나사체결된 다수의 탄성 유관, 및 하우징 내에 이동가능하도록 위치하며 선택된 유체 도관들을 개방시키기 위해 토션 스프링력 반대로 작용하는 작동 수단을 포함한다. 밸브 조립체의 하우징은 복수의 스터드 및 통로, 그리고 하우징의 두 맞은편 벽에 있는 다수 구멍들 형태의 가이드를 포함한다. 토션 스프링은 상기 스터드 위에 느슨하게 안착되어 있으며, 스프링의 한 다리는 하우징에 고정되어 있는 한편, 다른 다리는 도관의 축에 대해 수직방향으로 배치되어, 유체 흐름을 막는 도관을 선택적, 개별적으로 죈다. 또한, 상기 다리는 바 안의 구멍을 관통하여 연장된다. 토션 스프링이 스터드 위에 느슨하게 안착됨에 따라, 스프링은 스터드 주위로 쉽게 선회할 수 있고, 변경시킬 필요가 있을 때에는 스프링을 쉽게 분리할 수 있다. 지지 수단은 도관을 관통하는 유체 흐름을 완전히 폐쇄시키기 위해 충분한 내성을 제공하는 탄성 유체 도관에 대한 통로에 인접한 수직 벽들을 포함하는 하우징의 다수의 지지대이다. 지지대는 유체 도관을 지지하기 위해 실질적으로 평행한 표면들을 포함한다. 하우징의 스터드 및 스프링 지지 러그는 동시에 작동되는 다수의 탄성 유관으로 된 세트들의 개수에 따라 열맞춰 배치된다. 작동 수단은 축에 대해 수직방향으로 구멍들이 있고, 상기 하우징의 안내궤도를 통해 나사체결되며, 상기 하우징의 안내궤도에 따라 이동가능한 바들을 포함한다. 작동 수단은 축에 대해 수직방향으로 구멍들이 있고, 상기 하우징의 안내궤도를 통해 나사체결되며, 상기 하우징의 안내궤도에 따라 이동가능하고, 상기 구멍들을 통해 나사체결된 상기 토션 스프링과 맞물리게 되는, 바들을 포함한다.

전술된 명세서는 단지 예시 목적을 위함이다. 본 발명은 그 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 다른 형태들로 구현되거나, 다른 방식으로 수행될 수 있다.

Claims (15)

1. 액체 시약 및 세척액을 사용하여 한 가지 이상의 분석 과정을 수행하기 위한 자동 분석 장치이며, 상기 장치는:
   액체 시약으로 충전되는 제1 시약 공급 용기;
   제1 반응챔버;
   통로, 상기 제1 시약 공급 용기와 연통하는 제1 단부, 및 상기 제1 반응챔버와 연통하는 제2 단부를 포함하는 제1 탄성(elastomeric) 도관; 및
   상기 액체 시약을 상기 제1 시약 공급 용기로부터 상기 제1 반응챔버로 전달시키기 위해 상기 제1 탄성 도관과 함께 작동가능한 밸브 샤시(조립대)를 포함하며, 상기 밸브 샤시는 상부 및 하부 플랜지, 좌측 및 우측 지지 플랜지를 포함하고; 상기 밸브 샤시는 측면 플랜지, 및 상기 밸브 샤시의 상기 하부 플랜지 및 상부 플랜지 사이로 연장되는 지지대를 구비한 제1 밸브를 더 포함하며; 상기 제1 밸브는 상기 밸브 샤시의 상기 하부 플랜지에 형성된 제1 하부 통로, 및 상기 밸브 샤시의 상기 상부 플랜지에 형성된 제1 상부 통로를 더 포함하고; 상기 제1 상부 통로는 상기 제1 하부 통로와 실질적으로 일직선 정렬되며; 상기 제1 탄성 도관은 상기 제1 하부 통로와 상기 제2 상부 통로를 통해 연장되고; 상기 제1 밸브는 상기 측면 플랜지와 맞물리는 제1 다리, 및 하나의 단부를 갖는 제2 다리를 구비한 스프링을 더 포함하며; 상기 스프링의 상기 제2 다리는 상기 제1 반응챔버에 액체 시약이 전달되는 것을 막도록 상기 제1 탄성 도관의 상기 통로를 폐쇄시키기 위해 상기 지지대에 대해 상기 제1 탄성 도관을 죄도록 직각 바이어스되는 것을 특징으로 하는 자동 분석 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 샤시는 상기 좌측 지지 플랜지에 형성된 제1 안내궤도(guide-way) 구멍, 및 상기 우측 지지 플랜지에 형성된 제1 안내궤도 구멍을 더 포함하며; 상기 좌측 플랜지의 상기 제1 안내궤도 구멍은 상기 우측 지지 플랜지의 상기 제1 안내궤도 구멍과 실질적으로 일직선 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브 샤시는 제1 및 제2 단부를 가진 제1 연신 부재, 및 본체부를 더 포함하며, 상기 제1 연신 부재의 상기 제1 단부는 상기 좌측 지지 플랜지의 상기 제1 안내궤도 구멍을 통해 외부로 연장되고; 상기 제1 연신 부재의 상기 제2 단부는 상기 제2 지지 플랜지의 상기 제1 안내궤도 구멍을 통해 외부로 연장되며; 상기 제1 연신 부재는 상기 제1 밸브의 상기 스프링의 상기 제2 다리의 상기 단부를 수용하는 개구를 더 포함하고; 상기 제1 연신 부재의 움직임이 상기 제1 밸브의 상기 스프링의 상기 제2 다리의 움직임을 야기함으로써, 상기 제1 탄성 도관의 상기 통로가 개방되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 밸브의 상기 측면 플랜지는 스터드(stud)를 포함하며; 상기 제1 밸브의 상기 스프링은 상기 스터드에 느슨하게 안착되어, 상기 제1 밸브의 상기 스프링이 상기 제1 밸브의 상기 스터드 주위로 실질적으로 선회가능하게 하며, 상기 제1 밸브의 상기 스프링을 분리가능하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 연신 부재를 가동시키는 구동 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 구동 기구는 모터, 샤프트, 및 상기 샤프트와 맞물린 캠을 포함하며; 상기 샤프트가 회전하면 상기 캠이 회전되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 캠은 상기 제1 연신 부재의 상기 제1 단부와 맞물리는 제1 캠 프로파일을 형성하는 제1 방사상 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 세척액으로 충전되는 세척액 공급 용기; 상기 제1 시약 공급 용기와 상기 제1 반응챔버에 공급되는 상기 세척액의 용량을 조절하기 위해 상기 세척액 공급 용기와 연통하는 가변량 측정 용기; 및 통로, 상기 가변량 측정 용기와 연통하는 제1 단부, 및 상기 제1 반응챔버와 연통하는 제2 단부를 포함한 제2 탄성 도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 밸브 샤시는
   상기 좌측 지지 플랜지에 형성된 제2 안내궤도 구멍, 및 상기 우측 지지 플랜지에 형성된 제2 안내궤도 구멍을 더 포함하며; 상기 좌측 플랜지의 상기 제2 안내궤도 구멍은 상기 우측 지지 플랜지의 상기 제2 안내궤도 구멍과 실질적으로 일직선 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 밸브 샤시는 측면 플랜지, 및 상기 밸브 샤시의 상기 하부 플랜지 및 상부 플랜지 사이로 연장되는 지지대를 구비한 제2 밸브를 더 포함하며; 상기 제2 밸브는 상기 밸브 샤시의 상기 하부 플랜지에 형성된 하부 통로, 및 상기 밸브 샤시의 상기 상부 플랜지에 형성된 상부 통로를 더 포함하고; 상기 제2 밸브의 상기 상부 통로는 상기 제2 밸브의 상기 하부 통로와 실질적으로 일직선 정렬되며; 상기 제2 탄성 도관은 상기 제2 밸브의 상기 하부 통로와 상기 제2 밸브의 상기 상부 통로를 통해 연장되고; 상기 제2 밸브는 상기 제2 밸브의 상기 측면 플랜지와 맞물리는 제1 다리, 및 하나의 단부를 갖는 제2 다리를 구비한 스프링을 더 포함하며; 상기 제2 밸브의 상기 스프링의 상기 제2 다리는 상기 제1 반응챔버에 상기 세척액이 전달되는 것을 막도록 상기 제2 탄성 도관의 상기 통로를 폐쇄시키기 위해 상기 제2 밸브의 상기 지지대에 대해 상기 제2 탄성 도관을 죄도록 직각 바이어스되는 것을 특징으로 하는 자동 분석 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 밸브 샤시는 제1 및 제2 단부를 가진 제2 연신 부재, 및 본체부를 더 포함하며, 상기 제2 연신 부재의 상기 제1 단부는 상기 좌측 지지 플랜지의 상기 제2 안내궤도 구멍을 통해 외부로 연장되고; 상기 제2 연신 부재의 상기 제2 단부는 상기 제2 지지 플랜지의 상기 제2 안내궤도 구멍을 통해 외부로 연장되며; 상기 제2 연신 부재는 상기 제2 밸브의 상기 스프링의 상기 제2 다리의 상기 단부를 수용하는 개구를 더 포함하고; 상기 제2 연신 부재의 움직임이 상기 제2 밸브의 상기 스프링의 상기 제2 다리의 움직임을 야기함으로써, 상기 제2 탄성 도관의 상기 통로가 개방되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제3항에 있어서, 상기 제2 밸브의 상기 측면 플랜지는 스터드를 포함하며; 상기 제2 밸브의 상기 스프링은 상기 제2 밸브의 상기 스터드에 느슨하게 안착되어, 상기 제2 밸브의 상기 스프링이 상기 제2 밸브의 상기 스터드 주위로 실질적으로 선회가능하게 하며, 상기 제2 밸브의 상기 스프링을 분리가능하게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 캠은 상기 제2 연신 부재의 상기 제1 단부와 맞물리는 제2 캠 프로파일을 형성하는 제2 방사상 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연신 부재 각각은 플라스틱 막대인 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 밸브의 상기 스프링 각각은 토션 스프링인 것을 특징으로 하는 장치.

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