流体自动采样器和培育器

技术领域

本发明的具体实施方式涉及利用能从一个或一个以上容器自动进行纳流体/微流体/毫流体采样的装置和使用该装置的方法。所述容器可包括从单孔或小瓶到多个多孔板的器皿。本发明所提供的装置进一步能够混合单独孔的内容物,为生物学研究创造无菌区,并控制诸如温度、二氧化碳浓度以及其它细胞生长条件的参数，以实现材料稳定性和监控基于细胞的过程。

背景技术

自动化系统越来越多的用于样本存储、处理和分析导致了自动化领域的广泛研究。现有的采样系统由能够将样本从存储区移动至装载区进行采样的机械臂、能够使样本保持悬浮的磁力或机械搅拌机以及能够调节样本存储或分析温度的加热区或冷却区组成。

现有技术包括数个自动化采样设备，涵盖各种分析研究领域(例如用于第4,713,974号美国专利的液相色谱法)，但是因为缺乏准确和持续的纳升流速控制、充分的样本混合以及可靠样本处理温度控制而无法被用于利用激光力细胞学(LFC)进行的生物细胞分析。

Wilhelm等人的第4,816,730号美国专利描述了用于处理和移动复数个物体的设备，其包括具有被电子控制步进电机驱动用于握持样本的抓手机构、能够垂直、水平和旋转运动的机械臂。同时Schimidt等人的第6,872,362号美国专利进一步描述了电动自动采样机的使用，该自动采样机具有瓶状杯(vial cup),其适于包括通过各种不同方法来改变瓶状杯周围磁场来驱动的磁力搅拌棒。虽然此类现有技术描述了移动和混合样本的各种方法，但是这些方法并不足以利用LFC仪器来进行生物细胞分析。所需要的是更好的装置，这种装置能够将对从单孔到多个多孔板的容器进行存储、混合和采样，同时通过利用基于气动的非接触混合和温控单孔或多孔板块进行充分的混合和温度保持来保持生物细胞完整性。

已有的具有自动机构的自动孔板堆叠或取回系统能够进行垂直或水平的顺序堆叠或取回(CN204136215U, US20040206419A1)、利用卡匣(cassettes)进行装卸(第9,744,535号美国专利)或将板整批同时堆叠或取回进入匣盒(magazine)或塔架(tower rack)(第6,086,319号美国专利)。另外，之前的设计能够使孔板以随机(无序)方式从存储塔被装载或移除，而不用管它们堆叠的顺序(第7,670,555号美国专利)。但是需要的是实现对目标孔板的特异性和自动化探测、选择以及利用磁力接口以无序方式将目标孔板堆叠入存储塔或从存储塔取回，以及能结合用于对此类孔板进行自动化分析的复合分析法进行孔板培育。

发明内容

根据本发明的具体实施方式涉及利用能从单孔或多个多孔板的器皿自动进行纳流体/微流体/毫流体采样(和任选的培育)的装置和使用该装置的方法。该装置进一步能够混合单独孔的内容物，为生物学研究创造无菌区，并控制诸如温度、二氧化碳浓度以及其它细胞生长条件的参数，以实现材料稳定性和监控基于细胞的过程。

更具体而言，本发明所述的此种新型装置能实现流体监控，包括但不限于通过使用与流量计配合使用的电子压力控制器和/或调节器来确定纳流体/微流体/毫流体流速以及脱泡。这种新型装置进一步能通过将小气泡注入样本孔或小瓶或通过与电子压力控制器(EPC)相连的真空泵吸入或排出样本或空气来进行样本混合。另外，本发明具有在针和孔板区域周围利用诸如紫外辐射的手段创建无菌区来确保生物材料不会污染仪器外壳的能力。该装置被进一步设计为任选地在采样前通过使用热电冷却模块来控制样本温度从而对样本进行培育。通过逆反通过该模块的电流，热电冷却器还能够根据需要改变温度、加热或培育样本。混合、除菌和温控可基于装置设置分开进行、依序进行和/或同时进行。

附图说明

图1提供了显示根据本发明的“自动采样机”的具体实施方式的外壳的示意图；

图2提供了显示自动采样机和针歧管总成内部运作的水平示意图；

图3提供了例举了自动采样机内各移动阶段的俯视图；

图4提供了显示了自动采样机与激光力细胞学仪器(Radiance

图5是显示了用于自动化混合的图形示意图，图5A是显示了微流体针设计的具体实施方式的示意图，图5B提供了自动化采样和混合歧管的细节；

图6A-1、A-2、B和C提供了展示代表性紫外无菌区的示意图，图6A-1提供了前视图，图6A-2提供了侧视图，图6B提供了用于无菌混合与样本运送的系统，图6C提供了无菌管的细节；

图7A提供了显示单独孔板培育器的具体实施方式的示意图，而图7B显示了单独孔或小瓶培育器；

图8提供了用于复合的运输结构的具体实施方式；

图9A提供了用于多板自动处理器的示意图，图9B提供了多板自动处理器的具体实施方式，板在正常工作时连上，需要移动时则断开；

图10提供了展示用于细胞脱离的自动采样机的具体实施方式的使用的示意图。图10(a)显示了细胞被放置在器皿/小瓶的底部，图10(b)显示了细胞已经从器皿/小瓶的底部离开或脱离；

图11提供了展示试剂运送系统的具体实施方式的示意图；

图12提供了展示细胞脱离方法的具体实施方式的示意图，该方法包括使用刮头/刮头接头(scraping adapter)。

具体实施方式

本发明是结合具有各种特征的特定具体实施方式来说明的。对于本领域的技术人员而言，在实施本发明时可进行各种改进和变动而不会背离本发明的范围或宗旨。本领域的技术人员将会认可这些特征可以基于给定应用或设计的要求和规格单独使用或任意组合使用。本领域的技术人员将会认可根据本发明的具体实施方式的系统和装置可与根据本发明的任意方法一起使用，以及根据本发明的方法可使用根据本发明的系统和装置来实施。包括各种特征的具体实施方式还可由所述各种特征组成或本质上由所述各种特征组成。从本发明的说明和实践出发，根据本发明的其他具体实施方式对于本领域的技术人员而言是显而易见的。本发明所提供的说明仅仅是示例性质的，因此没有背离本发明本质的变形是落入本发明的保护范围内的。

在详细说明本发明的至少一个具体实施方式前，应当理解本发明不仅限于其在下述说明所列或附图所例举的部件的详细构造和排列中的应用。本发明能够具有其他具体实施方式，或是以各种方法来实施或实现。另外，应当理解本发明所采用的用语和用词是为了进行说明，不应被理解为是具有限定性。

除非另有定义，否则本发明所使用的所有技术和科学术语的含义将与本技术和方法所涵盖的技术领域内的普通技术人员一般理解的含义相同。

本发明所提及的文本和引用文件(包括2013年4月7日提交的、申请序列号为62/654,335的美国临时专利申请)被完整纳入本申请。

本发明提供了用于使样本分析自动化的新型装置，其中样本被放置在小瓶、器皿、孔、多孔板和类似容器中。本发明还提供了使用此类装置的方法。该装置在本发明中被称为“自动采样机”。在某些具体实施方式中，自动采样机可被用于获取期望量和/或预定量的样本用于机器分析或手动分析。举例而言，自动采样机可被用于从多孔板、小瓶或其它器皿中取回纳流体/微流体/毫流体样本，此类样本可具有各种量并可有各种细胞或颗粒组成。然后自动采样机将样本呈交至适当的介质/构造/器皿中，以便通过基于流体的仪器或系统(例如采用激光力细胞学(LFC)的仪器)对液体、颗粒或细胞进行分析。

参见附图，图1提供了自动采样机装置(110)的外部的具体实施方式的示意性总体图，其中单一或多个多孔板或小瓶可在分岔门(120)打开时被装载至板块(见图2的216)。在其他具体实施方式中，门可以保持打开或由单一可伸缩或可折叠门或其它打开设计排列组成。140是用于样本流体从110移动至410或其它基于LFC或光学的技术的入口点和出口点。

如图2-3所示，在具体实施方式中，用控制器板(用于打开和关闭自动采样机的门)驱动的两个电机(200)来打开图1的120。电机转动与齿状门架(212)啮合的环形齿轮(210)以滑动打开低摩擦通道(214)中的门。样本被装载入安装在可根据需要被加热或冷却的温控块(216)上的孔板中。

针和针歧管总成(226)包括合适的材料，如柔性聚合物、塑料、硅烷、碳或金属基材(目的相同的任何替代性材料都可以)，这些材料保持(hold)针(298)和气动连接(294)、密封小瓶或孔板(230)的密封表面以及辅助进行更好的密封的弹簧承载支撑结构(232)。针可以为多管设计，其中专用样本和混合管被套在直径较大的针的外部结构内。在某些具体实施方式中，针可包括额外的改进，例如锐利的末端以刺穿板的密封物。

在某些具体实施方式中，移动轨道(228)被放置为使内部运作能沿X轴和Y轴移动而线缆载体(296)被安装以确保线缆可在运动时安全移动。X轴的296没有画出来。额外的电机或电机组(295)能通过转动导螺杆来进行Z方向(Z-dimension)运动，继而移动块(216)。

在某些具体实施方式中，216的温度控制可利用与温控板(310,见图3)相连的热电冷却(TEC)模块和热敏电阻来实现。温度控制可包括加热和冷却样本。风扇(218)一直或根据需要运行以移除散热器(220)的热量。216和后续部件与移动平台相连，其中216可在自动采样机的界限内在X、Y和Z轴上被运输。运动由工业计算机(320)和电机(340)的组合控制。对于X和Y轴的移动，工业计算机控制的340转动同步轮(timing pulley)(360),同步轮(360)则驱动带以沿其Y轴(380)和X轴(382)移动龙门板。对于Z轴的移动，工业计算机驱动的340都包含导螺杆(222)。222被用于通过利用聚甲醛树脂(Delrin)移动螺母(224)来生成向上和向下的Z轴运动。可以使用目的相同的任何移动螺母。任何轴上的运动控制可以具有位置反馈，也可以不具有。

图4例举了110和Radiance™ 仪器(410)之间的界面，这是可应用110的具体实施方式。或者，110能被修改以应用于任何LFC、光学力、微流体或其它仪器。在具体实施方式中，110和其它仪器之间的接口如图4所示，其允许在两个仪器之间传递，包括但不限于流体、样本和电子信号、通信或其他信息。

图5例举了自动化采样和混合系统的具体实施方式。为了使样本在混合时保持完整性，采样管路(530)的底部和采样器皿(如图示的多孔板)底部之间的Z轴距离（550）可被调整，以针对单个样本微调气动混合系统。采样是通过将小瓶或孔板(700)物理移动或压向针歧管总成(226)来完成的。密封表面或密封垫(230)被用于在针歧管总成和孔板(700)或小瓶之间创建密封。然后小瓶或采样孔的流入或流出速率可通过控制小瓶或采样孔的顶部空间(560)的压力来调整。这是通过图5B详细显示的内室(570)来实现的。如图5B的侧视图所示，内室(570)在顶部两个位置有开口，在底部一个位置有开口。顶部两个位置是歧管以气密方式分别连接至外管(540)和接头(fitting)(580)的地方。底部的位置是与歧管(226)底部上的内室相连的额外开口位置，其显示在歧管底部细节图中。外管(540)经过内室(570)，并如图所示突起贯穿歧管(226)并伸出。这使得外管(540)在采样时浸入样本中。但是，外管(540)的外径小于内室(570)的直径，从而能在孔板或小瓶被压向密封表面(230)时制造气密密封。存在通过接头(580)以气密方式连接至歧管(226)顶部的管路(590)。管路(590)如图所示连接至电子压力控制器或一些其他压力或真空源(595)。通过调整源(595)的压力，顶部空间560中的压力可被精确地控制。请注意这是一个特定具体实施方式，其他具体实施方式能根据需要在歧管中具备更多数量的开口。混合和采样都要使用单独的管(分别是500和530)，这些管公用较大的外管或针(540)。内管(500和530)可具有不同或相同的直径以改善或改变所需的混合或样本运送。内管和外管的材料可以不同，可由金属、塑料、陶瓷、复合物、玻璃/毛细管、碳纤维、复合物或其它合适的材料组成。内管可用多种连接器连接至外管。内管和外管之间的这些连接器可重复使用，比如接头、护套或其它外壳，也可以是永久的，比如胶粘剂或环氧树脂。管也可以用单一材料或多种材料利用3D打印或其它制造技术来构造。图5A显示了设计示例。在具体实施方式中，真空驱动的电子压力控制器(EPC)(520)连接至可直接连接至歧管(510)的管路，歧管(510)含有用于防止流体进入514和520的真空阱(512)。歧管510和真空阱512相连形成气密密封，实现了管路514和管路505之间的气动连接。管路505连接至阀，使得真空源可与阀的另一侧的管路500及孔板700或样本小瓶中含有的样本隔离开来。阀可以为电磁阀、夹紧阀、旋转阀或球阀，但不仅限于此。管路在阀的两侧相连实现气密密封和液密密封。

为了混合样本的内容物，真空驱动的EPC(520)首先将负压施加至管路(514)的一部分。在类似的时间(较早、同时或较晚)，阀516被打开使得负压传导经过512、505、516和500，使流体从样本器皿被泵入混合管路。经过设定时间后，EPC从真空方案(P

图6A例举了用于利用以单间隔、双间隔或其他间隔设置安装、被置于待除菌空间的后部、前部、侧部、顶部或底部并附着至或附加至或靠近反射屏蔽物的紫外(UV)杀菌灯、发光二极管(LED)或其他光源(610)以期望的强度和距离在110或其它自动采样机系统内创建无菌区的方法。一个具体实施方式的前视图已显示在图6A-1中，而俯视图和侧视图则显示在图6A-2中。待除菌区域可通过连续或有目的地铺设抛光铝或任何其它反射性足够的材料(620)来限定。该屏蔽物还可用于保护线路和其他部件免于反复的紫外暴露，同时待除菌区域则充分的暴露于紫外光中。该屏蔽物还可以为镜子、透镜或设计为将紫外光聚焦和/或反射至特定位置的其它光学元件640。紫外源610可被安装至自动采样机110的静态部件上，或者可以被安装至孔板700的同一块板或其他位置上，使紫外源能相对于针总成226运动。另外，孔板700可沿着Z轴被移动以为除菌提供有利位置。紫外源还可直接被整合入孔板块216中以对针总成226除菌。孔板块会被移入针总成的下方位置，使得块内的紫外源能对针总成除菌。额外的结构或支撑件630能被整合以辅助定位紫外源。通过计算达到待清除目标的杀伤系数所需的能量来确定所需的强度和时间。

图6B的系统用于无菌混合和样本运送。为了在从培育器、生物安全箱、层流净化罩或其它装置移动到自动采样机110的过程中保持样本的无菌性，可用于气密密封物632盖住孔板。该密封物可由橡胶、聚合物、硅、Viton™（氟橡胶）、塑料或任何其它合适材料制成。一旦处于培育器内，样本在随着针总成226被放置在孔板上方的移动过程中保持密封。在采样和混合过程中，板沿Z轴方向垂直移动使得针总成刺穿板的密封物632以获取样本(采样位置)。图6C显示了具体实施方式的进一步细节。如横截面图所示，外管650包含3个内管，用于混合(680)、样本运送(670)和压力调节(660)。外管底部可以是钝的、切成图示的角度或以其他方式构造以简单穿刺密封物632。内管可具有不同或相同的直径以根据需要改善或改变混合、样本运送或压力调节。内外管的材料可以不同，由金属、塑料、陶瓷、复合物、玻璃/毛细管或其它材料组成。内管可用多种连接器被连接至外管。这些连接器可以重复使用，例如接头、套管或其它外壳，也可以是永久的，比如胶粘剂或环氧树脂。内外管之间的这种连接造成了655所示的气密密封。压力调节管(660)连接至可调节管中空气压力的电子压力控制器。在管底部的上方还有孔或凹口(657)，使空气和压力变化在外管的内侧和外侧之间通行。在采样位置(采样位置是针的底部浸入流体下方而气密密封已经被刺穿的时候)，针总成刺穿密封物632，使得混合管680和样本运送管670被浸没，但是凹口657高于流体表面但低于密封物。这就创建了封闭空间675，其压力可由与压力调节管660相连的EPC控制。这使得样本被向上推入采样管670。

在理想培养条件下持续培育单板的能力需要包括独立的培育室，其可以在期望的采样时间中如图7A所示存在于110中。该设计可适于各种尺寸的多个孔板，其中X轴和Y轴能允许板在226周围移动。培育室(720)连接至孔板(700)顶部，能够由塑料、有机玻璃、玻璃或其它合适的材料制成。培育室的顶部可具有密封物(710)，该密封物(710)能够被采样针刺穿但仍保持气密。培育室还可在底部边缘(715)周围具有密封物以沿着孔板边缘创建密封。在另一个具体实施方式中，孔板700和培育室可以组合成一个整体，其仍然包含顶部密封物710但不需要底部密封物715。这将创建顶部空间725，该空间能被控制以为细胞生长创造合适条件。各室的温度控制可通过调节216的温度来实现，而二氧化碳通过装入720上的管路或软管（730）泵入室中，该管路或软管（730）与商业可用的HEPA过滤器(740)适配并保持无菌性。二氧化碳和氧气能够通过源头(如压缩气体罐750)提供。该系统能够与额外的感应节点配合来监视pH、溶解气体(氧气、二氧化碳等)代谢物或任何其它可探测要求。细胞将在室中生长，并通过用针总成刺穿顶部密封物来定期采样。通过用基于真空的系统来提升顶部空间的总压力，将细胞从孔中吸出（sip），或者其他的手段来将细胞从采样孔中转移出来。

可通过机械、磁力、气动、流体或其它手段来混合样本内容物以进行悬浮细胞生长(或其它目标)。具体的实施例包括但不限于每个孔或小瓶中的磁力床、磁力搅拌棒或从下方、上方或侧方启动的叶轮。

在如图7B所示的另一个具体实施方式中，孔可被分散的器皿替代，每个分散的器皿都具有图示的单独室720。仍将提供气体并控制温度来达到细胞生长的理想条件。细胞将以与上文所述相同的方式被采集。

为了创建多个板可被自动采集的多路系统，如图8所示提供一个或一个以上托架系统(carriage system)来为X-Y-阵列(820)以环形(800)或正方形/矩形的形式支撑基板。多路阵列可包含多个自培育室或包括所有样本都并联或串联的大型培育室。提供圆形的720和710结合800。与216相连的枢轴棒(810)能使孔板在通过机械力被移动时进行周向旋转(circular rotation)。这些多个托盘能够在X轴、Y轴和Z轴上移动以接近采样针。

图9A例举了多板存储塔(900)，该塔被固定层分开并可与自动处理器一起使用。机械臂可被编程以取回塔中任意空间(例如该图中的位置1-8，其中托盘的数量可根据设计要求增加或减少)的板。该系统可作为自动采样机的一部分整合入自动采样机，直接位于自动采样机下方或与其相邻放置。机械臂能使用任意数量的方法(如机械、磁力(包括电磁)、电子或其它手段)来移除任意板。该系统中使用的单独孔板的设计方式使其可与机器人系统配合。在一个具体实施方式中，例如图9B所示的，板在相邻两侧具有磁体。在正常工作时，磁体910辅助保持板在原地。为了移动板，机械臂920提供足够的力来打破将板保持在架中的磁连接，从而如图所示将板移除。然后板就可以被送至自动采样机或其它装置进行采样。在一个具体实施方式中，细胞在采样后还可被送回塔中。为了容纳以粘附方式生长的细胞，自动采样机将具有使细胞从生长基材表面脱离的能力。图10显示了这种细胞脱离方法的数个具体实施方式。该系统包括以下部件中的一部分或全部。可使用专用管路或可移除尖端来从孔移除流体或添加流体至孔中。一旦细胞已接受试剂(如胰蛋白酶、TrypLE

在具体实施方式中，本发明提供了用于对一个或一个以上样本自动化分析的装置，其中自动化分析处理包括自动化流动，其中所述样本包括样本器皿中的流体或颗粒，并且其中所述装置包括能通过基于流体和/或颗粒的仪器对样本(或多个样本)进行处理以进行分析性评估的部件总成。该装置可被称为自动采样机。还提供了用于使用此类装置的方法。

装置中的自动化流动可包括用于移动样本的系统，这些系统包括真空系统、基于压力的系统、气动系统、泵、蠕动泵、隔膜或注射器。在具体实施方式中，自动化流动，如气动流动，可基于分析参数定制，分析参数包括但不限于被分析的样本的性质、被分析的样本的数量和/或用于进行分析评估的基于流体和/或颗粒的仪器的类型。在具体实施方式中，样本从源头至送达点(即可运送至装置、仪器或基于光学力的仪器如Radiance™)的流速可以从0.1至100L/min。在其他具体实施方式中，流速可以为0.1至100L/min、0.5至500L/min或2至2000L/min。样本的流速可被单独定制并被调整以获取最佳的效率和一致性并与读取器仪器配合辅助进行快速准确的分析评估。

在具体实施方式中，被本发明所述的自动采样机仪器分析的样本可包括但不限于聚合物、金属、玻璃或基于合金的颗粒、生物细胞、植物细胞(藻细胞或其他细胞)、原核细胞(细菌)、真核细胞、酵母、真菌、霉菌细胞(mold cells)、红细胞、神经元、卵细胞(卵子)、精子、白细胞、嗜碱粒细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、血小板、水疱、外来体、基质细胞、多细胞结构(如球状体)、间充质细胞和诱导多能干细胞(iPSCs)以及亚细胞成分(包括细胞核、线粒体或叶绿体)。样本可以合成方式生成或从自然源头获取。样本可从体液或身体物质获取，包括但不限于眼泪、唾液、痰、血液、血浆、淋巴、尿、汗、脓、鼻涕或精液。

在具体实施方式中，通过基于流体和/或颗粒的仪器进行的分析评估包括但不限于测定光学力、激光力细胞学检查、自动化显微检查、毛细管电泳、单细胞液滴微流体、单细胞基因组学、测序装置、质谱分析以及核酸或蛋白分析、扩增和改性。

在具体实施方式中，部件总成可包括但不限于X、Y和Z方向的电机、限位开关、微流体管路、孔板块、控制顶部空间对流体的压力来实现流动的电子压力控制器、带温控或不带温控的气动或流体混合装置、用于流体处理的部件、带温控或不带温控的采样器皿、调动(translating)采样器皿或其它系统部件的机械部件。在某些具体实施方式中，样本(或多个样本)可存在于单孔中、单瓶中或多孔板中。部件总成，如采样管和/或孔板可被除菌。在某些具体实施方式中，该装置进一步包括刺穿密封物以接近样本顶部空间和流体的部件。

在具体实施方式中，样本(或多个样本)的处理包括选自以下操作组成的组：为待运送至基于流体和/或颗粒的仪器的流体或颗粒选定流速；混合样本的内容物；培育样本；加热样本；冷却样本；对样本除菌；为含有样本的小瓶或孔板创建密封物；在预定期间向样本添加试剂(如生物化学品)或其他生物成分(如细胞)。

在某些具体实施方式中，在装置中用于处理流体的部件包括装在样本器皿内的外管、装在外管直径内的一个或一个以上分散内管、与和采样器皿流体连接的一个或一个以上目标器皿的连接物、用于以受控方式将流体移入或移出采样器皿的一个或一个以上单独系统。在一些具体实施方式中，可使用阀来优先地驱动流体进入一个或一个以上所述内管或者防止流体进入一个或一个以上所述内管，而用于移动流体的系统可包括真空系统、基于压力的系统、或泵(如蠕动泵)、隔膜、注射器或其它系统。在某些具体实施方式中，流体处理装置位于歧管内，该歧管相对于采样器皿或其单独隔离部分保持气密密封。外管可由金属、塑料、陶瓷、复合物、玻璃/毛细管或其它材料制成；管可由金属、塑料、陶瓷、复合物、玻璃/毛细管或其它材料制成。在一些具体实施方式中，内管利用连接器(如接头、套管、箍结构或其它外壳)以可逆的方式连接至外管，也可以利用胶粘剂、环氧树脂、水泥或其它粘合剂以永久的方式连接至外管。在一些具体实施方式中，外管和内管被利用包括3D打印在内的增材制造技术(如立体平版印刷、数字光处理、熔融沉积成型、选择性激光烧结、选择性激光熔炼、电子束熔炼、分层实体制造、喷胶粘粉成形、材料喷涂成形或其它技术)制成具有一种或一种以上材料类型的单一工件。另外外管和内管可利用激光制图和氢氟酸(HF)或氢氧化钾(KOH)蚀刻和粘结法由玻璃制成。在额外的具体实施方式中，装置的内管连接至一个或一个以上流体的存储器，该存储器可被运送至系统内采样器皿或其它器皿。这些流体可被运送以使样本装置中生长的粘附细胞脱离。样本器皿可包括小瓶或包括6、12、24、48、96、192、288、384、1536或任意定制数量孔的孔板。

在具体实施方式中，外管能够将细胞从样本器皿的底部表面机械刮落(参见图12)。举例而言，外管可以具有以硬的或软的塑料、金属、陶瓷制成、能够将细胞从样本器皿的底部表面机械刮落的楔子、薄片、舌状物或其他形状的连接物。

在具体实施方式中，内管连接至最大压力足以将气泡推出系统管路进入一个或一个以上器皿或流体存储器中的存储器。

在具体实施方式中，根据本发明的自动采样机所利用的气动压力可根据使用者的需要调整。举例而言，在某些具体实施方式中，压力可以为0-200psig、0-150psig、1-100psig、1-50psig或50psig。在某些具体实施方式中，经过一个或一个以上所述内管的液流可利用流量计来监控。

在具体实施方式中，该装置进一步包括用于监控液流的机构，如流量计。流量计可被用于计算从样本器皿或任何其它与系统相连的器皿或容器移除的流体的量或被运送至样本器皿或任何其它与系统相连的器皿或容器的流体的量。

在具体实施方式中，对样本除菌的活动包括在包括能够通过生成紫外光来对表面除菌的一个或一个以上光源的采样装置内创建无菌区。光源可以为紫外(UV)杀菌灯、UV-A、UV-B、UV-C、发光二极管(LED)、激光、或其他紫外或其它宽窄波长光源。在具体实施方式中，该装置进一步包括将光容纳、引导或反射至一个或一个以上具体区域或表面的结构或表面。光源可被安装至采样装置的静态部件，或者可被安装至采样装置内的移动部件。

在某些具体实施方式中，包含样本的小瓶或孔板的密封物包括由橡胶、聚合物、硅、Viton™（氟橡胶）、塑料或任何其它合适材料制成的气密密封物。流体处理装置的外管可以能够刺穿气密密封物。与密封物接触的外管可以是钝的、切出角度或具有其他能够轻易刺穿密封物的结构。在具体实施方式中，密封物的构造方式使它在被流体处理装置的外管刺穿后仍保持气密。

在具体实施方式中，孔或凹口可位于外管底部的上方，高于流体表面但低于密封物，从而使空气和压力变化在外管的内侧和外侧之间通行。

在具体实施方式中，样本器皿或其部件具有气密密封物，该气密密封物在样本流体上方创建了顶部空间并可在受控温度、顶部空间气体浓度和样本混合条件下持续培育。流体处理装置的外管能够刺穿气密密封物并且与密封物接触的外管末端可以是钝的、切出角度或具有其他能够轻易刺穿密封物的结构。在具体实施方式中，孔或凹口可位于外管底部的上方，高于流体表面但低于密封物，从而使空气和压力变化在外管的内侧和外侧之间通行。密封物的构造方式使它在被流体处理装置的外管刺穿后仍保持气密。

在具体实施方式中，因接受过过滤或其它合适的手段(图7A和B)，泵入顶部空间的气体可以是无菌的。

在具体实施方式中，感应器被用于测定温度、pH、气体浓度或顶部空间的其它参数或样本量。

在具体实施方式中，悬浮细胞可被培养在一个或一个以上样本器皿中。

在具体实施方式中，粘附细胞可被培养在与微型载体、基于纤维的膜、圆盘(disc)、或其它结构、或可与培养基混合或灌注了培养基的其他合适的生长基材中。

在具体实施方式中，可通过机械、磁力、气动、流体或其它手段混合细胞。

在具体实施方式中，样本器皿可由多个分散子器皿组成。

在具体实施方式中，每个子器皿都具有自己的顶部空间、控制和感应器阵列。

在某些具体实施方式中，根据本发明的自动采样机装置进一步包括运送一个或一个以上试剂至样本存储器进行混合和后续分析的特征。

在具体实施方式中，多个板被放置或配置在多路系统中并根据需要被自动采样机装置接近。这些板可以根据需要被培育、除菌等。在具体实施方式中，该装置可进一步被定制以允许将多个不同的板以环形、矩形或其它形式装载入系统中、孔板可被自动化系统装载入多板存储装置和/或孔板可通过机械、磁力、电磁或其它手段被连接至塔。