專利名稱：測定元件的處理設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及了一種測定元件的處理設備，例如用于處理基片形式的測定元件，在測定元件上放置了包含不同反應物質，例如不同抗體的一排局部反應點。
在本文中，“測定”意味著一種物質的定量分析，來確定某些有價值或有效成分的比例，例如藥品中的活性成分的比例。
免疫測定法是利用抗體和抗原之間的免疫反應，來測量生物采樣中一種物質(分析物)的存在的技術。
在化學/獸醫診斷或藥品篩選方面，需要分析采樣來確定某些分析物的存在。目前，已建議在諸如片狀基板的相關反應點上，提供一組不同的抗體。把采樣放置在基片上，在通過孵化和其它過程之后，檢測一個化學發光過程來發現在每個點上是否存在適當的分析物。這在EP-A-0902394中作了較詳細的描述。
分析這種基片所存在的問題是過程太復雜，并且要求小心地處理基片，因而手動干預很重要。
WO-A-93/23732描述了玻璃載片采樣的自動染色設備，但這是一個組織化學的過程，與測定無關。
按照本發明的一個方面，一種測定元件的處理設備包括許多測定元件的處理模塊；一個包括測定元件定位組件的輸送系統，用于把測定元件輸送到每個處理模塊處，測定元件定位組件適于把測定元件輸送到每個模塊處，在處理已送到的測定元件的同時，能夠使測定元件定位組件輸送另一個測定元件；以及一個控制輸送系統操作的控制系統，使得可按預定順序在各模塊之間輸送每個測定元件，并且使得可以同時在不同模塊中處理許多測定元件。
我們已經明白，依靠研制一種輸送系統就有可能研制出一種完善的多用途的處理設備，該輸送系統能夠把一個測定元件輸送到一個處理模塊處，并把測定元件轉移到模塊上，由此在處理第一個測定元件的同時，空出輸送系統來輸送另一個測定元件。
可以采用各種各樣的輸送系統。在一種情形下可使用相當緊湊的轉動輸送系統。最簡單的轉動系統是一個圓“軸”，裝上一個測定元件定位組件來繞著軸運動，軸轉動到定位組件對準相關的處理模塊進入點為止，以便送入或拉出貯存裝置。
較復雜的方案是可轉動的同心組件/模塊。內部的模塊可起到孵化器/抖動器的作用，而外環作為輸送系統。因此，例如孵化器/抖動器可繞著垂直軸以小的角運動作抖動。孵化器/抖動器可以是多層/堆積。
可通過例如一個位于內部孵化器“環”中心內的推/拉電機組件，在內部孵化器/抖動器和外部輸送系統之間推/拉著貯存裝置。
在一個優選實施例中，輸送系統包括一條軌道；一個安裝成可沿軌道運動的測定元件定位組件；以及一個可對控制系統作出響應的第一電機，用于把測定元件定位組件移到與各相關的處理模塊對準。軌道最好是直線的。這提高了簡單性，并且易于設計和對這種系統作修改，例如修改成轉動系統。
在某些情形下，輸送系統自身可以來回折疊成一個多平面系統，由此形成一個比單平面系統更緊湊的設計。
在某些情形下，在每個模塊上的輸送系統的一部分可以包括對模塊來回輸送測定元件的裝置。但是，比較簡單和優選的方法是提供一個帶著在軌道上可移動支座的輸送系統；一個夾持測定元件的臂可移動地裝在支座上，相對于軌道作側向運動；在支座上的一個第二電機可使臂作側向運動。在此情形下，移動測定元件的臂隨著支座沿軌道運動，從而僅需要這樣的單個臂。通常，臂相對于支座作基本上垂直于軌道的運動，雖然這并不是必要的。
為了方便，臂具有夾持測定元件的裝置，雖然在其它情形中，臂也可以簡單地把測定元件推到不同的位置，或者用諸如磁性聯接器的其它裝置來與測定元件連接。
但是，測定元件最好是被支承在一個測定元件的保持架中，它的形式可以能松開地與夾持裝置連接，使得由臂來確定測定元件的位置。在EP專利申請號98307732.2中，較詳細地描述了這種布局。
可提供各種各樣的模塊。通常，它們包括以下一種或幾種a)一個中間貯存器，用于貯存一個以上的測定元件或測定元件保持架；b)一個孵化器；c)一個清洗工位；以及d)一個測定元件的成象工位。
采用中間貯存器有助于容許進行需要一段時間的反應，在此期間可輸送其它的測定元件和進行其它的處理過程。但是，更方便的是由孵化器來提供中間貯存器。因為測定元件通常需要在孵化器中保持一段時間，它作為中間貯存器可提供有利的雙重用途。
為了在處理之后觀察反應點，需要一個成象工位，并且限制周圍光線的進入是很重要的。因此在成象過程中需要封閉成象工位。單獨操縱一個可通過測定元件的門就能做到這點。如果成象工位包括一個進入門，它在測定元件進出成象定位時能夠自動啟動，則可以簡化這個過程。
采用敏感器之類來檢測測定元件的運動，以及采用對敏感器作出響應的一個系統來打開門，就可以達到門的自動啟動。但是，最好是使門繞著成象工位壁的上水平軸線轉動，并且通過一根與平臺和門均轉動連接的連桿，把門與成象工位的可移動平臺連接，由此從門的任意一側，朝著門的平臺移動可使門打開，然后一旦平臺已從門的一側通過到另一側，可使門關閉。
如上所述，在免疫測定過程中采用的一個重要模塊是孵化器。此外，通常需要抖動或振動測定元件來促進將發生的化學反應。
在1998年8月17日出版的Shane Beck著的“環境抖動器和孵化器”中已描述了幾個孵化器的例子。但是，這些例子相當簡單。
按照本發明的第二個方面，測定元件孵化器包括一個外殼和位于外殼之內的一套測定元件支座；在外殼內對每個測定元件單獨加熱的裝置；以及相對于外殼來抖動支座的裝置。
與其它系統不同，該新型孵化器可以在同一時間進行抖動、孵化和精確的獨立加熱控制，從而不需要在反應期間，在分開的抖動和孵化模塊之間進行運送。
抖動裝置的頻率最好是可以變化，同時沖程可以不變或可變。沖程可以是簡單的來回水平運動，垂直運動，軌道運動，或者它們的任意組合。通常，可選擇運動的類型來優化混合過程和反應速度。此外，在抖動過程中可包括定期的停止來優化化學反應。
雖然輸送系統可以調整到把測定元件裝入孵化器內的適當位置上，但如果支座位于支承裝置內的不同垂直位置上，則支承裝置最好能垂直移動，把所選的支座對準設備的輸送系統。
在諸如免疫測定的測定過程中采用的另一個模塊是清洗模塊。通常，這種模塊包括一個供應清洗液體的探頭和一個去除清洗液體的抽吸探頭。
按照本發明的第三個方面，我們提供一個測定元件清洗模塊來清洗位于測定元件貯存腔保持架內的測定元件，模塊包括裝在可動支座上的一個清洗液體供應探頭和一個抽吸探頭，抽吸探頭安裝成與垂線成一個角度，支座可以按照基本上相同的角度移動，由此當抽吸探頭插入貯存腔保持架中時，它靠近了貯存腔保持架的側面。
由于以一定角度引入抽吸探頭，由此靠近了貯存腔保持架的側面，從而接近了在測定元件和貯存腔保持架之間的通道，因此這種新型清洗模塊改進了從貯存腔保持架抽吸液體的作用。從而完全避免了接觸活性區和損害測定元件的風險，同時由于從環繞測定元件周圍的通道抽出液體，抽吸得到了明顯的改善。
在每次測定元件清洗操作之間需要清洗探頭，因此探頭清洗區最好直接位于貯存腔保持架的清洗位置之下，在沒有貯存腔保持架時，可移動支座來把抽吸探頭送入清洗區。這提供了清洗探頭的便利方式，同時保持了清洗模塊的自動操作。
模塊最好還包括一個與抽吸探頭連接的真空供應系統，真空供應系統包括一個真空容器，真空容器具有一個與真空源連接的第一開口，與抽吸探頭連接的第二開口，以及通過排泄泵與排泄口連接的第三開口。
現參照附圖來描述按照本發明的一個測定元件處理設備例子，其中

圖1是設備的框圖；圖2是主輸送系統的透視圖；圖3A和3B分別是輸送系統夾持臂模塊的平面圖和透視圖；圖4是一排貯存腔的透視圖；圖5是圖4所示一排貯存腔的運送盤的透視圖；圖6A-6D分別是孵化器/抖動器模塊的一個側視圖，一個從上面、側面和后面的透視圖，一個從上面、正面和側面的透視圖，以及一個從上面、正面和另一個側面的透視圖；圖6E是抖動器布局的示意圖；圖7是貯存架清洗模塊的透視圖，為了清楚起見，某些部分已略去；圖8是圖7所示貯存架清洗模塊的清洗系統框圖；圖9以透視圖表明了貯存架清洗模塊和主輸送系統之間的相對位置；圖10A是成象模塊一部分的透視圖；圖10B是通過圖10A中所示部件的剖視圖；圖11是相似于圖3B的視圖，但是為另一個例子，其中某些部分被略去；圖12是從堆積裝入器一側看的透視圖；圖13是從另一側面看圖12所示堆積裝入器的透視圖；圖14是圖12和13所示堆積裝入器的一個放大的透視圖。
在附圖中所示的免疫測定設備被設計成可以處理測定元件基片，在基片上面放置了一排包含不同抗體的局部反應點。基片通常是陶瓷或硅。基片由“工廠配置”來供應，它具有一排反應物質，并且為了易于使用，被放在相關的貯存腔1-3中(圖4)。通常，把一排貯存腔和基片包裝好送到遠處的用戶。這在同在審理的我們的歐洲專利申請號98307732.2中作了較詳細的描述。為了更加易于使用，把一排貯存腔1-3可以取出地裝在運送盤20內。該運送盤(圖5)由塑料模制而成，并具有在相對側壁23，24之間分別延伸的兩組橫梁21，22。抬高的肋21’有助于貯存腔的定位。確定了9個開口25，可把相關的貯存腔定位在其中。盤20的一側具有一個伸出凸緣26，在另一側有一個凸出的圓臺27，其用途將在下面作較詳細的說明。平行于橫梁21裝入每組為三個的貯存腔1-3，而橫梁22進入相鄰貯存腔之間。然后把已裝好的運送盤密封在適當的包裝材料中以便運輸。最好是把貯存腔定位在運送盤內，在免疫測定過程中用盤來移動貯存腔。也可以分開供應貯存腔，或者從運送盤中取出貯存腔。
用戶可以根據要測定采樣的數目來決定是否把一排、兩排或三排貯存腔放入盤中。
圖1以框圖形式說明了設備的主要部分。設備包括一個采樣盤10，它保持了許多要處理的采樣。它設在相鄰于帶著夾持臂模塊12的主輸送系統11的一端。如在以下將作較詳細說明，夾持臂模塊12可移動成與位于主輸送系統11旁邊的許多處理模塊相對準。這些模塊包括貯存架進入模塊13、成象模塊14、信號試劑模塊15、貯存架清洗模塊16、孵化器/抖動器模塊17、準備模塊18、以及試劑貯存器19。此外，在模塊和主輸送系統之上提供了一個液體處理系統5。
必要時可以包括其它模塊，設備的優點之一是可以方便地聯接額外的模塊。例如，可對采樣臂和試劑臂提供小的探頭清洗模塊。
設備由微處理器(300)來控制，它與每個模塊和主輸送系統11聯接，以及與液體處理系統5聯接。主輸送系統11在圖2較詳細地表示了主輸送系統11，它包括一個形成滑道的細長軌道30，在其上面裝了一個夾持臂模塊12。由微處理器控制的步進電機31裝在軌道30的一端，并與驅動帶32連接，帶32繞著在軌道30另一端的空轉輪33作傳送。帶32固定在夾持臂模塊12的下側。向步進電機31發出適當的指令，可精確地前后移動帶32，使得夾持臂模塊12定位于與所選模塊10，13-19之一對著的位置上。雖然在圖中未表示，但帶32最好是封閉的。
圖3A和3B表示了夾持臂模塊。模塊包括一個平臺40，在平臺上安裝了沿橫向隔開的一對支承件41，它們具有對準的相關凹槽42。這些凹槽設計成可容納運送盤20相對兩側的滑道28(圖5)。圖3說明了位于夾持臂模塊中的這種運送盤20。三組貯存腔43-45裝在運送盤20上。
夾持臂組件46裝成可在平臺40上作滑動，并且包括一個固定著電磁線圈48的輔助平臺47。電磁線圈48通過一個帶關節桿組件50與一對爪49連接，桿組件50通過支承外殼51作延伸，并最終連接到具有一對懸垂銷53的控制塊52上，銷53延伸進入爪49的槽口54中。爪49可對底板40上的銷軸作轉動，如圖3A的55所示。
如圖3B所示，通過壓縮彈簧56迫使帶關節的桿組件50處于伸出位置。因此，迫使控制塊52離開電磁線圈48，并根據銷53和槽口54之間的配合，該運動使得爪49靠近伸出凸緣26，由此把運送盤20固定地保持在夾持臂模塊上。當啟動電磁線圈48時，帶關節的桿組件50克服彈簧作用而縮入電磁線圈中，塊52相對于爪49的相應運動使爪打開，從而釋放了運送盤20。
通過齒條60和小齒輪61來控制夾持臂組件46的運動，小齒輪61與裝在平臺40下側的步進電機62連接。步進電機62由微處理器控制，使得運送盤20對著與它對準的模塊作來回運動。
圖11說明了夾持臂組件的一種可替代的形式。在該圖中，采用與圖3B相同的編號來說明相似的部分。兩種夾持臂組件的差別是在圖11中，通過入口301由供應壓縮空氣的氣壓模塊300來操縱爪49。
順便說一下，也應該注意到，對于設備中的其它模塊可采用氣壓操作來替代電操作。
在一個典型的操作順序中，夾持臂模塊12對著所希望的模塊在主輸送系統的軌道11上移動。然后啟動電機62來把板47和運送盤20全部移動到如圖3B所示的左側，盤20從凹槽42轉移到設在接受模塊中的相應凹槽內。然后由于圓臺27和裝在支承面后端的Bal閘之間的配合來保持固定運送盤20。Bal閘是一個圓形彈簧，它位于在圓臺27后部的圓形凹槽29(圖5)中。這種布局的優點是Bal閘能夠相當緊固地保持著運送盤20，但如果被爪49拉動時，可以容易地釋放運送盤20。然而，也可以設想保持運送盤固定的其它替代方法，包括磁性爪之類。
一旦圓臺27緊固地容納在相應的Bal閘中(它由微動開關和/或由步進電機62進行了預定數目的步長之后來確定)，啟動電磁線圈48來釋放爪49，然后以相反方向啟動電機62來退出爪組件。
開始時，必須把支承在相關運送盤20中的貯存架送入設備，這可以按任意的常規方式來達到。在一種方法中，把貯存架(或幾排貯存腔)和運送盤預先包裝并卷在卷筒上，使得能接受不同測定物的范圍。把卷筒裝入貯存架進入模塊13中，在那里可以展開運送盤和貯存腔，并放到適當定位在貯存架進入模塊附近的夾持臂模塊12的平臺40上。
圖12-14說明了構成貯存架進入模塊13的堆積裝入器的一種優選形式。在此情形中，把堆積的盤20裝入運送器500，運送器500被降落到進入堆積裝入器的“煙囪”510的頂中。當堆積的盤因重力下落時，在堆積裝入器煙囪510一側的一對齒輪515可使它的速度減慢，因為齒輪515與運送器側面許多成對的橫條530相配合。在遇到先前裝入的堆積盤時，或者如果堆積裝入器空著而遇到一個遞增機構520時，堆積盤停止下落。
在圖14中較詳細地表示了遞增機構520。機構包括一對單齒臂525(在圖14中僅可看到一個)，它與在運送器500上對著的橫條530配合。臂525與繞銷軸轉動的塊535連接，由于相關壓縮彈簧540的作用，迫使塊535處于圖14的位置。依靠與氣壓操縱的活塞545連接的氣壓致動器555使塊535運動，活塞545通過連接臂550與每個塊535連接。
當臨時啟動氣壓致動器555時，桿545向上運動，使得塊535和臂525作相應的轉動，因此從相應的橫條530上松開了臂525的齒，容許運送器下降。因為這個松開僅時臨時的，在彈簧540的影響下臂525立刻轉回到它的保持位置，從而使下一個橫條530與齒配合。
當運送器500為帶齒臂525保持固定時，運送盤20對準一個輸出開口560。
在某些情形下，可采用一個以上的堆積盤保持裝置。此外，可提供直線送進系統(圖中未示)，它沿著相對堆積盤保持裝置頂部稍向下傾斜的軌道來送進許多成堆的盤。
手動地把要化驗的采樣裝入標準的商品采樣盤10，它接受各種不同的采樣試管和杯子。(相反地，也可采用一個架子或其它裝入系統(圖中未示))。然后啟動設備，夾持臂模塊12移到準備工位18上。然后按程序啟動液體操縱系統5，從盤10抽取每個液體采樣的一部分，并在準備工位18上把它添加到位于運送盤20的基片/貯存腔中。從同一個或另一個采樣中抽取其它的部分，并依次添加到其它的貯存腔中，直到所有三個貯存架或所需數量的貯存腔被充滿為止。然后把夾持臂模塊12移到試劑貯存器19，由液體操縱系統從該模塊中抽取部分試劑，并添加到每個貯存腔中。然后依靠主輸送系統11，把運送盤20和貯存腔移到孵化器/抖動器模塊17。孵化器/抖動器模塊17與常規的孵化器不同，較詳細地表示在圖6中的該模塊也可抖動運送盤和貯存腔，以促進化學反應的產生。此外，它起到了中間貯存器的作用，因為它可以保持一個以上的運送盤。
孵化器/抖動器模塊17包括一個支承裝置70，它確定了一組分開的隔間或隔室71(在該例中為16個，安排成兩列，每列8個)。每個隔間71具有一對凹槽76，依靠夾持臂模塊12，一個運送盤20可以滑入其中。此外，每個隔間具有位于凹槽76之上的加熱元件和溫度控制敏感器72。
通常，可通過微處理器(圖中未示)獨立地控制每個隔間71和相應測定元件(包含試劑和生物基片)的溫度，并且對免疫測定的用途可設在37℃。但是如果需要，也可以分開調節每個隔間71的溫度。可采用從室溫到70℃的溫度。采樣適當的測定元件、加熱器、敏感器和其它孵化器元件/材料，甚至可得到更高的溫度。可應用指定的溫度/時間曲線來適應特定的測定處理要求，例如溫度直線地快速上升到70℃。
在本設計中，隔間71在一端打開。對每個隔間提供個別或公用的門(圖中未示)，可以在隔間71內和跨過測定元件保持更嚴格和更均勻的溫度控制。門限制了空氣流動和對設備其余部分的熱損失，由此減少了所需的熱輸入。(也使設備中產生的熱減到最小。)采用隔熱材料制造隔間和門構造也降低了熱損失和熱輸入需求。
對單個門的替代方式和可能在機械上更簡單的方案是在可移動的孵化器/抖動器裝置的打開的隔間前面提供一個固定的隔熱壁，并且靠近打開的隔間。通過在每一列隔間的壁上的單個門，來進入各個隔間。用這種隔熱壁制成的門位于主輸送軸線附近，并且可單獨打開/關閉，以容許測定元件在孵化器相鄰各列隔間中定位。
另一個方法(圖中未示)是在較大溫控室中完全封閉現有的孵化器/抖動器。采用在稍低于所需最低孵化器隔間溫度值下的熱空氣發生器，來保持外室的溫度。從每個隔間的個別加熱元件輸出的小量附加熱容許個別隔間溫度作更嚴格的控制。
裝置70通過凸緣73被支承在與主外殼200固定的相關支座77上，并且由一對通過凸緣73中開孔201的垂直延伸桿74來導向。這使得任何一個垂直隔開的隔間71可對準夾持臂模塊12來定位。在每個隔間71的后面設有上述的Bal閘，從而當運送盤20滑入凹槽76中時，由Bal閘配合和保持圓臺27固定。
通過與支座連接的螺桿79，依靠與支座77之一連接的步進電機75，產生裝置70的垂直運動。步進電機75受微處理器的控制。
除了上述垂直運動使得裝置70對準夾持臂模塊12之外，孵化器也可以使裝置70產生水平抖動。因此，可以注意到，裝置70是通過凸緣73松動地裝在支承桿74周圍，這些凸緣73可在支座77上滑動。這意味著依靠凸緣73在支座77上產生的滑動，可使裝置70沿水平方向來回抖動。操縱一個使軸205A(圖6E)轉動的電機205可產生該抖動。連接臂206在一端206A連接到孵化器，在另一端206B通過驅動銷連接到軸205A上與其轉動軸線偏置的點。
供替代的設計可采用垂直、軌道或水平運動，或者這些運動的任何組合。
在對測定性能研究之后，可選擇抖動機構的頻率、振幅(沖程)和“工作曲線”，其中頻率和振幅是變化的，抖動模式(直線、軌道、轉動及其組合)也相當。
在簡單的情形下，孵化器按照如下關系式承受一個簡單的余弦波線性運動孵化器的位移D=(L2-r2sinθ)+(r-rcosθ)]]>其中θ是點206的角度位置，θ＝2πωtω是抖動器和驅動電機頻率(每秒的周數)t是時間(秒)L是連接桿的長度d＝rcosθ是驅動銷的位移。
改變驅動銷相對于電機軸的偏置值，可以改變抖動器的沖程。
工作曲線也可采取按程序的開/關順序形式，具有固定頻率和沖程，例如開5分鐘和關1分鐘。
對于線性和其它抖動技術，影響貯存腔內液體運動的因素，如測定腔尺寸、腔壁形狀和液體體積(深度)，以及液體和腔材料的物理性能，均對優化的抖動頻率和振幅特別有影響。
當然，孵化器可放在大致封閉的外殼(圖中未示)中。
雖然通常預先設定了沖程，但抖動器的頻率模式可以改變。典型的沖程量級為2mm，其頻率量級為10-20周/秒。
可以理解到，由于組合了孵化器和抖動器，相對于過去對分開模塊的需求來說，減少了處理時間，同時使得在孵化器中一次可提供一個以上的運送盤，這提供了有利的中間貯存器能力。特別是，可以注意到，與對其它模塊一樣，一旦把運送盤轉移到孵化器模塊17，主輸送系統11就有空來輸送另一個運送盤和貯存腔，因此容許設備在任何時刻可處理數量最多的貯存腔。
在分析物與反應物質結合了適當時間間隔(一般約30分鐘)之后，由夾持臂模塊12退出運送盤20，并移到貯存架清洗模塊16。貯存架清洗模塊16貯存架清洗模塊16如圖7所示，其示意圖形式如圖8所示。模塊包括一個大致為三角形的支承塊100，在它上面滑動地安裝了一個構件101，構件101的下端具有一個水平延伸區102。構件101沿著支承塊100的位置受帶103控制，構件101與帶103固定在104上，繞著裝在支承塊100上的空轉輪105和驅動輪106來傳送帶103。驅動輪106由步進電機107控制，步進電機也裝在支承塊100上，由微處理器來控制。
構件101的水平區102支承著9個垂直放置的清洗液供應噴頭108和9個斜放的抽吸噴頭109，在圖中僅可看到其中幾個。
一個運送盤支承外殼110裝在支承塊100的前面，并具有一對凹槽111，用于容納運送盤20的滑道28。此時，在圖7中可看出Bal閘位于運送盤支承組件110的后面。一個探頭清洗槽113位于運送盤位置的下面。
在使用時，夾持臂模塊12把一個運送盤20送到支承組件110，運送盤的滑道28容納在凹槽111中。把運送盤朝前推，直到圓臺27的槽29被Bal閘配合為止(圖中未示)。然后夾持臂模塊12退出，把運送盤留在原位。此時，構件101處于圖7所示的后退位置。
啟動步進電機107來向下滑動構件101，使得抽吸噴頭109進入相關的貯存腔1-3，直到它們幾乎與貯存腔中的基片接觸為止。實際上，把抽吸噴頭109斜放得可使它們非常接近在基片邊和貯存腔側壁之間形成的通道。
然后在微處理器控制下進行常規的清洗過程，微處理器與圖8所示的各種閥門和泵連接。應該注意到，通過較短的垂直噴頭，閥門可以對具有三個貯存腔的每個貯存架個別控制清洗液的供應，對噴頭108來說，它們在每個貯存腔上面的位置并不嚴格。較長的斜抽吸噴頭109從接近(例如100-200微米)基片邊、貯存腔底部和側壁的點上進行抽吸，可高度去除液體。但是，與活性區并不接觸，因此不存在損害基片的風險。
在優選的布局中，模塊包括一個抖動器系統700，可在清洗時來抖動貯存架。抖動器系統包括一個抖動器電機710和一個偏置質量720。抖動/振動運動通常比孵化器/抖動器的運動小。一般說，驅動電機710以50Hz轉動，但可以調節頻率和質量來優化貯存架的清洗效果。可以采用其它振動裝置來進行貯存架清洗的抖動/振動，如超聲或運動線圈(揚聲器)。
完成了貯存架清洗過程之后，啟動步進電機107使構件101退回，從而夾持臂模塊12可拉出運送盤20。在拉出運送盤20之后，再次啟動步進電機107，把構件101降到更低的位置，其中抽吸噴頭109進入水箱113進行清潔，以避免對后面采樣和測定過程的污染。一個重要的觀點是采用與供應噴頭108不同的液體，例如純凈水來清洗噴頭。這防止了在噴頭上清洗液的結晶，這對于已知的系統可能會產生。
在圖8中可看到，探頭或噴頭108以三個為一組與相關的泵120連接(圖中僅表示了一組)，然后泵120通過相關的閥門122與中間貯存箱121連接。閥門122的工作把從水箱123的水和清洗溶液的混合物送到相關的泵120，從而送到相應的三個噴頭108中。水箱123也通過受微處理器控制的泵124與水箱113連接來供應純凈水。抽吸噴頭109連接到噴嘴125上，然后噴嘴通過真空容器126、真空箱128和真空控制閥127連接到真空泵129，在抽吸期間開動真空泵129。已被抽吸的液體收集在真空容器126中，并通過一個連續工作的泵130排到排出口131。排出口131也與水箱113的出口132連接。
圖8所示系統的一個重要特征是采用了雙重容器布局，保證從貯存腔抽吸的液體被收集在較小的真空容器126中，而不進入主真空箱128或真空泵129。除了真空泵129還采用主真空箱128和真空控制閥127可得到比僅采用單個泵更高的“抽吸脈沖量”。
系統的工作如下。由微處理器控制泵129的工作。由于真空泵的開動，在較小真空容器126中的壓力降低，從貯存腔中把液體抽吸到真空容器126中。
也可以替代單個真空控制閥127，采用與指定抽吸噴頭連接的許多閥門來依次抽吸單個或成組的貯存腔，從而進一步提高了“抽吸脈沖量”。
在貯存架清洗之后，然后由主輸送系統11把運送盤20輸送到信號試劑模塊15或返回到準備模塊18，這分別根據測定是競爭測定還是夾心基測定來確定。對于競爭測定，在進入準備模塊18時直接把軛合物添加到貯存腔中，而對于夾心基測定，先添加一種稀釋的測定緩沖劑，然后在添加軛合物之前作孵化和清洗，添加后再孵化和清洗。
然后由主輸送系統11把運送盤20送到成象模塊14。但是，在一個優選方法中，在離開信號試劑模塊15或準備工位18之前，在貯存腔上放置一個罩子，以防止光線進入貯存腔。然后在輸送到成象模塊，或在成象模塊內把罩子去除。
圖9說明了主輸送系統11和貯存架清洗模塊16，其中夾持臂模塊12處于把運送盤送到貯存架清洗模塊的位置上。圖9也表示了其它兩種模塊(在其它圖中未表示)的運送盤支座140，141。成象模塊14成象模塊14為檢測化學發光的一般常規形式，不再作詳細描述。但是，將參照圖10A和10B來說明把運送盤送入和退出成象模塊的方式，這方式有助于自動操作。
因為成象模塊14需要不透光，在本例中，在成象模塊14的入口處提供了一個門150，它在運送盤進入和退出時可以自動地啟動。
成象模塊14包括一個運送盤支座151，它在圖10A和10B中均表示在成象模塊內。運送盤支座151包括了確定面對面凹槽153的一對塊152，運送盤的滑道28被容納在凹槽153中。塊154上帶有Bal閘(圖中未示)。
運送盤支座151滑動地裝在成象模塊中，可在圖示位置到門150另一側的相當位置之間運動，其中支座可對準夾持臂模塊12。帶155可控制著運送盤支座151的運動，它繞著空轉輪156和驅動輪157傳送，在微處理器控制下由步進電機158驅動著驅動輪157。
在運送盤支座的左前方，采用一個微動開關來斷開Bal閘附近的發光檢測器的驅動電壓，以便在成象期間消除發光。
靠近門150的運送盤支座151的一端帶著一個連桿161，它用銷軸與塊152之一和門150連接。
由于步進電機158的工作使運送盤支座151移向門150時(在圖10B中為向右)，連桿161將以反時針方向繞鉸鏈162來推動門150，由此打開開口163，從而可把運送盤支座151帶著運送盤一起通過開口163朝著夾持臂模塊12。這個運動將引起連桿161繞著它與塊152連接的銷軸以反時針方向轉動，從而運送盤支座151可通過開口163。連桿161繼續以反時針方向繞銷軸轉動，容許門150在它后面被關閉。可以理解到，當運送盤支座151回到成象模塊14中時，將進行相似的過程。
在成象工位內進行的成象過程為常規的形式，或者在EP-A-0902394中作了描述。
一旦完成了成象過程，由電機158把運送盤20移回通過開口163，并且被夾持臂模塊12拉出。然后可把運送盤送到廢物處理點(圖中未示)清除掉。
權利要求
1.一種測定元件的處理設備包括許多測定元件的處理模塊；一個包括測定元件定位組件的輸送系統，用于把測定元件輸送到每個處理模塊處，測定元件定位組件適于把測定元件輸送到每個模塊處，在處理已送到的測定元件的同時，能夠使測定元件定位組件輸送另一個測定元件；以及一個控制輸送系統操作的控制系統，使得可按預定順序在各模塊之間輸送每個測定元件，并且使得可以同時在不同模塊中處理許多測定元件。
2.按照權利要求1的一種設備，其中，輸送系統包括一條軌道；一個安裝成可沿軌道運動的測定元件定位組件；以及一個可對控制系統作出響應的第一電機，用于把測定元件定位組件移到與各相關的處理模塊對準。
3.按照權利要求2的一種設備，其中，由驅動帶把第一電機與測定元件定位組件相連接。
4.按照權利要求2或3的一種設備，其中，軌道是直線的。
5.按照權利要求2到4中任一個的一種設備，其中，輸送系統還包括一個可移動地裝在軌道上的支座；一個臂，它與測定元件配合并可移動地裝在支座上相對于軌道作側向運動；以及在支座上的一個第二電機，它可使臂作側向運動。
6.按照權利要求5的一種設備，其中，臂基本上垂直于軌道作運動。
7.按照權利要求5或6的一種設備，其中，依靠齒條和小齒輪構造把第二電機與臂連接。
8.按照權利要求5到7中任一個的一種設備，其中，第二電機是一個步進電機。
9.按照權利要求5到8中任一個的一種設備，其中，臂受彈簧加載并被迫到其退出位置。
10.按照權利要求5到9中任一個的一種設備，其中，臂具有夾持測定元件的裝置。
11.按照權利要求10的一種設備，其中，測定元件被支承在測定元件保持架中，保持架的形式為可松開地與夾持裝置配合，使得可由臂來定位測定元件。
12.按照權利要求11的一種設備，其中，測定元件定位組件還包括滑板，當被輸送系統傳送時測定元件保持架裝在其上面，臂的運動使測定元件保持架沿滑板滑動。
13.按照權利要求2到12中任一個的一種設備，其中，沿著軌道的一側放置各種模塊。
14.按照上述任一個權利要求的一種設備，其中，模塊包括以下一種或幾種a)一個中間貯存器，用于貯存一個以上的測定元件或測定元件保持架；b)一個孵化器；c)一個清洗工位；以及d)一個測定元件的成象工位。
15.按照權利要求14的一種設備，其中，由孵化器提供中間貯存器。
16.按照權利要求14或15的一種設備，其中，成象工位包括一個進入門，它在測定元件送入和送出成象工位時被自動啟動。
17.按照權利要求16的一種設備，其中，門繞著成象工位壁的上水平軸線轉動，并且通過一根與平臺和門均轉動連接的連桿，把門與成象工位的可移動平臺連接，由此從門的任意一側，朝著門的平臺移動可使門打開，然后一旦平臺已從門的一側通過到另一側，可使門關閉。
18.按照權利要求17的一種設備，其中，當平臺在門外靠近輸送系統時，平臺被定位成可接納測定元件。
19.按照權利要求17或18的一種設備，其中，由與控制系統連接的第三電機來移動平臺。
20.按照權利要求17到19中任一個的一種設備，其中，門與成象工位的壁形成不透光的封閉。
21.一種測定元件孵化器包括一個外殼和在外殼內定位的一組測定元件支座；在外殼內單獨加熱每個測定元件的裝置；以及相對于外殼抖動支座的裝置。
22.按照權利要求21的一種孵化器，其中，抖動裝置包括使測定元件支座作水平抖動的裝置。
23.按照權利要求22的一種孵化器，其中，抖動裝置包括一個轉軸，它與電機連接并帶有一個凸輪，凸輪通過凸輪隨動器與支座連接。
24.按照權利要求21到23中任一個的一種孵化器，其中，抖動裝置的頻率是可變的。
25.按照權利要求1到20中任一個的一種測定元件處理設備，其中，處理模塊之一是按照權利要求21到24任一個的孵化器。
26.按照權利要求25的一種設備，其中，孵化器具有一個以上的支座，支座位于支承支座內的不同垂直位置上，支承裝置可作垂直運動來使所選的支座對準設備的輸送系統。
27.一種測定元件清洗模塊，用于清洗位于測定元件保持架內的測定元件，模塊包括裝在可動支座上的一個清洗液體供應探頭和一個抽吸探頭，抽吸探頭安裝成與垂線成一個角度，支座可以按照基本上相同的角度移動，由此當抽吸探頭插入貯存腔保持架中時，它靠近了貯存腔保持架的側面。
28.按照權利要求27的一種模塊，還包括一個探頭清洗區，它位于貯存腔保持架的清洗位置之下，在沒有貯存腔保持架時，可移動支座來把抽吸探頭送入清洗區。
29.按照權利要求28的一種模塊，還包括一個探頭清洗液供應系統，它有選擇地與探頭清洗區連接，用于把探頭清洗液供應到探頭清洗區。
30.按照權利要求27到29中任一個的一種模塊，還包括一個真空供應系統，它與抽吸探頭連接，真空供應系統包括一個真空容器，真空容器具有一個與真空源連接的第一開口，與抽吸探頭連接的第二開口，以及通過排泄泵與排泄口連接的第三開口。
31.按照權利要求27到30中任一個的一種模塊，還包括一個貯存腔保持架的支座；以及抖動貯存腔保持架支座的裝置。
32.按照權利要求1到20，25或26中任一個的一種測定元件處理設備，其中，處理設備之一是按照權利要求27到31中任一個的測定元件清洗模塊。
全文摘要
一種測定元件的處理設備包括:許多測定元件的處理模塊(10,13—19)。一個輸送系統(11,12)把測定元件輸送到每個處理模塊處,輸送系統適于把測定元件從輸送系統送到模塊處,使得輸送系統能夠在第一個測定元件被處理模塊作處理的同時輸送另一個測定元件。一個控制系統控制著輸送系統(11,12)的操作,使得可按預定順序在各模塊之間輸送每個測定元件,并且使得可以同時在不同模塊中處理許多測定元件。
文檔編號A61B5/00GK1250877SQ9912037
公開日2000年4月19日 申請日期1999年9月23日 優先權日1998年9月23日
發明者詹姆斯·魯道夫·邁耶, 阿蒂·卡萊維·坎薩納霍, 斯蒂芬·彼得·菲茨杰拉德, 羅伯特·伊凡·麥康奈爾, 約翰·維克多·拉蒙特, 曹柏林 申請人:蘭道克斯實驗有限公司