CN117813509A - 具有固定光学传感器和用于调整传感器视角的可移动光学适配器的样品处理器 - Google Patents

Abstract

一种用于处理样品容器(102)的样品处理器(100)，其中，样品处理器(100)包括：固定的光学传感器(104)；移动台(106)，其能够相对于固定的光学传感器(104)移动；和光学适配器(108)，其布置或能够布置在移动台(106)处并且配置为由移动台(106)移动从而调整固定的光学传感器(104)的视角。

Description

具有固定光学传感器和用于调整传感器视角的可移动光学适 配器的样品处理器

技术领域

本发明涉及一种样品处理器、样品分离设备和运行用于处理样品容器的样品处理器的方法。

背景技术

在液相色谱法中，流体样品和洗脱液(液体流动相)可以被泵送通过管道和比如柱等的分离单元，在该柱中对样品组分进行分离。柱可以包括能够将流体样品的不同组分分离的材料。分离单元可以通过管道连接到其他流体构件(如取样器或注入器、检测器)。在将流体样品引入到流体驱动单元(特别是高压泵)与分离单元之间的分离路径中之前，应当通过活塞在计量装置内的移动将预定量的流体样品经由注入针从样品源(比如样品容器等)摄取到样品回路中。此后，切换注入器阀，以便将所摄取量的流体样品从计量路径的样品回路引入到流体驱动单元与分离单元之间的分离路径中以进行后续分离。由此，流体样品被注入到流动相中，比如溶剂或溶剂组合物等。

为了注入流体样品以及为了分馏所分离的流体样品，样品处理是必要的。

然而，样品处理是复杂的并且在传统途径中在一些情况下是不精确的。

发明内容

本发明的目的在于以简单且精确的方式实现样品处理。该目的通过独立权利要求来解决。其他实施例由从属权利要求示出。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于处理样品容器的样品处理器，其中，该样品处理器包括：固定的光学传感器；移动台，其能够相对于固定的光学传感器移动；和光学适配器，其布置或能够布置在移动台处并且配置为由移动台移动从而调整固定的光学传感器的视角。

根据另一示例性实施例，提供了一种用于分离流体样品的样品分离设备，其中，该样品分离设备包括：流体驱动器，其用于驱动流动相和注入在流动相中的流体样品；样品分离单元，其用于分离流动相中的流体样品；和样品处理器，其具有上述特征以处理含有流体样品的样品容器。

根据又一示例性实施例，提供了一种运行用于处理样品容器的样品处理器的方法，其中，该方法包括：以空间固定配置布置光学传感器；相对于固定的光学传感器移动移动台；和将光学适配器布置在移动台上以由移动台移动从而调整固定的光学传感器的视角。

在本申请的背景下，术语“样品分离设备”可以特别地表示能够通过应用某一分离技术、特别是液相色谱法来分离流体样品的不同级分的任何设备。

在本申请的背景下，术语“流体样品”可以特别地表示待分析的任何液体和/或气体介质，可选地还包括固体颗粒。这样的流体样品可以包括将要分离的分子或粒子的多种级分，例如小质量分子或比如蛋白质等的大质量生物分子。将流体样品分离成级分可能涉及一定的分离标准(比如质量、体积、化学性质等)，根据该分离标准进行分离。

在本申请的背景下，术语“流动相”可以特别地表示可以在分离期间用作流体样品的流体载体的任何液体和/或气体介质。流动相可以是溶剂或溶剂组合物(例如由水和比如乙醇或乙腈等的有机溶剂组成)。在液相色谱设备的等度分离模式中，流动相可以具有随时间恒定的组合物。然而，在梯度模式中，流动相的组合物可以随时间改变，特别是以使流体样品的先前已吸附到分离单元的固定相的级分脱附。

在本申请的背景下，术语“流体驱动器”可以特别地表示能够驱动流体(即液体和/或气体，可选地包括固体颗粒)、特别是流体样品和/或流动相的实体。例如，流体驱动器可以是泵(例如实施为活塞泵或蠕动泵)或其他高压源。例如，流体驱动器可以是高压泵，例如能够以至少100bar、特别是至少500bar的压力驱动流体。

在本申请的上下文中，术语“样品分离单元”可以特别地表示流体构件，流体样品被输送通过该流体构件，并且该流体构件配置为使得在引导流体样品通过分离单元时，该流体样品将被分离成不同的分子或颗粒组。分离单元的一个示例是液相色谱柱，其能够收集或保留并选择性地释放流体样品的不同级分。

在本申请的上下文中，术语“样品处理器”可以特别地表示配置为特别是在样品分离设备中分离流体样品之前和/或之后处理流体样品和含有后者的样品容器的装置或装置布置。这可以特别是包括在注入用于样品分离的流体样品之前的样品处理，和/或在分馏所分离的流体样品方面的样品处理。例如，这样的样品处理器可以在样品分离设备(比如色谱分离装置等)中实现。

在本申请的上下文中，术语“样品容器”可以特别地表示配置为容纳一种或多种流体样品的容器。例如，当样品瓶可以或可以不在其顶侧上通过可移除或可刺穿的覆盖层封闭时，样品容器可以是含有一种流体样品的样品瓶。然而，样品容器也可以是配置为容纳多种流体样品的装置。在实施例中，这样的样品容器可以具有多个容纳容积，每个容纳容积配置为直接容纳相应的流体样品。在另一实施例中，这样的样品容器可以具有多个容纳容积，每个容纳容积配置为容纳小的样品容器(比如样品瓶等)，样品容器又含有流体样品。例如，含有多种流体样品的样品容器可以是微量滴定板、孔板或瓶托盘。

在本申请的上下文中，术语“固定光学传感器”可以特别地表示光学传感器布置为静止固定在样品处理器中，即没有任何移动机构。因此，在样品处理器的运行期间，固定光学传感器可以保持在固定位置和/或固定取向，特别是固定在实验室系统中。光学传感器或光学检测器可以是配置为通过在光学传感器与待检查的感兴趣区域(例如装置或装置的一部分)之间传播的电磁辐射(特别是可见光、红外辐射和/或紫外辐射)来感测信息的任何物理实体。例如，这样的光学传感器可以为单个光电管(比如光电二极管等)、线性或一维布置的光电管或二维光学感测阵列(例如相机，更具体而言CCD(电荷耦合装置)相机或CMOS(互补金属氧化物半导体)相机)。

在本申请的上下文中，术语“移动台”可以特别地表示能够在样品处理器内移动的台，即具有配置为改变移动台的位置和/或取向的移动机构或与该移动机构协作。例如，移动台可以以平移方式和/或旋转方式移动。移动台能够相对于实验室系统移动。所提及的台可以是配置为在其上承载至少一个构件(比如样品容器和/或光学适配器等)的平台或载体。移动台可以配置为与样品处理器的其他组件(例如样品针)协作。

在本申请的上下文中，术语“光学适配器”可以特别地表示配置为进行样品处理器的光学适配的任何光学构件。特别地，光学适配器可以与光学传感器光学耦合或能够耦合，使得电磁辐射束可以在光学适配器与光学传感器之间传播。光学适配器可以包括一个或多个无源和/或有源光学元件或部件。在此，无源光学元件例如可以是光学镜或反射器、射束成形元件、光学透镜、光学准直器、衍射光栅、光学单色器和/或滤光器。有源光学元件例如可以是光学相机或电机驱动的光学元件。

在本申请的上下文中，术语“调整固定光学传感器的视角”可以特别地表示可移动适配器选择或调节由光学传感器所观察的观察方向(比如视角等)或空间区域的能力。所提及的光学传感器的光学视角的调整可以通过移动台的运动(例如旋转)来实现，使得所述运动可以允许调整或修改从光学传感器经由光学适配器朝向视角的点或区域和/或在相反方向上的光路。所提及的光路可以是直的，或者优选地是成角度的。

根据本发明的示例性实施例，样品处理器可以配备有固定光学传感器和移动台以及移动台上的光学适配器，后者能够移动来调整或修改固定光学传感器的观察方向和/或空间或角度范围。通过采取这种措施，可以设置固定的而非可移动的光学传感器，这显著地简化了样品处理器的结构。仅以可移动的方式设置例如可以承载光学适配器并且可选地还承载样品容器的台，并且该台可以被移动来改变固定的光学传感器的视场。这可以使得光学传感器能够从不同的方向或从其不同的表面区域(例如选择性地从底侧和/或横向侧)检测来自被处理的样品容器的传感器数据。附加地或替代地，这样的配置可以允许固定光学传感器监控样品处理器的一部分或甚至整个样品处理器，例如用于检测潜在问题(比如泄漏或损坏的样品针等)。此外，与可移动光学适配器组合的这种固定相机还可以允许获得关于样品处理器的环境或接口的信息(例如，待由样品处理器处理并且由用户或自动化实体提供的新样品)。因此，可以设置具有在功能上与一个或多个可移动光学适配器(例如经由样品转盘)协作的固定相机的样品处理器，从而允许调节适应性视角，同时将可移动元件的数量保持在非常小。这可以使得能够以简单和准确的方式进行样品处理。

在下文中，将解释样品处理器、样品分离设备和方法的进一步实施例。

在实施例中，移动台配置为承载和移动一个或多个样品容器(特别是含有流体样品的样品瓶、孔板和/或包括含有流体样品的一个或多个瓶的瓶托盘)。通过移动，移动台可以例如将样品容器相对于注入针定位在目标位置，以从所述样品容器摄取流体样品。特别地，移动台可以同时或顺序地承载至少一个样品容器和/或光学适配器。

在实施例中，移动台包括配置为与光学适配器一起转动样品容器的转盘。因此，移动台可以是可旋转的，并且光学适配器可以可拆卸地或不可拆卸地布置成与移动台一起旋转。此外，至少一个样品容器可以可拆卸地或不可拆卸地布置成与移动台一起旋转。作为旋转运动的补充或替代，移动台还可以进行纵向运动。

在实施例中，移动台配置为旋转光学适配器。这可以通过将光学适配器可拆卸地安装在旋转台上或通过将光学适配器与旋转台一体地形成来实现。与移动台一起移动光学适配器可以允许实现光学适配器的移动，而无需设置附加的移动机构。用于在移动台上移动样品容器的移动机构也可以用于移动光学适配器。例如，光学镜(或另一物体适配器)可以引入和退出与光学传感器的光学交互，使得通过使光学镜(或更一般地，光学适配器)与光学传感器光学相互作用(其可以导致成角度的光学路径)或不与光学传感器光学相互作用(其可以导致直的光学路径)，光学传感器的观察方向可以在两种不同配置之间切换。在又一实施例中，光学适配器可以与移动台分离地移动并且特别是旋转。

在实施例中，光学适配器和/或样品容器可拆卸地布置或能够布置在移动台处。这可以增加用户使用移动台(比如转盘等)的灵活性，因为其可以允许用户自由选择用于将光学适配器和/或样品容器安装在移动台上的一个或多个安装装置的组件。

在实施例中，光学适配器包括或由至少一个无源光学部件(即能够在无能量供应、特别是无电能供应的情况下运行的光学部件)组成。无源光学部件的示例是光学镜或反射器、光束成形元件、光学透镜、光学准直器、衍射光栅、光学单色器和/或滤光器。优选地，光学适配器具有仅一个或多个无源光学部件，而没有有源光学部件。这显著地简化了光学适配器的构造，因为特别是不需要线缆连接。

然而，在另一实施例中，光学适配器还可以包括至少一个有源光学元件，比如光学相机和/或电机驱动的光学元件等。

在实施例中，光学适配器包括至少一个镜子。反射镜作为光学适配器的光学部件的实施方式是简单且故障鲁棒性强的实施例，其允许以简单的方式调整固定光学传感器的视角。在优选的实施例中，移动台可以相对于固定光学传感器在两个配置之间移动光学适配器，一个配置与镜子对准，而另一个配置与镜子不对准。

在实施例中，光学传感器配置为相机，特别是由CMOS相机和CCD相机组成的组中的至少一者。这样的相机可以提供光敏像素的二维阵列，并且可以提供关于空间范围或区域的光学信息。在其他实施例中，仅由单个光电管(比如光电二极管等)构成的非常简单的光学传感器例如对于检测一位光学信号可能是足够的。

在实施例中，光学传感器配置为感测样品容器。因此，至少在光学适配器和光学传感器的一种配置中，光学传感器可以感测样品容器的表面区域。还可以优选的是，在光学适配器和光学传感器的不同配置中，光学传感器感测样品容器的两个或多于两个的不同表面区域(例如，用于识别第一编码的样品容器的底表面、用于识别第二编码的样品容器的侧表面以及用于评估流体样品的完整性的样品容器中的流体样品)。

在实施例中，光学传感器配置为感测样品容器上的至少一个编码。例如，这样的编码可以是样品容器上的条形码(特别是一维线性条形码或二维QR编码)或字母数字编码。然而，编码也可以是全息图、多色编码等。

在实施例中，光学传感器配置为经由光学适配器感测样品容器上的至少一个编码。例如，光束可以从样品容器上的编码通过光学适配器向光学传感器传播。这样的光束路径可以特别地成角度(例如当光学适配器包括反射镜时)。

在实施例中，光学传感器配置为感测样品容器的底表面上的编码(例如线性条形码或QR编码等)和/或侧表面上的编码(比如线性条形码或QR编码等)。感测样品容器的底表面和感测侧表面可以对应于光学传感器相对于光学适配器和相对于样品容器的两种不同配置。在另一实施例中，还可以同时检测样品容器不同表面部分上的多个编码。

在实施例中，光学传感器配置成为感测样品处理器或其部件的属性，特别是针和/或针座的属性。作为通过光学传感器与光学适配器协作来表征样品容器和/或其中含有的流体样品的附加或替代，这样的示例性实施例可以通过与光学适配器协作的光学传感器来提供表征样品处理器的至少一部分的光学感测信息。特别地，光学适配器可以配置为使得指示样品处理器的至少一部分的图像的电磁辐射(比如光等)经由光学适配器传播到光学传感器。通过采取这种措施，特别是可以识别样品处理器的问题，例如变形的针、针座处的不期望的固态沉淀、泄漏(例如在座-针界面处)等。

在实施例中，光学传感器配置为感测样品容器中的流体样品的属性、特别是不透明度、沉淀和/或污染。因此，与光学适配器协作的光学传感器还可以通过评估其光学图像来识别样品容器中的流体样品的至少一个属性。例如，这可以确定流体样品中可能使得流体样品不适于其随后分离的问题，比如不透明性、污染、固体沉淀等。如果识别出这种不期望的事件，则可以采取对应的动作(例如停止注入和/或分离过程、向用户输出警告等)。

在实施例中，样品容器形成样品处理器的一部分。特别地，这种样品容器可以包括由样品瓶、孔板和瓶托盘组成的组中的至少一者。样品瓶可以将流体样品直接包含在其中，并且可以放置在例如瓶托盘中。瓶托盘例如可以是具有多个(例如矩阵状布置的)隔室的样品容器，每个隔室配置为容纳相应的样品瓶(其中填充有流体样品)。孔板可以是具有多个(例如矩阵状布置的)隔室的样品容器，每个隔室直接在其中容纳流体样品。其他样品容器也是可能的。

在实施例中，移动台承载或配置为承载特别是具有相同占用面积的样品容器和光学适配器两者。更具体地，样品容器和光学适配器的底部的形状和/或尺寸可以彼此对应，使得样品容器或光学适配器可以选择性地和可替换地安装在移动台(例如转盘)处的每个安装装置上。

在实施例中，光学传感器具有竖直观察轴线。换句话说，对比如可见光等的电磁辐射敏感的传感器表面可以布置为使得沿着竖直方向传播的电磁辐射可以由光学传感器感测到。例如，光学传感器的观察方向可以是使得竖直向下传播的光可以由光学传感器感测到。

在实施例中，光学传感器布置在移动台下方。然后，光可以从与光学传感器的当前视场相对应的关注区域(例如，从样品容器、样品容器中的流体样品、和/或从样品处理器或样品分离设备的部件)选择性地传播通过光学适配器，并且传播到用于感测的光学传感器。特别优选的是，光学传感器的竖直观察轴线与光学传感器在移动台下方的位置相结合。这可以适当地保护光学传感器免受损坏或失准，同时确保光学传感器可达的光学视角的扩展范围。

在实施例中，光学传感器包括移动保护盖，移动保护盖特别是能够由安装在移动台上或光学适配器上的推动器致动来在被动保护模式下选择性地覆盖光学传感器或在主动感测模式下暴露光学传感器。在光学被动模式下，保护盖可以覆盖光学传感器的透镜以保护光学传感器免受污染和机械冲击。在光学主动模式下，保护盖可以滑动或枢转远离光学传感器的透镜来暴露光学传感器以检测感测数据。有利地，推动器可以通过致动其盖而在覆盖模式与未覆盖模式之间转换光学传感器。进一步有利地，推动器可以形成移动台的一部分，使得移动移动台可以经由推动器来致动盖。有利地，则不需要附加的运动机构来操作推动器，这可以允许以较低的精力来实施保护特征。

在实施例中，样品处理器包括清洁单元、特别是至少一个刷和/或至少一个刮板，其配置为相对于光学传感器移动以机械撞击光学传感器从而进行清洁。清洁元件(比如刷或刮板等)可以沿着光学传感器的传感器有源表面或透镜移动，以去除污染物颗粒、凝结的湿气等。有利地，清洁元件可以形成移动台的一部分，使得移动移动台可以沿着光学传感器引导清洁元件以对后者进行清洁。因此，不需要附加的运动机构来操作清洁元件，这可以允许以较低的精力来实施清洁特征。

在实施例中，样品处理器配置为用于从样品容器注入流体样品的注入器。例如，这种注入器可以包括针，该针可以由机器人等移动以将针浸入样品容器中的流体样品中。此后，流体样品可以通过针抽吸到注入器的样品回路中。该摄取过程可以通过抽出计量装置的活塞来进行。此后，可以在针座中驱动针，并且可以将抽吸的流体样品从样品回路注入到流体驱动器与样品分离单元(比如色谱分离柱等)之间的分离路径中。通过设置具有与移动台上的光学适配器协作的固定光学传感器的注入器，可以更精确地控制注入过程，并且可以拓宽用于这种注入过程的数据基础。例如，注入器可以配置为基于由光学传感器感测的信息来控制流体样品的注入。

在另一实施例中，样品处理器配置为分馏单元，该分馏单元配置为将分离的流体样品收集在样品容器中。在样品分离设备中将流体样品分离成级分之后，所分离的级分可以填充在不同的样品瓶或其他样品容器中。例如，样品分离单元或检测器下游的分离级分可以通过分馏针引导到样品容器中。通过设置具有与移动台上的光学适配器协作的固定光学传感器的分馏器，可以更精确地控制分馏过程，并且可以拓宽用于这种分馏过程的数据基础。

在实施例中，设置控制单元并且配置为识别、使用和/或存储由光学传感器感测的信息、特别是包括或编码在样品容器的至少一个编码中的信息，以跟踪由样品容器、样品容器中的流体样品和样品分离过程组成的组中的至少一者。如上文已经描述的，样品处理器的光学传感器(优选地与光学适配器协作)可以配置为从样品容器读取至少一个编码(比如QR编码或线性条形码等)，并且可以特别地配置为从样品容器的不同表面部分(特别是在底表面和侧表面处)读取不同的这种编码。这样的信息可以由光学传感器读取并且可以存储在数据库中。因此，可以基于存储在数据库中的信息精确地跟踪由样品处理器进行或控制的样品处理过程(特别是注入过程和/或分馏过程)。因此，通过采取该措施，可以提高样品处理过程的操作安全性以及文件化程度。

在实施例中，样品处理器包括样品容器保持器或由样品容器保持器组成，样品容器保持器具有用于容纳样品容器的至少一部分的容纳容积，并且具有使得光学传感器能够感测当被容纳在容纳容积中时的样品容器的内部光学构造。优选地，样品容器保持器可以具有光学反射内表面，其用于反射在样品容器与光学传感器之间传播的电磁辐射。特别地，样品容器保持器可以是具有限定容纳容积的中心开口的环形体。在实施例中，样品容器保持器的内部光学构造包括反射镜锥。例如，样品容器保持器可以配置为从上方接收样品容器，而光学传感器布置在样品容器保持器下方。有利地，光学传感器可以配置为感测至少一个编码，特别是用于同时感测当被容纳在容纳容积时样品容器的底表面上和/或侧表面上的多个编码。在图8至图10中示出了所提及的样品容器保持器的实施例。

例如，样品容器保持器可以具有用于容纳至少一个另外的样品容器的至少一部分的至少一个另外的容纳容积，并且可以具有使得光学传感器或至少一个另外的光学传感器能够感测当被容纳在至少一个另外的容纳容积中时的至少一个另外的样品容器的内部光学构造。在图11中示出了所提及的样品容器保持器的实施例。

优选地，所提及的样品容器保持器可以是上述的光学适配器。所述样品容器保持器可以协同地组合光学适配器的功能与样品容器的功能，因为除了其光学功能之外，还可以将样品瓶等保持在样品容器保持器中。

在实施例中，样品处理器可以包括多个光学适配器，例如上述类型的光学适配器。不同的光学适配器可以集成在单个主体中或者可以设置为单独的主体。这可以使得例如在移动台的不同运动状态下，不同的光学适配器可以与固定光学传感器光学对准成为可能。有利地，所描述的配置可以在与不同光学适配器协作时支持固定光学传感器的不同观察方向、观察区域和/或观察角度。因此，可以进一步拓宽感测到的信息的基础。

在又一实施例中，还可以设置多个固定光学传感器。

在实施例中，光学传感器可以包括电磁辐射源(例如光源等)或可以与电磁辐射源协作。因此，光可以由光源主动地发射，并且可以传播通过固定光学传感器的视场，例如传播到样品容器的至少一部分、样品容器中的流体样品的至少一部分和/或样品处理器的至少一部分。然后，光可以朝向光学传感器传播回去以进行光学感测。通过设置附加光源，即使在较差的照明条件下，光学传感器也可以检测到有意义的光学信号。

实施例可以在通常可用的HPLC系统中实施，比如分析性的安捷伦1290无限II LC系统或安捷伦1290无限II制备LC/MSD系统(两者由本申请人安捷伦科技公司提供-参见www.agilent.com-其应当通过引用并入本文)。

样品分离设备的一个实施例包括具有泵活塞的泵，该泵活塞用于在泵工作腔中往复运动，以将泵工作腔中的液体压缩到高压，在该高压下液体的压缩性变得明显。该泵可以配置为知晓(通过操作者的输入、来自仪器的另一模块的通知等)或以其他方式获得溶剂属性。

样品分离设备的样品分离单元优选地包括提供固定相的色谱柱(例如参见http://en.wikipedia.org/wiki/Column_chromatography)。该柱可以是玻璃或金属管(例如直径为50μm至5mm，而长度为1cm至1m)或微流体柱(如在EP 1577012或本申请人安捷伦科技公司提供的安捷伦1200系列HPLC-Chip/MS系统中所公开的)。在与洗脱液以不同的速度传播通过柱时，各个组分被固定相不同地容留并且至少部分地彼此分离。在柱的端部处，其一次洗脱一个或至少非完全同时地洗脱。在整个色谱分析过程中，洗脱液也可以收集在一系列级分中。柱色谱法中的固定相或吸附剂通常是固体材料。柱色谱法最常用的固定相是硅胶、表面修饰硅胶，其次是氧化铝。过去经常使用纤维素粉末。离子交换层析、反相层析(RP)、亲和层析或膨胀床吸附(EBA)也是可能的。固定相通常是细磨的粉末或凝胶，和/或是多微孔的以增大表面。

流动相(洗脱液)可以是纯溶剂或不同溶剂的混合物(比如水和比如ACN、乙腈等的有机溶剂)。其可以选择来例如调节关注复合物的容留率和/或运转色谱法的流动相的量。还可以选择流动相，使得可以高效地分离流体样品的不同复合物或级分。流动相可以包括常常用水来稀释的有机溶剂，例如像甲醇或乙腈。对于梯度运行，水和有机物在分离的瓶中进行递送，梯度泵从该瓶向系统递送编程的掺合物。其他常用的溶剂可以是异丙醇、THF、己烷、乙醇和/或其任何组合，或这些与前述溶剂的任何组合。

通过根据本发明的示例性实施例的样品分离设备来分析的流体样品可以包括任何类型的过程液体、像果汁的天然样品、像血浆的体液，或者其可以是像来自发酵液的反应的结果。

流体驱动器所产生的流动相中的压力范围可以为2-200MPa(20至2000bar)，特别是10-150MPa(150至1500bar)，并且更特别地为50-120MPa(500至1200bar)。

样品分离设备，例如HPLC系统，还可以包括用于检测流体样品的分离复合物的检测器、用于输出流体样品的分离复合物的分馏单元或其任何组合。例如，可以实现荧光检测器。

本发明的实施例可以部分地或完全地由一个或多个合适的软件程序来实施或支持，所述软件程序或者产品可以储存在任何类型的数据载体上或者由任何类型的数据载体提供，并且可以在任何合适的数据处理单元中或由任何合适的数据处理单元执行。软件程序或例程可以优选地在控制单元中或由控制单元应用。

附图说明

通过参考以下结合附图对实施例的更详细描述，本发明的其他目的和许多附带优点将易于领会和更好地理解。实质上或功能上等同或类似的特征将由相同的附图标记指代。

图1示出根据本发明的实施例的液体样品分离设备，其特别是用于高效液相色谱法(HPLC)。

图2示出能够在图1的样品分离设备中实施的根据本发明的示例性实施例的样品处理器的示意图。

图3示出实施根据本发明的实施例的注入器的液体样品分离设备，其特别是用于高效液相色谱法(HPLC)。

图4示出根据本发明的示例性实施例的样品处理器的三维图。

图5示出根据本发明的示例性实施例的样品处理器的侧视图。

图6示出根据图5的样品处理器的俯视图。

图7示出根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器的俯视图。

图8示出用于根据本发明的示例性实施例的样品处理器的样品容器保持器的三维图。

图9示出图8的样品容器保持器连同光学传感器的剖视图。

图10示出由图9的光学传感器感测的光学图案。

图11示出用于根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器的样品容器保持器的平面图。

图12示出根据本发明的示例性实施例的瓶式样品容器，其在侧表面和底部上具有用于样品容器保持器的编码。

图13示出根据本发明的示例性实施例的瓶式样品容器，其在底部和侧表面上具有用于样品容器保持器的编码。

图14示出根据本发明的示例性实施例的孔板式样品容器，其具有侧表面上的编码以及另一侧表面上的另一编码，用于与样品处理器的光学传感器和光学适配器结合使用。

图15和图16示出根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器的三维图。

图17示出图15和图16的样品处理器的平面图。

图18示出根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器的平面图。

图19示出根据图18的样品处理器的侧视图。

图20示出根据本发明的又一示例性实施例的样品处理器的平面图。

图21示出根据图20的样品处理器的侧视图。

附图中的图示是示意性的。

具体实施方式

在更详细地描述附图之前，将基于开发了哪些示例性实施例来总结本发明的一些基本考虑。

出于跟踪的原因，样品瓶可以具有编码。这些编码可以位于样品瓶的底部(例如像QR码或数据矩阵的二维码)或侧面(例如一维或二维条形码)。常规方法集中于一种类型的编码位置。底部变体的读取器只是使用相机拍摄瓶底部的照片。用于侧部变体的读取器使用激光扫描仪或相机系统。在这样的传统配置中，瓶必须以正确的取向放置到瓶保持器中，或者系统需要瓶夹持器，瓶夹持器能够将瓶运送到扫描器并且将瓶旋转到适当的编码位置。这种设置复杂且耗时，并且同时只能扫描一个瓶。

另一种传统的HPLC取样器在集成在仪器中用于孔板的侧面上的条形码的读码器。

根据本发明的示例性实施例，样品处理器可以在比如转盘等的移动台上设置有光学适配器(例如，光学镜)。通过采取这种措施，相对于空间固定的光学传感器移动光学适配器可以允许例如通过在可调节光学适配器处反射光来改变光学传感器的视角和/或空间观察区域。例如，这可以允许光学传感器从不同的视角或方向检测来自样品容器和/或样品容器中的流体样品和/或者样品处理器的部件的信息。有利地，这可以实现对样品处理过程的全面检查。优选地，这样的样品处理器可以在样品分离设备(比如液相色谱装置等)中实施，更具体地在注入器(用于摄取和注入流体样品以进行后续的样品分离)和/或分馏器(用于分馏流体样品的分离部分)中实施。这可以简化样品处理过程(因为样品处理器可以自动运行，并且用户动作可以是可选的)，并且可以使得样品处理过程更准确(通过拓宽用于控制样品处理器的信息基础)。

例如，光学镜式光学适配器或任何其他光学适配器可以在安装台处附接在样品容器容纳装置处，使得光学适配器或样品容器(比如微量滴定板或瓶托盘)可以选择性地附接到移动台的样品容器容纳装置。然而，光学适配器可以布置在移动台上、上方或下方的其他地方。在另一实施例中，光学适配器(其可以包括光学镜)可以与移动台一体地形成(例如，集成在其底壁中)。在另一实施例中，还可能的是，光学适配器本身包括光学传感器或附加光学传感器。

在一个实施例中，光学适配器包括一个光学元件，比如一个镜子。在其他实施例中，光学适配器包括多个光学元件，例如多个镜子。光学适配器的该至少一个光学元件可以包括无源光学元件(比如镜子等)和/或有源光学元件(比如光学传感器等)。设置仅具有一个或多个无源光学元件的光学适配器可以是优选的，因为这可以使得与光学适配器的线缆连接是不必要的，并且可以允许通过其上可以安装或布置光学适配器的移动台来提供整个运动资源。

通过为样品处理器设置能够根据其相对于固定光学传感器的位置和/或取向来修改或改变光学传感器的视场的光学适配器，通过仅仅改变光学适配器的位置和/或取向，可以检测来自样品容器的不同表面部分的信息和/或来自样品容器和包含在其中的流体样品的信息。例如，这可以使得能够在瓶式样品容器的不同表面部分(例如，底表面和侧表面)处检测不同条形码。检测到的信息可以例如用于控制样品处理过程(特别是样品注入过程和/或样品分馏过程)，并且还可以用于(特别是存储)记录样品处理过程(特别是用于跟踪目的)。

通过在样品处理器中实施光学适配器(比如镜子等)，例如可以光学地检测到(例如由用户或机器人)已经设置了待处理的新的样品容器(例如其中具有流体样品的新的瓶)。该信息然后可以用于相应地控制样品处理过程，例如用于随后抓取这样的样品容器并且将相应的流体样品注入到样品分离设备中以进行样品分离。在另一实施例中，检测到的光学信息还可以允许识别样品处理器或样品分离设备的任何其他可视部件的问题。因此，检体容器或样品分离设备整体能够使用光学检测的信息进行自身诊断。例如，光学检测信息可以用于识别样品处理器的部件(例如注入器)具有问题(例如流体样品的泄漏、在针座处的不期望的盐沉淀和/或变形的样品摄取针)。因此，可以通过由于可移动光学适配器而增加固定光学传感器的视场来扩展的光学检测信息可以用于预测性维护目的和/或用于向用户建议样品处理器的维护。

还可能的是，从样品容器中的流体样品检测到的光学信息可以用于评估流体样品对于处理的适合性，特别是对于后续分离的适合性。例如，可以检测流体样品的潜在不透明度以及样品中的沉淀。流体样品的污染也可以进行光学检测。这些事件可以指示不适当的流体样品属性。可以根据流体样品的光学检查的结果来控制样品分离过程(特别是可以进行、可以停止、或者可以向用户输出警告)。

例如，可以在样品处理之前进行样品处理器的自检(涉及样品处理器本身的完整性和/或将由样品处理器处理的流体样品的完整性)。在实施例中，仅在成功完成自检之后才释放预期的样品处理过程。

根据本发明的示范性实施例，提供了一种自动取样器，其包括固定光学传感器和移动台。优选地，移动台配置为可拆卸地接收配置为重新定向光路的至少一个光学适配器。此外，至少一个光学适配器可以被重新定位，以便调节固定光学传感器的视场。特别地，光学部件或适配器可以位于圆盘传送带上，并且可以布置成可移动的或与圆盘传送带一起移动。因此，包括其观察方向的光学传感器或相机可以保持空间固定，而光学适配器的一个或多个光学部件可以移动以使得光学传感器的视场可变并且可到达待扫描的物体(其可以是样品容器中的流体样品、其样品容器和/或样品处理器或样品分离设备的组成部分)。

特别地，可以设置可拆卸的光学适配器或模块，并且可以将其配置为获得信息。例如，可以从一个或多个条形码、消耗品的计数、移动部分的图像等检测这样的信息。优选地，所述可拆卸光学适配器或模块可以具有与可拆卸安装的样品容器(像用于HPLC取样器的微量滴定板或孔板)一样的占用面积，以便装配到样品处理器或取样器的样品容器容纳装置(例如孔板槽)中。光学适配器或模块可以包括可光学感测的传感器元件或相机以采集图像等，或者可以仅包括反射镜或其他无源光学元件以将光路重定向到在样品处理器或取样器中具有固定位置和观察方向的光学传感器(例如传感器元件或者相机)。通过旋转移动台的圆盘传送带，光学适配器或模块可以重新定位以便扫描不能从初始位置(即，在移动(特别是旋转)之前)扫描的一个或多个部件。

本发明的示例性实施例可以在任何实验室仪器中实施，特别是在HPLC中实施。实施例可以包括一个或多个视觉系统(比如光学相机)、传感器和/或用于获得能够从外部访问的信息的光学器件。特别地，可以从条形码、消耗品的计数、移动部件的图像等光学检测这样的信息。有利地，相对于固定光学传感器移动移动台上的光学适配器可以允许通过光学适配器的适当光学器件(优选地包括一个或多个反射镜)重定向光路或视场。

特别地，实施例可以包括可拆卸地安装的光学适配器或光学模块，其包括视觉系统或传感器和其他光学部件，例如配置用于从在实验室仪器处或中可访问的条形码、消耗品的计数、移动部件的图像等获取信息的反射镜。在实施例中，所述光学适配器或光学模块可以没有访问所述信息的直接光路。

优选地，可拆卸安装的光学适配器或光学器件模块可以具有如HPLC取样器的样品容器(例如微量滴定板或孔板)那样的占用面积，以便装配到所述取样器或样品处理器的安装装置(例如孔板槽)中。

在实施例中，设置了配置为用于HPLC的自动取样器的样品处理器，其具有作为转盘的移动台。可以设置空间固定的光学传感器，并且该光学传感器可以实施为CMOS相机或CCD相机。还可以提供一种光学适配器，其在实施例中包括仅一个或多个无源光学元件而不包括有源光学元件。在实施例中，这样的配置可以使得从样品容器(比如样品板或样品瓶等)的侧表面和/或顶表面检查或读取条形码成为可能。附加地或替代地，这可以使得能够检查一个或多个仪器部件，特别是在仪器诊断方面。例如，这可以允许检测比如在仪器(例如壁、门或壳体的其他表面)上的冷凝、注入针的弯曲以及污垢或灰尘的存在的事件。移动台可以配置为接收至少一个光学适配器和至少一个样品容器(比如样品板等)。此外，用于光学适配器的附接机构可以设置在移动台处。优选地，光学适配器和样品容器(比如样品板等)的占用面积和形状可以相同或基本相同。

在不同的实施例中，根据期望的功能，可以针对不同的目的或仪器使用光学适配器的不同设计。例如，光学适配器可以与配置为可拆卸地接收至少一个光学适配器的固定台一起使用。光学适配器可以包括有源光学元件，如光学传感器或相机。用于接收这种光学适配器的容纳装置(比如槽等)可以包括用于为光学适配器供电和/或用于传输数据的电连接。光学适配器可以包括电池以向其有源光学元件供电。光学适配器所包括的电池可以通过连接到充电线缆、通过将光学适配器附接到外部充电站、和/或通过将光适配器附接到样品处理器或包括电连接的任何其他仪器(即，经由样品处理器或者任何其他的仪器充电)来充电。光学适配器可以包括用于无线数据传输(例如通过蓝牙、RFID和/或WLAN)的电子器件。此外，光学传感器可以配置为从底部检查样品容器(比如样品板和/或样品瓶等)，特别是用于读取样品容器的底部(特别是样品瓶的底部)的条形码。光学适配器可以包括可调节镜(例如能够通过致动器、电机等来调节)。光学适配器可以包括用于保护光学元件免受污垢和/或灰尘以及可能包括刺激性溶剂的流体(例如液体、气溶胶和/或者气体)影响的壳体。

根据示例性实施例，可以设置一个或多个旋转操纵器来与(特别是可旋转的)转盘相互作用以用于取样。

根据可以与先前描述的实施例分开设置或组合设置的另一示例性实施例，条形码读取器可以布置在转盘样品装置中。

在优选的实施例(然而，其可以可选地与上述两个实施例中的任一个结合)中，可以与可移动光学适配器(例如，能够经由样品转盘移动，光学适配器可以安装在样品转盘上)功能性协作地设置固定相机，从而允许经由光学适配器朝向关注的方向、角度和/或区域的光学传感器的适应性视角。

根据本发明的示例性实施例，可以设置用于旋转自动取样器中的条形码读取和检查特征的相机设定。相应的样品处理器可以包括任何类型的用于样品容器和样品瓶的通用编码读取器，其具有包括附加检查特征的选项。

特别地，本发明的示例性实施例可以将以下特征中的一个或多个集成到HPLC自动取样器中：可以设置编码读取器(例如用于读取QR编码、数据矩阵和/或一维条形码)来读取放置在样品瓶底部的编码。然而，示例性实施例还可以实现用于放置在样品瓶的侧表面上的编码的编码读取器。此外，示例性实施例可以使用与可移动光学适配器结合的固定光学传感器来进行样品检查，例如以检查样品的不透明度和/或液位。当样品处理器(例如自动取样器)配置为级分收集器时，其还可以用于监控填充信息(特别是容器的填充水平)。在又一实施例中，可以检测新样品被带入样品处理器或取样器中以及其放置在何处(具体地，可以监控整个样品板或托盘或取样器的转盘上的固定样品位置)。在实施例中，可以设置用于读取编码的编码读取器，该编码放置在样品容器(例如孔板或样品托盘等)的一侧或两侧和/或底部上。在又一实施例中，样品处理器可以配置为通过由光学适配器的相应位置和/或取向相应地调整光学传感器的视角来监控注入过程。另一实施例可以允许光学地监控样品瓶是否放置在外部样品托盘中(样品是否由外部机器人或自动化接口带到自动取样器的外部瓶托盘中)。附加地或替代地，可以检测整个孔板或托盘是否放置在配置为自动取样器的样品处理器的自动化接口的入口处。此外，可以设置用于一个或多个光学部件(特别是光学适配器的光学部件)的不需要附加致动器的盖和/或清洁机构。例如，可以通过移动台的运动来操作这样的盖和/或可以致动这样的清洁机构。

本发明的示例性实施例具有优点：与常规方法相反，通过将固定光学传感器与可移动光学适配器光学耦合以灵活地调节光学传感器的视角和/或空间范围，可以将一个或多个附加检查特征集成到HPLC自动取样器中。特别地，可以通过设置与可移动光学适配器协作的仅一个固定光学传感器(比如相机等)来提供若干光学特征，其中优选地可以不需要附加致动器。优选地，所有移动部件可以已经在自动取样器本身中实现。

可选地，可以设置附加的夹持器，用于基于瓶的样品检查和读取样品瓶侧面上的编码。当提供样品容器保持器(例如，参见图8至图10)时，对能够旋转具有置于样品瓶(或其他样品容器)的侧面上的条形码的瓶的夹持器臂的任何需要可以是不必要的。这可以改进可能的样品检查特征，因为可以从所有侧面(优选地包括底视角)检查样品。在实施例中，样品容器保持器也可以集成在瓶托盘中或集成在移动台(优选地，转盘)本身中。

有利地，样品处理器的一个或多个光学部件(特别是光学适配器或其至少一部分)可以通过盖来相对于环境进行保护，该盖可以与已经存在的用于使移动台移动的致动器一起移动。因此，不需要机器人的复杂运动，这导致非常快速地接近不同的任务。

现在更详细地参考附图，图1描绘了液体分离系统的一般示意图，作为根据本发明的示例性实施例的样品分离设备10的示例。流体驱动器20(比如活塞泵)经由脱气单元27从溶剂供应器25接收流动相，脱气单元27对流动相脱气并且因此减少流动相中的溶解气体量。流体驱动器20驱动流动相通过包括固定相的分离单元30(比如色谱柱等)。实施流体阀95的取样器或注入器40可以设置在流体驱动器20与分离单元30之间，以便将样品流体注入或添加(通常称为样品引入)到流动相中，使得可以朝向发生真实样品分离的分离路径提供流体样品和流动相。样品分离单元30的固定相配置为分离样品液体的复合物。设置检测器50用于检测所分离的样品流体的复合物。可以设置分馏单元60用于输出样品容器102中的所分离的样品流体的复合物。

虽然流动相可以仅由一种溶剂组成，但是其也可以由多种溶剂混合。这种混合可以是低压混合并且设置在流体驱动器20上游，使得流体驱动器20已经接收并且泵送作为流动相的混合溶剂。替代地，流体驱动器20可以包括多个单独的泵送单元，其中，多个泵送单元各自接收并且泵送不同的溶剂或混合物，使得流动相(由样品分离单元30所接收的)的混合在高压下并且在流体驱动器20下游(或者作为其一部分)发生。流动相的组合物可以随时间保持恒定(所谓的等度模式)，或者随时间变化(所谓的梯度模式)。

可以是常规PC或工作站的数据处理单元或控制单元70可以耦接(如虚线箭头所示)到样品分离设备10中的装置中的一者或多者，以便接收信息和/或控制运行。例如，控制单元70可以控制流体驱动器20的运行(例如设定控制参数)并且从其接收关于实际工作状态的信息(比如泵的出口处的输出压力等)。可选地，控制单元70还可以控制溶剂供应器25的运行(例如设定有待供应的溶剂或溶剂混合物)和/或脱气单元27的运行(例如设定控制参数和/或发送控制命令)，并且可以从其接收关于实际工作状态的信息(比如随时间供应的溶剂组合物、真空度等)。控制单元70可以进一步控制取样单元或注入器40的运行(例如控制样品注入或样品注入与流体驱动器20的运行状态的同步)。分离单元30也可以由控制单元70来控制(例如选择特定的流动路径或柱、设定运行温度等)，并且-反过来-将信息(例如运行状态)发送到控制装置70。相应地，检测器50可以由控制单元70来控制(例如关于光谱或波长设定、设定时间常数、开始/停止数据采集)，并且将信息(例如关于所检测的样品复合物)发送到控制单元70。控制单元70还可以控制分馏单元60的运行(例如结合从检测器50接收的数据)并且分馏单元60可以提供回数据。

此外，图1示出了容纳流体样品的样品容器102，该流体样品将由注入器40抽吸以随后在流体驱动器20与样品分离单元30之间注入。而且，图1示出了不同的样品容器102，在分馏单元60中所分离的流体样品的不同级分插入样品容器102中。在注入器40和分馏单元60两者中都可能发生流体样品和样品容器102的处理。随后描述的实施例主要集中于根据本发明示例性实施例的注入器40中的样品处理。然而，相应的考虑适用于分馏单元60中的样品处理。

图2示出了能够在图1的样品分离设备10中(例如在注入器40和/或分馏单元60中)实施的根据本发明的示例性实施例的样品处理器100的示意图。

因此，图2示出了用于处理样品容器102(图2中未示出)的样品处理器100，该样品处理器包括静止的(即空间固定的)光学传感器104——比如相机等，其具有固定的竖直观察轴线124。此外，样品处理器100包括能够相对于固定光学传感器104移动的移动台106。更具体地，如旋转箭头140所示，移动台106可以是配置为能够围绕竖直轴线旋转的旋转台。此外，样品处理器100包括光学适配器108，光学适配器在这里安装在移动台106的旋转轴142上并且配置为由移动台106旋转，从而调整固定光学传感器104的视角。在图2所示的配置中，电磁辐射束144可以从光学传感器104的视场中的关注物体146经由光学适配器108向光学传感器140传播。由此，由于电磁辐射束144在光学适配器108的作为无源光学元件110的反射镜处的(部分或全部)反射，电磁辐射束144的传播是成角度的。

例如，关注物体146可以是样品容器102(参见图1)、样品容器中的流体样品102、样品处理器100的区域或表面部分、或样品分离设备10的另一组成部分的区域和表面(再次参见图2)。特别地，当呈现为样品容器102时，关注物体146可以安装在移动台106上并且可以由移动台106旋转。

在所示配置中，光学传感器104感测关注物体146。然而，当移动台106旋转远离图2中所示的配置时，移动适配器108从光学传感器104的竖直观察轴线124移除，并且另一关注物体148(其可以远离移动台106布置)将变得能够由光学传感器140检测到。例如，关注物体148可以是另一样品容器102、另一样品容器102中的流体样品、样品处理器100的另一区域或表面部分、或样品分离设备10的另一组成部分的另一区域或表面。

因此，通过设置移动适配器108与具有固定观察轴线124的固定光学传感器104组合，可以调整或修改固定光学传感器104的观察轨迹，使得同一个光学传感器可以在光学适配器108的不同配置中感测不同的关注物体146、148。

图3示出了作为根据本发明的示例性实施例的样品处理器100的示例的注入器40(和连接的部件)的细节。图3示出了图1的注入器40的可能实施例。

注入器40配置为将流体(这里：液体)样品注入到高压流体驱动器20(配置为泵送流动相，即可限定的溶剂组合物)与实施为色谱柱的分离单元30之间的流动路径105中。为了将流体样品分离成级分，注入器40包括用于在注入之前容纳一定量的流体样品的样品回路或样品容纳容积101。可以实施为计量泵或注入泵的样品驱动器103配置为在流体阀95切换到相应的切换状态时将流体样品从样品容纳容积101驱动到流动路径105中。为了朝向分离单元30驱动流体样品，样品驱动器103的活塞188被控制为向前移动。样品驱动器103还配置为通过活塞188的向后运动将流体样品从样品容器102摄取到样品容纳容积101中。流体阀95可以在控制单元70的控制下在多个切换状态中切换。通过切换流体阀95，可以选择性地将样品容纳容积101与流动路径105耦接或将样品容纳容积101与流动路径105分离。控制单元70可以配置为根据哪种流动相和流体样品被驱动到分离单元30来调节出口压力值和/或出口体积流率值(或者出口质量流率值)。

注入器40包括针120和配置为容纳针120的座122。如由附图标记150示意性地指示的，针120可以朝向安装在移动台106(例如转盘)上的样品容器102驱动，以通过样品驱动器103将包含在样品容器102中的流体样品摄取到样品容纳容积101中。针120还配置为在注入之前能够驱动回到座122。附图标记166表示废弃物，附图标记180表示可选的冲洗泵。流体阀95包括转子和定子，并且可以通过相对于定子移动转子来切换。作为这种旋转的结果，凹槽111、155和接口1-6可以对准或不对准，从而建立或禁用某些流体连接。

现在详细参考根据图3的注入器式样品处理器100的样品处理功能，CCD相机——作为固定光学传感器104——空间固定地布置在转盘式移动台106下方。在移动台106的板143上，安装(例如可拆卸地安装)有样品容器102(在此实施为样品瓶)和光学适配器108。光学适配器108具有无源光学元件110，这里实施为反射镜，用于将从样品容器102中的流体样品传播的电磁辐射束144反射到移动台106上。在图3所示的配置中，电磁辐射束144(例如可见光)可以在无源光学元件110处反射，并且可以朝向具有竖直观察方向124的光学传感器104重新定向。根据图3的配置示出了针120准备好从样品容器102摄取流体样品的情形。由于如通过光学适配器108调节的、固定光学传感器104在样品容器102的侧表面上的视角，样品容器中的流体样品的图像可以由光学传感器104采集。该图像数据可以从光学传感器104提供给控制单元70。通过图像处理，控制单元70可以评估流体样品是否处于用于后续分离的适当条件，或者具有可以是样品问题的指示器的不透明外观。例如，由光学传感器104提供并且由控制单元70分析的图像数据可以指示流体样品的不期望的不透明性、不期望地固体沉淀和/或污染。如果识别出这样的问题，则控制单元70可以采取相应的动作，例如可以停止注入和分离过程，向用户输出警告等。因此，注入器40、特别是其控制单元可以配置为基于由光学传感器104感测的信息来控制流体样品的注入。

由于移动台106是可旋转的，所以其还可以旋转(例如在控制单元70的控制下或由用户控制)成另一配置，在该配置中，安装在移动台106上的样品容器102位于光学传感器104(未示出)正下方。在该配置中，同样安装在移动台106上的光学适配器108位于光学传感器104可感测的光路的外部。在该配置中，光学传感器104因此可以检测样品容器102的底部的图像，编码114(例如QR编码)可以位于该底部。因此，在后面提到的配置中的光学传感器104的观察方向允许检测除了前面的配置之外的另一信息，这是由于可移动安装的光学适配器108，该光学适配器可以选择性地与光学传感器104进行功能协作或不进行功能合作。

更一般地，光学传感器104可以配置为感测样品容器102中的流体样品的属性，例如不透明度、污染和/或标识符(特别是通过编码114)。虽然未示出，但是附加地或替代地，光学传感器104可以配置为感测样品处理器100或其部件的属性，特别是针120(例如针120的变形状态)和/或针座122(例如在针座112处或周围的不期望的盐沉淀)的属性。当光学传感器104感测到编码114时，控制单元70可以配置为使用和/或存储所述标识符信息，用于在样品分离过程期间跟踪样品容器102和/或者样品容器中的流体样品。

图4示出了根据本发明的示例性实施例的样品处理器100的三维视图。所示的样品处理器100配置为用于从样品容器102注入流体样品的注入器40，如上文参考图1和图3所述。更具体地，图4示出了具有实施为转盘的移动台106和具有针120的针臂的旋转式HPLC-自动取样器。此外，图4示出了安装在移动台106上的三个样品容器102，其可以例如实施为微量滴定板或瓶托盘。图4中所示的针120可以用于从样品容器102摄取流体样品，和/或可以用于分馏单元60以将所分离的流体样品填充到样品容器102中。例如，针120可以将流体样品抽吸出瓶，并且然后抽吸出的流体样品可以在注入后通过样品分离单元30(图4中未示出)分离。因此，根据图4，通过针120直接取样是可能的。

图5示出了根据本发明示的例性实施例的用于处理其中具有流体样品的样品容器102的样品处理器100的侧视图。图6示出了根据图5的样品处理器100的俯视图。

样品处理器100包括相机式的固定光学传感器104、能够相对于固定光学传感器104旋转的移动台106以及光学适配器108，光学适配器108布置在移动台106上并且配置为由移动台106旋转从而调整固定光学传感器104的观察轨迹。如图所示，移动台106配置为承载和旋转样品容器102。更具体地，移动台106包括转盘，转盘配置为使所述样品容器102与光学适配器108一起转动。光学适配器108和样品容器102也可以分别可拆卸地布置在移动台106处。如图所示，移动台106配置为优选地以可拆卸的方式承载可以具有相同的占用面积(footprint)的一个或多个样品容器102以及一个或更多个光学适配器108。因此，移动台106的每个容纳隔室，例如通过在底部的相应的形式封闭件，允许容纳样品容器102或光学适配器108。因此，用户可以根据具体应用灵活地组合一个或多个样品容器102以及一个或更多个光学适配器108。

光学适配器108可以包括一个或多个无源光学部件110，比如反射镜。附图标记152表示通过反射镜实现的各种可能的观察方向，反射镜用于对光学传感器104可以沿着其检测图像的光学路径的有意畸变。

在移动台106的某些旋转配置中(其中光学传感器104直接位于相应的样品容器102下方)，光学传感器106配置为在样品容器102的底部与光学传感器104之间没有光学适配器108的配置中例如通过感测相应样品容器的底部上的编码(参见图3中的附图标记114)来感测样品容器102。如图所示，相机式光学传感器104具有到样品容器102的底侧的直接视角，因此可以扫描可以放置在样品容器(例如小瓶或孔板)102的底部上的条形码(图5和图6中未示出)。

当一个或多个光学适配器108的一个或更多个反射镜放置在样品容器102之间的自由空间中时，有可能使光偏转并且获得不同观察方向的失真图像。转盘式移动台106可以相对于相机旋转反射镜，同时相机具有固定位置。由于这些反射镜，可以产生到外部样品容器102(例如瓶托盘等)、针座122和/或到放置在这样的反射镜前面(例如利用夹具)的样品容器的侧面(例如孔板、瓶托盘、瓶等)的光路。

如图5和图6所示，光学传感器104优选地但不是必须地具有竖直观察轴线124。而且，光学传感器104布置在移动台106下方。因此，光学传感器104被保护在移动台106下方以防止污染和机械冲击。因此，相机式光学传感器104放置在转盘式移动台106下方并且向上看，从而面向样品容器102(例如孔板、瓶托盘和/或瓶)的底侧。

为了进一步改善光学传感器104的可靠性，其可以设置有滑动保护盖126，滑动保护盖126可由安装为移动台106的底侧上的突起的推动器128操作，用于在被动保护模式中选择性地覆盖光学传感器104或用于在主动感测模式中暴露光学传感器104。更具体地，光学传感器104通常可以由保护盖126关闭。当移动台106旋转时，推动器128可以到达保护盖126，并且可以使保护盖126相对于光学传感器104的其余部分移位，从而暴露光学传感器104的传感器有效表面以用于后续的光学检测。在光学感测之后，可以再次操作推动器128，以通过将盖126滑动回到被覆盖的构造来再次覆盖光学传感器104。例如，当被推动器128撞击时，盖126可以垂直于图5的纸面移动。推动器128因此可以操作来使光学传感器104的盖126滑动打开，并且由此可以在旋转移动台106时朝向盖126旋转。

如果在光学适配器108中使用一个或多个反射镜和/或一个或多个其他无源光学部件110，则可以向光学适配器108添加盖(未示出)，用于在不使用时临时保护无源光学部件110。例如，光学适配器108的这种盖可以由机器人、夹持器或针120来操作。

虽然未示出，但是除了提供盖126或者代替盖126，光学传感器104可以配备有清洁单元。例如，这样的清洁单元可以包括一个或多个刷和/或一个或多个刮板(未示出)，其配置为相对于光学传感器104移动以机械地撞击光学传感器104以进行清洁。

盖126和/或清洁单元的设置可以适当地保护光学传感器104免受污染，并且可以由此提高样品处理器100的可靠性。当固定到移动台126时，推动器108、一个或多个刷和/或一个或多个刮板可以通过移动台126的旋转而自动地移动。因此可以免除任何附加的致动器或运动机构。

因此，为了保护相机式光学传感器104免受灰尘、湿气和泄漏等的影响，可以在相机的顶部添加滑动盖126。安装在转盘底部的推动器128可以推动盖126的边缘并打开盖126(沿一个方向旋转)，并且当沿另一方向旋转时也可以再次关闭盖126(例如，可以执行一整圈，直到推动器128从相对侧接近盖126的边缘)。另外，刷可以附接到盖126的内部，刷可以在每次打开或关闭盖126时清洁相机的透镜。

还可以通过相机盒顶部上的窗口来保护相机(例如通过封装)。该窗口可以通过以针对刷所描述的相应方式移动的刮板来清洁。还可以例如通过针臂或夹持器(与转盘的旋转相结合)来实施和移动用于转盘顶部上的反射镜的一个或多个盖。

图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器100的俯视图。根据图7，附图标记154表示可以被带到具有固定位置的相机式光学传感器104的转盘式移动台106的可能位置。箭头156示出转盘的可能移动方向，箭头158示出可能的光路。

在一个实施例中，光学适配器108可以集成到转盘(或任何其他移动台106)中。然而，当实施能够从移动台106拆卸的光学适配器108时，可以增加灵活性并且可以放松空间限制。因此，将光学组件(例如光学适配器108，其可以包括一个或多个反射镜和/或样品容器保持器132，其也可以表示为光学瓶保持器并且将在下面参考图8至图11进行描述)部分地或完全地集成到移动台106中可能是有利的。当光学适配器108集成到占用面积中(并且优选地放置在转盘的可能的瓶托盘或孔板位置(在该实施例中为三个)中的一个)时，更多的空间是可用的。此外，这样的方法是高度模块化的，并且可以使其不必实施固定在基本取样器仪器中的光学适配器108。几种不同的设定也是可能的(例如用于不同尺寸的瓶的不同瓶保持器等)。对于合理的应用，两个光学适配器108和仅一个样品容器102(例如孔板或瓶托盘)也是可能的。

当样品容器102配置为孔板或瓶托盘时，如果编码(例如线性条形码、QR编码和/或数据矩阵)放置在样品容器102的底部上，则这样的样品容器102可以由实施为相机系统的光学传感器104检测到。相应地，光学适配器108的底部也可以设置有待由光学传感器104来检测的编码(例如线性条形码、QR编码和/或数据矩阵)。

图7示出了具有光学适配器108的结构，该光学适配器可以放置在转盘式移动台106上而不是样品容器102(例如孔板或瓶托盘)上。

如果光学适配器108被实现在容器内，则上述推动器128也可以通过该容器来实现，并且因此取样器设定不具有移动限制。通过这种实现，还可以检测光学适配器108的存在。例如，可以通过相机盖126与推动器128之间的接触来检测移动限制。

另外，当实现为以可拆卸方式安装在移动台106上的独立主体的容器时，可以容易地移除和清洁光学适配器108。

图8示出了用于根据本发明的示例性实施例的样品处理器100的样品容器保持器132的三维图。图9示出了图8的样品容器保持器132连同与其配合的光学传感器104的剖视图。图10示出了由如图9所示的配置的光学传感器104感测的光学图案。

更具体地，图8至图10示出了光学适配器108可以实施为具有用于容纳样品容器102的下部的容纳容积134的样品容器保持器132。此外，样品容器保持器132可以具有内部光学构造，使得光学传感器104能够感测被容纳在容纳容积134中的瓶式样品容器102。如图9最佳所示，样品容器保持器132具有光学反射内表面136，其用于反射从样品容器102传播到光学传感器104的电磁辐射(比如光等，特别是可见光)。更具体地，样品容器保持器132的内部光学构造包括反射镜锥。

样品容器保持器132实施为具有中心开口的环形体138，该中心开口限定用于容纳例如管状样品容器102的容纳容积134。更具体地，附图标记138示出了具有反射内表面的瓶保持器环。如图9所示，样品容器保持器132配置为从上方接收样品容器102，而光学传感器104布置在样品容器保持器132下方。

在根据图8至图10的实施例中，样品容器保持器132可以设置为独立体，该独立体能够可拆卸地安装在移动台106的相应安装装置上以用作光学模块108。然后，样品容器保持器132可以与移动台106一起并且相对于固定光学传感器104旋转。在另一实施例中，样品容器保持器132也可以与移动台106一体地形成为公共体，特别是可以集成在其板143中。

在根据图9的配置中，光学传感器104配置为感测样品容器102上的两个不同的编码114。这种编码114可以是样品容器102上的一个或多个线性条形码和/或一个或更多个QR编码。由于根据图8至图10的空间布置，光学传感器104配置为当样品容器102容纳在容纳容积132中时，同时感测样品容器102的底表面116和侧表面118(比较图12和图13)上的多个这种编码114。

更具体地，图9通过附图标记160表示样品容器102的侧表面118上的编码114的位置。样品容器102的底表面116上的编码114的位置在图9中通过附图标记162来表示。附图标记164表示侧表面118上的编码114的投影。样品容器保持器132(在此实施为瓶保持器)的透明底部通过附图标记166示出。

现在参考图10，示出了图8和图9的样品容器保持器132的仰视图，即由根据图9所示的相机式光学传感器104检测到的视角。附图标记168示出了瓶式样品容器102的侧表面118上的二维码的扭曲投影。附图标记170示出了瓶式样品容器102的侧表面118上的可能的编码位置。附图标记172示出了瓶式样品容器102的底部116的二维编码的图像。附图标记174示出了瓶式样品容器102的侧表面118上的一维码的扭曲投影。

因此，图8至图10的实施例示出了实施为瓶保持器的样品容器保持器132，其用于组合的侧部和底部1D/2D码读取。

出于跟踪的原因，比如瓶等的样品容器102可以具有编码114。这些编码114可以位于样品容器102的底部116(例如像QR编码或数据矩阵的2D编码)和/或侧表面118(例如2D或1D条形码)上。

根据示例性实施例，例如图8至图10所示的实施例中，还可以同时读取样品容器102的不同位置处的多个编码114。为此目的，光学传感器104可以采集组合的底侧表面图像，如图10中所示。这种方法明显比传统方法简单，并且既不需要将瓶放置在正确的取向，也不限于不同的可能的编码位置(即，在底部116上和侧表面118上)中的一者。

如图9所示，向上看的相机可以用作光学传感器104，并且可以放置在样品容器保持器132形式的瓶保持器下面。瓶式样品容器102的底部116上的编码114可以通过相机式光学传感器104来直接扫描。为了读取瓶式样品容器102的侧表面118上的另外的编码114，当在示出的样品容器保持器132内实施附加的镜锥时，可以使用相同的设定。来自样品容器102的侧表面118的图像被投影到样品容器保持器132的底侧上，并且可以独立于编码114在样品容器102的表面上的实际位置而由相同的相机式光学传感器104扫描。

图11示出了用于根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器100的样品容器保持器132的平面图。

根据图11，样品容器保持器132具有另外的容纳容积134并且具有内部光学构造，另外的容纳容积134各自用于容纳相应的另外的样品容器102的上部，内部光学构造使得光学传感器104(或一个或多个另外的光学传感器)能够在另外的样品容器102被容纳在另外的容纳容积134中时感测另外的样品容器102。描述性而言，根据图11的样品容器保持器132是在共同的支撑体176中的根据图8至图10的各个样品容器保持器132的矩阵状阵列。

因此，若干个根据图8至图10的瓶保持器集成在根据图11的共用瓶托盘中，使得具有编码114的若干个瓶式样品容器102可以同时由一个或多个相机式光学传感器104扫描。

图12示出了用于根据本发明的示例性实施例(例如根据图8至图11)的样品容器保持器132的瓶式样品容器102，其具有侧表面118上的编码114以及底表面116上的另外的编码114。图13示出了用于根据本发明的示例性实施例(例如根据图8至图11)的样品容器保持器132的另一瓶式样品容器102，该样品容器具有侧表面118上的编码114以及底表面116上的另外的编码114。

图14示出了孔板式样品容器102，其具有侧表面116上的编码114以及另外的侧表面116上的另外的编码114。根据图14的样品容器102可以与光学传感器104及光学适配器108组合使用，后者能够重新定向光学传感器的光学视角，使得在光学适配器的两种不同配置108中，可以由相同的光学传感器104检测根据图14的两个编码114。

图15和图16示出了根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器100的三维图。图17示出了图15和图16的样品处理器100的平面图。

根据图15至图17的样品处理器100具有可以彼此独立操作的三个旋转轴线。第一旋转轴线涉及第一臂193的旋转。第二旋转轴线涉及第二臂194的旋转。两个臂193、194都可以配置为针或夹持器。根据图15至图17的三轴样品处理器100可以允许并行执行多个处理任务。三个对应的旋转角θ1、θ2、θ3可以单独调节或控制。

根据图15至图17的样品处理器100特别地允许具有三轴机械臂的样品圆盘传送带的旋转。成像系统可用于读出编码114(例如条形码、QR编码等)、检测液位等。具有其三轴功能的样品处理器100可以例如允许注入器40和分馏单元60的组合，或流体样品的同时注入和夹持。

还示出了清洗端口196、驱动器197和托盘外部区域198。此外，根据图15至图17的样品处理器100可以是全自动的和/或可以经由用户接口来控制。

图18示出了根据本发明的另一示例性实施例的样品处理器100的平面图。图19示出了根据图18的样品处理器100的侧视图。根据图18和图19，关注物体146或待检查的物品由固定光学传感器104检测，固定光学传感器104与光学适配器108协作，光学适配器108具有反射镜110并且安装在实施为圆盘传送带的旋转台106上。相机式光学传感器104的视场(特别是圆锥形的)通过附图标记199来示出。从图18和图19可以看出，光学适配器108可以操纵能够由光学传感器104检测的光路，使得关注物体146可以被检测。

图20示出了根据本发明的又一示例性实施例的样品处理器100的平面图。图21示出了根据图20的样品处理器100的侧视图。图20和图21的实施例与图18和图19的实施例的不同之处在于光学适配器108的不同空间构造。从图20和图21可以看出，与图18和图19相比，光学适配器108可以以另一种方式操纵能够由光学传感器104检测的光路，使得关注物体148可以被检测。

需要注意的是，术语“包括”并不排除其他元件，而“一”或“一个”也不排除多个。同样可以组合关于不同实施例描述的元件。还应当注意，权利要求中的附图标记不应当解释为限制权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种用于处理样品容器(102)的样品处理器(100)，其中，所述样品处理器(100)包括：

固定的光学传感器(104)；

移动台(106)，其能够相对于所述固定的光学传感器(104)移动；和

光学适配器(108)，其布置或能够布置在所述移动台(106)处并且配置为由所述移动台(106)移动从而调整所述固定的光学传感器(104)的视角。

2.根据权利要求1所述的样品处理器(100)，其中，所述移动台(106)配置为承载和移动所述样品容器(102)。

3.根据权利要求1或2所述的样品处理器(100)，其中，所述移动台(106)包括转盘，所述转盘配置为使所述样品容器(102)与所述光学适配器(108)一起转动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述移动台(106)配置为旋转所述光学适配器(108)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学适配器(108)和/或所述样品容器(102)可拆卸地布置或能够布置在所述移动台(106)处。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学适配器(108)包括至少一个无源光学部件(110)或由至少一个无源光学部件(110)组成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学适配器(108)包括至少一个镜子。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学传感器(104)配置为相机，特别是由CMOS相机和CCD相机组成的组中的一者。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品容器(102)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的样品处理器(100)，其中，其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品容器(102)上的至少一个编码(114)。

11.根据权利要求10所述的样品处理器(100)，包括以下特征中的至少一者：

其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品容器(102)上的条形码(114)、特别是线性条形码或QR码；

其中，所述光学传感器(104)配置为经由所述光学适配器(108)感测所述样品容器(102)上的所述至少一个编码(114)；以及

其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品容器(102)的底表面(116)上和/或侧表面(118)上的所述至少一个编码(114)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的样品处理器(100)，包括以下特征中的至少一者：

其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品处理器(100)或其部件、特别是针(120)和/或针座(122)的属性；

其中，所述光学传感器(104)配置为感测所述样品容器(102)中的流体样品的属性、特别是不透明度、沉淀和/或污染；

包括所述样品容器(102)，其中，所述样品容器(102)特别是包括由样品瓶、孔板和瓶托盘组成的组中的至少一者；

其中，所述移动台(106)承载或配置为承载特别是具有相同占用面积的所述样品容器(102)和所述光学适配器(108)中的任一者；

其中，所述光学传感器(104)布置有竖直观察轴线(124)；

其中，所述光学传感器(104)布置在所述移动台(106)下方；

其中，所述光学传感器(104)包括可移动保护盖(126)，所述可移动保护盖(126)能够特别是由安装在所述移动台(106)上或所述光学适配器(108)上的推动器(128)致动以选择性地在被动保护模式下覆盖所述光学传感器(104)或在主动感测模式下暴露所述光学传感器(104)；以及

包括清洁单元、特别是至少一个刷和/或至少一个刮板，其配置为相对于所述光学传感器(104)移动以机械撞击所述光学传感器从而进行清洁。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的样品处理器(100)，包括以下特征中的至少一者：

所述样品处理器(100)配置为用于从所述样品容器(102)注入流体样品以进行后续分离的注入器(40)；以及

所述样品处理器(100)配置为分馏单元(60)，所述分馏单元(60)配置为将所分离的流体样品收集在所述样品容器(102)中。

14.根据权利要求13所述的样品处理器(100)，包括以下特征中的至少一者：

其中，所述注入器(40)配置为将所述流体样品从所述样品容器(102)注入到样品分离设备(10)的流体驱动器(20)与样品分离单元(30)之间的流体路径中；以及

其中，用于控制所述注入器(40)的控制单元(70)配置为基于由所述光学传感器(104)感测的信息来控制所述流体样品的注入。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的样品处理器(100)，包括控制单元(70)，其配置为识别、使用和/或存储由所述光学传感器(104)感测的信息、特别是包括在所述样品容器(102)的至少一个编码(114)中的信息，以跟踪由所述样品容器(102)、所述样品容器(102)中的流体样品和样品分离过程组成的组中的至少一者。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的样品处理器(100)，其中，所述光学适配器(108)包括样品容器保持器(132)或由样品容器保持器(132)组成，所述样品容器保持器(132)具有用于容纳所述样品容器(102)的至少一部分的容纳容积(134)，并且具有使得所述光学传感器(104)能够感测当被容纳在所述容纳容积(134)中时的样品容器(102)的内部光学构造。

17.根据权利要求16所述的样品处理器(100)，包括以下特征中的至少一者：

其中，所述样品容器保持器(132)具有光学反射内表面(136)，其用于反射在所述样品容器(102)与所述光学传感器(104)之间传播的电磁辐射；

其中，所述样品容器保持器(132)是具有限定所述容纳容积(134)的中心开口的环形体(138)；

其中，所述样品容器保持器(132)的内部光学构造包括反射镜锥；

其中，所述样品容器保持器(132)配置为从上方接收所述样品容器(102)，而所述光学传感器(104)布置在所述样品容器保持器(132)下方；

其中，所述光学传感器(104)配置为感测至少一个编码(114)，特别是用于同时感测当被容纳在所述容纳容积(134)中时所述样品容器(102)的底表面(116)上和/或侧表面(118)上的多个编码(114)；以及

其中，所述样品容器保持器(132)具有用于容纳至少一个另外的样品容器(102)的至少一部分的至少一个另外的容纳容积(134)，并且具有使得所述光学传感器(104)或至少一个另外的光学传感器能够感测当被容纳在所述至少一个另外的容纳容积(134)中时的至少一个另外的样品容器(102)的内部光学构造。

18.一种用于分离流体样品的样品分离设备(10)，其中，所述样品分离设备(10)包括：

流体驱动器(20)，其用于驱动流动相和注入在所述流动相中的所述流体样品；

样品分离单元(30)，其用于分离所述流动相中的所述流体样品；和

根据权利要求1至17中任一项所述的样品处理器(100)，其用于处理含有流体样品的样品容器(102)。

19.根据权利要求18所述的样品分离设备(10)，还包括以下特征中的至少一个：

所述样品分离设备(10)配置为色谱样品分离设备，特别是液相色谱样品分离设备，更特别是高性能液相色谱样品分离设备；

所述样品处理器(100)配置为用于从所述样品容器(102)注入流体样品的注入器(40)；

所述样品处理器(100)配置为分馏单元(60)，所述分馏单元(60)配置为将所分离的流体样品收集在所述样品容器(102)中；以及

所述样品分离设备(10)包括配置为检测所分离的流体样品的检测器(50)。

20.一种运行用于处理样品容器(102)的样品处理器(100)的方法，其中，所述方法包括：

以空间固定配置布置光学传感器(104)；

使移动台(106)相对于固定的所述光学传感器(104)移动；和

将光学适配器(108)布置在所述移动台(106)处以由所述移动台(106)移动从而调整固定的所述光学传感器(104)的视角。