Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der klinischen
Chemie und genauer gesagt automatische Vorrichtungen, die das
Ausmaß einer Farbveränderung messen und quantifizieren
können, der einer oder mehrere Testbereiche eines
Reagenzstreifens unterliegen, nachdem dieser eine flüssige
Probe, wie zum Beispiel eine Urin- oder Blutprobe, berührt
hat.
Stand der Technik
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Reagenzstreifen, die einen oder mehrere Testbereiche
umfassen, die auf eine Berührung mit einer flüssigen Probe
hin einer Farbveränderung unterliegen, wobei die Probe einen
oder mehrere interessierende Bestandteile enthält, haben eine
weite Akzeptanz gefunden, insbesondere auf dem Gebiet der
klinischen Chemie, und diese wurden ein außerordentlich
nützliches Hilfsmittel, das dem Arzt bei der Diagnose einer
Krankheit hilft. Um eine präzise Quantifizierung von solchen
Farbveränderungen durchführen zu können, die bei einem
Farbvergleich mit dem bloßen Auge nicht möglich ist, wurden
Vorrichtungen zum Lesen der Farbveränderungen von
Teststreifen entwickelt, welche die Reflexionsfotometrie
anwenden. Derartige Vorrichtungen bestimmen mit
gleichbleibender Genauigkeit das Ausmaß der Farbveränderung
und somit die Menge der interessierenden Bestandteile der
Probe.
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Die kommerziell erhältlichen Streifenleser stellen einen
klaren Fortschritt im Stand der Technik dar. Jedoch ist die
Geschwindigkeit, mit der hiermit Streifen gelesen werden
können, nicht ausreichend, um die großen Mengen an Proben zu
bewältigen, die von klinischen Labors bearbeitet werden. Dies
ist deshalb der Fall, da bei der Verwendung derartiger
Vorrichtungen ein Streifen eingesetzt werden muß, gelesen
werden muß und aus der Vorrichtung entfernt werden muß, bevor
die gleiche Reihenfolge von Schritten mit dem nachfolgenden
Streifen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist bei
bestimmten Vorrichtungen die Betriebsgeschwindigkeit durch
das Erfordernis beschränkt, daß der Streifen in der
Vorrichtung präzise angeordnet werden muß.
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Die Automatisierung der Verfahren in klinischen Labors hat
die Geschwindigkeit, mit der Proben verarbeitet werden
können, bedeutend verbessert. Jedoch sind die automatisierten
Vorrichtungen bislang auf chemische Laboranalyseverfahren
beschränkt und sind nicht zum automatischen Lesen von
Teststreifen geeignet. Die in den US-Patenten Nr. 3 578 412
und 4 269 803 offenbarten Vorrichtungen sind repräsentativ
für derartige Chemieanalysevorrichtungen.
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Das '412 Patent offenbart horizontale Schienen 10, die durch
einen ersten doppelt wirkenden Luftzylinder 28 vertikal hin-
und herschiebbar sind, und horizontal gezahnte Gestelle 14,
die durch einen zweiten doppelt wirkenden Luftzylinder 34
horizontal hin- und herbewegbar sind. Kunststoffbehälter 18
mit mehreren Vertiefungen für flüssige Proben werden durch
diese Anordnung über verschiedene Verarbeitungsstationen
bewegt, in denen verschiedene Analyseschritte vollzogen
werden. Die Behälter haben nach unten weisende
Vertiefungsabschnitte an jedem Ende, und wenn die Schienen 10
abgesenkt werden, so paßt jeder Vertiefungsabschnitt über
einen Zahn eines Gestelles 14, was die Verwendung von
Rückhalteflanschen 48 und Niederhaltegliedern 46 notwendig
macht.
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Das '803 Patent verwendet einen hin- und herbewegbaren,
ratschenartigen Pendelblock 52 mit federbelasteten Fingern 60
zum Fördern von Analyseschlitten 18 entlang einer
Führungsbahn 25 zu Meß- und Analysestationen. Das Gewicht der
Schlitten muß groß genug sein oder sie müssen ausdrücklich
mit nicht dargestellten Einrichtungen nach unten gedrückt
werden, damit die Finger gegen die Vorspannung der
Belastungsfedern (nicht gezeigt) nach unten gekippt werden,
wenn der Pendelblock zurückbewegt wird.
Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist in dem Patentanspruch definiert.
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Zum besseren Verständnis, wie die verschiedenen
Strukturmerkmale zusammenwirken, wird nachfolgend die
grundlegende Funktion der Vorrichtung erklärt.
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Einzelne Reagenzstreifen, die durch die Vorrichtung gelesen
werden müssen, werden nacheinander quer auf die Schienen in
dem Ladebereich gelegt, in dem die Genauigkeit dieser
Anordnung kein kritischer Faktor ist, wobei dort eine
Einrichtung mit einem hin- und herbewegbaren Abzieharm
vorgesehen ist, der überschüssige Flüssigkeit von jedem
nachfolgenden Streifen entfernt und der gleichzeitig
denselben senkrecht und endweise zu den Schienen anordnet,
wenn dieser entlang den Schienen in Richtung der ersten
Lesestation bewegt wird. Wenn der Abzieharm das Ende seiner
Vorschubbewegung erreicht, gelangt eine intermittierende
Bewegungseinrichtung, die zeitlich abgestimmt mit dem
Abzieharm betrieben wird, mit dem Streifen in Eingriff, der
von dem Abzieharm berührt wird und führt die Bewegung des
Streifens zu und durch die Lesestationen fort.
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Die intermittierende Bewegungseinrichtung fördert die
Streifen parallel beabstandet um einen vorbestimmten Abstand
entlang der Schienen und nach jedem Förderschritt verweilt
jeder Streifen eine vorbestimmte Zeit in seiner neuer
Position. Hierdurch werden die einzelnen Teststreifen
nacheinander zu der Leseposition an der Plattform der ersten
Lesestation gefördert, an der während der Verweildauer
bestimmte Testbereiche desselben durch Reflexionsfotometrie
gelesen werden. Nach dem Lesen an der ersten Lesestation
werden die Streifen zu der Leseposition an der Plattform der
zweiten Lesestation vorwärtsbewegt, an der andere
Testbereiche von den Streifen durch Reflexionsfotometrie
gelesen werden.
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Die intermittierende Bewegungseinrichtung verwendet ein
Streifenförderglied in Form eines entfernbar montierten
Ablegetisches mit parallelen Reihen von beabstandeten, nach
oben stehenden Stiften oder Fingern. Die Schienen sind an
einem entfernbar montierten stationären Grundablagetisch
ausgebildet, der mit Schlitzen versehen ist, damit durch
diesen die nach oben stehenden Stifte des
Streifenfördergliedes bewegt werden können. Die Ablagetische
verhindern, daß der Antriebs- und Führungsmechanismus
irgendeiner Probe ausgesetzt ist, die versehentlich von den
Teststreifen tropfen könnte, und wenn die Probe hierdurch
aufgefangen wird, können die Ablagetische vollständig
entfernt, gewaschen und zurückgestellt werden.
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Erfindungsgemäß ist an jeder Lesestation eine
Streifeneingriffseinrichtung vorgesehen, die jeden
Teststreifen dort flach gegen die Plattform der Lesestation
drückt, um dadurch den richtigen Abstand zu dem Streifen und
dem Lesekopf einzuhalten. An jeder Lesestation ist auch eine
Einrichtung vorgesehen, die dort eine Beschädigung der
Teststreifeneingriffseinrichtung verhindert, die anderenfalls
bei der Entfernung des Grundablagetisches auftreten könnte.
Zu diesem Zweck ist die Streifeneingriffseinrichtung
zurückziehbar montiert und eine Verriegelungseinrichtung ist
vorgesehen, die ein Entfernen des Grundablagetisches
verhindert, solange die Streifeneingriffseinrichtung nicht in
eine Stellung zurückgezogen ist, in der sie nicht durch ein
solches Entfernen beschädigt werden kann.
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Die intermittierende Bewegungseinrichtung verwendet eine
Führungs- und Antriebseinrichtung, die das
Streifenvorschubglied entlang einer vertikalen Umlaufbahn
bewegt, die eine grundsätzlich kreisförmige und auch eine
geradlinige Ausdehnung hat, die parallel zu den Schienen
verläuft. Die Stifte des Streifenvorschubgliedes kreuzen die
Ebene der Reagenzstreifen auf den Schienen und stehen über
diese vor, wenn sich das Streifenvorschubglied entlang der
geradlinigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn bewegt, und die
Stifte werden während der Rückkehrbewegung des
Streifenvorschubgliedes entlang der kreisförmigen Ausdehnung
seiner Umlaufbahn unter die Schienen gezogen. Die
Antriebseinrichtung für das Streifenvorschubglied umfaßt eine
Einrichtung, die sicherstellt, daß die Bewegung des
Streifenvorschubgliedes nur dann beendet ist, wenn sich
letzteres auf dem kreisförmigen Abschnitt seiner Umlaufbahn
befindet und deren Stifte unter den Grundablagetisch
zurückgezogen sind. Dies gewährleistet, daß das
Streifenvorschubglied während des Abschaltens leicht entfernt
werden kann, ohne daß es gegen den Grundablagetisch stößt.
Kurzbeschreibung der Figuren
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Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer Lesevorrichtung für
Reagenzteststreifen gemäß der Erfindung, wobei Teile
weggebrochen und im Querschnitt gezeigt sind.
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Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte
Vorrichtung, wobei einer der Leseköpfe entfernt ist,
damit die Plattform der zweiten Lesestation
freigelegt ist.
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Fig. 3 zeigt eine zu Fig. 2 ähnliche Ansicht, wobei der
Grundablagetisch und das Streifenvorschubglied
entfernt sind, damit der Führungs- und
Antriebsmechanismus jedes Streifenvorschubgliedes
freigelegt ist;
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Fig. 4 zeigt eine teilweise in einem Diagramm dargestellte
perspektivische Ansicht des Antriebs- und
Führungsmechanismus für das Streifenvorschubglied und
das Abziehglied;
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Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des von der
Vorrichtung entfernten Streifenvorschubgliedes;
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Fig. 6 ist eine entlang der Linie VI-VI von Fig. 3
geschnittene vertikale Querschnittsansicht;
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Fig. 7 ist eine Teilaufsicht von unten, die den
Pendelblockführungsmechanismus darstellt;
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Fig. 8 ist eine vergrößert dargestellte vertikale
Teilquerschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII
von Fig. 2, wobei Teile weggebrochen und im
Querschnitt dargestellt sind;
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Fig. 9 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht entlang der
Linie IX-IX von Fig. 8; und
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Fig. 10 zeigt eine zu Fig. 9 ähnliche Ansicht, welche die
erfindungsgemäßen Streifenniederhalteglieder in
erhobener Stellung zeigt.
Bestes Verfahren zum Ausführen der Erfindung
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Gemäß Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen umfaßt die
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen im
wesentlichen rechteckigen Grundrahmen 11, der vordere und
hintere Wandabschnitte 12 und 13 und Wandendabschnitte 14 und
15 aufweist. Die Wandendabschnitte 14 und 15 umfassen
parallele, horizontale, sich von vorne nach hinten
erstreckende Trägerabschnitte 16 und 17, die als Tragearme
für einen nachfolgend noch beschriebenen Grundablegetisch
dienen. Zwei beabstandete horizontale Trägerglieder 18 und 19
stehen von dem rückwärtigen Wandabschnitt 13 nach vorne vor
und dienen als Lagerarme für nachfolgend beschriebene
Leseköpfe.
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Wie am besten in den Fig. 1 und 2 gezeigt, bezeichnet das
Bezugszeichen 20 einen festen Grundablegetisch, an dessen
Unterseite in der Nähe eines Endes Führungsabschnitte 21 und
22 ausgebildet sind, die mit dem Ablagetischlagerarm 16
zusammenwirken können, und in der Nähe des anderen Endes sind
Führungsabschnitte 23 und 24 ausgebildet, die mit dem
Lagerarm 17 zusammenwirken können. Das Zusammenwirken der
Führungen 21 bis 24 mit den Armen 16 und 17 ist derart, daß
der Ablagetisch 20 durch teleskopisches Gleiten dessen
Führungen über die Arme 16 und 17 in der Betriebsstellung
montiert werden kann, wenn der Ablagetisch 20 transversal
nach innen bewegt wird, daß heißt entlang derselben nach
hinten. In ähnlicher Weise kann der Ablagetisch 20 aus der
Betriebsstellung entfernt werden, beispielsweise zum Leeren
und Säubern, indem dieser gleitend transversal nach außen,
das heißt nach vorne, entlang der Träger 16 und 17 bewegt
wird. Der Ablagetisch 20 hat an seiner Unterseite einstückige
Vorsprünge (nicht gezeigt), die so angeordnet sind, daß sie
mit den vorderen Endflächen der Lagerarme 16 bzw. 17 in
Eingriff stehen, damit dadurch die innerste oder auch
Betriebsposition des Ablagetisches an dem Rahmen 11 definiert
wird.
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Der Ablagetisch 20 hat vier grundsätzliche Bereiche, nämlich
einen Ladebereich 25, eine Plattform 26 einer ersten
Lesestation, eine Plattform 27 einer zweiten Lesestation und
einen Abfallbehälter 28. In dem Ladebereich des Ablagetisches
20 sind beabstandete, parallele, grundsätzlich horizontal
verlaufende Schienen 29 und 30 ausgebildet, deren Oberflächen
oberhalb der benachbarten Bodenabschnitte des Ablagetisches
liegen. Die Schienen 29 und 30 sind in einem Abstand
voneinander angeordnet, der in etwa der Länge des Bereiches
der in der Vorrichtung zu verarbeitenden Reagenzteststreifen
entspricht, der den Reagenztest trägt. An dem Ablagetisch 20
ist auch eine Zwischenschiene 31 ausgebildet, deren
Oberfläche sich von dem Bodenniveau des Ablagetisches an
seiner linken Seite bis auf das Niveau der Schienen 29 und 30
an seiner rechten Seite erhebt. Die Schienen 29 bis 31
erstrecken sich zu der Plattform 26 der Lesestation, wobei an
diesem Punkt deren Oberflächen mit der Plattform fluchten.
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Die Plattformen 26 und 27 der Lesestation sind ähnlich
ausgebildet, verlaufen parallel und besitzen längliche, sich
transversal erstreckende ebene, rechteckige Oberflächen, die
oberhalb des Niveaus der benachbarten Bodenabschnitte des
Ablagetisches beabstandet sind. Die Plattformen 26 und 27
besitzen eine solche Länge und Breite, daß eine Lagerung in
Form einer flachen Fläche für die volle Länge und Breite
zumindest des Abschnittes eines darauf angeordneten
Reagenzteststreifens geschaffen ist, der den Reagenztest
trägt.
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Der Ablagetisch 20 ist mit beabstandeten horizontalen
Schienen 32, 33 und 34 ausgebildet, die grundsätzlich mit den
Schienen 29, 30 bzw. 31 ausgerichtet sind, und die sich von
der Plattform 26 zu der Plattform 27 erstrecken. Die
Oberflächen der Schienen 32 bis 34 sind oberhalb der
benachbarten Bodenabschnitte des Ablagetisches beabstandet
und verlaufen grundsätzlich koplanar mit den Oberflächen der
Plattformen 26 und 27. Der Ablagetisch 20 ist auch mit
Schienen 35, 36 und 37 ausgebildet, die horizontal von der
Plattform 27 zu dem Abfallbehälter 28 verlaufen und die
grundsätzlich mit den Schienen 32 bis 34 ausgerichtet sind.
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Die bisher beschriebenen Schienen erzeugen grundsätzlich eine
Lagerung mit Linienberührung für Reagenzstreifen, die sich
über diesen erstrecken und die entlang dieser auf eine Weise
bewegt werden, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Die
Linienberührung minimiert die Haftung, die von der
Oberflächenspannung der flüssigen Proben herrührt, mit der
die Testbereiche der Reagenzstreifen getränkt sind. Um in
ähnlicher Weise die Berührung der Teststreifen in dem
Abfallbehälter mit den Wänden und Boden desselben zu
minimieren, ist der Ablagetisch 20 mit Schienen 38, 39 und 40
ausgebildet, die Verlängerungen der Schienen 32 bis 34 sein
können und die sich vertikal entlang der linken Seitenwand
41, horizontal entlang der Bodenwand 42 und vertikal entlang
der rechten Endwand 43 des Behälters 28 erstrecken.
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Der Ablagetisch 20 ist mit zwei beabstandeten, parallelen,
länglichen Schlitzen 44 und 45 ausgebildet, die sich von dem
rechten Ende des Ladebereichs 25 an der linken Seite der
Plattform 26 zu der rechten Seite der Plattform 27 neben dem
Abfallbehälter 28 erstrecken. Die Schlitze 44 und 45
erstrecken sich über die Plattformen 26 und 27 und minimieren
jegliches Fließen einer Flüssigkeit von dem Boden des
Ablagetisches durch die Schlitze, wobei letztere mit
erhabenen Lippenabschnitten an deren Grenzen versehen sind.
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Im Ladebereich 25 ist der Ablagetisch 20 neben der Schiene 29
mit einem vertikalen Flächenabschnitt versehen, der sich
oberhalb des Niveaus der Oberflächen der Schiene 29 und 30
erstreckt. An dessen linkem Ende ist die Oberfläche 46 zu der
Schiene 29 beabstandet, und von dessen rechtem Ende geht er
in eine vertikale Fläche 47 über, die grundsätzlich parallel
zu der Schiene 29 verläuft und sich näher an dieser befindet
als an dem linken Ende der Fläche 46. Die Fläche 46 ist
derart angeordnet, daß der innere Abschnitt der
Reagenzteststreifen diese berührt, die quer auf den Schienen
29 und 30 im Ladebereich für einen nachfolgend beschriebenen
Zweck angeordnet sind.
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Die Vorrichtung ist mit einem Antriebs- und
Führungsmechanismus beschrieben, der nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Fig. 1, 3 und 4 beschrieben wird. Eine
Antriebsenergiequelle in Form eines Schrittmotors 48 ist an
der Rückseite der hinteren Wand 13 des Rahmens 11 montiert
und besitzt eine Antriebswelle 49, die mit einer flexiblen
Kupplung 50 verbunden ist, die wiederum mit einer
Koaxialwelle 51 verbunden ist. Der Rahmen 11 ist mit einem
Stützlager 52 für die Welle 51 versehen, das beabstandet von
der Rahmenwand 12 angeordnet ist sowie mit einem Stützlager
in der Wand 12, in dem die Welle 51 drehbar montiert ist und
durch welches sie vorsteht.
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Der Rahmen 11 ist auch mit einem Stützlager 53 versehene das
zu dem Lager 52 beabstandet ist und diesem entspricht, sowie
mit einem Koaxiallager in der Rahmenwand 12. Eine Welle 54
ist drehbar in letzterem Lager montiert und erstreckt sich
durch dieses, wie auch durch das Lager 53. Die Wellen 51 und
54 sind parallel angeordnet und es sind jeweils an diesen
koaxial zwischen der Wand 12 und den Lagern 52 und 53 gleiche
Synchronisierrollen 51a und 54a befestigt, die durch einen
Synchronisierriemen 56 verbunden sind. Die Wellen 51 und 54
gleichen Richtung während des Betriebs des Motors 48
angetrieben.
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An den Vorderenden der Wellen 51 und 54 sind koaxial
identische Räder 57 und 58 angebracht, die jeweils radial
versetzte Wellen 59 und 60 tragen, an denen
Betätigungsglieder in Form von zylindrischen Kugellagern 61
und 62 (Fig. 1 und 4) montiert sind, die durch Nuten 63 und
64 an ihrem Platz gehalten werden. Die Synchronisierung der
Wellen 51 und 54 ist derart, daß die versetzten Wellen 59 und
60 während der Drehung der Wellen 51 und 54 stets die gleiche
Winkelposition besitzen. Wenn sich beispielsweise die
versetzte Welle 59 an dem Scheitelpunkt ihrer Kreisbewegung
befindet, so befindet sich auch die Welle 60 am Scheitelpunkt
ihrer Kreisbewegung.
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Eine vertikal angeordnete, grundsätzlich rechteckige Platte
65 ist mit einer Schultereinrichtung in Form zweier parallel
beabstandeter Längsschlitze 66 und 67 ausgebildet, in denen
die Lager 61 und 62 gleitend angeordnet sind. Die Schlitze 66
und 67 haben im wesentlichen die gleiche Breite wie der
Außendurchmesser der Lager 61 und 62, und in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schlitze nach
rechts um einen Winkel von 45º zur Vertikalen geneigt. Die
Platte 65 trägt in der Nähe ihrer Unterkante an ihrer
Innenfläche zwei nach hinten vorstehende beabstandete
parallele Wellen 68 und 69, an denen Schultereinrichtungen in
Form von frei drehbaren ähnlichen Rädern 71 und 72 montiert
sind, wie in Fig. 1 gezeigt.
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Von der Vorderwand 12 des Rahmens 11 stehen zwei ähnliche
rechteckige Vorsprünge oder Schulterglieder 71 und 73 vor,
die koplanare, horizontale untere Flächen 74 und 75
aufweisen, mit denen die Räder 70 und 71 zusammenwirken. Die
Platte 65 ist an ihrer Unterkante mit Vorsprüngen 76 und 77
versehen, an welchen nach hinten vorstehende Augenbolzen 78
und 79 befestigt werden. Entsprechend nach vorne vorstehende
Augenbolzen 80 und 81 werden an der Vorderwand 12 des Rahmens
11 oberhalb der Augenbolzen 78 und 79 befestigt.
Gegenüberliegende Enden einer Schraubenfeder 82 sind mit den
Augenbolzen 78 und 80 verbunden, und gegenüberliegende Enden
einer ähnlichen Feder 83 sind mit den Augenbolzen 79 und 81
verbunden. Die Spannung der Federn 82 und 83 übt dauernd eine
nach oben gerichtete Kraft auf die Platte 65 aus, welche die
Räder 70 und 71 in Berührung mit den Schulterflächen 74 und
75 vorspannt.
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In den Fig. 1 und 4 sind die Lager 61 und 62 an den oberen
Enden der Schlitze 66 und 67 angeordnet, und die Platte 65
befindet sich in der oberen Stellung und grundsätzlich an der
äußerst möglichen rechten Position. Dies ist die Lese- oder
auch Verweilposition, auf die nachher Bezug genommen wird.
Auf eine Drehung der Wellen 51 und 54 im Uhrzeigersinn
bewegen sich die Lager 61 und 62 im Uhrzeigersinn auf einem
kreisförmigen Weg und übertragen die gleiche Bewegung auf die
Platte 65, was die Räder 70 und 71 außer Kontakt mit den
Schulterflächen 74 und 75 gegen die Vorspannung der Federn 82
und 83 während einer solchen Bewegung bringt. Wenn sich die
Platte 65 und die Räder 70 und 71 nach unten bewegen und von
dort nach oben nach links entlang der oben erwähnten
kreisförmigen Bahn im Uhrzeigersinn, so werden die Räder 70
und 71 zurückgeführt, um mit den Schulterflächen 74 und 75
unter der Vorspannung der Federn 82 und 83 in Berührung zu
kommen, wodurch deren Bewegung entlang der Kreisbahn beendet
ist.
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Nach der Berührung der Räder 70 und 71 mit den
Schulterflächen 74 und 75 befindet sich die Platte 65
wiederum in der erhobenen Stellung und grundsätzlich soweit
links wie möglich. Während der Berührung der Räder 70 und 71
mit den Flächen 74 und 75 kann die Platte 65 nicht der
Kreisbahn der Lager 61 und 62 folgen. Demzufolge gleiten bei
einer fortgeführten Drehung der Wellen 51 und 54 im
Uhrzeigersinn die Lager 61 und 62 zu den oberen Enden der
Schlitze 66 und 67, wenn sie sich ihrer Scheitelposition
nähern, und lediglich die horizontale Komponente ihrer
Kreisbewegung wird auf die Platte 65 übertragen, was letztere
geradlinig nach rechts entlang einer Bahn parallel zu den
Oberflächen 74 und 75 bewegt. Wenn die Lager 61 und 62 ihre
Kreisbahn über deren Scheitelposition hinaus fortsetzen, dann
gleiten sie zu den unteren Enden der Schlitze 66 und 67, da
die horizontale Komponente der Bewegung die geradlinige
Bewegung der Platte 65 fortführt, was letztere zu der in der
Fig. 1 dargestellten Position zurückführt.
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Es ist offensichtlich, daß eine Umdrehung der Wellen 51 und
54 eine Kreisbahn der Platte 65 in einer vertikalen Ebene
bewirkt, wobei die Bahn eine geradlinige horizontale
Ausdehnung und eine kreisförmige Ausdehnung umfaßt. Die
Umlaufbahn der Platte 65, wie sie durch die Achsen der Räder
70 und 71 gezogen wird, ist in Fig. 1 durch die
strichpunktierten Linien 70a und 71a dargestellt.
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Als Teil des Steuersystems für die Vorrichtung trägt die
Platte 65 an ihrer rechten Kante, wie in den Fig. 1 und 3
gezeigt, ein Schalterbetätigungselement 153 zum
Zusammenwirken mit einem Schalter 154, der an der vorderen
Wand 12 des Rahmens 1 montiert ist. Der Schalter 154 und das
Element 153 können von jeder geeigneten Art sein, die eine
Betätigung des Schalters 154, das heißt ein Schließen oder
Unterbrechen eines durch diesen verlaufenden Stromkreises,
durch Verlagern der Platte 65 in deren Verweil- oder
Leseposition, wie in Fig. 1 gezeigt, gewährleistet.
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Eine Führungseinrichtung ist vorgesehen, um die vertikale
Ausrichtung der Platte 65 während ihrer Kreisbewegung
beizubehalten. Wie die Fig. 1 und 6 zeigen, hat die
Vorderwand des Rahmens 11 einen Vorsprung 84, der von dieser
unterhalb der Platte 65 nach außen vorsteht. Der Vorsprung 84
steht unterhalb der Platte 65, wie in Fig. 6 gezeigt, nach
außen vor und eine vertikale Platte 85 ist an ihrer
Unterkante beispielsweise durch Schrauben 85a an dem
Vorsprung 84 befestigt. Koaxiale Einstellschrauben 86 und 87
sind in geeignete Bohrungen in der Wand 12 und der Platte 85
eingeschraubt und besitzen flache Endabschnitte mit
reduziertem Durchmesser, die in einem relativ eng eingepaßten
Gleiteingriff mit den hinteren und vorderen
Flächenabschnitten der Platte 65 in der Nähe ihrer Unterkante
stehen.
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Die Fig. 3 und 7 zeigen, daß an der Rückwand 13 des Rahmens
11 eine längliche vertikale Rippe oder ein Vorsprung 88
ausgebildet ist, der an seinem oberen Ende mit einer Bohrung
versehen ist, um ein Ende einer horizontalen Welle 89
aufzunehmen, deren anderes Ende in einer geeigneten Bohrung
in einer Endwand 14 des Rahmens 11 befestigt ist. Ein
Pendelblock 90 ist gleitend auf der Welle 89 montiert und von
dessen Vorderabschnitt in der Nähe dessen rechten Endes, wie
in den Fig. 1 und 3 gezeigt, hängt ein vertikaler
Plattenabschnitt 91 herab. Der Block 90 und dessen
Plattenabschnitt 91 sind entlang ihrer Vorderfläche mit zwei
beabstandeten parallelen vertikalen Rippen 92 und 93
ausgebildet, welche die Ränder einer länglichen rechteckigen
vertikalen Nut 94 festlegen.
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Ein Kurbelarm 95 ist an dem inneren Ende der Welle 54
befestigt und trägt an seinem Ende ein Ringzylinderlager 96,
das innerhalb der Nut 94 knapp gleitend eingepaßt ist. Es ist
erkennbar, daß bei einer vollständigen Umdrehung der Welle 54
der Kurbelarm eine vollständige Hin- und Herbewegung des
Blockes 90 entlang der Welle 89 von seiner in den Fig. 1 und
3 gezeigten Stellung zu einer Stellung neben dem Vorsprung 88
und zurück zu seiner ursprünglichen gezeigten Stellung
bewirkt.
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Die Führungseinrichtung ist so ausgebildet, daß jede
Drehbewegung des Pendelblocks 90 während seiner Hin- und
Herbewegung vermieden ist. Zu diesem Zweck ist, wie am besten
in Fig. 7 zu sehen, die Rückwand 13 des Rahmens 11 entlang
ihrer Unterkante mit einem nach vorne vorstehenden Vorsprung
97 ausgebildet, an dessen Unterseite ein Ende eines
horizontalen Trägers 98 mit parallelen, ebenen, vertikalen
Vorder- und Rückflächen 99 und 100 befestigt ist. Das
gegenüberliegende Ende des Trägers 98 ist an dem unteren Ende
des vertikalen Vorsprungs 88 befestigt. Der Plattenabschnitt
91, der an dem Pendelblock 90 herabhängt, ist neben der
Vorderfläche 99 des Trägers 98 beabstandet und ein
Trägerabschnitt 101 hängt von dem Pendelblock 90 herab und
dessen unteres Ende ist neben der rückwärtigen Fläche 100 des
Trägers 98 beabstandet. Eine Einstellschraube 102 ist in eine
geeignete Bohrung in dem unteren Ende des Plattenabschnitts
91 eingeschraubt und hat eine flache Endfläche mit
verringertem Durchmesser, die in einem relativ knappen
gleitenden Eingriff mit der Vorderfläche 99 des Trägers 98
steht. Eine Einstellschraube 103 ist in eine geeignete
Bohrung in dem unteren Ende des Trägerabschnitts 101
eingeschraubt und besitzt eine flache Endfläche mit
verringertem Durchmesser, die in einem relativ knapp
eingepaßten Gleiteingriff mit der rückwärtigen Fläche 100 des
Trägers 98 steht. Es ist erkennbar, daß das Zusammenwirken
der Einstellschrauben 102 und 103 mit dem Träger 98 eine
Drehbewegung des Pendelblocks 90 während dessen Hin- und
Herbewegung verhindert.
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Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, steht vom linken Ende des
Pendelblocks 90 ein vertikaler Arm 104 nach oben vor, der an
seinem oberen Ende einen nach vorne vorstehenden horizontalen
Arm 105 trägt, der parallel zu der Rahmenwand 14 und dem
Träger 16 verläuft. Der Arm 105 trägt zwei beabstandete, nach
oben stehende Lokalisierungs- und Haltestifte 106 und 107 an
seiner Oberfläche und schafft eine Abstützung für ein
Abziehglied 108. Der Abzieher 108 hat einen grundsätzlich
L-förmigen Querschnitt und eine horizontale Ausdehnung, die
über den Träger 105 hinausreicht und er ist mit Löchern
versehen, um die Lokalisierungs- und Haltestifte 106 und 107
aufzunehmen. Der Abzieher 108 besteht aus festem Material,
beispielsweise aus Organoplastik, und hat einen
herabhängenden vertikalen rechteckigen Plattenabschnitt 109
mit einer grundsätzlich ebenen Oberfläche 110, die mit einer
Vielzahl von parallelen vertikalen Nuten in Kapillargröße
ausgebildet ist. Entlang seiner Unterkante ist der Abzieher
108 mit Aussparungen versehen, wie bei 155 (Fig. 4), um die
Rippe 31 unterzubringen, und er ist auch bei 156 (Fig. 4) und
157 für einen Zweck mit Aussparungen versehen, der
nachfolgend beschrieben wird.
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Wie die Fig. 1, 3, 4 und 6 zeigen, ist eine rechteckige
horizontale Platte 111 zum Beispiel durch Schrauben 112 und
113 an der Oberkante der rechteckigen vertikalen Platte 65
befestigt, wobei die Platte 111 mit Aussparungen versehen
ist, um die Köpfe der Schrauben unterhalb der
Plattenoberfläche unterzubringen. Neben ihrer Oberfläche sind
die rechten und linken Kanten der Platte 111 mit Flanschen
114 und 115 ausgebildet, die sich von vorne nach hinten
erstrecken und Verlängerungen der Oberfläche schaffen.
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Wie am besten in Fig. 5 zu sehen, hat ein
Reagenzstreifenvorschubglied 116 vorzugsweise die Form eines
grundsätzlichen rechteckigen Ablagetisches, der einen nach
unten versetzten Abschnitt 117 an seinem linken Ende hat und
der entlang seiner Kanten mit einer durchgehenden nach oben
stehenden Lippe zum Zurückhalten jeglicher Flüssigkeit
versehen ist, die sich an diesem sammeln mag. Das
Streifenvorschubglied 116 ist an seiner Unterseite mit sich
quer erstreckenden herabhängenden parallelen Klammern 118 und
119 (siehe Fig. 1 und 8) mit grundsätzlich L-förmigem
Querschnitt versehen, um einwärts gedrehte Flansche zu
schaffen. Die Klammern 118 und 119 schaffen Führungen für die
transversale gleitende Befestigung des Gliedes 116 an der
horizontalen Platte 111, wobei die einwärts gedrehten
Flansche der Klammern unterhalb der Flansche 114 und 115 der
Platte 111 in Eingriff stehen, wie in Fig. 1 gezeigt. An der
Unterseite des Ablagetisches 116 sind neben seiner
Vorderkante nach unten vorstehende Anschlagglieder 158 und
158a (siehe Fig. 5 und 8) ausgebildet, die mit der
Vorderkante der horizontalen Platte 111 in Eingriff stehen,
um die Betriebsposition des Ablagetisches auf der Platte
festzulegen.
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Das Streifenvorschubglied 116 ist mit zwei parallel
beabstandeten, nach oben stehenden, sich in Längsrichtung
erstreckenden Rippen 120 und 121 ausgebildet, die sich von
dem versetzten Abschnitt 117 etwas über das rechte Ende des
Gliedes 116 hinaus erstrecken. Die Oberkanten der Rippen 120
und 121 verlaufen horizontal und koplanar und an diesem sind
mehrere gleich beabstandete, nach oben hochstehende Finger
oder Stifte 122 und 123 für einen Eingriff mit Teststreifen
ausgebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
elf Stifte 122 und elf Stifte 123 vorgesehen. Die Stifte 122
sind quer mit den Stiften 123 ausgerichtet, wobei in jeder
Reihe die Stifte mit einem solchen ausreichenden Abstand
angeordnet sind, daß zwischen diesen ein Teststreifen
untergebracht werden kann. Die Stifte 122 und 123 sind
vorteilhafterweise grundsätzlich in einem horizontalen
Querschnitt gesehen tropfenförmig ausgebildet, damit an deren
rechten Seite, wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt, lediglich ein
Punktkontakt mit einem hierdurch bewegten Reagenzstreifen
erzeugt wird, wodurch jegliche Haftung dazwischen minimiert
wird, die aufgrund einer Oberflächenspannung der flüssigen
Proben, mit denen die Testbereiche der Teststreifen getränkt
sind, auftreten könnte.
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Wenn das Streifenvorschubglied 116 sich auf der horizontalen
Platte 111 in der Betriebsposition befindet, sind dessen
Rippen 20 und 121 mit den Schlitzen 44 und 45 des
Grundablagetisches 20 ausgerichtet. Die Schlitze 44 und 45
sind breiter als die Rippen 120 und 121 und ermöglichen, daß
letztere und die von diesen getragenen Stifte ohne Berührung
mit dem Grundablagetisch 20 durch sie hindurchgeführt werden
können.
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Während des Betriebs des Motors 48 wird die Bewegung der
vertikalen Platte 65 entlang ihrer durch die
strichpunktierten Linien 70a und 71a in Fig. 1 dargestellte
Umlaufbahn auch dem Streifenvorschubglied 116, den Rippen 120
und 121 und den Stiften 122 und 123 auferlegt. Wenn sich die
Teile in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befinden, befinden
sich das Glied 116 und die Stifte 122 und 123 in ihrer
obersten Position, in der die Stifte die Ebene der Oberkanten
der Schienen 29 bis 34 schneiden und über diese vorstehen.
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Wenn der Motor 48 in Betrieb genommen wird, bewegt sich das
Element 153 (Fig. 1 und 3) weg von dem Schalter 154 und das
Glied 116 und dessen Stifte werden nach unten bewegt, nach
links, und anschließend nach oben entlang der kreisförmigen
Ausdehnung der Umlaufbahn, wodurch die Stifte 122 und 123
nach unten durch die Schlitze 44 und 45 mitgezogen werden
(Fig. 1 und 2). Wenn sich das Glied 116 in seiner untersten
Position entlang der kreisförmigen Ausdehnung seiner
Umlaufbahn befindet, sind die Stifte unterhalb des Bodens des
Grundablagetisches 20 beabstandet. Wenn das Glied 116 das
Ende der kreisförmigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn erreicht,
befindet es sich wieder in seiner obersten Position und
soweit links wie möglich. Es bewegt sich dann nach rechts
entlang der horizontalen geradlinigen Ausdehnung der
beschriebenen Umlaufbahn, das heißt parallel zu den Schienen,
und kehrt dann zu seiner in Fig. 1 gezeigten Position zurück,
in der das Element 153 sich bezogen auf den Schalter 154
wiederum in seiner Betätigungsstellung befindet. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel bewegen sich das Glied 116
und seine Stifte horizontal um 1,2065 cm (0,475 inch) entlang
der geradlinigen Ausdehnung der Umlaufbahn nach rechts.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
beträgt die Zeit, die der Motor für eine vollständige
Umdrehung benötigt, und somit auch die Zeit, die das Glied
116 für eine Querbewegung seiner Umlaufbahn benötigt, 3,8
Sekunden.
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Die Farbveränderungen, denen die Testbereiche der mehrfachen
Reagenzteststreifen unterliegen, werden in der Vorrichtung
durch Reflexionsfotometrie detektiert oder gelesen. Zu diesem
Zweck ist ein Lesekopf 124 (Fig. 1 und 8 bis 10) geeignet
vertikal verstellbar, beispielsweise durch Schrauben 159 und
160, an der rechten vertikalen Fläche des Lagerarms 18
beabstandet zu der Plattform 26 der Lesestation und fluchtend
mit dieser montiert. Ein ähnlicher Lesekopf 125 (Fig. 1) ist
in ähnlicher Weise vertikal verstellbar an der rechten
vertikalen Fläche des Lagerarms 19 beabstandet, oberhalb der
Plattform 27 der Lesestation und fluchtend mit dieser
montiert. In Fig. 2 ist der Lesekopf 125 nicht dargestellt,
damit die im Bereich der Plattform 27 darunterliegende
Konstruktion besser gezeigt ist.
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Die Leseköpfe 124 und 125 in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel haben Optiken für Reflexionsfotometrie
zum Lesen eines Teststreifens mit bis zu zehn gleichmäßig
beabstandeten Testbereichen. Da die mehrfachen Teststreifen
üblicherweise Reagenzsysteme aufweisen, die signifikant
unterschiedliche Inkubationszeiten haben, welches die
Zeitabstände nach Berührung mit der flüssigen Probe sind,
während deren sich eine Farbveränderung in Abhängigkeit von
dem Vorhandensein eines bestimmten Probenbestandteils
entwickeln kann und während deren die entwickelte Farbe
meßbar bleibt, sind die Optiken des Lesekopfes 124 derart
eingestellt, daß diejenigen Testbereiche eines Streifens
gelesen werden, die eine festgelegte erste Inkubationszeit
aufweisen. Demgegenüber sind die Optiken des Lesekopfes 125
derart eingestellt, daß diejenigen Testbereiche eines
Streifens gelesen werden, die eine vorbestimmte längere
Inkubationszeit haben, da ein Teststreifen auf der Plattform
27 nach einer vorbestimmten Zeit gelesen wird, nachdem der
Streifen auf der Plattform 26 gelesen worden ist.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 wird nachfolgend der
Lesekopf 124 beschrieben, wobei der Lesekopf 125 im
wesentlichen den gleichen Aufbau hat. Der Lesekopf 124 ist
länglich und gesehen von der Vorderseite der Vorrichtung
grundsätzlich L-förmig im Querschnitt, mit einem
Hauptkörperabschnitt 126 und einem horizontal vorstehenden
Vorsprungsabschnitt 127. Die Oberfläche des Körperabschnitts
126 ist mit einer Aussparung versehen, wie bei 128, und
mehrere vertikal beabstandete Nuten 129, beispielsweise sechs
Stück, sind in dem Boden des Lesekopfes 124 wie gezeigt
ausgebildet. Der Hauptkörperabschnitt 126 ist mit mehreren
gleich beabstandeten vertikalen Durchgangsbohrungen 130
versehen, wobei es in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zehn sind. Die Bohrungen 130 sind so ausgebildet, daß sie ein
Ende eines Faseroptikelementes 131 aufnehmen, das wie in Fig.
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9 gezeigt, durch eine Einstellschraube 132 fixiert wird. Das
andere Ende jedes Elementes 131 steht mit einem Lichtsensor
(nicht gezeigt) auf bekannte Weise in Verbindung. Alternativ
kann das andere Ende jedes Elementes 131 mit einer
Lichtquelle (nicht gezeigt) auf bekannte Weise in Verbindung
stehen.
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Der Vorsprungsabschnitt 127 ist mit mehreren gleichmäßig
beabstandeten gewinkelten Durchgangsbohrungen 133 versehen,
deren sämtliche Achsen koplanar mit der Achse einer
entsprechenden Bohrung 130 verlaufen. Die Bohrungen 133 sind
so ausgebildet, daß sie ein Ende eines Faseroptikelementes
134 aufnehmen, das durch eine Einstellschraube 135 wie in
Fig. 9 gezeigt fixiert ist. Das andere Ende jedes Elementes
134 steht mit einer Lichtquelle (nicht gezeigt) auf bekannte
Weise in Verbindung. Alternativ kann das andere Ende jedes
Elementes 134 mit einem Lichtsensor (nicht gezeigt) auf
bekannte Weise in Verbindung stehen. Es sei bemerkt, daß in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sieben Sätze von
optischen Elementen 131 und 134 vorgesehen sind.
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Wie auch in Fig. 2 gezeigt, hat ein Jochglied 136 ein in der
Aufsicht U-förmigen horizontalen Abschnitt 139 sowie mit
einer Öffnung versehene Ohrenabschnitte 137 und 138 an seinen
gegenüberliegenden Enden, die normalerweise die Oberfläche
des Lesekopfes 124 überlappen. Der verbleibende Abschnitt der
Reste des Abschnitts 139 überlagert normalerweise die
Oberfläche des Lagerarmes 18, wie am besten in den Fig. 2 und
9 gezeigt. Das Joch 136 hat auch einen vertikalen Abschnitt
140, der von dem Abschnitt 139 beabstandet zu dem Lagerarm 18
herabhängt und der an seiner Unterkante in einem mit
Öffnungen versehenen einwärts gedrehten Flansch 141 endet.
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An dem Flansch 141 ist beispielsweise durch Schrauben 142 und
eine oder mehrere damit zusammenwirkende Muttern 143 ein
Streifeneingriffsglied befestigt, das mehrere
Streifeneingriffs- oder Niederhalteglieder 144 mit
bogenförmigen Streifeneingriffsoberflächenabschnitten umfaßt,
die wenn sie sich in einer Betriebsstellung befinden, mit der
Oberfläche der Plattform 26 oder der Oberfläche eines auf der
Plattform angeordneten Teststreifens in Eingriff stehen. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Glieder 144
die Form von Drahtblattfedern mit bogenförmigen freien
Endabschnitten. Wie in Fig. 8 gezeigt, fluchtet jedes
Streifeneingriffsglied 144 mit der Mittellinie einer der
Nuten 129 im Boden des Lesekopfes 124.
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Wie ebenfalls in Fig. 8 gezeigt, wird der in Eingriff
stehende Streifen durch die Glieder flach gegen die Plattform
gedrückt, wenn die Streifeneingriffsglieder 144 in ihren
Betriebsstellungen sind und mit einem auf der Plattform 26
angeordneten Teststreifen in Eingriff stehen. Dies
gewährleistet, daß der Streifen in dem richtigen Abstand zum
Lesekopf 124 gehalten wird, während dieser auf der Plattform
26 angeordnet ist.
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Das Joch 136 ist an dem Lesekopf 124 mittels Schrauben 145
und 146 befestigt, die sich durch die Öffnungen in den Ohren
137 und 138 erstrecken, und die in Aufnahmebohrungen in dem
Lesekopf 124 eingeschraubt sind. Wie in dem Vertikalschnitt
in Fig. 8 gezeigt, ist die Schraube 145 in eine vertikale
Durchgangsbohrung 147 eingeschraubt, die an ihrem oberen Ende
wie bei 148 mit einer Gegenbohrung versehen ist, damit eine
Schraubenkompressionsfeder 149 aufgenommen werden kann,
welche die Schraube 145 koaxial umgibt.
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Eine ähnliche Anordnung mit einer Gegenbohrung und einer
Feder ist bei der Schraube 146 vorgesehen. Jedoch ist das
untere Ende der Schraube 145 mit einem zylinderförmigen
spitzen Abschnitt 150 versehen, der von der Bohrung 147
vorsteht und sich in einer solchen Position befindet, daß er
an eine vertikale Schulter 151 auf dem Grundablagetisch 20
anschlagen kann, wenn die Schraube 145 in ihre in den Fig. 8
und 9 dargestellte Betriebsposition geschraubt ist. Es ist
erkennbar, daß der Grundablagetisch 20 nicht entfernt werden
kann, wenn die Schraube 145 sich in ihrer Betriebsposition
befindet, da eine transversale Vorwärtsbewegung des
Grundablagetisches durch das Anschlagen der Schulter 151 an
der Schraubenspitze 150 verhindert ist.
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Wenn die Schrauben 145 und 146 gelöst werden, beispielsweise
zu der Position der Schraube 145 in Fig. 10, so dehnen sich
die Kompressionsfedern, welche die Schrauben umgeben, axial
aus und heben das Joch 136 und die Glieder 144 zu deren in
Fig. 10 dargestellten Positionen an, wobei die
Streifeneingriffsabschnitte der Glieder innerhalb der Nuten
129 des zugehörigen Lesekopfes angeordnet sind. In dieser
Position sind die Glieder 144 oberhalb des Bodens des
Lesekopfes 124 beabstandet und die Spitze 150 der Schraube
145 befindet sich oberhalb der Schulter 151, wodurch eine
Entfernung des Ablagetisches 20 durch eine Vorwärtsbewegung
desselben ermöglicht ist. Die oben beschriebene Anordnung
ermöglicht eine Verriegelung, die ein Entfernen des Tisches
120 verhindert, sobald sich die Glieder 144 in ihren in den
Fig. 8 und 9 gezeigten Betriebspositionen befinden, in denen
sie durch ein solches Entfernen beschädigt würden. Somit
erlaubt die Verriegelung ein Entfernen des Ablagetisches 20
nur dann, wenn die Glieder 144 in ihre geschützten
zurückgezogenen Positionen, wie in Fig. 10 gezeigt, angehoben
sind.
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Nachfolgend wird die Betriebsweise der Vorrichtung
beschrieben. Es sei angenommen, daß sich in der Vorrichtung
keine Reagenzteststreifen befinden und daß der Motor 48 durch
den für diesen vorgesehenen Steuerschaltkreis (nicht gezeigt)
mit Energie versorgt wird, damit eine Drehung der Wellen 51
und 54 im Uhrzeigersinn bewirkt wird und eine oben
beschriebene Bahnbewegung des Streifenvorschubgliedes 116,
sowie eine simultane horizontale Hin- und Herbewegung des
Abziehers 108.
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Es sei auch angenommen, daß die zu lesenden
Reagenzteststreifen zehn Testbereiche aufweisen und daß die
Reagenzien von sieben derartigen Bereichen eine relativ kurze
Inkubationszeit haben, wohingegen die Reagenzien der
verbleibenden drei Testbereiche eine relativ längere
Inkubationszeit haben. Die Faseroptiken zum Lesen der sieben
Testbereiche mit der kürzeren Inkubationszeit sind an dem
Lesekopf 124 in Ausrichtung mit derartigen Bereichen
montiert, und die Faseroptiken zum Lesen der
Reagenztestbereiche mit der relativ längere Inkubationszeit
sind an den Lesekopf 125 in Ausrichtung mit solchen Bereichen
montiert.
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Während des Betriebs des Motors 48 bewegen sich der Abzieher
108 und das Streifenvorschubglied 116 mit seinen Stiften 122
und 123 grundsätzlich in entgegengesetzte Richtungen, das
heißt wenn sich die Stifte 122 und 123 in ihren erhobenen
Positionen befinden und entlang der horizontalen geradlinigen
Ausdehnung ihrer Umlaufbahn nach rechts bewegt werden
(Vorschub), so wird der Abzieher 108 simultan nach links
bewegt (Rückzug). Wenn der Abzieher seine äußerste
Rückzugsposition erreicht, erreichen die Stifte 122 und 123
ihre äußerste Vorschubposition, der Schalter 154 wird
betätigt und der Motor 48 wird für eine vorbestimmte
Verweildauer angehalten, wie nachfolgend beschrieben wird.
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Während der oben beschriebenen Verweildauer ordnet der
Bediener einen mit einer flüssigen Probe getränkten
Reagenzteststreifen, wie zum Beispiel den Streifen 152 (Fig.
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2) auf den Schienen 29 und 30 in dem Ladebereich 25 des
Grundablagetisches 20 an, wobei sich das innere Ende des
Streifens neben der gewinkelten vertikalen Flasche 46
befindet. Aus verständlichen Gründen kann eine breite
Variation bei der Anordnung des Streifens toleriert werden.
Angenommen das innere Ende des Streifens berührt die
vertikale Fläche 46 und der Streifen ist unter einem anderen
Winkel als 90º bezogen auf die Schiene 29 und 30 schief
angeordnet. Eine Vorschubbewegung des Abziehers 108, die
durch den folgenden Betrieb des Motors 48 am Ende der
Verweildauer verursacht ist, wird den Streifen rechtwinklig
zu den Schienen anordnen, wenn sich der Abzieher auf die
linke Kante des Streifens zu bewegt und diesen berührt. Wenn
der Streifen derart ausgerichtet ist und eine Berührung mit
seinen sämtlichen Testbereichen durch den Abzieher 108
hergestellt ist, wird jegliche Überschußprobe in diesem
Testbereich durch den Abzieher entfernt und tropft in den
Ablagetisch 20.
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Gleichzeitig mit der oben beschriebenen Orientierung eines
schräg angeordneten Teststreifens bewirkt der Kontakt des
inneren Endes des Streifens mit der gewinkelten vertikalen
Fläche 46 eine endweise Nach-außen-Bewegung des Streifens,
wenn dieser entlang der Schienen durch den Abzieher 108
vorbewegt wird. Das innere Ende des Streifens bewegt sich
schließlich zu dem vertikalen Flächenabschnitt 47 und entlang
desselben, der parallel zu den Schienen verläuft, wodurch die
Testbereiche des Streifens in transversale Registrierung mit
den jeweiligen Sätzen von Fiberoptiken in dem Lesekopf 124
gebracht werden.
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Wenn der Abzieher 108 seine äußerste Vorschubposition
erreicht, vollendet das Streifenvorschubglied 116 seinen Weg
(wie in Fig. 1 dargestellt im Uhrzeigersinn) entlang der
kreisförmigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn durch Anheben der
Stifte 122 und 123 in ihre äußerst linken angehobenen
Positionen. Der äußerste linke Satz von Stiften 122 und 123
erhebt sich somit hinter dem Streifen in Berührung mit dem
Abzieher 108, wenn letzterer sich in seiner äußersten
Vorschubposition befindet. Eine solche Anordnung der
beschriebenen Stifte vermeidet, daß der Streifen dem Abzieher
während dessen folgender Rückzugsbewegung folgt. Wenn sich
der Abzieher 108 zurückzieht, ist eine Störung durch dessen
Bewegung durch die am weitesten links befindlichen Stifte 122
und 123 durch die Nuten 156 und 157 (Fig. 4) an der
Unterkante des Abziehers vermieden, die einen Freiraum für
die Stifte schaffen.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung führt
das Steuersystem für den Motor 48 dessen Betrieb fort, was
eine simultane Rückzugsbewegung des Abziehers 108 und eine
horizontale Vorschubbewegung der Stifte 122 und 123 entlang
der geradlinigen Ausdehnungen deren Bahn in Richtung ihrer
äußersten Vorschubposition bewirkt, wobei der Abstand in dem
dargestellten Ausführungsbeispiel 1,2065 cm (0,475 inch)
beträgt. Eine solche geradlinige Bewegung der Stifte 122 und
123 bewegt den Reagenzteststreifen, der von deren am
weitesten links befindlichen Satz berührt wird, entlang der
Schienen um den gleichen Abstand nach rechts, während
gleichzeitig die Orientierung des Streifens senkrecht zu den
Schienen definiert beibehalten wird. Wenn die Stifte das Ende
ihrer geradlinigen Vorschubbewegung erreichen, befindet sich
der Abzieher am Ende seiner Rückzugsbewegung, das Element 153
betätigt den Schalter 154, und das Steuersystem stoppt den
Motorbetrieb für eine Verweildauer, während der der Bediener
den nächsten nachfolgenden Streifen auf den Schienen in dem
Ladebereich anordnen kann. Am Ende der Verweildauer setzt das
Steuersystem den Betrieb des Motors fort, wodurch die Stifte
122 und 123 entlang der kreisförmigen Ausdehnung ihrer
Umlaufbahn bewegt werden, wenn wiederum ein Vorschub des
Abziehers 208 erfolgt. Während einer solchen Bewegung wird
der Satz von Stiften 122 und 123 nach unten außer Berührung
mit dem Streifen unterhalb des Ablagetisches 20 gezogen und
anschließend nach links und nach oben in eine angehobene
Position bewegt, in welcher er hinter dem nächsten
nachfolgenden Streifen angeordnet ist, der durch den Abzieher
108 vorgeschoben wird, wenn dieser in seine äußerste
Vorschubposition bewegt wird. Von links gesehen befindet sich
der zuerst erwähnte Streifen nun zwischen dem zweiten und
dritten Satz von Stiften 122 und 123, wohingegen sich der
nächste nachfolgende Streifen zwischen dem ersten und zweiten
Satz befindet.
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In der dargestellten Ausführungsform benötigt ein
vollständiger Bewegungszyklus der Stifte 122 und 123 entlang
deren Umlaufbahn 3,8 Sekunden. Da die Streifen auf den
Schienen während der Bewegung der Stifte entlang der
kreisförmigen Ausdehnung ihrer Umlaufbahn ruhen, welche
Bewegung 1,9 Sekunden dauert, setzt sich die vollständige
Verweildauer der Streifen auf den Schienen aus der
Motorruhezeit von 6,2 Sekunden plus 1,9 Sekunden zusammen,
was 8,1 Sekunden beträgt. Jedesmal wenn sich der Abzieher 108
zu seiner zurückgezogenen Stellung bewegt, was alle 10
Sekunden geschieht, ordnet der Bediener einen weiteren
Teststreifen auf den Schienen im Ladebereich 25 des
Ablagetisches 20 an.
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Während des nächsten Intervalls des Motorbetriebs wird der
zuerst erwähnte Streifen durch den oben beschriebenen zweiten
Satz von Stiften 122 und 123 unter die
Streifeneingriffsglieder 144 in die Leseposition auf der
Plattform 26 der Lesestation bewegt, wobei wie in Fig. 8
gezeigt, die Glieder 144 mit Abschnitten des Streifens
zwischen dessen Testbereichen in Eingriff stehen und den
Streifen flach gegen die Plattform 26 drücken. Die
Druckwirkung der Glieder 144 gewährleistet, daß ein
konstanter und vorbestimmter präziser und vertikaler Abstand
zwischen den Testbereichen des Streifens auf der Plattform 26
und dem Lesekopf 124 besteht. Die Befestigung des Lesekopfes
ist einstellbar und die Position jedes Lesekopfes wird
normalerweise beim Zusammenbau der Vorrichtung eingestellt.
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Der zuerst erwähnte Streifen und jeder nachfolgende Streifen
ruht auf der Plattform 26 für die totale Verweilzeit von ca.
8,1 Sekunden. Während dieser Zeitdauer werden die
Testbereiche des Streifens gelesen und die Menge jedes
Probenbestandteils, der eine Farbveränderung in einem
Testbereich bewirkt, dessen Reagenzien die relativ kurze
Inkubationszeit haben, wird durch Reflexionsfotometrie
detektiert und vorzugsweise durch eine geeignete
Druckvorrichtung (nicht gezeigt) ausgedruckt.
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Während jedes Intervalls des Motorbetriebs wird der
ersterwähnte Streifen und der nachfolgende Streifen entlang
der Schienen um 1,2065 cm (0,475 inch) bewegt, wonach die
Streifen während der oben erwähnten totalen Verweildauer von
ca. 8,1 Sekunden ruhen. Bei jedem Bewegungsintervall werden
die Streifen zwischen nachfolgend vorgeschobenen Paaren von
Stiften 122 und 123 angeordnet. Die Anzahl der Stifte 122 und
123 und die Position der Plattform 27 der zweiten Lesestation
und deren zugeordneter Lesekopf 125 werden derart gewählt,
daß die Zeit, die ein Streifen zum Erreichen der Plattform 27
benötigt, der relativ längeren Inkubationszeit der auf der
Plattform 27 zu lesenden Streifen entspricht.
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Der Fachmann erkennt, daß für unterschiedliche
Inkubationszeiten die Befestigung des Lesekopfes 27 eine
Justierung dessen Einstellung entlang der Schienen erlauben
kann, und daß ein Streifenvorschubglied 116 mit einer
unterschiedlichen Anzahl an Stiften 122 und 123 sowie ein
Grundablagetisch 20 mit einer geeignet angeordneten Plattform
27 an die Stelle der dargestellten treten kann.
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Wenn der zuerst erwähnte Streifen die Leseposition an der
Plattform 27 erreicht, die der Leseposition der in Fig. 8
dargestellten Plattform 26 entspricht, werden die
Testbereiche des Streifens mit der längeren Inkubationszeit
während der Verweildauer gelesen. Die Menge jedes
Probenanteils, der eine Farbveränderung in jedem derartigen
Testbereich verursacht, wird durch Reflexionsfotometrie
gemessen und ebenfalls vorzugsweise durch die vorerwähnte
Druckeinrichtung ausgedruckt.
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Nachdem an der Plattform 27 ein Teststreifen gelesen worden
ist, bewirkt ein weiterer Motorbetrieb, daß die Stifte 122
und 123 den Streifen entlang der Schienen in Richtung des
Abfallbehälters 28 vorschieben. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel kann der Behälter 28 ca. 200 Streifen
aufnehmen. Ein Entfernen der Streifen von dem Behälter 28
wird durch das Vorhandensein der darin befindlichen Schienen
38 bis 40 erleichtert, welche die Möglichkeit minimieren, daß
solche Streifen an den Behälterwänden anhaften.
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Wenn der letzte Teststreifen eines vorgegebenen Laufs auf der
Plattform 26 gelesen worden ist und ein fortgesetzter
Motorbetrieb den Streifen von der Plattform 26 in Richtung
der Plattform 27 vorschiebt, messen die Optiken des
Lesekopfes 124, daß während der nächsten Verweildauer sich
kein Streifen mehr auf der Plattform 26 befindet. Die
Stellung des Motors beim Anhalten für die Verweildauer soll
dessen Nullstellung genannt werden. Der Mikroprozessor in dem
Steuersystem für den Motor 48 ist derart programmiert, daß
ein Betrieb der Vorrichtung fortgeführt, wird, bis sämtliche
Teststreifen an der Plattform 26 gelesen worden sind und in
dem Behälter abgelagert worden sind, wenn die Abwesenheit
eines Streifens auf der Plattform 26 während einer
Verweildauer gemessen wird, wonach das Steuersystem den Motor
um ca. 120º über dessen gewöhnliche Stoppstellung oder
Nullstellung hinaus dreht.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mikroprozessor
des Steuersystems derart programmiert, daß der Motor 48 um
120º über seine Nullstellung hinausgedreht wird und
angehalten wird, nachdem der Lesekopf 124 keinen Streifen auf
der Plattform 26 während irgendeiner Verweildauer für eine
Dauer von ca. 80 Sekunden sieht. Dies stellt sicher, daß der
Betrieb der Vorrichtung für die zum Lesen des letzten
Streifens der Charge an der Plattform 27 notwendige Zeit
weitergeführt wird, gefolgt von der Ablagerung des Streifens
in dem Behälter 28.
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Wenn sich der Motor 48 in einer Stellung von 120º über seiner
Nullstellung hinaus befindet, befindet sich das
Streifenvorschubglied 116 in einer abgesenkten Stellung
entlang seiner kreisförmigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn. In
dieser abgesenkten Stellung sind die Stifte 122 und 123
unterhalb des benachbarten Bodenabschnitts des
Grundablagetisches 20 beabstandet, wodurch eine relative
Querbewegung des Gliedes 116 und des Ablagetisches 20 ohne
störende Berührung von irgendwelchen Teilen derselben
ermöglicht ist. Somit stoppt das Steuersystem den Motor 48
immer am Ende einer Charge in einer Stand-by-Stellung, die
ein leichtes Entfernen des Grundablagetisches 20 und des
Gliedes 116 zum Leeren und/oder Säubern ermöglicht. Es sei
jedoch erinnert, daß der Ablagetisch 20 nicht entfernt werden
kann, bis die Jochschrauben 145 und 146 auf dem Lesekopf 124
und die entsprechenden Schrauben an dem Lesekopf 125
ausreichend gelöst werden, damit das Streifeneingriffsglied
144 sich nach oben in die Nuten 129 bewegt und gleichzeitig
die Schraubenspitze 150 an jedem Lesekopf oberhalb der
zugehörigen Ablagetischschulter 151 zurückgezogen wird. Wie
vorher schon erwähnt wurde, verhindert die somit erzielte
Verriegelung eine Beschädigung der Streifeneingriffsglieder
144, die anderenfalls während einem Entfernen des
Ablagetisches 20 auftreten könnte.
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Die dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist so
programmiert, daß die Testergebnisse von 360 Teststreifen
ausgelesen und ausgedruckt werden, die pro Stunde
hintereinander in Abständen von 10 Sekunden auf den Schienen
im Ladebereich angeordnet werden. Hierdurch ist die Rate, mit
der Teststreifen gelesen werden können, verglichen zu
früheren Vorrichtungen, bedeutend verbessert. Die Vorrichtung
erlaubt eine breite Variabilität in der Anordnung der
Streifen auf den Schienen und orientiert die Streifen
automatisch in einer präzisen Leseposition auf den
Plattformen der Lesestation, wobei die Testbereiche der
Streifen sich in Registrierung mit den jeweiligen Optiken des
Lesekopfes befinden.
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Während einer solchen Orientierung werden die Streifen
abgezogen und jede Schräglage, bezogen auf die Schienen, wird
korrigiert und gleichzeitig wird jede endweise Bewegung
derselben, die zur Ausrichtung der Testbereiche, bezogen auf
die Optiken des jeweiligen Lesekopfes notwendig ist, während
deren Bewegung durch den Abzieher 108 bewirkt. Schließlich
wird der Streifen bei Erreichen der Leseposition oberhalb
einer Plattform einer Lesestation flach gegen diese durch die
Streifeneingriffsglieder 144 während der Verweildauer
gedrückt, während der die erhobene Anordnung der Stifte 122
und 123 jede Schrägbewegung der Streifen aus der Ausrichtung
mit den Optiken der Leseköpfe verhindert, während der
Streifen gelesen wird.
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Die verbesserte Vorrichtung ist zum Lesen von Teststreifen
gut angepaßt, deren Testbereiche Reagenzien mit
unterschiedlichen Inkubationszeiten aufweisen. Die
Faseroptikelemente können von einem Lesekopf zu einem anderen
je nach Bedarf versetzt werden, damit ein Lesen jedes
Testbereichs im richtigen Zeitabstand nach einem Anordnen des
Streifens auf den Schienen im Ladebereich 25 gewährleistet
ist.
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Verschiedene Änderungen und Modifikationen können bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, ohne
daß der erfindungsgemäße Gedanke verlassen wird und sämtliche
derartige Änderungen liegen innerhalb des Schutzumfanges des
beigefügten Patentanspruchs.