用于確定豎直位置的設(shè)備以及實驗室自動化系統(tǒng)技術(shù)方案

一種設(shè)備，該設(shè)備用于確定在第一部件和至少一個第二部件之間的至少一個接口分界面的豎直位置，該部件構(gòu)成在樣品容器中的不同的層，該設(shè)備包括：第一傳感單元，其包括：第一激光二極管，第一校準光學(xué)件，第一光檢測器；第二傳感單元，其從第一傳感單元豎直地間隔開給定豎直距離D并且包括：第二激光二極管，第二校準光學(xué)件，第二光檢測器；驅(qū)動單元，適于相對于第一傳感單元和第二傳感單元移動樣品容器；位置傳感單元，適于輸出指示樣品容器的豎直位置的位置傳感信號z；以及豎直位置確定單元，其適于確定至少一個接口分界面的豎直位置。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于確定豎直位置的設(shè)備以及實驗室自動化系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及用于確定在第一部件和至少一個第二部件之間的至少一個接口分界面的豎直位置的改進設(shè)備，該部件構(gòu)成樣品容器中不同的層，并且涉及實驗室自動化系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
US2012/0013889A1公開了一種用于確定在第一部件和至少一個第二部件之間的至少一個接口分界面的豎直位置的設(shè)備，所述部件構(gòu)成在樣品容器或者樣品管中的不同的層。該公開的設(shè)備包括在相同豎直位置的第一和第二傳感單元。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于在US2012/0013889A1中公開的設(shè)備，本公開的專利技術(shù)的一個方面是改進接口分界面位置檢測的性能，特別是標簽附連在樣品容器的位置。改進的接口分界面檢測由根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備以及根據(jù)權(quán)利要求9的實驗室自動化系統(tǒng)提供。該設(shè)備適于檢測在第一部件和第二部件之間的接口分界面的位置，該部件構(gòu)成在如在自動化實驗室儀器中使用的傳統(tǒng)的透明的樣品容器或者樣品管中的不同的層。例如，設(shè)備可以檢測在容置血液的離心分離樣品管中的不同層之間的水平接口分界面，諸如在血清或者血漿層以及或者分離中間層（在所謂的管中）或者凝血（血液細胞）層之間的接口分界面。本公開的設(shè)備包括第一傳感單元，其包括第一激光二極管，第一激光二極管發(fā)射具有第一波長的光，第一波長基本由樣品容器以及第一部件傳輸。第一傳感單元進一步包括適于校準由第一激光二極管產(chǎn)生的第一波長的光的第一校準光學(xué)件，從而該光以在空間中具有限定的直徑和方向的光束的形式被發(fā)射。該光束可以大致垂直于樣品容器的豎直軸線傳播，例如以相對于樣品容器的豎直軸線85度和95度之間的角度，諸如在89度和91度之間。進一步，光束可以大致通過樣品容器的豎直軸線傳播。第一傳感單元進一步包括第一光檢測器，例如，光電二極管或者光電晶體管，其產(chǎn)生第一傳感信號，例如響應(yīng)于到達第一光檢測器的具有第一波長的光的密度指示的傳感電壓或者傳感電流。該設(shè)備進一步包括第二傳感單元，其與第一傳感單元豎直地間隔開一段豎直距離。該豎直距離可以通過設(shè)計明確并且在操作設(shè)備期間通常是不改變的。第二傳感單元包括第二激光二極管，其發(fā)射具有第二波長的光，第二波長大致由樣品容器傳輸?shù)怯傻谝徊考钃趸蛘呶铡５诙鞲袉卧M一步包括適于校準由第二激光二極管產(chǎn)生的第二波長的光的第二校準光學(xué)件，從而該光發(fā)射為具有空間上限定的直徑和方向的光束的形式。光束可以大致垂直于樣品容器的豎直軸線傳播，例如以相對于樣品容器的豎直軸線85度和95度之間的角度，諸如在89度和91度之間。進一步，光束可以大致通過樣品容器的豎直軸線傳播。該具有第二波長的形成光束以及具有第一波長的形成光束可以在平行地但是由第一和第二傳感單元之間的豎直距離間隔開的豎直地間隔開的路徑中傳播。在特別的實施例中，由第一激光二極管以及第一校準光學(xué)件在第一波長處產(chǎn)生的光束以及由第二激光二極管以及第二校準光學(xué)件在第二波長處產(chǎn)生的光束具有在空間上大致相同的直徑以及大致平行的傳播方向。根據(jù)本公開，具有在空間上大致相同的直徑以及方向的光束用于增加接口分界面檢測的精確度。第二傳感單元進一步包括產(chǎn)生第二傳感信號（例如電壓或者電流）的第二光檢測器，第二傳感信號響應(yīng)于到達第二光檢測器的具有第二波長的光的密度指示。該設(shè)備進一步包括驅(qū)動單元，例如，具有夾持器以夾持樣品容器，適于相對于樣品容器，或者一起或者單獨地移動第一傳感單元和第二傳感單元。在一些實施例中，驅(qū)動單元提供在與（圓柱）樣品容器或者管的中心軸線對齊的基本豎直方向以及圍繞（圓柱）樣品容器或者管的中心軸線的旋轉(zhuǎn)方向上在第一和第二傳感單元之間的相對運動。該設(shè)備進一步包括位置傳感單元，適于輸出指示樣品容器的豎直位置的位置傳感信號，例如，相對于第一傳感單元，或者第二傳感單元，或者任何其它給定或者知道的相對位置。該相對位置可以例如由限定參照豎直位置的光壘（lightbarrier）限定。設(shè)備進一步包括豎直位置確定單元，其適于匹配第一傳感信號和第二傳感信號，從而第一傳感信號和第二傳感信號對應(yīng)于近似相同的豎直位置。該匹配反映了第一傳感單元和第二傳感單元豎直間隔開給定的豎直距離，從而在給定測量時間第一傳感器信號和第二傳感器信號對應(yīng)于樣品容器的不同豎直位置。該匹配可以通過變換其中一個傳感信號的豎直位置坐標完成。豎直位置確定單元進一步適于響應(yīng)于匹配的傳感信號以及位置傳感信號計算或者確定至少一個接口分界面的豎直位置。激光二極管光源使得可以檢測部件接口，即使當(dāng)標簽被附連至樣品容器時。在本公開的設(shè)備應(yīng)用的實驗室中常見的實踐是當(dāng)樣品被處理以產(chǎn)生分析結(jié)果時，醫(yī)務(wù)或者實驗室人員會增加多層標簽（諸如2，3，4或者甚至5或者更多層）。然而，即使使用了由激光二極管光源所提供的增強密度，可是當(dāng)附連至樣品管的標簽的數(shù)量增加時，也可以到達本公開的傳感單元的檢測極限或者也可以觀察到少于所期望的信噪比。因此，在特別的實施例中，為了減少在撞擊光傳感器之前由激光二極管所發(fā)出的光必需穿過的標簽層的數(shù)量，本公開的設(shè)備進一步包括機構(gòu)以旋轉(zhuǎn)第一和第二傳感單元關(guān)于樣品管的豎直軸線（或者至少近似關(guān)于它的豎直軸線）的相對位置。例如，樣品管可以旋轉(zhuǎn)或者第一和第二傳感單元可以圍繞樣品管旋轉(zhuǎn)，或者二者均可以旋轉(zhuǎn)。與具有共享的校正光學(xué)的設(shè)備（即，多波長的光束共享相同的測量路徑）相比較，波長特定校正光學(xué)優(yōu)化本公開的設(shè)備的檢測性能。共享的校正光學(xué)通常優(yōu)化其中一個波長，以及因此具有對于其它波長降低的性能。可替換地，進行折中以使得校正光學(xué)對于任何波長不是優(yōu)化的。最后，通過使用匹配操作，由于傳感單元的豎直間隔而不同的測量路徑被實際地匹配或者彼此對齊，使得能夠進行傳統(tǒng)的接口分界面檢測，例如，在具有不同波長的光束之間的比率基礎(chǔ)，正如在US2012/0013889A1中所公開的那樣。豎直位置確定單元可以進一步適于利用在匹配的傳感信號之間的比率計算至少一個接口的豎直位置。在匹配之后，可以評估在第二傳感信號和第一傳感信號（或者反之亦然）之間的份額，其中份額可以與給定閾值進行比較。對其比較結(jié)果改變的豎直位置可以確定為豎直接口分界面位置。部件可以選自下面的組，包括空氣，（血液）血清或者血漿，分離的凝膠，以及凝血（血液細胞）。第一波長可以在400nm和1200nm范圍之內(nèi)以及第二波長可以在1300nm和1700nm范圍之內(nèi)。如上所述，驅(qū)動單元可以適于圍繞樣品容器的豎直軸線旋轉(zhuǎn)樣品容器。這樣，設(shè)備可以適于對于旋轉(zhuǎn)的樣品容器，重復(fù)至少一個接口的豎直位置的檢測。在標簽被附連至樣品容器的情況下，這簡化了接口檢測，因為通過旋轉(zhuǎn)，可以發(fā)現(xiàn)具有更少標簽層的測量路徑，這提高了信噪比。第一校準光學(xué)件可以特別地適于第一波長，第二校準光學(xué)件可以特別地適于第二波長，例如通過波長特定的幾何尺寸，波長特定的材料等。驅(qū)動單元可以進一步適于插入樣品容器進入樣品容器承載件，進入樣品容器傳輸器，進入樣品分裝器，進入分析儀器等，其中接口檢測處理可以同步進行。通過平行地執(zhí)行這兩項任務(wù)，即接口檢測和插入，整個處理時間可以顯著地減少。實驗室自動化系統(tǒng)適于處理包括在樣品容器中的部件。所述系統(tǒng)包括上述的設(shè)備。所述系統(tǒng)進一步包括至少一個實驗室站，功能地耦合至設(shè)備。該系統(tǒng)可以包括不同的實驗室站，諸如預(yù)分析站，分析站以及后分析站。設(shè)備和實驗室站可以借助于數(shù)據(jù)總線功能性地耦合，該本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種設(shè)備（100），該設(shè)備用于確定在第一部件（1）和至少一個第二部件（10）之間的至少一個接口分界面的豎直位置，該部件（1，10）構(gòu)成在樣品容器（3）中的不同的層，該設(shè)備包括：第一傳感單元（4），其包括：第一激光二極管（4a），其發(fā)射具有第一波長的光，具有第一波長的光基本由樣品容器（3）和第一部件（1）傳輸，第一校準光學(xué)件（4b），其適于校準具有第一波長的光，從而該光發(fā)射為具有空間上限定的直徑和方向的光束的形式，以及第一光檢測器（4c），其響應(yīng)于施加至第一光檢測器（4c）的具有第一波長的光的密度產(chǎn)生第一傳感信號（S1），第二傳感單元（5），其與第一傳感單元（4）豎直地間隔開給定豎直距離D并且包括：第二激光二極管（5a），其發(fā)射具有第二波長的光，具有第二波長的光大致由樣品容器（3）傳輸?shù)潜坏谝徊考?）阻擋，第二校準光學(xué)件（5b），其適于校準具有第二波長的光，從而該光發(fā)射為具有空間上限定的直徑和方向的光束的形式，其中具有第二波長的形成的光束與具有第一波長的形成的光束平行且在以給定的豎直距離D所分開的豎直間隔開的路徑中傳播，以及第二光檢測器（5c），其響應(yīng)于施加至第二光檢測器（5c）的具有第二波長的光的密度產(chǎn)生第二傳感信號（S2），驅(qū)動單元（6），其適于相對于第一傳感單元（4）和第二傳感單元（5）移動樣品容器（3），位置傳感單元（7a，7b），適于輸出指示樣品容器（3）的豎直位置的位置傳感信號（z），以及豎直位置確定單元（8），其適于匹配第一傳感信號（S1）和第二傳感信號（S2），從而第一傳感信號（S1）和第二傳感信號（S2）對應(yīng)于相同的豎直位置，以及響應(yīng)于匹配的傳感信號（S1，S2’）和位置傳感信號（z）確定至少一個接口分界面（IF）的豎直位置。...

【技術(shù)特征摘要】
2013.02.21 EP 13156227.41.一種實驗室自動化系統(tǒng)，其用于處理包括在樣品容器(3)中的部件，該系統(tǒng)包括：-設(shè)備(100)，該設(shè)備用于確定在第一部件(1)和至少一個第二部件(10)之間的至少一個接口分界面的豎直位置，該第一部件(1)和該至少一個第二部件(10)構(gòu)成在樣品容器(3)中的不同的層，-實驗站(14)，其功能地耦合至設(shè)備(100)，-該設(shè)備(100)包括：-第一傳感單元(4)，其包括：-第一激光二極管(4a)，其發(fā)射具有第一波長的光，具有第一波長的光基本由樣品容器(3)和第一部件(1)傳輸，-第一校準光學(xué)件(4b)，其適于校準具有第一波長的光，從而該光發(fā)射為具有空間上限定的直徑和方向的光束的形式，以及-第一光檢測器(4c)，其響應(yīng)于施加至第一光檢測器(4c)的具有第一波長的光的密度產(chǎn)生第一傳感信號(S1)，-第二傳感單元(5)，其與第一傳感單元(4)豎直地間隔開給定豎直距離D并且包括：-第二激光二極管(5a)，其發(fā)射具有第二波長的光，具有第二波長的光大致由樣品容器(3)傳輸?shù)潜坏谝徊考?1)阻擋，-第二校準光學(xué)件(5b)，其適于校準具有第二波長的光，從而該光發(fā)射為具有空間上限定的直徑和方向的光束的形式，其中具有第二波長的形成的光束與具有第一波長的形成的光束平行且在以給定的豎直距離D所分開的豎直間隔開的路徑中傳播，以及-第二光檢測器(5c)，其響應(yīng)于施加至第二光檢測器(5c)的具有第二波長的光的密度產(chǎn)生第二傳感信號(S2)，-驅(qū)動單元(6)，其適于相對于第一傳感單元(4)和第二傳感單元(5)移動樣品容器(3)，-位置傳感單元(7a，7b)，適于輸出指示樣品容器(3)的豎直位置的位置傳感信號(z)，以及-豎直位置確定單元(8)，其適于-匹配第一傳感信號(S1)和第二傳感信號(S2)，從而第一傳感信號(S1)和第二傳感信號(S2)對應(yīng)于相同的豎直位置，以及-響應(yīng)于匹配的傳感信號...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D克蘭克，M科勒，
申請(專利權(quán))人：霍夫曼拉羅奇有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞士;CH