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WO1988005541A1 - Appareil pour la distribution de milieux dans des receptacles groupes sur des plaques - Google Patents

Appareil pour la distribution de milieux dans des receptacles groupes sur des plaques Download PDF

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Publication number
WO1988005541A1
WO1988005541A1 PCT/FR1988/000021 FR8800021W WO8805541A1 WO 1988005541 A1 WO1988005541 A1 WO 1988005541A1 FR 8800021 W FR8800021 W FR 8800021W WO 8805541 A1 WO8805541 A1 WO 8805541A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
support
receptacles
gripping
gripping head
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1988/000021
Other languages
English (en)
Inventor
Bernard Limon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
API SYSTEM
Original Assignee
API SYSTEM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by API SYSTEM filed Critical API SYSTEM
Publication of WO1988005541A1 publication Critical patent/WO1988005541A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1081—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices characterised by the means for relatively moving the transfer device and the containers in an horizontal plane
    • G01N35/109—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices characterised by the means for relatively moving the transfer device and the containers in an horizontal plane with two horizontal degrees of freedom
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/103—General features of the devices using disposable tips

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for the distribution of media in receptacles grouped on plates, in particular elongated plates, produced in a sheet of synthetic material and having receptacles arranged in at least one row and each capable of receiving a substrate.
  • the plates being positioned on rigid elongated supports and means being provided for the taking of a medium in at least one ampoule and for the distribution of this medium in the receptacles plates placed on the supports.
  • the invention relates to certain methods of analysis, used in particular for the purposes of rapid diagnosis by bacterial identification, which are implemented in a standardized manner in certain laboratories using plates of synthetic material, having the elongated form d 'A strip and each provided with one or two rows of small receptacles constituting miniaturized test tubes.
  • Each receptacle is initially filled with a dehydrated substrate, and the analysis method involves a seeding or inoculation operation, by introducing a medium into each receptacle, an operation after which a reaction and its effects, in particular by the observation of a coloration or a cloudiness after a certain time of incubation.
  • the displacements in all directions of the gripping head make it possible to keep the plates fixed and exactly positioned, during the distribution of the media in the receptacles of these plates, and to have maximum precision of the movements.
  • the removal and distribution of the media is carried out by means of tips which are discarded after use, in particular by the ejection means described below, so that a new tip is always used for taking samples. 'a medium which may be different from that previously sampled.
  • These disposable tips can, like ampoules, be placed initially on the supports receiving the plates with receptacles.
  • the apparatus comprises for example, on its base or its frame, a horizontal base slide on which is slidably mounted a carriage surmounted by a column, provided a vertical slide on which a transverse arm is slidably mounted, itself provided with a horizontal slide for the gripping head.
  • the apparatus may also comprise a table comprising at least one conveyor for supplying and evacuating the supports receiving the plates with receptacles, the base slide extending parallel to Table.
  • the table is equipped with a bridge which extends transversely over part of the conveyor, the bridge being designed to receive at least one support carrying a plate with receptacles.
  • the gripping head here provided with gripping means for a support receiving a plate with receptacles, takes the first support and deposits it on the bridge, the distribution of the medium in the receptacles taking place while the support is positioned on the bridge .
  • the support is taken up by the gripping head, and deposited on the side of the bridge opposite to that of the supply.
  • the support can then be removed by the same transporter, or by another transporter, for example constituted by a pair of endless belts.
  • the table can also be provided with a longitudinal rail for positioning and guiding the supports, in particular during their movement on the conveyor or conveyors, these supports having notches adapting to the rail.
  • the means for gripping a support which equip the gripping head can include a fork-shaped part fixed under the head and ending with two fingers turned upwards, designed to be introduced into two corresponding recesses formed at one end of each support.
  • the device comprises, on its base or its frame, positioning means for a removable set of supports receiving the plates with receptacles and the disposable tips, the gripping head being movable at the - above this set of supports.
  • the gripping head constituting a simplified version of the device, the gripping head no longer performs the function of handling the supports, which are here brought manually to the positioning means, and also removed manually after automatic filling of the receptacles belonging to the various plates positioned on the respective supports, assembled in a removable assembly.
  • this other embodiment also eliminates any conveyor for supplying or removing supports.
  • the gripping means of a disposable tip which in all cases equip the gripping head, can be constituted by a tube of vertical axis, adapted to be introduced with a tight clamping in the upper part of the tip, the tube being connected to suction means with "air buffer".
  • the grip of a nozzle is thus achievable in a very simple manner, by a vertical movement of the gripping head oriented from top to bottom, during which the tube is engaged in the open upper part of the nozzle.
  • the tube externally carries two superimposed seals, which are applied against the internal wall of the endpiece and ensure the holding of the latter.
  • the suction means comprise a syringe, actuated by motor means with programmable operation, which is carried by the transverse arm and which is connected to the tube by a flexible conduit.
  • the syringe whose stroke is programmable, acts as a pump and makes it possible to draw from the am- tr hen a predetermined amount of the medium, and distribute it with a distribution also predetermined in the receptacles, while maintaining in the flexible conduit an "air buffer" avoiding contamination, the syringe never being in direct contact with the backgrounds.
  • this syringe can be actuated alternately, during sampling, so as to homogenize the medium.
  • the syringe is preferably removable, to allow easy replacement or decontamination if necessary. It can be the same for the other components of the suction and gripping system of the tips.
  • each disposable tip is initially placed on a support, also receiving a plate with receptacles and at least one ampoule filled with a medium.
  • each support may include a raised part provided with a passage with a vertical axis, having a diameter corresponding substantially to that of the lower part of a disposable tip, which is suitable for being placed on the raised part. of the support so that its own lower part crosses the vertical axis passage.
  • each end piece comprises, between its upper portion of larger diameter and its lower portion of smaller diameter, a frustoconical intermediate portion provided externally with fins capable of bearing on the raised portion of the support; the grip of the nozzle by introduction of the tube requires, in fact, a firm support of this nozzle.
  • the tip being disposable, it is advisable to still provide provisions allowing, after its use, to separate it from the tube which previously removed it.
  • provisions allowing, after its use, to separate it from the tube which previously removed it.
  • the movements of the gripping head and the actuation of the ejection means can be such that the ejection of each end piece is carried out above the bulb which contained the medium withdrawn by means of this end piece.
  • the ejection means comprise two pushers, arranged on either side of the tube intended to be introduced into the endpiece and held by means of vertical rods slidably mounted on the gripping head, each rod being recalled down by spring means, while other means are provided for retaining the rods in the high position and for releasing these rods at the time of ejec ⁇ tion.
  • the two vertical rods pass through a mounted retaining pallet pivoting inside the gripping head, in which is further housed an electromagnet whose movable core cooperates with the retaining pallet, to release the rods and cause the ejection of the nozzle at the desired time.
  • the gripping head is further equipped, at its lower part, with at least one photoelectric cell provided for reading coded information carried by the plates with receptacles and / or for detection functions.
  • the gripping head can provide an additional function, which is the automatic reading of the characteristics specific to each plate, this reading making it possible to trigger a suitable sequence of movements, selected from a set of sequences stored in the device. ; this reading can be done during a horizontal movement of the gripping head, along a determined axis.
  • the detection functions these may relate in particular to the presence or absence of the supports and / or the end caps.
  • the gripping head can be equipped with a safety system, which intervenes to avoid any excessive effort in any one of the directions of space, in particular in the event of encountering an obstacle opposing a movement program.
  • the gripping head comprises a carriage sliding in the horizontal direction, and a housing carrying the gripping means for a support and / or for a disposable tip, the housing being connected in a non-rigid manner to the carriage, and means being provided to control the automatic shutdown of the device in case of movement of the housing relative to the carriage.
  • the housing can normally be positioned relative to the carriage by means of balls, by being applied against this carriage by spring means, the housing or the carriage comprising an electrical contact, controlling the shutdown.
  • Figure 1 is an overall perspective view of an apparatus according to the present invention, in a first embodiment
  • Figure 2 is a perspective view showing a plate with receptacles and its support, as well as a bulb and a nozzle fitting on the support;
  • Figure 3 is a partial view of this support, in longitudinal section and with indication of the elements carried by it;
  • Figure shows the gripping head, seen in the direction of arrow F in Figure 1 with section along the line IV-IV of Figure 5, in the gripping phase of a support;
  • Figure 5 is a sectional view of the gripping head, along the line VV of Figure at the beginning of intake r a tip;
  • Figure 6 shows the gripping head, viewed from the rear
  • Figure 7 is a view similar to Figure 4, showing this head in the process of gripping a tip
  • Figures 8 to 14 are very schematic views illustrating the operation of the device, and more particularly the successive movements of the gripping head during an automatic sequence
  • Figure 15 is an overall perspective view of an apparatus according to the present invention, in a second embodiment
  • Figure 16 shows a detail of the apparatus of Figure 15, seen in vertical section.
  • FIG. 1 The apparatus shown in Figure 1 includes a horizontal table
  • the elements 2,3 and t ⁇ of table 1 each comprise a conveyor constituted by a pair of parallel endless belts, 5,6 and 7 respectively, associated with drive means not shown.
  • the central element 3 is further equipped with a bridge 8 which extends transversely above the two belts 6 of this element 3.
  • the apparatus is provided with a frame 9 on which is mounted in a fixed position a horizontal base slide 10, oriented parallel to the table 1.
  • a carriage 12 On the base slide 10 is slidably mounted according to the arrow 11 a carriage 12, surmounted by a column 13, constituting a vertical slide.
  • a horizontal arm 14, extending transversely above the table 1, is mounted sliding in a vertical direction on the column 13, as indicated by an arrow 15.
  • the transverse arm 14 itself constitutes a horizontal slide for a head. gripping 16 which will be described in detail below, the direction of movement of the head 16 relative to the arm 14 being indicated by an arrow 17.
  • the assembly described above makes it possible to move the gripping head 16 in space along three perpendicular axes two by two.
  • the displacements along these three axes, symbolized by the respective arrows 1, 1.15 and 17, are controlled from step-by-step electric motors, and by means of transmissions of the "screw-nut" type, these members do not being not shown.
  • the operating control is controlled from an electronic box 18.
  • the device is intended for handling and filling plates 19 provided with receptacles 20, such as that shown in FIG. 2.
  • a plate 19 of elongated rectangular shape is made of a transparent plastic sheet, shaped by thermoforming so as to present one or two rows of small receptacles 20 in the form of cells or cups, each receptacle being able to receive a dehydrated substrate.
  • the handling of the plates 19 is done by using, for each plate 19, an elongated support 21 made of a rigid material, for example metal.
  • the support 21 comprises, over a large fraction of its length, a raised part 22 provided with holes 23.
  • a plate 19 can be positioned on the part 22, the receptacles 20 taking place in the holes 23 of which the number and the availability ⁇ sition are in correspondence with these receptacles 20 - see also Figure 3.
  • Each support 21 also has, towards one of its ends two circular openings 24 and, beyond these openings 24, a raised portion 25 having a passage 26 of vertical axis.
  • the openings 24 allow the installation of one or two ampoules 27, containing a medium to be distributed in the receptacles 20 of a plate 19.
  • the raised part 25 with its passage 26, is designed to receive a special disposable tip 28, with the help of which the medium contained in a bulb 27 is withdrawn and distributed in the receptacles 20.
  • the end piece 28 comprises an upper part 29 of larger diameter ending in an upper flange 30, and a lower part 31 of smaller diameter, with a tapered lower end 32 whose tip is pierced.
  • the transition from the upper part 29 to the lower part 31 is carried out by a frustoconical intermediate part 33, externally provided with fins 34.
  • the support 21 is surrounded by a peripheral rim 35. On the rim 35 are formed, towards the end of the support 21 comprising the raised part 25, two recesses 36 intended for gripping this support 21 by means of the head 16.
  • each support 21 On its long sides and at its lower part, each support 21 still has two notches 37 open at the bottom.
  • the table 1 of the device is provided with a longitudinal rail 38 (see FIG. 1), so that the positioning and the guiding of the supports 21 on this table 1 by fitting their notches 37.
  • the gripping head 16 comprises a carriage 39 which is direct Tely mounted sliding on the horizontal arm 14, and against which is applied a housing 40 closed by a housing 41; the non-rigid connection between the housing 40 and the carriage 39 will be described below.
  • a part 43 which has a general shape in "L” and whose lower part is shaped fork.
  • the two arms 44 of the fork are terminated by fingers 45, which are turned upwards and whose spacing corresponds to that of the two recesses 36 at the end of a support 21.
  • These fingers 45 thus constitute, like the shows FIG. 4, means for gripping and fitting a support 21, which can be removed and moved after insertion and attachment of the fingers 45 in the corresponding recesses 36.
  • a photoelectric cell 46 (see FIG. 6) is arranged so as to read coded information carried by a plate 19.
  • a tube 47 with a vertical axis is still projecting, intended for gripping a nozzle 28.
  • the tube 47 has a slightly smaller outside diameter.
  • the upper part of the tube 47 is connected, by a flexible conduit 50, to a syringe 51 carried by the horizontal arm 14 - see also FIG. 1.
  • the tube 47 is associated with means for ejecting a nozzle 28, which are designed to cooperate with the upper flange 30 of the nozzle 28.
  • These ejection means comprise two pushers 52, available on both sides other of the tube 47 and held by means of two respective vertical rods 53, mounted sliding in a vertical direction on the housing 40.
  • Each rod 53 is biased downwards by means of a helical spring 54, housed in a vertical bore 55 of the housing 40.
  • the two rods 53 pass through the same retaining pallet 56, pivotally mounted inside a recess 57 of the housing 40.
  • An electromagnet 58 housed in the housing 40, has a core 59 which can move vertically and provided with a washer 60 on which an edge of the pallet 56 is supported. The electrical supply of the electromagnet 58 is ensured by flexible conductors 61 - see also FIG. 1.
  • the gripping of a nozzle 28 is carried out as follows: The head 16 is brought above the support 21, so that the tube 47 is coaxial with the nozzle 28 - see FIG. 5.
  • the two pushers 52 are are then located at a level below the base of the tube 47.
  • a lowering movement of the gripping head 16 is then commanded, to introduce the tube 47 into the upper part of the end piece 28 - see FIG. 7.
  • the upper flange 30 of the end piece 28 constitutes a stop for the two pushers 52.
  • the end piece 28 is driven by the tube 47, the connection between the end piece 28 and the tube 47 being provided by the two seals 48 and 49 which apply against the inner wall of the 2S end piece.
  • the tip 28 is ejected by supplying the electromagnet 58, so that its movable core 59 is moved upwards and causes, through the washer 60, a pivoting of the pallet 56 which releases the two rods 53 - see the position indicated in Figure 4. Under the action of the return springs 54 previously compressed, the rods 53 are suddenly pushed down with the pushers 52, and the latter, acting on the flange 30 of the end piece 28, cause the tube 47 and the end piece 28 to separate.
  • the housing 40 of the gripping head 16 is normally posi ⁇
  • the housing 40 is applied against the carriage 39 by means of two helical springs 63, mounted around threaded rods 64. Each threaded rod 64 freely passes through an opening 65 in the housing 40. and ⁇ it is screwed into the carriage 39. Each spring 63 is compressed between a double nut 66, carried by the threaded rod 64, and a washer 67 threaded around this rod 64 and pressed against the internal wall of the housing 40.
  • This housing 40 also contains an electrical contact 6S, held by a lug 69 and designed to cooperate with a finger 70 carried by the carriage 20 39>
  • the gripping head 16 encounters an unforeseen obstacle during a movement, there is a rotation or a tilting of the housing 40 relative to the carriage 39, which causes an action on the contact 68, which then controls the setting ⁇ automatic shutdown of the appliance.
  • the balls 62 allow easy repositioning of the housing
  • the nuts 66 allow a calibration of the force causing the triggering of this safety device.
  • the belt conveyors 5,6 and 7 are permanently driven.
  • Supports 21, each equipped with a plate 19 with receptacles 20, are placed on the supply element 2 of the table 1 as and when they are prepared by the operator: being first driven by the belts 5, these supports 21 reach 5 on the central element 3 of the table 1. Being then driven further forward by the belts 6, the supports 21 accumulate against the edge of the bridge 8 which constitutes a stop preventing them to go further.
  • the movements of the gripping head 16 are programmed so that this head comes, at the start of each work cycle which will now be described, to take the first support 21 stopped against the edge of the bridge 8.
  • the head 16 is brought to- above the end of this first support 21, which it takes by introduction of its fingers 45 into the recesses 36 as already indicated above.
  • the gripping head 16 then lifts the support 21 and moves it so as to come and place it on the bridge 8 - see FIG. 8. During this transfer, the support 21 can be re-positioned precisely by application against
  • the bridge 8 also includes means, such as pins, which exactly position the support 21 placed on this bridge 8.
  • the following operation consists in reading the optical code carried by the plate 19 placed on the support 21 considered, already placed on the deck 8. After the release of this support '5 21 by the fingers 45 , the gripping head 16 is moved horizontally so that the photoelectric cell 16 comes to "read" the coded information carried by the plate 19 by scanning the entire area comprising the optical code. The reading of this information fully determines the work program, and more particularly the stored sequence of movements, which will then be executed by the device.
  • the gripping head 16 then takes off by means of the tube 47, the end piece 28 carried by the support 21.
  • the taking of the end piece 28 is carried out as already described above, while first the tube 47 above the end piece 28, then lowering ; the head 16 for introducing the tube 47 into the end piece 28 (see the figure
  • the following operation consists in removing by means of the end-piece 28 a medium contained in the bulb 27, or in one of the bulbs 27, carried by the support 21.
  • the head is removing by means of the end-piece 28 a medium contained in the bulb 27, or in one of the bulbs 27, carried by the support 21.
  • the head is removing by means of the end-piece 28 a medium contained in the bulb 27, or in one of the bulbs 27, carried by the support 21.
  • the 16 is moved horizontally so as to bring the end piece 28 in the axis of the bulb 27, then lowered according to the arrow 73 so as to introduce the end piece 28 into this bulb 27.
  • the syringe 51 connected to the tube 47 by the conduit 50, is then actuated by a motor, so as to aspirate the medium contained in the bulb 27.
  • the aspiration is done with an "air buffer" in the conduit 50, so that the syringe 51 never comes into contact with the medium to be sampled, watertightness being ensured by the joints 48 and 49 of the tube 47.
  • This sampling operation can be completed by * homogenization of the medium contained in the bulb 27; the homogenization is obtained by performing a mixing of the medium by alternating aspirations and repressions, by means of the syringe 51, while the end piece 28 is immersed in the medium.
  • the gripping head is raised and the nozzle 28 filled with the medium is brought above the recepta ⁇ keys 20 of the plate 19.
  • the head 16 is again lowered, to bring the tip of the end piece 28 at a low height above the plate
  • the nozzle 28 delivers a predetermined amount of medium, under the control of the syringe 51 actuated by an electric motor of the type
  • the medium in the receptacles 20 can be delivered during an uninterrupted horizontal movement of the end piece 2S, therefore of the head 16. It is also possible to stop the advance of the head 16 and lower the end piece 28 above each receptacle 20.
  • the gripping head 16 takes up the support 21 by hooking it through its recesses 36, and it places it on the extreme element 4 of the table 1.
  • the belts 7 of the element 4 then evacuate this support
  • two ampoules 27 can be brought into play, or else a complementary product, such as paraffin or reagent, which is stored at a distance from the support 21 can be removed. It is also possible to treat two supports simultaneously
  • the safety device interposed between the housing 40 and the carriage 39 of the gripping head 16, makes it possible to avoid any excessive force in the three directions of the space, and it protects not only the device itself but also accessories such as plates 19 and supports 21.
  • the program can provide for immediate evacuation of the support 21 with the plate 19, without carrying out the sequence described above.
  • ⁇ 0 The device shown in Figure 15 is a simplified version, in which the transporters for supplying and removing the supports are eliminated, and in which the gripping head no longer has the function of handling the supports.
  • the apparatus shown in FIGS. 15 and 16 has a base 1, at the rear of which is mounted a horizontal base slide 10, oriented in the longitudinal direction of the base 1.
  • a carriage 12 On the base slide 10 is slidably mounted according to the arrow 1 1 a carriage 12, surmounted by a column 13 constituting a vertical slide.
  • a horizontal arm 14, extending transversely above the base 1, is slidably mounted 0 in the vertical direction on the column 13, as indicated by an arrow 15.
  • the arm 14 itself constitutes a horizontal slide for a gripping head 16, the direction of movement of the head 1 6 relative to the arm 14 being indicated by an arrow 17.
  • All of this assembly is similar to that of the first embodiment, and it allows 2 to move the gripping head 16 along three perpendicular axes two by two, by motors and transmissions not shown.
  • An electronic box with control panel 18, and an electric box of power 75, provide piloting and control of the movements.
  • the apparatus of FIGS. 15 and 16 is always intended for filling plates 19 provided with receptacles 20, such as that shown isolated at the top of FIG. 2, these plates 19 being here also positioned on rigid elongated supports 21, each comprising a suréle ⁇ vée part 22 provided with holes 23 in correspondence with the receptacles 20 of a plate 19.
  • the supports 21 always have, beyond their ⁇ 5 raised part 22, two circular openings 24 provided for the establishment of at least one ampoule 27, containing a medium to be distributed in the receptacles 20 of a plate 19, as well as a passage 26 provided to receive a disposable tip 28, with the help of which the medium contained in a bulb 27 is withdrawn and distributed in the receptacles 20.
  • several supports 21 are here joined together in a rigid assembly, formed by example by a series of five supports 21 arranged parallel to each other, and all secured by two transverse connecting bars 76.
  • the set of supports 21 is positioned on two parallel profiles 77 and 78, fixed by means of bolts 79 on the base 1. This assembly is designed to be placed manually by an operator on the two sections 77 and 78, and to be also removed manually after automatic filling of the receptacles 20 belonging to the various plates 19 positioned on the supports 21 by the apparatus. respective.
  • the movements of the gripping head 16 are here programmed so as to successively fill the receptacles 20 of the different plates 19, the respective supports 21 of which occupy fixed positions imposed by the positioning on the profiles 77 and 78, the head 16 being movable above all of these supports 21.
  • the gripping head 16 can be here devoid of gripping means of the supports 21.
  • this gripping head 16 preserves the gripping means 47 of a disposable tip 28 and ejecting the disposable tip, described above.
  • the apparatus also includes the suction means with flexible conduit 50 and syringe 51, making it possible to aspirate the medium contained in a bulb 27, while homogenizing this medium.
  • the gripping head 16 is brought successively above the various supports 21, where it ensures: the taking of the tip 28 - the removal, by means of this tip 28, of the medium contained in the bulb 27 or one of the two ampoules - the distribution of the medium in the receptacles 20 of the plate 19 - the ejection of the nozzle 28 in the ampoule - the 27 previously used.
  • the removal of a complementary product, such as paraffin or reagent, is always possible.
  • the gripping head 16 comprises, in particular on its lower part 43, optical means for detecting and reading information, capable of performing various functions such as: checking the presence of the supports 21 and the 2S tips , reading of coded information carried by the plates 19, identification of the number of rows of receptacles 20 on these plates 19. It is also possible to provide a photoelectric cell analyzing the reactions obtained in the receptacles 20, after a certain incubation time.
  • the apparatus finds applications in analysis laboratories and also in various industries, for analyzes, tests and studies, immunochemical, microbiological and the like, in particular but not exclusively for the purposes of rapid diagnosis by bacterial identification and / or antibiogram.

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Abstract

Une tête de préhension (16) est déplaçable dans les trois directions de l'espace (flèches 11, 15, 17), par rapport à un bâti fixe (9), sous l'action de moyens moteurs à fonctionnement programmable. La tête (16) est pourvue de moyens de préhension (47) pour un embout jetable (28) destiné au prélèvement d'un milieu dans une ampoule (27) portée par un support (21), et à la distribution de ce milieu dans les réceptacles (20) d'une plaque (19) placée sur le support (21). Applications: analyses immuno-chimiques et microbiologiques.

Description

"Appareil pour la distribution de milieux dans des réceptacles groupés sur des plaques"
La présente invention concerne un appareil pour la distribution de milieux dans des réceptacles groupés sur des plaques, notamment des plaques de forme allongée, réalisées dans une feuille en matière synthétique et présentant des réceptacles disposés suivant au moins une rangée et aptes à recevoir chacun un substrat, pour des analyses immuno- chimiques ou microbiologiques ou similaires, les plaques étant positionnées sur des supports allongés rigides et des moyens étant prévus pour le prélè- vement d'un milieu dans au moins une ampoule et pour la distribution de ce milieu dans les réceptacles des plaques placées sur les supports.
L'invention se réfère à certaines méthodes d'analyse, utilisées notamment à des fins de diagnostic rapide par identification bactérienne, qui sont mises en oeuvre de façon standardisée dans certains laboratoires à l'aide de plaques en matière synthétique, présentant la forme allongée d'une réglette et pourvues, chacune, d'une ou deux rangées de petits réceptacles constituant des tubes à essais miniaturisés. Chaque réceptacle est initialement rempli d'un substrat déshydraté, et la méthode d'analyse implique une opération d'ensemencement ou d'inoculation, par introduction d'un milieu dans chaque réceptacle, opération à la suite de laquelle on observe une réaction et ses effets, notamment par la constatation d'une coloration ou d'une turbidité après un certain temps d'incubation.
Un appareil visant l'automatisation de telles méthodes d'analyse, et adapté notamment à la distribution automatique d'un milieu dans les réceptacles d'une plaque du genre ici indiqué, est déjà connu par le document US-A- - 265 855, et l'on peut aussi citer le document US-A- 3 772 154, assez similaire au document précédent mais ne mettant pas en oeuvre le même type de plaques. Dans ces réalisations connues, le remplissage de tous les réceptacles par le milieu à distribuer nécessite un mouvement d'avance des supports. De plus, ces réalisations ne compor¬ tent pas de dispositions évitant les risques de contamination par les mi¬ lieux prélevés.
Ces inconvénients sont évités dans l'appareil objet de l'invention, pour la distribution de milieux dans des réceptacles groupés sur des pla- ques, lequel comprend une tête de préhension déplaçable dans l'espace par rapport à un socle ou un bâti fixe, sous l'action de moyens moteurs a fonctionnement programmable, suivant trois directions orthogonales deux à deux, ladite tête étant pourvue de moyens de préhension pour un embout jetable destiné au prélèvement du milieu dans l'ampoule ou une des ampoules et à la distribution de ce milieu dans les réceptacles d'une plaque placée sur un support maintenu fixe au cours de cette distri- bution.
Ainsi, les déplacements en toutes directions de la tête de préhen¬ sion permettent de maintenir les plaques fixes et exactement positionnées, au cours de la distribution des milieux dans les réceptacles de ces plaques, et d'avoir une précision maximale des mouvements. De plus, le prélève- ment et la distribution des milieux sont effectués au moyen d'embouts qui sont jetés après utilisation, notamment par des moyens d'éjection décrits plus bas, de sorte qu'on utilise toujours un nouvel embout pour le prélèvement d'un milieu pouvant être différent de celui prélevé pré¬ cédemment. Ces embouts jetables peuvent, comme les ampoules, être placés initialement sur les supports recevant les plaques avec réceptacles.
Pour permettre les déplacements de la tête de préhension dans les trois directions de l'espace, l'appareil comprend par exemple, sur son socle ou son bâti, une glissière de base horizontale sur laquelle est monté coulissant un chariot surmonté par une colonne, pourvue d'une glissière verticale sur laquelle est monté coulissant un bras transversal, pourvu lui-même d'une glissière horizontale pour la tête de préhension.
Dans une forme de réalisation de l'invention, l'appareil peut encore comprendre une table comportant au moins un transporteur pour l'amenée et l'évacuation des supports recevant les plaques avec récepta- clés, la glissière de base s'étendant parallèlement à la table. Avantageu¬ sement, la table est équipée d'une pont qui s'étend transversalement au-dessus d'une partie du transporteur, le pont étant prévu pour recevoir au moins un support portant une plaque avec réceptacles. Ainsi, les sup¬ ports sont posés sur le transporteur, au fur et à mesure de leur préparation par l'opérateur, et ils s'accumulent contre le pont. La tête de préhension, pourvue ici de moyens de préhension pour un support recevant une plaque avec réceptacles, prélève le premier support et le dépose sur le pont, la distribution du milieu dans les réceptacles s'effectuant pendant que le support est positionné sur le pont. Ensuite, le support est repris par Ja tête de préhension, et déposé sur le côté du pont opposé à celui de l'amenée. Le support peut alors être évacué par le même transporteur, ou par un autre transporteur, par exemple constitué par une paire de courroies sans fin. La table peut encore être pourvue d'un rail longitudinal pour le positionnement et le guidage des supports, notamment au cours de leur déplacement sur le ou les convoyeurs, ces supports présentant des encoches s 'adaptant sur le rail. Dans cette forme de réalisation de l'appareil, les moyens de préhension d'un support, qui équipent la tête de préhension peuvent com¬ prendre une partie en forme de fourche fixée sous la tête et se terminant par deux doigts tournés vers le haut, prévus pour être introduits dans deux évidements correspondants ménagés à une extrémité de chaque support.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'appareil comprend, sur son socle ou son bâti, des moyens de positionnement pour un ensemble amovible de supports recevant les plaques avec réceptacles et les embouts jetables, la tête de préhension étant déplaçable au-dessus de cet ensemble de supports. Dans cette forme de réalisation, constituant une version simplifiée de l'appareil, la tête de préhension n'assure plus la fonction de manutention des supports, qui sont ici amenés manuellement sur les moyens de positionnement, et aussi retirés manuellement après remplissage automatique des réceptacles appartenant aux différentes plaques positionnées sur les supports respectifs, réunis en un ensemble amovible. Bien entendu, cette autre forme de réalisation supprime aussi tout transporteur d'amenée ou d'évacuation des supports.
Les moyens de préhension d'un embout jetable, qui dans tous les cas équipent la tête de préhension, peuvent être constitués par un tube d'axe vertical, apte à être introduit avec un serrage étanche dans la partie supérieure de l'embout, le tube étant raccordé à des moyens d'aspiration avec "tampon d'air". La prise d'un embout est ainsi réalisable de manière très simple, par un déplacement vertical de la tête de préhen¬ sion orienté de haut en bas, au cours duquel le tube est engagé dans la partie supérieure ouverte de l'embout. Avantageusement, le tube porte extérieurement deux joints d'étanchéité superposés, qui s'appliquent contre la paroi interne de l'embout et assurent la tenue de ce dernier.
Dans une forme d'exécution particulière, les moyens d'aspiration comprennent une seringue, actionnée par des moyens moteurs à fonction- nement programmable, qui est portée par le bras transversal et qui est raccordée au tube par un conduit flexible. La seringue, dont la course est programmable, fait office de pompe et permet de prélever dans l'am- tr poule une quantité prédéterminée du milieu, et de le distribuer avec une répartition également prédéterminée dans les réceptacles, tout en maintenant dans le conduit flexible un "tampon d'air" évitant la contami¬ nation, la seringue n'étant jamais en contact direct avec les milieux. De plus, cette seringue peut être actionnée de façon alternative, lors du prélèvement, de manière à homogénéiser le milieu. La seringue est de préférence amovible, pour permettre un remplacement ou une déconta¬ mination aisés si nécessaire. Il peut en être de même pour les autres composants du système d'aspiration et de préhension des embouts.
Chaque embout jetable est placé initialement sur un support, recevant aussi une plaque avec réceptacles et au moins une ampoule remplie d'un milieu. A cet effet, chaque support peut comporter une partie surélevée pourvue d'un passage d'axe vertical, ayant un diamètre correspondant sensiblement à celui de la partie inférieure d'un embout jetable, qui est apte à être mis en place sur la partie surélevée du support de telle sorte que sa propre partie inférieure traverse le passage d'axe vertical. De préférence, chaque embout comporte, entre sa partie supé¬ rieure de plus grand diamètre et sa partie inférieure de plus petit diamè¬ tre, une partie intermédiaire tronconique pourvue extérieurement d'ailettes aptes à prendre appui sur la partie surélevée du support ; la prise de l'embout par introduction du tube nécessite, en effet, un appui ferme de cet embout.
L'embout étant jetable, ii convient de prévoir encore des disposi¬ tions permettant, après son utilisation, de le séparer du tube qui l'a précé¬ demment prélevé. Dans ce but sont associés aux moyens de préhension de l'embout jetable, des moyens d'éjection de cet embout, également portés par la tête de préhension. Les mouvements de la tête de préhension et l'actionnement des moyens d'éjection peuvent être tels que l'éjection de chaque embout soit effectuée au-dessus de l'ampoule qui contenait le milieu prélevé au moyen de cet embout.
Dans un mode de réalisation, les moyens d'éjection comprennent deux poussoirs, disposés de part et d'autre du tube destiné à être introduit dans l'embout et tenus au moyen de tiges verticales montées coulissantes sur la tête de préhension, chaque tige étant rappelée vers le bas par des moyens a ressort, tandis que d'autres moyens sont prévus pour retenir les tiges en position haute et pour libérer ces tiges au moment de l'éjec¬ tion. Les deux tiges verticales traversent une palette de retenue montée pivotante à l'intérieur de la tête de préhension, dans laquelle est en outre logé un électro-aimant dont le noyau mobile coopère avec la palette de retenue, pour libérer les tiges et provoquer l'éjection de l'embout au moment voulu. Selon une autre caractéristique, la tête de préhension est encore équipée, à sa partie inférieure, d'au moins une cellule photoélectrique prévue pour la lecture d'informations codées portées par les plaques avec réceptacles et/ou pour des fonctions de détection. Ainsi, la tête de préhension peut assurer une fonction supplémentaire, qui est la lecture automatique des caractéristiques propres à chaque plaque, cette lecture permettant de déclencher une séquence de mouvements adaptée, sélection¬ née parmi un ensemble de séquences mises en mémoire dans l'appareil ; cette lecture est réalisable au cours d'un mouvement horizontal de la tête de préhension, suivant un axe déterminé. Quant aux fonctions de détection, ceiles-ci peuvent concerner notamment la présence ou l'absence des supports et/ou des embouts.
Enfin, la tête de préhension peut être équipée d'un système de sécurité, qui intervient pour éviter tout effort excessif dans l'une quelconque des directions de l'espace, notamment en cas de rencontre d'un obstacle s'opposant à un mouvement programmé. A cet effet, la tête de préhension comprend un chariot coulissant en direction horizontale, et un boîtier portant les moyens de préhension pour un support et/ou pour un embout jetable, le boîtier étant lié de manière non rigide au chariot, et des moyens étant prévus pour commander la mise à l'arrêt automatique de l'appareil en cas de déplacement du boîtier par rapport au chariot. Plus particulièrement, le boîtier peut être normalement posi¬ tionné relativement au chariot au moyen de billes, en étant appliqué contre ce chariot par des moyens à ressort, le boîtier ou le chariot compor¬ tant un contact électrique, commandant la mise à l'arrêt de l'appareil, "qui est actionné en cas de déplacement du boîtier par rapport au chariot. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé repré¬ sentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet appareil pour la distribution de milieux dans des réceptacles groupés sur des plaques :
Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un appareil conforme à la présente invention, dans une première forme d'exécution ; Figure 2 est une vue en perspective montrant une plaque avec réceptacles et son support, ainsi qu'une ampoule et un embout s'adaptant sur le support ;
Figure 3 est une vue partielle de ce support, en coupe longitudi- nale et avec indication des éléments portés par celui-ci ;
Figure représente la tête de préhension, vue dans la direction de la flèche F de figure 1 avec coupe suivant la ligne IV-IV de figure 5, en phase de préhension d'un support ;
Figure 5 est une vue en coupe de la tête de préhension, suivant la ligne V-V de figure , en début de prise drun embout ;
Figure 6 montre la tête de préhension, vue par l'arrière ; Figure 7 est une vue similaire à figure 4, montrant cette tête en cours de préhension d'un embout ;
Figures 8 à 14 sont des vues très schématiques illustrant le fonctionnement de l'appareil, et plus particulièrement les mouvements successifs de la tête de préhension au cours d'une séquence automatique ;
Figure 15 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un appareil conforme à la présente invention, dans une seconde forme d'exécution ;
Figure 16 montre un détail de l'appareil de figure 15, vu en coupe verticale.
On décrira d'abord une première forme d'exécution de l'appareil, représentée dans son ensemble sur la figure 1, en notant toutefois que de nombreux points de la description de cet appareil s'appliquent aussi à la seconde forme d'exécution, montrée aux figures 15 et 16. L'appareil montré sur la figure 1, comprend une table horizontale
1 pouvant être composée de trois éléments 2,3 et 4 disposés en ligne, à savoir un élément extrême d'amenée 2, un élément central d'accumu¬ lation et de travail 3, et un élément extrême d'évacuation . Les éléments 2,3 et t< de la table 1 comportent, chacun, un transporteur constitué par une paire de courroies sans fin parallèles, respectivement 5,6 et 7, associées à des moyens d'entraînement non représentés. L'élément centrai 3 est en outre équipé d'un pont 8 qui s'étend transversalement au-dessus des deux courroies 6 de cet élément 3.
A l'arrière de la table 1. l'appareil est pourvu d'un bâti 9 sur lequel est montée en position fixe une glissière de base horizontale 10, orientée parallèlement à la table 1. Sur la glissière de base 10 est monté coulissant selon la flèche 11 un chariot 12, surmonté par une colonne 13, constituant une glissière verticale. Un bras horizontal 14, s'étendant transversalement au-dessus de la table 1 , est monté coulissant en direction verticale sur la colonne 13, comme indiqué par une flèche 15. Le bras transversal 14 constitue lui-même une glissière horizontale pour une tête de préhension 16 qui sera décrite en détails plus bas, la direction de déplacement de la tête 16 relativement au bras 14 étant indiquée par une flèche 17.
L'ensemble précédemment décrit permet de déplacer la tête de préhension 16 dans l'espace suivant trois axes perpendiculaires deux à deux. Les déplacements selon ces trois axes symbolisés par les flèches respectives 1 1,15 et 17, sont commandés à partir de moteurs électriques pas-à-pas, et par l'intermédiaire de transmissions du type "vis-écrou", ces organes n'étant pas représentés. La commande de fonctionnement est pilotée à partir d'un coffret électronique 18. L'appareil est destiné à la manipulation et au remplissage de plaques 19 pourvues de réceptacles 20, telles que celle représentée sur la figure 2. Une plaque 19 de forme rectangulaire allongée, est réalisée dans une feuille de matière synthétique transparente, conformée par thermoformage de manière à présenter une ou deux rangées de petits réceptacles 20 en forme d'alvéoles ou de cupules, chaque réceptacle pouvant recevoir un substrat déshydraté.
Comme le montre aussi la figure 2, la manipulation des plaques 19 est faite en utilisant, pour chaque plaque 19, un support allongé 21 réalisé en un matériau rigide, par exemple en métal. Le support 21 compor- te, sur une grande fraction de sa longueur, une partie surélevée 22 pourvue de trous 23. Une plaque 19 peut être positionnée sur la partie 22, les réceptacles 20 prenant place dans les trous 23 dont le nombre et la dispo¬ sition sont en correspondance avec ces réceptacles 20 - voir aussi la figure 3. Chaque support 21 présente encore, vers l'une de ses extrémités deux ouvertures circulaires 24 et, au-delà de ces ouvertures 24, une partie surélevée 25 comportant un passage 26 d'axe vertical. Les ouvertures 24 permettent la mise en place d'une ou deux ampoules 27, contenant un milieu à distribuer dans les réceptacles 20 d'une plaque 19. La partie surélevée 25 avec son passage 26, est prévue pour recevoir un embout jetable spécial 28, à l'aide duquel le milieu contenu dans une ampoule 27 est prélevé et distribué dans les réceptacles 20. L'embout 28 comprend une partie supérieure 29 de plus grand diamètre se terminant par une collerette supérieure 30, et une partie inférieure 31 de plus petit diamètre, avec une extrémité inférieure effilée 32 dont la pointe est percée. La transition de la partie supérieure 29 à la partie inférieure 31 est réalisée par une partie intermédiaire tronconique 33, pourvue extérieurement d'ailettes 34. Lorsque l'embout 28 est en place sur le support 21, sa partie de plus petit diamètre 31 traverse le passage 26, tandis que les ailettes 34 prennent appui sur la face supérieure de la partie surélevée 25 du support 21.
Le support 21 est entouré d'un rebord périphérique 35. Sur le rebord 35 sont ménagés, vers l'extrémité du support 21 comportant la partie surélevée 25, deux évidements 36 destinés à la préhension de ce support 21 au moyen de la tête 16.
Sur ses grands côtés et à sa partie inférieure, chaque support 21 présente encore deux encoches 37 ouvertes vers le bas. La table 1 de l'appareil est pourvue d'un rail longitudinal 38 (voir figure 1), permet¬ tant le positionnement et le guidage des supports 21 sur cette table 1 par emboîtement de leurs encoches 37.
La structure de la tête 16, permettant la préhension d'un support 21 ou d'un embout jetable 28, est montrée aux figures 4 à 7. D'une façon générale, la tête de préhension 16 comprend un chariot 39 qui est direc¬ tement monté coulissant sur le bras horizontal 14, et contre lequel est appliqué un boîtier 40 fermé par un carter 41 ; la liaison non rigide entre le boîtier 40 et le chariot 39 sera décrite plus bas. - Sous le boîtier 40 est fixée, au moyen de vis 42, une pièce 43 qui présente une forme générale en "L" et dont la partie inférieure est conformée en fourche. Les deux bras 44 de la fourche sont terminés par des doigts 45, qui sont tournés vers le haut et dont l'écartement correspond à celui des deux évidements 36 de l'extrémité d'un support 21. Ces doigts 45 constituent ainsi, comme le montre la figure 4, des moyens pour la préhension et la pose d'un support 21, lequel peut être prélevé et déplacé après introduction et accrochage des doigts 45 dans les évidements correspondants 36.
Sans la pièce en "L" 43, et plus précisément sur l'un des deux bras 44, est disposée une cellule photoélectrique 46 (voir figure 6) permet¬ tant la lecture d'informations codées portées par une plaque 19. Sous le boîtier 40, en avant de la pièce en "L" 43, fait encore saillie un tube 47 d'axe vertical, destiné à la préhension d'un embout 28. A cet effet, le tube 47 possède un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie supérieure 29 de l'embout 28, et la partie inférieure de ce tube 47 porte extérieurement deux joints d'étanchéité toriques superposés 48 et 49. La partie supérieure du tube 47 est raccordée, par un conduit flexible 50, à une seringue 51 portée par le bras horizontal 14 - voir aussi la figure 1.
Au tube 47 sont associés des moyens d'éjection d'un embout 28, qui sont prévus pour coopérer avec la collerette supérieure 30 de l'embout 28. Ces moyens d'éjection comprennent deux poussoirs 52, dispo¬ sés de part et d'autre du tube 47 et tenus au moyen de deux tiges verti¬ cales respectives 53, montées coulissantes en direction verticale sur le boîtier 40. Chaque tige 53 est rappelée vers le bas au moyen d'un ressort hélicoïdal 54, logé dans un alésage vertical 55 du boîtier 40. Les deux tiges 53 traversent une même palette de retenue 56, montée pivotante à l'intérieur d'un évidement 57 du boîtier 40. Un électro-aimant 58, logé dans le boîtier 40, possède un noyau 59 mobile verticalement et pourvu d'une rondelle 60 sur laquelle est appuyé un bord de la palette 56. L'alimentation électrique de l'électro-aimant 58 est assurée par des conducteurs flexibles 61 - voir aussi la figure 1.
La préhension d'un embout 28 s'effectue comme suit : La tête 16 est amenée au-dessus du support 21 , de telle sorte que le tube 47 soit coaxial à l 'embout 28 - voir la figure 5. Les deux poussoirs 52 se trouvent alors à un niveau inférieur à la base du tube 47. Un mouvement d'abaissement de la tête de préhension 16 est alors commandé, pour introduire le tube 47 dans la partie supérieure de l'embout 28 - voir la figure 7. Au cours de ce mouvement, la collerette supérieure 30 de l'embout 28 constitue une butée pour les deux poussoirs 52. Ceux-ci décrivent donc un mouvement relatif de "montée" par rapport au boîtier 40, les tiges 53 coulissant alors dans le boîtier 40 en comprimant les ressorts de rappel 54 et en s'accrochanτ sur la palette de retenue 56, ce qui "arme" les moyens d'éjection. En commandant alors un déplacement de la tête 16 vers le haut, l'embout 28 se trouve entraîné par le tube 47, la liaison entre l'embout 28 et le tube 47 étant assurée par les deux joints- d'étanchéité 48 et 49 qui s'appliquent contre la paroi intérieure de l'embout 2S. L'éjection de l'embout 28 est obtenue en alimentant l'électro- aimant 58, de sorte que son noyau mobile 59 est déplacé vers le haut et provoque, par l'intermédiaire de la rondelle 60, un pivotement de la palette 56 qui libère les deux tiges 53 - voir la position indiquée sur la figure 4. Sous l'action des ressorts de rappel 54 précédemment compri¬ més, les tiges 53 sont brusquement repoussées vers le bas avec les pous¬ soirs 52, et ces derniers, agissant sur la collerette 30 de l'embout 28, provoquent la séparation du tube 47 et de l'embout 28.
Le boîtier 40 de la tête de préhension 16 est normalement posi¬
LŒ tionné contre le chariot 39 au moyen de quatre billes 62, engagées dans des évidements correspondants du boîtier 40 et du chariot 39 (voir la figure 5). Le boîtier 40 est appliqué contre le chariot 39 au moyen de deux ressorts hélicoïdaux 63, montés autour de tiges filetées 64. Chaque tige filetée 64 traverse librement une ouverture 65 du boîtier 40. et ^ elle est vissée dans le chariot 39. Chaque ressort 63 est comprimé entre un double écrou 66, porté par la tige filetée 64, et une rondelle 67 enfilée autour de cette tige 64 et pressée contre la paroi interne du boîtier 40. Ce boîtier 40 renferme encore un contact électrique 6S, tenu par une patte 69 et prévu pour coopérer avec un doigt 70 porté par le chariot 20 39>
Si la tête de préhension 16 rencontre un obstacle imprévu au cours d'un mouvement, il se produit une rotation ou un basculement du boîtier 40 par rapport au chariot 39, ce qui provoque une action sur le contact 68, lequel commande alors la mise à l'arrêt automatique de ^ l'appareil. Les billes 62 permettent une remise en position aisée du boîtier
40. Les écrous 66 autorisent un tarage de l'effort provoquant le déclen¬ chement de ce dispositif de sécurité.
On décrira maintenant le fonctionnement d'ensemble de l'appareil, en se référant plus particulièrement aux figures 8 à 14 :
30 En cours de fonctionnement, les transporteurs à courroies 5,6 et 7 sont entraînés de façon permanente. Des supports 21 , équipés chacun d'une plaque 19 avec réceptacles 20, sont posés sur l'élément d'amenée 2 de la table 1 au fur et à mesure de leur préparation par l'opérateur : se trouvant d'abord entraînés par les courroies 5, ces supports 21 parvien¬ 5 nent sur l'élément central 3 de la table 1. Etant alors entraînés plus en avant par les courroies 6, les supports 21 s'accumulent contre le bord du pont 8 qui constitue une butée les empêchant d'avancer plus loin. Les mouvements de la tête de préhension 16 sont programmés de telle sorte que cette tête vienne, au début de chaque cycle de travail qui sera maintenant décrit, prélever le premier support 21 arrêté contre le bord du pont 8. La tête 16 est amenée au-dessus de l'extrémité de ce premier support 21 , qu'elle prélève par introduction de ses doigts 45 dans les évidements 36 comme déjà indiqué plus haut. La tête de préhension 16 soulève alors le support 21 et le déplace de manière à venir le poser sur le pont 8 - voir la figure 8. Au cours de ce transfert, le support 21 peut être re-positionné avec précision par application contre
10 une butée. Le pont 8 comporte également des moyens, tels que des pions, qui positionnent exactement le support 21 posé sur ce pont 8.
L'opération suivante, illustrée par la figure 9, consiste en la lecture du code optique porté par la plaque 19 placée sur le support 21 considéré, déjà posé sur le pont 8. Après la libération de ce support ' 5 21 par les doigts 45, la tête de préhension 16 est déplacée horizontalement de telle sorte que la cellule photoélectrique 16 vienne "lire" les informa¬ tions codées portées par la plaque 19 en balayant toute la zone comportant le code optique. La lecture de ces informations détermine entièrement le programme de travail, et plus particulièrement la séquence de mou- 0 vements mémorisée, qui sera ensuite exécuté par l'appareil.
Dans un cycle élémentaire, la tête de préhension 16 vient alors prélever au moyen du tube 47, l'embout 28 porté par le support 21. La prise de l'embout 28 est effectuée comme déjà décrit plus haut, en ame¬ nant d'abord le tube 47 au-dessus de l'embout 28, en abaissant ensuite ; la tête 16 pour introduire le tube 47 dans l'embout 28 (voir la figure
10, flèche 71 ), enfin en déplaçant la tête 16 vers le haut (voir la figure
1 1 , flèche 72).
L'opération suivante, illustrée par la figure 12, consiste à prélever au moyen de l'embout 28 un milieu contenu dans l'ampoule 27, ou dans 0 l'une des ampoules 27, portées par le support 21. A cet effet, la tête
16 est déplacée horizontalement de manière à amener l'embout 28 dans l'axe de l'ampoule 27, puis abaissée selon la flèche 73 de manière à intro¬ duire l'embout 28 dans cette ampoule 27. La seringue 51 , reliée au tube 47 par le conduit 50, est alors actionnée par un moteur, de manière à aspirer le milieu contenu dans l'ampoule 27. L'aspiration se fait avec un "tampon d'air" dans le conduit 50, de sorte que la seringue 51 ne vient jamais au contact du milieu à prélever, l'étanchéité étant assurée par les joints 48 et 49 du tube 47.
Cette opération de prélèvement peut être complétée par une * homogénéisation du milieu contenu dans l'ampoule 27 ; l'homogénéisation est obtenue en réalisant un brassage du milieu par aspirations et refoule¬ ments alternés, au moyen de la seringue 51, pendant que l'embout 28 est plongé dans le milieu.
Après aspiration définitive du milieu, la tête de préhension est relevée et l'embout 28 rempli du milieu est amené au-dessus des récepta¬ cles 20 de la plaque 19. La tête 16 est de nouveau abaissée, pour amener la pointe de l'embout 28 à une faible hauteur au-dessus de la plaque
19, Ensuite, la tête 16 est déplacée horizontalement et la pointe de l'em¬ bout 28 "survole" ainsi une rangée de réceptacles 20, comme indiqué par une flèche 74 - voir la figure 13. Au-dessus de chaque réceptacle
20, l'embout 28 délivre une -quantité prédéterminée de milieu, sous la commande de la seringue 51 actionnée par un moteur électrique du type
"pas-à-pas".
La délivrance du milieu dans les réceptacles 20 est réalisable au cours d'un mouvement horizontal ininterrompu de l'embout 2S, donc de la tête 16. Il est aussi envisageable d'arrêter l'avance de la tête 16 et d'abaisser l'embout 28 au-dessus de chaque réceptacle 20.
Lorsque le programme de distribution du milieu dans les récep¬ tacles 20 a été entièrement exécuté, l'embout 28 est ramené au-dessus de l'ampoule 27 d'où provient ce milieu. L'embout 28 est alors éjecté par action de l'électro-aimant de la tête 16, et cet embout 28 libéré - tombe dans l'ampoule 27, comme indiqué sur la figure 14.
Enfin, la tête de préhension 16 reprend le support 21 en l'accro¬ chant par ses évidements 36, et elle le pose sur l'élément extrême 4 de la table 1. Les courroies 7 de l'élément 4 évacuent alors ce support
21 , tandis que la tête 16 peut prélever le support 21 suivant en attente sur l'élément centrai 3 contre le pont 8.
Il est possible de faire exécuter à l'appareil des cycles plus complexes, selon les applications prévues. Ainsi, on peut faire intervenir deux ampoules 27, ou bien encore prélever un produit complémentaire, tel que paraffine ou réactif, se trouvant stocké à distance du support 21. Il est également possible de traiter simultanément deux supports
21 posés côte à côte sur le pont 8, ces supports associés pouvant être réunis mécaniquement au moyen de clips. Le dispositif de sécurité, interposé entre le boîtier 40 et le chariot 39 de la tête de préhension 16, permet d'éviter tout effort excessif dans les trois directions de l'espace, et il protège non seulement l'appareil lui-même mais encore les accessoires tels que plaques 19 et supports 21.
Au cas où la cellule photo-électrique 46 "lit" un code inconnu, ou en cas de mauvaise lecture, le programme peut prévoir une évacuation immédiate du support 21 avec la plaque 19, sans réalisation de la séquence décrite précédemment. ^0 L'appareil représenté sur la figure 15 constitue une version simplifiée, dans laquelle les transporteurs d'amenée et d'évacuation des supports sont supprimés, et dans laquelle la tête de préhension ne possède plus la fonction de manutention des supports.
L'appareil montré aux figures 15 et 16 possède un socle 1 , à 1 l'arrière duquel est montée une glissière de base horizontale 10, orientée suivant la direction longitudinale du socle 1. Sur la glissière de base 10 est monté coulissant selon la flèche 1 1 un chariot 12, surmonté par une colonne 13 constituant une glissière verticale. Un bras horizontal 14, s'étendant transversalement au-dessus du socle 1 , est monté coulissant 0 en direction verticale sur la colonne 13, comme indiqué par une flèche 15. Le bras 14 constitue lui-même une glissière horizontale pour une tête de préhension 16, la direction de déplacement de la tête 1 6 relati¬ vement au bras 14 étant indiquée par une flèche 17. Tout cet ensemble est similaire à celui de la première forme d'exécution, et il permet de 2 déplacer la tête de préhension 16 suivant trois axes perpendiculaires deux à deux, par des moteurs et des transmissions non représentés. Un coffret électronique avec pupitre de commande 18, et un coffret électri¬ que de puissance 75, assurent le pilotage et la commande des mouvements. L'appareil des figures 15 et 16 est toujours destiné au remplissage de plaques 19 pourvues de réceptacles 20, telles que celle représentée isolée en haut de la figure 2, ces plaques 19 étant ici aussi positionnées sur des supports allongés rigides 21 , comportant chacun une partie suréle¬ vée 22 pourvue de trous 23 en correspondance avec les réceptacles 20 d'une plaque 19. Les supports 21 présentent toujours, au-delà de leur ^5 partie surélevée 22, deux ouvertures circulaires 24 prévues pour la mise en place d'au moins une ampoule 27, contenant un milieu à distribuer dans les réceptacles 20 d'une plaque 19, ainsi qu'un passage 26 prévu pour recevoir un embout jetable 28, à l'aide duquel le milieu contenu dans une ampoule 27 est prélevé et distribué dans les réceptacles 20. Contrairement à la première forme d'exécution, plusieurs supports 21 sont ici réunis en un ensemble rigide, formé par exemple par une série de cinq supports 21 disposés parallèlement les uns aux autres, et tous solidarisés par deux barres de liaison transversales 76. L'ensemble de supports 21 est positionné sur deux profilés parallèles 77 et 78, fixés au moyen de boulons 79 sur le socle 1. Cet ensemble est prévu pour être placé manuellement par un opérateur sur les deux profilés 77 et 78, et pour être également retiré manuellement après remplissage automa¬ tique par l'appareil des réceptacles 20 appartenant aux différentes plaques 19 positionnées sur les supports 21 respectifs.
Les mouvements de la tête de préhension 16 sont ici programmés de manière à assurer successivement le remplissage des réceptacles 20 des différentes plaques 19, dont les supports respectifs 21 occupent des positions fixes imposées par le positionnement sur les profilés 77 et 78, la tête 16 étant déplaçable au-dessus de l'ensemble de ces supports 21. Ainsi, la tête de préhension 16 peut être ici dépourvue de moyens de préhension des supports 21. Par contre, cette tête de préhension 16 conser- ve les moyens de préhension 47 d'un embout jetable 28 et d'éjection de l'embout jetable, décrits plus haut. L'appareil comporte encore les moyens d'aspiration avec conduit flexible 50 et seringue 51, permettant d'aspirer le milieu contenu dans une ampoule 27, tout en homogénéisant ce milieu. La tête de préhension 16 est amenée successivement au-dessus des différents supports 21, où elle assure : la prise de l'embout 28 - le prélèvement, au moyen de cet embout 28, du milieu contenu dans l'ampoule 27 ou l'une des deux ampoules - la distribution du milieu dans les réceptacles 20 de la plaque 19 - l'éjection de l'embout 28 dans l'ampou- le 27 précédemment utilisée. Le prélèvement d'un produit complémentaire, tel que paraffine ou réactif, reste toujours possible.
La tête de préhension 16 comporte ici encore, notamment sur sa partie inférieure 43, des moyens optiques de détection et de lecture d'informations, aptes à assurer des fonctions diverses telles que : vérifica- tion de la présence des supports 21 et des embouts 2S, lecture d'informa¬ tions' codées portées par les plaques 19, identification du nombre de ran¬ gées de réceptacles 20 sur ces plaques 19. On peut prévoir, en outre, une cellule photo-électrique analysant les réactions obtenues dans les réceptacles 20, après un certain temps d'incubation.
On conçoit facilement que, dans cette seconde forme d'exécution, la série de supports 21 réunis par des barres de liaison 76 peut être rempla- cée par un support unique, avec des parties en relief multipies destinées au positionnement de plusieurs plaques 19.
L'appareil, dont la structure et le fonctionnement ont été décrits ci-dessus, trouve des applications dans les laboratoires d'analyse et aussi dans des industries diverses, pour des analyses, tests et études, immuno- chimiques, microbiologiques et similaires, notamment mais non exclusi¬ vement à des fins de diagnostic rapide par identification bactérienne et/ou d'antibiogramme.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareil pour la distribution de milieux dans des réceptacles groupés sur des plaques, notamment des plaques (19) de forme allongée, réalisées dans une feuille en matière synthétique et présentant des récep- tacles (20) disposés suivant au moins une rangée et aptes à recevoir chacun un substrat, pour des analyses immuno-chimiques ou microbiolo¬ giques ou similaires, les plaques (19) étant positionnées sur des supports allongés rigides (21) et des moyens étant prévus pour le prélèvement d'un milieu dans au moins une ampoule (27) et pour la distribution de ce milieu dans les réceptacles (20) des plaques (19) placées sur les supports (21), caractérisé en ce qu'il comprend une tête de préhension (16) déplaça- ble dans l'espace par rapport à un socle (1) ou un bâti fixe (9), sous l'ac¬ tion de moyens moteurs à fonctionnement programmable, suivant trois directions orthogonales deux à deux (flèches 11,15,17), ladite tête (16) étant pourvue de moyens de préhension (47,48,49) pour un embout jetable (28) destiné au prélèvement du milieu dans l'ampoule ou une des ampoules (27) et à la distribution de ce milieu dans les réceptacles (20) d'une plaque (19) placée sur un support (21) maintenu fixe au cours de cette distribution.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, sur son socle (1) ou son bâti (9), une glissière de base horizon¬ tale (10) sur laquelle est monté coulissant un chariot (12) surmonté par une colonne (13), pourvue d'une glissière verticale sur laquelle est monté coulissant un bras transversal (14), pourvu lui-même d'une glissière hori¬ zontale pour la tête de préhension (16).
3. .Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une table (1) comportant au moins un transporteur (5,6,7) pour l'amenée et l'évacuation des supports (21) recevant les plaques (19) avec réceptacles (20), la glissière de base (10) s'étendant parallèlement à la table (1).
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la table (1) est équipée d'un pont (8) qui s'étend transversalement au-dessus d'une partie du transporteur (6), le pont (8) étant prévu pour recevoir au moins un support (21) portant une plaque (19) avec réceptacles (20).
5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la table (1 ) est pourvue d'un rail longitudinal (38) pour le position¬ nement et le guidage des supports (21 ), ceux-ci présentant des encoches (37) s'adaptant sur le rail (3S).
6. Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la tête de préhension (16) est pourvue, outre les moyens de préhension (47,48,49) pour un embout jetable, de moyens de préhension (43,44,45) pour un support (21) recevant une plaque (19) avec réceptacles (20), ces derniers moyens de préhension assurant la pose du support (21 ) sur le pont (8) précité et la reprise de ce support.
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de préhension d'un support (21 ), qui équipent la tête de préhension (16), comprennent une partie en forme de fourche (43,44) fixée sous ta la tête (16) et se terminant par deux doigts (45) tournés vers le haut, prévus pour être introduits dans deux évidements correspondants (36) ménagés à une extrémité de chaque support (21).
S. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, sur son socle (1) ou son bâti (9), des moyens de position¬ 5 nement (77, 78) pour un ensemble amovible de supports (21 ) recevant les plaques (19) avec réceptacles (20) et les embouts jetables (28), la tête de préhension (16) étant déplaçable au-dessus de cet ensemble de supports (21 ).
9. . ppareil selon l'une quelconque des revendications 1 à S, 0 caractérisé en ce que les moyens de préhension d'un embout jetable (28), qui équipent la tête de préhension (16), sont constitués par un tube (47) d'axe vertical, apte à être introduit avec un serrage étanche dans la partie supérieure (29) de l'embout (28), le tube (47) étant raccordé à des moyens d'aspiration (50,51) avec "tampon d'air".
10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le tube (47) porte extérieurement deux joints d'étanchéité superposés (48,49), prévus pour s'appliquer contre la paroi intérieure de l'embout (28) et assurer la tenue de ce dernier.
1 1. Appareil selon l'ensemble des revendications 2 et 9, carac¬ térisé en ce que les moyens d'aspiration comprennent une seringue (51), de préférence amovible, actionnée par des moyens moteurs à fonction¬ nement programmable, qui est portée par le bras transversal (14) et qui est raccordée au tube (47) par un conduit flexible (50) dans lequel est maintenu le "tampon d'air".
12. .Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que chaque support comporte une partie surélevée (25) pourvue d'un passage (26) d'axe vertical, ayant un diamètre corres- pondant sensiblement à celui de la partie inférieure (31) d'un embout jetable (28), qui est apte à être mis en place sur la partie surélevée (25) du support (21) de telle sorte que sa propre partie inférieure (31) traverse le passage (26) d'axe vertical.
13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque embout jetable (28) comporte, entre sa partie supérieure (29) de plus grand diamètre et sa partie inférieure (31) de plus petit diamètre, une partie intermédiaire tronconique (33) pourvue extérieurement d'ailettes (34) aptes à prendre appui sur la partie surélevée (25) du support.
14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. caractérisé en ce que sont associés, aux moyens de préhension (47,48.49) de l'embout jetable (28), des moyens d'éjection (52 à 60) de cet embout (28), également portés par la tête de préhension (16).
15. Appareil selon l'ensemble des revendications 9 et 14, caracté¬ risé en ce que les moyens d'éjection comprennent deux poussoirs (52). disposés de part et d'autre du tube (47) destiné à être introduit dans l'embout (28) et tenus au moyen de tiges verticales (53) montées coulis¬ santes sur la tête de préhension (16), chaque tige (53) étant rappelée vers le bas par des moyens à ressort (54), tandis que d'autres moyens (56 à 60) sont prévus pour retenir les tiges (53) en position haute et pour libérer ces tiges (53).
16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce que les deux tiges verticales (53), par lesquelles sont tenus les poussoirs (52), traversent une palette de retenue (56) montée pivotante à l'intérieur de la tête de préhension (16), dans laquelle est en outre logé un électro¬ aimant (58) dont le noyau mobile (59) coopère avec la palette de retenue (56).
17. Appareil selon l'une quelconque des revendications 14 à 16. caractérisé en ce que les mouvements de la tête de préhension (16) et l'actionnement des moyens d'éjection (52 à 60) d'un embout (28) sont prévus de telle sorte que l'éjection de chaque embout (28) soit effectuée au-dessus de l'ampoule (27) qui contenait le milieu prélevé au moyen de cet embout (28).
18. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la tête de préhension (16) est encore équipée, à sa partie inférieure, d'au moins une cellule photoélectrique (46) prévue pour la lecture d'informations codées portées par les plaques (19) avec réceptacles (20) et/ou pour des fonctions de détection.
19. Appareil selon l'une quelconque des revendications l à 18, caractérisé en ce que la tête de préhension (16) comprend un chariot (39) coulissant en direction horizontale, et un boîtier (40) portant les moyens de préhension pour un support (21 ) et/ou pour un embout jetable
(28), le boîtier (40) étant lié de manière non rigide au chariot (39), et des moyens (68,69,70) étant prévus pour commander la mise à l'arrêt automatique de l'appareil en cas de déplacement du boîtier (40) par rap¬ port au chariot (39), notamment en cas de rencontre d'un obstacle.
20. .Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que le boîtier (40) de la tête de préhension ( 16) est normalement positionné relativement au chariot (39) au moyen de billes (62), en étant appliqué contre ce chariot (39) par des moyens à ressorts (63). le boîtier (40) ou le chariot (39) comportant un contact électrique (4S), commandant la mise à l'arrêt de l'appareil, qui est actionné en cas de déplacement du boîtier (40) par rapport au chariot (39).
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