DE69202156T2 - Probenröhrchen für biologische Analysen mittels photometrisches Auslesens mit einer Prüfvorrichtung für Gerätfunktion und Röhrchenposition. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Prüfröhrchen für biologische Analysen und insbesondere für Bluttests, z.B. zur Messung der Erythrozytensedimentationsrate (oder E.S.R.) und für andere Tests und Analysen, die mit optischen Meßinstrumenten durchgeführt werden können. Mit einer Ausrüstung dieser Art wird im allgemeinen die Anwendung von Prüfröhrchen durchgeführt, die von verschiedenen Formen und Größen sein können. Um einen guten Automatisationsgrad zu erreichen und alle Fehlerquellen zu eliminieren, ist es beabsichtigt, eine Anzahl von Tests auszuführen, insbesondere zu testen, daß die Prüfröhrchen vorhanden sind und daß sie im Instrument korrekt positioniert worden sind. Zusätzlich ist es immer beabsichtigt, die Wirksamkeit des optischen Systems (Emitter-+ Empfänger) zu prüfen, so daß Einsatz- und Positionsfehler der Prüfröhrchen unmöglich gemacht werden. Die Tests und Analysen sind von der Art, in welcher das Prüfröhrchen zwischen der Emitter- und Empfängerkomponente eines optischen Systems der Analysevorrichtung angeordnet wird und wo eine relative Bewegung zwischen den optischen System und dem Prüfröhrchen stattfindet.
• Aus der WO 88/09925 ist eine Cuvette für biologische Proben bekannt, die Mittel zum Prüfen der Wirksamkeit des optischen Systems der Prüfvorrichtung und der Position der Cuvette in der Vorrichtung aufweist. Diese bekannte Cuvette ist mit Gittern versehen, die den vom Emitter des optischen Systems ausgesendeten Strahl ablenken. Die Prüfüng wird mittels einer Drehbewegung der Cuvette um deren Längsachse in Bezug zum Emitter ausgeführt. Diese Cuvette ist nicht für Tests, wie E.S.R.-Tests an Blutproben oder dergleichen geeignet.
• Weitere Cuvetten sind in der US-A-4.254.223 und der CH-A-493.834 offenbart.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neue Art eines Prüfröhrchens hervorzubringen, durch das die Prüfüng zum Vorhandensein des Prüfröhrchens tatsächlich unmittelbar vom optischen Ablesesystem des Instruments ausgeführt und von einem Computer entsprechend gesteuert werden kann. Die Erfindungsgemäße Einrichtung dient auch dazu, die exakte Position des Prüfröhrchens im Innern des Instruments zu überprüfen, wenn ein Prüfröhrchen, das nicht vollständig in dessen Sitz eingesetzt ist, schlechte Ablesedaten - wenn der Fehler nicht angezeigt wird - bewirken kann, die dann oftmals sehr ernste Probleme und Fehler verursachen können. Ein anderer nützlicher Aspekt der Erfindung ist, daß sie automatisch eine gleichmäßige und sich wiederholende Prüfüng auf Geschwindigkeits- und Trägheitsverhalten des optischen Sensors ausführen kann, um Fehler in den Ablesungen und den von ihnen erhaltenen Ergebnissen zu vermeiden.
• Diese und andere Merkmale und Vorteile, die nachfolgend detaillierter in der Beschreibung klar werden, werden von einem Prüfröhrchen gemäß Anspruch 1 erreicht.
• Das optische Prisma kann eine Erweiterung aus einer flachen Dicke sein, die den transparenten Boden den Prüfröhrchens bildet. Das optische Prisma kann bei Verschmelzung des gleichen transparenten Materials erhalten werden, das das Prüfröhrchen bildet.
• Vorteilhafterweise begrenzt das Prisma eine Stufe, die entlang der Außenkante des Bodens des Prüfröhrchens ausgebildet ist.
• Die Erfindung wird klarer durch die folgende Beschreibung und zugehörigen Zeichnungen verstanden, die später eine praktische, nicht begrenzende, darstellende Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 u. 2 ein Prüfröhrchen in zwei Außenansichten in rechten Winkeln zueinander mit geschnittenen Teilen;
• Fig. 3 ein Diagramm der Intensität eines mit dem erfindungsgemäßen Prüfröhrchen erhaltbaren Lichtsignals.
• Wie in der zugehörigen Zeichnung dargestellt, bezeichnet 1 ein prismatisch geformtes Prüfröhrchen von rechteckigem Querschnitt mit einem oberen Ende 1B, das den Sitz 3 für einen Stopfen bildet. Das Prüfröhrchen besitzt flache Wände und insbesondere zwei Wände von größerer Fläche und zwei Wände von geringerer Fläche, so daß der rechteckige Querschnitt zwei Seiten aufweist, die mehr oder weniger groß voneinander differenziert sind. Die optische Analyse wird durch Einpassen des Prüfröhrchens mit einer relativen Bewegung zwischen einem Emitter E einem Lichtstrahl und einem Empfänger R des Lichtstrahls durchgeführt, wobei der Lichtstrahl durch die geringere Dicke des Flüssigkeitskörpers hindurchdringt, der im Teströhrchen im Ablese- und Analysierinstrument gehalten werden kann, und dessen Weg mit der geringeren Abmessung des rechteckigen Abschnitts korrespondiert. Eine relative Bewegung, speziell eine durch den Doppelpfeil F in Fig. 2 angezeigte Auf- und Abbewegung auf den Teil des optischen Systems E und R, macht es möglich, das Vorhandensein des Prüfröhrchens und das seines Inhalts zu prüfen, um beispielsweise einen Test der Transparenz der im Prüfröhrchen enthaltenen biologischen Flüssigkeit und der Position der Grenzlinie D zwischen dem nicht transparenten Teil (z.B. dem corpuscularen Teil des Blutes) und dem transparenten Teil (z.B. Plasma) der unter Test befindlichen biologischen Flüssigkeit zu erhalten.
• Das erfindungsgemäße verbesserte Prüfröhrchen besitzt zusätzlich zur Dicke der Bodenwand 1A äußerlich zum und unter dem Prüfröhrchen eine Erweiterung 5 in Form eines optischen Prismas mit dessen Kante nach unten und parallel zu den größeren Wänden des Prüfröhrchens führend, dessen Wände das Lichtstrahlenergiebündel P zwischen dem Emitter E und dem Empfänger R übertragen. Das Prisma kann von jeder geeigneten Form sein und vorteilhafterweise - obwohl nicht notwendig - können dessen aktive Wände um ungefähr 45º in bezug zur Symmetrieebene des Prüfröhrchens, die durch die Kante des Prismas 5 hindurchführt, geneigt sein. Vorteilhafterweise ragt das Prisma nicht unmittelbar vom Zwischenabschnitt zwischen den Seitenwänden und dem Boden hervor, sondern in einem gewissen Abstand von den Kanten dieser Wände mit dem Boden, um eine Stufe zu erzeugen, die eine schärfere Differenzierung im optischen verhalten beim Durchtritt zwischen dem Prismenabschnitt und dem Bodenwandabschnitt 1A zu ergeben. An dieser Stufe kann es auch die im allgemeinen durch 7 angezeigten Unregelmäßigkeiten geben, die sich von der Einspritzstelle des thermoplastischen Materials aufwerfen, wenn die Prüfröhrchen durch Schmelzung gebildet wurden; diese Unregelmäßigkeiten haben keine Wirkung auf die vom optischen Analysesystem gelieferten Anzeigezwecke.
• Das Vorhandensein eines Prismas 5 am Boden des Prüfröhrchens bringt viele bedeutende Vorteile mit sich.
• Das Diagranun gemäß Fig. 3 zeigt den Wert der Lichtenergie SL, die durch den Empfänger R empfangen wird und in Form eines Lichtbündels P durch den Abschnitt des in ein Meßinstrument eingesetztes Prüfröhrchen und den Abschnitt unmittelbar unter der Bodenstirnseite dieses Prüfröhrchens hindurchtritt. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Prüfröhrchens erzeugt: eine erste Zone direkten Durchgangs ohne Schwächung der Energie des Bündels P und folglich eine Phase L1 ungeschwächten Lichts. Sobald das Lichtbündel das Prisma 5 in dessen relativer Bewegung in Bezug auf das Prüfröhrchen erreicht, wird eine scharf begrenzte dunkle Phase B1 infolge der durch das Prisma verursachten Richtungsänderung des Lichtstrahls erreicht; dieser folgt eine vom Durchgang des Lichts durch die transparente Dicke 1A des Prüfröhrchenbodens verursachte Phase L2. Nach dem Prüfröhrchenboden 1A tritt nun das Lichtenergiebündel P durch den mehr oder weniger stark undurchsichtigen Abschnitt, der sich unter Test befindlichen, im Prüfröhrchen enthaltenen biologischen Flüssigkeit, wo der undurchlässige corpusculare Teil konzentriert ist; dies erzeugt eine dunkle Phase B2, die der dichteren und undurchsichtigeren Säule der biologischen Flüssigkeit bis zum Niveau D der Separation zwischen dem undurchlässigen corpuscularen Teil und dem transparenten Teil der biologischen Flüssigkeit entspricht. Wenn das Lichtbündel das Niveau D erreicht, wird eine Lichtphase L3 von der mehr oder weniger starken Vergrößerung der Transparenz der biologischen Flüssigkeit oberhalb des Grenzniveaus D erzeugt.
• Die oben erwähnten Licht- und Dunkelsignale L1, B1, L2 machen es möglich, viele zuverlässige Tests durchzuführen; diese werden durch das Vorhandensein des Prismas 5 möglich gemacht, welches durch Richtungsänderung des Lichtbündels eine scharfe Grenzlinie zwischen den Lichtzonen L1 und L2 und der Dunkelzone B3 erzeugt, wobei letztere infolge der durch das Prisma 5 verursachten Richtungsänderung des Lichtbündels auftritt. Dieser Ablauf bleibt unverfälscht und gültig, wenn sich keine biologische Flüssigkeit im Prüfröhrchen befindet.
• Der Ablauf der Lichteinwirkungen und Unterbrechungen der Lichteinwirkung des Empfängers R gestattet in erster Linie eine Prüfüng der Effizienz des optischen Systems des Instruments, wobei diese Störungen in der Genauigkeit des Ablesens vermieden werden, welche gerade aufgrund einer Schwächung der Effizienz des Systems selbst auftreten können. Eine andere Möglichkeit, die sich durch die oben beschriebene Anordnung anbietet, ist ein präzises Ablesen der Position des Prüfröhrchens und nachfolgendes Prüfen, daß das Prüfröhrchen richtig positioniert ist - was einen Ablesefehler durch falsche Positionierung des Prüfröhrchens ausschließt, was sonst durch andere Kriterien schwierig zu überprüfen ist. Eine weitere durch das erfindungsgemäße Prüfröhrchen hervorgebrachte Möglichkeit ist das unmittelbare Prüfen des Vorhandenseins des die gleichen Signale verwendenden Prüfröhrchens, die unter anderem auch dessen Position ermitteln. Die scharfe Trennung zwischen den Dunkelzonen und den Lichtzonen, die von der durch das Prisma 5 verursachten Richtungsänderung hervorgebracht werden, erlauben ferner, daß Geschwindigkeits- und Trägheitsverhalten des Sensors geprüft werden, insbesondere durch das Vorhandensein des Blitzlichtes L2, das durch die mehr oder weniger schmalen Dicke 1A des eindeutig transparenten Bodens des Prüfröhrchens erhalten wird.
• Es sollte beachtet werden, daß die Stufe zwischen der Prüfröhrchenbodenwand 1A und der Prismaerweiterung 5 die klare Trennung der Dunkelzone B1 von der Lichtzone 2 sichert, wobei die Zonen völlig unbeeinflußt durch mögliche Unregelmäßgkeiten sind, beispielsweise durch jene der Einspritzstellen, die, in bezug auf die Unregelmäßigkeiten 7, in der Schmelze für das Spritzgießen der synthetischen Thermokunststoffe verbindenden Prüfröhrchen vorhanden sind.
• Diese und andere Vorteile und Möglichkeit zuverlässiger Tests, die durch das erfindungsgemäße Prüfröhrchen hervorgebracht werden, ergeben eine Verbesserung in der fünktionellen und analytischen Ausrüstung des dargestellten Typs.
• Es wird verstanden werden, daß die Zeichnungen nur die illustrative Ausführungsform zeigen, die rein als eine praktische Demonstration der Erfindung wiedergegeben wird, wobei es für die Erfindung möglich ist, bezüglich der Formen und Anordnungen zu variieren, ohne dabei das Wesen der Ansprüche zu verlassen.

Claims (5)

1. Prüfröhrchen (1) zur Durchführung optischer Analysen und Tests an biologischen Flüssigkeiten, wobei die Tests und Analysen von der Art sind, in der das Prüfröhrchen (1) zwischen den Komponenten Emitter (E) und Empfänger (R) eines optischen Systems der Analysevorrichtung angeordnet ist und eine relative Bewegung zwischen dem optischen System (E, R) und dem Prüfröhrchen (1) vorhanden ist, das ein Mittel (5) zum Prüfen der Leistungsfähigkeit des optischen Systems und zum Prüfen der Position des Prüfröhrchens in der die relative Bewegung nutzenden Vorrichtung aufweist, dadwch gekennzeichnet, daß das Prüfröhrchen (1) ebene Wände aufweist, um Licht durch das Röhrchen zu übertragen, wenn es zwischen dem Emitter (E) und dem Empfänger (R) angeordnet ist; und daß außen am Boden (1A) des Prüfröhrchens ein optisches Prisma (5) angeordnet ist, um eine plötzliche Richtungsänderung des vom Emitter (E) abgesandten Strahles, wenn er durch das Prisma (5) hindurchtritt, und folglich ein kurzes "Dunkel"-Signal im Empfänger (R) zwischen zwei Licht"-Signalen auszulösen, wobei das Prüfröhrchen relativ zum optischen System (E, R) in eine Richtung (f) parallel zur Längsachse des Röhrchens (1) und lotrecht zu den Emitter (E) und den Empfänger (R) verbindenden Linie des optischen Systems bewegt wird.

2. Prüfröhrchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Prisma (5) eine Erweiterung ist, die von einer flachen Dicke (1A) hervorragt, die den transparenten Boden des Prüfröhrchens (1) bildet.

3. Prüfröhrchen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Prisma (5) bei der Verschmelzung des gleichen transparenten Materials erhalten wird, das das Prüfröhrchen (1) bildet.

4. Prüfröhrchen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma von einer entlang der Außenkante des Bodens (1A) des Prüfröhrchens (1) gebildeten Stud hervorragt.

5. Prüfröhrchen nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma zueinander winklige Wände aufweist, um die Richtung des Lichtstrahles zu ändern.