DE1498959A1

DE1498959A1 - Automatisches Analysiergeraet

Info

Publication number: DE1498959A1
Application number: DE19631498959
Authority: DE
Inventors: Hans Baruch
Original assignee: Warner Lambert Pharmaceutical Co
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1962-07-02
Filing date: 1963-07-02
Publication date: 1969-01-02
Also published as: USRE26055E; GB1029989A; US3192969A; DE1498960A1; GB1051716A; DE1498960C3; DE1498960B2

Description

Automatisches Analysiergerät

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysiergerät und insbesondere ein Gerät, welches zur Handhabung und Behandlung flüssiger Proben gemäß üblicher analytischer Verfahrensabläufe geeignet ist.

Bei vielen chemischen Analysen ist die Behandlung einer großen Anzahl von Proben ähnlicher Art erforderlich. Die wiederholte Aueführung ähnlicher Arbeitsgänge bietet sich einer automatischen Ausführung an. Die Verwendung einer automatischen Analyaierungeanlage kann *u wesentlicher Zeitersparnis für die Bedienungsperson führen und hat weiter den Vorteil, daß die Genauigkeit der Beatimmungen durch Verringerung der Fehlermöglichkeiten gesteigert wird.

80 9 901 /0S7..4

Die auszuführenden Handhabungen bei der Ausführung von Analysen können relativ einfach oder ziemlich kompliziert sein. Es ist erwünscht, die komplizierten Arbeitsgänge ebenso wie die vergleichsweise einfachen in einem automatischen System auszuführen. Somit sollte die Behandlung der Probe genau und automatisch ausgeführt werden, d. h. die vorbereitenden Schritte, welche erforderlich sind, um eine gewünschte meßbare körperliche Änderung der Probe, wie eine genaue Messung vorherbestimmter Probenmengen, zu bewirken, die Hinzufügung genauer Mengen von Verdünnungsmitteln oder Reagenzien oder sonstiger Stoff·, die Aueführung von Handhabungsfunktionen an der Probe, wie Filterung, Rühren usw., und die Steuerung der physikalischen Umgebung der Probe. Während dieser Arbeitsgänge sollten die Proben in einer

in
gewünschten Aufeinanderfolgt der Weise gehalten werden, daß eine bestimmte Probe zu jeder Zeit identifiziert werden kann· Die einzelnen Proben sollten gegen gegenseitige Verunreinigung (cross-contamination) geschützt sein.

Es ist weiter wünschenswert, ein Gerät zu schaffen, welche* von einer Bauart ist, die die Verwendung verschiedener Arten von Proben-Behandlunge- und Meßgeräten gestattet, wodurch da» Grundgerät leicht und schnell von einer Analjeenart in eine andere umgewandelt werden kann.

Das Gerät gemäß der Erfindung führt wiederholte Folgen Ton analytischen Verfahrens gangen an Jeder Probe in ολτ Weise au·,

80990T/0574

daß jede Probe genau die gleiche Behandlung wie die anderen Proben erfährt. Um die gewünschte Vielseitigkeit zu gewährleisten, ist das Gerät so ausgebildet und programmiert, daß genau gesteuerte, aber einstellbare Zeitperioden gebildet werden, in denen die chemischen Reaktionen und andere Verfahrensschritte ausgeführt werden. Das wird dadurch herbeigeführt, daß die Proben in einer Reihe entlang der vorherbestimmten Wegstrecke in einer unterbrochenen Bewegung vorrücken, so daß jede Probe an einer Station ankommt, an dieser Station während einer vor-• herbtstimmten Zeit stillsteht und sich dann zu der nächsten Station bewegt, wobei der gesamte Zyklus in seiner Dauer durch einen Hauptzeitgeber genau gesteuert ist. Die Einstellung der Zeitperiode, während welcher die Probenbehandlungen ausgeführt werdtn, wird geometrisch durch die relative Anordnung der Beaandlungseinrichtungen und der Meßeinrichtungen erreicht, indem die Anzahl der Stationen dazwischen anwächst oder abnimmt. Auf diee« Weise kann irgendeine Zeltperiode, welche ein Vielfaches der Zeiteinheit der Probenbewegung ist, gewählt werden.

■ Bas Materialhandhabungs- und Überführungsgerät ist so ausgebildet, daß die besondere behandelte Probe nicht durch Rückstände **' "ven^jroraergehenden Proben verunreinigt wird, die automatische '■ 'tfrntur des Gerätes macht diese Maßnahme wesentlich für ein rich-'tijLges Arbeiten.

80 9 901/0574

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht, welche die verschiedenen Fördereinrichtungen gemäß der Erfindung und die Art, in der diese koordiniert werden können, um eine Reihe von Blutprobenbestimmumgen auszuführen, veranschaulicht,

Fig. 2 einen schematischen, teilweise geschnittenen Aufriß, welcher einen zur Strömungsmittelhandhabung bestimmten " Teil des Gerätes gemäß der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 3 einen schematischen, teilweise geschnittenen Aufriß, welcher ein weiteres Teil des Gerätes gemäß der Erfindung zur Handhabung eines Strömungsmittels zeigt,

Fig.Λ einen Querschnitt nach Linie 4—*l· in Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Zusammenwirkung der verschiedenen Fördereinrichtungen zur Ausführung einer vollständig automatischen Analyse und

Fig. 6 ein schematisches Schaltdiagramm der Mittel zur Betätigung der einzelnen Bestandteile in einer gewünschten Zeitfolge.

809 901/0574

Das automatische Analysengerät gemäß der Erfindung

in
umfaßt eine Reihe von gleichem Abstand angeordneten gesonderten Proben, Behandlungseinrichtungen zur Ausführung einer Änderung einer körperlichen Eigenschaft jeder Probe gemäß einem Bestandteil derselben, Meßeinrichtung zur Bestimmung einer derartigen Änderung, zeitlich gesteuerte Antriebseinrichtungen zur Ausführung einer Relativbewegung der Behandlungsund Meßeinrichtungen bezüglich der Reihe von Proben und Mitteln zur Anbringung der Behandlungs- und Meßeinrichtungen in einstellbarer AbstandsbezÄiehjiung in Bezug aufeinander, um die Zeitdauer, während der jede Probe der Behandlung unterworfen ist, wahlweise ändern zu können.

8099 0 1/0574

Nach, der Zeichnung werden die Proben 11 von Fördereinrichtungen 12, 13 xind 14 getragen, welche so ausgebildet sind, daß sie Reihen von in gleichem Abstand gesondert angeordneten Proben entlang einer vorbestimmten Wegstrecke befördern können. Diese Wegstrecke kann geradlinig, kreisförmig, bogenförmig oder sonstwie gekrümmt sein. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gerät rücken die Probenreihen in der Fördereinrichtung 12 entlang einer geraden Linie vor und werden selektiv auf Hingförderer 13 und überführt, welche entlang von Kreisen sich erstreckende Reihen von Öffnungen für die Proben aufweisen.

Vorzugsweise erzeugen ein Antrieb 16 für die Fördereinrichtung 12 und Antriebe 17 und 18 für die Fördereinrichtungen 13 und eine intermittierende Bewegung der Proben entlang der erwähnten Wegstrecken, d. h. eine von Stillstandsperioden unterbrochene Bewegung. Die Antriebe 16, 17 und 18 können von irgendeiner geeigneten Art sein. Zum Beispiel besteht der Antrieb 16 für die lineare Fördereinrichtung 12 zweckmäßigerweise aus einem Elektromotor 19, welcher eine Kette 21 antreibt, die mit Blöcken 22 in Eingriff steht. Die Blöcke 22 sind mit den erwünschten, die Proben enthaltenden Ausnehmungen versehen.

Die Antriebe 17 und IS für die Ringförderer 13 und 14 können zweckmäßigerweise aus Elektromotoren 23 bestehen, welche durch abwechselnden Eingriff von Stiften 27 und 28 in Schlitze 29,

8 09901/0574

welche im Umfangrand eines Drehtischteiles 31 ausgebildet sind, Drehtische 24 und 25 in Drehbewegung versetzen.

Bei der Auswahl der Fördereinrichtungen wird die eine Linearbewegung hervorrufende Fördereinrichtung 12 im allgemeinen bevorzugt, wo das die Proben über die einzelnen Probenstationen befördernde Gerät zwischen den Proben irgendeine Reinigung oder Renovierung erfordert. Die Kreisbewegung wird vorgezogen, wo die Probenstationen automatisch gereinigt werden und keine zugeordnete Probenausrüstung erfordern, die eine Reinigung und/oder Ersetzung von Teilen benötigt.

Die Fördereinrichtung 12 umfaßt mehrere Probenhalteblöcke 22, von denen jeder eine Reihe oder Gruppe von Reihen von Probenbehältern in Form von Ausnehmungen32 enthält. Drei sich längserstreckende Reihen von Ausnehmungen 32 sind parallel zueinander mit Abstand angeordnet. Die Blöcke 22 sind hier besonders angepaßt, um die Proben aufzunehmen, eine abgemessene Probenmenge und ein Fällungsreagenz zusammenzutun und die durch das Reagenz gebildete Ausfällung zu filtern, um in den Probenbehältern in einer Reihe 94 ein FiItrat zu bilden. Auf diese Weise wird ein Filtrat einer Probe gebildet, aus dem ein oder mehrere Komponenten entfernt wurden. Zum Beispiel können auf diese Weise Blutproben behandelt werden, um das Protein zu entfernen.

Der Aufbau des Filterblockes 22 ist Gegenstand der USA-Patent-

80990-1/0574

anmeldung 207 122 vom 2. Juli 1962.

Im allgemeinen werden die Filterblöcke 22 entlang der fördereinrichtung durch eine Kette 21 bewegt, wobei die unteren Ränder der Blöcke auf Rollen 33 laufen. Die Blöcke werden im allgemeinen an einem Ende der Fördereinrichtung mit den Proben an einer Stelle beladen, welche dann an dem entfernten Ende der Fördereinrichtung abgenommen werden, nachdem sie durch die letzte Einrichtung der Anlage hindurchgelaufen sind. Die Blöcke werden dann gereinigt und mit neuen Filtern versehen, so daß sie für neue Durchgänge durch das Gerät bereit sind. Ein typisches Gerät zur Beförderung der Filterblöcke durch die zugehörige Anlage ist in der TJSA-Patentamneldung 207 Ί23;

beschrieben.

Die Kreisförderer 13 und 14. sind ähnlich, aufgebaut und umfassen Drehtische 24- oder 25, welche gemäß einer zeitlich vorgegebenen Bewegung durch die Antriebe 17 und 18 in Umlauf versetzt werden. Die Drehtische besitzen hier eine äußere kreisförmige Reihe von Probenbehältern 26a sowie eine innere kreisförmige Reihe von Probenbehältern 26b. Dem Drehtisch sind außerdem Sonden 34- sowie Überführungsvorrichtungen zugeordnet, welche die Proben zwischen den Fördereinrichtungen bewegen. Eine nähere Beschreibung der Drehtischantriebe findet sich in

809901/05 7 4

der USA-Patentanmeldung 207 121 vom 2. Juli

Eine typische ÜberfühiTmgsvorrichtung 15» welche gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Wie dort dargestellt ist, umfaßt die Vorrichtung eine Sonde oder Pipette 34, .welche an einem beweglichen Teil 36 beweglich angebracht ist, Pumpen 37 und 38, einen Reagenz- oder Verdünnungsmittelbehälter 39 und Ventile 4-1, welche eine Verbindung von den Pumpen zu entweder einer Druckleitung 42 oder einer Unterdruckleitung 43 herstellen. Das Ventil 41 kann von irgendeiner Art sein; es muß jedoch in der Lage sein, die Stellung einzunehmen, bei der sich die Ventilblöcke 44 und 46 in der in Fig. 2 dargestellten Lage befinden, und außerdem so bewegt werden können, daß es die in Fig. 2 gestrichelt angedeutete Lage einnimmt. Ein typisches Ventil und eine Einrichtung zur Betätigung desselben ist in der USA-Patentanmeldung 183 vom 29. März 1962 ifcrieaxtamämxRack^
beschrieben.

Zwei Pumpen 28 und 29 sind ähnlich aufgebaut und können mittels Luftdruck oder Vakuum betätigt werden, wobei der Luftdruck jede der Pumpen veranlaßt, einen Kolben oder stempel in der einen Richtung zu bewegen, und wobei der Unterdruck bewirkt, daß der Kolben sich in.entgegengesetzter Richbung verschiebt. Jede Pumpe besitzt ein Gehäuse 47 mit Kammern 43 und 49, wobei die

BAD ORIGINAL

809 9 0 1/0574·

Kammern 49 die Betätigung eines Kolbens 51 bewirken, welcher nach unten eine Verbindung in eine Kammer 48 herstellt und die Förderung von Flüssigkeit in die und aus der Kammer in Abhängigkeit von den Ventilstellungen in den zugeordneten Leitungen sicherstellt.

Um das in die Kammern 48 aufgenommene Flüssigkeitevolumen genau einzustellen, sind Anschläge 52 vorgesehen, um die Bewegung des Kolbens 51 zu begrenzen. Um die Anschläge 52 einzustellen, wird eine gerändelte Schraube 53 gedreht, welche die Anschläge 52 durch eine abgedichtete Gewindeverbindung in dem Gehäuse 47 hindurch gemäß Fig. 2 bewegt. Die Einstellung kam an einer geeigneten Lehre 54· genau abgelesen werden, welche einen nichtdargestellten Nonius oder irgendeine andere übliche Meßskala zur Herstellung einer genauen Anzeige umfassen kann.

Bei Betrieb der überführungsvorrichtung wird die Sonde 34 in dl· in !ig. 2 dargestellte Lage gebracht, bei der Flüssigkeit aus der Sonde in einen Aufnahmebehälter 56 gegeben wird. Diese Abgabe wird dadurch bewirkt, daß unter Druck stehende Luft durch die Leitung 42 eingelassen wird und durch die Leitungen 57 und 58 zu den Kammern 49 gelangt und die Kolben 51 abwärtsdrückt. Dadurch wird das Volumen der Kammern 48 verringert, so daß Flüssigkeit aus der oberen Kammer 48 durch die Leitungen 59 und 61 über die unsere Kammer 48 fließt. Der Stoff in den oberen

BAD ORIGINAL

8 0 9 9 0 1 / 0 5 7 4

und unteren Kammern 48 fließt dann über die Leitung 62, wie oben erwähnt, durch die Sonde aus. Das "bewegliche Teil 36 bewegt die Sonde dann so, daß sie die nächste Probe aufnimmt.

Wenn die Probe durch die Sonde aufgenommen ist, wird ein Eeagenz oder ein Verdünnungsmittel ebenfalls in die obere Kammer 48 der für diesen Zweck vorgesehenen Pumpe 37 aufgenommen, Das geschieht durch Bewegung des Ventiles 41 in der Weise, daß der Bock 46 und seine Kanäle sich in der gestrichelt dargestellten Lage befindet. Die Leitung 57 steht dann über dem Kanal 63 mit der Saugleitung 43 in Verbindung, während die Druckleitung 42 über den Kanal 64 mit der Atmosphäre verbunden ist. In ähnlicher Weise verbindet der Kanal 66 die Leitung 59 mit der Leitung 67» welche zu dem Behälter 39 führt. Bei mit Unterdruck verbundener Leitung 57 werden die Kolben 51 nach oben gedrückt. Dadurch zieht die obere Kammer 48 das Eeagenz oder Verdünnungsmittel aus den Behältern über eine Leitung 59 und eine damit in Verbindung stehende Leitung 67· Die untere Kammer 48 zieht eine Probe in die Sonde, da die Flüssigkeit in der Leitung 62 zurückgezogen wird.

Die Leitung 61 ist während dieses Arbeitsganges verschlossen, so daß kein Verdünnungsmittel oder Eeagenz in Verbindung mit ■ der unteren Kammer steht. Das System ist geeignet, eine Probe und ein Verdünnungsmittel oder ein Eeagenz in genau abgemessenen

80 99 0"1/0-5 74

Mengen aufzunehmen und abzugeben, wobei das Reagenz oder das Verdünnungsmittel der Probe folgt, so daß die Sonde für den nächsten Arbeitszyklus sauber gespült wird. Alternativ kann ein System verwendet werden, welches geeignet ist, eine Übermenge einer Probe aufzunehmen und einen genau abgemessenen Bruchteil davon abzugeben, wobei die übermenge der Probe dazu dient, die Sonde auszuwaschen, bevor der abgegebene Teil der Probe aufgenommen wird. Das letztere System ist besonders geeignet, wo die Zufügung eines Verdünnungsmittels oder eines Reagenzes nicht erwünscht ist. Ein geeignetes System zum Auswaschen einer abgemessenen Menge eines Reagenzes oder Verdünnungsmittels ist im einzelnen in der USA-Patentanmeldung 207 111 vom 2. Juli 1962 (deutsche Patentanmeldung gleichzeitig mit dieser einger.) beschrieben. Ein typisches Gerät zum Auswaschen mit einer zusätzlichen Probenmenge ist in der USA-Patentanmeldung 207 vom 2. Juli 1962 (deutsche Patentanmeldung gleichz.m.d.einger.) beschrieben. Das Äußere der Sonde sollte hydrophob sein. In diesem !"all ist es oft nicht erforderlich,, die Außenseite der Sonde zu reinigen. Ein Spülen der Sonde zwischen den Proben könnte jedoch gegebenenfalls vorgesehen sein.

In Pig. 3 ist eine Flüssigkeit-Abgabevorrichtung 68 dargestellt, welche teilweise der Vorrichtung nach Fig. 2 ähnlich ist. Die Vorrichtung 68 umfaßt eine Pumpe 71 j welche im Aufbau den Pumpen 37 und 38 ähnlich ist. Sie enthält weiter einen Reagenzbehälter

809901/0574

72 und ein Ventil 73, das ähnlich dem Ventil 41 nach JJ¹Ig. 2 ist.

Da das Ventil 63 und die Pumpe 61 ähnlich wie das Ventil 32 und die Pumpen 28 und 29 nach i'ig. 2 ausgebildet sind, wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen; ähnliche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es könnten auch andere Pumpensysteme verwendet werden; für bestimmte Anwendungen konnten auch andere Reagenzabgabevorrichtungen geeignet sein. V/o jedoch genaue Volumina abgegeben werden sollen, wird ein Gerät bevorzugt, das in seinen Leistungen dem in i'ig. 3 dargestellten entspricht, bei dem das abgelieferte Volumen an der Lehre 54 sorgfältig eingestellt werden kann, um den Hub des Kolbens 51 undsomit die volumetrische Verschiebung des-Kolbens 51 in der Kammer 48 einzustellen.

Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 51 ist durch die Einstellung der Stellschrauben 7^- gemäß den Marken auf der Lehre 5^ bestimmt. Auf diese Weise werden genau abgemessene Volumina der Reagenzien in die Kammern 48 gebracht und von dort durch die Sonden 34 oder 69 entsprechend der Einstellung der Ventile 41 oder 73 abgegeben.

Im allgemeinen kann irgendeine überführungsvorrichtung verwendet wurden, welche die erforderliche Bewegung zur Sonde hin bewirken

BAD ORIGINAL

8 0 <J 9 0 1 / 0 Π 7 /,

kann. Bestimmte Bauarten zur Auslösung dieser Bewegung wurden entwickelt, und alle oder ein Teil dieser Vorrichtungen können verwendet werden. Eine typische Vorrichtung dieser Art ist in der USA-Patentanmeldung 61 206 vom 7- Oktober 1960 (deutsche Patentanmeldung R 31 228 IXb/4-2 1) beschrieben. Wie hier gezeigt, wird die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Sonde von einem beweglichen Teil 36 dadurch übertragen, daß das Teil aus der dargestellten Lage durch Betätigung von Hebeln 76 in die lage bewegt wird, welche strichpunktiert dargestellt ist. Die Hebel 76 bewegen ihrerseits das bewegliche Teil über einer Manschette 81. Der Hebel 76 kann zweckmäßigerweise durch einen Motor 77 mit eiae r Exzenterobertragung 78 zu einer Hin- und Herbewegung veranlaßt werden.

Die Drehbewegung der Sonde kann durch irgendeine bekannte Vorrichtung 79, welche eine Drehbewegung liefert, hervorgerufen werden. Die Vorrichtung 79 steht dabei in wirksamer

Verbindung mit der Manschette 81· Alternativ kann eine weitere seitliche Bewegung der Sonde vorgesehen sein, z. B. eine Querbewegung, welche durch Gleitbefestigung des beweglichen Teiles 36 auf einer Führungsbahn erhalten werden kann, wobei die seitliche Bewegung durch einen üblichen Nocken hervorgerufen wird, der durch einen Motor mit bestimmter Drehzahl in Uialauf versetzt wird. Die Drehbewegung der Sonde wird dort vorgezogen, wo diese auf einem ßingförderer gemäß fig. I angeordnet ist.

BAD ORIGINAL

80990 1/0574

Um die Arbeitsweise des Systems der kombinierten Fördereinriehtungen nach Fig. 1 zu veranschaulichen, wird die Behandlung einer Blutprobe beschrieben, während diese die verschiedenen Teile der dargestellten Anlage durchläuft. Die Blutprobe wird in eine Gruppe von Probenbehältern in der Reihe 82 eingesetzt. Die verv/endete Zahl hängt von der Zahl der erforderlichen Analysen ab. Wenn z. B. zwei Proben noch in der Blutform analysiert werden sollen und zwei Bestimmungen bei Serum durchgeführt werden, werden vier der Ausnehmungen 32 in der Reihe 82 gefüllt. Die Proben des Blutes, an denen eine Messung vorgenommen werden soll, passieren die Überführungsvorrichtung 68a unbeeinträchtigt, während die Proben, welche nach Komponenten im Serum analysiert werden sollen, durch die Überführungsvorrichtung 68a von der Reihe 82 in die Reihe 83 überführt werden.

Die Überführungsvorrichtung 68a ist ähnlich wie die in S¹Ig. 2 dargestellte aufgebaut; jedoch ist das bewegliche Teil 36, das die Sonde 34 trägt, mit einem Querbewegungs-lreiheitsgrad versehen, was durch den Pfeil 84 angedeutet ist. In der Reihe 82 wird ein Reagenz hinzugefügt, welches koaguliert oder Proteinstoff ausfällt und eine proteinfreie Blutserumprobe zurückläßt. Die in der Reihe 83 angeordnete Probe bleibt unbeeinflußt, während die'Proben von Station zu Station bewegt'werden, bis die Proben die Überführungsvorrichtung 36 erreichen. Zu dieser Zeit ist das Protein so weit koaguliert, daß die !Filtration

8039 01/0 5 74

ausgeführt werden kann.

Die Überführungsvorrichtung 86 bewegt die trübe Ausfällung von der Reihe 83 in die Reihe 87, wo die Filtration ausgeführt wird. Die Überführungsvorrichtung besitzt einen beweglichen Träger 88, welcher ein Rohr 89 in Form eines umgekehrten U trägt, das bis zum Boden der Ausnehmungen der Reihe 83 reicht und mit seinem anderen Ende in eine der Ausnehmungen der Reihe 87 führt. Die Vorrichtung umfaßt weiter eine Druckkappe 91» welche dicht in das obere Ende der Ausnehmungen der Reihe paßt. Wenn Luftdruck durch die Kappe hindurch angelegt wird, wird die Probe durch das Rohr in die Reihe 87 gedrückt. Gegebenenfalls können andere Mittel verwendet werden, um diese Überführung auszuführen. Die dargestellte Vorrichtung arbeitet jedoch außerordentlich zufriedenstellend. Aus der Reihe 87 gelangt die Flüssigkeit durch ein Filter 92 am Boden der Ausnehmungen der Reihe 87 durch Kanäle 93 abwärts in die Ausnehmungen einer Reihe 94-· Somit bleiben die Blutproben bei der Förderung in der Reihe 82, während die entproteinisierten Blutproben in die Reihei94· überführt sind.

Da die Proben linear befördert werden, gelangen sie zuerst zu der Überführungsvorrichtung 15&, welche der Fördereinrichtung 13 zugeordnet ist. In dieser Vorrichtung werden Überführungen des reinen Blutes von der Reihe 82 der Fördereinrichtung 12 in die äußere Reihe 26a des Drehtisches 24 der Fördereinrichtung

809901/0574

13 ausgeführt. Jede Blutprobe wird hier gegebenenfalls bei gesteuerten Temperaturen während einer bestimmten Zeit durch Wärme und/oder durch Zufügung eines von einer der Sonden ,#4 benötigten Reagenzien behandelt.

Die Sonden 94 sind in der Nähe der Mittelachse des Drehtisches angeordnet, um eine Verbindung mit einer Anzahl von Stationen in den Reihen 26a oder 26b herzustellen. Die Anzahl der Sonden kann veränderlich sein, so daß sie den besonderen erwünschten Analysenverfahren angepaßt ist. Eine derartige Blutprobe wird um die Reihe 26a herumbefördert, bis sie die Überführungsvorrichtung 15b erreicht, wo sie gegebenenfalls zu der inneren Reihe 26b überführt wird. Nach geeigneter Behandlung wird die Blutprobe durch eine der Sonden #4 zu einem Meßgerät, z. B. einem Kolorimeter gepumpt, wo eine Endmessung und -bestimmung der gewünschten Komponente stattfindet.

Die Blutproben, welche entproteinisiert wurden, laufen an der !Fördereinrichtung 13 vorbe.i und setzen ihren Weg fort, bis sie di· Überführungsvorrichtung 15c der Fördereinrichtung 14 erreichen. Bei der Fördereinrichtung 14 werden die Proben mit Sonden 94 und anderen Einrichtungen entsprechend den vorein- geeteilten Programm der verschiedenen in die Einrichtung ge brachten Proben behandelt, wie das oben anhand der Fördereinrichtung 13 beschrieben wurde. Die behandelten Proben werden

809901/0 574

dann in eine geeignete Meßvorrichtung für die Endanalyse abgtgeben.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, bildet die beschriebene Kombination von Fördereinrichtungen ein automatisches System, bei dem die Proben während des gesamten Verfahrens analysiert werden* Die Proben durchlaufen zunächst die lineare Fördereinrichtung, wobei bestimmte Proben entproteinisiert werden. Beide Probenarten laufen dann durch die Ringf ördertr, wo weiter· Reagtmien und/oder Wärme hinzugefügt werden. Von dort werden die Proben zur Messung an Kolorimeter überführt* Diese Messungen werden von einem Digitalschreiber aufgenommen, um jede Bestimmung jttd·? der Blutproben darzustellen.

Gemäß der Erfindung wird eine genaue Steuerung der chemischen Reaktionszeiten und anderer Behandlungsverfahren rein dadurch ausgeführt, daß die verschiedenen Sonden von einer Station au* nächsten wandern. Auf diese Weise kann die Länge der 2*it, " während der jede Probe einer Behandlung unterworfen ist, -all#ij$.i^!? dadurch gewählt werden, daß die Sonden so bewegt werden, d»fl f; die Anzahl der dazwischenliegenden Stationen eich ändert· Ηΐ·Γ«ιι ist es notwendig, daß die Proben von einer Station sur nächeten in gleichen Zeitabschnitten bewegt werden, d. h. daß die 2«i%-periode von dem Augenblick, wo die Probe in ein· ntu· Station bewegt wird, bis zu dem Moment, in dem sie in di· nichat·

BAD ORIGiNAL 809901/0574

Station übergeführt wird, genau die gleiche Dauer haben muß, wie irgendeine entsprechende Zeitperiode.

Eine geeignete Steuerung der beschriebenen Zeitabschnitte kann durch einen Hauptzeitgeber 101 und eine Betätigungseinrichtung 102 zur Betätigung der Förderantriebe 17» 18 und 19 und der verschiedenen Bshaadlungs- und Meßvorgänge herbeigeführt werden, um den Betrieb in der gewünschten Folge ablaufen zu lassen. Der Hauptzeitgeber 101 erzeugt zeitlich genau bestimmte Signale zur Auslösung Jedes Zyklus oder Jeder Arbeitsfolge. Die Einrichtung 102 gewährleistet^ daß die verschiedenen Vorrichtungen ihre Arbeitsgänge zu den richtigen Zeiten während Jedes Zyklus vollenden. Der Hauptzeitgeber 101 kann von irgendeiner geeigneten Art eein, welche ein mechanisches oder ein elektrisches Signal in Intervallen von genau gleicher Dauer liefert. Bei dem in Jig. 6 schematisch dargestellten Schaltkreis wird ein Zeitgeber verwendet, welcher in gleichen Abständen elektrische Impulse erzeugt.

Die Betätigungeeinrichtung 102 kann Begrenzungsschalter, Hilfszeitgeber oder andere Vorrichtungen zur Betätigung der Bestandteil· in der gewünschten Folge enthalten. Wie dargestellt, um_ faßt die Einrichtung 102 einen Drehstufenschalter mit einem Bynchron-Antriebsmotor 103 zur Drehung eines Schaltarmes 104 über eine gewünschte Anzahl von Kontakten A bis I« Diese Kontakte

809901/0574

-.20

liefern die Startsignale für die Antriebe der verschiedenen Bestandteile.

Im Betrieb löst der Impuls aus dem Hauptzeitgeber 101 den Stufenschalter-Motor 103 sowie die Förderer-Antriebe 17i 18 und 19 aus. Die letzteren bewegen die Proben zu der nächsten Station und halten die Förderer dann an, bis der nächste Impuls von dem Zeitgeber 101 empfangen wird. Die Bewegung der Proben findet statt, während der Stufenschalterarm 104 sich von dem Kontakt I bis zum Kontakt A-bewegt. Die Betätigung der verschiedenen Uberführungs- und Behandlungsvorrichtungen erfolgt normalerweise, während die Fördereinrichtungen stillstehen.

Wenn der Schaltarm 104 den Kontakt A erreicht, wird ein Startsignal für die Steuereinrichtung des Motors 77 übertragen, welcher über den Exzenter 78 und den Hebel 76 die Sonde in die Probe senkt. Sobald das geschehen ist, bewirkt ein Rückkehrsignal, z. B. von einem Begrenzungeschalter oder einem Hilfezeitgeber, daß der Schaltermotor 103 den Arm 104 au Kontakt B ■· bewegt. Dieser Kontakt liefert ein Signal für die Steuereinrichtung eines Antriebsmotor 106, der das Ventil 41 betätigt. Dadurch wird die flüssige Probe in die dargestellte Sonde gezogen. Auf diese Weise rückt der Schaltarm 104 entlang der Kontakte vor und bewirkt die Hebung der Probe, die Drehung der selben in eine andere Probenstation, die Senkung 4er Sonde, 41·

809901 /0574

Abgabe der Probe, die Hebung der Sonde und die Rückkehr derselben in die ursprüngliche Lage. Natürlich ist der besondere hier beschriebene Zyklus nur eine von vielen Programierungsmöglichkeiten, welche nach Bedarf ausgewählt werden können. Sehr wirksame Arbeiten des Gerätes mit den besonderen ausgewählten Fördereinrichtungen werden durch di e Verwendung eines HauptZeitgebers gewährleistet, welcher bezüglich der Dauer der gleichen Zeitabschnitte zwischen den Auslöseimpulsen einstellbar ist. Der Zeitdauer-Steuerknopf 109 kann so gedreht werden, daß die Zeitdauer abnimmt, so daß genügend Zeit für die verschiedenen Arbeitsgänge eines Zyklus zur Verfügung steht.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß eine Gruppe von Fördereinrichtungen vorgesehen ist, welche verschiedene Behandlungen von Blutproben oder anderen Proben ausführen können, die bei anderen biologischen oder sonstigen chemischen Analysen gebraucht werden können. Biese Fördereinrichtungen könnm einige

der schwierigeren bei Analysen verwendeten Handhabungsschritte, wie Filtration, Erwärmung, Ausfällung, Hinzufügung freier Eeagenzien, längere Erwärmung, ausführen. Dies© komplizierten Arbeitsgänge werden mit einem vergleichsweise einfachen Aufbau automatisch ausgeführt, wobei der Aufbau jedoch alle Vorteile einer automatischen Anlage im Hinblick auf die Gleichförmigkeit des Betriebs und die anderen vorstehend beschriebenen Vorteile aufweist.

Patent ansprüche:

809901/0574

Claims

Patentanspruch«

1. Ger3t tür autoafttischen Ausfuhrung analytischer Verfahrene-•chrltt·, gtktsniilehnit durch «In· Reih· Ton in glelohea Abstand angeordneten gesonderten Proben, Behandlunffselnrlchtungen sur Herbeiführung eln«r Änderung einer körperlichen Eigenschaft Jeder Prob· steil β ein·» Bestandteil davon, MeBeinriehtungen sur Bestiraung der Änderung einer körperlichen Eigenschaft jeder Prob·* »eitiich gesteuerte Antrieb· iur Ausführung einer relativen Bewegung der Behandlung·- und MeBeinrichtungen betüglieh der Reih· Ton Proben in gleichen Entfernung·- und Zeitabschnitten und Kittel sur Anbringung der ß«handl\ege- «aA Meleinriohtun -en in einstellbare« Abstand su«i*an4«r, ua dl· 1Λχψ· dew Zeit, während der Jede Pro«· d«r Behandlung unterworfen l*t₉ wahlweise Indern su kSnnen.

2. Gerlt naoh Anspruch 1, dadurch geken dafl die seitlieh gesteuerten Antrieb· eine Relatirbewegung swisehwn den B«handlungs- und Meeeinriehtu»- gen besOgllch der Reihe ron Proben Ib glelehea £sttfei und Zelt abschnitt en h«rbelfükr«n·

809901/057A

BAD ORIGINAL

ν"»

J. Gerat nach den iinfcprüchen 1 und 2, gekennseleh~ a · t durch yurdereinrlchtuncexi tun transport einer i<eihe τοπ in gleichen Abstand angeordneter gesonderten Proben ent-

lang einer Meg·trecke, «it den Fördereinrichtungen verbundene Antriebe sub £leichselti_t,en Vorschieben der lroben üb gleiche Äitferniin ,eabtcnni tte in gleichen Zeitabschnitten, ~ehand-IUn₁-Seiarlcutu2*ft, zur Ausführung einer Änderung: in einer körperliche!« jJLgenuchaft jeder l'robe gemäß eines lieetsnüteil davon, uoiisinricbtungen cur üestimaung der Änderung einer körperlichen Ligensehaft Jeder Probe und Mittel tür Umstellung der Behandlungs einrichtungen und der JteAelnriohtungen en gewünschten Stationen entlang der ftegftrecke der iroben, wodurch die Zeitdauer« «Khrend der jede Probe der Behandlung unterworfen wird, wahlweise verändert werden kenn.

4· Gerät nach den AnsprUeben 1 bis 5» gekennsoich-B e t durch Betatl^ungseinziehtungen tür Betätigung der Antriebe· 4er Behandlun^^seinrichtungen und der Weütlnricntungen« um eine sjrkllsohe Arbeltaweise in der gewüntehten folge herbeizuführen, einen Zeitgeber, welcher Bit den Be-%i%li-.uB£*elnilehtungen verbunden und ao ausgebildet ist« dal ·» Ib glelehen leltabetinden Auslttaeslgatle für die letktlfwAgselnrichtuni en sur Auslösung der Folge aussendet, und tine Steuerung für die wahlweise Einstellung der Lunge der Seltperlo4e*i awlaccen den in fcleiohe« Abstand angeordnetem

BAD ORIGINAL 80 99 0 WO 5 7 4'

AH

, βο daß die Zeitdauer bis auf daa Minimum herab^eaetst werden kann, welche· für den lykllachen Betrieb der verwendeten Antriebe, Behänd lunsraelnrichtunr en und Meßeinrichtungen erforderlich iat.

5. GerSt nach don AnaprÜchen 1 bia 4-, dadurch g β k e η η -«eichnet, dafi die Meßeinrichtungen betätigt werden« wenn die Proben an den Stetionen stillstehen.

6. Ger&t nach den Ansprüchen 1 bie 5, dadurch g e k e η η -!•lehnet , daB ITb erfühxxintfe vorrichtung η die behandelten Proben au den MeBeinriohtUn^en befördern und einen Einlaß zur Aufnahme der Proben au« der Reihe aufweisen, wobei Mittel ZMT Anordnung der Behandlvmfβeinrichtungen und dea Frobenelnlaaaea der überführung: evorrichtun^ an pewüneehten Stationen entlang der v-tgatreeke der Proben Torgeaehen sind« wodurch die LSn-e ler Zeit, während der jede Probt der Behandlung unterworfen iat, wahl wetee geändert werden kann·

7. Gerät nach Anepruch 6, dsdureh gekennaelohne% , daß die überführnngarorrlchtune eine Pumpe umfaßt, welehe sur UberfUhrijng von FlUeeigkeitaproben aus der Reine au den Meßeinrichtungen In einer Fora geeignet let, die 1» wesentlichen frei von Verunreinigungen dureh vorher überführt· flUaalge Proben let.

BAD ORIGINAL

Λ ·. Λ Λ /i » ι Λ [■ rl /

fl. GerHt nach Anspruch 7t dadurch $.. ekennselchnet , dafl die Punpe iur Aufnnhn« einer abnemeiiaenen Menge einer flOeeljjen Probe ausgebildet tat, wenn der Probeneinlaß »ich an der gewflnoeiten Rt et ion in der wirkatelluisr befindet, sowie nur Abrab· der flüssigen Probe «usameen mit einer abgeneseenen Menge weiterer Flüssigkeit an die Meßeinrichtungen, wobei die Puvpe zuerst die F?ücsip:keiteprobe abgibt, die nie an Proben«inl.te auf^e:iom«en hat, und dann die weitere Flüssigkeit, wodurch der Probenelnlafl frei von Verunreini- un^en durch dia anfgenorreene Probeneaterlal gespült wird,

9· Gerät nach Anepruch 7t daduroh gekennieiob.net , daB die Puape eur Ai.fnahae einer abgemeaaenen Menge einer flüaaigen Prob· in den ProbeneiniaB von einer Probenatation ausgebildet let, wenn der ProbeneiniaB aioh an der gewünschten 'Station in Wirket el lung befindet, sowie sur Abgabe einer ab enesβenen Menge einer flüssigen Probe an die Meßeinrichtungen, wobei die Pumpe weniger τοη der flüaaigen Probe an die Meßeinrichtungen abgibt als öle dureh den Probeneiniae auf enoajaen hat, wodurch la wesentlichen eine nichtrerunreinlgte flOeBi^e Prob· an die Meßeinrichtungen abgegeben wird.

10. GerXt nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch g · k e η η -selehnet , daB dl· Antriebe alt den förderelnrioh-

BAD ORIGINAL

809901/DS7i

tunken so verbürgen β led, daS dl· Proben In einer unterbrochenen Bcwegunr »wischen la glelohea Abetead angeordneten Stationen entlang der üeRatreeke gleichseitig mad vm fielen· Batfernungaabaeb.nl tte In gleichen Zeltabaohnltten TorrQek«A₉ und dafi dl« ^ehendlunfitinrlohtun^n

auf««istn₉ wtloh· Btafmslra su d«n Prob#n an ·1β·γ station

11· OtrHt nach Anepmch 10, dadurch g«k«nni«loha« daß die Behandlun^eeinrlchteieen weiter ·1η Oearft sur Au·» anderer Behandlun aaohrit*e der Probe* «artaase··

12· GerKt nach Ajiapruch 10, dadurch giktBBiil okait daß dl« Behandlung einrichtung en «altar «im Oarlt sur St rung dar phTalkaliaohen Itaga^uae dar Prabe· uatfaaaan.

19· Gerat Bur autoaatlachan AusfCthruag aaalytlaoher Yerfahre·· aohritte, gekennaelahnat «ur«li Wrderalnrichtungen tür leförderun« τοη Hainan rmn in glaloheai AhataeA angeordnet an geaenderten Proben entlang llneaiw oder gekrflerter wagatreekent Antriebe, welahe ·· alt dem riehtun.'en verbunden eind, dal die Proben im eimer uat broehenen Bewegung awleohen in ^leiohaai Abatand aaKeordxietea Stationen entlang der Vegatreeke gleiefeMitlg «ad un gleleh· ftitfernungaabaehnltte Im gleiehen XeltatMehaitteei

BAD ORIGINAL
809901/0574

TSrdarelnriohtunKen »ur Herbeiführung einer Änderung einer körperlichen Eigenschaft jeder Probe gemäß «inen Bestandteil davon, Meßeinrichtungen tür Bestimmung der Änderung einer physikalischen Kitren; oh aft Jt dor Probe, Uberführungsrorrlehttmgen ι !'Verführung der Proben ewieohea den Reihen and Mittel fur einetellbaren Anordnung der BebandIuηκβοInrichtuat;«n und der Meßeinrichtungen an beetlimten Stationen »ntlan <!er Wegstrecke der Probeoi wodurch die Längre der Z*lt, während der jede Probe der «Behandlung- unterworfen iat, wahlweise geändert werden kann«

BAD ORIGINAL,, ,