DE3030879C2 - Automatisches Analysiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysiergerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es sind bereits verschiedene automatische Analysiergeräte bekannt, mit denen Proben, beispielsweise Serum oder Urin, und zum Analysieren erforderliche Reagenzien in eine Reaktionsküvette pipettiert werden, um eine Testflüssigkeit zu bilden, die dann kolorimetrisch ausgemessen wird, um eine quantitative Analyse der Probe zu erzielen. Wenn an einem solchen bekannten automatischen Analysiergerät eine Analyse vorgegeben werden soll, ist eine Bedienungsperson im allgemeinen nicht nur dafür nötig, das oder jedes zu verwendende Reagenz anzugeben, sondern auch weitere Analysebedingüngen zu bestimmen, beispielsweise die Menge der /u pipettierenden Probe, der zuzugebenden Reagenzien und die Meßwellenlänge des Photometers, oder um die Aiiiilysebedingungen ;uis vorher bereits eingegebenen möglichen Bedingungen abzurufen. Das hat den Nachteil, daß die Arbeitsweise aufwendig ist und die Gefahr einer falschen Betätigung besteht.

Ein automatisches Analysicrgeräi kann im allgemeinen mindestens 30 Analysen vornehmen, während die gewünschte durchschnittliche Anrahl von Messungen an einer Probe meistens im Bei eich von 6 bis 8 liegt. Infolgedessen ist ein bekanntes Analysiergerät so konslruiert. daß es gleichzeitig in 6 bis 12 Kanälen analysieren kann, d.h. 6 bis 12 Analysen bzw. Messungen vornehmen kann. Wenn mit solch einem automatischen Analjsiergerät dann mehr als 12 Messungen vorgenommen werden sollen, muß zunächst das Gerät auf die

to gleichzeitig durchführbare Anzahl von Messungen eingestellt und dann die Messungen durchgeführt werden. Anschließend wird das Gerät auf die verbliebenen Messungen bzw. Analysen eingestellt und diese durchgeführt. Damit hat ein solches bekanntes Analysiergerät den Nachteil, daß die Einstellung des Reagenz und der Analysebedingungen für jede einzelne Analyse kompliziert ist und daß noch die Gefahr besteht, daß es zu falscher Betätigung kommt.
Ein Analysiergerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs ist aus der DE-OS 22 44 167 bekannt. Dieses Gerät weist zwei Drehteller auf, von denen der eine Gefäße für Probengefäß und der andere Meßküvctlcn aufnimmt. Beide Teller sind auf einem Motor drchantreibbar gelagert. In einem Gehäuse untcrhalb der Drehteller sind ebenso viele Reagenzbehäller, teilweise Ihcrmostatierl, gelagert, wie für die Durchführung der verschiedenen abrufbaren Analysen bzw. Messungen erforderlich sind. Aus den jeweils erforderlichen Reagcnzbehällern kann die erforderliche Menge Reagenz unter Steuerung einer Steuervorrichtung aufgrund der einem Speicher entnommenen Informationen in die Reaktionsküvetten einpipettiert werden. Als Speicher dient für jede mögliche Art von Analysebedingung, die mehrere einzelne Messungen mit unterschiedlichen Reagenzien erforderlich machen kann, eine Lochkarte. Die Steuereinrichtung wertet die als Speicher dienende Lochkarte aus und steuert den Analysevorgang. Am Umfang des Probcnbecherdrehtcllcrs sind Wählschalter zur Bezeichnung eines bestimmten Patienten vorgcsehen, die von der Bedienungsperson eingestellt werden müssen. Mit einer lochkarte kann bei dem bekannten Analysiergerät immer nur eine bestimmte Art von Analyse durchgeführt werden, so daß beim Wechsel der Analysebedingungen die Lochkarte ausgetauscht werden muß, wenn man sich nicht auf eine bestimmte Analyscart beschränken will. Dabei sind dann Proben des gleichen Patienten in unterschiedlichen Durchgängen zu analysieren. Wenn die einzeln auszutauschenden Reagenzbehälter ersetzt werden, können sie vertauscht werden, ohne daß dies von der Steuereinrichtung bemerkt werden kann. Das Gerät ist groß, da grundsätzlich mehr Reagenzbehälter eingesetzt sind als für bestimmte Analysebedingungen oder Analysengruppen erforderlich sind.

Aus der DE-OS 27 33 074 ist ein Gerät zur Identifikation von Proben und Reagenzbehältern bekannt, bei dem die verwendeten Behälter photoelektrisch abtastbarc Codezeichen aufweisen, die zur Steuerung des Analysiergeräts dienen. Die Verarbeitung der durch Co-

M) dcabtastung gewonnenen Signale erfolgt mittels eines Rechners. Ein solcher Rechner wäre in der Lage, die Analysierbedingungen für alle mittels des Geräts durchführbaren Analyscarten zu speichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das ein

h^ri gangs genannte gatttingsgcmäßc Analysiergerät dahingehend weitcr/ucntwickcln, daß die Durchführung unterschiedlicher Analysen unle^r unterschiedlichen Analysebedingungen mit einer oder mehreren Messungen an

jeder Probe einer Probenreihe unter Sicherstellung der Anwendung der richtigen Reagenzien ermöglicht ist und daß das Gerät möglichst klein ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst

Die Lösung sieht vor, daß die für eine Analyse, z. B. des Urins, auf verschiedene Inhaltsstoffe hin erforderlichen Reagenzbehälter in einem Drehteller angeordnet sind, der photoelektrisch ablesbare Unterscheidungskennzeichen aufweist, die die Auswertung gestatten, und daß es sich bei den vom Drehteller aufgenommenen Reagenzbehältern um solche handelt die für die Durchführung einer vollständigen Urinanalyse aus 6 bis 8 Messungen erforderlich und geeignet sind. Die Reagenzbehälter sind in den Drehteller in einer bestimmten Anordnung eingestellt, so daß aus der photoelektrisch abtastbaren Stellung des Drehteliers auf den Inhalt des Reagenzbehälters geschlossen werden kann. Diesbezügliche Informationen können aus dem Speicher in die Steuereinrichtung eingelesen werden, nachdem ihr vom photoeiektrischen Detektor durch Abtasten des eingesetzten Drehtellers die Information über die Analysebedingungen, für die der Drehteller mit den Reagenzbehältern bestimmt ist, zugeleitet wurde. Bei einem einfach vorzunehmenden Wechsel des Drehtellers zum Übergang auf andere Analysearten für andere Proben wird dies vom Gerät automatisch erfaßt und die richtige Zuordnung zur neuen Analyse vorgenommen, so daß fehlerfrei gearbeitet werden kann.

Der Aufbau eines solchen Analysiergeräts ist einfacher und kleiner, da lediglich die für eine bestimmte Analyse erforderlichen Reagenzbehälter auf dem Drehteller vorgesehen sind. Der Austausch der Reagenzbehälter ist bequem. Fehler können vom Gerät vor Analysierbeginn festgestellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines automatischen Analysiergeräls,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen auf einer Grundplatte gelagerten Drehteller,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht des Reagenzbchältcrträgers mit dem Drehteller gemäß F i g. 2,

F i g. 4A, 4B und 4C schematische Ansichten von drei Codelochanordnungen für den Reagenzbehälterträger nach F i g. 3 und

F i g. 5 ein Schema einer Steuerschaltung für das Analysiergerät nach Fig. 1.

Das Analysiergerät hat in seinem Gehäuse 41, das mit einem Deckel 46 abgedeckt wird, einen Reagenzbehälterträger 45, der von der Oberseite des Gehäuses zugänglich ist. Ferner ist ein Probengefäßträger 42 vorgesehen, der so betätigbar ist, daß er schrittweise längs einer gegebenen Bahn eine Vielzahl von Probengefäßen 42' fördert, die einzelne Proben enthalten. Die nacheinander vom Probengefäßträger 42 zu transportierenden Proben werden in gegebener Menge mittels einer hier nicht dargestellten Probenpipette nacheinander in eine Vielzahl von Reaktions- und Meßküvetten 43' injiziert, die jeweils auf einem Küvettendrehteller 43 aufgenommen sind. Die Küvetten 43 sind kreisförmig um den Mittelpunkt der Drehachse des Küvettendrehtellers 43 angeordnet, der mittels eines Schrittmotors schrittweise drehbar ist. In jede Küvette 43' auf dem Küvettendreh· teller 43, die schon eine Probe enthalt, wird eine gegebene Menge eines Reagenz entsprechend der durchzufühlendcn Analyse mittels einer Sonde 44 injiziert, die an der gegebenen Stelle als Reagenzpipette wirkt Auf diese Weise wird in jeder Küvette 43' eine Testflüssigkeit hergestellt.
Bei dor Analyse einer Substanz, z. B. Blut, werden an einer Vielzahl von kleinen Proben Messungen durchgeführt. Hierzu ist eine Vielzahl von Reagenzien erforderlich, die jeweils in einem Reagenzbehälter 48, der mit weiteren Reagenzbehältern auf einem Reagenzbehälterträger 45 angeordnet ist. Dieser ist auf einer an einer Bodenplatte 54 des Gerätegehäuses befestigten Führungsplatte 57 abnehmbar angebracht.

Die aus der in die Reaktionsküvette 43' eingegebenen Probe und dem Reagenz hergestellte Testflüssigkeit wird zu einem Kolorimeter weitertransportiert welches durch ein Filter, das nur Licht einer gegebenen, für die Analyse erforderlichen Meßwellenlänge durchläßt, mißt. Gemäß einer Alternative kann auch die Testflüssigkeit aus der Reaktionsküvette 43' durch eine Strömungszelle gesaugt werden, auf die Licht fällt, welche das genannte Filter durchgelassen hat, um auf diese Weise die kolorimetrische Messung vorzunehmen. Ahand des festgestellten Meßwerts und gegebenenfalls eines Konzentrationsumwandlungsfaktors entsprechend der gewünschten Analyse erfolgt die quantitative Analyse.

In F i g. 2 ist die Grundplatte 54 und der darauf aufgesetzte Reagenzbehälterträger 45 im Schnitt und in F i g. 3 der Reagenzbehälterträger 45 selbst gezeigt, der einen Drehteller 47 aufweist, welcher eine Vielzahl von Reagenzbehältern 48 umschließt, die in gegebener Reihenfolge auf einem zur Drehachse des Reagenzbehälterträgers 45 konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die Reagenzbehälter 48 enthalten die für die Analyse einer Vielzahl gegebener Posten benötigten Reagenzien. Der Drehteller 47 ist über ein Lager 49 auf einer Stütze 50 drehbar gelagert und hat in der Mitte eine Bohrung 51, in die eine Antriebswelle 56 einsetzbar ist, welche mit der Abtriebswelle eines Motors 55 verbunden ist. Die Verbindung zwischen Antriebswelle 56 und dem Drehteller 47 erfolgt über einen in eine Längsnut der Antriebswelle eingreifenden Mitnahmezapfen 52.

Der Drehteller 57 hat in einer nach unten vorstehenden Seitenwand Unterscheidungslöcher 53, nach denen die Analysen unterschieden werden können, die mit den Reagenzien in den auf dem Drehteller 57 angeordneten Reagenzbehältern 48 vorgenommen werden können.

Der Reagenzbehälterträger 45 ist auf der Grundplatte 54 des Geräts angebracht, an der der Motor 55 und die Führungsplatte 57 befestigt sind. Mit der an der

so Oberseite der Grundplatte 54 befestigten Führungsplatte 57 ist die Innenfläche der Stütze 50 des Reagenzbehälterträgers 45 in Eingriff bringbar. An der Grundplatte 54 ist ein Stützglied 58' befestigt, weiches einen aus Photokopplern zusammengesetzten Detektor 58 hält, der die im Reagenzbehälterträger 45 vorgesehenen Unterscheidungslöcher 53 abtastet.

Wenn der Reagenzbehälterträger 45 auf die Grundplatte 54 aufgesetzt ist, gelangt die an der Grundplatte 54 befestigte Führungsplatte 57 mit der Stütze 50 in Eingriff und der in die Bohrung ragende Mitnahmezapfen 52 greift in die Längsnul der Antriebswelle 56 ein. Durch Einschalten des Motors 55 kann der Drehteller 4? in die Stellung gedreht werden, in der das gewünschte Reagenz aus dem Reagenzbehälter 48 mit der Sonde b5 44 in die Reaktionsküvette pipettiert werden kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Detektor 58 drei Photokoppler auf, von denen der unterste ein Ausgangspunktsignal abgibt, um den Reagenzbehälter-

träger entsprechend einer vorzunehmenden Analyse weiterzubewegen. Das Ausgangspunkstsignal des untersten Photokopplers bewirkt also, daß der gewünschte der in gegebener Reihenfolge angeordneten Reagenzbehälter 48 an die gegebene Reagenzpipettierstelle bewegt werden kann. Die anderen beiden Photokoppler unterscheiden Reagenzbehälter48 voneinander.

Gemäß Fig.4A, 4B und 4C sind die am Reagenzbehäiterträger 45 vorhandenen drei Unterscheidungslöcher 53 so vorgesehen, daß das in Fig.4A durchgezogen gezeichnete unterste Loch das Ausgangspunktsignal abgibt und eine Kombination der beiden anderen darübcrlicgenden Löcher zur Unterscheidung von drei Arten von Reagenzbehältern 48 ausreicht.

Der Detektor 58 unterscheidet die auf dem Reagenz- \s behälterträger 45 vorgesehenen Reagenzbehälter und gibt ein Unterscheidungssignal ab. Dieses wird über eine Schnittstelle 59 an eine Steuervorrichtung 60 abgegeben, siehe F i g. 5. Auf bekannte Weise sind zuvor die Analysebedingung, z. B. die zu injizierende Probenmenge, die zu injizierende Reagenzmenge, die Meßwellenlänge und der Konzentrationsumwandlungsfaktor für alle Analysen, im allgemeinen mehr als 30 Posten, in einen Speicher 61 gespeichert worden. Die Steuervorrichtung 60 liest nun auf der Basis des Unterscheidungssignals vom Detektor 58 aus dem Speicher 61 jede Analysebedingung der Vielzahl gegebener Analysen (im allgemeinen 6 bis 12 Posten) ab, die mit dem gewählten Reagenzbehälter 48 auf dem Reagenzbehälterträger 45 durchgeführt werden können. Aufgrund der aus dem Speicher 61 abgerufenen Analysebedingung wird der Betrieb der Probenpipette, der Reagenzpipette, das Drehen des Reagenzbehälterträgers 45 und die Wahl des optischen Filters für die erforderliche Meßwellenlänge über die Schnittstelle 62 und Treiberstufen 63 gesteuert und ein gegebener Konzentrationsumwandlungsfaktor ausgewählt, damit die gewünschten Analysedaten als Ausgabewerte erhalten werden können.

Mit dem Analysiergerät kann eine Vielzahl gewünschter Analysen ganz einfach dadurch exakt eingestellt werden, daß der Reagenzbehälterträger, der eine Vielzahl Reagenzbehälter umschließt, die für eine Vielzahl gewünschter Analysen nötige Reagenzien enthalten, auf einer Grundplatte des Analysiergeräis angeordnet wird. Es kann also z. B. für die Untersuchung von Leber- und Nierenfunktion ein entsprechender Reagenzbehälterträger für die Vielzahl dazu benötigter Analysen vorbereitet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

55

M)

b5

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Automatisches Analysiergerät,
   mit dem eine oder mehrere ausgewählte Analysen aus einer Reihe von Analysen durch Einsetzen mehrerer Reagenzbehälter (48) in das Gerät durchführbar sind,

   bei dem aus einer Reihe von Proben enthaltenden Probengefäßen (42') bestimmte Probenmengen in Küvetten (43') übertragen und diesen zumindest eines von mehreren Reagenzien aus den eingesetzten Reagenzbehältern (48) zugesetzt und die Küvetten (43') einer Meß- und Auswerteinrichtung zugeführt werden,

   wobei ein Speicher (61) die Analysebedingüngen für bestimmte Analysen, die durch Probenmenge, Art und Menge der zuzusetzenden Reagenzien sowie Meßwellenlänge gekennzeichnet sind, speichert und eine Steuervorrichtung (60) anhand dieser Werte den Ablauf der auszuführenden Analyse steuert,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß im Analysegerät eine Grundplatte (54) mit einem Motor (55) vorgesehen ist,
   daß ein Reagenzbehälterträger (45) einen Drehteller (47) aufweist, der eine Vielzahl Reagenzbehälter (48) umschließt und auf einer auf die Grundplatte (54) aufzusetzenden Stütze (50) drehbar gelagert ist,
   daß der über die Stütze (50) auf die Grundplatte (54) aufgesetzte Reagenzbehälterträger (45) vom Motor (55) antreibbar ist,

   daß an der Grundplatte (54) ein Stützglied (58') befestigt ist, in dem ein Photokopplcr aufweisender Detektor (58) angeordnet ist, der mit Unterscheidungskennzeichen (53) zur Identifikation der Reagenzbehäher (48) zusammenwirkt, welche am Reagcnzbchälterträger (45) vorgesehen sind, und den der durchzuführenden Analyse entsprechenden Reagenzbehälter (48) photoclektrisch abliest und eine Vielzahl auf dem Reagenzbehälterträger (45) angeordneter Reagenzbehälter (48) unterscheidet, und
   daß der Detektor (58) mit der Steuervorrichtung (60) verbunden ist.