DE1648900B2

DE1648900B2 - Einrichtung zur durchfuehrung chemischer analysen

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Publication number: DE1648900B2
Application number: DE1967E0035426
Authority: DE
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1967-12-20
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DE1648900A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung chemischer Analysen, insbesondere auf dem Gebiet der klinischen Chemie, unter Verwendung von GefäGen, bei der eine erste, schrittweise antreibbare Transportanordnung vorhanden ist, in der die Gefäße einer Entnahmestation mit einer Übertragungseinrichtung zuführbar sind, bei der mindestens eine weitere schrittweise antreib'oare Transporteinrichtung (im folgenden ·> Behandlungsstrecke« genannt) mit Gefäßen, in welche Proben durch die Übertragungseinrichtung übertragen werden, vorhanden ist, bei der der weiteren Transporteinrichtung Behandlungseinrichtungen /u geordnet sind, bei der eine zentrale Steuereinrichtung vorhanden ist, bei der am Ende der Behandlungsstrecke eine weitere Entnahmestation vorgesehen ist, um Proben einem Analysiergerät zuzuführen, und b^i der ferner die Behandlungsstiecke in Form einer geschlossenen Bahn ausgebildet ist.

Für die Diagnose der verschiedenen Grganerkrankungen spielt die Konzentration bestimmter substanzen in Körperflüssigkeiten (Blut, Serum, Urin usw.) eine wichtige Rolle. Es gibt ßestimmungsmethoden für eine große Anzahl von Substanzen, die entsprechend der verschiedenen Häufigkeit der einzelnen Erkrankungen auch mehr oder weniger häufig ausgeführt werden.

Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Bestim-

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mungsmethoden, die im klinisch chemischen Labor sehr häufig auszuführen sind, bei denen es wichtig ist, die große Analysenzahlen mit einem begrenzten Persomal auszuführen.

Die meisten Bestimmungen werden photometrisch ausgeführt Wenn es sich um eine Substanz mit einer Eigenfarbe handelt, wird die Stärke der Färbung, die im geeigneten Maßstab direkt der Konzentration der Substanz proportional ist, mit einem Photometer gemessen und die Konzentration durch Multiplikation mit einem bekannten Faktor bestimmt.

Bei optisch nicht absorbierenden Substanzen erzeugt man durch Zusatz eines Reagenzes eine für die Analysensubstanz spezifische Färbung und bestimmt dann über eine photometrische Messung die Konzentration.

Bekannt sind Vorrichtungen, die eine Mechanisierung der einzelnen chemischen Analysenschritte in folgender Weise ermöglichen: Es werden zum Beispiel mehrere Proben auf einem Probenteller bereitgestellt und die Proben in einem Schlauchsystem nacheinander in bestimmten Verhältnissen mit Reagenzien vermischt und, wenr. es notwendig ist, erhitzt und wieder abgekühlt. Die photometrische Messung wird mit einer Durchflußküvette in einem Photometer ausgeführt.

Es ist auch eine Mehrfachausnutzung der Apparatur bei dieserArbeitsmethode bekannt in dem Sinne, daß von einer Probe mehrere Teilmengen entnommen und in getrennten Apparaturen nach verschiedenen Methoden analysiert werden.

Außerdem ist eine andere Analysentechnik bekannt, bei der die manuellen Schritte mechanisiert sind. Es wird zum Beispiel aus der Probe mit einer mechanisierten Pipette eine bestimmte Menge für die Analyse entnommen und in ein neues Gefäß übertragen. Es wird aus einem Vorratsgefäß eine bestimmte Menge Reagenz zugeführt, es wird die Mischung für den Ablauf der Reaktion eine definierte Zeit auf eine festgelegte Temperatur erhitzt und nach der Abkühlung aus dem Reaktionskreis vom Photometer eine Probe abgesaugt, die dann in der gleichen Weise wie oben gemessen und ausgewertet wird.

Die zuletzt beschriebene Apparatur arbeitet mit Substanzmengen von einigen Millilitern, verwendet Reaktionsgefäße aus Glas, die sie nach Ablauf der Reaktion wieder säubert und erneut verwendet. Als Dosierpumpen für die Reagenzien werden Kolbenpumpen mit Ventilen verwendet, die das Reagenz aus Vorratsflaschen ansaugen.

Bei einer Mechanisierung der manuellen Technik ist auch bekannt, Probengefäße in sogenannte Identifikationsoinheiten einzusetzen, die Proben durch Lesevorrichtungen zu identifizieren und gegebenenfalls aus den Einheiten in mehrere Behandlungsstrecken zu bringen und nach verschiedenen Verfahren zu behandeln.

Die Zuordnung der maschinell gelesenen Probenkennzeichnung zu den Analysenergebni sen, die jeweils um den Zeitbedarf für die Analyse später zur Verfügung stehen, macht bei den bekannten Systemen eine Speicherung der Probenkenn/eichnuri;: erforderlich. f,₀ Außerdem sind die Analysenergebnisse vu speichern, bis die am längsten dauernde Analyse abgeschlossen ist. Dann können erst aufgrund tier am Anfang festgelegten gleichen Reihenfolge der Meßproben in den einzelnen Analysestrecken die Meßwerte der Probe zugeordnet ds werden.

Bekannte automatisierte Vorrichtungen arbeiten mit einer Verzweigung, H. h. einer Vielzahl von Behandlungsstrecken, die jeweils für eine bestimmte Analyse ausgeführt sind.

Eine bekannte Vorrichtung nach der BE-PS 6 81 678 sieht eine Reagenzglas-Sammellstation vor, aus der verdünnte Lösung in eine Anzahl von Reagenzgläsern in einem Verteilerkarussell übertragen wird, aus welchem dann eine Übertragung in ein Reaktionskarussell oder mehrere hintereinander angeordnete Reaktionskarusselle für verschiedene Behandlungsstrecken erfolgt, an deren Ende dann ein Analysiergerät vorhanden ist. Ein sogenanntes Vielkanal-Laboratorium hat dann mehrere hintereinanderliegende Reaktionskarusselle, denen die Proben nacheinander zugeführt werden

In einer Sammelstelle für Reagenzgläser werden diese in blockartige Aufnahmebehälter eingesetzt. Diese Blöcke, die an verschiedenen Seiten mit verschiedenen Farben versehen sein können bzw. an ihren Schmalseiten verschieden profiliert sind, damit sie immer in einer bestimmten Ausrichtung angeordnet werden können, werden zu einer Entnahmestation geführt. Nachdem die Proben entnommen sind, werden diese Blöcke von dort wieder wegtransportiert.

Die einzelnen Behandlungsstrecken, außer der Sammmeisteile für Reagenzgläser, haben Einrichtungen zum Spülen, Trocknen und Sterilisieren der Reagenzgläser, weil die Reagenzgläser ohne Entfernung wieder verwendet werden.

Bei dieser bekannten Ausführung ist eine besondere Programmierung jeder Behandlungsstrecke festgelegt, so daß diese Einrichtung lediglich eine Verzweigung der ßehandlungsstrecken aufweist, welche erhebliche Probleme bei der entsprechenden Auswertung der einzelnen Proben mit sich bringt, wobei im übrigen auch eine Anpassung an verschiedene Vorgänge schwer möglich ist.

Eine andere bekannte Ausführung nach der US-PS 31 93 358 besitzt beispielsweise drei Transporteinrichtungen mit jeweils gleichem Lochabstand und Übertragungseinrichtungen, die vermittels einer zentralen Steuereinrichtung sychronisiert arbeiten. Eine erste Transporteinrichtung besitzt in mehreren hintereinander angeordneten Halteblöcken verschiedene Reihen von Aufnahmen, in denen verschiedene Behandlungen stattfinden, wobei eine Übertragung zwischen den verschiedenen Reihen vorgenommen wird. Die weiteren Transporteinrichtungen sind dann auf verzweigten Kanälen angeordnet, so daß auch hier parallele Zweige mit eigenen Ausgängen vorliegen. Dabei kann die Arbeitszeit für jeweilige Untersuchungen dadurch verändert werden, daß die einzelnen Proben so bewegt werden, daß die Anzahl der Stationen zwischen ihnen geändert wird. Dabei ist auch vorgesehen, daß die Umläufe von Proben in karussellartigen Transporteinrichtungen variiert werden.

Entsprechend ergibt sich aus der DT-AS 11 68 674 eine erste, schrittweise antreibbare Transportanordnung aus einer Scheibe, aus welcher sie in eine weitere umlaufende Transporteinrichtung in der Ausführung als Warmebad übertragen werden. Aus dieser Transporteini ichtung können die Pioben in ein Analysiergerät bzw. ein Photometer gefördert werden und an einer anderen Stelle kann ein Reagenz hinzugefügt werden, wöbe; dann auch ein weilerer Umlauf einer Probe in dem Warmebad erfolgen 'cann. Auch hier ergibt sich somit lediglich ein Zweig einer Behandlungssirecke mit bestimmten Schrittzahlen, die sich in Abhängigkeit /on der Analyse durch ein- oder mehrfachen Umlauf des

Wärmebads ändern, so daß letzten Endes verschiedene Schrittzahlen vorliegen und jeweils verschiedene Zeiten für Untersuchungen vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs angegebene Einrichtung dahingehend zu verbessern, eine raumsparende Ausführung für ein vielfältiges Programm zu schaffen, wobei die Einrichtung leicht an verschiedene Programme anpaßbar ist, aber auch bei mehreren Behandlungsstrecken bei völlig mechanisierter, d. h. automatisierter. Behandlung der Proben die Reihenfolge bei der Auswertung immer erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an wenigstens einer Behandlungsstrecke weitere umlaufende Transportanordnungen und Übertragungseinrichtungen vorgesehen sind, in welche Proben aus der Behandlungsstrecke übertragbar sind und aus denen sie zur Behandlungsstrecke zurückübertragbar sind.

Hierdurch kann durch beliebige Zuordnung weiterer umlaufender Transportanordnungen eine Anpassung an verschiedene Programme erfolgen, ohne daß grundsätzlich andere aufgebaute Komponenten benötigt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Behandlungsstrecke und die umlaufenden Transportanordnungen in einer solchen Taktzeit antreibbar sind, daß die Dauer eines vollen Umlaufs etwa einem ganzen Vielfachen der Schrittdauer der Behandlungsstrecke entspricht, und daß dieses ganzzahlige Vielfache der für die Behandlung notwendigen Verweilzeit der Gefäße in der umlaufenden Transportanordnung entspricht und daß die Verweilzeit der Behandlungsstrecke so groß ist, daß die umlaufende Transportanordnung an einer Halterung der Behandlungsstrecke jeweils um einen Zwischenschritt, der einem Aufnahmeabstand an einer Halterung der Behandlungsstrecke entspricht, weiterschaltbar ist.

Vorteilhaft sind synchronisierte Antriebe für die wenigstens eine Behandlungsstrecke und den weiteren umlaufenden Transportanordnungen vorgesehen und die Bewegungsphasen in den schrittweisen Antrieben zeitlich gegeneinander verschoben. Dadurch ist es möglich, in der weiteren Transporteinrichtung jeweils gleiche Aufnahmen bei der Übertragung in die weiteren Transportanordnungen oder Rückübertragung in die Behandlungsstrecke zu verwenden.

Es wird ferner bevorzugt, daß weitere umlaufende Transportanordnungen an der Behandlungsstrecke als Speichervorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von Gefäßen vorgesehen sind, in welche Gefäße aus der Behandlungsstrecke übertragbar und für die Dauer einer bestimmten Schrittzahl der Behandlungsstrecke speicherbar sind.

Der Zeitbedarf für die verschiedenen Analysen ist im wesentlichen dadurch unterschiedlich, daß die dabei ablaufenden chemischen Reaktionen mehr oder weniger Zeit erfordern. Deshalb werden Reaktionen, deren Zeitbedarf wesentlich langer ist als die Mehrzahl der folgenden Operationen: »Probe abnehmen, Reagenz zufügen, Zentrifugieren, Mischen und Messen« in Speichern durchgeführt, die an die Behandlungsstrecke angekoppelt sind

Eine einen Speicher bildende weitere Transporteinrichtung besteht im einfachsten Falle aus einem kreisförmigen Teller, der auf dem Umfang eine größere Anzahl von Halterungen für Gefäße trägt

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit mehreren von einer Übertragungseinrichtung ausgehenden Behandiungsstrecken sind solche verschiedener Länge parallel zueinander zugeordnet und an den Behandlungsstrecken verschiedene Anzahlen von Behandlungsgeräten vorgesehen, wobei die Längen- oder Schrittzahldifferenz bei gleicher Schrittlänge in den Behandlungsstrecken durch je eine weitere umlaufende Transporteinrichtung und durch eine geeignete Steuereinrichtung ausgleichbar und an der gemeinsamen Auswert- oder Meßstation die gleiche Probenreihenfolge wie in der ersten Transportanordnung erreichbar ist.

Bevorzugt wird dabei, daß die Arbeitsschritte der verschiedenen Behandlungsstrecken um eine Zeitdifferenz zueinander versetzt sind, die der Meßeinheit an der Auswert- oder Meßstation entspricht.

Dieses hat wesentliche Vorteile in der Ausgestaltung der Einrichtung für mehrere verschiedene Analysen bei einer mechanischen Auswertung. Der Speicherantrieb wird an den verschiedenen Behandlungsstrecken so eingestellt, daß die einzelnen zur Auswertung vorbereiteten Proben jeweils in der gleichen Reihenfolge der zugeordneten Auswert- oder Meßstation zugeführt werden, und zwar beispielsweise unter einer Phasenverschiebung einer Dauer, die beispielsweise dem Arbeitstakt einer Auswerteinrichtung bzw. eines Druckers entspricht, so daß die Auswertung dann bei geringstmöglicher Gesamtarbeitszeit zeilenweise erfolgen kann, d. h., die verschiedenen Ergebnisse aus einem Gefäß in der ersten Transportanordnungen können in der Auswertung in einer Zeile hintereinander wiedergegeben werden.

Zweckmäßig besteht die weitere umlaufende Transporteinrichtung aus einem Rotationskörper mit Aufnahmeöffnungen, der mit dem Bewegungsschritt der Behandlungsstrecke jeweils um einen Winkel drehbar 'St.

In einer Ausführung mit einer Lesestation zum Ablesen von Kennzeichnungen an Gefäßen in der ersten, schrittweise antreibbaren Transportanordnung liegt eine vorteilhafte Ausführung darin, daß zwischen der Entnahmestation und der Lesestation für die erste, schrittweise antreibbare kettenförmige Transportanordnung eine definierte, schrittweise antreibbare Führung mit einer Schrittzahl vorgesehen ist, die gleich der tatsächlichen Schrittzahl der Gefäße in den Behandlungsstrecken zwischen den Entnahmestationen und den weiteren Entnahmestationen ist und daß die Eingabe der Kennzeichnung eines jeweiligen Gefäßes aus der Lesestation in einen Drucker bei Eingabe der Meßergebnisse aus dem Analysiergerät vorgesehen ist Dadurch werden Speicher für Kennzeichnungen und komplizierte Speichersteuerungen vermieden. Praktisch wird bei der Ausführung der ersten Transportanord nung als Kette die gleiche Anzahl von Kettengliederr zwischen die Entnahmestation und die Lesestatior gebracht wie die Anzahl der Behandlungstakte einei Probe an der Behandlungsstrecke. Es ist nicht nur füi mehrere parallele Behandlungsstrecken ein gemeinsa mes Meßgerät vorhanden, an welchem die von dei gleichen Probe am Eingang der Behandlungsstreckc

eingegebenen Teile unmittelbar aufeinanderfolgenc geprüft werden, was an sich die Auswertung erleichtert sondern es wird zugleich auch eine tabellarische Aufzeichnung der Meßergebnisse an verschiedener Probenteilen erleichtert Hierin ist es auch vorteilhaft daß in der angegebenen Weise die Arbeitsschritte dei verschiedenen Behandlungsstrecken entsprechend dei Meßzeit an der Auswert- oder Meßstation um ein< Zeitdifferenz zueinander versetzt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Einrichtung mit einer Zuführungsanordnung und einer Behandlungsstrecke in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung mit mehreren Behandlungsstrecken,

Fig.4 eine Seitenteilansicht einer Transporteinrichtung einer Behandlungsstrecke,

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Transporteinrichtung der Behandlungsstrecke in Teildarstellung zur Erläuterung einer Auswerferanordnung für die Gefäße,

F i g. 6 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht für eine Steuerung einer Übertragungseinrichtung zum Übertragen einer Reagenzmengt aus einer Transportanordnung in die Behandlungsstrecke, wobei zugleich Mittel erläutert werden, mit denen gewisse Einflußnahmen auf Gefäße in der Behandlungsstrecke möglich sind,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Fig.6, von rechts gesehen,

F i g. 8 eine Ansicht der F i g. 6 von unten, wobei Teile fortgelassen sind.

In den Fig. 1 und 2 sind eine erste Transportanordnung 1 und die sogenannte Behandlungsstrecke 2 erkennbar. Ferner ist in diesen Figuren die Auswertoder Meßstation 3 mit einem Photometer erkennbar.

Wie insbesondere F i g. 1 zeigt, handelt es sich bei der ersten Transportanordnung 1 um einen sogenannten Zuführungstisch 4 mit einer Plattform, ajf der eine kettenförmige Aneinanderreihung von Probengefäßen 6,7 angeordnet ist. Diese Aneinanderreihung bildet eine sogenannte Zuführungskette. Dabei wird zweckmäßig eine Ausführung gewählt, die beliebig zu verlängern ist. wobei Kettenglieder in einer üblichen oder besonderen Ausführungsform vorgesehen sein können, die ein Gelenk haben. Auf dem Zuführungstisch 4 ist eine beispielsweise mit einem Transportrad 8 versehene Antriebseinrichtung vorgesehen, die einen Kanal 9 aufweist, dessin Breite entsprechend derjenigen der Kette bzw. der Probengefäße ausgeführt ist. Das Transportrad 8 ist so vorgesehen, daß ein Arm in den Kanal 9 hereinragt und zwischen zwei Gefäße bzw. in eine Öffnung in der Kette greift. Bei jedem Drehschritt, der bei dem gezeigten Rad 8 90° beträgt, wird die Zuführungskette um eine Probe weiterbewegt. Ein Gefäß 10 wird dabei jeweils in eine bestimmte Stellung transportiert, in welcher eine Reagenzmenge entnommen werden kann. Diese Stellung ist definiert.

Auf dem Zuführungstisch 4 ist ferner eine Lesestation 56 angeordnet Zwischen dieser und der Entnahmestation an der Stelle des Gefäß-s 10 ist eine definierte Führung 57 für die Zuführungskette 89 vorgesehen. Diese Führung ist so lang, daß die Anzahl der Kettenglieder zwischen dem Gefäß 10 und der Lesestation 56 der Anzahl der Arbeitstakte der nachfolgenden Behandlungsstrecke 2 entspricht Durch die Funktionsverbindung in einer zentralen Steuereinrichtung 40 und der Lesestation 56 sowie einer Recheneinrichtung 38 und einem Drucker 39 ist dabei gewährleistet, daß die Kennzeichnung eines Gefäßes in der Lesestation 56 dann in den Drucker eingespeist wird, wenn die Meßergebnisse der Probe aus diesem Gefäß aufgezeichnet werden.

Beispielsweise ist der Behandlungsstrecke 2 bzw. der ersten TransDortanordnung 1 eine Entnahmestation 16 mit einer sogenannten Probe- bzw. Reagenzdosiereinheit 11 mit einer gesteuerten Pumpe zugeordnet, die eine definierte Probenmenge von beispielsweise 20 μΙ in ein Aufnahmegefäß, insbesondere den Schlauch 12, saugt. Die spezielle Ausführung der Einheit 11 wird nicht näher beschrieben. Der Schlauch 12 endet an einer Übertragungseinrichtung in einem Träger 13, welcher an einem Schwenkarm 14 befestigt ist. Dieser ist an einer Säule 15 in der Entnahmestation 16 angeordnet,

_lc die in Verbindung mn der Behandlungsstrecke 2 und mit der Transportanordnung 4 vorgesehen ist. Die Entnahmestation 16 übernimmt Probenteile aus den Gefäßen auf dem Zuführungstisch 4, und an der Stelle 18 nimmt die Behandlungsstrecke 2 die Probenteile auf. In der

_Is Entnahmestation 16 erfolgt eine Auf- und Abhewegung des Trägers 13 sowie eine Verschwenkung entsprechend dem Pfeil 17 zum Transport des Trägers über eine Stelle 18 der Behandlungsstrecke. Die spezielle Ausführung für die Steuerung wird noch anhand der F i g. 6, 7 und 8 beschrieben. An dieser Stelle wird lediglich bemerkt, daß das aus dem Träger 13 nach unten ragende Mundstück des Schlauchs 11 in Probegefäße auf dem Zuführungstisch 4 getaucht wird, wonach eine bestimmte Probenmenge angesaugt wird und diese Probem>_nge in ein Gefäß an der Stelle 18 der Behandlungsstrecke 2 überführt wird, wo die Dosiereinheit 11 die Probemenge in ein dort vorgesehenes anderes Gefäß überträgt Die Dosiereinheit 11 drückt dabei zunächst die Probe und anschließend eine einstellbare Reagenzmenge, zum Beispiel 200 μΙ, in das an der S'.elle 18 befindliche Gefäß und spült damit auch alle Probenreste aus dem Übertragungsschlauch 12.

Die Behandlungsstrecke 2 hat eine weitere Transporteinrichtung 19. die beispielsweise als Kette ausgeführt ist, die wenigstens an den Stellen 70, 21, 22... zur Aufnahme von Gefäßen ausgebildet ist. Die Gefäße werden aus einem Spender 23 zugeführt. Entweder ist die Vorrichtung so ausgeführt daß die weitere Transporteinrichtung 19 an voneinander abgesetzten Stellen bei 20, 21, 22 Halterungen für Gefäße besitzt oder, wenn eine verwendete Kette unmittelbai hinte^reinander Aufnahmen für Gefäße besitzt, arbeitet der Spender 23 so, daß Gefäße nur in einem entsprechenden Abstand zugeführt werden. Dieser Abstand ist gleichzeitig ein Maß für eine Schrittlänge der Transporteinrichtung 19. Es ist erkennbar, daß dieser Abstand größer ist als der Abstand zwischen zwei Gefäßen 6, 7 in der Transportanordnung 1 auf dem Zuführungstisch 4.
In der erläuterten schematischen Darstellung nach den F i g. 1 und 2 sind dann in der Behandlungsstrecke 2 Behandlungseinrichtungen vorgesehen, und zwar ein Gerät 24 zum Verschließen eines Gefäßes, ein Gerät 25 zum Mischen des Gefäßinhalts, beispielsweise durch mechanische Vibration, ein Gerät 26 zum Erwärmen de; Gefäßinhalts, als sogenannter Thermostat ausgeführt ein sogenannter Speicher 27 und ein Gerät 28, ah Mischer ausgeführt Ferner ist eine weitere Entnahmestation 29 vorgesehen, an welcher der Teil der Probe der für die Messung vorbereitet ist, entnommen wird.

Es ist erkennbar, daß zwischen der Einwirkung dei Geräte 24, 25 jeweils eine Schrittlänge vorhanden ist während zwischen der Einwirkung der Gerste 25,26,27 28 zwei Schrittlängen liegen. Dies kann durch mechanische Ausführung der einzelnen Geräte odei durch erforderliche Verweilzeiten zwischen den aufein anderfolgenden Einwirkungen bedingt sein.

In der Bereitstellung eines Gefäßes an der Stelle Ii wird dieses Gefäß mit einem Probenteil gefüllt Mii

jedem Schritt der weiteren Transporteinrichtung 19 wird ein neues Gefäß an den Ort 18 geführt.

Wenn ein Gefäß in die Station 30, d. h. in die Station kommt, in welcher der Thermostat 26 einwirkt, wird das Gefäß ai_"> der weiteren Transporleinrichtung 19 s herausgenommen; beispielsweise fällt es in den Thermostaten. Die Entnahme kann mit einer Übertragungseinrichtung entsprechend der in den Fig. 6 bis 8 gezeigten erfolgen oder die Halterungen der weiteren Transporteinrichtung können spreizfähig angeordnet iu sein, um eine Herausnahme zu ermöglichen. Grundsätzlich werden Halterungen für Gefäße an einem Transportband eingezogen, die eine Zuführung und Abführung von Gefäßen von bzw. nach oben, unten oder seitwärts wahlweise zulassen. ι <j

Der Thermostat 26 ist im Beispiel als Rotationskörper aus Metall ausgeführt, der auf einem Kreisumfang eine Reihe von Bohrungen 31, 32 und auf eine festgelegte Temperatur erwärmt werden kann, die auf die Flüssigkeit im Gefäß übertragen wird. Im Beispiel hat der Thermostat 26 vi»rundzwanzig Aufnahmebohrungen. Wenn die Verweilzeit einzelner Gefäße zwei Arbeitsschritte der weiteren Transporteinrichtung 19 beträgt, dreht sich der Rotationskörper des Thermostaten 26 bei jedem Arbeitsschritt der weiteren Transporteinrichtung 19 um im wesentlichen 180°. Da aie weitere Transporteinrichtung 19 in der Behandiungsstreeke 2 gewisse Verweilzeiten hat. findet die Drehung z. B. um 180° vermindert um einen Bohrungs- oder Aufnahmeabstand in dem Rotationskörper des Thermostaten statt, um ein Gefäß aus einer Halterung der Behandlungsstrecke zu übernehmen, worauf dann der Thermostat um eine Teilung der Bohrungen oder Aufnahmen weitergeschaltet wird, um das im Thermostaten befindliche Gefäß während der Verweilzeit der Transporteinrichtung in deren Halterung zu übertragen. Dadurch findet die Zu- und Abführung in die und aus der weiteren Transporteinrichtung, die hier vom Thermostaten 26 gebildet wird, am gleichen Ort statt.

Es ist erkennbar, daß die Verweilzeit leicht anders eingestellt werden kann, wenn ein anderes Drehmaß gewählt wird. Der Weitertransport einzelner Gefäße wird daher im Bereich der Vorrichtung um eine bestimmte Anzahl von Arbeitsschritten verzögert.

In gleicher Weise ist der Speicher 27 mit einem Rotationskörper 33 ausgeführt, der entsprechend schrittweise verdreht wird und den Durchgang der Gefäße zum Gerät 28 um eine beliebige Schrittzah! verzögern kann. Dies hat den Zweck, den Einlauf der Gefäße an der weiteren Entnahmestation 29 bei völlig gleichmäßiger Bewegung der weiteren Transportein richtung 19 auf eine bestimm':; Zeit festzulegen, was insbesondere bei der vorgesehenen Kombination mit der Lesestation 56 wesentlich ist

Der Speicher 27 kann auch eine Kette in der Art der weiteren Transporteinrichtung 19 haben, bei der man im Hinblick auf die Wahl der Verweilzeit größere Freiheiten hat

Das Mischgerät 28 hai beispielsweise die Aufgabe, das Kondensat zu lösen, das sich bei der Temperierung am Gefäßdeckel bildet Der Mischvorgang erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß das Gefäß auf einen größeren Halbkreis, dessen Radius von der Länge eines Armes 34 bestimmt sein kann, einmal um 180° verschwenkt wird, so daß der Deckel des Gefäßes kurzzeitig unten liegt

In der weiteren Entnahmestation 29 wird eine zur photometrischen Messung notwendige Probenmenge mittels einer Kanüle entnommen, die an einem Tragarn 35 einer Übertragungseinrichtung angeordnet um höhenbeweglich geführt ist. Mit dieser Kanüle wird de: Deckel des Gefäßes durchstechen und vermittels einei Schlauchpumpe 36 die MeßsubsLinz in eine Durchfluß küvette 37 gesaugt. Diese Küvetten liegen bei derr Meßvorgang im Lichtstrahl des Photonieters 3. Der vor diesem gemessene Transmissionsgrad der Substan; wird in eine Recheneinrichtung 38 übertragen und dor ausgewertet, z. B. in Extinktion umgerechnet, so dai sich der Wert der gesuchten Konzentration ergibt Dieser Wert wird in einen Drucker 39 übertragen unc ausgedruckt.

Fig. 1 zeigt ferner eine zentrale Steuereinrichtung 40 die mit den gezeichneten Funktionsverbindungen mii den anderen Teilen des Gerätes verbunden ist und dafüi sorg;, daß die einzelnen Bewegungen synchronisier! sind, d. h. daß die erforderlichen Hebe- und Vorschubbe wegungen in der richtigen Reihenfolge und im richtiger Arbeitstakt ausgeführt werden.

Die Fig.3 zeigt eine Ausführung mit einer erster Transportanordnung 1, d. h. einem Zuführungstisch 4. und vier Behandlungsstrecken 41, 42, 43, 44, die alle verschiedene Länge haben, und denen eine gemeinsame Meßstation 45 mit einem Photometer 3 mit den daran angeschlossenen Vorrichtungen, Rechenvorrichtung 38 und Drucker 39, zugeordnet ist. In diesem Beispiel ist die Entnahmestation mit 46 bezeichnet. In ihr werden Probenteile aus einem Gefäß bei 10 in die verschiedenen Behar.dlungsstrecken 41 bis 44 nacheinander übertragen. Dies kann mit einer Übertragungseinrichtung erfolgen, wie sie in einer besonderen Ausgestaltung noch anhand der F i g. 6 bis 8 erläutert wird. Es wird darauf Ivngewisen, daß auch hier der Zuführungstisch 4 mit einer Lesestation 56 ausgeführt ist.

Eine mit der zentralen Steuereinrichtung 40 vergleichbare zentrale Steuereinrichtung 47 betreibt alle Behandlungsstrecken 41 bis 44 und die zugeordneten Geräte in gleichen Arbeitsschritien, aber mit einer Phasenversetzung, wie in der Einleitung dargelegt ist

Die Entnahmestation 46, die zwischen der ersten Transportanordnung 1 und den Behandlungsstrecken angeordnet ist, ist so ausgeführt, daß sie aus einem Gefäß auf dem Zuführungstisch 4. das beispielsweise in der Stellung 10 vorgesehen ist, nacheinander vier Reagenzmengen entnimmt und in Gefäße in den verschiedenen Behandlungsstrecken überträgt Die Behandlungsstrecken 41 bis 44, die für verschiedene Untersuchungen ausgeführt sein können, durchlaufen dabei mn ihrer weiteren Transporteinrichtung verschiedene Schrittzahlen, angedeutet durch verschiedene Längen, zur Auswert- oder Meßstation 45. Beispielsweise kann eine Behandlungsstrecke für Blutzuckeruntersuchungen, eine Behandlungsstrecke zur Bilirubinuntersucnung, eine Behandlungsstrecke zur Harnstoffuntersuchung und eine Behandlungsstrecke für die Phosphataseuntersuchung vorgesehen sein.

Ausgehend davon, daß für das photometrische Meßsystem bei 3 mit dem angeschlossenen Drucker 39 ein Arbeitstakt von 5 see erforderlich ist, ergibt sich, daß zur aufeinanderfolgenden Auswertung von vier Proben 20 see benötigt werden. Infolgedessen beträgt ii. diesem Beispiel, wenn nicht andere Bedingungen aufgrund von Behandlungsgeräten erforderlich sind, die Verweilzeit zwischen zwei Arbeits- oder Vorschubschritten in den Behandlungsstrecken 20 see. Dann können durch den Schwenkarm 90 in der weiteren Entnahmestation 45 durch verschiedene Winkeleinstellungen nacheinander

die verschiedenen Probeniuiie einer Probe entnommen werden. Es versteht sich. <'aü dabei jeweils verschiedene Küvelten zur Zuführung bzw. Auswertung mit dem Photometer 3 verwendet werden. Vorteilhaft wird aber eine Phasenverschiebung zwischen einzelnen Arbeits- s schritten der Behandlungsstrecken 41 bis 44 von jeweils 5 see vorgesehen. Dann braucht die Verweilzeil in den einzelnen Behandlungsstrecken nur 5 see zu betragen, weil die Gefäße der Behandlungsstrecken 4J bis 44 in der Reihenfolge nacheinander an dei Auswert- oder ι υ Meßstation 45 einlaufen, in der die Probenteile entnomen werden.

Gleichzeitig mach: Fig.3 deutlich, daß einzelne Behandlungsstrecken für verschiedene Untersuchungen vollständig bereitgehalten werden und auch je nach i«, Bedarf einzeln oder in anderen Zusammenstellungen zwischen einer ersten Transportanordnung 1 und einer Auswert- oder Meßstation 45, 3 angeordnet werden können, wobei die Arbeitstakuteuerung durch eine zentrale Steuereinrichtung 47 jeweils eine optimale Ausnutzung zuläßt.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich dabei durch die Anordnung der in F i g. 1 bei 27 beschriebenen Speicher, weil der Speicherantrieb so eingestellt wird, daß die einzelnen zur Auswertung vorbereiteten Proben jeweils in der gleichen Reihenfolge der zugeordneten Auswertoder Meßstation zugeführt werden, und zwar Deispielsweise unter einer Phasenverschiebung von jeweils 5 see, so daß die Auswertung in dem Drucker 39, der der Recheneinrichtung 38 nachgeschaltet ist, zeilenweise erfolgen kann, d. h. die verschiedenen Ergebnisse aus einem Gefäß in der ersten Transportanordnung können in der Auswertung in einer Zeile hintereinander wiedergegeben werden.

Die zentrale Steuereinrichtung 47 hai zweckmäßig für jedes Analysensystem eine Steuerwalze, die mit einem Synchronmotor angetrieben wird.

Es ist erkennbar, wenn beispielsweise die Behandlungsstrecke 44 in diesem Beispiel die längste ist, der Behandlungsstrecke 41 ein Speicher 50, der Behändlungsstrecke 42 ein Speicher 48 und der Behandlungsstrecke 43 ein Speicher 49 bzw. ein mit einer entsprechenden Verzögerung arbeitendes Behandlungsgerät wie beispielsweise der Thermostat 26 in F i g. 1 zugeordnet ist. Ferner sind der Vollständigkeit ^₅ halber einzelnen Behandlungsstrecken in F i g. 3 Bearbeitungsgeräte 51 bis 55 zur Durchführung von Behandlungen außerhalb oder neben der Behandlungsstrecke zugeordnet.

Zur Erläuterung von Einzelheiten wird nun auf die wei^f eren Figuren Bezug genommen.

Der Spender 23 besteht beispielsweise aus einer Säule mit am Umfang angeordneten Gefäßstapeln. Solche Säulen sind bekannt Die Säule dreht sich über einer weiteren Transporteinrichtung 19 und wirft vermittels bekannter Steuereinrichtungen jeweils an einer dafür vorgesehenen Stelle ein Gefäß in eine Halteeinrichtung der weiteren Transporteinrichtung 19 bzw. in eine Behandlungsstrecke.

Beispielsweise fällt dabei ein Gefäß zwischen zwei Haltearme 58, 59 (Fig.4 und 5) einer Transportkette, die schrittweise angetrieben wird. Diese Haltearme, von denen andere mit 60 und 61 bezeichnet sind (Fig.5), sind an einem Band 62 befestigt, das entsprechend dem Verlauf der weiteren Transporteinrichtung 19, d. h. einer Behandlupgsstrecke, geführt ist

In Bereichen, in denen das Gefäß in der Transporteinrichtung verbleibt, liegt vor den freien Enden der Haltearme 58—61 ein Steg 63. An einer Station, die in F i g. 1 z. B. mit 64 bezeichnet ist, ist über und unter dem Band 62 ein Abstreifer 65 vorgesehen und der Steg 63, wie bei 66 gezeigt ist. durchbrochen. An dieser Stelle werden Gefäße ausgeworfen.

Das Band 62 kann durch übliche Transportmittel wie Rollen, gegebenenfalls auch Zackenrollen, wenn das Band perforiert ist, in der erforderlichen Schrittzahl angetrieben wei den.

Es besteht die Möglichkeit, eine Halterung gegebenenfalls mit Haltearmen 58,59 vermittels einer drehbar am Band 62 gelagerten Platte zu befestigen. Durch besondere Anschläge bzw. Dreheinrichtungen im Bereich der Transportkette kann dann das Gefäß in der Ebene seiner Achse gedreht werden.

Grundsätzlich ist bereits gesagt worden, daß das Gefäß mit einem Deckel verschlossen wird. Der Verschluß kann beispielsweise in dem Gerät, das in F i g. 1 mit 24 bezeichnet ist, erfolgen. Dadurch wird ein sicherer Abschluß während der Behandlung erreicht. Die Einrichtung zum Durchstechen des Deckels, beispielsweise im Bereich der weiteren Entnahmestation 29, arbeitet mit einer in senkrechter Richtung hin- und hergehenden Kanüle, die durch eine Vorrichtung betätigbar ist, wie sie noch beschrieben wird.

Die Fig. 6, 7, 8 zeigen eine Ausführungsform der Übertragungseinrichtung in den Entnahmestationen 16, 46, wobei darauf hingewiesen wird, daß entsprechende Steuerungen an anderer Stelle, beispielsweise a^M.ch im Bereich der Auswert- oder Meßstation 29, 45 vorgesehen sein können, wobei sich lediglich die angeschlossenen Armaluren ändern.

Erkennbar sind der Träger 13, der Schwenkarm 14 und die Säule 15. Am Träger 13 ist eine Armatur 67. die das Schlauchende aufnimmt, vorgesehen.

Bezüglich Fig. 1 ist erkennbar, daß der Träger 13 gehoben und gesenkt werden muß, um das Schlauchende bzw. die Armatur 67 in ein Gefäß zu führen und aus dem Gefäß herauszuheben und daß nach diesen Vorgängen die Verschwenkung um die Säule zur Übertragung der Flüssigkeit in die Behandlungsstrecke erfolgen muß.

Die F i g. 6 bis 8 zeigen eine Ausführung zum Übertragen in nur eine Behandlungsstrecke. Die Säule 15 ist drehbar in einem Halter 68 gelagert. Die Säule besteht aus mehreren teleskopisch ineinandergeführten Elementen. Ein äußeres Rohr 69. an welchem die Befestigungsvorrichtung 70 für den Schwenkarm 14 angeordnet ist, trägt eine Aufnahme 71 für einen Kurbelzapfen 72. dessen Kurbel 73 mit einer im Halter 68 drehbar gelagerten Achse 74 verdrehbar ist. An dieser Achse ist drehfest ein Nockenrad 75 und ein Zahnrad 76 befestigt (siehe auch F i g. 7), das über ein Ritzel 77 von einem Elektrogetriebemotor 78 angetrie ben wird. Dieser steht unter der Steuerwirkung vor zwei Schaltern 79,80 jeweils am Halter 68 angeordnet deren Betätigungsarme mit einem Nockeneinschnitt 81 am Nockenrad 75 zusammenwirken. Im Beispiel ist dei Schalter 79 geöffnet und der Schalter 80 geschlossen Die Abmessungen sind so gewählt daß sich die Nockenscheibe 75 um 180° dreht, wenn auch die Kurbel 73 um 180° bewegt wird, so daß ein Schalter immei dann den Antrieb durch den Elektrogetriebemotor 7i ausschaltet wenn sich der Träger 13 in seiner oberster oder untersten Stellung befindet

Aus einem Führungsrohr 82, das in dem Rohr 65 angeordnet ist, ragt eine drehfest gelagerte Zunge 83 nach unten heraus und steht mit einer Nockenscheibe 84

in Eingriff. Dieser Eingriff bleibt auch beim Anheben der Säule 15 erhalten, weil die Zunge 83 nach unten aus der Säule herausbewegbar ist.

Die Nockenscheibe 84 wird durch einen Elektrogetriebemotor 85 angetrieben und hat einen Nockeneinschnitt entsprechend 81. Der Scheibe 84 sind ebenfalls zwei Schalter 87,88 zugeordnet, die im Stromkreis des Elcktrogetriebemotors 85 liegen und von denen derjenige offen ist, dessen Betätigungsarm mit dem Nockeneinschnitt zusammenwirkt

Diese Schalter setzen den Drehantrieb für die Säule 15 jeweils nach einer Umdrehung um 180° still, was einer Ausführung nach F i g. 1 entspricht, wobei dann im Bereich des Stillstandes der Antrieb des Elektrogetriebemotors 78 zum Heben und Senken wirksam wird. Die wechselseitigen Verriegelungen sind nicht näher dargestellt, ergeben sich aber für den Fachmann in einer erkennbaren Weise.

Wenn der Aufbau so getroffen ist, daß der Schwenkarm 14 um einen anderen Winkel als 180° verschwenkt wird, genügt es, die beiden Schalter 87.88 um einen entsprechenden Winkel zueinander zu versetzen wobei dann aber jeweils eine Reversierung im Antrieb des Elektrogetriebemotors 85 erfolgen muß.

Wenn mit einer solchen Übertragungseinrichtung mehrere Behandlungsstrecken 41-44 nacheinander beschickt werden müssen, ergeben sich verschiedene Verschwenkungswinkel hintereinander. Dies kann erreicht werden, indem man mehrere Schalter um entsprechende Winkel am Umfang der Nockenscheibe 84 verteilt und Vorkehrungen trifft, durch die einzelne Schalter wechselseitig nacheinander unwirksam gemacht oder übersteuert werden.

Die Übertragungseinrichtung nach den F ι g. 6 bis 8 lsi auch beschrieben worden, um Hebe- oder Ubertragungsvorrichtungen für Gefäße zu zeigen, beispielsweise um diese in den Thermostaten 26 oder den Speichel zu übertragen oder zurückzuübertragen, wobei dann ar dem Träger 13 eine Armatur zum Erfassen eine-Gefäßes angeordnet ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: J>

1. Einrichtung zur Durchführung chemischer Analysen, insbesondere auf dem Gebiet der klinisehen Chemie, unter Verwendung von Gefäßen, bei der eine erste, schrittweise antreibbare Transportanordnung vorhanden ist, in der die Gefäße einer Entnahmestation mit einer Übertragungseinrichtung zuführbar sind, bei der mindestens eine weitere id schrittweise antreibbare Transporteinrichtung (im folgenden »Behandlungsstrecke« genannt) mit Gefäßen, in welche Proben durch die Übertragungseinrichtung übertragen werden, vorhanden ist, bei der der weiteren Transporteinrichtung Behandlungseinrichtungen zugeordnet sind, bei der eine zentrale Steuereinrichtung vorhanden ist, bei der am Ende der Behandlungsstrecke eine weitere Entnahmestation vorgesehen ist um Proben einem Analysiergerät zuzuführen, und bei der ferner die Behandlungsstrecke in Form einer geschlossenen Bahn ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Behandlungsstrecke (2, 41—44) weitere umlaufende Transportanordnungen (23, 26, 27, 48—51) und Übertragungseinrichtungen (Fig.6—8) vorgesehen sind, in welche Proben aus der Behandlungsstrecke übertragbar sind und aus denen sie zur Behandlungsstrecke zurückübertragbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungssirecke (2, 41—44) und die umlaufenden Transportanordnungen (23,26, 27,48—51) in einer solchen Taktzeit antreibbar sind, daß die Dauer eines vollen Umlaufs etwa einem ganzen Vielfachen der Schrittdauer der Behändlungsstrecke entspricht, und daß diese ganzzahlige Vielfache der für die Behandlung notwendigen Verweilzeit der Gefäße in der umlaufenden Transportanordnung entspricht und daß die Verweilzeit der Behandlungsstrecke so groß ist, daß die umlaufende Transportanordnung an einer Halterung der Behandlungsstrecke jeweils um einen Zwischenschritt, der einem Aufnahmeabstand an einer Halterung der Behandlungsst.recke entspricht, weiterschaltbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß synchronisierte Antriebe für die wenigstens eine Behandlungsstrecke (2,41 —44) und den weiteren umlaufenden Trarisportanordnungen (23, 26, 27,48—51) vorgesehen und die Bewegungsphasen in den schrittweisen Antrieben zeitlich gegeneinander verschoben sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weitere umlaufende Transportanordnungen (23, 26, 27, 48—51) an der Behandlungsstrecke (2, 41 —44) als Speichervorrichtung (50) zur Aufnahme und Abgabe von Gefäßen vorgesehen sind, in welche Gefäße aus der Behandlungsstrecke übertragbar und für die Dauer einer bestimmten Schrittzahl der Behandlungsstrek- t>o kc speicherbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mehreren von einer Übertragungseinrichtung ausgehenden Behandlungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Behandlungsstrecken (41—44) verschiedener Länge parallel zueinander zugeordnet sind und an den Behandlungsstrecken (41— 44^ verschiedene Anzahlen von Behandlungsgeräten (51—55) vorgesehen sind, und daß die Längen- oder Schrittzahldifferenz bei gleicher Schrittlänge in den Behandlungsstrecken (41—44) durch je eine weitere umlaufende Transporteinrichtung (48—50) und durch eine geeignete Steuereinrichtung (47) ausgleichbar und an der gemeinsamen Auswert- oder Meßstation (45) die gleiche Probenreihenfolge wie in der ersten Transportanordnung erreichbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschritte der verschiedenen Behandlungsstrecken (41—44) um eine Zeitdifferenz zueinander versetzt sind, die der Meßzeit an der Auswert- oder Meßstation (45) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere umlaufende Transporteinrichtung (27, 43 —51) aus einem Rotationskörper mit Aufnahmeöffnungen besteht, der mit dem Bewegungsschritt der Behandlungsstrecke jeweils um einen Winkel drehbar ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5 mit einer Lesestation zum Ablesen von Kennzeichnungen an Gefäßen in der ersten, schrittweise antreibbaren Transportanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Entnahmestation (16, 46) und der Lesestation (56) für dlie erste, schrittweise antreibbare kettenförmige Transportanordnung (89) eine definierte, schrittweise antreibbare Führung (57) mit einer Schrittzahl vorgesehen ist, die gleich der tatsächlichen Schrittzahl der Gefäße in den Behandlungsstrecken (2, 41 —44) zwischen den Entnahmestationen (16,46) und den weiteren Entnahmestationen (29, 90) ist und daß die Eingabe der Kennzeichnung eines jeweiligen Gefäßes aus aer Lesestation (56) in einen Drucker (39) bei Eingabe der Meßergebnisse aus dem Analysiergerät (3) vorgesehen ist.