專利名稱：試樣設備所用的密封器的制作方法
技術領域：
本發明涉及試驗生物、微生物、化學或其它類型樣品的設備及有關儀器和系統。本發明尤其涉及用于密封通過傳輸管而被供以流體樣品的試樣設備的密封器裝置。
背景技術：
生物樣品可發生反應并使用各種技術經受化學或光學分析，包括透射率和/或熒光光學分析。分析的目的可以是識別樣品中的未知生物制劑或目標、確定樣品中的物質的濃度、或者確定生物制劑是否對某些抗生素敏感，以及確定將會有效治療由試劑所引起的感染的抗生素濃度。
在二十世紀七十年代中后期，與申請人的受讓人一起工作的工程師和科學家及其相關前輩開發一種用于使用包含多個小樣品容槽的密封試樣卡對生物樣品進行光學分析的技術。這種技術及有關儀器和設備在工業中已知，稱為“Vitekt系統”。Vitek系統已經(并且繼續)在商業上獲得成功。
Vitek系統中所使用的卡見于專利文獻中，例如請看美國專利4,118,280、3,963,355、4,018,65；4,116,775和4,038,151。這些卡的更新型式描述于美國專利Des.382,647、Des.414,272、5,609,828、5,746,980、5,766,553、5,843,380、5,869,005、5,916,812、5,932,177、5,951,952和6,045,758中。
所開發的卡既用于識別可能存在于樣品中的未知微生物，又用于已知生物體的敏感性以便準確地測定抗生素的濃度。在這些卡制造期間，容槽填裝著各種生物制劑所用的各種類型的生長培養基或一定濃度的不同抗生素，并且用透明的密封帶覆蓋。
這些卡具有外部傳輸管口作為用于容許流體樣品進入卡中的機構。卡還包括內部流體通路結構以便容許流體從傳輸管口進入卡的容槽。禾桿狀傳輸管的一端被插入傳輸管口中。另一端被插入包含待試驗的流體樣品的打開容器(例如試管)中。根據現有技術Charles等人專利的思想，美國專利No.4,188,280，帶有附連的傳輸管和試管的卡被放入稱作Vitek填裝封口機的獨立真空和填裝封口機中。裝填封口機產生真空。當真空被放開時，流體樣品被從試管吸入傳輸管中，穿過卡的內部通道并進入所有的樣品容槽。在現有技術Charles等人‘280專利的儀器中，在卡的容槽裝載上樣品之后，卡被手動插入機器中的密封器模塊的狹槽中，在該處傳輸管被切割并熔化，從而將卡的內部密封起來。
然后卡被手動從填裝器/密封器模塊除去并且被輸入稱作Vitek閱讀器的閱讀和培育機器中，其也描述于Charles等人的‘280專利中。閱讀和培育機器在要求的溫度下培育卡。提供了光閱讀器以便對卡的容槽進行透射率試驗。基本上，卡被按列疊放于閱讀器中，并且光學系統使各列卡上下運動，從而一次一個地將卡拉入透射率光學器件中，閱讀卡，并將卡放回卡列中。
早期Vitek系統的設置結構(如Charles等人的‘280專利中所述)具有若干缺點，因為需要兩種機器，即填裝器/密封器和閱讀器，來處理和分析卡。此外，需要另外的時間和勞動來對卡進行全面分析。申請人的受讓人后來開發了充分自動化的儀器并使其商業化，此處被稱為并且在本領域中稱作“Vitek 2”儀器。Vitek 2儀器使得真空裝載和密封操作兩方面都自動進行并且將它們與培育和閱讀組合于單個儀器中。
簡而言之，“Vitek 2”系統提供了自動化樣品試驗機器，其執行稀釋以便進行敏感性試驗，在真空站處利用樣品填裝卡，以及通過切割傳輸管而密封卡，并且對卡進行培育和光學透射比及熒光分析，這些全部自動進行。這種機器提供了新型移液和稀釋站，從而允許流體被加到試管或者從一個試管傳遞到另一個。這種機器能夠對放置于單個試管中的樣品同時進行敏感性和識別試驗。這種機器保證了對樣品進行快速、自動的識別和敏感性試驗。
這種儀器使用樣品托盤或“船形容器”和試樣定位或運輸系統，該系統使“船形容器”在各個站之中繞著矩形基座盤沿四條分離的路徑運動。用戶在裝載站處將裝載有卡和包含樣品的試管的盒子放入船形容器中。這種定位系統的設計使得其在基座盤上方基本上允許站的定制構型。可以容易實現機器的擴展以便包括另外的轉盤和閱讀站，或者外加類型的中間行列站例如稀釋站或真空站。
這種總體儀器描述于若干專利中，包括美國專利5,762,873和6,086,824，其內容在此引入作為參考。切割傳輸管以便密封卡的切割和密封站描述于美國專利5,891,396中，特別是其圖1、4和5中以及其列15和16處。以上列出的專利的全部內容在此引入作為參考。
本發明的各個方面提供了對描述于美國專利5,891,396中的密封裝置的改進。特別是，本設置結構保證密封器更容易且更準確地與試驗設備和傳輸管對準，提供了允許以更緊的公差切割傳輸管的預裝載特征和防止無意中觸及熱切割用金屬絲的安全特征。
發明內容
根據第一方面，為密封器提供了安全特征，其涉及設計密封器所用的外殼和可收縮的護罩，防止用戶無意中接觸到切割裝置。特別是，提供了一種用于切割和密封導管的密封器，該導管將試樣設備連接至包含流體樣品的流體容器。密封器包括具有孔和護罩的外殼，該護罩可在覆蓋著孔的第一位置與第二縮回位置之間運動。密封器包括具有位于外殼內的起始位置的可動式切割元件裝置(例如熱金屬絲和相關結構)。密封器還包括用于使切割元件裝置穿過孔移至展開位置的馬達，其中切割元件裝置被置于外殼外部的位置以便切割導管。切割元件裝置穿過孔的運動的作用引起護罩移至縮回位置。此外，切割裝置從展開位置移至起始位置的作用引起護罩縮回至覆蓋著孔的第一位置。相應地，當切割元件處于起始位置時，護罩和外殼防止無意中接觸到切割裝置。
根據第二方面，密封器被設計成使流體導管(傳輸管)的切割得到更精確地控制。這點通過儀器中的彈簧加載的構件或“蹄片”和相應的固定結構來實現它們一起將試樣設備保持就位并且防止在切割元件切穿傳輸管時發生側向運動。在這個實施例中，密封器安裝于自動化的樣品試驗儀器中。可動式切割元件裝置具有起始位置和展開位置。切割元件裝置包括切割用金屬絲和彈簧加載的構件或“蹄片”。當切割元件裝置移至展開位置時，蹄片與試樣設備接合。密封器還包括用于使切割元件裝置從起始位置移至展開位置的馬達。蹄片的操作使得當切割元件裝置移至展開位置時，蹄片與試樣設備的接合推動試樣設備靠著儀器中的固定結構(例如，水平延伸的導軌)從而在切割用金屬絲切割和密封導管時保持試樣設備。固定結構可為任何適當的結構(表面、導軌或特殊設計的結構)，其相對于密封器定位成使得當密封器的切割元件處于展開位置時，彈簧加載的構件接合試樣設備并且在切割用金屬絲切割導管時保持著設備，即防止發生側向運動。切割作用可以通過試驗設備運動經過金屬絲而發生，在這種情況下，彈簧加載的構件容許試驗設備沿行進方向運動經過金屬絲但是仍然保持設備靠著固定結構以便防止顯著的側向運動(垂直于試樣設備經過金屬絲的行進方向的運動)。
根據另一個方面，通過一種獨特的設置結構而使得切割裝置相對于試樣設備和待切割和密封的導管的定位更加精密，在這種設置結構中，單個馬達使切割裝置沿具有垂直與水平分量兩方面的方向(即成角度)運動。改變馬達的操作(例如通過調節馬達固件以便設定對馬達行進的限制來實現)，就調節了切割元件裝置沿水平與垂直方向兩方面的定位。特別是，提供了用于切割進而密封導管的密封器，該導管將試樣設備連接至包含流體樣品的流體容器。密封器安裝于自動化的樣品-試驗儀器中。密封器包括可動式切割元件裝置和用于使切割元件裝置與起始位置移至展開位置的馬達。馬達的構造和設置使得馬達沿相對于儀器具有垂直與水平分量的方向相對于外殼驅動著切割元件裝置，由此調節馬達的操作就導致調節切割元件裝置沿水平與垂直方向相對于儀器的位置。
在考慮了以下詳細描述和附圖之后，將會更加充分地理解密封器設置結構的這些及其它特征。
圖1為用于處理試樣和試樣設備的緊湊、集成系統的一個優選實施例的透視圖。這種儀器包括位于左邊的真空站和位于右邊的分離式載體及試樣設備處理子系統，其中真空站用于對容放于載體中的試樣設備進行真空裝載，而該子系統在試樣設備由真空站裝載之后處理載體和試樣設備。密封器站作為一個模塊包括于載體和試驗設備處理子系統中。
圖2為圖1的儀器的前視圖。
圖3為圖1的儀器的俯視圖。
圖3A為圖1的儀器的前視圖，其中前門和面板被打開而頂面板和用戶出入頂部被除去。
圖3B為真空室的詳細前視圖，其中門打開，示出了裝載載體的放置，而試樣設備和試管置于真空室內。
圖4和5分別為圖1的儀器的俯視圖和前視圖，示出了儀器中的特定子裝置和子系統的一般位置；熟悉這些圖將有助于理解隨后的圖中的更加詳細的圖，特別是圖16-21。
圖6為呈多容槽試樣卡形式的試樣設備的正視圖。圖1-5的儀器設計成用于利用載體一次處理一批圖6的卡。載體容放著多個圖6的試樣卡和多個裝有待試驗流體樣品的打開容器，例如試管。
圖7為裝載有試樣設備和打開的容器的載體的透視圖。當試樣設備和容器放置于載體中時，試樣設備中每一個都放置成通過傳輸管與打開容器中的樣品保持流體連通，如同所示。
圖8為圖7的空載體的透視圖。
圖9為圖7的空載體的另一個透視圖。
圖10為圖7的載體的俯視圖。
圖11為圖7的載體的側視圖。
圖12為圖7的載體的側視圖，與圖11中所示相反。
圖13為圖7的載體的端視圖，示出了把手。
圖14為圖7的載體的一種相對端視圖。
圖15為圖7的載體的底視圖，示出了與試樣設備容放狹槽對準形成的肋和光學中斷定位特征。
圖16為圖1的儀器的前透視圖，其中廢物收集和載體裝載/卸載門已除去，并且前用戶出入門已除去。
圖17為圖1和16的儀器的透視圖，其中所有儀器面板和門已除去，基本上示出了儀器的前面和左側，以便更好地示例說明儀器的子系統和子部件，特別是真空、廢物處理和試樣設備閱讀器子系統。
圖18為圖1和16的儀器的另一個透視圖，其中所有儀器面板和門已除去，基本上示出了儀器的前面和右側，以便更好地示例說明儀器的子系統和子部件，特別是廢物處理、密封器和培育站子系統。
圖19為圖16和17的儀器的俯視圖。
圖20為圖16-19的儀器的前視圖。
圖21為儀器的頂部的透視圖，其中頂面板除去，以便更好地示例說明儀器的各個部件和子系統。
圖22為圖20的密封器站的透視部件分解圖。
圖23為圖22的密封器站的另一個透視部件分解圖。
圖24為密封器裝置的裝配好的的透視圖。
圖25為卡自動裝載機分組件的側視圖。
圖26為圖25卡自動裝載機分組件的透視圖。
圖27和28為兩個透視圖，示出了圖25和26的卡自動裝載機分組件將卡裝載入圖1的儀器的培育站中的操作。
圖29為輸送裝置的透視部件分解圖，該輸送裝置使圖7-17的載體穿過圖1的儀器中的載體和試樣設備處理子系統的各個模塊或站運動。
圖30為圖29的輸送裝置的俯視圖。
圖31為圖29和30的輸送裝置的端視圖。
圖32為圖29-31的載體接合塊的詳細透視圖。
圖33的視圖示出了已裝載載體運動經過檢測站，從而檢測載體相對于儀器中的特定處理模塊，此處為相對于圖25和26的卡自動裝載機分組件的位置。
圖34為詳細流程圖，示出了使用儀器和相關載體、試樣容器和試樣設備的步驟的工作流程和順序。
具體實施例方式
本發明涉及一種用于密封試樣設備中的傳輸管或類似結構的密封機構。下面結合圖7、17、18和22-24對自動化樣品試驗儀器10中的密封站400的一個目前優選實施例進行描述。為了理解密封器發明的示例實施例如何操作，本說明書將在特定樣品試驗儀器和試樣設備格式的范圍內進行描述。然而，本發明可在其它環境中實施并且提供的本描述用于進行示例說明而非限制。
系統概述現在將結合圖1-5對用于處理試樣的緊湊型、高吞吐量儀器的概觀進行描述。關于儀器構造與操作的詳情將隨后結合圖6-34進行描述。
儀器10處理一批在所示實施例中呈多容槽試樣卡形式的試樣設備。典型試樣卡100示于圖6中并且將隨后進行描述。卡100首先被裝載于圖7-15中所示的盒子(載體)200中。載體200還載有一組裝有流體樣品的流體容器(試管)106(圖7)。每個試樣設備100被放置成通過傳輸管102與相關流體容器106保持流體連通，如圖6和7中所示。樣品被按照如下所述的方式通過儀器10中的真空裝載站載入卡中。
圖1-5的儀器10為總體樣品試驗系統的樣品處理和數據收集部分。總體系統包括分離式獨立識別站，在該識別站處掃描試樣設備上的條形碼，將卡載入載體200并且將載體應用以條形碼并且進行掃描。這些功能類似于Fanning等人的專利-美國專利5,869,006中所述的分離式識別系統，在此引入作為參考。總體系統還包括具有計算機處理系統的工作站，其從儀器中的校對系統接收數據。總體系統的這些識別和計算機處理方面并非與本發明特別有關，并且只有在涉及它們的范圍時才將對它們進行進一步討論。
所示的儀器被設計為更小且成本更低的替代方案來替代更為復雜的樣品試驗儀器，如以上提及的Fanning等人的專利中所述的系統，以便用于臨床和工業市場兩方面中的低至中系列應用。這種儀器為試樣設備提供了半自動化的填裝、密封和裝載操作，以下將對此進行詳細描述。然而，盡管現有技術Fanning等人的‘006專利和Vitek 2儀器支持自動化的稀釋和移液功能，但這些功能由用戶手動或者使用其他設備脫機執行。換而言之，用戶制備樣品以便使它們可被從其相關試管直接載入試樣設備中。將結合圖34的工作流程圖對這些脫機任務進行更詳細地討論。
如Vitek 2儀器的情況中那樣，圖1-5的儀器10提供了真空站300，以用于將流體樣品接入圖6的試樣卡100的容槽104中。然而，在本系統中，真空裝載如在此所述那樣半自動執行，而非完全地自動。特別而言，用戶手動將已裝載載體放置于真空站中。當流體樣品進入卡100的容槽104中時，流體樣品使先前在制造的時候載入卡的容槽中的試劑再水化。
在真空裝載之后，于是手動將載體200儀器10中的分離式艙室中，該艙室裝有載體和試樣設備處理子系統50。這種子系統50包括密封站400，該密封站400操作用于通過切割流體傳輸管102而密封卡。儀器10包括卡自動裝載機子系統500，該自動裝載機子系統500一次一個地將卡100自動地裝載入培育站600中。培育站600包括保持著卡的旋轉轉盤。卡被保持于精確控制的溫度下。培育系統包括卡彈出機構，該卡彈出機構將卡一次一個地從轉盤彈出并且將卡放置于輸送裝置700上，該輸送裝置700將卡運載至讀卡機子系統800。讀卡機子系統800包括對卡100的容槽104執行周期性比色閱讀的透射率光學器件站。軟件算法確定各個試劑容槽104的樣件的變化，并且將那些樣件轉變成生物體識別或抗微生物產物組。當閱讀被認為完成時，卡100被卡輸送裝置700傳送至卡處理系統900，該卡處理系統900保持著卡以便由用戶將其從儀器上除去。如果需要進一步閱讀，則卡被移回入培育站600中以便進一步培育和補充閱讀。
載體輸送系統1000被提供于儀器中以便使已裝載載體200在儀器10的載體和試樣設備處理子系統50內部前后運動。結合圖29-33對輸送裝置1000進行描述。
圖1-5和16-33的儀器可以進行比例增大或減小以便提供同時處理60個試樣卡的能力，或者甚至更多。本說明書將集中于用于處理六個滿載載體(60個試樣設備)的實施例。應當理解，通過提供更大的轉盤培育站或第二培育站和第二光學器件站及相關卡輸送裝置，容量可以加倍。
儀器10執行對樣品容槽(試樣卡)填裝和培育/光學閱讀的所有控制。儀器10還支持用于試驗預處理過的兩步用戶工作流程試劑水合和樣品接種(真空裝載)。這種試驗之后是儀器中自動地執行的步驟使用策略地放置于儀器中的條形碼閱讀器進行盒子和試驗設置檢驗、卡傳輸管密封、將試樣卡裝載于培育站中、閱讀卡以及將處理過的載體和卸載并返回至用戶。在將卡100裝載于培育系統600中時，在試驗處理期間，儀器控制著培育溫度、光學閱讀和送往工作站計算機處理系統的數據傳輸。然后在試驗結束時，儀器通過將試樣卡輸送至卡處理系統900中而彈出卡。
門和用戶接口特征(圖1-3B)現在主要參看圖1-3B，儀器10包括一組覆蓋著內部樣品處理設備的面板12。在圖16及以下的圖中對內部處理設備進行更詳細地描述。面板12包括鉸鏈真空門302，該門302提供了通向真空室304的出入口，該真空室304屬于儀器中的裝載系統300。用戶按照圖3B中所示的方式將完全或部分地裝載的盒子200(一組高達10個試樣卡100，每個試樣卡100通過傳輸管102連接至相關試管106，如圖7中所示)放入真空室304中并且關閉真空門302。在室304中吸成真空，并且解除真空就將流體樣品裝載入試樣卡100的容槽中。如圖4中所示，真空系統300還包括為真空室304提供真空的真空泵裝置306。
儀器還包括鉸鏈裝載/卸載門14。用戶打開門以便露出載體裝載和卸載站16，在圖3A中看得最清楚，并且將載體(已裝載)引入載體和試樣設備處理子系統50中。已裝載載體200(真空裝載剛剛完成)在載體裝載站16處被放于機器內部以便在儀器中進行后續處理(密封、培育、閱讀、清除)。儀器中的輸送系統1000接合已裝載載體200并且繼續將載體作為一個單元移至儀器中的站，如下文中所詳述。
儀器還包括屬于卡清除系統900的廢物出入門902。門902為用戶獲得出入廢物艙室904的裝置。呈斗(906，圖16)形式的可拆式容器放置于廢物艙室904中。在閱讀過程完成之后，試樣卡落入斗906中。當斗裝滿時，斗被除去，卡就被丟棄，并且斗被更換于廢物艙室904中。
儀器還包括前用戶出入門18、頂部用戶出入門20和頂部維修面板側及后面板，它們并不與本說明書相關。這些門提供了定期清潔儀器或者維修儀器中的部件的出入口。為了用戶的安全以及保證不間斷地處理卡，在處理期間，通向儀器10內部的出入口被限制。儀器10通過傳感器來監控所有門的狀態。提供了通向活動件的門，例如前用戶出入門18和裝載/卸載門14，還具有受到監控的門鎖。
真空門302和裝載/卸載門14為圓形凹形門。門沿兩個相反方向做樞軸轉動以便沒有障礙地將盒子200從真空室304傳送至裝載站16。這些門的鉸鏈中的制動器容許門停留于打開大于90°的狀態，直到用戶準備關閉它為止。當門關閉時，鉸鏈凹進并且看不到。
儀器包括緊湊型用戶接口22。用戶接口包括鍵盤和液晶屏幕，它們位于用戶接口前面板上，如圖1中所示位于儀器10的左上部。儀器使用屏幕傳送關于其操作及其狀態的信息。可聽到的發聲器還與液晶顯示器一起使用以便在任務完成時或者如果出錯時告知用戶。鍵盤用來對指令做出響應，向儀器發送命令并且執行其它功能。位置緊挨著真空門和裝載/卸載門的指示燈向用戶提供另外的狀態信息。
試樣設備100特征(圖6)所示的實施例設計成用于處理呈多容槽試樣卡形式的試樣設備。本發明所屬技術領域的普通技術人員將會理解，儀器及其組成部件可以構置成用于處理其它類型的試樣器具，并且本發明并不限于試樣設備的任何特定格式或設計。
圖6中示出了一種典型的試樣卡。卡100為具有前、后表面的扁平薄物體，該前、后表面被透明的可透氧氣的透明密封帶覆蓋。卡包含64個試樣容槽104和內部流體通路網絡108，該內部流體通路網絡108將容槽連接至流體進入口110和流體分配歧管。流體傳輸管102按照所示的方式自動地被插入流體進入口108中并且使用美國專利6,309,890中O’Bear等人的方法鎖定就位。在真空裝載卡期間，流體樣品120從流體傳輸管102進入卡100并且沿著內部流體通路網絡108的路線行進。流體樣品填裝了卡的容槽104，在該處流體使已烘干的試劑或生長培養基再水化。在培育條件下，在卡的容槽中的試劑與流體樣品中的微生物之間發生反應。由于這種反應，容槽的透光度改變。儀器10中的光學器件通過獲得特定光波長下的透射率測量結果而周期性地閱讀卡100的容槽。
用于所示實施例的卡在專利文獻中詳細地進行了描述，因此略去了更詳細的討論。為了解詳情，讀者可以參考以下美國專利5,609,828、5,746,980、5,670,375、5,932,177、5,916,812、5,951,952、6,309,890和5,804,437。這些專利中每一個都在此引入作為參考。
載體200特征(圖7-15)現在參看圖7-15，載體200或盒子為模制塑料部件其保持著一組試樣卡100和相關試管106。在所示實施例中，載體200將最多10個試驗卡保持于特殊配合的狹槽202中。盒子200的前部204具有每個試管106所用的試管狹槽206。狹槽跨過盒子的前部編號為1-10以便識別。右側的把手208允許了單手提式能力。可拆式條形碼標記210被貼于平板部分215中載體200的相對兩側上(參見圖7和14)。當由儀器10中的條形碼閱讀器閱讀時，條形碼210提供了盒子識別能力。試樣卡中每一個都被貼上條形碼120，如圖7中所示。
在將載體放于真空室304(圖3A)以便進行填裝過程之前，用戶將患者分離物(或一般地說為流體樣品)的管106和試驗卡100裝載到載體200。如圖3B中所示的真空室304中的載體200和容放結構的不對稱形狀保證了載體200被正確地載入儀器中(即，把手208朝向儀器的前部)。在完成真空裝載過程時，用戶打開授予真空室304的門302并且從真空室304除去載體200并將其放于裝載/卸載站16中。
載體200為輸送系統1000的主要部件。輸送系統1000中的專用塊特征使得輸送系統能夠使載體移過載體和試樣設備處理子系統中的處理站并且回到裝載/卸載站16。輸送系統中的光學中斷傳感器檢測形成于載體200底部中的狹槽212(圖8、9和15)。光學中斷傳感器和狹槽容許儀器微控制器跟蹤盒子位置。中斷狹槽212為形成于在載體200底部中形成的肋214中的U形空隙。每個狹槽212定位成與直接位于其上方的卡的位置對齊。因此，當中斷傳感器檢測到狹槽212的位置時，它們也就檢測到了相關卡的位置。這種特征便于進行精確的載體定位以便實現自動的密封操作和將卡從載體200自動裝載于培育站中的入口狹槽中。
真空站300特征(圖1-4、7、17)參看圖1-4和7，用戶將裝載有如圖7中所示的試樣卡100和試管106的載體200放入圖3A的真空室304中并且關閉門302。真空處理通過用戶接口22鍵盤啟動。真空室門302上的硅密封306壓住前面板表面308，從而密封真空室304。真空泵裝置306中的真空泵(圖4、17)開始從室304抽吸空氣。空氣通過傳輸管從卡通道和容槽中并且繼續穿過試管106中的懸浮液或流體樣品逸出。每個卡內部的通道和容槽現在就為真空。
利用Fanning等人的美國專利5,965,090中所講的真空置換原理，真空站為卡填裝上試管106中的接種懸浮液，該專利的內容在此引入作為參考。真空的變化率由受到微控制器控制的氣壓伺服反饋系統來監控與調節。
特別地，在短周期之后，以受控速率從真空室解除真空。室內部的空氣壓力增加就推動來自每個試管106的懸浮液穿過傳輸管102進入卡100的內部流體通道和容槽104。當然，真空室內的載體中的所有卡都同時發生這個過程。結果是對載體200中的所有卡100進行真空裝載。載體200現在就準備插入圖3A的裝載站16中并且在其中由儀器10的剩余部分中的載體和試驗設備處理子系統50進行處理。
載體和試樣設備處理子系統(圖1、4、5、16-33)載體200和試驗設備100已在真空站300中進行了處理，載體200就正準備好了放置于裝載站16中并由儀器的子系統的剩余部分，此處一起總稱為載體和試樣設備處理子系統50，進行處理。這組部件包括輸送系統1000、密封站400、卡自動裝載機分組件500、培育站600、卡輸送子系統700、光學閱讀站800和清除系統900。這些特征將在本部分中進行更詳細地描述。
載體裝卸站16(圖1、3A、16)裝載/卸載站16是操作人員手動裝載已填裝卡的載體以便開始密封、培育和閱讀過程的地方。裝載/卸載門14(圖1)將一直保持鎖定，除非用戶準備裝載或卸載載體。如所示，將門14從圖16中的儀器中除去以便更好地對裝載/卸載站16進行示例說明。
已裝載載體200(圖3B、7)被通過打開的裝載/卸載站門14載入儀器10中。裝載區域中的反射傳感器1040(圖17)用來檢測裝載/卸載站16中的載體200的存在。位于裝載/卸載站16上方的指示燈32向用戶指示裝載/卸載站的狀態。一旦門14被關閉，就自動地啟動處理循環。
輸送系統1000(圖29-33)按照如下所述的方式通過拉動或推動載體200通過儀器內的每個處理站而使其移動。儀器微控制器利用模制于載體底部中的狹槽212(如上所述)和策略地放置于輸送系統1000中的光學傳感器1050A-C(圖29)記錄載體200的位置和輸送系統的狀態。輸送系統1000將載體從裝載/卸載站16移動至閱讀載體條形碼(圖7)和試樣條形碼的條形碼掃描儀、密封器站400、將卡載入轉盤培育站600中的卡自動裝載機站500，并且回到裝載/卸載站16以便除去載體200和試管加上傳輸管102殘余物。載體停放于裝載/卸載站16處，門14被開啟并且通過裝載/卸載指示燈32告知操作人員。然后可以除去載體200，從而容許清除處理過的試管106和傳輸管102廢物，使載體準備好試驗下一批試驗卡和相關流體樣品。
條形碼閱讀器站60(圖4、5、20、17)條形碼閱讀器站60(圖4、5)被置于儀器10中基本上位于閱讀站800下方的位置。當載體200內的每個載體200和試驗卡經過站時，站60自動地掃描關于它們的條形碼信息(參見圖7)。條形碼閱讀器站60包括條形碼掃描儀62(圖20)和卡傳感器1042(圖17)。卡傳感器1042位于培育裝置600的殼體之上，盡可能靠近盒子中的卡。卡傳感器1042證實載體200中的卡100的存在和狹槽位置。載體底部中的狹槽212容許輸送系統1000將每個卡定位于條形碼掃描儀62前面。
如圖7中所示，每個卡100具有工廠所貼的條形碼120，該條形碼120包括如試驗類型、批號、有效期和唯一序號之類的信息。當在將卡裝載于載體200中的時候在分離式工作站處掃描卡條形碼120時，儀器的條形碼閱讀器62通過驗證如用戶所指示那樣已裝載卡100來提供另加的安全級別。如果不在分離式工作站處掃描條形碼(″裝載并執行″模式)，則可以使用實驗室技術人員的工作表來驗證卡100被如同所示地裝載于載體200中。
成功地掃描的載體200和試驗卡100被容許繼續前進至密封器站400。由于如缺少或損壞條形碼、卡過期以及不支持的卡類型之類的錯誤而不能在站60處閱讀的載體200和卡100被返回至裝載/卸載站16并且通過用戶接口22或指示燈32告知用戶。用戶有機會來在有限時間內改正問題并且重新裝載載體200。
密封器站400(圖4、6、7和17-24)參看圖4、6、7和17-24，在能夠培育和閱讀試驗卡100之前，試樣卡的容槽104必須從外部環境密封。密封器站400為所有載入載體200中的卡提供這個功能，一次一個。密封器站400使用可收縮的加熱鎳鉻絲402來熔化和密封傳輸管102，進而密封卡。現在將對這種操作進行更詳細地描述。
在載體200被載入儀器中之后，輸送系統1000中的輸送塊與載體200接合并且沿著輸送系統導軌拉動盒子200通過載體傳感器1040、卡傳感器1042和條形碼掃描儀62。如果載體經過檢查，其沿著輸送系統1000導軌朝著裝載/卸載門14移回，在該處密封器站400操作用于切割和密封載體200中的所有卡。
特別地，當載體200穿過站400時，熱金屬絲402向下并且成一定角度穿過外殼或殼體406中的孔404平移至與載體200中的傳輸管102相同的高度，進而暴露至每個傳輸管102。當載體200由載體輸送系統1000緩慢推進時，每個傳輸管被推動經過熱金屬絲402。熱金屬絲402引起塑料傳輸管102熔化，從而與落入試管106中的傳輸管主部分離。傳輸管的剩余部分形成短的密封的短管(例如長度為1.5mm)，該短管從卡中的流體進入口110向外延伸(圖6)。在密封處理完成時，切割送往金屬絲402的動力，并且其被縮回入其殼體406中以便消除與用戶的接觸。金屬絲402的溫度由微控制器控制的恒流電源控制，如Karl等人的美國專利5,891,396中所述，其在此引入作為參考。
密封器切割傳輸管102的總體操作類似于Karl等人的‘396專利中所述的過程。當卡100經過密封器時，傳輸管102被推動經過熱金屬絲402，從而熔化塑料并密封卡。金屬絲402及其相關裝置408隨后縮回入殼體406中。載體200隨后被移至卡自動裝載機站500，該卡自動裝載機站500將卡沿側向從載體200上移開并進入培育系統600的入口孔。
密封器裝置400在以下幾個方面獨特a)其電子控制方法，b)其機械調準，c)預裝載特征，在切割和密封傳輸管之前，每個卡在該處偏置于儀器中的固定結構上，以及d)防止非授權用戶出入的特征。
關于特征a)，微控制器通過以下方式保證可靠的切割和密封，即在每一卡/盒子循環要求穿過孔404縮回或延伸金屬絲400時在熱金屬絲402中保持恒流。
關于特征b)，密封器殼體或外殼406將金屬絲裝置408和相關驅動機構410定向成一定角度，從而容許只使用一個馬達412來對準金屬絲402以便控制水平和垂直位置。金屬絲對準通過調節儀器中的殼體406的安裝或者將驅動機構410對準殼體，并且/或者設定馬達412在固件中的極限位置來實現。
關于特征c)和d)，金屬絲402及其相關裝置408和驅動機構410通常被放置于殼體406內。護罩416覆蓋著入口孔406。當卡就位以便密封時，馬達412被供能并且馬達運行以便將金屬絲裝置408向下并成一定角度穿過孔406運動。這種動作引起護罩416脫離正道移至縮回位置。在金屬絲裝置408中并且位于金屬絲402前面的彈簧加載的襯墊414與卡100的邊緣接觸并且使用盤簧415將卡100預裝載或偏置于儀器中的固定結構或止動器上。固定結構為沿著培育站600殼體602的面縱向延伸的導軌604的形式。當然可以使用其它構造。然后，當卡100經過靜止的密封器金屬絲402時，金屬402切穿傳輸管以便產生均一的短管長度。在密封操作完成之后，為馬達412供能以便使金屬絲裝置408縮回至殼體406中。當其這樣做時，旋轉的護罩416在重力作用下縮回至覆蓋著孔404的關閉位置。覆蓋著孔404防止了用戶接近縮回的熱金屬絲402。
當載體200接近密封器站時，輸送系統1000將其運動減慢至低速。密封器站400中的馬達412得到供能以便使金屬絲子裝置408穿過孔404運動并且露出金屬絲402。襯墊或“蹄片”414安裝于密封器金屬絲402前面大約2.0mm處。蹄片由圖22中所示的壓縮彈簧415進行彈簧加載。蹄片或襯墊414利用單個帶肩螺釘420安裝并且包括有防旋轉特征。當卡100接近熱金屬402時，蹄片414初次與卡接觸，使彈簧415偏轉并且將卡100預裝載于培育裝置面板602上的導軌604(圖27)上。這樣保證了傳輸管短管長度的一致性。載體200經過熱金屬絲402的向前運動切割傳輸管102，使塑料傳輸管102熔化并且密封每個卡。在載體中的所有卡100被密封之后，輸送系統100再次沿著其軌道倒轉方向，并且每一個卡被放置成與卡自動裝載機系統500對齊以便載入轉盤培育站600中進行培育。
在這個優選實施例中的密封器金屬絲402為加熱的18規格鉻鎳合金A金屬絲，其安裝于金屬外殼或殼體406內部的滑塊機構422上。殼體406按一定角度定位驅動機構410，并且將延伸的密封器金屬絲/預裝載蹄片414定位于正確高度，還防止用戶接近密封器金屬絲402和驅動機構。驅動機構410按一定角度安裝以便簡化水平和垂直對準。步進馬達412使熱金屬絲安裝塊426與水平線成30°角度延伸以便同時調節水平和垂直位置。在不同的實施例中該角度當然可以改變并且可以在例如20與70度之間改變。密封器金屬絲402的精確對準可通過控制著馬達412的極限的固件進行調節以便保證介于1.0與2.5mm之間的均一短管長度。當切割和密封操作結束時，步進馬達412將熱金屬絲裝置408縮回，直到起始位置傳感器428檢測到驅動系統中的塊426上的標志424為止(請看圖22)。這種裝置包括鏈448，該鏈448用于保護向切割用金屬絲402供應電流的金屬絲446。
當熱金屬絲裝置408和安裝塊426被縮回時，旋轉的護罩416在重力作用下落下并且覆蓋著殼體開口404。護罩416具有柄腳430和法蘭452。當單元被裝配好時，法蘭452位于殼體406中的延長開口454內部。當塊426靠近縮回的起始位置時，法蘭452接觸安裝塊426的肩部426。柄腳430和法蘭452防止用戶抬起護罩416以及接近熱金屬絲。當密封器馬達412被供能時，其引起銷462滑過驅動機構410中的狹槽460，進而延伸熱金屬絲安裝塊422。通過塊422的面與預裝載蹄片414之間的接觸，保護罩406被推開，其中塊422引起護罩向上旋轉，露出熱金屬絲402。微控制器向金屬絲402供應恒流，該恒流足以產生適當的溫度來在卡經過時切穿傳輸管，熔化塑料并且留下管的小短管以便將卡的內部隔離開大氣密封起來。
卡自動裝載機站500(圖20和25-28)現在參看圖20和25-28，儀器10還包括將密封的卡100裝載于培育站600中的卡自動裝載機站500。在卡已經被密封之后，載體200被移至自動裝載機站500。載體200的底部中的狹槽212(圖8)容許輸送系統1000將每個卡直接定位于培育箱600入口狹槽610前面，如圖28中看得最清楚。載體中的狹槽由儀器的內部微控制器自動地測定和跟蹤。
自動裝載機站500包括位于載體200上方的往復式電動推進器機構502。機構502沿側向將卡100推離載體200進入培育站600中的轉盤(來示出)。培育站600轉盤為具有30或60個狹槽的定向于其側面上(繞著水平軸旋轉)的圓形轉盤。狹槽之一定位于6點鐘位置處，直接與卡入口狹槽610對準。推進器機構502返回原位而輸送系統1000和轉盤轉位至下一個卡位置。將下一個卡裝載于載體200中的過程按照相同的方式進行。在所有卡的裝載完成時，輸送系統1000將載體200和試管106返回至裝載/卸載站14并且通過指示器32和用戶接口22告知用戶。
現在特別地參看圖25-28，自動裝載機包括驅動著附連于卡推進器機構502上的塊506的馬達504。塊506具有內螺紋，該內螺紋接合著沿側向跨過載體200的路徑延伸的螺紋軸510。當馬達504驅動塊506時，塊506和所附連的推進器502沿著導向器508滑動。推進器502接觸載體中的卡100并且將它們自動地插入培育站600中的狹槽610中。軸510和導向器508的尖端512和514容放于板612中的孔中，該板612安裝于培育站的殼體602上，如圖27和28中所示。一對導向器612將卡100導入狹槽610中。
培育站600(圖16-20)現在將結合圖16-20對儀器10中的培育站600進行描述。培育站包括圓形轉盤。圓形轉盤并未在圖中示出，因為其被形成了培育外殼的可拆式出入口蓋630覆蓋。轉盤通過馬達632的作用旋轉，如圖18中所示。培育站600及其相關轉盤的結構和操作基本上與專利文獻中所闡述相同，請參見美國專利6,024,921、6,136,270和6,155,565，其內容在此引入作為參考。也參見美國專利5,762,873。相應地，為簡短起見，略去了對培育站600構造的詳細描述。
一旦試樣卡已經被密封并且卡已經被通過入口狹槽610載入轉盤中，它們就在試驗期的周期(高達18小時)中保持于轉盤內，或者直到達到預定的時間分配為止。時間分配隨每種試劑或卡類型而改變。轉盤包含于由口蓋630封閉的溫度控制室(培育箱)中。
在一個優選實施例中，轉盤自身由四個扇形體(被稱為四分之一圓的扇形體)組成，如美國專利6,136,270中所講，它們一起能夠將高達60個試驗卡保持于培育箱內。可以使用替代構型。轉盤的定位由位于轉盤的頂、底部的光學傳感器實現，其閱讀位于轉盤外緣上的定位狹槽。每個轉盤扇形體可以被獨立地除去以便進行清潔。然而，所有四個轉盤嵌塊必須就位以便處理卡。
培育箱系統調節轉盤中的卡的溫度。溫度通過使用由微控制器監控的精密熱敏電阻來監控和控制，平均轉盤溫度保持在35.5±1℃。分離式用戶安裝的探頭溫度計的出入口提供于培育箱蓋的前面。這樣容許用戶使用獨立的校準溫度計來驗證培育箱溫度的精確度。旋轉轉盤系統將試驗卡傳送至卡輸送系統700，該卡輸送系統700將卡移至閱讀器站800，一小時四次，直到試驗完成為止。閱讀器頭光學器件掃描每個卡并將它們返回培育箱。轉盤包括卡彈出機構640，在圖18中看得最清楚，該卡彈出機構640將卡從轉盤中的12點鐘位置彈出，將其放于試驗卡輸送系統700(圖16)中以便傳送至光學器件站800并返回至培育站600。這點與例如美國專利5,762,873中所述相同。
卡輸送系統700(圖16、17和20)如圖16、17和20中看得最清楚，儀器包括卡輸送系統700，該卡輸送系統700將卡從培育站600傳送經過光學閱讀站800以便閱讀卡100中的容槽104。卡輸送系統700基本上與在先的美國專利5,798,085、5,853,666和5,888,455中所述相同，其在此引入作為參考。因此，為簡短起見，略去了更詳細的描述。基本上，卡在帶704與凸耳702之間被保持于垂直姿態，并且通過馬達前后驅動帶704而從右到左及從左到右運動。凸耳包括狹槽特征，所述特征用于當帶前后驅動卡時將卡保持于垂直位置。當卡經過透射率光學器件頭時，卡就按照如下文所述的精確方式運動，以便在跨過容槽寬度的眾多位置處獲得卡中的每個容槽的透射率測量結果。卡包括內置定位傳感器止動孔130(圖6)以便在光學系統中準確地定位容槽。
閱讀站800(圖4、5、16和17)一旦卡被放置于卡輸送系統700中，它們就運動經過閱讀站800。閱讀站包括兩個透射率光學器件模塊802(參見圖16和17)，它們沿與卡中的容槽列相同的方向垂直地定向。每個模塊802從一列容槽中獲得測量結果。模塊802一起同時在兩列容槽中獲得卡的容槽的透射率測量結果。光學閱讀器站800的構造和操作方式基本上與在先的美國專利5,798,085、5,853,666、和5,888,455中所述相同，因此為簡短起見，此處將只闡明一般的概述和討論。與這些專利不同，所示的實施例只提供透射率測量結果，但是當然可以通過將一個模塊802更換成熒光模塊(參見美國專利5,925,884)或者增加熒光模塊以提供三個模塊，而如這些專利中所述那樣取得熒光測量結果。當然可以提供另外的模塊。
卡100通過透射率光學系統模塊802定位和閱讀并且返回至將其彈出的轉盤狹槽。在儀器中不進行數據分析；光學數據被收集并傳遞至遠程工作站以便分析。如果在儀器與工作站之間并未發生通訊，原始數據可以排隊并在以后傳遞至工作站。
閱讀器站800每十五分鐘一次掃描每一個卡100，每小時掃描四次。每次閱讀卡時，卡返回至轉盤以便進行培育直到下一個閱讀循環。在最后的閱讀循環完成之后，卡被通過光學器件輸送至卡清除系統900，以便將卡彈出至廢物收集容器中。
閱讀器系統800和卡輸送系統700一起執行卡定位和光學數據收集任務以便周期性地監控試驗卡容槽內部的生物體的生長情況。光學透射率數據用來通過測量每個容槽的光學透射率對時間關系而量化生物體生長情況。所示的實施例目前支持兩種類型的光學器件模塊802。第一模塊802具有每個容槽所用的660nm LED照明源。另一模塊802具有每個容槽所用的428nm和568nm LED。當然可以開發具有另外的波長的第三模塊。
每個光學器件模塊802具有8個測量LED以便使其可以閱讀每列8個樣品容槽。每個卡具有8(或16)列容槽，每卡總共有64個容槽。每個模塊802不僅包括每個容槽所用的透射率LED光源，而且包括每個容槽所用的檢測器，該檢測器截獲穿過容槽傳送的LED光。檢測器使用硅光電二極管。當具有其8列8樣品容槽的卡通過模塊802的光路(從LED到光電二極管)時，進行取樣。當卡在16個空間分開的步驟中在輸送系統700作用下運動時，閱讀系統掃描每個容槽，每步進行3次閱讀。隨后對該數據進行處理以便減少容槽中可能形成的任何泡的影響。對讀數進行平滑處理并且選擇峰值。
模塊802中的發射器和檢測器殼體為鉸鏈連接以便于維修并且接近光學器件區域以進行清潔。這種檢測系統能夠通過空氣自動內部地校準以用于30％至100％透射比(沒有光至充滿光)。在閱讀每個卡，光學器件被自動地通過空氣校準至100％透射比。
清除系統900(圖16、17、20)一旦試樣卡100的培育和光學試驗完成，卡就被自動地從培育站600中的轉盤除去，經過閱讀器站800，并且傳送至清除系統900。清除系統包括清除外殼904和斜坡908，該清除外殼904保持著廢物容器或斗906，而斜坡908將卡從卡輸送系統700的邊緣引導至定位廢物容器906直接上方的斜槽910中。廢物容器可從儀器10拆除并且通過門902出入，如圖1中所示。僅僅通過向左操作輸送系統700中的帶以便運送卡經過左側凸耳702的邊緣，卡就被輸送至斜坡908。
廢物收集站900在儀器10前面位于真空站300下方。其容放著可拆式廢物容器906(參見圖16)和用于檢測容器已安裝的時候的傳感器(未示出)。當廢物容器906已滿或者阻塞時，通過用戶接口22告知用戶。儀器中的軟件跟蹤在容器已經為空之后加入容器的卡的數量。
載體輸送系統1000(圖29-33)儀器10包括用于將載體200從裝卸與卸載站16輸送通過載體和試驗設備處理子系統50的系統1000。在圖29-33中所示的輸送系統1000為分離狀態以便更好地示出系統的部件。通過查看剩余的圖，例如圖17、19和20，并且通過以下討論，將會理解它們與儀器10中的各個模塊的相互關系。
基本上，輸送系統100包括載體200和使載體200前后運動的輸送子裝置1002。輸送子裝置1002包括盒子接合構件1004，該盒子接合構件1004呈適于按照如下所述方式接合載體的塊的形式。輸送子裝置1002的構造和設置使得其帶動塊1004和載體200在載體裝卸站16、密封站400與培育裝載站500之間沿著單個縱軸前后運動。
輸送子裝置1002包括帶動螺紋軸1010旋轉的線性致動器馬達1006。螺紋軸1010容放于附連于塊1004上的螺紋螺母1005中(圖32)。圓柱形導向構件1008在馬達/導向桿安裝件1018與前軸承安裝件1020之間延伸。前軸承安裝件1020緊固于輸送子裝置1002的底座1016上，如圖29中所示。一對提升銷1012從驅動螺母接合滑座1022穿過塊1004中的孔1024向上延伸。提升銷在彈簧1026作用下偏向較低位置，以便使得當塊1004位于裝載/卸載站14處時，提升銷1012的下邊緣與形成于底座1016中的斜坡或凸輪面1014接觸。當塊1004在馬達1006作用下朝向儀器的后部運動時，提升銷爬上斜坡1014進而延伸穿過孔1024。在這個較高位置中，提升銷于是可以與載體200的下側上的特征形成接觸，進而當馬達1006將塊1004朝向儀器的后部移至條形碼閱讀站60時，沿著軌道1030拉動載體。
在操作中，位于如圖17中所示的培育站殼體側的反射傳感器1040檢測裝卸站16中載體的存在情況。當線性致動器馬達1006帶動軸1010旋轉時，塊1004從儀器10的前部運動并且兩個提升銷1012被提起以便接合試樣載體200。銷1012通過模制于輸送子裝置1002的底座1016中的凸輪面1014提起。銷1012附連于驅動螺母接合滑座1022上，其保持著球軸承輪子(未示出)。當馬達1006轉位以便帶動塊1004移向儀器后部時，球軸承爬上凸輪面1014，將銷1012提起。載體200于是被經過第二反射傳感器1042(也示于圖17中)拉入儀器中，該反射傳感器1042計算試樣卡的數量并確定它們在載體中的位置。載體200及其試樣卡隨后呈現給條形碼站60，該條形碼閱讀器站60閱讀試樣卡100和載體200上的條形碼。
在閱讀了條形碼之后，馬達反向并且帶動載體朝著儀器前部移向裝卸站14。在前進運動期間，密封站400中的熱金屬絲被展開并且試樣卡被密封。馬達1006再次反向，而載體200被移至卡自動裝載機站500，被放入能夠將試樣卡推離載體200并進入培育站600中的位置。
三個光學中斷傳感器1050A、1050B和1050C(圖29和30)跟蹤載體200在整個行程上的位置。三個傳感器1050被安裝于單個印刷電路板1052上，該印刷電路板1052咬合于輸送子裝置底座1016中。載體200在可拆除并且可替換的耐磨長條1054上方滑動。耐磨長條1054將載體200與底座1016之間的摩擦減至最小。
如上文所指出，線性致動器步進馬達1006帶動塊1004運動。塊1004約束了提升銷1012。馬達的軸1010延伸過子裝置1002的幾乎全部長度。軸1010的端部在座塊軸承1020中旋轉，在圖29中看得最清楚。馬達端部安裝于鋁托架1018中。馬達1006通過四個振動控制墊圈和帶肩螺釘間接地安裝于托架1018上。
旋轉的馬達1006沿著軸1010的長度驅動著梯形螺紋螺母1005(圖32)。螺母1005被壓入鋁塊1056中，該鋁塊1056通過兩個振動控制墊圈1058和帶肩螺釘1060間接地聯接于驅動塊1004上。帶肩螺釘1060容許螺母1005自校準，從而防止螺母1005與軸1010結合。墊圈1058防止由螺母1005產生的噪聲通過驅動塊1004傳遞入底座1016中。
驅動塊1004在螺母1005作用下水平地運動。當朝著儀器的前部運動時，塊1004上的軸承面1060推著載體200的后表面220(圖14)。當朝向儀器的后部運動時，兩個提升銷112穿過驅動塊中的孔1024提起以便接合樣品載體下側的肋222(參見圖15)。
當驅動塊1004處于前部時，塊用作正在被插入儀器中的新試樣載體200的止動器。當驅動塊1004處于儀器的后部時，反射傳感器1064(圖29)檢測它并向儀器微控制器指示塊1004正在處于其起始位置中。
三個光學中斷傳感器1050A、1050B和1050C安裝于印刷電路板1052上。使用電路板1052去除了當將傳感器直接安裝于底座1016上時所需的金屬絲螺釘。傳感器1050A、1050B和1050C檢測位于載體200下側的槽口212，如上文所述。每個槽口與試樣卡的位置相對應。傳感器位于印刷電路板上卡計數器反射傳感器位置處(傳感器1050A)、條形碼閱讀位置處(傳感器1050B)和培育箱裝載位置處(傳感器1050C)。傳感器1050A-C容許載體的位置連續不斷地受到監控。
提升銷子裝置包括兩個安裝于鋁塊1022中的垂直的銷1012，該鋁塊1022包含兩個位于銷底部處的球軸承輥(未示出)。輪在上方滾動的水平面1066在靠近儀器前部處為階形以便提供凸輪或斜坡表面1014。臺階傾斜以便容許輪上下滾動，從而升高和降低銷1012。位于驅動塊1004與提升銷子裝置的主體之間的銷上的壓縮彈簧1070保證了提升銷子裝置在滾下凸輪1014時落下。
提供了導軌1072以便限制載體的前后運動。耐磨長條1054安裝于如圖29中所示的底座1016的左右水平面上以便為載體200的滑動提供低摩擦與磨損表面。
儀器培育箱站600的前蓋602為輸送系統提供了三種功能。首先，水平線肋1080(圖17)防止試樣卡在插入培育站600之前滑離載體200的右側。第二，靠近前部安裝的反射傳感器1040(也參見圖17)確定載體200何時存在于裝載站中。第三，剛好安裝于傳感器1040后面的傳感器1042對試樣卡100進行計數并且確定它們在載體200上的位置。
在圖3A和16中看得最清楚，儀器的前面板具有位于裝卸站16中的錐形入口通道以便裝載載體200。插入載體200直到它接觸驅動塊1014為止。關閉門14并且傳感器1040記錄載體的存在情況。門14與驅動塊1004之間的空間使得，如果載體200存在于裝卸站中，反射傳感器1040將會一直檢測載體200。
控制電子設備和固件儀器10包括控制電子設備和固件以便控制儀器的各個模塊和子系統的操作。控制電子設備為常規型。在給定技術現狀的情況下，本發明所屬技術領域的普通技術人員根據本公開內容利用一般的工作就能夠開發此類電子設備和固件。
工作流程(圖34)現在將結合圖34加上其它圖一起對儀器10的工作流程和處理步驟進行描述。在步驟1100處，用戶脫機制備樣品接種體，將流體樣品裝載入試管中，掃描卡100上的條形碼，并且將卡100和試管裝載入載體(盒子)200中。條形碼可以利用分離式條形碼掃描儀脫機掃描。掃描步驟可以在具有工作站或計算機的分離式識別站處執行，該工作站或計算機經編程以便接收關于正在試驗的樣品、正在使用的卡上的條形碼的掃描情況和對載體條形碼的掃描情況的信息。
在步驟1102處，用戶打開真空室門302并將已裝載載體(如圖7)裝載入真空室304中，參見圖3A。隨后用戶關閉門302從而將室密封。
在步驟1104處，用戶通過用戶接口22鍵盤啟動真空循環，從而填裝卡。
在步驟1106處，真空泵得到供能并且在真空室304內產生真空。真空置換按照如上所述方式填裝載體中的卡。
在步驟1108處，進行試驗以便觀察試劑填裝是否成功。真空斜率與時閱受到監控以便保證試劑填裝。
在步驟1110處，如果試劑填裝未成功，就中止執行載體處理，如步驟1112處所示，并且用戶從真空站300除去載體200。
在步驟1114處，如果試劑填裝成功，用戶從真空室304中卸載載體200。
在步驟1116處，用戶打開門14并且手動將載體放入裝卸站16中。載體的檢測通過傳感器1040(圖17)進行。
在步驟1118處，輸送系統1000將載體200移向條形碼閱讀器站60。在途中，載入載體中的卡1000通過卡傳感器1042(圖17)檢測。
在步驟1120處，通過閱讀器站60中的條形碼掃描儀閱讀載體中的條形碼和卡上的條形碼。將載體和卡的條形碼與脫機掃描(如果做了此類掃描的話)的條形碼進行比較。
在步驟1122處，儀器確定是否成功閱讀了條形碼。如果沒有，則過程繼續進行至步驟1124，在該處輸送系統1000將載體移回到裝載/卸載站16處并且門14被開啟。在步驟1126處，用戶修正可能的錯誤。
如果成功閱讀了條形碼，則過程繼續進行至步驟1128。在這個步驟處，輸送系統將載體移向密封器站400。
在步驟1130處，密封器站400操作以便按照如上所述方式密封載體中的每一個試樣卡。傳輸管殘余物落入試管中。剩下的短管密封著試樣卡。
在步驟1132處，進行檢查以便確定是否成功進行了所有卡的密封。這通過監控熱密封器金屬絲電流，監控密封器馬達梯級以及監控輸送馬達梯級來進行，并且如果沒有錯誤的話，密封器就工作。
如果密封步驟并未成功，則過程繼續進行至步驟1142，并且試驗被中止執行，過程繼續進行至步驟1138。
如果密封步驟成功進行，則輸送系統1000將載體200移至卡自動裝載機系統500，如步驟1134處所示。卡自動裝載機在前文中進行了描述。
在步驟1136處，卡自動裝載機站500操作以便將卡一次一個地裝載入培育站600中的轉盤中。培育箱轉盤可旋轉至或轉位至任意可用位置以便容納下一個卡。
在步驟1138處，在完成步驟1136之后，輸送系統1000將載體200及試管和傳輸管殘余物移至裝卸站16。
在步驟1140處，用戶除去載體200并且清除試管及其內容物。載體現在準備好再使用。
在步驟1144處，卡100現在容放于培育站600中，卡100在培育站600中以恒溫進行培育。
在步驟1146處，卡被周期性地推出其位于轉盤中的狹槽并且放入卡輸送系統700中，在該處卡被前后穿梭至閱讀系統800。對卡中的所有容槽進行閱讀被設計成每15分鐘發生一次。
在步驟1148處，通過光學器件模塊802獲得的透射率測量結果被通過儀器10中的通信端口或接口傳送至分離式工作站。
在步驟1150處，進行檢查以便確定是否完成了對卡的閱讀。例如，這將通過一個或多個容槽中是否發生反應以便使得對卡的周期性閱讀顯示樣品的識別或樣品的敏感性能夠被確定來進行。如果試驗并未完成(即需要進行更多閱讀)，則處理繼續進行至路徑1152并且卡被送回至轉盤中的其狹槽中以便進行更多培育和另外的閱讀，并且步驟1144、1146、1148和1150重復進行。
如果在步驟1150處閱讀已完成，則進行檢查以便觀察清除站外殼904中的廢物容器是否為滿。倘若如此，在步驟1158處告知用戶。如果沒有，則卡輸送系統700帶動卡一路向左經過凸耳702的端部，而卡落入清除系統斜槽910中并且降于外殼904中的廢物容器內。
在步驟1162處，用戶周期性地倒空廢物容器。
根據試驗設備的構型及其它因素，可以預期偏離所公開實施例的細節的變型。考慮到以上所述，本發明的范圍將要參考所附權利要求確定。
權利要求
1.一種用于切割和密封導管的密封器，所述導管將試樣設備連接至包含流體樣品的流體容器，所述密封器包括具有孔和護罩的外殼，所述護罩可在覆蓋著所述孔的第一位置與并不覆蓋所述孔的第二位置之間運動；具有位于所述外殼內的起始位置的可動式切割元件裝置；用于使所述切割元件裝置穿過所述孔移至展開位置的馬達，在所述展開位置中，所述切割元件裝置被置于所述外殼外部的位置以便切割所述導管，其中所述切割元件裝置穿過所述孔的運動引起所述護罩移至所述第二位置，并且其中所述切割裝置從所述展開位置移至所述起始位置引起所述護罩從所述第二位置移至覆蓋著所述孔的所述第一位置，因此當所述切割元件裝置處于所述起始位置時，所述護罩和所述外殼防止無意中接觸到所述切割元件裝置。
2.根據權利要求1所述的密封器，其中所述切割元件裝置包括從恒流電源供以電流的熱切割金屬絲。
3.根據權利要求1所述的密封器，其中所述密封器安裝于自動化樣品試驗儀器中，并且其中所述馬達和所述外殼的構造和設置使得所述馬達沿相對于所述儀器具有垂直與水平分量兩方面的方向相對于所述外殼驅動著所述切割元件裝置，由此調節所述馬達的操作就導致調節所述切割元件裝置沿水平與垂直方向兩方面相對于所述儀器的位置。
4.根據權利要求1所述的密封器，其中所述密封器安裝于自動化樣品試驗儀器中，并且其中所述切割元件裝置還包括切割用金屬絲和彈簧加載的構件，所述彈簧加載的構件適于在所述切割元件裝置移至所述展開位置時與所述試樣設備接合，并且其中當所述切割用金屬絲處于所述展開位置時，所述彈簧加載的構件與所述試樣設備的接合推動所述試樣設備靠著所述儀器中的固定結構從而在所述切割用金屬絲切割和密封所述導管時將所述試樣設備保持于固定位置。
5.一種用于切割和密封導管的密封器，所述導管將試樣設備連接至包含流體樣品的流體容器，所述密封器安裝于自動化樣品試驗儀器中，所述密封器包括可動式切割元件裝置，具有起始位置和展開位置，所述切割元件裝置包括切割用金屬絲和彈簧加載的構件，所述彈簧加載的構件適于在所述切割元件裝置移至所述展開位置時與所述試樣設備接合，以及用于使所述切割元件裝置從所述起始位置移至所述展開位置的馬達；其中，當所述切割元件裝置移至所述展開位置時，所述彈簧加載的構件與所述試樣設備的接合推動所述試樣設備靠著所述儀器中的固定結構從而在所述切割用金屬絲切割和密封所述導管時將所述試樣設備保持于固定位置。
6.根據權利要求5所述的密封器，還包括向所述切割用金屬絲提供電流的恒流電源。
7.根據權利要求5所述的密封器，其中所述馬達的構造和設置使得所述馬達沿相對于所述儀器具有垂直與水平分量兩方面的方向相對于所述外殼驅動著所述切割元件裝置，由此調節所述馬達的操作就導致調節所述切割元件裝置沿水平與垂直方向兩方面相對于所述儀器的位置。
8.一種用于切割和密封導管的密封器，所述導管將試樣設備連接至包含流體樣品的流體容器，所述密封器安裝于自動化樣品試驗儀器中，所述密封器包括可動式切割元件裝置，具有起始位置和展開位置，所述切割元件裝置還包括切割用金屬絲，在所述切割元件裝置移至所述展開位置時所述切割用金屬絲切割和密封所述導管，以及用于使所述切割元件裝置從所述起始位置移至所述展開位置的馬達；其中所述馬達的構造和設置使得所述馬達沿相對于所述儀器具有垂直與水平分量兩方面的方向相對于所述外殼驅動著所述切割元件裝置，由此調節所述馬達的操作就導致調節所述切割元件裝置沿水平與垂直方向兩方面相對于所述儀器的位置。
9.根據權利要求8所述的密封器，其中所述馬達沿著相對于所述儀器位于垂直平面中的線移動所述密封器，并且其中所述線相對于水平軸傾斜的角度介于20與70度之間。
10.根據權利要求1所述的密封器，其中所述試樣設備包括多容槽試樣卡并且其中所述導管包括用于將流體樣品引入所述試樣卡中的傳輸管。
11.根據權利要求5所述的密封器，其中所述試樣設備包括多容槽試樣卡并且其中所述導管包括用于將流體樣品引入所述試樣卡中的傳輸管。
12.根據權利要求8所述的密封器，其中所述試樣設備包括多容槽試樣卡并且其中所述導管包括用于將流體樣品引入所述試樣卡中的傳輸管。
全文摘要
公開了一種樣品試驗儀器所用的密封器，所述密封器切割并密封流體導管，所述導管將試樣設備與包含流體樣品的流體容器連接起來。密封器包括外殼和保護罩以便防止用戶或技術人員接觸到密封器中的切割元件裝置。切割元件裝置包括彈簧加載的元件，所述元件接合試樣設備并且在切割元件(例如熱金屬絲)切割流體導管時將試樣設備保持于固定位置。驅動著切割元件裝置的馬達按一定角度定位以具有垂直與水平分量兩方面，由此調節馬達固件就允許調節切割元件沿水平與垂直方向兩方面相對于儀器的位置。
文檔編號G01N1/00GK1875278SQ200480032133
公開日2006年12月6日 申請日期2004年8月13日 優先權日2003年10月28日
發明者J·C·比肖普, M·J·朱斯丁, M·J·范寧 申請人:拜奧梅留克斯公司