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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsprobeverabreichung,
wobei eine Probeentnahmepipette Flüssigkeiten aus einer Probe
oder einem Reagenzcontainer ansaugt und die angesaugte Flüssigkeit
in einen Reaktionsbehälter
abgibt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur präzisen Abgabe
einer Menge von Flüssigkeit
aus einer Probe oder einem Reagenzcontainer in ein Reaktionsgefäß und zur
Reduzierung des Anteils an mitgeschleppter Flüssigkeit aus einem Reaktionsgefäß in das
nächste,
wodurch die Einheitlichkeit der Lösung innerhalb des Reaktionsgefäßes geschützt ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Verschiedene
Arten von Tests, welche sich auf die Patientendiagnose und -therapie
beziehen, können
durch Analyse einer Probe der Infekte, Körperflüssigkeiten oder Abszesse des
Patienten durchgeführt
werden. Solche Proben werden typischerweise in Probegefäßen platziert,
aus den Gefäßen entnommen,
mit verschiedenen Reagenzien in speziellen Reaktionsbehältern oder
Gefäßen kombiniert,
inkubiert, und analysiert, um zur Behandlung des Patienten beizutragen.
Automatisierte klinische Analysatoren, welche angepasst sind, um
diese Abläufe durchzuführen, bearbeiten
die Flüssigkeiten üblicherweise
durch Ansaugen und unter Druck gesetztes Abgeben aus den Probegefäßen in einen
Reaktionsbehälter,
wobei eine Probesonde oder Pipette benutzt wird. Üblicherweise
wird eine Probeentnahmepipette in eine in einem geeigneten Container
gehaltene Flüssigkeit
eingetaucht. In der Pipette wird ein partielles Vakuum hergestellt,
in einer Menge, die ausreicht, um die benötigte Menge an Flüssigkeit durch
ihre Spitze hoch in die Pipette zu ziehen, und die Pipette wird
zu einer Station gebracht, die eine Vorbehandlung oder einen Reaktionsbehälter enthält. An dieser
Station wird Druck auf das Innere der Pipette ausgeübt, in einer
Menge, die ausreicht, um die gewünschte
Menge an Flüssigkeit
aus der Spitze abzugeben. Der klinische Analysator verwendet üblicherweise
einen Teil oder einen Aliquot der Probe des Patienten, welcher aus
dem Gefäß mittels
einer Probeentnahmepipette angesaugt wird. Der gesamte angesaugte
Aliquot oder ein Teil davon können
dann aus der Probeentnahmepipette in einen Reaktionsbehälter oder
in einen Probevorbehandlungsbehälter,
aus welchem die behandelte Probe später angesaugt wird, abgegeben
werden. Automatisierte klinische Analysatoren beinhalten üblicherweise
auch Reagenzpipetten, welche eingerichtet sind, um Reagenz aus Reagenzcontainern
anzusaugen und das gesamte angesaugte Reagenz oder einen Teil davon in
den Probevorbehandlungsbehälter
oder direkt in den Reaktionsbehälter
abzugeben.
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Herkömmliche
Pipetten haben den Nachteil, dass eine Flüssigkeit dazu neigt, auf der äußeren Oberfläche der
Pipette zu bleiben, wenn die Pipette nach dem Ansaugen entnommen
wird. In Fällen
kleiner Volumina angesaugter Flüssigkeit
kann jede Überschussflüssigkeit,
die auf der Außenseite
der Pipette mitgeschleppt wird, ein bedeutendes Volumen in Bezug
auf das Volumen der angesaugten Flüssigkeit sein oder sogar das
Volumen der angesaugten Flüssigkeit übertreffen.
Pipetten sind so konzipiert, dass sie akkurat ein vorbestimmtes
Volumen an Flüssigkeit
abgeben; jedoch kann jede Flüssigkeit
an der äußeren Oberfläche der
Spitze an der Öffnung
ebenfalls abgegeben werden. Alternativ hierzu kann das Vorhandensein
der Flüssigkeit
auf der äußeren Oberfläche die
abgegebene Menge der Flüssigkeit
dazu bringen, an der äußeren Oberfläche hochzusteigen, eher
als dass sie sich in einen Zielbehälter bewegt. In jedem Fall
wird das Volumen der Flüssigkeit,
welches der Behälter
erhält,
in einer nichtvorhersehbaren Art und Weise verändert.
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Ein
weiterer Nachteil ist, dass wiederverwendbare Sonden, die benutzt
werden, um Flüssigkeitsaliquote
von nachfolgenden Containern wie Reagenzgläsern oder Flüssigkeitsreagenzbehältern zu liefern,
eine Quelle von mitgeschleppter Flüssigkeit innerhalb der Probe
oder Kontamination sind. Ungeachtet der Anwendung müssen die
Probeentnahmepipette und die Reagenzpipette ebenfalls zwischen dem
Ansaugen verschiedener Flüssigkeiten
gründlich
gereinigt und getrocknet werden, um Kontamination durch mitgeschleppte
Flüssigkeiten
zu vermeiden.
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Der
Stand der Technik hat verschiedene Lösungen für die damit in Zusammenhang
stehenden Probleme des Mitschleppens von Flüssigkeit und der Kontamination.
Um Kreuzkontamination zwischen Proben zu vermeiden, kann die Pipette
mit einer abnehmbaren Einweg-"Pipettenspitze" ausgestattet werden,
welche der einzige Teil der Sonde ist, der die Probeflüssigkeit
kontaktiert. Jedoch sind Einwegpipetten teuer und werden über einen
längeren
Zeitraum ein unerwartet hoher Posten ungewollter Ausgaben. Einige
Analysatoren beinhalten einen Abwischvorgang zwischen jeder Ansaugung.
Jedoch ist Abwischen eine weitere potentielle Quelle der Kontamination
und bringt auch zusätzliche
automatisierte Mechanismen ein, welche den Durchsatz mindern und
die Kosten des Analysators steigern.
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Um
die Kontamination und das Mitschleppen von Flüssigkeiten zwischen Proben
zu minimieren, kann die Sonde mit einer verdünnenden Flüssigkeit wie Wasser gespült oder
gewaschen werden. Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, eine separate
Sondenwaschhülse
zu verwenden, durch die eine unter Druck gesetzte Auswaschflüssigkeit
gespült
wird (U.S. Pat. No. 4,756,201). Im allgemeinen wird eine Sondenwaschkammer
benutzt, welche einen Waschflüssigkeitseinlauf
in die Pipette hinein und einen Flüssigkeitsauslauf oder -auslass
enthält,
welcher die Flüssigkeit
entfernt, sobald das Äußere der
Pipette gereinigt wurde. Waschkammern können Flüssigkeit auslaufen lassen und
sie ebenso neben nur einer Seite oder einem Teil der Pipette entlanglaufen
lassen, was Rückstände auf
dem Äußeren der
Pipette zurücklassen
kann. Falls zudem ein letzter Tropfen Waschverdünner nicht von der Pipette
abtropft und zu einem Ansaugbehälter
zurückgebracht
wird, verdünnen
die Tröpfchen
die Probe oder das Reagenz, was ungewollte Fehlerquellen einbringt.
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Eine
weitere, zum Beispiel in U.S. Pat. No. 3,266,322 gezeigte Technik
saugt durch die Sonde mittels einer Vakuumpumpe oder der Ansaugpumpe Luft
an, welche benutzt wird, um die Probeflüssigkeit aus dem Probecontainer
zu entnehmen. Eine solche Ansaugung bringt jedoch die Möglichkeit
ein, die ungewollten mitgeschleppten Verunreinigungen tiefer in das
Reagenzglas und die Vorrichtung zu ziehen, welche das Probesystem
umfasst.
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U.S.
Patent No.: 4,347,875 offenbart eine "selbstreinigende" Spitze, welche Flüssigkeit, die an der äußeren Oberfläche der
Spitze bleibt, dazu bringt, sich automatisch woanders als an der
Ansaug- oder Abgabe-Öffnung
anzusammeln. Die Spitze umfasst eine flüssigkeitsbegrenzende Wand,
die sich an einer Längsachse
erstreckt und in einer Flüssigkeitsabgabe-Öffnung mündet, und
eine äußere Oberfläche, welche
einen Teil angrenzend an die Öffnung
hat, welcher eingerichtet ist, um während des Ansaugens in eine
Quelle der Flüssigkeit
eingetaucht zu werden. Die Wand zieht Flüssigkeit an, welche nach dem
Ansaugen an der angrenzenden äußeren Oberfläche geblieben
ist, zu einer Stelle, die von der Öffnung ausreichend räumlich entfernt
ist, um zu verhindern, dass Flüssigkeit,
die auf der äußeren Oberfläche bleibt,
die Abgabe der Flüssigkeit
beeinträchtigt.
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U.S.
Patent No.: 4,871,682 offenbart ein Luftmesser, welches so positioniert
ist, dass es einen Luftstrom oder -stoß über die Spitze einer Probesonde
lenkt, während
sie aus einem Behälter,
der ein Reagenz, Verdünner
und Patientenprobelösung
enthält, zurückgezogen
wird. Nachdem die Sonde mit Verdünner
gespült
wurde, treibt das Luftmesser jegliche Verdünnerflüssigkeitströpfchen von der Sondenspitze
ab, in den Behälter
hinein und vermeidet dadurch Kontamination oder Verdünnung des
Probematerials in den Probecontainern.
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U.S.
Patent No.: 5,506,142 offenbart eine Waschsonde, in welcher die
gleichzeitige Einführung von
unter Druck gesetzter Luft und Wasser eine turbulente Strömung schafft,
welche die Verwendung eines unter Druck gesetzten, kurz andauernden
Gasstromes beinhaltet, um die Rückstände der
vorherigen Probe aus der Sonde zu blasen, bevor mit zusätzlicher
verdünnender
Flüssigkeit
gewaschen wird. Es wird ebenfalls ein Abfallbehälter bereitgestellt, welcher
einen mit Filter versehenen Belüftungsstutzen
und ein mit Flüssigkeit
gesättigtes
Material rund um die die Sonde aufnehmende Öffnung benutzt, um das Entweichen
von Aerosolen aus dem Behälter
zu verhindern.
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U.S.
Patent No.: 5,506,142 sieht eine Sondenwaschung vor, in welcher
die gleichzeitige Einführung
von unter Druck gesetzter Luft und Wasser eine turbulente Strömung schafft,
welche die Verwendung eines unter Druck gesetzten, kurz andauernden Gasstromes
beinhaltet, um die Rückstände der
vorherigen Probe aus der Sonde zu blasen, bevor mit zusätzlicher
verdünnender
Flüssigkeit
gewaschen wird. Es wird ebenfalls ein Abfallbehälter bereitgestellt, welcher
einen mit Filter versehenen Belüftungskasten
und ein mit Flüssigkeit
gesättigtes
Material rund um die die Sonde aufnehmende Öffnung benutzt, um das Entweichen
von Aerosolen aus dem Behälter
zu verhindern.
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U.S.
Patent No.: 5,536,471 offenbart eine Sprudelspülspritze zum Ansaugen und Abgeben
von Flüssigkeiten
durch eine am Ende offene Spitze. Die Spritze umfasst einen Kolben
innerhalb einer Bohrung, welcher durch eine zylindrische Wand geformt wird,
wobei der Kolben mit der Wand und dem geschlossenen Ende der Bohrung
einen Ring formt und fähig
ist, sich darin hin- und herzubewegen. Des weiteren umfasst die
Spritze eine ringförmige
Abdichtung, welche in der Bohrung sitzt und den Kolben kreisförmig umschließt, um Flüssigkeit
zurückzuhalten,
wenn der Kolben sich dort hindurch hin- und herbewegt. Ein Einlass,
durch den Flüssigkeit
durch die Wand der Bohrung zum Ring geleitet wird, und ein Auslass,
durch den Flüssigkeit
vom Ring durch die Wand der Bohrung zur am Ende offenen Spitze geleitet
wird, sind nah an der ringförmigen
Abdichtung positioniert und die Linie dazwischen ist üblicherweise axial.
Mit dem Kolben ist eine Antriebsvorrichtung verbunden, um den Kolben
innerhalb der Bohrung hin- und herzubewegen. Infolgedessen fließt Flüssigkeit
vom Einlass, wenn sie mit einer Flüssigkeitseinspeisung verbunden
ist, um den Kolben und durch den Auslass zur am Ende offenen Spitze,
wobei ein Querstrommuster im Ring um den Kolben geschaffen wird,
während
er sich in der Bohrung hin- und herbewegt, um Blasen durch den Auslass
zu spülen.
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U.S.
Patent No.: 5,536,471 offenbart ein Reagenzglaswaschsystem, welches
eine Reagenzglasschieuderstation beinhaltet, die ein drehbares Futter und
eine Ausschusskammer hat, welche das Futter umgeben, um Reagenzglasflüssigkeiten
aufzufangen und abzuleiten, die von einem geschleuderten Reagenzglas,
welches in Rotation vom Futter getrieben wird, hinausgetrieben werden.
Eine Pipette zur Abgabe von Waschflüssigkeit in ein Reagenzglas
ist zentral im Futter angeordnet. Es gibt auch eine Reagenzglashebevorrichtung,
welche unterhalb der Reagenzglasschleuderstation gelegen ist, wobei
die Reagenzglashebevorrichtung einen frei drehbaren Reagenz glashalter
und einen Hebeantrieb umfasst, welcher ausgestattet ist, um den
Reagenzglashalter vertikal zum Futter hin und vom Futter weg zu
bewegen. Das Reagenzglas, das im Waschsystem benutzt wird, ist mit
mindestens einer Verlängerung
an seinem offenen Ende ausgestattet, welche in eine Nut des Futter
eingreifen kann.
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U.S.
Patent No.: 5,827,744 offenbart ein Verfahren zum Reinigen einer
Flüssigkeitsprobesonde, in
dem die Sonde innerhalb einer Waschkammer in einem Waschkörper positioniert
ist und eine Reinigungsflüssigkeitslösung durch
die Sonde in die Kammer gepumpt wird. Eine Säuberungsflüssigkeitslösung kann ebenfalls in die
Kammer um die Sonde gepumpt werden. Jede oder beide der Flüssigkeiten werden
anschließend
aus der Kammer gesaugt, indem Luft durch einen ringförmigen Spalt
zwischen der Sonde und dem Waschkörper gesaugt wird, wobei ein
Reinigungsluftstrom zwischen der äußeren Sondenoberfläche und
dem Waschkörper
geschaffen wird.
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U.S.
Patent No.: 6,098,852 offenbart einen Flüssigkeitstropfenabgabecontainer
mit einer Abgabespitze, der einen hohlen Schaft beinhaltet. Eine
innere Trennwand innerhalb des Schaftes unterteilt den Flüssigkeitsdurchgang
in eine vorgeschaltete Kammer und eine nachgeschaltete Kammer. Die
vorgeschaltete Kammer steht in Verbindung mit dem Inneren des Containers
und die nachgeschaltete Kammer endet in einem Flüssigkeitstropfenauslass. Ein Flüssigkeitsdurchgang
wird in der inneren Trennwand bereitgestellt und stellt eine Fließverbindung zwischen
der vorgeschalteten Kammer und der nachgeschalteten Kammer bereit.
Ein Einheitsfrontteil mündet
von der Trennwand in die nachgeschaltete Kammer und definiert eine
gerundete Flüssigkeitsprallfläche. Flüssigkeit,
die von der vorgeschalteten Kammer in die nachgeschaltete Kammer
passiert, kontaktiert die gerundete Prallfläche und passiert tröpfchenweise
durch den Fiüssigkeitstropfenauslass.
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An
dieser Diskussion zum Stand der Technik der automatisierten mikrobiologischen
Analysatoren kann man erkennen, dass, während es beachtliche Bemühungen bezüglich der
Probleme in Verbindung mit der Minimierung der Kontamination und
des Mitschleppens von Flüssigkeit
zwischen Proben gibt, ein unerfülltes
Bedürfnis
eines vereinfachten Systems bestehen bleibt, welches sich der Probleme
bezüglich
der präzisen
Abgabe einer Menge von Flüssigkeit aus
einer Probe oder einem Reagenzcontainer zu einem Reaktionsgefäß, und zur
Reduzierung des Anteils an mitgeschleppter Flüssigkeit von einem Reaktionsgefäß zum nächsten annimmt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Der
hauptsächliche
Gegenstand der Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens
zur Benutzung einer Probeentnahmepipette, die den Anteil an mitgeschleppter
Flüssigkeit
zwischen Proben, die durch die Pipette angesaugt werden, wesentlich
reduziert, und die gleichzeitig eingerichtet ist, präzise ein
Menge an Flüssigkeit
von einem ersten Flüssigkeitsquellcontainer
zu einem ersten Flüssigkeitszielbehälter zu
liefern. Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung
einer Probeentnahmepipette, in der jegliche Flüssigkeit innerhalb des Zielcontainers
von der unmittelbaren Umgebung der Probeentnahmepipette wegverlagert
wird, indem der Zielcontainer axial geschleudert wird. Durch das Schleudern
des Zielcontainers wird die Flüssigkeit darin
zu inneren Wänden
hin und von dessen Zentrumsbereich weg bewegt; folglich kann die
Probeentnahmepipette in einem Abstand, der ausreicht, um ein Tröpfchen Flüssigkeit
an der Spitze der Probeentnahmepipette in Kontakt mit dem Boden
des Zielbehälters
zu bringen, in den Zielcontainer herabgesenkt werden. Das physikalische
Berühren
des Bodens des Zielbehälters
mit dem Tröpfchen
setzt Oberflächenspannungsenergie
frei, so dass das Tröpfchen
sauber in den Zielbehälter
fließt,
ohne die Probeentnahmepipette mit jeglicher gegen die Wände des
Zielcontainers geschleuderter Flüssigkeit
zu berühren.
Das Mitschleppen von angesaugter und abgegebener Flüssigkeit
durch die Pipette kann dadurch zwischen dem ersten Quellcontainer,
dem ersten Zielcontainer und jeglichen nachfolgenden Zugriffsquell-
und Zielcontainern minimiert werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf das Abgeben eines
Tröpfchens
aus der Probeentnahmepipette in einem ersten Schritt, in dem ein
größerer Teil
des Tröpfchens
in einen Zielcontainer abgegeben wird, wahlweise unter Verwendung des
oben beschriebenen Verfahrens zur Minimierung mitgeschleppter angesaugter
und abgegebener Flüssigkeiten,
und der kleinere Teil wird in der Probenentnahmepipette zurückbehalten.
Nachdem das größere Tröpfchen abgegeben
ist, wird Flüssigkeit
innerhalb des Zielcontainers von der unmittelbaren Umgebung der
Probeentnahmepipette wegverlagert, indem der Zielbehälter axial
geschleudert wird, die Probentnahmepipette wird in den Zielcontainer
herabgesenkt, um den kleineren Teil des Tröpfchens Flüssigkeit in Kontakt mit dem
Boden des Zielcontainers zu bringen, so dass das gesamte verbleibende
kleinere Tröpfchen
abgegeben wird. Die Abtastung zur Bestätigung des "Ablösens" dieses kleineren
Tröpfchens gewährleistet,
dass das Gesamtvolumen der abgegebenen Flüssigkeit in den zwei Schritten
an einem Maximum begrenzt wird durch das ursprünglich angesaugte Volumen,
und an einem Minimum begrenzt wird durch das Volumen der Flüssigkeit,
die lediglich im ersten Schritt abgegeben wird.
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In
Kürze zusammengefasst
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung der Mitgeschleppten
Flüssigkeit
und zur präzisen
Ablieferung von Flüssigkeit
von einem Quellcontainer zu ersten und nachfolgenden Zielcontainern,
indem die Zielcontainer so geschleudert werden, dass jegliche Flüssigkeit
innerhalb des Zielcontainers von den Abgabemitteln entfernt wird,
bereit.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zum
vollständigeren
Verständnis
der Erfindung wird auf die Ausführung,
die in den beigefügten Zeichnungen
und der folgenden detaillierten Beschreibung genauer illustriert
ist, Bezug genommen.
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines automatisierten Analysators, in
dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft ausgeführt ist.
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2–6 illustrieren
schematisch die vorliegende Erfindung zur Reduzierung der Mitgeschleppten
Flüssigkeit
von einem Quellcontainer zu ersten und nachfolgenden Zielcontainern;
und
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7–11 illustrieren
schematisch eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung zur
Auslieferung von Flüssigkeit
aus einem Quellcontainer zu einem leeren Zielcontainer.
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12–17 illustrieren
schematisch eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung zur Auslieferung von Flüssigkeit
aus einem Quellcontainer zu einem Zielcontainer, der bereits Flüssigkeit
enthält.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Verfahren
und Vorrichtung dieser Erfindung werden anfangs besonders im Bezug
auf 1 der Zeichnungen beschrieben werden. 1 zeigt
schematisch die Elemente eines konventionellen automatisierten chemischen
Analysators 10, der ein Probenbecherkarussell 11 umfasst,
welches eine Vielzahl von offenen Probereagenzgefäßen 13 trägt, ein
Testbehälterkarussell 14,
welches angepasst ist, um eine Vielzahl von Testbehältern 12 zu
halten und eine Vielzahl von Reagenzflüssigkeitskartuschen 20 bereitzustellen,
als unter einem ausgeschnittenen Teil 21 eines Deckels 22 angeordnet
illustriert, welcher verschiedene wärmekontrollierte Fächer abdeckt.
Das Behälterkarussell 14,
welches bevorzugt die Form eines Rades hat, hat ungefähr einhundert
einzelne offene Hohlräume 17 zum
Halten von Behältern 12, wobei
die Innenwand jedes Hohlraumes eine Öffnung hat, um Lichtdurchlässigkeit
zu gewährleisten. Die
Behälter 12 werden
in 2 als generell zylindrisch um eine zentrale Achse 36 geformt
gezeigt, wobei sie ebenso ein offenes oberes Ende 38 und
einen geschlossenen Boden 40 haben. Das Testbehälterkarussell 14 ist
mit Mitteln 34 ausgestattet, um ausgewählte der Testgefäße 12 um
seine zentrale Achse 36 zu drehen, wobei die Drehmittel 34 nah
bei ausgewählten
offenen Hohlräumen 17 gelegen
sind, die die Testgefäße 12 halten.
Reagenzkartuschen 20 können
zum Beispiel ein Vielfächercontainer
sein, wie die, die unter dem Markennamen FLEX (R) von der Firma
Dade Behring Inc., Deerfield, IL. vertrieben werden, und eine Anzahl
verschiedener Reagenzien innerhalb der Vielfächer 23 haben. Ein
Probenflüssigkeitsarm 24 und
ein Waschmittel 26, welche benutzt werden, um eine Flüssigkeitsprobenansaugsonde 28,
im Folgenden beschrieben, zu reinigen, sind nah dem Probenbecherkarussell 11 und Behälterkarussell 14 gelegen.
Der Probenflüssigkeitsarm 24 trägt die Probeansaugsonde 28 und
wird an einen drehbaren Schaft 27 angebracht, so dass eine
Bewegung des Probenflüssigkeitsarmes 24 einen
Bogen beschreibt, der das Probenbecherkarussell 11, die
Testbehälter 12 und
das Waschmittel 26 überschneidet. Die
Probenansaugsonde 28 ist, zum Beispiel durch unter Mitwirkung
einer peristaltischen Vakuumpumpe, so eingerichtet, dass sie aus
den Probereagenzgefäßen 13 alles
oder aliquote Teile der Patientenprobe ansaugen oder einziehen kann,
und dass sie alles oder aliquote Teile einer Patientenprobe abgeben
kann, damit diese durch den Analysator 10 getestet werden.
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In
einer ähnlichen
Weise wird eine Flüssigkeitsreagenzansaugsonde 25 drehend über dem
Behälterkarussell 16 angebracht
und wird so eingerichtet, dass sie Reagenzflüssigkeit aus einem passenden
Fach 23 der Reagenzflüssigkeitskartusche 20 zieht,
in unter Mitwirkung einer peristaltischen Pumpvakuumquelle, und
dass sie Reagenzflüssigkeit
innerhalb eines vorbestimmten Behälters 12 zur Weiterverarbeitung
durch den chemischen Analysator 10 abgibt. Sonde 25 beinhaltet
optional einen Ultraschallmechanismus, welcher zum Ansaugen, Abgeben
und Mischen von Reagenzien benutzt wird, ähnlich dem, der im chemischen
Analysator DIMENSION (R) verwendet wird. Ein photometrisches Analysemittel,
nicht gezeigt, welches unterhalb des Behälterkarussells 16 gelegen
ist, misst die Lichtabsorption durch die Behälter 12 bei unterschiedlichen
Wellenlängen,
aus der das Vorhandensein von Analyt in der Probeflüssigkeit
bestimmt werden kann. Ein photometrisches Analysemittel, nicht gezeigt,
welches unterhalb des Behälterkarussells 16 gelegen
ist, misst die Lichtabsorption durch den Behälter 12 bei unterschiedlichen
Wellenlängen.
Das photometrische Analysemittel ist konventionell gefertigt und
beinhaltet ein Photometer und eine Ouelllampe, die einen Lichtstrahl
ausstrahlt, welcher durch verschiedene Linsen passiert, die in einem
drehbaren Detektorarm zu einem Photodetektor angeordnet sind, welcher
an das äußere Ende
des Detektorarms angebracht angrenzend an den äußeren Umfang der Behälter 12, und
sich um das Behälterkarussell 16 dreht.
Der Photodetektor leitet Absorptionsmesswerte durch den Computer
weiter, wo die Messwerte in Konzentrationseinheiten umgewandelt
werden. Ein konventioneller Computer 18, der einen Mikroprozessor
verwendet, wird benutzt um die verschiedenen Komponenten des Analysators 10 zu
kontrollieren und um Systemparameterveränderungen und Testergebnisse
zu speichern. Der chemische Analysator kann zum Beispiel der klinische
Analysator DIMENSION (R) sein, der von der Firma Dade Behring Inc.,
Deerfield, IL. vertrieben wird, oder ein anderer ähnlicher Analysator,
der für
klinische Labore kommerziell erwerblich ist.
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Die
vorliegende Erfindung fügt
dem Analysator 10 oder ähnlichen
Analysatoren, die für
klinische Labore erwerblich sind, ein Verfahren zur präzisen Ablieferung
einer Menge an Flüssigkeit
aus einem ersten Probereagenzgefäß 13 in
einen Testbehälter 12 und
zur Reduzierung von mitgeschleppter Flüssigkeit innerhalb eines ersten
Testbehälters 12 zu entweder
einem zweiten Testbehälter 12 oder
zu einem zweiten Probereagenzgefäß 13,
wobei die Einheitlichkeit der Lösung
innerhalb der Testbehälter 12 und
Probereagenzgefäße geschützt wird,
hinzu. Allgemeiner ausgedrückt
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung von
mitgeschleppter Flüssigkeit
und zur präzisen
Ablieferung von Flüssigkeit
aus einem Quellcontainer zu einem Zielcontainer durch Schleudern
des Zielcontainers, so dass jegliche Flüssigkeit innerhalb des Zielcontainers
aus der Umgebung des Abgabemittels entfernt wird. Zum Zweck der
Beschreibung der Erfindung wird auf das zuvor beschriebene Probereagenzgefäß 13 als
Quellcontainer und auf Testbehälter 12 als Zielcontainer
Bezug genommen werden.
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2 illustriert
einen Testbehälter 12 als
einen Zielcontainer, in den zuvor eine Menge an Flüssigkeit 14 abgegeben
wurde, zum Beispiel eine Menge an Reagenz, entnommen aus einem Fach 23 und dahinein
abgegeben von einer Flüssigkeitsreagenzansaugsonde 25.
Testbehälter 12 wird
nur zu Illustrationszwecken als generell symmetrisch um Achse 36 dargestellt.
In der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung muss ein
Zielcontainer nicht symmetrisch sein, solange er, wie im folgenden
beschrieben, um eine zentrale Achse gedreht werden kann. Bevor durch
die Probenansaugsonde 28 zusätzliche Flüssigkeit, die aus einem Quellcontainerprobenreagenzgefäß 13 entnommen
wurde, in den Zieltestbehälter
eingeführt 12 wird,
wird Zieltestbehälter 12 durch
eine Drehbewegungsquelle 34 dazu gebracht, sich um Achse 36 zu
drehen. Die Drehquelle 34 kann einen Motorschaft umfassen,
mit einer darauf be festigten Reagenzgefäßklammer, einen von einem Motor
angetriebenen Reibungsriemen oder andere ähnliche Mechanismen zum Drehen
des Zieltestbehälters 12 um
Achse 36, bei einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um
die darin enthaltene Flüssigkeit 14 dazu
zu bringen, sich aufwärts
vom Boden 40 des Zieltestbehälters 12, entlang
der inneren Wände 42 und
weg von dessen Zentrumsbereich 46 zu bewegen, wie in 3 illustriert.
Durch das Schleudern des Zielbehälters 12 wird
die Flüssigkeit darin
von der Bahn einer Probenansaugsonde 28 entfernt, wie in 4 illustriert,
welche eine Menge von darin angesaugter Probeflüssigkeit 30 enthält. In der
vorliegenden Erfindung kann die Probeansaugsonde 28 entweder
eine wiederverwendbare oder eine Einweg-Ansaugsondedesign haben.
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In
Folge dessen, dass innerhalb des Zielcontainers 12 Flüssigkeit
von der Bahn der Probeansaugsonde 28 entfernt wurde, kann
die Ansaugsonde 28 in den Zielcontainer 12 eingeführt und
herabgesenkt werden, in einem Abstand der ausreicht, um ein Tröpfchen Quellflüssigkeit 32,
welches sich, zum Beispiel unter Verwendung einer peristaltischen
Vakuumpumpe (nicht gezeigt), an der Spitze der Ansaugsonde 28 geformt
hat, in Kontakt mit dem Boden 40 des Zielcontainers 12 zu
bringen, wie illustriert in 5, ohne
dass die Probeentnahmepipette oder das Tröpfchen jegliche zuvor darin
enthaltene Flüssigkeit 14 berührt. Das
physikalische Berühren
des Tröpfchens 32 mit
dem Boden 40 des Zielbehälters 12 setzt Oberflächenspannungsenergie
frei, so dass das Tröpfchen 32 sauber
in den Zielbehälter 12 fließt und keinen
physikalischen Kontakt zwischen der Ansaugsonde 28 und
jeglicher gegen die Wände 42 des Zielbehälters 12 geschleuderter
Flüssigkeit
zulässt, wie
gesehen in 6. In 6 wurde
auch das zuvor an der Spitze 33 der Ansaugsonde 28 geformte Tröpfchen Flüssigkeit 32 gegen
die Wände 42 des Zielbehälters 12 geschleudert
und vermischte sich mit Flüssigkeit 14,
die entlang der inneren Wände 42 des
Zielbehälters 12 durch
die Zentrifugalkräfte,
die durch die Drehbewegung des Zielbehälters 12 erzeugt wurden,
erhalten blieb. Diese Ausführung
der vorliegenden Erfindung stellt daher ein einfaches Verfahren
zu Eliminierung von Kontamination der Ansaugprobeabgabemittel 28 bereit,
durch das Schleudern des Zielcontainers 12, so dass jegliche
Flüssigkeit
innerhalb des Zielcontainers 12 von den Abgabemitteln entfernt
wird, wenn Flüssigkeit
aus dem Quellcontainerprobereagenzgefäß 15 darin durch die
Ansaugsonde 28 abgegeben wird. Nach diesem Abgeben des
Anfangströpfchens
Flüssigkeit 32 in
den Zielcontainer 12 durch die Ansaugsonde 28,
ohne jegliche zuvor darin enthaltene Flüssigkeit 14 zu berühren, kann
die in der Ansaugsonde 28 verbleibende Probeflüssigkeit
gleichermaßen
in nachfolgende Zielcontainer 12 abgegeben werden, ohne
dass die Ansaugsonde 28 jegliche darin enthaltene Flüssigkeiten
berührt.
Dies kann durch axiales Schleudern eines nachfolgenden Zielbehälters, so
dass darin enthaltene Zielbehälterflüssigkeit
vom Zentrumsbereich des Zielbehälters
wegverlagert wird; Formen eines weiteren Tröpfchens Quellflüssigkeit
an der Spitze der Probeentnahmepipette und Absenken der Probeentnahmepipette
in den Zentrumsbereich des nachfolgenden Zielbehälters, in einer Entfernung,
die ausreicht, um das zweite Tröpfchen
Quellflüssigkeit den
Boden des nachfolgenden Zielbehälters
berühren
zu lassen, ohne dass die Probeentnahmepipette oder das Tröpfchen die
darin enthaltene zweite Zielbehälterflüssigkeit
berühren,
erreicht werden. Bevor die Ansaugsonde 28 benutzt wird,
um jegliche zusätzlichen
Quellflüssigkeiten
entnommen aus einem anderen Quellcontainerprobereagenzgefäß 13,
anzusaugen, wird die Ansaugsonde 28 üblicherweise durch Einführung in
eine konventionelles Waschmittel 26 gereinigt. Diese Ausführung der
vorliegenden Erfindung stellt daher ein einfaches Verfahren zur
Eliminierung des Mitschleppens von Flüssigkeit, die von der Ansaugsonde 28 angesaugt
und abgegeben wird, zwischen dem Quellcontainerprobereagenzgefäß 13,
dem ersten Zieltestbehälter 12 und
jeglichen nachfolgend angebrachten Zielcontainern 12 bereit.
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In
einer alternativen Ausführung
kann die vorliegende Erfindung ebenfalls nützlich sein, um Ungewissheiten
in Verbindung mit der Abgabe eines bekannten Volumens angesaugter
Flüssigkeit
zu überwinden,
die auf Grund jeglichen Anteils an angesaugter Flüssigkeit,
die an der äußeren Oberfläche der Spitze
zurückbleibt,
aufkommen. Diese Ausführung ist
in 7 illustriert, in der ein bekanntes Volumen an
Flüssigkeit 30 als
in die Ansaugsonde 28 angesaugt gezeigt wird, zum Beispiel
unter Verwendung einer präzise
dosierten peristaltischen Vakuumpumpe (nicht gezeigt); und die Ansaugsonde 28 wurde
in einer Entfernung über
dem Boden 40 eines leeren und feststehenden Zielbehälters 12 eingeführt. Die peristaltische
Vakuumpumpe wird so betrieben, dass sie einen Hauptteil, zum Beispiel
ungefähr
98%, des bekannten Volumens an Flüssigkeit 30 in den
feststehenden Zielbehälter 12 abgibt,
wie in 8 gezeigt, wobei ein verbleibender Tröpfchenteil 32,
in diesem Beispiel ungefähr
2% der Flüssigkeit 30,
innerhalb der Spitze 33 der Ansaugsonde 28 belassen
wird. Die peristaltische Vakuumpumpe wird so betrieben, dass die
Größe des verbleibenden
Teils ausreichend klein ist, um sicherzustellen, dass Oberflächenspannungskräfteinnerhalb
des Tröpfchens 32 das
Tröpfchen 32 an
der Spitze 33 der Ansaugsonde 28 zurückbehalten.
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Wie
zuvor beschrieben, wird der Zieltestbehälter 12 durch eine
Drehbewegungsquelle 34 als nächstes dazu gebracht, sich
um die Achse 36 zu drehen, bei einer Geschwindigkeit, die
ausreicht, um die darin abgegebene Flüssigkeit 30 dazu zu
bringen, sich aufwärts
vom Boden 40 des Zieltestbehälters 12, entlang
der inneren Wände 42 und
weg vom dessen Zentrumsbereich 46 zu bewegen, wie in 9.
illustriert. Nachdem der in den Zielcontainer 12 abgegebene
Hauptteil der Flüssigkeit 30 vom
Boden 40 durch Zentrifugalkräfte, die durch die Drehbewegung des
Zieltestbehälters 12 erzeugt
werden, aufwärts
zu den inneren Wänden 42 bewegt
wird, kann die Ansaugsonde 28 in den Zielbehälter 12 herabgesenkt werden,
um den verbleibenden Tröpfchenteil 32 an der
Spitze der Ansaugsonde 28 in Kontakt mit dem Boden 40 des
sich drehenden Zielbehälters 12 zu bringen,
wie in 10 illustriert, wobei Oberflächenspannungsenergie
freigesetzt wird, so dass das Tröpfchen 32 sauber
in den Zielbehälter
fließt,
was die Menge jeglicher angesaugter Flüssigkeit, die auf der äußeren Oberfläche der
Spitze zurückbleibt,
minimiert. Der verbleibende Tröpfchenteil 32 vermischt sich
dann mit dem Hauptteil der Flüssigkeit 30 entlang
der inneren Wände 42 des
Zielbehälters 12,
illustriert in 11.
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In
dieser Ausführung
garantiert die vorliegende Erfindung, dass die Gesamtmenge der Flüssigkeit 30,
die in den Zielbehälter 12 abgegeben
wird, weniger ist als das Gesamtvolumen der Flüssigkeit 30, welches
ursprünglich
in die Ansaugsonde 28 gesaugt wurde, und gleichzeitig größer ist
als der Hauptteil des bekannten Volumens Flüssigkeit 30. Der Leser
möge zur
Kenntnis nehmen, dass während diese
alternative Ausführung
ausgeführt
werden kann, wenn der Zielbehälter 12 ursprünglich leer
ist, wie oben beschrieben, der Zielbehälter 12, in einem Fall,
in dem er ursprünglich
eine Flüssigkeit 14 enthält, wie
in 2 gezeigt, dann beschrieben in Verbindung mit 3 und 4,
gedreht werden kann, um die darin enthaltene Flüssigkeit 14 dazu zu
bringen, sich vom Boden 40 des Zielbehälters 12, entlang
der inneren Wände 42 und
weg von dessen Zentrumsbereich 46, wie in 3 illustriert,
und weg von der Bahn der Probeansaugsonde 28 zu bewegen, wie
in 4 illustriert.
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Solch
eine Ausführung
ist in den 12–17 illustriert,
wo, beginnend mit 12, ein Zielbehälter 12 eine
Zielflüssigkeit 30 darin
enthält
und eine bekannte Menge Quellflüssigkeit 32 aus einem
Quellbehälter
in eine Ansaugsonde 28 angesaugt wurde. Der Zielbehälter wird
um seine Achse 36 geschleudert, 13, so
dass darin enthaltene Zielflüssigkeit 30 vom
Zentrumsbereich 46 und dem Bodenbereich 40 (siehe 2 und 3)
des Zielbehälters 12 wegverlagert
wird.
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Als
nächstes
wird die Probeentnahmepipette 28 in den Zentrumsbereich 46 des
Zielbehälters 12 herabgesenkt,
in einem Abstand, der ausreicht um einen Hauptteil 50 des
Volumens an Quellflüssigkeit 32 in
Kontakt mit dem Boden des Zielbehälters 12 zu bringen, 14,
ohne dass der Hauptteil 12 die darin enthaltene Zielflüssigkeit 30 berührt, so
dass der Hauptteil 50 der Quellflüssigkeit 32 von der
Probeentnahmepipette 28 ab- und in den Zielbehälter 12 hineingeschleudert
wird. Der Zielbehälter 12 wird
weiter geschleudert, so dass die darin enthaltene Zielflüssigkeit 30 und
der Hauptteil 50 der Quellflüssigkeit 32 vom Zentrumsbereich
des Zielbehälter
wegverlagert werden, 15, und sich vermischen, illustriert
als Mischung 51.
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Anschließend wird
ein verbleibendes Tröpfchen 52 des
zurückgebliebenen
Anteils an Quellflüssigkeit 32 an
der Spitze der Probeentnahmepipette 28 geformt und die
Probeentnahmepipette 28 wird wieder in den Zentrumsbereich 46 des
Zielbehälters 12 herabgesenkt,
in einem Abstand, der ausreicht um den zurückgebliebenen verbleibenden
Tröpfchenteil 52 der
Quellflüssigkeit 32 in
Kontakt mit dem Boden des Zielbehälters 12 zu bringen,
ohne dass der zurückgebliebene
verbleibende Tröpfchenteil 52 die
darin enthaltene Flüssigkeitsmischung 51 berührt, 16,
so dass der zurückgebliebene
verbleibende Tröpfchenteil 52 der
Quellflüssigkeit
von der Probeentnahmepipette ab- und in den Zielbehälter 12 hineingeschleudert
wird, 17, und zusammen mit der Mischung 51 vermischt
wird, illustriert als Mischung 53.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Ausführungen der Erfindung für die Grundlagen
der Erfindung veranschaulichend sind, und dass andere Abwandlungen
zum Einsatz kommen können,
die noch im Rahmen der Erfindung liegen. Zum Beispiel kann, wenn
kleine Mengen an Flüssigkeit
involviert sind, anstatt den Zielbehälter zu schleudern, um Flüssigkeit
darin von der Bahn der Ansaugsonde zu entfernen, der Zielbehälter in
einem Winkel geneigt werden, um Flüssigkeit vom Bodenbereich des
Zielbehälters
zu entfernen, so dass die Ansaugsonde in den Zielbehälter herabgesenkt
werden kann, um das Tröpfchen
Flüssigkeit
an der Spitze der Ansaugsonde in Kontakt mit dem Boden des Zielcontainers
zu bringen, ohne dass jegliche vorher darin enthaltene Flüssigkeit
berührt
wird. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
präzise
in der Beschreibung gezeigten und beschriebenen Ausführungen
beschränkt,
sondern nur durch die folgenden Ansprüche.