DE3015041C2

DE3015041C2 -

Info

Publication number: DE3015041C2
Application number: DE3015041A
Authority: DE
Inventors: Nagahiro Hachioji Tokio/Tokyo Jp Gocho
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1988-01-21
Also published as: JPS55140155A; US4311667A; JPH0139067B2; DE3015041A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung für Flüssigkeiten mit mehreren in einer Reihe längs einer geraden oder kreisbogenförmigen Linie ausgerichteten, ortsfesten Reagenzgefäßen für verschiedene Reagenzien, meh reren Reaktionsgefäßen, an die Reagenzien abzugeben sind, einer in senkrechter Richtung zwischen einer Gefäßeintauchstellung und einer angehobenen Stellung sowie waagerecht längs der gera den oder kreisbogenförmigen Linie der Reagenzgefäße und in eine auf die Reaktionsgefäße ausgerichtete Abgabestellung bewegbaren Sonde, einer über eine Leitung mit der Sonde verbundenen Pumpe und wenigstens einem Waschgefäß zum Reinigen der Sonde.

Eine derartige Abgabevorrichtung ist bekannt (US-PS 39 12 456). Sie wird an einem automatischen Analysiergerät für die Durch führung chemischer Analysen verwendet, wobei eine große Menge von Proben gehandhabt bzw. analysiert werden müssen, wobei je nach der zu untersuchenden Probe bzw. dem durchgeführten Test unterschiedliche Reagenzien abzugeben sind. Durch das vorgese hene Eintauchen der Sonde in verschiedene Gefäße besteht die Gefahr, daß es zu Verunreinigungen kommt. Dem wird durch ent sprechend häufiges Waschen bzw. Reinigen der Sonde vorgebeugt, wozu die Waschstation vorgesehen ist.

Die Ausbildung mit einer bewegbaren Sonde, an die eine Pumpe angeschlossen ist, führt zu einer Vereinfachung des Analysier gerätes, weil es nicht erforderlich ist, jedem Reagenzgefäß eine eigene Leitung mit einer Pumpe zuzuordnen und für eine entsprechende Steuerung zu sorgen. Wegen der Bewegbarkeit der Sonde längs der Reagenzgefäße können diese außerdem ortsfest angeordnet werden. Im Hinblick auf die Vielzahl von Bewegungs schritten ist es einfacher, eine einzige Sonde zu bewegen als jeweils sämtliche Reagenzgefäße zu verlagern, um ein bestimmtes Reagenzgefäß an eine vorgegebene Entnahmestelle zu transportie ren. Die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehenen Maßnahmen zielen somit bereits auf eine einfache, kompakte und preiswerte Ausbildung, die gleichwohl den verschiedenen Anforderungen ge recht wird.

Bei der bekannten Vorrichtung sind die Reagenzgefäße auf einem Kreisbogen ortsfest an einem Tisch angeordnet. Auch die Reak tionsgefäße, in die Reagenzien einzufüllen sind, sind ortsfest am Tisch angeordnet und über eine Fläche verteilt, die sich in radialer Richtung wie in Umfangsrichtung erstreckt. Die Wasch station wird von einer ringförmigen Waschwassermulde gebildet, die sich konzentrisch zur Reagenzgefäßreihe innerhalb dieser erstreckt. Über den von den verschiedenen Gefäßen eingenommenen Tischbereich ist ein radial ausgerichteter Dreharm verschwenk bar, der eine am Dreharm radial verschiebbare Sonde trägt. Durch eine kombinierte Schwenk- und Radialbewegung kann die Sonde zwar auf alle Punkte des Flächenbereichs ausgerichtet werden, an dem sich Gefäße befinden, aus denen Flüssigkeiten zu entnehmen oder in die Flüssigkeiten abzugeben sind, dabei sind jedoch in nachteiliger Weise vergleichsweise große Wege von der Sonde zurückzulegen. Außerdem ist eine vergleichsweise kompli zierte Ausbildung der Antriebsvorrichtung für die Sonde und eine entsprechend aufwendige Steuerung erforderlich.

Es ist auch bereits bekannt, bei einem automatischen chemischen Analysiergerät zur Untersuchung von Blutproben, Urinproben oder dergleichen nicht nur die Reagenzgefäße, sondern auch die Reak tionsgefäße und ebenso die Probengefäße jeweils in Reihen anzu ordnen und diese Gefäßreihen einzeln im Umlauf (Reaktionsgefäße und Probengefäße) oder in Längsrichtung hin- und herbewegbar (Reagenzgefäße) antreibbar auszuführen, so daß die verschiede nen Gefäße nebeneinander in einer Abgabestation aufeinander ausgerichtet werden können und die zur Übertragung der Flüssig keiten vorgesehene Sonde nur in einer Richtung waagerecht be wegt werden muß und auch nur vergleichsweise kurze Bewegungs schritte auszuführen hat (US-PS 37 56 783). Hierbei wird die Sonde quer zu den in der Abgabestation parallelen Gefäßreihen bewegt. Es müssen daher alle Gefäße auf die Sondenbahn ausge richtet werden können und daher mit einem Antrieb versehen sein. Daher müssen die längs einer geraden Linie ausgerichteten Reagenzgefäße mit einem eigenen hin- und hersteuerbaren Antrieb versehen sein, der im übrigen auch deswegen aufwendig aus fällt, weil jeweils sämtliche Reaktionsgefäße gemeinsam verla gert werden müssen.

Schließlich ist es auch bereits bekannt, bei einer chemischen Analysiervorrichtung eine Übertragungssonde mit einer zugeord neten Pumpeinrichtung zum Ansaugen bzw. Ausdrücken von Flüssig keit vorzusehen, wobei die Sonde in senkrechter Richtung und in waagerechter Richtung zwischen einer Aufnahmestelle und einer Abgabestelle bewegbar ist und zwischen diesen beiden Stellen eine Waschstation für die Sonde angeordnet ist (DE-AS 21 59 430). Hier sind sowohl die Probengefäße für die abzugebenden Flüssig keiten wie die mit den Flüssigkeiten zu beschickenden Reak tionsgefäße in flächiger Verteilung angeordnet, so daß jeweils entsprechende Antriebe in zwei unterschiedliche Richtungen vor gesehen werden müssen, damit jedes Probengefäß in die Aufnahme stellung der Sonde und jedes Reaktionsgefäß in die Abgabestel lung der Sonde ausgerichtet werden kann. Daher ergibt sich auch eine komplizierte Antriebseinrichtung und eine aufwendige Steuerung für die verschiedenen Gefäße. Gleichwohl wird die Sonde auch noch in waagerechter Richtung zwischen der Aufnahme stelle und der Abgabestelle bewegt, obwohl der vorhandene Ge fäßantrieb es gestatten würde, auf eine waagerechte Sondenbewe gung zu verzichten. Daher dient die waagerechte Sondenbewegung dem Durchlaufen der Waschstation, in der die Sonde lediglich abgespritzt, aber nicht in Waschflüssigkeit eingetaucht wird. Trotz der Anordnung der Waschstation zwischen der Aufnahme stelle und der Abgabestelle ist daher dem Waschvorgang doch eine eigene bzw. zusätzliche Sondenbewegung zuzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs be schriebene Vorrichtung so auszubilden, daß die im Betrieb er folgenden Relativbewegungen möglichst einfach und schnell be wirkt werden können, so daß sich eine kompakte Vorrichtung mit einfachem Aufbau und einer unkomplizierten Bewegungssteuerung ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sonde waagerecht ausschließlich längs einer geraden oder kreisbogenförmigen Strecke bewegbar ist, daß das Waschgefäß (30, 58) auf dieser Bewegungsbahn der Sonde (32, 57) angeordnet ist und daß die Reaktionsgefäße (36, 60) längs einer Bahn bewegbar sind, die auf einem Punkt der geraden oder kreisförmigen Sondenbahn liegt.

Mit diesen Maßnahmen vereinfacht sich die Sondenbewegung in waagerechter Richtung auf eine geradlinige bzw. auf eine kreis bogenförmige Bewegung, ohne daß von der ortsfesten Anordnung der Reagenzgefäße abgegangen werden muß. Das führt zu einer Vereinfachung des Sondenantriebs, ohne daß eine Antriebsein richtung für die Reagenzgefäße erforderlich wird. Es ist ferner wichtig, daß die einfache Sondenbewegung vergleichsweise schnell ausgeführt werden kann, da weder größere Massen zu be wegen oder abzubremsen sind noch eine aus Einzelschritten in verschiedener Richtung zusammengesetzte Bewegung durchzuführen ist. Dementsprechend vereinfachen sich auch der Aufbau und die Steuerung der Vorrichtung.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Abgabevorrichtung mit geradliniger Sondenbahn;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der beim Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 3 verwendeten Bewegungsein richtung für die Sonde;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Abgabevorrichtung mit längs einer Kreisbahn bewegten Sonde und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Abgabevorrichtung gemäß Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 ist eine Abgabevorrichtung gezeigt, die ein Waschwassergefäß 30 und eine Gruppe Reagenzgefäße 31 aufweist. Jedes der Gefäße 30, 31 ist mit einer Öffnung ausgebildet, die in einer Reihe unterhalb einer linearen Bewegungsbahn einer Sonde 32 liegen. Die Sonde 32 ist mittels einer Antriebsein richtung linear längs einer linearen Bewegungsbahn und auch nach oben und unten bewegbar. Ein Ende der Sonde 32 ist über einen flexiblen Schlauch mit einer Pumpe verbunden. Ferner ist ein Motor 34 vorgesehen, der einen Pumpenkasten 38 mit tels Führungsschienen 35 und einer Vorschubschnecke bzw. Spindel 35 linear bewegt. Wenn der Motor 34 ein Impulsmotor ist, so wird die entsprechende Anzahl Impulse für die Posi tion eines Reaktionsgefäßes 36, des Waschwassergefäßes 30 sowie eines der Reagenzgefäße 31 im voraus in einer Steuer schaltung des Motors 34 festgelegt. Infolgedessen kann die Sonde 32 an gewünschter Stelle entsprechend einer vorzuneh menden Analyse angeordnet werden. Wenn der Motor 34 ein Gleichstrom- oder ein Wechselstrommotor ist, ist vorzugswei se ein Positionsdetektor an jeder Haltestelle des Motors 34 vorgesehen, oder der Motor 34 weist auf seiner Abgabewelle einen Kodierer auf, der die Position des Motors 34 bestimmt. Die Reaktionsgefäße 36 werden mittels einer hier nicht gezeig ten Antriebseinrichtung in Übereinstimmung mit dem Abgabe schritt mit Unterbrechungen angetrieben. Der Pumpenkasten 38 hat einen verschiebbaren Boden 37, welcher mit der Spindel 33 verschiebbar in Eingriff steht, so daß er beim Drehen der Spindel 33 in axialer Richtung hin- und herbewegt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Kolben 39 von einem Druck luftzylinder 40 auf- und abbewegbar, an den Schläuche 41 und 42 angeschlossen sind. Mit dem oberen Ende des Kolbens 39 ist die Sonde 32 über ein Verbindungsteil 43 ver bunden. Eine kompakte leichte Pumpe weist eine Membran 44 aus piezoelektrischem Werkstoff und zwei Solenoidventile 45 auf, die einer mit der Sonde 32 verbundenen Ansaug- und Abgabeöffnung bzw. einer Schlauchöffnung zugeordnet sind.

Die Abgabevorrichtung arbeitet wie folgt:

Die Sonde 32 wird mit Waschwasser bis zum vorderen En de gefüllt. Beim Ausgangs zustand befindet sich der Pumpenkasten 38 in einer Stellung oberhalb des Waschwassergefäßes 30 und die Sonde 32 in ihrer oberen Stellung. Zunächst wird der Motor 34 erregt, um die Spindel 33 zu drehen, so daß der verschiebbare Boden 37, der Pumpenkasten 38 und die Sonde 32 als ganzes linear in eine Stellung oberhalb eines Reagenzgefäßes 31 bewegt wird, welches ein anzusaugendes Reagens enthält. Dann wird der Druckluftzy linder 40 betätigt, um die Sonde abzusenken, die in das Rea gens im Reagenzgefäß 31 eintaucht. Anschließend werden die Membran 44 und die Solenoidventile 45 betätigt, um die benö tigte Reagenzmenge in die Sonde 32 einzusaugen. Danach wird der Druckluftzylinder 40 betätigt, um den Kolben 39 und da mit auch die Sonde 32 anzuheben. Ferner wird der Motor 34 er regt, um die Spindel 33 zu drehen, damit die Sonde 32 linear in eine Stellung oberhalb des Reaktionsgefäßes 36 verschoben wird. Bei dieser Stellung kann die Sonde 32 gegebenenfalls in das Reaktionsgefäß 36 abgesenkt werden. Die Membran 44 und die Solenoidventile 45 werden betätigt, um Reagens in das Reaktionsgefäß 36 abzugeben. Dann wird der Motor 34 erregt, um die Sonde 32 in ihre Stellung oberhalb des Waschwassergefäßes 30 zurückzubringen. Bei dieser Stel lung wird der Kolben 39 abgesenkt, um die Sonde 32 in das Waschwasser eintauchen zu lassen, wodurch die Außenseite der Sonde 32 gewaschen und gesäubert wird. Als nächstes werden die Membran 44 und die Solenoidventile 45 betätigt, um Wasser aus der Sonde 32 abzugeben, wodurch die Innenseite der Sonde 32 gewaschen und gesäubert wird. Schließlich wird die Sonde 32 in ihre Stellung oberhalb des Waschwassergefäßes 30 zurück gebracht, wodurch ein vollständiger Abgabeschritt beendet ist.

In Fig. 3 und 4 ist eine Abgabevorrichtung gezeigt, die einen Pumpenkasten 50 aufweist, welcher mit einem Dreharm 51 ver bunden ist. Der Dreharm 51 ist mit einer Welle 52 gekoppelt, die ein Zahnrad 53 aufweist, so daß der Pumpenkasten 50 in Stellungen oberhalb der entsprechenden Saugöffnungen in Rea genzgefäßen 59 und einem Waschwassergefäß 58 bewegt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Reaktionsgefäße 60 in einer Kreisbahn angeordnet. Die mit Zahnrad versehene Wel le 52 ist in einem Lager 56 drehbar gelagert und kämmt mit einem Zahnrad 54, welches mittels eines Motors 55 drehbar ist. Am Pumpenkasten 50 ist eine Sonde 57 befestigt. Mittels einer hier nicht gezeigten Antriebseinrichtung ist ein Dreh teller 61 mit Unterbrechungen in Übereinstimmung mit dem Ab gabeschritt antreibbar. Der Drehteller 61 ist kreisförmig, und sein Außenumfang wird mit der kreisförmigen Bewegungsbahn der Sonde 57 in Berührung gebracht. Die längs der kreisförmigen Bewegungsbahn der Sonde 57 angeordneten Reagenzgefäße sind nicht in der Nähe des Drehtisches angeordnet.

Diese Abgabevorrichtung arbeitet wie folgt:

Im Ausgangszustand nehmen der Pumpenkasten 50 und die Sonde 57 eine Stellung oberhalb des Waschwassergefäßes 58 ein, wobei sich die Sonde 57 in ihrer oberen Stellung befin det. Ähnlich wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel wird die Sonde 57 bis zu ihrem vorderen Ende mit Wasser ge füllt. Zunächst wird dann der Motor 55 erregt, um die Sonde 57 mittels der Zahnräder 53 und 54 und des Dreharms 51 in ei ne Stellung oberhalb des das gewünschte Reagens enthaltenden Reagenzgefäßes 59 zu bewegen. Als nächstes wird die Sonde 57 abgesenkt und taucht in das Reagens ein, um die benötigte Menge Reagens abzusaugen. Dann wird die Sonde 57 wieder ange hoben und der Motor 55 erregt, um die Sonde 57 in eine Stel lung oberhalb des Reaktionsgefäßes 60 zu bringen. Bei dieser Stellung wird das Reagens in das Reaktionsgefäß 60 abgegeben und danach wird die Sonde 57 in ihre Stellung oberhalb des Wasch wassergefäßes 58 gebracht. Dann wird die Sonde 57 abgesenkt und taucht in das Waschwasser ein, um die Außenfläche der Son de 57 zu waschen und zu säubern. Ferner wird Wasser aus der Sonde 57 abgegeben, um die Innenseite der Sonde 57 zu waschen und zu säubern. Schließlich wird die Sonde 57 angehoben, um einen Abgabeschritt zu beendigen. Der Drehteller 61 wird da bei mit dem Abgabeschritt synchronisiert Stufe für Stufe wei terbewegt.

Die beschriebenen Vorrichtungen haben folgende Vor teile: Eine einzige Abgabevorrich tung dient zur Abgabe einer Vielzahl von Flüssigkeiten, wie Rea genzien oder Proben, ohne daß die Reagenzge fäße oder Probengefäße bewegt werden müssen. Das bedeutet, daß keine große und komplizierte Antriebsvorrichtung für einen Reagenziendrehteller und zum Bewegen aller Reagenzgefäße nö tig ist, sondern daß nur eine Abgabesonde bewegt werden muß. Folglich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung rasch gesteu ert werden und ist wirtschaftlich.

Ferner ist es möglich, nur eine einzige Pumpe im Gegensatz zu solchen herkömmli chen Vorrichtungen zu verwenden, bei denen für jedes Reagens eine eigene Pumpe vorgesehen ist. Folglich ist die er findungsgemäße Vorrichtung wirtschaftlich und zuverlässig im Betrieb.

Ferner braucht keine komplizierte Umschaltvorrichtung für die Bewegungsbahn und keine Pumpenwasch- oder Säuberungsvorrichtung vorgesehen zu werden, wie bei den herkömmlichen Vorrichtungen, die eine Reagenzpumpe aufweisen und bei denen die Strömungsbahnen des Reagenzsaugsystems umgeschaltet werden. Da außerdem der Strömungsweg nicht mit Reagens gefüllt werden muß, werden Reagensien auch nicht nutzlos verschwendet.

Claims

1. Abgabevorrichtung für Flüssigkeiten mit mehreren in einer Reihe längs einer geraden oder kreisbogenförmigen Linie ausgerichteten, ortsfesten Reagenzgefäßen für verschiedene Reagentien, mehreren Reak tionsgefäßen, an die Reagenzien abzugeben sind, einer in senk rechter Richtung zwischen einer Gefäßeintauchstellung und einer angehobenen Stellung sowie waagerecht längs der geraden oder kreisbogenförmigen Linie der Reagenzgefäße und in eine auf die Reaktionsgefäße ausgerichtete Abgabestellung bewegbaren Sonde, einer über eine Leitung mit der Sonde verbundenen Pumpe und wenigstens einem Waschgefäß zum Reinigen der Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (32, 57) waagerecht ausschließlich längs einer geraden oder einer kreisbogenförmigen Strecke bewegbar ist, daß das Waschgefäß (30, 58) auf dieser Bewegungsbahn der Sonde (32, 57) angeordnet ist und daß die Reaktionsgefäße (36, 60) längs einer Bahn bewegbar sind, die auf einem Punkt der geraden oder kreisförmigen Sondenbahn liegt.

2. Abgabevorrichtung nach Anspruch 1 mit geradlinig bewegter Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschgefäß (30) zwischen der Reihe von Reagenzgefäßen (31) und der von den Reaktionsgefäßen (36) durchlaufenden Abgabestellung angeordnet ist.