JP5894181B2 - 試料を時間制御された態様で格納する空調室装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料を時間制御された態様で格納する空調室装置に関する。

従来では、試料皿に含まれた大量の試料を培養室に導入して可能な限り高い格納密度を実現する培養器用自動供給装置が知られている（例えば、特許文献１乃至４）。
時間制御された格納庫の場合、循環エレベータシステムやコンベヤベルトシステム等の再載荷システムが培養室内に一体に設けられていた。

これらのソリューションは、高い充填密度を達成できるものの、培養器に統合されたコンベヤシステムが汚れたときに清浄しにくく、また単一の試料を個別に取り出せないという欠点を有する。
試料は、コンベヤシステムが前進するときに限り、コンベヤシステムによって決められた順序でのみ取り出すことができる。

特許文献１では、回転式コンベヤとして設計された格納システムを含む培養器が開示されている。

特許文献２では、物体格納手段と内部移動手段とを含む気候室が開示されている。
この文献によると、格納される物体は、外部移動手段から内部移動手段に渡され、内部移動手段が既定の格納位置に物体を格納する。

また特許文献３では、垂直方向で固定されているが回転可能である回転ラックを含み、供給手段によって自動的に積載する気候格納室が開示されている。
この例では、供給／積載手段が気候室内に配置されている。

同様に、特許文献４では、自動的に積載可能な気候室が開示されている。
この気候室は、垂直に剛直な格納システムをさらに含んでいる。
さらに、この気候室の内部に移動手段が配置されている。
この移動手段は、気候室に試料が導入された後、それらの試料をそれぞれの区画に格納する。

以上の例は、垂直位置が異なるさまざまな格納位置に、培養器内に設けられた移動手段が容易に到達する点で有利である。

欧州特許公開第０２９３７８２Ａ１号公報 独国特許第１０３０４０１２Ｂ４号公報 国際公開第０２／０５９２５１Ａ２号公報 独国特許公開第１０００９５５５Ａ１号公報

しかし、欠点として、移動手段を気候室内に設ける必要がある。
これにより、かかる移動手段を駆動することで、気候室内の条件に悪影響が及ぶ。
こうした悪影響として、一方では機械部品の摩滅によって生じ、他方ではモータの熱によって生じる虞がある。

本発明の目的は、高い充填密度を達成し、容易に清浄し、個別の試料を時間制御された態様で取り出せる装置を提供することである。

この目的は、請求項１の前提部分の特徴に、同項の特徴記載部分の特徴を組み合わせることにより達成される。

時間制御された格納用の空調室装置は、既知の態様で、１つ以上の壁を有する気候密封室に試料容器を自動的に供給および回収する供給回収手段を含む。
試料容器は、気候密封室の１つ以上の開口部を通じて気候密封室に導入される。
自動供給回収手段は、１つ以上の駆動制御部を有する。
さらに、空調室装置の内部に、試料を受け取る培養器貯蔵部が設けられている。
培養器貯蔵部の垂直方向の延長は固定および／または制限されている。

本発明によると、供給回収手段は、気候密封室の外部の受取位置にある試料容器を把持して一意の格納位置に配置する把持部を含む。
ここで、供給回収手段は、空調室装置の外部に配設されている。
試料容器は、把持部により個別に回収されるように構成されている。

試料容器を把持部により一意の格納位置に個別に供給して配置することにより、例えば、気候密封室としての気候室に導入された試料容器を個別の指定期間で培養したり、各試料の現在の状態を中間分析したりすることが可能となる。

把持部を使用して試料を外部から気候室に導入して内部に配置することにより、培養器貯蔵部をきわめて簡素な設計にすることができ、清浄が容易になる。
さらに、供給回収手段を気候室の外部に配置することで、気候室の汚れを最初から防ぐことができ、熱または冷気が気候室に伝わるのを防ぐこともできる。

第１の有利な実施例では、把持部が、受取位置で把持した試料容器を回転させてから培養器貯蔵部に配置するための関節部を含み得る。
試料容器を回転運動させるには、試料容器の外形によっては、広いスペースが必要になる。
供給回収手段と把持部とを気候室の外部に配置することにより、試料容器のかかる回転運動に対応するために気候室のスペースを犠牲にしなくて済む。
したがって、試料容器の位置合わせを供給回収手段により気候室の外部で実行できる。

結果として、試料を適切な向きで格納部に速やかに配置できる。
この方法は、ペトリ皿で成長した培養物にとって特に有利である。
気候化の過程で形成された凝結水がペトリ皿に含まれている培地に滴り落ちず、培養物の成長に影響を与えないからである。
代わりに、これらの凝結水は蓋に残存し、および／または収集されてから揮発する。
これにより、信頼性が高まり、試料の品質が向上する。

試料を自動的に回転させるため、培養物を培地に適用した後に人間が介入して試料の追加処理を行う必要がなくなる。
これにより、人的ミスが排除される。
さらに、試料を自動的に適用する追加の手段と組み合わせて最適なインライン処置を実現しつつ、格納ミスを防ぐことができる。

信頼性を向上させるために、受取位置での試料容器（詳細にはペトリ皿）の姿勢を評価する姿勢判断手段を設けてもよい。
これにより、試料容器は、気候密封室に導入されるときに、必要な場合に限り把持部によって回転させられる。
試料容器が受取位置で既に回転済み姿勢である場合は、試料容器を再度回転させずに気候密封室に導入するか、有資格の担当者による点検のために取り出せる。
この姿勢判断手段は、使用するペトリ皿の設計によっては、簡単な光バリアでよい。

本発明の特に有利な実施例では、供給把持アームに連結された把持部が、その把持部をさまざまな垂直位置に移動するために使用される移動手段に取り付けられる。
これにより、把持された試料をさまざまなレベルに配置でき、培養器貯蔵部の設計を複雑にすることなく一意の位置に配置できる試料の数を大幅に増やすことができる。
また、試料を格納する培養器貯蔵部ではなく、把持手段の垂直位置を調整することにより、アクセス速度を向上させることができる。
さらに、水平移動可能な支持部または水平移動可能な供給把持アームに把持部を設けて、試料を気候室に対して水平に移動してもよい。

時間データを生成するために、受取領域の受取手段にバーコードリーダを設けてもよい。
このバーコードリーダにより、各試料のバーコード情報に基づいて、個別の試料容器を格納する時間を個別に設定することが可能になる。
また、このバーコードまたはその他の種類の識別ラベルにより、かかる識別データに基づいた一意、かつ、完全自動の格納部を実現できる。
さらに、試料が適切な気候室に導入され、その気候室で取り扱われているかどうかを確認できる。

気候室と非気候室（空間）との間に得られるインターフェイスは、気候室と非気候室とを分離している部分に、供給把持アーム／把持部が気候室に向かって通過できる開口部が常に存在するように必然的に形成され得る。

この開口部は、空調室装置（培養器）の高さ全体にわたって延長させ、その高さ全体で空調室装置（培養器）に積載できるようにしてもよい。
気候室の理想的な空調を可能にし、同時に熱または冷気の不要な損失を防いでエネルギーの無駄をなくすために、必要に応じて開放できるカバーが垂直方向に長尺な開口部に設けられる。

好ましくは、このカバーは、実際に必要な開口部のみを残してカバーするように設計され、この開口部は、試料容器を供給または回収できるように垂直に移動し得る。
貫通路の上端および下端が、上下のローラに巻き取られるロールブラインド型カバーに連結されるように実装してもよい。
これにより、貫通路を最低限開いた状態で、最大限の垂直移動範囲を確保できる。
この開口部は、気候条件に悪影響を与えない。

追加の安全策として、データ処理手段によって割り当てられた格納位置が実際に空いているかどうかを確認するセンサーを設けてもよい。

本発明のさらなる実施例は、試料が取り出されるかまたは導入された後に貫通路を閉じる、貫通路用の閉鎖部を提案する。

さらに別の有利な実施例では、培養器貯蔵部が、簡単な構成でスペースをさらにうまく利用できる回転ラックの形式をとる。
回転ラックを使用した場合は、把持部を開口部に近い位置まで動かすだけで、回転ラックの回転により常に試料を特定の位置に配置するかまたは該位置から取り出せるため、依然として高い充填密度が実現される。
有利なことに、試料の位置は、一意、かつ、高速なアクセスが実現するように、データ処理手段によって指示される。
例えば、回転ラック内で試料を位置決めするために、次のパラメータが指定される。
１つは、回転ラックの回転角度であり、もう１つは、水平面である。
これにより、試料を特定の位置に一意に割り当てることができる。

特に有利な実施例では、試料がペトリ皿によって構成される。

貫通路は、ペトリ皿を水平姿勢で通過させて導入できる開口部を有利に含み得る。
同様に、ペトリ皿を受け取る培養器貯蔵部も水平姿勢である。
ペトリ皿は、その周辺にある個別の回転ラック区画にのみ配置できる。
これには、供給回収手段をきわめて簡単な設計にしながら一意の割り当てを確実に行い、かつ、特定の構成条件の下で高い充填密度を達成できるという利点がある。

試料の自動的な分析と評価とを確実に行うために、詳細にはＣＣＤカメラであるデスクトップ検出器を供給回収手段の近くに設けてもよい。
このデスクトップ検出器は、試料を気候室に導入する前に確認し、得られた結果をデータ処理システム（手段）に格納する。
さらに、格納期間中の試料の成長を比較できるように、試料を所定時間後に気候室から取り出し、再び分析手段に供給してもよい。

このデジタル化された試料分析は、分析情報がサーバーに格納され、したがって複数の人が詳細にはオンラインでアクセスでき、特定の人に送信することも可能であるという点で有利である。

さらに、本発明の主題は、試料を気候室に時間制御された態様で自動的に格納する方法であって、試料を気候室に自動的に導入し、所定時間後に気候室から取り出す方法を含む。

本発明によると、各試料容器には、その試料容器または試料を格納部から取り出すまでの個別の時間間隔を少なくとも１つ割り当てる。
各試料容器には、その試料容器を格納システムに導入するときに、格納システム内の空きスペースを割り当てる。
すなわち、気候密封室に試料容器を導入する工程と、所定時間後に気候密封室から試料容器を取り出す工程とを含んで試料容器を空調室装置の気候密封室に時間制御された態様で自動的に格納する方法において、各試料容器に該試料容器が、前記気候密封室から取り出されるまでの個別の時間間隔を少なくとも１つ割り当て、各試料容器の導入時に該試料容器に前記気候密封室内の培養器貯蔵部内の空き格納スペースを割り当てる。

本発明の方法の有利なステップでは、試料容器を気候室に導入する前に回転させ得る。
すなわち、前記試料容器を前記気候密封室に導入する前に前記試料容器を回転させる。

好ましくは、バーコードの付いた試料を格納前に読み取る。
バーコードに含まれている情報に応じて、かかる情報をさらなる処理のためにデータ処理手段に転送する。
バーコードは、格納間隔、関連する連絡担当者、または特定の気候室への割り当てに関する情報を含み得る。
すなわち、バーコードを備える試料容器を格納前に読み取り、前記バーコードに含まれる情報を追加処理のためにデータ処理システムに転送する。

これに関して特に有利なのは、特定の試料容器に割り当てられた格納位置がまだ別の試料容器によって占有されていないかどうかを確認できることである。

試料の処理の別のステップで、試料容器を少なくとも気候室に初めて導入する前に確認し、その結果をデータ処理システム（手段）に送信する必要があり得る。
すなわち、前記気候密封室に各試料容器を実際に導入する前に該試料容器に対して判断された格納位置を調べて該格納位置が別の試料によって既に占有されていないことを確認し、該確認の結果をデータ処理システムに送信する。

かかる確認には、例えば、試料の状態を記録できるカメラを使用できる。

本発明のさらなる利点、特徴、および考え得る用途は、図面の実施例を参照する以下の説明から把握し得る。

明細書、クレーム、および図面を通じて、用語と、関連する参照番号とは、以下の参照番号の一覧に示すように使用される。

本発明の空調室装置の斜視図。 わかりやすくするために気候室（培養器）の側壁を省略した本発明の空調室装置の斜視図。 本発明の空調室装置の詳細図。

図１は、気候密封室である気候室１２と、非気候室１４と、運搬システム１６への連結部とを含む本発明の空調室装置１０を示す図である。

ペトリ皿１８は、運搬システム１６であるコンベヤラインによって分離手段２０に運ばれるように構成されている。
分離手段２０は、ペトリ皿１８を回転させて受取位置２１に移動するように構成されている。
受取位置２１に到達したペトリ皿１８は、供給把持アーム２２によって取得および昇降され、カメラ４８によって記録され、気候室１２の中に導入されて配置されるように構成されている。
この操作原理について、図２を参照してさらに詳しく説明する。

図２は、側壁を省略した空調室装置１０の図である。
ペトリ皿１８は、供給把持アーム２２によって取得され、回転しながら培養室（培養器）である気候室１２に導入されるように構成されている。
気候室（培養室）１２の内部には、ペトリ皿１８が配置される培養器貯蔵部３０がある。
この培養器貯蔵部３０は、回転ラックの形式をとり、回転可能な軸３２を有し、個別の棚板３４が軸３２に取り外し可能に装着されている。
これらの棚板３４は、必要に応じて、軸３２上で異なる高さに装着され、異なる態様で相互離間させることができるように構成されている。

ペトリ皿１８は、貫通路４０を通って、貫通路４０の反対側にある空きスペースに移動する。
ペトリ皿１８は、把持部２４を備える供給把持アーム２２によって気候室（培養室）に運ばれる。
格納システムである培養器貯蔵部３０は、可動に装着されており、モータによって駆動されるように構成されている。
そのため、棚板３４上の空きスペースが貫通路４０の反対側に位置するように棚板３４を位置決めできる。

これにより、供給把持アーム２２に設けられた把持部２４は、短い距離を移動するだけで、ペトリ皿１８を気候室１２内の一意の位置に配置できる。

さらに、把持部２４を含む供給把持アーム２２が取り付けられる垂直移動可能位置決め手段２８が設けられている。
これにより、把持部２４を含む供給把持アーム２２を培養器貯蔵部３０のさまざまなレベルで位置決めし、ペトリ皿１８を配置できる。
さらに、バーコードリーダ３６が設けられており、ラベルの付いたペトリ皿１８を識別し、かかるデータをデータ処理システム（手段）（図示せず）に送るように構成されている。
データ処理システム（手段）は、各ペトリ皿１８に、培養器貯蔵部３０内の特定の位置を割り当てるように構成されている。
この位置に基づいて、把持部２４を含む供給把持アーム２２が垂直に移動し、割り当てられた格納位置が把持部２４に対する貫通路４０に隣接するように培養器貯蔵部３０が位置決めされる。
位置データに加えて、バーコードに格納し得る時間値も個別の試料容器（１８）に割り当てられる。
かかる時間値は、例えば、個別の試料を空調室装置（培養器）に格納する期間や、個別の試料の中間分析が必要かどうかを指定し得る。

特定の試料の時間値が失効すると、把持部２４を含む供給把持アーム２２と培養器貯蔵部３０とが、ペトリ皿１８を気候室１２から取り出せるそれぞれの位置に再び移動するように構成されている。
試料容器（１８）は、把持部２４を含む供給把持アーム２２によって再び回転して分離手段２０に配置される。
その後、分離手段２０を加工ライン内でさらに移動させ得る。
試料容器（１８）を分離手段２０に配置する前に、バーコードリーダ３６で、取り出すペトリ皿１８が正しいペトリ皿１８であるか確認するように構成されている。
これはエラーに対する追加の安全策である。

図３は、把持部２４を含む供給把持アーム２２の詳細図である。この位置では、把持部２４を含む供給把持アーム２２が軸受２６に設置されていることがよくわかる。
把持部２４を傾斜させることで、ペトリ皿１８が１８０度回転する。
このようなペトリ皿１８の回転には、気候化の際にペトリ皿１８内で形成され得る凝結水が試料の培地に残らず、蓋に滴り落ち得るという利点がある。

さらに、この図は、試料を通過させて気候室（培養室）１２に導入し得る貫通路４０を示している。
この貫通路４０は、ペトリ皿１８がかろうじて通り抜けられる大きさに設定されている。
試料が異なる垂直位置で通過できるように、気候室１２から非気候室１４への移行部にある側壁４３に垂直方向に長尺な開口部４２が設けられている。
ただし、この図では、この開口部４２はロールブラインド型システム４４によって覆われている。
このロールブラインド型システム４４は、貫通路４０の下端と上端の両方に取り付けられている。
開口部４２の下端と上端とにテンションプーリが設けられ、貫通路４０の上下動に合わせてロールブラインド型システム４４を上下させるように構成されている。
貫通路４０は、把持部２４を含む供給把持アーム２２が取り付けられた垂直移動可能位置決め手段２８に連動するように構成されている。
したがって貫通路４０は、把持部２４を含む供給把持アーム２２に対して常に適切に位置決めされる。
適切な垂直位置に配置された把持部２４は、垂直移動可能位置決め手段２８により供給把持アーム２２を介して貫通路４０を通って気候室（培養室）１２に導入され、培養器貯蔵部３０の最寄りの貯蔵部に挿入される。

本発明の空調室装置１０の設計により、試料を自動的および個別化された方法で扱うことが可能となり、個別の時間指定に基づいて試料容器（１８）を完全自動で気候室（培養器）１２に導入するか、または気候室（培養器）１２から取り出すことができる。
さらに、このように試料を個別に導入および取り出すことで、試料の中間検査を自動的に行うことができる。

１０ ・・・ 空調室装置
１２ ・・・ 気候室（培養器、培養室、気候密封室）
１４ ・・・ 非気候室
１６ ・・・ 運搬システム
１８ ・・・ ペトリ皿（試料容器）
２０ ・・・ 分離手段
２１ ・・・ 受取位置
２２ ・・・ 供給把持アーム（供給回収手段）
２４ ・・・ 把持部（供給回収手段）
２６ ・・・ 軸受
２８ ・・・ 垂直移動可能位置決め手段
３０ ・・・ 培養器貯蔵部（格納システム）
３２ ・・・ 軸
３４ ・・・ 棚板
３６ ・・・ バーコードリーダ
４０ ・・・ 貫通路
４２ ・・・ 開口部
４３ ・・・ 側壁
４４ ・・・ ロールブラインド型システム
４８ ・・・ カメラ（検出手段）

Claims (11)

1. １つ以上の側壁（４３）と試料容器（１８）を通過させる開口部（４２）とを具備する気候密封室（１２）に試料容器（１８）を自動的に供給する供給回収手段（２２）を含み、前記供給回収手段（２２）が１つ以上の駆動制御部を具備し、前記気候密封室（１２）の内部に試料容器（１８）を受け取る培養器貯蔵部（３０）を備えて試料を時間制御された態様で格納する空調室装置（１０）において、
   前記供給回収手段（２２）が、前記気候密封室（１２）の外部の受取位置にある試料容器（１８）を把持して培養器貯蔵部（３０）内の一意の格納位置に配置する供給把持アーム（２２）を具備し、
   前記供給把持アーム（２２）が、前記気候密封室（１２）の外部に配置され、
   前記試料容器（１８）が、前記供給把持アーム（２２）によって気候密封室（１２）から個別に取り出され、
   前記開口部（４２）が、少なくとも垂直方向に移動可能な貫通路（４０）を有することを特徴とする空調室装置（１０）。
2. 前記供給把持アーム（２２）が、垂直方向に移動して前記培養器貯蔵部（３０）の異なるレベルにある格納位置にアクセスするように垂直移動可能位置決め手段（２８）に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の空調室装置（１０）。
3. 前記開口部（４２）が、前記貫通路（４０）を開閉する閉鎖部を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調室装置（１０）。
4. 前記試料容器（１８）が前記受取位置から収容位置に移動するときに回転するように前記供給把持アーム（２２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
5. 前記開口部（４２）が、前記側壁（４３）に垂直方向に延長して設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
6. 前記培養器貯蔵部（３０）が、回転ラックであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
7. 前記回転ラックを駆動手段を通じて駆動するモータが、前記気候密封室（１２）の外部に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の空調室装置（１０）。
8. 前記気候密封室（１２）が、冷房および／または暖房を行う培養室、気候室、または培養器であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
9. 前記受取位置が運搬システム（１６）での分離手段（２０）の位置にあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
10. 前記試料容器（１８）上のバーコードに格納された情報を評価し該情報をデータ処理システムに転送するバーコードリーダ（３６）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
11. 試料の状態を評価し分析結果をデータ処理システムに格納する検出手段（４８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の空調室装置（１０）。
    
    

Images