DE2103841A1

DE2103841A1 - Blutuntersuchungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2103841A1
Application number: DE19712103841
Authority: DE
Inventors: William D Indianapolis Ind Schmitz (V St A ) P
Original assignee: Bio Dynamics Inc
Current assignee: Bio Dynamics Inc
Priority date: 1959-11-20
Filing date: 1971-01-27
Publication date: 1972-02-10
Also published as: GB889082A; US3402883A; AU468478B2; FR2096403A1; GB1115297A; US3050239A; US3481712A; GB1357232A; DE1598301A1; NL109202C; US3713775A; DE1256921B; NL252802A; DE2103841B2; GB1357231A; GB1119420A; CA940428A; DE2103841C3; FR2096403B1; AU4775172A

Description

Blutuntersuchungsvorrichtung

Die Erfindung "betrifft eine Untersuchungsvorrichtung, wie sie insbesondere bei der medizinischen Untersuchung von Blut verwendet wird.

Es sind eine Reihe von Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die medizinische Untersuchungen von Blut, insbesondere unter Verwendung von Reagenzien, erleichtern sollen. Bei bestimmten Vorrichtungen und Verfahren werden in Reagenzbehälter verpackte Reagenzien zur Durchführung einer bestimmten Untersuchung in eine hierzu bestimmte Küvette, in der sich das Blut oder Blutserum befindet, zu gegebenem Zeitpunkt eingelassen. Das zur Untersuchung zu verwendende Meßgerät kann vorbereitend geeicht sein. Bei anderen Verfahren werden die zu untersuchenden Proben durch Blasen voneinander getrennt in eine Röhre bewegt, wodurch sich Untersuchungen in einer bestimmten Reihenfolge und völlig selbsttätig durchführen lassen. Die hierzu verwendeten Untersuchungsvorrichtungen sind allerdings mit gewissen Nachteilen behaftet. So gibt es derzeit beispielsweise keine einfache!und bequemen Vorrichtungen und Verfahren zum Trennen des Serums oder

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des Plasmas von den Blutkörperchen, wenn sie sich einfach im Rahmen des Untersuchungsverfahrens verwenden lassen. Das derzeit übliche Verfahren besteht darin, daß das Blut in einer Zentrifuge zunächst geschleudert wird, um die roten Blutkörperchen vom Serum oder Plasma zumindest in einem gewissen Umfang zu trennen«, Anschließend werden die Anteile mit Reagenzien versetzt und fotodensimetrisch ausgewertet. Das bereits genannte "Blasentrennungs-Untersuchungsverfahren¹¹ ist eine sehr kostspielige Angelegenheit und wird zweckmäßigerweise nur in grösseren Laboratorien und Krankenhäusern verwendet, wo eine große Anzahl von Untersuchungen in einem bestimmten Zeitabschnitt durchgeführt werden muß. Zur Auswertung der mit den Reagenzien zur Reaktion gebrachten Probenanteile dienen vielfach Fotometer bzw. Densitometer.

Bekannte Untersuchungsverfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise beschrieben: "Analytical Techniques for Cell Fractions" in Analytical Biochemistry 28, S. 545-562 (1969); "Computer Interfaced Fast Analyzers" in Science, 17. Oktober 1969, Band 166, Nummer 3903 sowie "Analytical Techniques for Cell Fractions" in Analytical Biochemistry 23, S. 207-218 (1968. Zum Stand der Technik seien ferner folgende US-Patentschriften genannt: 2 663 461, 2 861 572, 2 984 146, 3 026 764, 3 050 239, 3 344 702, 3 415 627, 3 452 924, 3 477 822, 3 481 712, 3 497 320«

Die bekannten Untersuchungsverfahren und Vorrichtungen sind aufwendig und erfordern teilweise sehr qualifiziertes Personal.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Untersuchungsvorrichtung insbesondere für medizinische Untersuchungen von Blut oder für Untersuchungen an anderen in zwei Anteile trennbare Proben, insbesondere mit einer Flüssigkeit, zu schaffen, die kein Bedienungspersonal mit hohem Ausbildungsgrad erfordert,

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die in der Lage ist, die Vorbehandlung von normalem Blut oder der Probe unmittelbar in den Untersuchungsvorgang mit einzubeziehen,_;die die Verwendung, vorabgepackter Reagenzien erlaubt und gemäß einer Ausführungsform die Anwendung eines Zweistrahl-Spektral-Fotometers ermöglicht und damit auf Änderungen der Intensität der Lichtquelle zurückzuführende Fehler verringert.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch eine Untersuchungsvorrichtung, die charakterisiert ist durch wenigstens eine von einer Pipette abnehmbare Pipettenspitze zur Aufnahme des Bluts oder der Probe, eine reibungsßchlüssig mit einer bestimmten Haltekraft auf die Pipettenspitze gesteckten f Kappe, einen Behälter, insbesondere eine Küvette zur Aufnahme der Pipettenspitze mit der Kappe, eine Vorrichtung zum Zentrifugieren der Pipettenspitze mit der Kappe in der Küvette bei einer ersten Schleuderdrehzahl, bis sich die in der Pipettenspitze und der Kappe befindliche Probe aus insbesondere Blut durch Schleudern in einen ersten, insbesondere aus roten Blutkörperchen oder -Fest-oder Schwebeteilchen bestehenden Anteil und einen zweiten insbesondere aus einer Flüssigkeit oder aus Serum oder Plasma bestehenden Anteil getrennt hat und bei einer höheren zweiten Drehzahl, bis sich die hierzu gerade nicht zu fest gehaltene Kappe von der Pipettenspitze gelöst hat und wenigstens ein Teil des zweiten Anteils der Flüssigkeit oder des g Serum- oder Plasma-Anteils an der Kappe vorbeigeflossen ist. Die Küvette hat eine Untersuchungs- bzw. Reaktionskammer zur Aufnahme des ausgeflossenen zweiten Anteils und zur Durchführung einer der Untersuchung dienenden Reaktion zwischen diesem zweiten Anteil bzw« dem Blutserum oder Plasma und einem Reagenz und nimmt mit Abstand von dieser Reaktionskammer einen Reagenz— behälter auf, der einen unter der Wirkung einer bestimmten Zentrifugalkraft öffnenden und das Reagenz in die Reaktions- oder Untersuchungskammer freigebenden Verschluß (beispielsweise Sollbruchstelle) hat. Die Küvette hat ferner, vorzugsweise neben der Reaktionskammer eine Bezugs- bzw. Referenzkammer zur Aufnahme

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von Reagenz aus einem weiteren Reagenzbehälter, Ferner hat die Küvette einen Hohlraum mit einem Anschlag zur Aufnahme der von der Pipettenspitze gelösten Kappe und mit zur Reaktionskammer führenden Kanälen oder Nuten, durch welche aus der Pipettenspitze austretende Flüssigkeit des zweiten Anteils an der Kappe vorbei in die Reaktionskammer fließen kann. Der Anschlag bzw_e eine insbesondere konische Schulter zum Halten der Kappe hat nur eine geringe Entfernung oder nur einen geringen Abstand von der Pipettenspitze, damit während der Bewegung der Kappe bis zum Anschlag der sich in der Kappe befindende erste Anteil nicht aus dieser austreten kann.

Die Zentrifuge hat bei einer besonders vorteilhaften Aus— führungsform der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung eine fotoelektrische Meßvorrichtung zur Bestimmung der Transfusion der Reaktionskammer und/oder der Bezugskammer bzw, der sich in diesem befindenden Flüssigkeiten, in deren Strahlengang letztere nacheinander oder gleichzeitig bewegt werden können. Die Küvette ist in dem Bereich, in dem der Meßlichtstrahl durch sie durchtreten soll, eben und durchsichtig. Bei einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, daß in die Küvette ein Halteteil hineinragt, das einerseits die Pipettenspitze der Kappe aufnimmt und andererseits den oder die Reagenzbehälter relativ zur Küvette in der gewünschten Lage hält. Die Pipettenspitze mit der Kappe ragt dann in einen entprechenden Hohlraum hinein bzw, wird von diesem aufgenommen, in welchem sich die Kappe aus der Lage auf der Pipettenspitze in eine von der Pipettenspitze getrennte Lage bewegen kann. Das insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildete Halteteil hat auf der der Einführungsöffnung für die Pipettenspitze gegenüberliegenden Stirnseite eine Auslaßöffnung zu der in der Wand des Halteteils führende Nuten oder Kanäle führen, damit Flüssigkeit aus der Pipettenspitze nach Lösen der Kappe, die sich vor die Auslaßöffnung legt, in die Reaktionskammer ausfließen kann,

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Die Reagenzbehälter können durch Zellen einer Tasche gebildet sein, von denen einige Zellen, so angeordnet sind, daß sie sich in die Reaktionskammer und andere Zellen so angeordnet sind, daß sie sich in die Bezugskammer entleeren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die gleichzeitige und selbsttätige Durchführung mehrerer fotometrischer, chemischer Untersuchungen an Blut oder anderen Proben. Jede Küvette arbeitet unabhängig mit vorbereitend verpakten Reagenzien, Der allgemeine Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Beseitigung des Hauptnachteils der bekannten Vorrichtungen, wonach Vorbereitung und eigentliche Untersuchung der Pro- f ben in voneinander getrennten Arbeitsgängen erfolgte. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt die unmittelbare Verarbeitung und Behandlung normalen Bluts, wobei beides fester Bestandteil eines einzigen durchgehenden Untersuchungsverfahrens sind. Ein Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die Erfindung die Anpassung der meisten derzeit entwickelten Verfahren der klinischen fotometrischen Chemie, bei denen vorbehandeltes Serum oder Blut verwendet wird, an ein Verfahren zur Behandlung von normalem Blut auf mechanische Wege erlaubt. Die zur Untersuchung erforderliche Zeit ist erheblich reduziert. Es können äußerst kleine Blutmengen, etwa in der Größenordnung von 25 Microlitern verwendet werden. Bedienungspersonen mit vergleichsweise j niedriger Geschicklichkeit oder Erfahrung können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Blutanalyse vornehmen. Eine weitere bedeutende Verbesserung gegenüber bekannten vergleichbaren Vorrichtungen liegt darin, daß alle Reagenzien in getrennten Behältern der Reaktions-Küvette abgepackt vorgesehen sind. Die kritische Handhabung der Reagenzien wird ganz und gar in der Vorrichtung bei deren Betrieb durchgeführt, wodurch die Notwendigkeit eines komplizierten Reagenzdosiea?· oder -abgabesystems und Handhabungssystems vermieden,ist, die derzeitig in selbständige klinische Analysensysteme, wie sie heute allgemeinverwendet werden, eingebaut sind. Dadurch können Kosten

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und Wartungsaufwand für die Instrumente herabgesetzt und die Möglichkeit zur Beibehaltung der Genauigkeit verbessert werden. Der Erfindungsgegenstand ist also eine üntersuchungs vor richtung mit einer Zentrifuge, die eine Reihe von Küvetten aufnimmt. Bei diesen Küvetten kann es sich um getrennte Einheiten handeln; sie können aber auch in Gruppen angeordnet sein, die jeweils beispielsweise eine Kassette bilden. Jede einzelne Küvette ist mit einer untersuchungskammer oder Reaktionskammer versehen, in welche Reagenzien und Probenanteile während des Zentrifugierens einströmen. Vor dem Zentrifugieren befinden sich die Reagenzien in, meist aus Kunststoff-Folie bestehenden Behältern mit Nieten oder Verschlüssen, die absichtlich so schwach ausgeführt sind, daß sie während des Zentrifugierens sich öffnen und so die Reagenzien in die Reaktionskammer und ggf. in eine neben dieser vorgesehene Bezugskammer einströmen lassen. Die Probe ist in einer durch eine Kappe verschlossenen Pipettenspitze enthalten. Die Kappe ist meist reibungsschlüssig auf die Pipettenspitze gesteckte Die Verbindung ist derart ausgebildet bzw. die Kappe so gestaltet, daß sie nachgibt und von der Pipettenspitze über Erreichen einer bestimmten Zentrifugalkraft oder Drehzahl der Zentrifuge weggeschleudert wird, damit so das in der Pipettenspitze befindliche Blutserum oder -plasma an der Kappe vorbei in die Reaktionskammer fließen kann, nachdem die roten Blutkörperchen dünn den Schleudervorgang in der Kappe gesammelt worden sind. Nach dem Zentrifugieren können die Küvetten aus der Zentrifuge herausgenommen werden und zur Bestimmung der Transmission in ein Foto- oder Densitometer eingesetzt werden. Derartige Densitometer für die Blutanalyse sind bekannt. Die Transmission kann aber auch in der Zentrifuge gemessen werden, wenn an dieser ein entsprechendes Densitometer an geeigneter Stelle so angeordnet ist, daß die Küvetten in dessen Strahlengang gebracht werden können.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der

zeigt:

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Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines in Verbindung mit der Vorrichtung nach der Erfindung zu verwendenden Proberöhrchens für die gesamte Blutprobe mit einer Kappe;

Fig. 2 die perspektivische Darstellung einer im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Pipette und mit einer abnehmbaren Spitze;

Fig. 3 die perspektivische Darstellung einer einen Teil der Erfindung bildenden Kassette;

Fig. 4 die perspektivische Darstellung eines im Rahmen der ' Erfindung zu verwendenden Vorratstabletts für Kappen von Pipettenspitzen ;

Fig. 5 die perspektivische Darstellung eines Kassettenträgers der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 perspektivische Darstellungen - bei manchen ist ein Teil weggeschnitten -, die der Reihe nach einige der Schritte zeigen, welche bei' Untersuchungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzuführen sind;

Fig. 16 die Seitenansicht eines im Vergleich zu den Fig. 13 ä und 14 vergrößerten Halteteiles für eine Pipettenspitze, das Teil der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung ist;

Fig. 17 die Stirnansicht auf dem Halteteil nach Fig. 16; Fig. 18 eine Seitenansicht längs der Linie 18-18 in Fig.17;

. Fig. 19 die vergrößerte Seitenansicht einer Küvette, die Teil der Erfindung ist;

Fig. 20 die Aufsicht auf die Küvette nach Fig. 19;

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Fig. 21 die Stirnansicht der Küvette nach Fig. 20;

Fig, 22 die vergrößerte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pipettenspitze;

Fig. 23 die vergrößerte Draufsicht einer das Reagenz enthaltenden Tasche mit vier Reagenzbehältern;

und Fig, 24 die Stirnansicht der Tasche nach Fig. 23.

In Fig. 1 ist ein Proberöhrchen 30 mit normalem Blut bzw. Gesamtblut dargestellt, das auf dem Etikett 31 Informationen hinsichtlich des Inhalts aufweist. Es kann durch eine Kappe 32 abgedichtet oder verschlossen werden. In Fig. 3 ist eine Kassette 35 dargestellt, die vier durch eine Kunststoffkonstruktion 37 verbundene Küvetten 36 aufweist. Die oberen Öffnungen 38 der Küvetten sind mit einer wegreißbaren Streifendichtung 39 abgedichtet. Ebenso ist die Kassette mit einer Beschriftuiigskarte versehen, die Informationen hinsichtlich des Inhaltes der Kassette aufweist. Die Kunststoffkonstruktion 37 läßt sich in der in Fig. 5 dargestellten Weise an der Stirnfläche biegen und ermöglicht es, daß die Kassette 35 mit den Küvetten 36 in einen runden Kassettenträger 40 (Fig. 5) eingesetzt werden kann. Der Kassettenträger 40 ist ohne Oberteil in Fig. 5 gezeigt, aus der ersichtlich ist, daß er einen flachen schalenförmigen Behälter 41 mit einem ebenen Bodenteil 42 und einer nach oben stehenden zylindrischen Seitenwand 45 aufweist. Auf dem Bodenteil 42 sind Haltebügel 46 angebracht, welche die Küvetten 36 der Kassette 35 mit nachgiebigem Druck aufnehmen und federnd in der richtigen Lage halten. Wie dargestellt, weist der flache Boden 42 des Kassettenträgers in der Mitte eine kreisförmige Öffnung 47 mit einer Mitnehmernut 50 auf, durch welche bewirkt wird, daß der Kassettenträger in einer Zentrifuge zur Rotation des Kassettenträgers und zur Zentrifugeerung dessen Inhalts in der richtigen Lage einrastet.

In Fig_e 2 ist eine Pipette 51 mit einem Pumpenzylinder 52 und einer abnehmbaren Pipettenspitze 55 dargestellt. Für den vorliegenden Fall genügt die Feststellung, daß die Pipettenpumpe 52 bei richtiger Betätigung ihres Kolbens 54 jedesmal eine gleiche Menge von Blut oder irgendeiner anderen Substanz einzieht und spendet. Der Aufbau der Pipettenspitze 55 ist im einzelnen in Fig. 22 dargestellt, aus der hervorgeht, daß sie einen Hohlraum 56 mit einem konischen Abschnitt 57 aufweist, der das Befestigen der Pipettenspitze 55 an der Pipettenpumpe erleichterte Die Pipettenpumpe 52 besitzt nach Fig. 10 einen auf einen zylindrischen Abschnitt 58 befestigten Dichtungsring 60, der dazu beiträgt, die Pipettenspitze 55 gegenüber der Pipettenpumpe " 52 abzudichten. Der Hohlraum 56 der Pipettenspitze weist einen konischen Abschnitt 56'auf, der-sich allmählich von seinem grösseren Ende neben dem zylindrischen Abschnitt 58 auf das andere kleinere Ende 59 der Pipettenspitze 55 verjüngt. An diesem anderen Ende 59 befindet sich ein dünnerer zylindrischer Vorsprung 63 mit einer Schulter 61 zur Aufnahme einer Kappe 62 eines Vorratstabletts 65 nach Fig. 4. Eine Vielzahl von Kappen 62 sind in dem Vorratstablett 65 dargestellt, das dazu dient, die verschiedenen Kappen 62 mit ihrem offenen Ende 64 nach oben anzuordnen, so daß die Pipette 51 zur Befestigung der Kappe an dem zylindrischen Abschnitt 63 mit kleinerem Durchmesser in die Kap« pe 62 und in Anlage mit der Schulter 61 der Pipettenspitze ein- | setzbar ist. Die Kappen 62 sind alle zylinderförmig und besitzen außer dem offenen Ende 64 ein geschlossenes Ende 64'.

In den Fig. 19, 20 und 21 sind weitere Einzelheiten der Küvette 36 dargestellt, die im allgemeinen einen zylindrischen Abschnitt 100 und einen flachen Abschnitt 101 besitzen. Der zylindrische Abschnitt 100 weist im allgemeinen einen zylindrischen Hohlraum 102 auf, in welches ein Halteteil 103 nach den Fig. 16, 17 und 18 im Betrieb der Untersuchungsvorrichtung hineinragt, was noch im einzelnen zu beschreiben ist. In dem flachen Abschnitt 101 der Küvette befindet sich eine Untersuchungs- oder

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Reaktionskammer 105 sowie eine Bezugs- oder Referenzkammer 106, die durch eine Trennwand 107 getrennt sind.

Nach den Fig, 16, 17 und 18 besitzt das Halteteil 103 einen Hohlraum 110 mit einem Abschnitt 111 - eine Schulter oder ein konischer Abschnitt —, der die Aufgabe hat, eine weitere Bewegung der Kappe 62 von der eingesetzten Pipettenspitze nach rechts zu verhindern (Fig_e 16 und 18). Die Kappe 62 ist so bemessen, daß sie in dem Hohlraum 110 ohne Schwierigkeit gleitet, ohne jedoch lose aufgenommen zu sein, wobei das geschlossene Ende 64 der Kappe 62 immer in Richtung zum flachen Ende bzw. flachen Abschnitt 101 der Küvette 36 vorspringt, wie es aus den Fig. 13 und 14 ersichtlich ist. Der Hohlraum 110 weist außerdem nach dem Inneren geöffnete Hohlkehlen 112 auf, die es ermöglichen, daß Serum oder Plasma des Blutes rechts an der Kappe 62 vorbei (Fig_e 18) aus der Endöffnung 115 des Hohlraumes 110 ausfließt. Das Halteteil 103 besitzt auch nach außen vorspringende Rippen 116, welche die Aufgabe haben, in den flexiblen Kunststoffbehälter nach Fig. 23 einzugreifen und ihn zwischen dem Halteteil 103 und der Küvette 36 zu halten. Es läßt sich erkennen, daß die Kanäle oder Nuten 112 in die Kanäle oder Nuten 114 überleiten, die sich zum konischen Abschnitt 111 öffnen.

In den Fig. 6 bis 15 ist das Untersuchungsverfahren der Erfindung dargestellt einschließlich des Einsetzens der Pipettenspitze ^ in das sich in dem Proberöhrchen 30 befindliche Blut zur Entnahme einer Blutprobe. Die Blutprobe wird durch Betätigen der Pipette 51 genau gemessen. Die Pipette wird in einer Weise betätigt, daß das sich in der Pipettenspitze ^ befindliche Blut um einen kleinen Betrag von der Spitze weg eingesogen wird, wonach das Ende der Pipettenspitze 55 mit einem Tuch oder dgl. in der nach Fig. 7 dargestellten Weise abgewischt wird. Sodann wird das Pipettenende in eine sich in dem Tablett 65 befindliche Kappe 62 in einer ¥eise eingesetzt, daß die Schulter 61 mit der Kappe zur Anlage kommt. Danach wird die

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Pipettenspitze 55 mit der darauf sitzenden Kappe 62 in die Küvette 36 der Kassette 35 in der in den Fig. 9, 10 und 13 dargestellten Weise eingesetzt.

Wie aus Fig_e 5 ersichtlich ist, ist der Kassettenträger 40 in der Lage, eine ansehnliche Zahl von Blutproben gleichzeitig aufzunehmen. Die Kassette 35 hat die Aufgabe, vier Blutproben von einem Patienten gegeneinander zu trennen, so daß sich gleichzeitig vier unterschiedliche Untersuchungen an diesem Blut durchführen lassen. Es kann natürlich gleichzeitig das sich in Kassetten 35 befindliche Blut weiterer Patienten ebenfalls untersucht werden, was durch die zusätzlichen Haltebügel 46 des Kasset- " tenträgers 40 in Fig. 5 angedeutet ist. Die Anordnung der Pipettenspitze 55 mit der darauf sitzenden Kappe 62 in der Küvette 36 ist in der Schnittdarstellung Fig. 13 gezeigt. Gemäß der Darstellung weist die Kappe 62 auf dem dünneren, zylindrischen Vorsprung bzw. Abschnitt 63 einen Preßsitz auf und befindet sich in Anlage mit der Schulter 61. Die Kappe 62 weist gegenüber dem konischen Abschnitt 111 einen Abstand auf. Die Fig. 13 und 14 stellen außerdem einen Bezugskomponentenbehalter 200 und einen Reagenzbehälter 201 dar. Nach Fig. 23 sind die Reagenzbehälter 201 und die Bezugskomponentenbehalter 200 miteinander verbunden und bilden jeweils ein Teil der aus vier Behältern bestehenden Tasche 202. Die vier Behälter werden in einer Weise um das Äuße- Λ re des Halteteils 103 gelegt oder angeordnet, daß die Trennzonen 205 zwischen den Behältern der Gruppe mit den Vorsprüngen 116 in Berührung stehen, was aus den Fig. 15, 16 und 17 ersichtlich ist.

Die Vorsprünge bzw. Rippen 116 halten den Behälter bzw, die Tasche 202 gegen die Innenwand des zylindrischen Abschnittes der Küvette 36. Die Taschen 202 sind so ausgebildet, daß jeweils ein Rand 206, 207, 208 und 209 schwächer ist als deren übrigen Ränder, so daß sich die Ränder 206, 207, 208 und 209 unter einer bestimmten Zentrifugalwirkung lösen, wodurch sich der Inhalt der Reagenzbehälter durch Zentrifugalkraft in die Reaktionskammer

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und die Bezugskammer gegeben wird« Die Behälter 201 und 200 sind so angeordnet, daß sich alle Behälter 201 in die Reaktionsfcam*· mer 105 und nur die Behälter 200 in die Bezugskammer 106 entleeren. Zudem wird die Festigkeit der Ränder 206, 207, 208 und 209 so schwach bemessen, daß sie bei einer bestimmten Drehzahl der Zentrifuge aufgehen, anders ausgedrückt, bei Einwirkung eines bestimmten Vielfachen der Erdbeschleunigung auf den jeweiligen Rand· Falls erwünscht, können die Ränder verschieden stark ausgeführt werden, so daß sie sich bei unterschiedlichen Zentrifugalbeschleunigungen öffnen. Es lassen sich auf diesem Wege die verschiedenen Reagenzien oder Inhalte der Behälter in einer Weise entleeren, daß sich die Untersuchungsreaktion gemäß dem festgelegten Ablauf einer Standarduntersuchung vollzieht«

Im weiteren Verlauf der Untersuchung wird die Kassette mit ihren vier Küvetten und vier Pipettenspitzen in eine Zentrifuge 300 eingesetzt (Fig. 12) _t nachdem ein Deckel 301 auf den schalenförmigen Kassettenträger 40 aufgesetzt worden ist. Der Kassettenträger weist öffnungen 302 im Boden 42 sowie öffnungen 305 im Deckel auf. Die öffnungen 302 und 305 fluchten miteinander. Zwischen sie kann ein entsprechender flacher Abschnitt 101 des Unterteils der Küvetten gebracht werden, Die Zentrifuge 300 ist in der Lage, verschiedene Drehzahlen bis zu 10 00Ö U/min je nach Wunsch der Bedienungsperson auszuführen. Bei einer Ausführung der Erfindung (Fig. 15) ist an der Zentrifuge eine fotometrische Meßvorrichtung zur Bestimmung der Transmission der Küvetten mit Inhalt bzw. des Inhalts mit einer Lampe 306 oberhalb des Deckels 301, einer Fotozelle 307 unterhalb des Bodens 42 und einer Lichtblende 310 mit einem Schlitz 311 vorgesehen. Sie können gleichzeitig einen Teil der Zentrifuge darstellen. Eine weitere Ausführung der Erfindung könnte einen normalen Farbmesser oder ein Densitometer aufweisen, welche von der Zentrifuge getrennt sind und in die die Küvetten nach dem Zentrifugieren eingesetzt werden. Bei einer derartigen Auführung würde die Zentrifuge keinen Farbmesser

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oder kein Densitometer aufweisen.

Selbstverständlich muß eine entsprechende elektronische Steuerschaltung, falls das Fotometer einen Teil der Zentrifuge bildet und Ablesungen'während des Rotierens der Zentrifuge gemacht werden, zum Trennen der von den verschiedenen Küvetten empfangenen Signale vorhanden sein. Bei einer derartigen Messung bietet die Bezugskammer 106 den Vorteil, daß mit Zweistrahl-Spektral-Fotometrie gearbeitet werden kann, zu der mittels eines einzigen Strahles ein Vergleich der Lichtabsorbtionsfähigkeit der Bezugsreagenzflüssigkeit und der Probe in der Reaktionskammer möglich ist. Dieser Vergleich wird während eines Zeitabschnittes durchgeführt, der im Vergleich zur Änderungs— " geschwindigkeit der Intensität der Lichtquelle klein ist, wodurch der Vorteil der Zweistrahl-Spektral-Fotometrie gegeben ist.

•Beim Ablauf der Untersuchung kann oder wird die Bedienungsperson den Zeitpunkt, bei dem verschiedene Vorgänge stattfinden, steuern. Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Meßverfahrens besteht also darin, daß das Blut oder die andere zu untersuchende Probe in ihre beiden (oder mehr) Komponenten durch Schleudern getrennt wird, was wegen der geringen, zu schleudernden Blut- oder Probenmenge beispielsweise bei einer Drehzahl von 1 800 U/min geschehen kann. Sodann wird durch die | Bedienungsperson die Drehzahl der Zentrifuge erhöht, beispielsweise auf 3 000 U/min, bei welcher sich die auf die Pipettenspitze 55 reibungsschlüssig gesteckte Kappe 62 von der Pipettenspitze löst. Durch eine weitere Drehzahlerhöhung der Zentrifuge über beispielsweise 8 000 U/min auf beispielsweise 10 000 U/min öffnen sich nacheinander alle Reagenzbehälter und 201, Es kann auch vorgesehen sein, daß bei weiteren Drehzahlen weitere Reagenzbehälter geöffnet werden, um auf diesem Wege das gewünschte Untersuchungsverfahren mit einem bestimmten zeitlichen Ablauf durchführen zu können. Es ließe sich

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die Zentrifuge auch in der Weise programmieren, daß die verschiedenen gewünschten Geschwindigkeiten zu verschiedenen gewünschten Zeitpunkten automatisch erreicht werden, wodurch die Untersuchung völlig automatisiert wäre.

Fig. 14 stellt die Küvette dar, und zwar kurz nachdem die Drehzahl erreicht worden ist, bei welcher sich die Kappe von der Pipettenspitze gelöst hat. Es ist auch die Entleerung der Reagenzbehälter (Reagenzkissen) in die Reaktionskammer 105 und die Bezugskammer 106 ersichtlich. Wie in Fig. 14 dargestellt, bewegt sich die Kappe 62 nach links gegen die Oberfläche des als Anschlag wirkenden konischen Abschnitts 111. Vor der Bewegung der in Fig. 14 dargestellten Kappe nach links in dem Hohlraum 110 des Halteteils 103, haben sich die roten Blutkörperchen 400 in dem Blut im wesentlichen alle in die Kappe bewegt, so daß der Rest der Kappe durch Serum ausgefüllt ist, das außerdem in der Pipettenspitze steht. Sobald sich die Kappe von der Pipettenspitze gelöst hat und sich über die relativ kurze Strecke von der Spitze^z^i^AnjJchlagsflache des konischen Abschnittes 111 bewegt, führt des Hohlraums 110 -dieser ist im Bereich der Kappe zylindrisch - die Kappe und verhindert dadurch, daß etwas von dem Inhalt der Kappe verschüttet wird. Die erheblichen Beschleunigungskräfte, die auf die Kappe und deren Inhalt einwirken, veranlassen, daß die Flüssigkeitsoberfläche in der Kappe (in Fig. 14 auf der rechten Seite der Kappe 62) eben wird, wodurch der Gesamtinhalt der Kappe genau bestimmt ist. Außerdem bewegt sich die Kappe lediglich um eine sehr kurze Strecke, so daß nichts verschüttet wird.

Die Kappe könnte ein Fassungsvermögen von beispielsweise 0,0125 ml haben, wogegen die Blutmenge in der Pipettenspitze und Kappe beispielsweise 0,025 ml beträgt. Während des Zentri— fugierens des Blutes füllen die roten Blutkörperchen möglicherweise am Boden der Kappe 8,33 % des Volumens aus (nach Fig. auf der linken Seite der Kappe). Daraus folgt, daß Serum sowohl den Rest des Inhalts der Kappe ausfüllt als auch in der

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Pipettenspitze steht. Bei der in die Reaktionskammer fließenden Flüssigkeit handelt es sich also um Serum aus der Pipettenspitze. Dieses Serum fließt aus der Pipettenspitze durch die Nuten 112 und 114 sowie durch die Auslaßöffnung 115, wenn sich die Kapfie von der Pipettenspitze gelöst hat, aus. Die auf diese Weise in die Reaktionskammer fließende Serummenge beträgt genau 0,0125 ml, was auf die Wirkung der Zentrifugalkräfte zurückzuführen ist.

Wenngleich auch die Erfindung anhand der Zeichnung mit be- _Λ stimmten Einzelheiten beschrieben ist, so handelt es sich doch " nur um ein Ausführungsbeispiel, daß durch den Fachmann in mancherlei Hinsicht abgewandelt werden kann. So kann beispielsweise die Fotometeroptik in einer Weise in die Zentrifuge eingebaut sein, daß der Zentrifugenkopf nach Vollendung der Reaktionen gestoppt wird und anschließend von Hand gedreht wird, so daß nacheinander jede Küvette zur fotoelektrischen Ausmessung in den Lichtstrahl gebracht wird. Man könnte die Blutprobe auch vor Einfüllen in die Pipettenspitze verdünnen, um so bereits bestehende Untersuchungsverfahren verwenden zu können, anstatt neue Untersuchungsverfahren aufstellen zu müssen« Anders ausgedrückt: Die Mengen^rez^>uTⁿErhaltung des Gleichgewichtes im kleineren Maßstab angewendet, und daher lassen sich die gleichen ä chemischen Zusammensexzungen^vSrwenden,

Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung bestehen bei analytischen Untersuchungen im Rahmen der Wasser- und Luftverschmutzungsüberwachung, der Wasserbehandlung sowie der chemischen Industrie,

Ansprüche 1OXV

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Claims

Patentansprüche

(Ij Untersuchungsvorrichtung für Blut oder andere in zwei Anteile trennbare Proben, insbes. mit einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch wenigstens eine von einer Pipette (51) abnehtmbare Pipettenspitze (55) zur Aufnahme des Bluts oder der Probe, eine reibungsschlüssig mit einer bestimmten Haltekraft auf die Pipettenspitze gesteckten Kappe (62), einen Behälter, insbes. eine Küvette (36), zur Aufnahme der Pipettenspitze mit der Kappe, eine Vorrichtung (300) zum Zentrifugieren der Pipettenspitze mit der Kappe in der Küvette bei einer ersten Schleuderdrehzahl, bis sich die in der Pipettenspitze und der Kappe befindliche Probe aus insbes. Blut durch Schleudern in einen ersten, insbes. aus roten Blutkörperchen oder Fest- oder Schwebeteilchen bestehenden oder sonst schwereren Anteil und einen zweiten, insbes. aus einer Flüssigkeit oder aus Serum oder Plasma bestehenden zweiten Anteil getrennt hat und bei einer höheren zweiten Drehzahl, bis sich die hierzu nicht zu fest gehaltene Kappe von der Pipettenspitze gelöst hat und wenigstens ein Teil des zweiten Anteils der Flüssigkeit oder des Serum- oder Plasmaanteils an der Kappe vorbeigeflossen ist.
2. Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (36) eine Untersuchungs- bzw. Reaktionskammer (105) zur Aufnahme des ausgeflossenen zweiten Anteils und zur Durchführung einer der Untersuchung dienenden Reaktion zwischen diesem zweiten Anteil bzw. dem Blutserum oder -plasma und einem Reagenz aufweist und mit Abstand von dieser einen Reagenzbehälter aufnimmt, der einen unter der Wirkung einer bestimmten Zentrifugalkraft öffnenden und das Reagenz in die Untersuchungskammer freigebenden Verschluß hat.

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3. Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet^ daß die Küvette (36) vorzugsweise neben der Reaktionskammer (105) eine Bezugs- bzw. Referenzkammer (106) zur Aufnahme von Reagenz aus einem weiteren Reagenzbehälter (200) aufweist.
4. Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Küvette (36) einen Hohlraum (110) mit einem Anschlag (111) zur Aufnahme der von der Pipettenspitze (55) gelösten Kappe (62) und mit zur Reaktionskammer (105) führenden Kanälen oder Nuten (112, 114) aufweist. ä
5. Untersuchungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag (111) bzw. eine, insbes. konische Schulter zum' Halten der Kappe ('62) nur eine geringe Entfernung von der Pipettenspitze (55) auf-weist, damit während der Bewegung der Kappe (62) der erste Anteil nicht austreten kann.
6. Untersuchungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentrifuge (300) eine fotoelektrische Meßvorrichtung (306, 307, 310, 311) zur Bestimmung der Transmission der Reaktionskammer (105) und/oder der Bezugskammer (1O6) aufweist, in deren Strahlengang letztere i nacheinander oder gleichzeitig bewegt werden können.
7. Untersuchungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein in die Küvette (36) hineinragendes und den oder die Reagenzbehälter (200, 201) in der gewünschten Lage haltendes Halteteil (1035 vorgesehen ist, welches die Pipettenspitze (55) mit der Kappe (62) in einem Hohlraum (110) aufnimmt, in welchem sich die Kappe aus der Lage auf der Pipettenspitze in eine von der Pipettenspitze getrennte Lage bewegen kann und dessen Auslaßöffnung (115)

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zur Reaktionskammer (105) führende Nuten (112, 114) aufweist.
8. Untersuchungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsbe- halter (200, 201) durch Zellen einer flexiblen Tasche (202) gebildet sind, von denen einige Zellen (201) so angeordnet sind, daß sie sich in die Reaktionskammer (105) und andere Zellen (200) so angeordnet sind, daß sie sich in die Bezugskammer (106) entleeren.

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