AT520151B1

AT520151B1 - Analysator und verfahren zur durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen analysen

Info

Publication number: AT520151B1
Application number: ATA50593/2017A
Authority: AT
Inventors: Limbach Dr Berthold
Original assignee: Meon Medical Solutions Gmbh & Co Kg
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2020-10-15
Also published as: AT520151A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben, die in einem Probenlager (920) eines automatischen Analysators (100) vorliegen, unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in zumindest einem Reagenzienlager (950a, 950b) des Analysators (100) vorliegen, mit Küvetten (201) zur Aufnahme der flüssigen Proben und Reagenzien, wobei eine Vielzahl von Küvetten als zumindest ein stationäres, lineares Küvettenarray (200) im Analysator angeordnet ist. Der Analysator weist verfahrbare und stationäre Automatenkomponenten auf, wobei zumindest zwei Automatenkomponenten unabhängig voneinander entlang oder parallel zu der durch das lineare Küvettenarray (200) definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführt sind und jeweils Zugriff auf unterschiedliche Küvetten (201) oder Gruppen von Küvetten (201) in frei wählbarer Reihenfolge aufweisen.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen automatischen Analysator zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben, die in einem Probenlager des Analysators vorliegen, unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in zumindest einem Reagenzienlager des Analysators vorliegen, sowie ein Verfahren zur automatischen chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analyse von flüssigen Proben.

[0002] Automatisierte Analysatoren bzw. Analysengeräte werden routinemäßig, beispielsweise in der klinischen Diagnostik, der Analytik und der Mikrobiologie, verwendet, wobei die Notwendigkeit besteht, verschiedene Eigenschaften und Inhaltsstoffe von flüssigen Proben vor allem mit optischen Verfahren schnell, exakt und reproduzierbar zu bestimmen.

[0003] Bei den bekannten Analysegeräten kommen unterschiedliche Messprinzipien zur Anwendung. Zum einen werden Geräte mit einer stationären Detektionseinheit, beispielsweise einem stationären Photometer, sowie einem scheibenförmigen, drehbaren Halter mit Küvetten zur Aufnahme der zu vermessenden Reaktionsgemische aus Proben und Reagenzien verwendet. Die Küvetten werden sukzessive an der Detektionseinheit vorbeigeführt und durchgemessen. Demzufolge muss das Küvettenkarussell jedes Mal anhalten, wenn eine neue Probe oder ein Reagenz in eine Küvette eingebracht wird oder die Küvette gewaschen und für einen neuen Test bereitgestellt werden soll. Mit den konzeptionell starr vorgegebenen Zykluszeiten geht eine deutliche Effizienzeinbuße einher. Nähere Ausführungen dazu sind der Diskussion zum Stand der Technik (siehe Punkt A) zu entnehmen.

[0004] Zum besseren Verständnis der Erfindung werden einige wesentliche in der gegenständlichen Anmeldung verwendete technische Begriffe näher definiert:

ANALYSATOR:

[0005] Gerät zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen flüssiger Proben, die in einem, im Analysator vorhandenen Probenlager vorliegen, unter Zuhilfenahme flüssiger Reagenzien, die in zumindest einem, im Analysator vorhandenen Reagenzienlager vorliegen.

X-, Y- UND Z-ACHSE:

[0006] x-Achse bedeutet die horizontal verlaufende Längsachse, y-Richtung die horizontal verlaufende Breiten- oder Tiefenachse, und z- die vertikal verlaufende Höhenachse des Analysators (siehe z.B. Fig. 3).

KÜVETTE:

[0007] Eine Küvette im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet ein allseitig verschlossenes, nach oben hin offenes und thermostatisierbares Gefäß zur Aufnahme von Proben- und Reagenzienflüssigkeiten und der sich daraus ergebenden Reaktionsgemische und dient zur Vermessung der Reaktionsgemische mittels photometrischer und/oder lumineszenzoptischer Verfahren. Eine Küvette im Sinne der vorliegenden Erfindung weist zumindest ein für das angewandte optische Messverfahren durchlässiges, in einer Seitenwand der Küvette angeordnetes Fenster auf oder ist zur Gänze optisch transparent ausgeführt.

STATIONÄRES KÜVETTENARRAY:

[0008] Bezeichnet eine Vielzahl aneinander gereihter Küvetten, welche ortsfest im Analysator angeordnet sind und während des gewöhnlichen Messbetriebs entlang keiner der x-, y- und zAchsen bewegt werden.

LINEARES KÜVETTENARRAY: [0009] Bezeichnet eine einzige, entlang einer geraden Line angeordnete Reihe einer Vielzahl an

Küvetten.

REAGENZIENGEFÄBß:

[0010] Gefäß bzw. Behälter zur Aufnahme von Reagenzien, die für die Durchführung der Analyse benötigt werden.

PROBENGEFÄB:

[0011] Gefäß bzw. Behälter, welches bzw. welcher im Analysator die Analysenprobe (die zu anaIysierende Probe) enthält, aus welchem für die Analyse einzelner Analyte oder Parameter mehrfach kleinere Probenmengen (Aliquote) entnommen werden können. Die Analyse erfolgt hierbei nicht im Gefäß der Analysenprobe, sondern nach Zugabe der Reagenzien in der Küvette, welche in diesem Sinne als Reaktionsgefäß dient.

ANALYSENPROBE:

[0012] Als Analysenprobe (meist nur Probe oder Stoffprobe genannt) wird das in den Analysator eingebrachte, zu untersuchenden Material bezeichnet. Dieses Material ist ein flüssiges Stoffgemisch und kann beispielsweise eine Körperflüssigkeit wie z.B. Blutserum, Blutplasma, Urin und Liquor sein. Weitere Stoffgemische sind z.B. Trinkwasser, Abwässer, Wein, Bier und Fruchtsäfte sowie Flüssigkeiten aus chemischen und biochemischen Herstellungsprozessen.

ANALYT:

[0013] Als Analyt bzw. Analyte (auch als Parameter) bezeichnet werden diejenigen in einer AnaIysenprobe enthaltenen Stoffe, über die mit einem Analysator über eine chemische Analyse unter Zuhilfenahme flüssiger Reagenzien eine Aussage getroffen werden soll, d.h. welche unter Angabe der Konzentration quantitativ bestimmt werden.

ANALYSE:

[0014] Als Analyse bzw. Test (bei immunchemischen Analysen auch als Immunoassay) bezeichnet werden die mit einem Analysator automatisch durchgeführten quantitativen Bestimmungen eines in der Analysenprobe enthaltenen Analyten unter Zuhilfenahme flüssiger Reagenzien.

PIPETTIEREINHEIT:

[0015] Bezeichnet das Gesamtsystem einer automatischen Pipettiervorrichtung zum Flüssigkeitstransfer zwischen verschiedenen Gefäßen, welches einen oder mehrere bewegliche Pipettoren samt aller für deren Funktion notwendigen mobilen und stationären Komponenten, inklusive zuführender Fluidik (Schlauchverbindungen, Pumpen, Ventile, Behälter, etc.), Sensorik, Steuerung und Stromversorgung umfasst.

PIPETTOR:

[0016] Beschreibt eine in Bezug auf die Aufnahmegefäße (Küvetten, Probengefäße, Reagenziengefäße) horizontal in mindestens einer Richtung linear bewegliche oder schwenkbare Komponente der Pipettiereinheit. Der Pipettor beinhaltet eine Aufhängungskomponente mit mindestens einer Pipettiernadel, welche allein oder gemeinsam mit dem Pipettor beweglich und in ein Aufnahmegefäß absenkbar ist.

PIPETTIERNADEL:

[0017] Bezeichnet eine, am Pipettor angebrachte Kanüle bzw. Hohlnadel samt deren Halterung zum Aufsaugen von Proben aus den Probengefäßen und/oder zum Aufsaugen von Reagenzien aus den Reagenziengefäßen und zur dosierten Abgabe der aufgesaugten Flüssigkeiten in die Küvetten.

STATIONÄRE AUTOMATENKOMPONENTE:

[0018] Automatenkomponente, welche ortsfest im Analysator angeordnet ist und während des gewöhnlichen Messbetriebs nicht entlang des linearen Küvettenarrays bewegt (verfahren) wird.

VERFAHRBARE AUTOMATENKOMPONENTE:

[0019] Bezeichnet eine Automatenkomponente, welche nicht ortsfest im Analysator angeordnet ist und während des gewöhnlichen Messbetriebs zumindest entlang des linearen Küvettenarrays mittels gesteuertem Antrieb bewegt und positioniert werden kann.

A) Analysensysteme mit auf Drehtellern kreisförmig angeordneten, verfahrbaren Reaktionsgefäßen/Küvetten (Karussellanordnung)

[0020] Aus der US 8,911,685 B2 (HITACHI) ist ein typischer automatischer Analysator zur Durchführung chemischer und biochemischer Analysen flüssiger Proben mittels photometrischer Messverfahren bekannt. Wesentliches Merkmal dieser Analysatoren sind die am peripheren Umfang eines Drehtellers angeordneten Reaktionsgefäße, die zugleich als Küvetten fungieren, sowie stationär entlang des Drehtellerumfangs angeordnete Gerätekomponenten, wie z.B. Pipettoren (Probendispensor, Reagenziendispensor), Mischvorrichtung, optische Messvorrichtung und Küvettenwascheinheit. Die Thermostatisierung der Küvetten kann beispielsweise in Form eines temperaturgeregelten Wasserbads im Drehteller integriert sein. Die Probenbehälter sind auf einem Proben-Drehteller angeordnet, die Reagenzien auf einem Reagenzien-Drehteller lokalisiert.

[0021] Aus der DE 11 2009 002 702 B4 (HITACHI) ist ein weiterer automatischer Analysator bekannt, dessen Probenbehälter und Reagenzienbehälter in einer Karussellanordnung vorliegen. Wie in Fig. 1 der gegenständlichen Anmeldung gezeigt, umfasst der Analysator eine Probenscheibe A, auf der eine Anzahl von Probenbehältern B für die Aufnahme einer Probe angebracht werden kann; eine erste Reagenzienscheibe C1 und eine zweite Reagenzienscheibe C2, auf der jeweils eine Anzahl von Reagenzienbehältern D1 bzw. D2 für die Aufnahme eines ersten Reagenz bzw. eines zweiten Reagenz angeordnet werden kann; und eine Reaktionsscheibe E, auf der entlang der Umfangsrichtung eine Anzahl von Küvetten bzw. Reaktionsbehältern F angeordnet ist.

[0022] Zwischen der Reaktionsscheibe E und der Probenscheibe A ist eine Probenabgabevorrichtung G vorgesehen, die eine am Probenbehälter B aufgesaugte Probe in den Reaktionsbehälter F abgibt. Weiterhin ist wischen der Reaktionsscheibe E und der ersten Reagenzienscheibe C1 eine erste Reagenzienabgabevorrichtung H1 vorgesehen, die ein vom Reagenzienbehälter D1 an der ersten Reagenzienscheibe C1 aufgesaugtes Reagenz in den Reaktionsbehälter F abgibt. Gleichermaßen ist zwischen der Reaktionsscheibe E und der zweiten Reagenzienscheibe C2 eine zweite Reagenzienabgabevorrichtung H2 vorgesehen, die ein vom Reagenzienbehälter D2 an der zweiten Reagenzienscheibe C2 aufgesaugtes Reagenz in den Reaktionsbehälter F abgibt. Die Probenabgabevorrichtung G und die beiden Reagenzienabgabevorrichtungen H1 und H2 sind ortsfest an definierten Punkten entlang des Umfangs der Reaktionsscheibe E angeordnet.

[0023] Am äußeren Umfang der Reaktionsscheibe E sind zwei ortsfeste Rührer J1, J2, die nach der Abgabe des ersten Reagenz und des zweiten Reagenz die Flüssigkeit in den Reaktionsbehältern F umrühren, eine Lichtquelle K, die Licht durch die Reaktionsbehälter F schickt, und ein Behälter-Reinigungsmechanismus L zum Reinigen der Reaktionsbehälter F, in dieser Reihenfolge in der Rotationsrichtung der Reaktionsscheibe E vorgesehen.

[0024] In einer Position gegenüber der Lichtquelle K ist ein ortsfestes, spektroskopisches System M derart angeordnet, dass sich die Reaktionsscheibe E dazwischen befindet. In der Nähe des spektroskopischen Systems ist eine Signalverarbeitungsschaltung N vorgesehen, die die Signale von dem spektroskopischen System M verarbeitet. Die Signalverarbeitungsschaltung N ist mit einem nicht weiter dargestellten Computer verbunden. Der automatische Analysator umfasst weiterhin auch eine Steuerung S, die den Betrieb des Analysators steuert.

[0025] Derartige Analysatoren zeichnen sich dadurch aus, dass alle Prozesse durch starre Taktzyklen des Karussells vorgegeben sind und in vorbestimmten Zeitfenstern ablaufen müssen. Aktionen wie Dispensieren, Mischen, Messen und Waschen können nur dann erfolgen, wenn die jeweiligen Küvetten sich an den Positionen der jeweiligen Gerätekomponenten befinden.

[0026] So kann eine Probe (nicht jederzeit, sondern) nur dann in eine leere Küvette dispensiert werden, wenn die leere Küvette an der Position des Probenpipettors vorbeifährt und das Küvetten-Karussell an dieser Position stoppt. Ein Reagenz kann nur dann in eine die Probe enthaltende Küvette dispensiert werden, wenn die betreffende Küvette an der Position des Reagenzienpipettors vorbeifährt und das Küvetten-Karussell an dieser Position stoppt. Analoges gilt für das Rühren von Reaktionsgemischen aus der Probe und den Reagenzien in den Küvetten mit mechanischen Rühren und für die optische Messung an der Position der optischen Messeinrichtung.

[0027] So kann beispielweise eine bestimmte Küvette auch nicht jederzeit oder nicht wiederholt in kleinen Zeitintervallen optisch gemessen werden, da erst abgewartet werden muss, bis sich die betreffende Küvette an der Position der optischen Messeinheit befindet bzw. an dieser "on the fly" während der Messung vorbei geführt wird.

[0028] Bei abgeschlossenen Reaktionen kann nicht unmittelbar gemessen werden und im Fall kinetischer Messungen sind die Zeitintervalle zwischen den einzelnen Messungen relativ groß (zumindest eine Tellerumdrehung). Bei abgeschlossenen Messungen kann eine Küvette nachteiliger Weise nicht sofort gewaschen und für einen neuen Test bereitgestellt werden. Eine Küvette kann erst dann gewaschen und für einen neuen Test bereit gestellt werden, wenn sich die betreffende Küvette an der Position der Küvettenwaschstation befindet und zu einem fixen Zeitpunkt bzw. einer fixen Zeitdauer ab Testbeginn zu dem/der, entsprechend der konzeptionell starr vorgegebenen Zykluszeiten, an der betreffenden Position ein Waschstop erfolgt (vorgesehen ist). Dadurch sind alle Küvetten gleich lang "blockiert", unabhängig davon, ob die Messdauer an den jeweiligen Tests kurz oder lang ist.

[0029] Die rotatorisch organisierte Karussell-Anordnung mit bewegten Proben, Reagenzien und Küvetten, insbesondere aber das Karussell-Konzept mit verfahrbaren Küvetten und stationären Automatenkomponenten, resultiert in verhältnismäßig hohen Durchlaufzeiten für die einzelnen Tests und begrenzt die Anzahl der Tests die pro Stunde auf einem Gerät mit einer bestimmten Anzahl an Küvetten durchgeführt werden können.

B) Analysensysteme mit kreisförmig angeordneten, stationären Reaktionsgefäßen/Küvetten

[0030] Aus der US 5,178,833 A (BIOSEMA) ist ein automatischer Analysator mit kreisförmig angeordneten, relativ zum Gerät stationär ausgebildeten Messküvetten und Reagenziengefäßen bekannt, wobei die Messküvetten in einem äußeren Ring und die Reagenziengefäße in zwei inneren Ringen angeordnet sind. Im Zentrum der ringförmig angeordneten Reagenziengefäße ist die Drehachse eines stationären Pipettors positioniert, der von einem ringförmigen Waschgefäß für die absenkbare Pipettiernadel des Pipettors umgeben ist. Die Probengefäße des Analysators befinden sich auf einem separaten Drehteller an der Peripherie des stationären Küvettenrings. Eine optische Messeinheit erreicht die Messküvetten mittels einer Drehbewegung um die zentrale Achse des Analysators. Der optische Pfad führt durch die Flüssigkeitsoberfläche entlang der Längsachse der einzelnen Messküvetten. Die Pipettiernadel erreicht die Probengefäße, die Messküvetten, die Reagenziengefäße und das Waschgefäß mittels Drehbewegungen zweier horizontaler Arme des Pipettors um eine erste, zentrale Achse und eine weitere Achse.

[0031] Nachteilig ist, dass die geoffenbarte Konfiguration nur eine unabhängig bewegbare Pipettiernadel für Proben- und Reagenzien zulässt, dass das Reagenzienlager auf die Fläche der inneren stationären Ringe begrenzt ist und dass der optische Pfad durch die Oberfläche Reaktionsflüssigkeit verläuft. Nachteilig ist insbesondere, dass die Messküvetten nicht gewaschen werden können, sondern nach Gebrauch sektorweise mit dem äußeren Ring ausgetauscht werden müssen.

C) Analysensysteme mit linear angeordneten, verfahrbaren Reaktionsgefäßen/Küvetten

[0032] Aus der GB 1 321 754 A ist ein automatischer Analysator mit an linear verfahrbaren, umlaufenden Endlosbändern fixierten Reaktionsgefäßen/Küvetten bekannt.

[0033] Aus der US 2014/0287523 A1 (ABBOTT) ist ebenfalls ein Analysator mit auf Bändern linear angeordneten Reaktionsgefäße bzw. -küvetten bekannt. Die linearen Endlosbänder sind auf zwei Umlenkrollen aufgespannt, wobei in Längsrichtung beispielsweise in einer "pretreatement lane" und in einer "primary process lane" entsprechende Reaktionsgefäße befestigt sind. Durch Drehung der Rollen können die Reaktionsgefäße bzw. Küvetten in Laufrichtung des Bandes hin und her bewegt werden und auch die Rollen auf der Unterseite umfahren. Die Anordnung läuft auf eine "lineare Variante" der klassischen Karussellanordnung hinaus, bei welcher sich die Reaktionsgefäße bzw. Küvetten auf einer Kreisbahn bewegen. Beiden Varianten gemeinsam ist jedoch, dass die Reaktionsgefäße bzw. Küvetten nach wie vor relativ zum Gerät bewegt und zu den Bearbeitungsstationen (Automatenkomponenten) hin gefahren werden. Es treten daher im Wesentlichen dieselben Nachteile auf, die bereits zu Punkt A) angeführt wurden.

[0034] Die WO 99/046601 A1 (HITACHI) zeigt ein lineares, verfahrbares Küvettenarray mit stationären Gerätekomponenten (Dispensoren für Probenflüssigkeit und Reagenzien, mechanische Rührwerke, Photometer und Küvettenwaschstation).

[0035] Wie in Fig. 2 der gegenständlichen Anmeldung dargestellt ist, sind in der WO 99/046601 A1 eine Vielzahl von Küvetten bzw. Reaktionsgefäßen 2 in einem Stützrahmen bzw. einer Transportleiste 7 in vorbestimmten Abständen in einer thermostatisierten Kammer (Wasserbad) 1 angeordnet. Die Mischung des Küvetteninhalts erfolgt beispielsweise mittels Ultraschall. Die Transportleiste mit den Reaktionsgefäßen 2 wird mit Hilfe einer Antriebseinheit 8 in Pfeilrichtung 9 linear bewegt. Ferner sind neben der thermostatisierten Kammer 1 eine Probenpipettiereinheit 3a, eine Reagenzinjektionseinheit 3b, eine optische Messeinheit 4, eine Küvettenwascheinheit 5, sowie ein erster Rührmechanismus 6a und ein zweiter Rührmechanismus 6b zum erneuten Rühren des Inhalts der Reaktionsgefäße 2 vorgesehen. Der Rührmechanismus 6a bzw. 6b kann auch als Ultraschallgenerator ausgeführt sein, der über das Wasserbad in der Kammer 1 auf die Reaktionsgefäße 2 einwirkt. Bei dieser Ausführungsvariante wird das Wasser in der thermostatisierten Kammer 1 auf konstanter Temperatur gehalten, bei welcher die Reaktionen ablaufen und die optische Messung durchgeführt werden kann.

[0036] Im Betrieb der Vorrichtung stoppt ein Reaktionsgefäß 2 bei der Probenpipettiereinheit 3a, welche die Probe in das Reaktionsgefäß 2 abgibt. Ebenso entlädt die Reagenzinjektionseinheit 3b das für die Untersuchung verwendete Reagenz in das entsprechende Reaktionsgefäß 2. Zusätzlich rührt der erste Rührmechanismus 6a zum Mischen der Reaktionslösung und der zweite Rührmechanismus 6b erneut die Mischung im Reaktionsgefäß 2. Die optische Messeinheit 4 misst die Absorption im entsprechenden Reaktionsgefäß. Weiterhin entsorgt die Küvettenwascheinheit 5 die getestete Reaktionslösung und reinigt das Reaktionsgefäß 2. Nach der Beendigung dieser Vorgänge wird die Bewegung der Reaktionsbehälter 2 durch die Antriebseinheit 8 gestartet. Während sich die Reaktionsbehälter 2 weiterbewegen, werden die Probenpipettiereinheit 3a, die Reagenzinjektionseinheit 3b sowie der erste und der zweite Rührmechanismus 6a, 6b in einer Reinigungseinheit gewaschen. Eine Anzahl von chemischen Analysen wird durch Wiederholen des obigen Vorgangs durchgeführt. Wie aus dem obigen Vorgang ersichtlich ist, müssen die einzelnen Komponenten der Vorrichtung in der genannten Reihenfolge entlang der Bewegungsrichtung 9 angeordnet sein.

[0037] Nachteilig an diesem Konzept ist, dass die Transportleiste 7 zwangsläufig links bzw. rechts der stationären Gerätekomponenten 3a, 3b, 6a, 6b und 5 viel Freiraum für die lineare Bewegung der Reaktionsgefäße 2 benötigt. Damit vergrößert sich die Längsachse des Analysators zwangsläufig um zumindest das Doppelte der Länge der Transportleiste 7.

[0038] Die Küvetten bzw. Reaktionsgefäße 2 der Vorrichtung gemäß der WO 99/046601 A1 werden somit - analog der oben beschriebenen Drehtellervariante - an den stationären Gerätekomponenten vorbei bewegt. Das System ist unflexibel, es treten im Wesentlichen jene Nachteile auf,

die bereits zu Punkt A) angeführt wurden.

D) Systeme mit kreisförmig und/oder linear angeordneten stationären Reaktionsgefäßen/Küvetten

[0039] Aus der EP 2 309 251 A1 (SIEMENS) ist ein automatischer Analysator mit stationären, in kreisförmiger oder linearer Anordnung vorliegenden Probengefäßen bzw. Küvetten bekannt, wobei die optische Messeinheit auf einer drehbaren Einrichtung entlang der Probengefäße verfahrbar ausgeführt ist. Gemäß einer Ausführungsvariante kann die drehbare Einrichtung, die die Lichtquelle in Form einer LED und den Photodetektor in Form einer Photodiode trägt, unterhalb der Aufnahme der Probengefäße angeordnet sein, wodurch es jederzeit möglich ist, auf die Probengefäße mittels eines Greifarms zuzugreifen. Die drehbare Einrichtung kann auch mehrere LEDs unterschiedlicher Wellenlängen und mehrere Photodioden aufweisen, damit die Proben bei mehreren Wellenlängen gemessen werden können. Die Photodioden können durch ein CCDElement ersetzt sein.

[0040] Die in der EP 2 309 251 A1 beschriebene Anordnung ist für klinisch chemische Analysatoren (CC-Analysatoren) ungeeignet und auf einen Analysator für hämostatische Messungen (zur Bestimmung der Blutgerinnung) gerichtet. Diese Anordnung kann auch Teil eines Systems aus mehreren Geräten (z.B. PCR- Analysator, Kühlgerät) sein. Die Probengefäße werden nicht wiederverwendet sondern gegebenenfalls zu weiteren Komponenten eines Systems weitergereicht, z.B. mittels eines Greifarms oder nach der Bestimmung der Gerinnungsparameter entsorgt.

[0041] Bei Gerinnungsmessungen kommt als Probe nur Vollblut (Blutplasma mit den darin enthaltenen Blutzellen) in möglichst unverdünnter Form in Frage. Hingegen ist Vollblut für die photometrischen Messungen des gegenständlichen CC-Analysators vollkommen ungeeignet, da die Blutzellen das Licht streuen, und damit die Messergebnisse verfälscht würden. Daher verwenden CC-Analysatoren immer Blutplasma oder Blutserum, welches zudem durch den Zusatz von Reagenzien stark verdünnt wird.

[0042] Gemäß der EP 2 309 251 A1 werden die Gefäße mit den eingehenden Proben (gegebenenfalls nach der Zugabe von Reagenzien) direkt für die optische Messung verwendet.

[0043] Bei einem CC-Analysator wird immer mit zellfreiem Blutplasma/Blutserum gemessen, welches mittels Probengefäßen in das Gerät eingebracht wird, wonach Aliquote der Proben mittels Pipettor zusammen mit Reagenzien in separate Küvetten überführt werden, welche danach photometrisch vermessen werden.

E) Laborroboter und automatische Pipettier- und Analysegeräte zum Aufbereiten und/oder anaIysieren von Proben mit stationären Reaktionsgefäßen/Küvetten in 2D Anordnung (Mikrotiterplatte)

[0044] Ein typisches Analysengerät zur Durchführung biochemischer Analysen flüssiger Proben mit Hilfe von Mikrotiterplatten ist z.B. aus der EP 0259 386 B1 (TECAN) bekannt. Das Analysengerät umfasst ein Primärrack zur Aufnahme einer Vielzahl von Probengefäßen, einen neben dem Primärrack in x-y Richtung positionierbaren Kreuztisch zur Aufnahme einer Mikrotiterplatte, einen über dem Primärrack und dem Kreuztisch angeordneten, in einer oberen Horizontalebene beliebig positionierbaren Probenverteilerarm und ein innerhalb des Positionierbereichs des Kreuztischs angeordnetes Photometer, dessen Strahlengang die x-y Ebene des Kreuztisches senkrecht durchstößt.

[0045] Ein weiteres Beispiel für einen Automaten zum automatischen Aufbereiten und Analysieren von Proben in den Kavitäten (Wells) einer Mikrotiterplatte ist aus der DE 10 2004 057 450 B4 (CYBIO) bekannt.

[0046] Es gibt eine Vielzahl von Automaten dieser Art, die Mikrotiterplatten für den Nachweis und die Bestimmung von Substanzen verwenden. Mikrotiterplatten enthalten viele voneinander isolierte Kavitäten ("wells") in Reihen und Spalten (2D- Arrays). Sie werden für die unterschiedlichsten Arbeitsgänge eingesetzt. Die Pipettierung erfolgt entweder manuell, oder bei Hochdurchsatz-

Screening (HTS) mit Hilfe von Pipettierrobotern. Photometrische Bestimmungen, z.B. Absorptionsmessungen an Mikrotiterplatten im Durchlicht mit Photometern erfolgen so, dass der Strahlengang das Well in senkrechter Richtung durch die Flüssigkeitsoberfläche durchwandert. Für genaue quantitative Bestimmungen ist es jedoch unumgänglich, die Lichtstrahlen durch die Messflüssigkeit über möglichst genau definierte und bekannte Wege und Wegstrecken zu leiten. Jede Lichtstreuung an Partikeln, Trübungen, Eintrittsflächen, Oberflächen (z.B. Flüssigkeitsoberfläche, Küvettenwandung) führt zu Lichtverlusten die andererseits das Messergebnis verfälschen.

[0047] Aus der EP 2 410 342 A2 (HOFFMANN-LA ROCHE) ist eine Pipettiervorrichtung bekannt, die einen Pipettor mit mehreren, flach bauenden, nebeneinander angeordneten Rahmenelementen aufweist, welche mit deren Pipettiernadeln auf einem Hauptrahmenkörper gemeinsam in einer horizontalen, normal auf den Hauptrahmenkörper stehenden x-Richtung beweglich sind. Die Pipettiervorrichtung dient dazu, um Proben oder Reagenzien von einer ersten Reihe von Gefäßen zu einer in x-Richtung versetzten zweiten Reihe von Gefäßen zu transferieren. Die Pipettiernadeln werden zunächst in y-Richtung auf den Abstand der Gefäße der ersten Reihe justiert, um Proben- oder Reagenzflüssigkeit aufzunehmen und danach - zur Abgabe der Proben- oder Reagenzflüssigkeit - an den Abstand der zweiten Reihe von Gefäßen angepasst. Eine unabhängige Bewegung zweier Pipettiernadeln in x- und y-Richtung ist jedoch nicht vorgesehen. Verfahrmodule für die y-Richtung und die z-Richtung (Heben und Senken der Pipettiernadeln) sind in flachen, benachbarten Rahmenelementen auf Lücke angeordnet, um den Abstand der einzelnen Pipettiernadeln zueinander gering zu halten. Eine unabhängige Bewegung der Pipettiernadeln in y-Richtung ist jedoch nur begrenzt möglich. So ist beispielsweise ein aneinander Vorbeifahren der Rahmenelemente auf dem Transferarm nicht möglich, woraus eine gegenseitige Einschränkung der y-Bewegungsfreiheit der Pipettiernadeln resultiert. Eine sinnvolle Anwendung finden derartige Pipettiervorrichtungen vor allem im Zusammenhang mit Mikrotiterplatten.

[0048] Aus der EP 1 230 553 B1 (MAXMAT) ist ein chemischer oder biologischer Analysator bekannt, der ein Lagermodul für Probenröhrchen und Röhrchen für Reagenzien aufweist. Weiterhin ist ein Analysemodul mit einem Reaktionsbehälter in Form einer Mikrotiterplatte, sowie ein auf einer Schiene verfahrbares Entnahmemodul (Pipettor) mit zwei in einem fixen Abstand zueinander angeordneten Pipettiernadeln vorgesehen, die zur automatischen Probenentnahme unabhängig voneinander in z- Richtung arbeiten und jeweils mit einer einziehbaren Ansaugpipette zum Übertragen vorbestimmter Mengen von Proben und Reagenzien vom Lagermodul zum AnaIysemodul ausgestattet sind. In der horizontalen x- /y-Ebene sind die beiden Pipettiernadeln nur gemeinsam verfahrbar.

[0049] Das Analysenmodul weist eine Heizplatte für die Mikrotiterplatte auf, die nahe dem unteren Bereich der Vertiefungen (Wells) der Mikrotiterplatte angeordnet ist, um den Inhalt der Wells durch Konvektion zu erwärmen. Die Entnahmeeinheit umfasst ferner eine Mischvorrichtung, die von einem Elektromagneten gesteuert wird, um eine abwechselnde Hin- und Herbewegung der Pipettiernadel zu bewirken, wenn sich diese in abgesenkter Stellung in einem Well der Mikrotiterplatte befindet, um das Gemisch aus Proben und Reagenzien zu durchmischen.

[0050] Die US 5 897 837 A (TOA MEDICAL) offenbart einen Pipettierautomaten, der für die Probenvorbehandlung eines Immunoassay-Analysators geeignet ist, welcher über einen ersten, horizontal in x- und y-Richtung verfahrbaren Block eines Pipettors verfügt, welcher nebeneinander mit zwei Pipettiernadeln ausgestattet ist, die unabhängig voneinander abgesenkt oder angehoben werden können. Hierbei kann eine der beiden Nadeln Reagenzien, die andere Nadel Proben zugeordnet sein. Zusätzlich ist auch ein zweiter, in x-y-Richtung verfahrbarer Block mit einer absenkbaren Pipettiernadel vorhanden. Für die Nadelreinigung muss eine stationäre Nadelwaschstation angefahren werden. In der horizontalen x- /y-Ebene sind die beiden Pipettiernadeln des ersten verfahrbaren Blocks nachteiliger Weise nur gemeinsam verfahrbar. Dies hat den Nachteil, dass die Massen der Robotik-Komponenten des Pipettors nicht auf die beiden horizontalen Verfahrachsen x und y aufgeteilt werden können, sodass für das Anfahren von Positionen in y-Richtung die Masse der zweiten Pipettiereinheit stets mitbeschleunigt werden muss. Ebenso muss auch die Masse der Nadelwascheinheit samt Nadelwaschgefäß in beiden horizontalen Richtungen stets mitbeschleunigt werden. Weiters ist es aufgrund der gemeinsamen horizontalen

Bewegung nicht möglich, beide Nadeln gleichzeitig für Pipettierungen an unterschiedlichen, nicht benachbarten Positionen einer Gefäßreihe einzusetzen.

[0051] Aus der WO 82/00361 A1 ist ein Photometer bekannt, welches eine verfahrbare optische Messeinheit aufweist, die entlang einer stationären Küvettenanordnung bewegt werden kann. Die Küvettenanordnung wird seitlich in einen sogenannten "sample channel" des Photometers eingeschoben.

[0052] Aus der GB 1 281 952 A ist eine optische Messeinrichtung bekannt, mit welcher eine Probe in einem flexiblen Beutel zwischen zwei Messfenstern eingeklemmt und in dieser Anordnung vermessen werden kann.

[0053] Aufgabe der Erfindung ist es, bei automatischen Analysatoren zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben, die oben - vor allem im Zusammenhang mit dem durch starre Taktzyklen vorgegeben und in vorbestimmten Zeitfenstern ablaufen Prozessen eingeschränkten Probendurchsatz bekannter Systeme - genannten Nachteile zu vermeiden und Verbesserungen vorzuschlagen, die den Probendurchsatz erhöhen, ohne die Einzelanalyse oder den Analysator wesentlich zu verteuern, wobei die Qualität der Analyse zumindest beibehalten werden soll. Weiterhin soll ein Verbessertes Verfahren zur automatischen chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analyse von flüssigen Proben vorgeschlagen werden.

[0054] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Analysator mit Küvetten zur Aufnahme der flüssigen Proben und Reagenzien gelöst, wobei eine Vielzahl von Küvetten als zumindest ein stationäres, lineares Küvettenarray im Analysator angeordnet ist, mit verfahrbaren und stationären Automatenkomponenten, zumindest umfassend:

* einen entlang einer durch das lineare Küvettenarray definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführten Pipettor, der mit zumindest einer Pipettiernadel ausgestattet ist, die in z-Richtung in die Küvetten absenkbar ausgeführt ist und in einer auf die x-Richtung im Wesentlichen normal stehenden y-Richtung zwischen den Küvetten und dem Probenlager und/oder dem Reagenzienlager verfahrbar ausgeführt ist,

* eine Mischereinheit zur Vermischung der Proben und Reagenzien in den Küvetten,

* eine in x-Richtung verfahrbar ausgeführte optische Messeinheit, welche - zur Gewinnung eines Messsignals - durch ein seitlich an der Küvette angeordnetes Messfenster austretende Messstrahlung empfängt,

* eine in x-Richtung verfahrbar ausgeführte Küvettenwascheinheit zur Reinigung der Küvetten, * eine Nadelwascheinheit zur Reinigung der zumindest einen Pipettiernadel, sowie

* eine stationäre Thermostatisiereinheit zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur in den Küvetten,

wobei zumindest zwei Automatenkomponenten unabhängig voneinander entlang oder parallel zu der durch das lineare Küvettenarray definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführt sind und jeweils Zugriff auf unterschiedliche Küvetten oder Gruppen von Küvetten in frei wählbarer Reihenfolge aufweisen.

[0055] Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analyse von flüssigen Proben, die in einem Probenlager eines Analysators vorliegen, unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in zumindest einem Reagenzienlager des Analysators vorliegen, zur Ermittlung zumindest einer Analytkonzentration in der Probe, zeichnet sich durch folgende Schritte aus:

- Transferieren einer vorbestimmten Menge einer flüssigen Probe von einem Probengefäß im Probenlager in eine Küvette eines stationären, linearen Küvettenarrays mittels eines entlang des Küvettenarrays verfahrbaren, ersten Pipettors;

- Transferieren einer vorbestimmten Menge einer Reagenzflüssigkeit von einem Reagenziengefäß des Reagenzienlagers in die Küvette des stationären, linearen Küvettenarrays mittels des ersten Pipettors oder mittels eines zweiten, unabhängig vom ersten verfahrbaren Pipettors;

- Vermischen der Flüssigkeiten in der Küvette;

- gegebenenfalls Transferieren einer vorbestimmten Menge einer weiteren Reagenzflüssigkeit von einem Reagenziengefäß des Reagenzienlagers in die Küvette des stationären, linearen Küvettenarrays mittels des ersten oder des zweiten Pipettors;

- gegebenenfalls nochmaliges Vermischen der Flüssigkeiten in der Küvette;

- photometrische Vermessung des Inhalts der Küvette mittels einer entlang des Küvettenarrays verfahrbaren optischen Messeinheit und Ermittlung zumindest eines Messwertes;

- Berechnen und Anzeigen der Analytkonzentration basierend auf dem ermittelten Messwert und vorbekannten oder vorbestimmten Referenz- und Kalibrierwerten;

- Waschen und Trocknen der Küvette mittels einer entlang des Küvettenarrays verfahrbaren Küvettenwascheinheit; sowie

- Bereitstellen der Küvette für eine nachfolgende Analyse.

[0056] Erfindungsgemäß sind somit zwingend zwei Automatenkomponenten unabhängig voneinander in x-Richtung verfahrbar ausgeführt: der Pipettor (im einfachsten Fall ein einziger Pipettor mit einer einzigen Pipettiernadel) und die Küvettenwascheinheit. Die Mischereinheit und die optische Messeinheit können stationär oder verfahrbar sein, die Thermostatisiereinheit ist zwingend stationär ausgeführt. Es ist noch anzumerken, dass zwei verschiedene, verfahrbare Automatenkomponenten, die auf die Küvettenöffnungen zugreifen, nicht gleichzeitig auf ein und dieselbe Küvette zugreifen können. In der Praxis ist es aber ohnehin nicht erforderlich, dass beispielsweise Pipettor und Küvettenwascheinheit "gleichzeitig" auf ein und dieselbe Küvette zugreifen. Weiters ist anzumerken, dass stationär ausgebildete Automatenkomponenten so ausgeführt sind, dass diese ohnehin auf jede Küvette zugreifen, beispielsweise dadurch, dass jeder Küvette oder Gruppe von Küvetten eine derartige Automatenkomponente zugeordnet ist.

[0057] Durch den wahlfreien Zugriff der in x-Richtung verfahrbaren Automatenkomponenten, insbesondere der Küvettenwascheinheit auf beliebige Küvetten und des zumindest einen Pipettors (mit zumindest einer Pipettiernadel) auf beliebige Probengefäße, Reagenziengefäße und Küvetten, erhöht sich der Durchsatz im Vergleich zu einem rotatorisch organisierten Automaten mit gleicher Anzahl an Küvette erheblich.

[0058] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist der Analysator zwei unabhängig voneinander in x-Richtung verfahrbare Pipettoren auf.

[0059] Gegenüber der Variante mit einem Pipettor ergibt sich eine weitere Durchsatzsteigerung dadurch, dass der erste Pipettor Proben in eine erste Küvette pipettieren kann, während der zweite Pipettor gleichzeitig Reagenzien in eine beliebig wählbare, zweite Küvette pipettieren kann.

[0060] Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass zumindest ein Pipettor zwei unabhängig voneinander, parallel zueinander in y-Richtung verfahrbare Pipettiernadeln aufweist. Die beiden Pipettiernadeln eines Pipettors können somit unabhängig voneinander entlang derselben Wegstrecke in y-Richtung aneinander vorbeifahren, ohne zu kollidieren.

[0061] Gemäß dieser vorteilhaften Variante können auch zwei unterschiedliche Nadeltypen verwendet werden (z.B. für unterschiedliche Pipettiervolumina, mit speziellen Beschichtungen für unterschiedliche Proben- und Reagenzienarten, ohne dass man einen weiteren Pipettor oder eine Nadelaustauschstation benötigt).

[0062] Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Nadelwascheinheit am Pipettor angeordnet und mit diesem verfahrbar ausgeführt ist.

[0063] Weiter durchsatzsteigernd ist die Maßnahme, dass eine Pipettiernadel pipettieren kann, während zeitgleich die zweite gereinigt wird. Vorteile ergeben sich auch bei nur einer Pipettiernadel am Pipettor, da der Pipettor nicht jedes Mal eine stationäre Nadelwascheinheit anfahren muss. Da die y-Bewegung der jeweiligen Pipettiernadel unabhängig von der am Pipettor mitgeführten Nadelwascheinheit erfolgen kann, ist eine Aufteilung der bewegten Massen der Robotikkomponenten auf die beiden horizontalen Achsen möglich, sodass nur in x-Richtung eine Mitbeschleunigung der Nadelwascheinheit erfolgen muss.

[0064] Der Analysator weist eine optische Messeinheit auf, die erfindungsgemäß als eine entlang des linearen, stationären Küvettenarrays verfahrbare Einheit ausgebildet ist.

[0065] Der Analysator weist erfindungsgemäß eine stationäre Mischereinheit, beispielsweise einen am Küvettenarray angreifender Schwinggeber, zur Vermischung der Proben und Reagenzien einzelner Gruppen von Küvetten, bevorzugt jeder einzelnen Küvette, auf. Der Vorteil einer stationären Mischereinheit gegenüber einer verfahrbaren besteht darin, dass es eine verfahrbare Gerätekomponente weniger gibt, und damit die Komplexität von Hardware und Logistik des Analysators reduziert wird.

[0066] Der Analysator weist eine Küvettenwascheinheit auf, die erfindungsgemäß als verfahrbare Automatenkomponente ausgeführt ist, die in jeder Waschposition auf eine Küvette oder eine Gruppe von Küvetten, vorzugsweise auf zwei bis fünf nebeneinander angeordnete Küvetten, gleichzeitig Zugriff hat.

[0067] Erfindungsgemäß weist der Analysator zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur eine Thermostatisiereinheit auf, die Heizfolien umfasst, die einzelne Küvetten oder Gruppen von Küvetten thermisch kontaktieren und mit unterschiedlichen Temperaturniveaus beaufschlagbar sind.

[0068] Erfindungsgemäß weisen die Küvetten in einem bodennahen Bereich vorzugsweise planparallel zueinander angeordnete Ein- und Austrittsfenster auf, die für die Eintritts- und Austrittsstrahlung bzw. Messstrahlung der optischen Messeinheit durchlässig sind.

[0069] Es sind auch Ausführungsvarianten denkbar, bei welchen die Küvetten des Küvettenarrays in einem bodennahen Bereich lediglich ein seitliches Austrittsfenster aufweisen, das für die Austrittsstrahlung bzw. Messstrahlung der optischen Messeinheit durchlässig ist.

[0070] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von zum Teil schematischen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

[0071] Fig. 1 einen automatischen Analysator mit auf Drehtellern kreisförmig angeordneten, verfahrbaren Reaktionsgefäßen bzw. Küvetten gemäß Stand der Technik,

[0072] Fig. 2 einen automatischen Analysator mit linear angeordneten, verfahrbaren Reaktionsgefäßen bzw. Küvetten gemäß Stand der Technik,

[0073] Fig. 3 einen erfindungsgemäßen, automatischen Analysator zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben mit einem linearen, stationären Küvettenarray in einer dreidimensionalen Gesamtansicht,

[0074] Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Analysators gemäß Linie IV-IV in Fig. 5, [0075] Fig. 5 eine vereinfachte Draufsicht auf den Analysator gemäß Fig. 3,

[0076] Fig. 6 zwei unabhängig voneinander verfahrbare Pipettoren des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer dreidimensionalen Ansicht,

[0077] Fig. 7 eine verfahrbare, optische Messeinheit des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer Schnittdarstellung,

[0078] Fig. 8 eine stationäre Mischereinheit des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer dreidimensionalen Ansicht,

[0079] Fig. 9 eine verfahrbare Küvettenwascheinheit des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer dreidimensionalen Ansicht,

[0080] Fig. 10 eine Nadelwascheinheit des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer dreidimensionalen, teilweise aufgeschnittenen Ansicht,

[0081] Fig. 11 eine Thermostatisiereinheit für die Küvetten des automatischen Analysators gemäß Fig. 3 in einer dreidimensionalen, teilweise aufgeschnittenen Ansicht,

[0082] Fig. 12 Fluidikelemente einer Pipettiernadel eines Pipettors gemäß Fig. 6 in einer schematischen Darstellung,

[0083] Fig. 13 Fluidikelemente einer Nadelwascheinheit gemäß Fig. 10 in einer schematischen Darstellung, sowie

[0084] Fig. 14 Fluidikelemente einer Küvettenwascheinheit gemäß Fig. 9 in einer schematischen Darstellung.

[0085] Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0086] Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten automatischen Analysatoren betreffen Beispiele zum Stand der Technik und werden in der Beschreibungseinleitung (siehe Punkte A) und C)) ausführlich beschrieben.

[0087] Der in den Fig. 3 bis 5 dargestellte automatische Analysator 100 dient zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben. Zur Vereinfachung sind nur jene Komponenten des Analysators 100 dargestellt, die für die gegenständliche Erfindung wesentlich sind, wobei auf Analysatorkomponenten, wie Pumpen, Ventile, Auswerte-, Steuer- und Antriebseinheiten, nicht näher eingegangen wird.

[0088] Die flüssigen Proben liegen in Probengefäßen 921 in einem Probenlager 920 des Analysators 100 vor und werden unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in Reagenziengefäßen 951a, 951b in zwei Reagenzienlagern 950a, 950b des Analysators 100 vorliegen, analysiert.

[0089] Die Küvetten 201 zur Aufnahme der flüssigen Proben und Reagenzien, sind in Form eines stationären, linearen Küvettenarrays 200 im Analysator 100 angeordnet und verbleiben während einer Vielzahl von Einzelanalysen an deren ursprünglichen Position. Das Küvettenarray 200 ist im dargestellten Beispiel zwischen dem ersten Reagenzienlager 950a und dem zweiten Reagenzienlager 950b angeordnet.

[0090] Der automatische Analysator 100 ist mit verfahrbaren und stationären Automatenkomponenten ausgestattet und zwar:

* mit zwei entlang einer durch das lineare Küvettenarray 200 definierten Bewegungslinie in xRichtung verfahrbaren Pipettoren 300a, 300b, die jeweils mit zwei Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. 301b1, 301b2 ausgestattet sind, die in z-Richtung in die Küvetten 201, in die im Probenlager 920 befindlichen Probengefäße 921 und in die in den Reagenzienlagern 950a, 950b befindlichen Reagenziengefäße 951a, 951b absenkbar ausgeführt sind und in einer auf die x-Richtung im Wesentlichen normal stehenden y-Richtung zwischen den Küvetten 201 und dem Probenlager 920 und/oder den beiden Reagenzienlagern 950a, 950b verfahrbar ausgeführt sind;

* mit einer Mischereinheit 400 zur Vermischung der Proben und Reagenzien in den Küvetten 201;

* mit einer optischen Messeinheit 500, welche - zur Gewinnung eines Messsignals - durch ein seitlich an der Küvette 201 angeordnetes Messfenster (202, 203) austretende Messstrahlung empfängt (siehe Fig. 7);

* Mmit einer Küvettenwascheinheit 600 zur Reinigung der Küvetten 201, die entlang der durch das Küvettenarray 200 definierten Bewegungslinie in x- Richtung verfahrbar ist,

* mit Nadelwascheinheiten 700a1, 700a2, 700b1, 700b2 zur Reinigung der Pipettiernadeln 301a1, 301a2, 301b1, 301b2 der beiden Pipettoren 300a, 300b; sowie

* Mit einer stationären Thermostatisiereinheit 800 zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur in den Küvetten 201.

[0091] Die Pipettoren 300a, 300b sind mittels verfahrbaren Aufnahmeelementen (nicht dargestellt) an den parallel angeordneten Schienen 111a, 111b befestigt, weiterhin ist eine entsprechende Schiene 113 samt verfahrbarer Aufnahme 501 für die optische Messeinheit 500 sowie eine Schiene 112 samt verfahrbarer Aufnahme 601 für die Küvettenwascheinheit 600 vorgesehen. Die verfahrbaren Aufnahmen der Pipettoren 300a, 300b, und die Aufnahmen 501 und 601 werden beispielsweise mittels hier nicht weiter dargestellten Zahnriemen und Steppermotoren an einem Ende der Schienen 112, 113, 111a und 111b angetrieben.

[0092] Wie insbesondere in Fig. 4 erkennbar ist, sind zumindest zwei - im dargestellten Beispiel mehrere - der Automatenkomponenten unabhängig voneinander entlang bzw. parallel zu der durch das lineare Küvettenarray 200 definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführt, und können jeweils auf unterschiedliche Küvetten 201 oder Gruppen von Küvetten 201 in frei wählbarer Reihenfolge zugreifen.

[0093] In der dargestellten Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 bis 5 weist der Analysator 100 ein Probenlager 920, ein erstes Reagenzienlager 950a und ein zweites Reagenzienlager 950b auf. Die Lagerbereiche können ganz oder teilweise gekühlt sein.

[0094] Zur Beschickung des Analysators 100 mit Probenmaterial werden Gefäße 921 mit Analysenproben manuell oder mittels einer Robotik in vorbestimmte Positionen in das Probenlager 920 eingebracht. Die für die einzelnen Analysenproben gewünschten Analysen werden in die Steuerung des Analysators 100 eingegeben.

[0095] Zur Beschickung des Analysators mit Reagenzien werden Reagenziengefäße 951a, 951b mit Reagenzien für die Analyse unterschiedlicher Analyte manuell oder mittels einer Robotik in die beiden Reagenzienlager 950a, 950b des Analysators 100 in vorbestimmte Positionen eingebracht.

[0096] In die Proben- bzw. Reagenzienlager können auch Gefäße mit Kalibrierflüssigkeiten und Vergleichsproben eingebracht werden.

[0097] In der dargestellten Ausführungsvariante weist der Analysator gemäß Fig. 3 bis 5 zwei unabhängig voneinander in x-Richtung verfahrbare Pipettoren 300a, 300b auf, die - unter Ausnahme derselben Küvette - völlig unabhängig voneinander und bei frei wählbarer Reihenfolge auf einzelne Küvetten 201 des Küvettenarrays 200 zugreifen können.

[0098] Die beiden Pipettoren 300a, 300b gemäß Fig. 6 weisen jeweils einen vertikalen Turm 303a, 303b, sowie einen horizontal in y-Richtung ausgerichteten Arm 304a, 304b auf, sodass eine im Wesentlichen L-förmige Trägerstruktur (Pipettor 300a) für die beiden Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. T-förmige Trägerstruktur (Pipettor 300b) für die beiden Pipettiernadeln 301b1, 301b2 ausgebildet wird, die entlang der Schiene 111a bzw. 111b in x-Richtung verfahrbar ist. Jeder Pipettor weist somit zwei unabhängig voneinander, parallel zueinander in y-Richtung verfahrbare Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. 301b1, 301b2 mit deren Kanülen bzw. Hohlnadeln 307 auf. Die Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. 301b1, 301b2 sind mittels einer in y-Richtung verfahrbaren Aufnahme 305 links und rechts des Arms 304a bzw. 304b befestigt und können dadurch ungehindert aneinander vorbeifahren. Jede Aufnahme 305 weist einen nach unten ragenden Schienenabschnitt 306 auf, an welchem die Nadel in z-Richtung in die Küvetten 201 des Küvettenarrays 200 abgesenkt werden kann.

[0099] Die einzelnen Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. 301b1, 301b2 weisen jeweils einen Nadelhalter 308 mit einem in Richtung des Küvettenarrays 200 auskragenden Bereich auf, der die Hohlnadel 307 trägt. Dadurch bleibt selbst bei einer fluchtend auf die Küvette 201 ausgerichteten bzw. abgesenkten Hohlnadel 307 der Pipettiernadel 301b2 genügend Freiraum für den L-förmigen Pipettor 300a um am T-förmigen Pipettor 300b vorbeifahren zu können (siehe Fig. 4).

[00100] Im dargestellten Beispiel kann somit der Pipettor 300b bzw. dessen beide Pipettiernadeln 301b1, 301b2 nur auf die Probengefäße 921 im Probenlager 920 und auf die Reagenziengefäße 951b im Reagenzienlager 950b zugreifen, wohingegen der Pipettor 300a bzw. seine Pipettiernadeln 301a1 301a2 nur Zugriff auf die im Reagenzienlager 950a angeordneten Reagenziengefäße 951a hat. Alle Pipettiernadeln 301a1, 301a2 bzw. 301b1, 301b2 können bis zur Ebene des Küvettenarrays 200 verfahren und in die einzelnen Küvetten 201 abgesenkt werden.

[00101] Eine wesentliche Erhöhung des Probendurchsatzes kann dadurch erzielt werden, dass die Nadelwascheinheiten 700a1, 700a2 bzw. 700b1, 700b2 am Pipettor 300a bzw. 300b angeordnet und mit diesem verfahrbar ausgeführt sind. In der dargestellten Ausführungsvariante weist jede Pipettiernadel 301a1, 301a2, 301b1, 301b2 eine eigene Nadelwascheinheit 700a1, 700a2, 700b1, 700b2 auf, die beispielsweise jeweils am vertikalen Turm 303a bzw. 303b des Pipettors 300a bzw. 300b angeordnet sein kann. Es kann somit jeweils eine der Pipettiernadeln 301a1 bzw. 301b1 in der zugeordneten Nadelwascheinheit 700a1 bzw. 700b1 gewaschen werden, während die jeweils andere Pipettiernadel 301a2, 301b2 in eine Küvette 201 eintaucht (siehe Fig. 6).

[00102] Es sind auch einfache Ausführungsvarianten des Analysators denkbar, die nur einen Pipettor aufweisen. Dieser kann entweder als L-förmiger Pipettor 300a seitlich an einem Probenoder Reagenzienlager verfahrbar ausgeführt sein und nur eine verfahrbare Pipettiernadel 301a1 aufweisen oder auch eine T-förmige Trägerstruktur aufweisen und zwischen einem Proben- und einem Reagenzienlager verfahrbar ausgeführt sein.

[00103] Die in Fig. 7 dargestellte optische Messeinheit 500 ist als eine entlang des linearen, stationären Küvettenarrays 200 an der Schiene 113 mit Hilfe der Aufnahme 501 verfahrbare Einheit ausgebildet. Diese besteht in dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel aus einer Lichtbereitstellungseinheit (light supplying unit) 520 auf einer Seite des Küvettenarrays 200 und einer spektroskopischen Einheit 530 auf der anderen Seite, die über die Aufnahme 501 starr miteinander verbunden sind. Die optische Messeinheit 500 umfasst eine Lichtquelle 521, beispielsweise eine Halogenlampe, jeweils einen Strahlengang für die Eintritts- 502 und die Austritts- bzw. Messstrahlung 503 mit Linsen 522, 523, 532 533, Filtern 524, Umlenkspiegeln 525, 531 und einem Spektrometer 535, welches das Spektrum der Messstrahlung bzw. die Intensität der Messstrahlung bei einzelnen vorbestimmten Wellenlängen im Bereich von 300 bis 800 nm erfasst. Das Spektrometer 535 besteht in dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel aus einem Polychromator umfassend einen Eintrittsspalt 536, einen Umlenkspiegel 539 und ein konkaves Beugungsgitter 537, welches das Spektrum der Messstrahlung 503 auf ein Sensorarray 538, beispielsweise ein Photodiodenarray, abbildet. Die in der Küvette 201 befindliche Flüssigkeit wird im dargestellten Beispiel im Durchlicht vermessen, wobei die Eintrittsstrahlung 502 durch ein seitliches Eintrittsfenster 202 in die Küvette 201 eintritt und durch ein gegenüberliegendes Austrittsfenster 203 aus der Küvette 201 austritt.

[00104] Bevorzugt umfasst die optische Messeinheit 500 einen Referenzdetektor 526 zwecks Messung und Kompensation von Schwankungen der Intensität des von der Lichtquelle 521 emittierten Lichts. Dieser besteht beispielsweise aus einem im Strahlengang für die Eintrittsstrahlung 502 befindlichen Strahlteiler 528, einer Blende 529 und einem Photodetektor 527, beispielsweise einer Photodiode.

[00105] Mit der oben beschriebenen, optischen Messeinheit 500 können verschiedene optische Messungen bei einzelnen und/oder multiplen Wellenlängen im Wellenlängenbereich des ultravioletten und sichtbaren Lichtbereichs durchgeführt werden. Beispiele dafür sind photometrische, turbidimetrische, und luminometrische Messungen.

[00106] Im Folgenden wird ein optischer Messvorgang am Beispiel einer photometrischen Messung beschrieben. Die von der polychromatischen Lichtquelle 521 stammende Eintrittsstrahlung 502 durchläuft die in der Küvette 201 befindliche Reaktionsmischung aus Probe und den für die jeweilige Analyse zugesetzten Reagenzien, tritt als Messstrahlung 503 in die spektroskopische Einheit 530 ein, und wird im Spektrometer 535 bezüglich der Wellenlängen am Beugungsgitter 537 aufgeteilt und vom Sensorarray 538 aufgenommen. Die einzelnen Licht aufnehmenden Elemente des Sensorarrays 538 des Spektrometers 535 beispielsweise Photodioden, sowie die Referenzphotodiode 527 des Referenzdetektors 526 geben einen ihrer jeweiligen Messwellenlänge

entsprechenden Photostrom ab, der von einer Signalverarbeitungsschaltung und mittels AD-Konverter in einen digitalen Messwert umgewandelt wird. In einer Operationseinheit werden - abhängig von der jeweiligen Analyse - einzelne oder periodisch über die Zeit und bei einer oder mehreren Wellenlängen gemessene digitale Messwerte mit, den der jeweiligen Analyse zugeordneten vorbekannten Referenz- und Kalibrierwerten, zu einem Konzentrationswert des Analyten verrechnet.

[00107] Zur Vermischung der Proben und Reagenzien ist dem gesamten Küvettenarray 200, bevorzugt einzelnen Gruppen von Küvetten 201, eine stationäre Mischereinheit 400, zugeordnet (siehe Fig. 3 und Fig. 4). Die Mischereinheit 400 ist beispielsweise als am Küvettenarray 200 angreifender Schwinggeber gemäß Fig. 8 ausgebildet und weist eine Basismasse 491 auf, die mit Federelementen, beispielsweise schräg gestellten Blattfederelementen 492, ein Trägerelement 493 für das Küvettenarray 200 abstützt. Uber ein elektromagnetisches Geberelement 494, das auf Magneten oder ferromagnetische Bereiche im Trägerelement 493 einwirkt, kann eine bogenförmige Hin- und Herbewegung in der x-z-Ebene in das Küvettenarray 200 induziert werden, wodurch bei geeigneter Frequenz der Anregung eine raschere Vermischung der Proben und Reagenzien in den Küvetten 201 stattfindet.

[00108] Die in Fig. 9 dargestellte Küvettenwascheinheit 600 ist über eine Aufnahme 601 entlang der Schiene 112 (siehe Fig. 4) in x-Richtung verfahrbar ausgeführt. Der Kopf 602 der Einheit 600 kann mit Hilfe eines vertikal ausgerichteten Schienenabschnitts 603, der in der Aufnahme 601 geführt ist, in z-Richtung auf und ab bewegt werden, um entweder die Waschkörper 610 oder die Trockenstempel 620 in die Küvetten 201 des Küvettenarrays 200 einzuführen. Uber ein Verstellelement 604, das im Kopf 602 geführt ist und die beispielsweise vier Trockenstempel 620 sowie Waschkörper 610 trägt, kann durch eine Verschiebung in y-Richtung von der Waschposition in die Trocknungsposition umgeschaltet werden. Einzelne Finger 605, die die Waschkörper 610 und Trockenstempel 620 tragen, können - wie mit Pfeil 691 angedeutet -hochgeschwenkt werden, sodass nur eine oder wenige Küvetten 201 gleichzeitig gewaschen werden.

[00109] Fig. 10 zeigt in einer vergrößerten Schnittdarstellung den Aufbau einer mit dem allgemeinen Bezugszeichen 700 gekennzeichnete Nadelwascheinheit, die den im Wesentlichen baugleichen, an unterschiedlichen Positionen in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Nadelwascheinheiten 700a1, 700a2, 700b1, 700b2 entspricht, und eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 301 gekennzeichnete Pipettiernadel, die den im Wesentlichen baugleichen, an unterschiedlichen Positionen in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Pipettiernadeln 301a1, 301a2, 301b1, 301b2 entspricht. Die Hohlnadel 307 der Pipettiernadel 301, wird durch eine Aufnahmeöffnung 711 im Gehäuse 710 einer Nadelwascheinheit 700 eingeführt, wobei gleichzeitig das Lumen der Hohlnadel 307 mit einer Systemflüssigkeit 712 und die Außenseite der Nadel mit einer über seitliche Reinigungsdüsen 713 aus einer Ringkammer 715 zugeführten Spülflüssigkeit 714 gereinigt werden kann. Zur Innen- und Außenreinigung der Hohlnadel 307 durch wiederholtes Ansaugen und Ausstoßen von Waschlösung aus dem unteren Teil der Nadelwascheinheit 700, kann über einen radialen Einlass 716 Waschlösung vorgelegt werden, welche anschließend über eine Absaugöffnung 717 entleert werden kann.

[00110] Fig. 11 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem linearen Küvettenarray 200 des Analysators 100 mit dem teilweise aufgeschnittenen Gehäuse 892 und einer darin angeordneten Küvette 201, welche zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur von einer Heizfolie 891 einer Thermostatisiereinheit 800 kontaktiert wird, deren elektrische Kontaktstifte 893 aus dem Gehäuse 892 austreten. Weitere elektrische Kontaktstifte 894 können für die Kontaktierung eines Temperatursensors vorgesehen sein. Die Küvette 201 weist seitlich in einem bodennahen Bereich, vorzugsweise planparallel zueinander angeordnete Messfenster, im dargestellten Beispiel Ein- und Austrittsfenster 202, 203 (Austrittsfenster nicht sichtbar) auf, die für die Eintrittsstrahlung und die Austritts- bzw. Messstrahlung der optischen Messeinheit 500 durchlässig sind. Im Bereich der Ein- und Austrittsfenster 202, 203 der Küvette 201 weist das Gehäuse 892 korrespondierende Öffnungen 895 auf. Die einzelnen Kontaktstifte 893, 894 rasten in entsprechende Kontaktöffnungen ein, die im Trägerelement 493 der Mischereinheit 400 vorgesehen sind (siehe Fig. 8). Am Boden der Gehäuse 892 sind Rastelemente 896 angeformt, die zur Befestigung des Küvetten-

arrays 200 im oder am Trägerelement 493 der Mischereinheit 400 einrasten.

[00111] Fig. 12 zeigt das Fluidikschaltbild einer Pipettiernadel 301, deren Hohlnadel 307 über einen mit einer entgasten Flüssigkeit gefüllten Druckübertragungskanal 712 mit einer Präzisionskolbenpumpe 325, vorzugsweise einer von einem Schrittmotor angetriebenen Verdrängerpumpe (Dilutor), verbunden ist. Die Verdrängerpumpe verfügt seitlich über einen zusätzlichen Flüssigkeitsanschluss, der über ein Magnetventil 326 an eine Bereitstellungseinheit 320 für eine Systemflüssigkeit angeschlossen ist, die über eine Spülpumpe 321 aus einem Vorratsgefäß 322 z.B. entgastes, deionisiertes Wasser fördert, welches über ein Magnetventil 323 nachfüllbar, oder unter Druck setzbar ist.

[00112] Zur Detektion von Störungen verfügt der Druckübertragungskanal 712 in der Nähe der Pipettiernadel 301 über einen weiteren Anschluss zu einem Drucksensor 324, der mit einer hier nicht dargestellten Auswerte- und Kontrolleinheit, beispielsweise zur Detektion von Verstopfungen der Hohlnadel 307, verbunden ist.

BESCHREIBUNG EINES PIPETTIERVORGANGS

[00113] Für den Transfer einer definierten Flüssigkeitsmenge mit der Pipettiernadel 301 wird diese zunächst in horizontaler Richtung zu einem ersten Gefäß bewegt, 5 uL Luft (Spacer) in die Spitze der Hohlnadel 307 eingesaugt und die Pipettiernadel 301 in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche des ersten Gefäßes abgesenkt. Um eine ausreichende, aber nicht zu große Eintauchtiefe der Pipettiernadel 301 zu gewährleisten, wird die Abwärtsbewegung der Hohlnadel 307 in definierter Eintauchtiefe durch ein Signal einer Flüssigkeitsoberflächen-Detektionsvorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise mit kapazitivem Detektionsprinzip, gestoppt. Zur Aspiration einer definierten Menge an Flüssigkeit mit hoher Genauigkeit im uL Bereich wird nun durch Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens der in Fig. 12 dargestellten Verdrängerpumpe (Dilutor) ein Unterdruck in der Hohlnadel 307 der Pipettiernadel 301 erzeugt, welcher die Aspiration eines entsprechenden Flüssigkeitsvolumens aus einem ersten Gefäß bewirkt. Die Pipettiernadel 301 wird nun samt der aspirierten Flüssigkeit, welche durch eine Trennluftblase (Spacer) von der Systemflüssigkeit getrennt ist, zu einem zweiten Gefäß bewegt, wobei der Prozess nun in umgekehrter Richtung abläuft und die aspirierte Flüssigkeit über die Spitze der Hohlnadel 307 in das zweite Gefäß abgegeben wird. Zumindest zwischen zwei Pipettiervorgängen mit unterschiedlichen zu pipettierenden Flüssigkeiten erfolgt stets eine Innen- und Außenreinigung der Pipettiernadel 301 in einer Nadelwascheinheit 700 (siehe Fig. 10).

[00114] Fig. 13 zeigt das Fluidikschaltbild einer Nadelwascheinheit 700 gemäß Fig. 10 mit darin abgesenkter Hohlnadel 307 der Pipettiernadel 301. Das Gehäuse 710 der Nadelwascheinheit (siehe Fig. 10) verfügt im oberen Bereich über eine konzentrisch umlaufende Ringkammer 715, die als Medienzuführung für mehrere innenliegende, konzentrisch ausgerichtete Reinigungsdüsen 713 fungiert, und die jeweils über Magnetventile mit einer Bereitstellungseinheit 719 für eine Spülflüssigkeit (beispielsweise deionisiertes Wasser), und eine Bereitstellungseinheit 727 für Trockenluft verbunden ist.

[00115] Ein in der Mitte der Höhe des Gehäuses 710 der Nadelwascheinheit 700 radial angeordneter Einlass 716 ist ebenfalls mit einem Magnetventil verbunden, und dient ausschließlich der Zufuhr von tensidhaltiger Waschlösung aus einer Bereitstellungseinheit 723.

[00116] Die Bereitstellungseinheiten 719 für eine Spülflüssigkeit und 723 für eine Waschlösung verfügen jeweils über eine Pumpe 720, 724, die eine tensichaltige Waschlösung bzw. Spülflüssigkeit aus den jeweiligen Vorratsbehältern 721, 725 fördern, die jeweils über ein Magnetventil 722, 726 nachfüllbar, oder unter Druck setzbar sind. Die Bereitstellungseinheit 727 für Luft weist eine Luftpumpe 728 zur Bereitstellung komprimierter Luft und ggf. eine Trocknungsvorlage (nicht dargestellt) auf.

[00117] Die am Boden der Nadelwascheinheit 700 befindliche Absaugöffnung 717 ist über ein Magnetventil 718 mit der unter Unterdruck stehenden Abwassersammeleinheit 729 verbunden, welche im Wesentlichen aus einem Sammelbehälter 730 besteht, der im Gasraum über der Flüs-

sigkeit über einen Anschluss zu einer Vakuumpumpe 731 verfügt, die über ein Magnetventil mit dem Sammelbehälter 730 verbunden ist. Die gesammelten Abwässer können über ein Magnetventil 732 am Boden des Sammelbehälters 730 abgeführt werden und einer weiteren Abwasserbehandlung zugeführt werden.

BESCHREIBUNG EINES NADELWASCHVORGANGS

[00118] In einem typischen Waschprozess der Pipettiernadel 301 wird diese zunächst horizontal zur Nadelwascheinheit 700 bewegt und in die untere Halteposition der Waschkammer abgesenkt. Alle bei der Reinigung der Pipettiernadel 301 anfallenden Abwässer werden über die am Boden befindliche Absaugöffnung 717 abgesaugt, gesammelt, und gegebenenfalls nachbehandelt. Anschließend werden über die in Fig. 12 dargestellte Präzisionskolbenpumpe 325 der Pipettiernadel 301 zunächst in und an der Nadelspitze befindliche Restmengen der zuletzt pipettierten Flüssigkeit entleert und abgesaugt. Schließlich wird die abgesenkte Pipettiernadel 301 von hinten mittels der in Fig. 12 dargestellten Bereitstellungseinheit 320 für Systemflüssigkeit gespült.

[00119] In einem nächsten Schritt wird (bei geschlossenem Magnetventil 718 an der Absaugöffnung 717) durch den Einlass 716 im Gehäuse 710 der Nadelwascheinheit 700 ein definiertes Volumen tensichaltiger Waschlösung eingeleitet, wodurch sich die Kammer im unteren Teil mit einem definierten Pegel an Waschlösung füllt. Die Hohlnadel 307 der Pipettiernadel 301 wird so weit abgesenkt, dass durch das Eintauchen in die Waschlösung eine Außenbenetzung der Nadel, und durch Aufsaugen der Waschlösung in das Nadelinnere eine Innenbenetzung der Hohlnadel 307 erfolgen kann. Anschließend wird die aspirierte Waschlösung wieder ausgestoßen, wobei der Prozess des Aufsaugens und Ausstoßens der Waschlösung mehrfach wiederholt werden kann, um die Reinigungswirkung zu verbessern.

[00120] In einem letzten Schritt wird die kontaminierte Waschlösung abgesaugt und das Innere der Hohlnadel 307 mit Systemflüssigkeit (z.B. entgastes, deionisiertes Wasser) gespült, während die Außenseite der Hohlnadel 307 gleichzeitig durch die obenliegenden, konzentrisch angeordneten Reinigungsdüsen 713 mit Spülflüssigkeit aus der Bereitstellungseinheit 719 gespült wird, wobei die Spitze der Hohlnadel 307 von unten nach oben bewegt wird, um die Reinigungswirkung zu verbessern.

[00121] Nach Beendigung der simultanen Innen- und Außenspülung wird die Hohlnadel 307 erneut in die untere Halteposition bewegt, die Medienzuführung der Reinigungsdüsen 713 auf die Bereitstellungseinheit 727 für komprimierte Luft umgeschaltet und die Spitze der Hohlnadel 307 erneut von unten nach oben bewegt, wodurch anhaftende Wassertropfen von der Nadeloberfläche rasch entfernt werden können. Die Pipettiernadel 301 kann nun aus der Nadelwascheinheit 700 bewegt werden, und ist nach der Aspiration eines Trennluft-Spacers (5 uL) erneut für eine Pipettierung bereit.

[00122] Fig. 14 zeigt das Fluidikschaltbild und den Längsschnitt eines am Verstellelement 604 angelenkten Fingers 605 der Küvettenwaschstation 600 mit einem Waschkörper 610 und einem Trockenstempel 620 (siehe auch Fig. 9), wobei die Beschreibungen der Bereitstellungseinheiten 630 (Spülflüssigkeit), 634 (Waschlösung) und 638 (Luft), sowie der Abwassersammeleinheit 640 den Bereitstellungseinheiten 719 (Spülflüssigkeit), 723 (Waschlösung), 727 (Luft) und 729 (Abwasser) der Figurenbeschreibung zu Fig. 13 entnommen werden können, die mit den in Fig. 14 dargestellten Einheiten funktionsgleich, bzw. baugleich sind.

[00123] Der Waschkörper 610, sowie der Trockenstempel 620 des Fingers 605 der Küvettenwaschstation 600 können durch horizontale und vertikale Translationsbewegungen nacheinander in die zu waschende Küvette 201 eines linearen Küvettenarrays abgesenkt werden, wobei nach dem Absenken in die Küvette 201 jeweils ein umlaufender Spalt von weniger als 1 mm zwischen der Innenseite der Küvette 201 und dem Waschkörper oder Trockenstempel frei bleibt, um eine kontrollierte Strömung der Reinigungsmedien entlang der inneren Küvettenwandung zu ermöglichen.

[00124] Der Waschkörper 610 verfügt an seinem oberen Ende über eine Elastomerdichtung 611,

die ein Austreten der Reinigungsmedien zwischen dem oberen Küvettenrand und der Unterseite des Fingers 605 während des Waschvorgangs verhindert. Um den Schaft des in der Mitte des Waschkörpers 610 verlaufenden Steigkanals 612 zur Absaugung der Abwässer und Abluft herum ist eine ringförmig umlaufende Medienzuführung angeordnet, die ein Spülen der Küvetteninnenseite von oben nach unten ermöglicht (siehe Pfeile). Der Waschkörper 610 kann über entsprechende Magnetventile mit tensichaltiger Waschlösung aus der Bereitstellungseinheit 634, Spülflüssigkeit (beispielsweise deionisiertes Wasser) aus der Bereitstellungseinheit 630, oder mit komprimierter Luft aus der Bereitstellungseinheit 638 beschickt werden, welche über die unter Unterdruck stehende Abwassersammeleinheit 640 abgeführt werden, in dem diese über ein Magnetventil mit der unter Unterdruck stehenden Abwassersammeleinheit 640 zugeführt werden. Die Abwassersammeleinheit 640 besteht im Wesentlichen aus einem Sammelbehälter 730, der im Gasraum über der Flüssigkeit über einen Anschluss zu einer Vakuumpumpe 642 verfügt, die über ein Magnetventil mit dem Sammelbehälter 641 verbunden ist. Die gesammelten Abwässer können über ein Magnetventil 643 am Boden des Sammelbehälters 641 abgeführt werden und einer weiteren Abwasserbehandlung zugeführt werden.

[00125] Der Trockenstempel 620 besteht aus einem porösen luftdurchlässigen Material, und weist im Inneren einen nicht ganz bis zum Boden reichenden Längskanal 621 auf, welcher der Zuführung und Verteilung der komprimierten Luft durch die Wand des porösen Trockenstempels 620 hindurch in die Küvette 201 dient. Der Trockenstempel 620 schließt an der Unterseite des Fingers 605 nicht mit einer Dichtung ab, sondern steht im abgesenkten Zustand etwas über und bildet zwischen der Oberseite der Küvette 201 und Fingerunterseite einen umlaufenden Luftaustrittsspalt (siehe waagrechte Pfeile). Der Trockenstempel 620 kann über ein Magnetventil mit komprimierter Luft aus der Bereitstellungseinheit 638 verbunden werden.

BESCHREIBUNG EINES KÜVETTENWASCHVORGANGS

[00126] In einem die eigentliche Reinigung vorbereitenden Schritt wird der Waschkörper 610 in die zu waschende Küvette 201 abgesenkt und das Reagenzien/Probengemisch, welches sich nach der Analyse in der Küvette 201 befindet, über den zentralen Steigkanal 612 abgesaugt und der Abwassersammeleinheit 640 zugeführt.

[00127] In einem ersten Reinigungsschritt wird mit Waschlösung aus der Bereitstellungseinheit 634, Spülflüssigkeit aus der Bereitstellungseinheit 630 und schließlich komprimierter Luft aus der Bereitstellungseinheit 638 gespült, wobei diese Reinigungssequenz mit den genannten Medien mehrfach wiederholt werden kann, um die Reinigungswirkung zu verbessern.

[00128] Der Waschkörper 610 wird nun aus der gewaschenen, jedoch Restfeuchte enthaltenden Küvette 201 gehoben, und der Finger in y-Richtung bewegt.

[00129] In einem zweiten Reinigungsschritt wird nun der Trockenstempel 620 in z-Richtung in die Küvette 201 abgesenkt und mit trockener komprimierter Luft aus der Bereitstellungseinheit 638 für eine bestimmte Zeitspanne Luft an der Küvetteninnenseite vorbeigeblasen, wobei die hierfür benötigte Luft aus dem porösen Körper des Trockenstempels 620 gleichmäßig austritt, von unten nach oben an der Innenseite der Küvette 201 entlangstreicht, und am Schaft des Trockenstempels 620 austritt.

BEISPIELE: [00130] Der automatische Analysator gemäß Fig. 3 bis 5 arbeitet beispielsweise wie folgt:

[00131] Im Vorfeld einer Analyse, d.h. der Bestimmung eines Analyten Ax einer Analysenprobe Px stellt die Steuereinheit des Analysators aus den bekannten und vorher eingegebenen Informationen alle für die Analyse des Analyten Ax benötigten Daten zusammen (Analysenprotokoll, Positionen der Gefäße 921, 951a, 951b mit der Analysenprobe und mit den für die Analyse erforderlichen Reagenzien, Position einer freien Küvette 201 im Küvettenarray 200, Küvettentemperatur, Auswahl des Messablaufs, der Kalibrierdaten, der Mess- und Auswertealgorithmen).

BEISPIEL: EINZELANALYSE

Phase 1

[00132] Zu Beginn und während der Analyse wird die Temperatur der für die Analyse vorgesehenen Küvette 201 mittels der der Küvette 201 zugeordneten Thermostatisiereinheit 800 auf eine vorbestimmte Temperatur geregelt.

[00133] Von der ersten Pipettiernadel 301b1 des T-förmigen Pipettors 300b wird im Probenlager 920 aus einem ersten Probengefäß 921 eine vorbestimmte Menge einer ersten Analysenprobe aufgenommen und eine vorbestimmte Menge davon in eine freie Küvette 201 abgegeben. Im Anschluss an den Pipettiervorgang wird die Pipettiernadel 301b1 in der ersten Nadelwascheinheit 700b1 des Pipettors 300b gewaschen und bereitgestellt.

Phase 2

[00134] Von einer Pipettiernadel 301a1 des L-förmigen Pipettors 300a wird im Reagenzienlager 950a aus einem ersten Reagenziengefäß 951a eine vorbestimmte Menge einer ersten Reagenzflüssigkeit aufgenommen und eine vorbestimmte Menge in die Küvette 201 pipettiert. Danach werden die beiden Flüssigkeiten in der Küvette durch kurzzeitiges (wenige Sekunden) Einschalten der, der Küvette zugeordneten Mischereinheit 400 vermischt. Im Anschluss an den Pipettiervorgang wird die Pipettiernadel 301a1 in einer ersten Nadelwascheinheit 700a1 des L- förmigen Pipettors 300a gewaschen und bereitgestellt.

Phase 3

[00135] Abhängig vom jeweiligen Analyseprotokoll wird von der zweiten Pipettiernadel 301b2 des T-förmigen Pipettors 300b im Reagenzienlager 950b eine vorbestimmte Menge einer zweiten Reagenzflüssigkeit aus einem Reagenziengefäß 951b aufgenommen und davon eine vorbestimmte Menge in die Küvette 201 dispensiert. Danach wird der Inhalt der Küvette durch kurzzeitiges (wenige Sekunden) Einschalten der, der Küvette 21 zugeordneten Mischereinheit 400 vermischt. Im Anschluss an den Pipettiervorgang wird die Pipettiernadel 301b2 in der zweiten Nadelwascheinheit 700b2 des T-förmigen Pipettors 300b gewaschen und bereitgestellt.

Phase 4

[00136] Die Phase 4 beginnt mit den photometrischen Messungen an Küvette 201, in der Regel nach Abschluss der Phase 2.

[00137] Die optische Messeinheit 500 fährt das lineare Küvettenarray 200 periodisch ab und generiert beim Vorbeifahren ("on the fly") am Eintritts- 202 bzw. Austrittsfenster 203 der Küvette 201, - sofern vom Messprotokoll zum jeweiligen Zeitpunkt des Vorbeifahrens vorgesehen - einen Messwert. Alternativ dazu kann die optische Messeinheit 500 beim Vorbeifahren auch kurz anhalten und während des Anhaltens messen, um einen genaueren Messwert zu erhalten.

[00138] Während die chemische Reaktion in der Küvette 201 zwischen Probe und Reagenz abläuft, können in definierten Zeitabständen Messpunkte generiert werden. Abhängig vom jeweiligen Analyseprotokoll werden singuläre oder - bei kinetischen Messungen - zeitabhängige Messwerte bei einer oder mehreren Wellenlängen gewonnenen, und mit vorbekannten, der jeweiligen Analyse zugeordneten Referenz- und Kalibrierwerten, zu einem Konzentrationswert des Analyten verrechnet und angezeigt.

[00139] Abhängig von der Art der jeweiligen Analyse und Probe kann sich der Messvorgang insbesondere bei kinetischen Messungen - über sehr unterschiedliche Zeiträume von wenigen Sekunden bis in den zweistelligen Minutenbereich erstrecken.

[00140] Unmittelbar nach dem Abschluss der photometrischen Messung wird die Küvette 201 zum Waschen mit der Küvettenwascheinheit 600 freigegeben. Der Waschprozess mittels Küvettenwascheinheit 600 erfolgt umgehend nach Freigabe der Küvette, vorzugsweise zusammen mit mehreren benachbarten, ebenfalls zum Waschen freigegebenen Küvetten 201 und nach "frei

werden" der verfahrbaren Küvettenwascheinheit 600. Nach dem Waschen und Trocknen wird die Küvette 201 für die nächste Analyse bereitgestellt.

BEISPIEL: MULTIPLE ANALYSEN

[00141] Im Vorfeld der Durchführung multipler Analysen wird das Probenlager 920 mit den Proben P+: bis P, manuell oder automatisch beschickt. Die Art und Anzahl der für jede Probe P, durchzuführende Analysen A; bis A, wird in die Steuerung des Analysators 100 eingegeben. Gegebenenfalls werden die Reagenzienlager 950a, 950b mit den für die durchzuführenden Analysen erforderlichen Reagenzien beschickt oder nachbeschickt.

[00142] Für jede durchzuführende Analyse P,A,x werden die oben beschriebenen Phasen 1 bis 4 durchlaufen, jeweils beginnend mit der Phase 1.

[00143] Nachdem der Pipettor 300b in den Phasen 1 und 3 von der durchzuführenden Analyse P,Ax in Anspruch genommen wird, kann die Phase 1 der nachfolgenden Analysen P,Ax,1 bzw. P..1Ax erst nach Abschluss der Phase 1 und außerhalb der Phase 2 der laufenden Analysen beginnen, und zwar für so viele nachfolgende Analysen wie es "freie", d.h. nicht von anderen Analyseprozessen beanspruchte Küvetten, gibt.

[00144] Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es - im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen Systemen - dass nach abgeschlossener Messung eine Küvette umgehend gewaschen und für einen neuen Test bereitgestellt werden kann, ohne dass dadurch die Abläufe der noch laufenden Analyseprozesse nachteilig gestört werden.

Claims

Patentansprüche

1. Automatischer Analysator (100) zur Durchführung von chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen Analysen von flüssigen Proben, die in einem Probenlager (920) des AnaIysators vorliegen, unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in zumindest einem Reagenzienlager (950a, 950b) des Analysators vorliegen,

mit Küvetten (201) zur Aufnahme der flüssigen Proben und Reagenzien, wobei eine Vielzahl von Küvetten (201) als zumindest ein stationäres, lineares Küvettenarray (200) im Analysator angeordnet ist,

mit verfahrbaren und stationären Automatenkomponenten, zumindest umfassend:

* einen entlang einer durch das lineare Küvettenarray (200) definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführten Pipettor (300a, 300b), der mit zumindest einer Pipettiernadel (301a1, 301a2, 301b1, 301b2) ausgestattet ist, die in z-Richtung in die Küvetten (201) absenkbar ausgeführt ist und in einer auf die x-Richtung im Wesentlichen normal stehenden y-Richtung zwischen den Küvetten (201) und dem Probenlager (920) und/oder dem Reagenzienlager (950a, 950b) verfahrbar ausgeführt ist,

* eine Mischereinheit (400) zur Vermischung der Proben und Reagenzien in den Küvetten (201),

* eine in x-Richtung verfahrbar ausgeführte optische Messeinheit (500), welche - zur Gewinnung eines Messsignals - durch ein seitlich an der Küvette (201) angeordnetes Messfenster (202, 203) austretende Messstrahlung empfängt,

* eine in x-Richtung verfahrbar ausgeführte Küvettenwascheinheit (600) zur Reinigung der Küvetten (201),

* eine Nadelwascheinheit (700a1, 700a2, 700b1, 700b2) zur Reinigung der zumindest einen Pipettiernadel (301a1, 301a2, 301b1, 301b2), sowie

* eine stationäre Thermostatisiereinheit (800) zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur in den Küvetten (201),

wobei zumindest zwei Automatenkomponenten unabhängig voneinander entlang oder parallel zu der durch das lineare Küvettenarray (200) definierten Bewegungslinie in x-Richtung verfahrbar ausgeführt sind und jeweils Zugriff auf unterschiedliche Küvetten (201) oder Gruppen von Küvetten (201) in frei wählbarer Reihenfolge aufweisen.

2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Analysator (100) zwei unabhängig voneinander in x-Richtung verfahrbare Pipettoren (300a, 300b) aufweist.

3. Analysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Pipettor (300a, 300b) zwei unabhängig voneinander, parallel zueinander in y-Richtung verfahrbare Pipettiernadeln (301a1, 301a2, 301b1, 301b2) aufweist.

4. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelwascheinheit (700a1, 700a2, 700b1, 700b2) am Pipettor (300a, 300b) angeordnet und mit diesem verfahrbar ausgeführt ist.

5. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Messeinheit (500) ein entlang des linearen, stationären Küvettenarrays (200) verfahrbares Spektrometer (535) aufweist.

6. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermischung der Proben und Reagenzien dem gesamten Küvettenarray (200), bevorzugt einzelnen Gruppen von Küvetten (201), eine stationäre Mischereinheit (400), beispielsweise ein am Küvettenarray (200) angreifender Schwinggeber, zugeordnet ist.

7. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvettenwascheinheit (600) zur Reinigung der Küvetten (201) als verfahrbare Automatenkompo-

nente ausgeführt ist, die in jeder Waschposition auf eine Küvette (201) oder eine Gruppe von Küvetten, vorzugsweise auf zwei bis fünf nebeneinander angeordnete Küvetten (201), gleichzeitig Zugriff hat.

8. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermostatisiereinheit (800) zur Einstellung einer vorgebbaren Messtemperatur Heizfolien (891) umfasst, die einzelne Küvetten (201) oder Gruppen von Küvetten (201) thermisch kontaktieren und mit unterschiedlichen Temperaturniveaus beaufschlagbar sind.

9. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvetten (201) in einem bodennahen Bereich, vorzugsweise planparallel zueinander angeordnete, Ein- (202) und Austrittsfenster (203) aufweisen, die für die Eintritts- und Austrittsstrahlung bzw. Messstrahlung der optischen Messeinheit (500) durchlässig sind.

10. Verfahren zur automatischen chemischen, biochemischen und/oder immunchemischen AnaIyse von flüssigen Proben, die in einem Probenlager (920) eines Analysators vorliegen, unter Zuhilfenahme von flüssigen Reagenzien, die in zumindest einem Reagenzienlager (950a, 950b) des Analysators vorliegen, zur Ermittlung zumindest einer Analytkonzentration in der Probe, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Transferieren einer vorbestimmten Menge einer flüssigen Probe von einem Probengefäß (921) im Probenlager (920) in eine Küvette (201) eines stationären, linearen Küvettenarrays (200) mittels eines entlang des Küvettenarrays verfahrbaren, ersten Pipettors (300b);

- Transferieren einer vorbestimmten Menge einer Reagenzflüssigkeit von einem Reagenziengefäß (951a) des Reagenzienlagers (950a) in die Küvette (201) des stationären, linearen Küvettenarrays (200) mittels des ersten Pipettors (300b) oder mittels eines zweiten, unabhängig vom ersten verfahrbaren Pipettors (300a);

- Vermischen der Flüssigkeiten in der Küvette (201);

- gegebenenfalls Transferieren einer vorbestimmten Menge einer weiteren Reagenzflüssigkeit von einem Reagenziengefäß (951b) des Reagenzienlagers (950b) in die Küvette (201) des stationären, linearen Küvettenarrays (200) mittels des ersten oder des zweiten Pipettors (300a, 300b);

- gegebenenfalls nochmaliges Vermischen der Flüssigkeiten in der Küvette (201);

- photometrische Vermessung des Inhalts der Küvette (201) mittels einer entlang des Küvettenarrays (200) verfahrbaren optischen Messeinheit (500); und Ermittlung zumindest eines Messwertes;

- Waschen und Trocknen der Küvette (201) mittels einer entlang des Küvettenarrays (200) verfahrbaren Küvettenwascheinheit (600); sowie

- Bereitstellen der Küvette (201) für eine nachfolgende Analyse.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen