SE438052B - Anordning for beredning av en provvetska for analys - Google Patents

Description

,10 15 20 25 30 35 4o 7808643-6 2 'ningen med redan mycket små kalibrerade pipetter, vilka avslutas med en förträngning. Emellertid erfordrar en analys med en portabel analys- apparat en väsentligt längre driven miniatyrisering med en berednings- anordning, vars hölje exempelvis_kan ha en diameter av storleksord- ningen cirka 4 centimeter. En sådan miniatyrisering är svår att åstad- komma och blir mycket dyrbar om man använder kalibrerade radiella pipet- ter.

Uppfinningen har till ändamål att åstadkomma en provberednings- anordning, vars konstruktion möjliggör betydligt mindre dimensioner än hos de kända anordningarna, varvid konstruktionen blir enkel och lämpar sig för storserietillverkning med användning av vanlig form- ningsteknik.

Uppfinningen avser speciellt en anordning för beredning av vätske- prov för analys, vilken innefattar ett flertal periferiska celler med två inbördes parallella sidor för optisk mätning, vilka celler är förenade med en central behållare för provet, varvid var och en av cellerna är avsedd att innehålla ett reagens, och kännetecknas av att cellerna är kalibrerade och att den för varje cell innefattar organ för överförande av provet från behållaren mot cellen för dennas fullständiga fyllning, samt organ för att leda den i cellen befint- liga luften mot behållaren, varvid överföringsorganen innefattar en tillförselöppning för varje cell och utloppsorganen innefattar en öppning som befinner sig närmare rotationsaxeln än tillförselöpp- ningen och som utmynnar i behållaren, varjämte öppningarna är dimen- sionerade att kvarhålla den i varje cell befintliga vätskan efter cellens fullständiga fyllning.

Anordningen enligt uppfinningen kan dessutom uppvisa något av följande kännetecken: _ Överföringsorgan för provet kan för varje cell utgöras av åtmin- stone en kanal som är anordnad i en radiell mellanvägg, vilken be- gränsar cellen, varvid kanalen förenar centralbehållaren med till- förselöppningen i närheten av vilken den är försedd med en förträng- ning som förhindrar återgång av vätska, varjämte tillförselöppningen utmynnar från den radiella mellanväggen företrädesvis i närheten av den sida hos cellen som befinner sig längst bort från rotationsaxeln.

Kanalen kan i huvudsak vara L-formad med lång radiell skänkel. Alter- nativt kan kanalen vara T-formad för att mata två angränsande celler med lång radiell skänkel._Kanalen kan bestå av ett spår i den till- hörande radiella mellanväggens översida och begränsas av undersidan hos ett lock för cellernas tillslutande. Kanalen kan alternativt vara 10 15 20 25 30 vsosèas-6 3 begränsad av den radiella mellanväggens översida och bestå av ett spår i undersidan av ett lock för cellernas tillslutning. Utlopps- organen för luften kan för varje cell utgöras av en enkel öppning i den sida-hos cellen som befinner sig närmast rotationsaxeln och vars sektion i frånvaro av oentrifugalverkan genom kapillaritet möjliggör kvarhållande av vätskan i cellen, varvid öppningen med fördel är upptagen upptill i nämnda sida. För varje cell kan höjden av den sida som befinner sig närmast rotationsaxeln vara större än höjden av den sida som befinner sig längst bort från nämnda axel för bättre utdrivning av den i cellen befintliga luften.

En central behållare begränsas av en botten med upphöjd omkrets- kant och av den centrala delen av ett tillslutningslock för cellerna, vilket är försett med en öppning för införandet av proven, varvid lockets mittparti företrädesvis har kupolartad form med införings- öppningen i toppen. Behållarens botten kan ha en central del som är krökt för bättre centrifugering av proven. Bottnen kan vidare upp- visa radiella flänsar som underlättar vätskans medbringande i centri- fugeringen. Dessutom kan anordningen vara försedd med ett filter- material som är anordnat mellan centralbehällaren och de perife- riska kalibrerade cellerna och som med fördel kan vara en filtre- rande gel, en cellulosaester eller asbest och som kan bilda en hylsa som utgör behållarens sidovägg eller också är anordnat vid överföringsorganen för proven.

Uppfinningen avser även en anordning för analys av vätskeprov, innefattande en beredningsanordning enligt ovan och samverkande med organ för optisk läsning och med organ för indikering av läsninga- resultaten.

Uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna. Fig. 1 är en planvy av en provbered- ningsanordning enligt uppfinningen, vars lock är delvis bortbrutet.

Fig. 2 visar en sektion längs linjen II-II i fig. 1. Fig. 3 är en perspektivvy med delar bortbrutna av anordningen enligt fig. 1.

Fig. 4 är en perspektivvy av en variant av anordningen enligt upp- finningen och visar höljet och locket före hopmonteringen. Fig. 5 är en planvy av en annan variant av anordningen enligt uppfinningen, varvid anordningens lock är delvis bortbrutet. Fig. 6 visar en sek- tion längs linjen VI-VI i fig. 5. Fig. 7 är en sprängd perspektivvy av en variant av anordningen enligt fig. 4. 10 15 20 25 30 35 40 78086lf3-6 Fig. 1-3 visar en provberedningsanordning med ett flertal peri- feriska kalibrerade celler 1 som är anslutna till en central behål- lare 2. Varje cell innehåller ett reagens, exempelvis i form av en frystorkad film, och behållaren innehåller ett vätskeprov 3 (fig. 2) för analys, varvid provet har införts genom en central öppning 4.

Enligt uppfinningens grundläggande princip fylles cellerna helt med provet genom centrifugering. Denna fyllning erfordrar utdriv- ning av den i cellerna befintliga luften. Anordningens beskaffenhet möjliggör kvarhållande av vätskan i cellerna efter det att oentrifuge- ringen upphört, så att en cell som utgör undersökningsobjekt också tjänar såsom pipett genom att dess volym är kalibrerad.

De medel som nedan skall beskrivas möjliggör fullständig fyll- ning av cellerna under restlöst utdrivande av den luft som finnes il cellerna, samtidigt som de säkerställer bevarande och isärhållande av vätskevolymen i cellerna. ~ Sålunda innefattar anordningen för varje cell organ för över- föring av provet från behållaren till varje cell och utlopp för den i varje cell befintliga luften till behållaren. I huvudsak innefattar överföringsorganen en inloppsöppning 5 i varje cell, och utlopps- organen innefattar en öppning 6 som befinner sig närmare rotations- axeln 7 än inloppsöppningen och som utmynnar i behållaren 2, varvid öppningarna 5 och 6 är dimensionerade för att kvarhålla vätskan i varje cell efter dess fullständiga fyllning (uttrycket öppning skall här förstås i sin vidaste betydelse, t.ex. ett hål i en vägg).

Vid den visade utföringsformen utgöres överföringsorganen för varje cell av åtminstone en kanal 8, vilken är anordnad i en radiell mellanvägg 9 som avgränsar cellen och vilken förenar centralbehålla- ren 2 med cellen via en inloppsöppning 10 och en utloppsöppning 5 i närheten av vilken sistnämnda öppning ledningen uppvisar en för- trängning som hindrar återströmning av vätska. Utloppsorganen för luft utgöres av en enkel öppning 6 i den vägg ll hos cellen som är närmast rotationsaxeln och vars tvärsnitt när någon centrifugalkraft inte verkar genom kapillaritet bildar ett stopp för vätskan i cellen.

Sålunda tryckes det vätskeformiga provet då det utsättes för snabb centrifugering med kraft mot öppningarna 5 och 10, och den del som passerar genom öppningen 10 strömmar genom ledningen 8 till dennas kapillära ände och till öppningen 5. Trycket vid 5 är ständigt högre än trycket vid 6 till följd av centrifugalkraften och de olika av- stånden till rotationsaxeln, så att luften i cellen drives ut av vätskan och avgår vid 6. Fyllningen fortsätter till fullständig ut- -4 10 15 20 25 35 40 5 7808643 6 drivning av luften och utjämning av trycken på ömse sidor om väggen ll, varvid det förutsättes att det finnes tillräcklig mängd av provet för att en del därav ständigt skall tryckas mot väggen ll även när cellen är helt fylld. Under hela fyllningen och tills den är full- bordad kan icke någon del av vätskan som har kommit in i en cell lämna denna, tack vare centrifugalkraften, och vätskan fyller helt cellen vid centrifugeringens upphörande och kvarhâlles mellan öpp- ningarna 5, 6, vilka sålunda bildar gränser som mellan sig definierar en kalibrerad volym. öppningen 5 utmynnar med fördel i närheten av den vägg 12 i cel- lerna som är mest avlägsen från rotationsaxeln 7 för att bäst utnyttja centrifugalkraftens verkan.

Kanalen 8 har i huvudsak formen av ett L och har en radiell skän- kel med stor längd. En T-formad kanal kan i stället anordnas för att mata två närgränsande celler. För att anordningen skall vara lättillverkad utgöres kanalen 8 av ett spår på den tillhörande radiel- la mellanväggens 9 översida och begränsas av undersidan hos ett lock 13 för cellernas tillslutning. I stället kan man anordna en kanal som är begränsad av den radiella mellanväggens plana översida och består av ett spår i undersidan av locket över cellerna.

För effektivt utdrivande av luften är det fördelaktigt att öpp- ningen 6 är upptagen i sidans ll övre del. Detta framträder bäst i den variant av anordningen som visas i fig. 4, i vilken sidans ll höjd för varje cell är större än den motstående sidans för bättre utdrivande av luften. Vid denna variant har locket 14 (här sett under- ifrån) en form som är anpassad för tillslutning av celler, vilkas sida ll är förlängd uppåt, och för anliggning mot de radiella mellan- väggarna för begränsning av kanalerna. Här begränsas öppningen 6 av ett enkelt kapillärspår som är upptaget i sidornas ll överkant och av motsvarande del av lockets 14 undersida. Detta kapillärspår kan på samma sätt som nedströmsänden hos kanalen som utmynnar i varje cell genom öppningen 5 vara av storleksordningen nâgra hundradels millimeter.

Vid de båda beskrivna exemplen begränsas centralbehållaren 12 av en botten 15 med uppböjd ytterkant och vars centralparti med för- del är välvt för bättre centrifugering av provet, och av mittpartiet hos ett lock (13 resp. 14) som med fördel är kupolvälvt eller koniskt för bättre ansmygning av provet mot väggen ll vid centrifugeringen.

När det gäller speciellt analys av ett vätskeprov innehållande suspenderade fasta partiklar, såsom exempelvis vid blod, avloppsvatten 10 15 20 30 7808643-6 6 etc., är det lämpligt att anbringa en filtrerande substans mellan centralbehållaren och cellerna.

En sådan anordning visas i fig. 5, 6, 7. Anordningen har många delar gemensamma med den i de föregående figurerna visade anordningen med samma hänvisningsbeteckningar.

Mittpartiet 2 är avdelat med en filtrerande insats 20 som jämte bottnen 15 och locket 13 eller 14 (fig. 5 resp. 7) omsluter en central behållare 21 för den vätska som skall analyseras och som innehåller en suspenderad fast fas. Porositeten hos insatsens 20 material är vald sådan att den uppfångar denna fasta fas när centrifugering ut- föres kring axeln 7. Radiella ribbor 22, fast förbundna med bottnen 15, är anordnade i insatsen 20 för att främja vätskans utdrivande vid centrifugeringen. Det vätskeprov som skall analyseras införes genom lockets 13 eller 14 mittöppning 4 och utsättas för snabb centri- fugering och drivs tack vare ribborna 22 mot insatsen 20 som filtrerar provet. Då centrifugeringen fortsättes pressar filtratet mot öpp- ningen 6 och lO, och cellernas 1 fyllning sker enligt den princip som beskrivits i samband med de föregående exemplen. g Filtersubstansen, som i det visade fallet bildar insatsen 20 och som framställes exempelvis av asbest eller cellulosaestrar, kan även anbringas vid kanalerna 8 och då i form av en gel eller annat lämp- ligt medel.

På känt sätt är bottnen 15 försedd med utskjutande medbringarorgan 16. Dessa organ och öppningen 4 är med fördel dimensionerade för stap- ling på minimalt utrymme av ett flertal provberedningsanordningar.

Höljet och locket som framställes genom högtrycksformning samman- fogas genom högfrekvenssvetsning eller på likvärdigt sätt.

Uppfinningen avser även en anordning för analys av vätskeprov, innefattande en beredningsanordning såsom beskriven ovan och sam- verkande med organ för optisk avläsning samt organ för indikering av de avlästa resultaten.

Claims (18)

1 7808643-6 b Patentkrav

1. Anordning för beredning av en provvätska för analys innefattande en roterande skiva med ett flertal utmed omkretsen anordnade celler med två inbördes parallella ytor för optisk mätning, vilka celler är förbundna med en central behållare för provet, varvid varje cell är avsedd att innehålla ett reagensmedel och är förbunden med den centrala behållaren via ledníngsorgan som innefattar en kapillär tillförselöppníng till varje cell samt har varje cell medel för att avleda luft, vilka innefattar en öppning med litet tvärsnitt för utlopp från cellen, k ä n n e t e c k n a d a v att utlopps- öppningen (6) för luft ligger mycket närmare skivans rotations- axel (7) än inlopppsöppningen (5) och utmynnar i behållaren (4), varvid öppningarna (5, 6) är dimensionerade att hålla kvar den i varje kalibrerad cell befintliga vätskan efter cellens fullständiga fyllning.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att organen för provets överföring för varje cell utgöres av åtminstone en kanal (8), som är anordnad i en radiell vägg mellan angränsande celler och som förenar centralbehàllaren med tillförselöppningen i närheten av vilken den uppvisar en förträngning som hindrar àterströmning av vätska.

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d a v att tillförselöppningen utmynnar i den radiella väggen i närheten av den sida hos cellen som befinner sig längst bort från rotationsaxeln.

4. Anordning enligt kravet_2 eller 3, k ä n n e't e c k - n a d a v att kanalen är i huvudsak L-formad och har en radiell skänkel med stor längd.

5. Anordning enligt kravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att kanalen är i huvudsak T-formad för att mata två närgränsande celler och uppvisar en radiell skänkel med stor längd.

6. Anordning enligt något av kraven 2-S, k ä n n e t e c k - n a d a v att kanalen utgöres av ett spår i den tillhörande radíella väggens översida och begränsas av undersidan hos ett lock (13) för cellernas tillslutande. '

7. Anordning enligt något av kraven 2-5, k ä n n e t e c k - n a d a v att kanalen begränsas av den tillhörande radiella väggens översida och består av ett spår i undersidan hos ett lock för cellernas tillslutande. vsoasßz-6 K

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att organen för luftens utdrivning för varje cell utgöres av en enkel öppning (6) i den sida (11) av cellen som befinner sig närmast rotationsaxeln och vars sektion i frånvaro av centrífugalverkan genom kapillaritet kvarhåller den i cellen befintliga vätskan.

9. Anordning enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a d a v att öppningen (6) är upptagen i sidans (11) överparti.

10. Anordning enligt kravet 8 eller 9, k ä n n e t e c k - n a d a v att höjden av den sida som befinner sig närmast rotationsaxeln för varje cell är större än höjden av den sida som befinner sig längst bort från denna axel för bättre ut- drivande av den i cellerna befintliga luften.

11. Anordning enligt något av kraven 1-10, k ä n n e - t e c k n a d a v att centralbehållaren begränsas av en botten (15) med upphöjd ytterkant och ett centralparti hos ett lock (13, 14) för cellernas tillslutning, i vilket en öppning är upptagen för provets införande.

12. Anordning enligt kravet 11, k ä n n e t e c k n a d a v att lockets centralparti har i huvudsak kupolform, vars topp är försedd med införingsöppningen.

13. Anordning enligt kravet 11 eller 12, k ä n n e - t e c k n a d a v att behållarens botten har ett välvt centralparti för bättre centrifugering av proven.

14. Anordning enligt något av kraven 11-13, k ä n n e - t e c k n a d a v att behâllarens botten är försedd med radíella ribbor för medbringande av vätskan vid centrifugeringen.

15. Anordning enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar en filtre- rande substans mellan centralbehållaren och de kalibrerade periferiska cellerna.

16. Anordning enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d a v att den filtrerande substansen utgöres av en insats som bildar sidovägg i centralbehållaren.

17. Anordning enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d a v att den fíltrerande substansen är anordnad vid överförings- organen.

18. Anordning enligt kravet 16 eller 17, k ä n n e t e c k - n a d a v att den filtrerande substansen väljes bland filtre- rande geler, cellulosaestrar och asbest.