DE60122372T2

DE60122372T2 - Verfahren und system zum transport und zur lagerung von vielfach-reagenz-päckchen und hierbei verwendete reagenz-päckchen

Info

Publication number: DE60122372T2
Application number: DE60122372T
Authority: DE
Inventors: J. Robert Jordan MATTILA; J. Mark Eden Prairie KITTOCK
Original assignee: Beckman Coulter Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2021-06-09
Also published as: EP1342091A2; US20090202334A1; US7491364B2; WO2001096863A2; EP1342091B1; US8017093B2; US20040219678A1; ATE336725T1; DE60122372D1; WO2001096863A3; US6746648B1; WO2001096863A9

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Reagenzhandhabungsverfahren und -systeme, die in Zusammenhang mit immuno-diagnostischen Instrumenten verwendet werden, und spezifischer auf Verfahren und Systeme zum Transport und zum Sortieren bzw. Einordnen von Vielfachreagenzpäckchen und Reagenzpäckchen, die in Zusammenhang mit den Systemen verwendet werden.
Beschreibung des Standes der Technik
Immuno-diagnostische Instrumente werden weitverbreitet in klinischen Chemieprobenahme- und -analysieranwendungen verwendet und sind häufig in der Be- bzw. Verarbeitung von Vielfachreagenzpäckchen zum Durchführen verschiedener Untersuchungen beteiligt. Es ist viel Zeit erforderlich, damit das System zum Aufnehmen und Lagern bzw. Speichern von Vielfachreagenzpäckchen in einer gekühlten Umgebung in einer derartigen Art und Weise fähig ist, daß auf jedes gelagerte Päckchen zufällig zugegriffen und von dem Speicher in eine Position zum Pipettieren gebracht werden kann. Dafür ist es wünschenswert, daß dies in einer derartigen Art und Weise ausgeführt wird, die minimale Fußarbeit und ein Maß bzw. einen Grad an Freiheit verlangt.
Einer der Nachteile der vielen herkömmlichen Reagenztransport- und -speichersysteme, die in Zusammenhang mit automatisierten, chemischen Analysatoren bzw. Analysiervorrichtungen verwendet werden, ist, daß sie nicht eine gekühlte Umgebung zum Aufnehmen und Lagern bzw. Speichern von Vielfachreagenzpäckchen in einer derartigen Art und Weise zur Verfügung stellen, daß auf jedes gelagerte Päckchen zufällig zugegriffen und es von der Speicherposition in die Pipettierposition gebracht werden kann. Ein anderer Nachteil von vielen herkömmlichen Reagenztransport- und -speichersystemen ist, daß sie nur begrenzte Kapazitäten dahingehend aufweisen, daß sie häufig nur eine einzelne Pipettiereinrichtung warten können. Sie sind unfähig bzw. ungeeignet, ein Reagenzpäckchen in einer Pipettierposition zu belassen, während sich ein anderes Reagenzpäckchen zu einer anderen Pipettiereinrichtung bewegt.
EP-A-0 351 988 offenbart ein System zum Lagern einer Mehrzahl von Reagenzpäckchen, das Bewegungsmittel zum Bewegen der Reagenzpäckchen im Inneren des Lager- bzw. Speichersystems aufweist. Jedoch können in der Vorrichtung gemäß D1 die Reagenzpäckchen nur innerhalb des Systems zusammen mit einem Vorratsbehälter bzw. Magazin des Plattenträgers bewegt werden.
WO 93/16849 offenbart eine Greifereinheit für einen Manipulatorroboter, der Greiffinger mit haltenden bzw. Halteelementen aufweist. Die Halteelemente sind mit Stiften bzw. Zapfen versehen, deren Spitzen ausgebildet bzw. gestaltet sind, um sich gegen ein Objekt zu stützen bzw. zu lehnen, das zu ergreifen ist.
Es ist ein Ziel bzw. Gegenstand der Erfindung, ein System und ein Verfahren für ein Speichern bzw. Lagern von Vielfachreagenzpäckchen in einer derartigen Art und Weise zur Verfügung zu stellen, daß auf jedes einzelne Reagenzpäckchen zufällig zugegriffen und von einer Lager- bzw. Speicherposition in eine Pipettierposition gebracht werden kann, und derart, daß ein präzises bzw. genaues Pipettieren garantiert wird, selbst wenn Herstellungsabweichungen eines Greifermechanismus und einer Pipettieraufnahme bestehen.
Dieses Ziel wird durch ein System, das die Merkmale aufweist, die in Anspruch 1 geoffenbart sind, und ein Verfahren erfüllt, das die Merkmale offenbart, die in Anspruch 12 geoffenbart sind. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Folglich stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Transport- und Lagersystem zur Verfügung, um in Zusammenhang mit einem immuno-diagnostischen Instrument verwendet zu werden. Das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Mehrzahl von Reagenzpäckchen; ein Gerüst, das bewegbar an einer Gestellstruktur zum Tragen eines Greifermechanismus montiert bzw. festgelegt ist; wobei der Greifermechanismus Greifklemmen bzw. -backen für einen Eingriff mit dem Reagenzpäckchen aufweist; eine Speicher- bzw. Lageraufnahme, die eine Mehrzahl von Abteilen aufweist, wobei jedes für ein Lagern von einem der entsprechenden Reagenzpäckchen adaptiert ist; und eine Pipettieraufnahme, die eine Mehrzahl von Abteilen aufweist, wobei jedes für ein Zurückhalten eines entsprechenden der Reagenzpäckchen zum simultanen Pipettieren adaptiert ist. Vorzugsweise umfaßt das System eine Leistungsanordnung zum Be tätigen der entsprechenden Bewegung des Gerüsts, des Greifermechanismus und der Greifbacken.
Das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch wenigstens eine Transportroute, um eine Bewegung des Greifermechanismus, der durch das Gerüst getragen ist, zum Transportieren der Reagenzpäckchen zwischen der Speicheraufnahme und der Pipettieraufnahme zu gestatten.
Das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet außerdem die Mittel zum Positionieren und positiven Zurückhalten des Reagenzpäckchens durch den Greifermechanismus, der komplementäre Merkmale auf dem Reagenzpäckchen und den Greifbacken beinhaltet, um zu veranlassen, daß das Reagenzpäckchen geringfügig angehoben oder abgesenkt wird, wenn es durch die Greifbacken in Eingriff genommen oder gelöst wird und aus oder in das Speicherabteil bewegt wird.
Zusätzlich beinhaltet das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung die Mittel zum Beibehalten einer präzisen Pipettierposition des Reagenzpäckchens, beinhaltend federbelastete Glieder, die in dem Pipettierabteil lokalisiert sind, um die Bewegung des Reagenzpäckchens während des Pipettierens zu begrenzen.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Transport- und Lager- bzw. Speicherverfahren zur Verfügung. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schritte: Bereitstellen eines Greifermechanismus, der ein Paar von allgemein gegenüberliegend angeordneten und synchron bewegbaren Greifklemmen bzw. -backen aufweist, wobei jede eine Innenseite für einen Eingriff mit einem der Reagenzpäckchen aufweist; Montieren bzw. Festlegen eines Gerüsts an einer Gestellstruktur, um sich zum Tragen des Greifermechanismus horizontal zu bewegen, so daß es auf dem Gerüst vertikal bewegbar und mit dem Gerüst horizontal bewegbar ist; Ausrichten einer Mehrzahl von Speicherabteilen in vertikalen Spalten und horizontalen Reihen für ein entsprechendes Lagern der Reagenzpäckchen; und Ausrichten einer Mehrzahl von Pipettierabteilen in wenigstens einer horizontalen Reihe zum simultanen Pipettieren, während wenigstens eine vertikale Transportroute zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Spalten der Abteile, um die vertikale Bewegung des Greifermechanismus zu gestatten, und wenigstens eine horizontale Transportroute zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Reihen der Abteile belassen wird, um die horizontale Bewegung des Greifermechanismus zu gestatten, der durch das Gerüst getragen wird, zum Transportieren der Reagenzpäckchen zwischen den Speicherabteilen und den Pipettierabteilen.
Das Transport- und Lagerverfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch die Schritte eines Bewegens des Greifermechanismus entlang der wenigstens einen vertikalen Route und der wenigstens einen horizontalen Route, um die Reagenzpäckchen zwischen den Speicherabteilen und den Pipettierabteilen zu transportieren, und während eines Belassens eines der Reagenzpäckchen in einem entsprechenden des Pipettierabteils zum Pipettieren eines Bewegens des Greifermechanismus, um ein anderes der Reagenzpäckchen zu einem anderen der Pipettierabteile zum simultanen Pipettieren zu transportieren.
Das Transport- und Lagerverfahren der vorliegenden Erfindung beinhaltet außerdem die Schritte eines Positionierens und positiven Zurückhaltens des Reagenzpäckchens mit dem Greifermechanismus durch ein Verwenden von Löchern mit einer geeigneten bzw. verjüngten konischen Öffnung auf dem Reagenzpäckchen und komplementären konischen Zapfen bzw. Stiften an den Greifbacken, so daß die Reagenzpäckchen geringfügig angehoben werden, wenn sie in ihren und aus ihren entsprechenden Speicherabteilen bewegt werden, um einen direkten Kontakt dazwischen zu vermeiden, und eines Beibehaltens einer präzisen Pipettierposition der Reagenzpäckchen durch Verwenden federbelasteter v-förmiger Glieder, die in den Pipettierabteilen zum Begrenzen der Bewegung des Reagenzpäckchens während eines Pipettierens angeordnet sind.
Ein Reagenzpäckchen wird im Zusammenhang mit einem Transport- und Lagersystem für ein immuno-diagnostisches Instrument verwendet, wo das Transport- und Lagersystem einen Greifermechanismus mit nach innen vorragenden Zapfen bzw. Stiften zum Positionieren und positiven Zurückhalten des Reagenzpäckchens aufweist. Das Reagenzpäckchen der vorliegenden Erfindung hat einen länglichen Körper, der eine ausreichende Dicke aufweist, um wenigstens eine Vertiefung aufzuweisen, wo der längliche Körper ein schmales bzw. schlankes Profil mit einem breiten Mittelabschnitt, einem schmalen bzw. engen Vorderabschnitt mit einem zugespitzten Vorderende, und einem schmalen rückwärtigen Abschnitt mit einem abgerundeten rückwärtigen Ende aufweist, das zwei allgemein entgegengesetzte Außenseiten aufweist.
Das Reagenzpäckchen der vorliegenden Erfindung hat auch die Mittel zum Erleichtern der Position und der positiven Zu rückhaltung des Reagenzpäckchens durch den Greifermechanismus, beinhaltend komplementäre Löcher an den Außenseiten des länglichen Körpers für einen Eingriff mit den nach innen vorragenden Zapfen bzw. Stiften des Greifermechanismus des Transport- und Lagersystems.
Wie in größerem Detail unten erklärt wird, ist das neue System der vorliegenden Erfindung gut geeignet für ein Aufnehmen und zum Lagern von mehreren bzw. Vielfachreagenzpäckchen in einer gekühlten Umgebung in einer derartigen Art und Weise, daß auf jedes gelagerte bzw. gespeicherte Reagenzpäckchen zufällig zugegriffen und von dem Lager bzw. Speicher zu einer Pipettierposition gebracht werden kann. Dies wird in einer derartigen Art und Weise erreicht bzw. erfüllt, die minimale Fußarbeit und einen Grad an Freiheit erfordert.
Die Erfindung wird in ihrem vollständigsten Umfang in den beigefügten Ansprüchen definiert und wird unten in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Beschreibung der Figuren
Die oben erwähnten und andere Merkmale dieser Erfindung und die Art und Weise, diese zu erreichen bzw. zu erlangen, wird besser ersichtlich werden und wird am besten verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die in Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen genommen wird.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Reagenzpäckchens und des Greifermechanismus des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die die Ausrichtungs stifte bzw. -zapfen des Greifermechanismus zeigt, der von dem Reagenzpäckchen gelöst bzw. außer Eingriff ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Reagenzpäckchens und des Greifermechanismus des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die die Ausrichtungsstifte des Greifermechanismus zeigt, die mit dem Reagenzpäckchen in Eingriff stehen;
3 ist eine Draufsicht auf den Greifermechanismus des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die die konisch geformten Ausrichtungs- bzw. Paßstifte zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Speicher- bzw. Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den Greifermechanismus an seiner ursprünglichen bzw. Ausgangsposition zeigt;
5 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den ersten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo sich der Greifermechanismus in einer horizontalen Transportroute der Lageraufnahme zu einer gewünschten Spalte des Reagenzpäckchens bewegt, das in der Speicheraufnahme gehalten ist;
6 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den zweiten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo sich der Greifermechanismus in einer vertikalen Transportroute der Speicheraufnahme zu einem gewünschten Reagenzpäckchen bewegt, das in einem Abteil der Speicheraufnahme gehalten ist bzw. wird;
7 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den dritten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das gewünschte Reagenzpäckchen von dem Boden des Abteils der Lageraufnahme ergreift und anhebt;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den vierten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen aus dem Abteil der Speicheraufnahme bewegt;
9 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den fünften Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen zu einer nahe gelegenen vertikalen Transportroute der Lageraufnahme bewegt;
10 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den sechsten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen in der vertikalen Transportroute der Lageraufnahme hinauf bis zu der horizontalen Transportroute bewegt;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den siebenten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen in der horizontalen Transportroute der Lageraufnahme zu einer vertikalen Transportroute gleich neben einem verfügbaren Abteil der Lageraufnahme bewegt;
12 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Speichersystems der vorliegenden Erfindung, die den achten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen in der vertikalen Transportroute gleich neben dem verfügbaren Abteil der Lageraufnahme zu einer Position nahe dem verfügbaren Abteil der Pipettieraufnahme bewegt;
13 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den neunten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus das Reagenzpäckchen horizontal in das Abteil der Pipettieraufnahme bewegt, um mit den federbelasteten v-Blöcken davon in Eingriff zu gelangen;
14 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den zehnten Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo der Greifermechanismus vom Reagenzpäckchen außer Eingriff gelangt, welches durch die federbelasteten v-Blöcke zurückgehalten wird und auf dem Boden des Abteils der Speicheraufnahme niedergelassen bzw. gesetzt wird;
15 ist eine perspektivische Ansicht des Greifermechanismus, der Lageraufnahme und der Pipettieraufnahme des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung, die den elften Schritt des Transport- und Lagerverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt, wo sich der losgelöste Grei fermechanismus vertikal zu einer horizontalen Transportroute für ein Zurückkehren zu seiner ursprünglichen Position bewegt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren und System zum Transport und Sortieren bzw. Einordnen von mehrfachen bzw. Vielfachreagenzpäckchen zur Verfügung, die im Zusammenhang mit einem immuno-diagnostischen Instrument verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beinhaltet das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung ein Reagenzpäckchen 1. Das Reagenzpäckchen 1 hat einen länglichen Körper, der eine ausreichende Dicke und ein schmales bzw. schlankes Profil mit einem breiten Mittelabschnitt, einem schmalen bzw. engen Vorderabschnitt mit einem zugespitzten Vorderende und einem schmalen rückwärtigen Abschnitt mit einem abgerundeten rückwärtigen Ende aufweist. Eine oder mehrere Vertiefung(en) ist bzw. sind an dem länglichen Körper zum Enthalten bzw. Aufnehmen von Reagenzien, Proben und/oder anderen Fluiden zur Verfügung gestellt.
An den Außenseiten des rückwärtigen Abschnitts wird ein Greifermechanismus 4 als ein Teil von Mitteln zum Positionieren und positiven Zurückhalten des Reagenzpäckchens zur Verfügung gestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Erleichterungsmittel drei konisch geeignete bzw. verjüngte Löcher 2 und 3. Ein konisches verjüngtes Loch 2 ist an einer Außenseite des rückwärtigen Abschnitts angeordnet und die anderen zwei konisch verjüngten Löcher 3 sind an der anderen (im wesentlichen entgegen gesetzten bzw. gegenüberliegenden) Außenseite des rückwärtigen Abschnitts des Reagenzpäckchens 1 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die konisch verjüngten Löcher rund bzw. kreisförmig oder sie können längliche Schlitze oder eine Kombination von beiden ausbilden.
Der Greifermechanismus 4 des Transport- und Lagersystems der vorliegenden Erfindung kann pneumatisch oder von anderer Art sein, und wird an einem Gerüst 5 vertikal bewegbar gestützt, welches wiederum durch eine Gestellstruktur horizontal bewegbar gestützt wird. Der Greifermechanismus 4 beinhaltet ein Paar von gegenüberliegenden Greifbacken 15 mit synchronisierter Bewegung. Natürlich kann die Bewegung durch Verwenden anderer Typen bzw. Arten von Systemen und Leistungsquellen ausgeführt, welche nicht auf eine pneumatische Leistung bzw. Versorgung begrenzt sind.
Das komplementäre Teil der Mittel zum Positionieren und positiven Zurückhalten des Reagenzpäckchens 1 wird an der Innenseite der Greifbacken 15 zur Verfügung gestellt. In der bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das komplementäre Teil drei konisch geformte Zapfen bzw. Stifte 6. Ein konisch geformter Zapfen 6 ist an der Innenseite von einer der Greifbacken 15 zum Eingriff mit dem konisch verjüngten Loch 2 des Reagenzpäckchens 1 angeordnet, und die anderen zwei konisch geformten Zapfen 6 sind an der Innenseite der gegenüberliegenden Greifbacken 15 zum Eingriff mit den konisch verjüngten Löchern 3 des Reagenzpäckchens 1 angeordnet.
Natürlich können die Löcher 2 und 3 und die Zapfen 6 der komplementären Mittel zum Positionieren und positiven Zurückhalten der Reagenzpäckchen durch den Greifermechanismus andere Formen aufweisen, wie kugelförmig, prismaförmig, etc. Was wichtig ist, ist, daß der Eintritt bzw. Zugang der Löcher 2 und 3 auf dem Reagenzpäckchen 1 verjüngt ist (beispielsweise mit einer abgeschrägten größeren Öffnung), wodurch die Toleranz des Greifermechanismus 4 bezüglich der Position des Reagenzpäckchens 1 erhöht wird und für einen Eingriff zwischen den Zapfen 6 und den Löchern 2 bzw. 3 ermöglicht bzw. gestattet wird, selbst wenn das Reagenzpäckchen 1 nicht präzise positioniert ist. Ein geringfügig verlagertes bzw. fehlausgerichtetes Reagenzpäckchen 1 kann dennoch durch die Zapfen 6 ergriffen werden, weil die verjüngte Aussparung bzw. Vertiefung der Löcher 2 und 3 einen vergrößerten Eingriffsbereich für die Zapfen 6 zur Verfügung stellt. Sobald die Zapfen 6 einen Eingriff mit der verjüngten Vertiefung der Löcher 2 und 3 beginnen, wird die Kompression bzw. der Druck der Greifbacken 15 die Zapfen 6 zwingen, sich weiter in die Löcher 2 und 3 zu erstrecken, wodurch das Reagenzpäckchen 1 veranlaßt wird, mit dem Greifermechanismus 4 ausgerichtet zu werden. Natürlich hängt das Ausmaß einer Versetzung, die durch den Greifermechanismus tolerierbar ist, von dem Ausmaß der Verjüngung in den konisch verjüngten Löchern 2 und 3 ab.
Außerdem weist in einer bevorzugten Ausführungsform jeder Zapfen 6 einen geraden zylindrischen Abschnitt an seinem Ende auf. Dieses Merkmal sichert eine positive Zurückhaltung des Reagenzpäckchens durch den Greifermechanismus 4 in dem Fall, daß es einen Ausfall in der Leistung zu dem System gibt, was in einem Ausfall bzw. Verlust einer Kompressionskraft der Greifbacken 15 resultieren kann, die für einen Eingriff der Backen 15 mit dem Reagenzpäckchen 1 benötigt wird. Wenn sich der zylindrische Abschnitt der Zapfen 6 in die Löcher 2 und 3 erstreckt, wird das Reagenz päckchen 1 auf bzw. an den Zapfen 6 des Greifermechanismus 4 hängen, selbst wenn es nicht durch die Greifbacken 15 zusammengedrückt bzw. komprimiert wird.
Darüber hinaus definieren, wenn der Greifermechanismus 4 mit dem Reagenzpäckchen 1 in Eingriff gelangt, die drei Zapfen 6 eine Ebene, welche das Reagenzpäckchen 1 während eines Transports bzw. einer Beförderung durch das Gerüst 5 von einer Position zu einer anderen präzise orientiert bzw. ausrichtet.
In einer alternativen Ausführungsform enthält der Greifermechanismus 4 konisch verjüngte Löcher, welche Zapfen ergreifen, die auf dem Reagenzpäckchen 1 angeordnet sind. In anderer Hinsicht ist die Betätigung des Greifermechanismus und des Reagenzpäckchens für diese Ausführungsform dieselbe.
Das Transport- und Lagersystem der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch eine Vielfacheinheits-Speicheraufnahme 7, die eine Mehrzahl von vertikal und horizontal beabstandeten Abteilen 8 aufweist, wobei jedes adaptiert ist, ein Reagenzpäckchen 1 aufzunehmen und zu halten. Zusätzlich beinhaltet das System eine Pipettieraufnahme 9, die ebenso mehrere bzw. Vielfachabteilungen 10 zum Positionieren eines Reagenzpäckchens 1 zum Pipettieren aufweist. Die beiden Aufnahmen 7 und 9 sind gestaltet bzw. ausgebildet, um das Reagenzpäckchen innerhalb der Toleranzgrenzen zu halten, aber ohne jedoch seine Position festzulegen, wie dies unten im Detail beschrieben werden wird.
Unter Bezugnahme auf 4 hat die Speicher- bzw. Lageraufnahme 7 eine Mehrzahl von Abteilen 8, die in mehrfachen vertikalen Spalten angeordnet sind, wo die entsprechenden Abteile in den mehreren Spalten auch in horizontalen Reihen ausgerichtet sind, wodurch eine zweidimensionale Matrix ausgebildet wird, so daß, wenn die Reagenzpäckchen 1 in der Lageraufnahme 7 gehalten sind bzw. werden, sie in vertikalen Spalten und horizontalen Reihen ausgerichtet sind. Eine oder mehrere leere oder offene vertikale "Transportroute(n)" (mit keinem Abteil) wird bzw. werden zur Verfügung gestellt, um dem Greifermechanismus 4 zu gestatten bzw. zu ermöglichen, die Reagenzpäckchen 1 vertikal innerhalb der Lageraufnahme 7 und zwischen der Lageraufnahme 7 und der Pipettieraufnahme 9 zu transportieren. Gleichermaßen wird bzw. werden eine oder mehrere oder offene horizontale "Transportroute(n)" ebenso zur Verfügung gestellt, um dem Greifermechanismus 4 zu ermöglichen, die Reagenzpäckchen 1 horizontal zu transportieren.
Jedes Abteil 8 der Lageraufnahme 7 hat einen flachen Boden 12 und zwei im wesentlichen gegenüberliegende und vertikale Seitenwände 13. Der Zwischenraum zwischen den zurückhaltenden Seitenwänden 13 des Abteils 8 und des Reagenzpäckchens 1, das hierin gehalten wird, stellt Grenzen für die horizontale Bewegung des Reagenzpäckchens 1 zur Verfügung.
Wenn ein Reagenzpäckchen 1 in ein Abteil 8 durch den Greifermechanismus 4 gesandt wird, wird ein kleiner Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem flachen Boden 12 des Abteils 8 und dem Boden des Reagenzpäckchens 1 bewußt beibehalten, solange die Zapfen 6 des Greifermechanismus 4 mit den Löchern 2 und 3 des Reagenzpäckchens 1 noch immer in Eingriff sind bzw. stehen. Mit dieser Anordnung wird irgendein direkter Kontakt zwischen dem flachen Boden 12 des Abteils 8 und dem Boden des Reagenzpäckchens 1 vermieden, während das Reagenzpäckchen 1 in das Abteil 8 der Lageraufnahme 7 gesandt wird, wodurch eine Interferenz bzw. Beeinträchtigung dazwischen eliminiert wird, die ein Ergebnis von mechanischen Teiltoleranzen ist.
Ist das Reagenzpäckchen 1 einmal innerhalb des Abteils 8 zwischen den zwei Seitenwänden 13 und über dem flachen Boden 12 positioniert, werden die Zapfen 6 des Greifermechanismus 1 synchron von den Löchern 2 und 3 des Reagenzpäckchens 1 gelöst bzw. außer Eingriff gebracht, was dem Reagenzpäckchen 1 gestattet, um den Abstand des kleinen Spalts nach unten zu fallen und auf dem flachen Boden 12 des Abteils 8 zu ruhen bzw. zu liegen.
Wenn das Reagenzpäckchen 1 aus dem Abteil 8 entfernt werden muß, werden die Greifbacken 15 des Greifermechanismus 4 hineinbewegt, um zu dem rückwärtigen Ende des Reagenzpäckchens 1 benachbart zu sein, und sind bereit, das Reagenzpäckchen 1 herauszuholen bzw. zurückzuholen. Jedoch werden die Zapfen 6 des Greifermechanismus 4 absichtlich geringfügig höher als das Zentrum der Löcher 2 und 3 des Reagenzpäckchens 1, aber noch immer innerhalb des Bereichs der verjüngten Öffnung der Löcher 2 und 3 positioniert, so daß, wenn die Greifbacken 15 zusammengedrückt werden, die Zapfen 6 in Eingriff gelangen mit und durch die verjüngten Oberflächen geführt werden, um sich schließlich auszurichten und in die Löcher 2 und 3 einzusetzen, und während diesem Verlauf eines Eingriffs wird bewirkt, daß das Reagenzpäckchen 1 geringfügig angehoben wird, so daß derselbe kleine Spalt bzw. Zwischenraum zwischen dem Boden des Reagenzpäckchens 1 und dem flachen Boden 12 des Abteils 8 belassen wird. Diese Anordnung verhindert irgendeinen direkten Kontakt zwischen dem flachen Boden 12 des Abteils 8 und dem Boden des Reagenzpäckchen 1 und beseitigt dadurch irgendeine Beeinträchtigung bzw. Interferenz dazwischen, während das Reagenzpäckchen 1 von dem Abteil 8 der Lageraufnahme 7 herausgeholt bzw. entnommen wird.
Die Pipettieraufnahme 9 weist eine Mehrzahl von Abteilen 10 auf, die in einer horizontalen Reihe ausgerichtet sind. Jedes Abteil 10 hat einen federbelasteten v-Block 11 zum Ergreifen des zugespitzten Vorderendes des Reagenzpäckchens 1 für sein präzises Positionieren. Dies deshalb, weil während eines Pipettierens das Reagenzpäckchen 1 mit einer relativ hohen Präzision positioniert werden muß und es sowohl horizontal als auch vertikal zurückgehalten werden muß.
Wenn die Zapfen 6 des Greifermechanismus 4 das Reagenzpäckchen 1 ergreifen, bewegt sich der v-Block 11 zu einer Position, die durch das zurückgehaltene Reagenzpäckchen 1 definiert ist. Wenn die Zapfen 6 von dem Reagenzpäckchen 1 gelöst werden, springt bzw. schnellt der v-Block 11 zurück gegen starre Anschläge, welche in einem Abstand angeordnet sind, der geringfügiger größer als die Länge des Päckchens 1 ist. Als ein Resultat bewegt sich das Reagenzpäckchen 1 in eine Position innerhalb der Grenzen, die durch den v-Block 11 definiert sind. Der v-Block 11 begrenzt die Bewegung des Reagenzpäckchens 1, wenn eine Pipettierspitze von dem Päckchen zurückgezogen bzw. entfernt wird, da bzw. wenn der elastomere Verschluß des Reagenzpäckchens 1 einen Widerstand erzeugt, welcher dazu neigt zu veranlassen, daß das Reagenzpäckchen 1 angehoben wird. Nachdem die Pipettierspitze zurückgezogen bzw. entfernt wird, ist das Reagenzpäckchen 1 frei, um hinunter in seine Position in dem Abteil 10 der Pipettieraufnahme 9 zurückzufallen, was die Pipettierspitze von einem Kontaktieren des Bodens der Vertiefungen des Reagenzpäckchens 1 während künftiger Untersuchungen bzw. Probennahmen abhält.
Unter Bezugnahme auf 4 bis 15 beinhaltet das Transport- und Lagerverfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte:

1. Beginnend von seiner Anfangs- bzw. Ausgangsposition, wie in 4 gezeigt, bewegt sich das Gerüst 5 mit dem Greifermechanismus 4 horizontal durch eine horizontale Transportroute 14a, positioniert sich selbst über der gewünschten Spalte des Reagenzpäckchens 1 und öffnet seine Greifbacken 15, wie dies in 5 gezeigt wird.
2. Der Greifermechanismus 4 bewegt sich vertikal nach unten, bis er das gewünschte Reagenzpäckchen 1 erreicht. Er stoppt, wenn die Zapfen 6 der Greifbacken 15 an bzw. bei annähernd "0,76 mm" (0,03 Zoll) über dem Zentrum der Löcher 2 und 3 des Reagenzpäckchens 1 positioniert sind, wie dies in 6 gezeigt wird.
3. Der Greifermechanismus 4 wird betätigt und die Greifbacken 15 bewegen sich synchron zueinander, bis die Zapfen 6 mit den Löchern 2 und 3 des Reagenzpäckchens 1 vollständig in Eingriff sind. Als ein Resultat wird das Reagenzpäckchen 1 in einem Ausmaß angehoben, das notwendig ist, um einen Positionsfehler auszugleichen bzw. zu kompensieren, der durch eine Toleranzanhäufung an einer Position bewirkt wird, die durch die Zapfen 6 über dem flachen Boden 12 des Abteils 8 der Lageraufnahme 7 definiert wird, wie dies in 7 gezeigt wird.
4. Der Greifermechanismus 4 bewegt sich vertikal, bis der Boden des Reagenzpäckchens 1 gerade über den Seitenwänden 13 des Abteils 8 der Speicheraufnahme 7 ist, wie dies in 8 gezeigt wird.
5. Der Greifermechanismus 4 bewegt das Reagenzpäckchen 1 dann horizontal zu einer am nächsten gelegenen vertikalen Transportroute 16a, wie dies in 9 gezeigt wird.
6. Der Greifermechanismus 4 bewegt das Reagenzpäckchen 1 vertikal nach oben in der vertikalen Transportroute zu der horizontalen Transportroute 14a, wie dies in 10 gezeigt wird.
7. Der Greifermechanismus 4 bewegt das Reagenzpäckchen 1 horizontal in der horizontalen Reihe zu einer vertikalen Transportroute gleich neben einem der verfügbaren Abteile 10 der Pipettieraufnahme 9, wie dies in 11 gezeigt wird.
8. Der Greifermechanismus 4 bewegt sich vertikal in der Transportroute gleich neben dem verfügbaren Abteil 10 der Pipettieraufnahme 9, bis der Boden des Reagenzpäckchens 1 über dem Boden des Abteils 10 ist, wie dies in 12 gezeigt wird.
9. Der Greifermechanismus 4 bewegt das Reagenzpäckchen 1 horizontal in das Abteil 10 der Pipettieraufnahme 9 und lenkt die federbelasteten v-Blöcke 11 ab, bis das Reagenzpäckchen 1 in dem Abteil 10 der Pipettieraufnahme 9 zentriert ist, wie dies in 13 gezeigt wird.
10. Der Greifermechanismus 4 kehrt um und seine Zapfen 6 lösen sich von dem Reagenzpäckchen 1. Die v-Blöcke 11 kehren zurück zu ihren harten Anschlägen und richten das Reagenzpäckchen 1 zu seiner präzisen Pipettierposition aus. Das Reagenzpäckchen 1 senkt sich um einen kleinen Abstand bzw. eine kleine Strecke unter Schwerkraft ab, um auf dem Boden des Abteils 10 der Pipettieraufnahme zu liegen, wie dies in 14 gezeigt wird.
11. Der Greifermechanismus 4 bewegt sich vertikal nach unten zu der horizontalen Transportroute 14a, um zu seiner Ausgangsposition zurückzukehren, wie dies in 15 gezeigt wird.
12. Während ein Reagenzpäckchen 1 in einem der Abteile 10 der Pipettieraufnahme 9 für das Pipettierverfahren zurückgehalten wird, kann der Greifermechanismus 4 die oben erwähnten Schritte wiederholen, um ein anderes der Reagenzpäckchen 1 von der Lageraufnahme 7 zu einem anderen verfügbaren Abteil 10 der Pipettieraufnahme 9 zum simultanen Pipettieren zu transportieren.

Eines der neuen bzw. neuartigen Merkmale des Transport- und Lagersystems und -verfahrens der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, ein einzelnes gewünschtes Päckchen von einem Lager zu einer Pipettierposition zu transportieren und vielfache Pipettierpositionen mit einem einzelnen Transportsystem zu versorgen.
Ein anderes neues Merkmal des Transport- und Lagersystems und -verfahrens der vorliegenden Erfindung ist die Kombination der konischen verjüngten Löcher an dem Reagenzpäckchen und der komplementären abgestimmten Zapfen an dem Greifermechanismus zum Positionieren und positiven Zurückhalten des Reagenzpäckchens, während es von der Speicher- bzw. Lagerposition zu der Pipettierposition transportiert wird.

Claims

Transport- und Lagersystem, das im Zusammenhang mit einem immuno-diagostischen Instrument verwendet ist, umfassend: eine Mehrzahl von Reagenz-Packungen bzw. -Päckchen (1), die jeweils einen länglichen Körper mit wenigstens einer Vertiefung aufweisen und zwei allgemein gegenüberliegende Außenseiten besitzen; ein Portal bzw. Gerüst (5), das auf einer Gestellstruktur montiert bzw. festgelegt ist und horizontal bewegbar ist, um einen Greifermechanismus (4) zu tragen, welcher vertikal auf dem Gerüst (5) bewegbar ist und horizontal mit dem Gerüst (5) bewegbar ist; eine Speicheraufnahme (7), die eine Mehrzahl von Abteilen (8) aufweist, die in vertikalen Spalten und horizontalen Reihen ausgerichtet sind, wobei jedes für ein Lagern von einem der entsprechenden Reagenz-Päckchen (1) adaptiert ist; eine Pipettieraufnahme (9), die eine Mehrzahl von Abteilen (10) aufweist, die in wenigstens einer horizontalen Reihe angeordnet sind, wobei jedes für ein Zurückhalten von einem von entsprechenden Reagenz-Päckchen (1) zum simultanen Pipettieren adaptiert ist; dadurch gekennzeichnet, daß: der Greifermechanismus (4) ein Paar von allgemein gegenüberliegend angeordneten und synchron bewegbaren Greifklemmen bzw. -backen (15) aufweist, die jeweils eine Innenseite für einen Eingriff mit den Außenseiten des Reagenz-Päckchens aufweisen, wobei die Innenseite von jeder der Greifbacken wenigstens ein erstes Merkmal (6) aufweist, welches komplementär zu wenigstens einem zweiten Merkmal (3) ist, das auf jeder der Außenseite des Reagenz-Päckchens (1) angeordnet ist, wobei eine Bewegung der Greifbacken (15) zueinander bewirkt, daß die ersten Merkmale bzw. Elemente (6) die zweiten Merkmale bzw. Elemente (3) zum Positionieren, positiven Zurückhalten und Transportieren des Reagenz-Päckchens (1) in das und aus dem Speicherabteil (8, 10) ergreifen, und das System weiterhin Mittel zum Beibehalten einer präzisen Pipettierposition des Reagenz-Päckchens (1) umfaßt, die federbelastete v-förmige Glieder (11) aufweisen, die in dem Pipettierabteil (10) angeordnet sind.
System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Leistungsanordnung zum Betätigen der entsprechenden Bewegung des Gerüsts (5), des Greifmechanismus (4) und der Greifbacken (15).
System nach Anspruch 2, wobei die Leistungsanordnung eine pneumatische Leistungsquelle umfaßt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend wenigstens eine vertikale Transportroute (16a) zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Spalten der Abteile, um die vertikale Bewegung des Greifermechanismus (4) zu ermöglichen, und wenigstens eine horizontale Transportroute (14a) zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Reihen der Abteile, um die horizontale Bewegung des Greifermechanismus (4) zu ermöglichen, der durch das Gerüst (5) getragen ist, um die Reagenz-Päckchen (1) zwischen der Speicheraufnahme (7) und der Pipettieraufnahme (9) zu transportieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite Merkmal (3) ein Loch mit geneigter bzw. sich verjüngender konischer Öffnung ist und das erste Merkmal (6) ein komplementärer konischer Zapfen bzw. Stift ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Reagenz-Päckchen (1) geringfügig angehoben ist, wenn es durch die Greifbacken (15) ergriffen ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der längliche Körper des Reagenz-Päckchens (1) eine ausreichende Dicke für die Vertiefung und ein schmales bzw. schlankes Profil mit einem breiten Mittelabschnitt, einem schmalen bzw. engen Vorderabschnitt mit einem spitzen Vorderende und einem schmalen rückwärtigen Abschnitt mit einer abgerundeten Rückseite aufweist.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die wenigstens eine vertikale Transportroute (16a) zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Spalten der Abteile (8) der Lageraufnahme (7) angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die wenigstens eine horizontale Transportroute (14a) zwischen der wenigstens einen Reihe von Abteilen der Pipettieraufnahme (9) und einer benachbarten und davon beabstandeten Reihe der Abteile der Lageraufnahme (7) angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zweiten Merkmale wenigstens zwei Löcher (3) mit verjüngter konischer Öffnung auf einer der zwei Außenseiten des Reagenz-Päckchens (1) und wenigstens ein Loch (2) mit verjüngter konischer Öffnung auf der anderen der zwei Außenseiten des Reagenzpäckchens (1) umfassen, und die ersten Merkmale wenigstens zwei komplementäre konische Zapfen (6) auf der Innenseite einer entsprechenden des Paars von Greifbacken (15) und wenigstens einen komplementären konischen Zapfen (6) auf der Innenseite der anderen des Paars von Greifbacken (15) aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweiten Merkmale wenigstens zwei konische Zapfen (6) auf einer der zwei Außenseiten des Reagenz-Päckchens (1) und wenigstens einen konischen Zapfen (6) auf der anderen der zwei Außenseiten des Reagenz-Päckchens (1) aufweisen, und die ersten Merkmale wenigstens zwei komplementäre Löcher (3) mit verjüngter konischer Öffnung auf der Innenseite einer entsprechenden des Paars von Greifbacken (15) und wenigstens ein komplementäres Loch (2) mit verjüngter konischer Öffnung auf der Innenseite der anderen des Paars von Greifbacken (15) aufweisen.
Verfahren zum Transportieren und Lagern von mehreren bzw. Vielfach-Reagenz-Päckchen (1), die im Zusammenhang mit einem immuno-diagnostischen Instrument verwendet werden, umfassend die Schritte: Festlegen bzw. Montieren eines Portals bzw. Gerüsts (5) auf einer Gestellstruktur, um sich horizontal für ein Tragen des Greifermechanismus (4) zu bewegen, so daß er vertikal auf dem Gerüst (5) bewegbar ist und horizontal mit dem Gerüst (5) bewegbar ist; Zuführen von Leistung, um die entsprechende Bewegung des Gerüsts (5), des Greifermechanismus (4) und der Greifbacken (15) zu betätigen; Ausrichten einer Mehrzahl von Lagerabteilen (8) in vertikalen Spalten und horizontalen Reihen, um die Reagenz-Päckchen (1) zu speichern und eine Mehrzahl von Pipettierabteilen (10) in wenigstens einer horizontalen Reihe für ein simultanes Pipettieren auszurichten; gekennzeichnet durch: ein Bereitstellen eines Greifermechanismus (4), der ein Paar von allgemein gegenüberliegend angeordneten und synchron bewegbaren Greiferklemmen bzw. -backen (15) aufweist, die jeweils eine Innenseite für einen Eingriff mit einem Reagenz-Päckchen (1) aufweisen; Belassen von wenigstens einer vertikalen Transportroute (16a) zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Spalten der Abteile, um die vertikale Bewegung des Greifermechanismus (4) zu erlauben, und wenigstens einer horizontalen Transportroute (14a) zwischen zwei benachbarten und voneinander beabstandeten Reihen der Abteile, um die horizontale Bewegung des Greifermechanismus (4) zu erlauben, der durch das Gerüst getragen ist, um die Reagenz-Päckchen (1) zwischen den Lagerabteilen (8) und den Pipettierabteilen (10) zu transportieren; Bewegen des Greifermechanismus (4) entlang der wenigstens einen vertikalen Route (16a) und der wenigstens einen horizontalen Route (14a), um die Reagenz-Päckchen (1) zwischen den Lagerabteilen (8) und den Pipettierabteilen (10) zu transportieren; während eines der Reagenz-Päckchen (1) in einem entsprechenden der Pipettierabteile (10) zum Pipettieren belassen wird, Bewegen des Greifermechanismus (4), um ein weiteres bzw. anderes der Reagenz-Päckchen (1) zu einem anderen bzw. weiteren der Pipettierabteile (10) für ein simultanes Pipettieren zu transportieren; Positionieren und positives Zurückhalten des Reagenz-Päckchens (1) mit dem Greifermechanismus (4), indem Löcher mit geneigter bzw. verjüngter konischer Öffnung auf dem Reagenz-Päckchen (1) und komplementäre konische Zapfen bzw. Stifte auf den Greiferbacken (15) verwendet werden, so daß die Reagenz-Päckchen (1) geringfügig angehoben werden, wenn sie in und aus ihren entsprechenden Lagerabteilen (8) bewegt werden, um einen direkten Kontakt dazwischen zu vermeiden; Beibehalten einer präzisen Pipettierposition des Reagenz-Päckchens durch ein Verwenden von federbelasteten v-förmigen Gliedern (11), die in den Pipettierabteilen (10) angeordnet sind, um die Bewegung des Reagenz-Päckchens (1) während eines Pipettierens zu beschränken.
Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin umfassend den Schritt eines Bewegens des Gerüsts (5) entlang einer horizontalen Richtung, bis der Greifermechanismus (4) mit einer Spalte der Lagerabteile (8) ausgerichtet wird, das ein gewünschtes der Reagenz-Päckchen (1) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, weiterhin umfassend den Schritt eines Bewegens des Greifermechanismus (4) entlang einer vertikalen Richtung, bis die Greiferbacken (15) benachbart dem einen der Speicherabteile (8) positioniert wird, das ein gewünschtes der Reagenz-Päckchen (1) enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, weiterhin umfassend den Schritt eines Eingreifens der Greifbacken (15) in ein gewünschtes der Reagenz-Päckchen (1) aus einer geringfügig höheren Lage, so daß die Reagenz-Päckchen (1) geringfügig angehoben werden, wenn sie ergriffen werden.