CN1882390A - 用于保持试样的载带器 - Google Patents

Abstract

一种用于在试样装置移动通过样品检测仪器过程中保持住N个试样装置的载带器。每个试样装置都保持在载带器的接受结构如凹槽中。这种载带器还包括N个光中断定位特征，每个定位特征都设置成与其中一个接受结构配准(从而与试样装置配准)。该仪器包括固定式光中断传感器，其用于在载带器穿过仪器时检测定位特征的位置。在所示的实施例中，该定位特征包括在载带器下表面的肋条上形成的空隙。光中断传感器定位在载带器的行进路径的下方，因而当载带器运动经过传感器时，就可检测到该空隙，从而检测该试样装置的位置。

Description

用于保持试样的载带器

发明领域

本发明涉及一种用于保持和移动试样装置、使其通过样品自动检测仪器的载带器(carrier)。试样装置用于检测生物、微生物、化学或其它类型的样品。

相关技术的介绍

生物和其它类型的样品可进行反应，并利用各种技术进行化学或者光学分析，包括透射比和/或荧光光学分析。分析的目的是鉴别样品中的未知生物试剂或目标物，以便确定样品中的某物质的浓度，或确定生物试剂是否容易易受某些抗生素的作用，以及确定可有效地用于治疗该试剂所致感染的抗生素的浓度。

在20世纪70年代中后期，与本申请人的受让人一起工作的科学家和工程师及其前辈研制了一种技术，其利用包含多个小样品集池(well)的密封式试样卡对生物样品进行光学分析。这种技术、相关仪器及设备在业界中称为″Vitek系统″。Vitek系统属于(并且继续成为)商业成功的典范。

Vitek系统中使用的试样卡在专利文献中是已知的，例如参见美国专利4,118,280、3,963,355、4,018,65；4,116,775和4,038,151。在美国专利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中描述了试样卡的最近版本

研制出这样的试样卡，其可识别样品中可能存在的不明微生物和已知生物的敏感性，以确切抗生素的校准浓度。在试样卡的制造过程中，集池填充了用于各种生物试剂的各种培养基，或不同浓度的抗生素，并盖上透明的密封胶带。

试样卡具有外部移液管端口，其可作为允许流体样品进入试样卡中的机构。该试样卡还包括内部流体通道结构，其用于使流体从移液管端口进入试样卡的集池内。麦杆状移液管的一端插入到移液管端口内。另一端插入到含有待测流体样品的敞口容器(例如试管)中。根据现有技术的Charles等人的美国专利No.4,188,280，试样卡与相关移液管和试管放置在独立的真空及充填密封机中，其已知为Vitek充填器密封器。充填及密封机产生真空。当真空释放时，会将流体样品从试管抽吸到移液管内，并穿过试样卡的内部通道而进入所有的集池中。在现有技术的Charles等人的′280专利仪器中，在试样卡的集池中都装有样品之后，将试样卡手工插入到机器的密封模块的凹槽中，在凹槽中将移液管切断、融化，并密封试样卡的内部。

之后，从充填器/密封器模块中手工取出试样卡，并装载到读取和培养机中，其已知为Vitek阅读器，Charles等人的′280专利中对此也有叙述。读取和培养机在所需的温度下培养试样卡。光学阅读器用于对试样卡的集池进行透射比检测。基本上，试样卡在读取机中是成纵列地堆叠的，光学系统沿着试样卡的纵列而上下移动，将试样卡一次一个地拉到透射光学元件中，读取试样卡，并将试样卡放回试样卡纵列内。

早期Vitek系统(如Charles等人的′280专利中所述)的设置具有若干限制，因为需要两种机器、即充填器/密封器和阅读器来处理和分析试样卡。此外，需要额外的时间和劳动对试样卡进行全面分析。本申请的受让人之后还研制并售卖了完全自动化的仪器，即本领域中所知的本文所称的″Vitek 2″仪器。Vitek 2仪器使真空装载和密封的操作自动化，并将其与培养及读取操作一起结合在单台仪器中。在多个专利中描述了这整个仪器，包括美国专利5,762,873和6,086,824，其内容通过引用而结合在本文中。

简单地说，″Vitek 2″系统提供了一种自动的样品检测机，其可执行敏感性检测所需的稀释操作，在真空工位对试样卡填充样品，通过切断移液管来密封试样卡，并对试样卡进行培养和光透射及荧光分析，所有这些都是自动的。这种机器可提供新颖的移液及稀释工位，允许将流体添加到试管内，或由一个试管转移到另一试管内。该机器可以对放置在单个试管内的样品同时进行敏感性检测和鉴定检测。该机器提供了对样品的快速自动的识别和敏感性检测。

该仪器使用样品托盘或″船形器皿″以及试样定位和传送系统，其可处于环绕矩形底盘的四条路径中，在各工位之间移动″船形器皿″。使用者在装载工位处将装载了试样卡和含样品试管的检测盒或者载带器放置到船形器皿中。定位系统的设计包括电动机驱动的桨叶或臂，其与该船形器皿的侧面相接合，并沿四条路径之中的一条路径拉动器皿。在美国专利5,736,102、5,762,874、5,798,182、5,798,084、5,853,667和5,897,835中，介绍了Vitek 2仪器的试样定位系统和载带器。

本发明提供了对上述专利中所描述的那类检测盒或载带器的改进。本发明的载带器的主要优势在于，它提供了内置的定位特征，其允许载带器以及保持在载带器中的试样装置的位置通过使用固定的光中断传感器(optical interrupt sensor)而得以精确确定，光中断传感器沿着载带器在仪器内行进的路径来设置。

虽然这种背景描述已结合最接近的已知现有技术而阐明了本发明的范围，但是，本发明的载带器的各个方面和特征也适用于本领域目前已知或以后可能开发出的其它类型的样品检测和处理系统。因此，本发明人并不将本发明的范围限于任何特定的试样装置规格、仪器或检测协议。此外，除了本说明书中所介绍的生物样品检测仪器和特定仪器之外，本发明载带器的特征还适用于其它类型的检测和其它仪器构造。所有关于本发明范围的问题都将参考所附权利要求来解答。

发明概要

在第一方面，本发明提供了一种载带器，其在试样装置穿过样品检测仪器时，可保持N个试样装置。每个试样装置都保持在载带器的凹槽中。载带器还包括N个光中断定位特征，每个定位特征设置成与其中一个凹槽配准(从而与试样装置配准)。该仪器包括固定的光中断传感器，其用于在载带器运动穿过仪器时检测定位特征的位置。在所示的实施例中，定位特征包括在载带器下表面上的肋条中所形成的空隙。光中断传感器定位在载带器行进路径的下方，从而当载带器穿过传感器时，可检测到空隙，并因此而检测试样装置的位置。

在另一方面，提供了一种载带器，其在试样装置穿过样品自动检测仪器的过程中用于保持试样装置。该仪器包括主体，其具有上部分，下部分，第一侧面部分和第二侧面部分，位于上部分中并用于保持多达N个试样装置及多达N个含有试样的试管的接受结构，包含把手的前部分，以及具有用于接收机器可读标记(如条形码)的平面板的后部分。载带器还包括N个光中断定位特征，每个定位特征都设置成与其中一个凹槽配准。在所示的实施例中，N等于10。通过样品检测仪器中的固定的光中断传感器对其中一个定位特征进行检测，可检测出放置在与定位特征相对应的凹槽中的试样装置的位置。

附图简介

图1是用于处理试样和试样装置的紧凑型集成系统的一种优选实施例的透视图。该仪器包括位于左边的用于真空装载被安置在载带器中的试样装置的真空工位，以及位于右边的分开的载带器及试样装置处理子系统，在真空工位装载了试样装置之后，该载带器及试样装置处理子系统就对载带器及试样装置进行处理。

图2是图1仪器的正面图。

图3是图1仪器的顶视图。

图3A是图1仪器在前门及面板打开、且顶部面板和顶部使用者入口被取下时的正视图。

图3B是真空室在门打开时的详细正视图，显示了已装载的载带器与试样装置和试管一起定位在真空室内的位置。

图4和5分别是图1仪器的顶视图和正视图，其显示了特定子组件和子系统在仪器中的大致位置；了解这些图将有助于理解后图中的更详细附图，尤其是图16至21。

图6是为带多个集池式试样卡形式的试样装置的正视图。图1-5的仪器设计成可通过载带器来一次处理一批图6的试样卡。该载带器可容纳多个图6中的试样卡和多个含有待测流体样品的敞口容器，例如试管。

图7是装载有试样装置及流体样品容纳用敞口容器的载带器的透视图。当将试样装置和容器放置在载带器中时，每个试样装置就设置成通过移液管而与敞口容器保持流体连通，如图所示。

图8是图7所示的空载带器的透视图。

图9是图7所示空载带器的另一透视图。

图10是图7所示载带器的顶视图。

图11是图7所示载带器的侧视图。

图12是图7所示载带器的侧视图，该图是与图11所示相反的侧视图。

图13是图7所示载带器的端视图，其显示了把手。

图14是图7所示载带器的相反的端视图。

图15是图7所示载带器的底视图，其显示了形成为与试样装置的接受凹槽配准的肋条和光中断定位特征。

图16是图1所示仪器的正面透视图，其中废物收集器和载带器装载/卸载门已取下，并且使用者进入前门已取下。

图17是图1至16所示仪器在拆除了所有仪器面板和门时的透视图，其大致显示了仪器的正面侧和左手侧，以便更好地显示仪器的子系统和子组件，尤其是真空室、废物处理装置和试样装置阅读器子系统。

图18是图1至16所示仪器在拆除了所有仪器面板和门时的另一透视图，其大致显示了仪器的正面侧和右手侧，以便更好地显示仪器的子系统和子组件，尤其是废物处理装置、密封器和培养工位子系统。

图19是图16和17的仪器的顶视平面图。

图20是图16至19的仪器的正视图。

图21是仪器在取下顶部面板时的顶部透视图，以便更好地显示仪器的各种部件和子系统。

图22是图20的密封器工位的分解透视图。

图23是图22的密封器工位的另一分解透视图。

图24是密封器组件的装配透视图。

图25是试样卡自动装载器子组件侧视图。

图26是图25所示试样卡自动装载器的透视图。

图27和28是两个透视图，显示了图25和26所示试样卡自动装载器子组件将试样卡装载到图1所示仪器的培养工位中的操作。

图29是传送组件的分解透视图，其移动图7-17的载带器而使其通过图1所示仪器的载带器及试样装置处理子系统的各种模块或工位。

图30是图29所示传送组件的顶视图。

图31是图29和30所示传送组件的端视图。

图32是图29-31所示载带器接合块的透视图。

图33是显示了已装载的载带器经过光中断传感器的运动的视图，所述光中断传感器用于检测载带器相对于仪器中特定处理模块的位置，该处理模块在这里为图25和26所示的试样卡自动装载器子组件。

图34是详细的流程图，显示了在使用仪器及相关载带器、试容器和试样装置时的工作流程和步骤顺序。

优选实施例的详细描述

本发明涉及载带器，其在试样装置运动通过自动的样品检测机或检测仪器10时，用于保持试样装置。在图7-15中显示了载带器200本身。在以下的章节中将首先介绍仪器10的概况，之后将更加详细地介绍该仪器的各个方面和其模块，以便更好地说明如何制作和使用优选实施例中的载带器200。应该理解，对优选实施例和相关样品检测机器的该介绍是说明性的而非具有限制性，在不脱离本发明范围的条件下，当然可以考虑对所公开实施例的各种变型。

系统概述

现在将结合图1-5来介绍用于处理试样的高吞吐量的紧凑型仪器的一个当前优选实施例的概况。在后文中将结合图6-34来介绍的仪器构造和操作方面的细节。

在所示的实施例中，仪器10处理成批的多个集池式试样卡形式的试样装置。图6中显示了代表性的试样卡100，随后将对其进行介绍。试样卡100最初装载在图7-15所示的检测盒(载带器)200上。载带器200还携带有一组含有流体样品的流体容器(试管)106(图7)。每个试样装置100设置成可借助于移液管102而与相关的流体容器106流体连通，如图6和7所示。样品借助于仪器10中的真空装载工位以如下方式而装入到试样卡中。

图1-5的仪器10是整个样品检测系统的样品处理和数据收集部分。该整个系统包括分开的独立识别工位，在该识别工位处对试样装置上的条形码进行扫描，将试样卡装入载带器200中，将载带器贴上条形码，并扫描条形码。这些功能类似于Fanning等人的美国专利5,869,006中所描述的单独的识别系统，该专利通过引用而结合在本文中。所述整个系统还包括具有计算机处理系统的工作站，其从该仪器的读取系统中接收数据。整个系统的这些识别方面和计算机处理方面并不是固有地与本发明特别相关，因此只在其相关的有限范围内进行进一步论述。

所示仪器设计成为对更复杂样品检测仪器的更小且更低成本的备选仪器，所述更复杂的一起例如上述Fanning等人专利中所介绍的系统，其用于临床和工业市场的中低端范围内的应用。该仪器提供了试样装置的半自动化充填、密封及装载操作，如下将进行详细介绍。然而，虽然现有技术的Fanning等人的′006专利和Vitek 2仪器支持自动稀释和移液功能，但是，这些功能在脱机状态下由使用者手工操作或利用其它设备来完成。换句话说，使用者准备样品，使样品可从其相关试管直接装载进试样装置中。这些脱机任务将结合图34的工作流程图进行更详细的讨论。

如通在Vitek 2仪器的情况下一样，图1-5的仪器10提供了真空工位300，其用于将流体样品灌输到图6所示试样卡100的集池104中。然而，在本系统中，真空装载如本文所述是半自动的，而非全自动的。具体地说，使用者将装载后的载带器手工放入真空工位内。当流体样品进入试样卡100的集池104中时，流体样品将与之前在制造时装入试样卡的集池内的试剂发生再水合作用。

在真空装载之后，将载带器200手工放置在仪器10的单独隔室内，其包含有载带器及试样装置处理子系统50。这个子系统50包括密封工位400，其通过切断移液管102而用来密封试样卡。仪器10包括试样卡自动装载器子系统500，其自动地将试样卡100一次一个地装载到培养工位600内。培养工位600包括保持住试样卡的旋转圆盘传送带(carousel)。试样卡保持在精确控制的温度下。培养系统包括试样卡弹射机构，其可从圆盘传送带中一次一个地弹出试样卡，并将试样卡放置在传送组件700上，传送组件700将试样卡携带至试样卡阅读器子系统800。试样卡阅读器子系统800包括透射比光学元件工位，其对试样卡100的集池104进行定期的比色读数。一种软件算法可确定单个试剂槽104的图样变化，并将这些图样转变成生物识别或成组抗微生物剂的结果。当认为读取读数的工作完成时，通过试样卡传送组件700将试样卡100传送至试样卡处置系统900，其保持住试样卡，以便将其由使用者将其从仪器中取出。如果还需要读取试样卡，那么就将试样卡移回培养工位600，以便进行进一步的培养和读取。

在该仪器中设有载带器传送系统1000，其用于使已装载的载带器200在仪器10的载带器及试样装置处理子系统50内来回移动。传送组件1000将结合图29至33来进行介绍。

图1-5和16-33的仪器可按比例放大或缩小，以提供能同时处理60个试样卡或甚至更多的能力。本次讨论将集中在处理6个满负荷装载的(60个试样装置)载带器的一个实施例上。应该理解，通过提供更大的圆盘传送带式培养工位或第二培养工位以及第二光学元件工位和相关的试样卡传送组件，那么这种能力就可以翻番。

仪器10执行对集池(试样卡)填充及培养/光学读数的所有控制。仪器10还支持使用者分两步进行检测预处理的工作流程：试剂水合作用和样品灌输(真空装载)。在检测预处理后，在仪器中自动进行如下步骤：使用仪器中的条形码阅读器对检测盒和测试装备进行验证，试样卡移液管的密封，将试样卡装入培养工位，读取试样卡，以及将处理后的载带器及试管卸载并将其返回给使用者。通过在将试样卡100装载到培养系统600中，仪器就在检测处理期间控制培养温度、光测读数、以及至工作站计算机处理系统的数据传输。之后，通过将试样卡传送到试样卡处置系统900中，仪器就在检测完成后弹出试样卡。

门和使用者界面特征(图1-3B)

现在主要参照图1-3B，仪器10包括一组覆盖内部样品处理装置的面板12。在图16中更详细地显示了该内部处理装置。该面板12包括铰链式真空门302，其提供了通往真空室304的入口，真空室304是仪器中的真空装载系统300的一部分。使用者可以如图3B所示的方式将全部或部分装载的检测盒200(一组多达10个试样卡100，每个试样卡都通过移液管102而与相关联的试管106相连，如图7所示)放入真空室304中，并关闭真空门302。将真空室304抽成真空，通过释放真空，就可将流体样品装载到试样卡100的集池内。如图4所示，真空系统300还包括真空泵组件306，其可为真空室304提供真空环境。

该仪器还包括装有铰链的装载/卸载门14。使用者打开该门以露出载带器装载及卸载工位16，如图3A中最佳所示，并将(已装载的)载带器引入载带器及试样装置处理子系统50中。已装载的载带器200(刚好在真空装载完成后)放置在该机器中的载带器装载工位16处，便于在该仪器中进行后续处理(密封、培养、读取读数、丢弃处置)。该仪器中的传送系统1000与装载后的载带器200相接合，并继续将载带器作为一个单元而移动到该仪器的工位上，如下详细所述。

该仪器还包括属于试样卡处置系统900一部分的废物入口门902。该门902是使用者可通向废物隔间904的装置。桶(906，图16)形式的可拆卸式容器放置在废物隔间904中。试样卡在读取处理过程完成后就被丢弃到桶906中。当桶充满时，将桶取下，将试样卡丢弃，并将桶重新放回到废物隔间904中。

该仪器还包括了使用者通道前门18、使用者通道顶门20以及顶部维护面板侧和后面板，它们与现在的讨论无关。这些门提供了周期性清洗该仪器或对该仪器的部件进行维护的入口。在处理过程中，为了使用者的安全以及确保试样卡的不间断处理，通往仪器10内部是受到限制的。仪器10通过传感器来监测所有门的状态。可通往移动部件的门，例如使用者通道前门18和装载/卸载门14，还具有受监控的门锁。

真空门302和装载/卸载门14是圆形的凹入式门。这些门可在相反方向上枢轴转动，从而可将检测盒200从真空室304无障碍地传送到装载工位16上。这些门的铰链中的掣子允许门保持打开大于90°的状态，直到使用者准备关闭它。这些铰链是凹入式的，并且在门关闭时隐藏起来看不见。

该仪器包括紧凑的使用者界面22。该使用者界面包括小键盘和LCD屏幕，它们设在使用者界面前面板上，位于仪器10的左上方，如图1所示。该仪器使用屏幕来传达其操作和其状态的信息。声音指示器还可与LCD显示器结合起来使用，以便在任务完成或者有错误发生时通知使用者。该小键盘用于响应于指示，发出指令给仪器，以及执行其它功能。定位在真空门和装载/卸载门附近的指示灯还为使用者提供了另外的状态信息。

试样装置100的特征(图6)

所示实施例设计成可处理多个集池式试样卡形式的试样装置。本领域中的技术人员可以理解，该仪器及其组成部分可构造成用于处理其它类型的试样装置，并且本发明并不限于试样装置的任何特定规格或设计。

图6显示了典型的试样卡。试样卡100是一种具有前、后表面的扁平薄物体，该前、后表面覆盖有清楚的氧气可透过的透明密封胶带。试样卡包含64个集池104，以及内部流体通道网络108，其将每个集池连接到流体入口110和流体分配歧管上。利用O’Bear等人的美国专利6,309,890所授的技术，可将移液管102以如图所示的方式自动地插入到流体入口108中，并锁定就位。在真空装载试样卡的过程中，流体样品120从移液管102进入试样卡100，并沿着内部流体通道网络108的线路行进。流体样品填充了试样卡的集池104，在集池104中，流体与干燥试剂或培养基发生再水合作用。在培养条件下，试样卡的集池中的试剂和流体样品中的微生物之间发生反应。由于这种反应，穿过集池的光的透射比将发生变化。仪器10中的光学元件通过在特定波长下光测量透射比，来定期地读取试样卡100的集池的读数。

所示实施例所使用的试样卡在专利文献中有详细描述，因此在这里省略了更详细的讨论。以下美国专利涉及阅读器的详细细节：5,609,828；5,746,980；5,670,375，5,932,177；5,916,812；5,951,952；6,309,890与5,804,437。这些专利都通过引用而结合在本文中。

载带器200的特征(图7-15)

现在参看图7-15，载带器200或检测盒是由塑料注塑而成的具有上、下、第一和第二侧面部分的物体。载带器包括用于保持一组多达N个试样卡100和N个相关试管106的接受结构。在所示的实施例中，载带器200保持有最多10个处于专用装配插槽202中的试样卡。检测盒200的侧面部分204具有用于每个试管106的试管插槽206。试管插槽206包括垂直间隔(图9)，其可使使用者看到试管中的流体液面。出于识别用的目的，在检测盒的前面对试样卡插槽202进行编号为1-10。也可使用其它字母数字混合编制的标记，例如″A″，″B″等来标示试样卡插槽202。位于前面的把手208允许单手就可携带的能力。可去除的条形码标签210施加在载带器200的后方，并且位于平面板部分215中(见图7和14)。当由仪器10中的条形码阅读器进行阅读时，条形码210就提供了对检测盒的识别。每个试样卡都设有条形码120，如图7中所示。

载带器200沿着某一路径穿过仪器10中的处理系统的50，在所示实施例中，该路径是具有从入口工位至仪器后部的纵向方向上的单一路径。密封工位400、试样卡装载工位500和条形码阅读工位60定位在载带器200的行进路径附近。试样卡100定位在载带器200中，使得试样卡定向成与载带器200的行进方向正交。这一特征有助于试样卡横向滑动脱离载带器，而进入培养工位600。

在将载带器放置到真空室304(图3A)中进行充填处理之前，使用者将含病人分离物(或更广泛而言为流体样品)的试管106和试样卡100装载到载带器200上。如图3B所示，真空室304中的载带器200和接受结构的不对称形状可确保将载带器200正确装入仪器中(即，把手208朝向仪器的前面)。在完成真空装载过程后，使用者打开通向真空室304的门302，从真空室304中取出载带器200并将其放置在装载/卸载工位16中。

载带器200是传送系统1000的主要部件。传送系统1000中的特殊块特征使得传送系统可移动载带器，使其穿过载带器及试样装置处理子系统50中的处理工位，并返回到装载/卸载工位16。

载带器200包括一组N个形成于载带器上的光中断定位特征212(图8，9和15)。每个特征212都定位成与其中一个插槽202配准，因而通过样品检测仪器10中的光中断传感器对其中一个定位特征的检测，就可检测出放置在与定位特征212相对应的插槽中的试样装置的位置。

具体地说来，载带器包括N个光中断凹槽212，其是在肋条214中形成的U型空隙，肋条214形成于载带器200的底部或下部分中。肋条214定位在载带器行进路径的上方，这样光中断传感器就可在载带器沿着路径移动时检测到凹槽212。图33显示了装载后的载带器200穿过光中断传感器1050的运动，光中断传感器1050可检测载带器相对于仪器中特定处理模块的位置，该处理模块在这里指图25和26的试样卡自动装载器子组件。各个凹槽212定位在与直接位于其上方的试样卡100配准的位置。在传送系统中的光中断传感器1050A-C(图29)检测在载带器200底部形成的凹槽212(图8，9和15)。光中断传感器1050A-C和凹槽212就允许仪器微控制器追踪记录检测盒的位置以及试样装置的位置。因此，当光中断传感器1050到检测凹槽212的位置时，光中断传感器1050还可检测相关试样卡的位置。这一特征有利于载带器的精确定位，以便于试样卡的自动密封操作以及将试样卡100从载带器200自动装载到培养工位600入口插槽中的操作。

真空工位300的特征(图1-4，7，17)

现参看图1-4和7，使用者将载有例如如图7所示的试样卡100及试管106的载带器200放入图3A所示真空室304中，并关闭门302。通过使用者界面22的小键盘，来启动真空处理过程。在真空室门302上的硅酮密封件306压靠在前面板表面308上，从而将真空室304密封。真空泵组件306(图4，17)中的真空泵开始抽空腔室304中的空气。空气经由移液管从试样卡的通道和集池中逸出，并上行穿过试管106中的悬浮液或流体样品。各试样卡内的通道和集池现在处于真空状态。

真空工位利用Fanning等人的美国专利5,965,090中所讲述的真空迁移原理而将试管106中的培养悬浮液填充到试样卡中，所述专利5,965,090的内容通过引用而结合在本文中。在微控制器的控制下，通过气压伺服反馈系统，可对真空变化速率进行监测和调节。

具体地说，在较短一段时间之后，以受控速率释放真空腔室的真空。该真空腔室内的增大气压将迫使悬浮液从各试管106通过移液管102而进入试样卡100的内部流体通道和集池104中。这个过程当然是对真空室中的载带器上所有的试样卡同时进行的。结果，就将所有试样卡100都真空装载在载带器200中。载带器200现在准备号插入图3A的装载工位16中，并通过仪器10其余部分中的载带器及试样装置处理子系统50在工位16中进行处理。

载带器及试样装置处理子系统(图1，4，5，16-33)

由于载带器200和试样装置100已经在真空工位300中进行了处理，那么现在载带器200就准备好放置到装载工位16中，并通过仪器子系统其余部分、统称为载带器及试样装置处理子系统50来进行处理。这组部件包括传送系统1000、密封工位400、试样卡自动装载器子组件500、培养工位600、试样卡传送子系统700、光学阅读工位800和处置系统900。这些特征将在本节中进行进一步的详细描述。

载带器装载及卸载工位16(图1，3A，16)

装载/卸载工位16是操作员手工装载已进行了填充的试样卡的载带器，以便开始进行密封、培养、读取等处理过程之处。装载/卸载门14(图1)仍将一直保持锁定状态，除非使用者准备装载或卸载载带器。图16中显示门14从仪器上拆下，以便更好地显示装载/卸载工位16。

通过打开装载/卸载工位的门14可将装载后的载带器200(图3B，图7)装入仪器10中。装载区域中的反射传感器1040(图17)用于检测在装载/卸载工位16中是否存在载带器200。装载/卸载工位16上方的指示灯32为使用者指示装载/卸载工位的状态。一旦门14关闭，即可自动开始处理循环。

传送系统1000(图29-33)通过拉动或推动载带器200而使其移动，使其以如下方式通过仪器10的每个处理工位。利用模制在载带器底部的凹槽212(如上所述)和特意设置在传送系统1000中的光中断传感器1050A-C(图29)，仪器的微控制器就可持续追踪载带器200所在位置以及传送系统的状态。传送系统1000将载带器从装载/卸载工位16移动至可读取载带器条形码(图7)和试样条形码的条形码扫描器、密封器工位400，以及试样卡自动装载器工位500，在这里将试样卡装入圆盘传送带式培养工位600中，并返回到装载/卸载工位16，以便取下载带器200和试管及移液管102的残余物。将该载带器放置在装载/卸载工位16上，门14被解锁，并通过装载/卸载指示灯32通知操作员。然后可取下载带器200，以便允许丢弃处理后的试管106及移液管102的废物，使载带器为用于下一批试样卡及相关的流体样品做好准备。

条形码阅读器工位60(图4，5，20，17)

条形码阅读器工位60(图4，5)定位在仪器10中，大致位于阅读工位800的下方。当载带器200及载带器200中的试样卡经过工位60时，工位60自动扫描各载带器200及载带器200中的试样卡的条形码信息(见图7)。条形码阅读器工位60由条形码扫描器62(图20)和试样卡传感器1042(图17)组成。试样卡传感器1042定位在培养组件600的外壳上，并尽可能地接近检测盒中的试样卡。试样卡传感器1042确认载带器200中是否存在试样卡100以及凹槽的位置。位于载带器底部的凹槽212允许传送系统1000将每个试样卡定位在条形码扫描器62的前面。

如图7所示，每个试样卡100都具有出厂配置的条形码120，其包括测试类型、批号、有效期和独一无二的序列号等信息。当试样卡装载到载带器200中时在单独的工作站处扫描试样卡条形码120时，仪器的条形码阅读器62就通过由使用者指示确证试样卡100已装入而提供了额外的安全等级。如果在单独的工作站处未扫描到条形码(″装载并运行″模式)，则实验室技术员的工作表就可用于证实试样卡100如所示地已装载在载带器200中。

成功扫描后的载带器200和试样卡100可继续前进至密封器工位400。由于诸如丢失或损坏条形码、过期试样卡和不支持的试样卡类型等错误而不能在工位60处读取的载带器200和试样卡100将返回至装载/卸载工位16，并通过使用者界面22或指示灯32通知使用者。使用者就有机会纠正问题，并在有限的时间内重新装载载带器200。

密封器工位400(图4，6，7和17-24)

现在参见图4，6，7和17-24，在可培养并读取试样卡100之前，必须将试样卡的集池104与外部环境密封隔开。密封器工位400为所有装入载带器200中的试样卡提供了这一密封功能，一次一个地进行密封。密封器工位400利用受热可收缩的镍铬合金线402将移液管102熔断并密封，从而使试样卡密封。以下将详细介绍这项操作。

在将载带器200装入仪器中之后，传送系统1000的传送块与载带器200相接合，并沿传送系统路径拉动检测盒200，使其经过载带器传感器1040、试样卡传感器1042和条形码扫描器62。如果载带器通过检测，那么就将其沿传送系统1000的路径轨迹返回至装载/卸载门14，在这里来操作密封器工位400，以便切断和密封载带器200中的所有试样卡。

具体地说，在载带器200移动通过工位400时，热导线402向下平移并以某一角度穿过外罩或外壳406上的孔404，而到达与载带器200中的移液管102相同的高度，从而暴露于各个移液管102中。随着载带器200通过传送系统1000而慢慢前进，各移液管被迫经过热导线402。热导线402导致塑料移液管102熔融，从而将移液管的落入试管106中的主要部分分离开。移液管的其余部分形成了从试样卡中的流体入口110(图6)向外延伸的密封短管(例如1.5mm的长度)。在完成密封处理之后，切断通往导线402的电力，并将其收回至其外壳406中，以免使用者接触到。导线402的温度由微控制器控制的恒流电源进行控制，例如Karl等人的美国专利5,891,396中介绍了这种恒流电源，该专利通过引用而结合在本文中。

密封器切断移液管102的整个操作类似于Karl等人的’396专利中所描述的处理过程。当试样卡100移动经过该密封器时，移液管102被迫经过热导线402，从而熔断塑料，并使试样卡密封。之后，导线402及其相关组件408缩回外壳406中。然后使载带器200移动至试样卡自动装载器工位500，该工位500将使试样卡横向地移动离开载带器200，而进入培养系统600的入口孔中。

密封器组件400在若干方面是独特的：a)其电子控制的方法，b)其机械对准，c)在切断和密封移液管之前，在此处可将各个试样卡偏压在仪器的固定结构上的预加载特征，和d)防止未授权使用者使用的特征。

至于特征a)，微控制器通过在每一次试样卡/检测盒循环时需要导线402通过孔404缩回或伸出的同时保持热导线402中的恒定电流，这样就可保证可靠的切割及密封。

至于特征b)、密封器的外壳或外罩406将导线组件408及相关驱动机构410定向在允许导线402对准的某一角度上，以便只利用一个电动机412来控制横向和纵向位置。通过调整外壳406在仪器中的安装，或驱动机构410与外壳的对准，和/或在固件中设定电动机412的极限位置，从而就可实现导线的对准。

至于特征c)和d)，导线402和其相关组件408以及驱动机构410通常放置在外壳406中。护罩416覆盖了入口孔406。当试样卡处于要进行密封的位置时，电动机412被启动，并操作电动机而使导线组件408以某一角度向下运动穿过孔406。这一动作导致护罩416运动离开而到达收回位置。位于导线组件408中且位于导线402前面的弹簧加载的垫片414与试样卡100的边缘形成接触，并利用螺旋弹簧415将试样卡100预加载或偏压在仪器中的固定结构或止挡结构上。该固定结构为沿着培养工位600外壳602的表面而纵向延伸的导轨604的形式。其它结构当然也是可以的。之后，当试样卡100移动经过固定的密封器导线402时，导线402就切断移液管，以产生统一长度的短管。在密封操作完成后，启动电动机412，以将导线组件408收回到外壳406中。当这样做时，旋转的护罩416就因重力而缩回到覆盖住孔404的密封位置。对孔404的这种覆盖可防止使用者接触到缩回的热导线402。

当载带器200接近密封器工位时，传送系统1000将其运动减缓到低速。密封器工位400中的电动机412启动，以便使导线组件408通过孔404，并使导线402露出。垫片或″垫块″414安装在密封器导线402前面的大约2.0mm处。垫块由图22所示的压缩弹簧41 5来进行弹簧加载。垫块或垫片414用单个轴位螺钉420进行安装，并且包括防旋转的特征。当试样卡100接近热导线402时，垫块414与试样卡形成初次接触，使弹簧415偏转，并将试样卡100预加载在培养组件面板602上的导轨604(图27)上。这就保证了移液管短管长度的一致性。载带器200向前运动经过热导线402，切断移液管102，使塑料移液管熔化，并对每个试样卡102进行密封。在将载带器中的所有试样卡100密封之后，传送系统100沿其轨道再次使方向反向，并将各试样卡放在与试样卡自动装载器系统500相配准的位置，以便装载到圆盘传送带式培养工位600中来进行培养。

优选实施例中的密封器导线402是安装在金属外罩或外壳406内的块机构422上的被加热的标准规格为18的镍铬合金A型导线。外壳406以某一角度将驱动机构410进行定位，并将延伸的密封器导线/预加载的垫块414定位在合适的高度，并防止使用者接触到密封器导线402和驱动机构。驱动机构410安装在某个角度上，以简化水平和垂直方向上的对准。步进电动机412使热导线安装块426以与水平方向成30°的角度而延伸，从而可同时调节水平位置和垂直位置。这个角度当然可以在不同的实施例中变化，例如可在20至70度之间变化。可通过控制电动机412极限的固件，来对密封器导线402的精确对准进行调节，以保证一致的短管长度在1.0至2.5毫米之间。当切割和密封操作结束时，步进电动机412收回热导线组件408，直到原始位置传感器428检测到驱动系统的块426上的标志424时为止(见图22)。该组件包括链条448，其用于保护为切割线402供电的导线446。

随着热导线组件408和安装块426缩回，旋转护罩416也因重力而下降，并覆盖住外壳的开孔404。护罩416具有柄脚(tang)430和法兰452。当组件进行装配时，法兰452定位在外壳406的细长孔454中。当块426接近缩回的原始位置时，法兰452与安装块426的台肩相接触。柄脚430和法兰452可防止使用者在举起护罩416时接触到该热导线。当密封器电动机412被启动时，它就导致销462滑动穿过驱动机构410中的凹槽460，从而使热导线安装块422延伸。防护罩406通过与块422的表面相接触而被推开，这就导致护罩向上旋转，从而露出热导线402和预加载垫块414。微控制器为导线402提供恒定电流，该恒定电流足以产生用于在试样卡经过时切断移液管的合适温度，使塑料融化，并留下移液管的较小短管，从而将试样卡的内部与大气层密封隔离开。

试样卡自动装载器工位500(图20和25-28)

现在参看图20和25-28，仪器10还包括试样卡自动装载器工位500，其将密封的试样卡100装载到培养工位600中。在将试样卡密封之后，载带器200移动至自动装载器工位500。位于载带器200底部的凹槽212(图8)允许传送系统1000将每个试样卡直接定位在培养器600的入口凹槽610前面，如图28中最佳地所示。通过该仪器的内部控制器，可确定并自动跟踪载带器中的凹槽的位置。

自动装载器工位500包括往复运动的电动机驱动的推动器机构502，其定位于载带器200上方。这一机构502横向推动试样卡100，使之脱离载带器200而移动到培养工位600中的圆盘传送带(未示出)。培养工位600的圆盘传送带是一种定向成在其侧面上具有30或60个凹槽的圆盘传送带(绕水平轴线旋转)。其中一个凹槽定位在6点钟位置，与试样卡的入口凹槽610直接对准。推动器机构502返回原位置，并且传送系统1000和圆盘传送带分度运动至下一试样卡位置。在载带器200中装载下一试样卡的操作以同样的方式进行。当所有试样卡装载完毕时，传送系统1000使载带器200和试管106返回到装载/卸载工位14，并通过指示器32和使用者界面22来通知使用者。

现在具体参看图25-28，自动装载器包括电动机504，其驱动与试样卡推动器机构502相连的块506。块506具有内螺纹，其与在载带器200路径上横向延伸的螺纹510相接合。当电动机504驱动块506时，块506和相连的推动器502沿着导杆508滑动。推动器502与载带器中的试样卡100相接触，并将其自动插入传送到培养工位600的凹槽610中。轴510和导杆508的端部512和514容纳在板612的孔内，板612安装在培养工位的外壳602上，如图27和28所示。一对引导件612将试样卡100引导到凹槽610中。

培养工位600(图16-20)

现在将结合图16-20来介绍仪器10中的培养工位600。培养工位包括圆盘传送带。图中没有显示圆盘传送带，因为它被形成了培养外罩的可拆式入口盖630覆盖住。圆盘传送带通过电动机632而旋转，如图18所示。培养工位600及其相关的圆盘传送带的结构和操作基本上与专利文献美国专利6,024,921；6,136,270和6,155,565所述的相同，这些专利文献的内容通过引用而结合在本文中。还见美国专利5,762,873。因此，出于简洁目的，省略了对培养工位600构造的详细描述。

一旦将试样卡密封并通过入口凹槽610并将试样卡装入圆盘传送带中，试样卡就会在整个检测期间(长达18小时)一直留在圆盘传送带内，或者直到达到了预定的分配时间为止。分配时间对于每种试剂或试样卡类型是不同的。圆盘传送带容纳在温度受控的腔室(培养器)内，该腔室被入口盖630封闭。

一种优选实施例中的圆盘传送带本身由四个四分之一圆周(称为四象限圆周或四分部)组成，如美国专利6,136,270所讲述，这四个部分组合在一起就能够在培养器内容纳多达60个试样卡。其它结构也是可以的。通过位于圆盘传送带顶部和底部的光学传感器，可实现圆盘传送带的定位，所述光学传感器读取圆盘传送带外边缘上的定位槽。圆盘传送带的每个四分部都可单独拆下来进行清洗。然而，圆盘传送带的全部四个四分部必须放置就位，以便处理试样卡。

培养器系统调节圆盘传送带中的试样卡的温度。通过使用微控制器监控的精密热敏电阻，可监测并控制该温度，从而将圆盘传送带的平均温度保持在35±1℃。通往单独的使用者安装的温度计探头的通道设在培养器盖的前面。这就允许使用者利用独立的已校准温度计来校验培养器温度的精确性。旋转圆盘传送带送系统将试样卡传送到试样卡传送系统700上，其以一小时四次的频率将试样卡移动到阅读器工位800上，直到检测完成。阅读器光学元件头扫描每一试样卡，并将其返回至培养器。圆盘传送带包括如图18中最佳地所示的试样卡弹射机构640，其从圆盘传送带的12点钟位置弹出试样卡，并将其放置在试样卡传送系统700(图16)中，以便将其传送到光学元件工位800上，然后返回到培养工位600中。这与诸如美国专利5,762,873中的描述是一样的。

试样卡传送系统700(图16，17和20)

如图16，17和20中最佳显示，该仪器包括试样卡传送系统700，其将试样卡从培养工位600传送经过光学阅读工位800，以便于读取试样卡100中的集池104。试样卡传送系统700与现有美国专利5,798,085；5,853,666和5,888,455中的描述是基本上相同的，这些专利通过引用而结合在本文中。因此，出于简洁目的，省略了对其更详细的描述。试样卡基本上保持在垂直位置中，处于皮带704和凸缘(ledge)702之间，并通过驱动皮带704往复运动的电动机而从右至左和从左至右地来回运动。该凸缘包括凹槽特征，当皮带驱动试样卡来回运动时，该凹槽特征用于将试样卡保持在垂直位置中。当试样卡经过透射比光学元件头时，试样卡以如下所述的精确方式移动，以便在集池宽度上的多个位置处获得试样卡中各集池的透射比测量数据。试样卡包括内置的对准传感器止挡孔130(图6)，以便将集池精确地定位在光学系统中。

阅读工位800(图4，5，16和17)

一旦将试样卡放置在传送系统700上，试样卡将运动而经过阅读工位800。阅读工位包括两个透射比光学元件模块802(见图16，17)，其垂直地定向在与试样卡的集池的纵列相同的方向上。每个模块802从其中一列集池中获得测量数据。模块802组合起来就可同时获得两列集池中的试样卡集池的测量数据。光学阅读器工位800的构造和操作方式与现有美国专利5,798,085；5,853,666和5,888,455中所述基本上相同，因此，出于简洁目的，这里只进行大致介绍和讨论。与这些专利不同的是，所示实施例仅提供了透射比测量，但是如同这些专利中所述，当然，可通过用荧光模块(见美国专利5,925,884)替代模块802，或者添加上荧光模块从而提供三个模块，这样就能进行荧光测定。当然，还可以提供更多的模块。

试样卡100被定位，并由透射比光学系统模块802读取读数，然后返回到将其弹出的圆盘传送带凹槽中。在仪器中未进行数据分析；光学数据被收集并传输到远程工作站上，以便进行分析。如果工作站和仪器之间没有连通上，那么就可将原始数据进行排队，之后传输到该工作站上。

阅读器工位800每15分钟对试样卡100扫描一次，即每小时扫描四次。每次读取试样卡之后，就将试样卡返回到圆盘传送带进行培养，直到下一读取循环。在完成最后一次读取循环之后，试样卡被传送通过该光学元件而到达试样卡处置系统900，以便将试样卡弹射到废物收集箱内。

阅读器系统800和试样卡传送系统700一起执行试样卡的定位和光学数据的收集，以便于定期监测样卡的集池内的生物的生长情况。通过测量每个集池相对于时间的光透射比，光透射比数据就可用于量化生物的生长情况。所示实施例目前支持两种光学模块802。第一模块802具有用于每个集池的660nm的LED光源。另一模块802具有用于每个集池的428nm和568nm的LED。当然，也可以研制出具有其它波长的第三模块。

每个光学模块802具有8个测量LED，这样它每列可读取8个集池。每个试样卡具有8(或16)列集池，这样每个试样卡共64个集池。每个模块802不仅包括针对每个集池的透射比LED光源，而且包括针对每个集池的检测器，其可捕获穿过集池后的LED光线。该检测器采用硅光电二极管。随着带8列(每列8个集池)的试样卡移动通过模块802的光路径(由LED至光电二极管)，就产生了采样过程。当传送系统700在16个空间分隔开的步骤中移动试样卡时，读取系统就扫描每个集池，每一步骤读取三次读数。之后对这一数据进行处理，以减少可能在集池中形成的任何泡沫的影响。读数经过平滑处理，并选择峰值。

模块802中的发射器和检测器的外壳是铰链式连接的，以便于维护和便于光学元件部位的清洁。这种检测系统能够自动校准30％至100％透射比的内部透过空气(无光到全部光)。在读取每个试样卡之前，光学元件自动地校准到通过空气的100％透射比。

处置系统900(图16，17，20)

一旦完成试样卡100的培养和光学检测，就将试样卡自动地从培养工位600的圆盘传送带上取下，使其移动通过阅读器工位800，并传送到处置系统900中。处置系统包括保持废物容器906的处置盒904，以及坡面(ramp)908，该坡面908将试样卡从试样卡传送系统700的边缘导入到直接位于废物容器906上方的斜槽910中。废物容器可从仪器10上拆卸下来，并可通过图1所示的门902而接触到该废物容器。简单地通过将传送系统700中的皮带操作至左边，以携带试样卡经过左手凸缘702的边缘，就可将试样卡传送到坡面908上。

废物收集工位900定位在真空工位300的下方，位于仪器10的前面。它容纳有可拆卸的废物容器906(见图16)和用以检测何时安装容器的传感器(未示出)。当废物容器906已满或被堵塞时，使用者界面22就通知使用者这一情况。在容器被清空之后，仪器中的软件追踪添加至容器中的试样卡的数量。

载带器传送系统1000(图29-33)

仪器10包括系统1000，其用于将载带器200从装载及卸载工位16传送至载带器及试样装置处理子系统50。图29-33单独显示了传送系统1000，以便更好地显示该系统的部件。从其余附图、如图17，19和20来看以及从以下的讨论中，可以理解传送系统1000的部件与仪器10中的各模块之间的关系。

基本上，传送系统1000包括载带器200，以及使载带器200来回移动的传送子组件1002。传送子组件1002包括块形式的检测盒接合部件1004，其适合于以如下所述方式与载带器相接合。传送子组件1002构造并设置成可驱动块1004和载带器200沿着单一纵向轴线，而在装载及卸载工位16、密封工位400以及培养工位500之间来回移动。

传送子组件1002包括使螺纹轴1010旋转的线性促动器电动机1006。螺纹轴1010安置在螺母1005(图32)中，该螺母连接在块1004上。圆柱形的引导部件1008在电动机/导杆支架1018和前轴承支架1020之间延伸。前轴承支架1020固定在传送子组件1002的底座1016上，如图29所示。一对顶升杆1012从驱动螺母接合滑块1022向上延伸，穿过块1004中的孔1024。弹簧1026将顶升杆偏压到下方位置，这样，当块1004定位在装载/卸载工位14时，顶升杆1012的下边缘将同在底座1016上形成的坡面或凸轮面1014相接触。当电动机1006使块1004朝仪器后部移动时，顶升杆将向上抬起坡面1014，从而穿过孔1024。在这个上方位置，顶升杆然后可以与载带器200底下侧上的特征结构相接触，因此当电动机1006使块1004朝向仪器后部而移动至条形码阅读工位60时，顶升杆将沿着轨道1030来拉动载带器。

在操作过程中，如图17所示定位在培养工位外壳侧面上的反射传感器1040检测装载及卸载工位16上是否存在载带器。随着线性促动器电动机1006驱动轴1010旋转，块1004将从仪器10的前面移动，并且两个顶升杆1012被抬起来而与试样载带器200相接合。通过模制在传送子组件1002的底座1016上的凸轮面1014，就可抬起顶升杆1012。顶升杆1012连接在驱动螺母的接合滑块1022上，其保持住球轴承支承轮(未示出)。当电动机1006分度运动而将块1004移动至仪器后面时，该球轴承顶起凸轮面1014，从而抬起杆1012。载带器200然后被拖入仪器中并经过第二反射传感器1042(也在图17中显示出)，其对试样卡的数量进行计数，并确定试样卡在载带器上的位置。载带器200及其试样卡然后被送至条形码阅读器工位60，该工位60读取试样卡100和载带器200上的条形码。

在读取了条形码之后，电动机反向转动，并将载带器朝着仪器前面而移动至装载/卸载工位14。在向前行进过程中，密封工位400中的热导线402被用来对试样卡进行密封。电动机1006再次反转，并使载带器200运动至试样卡自动装载器工位500而使其放置就位，在这里，试样卡可被推离开载带器200而进入培养工位600。

三个光中断传感器1050A，1050B和1050C(图29和30)在整个行进过程中追踪载带器200的位置。这三个传感器1050安装在单块印刷电路板1052上，该电路板卡扣在传送子组件的底座1016上。载带器200在可拆卸且可替换的耐磨衬条1054上滑动。耐磨衬条1054最大程度地减小了载带器200和底座1016之间的摩擦。

如上所述，线性促动器步进电动机1006使块1004移动。块1004约束顶升杆1012。该电动机的轴1010几乎在整个子组件1002的长度上延伸。轴1010的末端在图29中最佳显示的座架1020上旋转。电动机末端安装在铝支架1018中。电动机1006通过四个振动控制孔圈和有肩螺钉而间接安装在支架1018上。

旋转的电动机1006沿着轴1010的长度来驱动梯形螺纹的螺母1005(图32)上。螺母1005被压入铝支架1056中，并且通过两个振动控制孔圈1058和有肩螺钉1060而间接连接在驱动块1004上。有肩螺钉1060允许螺母1005自对准，防止螺母1005与轴1010粘结在一起。孔圈1058防止螺母1005所产生的噪音经由驱动块1004而传播到底座1016中。

螺母1005可使驱动块1004水平移动。当朝着仪器前方移动时，块1004上的支承面1060会推压载带器200的后表面220(图14)。当朝着仪器的后面移动时，两个顶升杆112穿过驱动块中的孔1024，而与试样载带器底侧上的肋条222相接合(见图15)。

当驱动块1004处于前面时，该驱动块可用作插入到仪器中的新试样载带器200的止挡件。当驱动块1004处于仪器后面时，反射传感器1064(图29)检测到它，并指示仪器的微控制器，告知块1004现在处于其原始位置。

三个光中断传感器1050A，1050B和1050C安装在印刷电路板1052上。使用电路板1052可消除将传感器直接安装在底座1016上时所需要的导线螺钉。如上所述，传感器1050A，1050B和1050C检测载带器200底侧上的切口212。每个切口对应于一个试样卡的位置。这些传感器定位在印刷电路板上，位于试样卡的与反射传感器相反的位置(传感器1050A)，条形码读取位置(传感器1050B)和培养器装载位置(1050C传感器)。这些传感器1050A-C使得载带器位置得以持续地监测。

顶升杆子组件包括两个安装在铝块1022中的垂直顶杆1012，铝块1022在顶杆的基部包含两个球轴承滚柱，其用作支承轮。支承轮在其上滚动的水平面1066在仪器前面附近是台阶状的，以便提供凸轮面或坡面1014。该台阶是成角度的，以允许支承轮上下滚动，从而使顶杆1012升降。压缩弹簧1070位于顶杆上且处于顶升杆子组件的主体和驱动块1004之间，从而保证顶升杆子组件在沿着凸轮1014向下滚动时下落。

导轨1072用于约束载带器的来回运动。耐磨衬条1054安装在底座1016的左右水平面上，如图29所示，以便提供可供载带器200在其上滑动的低摩擦且耐磨的表面。

仪器的培养器工位600的前盖602为传送系统提供三种功能。首先，水平肋条1080(图17)防止试样卡在插入到培养工位600中之前滑动而脱离载带器200的右侧。其次，安装在前面附近的反射传感器1040(也见图17)确定载带器200何时设在工位中。第三，刚好安装在传感器1040后面的传感器1042对试样卡100进行计数，并确定其在载带器200上的位置。

如图3A和16中最佳地所示，仪器的前面板具有进入装载及卸载工位16的锥形通道，以便于装载载带器200。将载带器200插入，直到它与驱动块1014形成接触。将门14关闭，而传感器1040记录载带器的存在。门14和驱动块1004之间的空间设置成使得反射传感器1040在载带器200处于装载及卸载工位中时将一直检测载带器200的存在。

电子控制器件和固件

仪器10包括用于控制仪器的各模块和子系统操作的电子控制器件和固件。电子控制器件是传统的。如果给出了现有技术的目前技术现状，那么本领域中的技术人员就可在普通努力下从本说明书公开中研制出这种电子装置和固件。

工作流程(图34)

现在将结合图34和其它附图一起，来介绍仪器10的工作流程及处理步骤。在步骤1100，使用者以离线方式来准备培养液样品，将该流体样品装入试管内，扫描试样卡100上的条形码，并将试样卡100和试管装载到载带器(检测盒)200中。条形码可利用单独的条形码扫描器进行离线式的扫描。该扫描步骤可以在具有工作站或计算机的单独识别工位处进行，所述工作站或计算机被编程，以便接收正在检测的样品的相关信息，扫描正在使用的试样卡的条形码，并扫描载带器的条形码。

在步骤1102，使用者打开真空室门302，并将装载后的载带器(如图7)装载到真空室304中，见图3A。然而使用者关闭门302，从而密封该真空室。

在步骤1104，使用者借助于使用者界面22的小键盘来启动真空循环，以便充填试样卡。

在步骤1106，通电启动真空泵，从而在真空室304中产生真空。这种真空排代就以上述方式充填了载带器中的试样卡。

在步骤1108，进行检测，看看试剂是否成功填充。真空形成的斜率和时间受到监测，以保证试剂填充。

在步骤1110中，如果填充试剂没有成功，那么如在1112步骤中所示中止载带器处理过程，使用者从真空工位300上取下载带器200。

在步骤1114中，如果成功填充试剂，那么使用者从真空室304上卸载载带器200。

在步骤1116中，使用者打开门14，并手工将载带器放置在装载及卸载工位16中。通过传感器1040对载带器进行检测(图17)。

在步骤1118中，传送系统1000将载带器200移动到条形码阅读器工位60上。在途中，试样卡传感器1042会对装入载带器内的试样卡100进行检测(图17)。

在步骤1120中，位于阅读器工位60中的条形码扫描器读取载带器和试样卡上的条形码。将载带器和试样卡上的条形码同离线扫描的条形码进行比较(如果已经进行过这种扫描的话)。

在步骤1122中，仪器确定条形码读取是否成功。如果不成功，该处理程序继续进行到步骤1124，在该步骤中，传送系统1000移动载带器，使其返回到装载/卸载工位16，并且门14被解锁。在步骤1126中，使用者可改正可能出现的错误。

如果条形码读取成功，那么处理程序继续进行到步骤1128。在这个步骤中，传送系统将载带器移动到密封器工位400上。

在步骤1130中，密封器400对载带器中的每个试样卡都以上述的方式进行密封。移液管内残留物掉落到试管中。其余短管密封了试样卡。

在步骤1132中，进行检查，以确定所有试样卡的密封是否成功。这可通过监测热密封器导线电流、监测密封器电动机的步进幅度、以及监测传送电动机的步进幅度来进行，如果没有错误，那么密封器就起了作用。

如果密封步骤没有成功，那么处理程序继续进行至步骤1142，并中止检测，程序继续进行至步骤1138。

如果密封步骤是成功的，那么传送系统1000将载带器200移动至试样卡自动装载器系统500上，如步骤1134所示。之前已经介绍过这种试样卡自动装载器。

在步骤1136中，试样卡自动装载器工位500将试样卡一次一个地装载到培养工位600中的圆盘传送带上。培养器圆盘传送带可以旋转或分度移动到任何可用位置，以容纳下一试样卡。

在步骤1138中，在完成步骤1136之后，传送系统1000将带有试管和移液管残留物的载带器200移动到装载及卸载工位16。

在步骤1140中，使用者拆下载带器200，并丢弃试管及其内容物。载带器现在可以重复使用。

在步骤1144中，试样卡100现在被安置在培养器工位600中，在这里，试样卡将在恒温下进行培养。

在步骤1146中，将试样卡周期性地从圆盘传送带上的凹槽中推出，而将其放入试样卡传送系统700中，在该传送系统内，试样卡往返于读取系统800地往复穿梭。对试样卡中所有集池的读取设计成每15分钟进行一次。

在步骤1148中，通过光学模块802获得的透射比测量数据经由仪器10中的通讯端口或接口而传送到单独的工作站。

在步骤1150中，进行检查，以确定试样卡的读取是否完成。例如通过检查一个或多个集池中是否进行了反应，使得对试样卡的周期性读取可确定样品的识别或样品的敏感性。如果没有完成检测(即需要更多读取工作)，那么程序继续进行至路线1152，并将试样卡送回圆盘传送带上的其凹槽中，以便进行更进一步的培养和另外的读取工作，并重复步骤1144，1146，1148和1150。

如果在步骤1150中完成了读取，那么就进行检查，看看处置工位外罩904中的废物容器是否填满。如果已填满，那么就在步骤1158通知使用者。如果未填满，试样卡传送系统700将试样卡一直移动到左边并经过凸缘702的末端，并且试样卡落入处置系统的斜槽910中，并掉在外罩904中的废物容器中。

在步骤1162中，使用者定期清空废物容器。

从以上所述中应该理解，已经介绍了一种利用试样装置对多个包含在敞口容器106中的试样进行处理的方法，所述容器和试样装置100由载带器200载带；每个试样装置100都具有移液管102，其提供了试样装置100和其中一个容纳在载带器200中的流体容器106之间的流体连通，如图7所示。该方法包括如下步骤：

将载带器200手工放置到具有真空室304的真空工位300中，并对真空工位的真空室304施加真空，以便由此而将试样成批传送到试样装置100中；

在已经完成移液操作之后，从真空工位的真空室304中手工取出载带器200；

将载带器200手工放置在远离真空工位300的自动载带器及试样装置处理子系统50中，并且

利用传送系统1000来自动地传送载带器。载带器在试样装置处理子系统50中移动，该试样装置处理子系统具有能够自动地进行以下操作的多个模块：a)密封试样装置(密封器工位400)、b)培养试样装置(培养工位600)和c)读取试样装置(阅读工位800)。如附图所示，真空工位300和载带器及试样装置处理子系统50集成在单个一体式的紧凑型试样处理仪器10中。

根据试样装置的结构及其它因素，可构思出与所公开实施例的细节不同的变型。鉴于上述内容，本发明的范围通过参考所附权利要求来确定。

Claims (12)

1.在一种使试样装置运动通过自动样品检测仪器的载带器中，所述载带器具有用于接受N个试样装置的N个接受结构，其中N是大于一的整数，每个接受结构用于接受一个试样装置，所进行的改进包括：

提供N个在所述载带器中形成的光中断定位特征，每个所述定位特征定位成与其中一个所述接受结构相配准，从而通过所述样品检测仪器中的固定的光中断传感器对其中一个所述定位特征的检测，就检测出放置在与所述定位特征相对应的所述接受结构中的试样装置的位置。

2.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述载带器在具有纵向轴线的方向上运动通过所述仪器，所述试样装置定向成在所述载带器中处于与所述纵向轴线正交的方向上，其中，所述定位特征设置在所述载带器上并且处于与所述载带器在所述仪器中的运动方向平行的方向上。

3.根据权利要求2所述的改进，其特征在于，所述载带器包括上表面和下表面以及第一侧面区域及第二侧面区域，其中，所述定位特征包括在从所述下表面上悬垂出的肋条中形成的空隙，所述肋条设置在所述第一侧面区域与第二侧面区域之间，所述固定的光中断传感器沿着所述载带器的其中所述肋条越过所述光中断传感器的运动路径而定位在所述仪器中。

4.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述载带器还包括具有把手的第一部分，以及相对的具有平面板的第二部分，所述面板用于接受与所述载带器相关联的条形码。

5.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述载带器还包括N个试管接受结构，其定位成与所述N个试样装置接受结构相配准。

6.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述载带器还包括用于所述接受结构的字母数字混合编制的标记。

7.根据权利要求6所述的改进，其特征在于，所述字母数字混合编制的标记包括设在所述载带器上的与所述接受结构相配准的数字1...N。

8.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述试样装置包括具有多个集池的试样卡。

9.一种用于在试样装置通过自动样品检测仪器的过程中保持住试样装置的载带器，其包括：

具有上部分、下部分以及第一侧面部分及第二侧面部分的主体；

位于所述上部分中的接受结构，其用于保持住多达N个试样装置以及多达N个含有试样的试管；

包括把手的部分，以及具有用于接受机器可读标记的平面板的相对部分；和

N个光中断定位特征，每个所述定位特征都定位成与其中一个所述接受结构相配准，因而通过所述样品检测仪器中的固定的光中断传感器对其中一个所述定位特征的检测，就检测出放置在与所述定位特征相对应的接受结构中的所述试样装置的位置。

10.根据权利要求9所述的载带器，其特征在于，所述试样装置包括具有多个集池的试样卡。

11.根据权利要求9所述的载带器，其特征在于，所述载带器还包括用于所述接受结构的字母数字混合编制的标记。

12.根据权利要求11所述的载带器，其特征在于，所述字母数字混合编制的标记包括设于所述载带器上的与所述接受结构相配准的数字1...N。

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