用于通过磁性工具设备处理样本接收部分的实验室装置、磁性工具设备、使用磁性工具设 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及利用磁场在至少一个样本接收器中的至少一种流体样本上执行工作步骤的实验室装置与方法，包括：具有至少一个样本接收区域与至少一个接合区域的至少一个样本接收部分，这些区域沿着水平面并排布置，样本接收区域构造为容纳样本接收器；至少一个磁性工具设备，其包括至少一个接合元件以便至少部分地与至少一个接合区域接合，其中至少一个样本接收部分与至少一个磁性工具设备或接合元件布置为至少在第一位置与第二位置之间相对于彼此可移动，以便沿着所述平面执行相对运动，使得此相对运动致使至少一个接合元件至少部分地与至少一个接合区域接合，同时相对于样本接收区域的至少一部分平行地移动，其中，在第一位置处，至少一个接合元件不相对于至少一个接合区域(20)布置，以便当在第二位置时利用磁场执行工作步骤，至少一个接合元件至少部分地与至少一个接合区域接合，以便在第二位置处利用磁场执行工作步骤。本发明还涉及尤其用于根据本发明的装置和方法的样本接收设备以及磁性工具设备。
【专利说明】用于通过磁性工具设备处理样本接收部分的实验室装置、 磁性工具设备、使用磁性工具设备的样本接收设备以及用 于利用磁场在至少一种流体样本上执行工作步骤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于通过磁性工具设备处理样本接收部分的实验室装置、磁性工具设 备、尤其使用磁性工具设备的样本接收设备以及用于利用磁场在至少一种流体样本上执行 工作步骤的方法。
【背景技术】
[0002] 例如，此实验室装置被用于化学、生化、生物、医学或法庭实验室中，以通过使用磁 场增加在流体样本上工作的效率。例如，自动移液系统通过移液工具在源位置与目标位置 之间的高精度的引导运动增加了传送液体样本的效率，由此与手动操作相比节约了时间与 成本。此装置的实例是通过德国汉堡的Eppendorf AG提供的自动移液系统epMotion?。
[0003] 例如，可以利用磁场，将磁力施加到容纳在优选地由非铁磁材料制成的接收器中 的流体样本中的磁性材料。利用此技术，已经在生化与生命科学领域中开发了目标收集方 法。例如在此背景下，生物致动的磁性颗粒被用作用于生物制剂分离与净化的载体。这些 方法由利用抗原（免疫测定）的检测的多种诊断分析使用。对于核酸为基础的测定（检测 和/或净化）来说，磁性颗粒具有阳离子表面，并且通过盐诱导的胶体聚集和静电相互作用 实现了与核酸的结合。
[0004] 磁性颗粒与涉及溶液中的相应分子组合/结合。可以通过将磁性载体颗粒从溶液 磁性地分离，通过将磁性末端侵入性地浸入溶液中或者通过从接收器的外部非侵入性地应 用磁场将它们集中并且保持在样本接收器中而从溶液收集涉及对/聚集的磁性颗粒/分 子，同时通过将其吸入通过移液末端来移除溶液。
[0005] 通过US6, 605, 213B1描述了用于执行将磁性材料从流体样本磁性分离的用于实 验室装置的实例。这里，自动分析器包括磁性分离清洗站。分离站具有枢轴磁体移动结构， 其是具有相对大的枢轴半径的杆以便使磁体部分枢转，从而使得将狭槽状磁体部分从第一 位置提升到第二位置，在所述第一位置中样本管不与狭槽接合，在所述第二位置中样本管 与狭槽接合并且将磁场施加到样本。枢转结构要求在其底部区域中的分离站的相对大部分 的体积，以便提供可接受的有效磁性分离。通过US2009/0130679A1已知安装在分离器的底 部区域中并且朝向样本容器枢转的具有枢轴磁体工具的另一个磁性分离器。
[0006] 用于磁性微板分离器的另一个实例是US5, 779, 907,其中磁体微板组件用于将磁 性颗粒从放置在微板中的样本溶液中分离。微板具有并排布置在微板的顶板的相应开口下 方的等轴测离井的阵列。磁体组件在其顶部上具有带有直立圆柱状磁体的阵列的支撑板。 此外在此情形中，可以通过升降机机构将磁体工具提升并且移动到微板的底面，直到将磁 体布置在井之间的中空空间内，以便将磁场施加到样本。
[0007] 通过W003/090897A1描述了用于在生物样本上执行多个测试尤其是在生物测定 中处理磁性颗粒的另一个已知结构。在需要将样本容器中的颗粒磁性分离的情况下，磁体 杠被移动使得其小的前面指向容器，从而将容器内的磁性响应颗粒吸附到其面向磁体杠的 前面的侧壁上。此构造未提供用于样本的充分磁性处理的太多的灵活性。例如，如果待测 试的样本被多个样本容器的阵列围绕，那么在空间有限的情况下难以朝向样本容器向前移 动。
[0008] US6, 884, 357在图14a中示出了以阵列布置的用于反应管的现有技术磁性分离设 备的另一个实例。线性阵列磁体设备用于磁体板，并且多个杠状磁体组件安装在其上。磁 体设备水平可移动地布置在样本容器的阵列的间隙内，以便通过步进运动而转移，这对于 在第一位置与同容器相对的第二位置之间的容器内部的移动与混合磁性颗粒是足够的。因 此，该磁性颗粒是永久磁性地工作并且在此水平移动内不具有磁性颗粒不受用于执行工作 步骤的磁体的影响的相对位置。
[0009] US2003/0012699A1描述了具有与微量滴定（器皿）兼容的磁性杠的磁体固定器布 置，以及填充有溶液的含有磁性颗粒并且布置成矩阵的移液末端的布置，其中磁体固定器 与容器的水平相对运动与坚直运动的结合使用描述为使每个器皿从磁性杠的左侧达到磁 性杠的水平相对侧，以便冲洗溶液中的磁性颗粒。然而，在水平相对运动过程中，由于其他 水平相对运动是不可能的，因此末端必须在磁性杠的影响下坚直地移出。在此构造中，执行 磁性工作步骤基本上在坚直移动过程中发生并且在水平相对运动过程中基本上不提供。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供有效的实验室装置、磁性工具设备以及样本接收设备以及利 用磁场在至少一个样本接收器中的流体样本上执行工作步骤的有效方法。
[0011] 此目的通过根据权利要求1的实验室装置、根据权利要求18的磁性工具设备、以 及根据权利要求23的方法来实现。此外，提供了适于用于根据本发明的实验室装置与方法 的根据权利要求16的样本接收设备。
[0012] 本发明尤其通过智慧地利用装置中可获得的空间提供了实验室装置（也称作为 "装置"）的有效设计的优点。样本接收区域与接合区域沿着水平平面并排地布置。基本上 沿着相同的平面执行在第一位置与第二位置之间的样本接收部分与至少一个接合元件或 磁性工具设备的相对运动，并且，优选地，当相对于至少一部分样本接收区域平行移动时， 所述相对运动致使至少在第二位置处至少一个接合元件与至少一个接合区域至少部分地 或者完全地接合。在第二位置处，样本接收部分可以面向接合元件的侧表面。接合元件的 侧表面可以提供比前面更大的表面，前面至少部分地垂直于朝向第二位置的相对运动。因 此，实现了高柔性以将磁体元件布置在接合元件处，尤其布置在接合元件的侧表面处。
[0013] 此外，涉及用于在样本上执行磁性工作步骤的装置的部件，需要比已知装置较少 的空间。所述部件，即样本接收部分和接合元件形成二维的相对平坦的布置。例如，多个样 本接收器（术语"样本接收器"用作例如样本管的样本器皿的代名词）可以布置在样本接 收部分中，由此形成与水平平面对直的阵列。相对运动可以使接合元件或磁性工具设备从 侧面接近样本接收部分。磁性工具设备或者至少一个接合元件可以构造为足够小以通过在 水平方向上沿着相同平面的移动进入并且接合例如多个接收器之间的中空空间的接合区 域。因此，在所述平面下方与所述平面上方的区域中留有更多的空间，这可以用于实施实验 室装置的其它功能。例如，能够将混合或恒温设备布置在所述平面下方。这样，可以进一步 增加实验室装置的效率。
[0014] 在本发明的当前描述中，优选地，术语"坚直"表示平行于笛卡尔坐标系的Z-轴的 方向，其尤其平行于重力的方向，其作用在布置在样本接收区域中的样本器皿中的流体样 本上。因此，水平方向垂直于坚直方向，并且优选地，平行于笛卡尔坐标系的x-y平面。流 体样本的顶表面尤其水平地布置。术语"向上"或"顶部"相应地尤其表示正z轴，并且尤 其沿着重力的相反方向。负z-轴的方向优选地是重力的方向。
[0015] 样本接收区域与接合区域沿着水平平面并排布置，这意味着样本接收区域中的流 体样本的顶表面将平行于所述平面。
[0016] 本发明提供了其它优点：在不使磁性材料移动到接收器外部的情况下，磁性工具 设备的基本水平地相对运动将磁性材料分离到样本容器的壁上。磁性材料收集在接收器的 所述壁的内侧上，这使得更容易将样本溶液从接收器移除以及例如增加不同的溶液。在现 有技术的一些磁性分离装置中，其中磁场施加在接收器的底面下方，收集在接收器底部上 的磁性材料通常倾向于由移液管末端吸入。此外，样本接收器与磁体的横向布置具有这样 的优点：与现有技术的使磁体定位在接收器下方的布置相比，可以实现在接收器侧壁的内 侧上的磁性材料的更加2维的分布。此外，通过磁性材料的更加2维的分布较少的污染物 质被包围。
[0017] 至少一个样本接收区域与至少一个接合区域沿着平面并排地布置。这意味着，所 述平面跨越所述区域。优选地，至少一个样本接收区域与至少一个接合区域沿着平面对准。 尤其，多个样本接收区域沿着所述平面对准。这意味着所述区域的特定点位于所述平面中、 平行平面中或者与所述平面或者平行平面相切的平面中。此点可以是此区域的中心点、最 顶点或者最下点或者另一个点。
[0018] 具有通过接收器的顶部开口的纵向长度轴并且布置在样本接收区域中的样本接 收器，优选地布置为使得所述轴基本上垂直于所述水平平面。平面优选在相同相应位置处 分别与每个样本接收区域或接收器交叉。基本上沿着优选地大体平行于所述平面的平面， 优选地沿着直线移动来执行第一位置与第二位置之间的样本接收部分与磁性工具设备的 相对运动。第一位置与第二位置之间的相对运动基本上是水平移动。第一位置和/或第二 位置是不同的位置。相对于移动可以是直线（平移）还可以是至少部分弯曲的，尤其沿着 平行于平面的路径。在相对运动过程中，至少一个接合元件与至少一个样本接收区域相对 于彼此平行移动，这尤其意味着至少一个接合元件与至少一个样本接收区域不在相同路径 上移动，即它们相应的路径不交叉。下面参照图3a到图3f给出了相对运动的优选方面的 其它描述。
[0019] 可能并且优选的是，在第一位置处，至少一个接合元件不与至少一个接合区域接 合。优选地，在第一位置处，至少一个接合元件不与至少一个接合区域接合，并且在第二位 置处，至少一个接合元件至少部分地或者完全地与至少一个接合区域接合，这尤其意味着， 在第二位置处，接合区域的一部分或者整个接合区域都被接合元件占据。
[0020] 然而，可能的是，在第一位置处，至少一个接合元件至少部分地与至少一个接合区 域接合或者与至少一个接合区域的一部分接合。在此情形中，对于从第一位置接近第二位 置来说仅需要小的相对运动。
[0021] 作为用于执行磁性工作步骤（利用磁场）的目标的流体样本，可以是任何流体样 本，例如在（生物）化学与生命科学实验室中试验与处理的此样本，例如包含例如活细胞、 PCR试剂、核酸、抗原等的生物化学样本。特别地，样本可以包含例如具有微米或纳米级别的 平均直径的磁性颗粒的磁性材料。这里定义的磁性材料是可以通过均匀或非均匀磁场而移 动的材料。磁场可以是静态或随着时间可变化的，并且尤其可以是商业永磁体的磁场。优选 地，磁性材料是铁磁、顺磁或抗磁材料。在样本中的磁性材料可以例如用于通过实验室装置 执行目标收集方法。优选地，该工作步骤将磁场的应用提供到流体样本。任何足够小的用 于布置并且应用到样本接收区域附近的接合区域内的磁体元件都适合用于磁性工具设备。 磁性相互作用还可以是电磁。
[0022] 本发明还涉及磁性工具设备，尤其是根据本发明的实验室装置的磁性工具设备， 其包括至少一个接合元件，所述至少一个接合元件构造为执行相对于样本接收部分尤其是 根据本发明的实验室装置的样本接收部分的移动，所述样本接收部分提供至少一个样本接 收区域与至少一个接合区域，由此这些区域沿着水平平面并排地布置，并且所述样本接收 区域构造为容纳样本接收器，使得在相对运动过程中至少一个接合元件与至少一个样本接 收区域至少部分地相对于彼此平行移动，并且其中至少一个接合元件构造为与至少一个接 合区域至少部分地接合，其中，在第一位置处，至少一个接合元件不是相对于至少一个接合 区域布置以便利用磁场执行工作步骤，并且在第二位置处，至少一个接合元件至少部分地 与至少一个接合区域接合并且在第二位置处布置为利用磁场执行工作步骤。
[0023] 在根据本发明的实验室装置的第一优选实施方式中，实验室装置还包括基部，其 中至少一个样本接收设备以及相应地至少一个样本接收部分至少在相对运动过程中或者 永久地相对于基部是静止，同时至少一个磁性工具设备或者至少一个接合元件相对于基部 可移动以便执行相对运动。此构造提供了下述优点：例如，静止地定位在样本接收部分中 的接收器，可以例如通过例如移液工具的流体转移设备从顶部容易地处理，同时改变磁性 工具设备或者接合元件的位置，由此在移液的其它工作步骤过程中控制非侵入性处理的性 能。类似地，例如温度控制和/或混合的另一个工作步骤可以从样本接收部分的底面更容 易地执行（因为是静止的），同时改变磁性工具设备或接合元件的位置。全部工作步骤都可 以在样本接收器的单个位置处执行并且可以至少部分地或完全地同时地执行。因此具有接 收器的样本接收部分无需移动到实验室装置中的另一个位置来执行磁性分离工作步骤，恒 温工作步骤，尤其是加热工作步骤或混合工作步骤。尤其，可能并且有利的是同时执行多个 组合工作步骤：例如磁性工作步骤与恒温，尤其是加热工作步骤一起，以便增加磁性颗粒与 其目标分子的结合速度。在第一优选实施方式中，该装置具有用于传送磁性工具设备或者 至少一个接合元件的至少一个设备，其中所述传送设备可以包括电机和/或齿轮驱动，和/ 或具有用于引导磁性工具设备移动的至少一个设备，其中所述引导设备可以包括至少一个 轨道元件和/或引导杠。第一优选实施方式通过减少传送样本的时间提供了减小损坏样本 的风险的其它优点。这样，例如可以减小多个样本之间的交叉污染。
[0024] 此装置的基部可以是相对于实验室环境固定布置的平台和/或框架。
[0025] 在根据本发明的实验室装置的第二优选实施方式中，实验室装置还包括基部，其 中至少一个样本接收设备以及相应地至少一个样本接收部分相对于基部可移动以便执行 相对运动，同时至少一个磁性工具设备或者至少一个接合元件至少在相对运动过程中或者 永久地相对于基部是静止的。在第二优选实施方式中，该装置具有至少一个用于传送样本 接收器以及由此优选地还传送样本接收部分的设备，和/或用于引导样本接收器的移动以 及由此优选地还引导样本接收部分的设备。第二实施方式的优点在于无需用于传送磁性工 具设备或传送接合元件的其它部件，因为在相对运动过程中所述部件至少在水平方向上是 静止的。因此，通过传送样本接收部分或者样本接收部分中的相应地样本接收设备，或者相 应地样本接收器实现了相对运动。然而，还能够提供用于传送磁性工具设备或接合元件的 设备。此外，根据第二实施方式的构造在下述情形中可以是有利的：在磁性工具设备是在用 于样本处理的自动多步骤处理的路径中的一个站，磁性处理站是多个站中的一个，在样本 上执行工作步骤。这样，对于磁性工作步骤来说可以更容易地允许每个样本具有相同的处 理时间。
[0026] 在根据本发明的实验室装置的第三优选实施方式中，实验室装置还包括基部，其 中至少一个样本接收设备以及相应地至少一个样本接收部分，并且至少一个磁性工具设备 或至少一个接合元件相对于基部可移动，同时执行相对运动。此构造可以提供样本的更加 时间有效的多步骤处理的优点，由于在两个不同站之间的样本接收器的传送时间可以用于 同时地应用磁性工作步骤。在第三实施方式中，装置优选地具有用于传送样本接收器的第 一设备以及用于传送磁性工具设备的第二设备，或者用于引导相应移动的相应的引导设 备。
[0027] 样本接收设备可以是紧固到实验室装置的部件或者与实验室装置一体的部件，或 者可以是从实验室装置可分离的独立部件，并且其可布置在实验室装置处，尤其布置在目 标位置或安装位置，以提供样本接收部分。
[0028] 优选地，该装置具有引导设备，其构造为引导至少一个样本接收部分与至少一个 磁性工具设备在第一位置与第二位置之间的相对运动。
[0029] 例如，实验室装置可以包括用于接收样本接收设备的设备，此样本接收设备可以 包括或含有单个样本管或多个接收器板。此外，实验室装置可以包括用于保持样本接收器 或者用于保持样本接收设备的设备。
[0030] 样本接收区域构造为接收样本接收器。这意味着，样本接收区域可以是中空空间 或者包括中空空间，其构造为容纳样本接收器。
[0031] 接合区域构造为与至少一个接合元件接合，这意味着接合区域可以是中空空间或 者包括中空空间，其构造为容纳接合元件。接合区域可以由至少一个壁部分限定，所述至少 一个壁部分优选相应地包括底壁部分、与底壁部分相对的顶壁部分、第一侧壁部分、与第一 侧壁部分相对的第二侧壁部分。所述壁部分可以相应地是样本接收设备的一部分。优选地， 接合区域包括在侧边上的至少一个开口，用于优选地在所述水平相对运动过程中通过接合 元件从一侧可进入。所述至少一个开口可以是样本接收设备的一部分。特别地，壁部分可 以形成狭槽状或管状接合区域。优选地，底壁部分构造为温控的，其中底壁部分包括具有充 分热导性的材料，例如诸如铝、钢、银的金属。优选地，底壁部分是用于支撑至少一个样本接 收器的支撑板的一部分，保持设备的一部分，或者热传递设备的一部分。通常地说，所述壁 部分，相应地可以是保持设备的一部分，或者热传递设备的一部分或者样本接收设备的一 部分。
[0032] 优选地，样本接收部分具有上部区域，优选地具有中间区域以及具有底部区域，这 些区域优选地在坚直方向上设置在彼此的顶部上。磁性工具设备优选地布置或可布置为使 得在相对运动过程中，至少一个接合元件与优选是中间区域的仅一个所述区域接合，但是 优选地不与其它区域接合，和/或优选地不与上部区域和/或优选地不与底部区域接合。在 至少一个接合元件，在第二位置处，未布置在底部区域中并且优选地仅布置在中间区域中 的情况下，优点是可以通过磁力吸引磁性材料远离底部区域，使得可以以减小的风险执行 使液体样本移液的步骤以吸入磁性材料。所述样本接收部分的所述上部、中间或底部区域 优选地集成到所述样本接收部分并且优选地在样本接收部分内不具有结构划界。然而，可 能在样本接收部分内结构性地划界区域。例如底部区域可以是台板，样本接收区域可以设 置在所述台板顶部上。通常地说，上部区域可以包括具有接收样本接收设备或者至少一个 样本接收器的至少一个开口的平面或台板。中间区域可以是样本接收部分的长方体状水平 中心层，其中层（L)的高度H_1比样本接收部分的高度H_s小系数c，其中H_1 = c*H_s，对 于系数c来说下面是优选的下限和上限：{0. 05 ;0. 1 ;0. 2 ;0. 3 ;0. 4}〈 = c〈 = {0. 4 ;0. 5 ; 0. 6 ;0. 7 ;0. 8 ;0. 9 ;0. 95}。上部区域与下部区域的高度可以是相同或者不同的。
[0033] 利用至少两个所述区域，对于接收接合元件而言不需要的相应区域，可以用于提 供实验室装置的其它子设备。用于在接收器中的流体样本上执行侵入性工作步骤的子设备 通常地要求从顶部进入接收器。装置的子设备可以是例如移液设备的流体转移设备，所述 流体转移设备必须至少部分地并且至少临时地布置在上部区域中。优选地，实验室装置包 括在第二位置处至少部分地可布置在上部区域中的流体转移设备。流体转移设备可以包括 一个或多个移液末端、移液针部或其它管状工具。特别地，在流体转移设备上的移液末端至 少部分地下降到样本接收部分的上部区域中，使得移液末端下降到实际接收器中。
[0034] 类似地，此装置可以包括将要优选地布置在装置基部上，优选地在样本接收部分 的底部区域下方或者至少部分地底部区域中的至少一个其它子设备。子设备可以是热交换 设备，其可以布置为与底部区域接触或者至少部分地布置在底部区域中。热交换设备可以 是或者包括例如恒温管（thermorack)或者例如导热板的热转移部分或者是例如恒温管或 者例如导热板的热转移部分的一部分，或者可以集成在这些部件中。恒温管是样本保持件， 其具有用于朝向或远离至少一个样本传导热量的能力。优选地，此装置包括基部与布置在 基部上的热交换设备，并且包括尤其可以是实验室装置的一部分热转移部分。热转移部分 可以包括热传导板或结构，所述热传导板或结构包括具有良热导性的材料或者可以基本上 含有此材料。此材料可以例如是铝、钢或银的金属。可以提供用于改进样本接收器与热交 换设备之间的热接触的其它设备，例如用于通过抵靠热转移部分或导热膏或箔按压样本接 收部分来增强热接触的压力设备。
[0035] 优选地，在第二位置中，磁性工具设备的至少一个接合元件基本上定位在在样本 接收部分的一个所述区域中而不是其它区域中。其它区域可适于执行在样本上的其它工作 步骤。在装置的优选实施方式中，在第二位置处，磁性工具设备的至少一个接合元件基本上 定位在样本接收部分的中间区域并且基本上不定位在样本接收部分的上部区域中并且基 本上不定位在样本接收部分的底部区域中。这样，可以在至少一种流体样本上同时地执行 至少三个工作步骤，例如，流体转移处理（例如，在上部区域）、温度控制处理（例如，在底部 区域中的恒温或加热）、以及在中间区域中的磁性工作步骤。在另选的程序中，底部区域用 于混合步骤，而上部区域用于流体转移步骤并且中间区域用于磁性工作步骤。因此，可以实 现高度有效的工作流程。
[0036] 优选地，实验室装置包括用于将至少一个样本接收器保持在样本接收部分中的保 持设备。保持设备可以是样本接收设备或者可以是其一部分。在优选实施方式中，保持设 备构造为包括布置在样本接收部分或者提供并且形成样本接收部分的恒温管和/或接触 区域或者是其一部分。优选地，恒温管包括或基本上含有尤其具有足够热传导性的材料，例 如诸如铝或银的金属。优选地，恒温管具有可以连接到热源和/或散热器的用于建立与装 置的热转移部分的热接触的接触区域。接触区域可以是例如金属的台板的一部分，其可以 与恒温管一体形成或者连接到恒温管。可以通过将恒温管布置在作为装置的一部分的换热 站的顶部上来实现热接触。热交换站可以包括可以是热传送部分的一部分的温度控制的基 部台板。可以通过提供例如珀耳帖设备（Peltier)的至少一个温度设备（即恒温设备）来 实现温度控制，以便加热和/或冷却基部台板，构造为抽取热量，例如以便加热和/或冷却 基部台板。可以设置至少一个温度传感器与电子控制回路来控制基部台板的温度和/或由 热交换站提供到恒温管的温度。
[0037] 还可能的是恒温管包括例如珀耳帖设备的至少一个温度设备，以便用于加热和/ 或冷却恒温管，由此控制恒温管、样本接收器与流体样本的温度。优选地，恒温管包括用于 测量恒温管的温度的至少一个温度传感器，其可以用于根据预定的设置温度来控制恒温管 温度。优选地，实验室装置包括用于根据例如用户限定的或由计算机编程代码限定的预定 的设置温度来控制恒温管温度的电子控制回路。优选地，恒温管提供的优点在于流体样本 可以保持在温控环境中，与此同时可以在样本上同时执行磁性工作步骤。
[0038] 恒温管优选地具有至少两个挡块部分，或者优选地多个挡块部分，所述挡块部分 可以是整体挡块的一部分或者优选地布置在优选地周期阵列的阵列中。优选地，挡块部分 由尤其是铝和/或银的金属和/或优选地具有良热导性的任何其它材料制成。挡块部分可 以连接到例如由相同的金属制成板（或与之一体形成），所述板优选地具有良导热性。至少 两个块部分可以彼此相等地隔开，由此所述中空空间限定至少一个接合区域，这要求将磁 性工具设备的接合元件容纳在第二位置处。此外，接合区域可以以如要求的以任何方式设 置在挡块部分之间。接合区域可以是样本接收部分或相应地挡块中的中空空间。挡块或者 挡块部分优选地布置在样本接收区域中或者形成和/或提供样本接收区域。
[0039] 用于保持至少一个样本接收器的保持设备可以进一步是具有用于容纳样本管的 开口或凹槽的板，其可以单独地成组或者作为单元悬置或者支撑在板元件处。保持设备可 以包括至少一个插口、框架、或悬置件等。保持设备可以连接或可连接到用于传送样本接收 部分或至少一个样本接收器的设备。用于传送的设备可以是装置的一部分并且可以包括例 如可移动夹紧件，其动作可以是计算机控制的并且其可以是实验室装置、包括实验室装置 的实验室工作站或自动实验室系统的机器人移动系统的一部分。
[0040] 样本接收器可以单独地或者作为组或多个样本接收器设置，其可以串联或者以例 如阵列的网络连接，以形成多接收器设备。因此，样本接收设备可以构造为单接收器设备 或多接收器设备。样本接收器可以构造为包括例如几百或几千微升级别的通常量的实验 室样本。接收器可以是PCR管、标准试管、加盖试管。此外，多接收器设备可以是六井板， 24/96/384井板、PCR板、或深井板等。每个接收器都布置在样本接收区域中或者形成样本 接收区域，优选地，使得接合区域设置在样本接收区域附近。
[0041] 本发明还涉及尤其用于根据本发明的装置和/或方法的样本接收设备。
[0042] 样本接收设备可以是紧固到实验室装置的部件或者与实验室装置一体的部件，或 者可以是从实验室装置可分离的单独部件，并且其可布置在实验室装置处，尤其在目标位 置或安装位置，以提供样本接收部分。样本接收设备提供包括至少一个样本接收区域与至 少一个接合区域的至少一个样本接收部分。样本接收设备包括用于将至少一个样本接收器 支撑在样本接收区域中的至少一个支撑件或者包括至少保持设备或者优选地尤其是恒温 管的保持设备。
[0043] 样本接收设备优选地在目标位置可布置在根据本发明的实验室装置处并且能够 将其从根据本发明的实验室装置处移除，并且如果样本接收设备布置在目标位置处，则其 适于提供实验室装置的样本接收部分，使得样本接收设备提供至少一个样本接收区域和适 于与实验室装置的至少一个接合元件接合的至少一个接合区域，由此这些区域，即至少一 个样本接收区域以及至少一个接合区域沿着水平平面并排布置，并且样本接收区域构造为 容纳样本接收器。
[0044] 优选地，样本接收设备成形为使得至少一个接合元件适配到样本接收设备中。优 选地，样本接收设备成形为使得提供样本接收设备的凹槽或中空空间，以用作用于接收接 合元件的接合区域。优选地，接合区域设置在样本接收设备的至少两个样本接收区域之间， 其中接合区域适于将所述接合元件接收在第二位置处。样本接收设备和/或接合元件可以 成形为使得在第二位置处，将所述接合元件或者至少一个磁体元件，或者至少两个相对的 磁体元件布置为距至少一个样本接收区域最小距离d。
[0045] 在流体样本中的磁性材料与磁体元件之间的磁力与距离的平方间接成比例。因 此，优选的是相应地构造样本接收部分、样本接收设备与接合元件、以及磁性工具设备与装 置，使得所述距离在上限以下。例如，特别地，距离d可以是0,使得接合元件与样本接收 设备或者样本接收设备中的至少一个或两个接收器，或者样本接收部分或样本接收区域接 触。优选地，距离d从作为下面优选下限与上限（mm)的任意组合的下述优选的范围中选 取：{0 ;0· 1 ;0· 2 ;0· 5 ;1· 0 ;1，5 ;2· 0 ;3· 0 ;4,0 ;5,0mm}〈 = d〈 = {5. 0 ;7· 5 ;10 ;15 ;20 ;40 ; 50mm}。优选地，在样本接收设备中的至少一个凹槽或开口的宽度W，优选地从作为下面优选 的下限与上限（mm)的任意组合的优选范围中选择：{〇 ;〇. 1 ;〇. 2 ;0. 5 ;1.0 ;1，5 ;2. 0 ;3. 0 ; 4,0 ;5,0mm}〈 = d〈 = {5. 0 ;7· 5 ;10 ;15 ;20 ;40 ;50_}。W是在垂直于磁性工具设备与样本 接收部分的相对运动的方向的水平平面中测得的。样本接收设备可以是一次性的，例如由 塑料制成，或者可以是非一次性的，例如包括金属。样本接收设备，优选地包括或含有优选 地适于通过注塑成型制造该设备的聚合物。优选地，样本接收设备可以形成（或者是）恒 温管。
[0046] 优选地，样本接收部分具有以Nb平行行布置的Na样本接收区域，并且其中磁性工 具设备具有Nc接合元件，所述Nc接合元件构造为在第二位置处与Na行附近的至少Nd接 合区域接合，由此Nb、Nc和Nd都是大于或等于1的自然数，并且Na是大于或等于2的自然 数。当Na>Nc时，此构造尤其有效。
[0047] 优选地，提供用于样本接收部分的N1数量的样本接收区域与N2数量的接合区域， 这些区域沿着水平平面并排地布置，样本接收区域构造为容纳样本接收器，接合区域（或 多个接合区域）构造为容纳一个接合元件，Nl、N2相应地是大于或等于2、3、4、5、6、8、10、 12、16、20或24的自然数，其中优选地附和/或吧小于或等于10、20、50、100或500。这 样，可以在一个工作步骤中同时地将磁场提供多个样本，这尤其为装置提供了高效率。
[0048] 优选地，设有至少两个样本接收区域与至少一个接合区域，其中一个接合区域布 置在两个样本接收区域之间。这提供了下述优点：接合元件的两个相对侧表面中的每个都 可以用于为样本提供磁场；尤其可以使用N3数量的接合区域（并且相同数量的N3接合元 件可以是足够的），以将磁场施加到至少N3*2数量的样本接收区域，N3是自然数并且N3> =1。由此，减小了用于实施磁性工具设备的努力。
[0049] 样本接收部分可以具有多个样本接收区域，其布置为Μ数量的平行行，优选布置 为直线行。优选地，磁性工具设备具有Ν4*0. 5数量的接合元件，其构造为在第二位置处与 行之间的至少M*0. 5接合区域接合，Μ是大于或等于2的偶数自然数。优选地，每个接合 元件都构造为在两行样本接收区域的接收器中的样本上执行磁性工作步骤。由此，减小了 用于实施磁性工具设备的努力。此构造提供了下述优点：基本上每个接收器都相应地面向 一个接合元件或至少一个磁体元件。数量Ν4优选地是6,其适于具有24个样本接收区域 的样本接收部分，其布置在4个样本接收区域的6行中。此外，数量Μ优选地在2与24之 间，优选地是2、4、6、8、10、12。优选地，样本接收部分的每个接合区域都成形为通过接合元 件可接合。
[0050] 优选地，磁性工具设备具有Ν5或Ν5-1数量的接合元件，其构造为在第二位置处与 样本接收部分的样本接收区域的Ν5行之间的Ν5-1接合区域接合。Ν5可以是大于或等于2 的自然数。此构造提供了下述优点：Ν5或Ν5-1行样本接收区域的基本上全部接收器都可 以布置为使得每个接收器都相应地面向至少两个不同的接合元件或磁体元件。这可以用于 以期望的方式调节磁体元件的顺序，例如以在样本器皿的相对侧上提供可以是极性不同的 永磁体。
[0051] 磁性工具设备和/或样本接收设备（或者用于接收器的保持设备）可以相应地安 装在可移动载体件上或在静止载体件上，或者可以直接安装在引导设备或传送设备上。此 装置可以具有用于引导相对运动的至少一个引导设备，例如，其可以是用于沿着平面引导 磁性工具设备或者样本接收部分的运动的引导设备。优选地，引导设备具有至少一个引导 轨道或引导杆，其中工具部分或者样本接收部分或者可移动载体件具有相应的用于提供相 对可移动性的轴承部件或者轮子。
[0052] 优选地，传送设备相应地包括用于移动磁性工具部分或样本接收部分或可移动载 体件的电机设备或驱动设备。优选地，通过可以是装置的电子控制设备的一部分的可编程 计算机设备来控制电机设备或驱动设备的操作。优选地，设有联接件以调节移动，其通过电 机设备或驱动设备提供到作为磁性工具设备和/或样本接收部分和/或可移动载体件的从 动部件。优选地，联接件是同步带，其允许相应地连接到驱动轴的驱动齿轮与连接到从动件 的从动齿轮的凸轮装置的移动的自由滑动联接。
[0053] 优选地，磁性工具设备具有带有一个或多个臂元件的臂部分，其中每个臂元件都 形成至少一个接合元件。优选地，臂部分具有至少两个臂元件，最优选地臂部分具有三个臂 元件，并且进一步优选地具有多个臂元件。每个臂都可以形成为刚性杆状元件，其构造为与 接收器之间的中空空间接合，优选地布置（仅或至少）在样本接收部分的中间区域中。优 选地，臂部分包括基部元件以及横向安装到基部元件上的至少一个臂元件，基部元件优选 地是至少一个臂元件的载体，优选地至少一个臂元件从基部元件的侧面水平地突出。优选 地，多个臂元件平行地安装到基部元件上。基部元件可以连接到磁性工具设备或者可以一 体地连接到磁性工具设备，尤其是连接到其载体件。基部元件可以是磁性工具设备的载体 件。
[0054] 优选地，至少一个臂元件水平地布置并且自支撑在基部元件处，以优选地至少在 定位于至少一个臂元件的下方的第一位置处提供空的空间，使得此空的空间可以优选地在 第二位置由样本接收部分的底部区域占据。在图8中，例如，可以通过温度板309直接接触 样本接收设备302的底部区域，因为磁性工具设备304的臂305自支撑地安装在基部元件 上，并且这样在臂305下方设有用于温度板的自由空间。在图la、图lb、图lc和图2中，示 出了具有类似设计的磁性工具设备，其中接合元件（附图标记5 ;105 ;5'）在水平方向上 从基部元件（4a;104a;4a'）的侧面突出，坚直地在接合元件下方留有自由空间。通常地， 具有自支撑的臂元件的构造允许在当执行磁性工作步骤的同时提供用于处理（例如，用于 加热、混合）来自它们底部区域的样本的其它设备。在自支撑臂元件下方的优选是优选至 少在第一位置处的空的空间。至少一个臂元件优选地构造为使得至少定位第一位置的在 至少一个臂元件下方的空的空间，可以占据基本上长方体状的板。例如，这允许使得臂元 件在温度板、样本保持板或支撑板上方移动，这在执行从第一位置到第二位置的相对运动 时填充所述空的空间。长方体状的水平尺寸优选地基本上等于臂部分的部件的水平尺寸， 所述臂部分的部件构造为与至少一个接合区域接合。优选地，空的空间至少设置在在第一 位置并且至少在至少一个臂元件下方。空的空间优选地在坚直方向上从基部元件的底面 延伸到至少一个臂元件的底面，优选地从基部元件的底面延伸到至少一个臂元件的一部分 的底面，其中所述至少一个臂元件的一部分构造为与至少一个接合区域接合。至少在第一 位置处，空的空间的坚直尺寸、优选地是h'h es〈 = %，下限k优选地从{0. 0 ;1. 0 ;2. 0 ; 3. 0 ;4· 0 ;5· 0 ;6· 0 ;7· 0 ;10· 0} (mm)中选择，并且上限 ％ 优选地从{7. 0 ;10· 0 ;15· 0 ;20· 0 ; 30. 0 ;40· 0 ;50· 0 ;100· 0 ;150· 0} (mm)中选择。还可能的是基本上 K = hes。
[0055] 然而，可能将至少一个臂元件布置为即尤其是在hes = 0mm处与至少一个臂元件下 方的区域接触，只要其能够执行至少一个臂元件与样本接收区域的相对运动。在此情形中， 臂还自支撑地布置，而且另外地支撑在滑动基部上。例如，在至少一个臂元件的下方的区域 可以例如通过提供抛光表面或者覆盖有聚四氟乙烯的表面构造成防摩擦表面。
[0056] 优选地，至少在第一位置处，至少一个第二空的空间水平地设置在相邻臂元件之 间，其中每个臂元件都可以承载至少一个磁体元件或者可以不承载磁体元件。第二空的空 间构造为容纳至少一个样本，以便在至少一个样本上执行磁性工作步骤。
[0057] 优选地，磁性工具设备具有带有至少一个臂元件的臂部分，其中，优选地，每个臂 元件都形成至少一个接合元件。优选地，臂部分具有用于执行至少一个臂元件的基部元件。 优选地，臂部分具有至少两个元件，优选地具有至少三个臂元件，优选地具有不多于1、2、3、 4、 5、6,或者优选地具有不多于6与36之间或者37与96之间的数量的臂元件。
[0058] 至少一个臂元件优选地布置在基部元件处，以平行于样本接收区域与至少一个臂 元件的相对运动的运动，在水平方向上从基部元件突出。优选地，至少一个臂元件仅布置在 基部元件的一侧上，尤其仅从基部元件的一侧突出。此构造与其中臂元件可以从基部元件 的两侧突出的情形相比更紧凑。优选地，基部元件不适于和/或优选地不适合与接合区域 接合。在至少两个臂元件平行地安装在一个基部元件处的情形中，基部元件优选地不适于 接合两个相应的接合区域。尤其当用于实验室装置时，具有仅在一个方向上突出的臂元件 的磁性工具设备是紧凑且容易集成的。然而，对于一些设计与环境来说，还有选的是使臂元 件在水平方向上从基板元件的不止一个侧面，优选地从基部元件的相对侧突出。这样，可以 实现实验室装置的其它构造。
[0059] 优选地，至少一个臂元件水平地并且自支撑地布置在基部元件处，优选地至少两 个臂元件水平地地并且自支撑地布置在基部元件处。由于此自支撑布置，在臂元件下方形 成对于其它部件成为可用的空的空间。此外，在第二位置处，至少一个臂元件优选地至少部 分地，或者基本上通过在水平方向上测量到的其全部长度，与至少一个接合区域接合。在第 一位置处，至少一个臂元件优选地不与至少一个接合区域接合，或者基本上不与至少一个 接合区域接合，或者仅通过在水平方向上测量到的其长度的一小部分与至少一个接合区域 接合。这样，在第一位置处，因此例如样本接收部分的底部区域、例如样本接收设备的底部 区域的任何部分，都可以通过例如从上方的坚直移动布置在定位于臂元件下方的空的空间 中，因为臂元件不阻挡此坚直运动。这样，此布置更加灵活。
[0060] 接合元件或者臂元件可以安装为沿着至少一个运动方向相对于其载体（即磁性 工具设备或臂部分）可移动，这可以是垂直于所述相对运动的平移或旋转，优选地是沿着 坚直方向或水平方向的平移。
[0061] 磁性工具设备具有至少一个磁体元件，优选地具有至少两个磁体元件，并且优选 地具有多个磁体元件，这些磁体元件构造为提供与至少一中流体样本的磁性相互作用。
[0062] 磁体元件可以包括永磁体，例如铁磁体，例如包括杉-钴、钕-铁-硼（NIB)和/或 铝-镍-钴。永磁体可以是圆盘状以将永磁体安装在接合元件的侧面上。接合元件可以至 少部分地或完全地由可以设有例如由塑料制成的保护层的永磁体和/或由铁磁材料形成。 永磁体可以是环状以将永磁体安装在接合元件的周围。永磁体可以是杆状以通过接合元件 安装永磁体。永磁体可以安装为相对于装置尤其是沿着坚直方向可移动。磁体元件还可以 包括电磁体，例如，具有诸如铁芯的铁磁材料的核心的盘绕的电线。
[0063] 优选地，磁性工具设备具有至少一个磁体元件，并且构造为使得，在第二位置处， 磁体元件布置在中空空间中以将磁力施加到至少两种流体样本中的磁性材料中。
[0064] 磁性工具设备的磁体元件的数量N6优选地等于样本接收区域的数量N7,但是也 可以是不同的，例如小于N7,尤其在利用一个磁体元件来提供与至少两个样本（或者样本 接收器或样本接收区域）非侵入性相互作用的情形中，其中N6、N7是大于或等于1的自然 数。优选地，磁体元件布置为使得在接合元件处全部磁体元件的极性的方向是相同的。然 而，还可能以另一个方式布置磁体元件，例如通过使在接合元件的一个侧表面上的极性交 替。
[0065] 优选地，此装置包括电子控制设备，所述电子控制设备用于控制装置及其子设备 的功能，例如，传送设备的诸如移液设备的流体传送设备、温度控制设备的电机或驱动设备 的动作、夹具动作等。优选地，电子设备包括可编程电路、计算部件，例如CPU或微处理器、 数据存储部件、程序代码存储部件、用户接口部件、外部设备接口部件等。此外，电子控制设 备可以构造为例如通过打开/关闭电磁磁体元件，或者通过相对于接合元件布置可移动磁 体元件来控制接合元件与磁体元件的活动，例如控制接合开始与结束时间，磁性工作步骤 的开始与结束时间。优选地，电子设备包括根据本发明的程序代码，其适于尤其根据可以由 用户影响或确定的预定时间表或顺序允许装置的至少一个磁性工具设备或接合元件以及 至少一个样本接收区域执行相对运动。
[0066] 接合元件优选地包括安装在接合元件的相对侧（优选地水平地相对侧表面）上的 至少两个磁体元件，以便建立与在第二位置处面向相应磁体元件的接收器中的流体样本的 磁性相互作用。
[0067] 优选地，磁性工具设备构造为使得接合元件或接合元件的一部分也可以沿着垂直 于所述平面的方向移动。此外，接合元件可以设有坚直地布置在彼此顶部上或者相应地面 向单个样本接收器的至少两个或多个磁体元件。这样，应用的位置或者其变化可以通过空 间分辨率控制，例如以便通过磁性磁体元件的坚直运动或坚直变化动作收集并且拖拽磁性 材料。
[0068] 优选地根据本发明的装置包括两个、三个或四个、或者甚至更多的磁性工具设备。 相对于基本上长方体状样本接收部分，每个面侧都可以用于使得磁性工具设备或者其至少 一个接合元件与样本接收区域之间的中空空间接合。这允许在尤其是静止的样本接收部分 上执行多个（优选地非侵入性）磁性工作步骤。
[0069] 优选地根据本发明的装置包括尤其可移动的两个、三个或四个、或者甚至更多的 样本接收部分。此构造允许有效地使用可以设置于装置的用于执行工作步骤的多个站。
[0070] 优选地，实验室装置是实验室工作站（在下文中还称作为"工作站"）或者是实验 室中的自动工作站的一部分。自动的工作站包括不止一个内部站，每个站都与装置的特定 功能相关。此站可以是用于存储例如样本接收器、接收器支腿、液体存储容器、废物箱、移液 末端、诸如移液工具的用传送的工具的可移动部件的存储位置。此站还可以是用于处理样 本，例如用于在样本上执行至少一个或多个工作步骤的站。此工作步骤可以是例如用于将 磁性颗粒从样本分离的样本的磁性处理的步骤。工作步骤，可以是利用诸如移液工具的流 体转移设备进行流体样本的转移，远离样本接收器转移或者转移到样本接收器中。另一个 工作步骤是样本的温度控制。另一个工作步骤是通过将受控的振动运动提供到样本接收器 来混合样本。为此目的，可以设有混合设备，所述混合设备具有用于支撑样本接收器或样本 接收设备的例如台板和/或保持设备的支撑件，以及用于执行支撑件的振动运动的电机。 此外，例如为了过滤样本，工作步骤可以是将真空施加到样本。在相同的工作站内其它工作 步骤也是可能的。优选的是，工作站是（或者包括）根据第一优选实施方式的实验室装置， 其中磁性工具设备布置为相对于装置的基部可移动。此工作站可以包括构造为在样本上同 时地执行多个（不止一个）工作步骤的内部多功能站。
[0071] 根据本发明的利用磁场、尤其利用根据本发明的实验室装置或者根据本发明的磁 性工具设备和/或样本接收设备，用于在至少一种流体样本上执行工作步骤的方法，优选 地包括至少以下步骤：
[0072] -将包含流体样本的至少一个接收器布置在样本接收部分的至少一个样本接收区 域中，其中将至少一个样本接收区域与样本接收部分的至少一个接合区域沿着水平平面并 排地布置；
[0073]-提供包括至少一个接合元件的所述磁性工具设备；
[0074] 将至少一个接合元件相对于至少一个接合区域沿着所述水平平面从第一位置移 动到第二位置；
[0075] 在第二位置处将至少一个接合元件与至少一个接合区域接合，以便使得至少一个 样本接收区域面向至少一个接合元件的侧表面；
[0076] -在第二位置处通过施加磁场在所述至少一种流体样本上执行工作步骤。
[0077] 根据本发明，关于术语"包括"不存在限制，其尤其不限于"几何上地涵盖"的意思。
[0078] 可以通过根据本发明的装置的功能的描述获得其它优选的方法步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0079] 此外，参照附图，可以从根据本发明的装置与方法的以下实施方式获取本发明的 其它优点、特征与应用。在下面，相同的附图标记基本上描述相同的设备。参照图7a、图7b、 图8、图9、图10a、图10b、图10c和图10d，可以通过比较从所述附图获得根据本发明的装置 和其部件的优选的相对测量。
[0080] 图la示意性示出了根据本发明的实验室装置的第一优选实施方式的侧视图。
[0081] 图lb示意性示出了根据本发明的实验室装置的第二优选实施方式的侧视图。
[0082] 图lc示意性示出了根据本发明的实验室装置的第三优选实施方式的侧视图。
[0083] 图2示意性示出了根据本发明的实验室装置的另一个优选实施方式的侧视图。
[0084] 图3a示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的优选实施方式的样本接 收部分与磁性工具设备的俯视图。
[0085] 图3b示出了处于第二位置的图3a的部件的俯视图。
[0086] 图3c示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的优选实施方式的样本接 收部分与磁性工具设备的俯视图。
[0087] 图3d示出了处于第二位置的图3c的部件的俯视图。
[0088] 图3e示意性示出了处于称作样本接收部分与接合元件的位置I -VI的六个不同 相对位置处的根据图3a和图3b的样本接收部分与磁性工具设备的接合元件的俯视图。
[0089] 图3f示意性示出了处于第一位置I'和第二位置II'的根据本发明的装置的另一 个优选实施方式的样本接收部分与磁性工具设备的接合元件的俯视图。
[0090] 图4a示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的优选实施方式的样本接 收部分与磁性工具设备的俯视图。
[0091] 图4b示出了处于第二位置的图4a的部件的俯视图。
[0092] 图5a示意性示出了处于第二位置的根据本发明的装置的优选实施方式的样本接 收部分与磁性工具设备的俯视图。
[0093] 图5b示意性示出了处于第二位置的根据本发明的装置的另一个优选实施方式的 样本接收部分与磁性工具设备的侧视图。
[0094] 图5c示意性示出了处于第二位置的根据本发明的装置的另一个优选实施方式的 样本接收部分与磁性工具设备的侧视图。
[0095] 图5d示出了根据本发明的样本接收设备的实施方式的侧视图。
[0096] 图5e示出了图5d中的具有样本接收器的样本接收设备的实施方式。
[0097] 图5f示意性示出了根据图5d和图5e的样本接收部分与根据图5b的磁性工具设 备的侧视图。
[0098] 图6示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的另一个优选实施方式的 样本接收部分与磁性工具设备的立体图。
[0099] 图7a示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的第一优选实施方式的实 验室装置的等轴测立体图。
[0100] 图7b示出了处于第二位置的图7a的实验室装置的等轴测立体图。
[0101] 图8示意性示出了处于第一位置的根据本发明的装置的第二优选实施方式的实 验室装置的等轴测立体图。
[0102] 图9示意性示出了作为自动工作站的根据本发明的装置的第一优选实施方式的 实验室装置的等轴测立体图。
[0103] 图10a示出了处于第一位置的具有在上部位置的移液工具的图9的实验室装置的 细节的侧视图。
[0104] 图10b示出了处于第二位置的具有在上部位置的移液工具的图9的实验室装置的 细节的侧视图。
[0105] 图10c示出了处于第二位置的具有在上部位置的移液工具的图9的实验室装置的 细节的侧视图。
[0106] 图10d示出了处于第一位置的具有在上部位置的移液工具的图9的实验室装置的 细节的侧视图。
【具体实施方式】
[0107] 图1示出了根据本发明的实验室装置的第一优选实施方式的构造，该实验室装置 为实验室装置1。实验室装置具有至少通过施加磁场在多个样本上执行工作步骤的功能。 装置1包括作为平台的基部9。通过样本接收设备2提供的至少一个样本接收部分，通过连 接部件8静止地布置并且安装到基部9,而磁性工具设备4通过利用传送设备6相对于基部 9可移动。磁性工具设备4具有基部元件4a(在图lb中附图标记104a、在图lb中附图标 记104a、在图lc中附图标记4a'），并且接合元件5从基部元件4a的侧面突出。传送设备 可以使磁性工具设备沿着平行于样本接收区域3沿着其对准的相同平面的直的水平方向7 移动。所述平面垂直于附图表面。作为样本接收设备2中的的中空空间的每个样本接收区 域3,可以接收样本接收器（未示出）。在图la的左侧上，样本接收设备2和磁性工具设备 4位于第一位置。接合元件5不与例如样本接收区域3之间的中空空间的任何接合区域接 合。在图la的右侧上，样本接收设备2和包括接合元件5的磁性工具设备4位于第一位置。 接合元件5与样本接收区域3的一部分之间的这里是中空空间的接合区域接合。
[0108] 图lb示出了实验室装置100的第二优选实施方式的构造。由样本接收设备102提 供的具有样本接收区域103的样本接收部分，利用致使沿着直的水平方向107移动的传送 设备108而相对于基部109可移动，以便。利用连接件106,磁性工具设备104相对于基部 是静止的。在样本的处理的多步骤过程的路径中磁性工具设备104是站，其中非侵入性处 理站是在在样本上执行工作步骤的多个站中的一个。在图lb的左侧上，样本接收设备102 和磁性工具设备104位于第一位置。接合元件105不与样本接收区域103之间的任何接合 区域接合。在图la的右侧上，样本接收设备102和磁性工具设备104位于第二位置。接合 元件105与样本接收区域103的一部分之间的这里是中空空间的接合区域接合。
[0109] 图lc示出了实验室装置101的第三优选实施方式的构造。实验室装置101包括 基部9'，其中利用致使分别沿着直的水平方向7'和7"的移动的传送设备8 '和6'由样本 接收设备2'提供的样本接收部分以及磁性工具设备4'均相对于基部可移动。图lc的左 侧示出了第一位置，并且图lc的右侧示出了第二位置，其中接合元件5'与样本接收区域3' 之间的这里是中空空间的接合区域接合。
[0110] 根据图la、图lb和图lc的实施方式的实验室装置提供了定位在样本接收部分中 的接收器（样本器皿，例如管子）可以例如通过移液工具从顶部容易地处理，同时改变磁性 工具设备的位置，由此在移液的其它工作步骤过程中控制非侵入性处理的性能的优点。类 似地，例如温度控制的另一个工作步骤可以从样本接收部分的底面容易地执行，同时改变 磁性工具设备的位置。图2中示出了此可能性，其是含有如图la中所示的类似部件的根据 第一实施方式的实验室装置Γ。
[0111] 图2示出了实验室装置Γ的侧视图。通过样本接收设备2提供样本接收部分，其 进一步构造为是恒温管，所述恒温管通过连接部件8静止地安装到基部9并且用于控制通 过恒温管10的上表面中的凹槽11保持的单个样本管12中的样本的温度。布置在样本接 收部分2上方的是移液工具14,其具有用于从样本吸液的或者用于将液体分配到样本的移 液末端16。移液工具悬置到框架19并且通过作为传送与提升设备的传送设备17沿着全部 方向15可移动。移液工具构造为在样本管的位置与装置的其它位置或站（未示出）之间 传送液体。由于沿着水平平面发生相对运动7的事实，接合元件5可以从侧面与样本接收 部分2接合并且进入样本接收部分2的中间区域。参见图5a、图5b、图5c、图5d、图5e和 图5f的描述，中间区域在上部区域与底部区域之间坚直地堆叠。因此，在样本接收部分的 底部区域（这里是恒温管10的底部）中可获得足够空间以提供其它设备。类似地，在样本 接收部分2的上部区域中可获得足够空间以操作移液工具14并且以从上方进入样本管12。 传送设备6布置为沿着直的水平方向7将磁性工具设备4从作为第一位置的开始位置移动 到接合的位置（"第二位置"）。
[0112] 实验室装置Γ是用于执行尤其是在至少一个样本上的磁性工作步骤的工作步骤 的实验室自动工作站Γ。实验室装置Γ包括可编程电子控制设备25，可编程电子控制设备 25包括用于自动地执行尤其是磁性工作步骤，至少一个样本的温度控制的工作步骤或者在 至少一个样本上的其它工作步骤的工作步骤的部件。所述部件可以包括可编程电子电路和 /或可以包括用于自动地执行工作步骤的计算机程序编码。
[0113] 框架19的内部包括至少两个隔室。隔室18是样本处理隔室，并且隔室13是控制 隔室。样本处理隔室和隔室13是含有控制设备25的控制隔室。挡板26使隔室13、18彼 此分离。挡板26中的开口 27连接隔室13、18并且允许磁性工具设备4从开始位置（"第 一位置"）转移到第二位置，在开始位置中磁性工具设备4至少部分地，优选地基本上全部 地布置在控制隔室13内，在第二位置中磁性工具设备4至少部分地优选地基本上完全地布 置在样本操作隔室18内。通常地说，将内部分成至少两个隔室，提供了抵靠彼此保护隔室 的优点。例如，湿度以及在样本操作隔室中发生的动作可以限定到隔室18,同时从控制隔 室13损失的热量与尘土可以限定到所述隔室13。将磁性工具设备4移动到停靠位置（这 里：开始位置），在停靠位置中磁性工具设备4至少部分地，优选地基本上全部地布置在控 制隔室13内，提供了磁性工具设备4免受来自样本操作隔室的环境影响以及样本操作隔室 18获得用于移动与操作样本的更多自由空间的优点。
[0114] 此外，控制隔室13布置在装置Γ的内部的后部。挡板26可以形成样本操作隔室 18的后面板。分配到框架19的后面板19b，可以构造为可移除或者可打开，以便例如为了维 修的原因进入控制隔室13。这样，可以避免污染样本操作隔室18。对于用户来说前侧19a 是可接近的，以便布置与移除用于装置的样本与附件。使控制隔室13定位在后部允许较容 易接近样本操作隔室18。
[0115] 图3a示出了处于第一位置中的根据本发明的实验室装置31的样本接收部分32 和磁性工具设备34的俯视图。磁性工具设备34的臂部分包括一个臂35。相对运动37致 使至少一个接合元件与至少一个接合区域20接合，同时相对于样本接收区域33平行移动 直到达到第二位置（图3b)。臂35具有安装在臂35的两个相对面侧之一上的四个磁体元 件（未示出）。一个臂35与一个相对运动可以用于有效地提供在多个样本上（这里：四个） 的磁性工作步骤。然而，如果样本接收部分包括仅一个样本接收区域33,本发明也是有利 的。接合元件35具有两个相对侧表面与小于侧表面的一个前表面35"。磁体元件安装为使 得，当臂已经与样本接收部分32的接合区域20接合时，在图3b中示出的第二位置处，每个 磁体元件都面向定位在样本接收区域33中的一个接收器12。接合元件35的面侧尤其具有 比前侧35"大的用于布置更大磁体元件的表面。因此，施加到接收器12中的样本的磁性效 果更有效。
[0116] 图3c示出了实验室装置31'，其中接合元件35'具有安装在臂35'的两个侧表面 上的八个磁体元件（未示出）。在第二位置（图3d)处，一个臂35与一个相对运动可以用 于有效地提供在多个样本（这里：八个）上的磁性工作步骤。
[0117] 图3e示意性示出了在称作样本接收部分与接合元件的位置I -VI的六个不同相 对位置的根据图3a和图3b的磁性工具设备的样本接收部分与接合元件的俯视图。位置I 和II是接合元件35未相对于至少一个接合区域20布置以便利用磁场执行工作步骤的位 置，其相应地是根据本发明的"第一位置"。在位置I处，接合元件35不与样本接收部分32 的接合区域20接合，而在位置II处，接合元件35至少部分地与接合区域20接合。优选地 并且通常地，在相对运动过程中接合元件到样本接收部分的路径是平行的。这里是此种情 形：在相对运动37过程中接合元件35到样本接收部分32的路径是平行的。
[0118] 在图3e的位置III处，接合元件35至少部分地与接合区域20接合并且在第二位 置处布置为利用磁场执行工作步骤。特别地，在位置III处，例如永磁体的磁体元件36a面 向样本接收区域33b，而在位置II处则不是此种情形。在磁体元件面向样本接收区域（例 如在位置III-VI)的情形中，可以在布置在定位于样本接收区域中的接收器中的具有磁性 材料的样本之间执行磁性工作步骤，其中所述工作步骤可以优选地不施加在磁体元件不面 向样本接收区域的位置处（例如，位置Π )，例如，因为此磁力对于执行磁性工作步骤来说 可能太小。因此，位置III是根据本发明的"第二位置"，对于位置IV、V和VI也是此种情 形。从作为第一位置的起始位置I开始，接合元件35的前表面35"不是朝向样本接收区域 33b移动，而是朝向接合区域20移动。在第二位置II处，即在第一位置与第二位置之间，在 相对运动37过程中接合元件35至少部分地平行与样本接收区域33b移动。这是根据本发 明的装置的至少一个接合元件与样本接收部分的相对运动的一般方面。通常地说，在相对 运动过程中至少一部分接合元件和至少一个样本接收区域的"平行移动"优选地意味着垂 直于所述相对运动的水平平面中的至少一个直线L，跨越样本接收区域并且还跨越接合元 件。
[0119] 位置VI是相对运动的目标位置或者结束位置，其中至少一个接合元件的最大数 量的磁体元件面向分配到相应磁体元件的相应的样本接收区域。在实施方式中，接合元件 的每个磁体元件都面向样本接收区域。在目标位置处，可以在每对磁体元件与分配到磁体 元件的样本接收区域之间执行磁性工作步骤，例如在（36a ;33a)与（36b ;33b)对之间。
[0120] 图3f示意性示出了在第一位置I'和第二位置II'处的样本接收部分2""与接合 元件35""的俯视图。在两个位置处，接合元件至少部分地与接合区域20接合。在位置I' 处，磁体元件36""未面向指定的样本接收区域33""并且未布置为执行磁性工作步骤，因为 该磁力对于执行磁性工作步骤来说可能太小。相比之下，在位置II'处，由于样本12中的 磁性材料之间的磁性相互作用可能足够强以影响磁性工作步骤，因此磁体元件36""面向指 定的样本接收区域33""并且布置为执行磁性工作步骤。
[0121] 图4a示出了处于第一位置的根据本发明的装置的优选实施方式的样本接收部分 2""与磁性工具设备4的俯视图。样本接收部分2""具有4*6 = 24 = N的数量N的样本接 收区域3以便接收相同数量的样本接收器12。样本接收区域布置在6行R1到R6中，每行 都包括4个样本接收区域。6行样本接收区域通过五个中空空间20分离。在此情形中，中 空空间具有构造为以适合方式容纳接合元件5的基本上长方体状部分。这里三个中空空间 相应地形成接合区域。此外，五个中空空间20通过行的相邻样本接收区域之间的间隙空间 20'连接在一起。因此，五个中空空间形成连续中空空间。因此，还可以通过连接在一起的 几个中空空间部分形成中空空间。
[0122] 磁性工具设备具有形成接合元件5的带有三个臂5的臂部分4、5。在臂的数量是 接收区域的行数的一半的情况下，此布置是优选的，因为其需要较少的努力来提供与（相 对地）定位磁性工具设备。
[0123] 在图4b中的第二位置处，每个接合元件5都相对于行的相邻样本区域3以最小距 离dl定位，并且相应地相对于样本接收器12以最小距离d定位。这样，通过使用短距离 d (或dl)使接合元件与流体样本的非侵入性相互作用最大化。在根据本发明的装置的当前 实施方式中，相互作用以磁场为基础。
[0124] 图5a示出了处于第二位置的图4b的样本接收部分2""与磁性工具设备4的俯视 图。可以通过样本接收设备提供样本接收部分2""。进一步示出的是N1 = N= 24数量的 永磁体，其连接到接合元件，即磁性工具设备4的臂5。永磁体布置为使得存在布置在臂5 的相对侧面上的N2数量的对21、22的永磁体。优选地，永磁体对隔开与一行的相邻样本接 收区域3的坚直中心线的距离相应的距离。这里，对于全部永磁体对来说此距离是相等的。
[0125] 示出的全部永磁体都具有如由指示单个永磁体的磁场的主轴的箭头S-N指示的 在相同方向上的极性。除了其它以外，这具有磁体对的磁体不自身吸引的优点，这是用于在 接合元件处的磁体连接的另一个支撑与稳定。然而，还可能以不同定向的另一种模式布置 永磁体。永磁体21或22具有板状形状，优选地基本上是长方体状，或圆柱体状，其中磁极 垂直于板的主表面定向。永磁体的直径可以根据磁体的长度改变。此直径可以是小于样本 接收区域的直径，其可以是30mm并且可以大于1mm。
[0126] 图5b示出了磁性工具设备4的接合元件（臂）5如何相对于样本接收部分2""的 高度优选地布置。一个样本接收器12相应地布置在作为样本接收设备2中的中空空间的样 本接收部分3中。优选地，在第二位置中，接合元件布置为使得它们至少在例如样本管12的 样本接收器的下半部处相对。优选地，永磁体布置为使得它们将足够的磁力施加到液体样 本中的磁性材料，这允许通过将磁性材料集中在面向永磁体的样本接收器12的内侧处而 将磁性材料从样本液体中可靠地分离。样本接收器与磁体的水平横向布置具有下述优点： 与现有技术的使磁体定位在接收器下方的布置相比，可以实现在接收器的侧壁的内侧上的 磁性材料的更加2维的分布。此二维分布使得例如利用乙醇更容易清洗磁性材料，以及在 此后干燥它们。
[0127] 优选地，还可以沿着臂部分4坚直地移动臂5。这样，可以将例如磁场的非侵入相 互作用引导到样本接收器的不同位置或高度，从而更加有效地施加相互作用。特别地，可 以从溶液更加完全地收集磁性材料。通常地说，在接合元件构造为沿着垂直于相对运动的 平面的方向或者与相对运动的平面成角度的方向可移动的情况下，提供利用具有接合元件 并且具有磁体元件的工具部分将磁性材料从流体样本分离的以下方法步骤，这对于具有相 对大的长度的样本接收器尤其有用：i)将磁体元件定位在样本接收器的上边界处；ii)将 磁体元件向下移动到接收器的底部以便收集沿着接收器中的样本的高度散布的磁性材料； iii)再次向回驱动，以便从磁性材料清洗接收器的底部。
[0128] 图5c的构造提供了使用并排或者如示出的布置在彼此顶部上的至少两个磁体元 件或永磁体22a、22b。此构造还提供了可以将例如磁场的非侵入相互作用引导到样本接收 器的不同位置或高度，从而更加有效地施加相互作用。特别地，可以从溶液更加完全地收集 磁性材料。
[0129] 图5d示出了根据本发明的样本接收设备的实施方式的侧视图。样本接收部分是 装置的部分，其提供了用于布置样本接收器12的空间，此空间称为样本接收区域3。因此， 作为尤其是装置的可移除部分的装置的一部分的样本接收设备，提供了样本接收部分2""。 样本接收部分包括上部区域A、中间区域B和下部区域或底部区域C。所述区域是样本接收 部分2""的长方体状部分，其沿着坚直方向Z堆叠在彼此顶部上。如可以在图5f中看到的， 样本接收部分的中间区域B可以被用于提供接合区域，以使至少一个接合元件5仅与中间 区域中的至少一个接合区域接合。此构造的优点在于对于例如热转移部分或热传递设备的 装置的其它设备来说底部区域C是可进入的，以便控制至少一个样本接收设备和/或样本 接收器和/或样本的加热。此外，对于例如流体转移设备的其它设备而言上部区域是可进 入的，以通过布置在样本接收部分中的样本接收器的上部开口转移流体样本。这样，装置的 可获得空间被有效地使用。
[0130] 图6示出了示出为处于第一位置的样本接收部分2"和磁性工具设备4"的优选构 造。相应的装置根据图la中示出的第一优选实施方式构造。样本接收部分2"构造为由温 控管2形成。温控管2具有由金属制成的底板2a与包括24个样本接收区域3"的块部分 2b。通过金属制成的细长长方体3"'提供了样本接收区域3"，其沿着它们的长轴坚直直立 地定向并且焊接到底板2a。底板2a的主表面限定平行于笛卡尔坐标系统的水平x-y平面 的平面，相对运动7沿着所述平面发生。对于为生物或生化样本设定期望的温度来说恒温 管是有用的，其可以提供例如要求用于PCR(聚合酶链反应）的适当的反应温度，或者用于 活体细胞的适当培养温度。珀耳帖元件与温度传感器可以附接到基板2a，例如以便通过电 闭合回路控制温度。
[0131] 每个样本接收区域3"都是长方体3"'中的用于接收样本接收器（未示出）的凹 槽。凹槽和接收器的形状调节为使得50%与100%之间的可能大比例的样本接收器的外壁 被凹槽的内部接触。由此，接收器与恒温管之间的热联接更加有效。
[0132] 图6中的工具部分4"包括两个载体杆4a和4b，两个载体杆4a和4b隔开并且平 行地安装并且形成基部元件，其承载作为用于与此处是中空空间20的三个接合区域20接 合的接合元件5"的三个臂5"。八个圆盘状永磁体21、22成对安装在臂5"的相对面侧上， 以便在第二位置中每个都面向一个样本接收器。工具部分4"相对于静止样本接收部分2" 的移动由包括两个引导杆26、27的引导设备25引导，两个引导杆26、27平行于相对运动7 的方向布置并且支撑在插口 28上，静止地安装到基部或支撑件。磁性工具部分4"包括具 有容纳引导杆的圆柱状引导孔的互补轴承部件4c，以便允许工具部分沿着方向7的可能摩 擦减小的滑动。
[0133] 图7a示出了在第一位置的根据第一优选实施方式的实验室装置200的立体图。实 验室装置与图4a、图4b、图5a、图6中的装置的构造相应。该装置可以是自动移液装置并且 可以是自动工作站的一部分。自动装置或工作站具有在样本溶液中执行磁性材料的磁性分 离步骤的另外功能。该装置具有样本接收设备202,其类似于图2中的样本接收设备2形 成，并且其是恒温管202,其具有5个中空空间20,其中三个中空空间20构造为通过臂部分 204的臂205接合，由此形成接合区域。
[0134] 用作基部元件的磁性工具设备204具有载体板204'，三个臂205自支撑并且从基 部元件204'的侧面横向且水平延伸地安装在磁性工具设备204上。磁性工具设备204构 造为形成臂部分205,这里包括三个臂205。这里，臂部分构造为使得接合元件，即臂205,不 具有连续地直的形状。更确切地说，接合元件205具有直的安装部分205a，其平行磁性工具 设备204的移动的方向207对准并且其安装到基板204。接合元件205还具有一体地连接 到部分205a并且与方向207成0°〈 α〈 = 90°的角度对准的略微成角度部分205b。接合 元件205还具有一体地连接到部分205b并且平行于方向207对准的直的接合部分205c。 第一臂与第三臂的安装部分205a之间的最小距离小于第一臂与第三臂的接合部分205c之 间的最小距离。因此，例如当与图6中的臂部分4"进行比较时，臂部分205更紧凑。这使 得更容易将安装部分205a以及磁性工具设备的基板204存放在装置200中。
[0135] 总共设有24个铁磁体222,其中八个磁体222布置在一个接合元件205处，使得在 第二位置处一个磁体面向一个样本接收区域203。图7a示出了从装置的上后侧的装置的立 体图，这意味着前侧F在图7a的背景中。图7a还示出了相对于恒温管202移动磁性工具 设备204的机构，恒温管在称作TMX位置（热混合位置）的目标位置处是静止的。可以在 不移动保持样本接收器的恒温管的情况下使用磁性工具设备204。与此同时，可以通过与图 2中示出的类似的可以布置在恒温管202上方的两个移液工具231、232中的一个传送液体 样本。永磁体222具有10mm的直径以及2mm的厚度（或者相对于磁极的"高度"）。如果 在样本接收区域203中的两相邻行样本接收器与图5a中示出的类似，则每个臂205的磁体 都提供与样本中的磁性材料的磁性相互作用。
[0136] 安装板204安装在线性引导设备的滑板元件204c上，并且滑板元件可以沿着平行 于方向207布置的线性引导设备的线性轨道元件225滑动。步进电机227连接到用作联接 设备的、可以通过臂沿着方向207移动磁性工具设备204的皮带传动226。移动的方向207 平行于作为水平平面的支撑板209的主平面。设置电子控制与供给设备，以便控制步进电 机驱动227的动作并且提供电源。电子控制设备228经由CAN数据母线连接到装置的中心 电子控制设备。电子控制设备228,步进电机驱动器227以及在第一位置（停放位置）具有 臂205的安装部分205a的基板204布置在装置的后部空间中并且对于使用者来说不可见。 恒温管202在后面侧202a上具有开口 202b，以便允许接合元件205与恒温管202中的相应 接合区域接合。在第一位置处，暴露到环境的接合元件205的部分通过覆盖件229覆盖。
[0137] 图7b示出了处于第二位置的图7a的实验室装置200的立体图。
[0138] 图8示意性示出了处于第一位置与第二位置之间的中间位置的根据本发明的装 置的第二优选实施方式的实验室装置300的立体图。装置300与装置200类似并且用于移 液样本液体、传送样本液体并且执行磁性分离的相同目的。这里，具有三个臂305的磁性工 具设备304不可移除地安装到基板333并且因此固定地布置在装置300中。设置通过夹紧 元件330a、330b保持夹紧工具330的传送与提升设备，以便在第一位置与第二位置之间相 应地传送样本反应部分或者传送作为没有温度设备的恒温管的样本接收设备302,在第一 位置处样本反应设备302布置在用作热传递设备的装置300的基部的温度板308上，在第 二位置处样本反应设备302布置在温度板309上并且臂305与样本反应部分中的接合区域 接合。
[0139] 在温度板308下方，珀耳帖元件与温度传感器（未示出）附接到相应的温度板，以 便通过电子闭合回路控制温度。为了控制恒温管302的温度，在第一位置处恒温管302将 与温度板308热接触。
[0140] 在恒温管302的任何位置处，一个移液工具331可以用于将液体样本传送到一个 样本接收器12中（或者将样本从接收器移除）。为此目的，将夹紧工具330从传送与提升 设备移除并且由移液工具331替换。
[0141] 图9示意性示出了作为可编程、自动工作站400的实验室装置400的立体图。装 置400包括图7a、图7b中示出的装置200的全部部件。作为另选（未示出），还可能将图 8中示出的装置300的部件包含在装置400中。装置400具有带有基板433 (等同于图7a、 图7b中的基板233)的基部以及围住装置的内部的壳体（未示出）。内部包括前隔室（在 前面"F"）以及后隔室（在后面"B"）。前隔室是用于在样本上工作的装置的工作区域。 工作区域包括传送与提升设备450以及用于执行工作步骤的多个站，即TMX位置471的站 (在下面也称作站"A1"），所述多个站保持具有样本接收器12的样本接收部分、容纳通过 1000 μ 1移液末端填充的挂架的存储站（"A2")，容纳通过50 μ 1移液末端填充的挂架的存 储站474 ( "Β2"），具有试剂保持件的站473 ( "ΒΓ )，具有样本管保持件的站475 ( "C1"）， 具有用于洗脱接收器的保持件的站476 ("C2"）以及容纳两个移液工具231和232的站477 以及保持用于废料的容器的站478。
[0142] 在图9中，传送与提升设备450包括用于沿着三个轴x、y、z引导工具安装头部454 的运动的几个轨道451、452、453。引导件455在通过后面板461与装置400的前隔室分开 的后隔室460的闭合内部上方延伸。后面板461将前隔室（工作区域）与后隔室461分开。 后隔室通过被覆盖件229 (同样参照图7a、图7b ;这里未示出后面板461)覆盖的后面板的 开口连接到前隔室。开口允许磁性工具设备204沿着y方向207移动通过后面板461。此 布置提供了样本区域可以保持与包括步进电机227、电控制器与供给设备228和其它部件 的"机器室"（即后隔室460)隔离的优点。如果需要的话，可以通过移除壳体的后壁462容 易地维修此机器室。通过此种方式，在维修过程中将不会污染装置的工作区域。此外，后面 板461用作光学覆盖板，这防止使用者与此装置的工作分心。
[0143] 特别地，实验室装置200、300和400具有以下优点：移液程序可以容易编程与自动 地执行的，或者如果期望的话，可以由用户限定。此外，可以在包含例如磁珠的磁性材料的 样本上执行磁性分离。要求磁性分离的典型应用还可以要求通常地以例如3-4个周期的周 期重复的以下步骤：i)配量样本液体；ii)将磁性颗粒与样本液体混合；iii)在一个或多 个步骤中控制样本的温度；iv)执行磁性分离。本发明，尤其是装置200和400,提供了可以 在装置中的样本接收器的一个单个位置处（其是TMX-位置）执行所述步骤i)到iv)的全 部的优点。由于在TMX位置处可获得所需的全部部分，因此无需交换任何工具模块。这在 此应用中节约了大量时间，此过程是更加持续与可重复的，并且用于使运行期望应用的装 置程序化的努力可以保持相对低。
[0144] 在图6、图7a、图7b和图8中，在第二位置中，臂元件（5" ；205 ;305)的底面与样 本接收设备（2" ；202;302)的底板（2a)的顶面之间的距离约为2mm，其中底板的高度约为 5_。这意味着,在第一位置处，在与接合区域接合的部分臂元件的下方的空的空间的高度 hes约为hes = 7_。用于在至少一种流体样本上执行磁性工作步骤的实例：
[0145] 参照图7a、图7b、和图9、图10a、图10b、图10c和图10d的装置200、400说明下面 的实例。
[0146] 例如，根据本发明的装置与方法可以用于通过使用磁性分离将RNA和DNA的片段 从血液或血清中分离，其首先利用RNA与DNA到磁珠的吸附，并且，其次利用磁性分离以将 珠子（具有RNA/DNA)与溶液分离。参照图10a到图10d，其示出了具有臂205的磁性工具 设备204相对于样本管在样本接收部分202'（未示出）中的不同位置，这通过静止地保持 在TMX位置471 (图9)处的静止样本接收设备（未示出）提供。图10a、图10b、图10c和 图10d各自都示出了装置200(图7a、图7b)以及不同布置的相应装置400(图9)的相同部 件。
[0147] 图10a示出了位于第一位置的实验室装置，移液管工具231位于上部位置。图10b 示出了位于第二位置的实验室装置，移液管工具231位于上部位置。图10c示出了位于第 二位置的实验室装置，移液管工具231位于上部位置。图10d示出了位于第一位置的图9 的实验室装置，移液管工具231位于上部位置。
[0148] 大体上可以在US6, 605, 213B1中找到关于执行基于核酸的测定法的信息。下面 是执行核酸为基础的测定描述，即通过利用根据本发明的装置与方法将病毒DNA或RNA从 诸如血清或血浆的细胞自由本体流体隔离。可以使用商业套件，其提供用于隔离样本血清 或血楽的试剂与磁珠，例如来自德国Macherey-Nagel GmbH&Co.KG的Nucle〇Mag"96病 毒-组织或-血液套件。
[0149] 为了使基因组DNA(gDNA)与血液样本分离，执行以下步骤：
[0150] 首先，必须通过用户利用要求的附件加载装置400的工作区域（参照图9与图9 的描述）：站471(A1，TMX位置）加载有包括24个样本接收器12以便执行反应的挂架。站 472 (A2)和站474 (B2)相应地加载有具有96移液末端的机架。站473 (B1)加载有保持来自 套件的试剂的挂架，其要求用于执行磁性分离，例如NucleoMag? B-珠子、裂解液、结合 缓冲液、洗涤液、蛋白酶K、洗脱缓冲液。站475(C1)加载有具有24样本管的机架，每个样本 管都含有待单独地分析与处理的不同的血液样本。站476 (C2)包含具有用于接收洗脱液的 24管子的机架。
[0151] 可以利用存储在装置400的可编程电子控制设备中或者可以例如利用装置400的 用户接口通过用户可编程的任何程序全自动地或半自动地执行下面的步骤。然而，工作步 骤还可以是至少部分地用户控制的。
[0152] 其次，将血液样本从站C1传送到A1 (利用新的移液末端从位置A2或B2逐个传 送），从一个样本管到位置A1处的相关样本接收器12。为此目的，装置在图10a的"第一位 置"（这里：磁性工具设备204的开始位置）开始操作，并且在图10d中的位置释放（或者 吸入）液体样本。
[0153] 第三，血液细胞通过裂解的步骤破坏。因此，裂解缓冲液通过从B1传送到A1增加 到样本接收器12。然后，蛋白酶K溶液通过从B1传送到A1增加到样本接收器12并且在 TMX站A1处将在接收器12中的样本以1200rpm混合10分钟。
[0154] 第四，来自溶液的核酸分子（gDNA)结合到磁珠。因此，结合缓冲液通过从B1传送 到A1增加到样本接收器12。然后，磁珠通过从B1传送到A1增加到样本接收器12,并且在 TMX站A1处将在接收器12中的液体样本以900rpm混合5分钟。TMX站包括用于使具有温 度板239的保持框架与样本接收部分202 (图7a的具有样本接收器12的恒温管）在大体 水平平面中振荡的部件。然后，通过朝向承载管子的样本接收部分202'移动磁性工具设备 204 (为了简化的目的，仅示出管子），装置400达到第二位置（图10b)，使得移动207致使 三个接合元件205与三个接合区域接合，同时相对于样本接收区域203与样本接收器12平 行地移动。在第二位置处，臂205的磁体222定位为使得它们相应地面向样本管12的最低 部分。这确保通过重力收集在样本接收器底部处的珠子被有效地吸引到面向磁体的样本接 收器12的侧面。由于根据本发明的装置的构造，磁性分离的步骤是高度有效的。这样，可 以在不移除磁珠的情况下安全地执行清洗样本接收器内部（由此清洗与核酸接合的珠子） 的以下步骤。执行磁性分离2分钟。在磁性分离过程中臂205相对于样本接收部分不移动。 然而，还可能并且优选的是提供在磁性分离过程中用于移动磁工具设备的部件。然后，经由 流体转移设备（图l〇c)将上清液从样本接收器12移除并且投入到废物容器中。然后，通 过将磁性工具设备204从设计为承载管子（为了简化起见仅示出了管子）的样本接收部分 202'移出而将装置400带回到第一位置（图10a)，使得移动207致使接合元件205从接合 区域收回。
[0155] 第五，执行结合核酸的清洗珠子的三个步骤。清洗缓冲液经由流体转移设备从B1 移动到A1 (图10d)。珠子和清洗缓冲液的混合在A1处以1200rpm施加2分钟（图10a)。 磁性工具设备移动到第二位置处以保持磁珠（图l〇b)。执行磁性分离2分钟（图10b)。将 上清液从样本接收器12 (图10c)移除。磁性工具设备移除到第一位置（图10a)。利用新 的清洗缓冲液，重复清洗另外两次。
[0156] 第六，通过在A1 (图10a)的等待和/或受控的加热干燥具有核酸的磁珠。
[0157] 第七，通过洗脱的步骤收获核酸。洗脱提供了将洗脱缓冲液从B1转移到A1 (图 l〇d)，以便以1200rpm混合洗脱缓冲液中的珠子10分钟，同时施加热量，由此将核酸从珠子 移除；磁性地保持珠子（图10b) 2分钟；利用核酸将上清液从样本接收器12移除并且将它 们转移到站C2处的洗脱管。来自血液的净化的基因组DNA可以直接地用于下游应用。
【权利要求】
1. 一种用于利用磁场在至少一个样本接收器（12)中的至少一种流体样本上执行工作 步骤的实验室装置（1 ;Γ ;31 ;31' ；100 ;101 ;200 ;300 ;400)，其包括： -至少一个样本接收设备（2 ;102 ;2' ；102 ;202 ;302)，其具有至少一个样本接收部分 (2" ;2"" ;32 ;32' ；202'），其中所述样本接收部分具有至少一个样本接收区域（3 ;103 ;3' ； 3";33 ;33' ；33"";103 ;203 ;303)以及至少一个接合区域（20)，由此这些区域沿着水平平面 并排地布置，并且所述样本接收区域构造为容纳样本接收器， -至少一个磁性工具设备（4 ;104 ;4' ；4" ；34 ;34' ；104 ;204 ;304)，其包括用于与所述 至少一个接合区域（20)接合的至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ；105 ;205 ;305)， -其中，所述至少一个样本接收部分（2"；2"";32;32' ；202'）以及所述至少一个接合 元件布置为相对于彼此在至少第一位置与第二位置之间可移动，以便沿着所述水平平面执 行相对运动，使得在所述相对运动过程中，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ； 105 ;205 ;305)与所述至少一个样本接收区域（3 ;103 ;3' ；3";33 ;33' ；33"";103 ;203 ;303) 至少部分地相对于彼此平行地移动， -其中，在所述第一位置处，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ；105 ;205 ; 305)不是相对于所述至少一个接合区域（20)布置，以便利用磁场执行工作步骤，以及 -在所述第二位置处，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5"；35 ;35' ；105 ;205 ;305) 至少部分地与所述至少一个接合区域（20)接合并且布置为在所述第二位置处利用磁场执 行工作步骤。
2. 根据权利要求1所述的实验室装置，其中，在所述第一位置处，所述至少一个接合元 件（5 ;105 ;5' ；5" ；35 ;35' ；105 ;205 ;305)不与所述至少一个接合区域（20)接合，并且在 所述第二位置处，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ；105 ;205 ;305)至少部分 地与所述至少一个接合区域（20)接合。
3. 根据权利要求1或2所述的实验室装置，其还包括基部（9，109,9'，209, 309)，并且 其中，在相对运动过程中所述至少一个样本接收部分（2";32 ;32' ；202'）相对于所述基部 (9,109,9'，209, 309)是静止的，同时所述至少一个接合元件相对于所述基部可移动，以便 执行所述相对运动。
4. 根据权利要求1或2所述的实验室装置，其还包括基部（9，109,9'，209, 309)，并且 其中，所述至少一个样本接收部分（2"；2""；32;32' ；202'）相对于所述基部（9，109,9'， 209, 309)可移动，以便执行所述相对运动，同时在所述相对运动过程中所述至少一个接合 元件相对于所述基部是静止的。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述装置包括用于将至少一 个样本接收器保持在所述样本接收部分中的保持部件。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述样本接收部分具有沿着 所述水平平面并排布置的至少两个样本接收区域，其中所述至少一个接合区域（20)布置 在所述至少两个样本接收区域之间。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述样本接收部分具有以Nb 平行行布置的Na样本接收区域，并且其中，所述磁性工具设备具有构造为在所述第二位置 处与所述Na行附近的至少N d接合区域接合的N。接合元件的N。接合元件，由此Nb、N。和Nd 都是大于或等于1的自然数，并且Na是大于或等于2的自然数。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述磁性工具设备具有带有 一个或多个突出臂元件的臂部分，其中每个突出臂元件都形成至少一个接合元件。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述磁性工具设备具有至少 部分地布置在所述接合元件的侧表面处的至少一个磁体元件，使得所述至少一个磁体元件 面向所述至少一个样本接收区域并且当所述至少一个接合元件布置在所述第二位置时将 磁力施加于所述至少一个样本接收器中的所述流体样本中的磁性材料。
10. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述样本接收部分具有上 部区域、中间区域以及底部区域，由此所述磁性工具设备可布置为使得，在所述相对运动过 程中，所述至少一个接合元件与所述中间区域接合而不与所述上部区域或所述底部区域接 合。
11. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其包括基部（9,109,9'，209,309) 并且在热交换设备设置在所述装置处的情况下，其可布置在所述基部上并且包括热传递部 分。
12. 根据权利要求10以及上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述装置 包括含有至少一个流体转移设备的样本传送设备，在所述第二位置处，所述至少一个流体 转移设备至少部分地可布置在所述上部区域中。
13. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述装置包括基部（9,109， 9'，209, 309)，并且其中样本混合设备设置在所述装置处，所述样本混合设备可支撑在所述 基部上并且至少部分地可布置在所述样本接收部分下方。
14. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述装置具有引导设备，所 述引导设备构造为至少在所述第一位置与所述第二位置之间引导所述至少一个样本接收 部分与所述至少一个接合元件的相对运动。
15. 根据上述权利要求中任一项所述的实验室装置，其中，所述磁性工具设备构造为使 得所述接合元件或所述接合元件的一部分还可以沿着垂直于所述水平平面的方向移动。
16. -种样本接收设备（2 ;102 ;2' ；102 ;202 ;302)，所述样本接收设备可在目标位置 处布置在根据权利要求1至15中任一项所述的实验室装置（1 ;Γ ;31 ;31' ；100 ;101 ;200 ; 300 ;400)处并且能够将其从所述实验室装置移除，并且如果将所述样本接收设备布置在 所述目标位置处，则其适于提供所述实验室装置的所述样本接收部分（2";2"";32;32' ； 202'），使得所述样本接收设备提供至少一个样本接收区域（3 ;103 ;3' ；3"；33 ;33' ；33""； 103 ;203 ;303)和适于与所述实验室装置的至少一个接合元件接合的至少一个接收区域 (20)，由此这些区域沿着水平平面并排布置，并且所述样本接收区域构造为接收样本接收 器。
17. 根据权利要求16所述的样本接收设备，包括底板，所述底板构造为是热传递部分、 能够至少沿着坚直方向转移热量。
18. -种磁性工具设备，尤其是根据权利要求1-15所述的实验室装置（1 ;Γ ;31 ;31' ； 100 ;101 ;200 ;300 ;400)的磁性工具设备（4 ;104 ;4' ；4"；34 ;34' ；104 ;204 ;304)，所述磁 性工具设备包括至少一个可移动接合元件（5 ;105 ;5' ；5" ；35 ;35' ；35"" ；105 ;205 ;305)， 其构造为执行相对于样本接收部分，尤其是根据权利要求1-14中任一项所述的实验室装 置（1 ;1' ；31 ;31' ；100 ;101 ;200 ;300 ;400)的样本接收部分（2" ；2"" ；32 ;32' ；202'）的 移动，所述样本接收部分提供了至少一个样本接收区域（3 ;103 ;3' ；3";33 ;33' ；33"";103 ; 203 ;303)以及至少一个接合区域（20)，由此这些区域沿着水平平面并排地布置，并且所述 样本接收区域构造为容纳样本接收器，使得在相对运动过程中，所述至少一个接合元件（5 ; 105 ;5' ；5" ；35 ;35' ；35"" ；105 ;205 ;305)和所述至少一个样本接收区域（3 ;103 ;3' ；3" ； 33 ;33' ；33""；103 ;203 ;303)至少部分地相对于彼此平行地移动， 并且其中，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ；105 ;205 ;305)构造为与所 述至少一个接合区域（2〇)接合， 其中，在所述第一位置处，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5"；35 ;35' ；35""；105 ; 205 ;305)不是相对于所述至少一个接合区域（20)布置，以便利用磁场执行工作步骤，以及 在所述第二位置处，所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5"；35 ;35' ；35""；105 ;205 ; 305)至少部分地与所述至少一个接合区域（20)接合并且在所述第二位置处布置为利用磁 场执行工作步骤。
19. 根据权利要求18所述的磁性工具设备，其包括具有臂基部与至少一个臂元件的臂 部分，所述臂元件形成所述至少一个接合元件（5 ;105 ;5' ；5";35 ;35' ；35"";105 ;205 ;305) 并且沿着水平方向从所述臂基部横向地突出。
20. 根据权利要求19所述的磁性工具设备，其中，所述臂部分具有三个臂元件。
21. 根据权利要求18、19或20所述磁性工具设备，其包括至少一个接合元件支撑在其 上的支撑基部，并且其包括用于执行所述至少一个接合元件相对于所述样本接收部分的相 对运动的传送设备。
22. -种自动工作站，其相应地包括根据权利要求1到15所述的实验室装置，和/或根 据权利要求15或16所述的样本接收设备，和/或根据权利要求18到21所述的磁性工具 设备。
23. -种利用磁场，尤其是利用根据权利要求1到15所述的实验室装置或者根据权利 要求18到21所述的磁性工具设备，在至少一种流体样本上执行工作步骤的方法，所述方法 包括至少以下步骤： 将包含流体样本的至少一个接收器布置在样本接收部分的至少一个样本接收区域中， 其中所述至少一个样本接收区域与所述样本接收部分的至少一个接合区域沿着水平平面 并排地布置； 提供包括至少一个接合元件的所述磁性工具设备； 将所述至少一个接合元件相对于所述至少一个接合区域沿着所述水平平面从第一位 置移动到第二位置； 至少在所述第二位置处将所述至少一个接合元件至少部分地与所述至少一个接合区 域接合，以便在所述第二位置处利用磁场执行工作步骤，尤其使得所述至少一个样本接收 区域面向所述至少一个接合元件的侧表面； 在所述第二位置处通过施加磁场在所述至少一种流体样本上执行所述工作步骤。
【文档编号】G01N35/00GK104094123SQ201380005707
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年1月17日 优先权日:2012年1月17日
【发明者】哈拉尔德·安德鲁莱特, 曼弗雷德·埃伯斯, 赫尔穆特·克诺费, 延斯·彼得·克罗格, 朱迪思·卢克 申请人:埃佩多夫股份公司