DE1811788A1 - Vorrichtung zur automatischen Durchfuehrung von Fluessigkeitsanalysen - Google Patents

Description

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F. Hoffmann-La Roche & Co., Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Flüssigkeitsanalysen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Flüssigkeitsanalysen mit einer Anzahl Reaktionsgefässen, einer Dosiervorrichtung zum Einfüllen der zu analysierenden Flüssigkeit und von Reagenzlösungen in die genannten Reaktionsgefasse, einer Vorrichtung zum schrittweisen Fortbewegen der Reaktionsgefasse und Vorrichtungen zum Ablesen der erfolgten Reaktionen.

Verfahren und Vorrichtungen zur qualitativen und semiquantitativen Analyse von Flüssigkeiten, z.B. von Trinkwasser, Milch, Blut, Urin etc., sind bekannt und werden auch auf zahlreichen medizinischen und sonstigen Gebieten angewendet. Allen bisher bekannt

WS/fr/50.

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gewordenen 'Verfahren bzw. Vorrichtungen dieser Art haftet aber
der Mangel an, dass sie einerseits einen relativ hohen Aufwand
an Zeit und geschultem Personal erfordern, andererseits aber auch
Kosten verursachen, die bei der laufenden Analyse von Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise in grossen Spitälern erforderlich

ist, eine beträchtliche finanzielle Belastung darstellen.

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Als Beispiel einer solchen Analyse 3ei die Bestimmung von Bestand- j

teilen von Urin erwähnt, welche tagtäglich in fast jedem Spital : durchgeführt werden muss. Der au untersuchende Urin wird dabei ,

für jede einzelne Bestimmung getrennt mit einer genau bestimmten ·

Menge von Reagenzien zusammengebracht, wobei die nach einer ge- | wissen Verweilzeit auftretende Reaktion, beispielsweise eine
Färbung, Rückschlüsse auf die Bestandteile des Urins zulässt.
Das Umfüllen und Dosieren der beteiligten Flüssigkeiten erfolgt

gewöhnlich von Hand und ist daher sehr zeitraubend. Die Ver- ;

Wendung von Indikatorpapieren, die sich in vielen Fällen durch- :

gesetzt hat, ist einerseits teuer, da die Papierstreifen nur i

einmal verwendbar sindj andererseits sind die Papierstreifen !

aber auch in ihren Anwendungsmöglichkeiten beschränkt, da sie '

nicht für alle in Frage kommenden Nachweisreaktionen verwendet j

werden können. i

Bs fehlt somit eine Vorrichtung, welche die rasche und vollauto- ,

matische Bestimmung von Bestandteilen von Htüssigkeitsproben gestattet, von ungeschultem Personal ausgeführt werden kann

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verhältnismässig niedrige laufende Unkosten verursacht.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die automatische Burchfülirung von Flüssigkeitsanalysen unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird dies durch eine vollautomatische Analysenvorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reaktionsgefässe aus Vertiefungen in einem Band aus durchsichtigem Material bestehen.

Die Verwendung durchsichtiger Reaktionsgefässe ermöglicht beispielsweise das vollautomatische Ablesen von Färb- oder Trübungsreaktionen, welche in den Gefässen nach Zuführung der zu analysierenden Flüssigkeit und Zusatz einer entsprechenden Reagenzlösung stattgefunden haben von aussen, mittels Photozcllen. Selbstverständlich können auch vollautomatische Messungen, beispielsweise von pH und elektrischer Leitfähigkeit, durch Einführung entsprechender Messelektroden in die im Reaktionsgefäss befindliche Flüssigkeit durchgeführt werden.

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Bei der Durchführung von Analysen, bei denen vor allem das Bild der erfolgten Reaktion,'z.B. eine Agglutination festgehalten werden soll, kann die Registrierung dieses Bildes von unten her ohne Schwierigkeitenerfolgen, indem anstelle einer Photozelle ein photographisches Registriergerät wie z.B. eine Kamera, eine Photokopier- oder "Xerox"-Vorrichtung eingesetzt wird.

Als zu untersuchende Flüssigkeiten kommen beispielsweise biologische Flüssigkeiten, wie Urin, Serum, Rückenmarkflüssigkeit (liquor cerebrospinalis), in Frage. In diesen Flüssigkeiten können mittels der erfindurigsgemässen Vorrichtung z.B. pH, Protein,

Glukose, Ketonkörper, Bilirubin, Urobilinogen, Calcium, Blut, Pheny !brenztraubensäure_s Bacteriurie, Amylase bestimmt v/erden. In der erfindungsgemässen Vorrichtung werden Reagenzlösungen verwendet, die mit der zu analysierenden Flüssigkeit innerhalb einer bestimmten Zeit Reaktionen ergeben.

Die beschriebene Vorrichtung eignet sich beispielsweise hervorragend zur vollautomatischen Durchführung von Blutgruppenbestimmungen, wobei das durch "die Reaktion des zu prüfenden Blutes nach Zusatz von Antiserum auftretende Reaktionsbild, wie vorstehend beschrieben, im von oben her durchfallenden Licht von

unten mittels eines Reproduktionsgerätes festgehalten werden kann.

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Im nachstehenden werden einige Reagenzlösungen und deren Reaktionen beschrieben, welche für die üblicherweise bei Urinanalysen nötigen Bestimmungen verwendet werden können.

pH-Bestimmung "

Ein Universalindikator für den pH-Bereich von pH 4 - H wird aus 5 mg Thymolblau, 25 mg Methylrot, 60 mg Bromthymolblau, 60-mg Phenolphthalein, 100 ml 75 tigern Aethanol und 1400 ml destilliertem Wasser hergestellt und mit 0,01 n-Natriuinhydroxyd auf eine grline Farbe eingestellt. Die lösung ist bei Zimmertemperatur unbeschränkt beständig und liefert sofort mindestens mehrere Minuten lang beständige Färbungen. Auch bei sehr dunkel gefärbtem Urin treten keine Störungen auf.

Bewertung der Färbungen:

' ' . pH 4,5 rot

5 orangerot
5,5 orange
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Proteinbestimmung

Die Proteinbestimmung beruht auf der Ausfällung von Proteinen durch Sulfosalicylsäure. 6 g Sulfosalicylsäure werden in 100 ml destilliertem Wasser gelöst. Die Lösung ist bei Zimmertemperatur unbeschränkt haltbar. Die Ergebnisse können sofort nach dem Mischen der Heagenzlösung mit dem Urin abgelesen werden und bleiben mehrere Minuten lang konstant. Nach der Verabreichung von Röntgenkontrastmitteln und gewissen Antibiotika (Penicillin, PAS) und oralen Antidiäbetika können unspezifische Ergebnisse (Trübung oder Ausflockung) auftreten.

Bewertung der Ergebnisse:

0 - 10 mg %> Opaleszcnz

10 - 15 mg % geringe Trübung

15 - 20 mg fo starke TrÜbung

20 - 25 mg % leichter Niederschlag

über 25 mg fo starker Niederschlag

ßlukosebestimmung

Für die Glukosebestimmung wird ein enzymatisches Verfahren verwendet. Die Reagenzlösung enthält Glukoseosydasej Peroxydas© und öhromogene. 700 mg o-Tolidindihydrochlorid, gelöst in wenigen, ml Wasser, 150 ml 2n-Ac et at puff er von pH 4,1» 200 mg G-lukoeeoxydase.

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gelöst in wenigen ml Wasser , und 15 mg Peroxydase II RZ 0,6, gelöst in wenigen ml Wasser, werden mit Glycerin auf 300 ml aufgefüllt. Die Reagenzlösung wird in einer dunklen Flasche aufbewahrt und frühestens nach 24 h Stehen bei +4°0 verwendet. Sieist bei +4°0 mindestens eine Woche beständig, sollte aber nicht bei Zimmertomperatur stehengelassen werden. Das Verfahren ist absolut spezifisch für Glukose. Das Ergebnis ist sehr stark zeitabhängig.

Bewertung der Färbung;

100 mg % blaugrün

250 mg ^ hüllblau

500 mg % blau

1000 mg <fo dunkelblau

Ketonkörperbestxmmung

Reagenzlösung I? In 100 ml 50 $iger Ammoniumsulfatlösung werden 2 g Hitroprussidnatrium gelöst. Diese Lösung hält sich bei +4 0 2 Tage.

Reagenzlösung Ils 25 $ige wässrige Ammoniaklösung.

Je 1 Vol.Teil Rcagenzlösung I und II werden mit 2 Vol.Teilen Urin gemischt. Die Intensität der Reaktion nimmt bis 3 min nach dem Mischen stark zu, dann wieder ab. Keine Störungen.

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Bewertung der Färbung;

5 mg % rosa.
10 mg $ rot
20 mg % violett

Bilirubinbestimmung

40 mg Methylenblau werden mit Wasser auf 100 ml aufgefüllt. Die Lösung ist bei Zimmertemperatur unbeschränkt beständig. Die Färbung tritt sofort auf und bleibt mehrere Minuten lang beständig.

Bewertungs Bei Vorhandensein einer abnormalen Menge Bilirubin (mehr als 0,7 mg %) wird die blaue Farbe grün. Diese Farbänderung muss sehr ausgeprägt seim Normale Urine geben nur eine schwach grünliche Tönung.

Urobilinogenbestimmung

2 g p-Dlmethylaminobenzaldehyd werden in 100 ml 20 %iger Hol gelöst. Die Lösung ist bei Zimmertemperatur unbeschränkt haltbar. Die Färbung bleibt mehrere Minuten beständig, das Ergebnis sollte aber innert 30 - 60 sek abgelesen werden. Ausser Urobilinögen geben auch Porphobilinogen, Indol und Indolessigsäure eine rosa Färbung, Indikan und Indoxylacetat eine braune Färbung. Für die Bestimmung sollte frischer Urin verwendet werden. Wenn der Urin

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mehrere Stunden gestanden hat, geben auch normale Urine keine Färbung.

Bewertung der Färbung;

normal . rosa
erniedrigt farblos
erhöht dunkelrot

Öalciumbestimmung

2,5 g Oxalsäure, 2,5 g Ammoniumoxalat, 5»0 ml Eises.sig werden mit destilliertem Wasser auf 150 ml aufgefüllt. Das Ergebnis kann sofort abgelesen werden. Ss hängt etwas von dem spezifischen Gewicht des Urins ab.

Bewertung der Ergebnisse:

weniger als 2 mg % Ca keine Fällung

5 mg % geringe Trübung

10 mg $> starke Trübung

mehr als 20 mg ft Fällung

Blutbestimmung

Die Blutbestimmung beruht auf dem Nachweis der Pseudoperoxydasewirkung von Hämoglobin mit Phenolphthalin.

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Reagenzlösung I i In 2Ö0 ml Wasser, das 20 g Natriuinhydroxyd und 1 g Phenolphthalein enthält, werden 20 g Zink gelöst und am Rückfluss gekocht',, biß die rote Farbe verschwindet (Bildung von Phenolphthalin). Diese Lösung hält sioh viele Monate lang, wenn sie in einer dunklen Flasche bei +4⁰O gelagert wird.

Reagenzlösung II; 3 $iges Wasserstoffperoxyd. Dieae lösung hält sich bei Zimmertemperatur mindestens eine Woche lang. Die Reaktion ist nicht spezifisch für Hämoglobin, das in einer Verdünnung von 1 i 1.000.000 nachgewiesen werden kann. Leukozyten in sehr hoher Konzentration können ebenfalls eine positive Reaktion geben, die nach Kochen des Urins verschwindet«

In Abhängigkeit von der Menge Hämoglobin oder roten Zellen wird eine rosa bis rote Farbe erhalten.

Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die beschriebene Vorrichtung night nur zur Durchführung der beispielsweise erwähnten Analysen von biologischen Flüssigkeiten, sondern genau so gut zur Durchführung von Blutuntersuchungen bzw. Blutgruppenbestimmungen und auch zur Durchführung jeglicher Flüssigkeitsanalysen wie beispielsweise Abwasseranalysen, oder in der Textilausrüstungsindustrie zur Bestimmung des Sehaltes von Färbe- und Ausrüstungsflotten, in der Galvanoindustrie und bei der Herstellung chemisch-technischer Produkte, wl© auch in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise zur Durchfüiirung von

Milchuntersuchungen, verwendet werden kann. Je nach den verwendeten Reagens- bzw, Indikatorlösungen und Reaktionszeiten, während welchen die Reaktionsmißchungen beliebig behandelt werden können, beispielsweise durch Rühren, Vibrieren, Erwärmen durch IR-Strahlung, Einleitung beliebiger Gase oder Bestrahlung mittels UV- oder ionisierender Strahlen, können durch Einsatz der entsprechenden Ablesegeräte wie Photozellen mit oder ohne vorgeschaltete ^| Filter, Interferenzmeter, im durchfallenden oder in beliebigem Winkel reflektiertem Tages- oder Kunstlicht oder in TJV- oder IR-Strahlen, oder durch Eintauchen geeigneter Messelektroden in die Reaktionsflüssigkeit, jegliche Arten von Messungen, welche bisher mühsam einsein mit Flüssigkeitsproben durchgeführt werden mussten, vollautomatisch ohne jegliche Berührung oder manuelle Mithilfe durchgeführt werden.

Die Arbeit der Hilfsperson ist darauf beschränkt, der Vorrichtung am einen Vorrat der zu analysierenden Flüssigkeit vorzulegen. Die zum Ablesen der verschiedenen Reaktionen eingesetzten Ablesege— rate können nach bekannten Methoden so geschaltet werden, dass sie ihre Impulse wunschgemäss entweder laufend auf ein Diagramm übertragen oder auch direkt einem Speichergerät eines Computers oder einer Lochkartenanlage zuführen.

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Wie bereits erwähnt können, beispielsweise bei Blutgruppenbestimmungen, die■im Reaktionsgefäss auftretenden Reaktionsbilder

im durchfallenden Licht mittels eines Reproduktionsgerätes wie Kamera, Photokopier-- bzw, "Xerox"-Gerät ₉ festgehalten werden.

Die Vorteile einer durch diese Vorrichtung vollautomatisierten Durchführung von Flüssigkeitsanalysen liegen auf der Hand. Abge-

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sehen von der beträchtlichen Ersparnis an Zeit, an geschultem Fachpersonal und laufenden Materialkosten, ergibt sich, wie im nachstehenden noch näher erläutert wird, eine relativ exakte, vorwählbare und beliebig verstellbare Dosierung der beteiligten Flüssigkeiten und damit eine Verminderung des Unsicherheitsfaktors, Ausserdem entfällt die Verwendung von Reagenzgläsern vollständig. Auch lässt sich diese Vorrichtung so ausführen, dass der unerwünschte Kontakt zwischen den verwendeten Flüssigkeiten und korrosionsanfälligen Metallteilen, beispielsweise Armaturen, vollständig vermieden wird.

Im nachstehenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine beispielsweise zur Durchführung von Ürinanalysen bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zur Durchführung von Urinanalysen geeigneten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungegemässen, die Reaktionsgefäss-Vertiefungen aufweisenden Bandes aus durchsichtigem Material und

Fig. 4 eine Seitenansicht von Flg. 3 im Schnitt entlang ier Linie A-A.

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In den Figuren 1 und 2 besteht die Zufuhrvorrichtung für die zu analysierenden Flüssigkeitsproben aus einem- durch, flexibel aneinandergereihten Binsteckhülsen 2 gebildeten endlosen Transportband, welches über die durch eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung angetriebenen Umlenkrollen 3 läuft. Jäin wie in den Figuren 3 und 4 dargestelltes Band aus einer durchsichtigen, weichaiacherfreien PVO-Folie 4* in welches acht parallele Reihen von hintereinanderliegenden Reaktionsgefass-Vertiefungen 5 eingepresst sind, läuft von einer (nicht gezeigten) Vorratsrolle von unten her gegen den Uhrzeigersinn um die von der (nicht gezeigten) Antriebsvorrichtung der Zuführ-Yorrichtung 1 her synchron angetriebene Umlenkwalze 6 herum und wird

in horizontaler Durchlaufrichbung zwischen

der in Abstand angebrachten Leitwalze 7 und der dazugehörenden Anpresswalze 7¹ hindurchgeführt, welche beide synchron von der gleichen (nicht gezeigten) Antriebsvorrichtung der Walze 6 (und der Zuführungs-Vorrichtung 1) angetrieben werden. Oberhalb der Walze 6 ist ein synchron von derselben (nicht gezeigten) Antriebsvorrichtung angetriebener Exzentermechanismus 8 zur Durchführung einer zugleich horizontalen als auch vertikalen intermittierenden Bewegung angebracht, dessen einer Bewegungs-Endpunkt a genau oberhalb des Scheitelpunktes der telze 6 und dessen anderer Bewegungs-Endpunkt b oberhalb der Reihe c der JSinsteckMIlsea 2 des Transportbandes der Zuführunga-Vorrichtung 1 liegt Und gegenüber dem Endpunkt a um die gleiche vertikale Distanz abgesenkt ist,

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wie die horizontale Wegdistanz betrug. Die Exzentervorrichtung erstreckt sich, horizontal über die ganze Breite des Reaktionsgefäss-Bandes 4 und ist oberhalb, genau im Zentrum deren Vertiefungen 5 mit einer Vorrichtung 9 versehen, mittels welcher acht Plastikscnläuche 10 so befestigt werden können, dass sich deren Austrittsenden in Stellung a genau im Zentrum einer Reihe von Vertiefungen befinden. Durch Bewegung des Exzentermechanismus 8 in Stellung b befinden sich die Enden dieser Schläuche somit im Zentrum von acht EinsteckhUlsen 2 in der Reihe c und ungefähr auf halber Höhe dieser Hülsen. Die acht Plastikschläuche 10 laufen mit ihrem freien Ende parallel nebeneinander durch eine oberhalb des parallel laufenden Teiles des Bandes 4 angebrachte Mehrfach-Sclilauchquetschpumpö 11 und enden'in acht verschiedenen (nicht gezeigten) Vorratsgefässen, in welchen sich diu im vorstehenden beschriebenen Reagenzlösungen I - VIII zur Durchführung von Urinanalysen befinden. Als Schlauchquetschpumpe wird hier eine Vorrichtung verwendet, wie sie im Schweizer Patent Nr. (Patentgesuch ITr. 13289/65 ) beschrieben wird. Es können hierfür jedoch sämtliche handelsüblichen Modelle verwendet werden, welche so konstruiert sind, dass die Quetschwirkung auf (ien Schlauch bzw. die Schläuche bei Stillstand des Pumpenrotors in jeder beliebigen Stellung keinesfalls unterbrochen wird. Diese Schlauchquetschpumpe 11 wird mittels einer (nicht gezeigten) Vorrichtung intermittierend und in wechselnden: Drehsinn angetrieben. Die Wirkungsweise dieser Pumpe wird im

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1fr . ■ \ ■ ■

nachstehenden erläutert. Auf dem horizontalen Durchlaufweg des Bandes 4 befindet sich oberhalb des Bandes auf dessen Weg zwischen

Umlenkwalze 6 und Leitwalzen 7 und 7' eine horizontal verlaufende

Quertraverse 12., welche sich über die ganze Breite des Bandes 4 und rechtwinklig zu diesem erstreckt und acht Lichtquellen 13 trägt die so angeordnet sind, dass sich über jeder der acht'Reihen von Vertiefungen 5 eine davon befindet. Es wurde gefunden, dass durch die meniskenförmige Oberfläche der Flüssigkeit im Reaktionsgefäss bei Verwendung einer gewöhnlichen Lichtquelle

LichtStreuungen auftreten, welche in der Ablesung des Reaktions-

resultates mittels Photozellen zu Fehlern führen. Diese Schwierigkeit wurde umgangen., indem die Lichtquelle mit einem Lichtbündelungssystem 20_a d.h. einem runden Stab aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise Glas oder Plexiglass versehen wurde. Um das Eintauchen des unteren freien Endes.dieses Stabes in die

Reaktionsflüssigkeit zu gewährleisten;, kann beispielsweise das die Reaktionsgefäsε-Vertiefungen enthaltende Band 4 an dieser Stelle mittels Umlenkrollen emporgehoben oder die Quertraverse 12, welche die Lichtquellen 13 trägt ^ durch einen Exzentermechanismus periodisch um den benötigten Weg abgesenkt werden, sobald sich eine

Reihe von Reaktionsgefässen darunter befinden. Unterhalb des Bandes 4 und genau gegenüber der Quertraverse 12 ist eine Quertraverse 14 angebracht, auf welcher sich, genau gegenüber den acht Lichtquellen 13 acht Photozellen 15 befinden. Im Weg des Licht-

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Strahls von Lichtquelle 13 aur Photozelle 15 sind oberhalb und unterhalb des Bandes 4 Halterungen angebracht₃ in welche Irisoder Lochblenden zur Einengung des Lichtstrahles und Farbfilter eingesetzt werden können.

Der Synchronantrieb der beschriebenen Vorrichtung ist nun so eingerichtet, dass die Einsteckhülsen 2 der Zuführungs-Vorrichtung 1 schrittweise intermittierend (im vorliegenden Falle gegen den Uhrzeigersinn) fortbewegt werden und eine genau synchronisierte

schrittweise Fortbewegung des Reaktionsgefäss-Bandes 4 (ebenfalls

gegen den Uhrzeigersinn) erfolgt. Der Antrieb des Exzentermechanismus 8 i^st wit dieser schrittweisen Fortbewegung so synchronisiert, dass die freien Enden der acht Schläuche 10 beim Stillstand zwischen zwei Schritten zuerst in die acht den Schlauchenden genau gegenüberliegenden Einsteckhülsen 2 in der Reihe c der

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Zuf tUirungs-Yorriahtung 1 hineinragen und naoh kurzem Stillstand durch den Exzontermochanismus 8 angehoben, und in Stellung a.}· geführt werden, worauf nach kurzem Stillstand das ganze Prdgramm wiederholt wird, d.h. dass die Jäinsteckhiilsen 2 der Zuführungs-Vorrichtung 1 und das Reaktionsgefäss-3and 4 gleichzeitig um einen Schritt weiterbewegt und die acht Schläuche 10 durch dein Exzentermechanismus 8 nach Durchführung dieses Schrittes und erfolgtem Stillstand wieder in Position b und vor Eintritt des nächsten Fortbewegungs-Schrittes in Position a gebracht worden. Die Äntriebsmechanik der Schlauchquetschpumpe 11 ist mit diesen Schritten genau synchronisiert und bewirkt, das« während des Stillstandes der Schläuche in Position b der Rotor der Pumpe in solcher Drehrichtung angetrieben wird, dass an den Schlauchenden eins Saugwirkung entsteht, worauf der Antrieb*des Pumpenrotors während der Bewegung der Schläuche von Position b zu Position a stillsteht und während dem Stillstand der Schläuche in Position a in umgekehrtem Drehsinn erfolgt, so dass in Position a ein, durch die Anzahl Drohungen des Pumpenrotors regulierbares PlUssigkeitsvolumen aus den Schläuchen ausgestossen wird. Der Antrieb des Pumpenrotors in Position a der Schläuche muss demgemäss während mehr Umdrehungen erfolgen als derjenige im entgegengesetzten Drehsinn in Position b, damit ausser dem Ausstoss der in Position b eingesaugten Flüssigkeitsmerige eine ent-r sprechende Volumenmenge der im Schlauch vorhandenen Reagenzlösung ausgestossen werden kann. Sowohl das in Position b der Schläuche

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angesaugte als auch das in Position a der Schlauche ausgestossene Flüssigkeitsvolutnen ist durch entsprechende Einstellung der Anzahl Umdrehungen des Pumpenrotors in der jeweiligen Drehrichtung genau einstellbar. Die bisher allgemein angewendete Methode, die Fördermenge einer bestimmten Pumpe durch deren Betrieb während einer bestimmten Zeiteinheit zu beeinflussen, ergibt im vorliegenden Pail unbrauchbare Resultate, da es nicht möglich ist, bei Synchronisierung des Pumpenrotor-Antriebs mittels Zeiteinheiten zu erreichen, dass der Quetschpunkt des Exzenters auf dem Schlauch ™ immer an der genau gleichen Stelle liegt. Durch auch nur geringfügige Verschiebung dieses Quetschpunktos werden jedoch unerwünschte Schwankungen im Dosierungsvolumen unvermeidlich, wodurch die Durchführung von präzisen Analyssnarbeiten verunmö^l i ^r L„ wird. Die volumenmässigen Schwankungen bei Synchronisierung des Pumpenantriebs nach Zeiteinhsiten steigen mit zunehmender lichter Weite der verwendete Schläuche an.

Anhand eines Beispiels zur kontinuierlichen Durchführung von ™ Urinanalysen wird im nachstehenden die Arbeitsweise einer beschriebenen Vorrichtung erläutert;

Unter Bezugnahme auf Pig. 2 ist jeder der Schläuche 10 mit einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter für die im vorstehenden beschriebenen Reagenzlösungen I - VIII so verbunden, dass in Pig. 2 der oberste Schlauch der Lösung I und der unterste Schlauch der Lösung VIII entspricht.

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VfIe aus der vorstehenden beispielsweise Aufzählung von Reagenzlösungen hervorgeht, können zur Durchführung bestimmter Reaktionen ReägenzlÖsungen zum Einsatz gelangen, welche im einsatzbereiten Zustand nur beschränkt beständig sind. In solchen Fällen bshilft man eich durch Herstellung von Teillösungen, welche in getrenntem Zustand lagerbeständig sind Und erst kurz vor der Verwendung in entsprechendem VOlümenverhältnie miteinander vermischt werden. Im vorliegenden Beispiel trifft dies fUr die Reagenzlösungön IV und VIII zu. In der beschriebenen Vorrichtung werden diöBe feillösungön in separaten Vorratsgefässen gelagert und deren ZufWiüPungBsöhläuche 18 b25w. 19 separat durch die Schlauohquetschpumpe geflihrt. Die Schläuche der einzelnen Teillösungen werden dann möglichst nahe beim Austrittsende zu einem einzigen Öehlaueh 10 zusammengeführt, · Hierdurch wird die beschränkt haltbare Reagenzlösungs-Misphung örst kurz vor deren Verwendung hergestellt. Verschiedene yolumenteile können im gewünschten Verhältnis miteinander gemischt werden, indem Schläuche von entsprechendem Innendurchmesser eingesetzt werden*

Vor Inbetriebsetzung des vollautomatischen Arbeitsprogriunme wird der Antrieb des Rotors der Schlauchquetschpumpe Il so lange gegen den Uhrzeigersinn lauf en gelassen, bis sämtliche durch die -SchlauchtetBchpumpe geführten ZufÜhrungssohläuche *{im vorliegen* den Falle acht Schläuche 10 + die Schläuche 18 und 19) bis zu ihrem Austrittsende mit den entsprechenden fteagenzlösungen, bzw. Teillösungen und deren Misohung im letzten Teil des Schlauch-

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absohnittes, gefüllt sind. Eine Hilfsperson steckt nun eine beliebige Anzahl Röhrchen 17 in die Einsteckhülsen 2 der ZufUhrungsvorrichtung 1. Jedes Röhrchen enthält eine andere der zu analysierenden Urinproben, d.h. dass von jeder zu untersuchenden Probe nur ein einziges Röhrchen vorgelegt wird. Das Einsteokhülsen-Transportband 2 wird nun in eine solche Position gebracht, dass sich das Röhrchen mit dor ersten Probe genau gegenüber dem obersten Sohlauch 10, mit der Reagenzlösung I, befindet. Jetzt wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt, worauf sich die Exzentervorrichtung 8 so bewegt, dass der Schlauch 10 in Position b innerhalb des ersten Röhrchens'gesenkt wird. Die übrigen·Schläuche mit den Reagenzlösungen II - VIII führen natürlich dieselbe Bewegung durch, können jedoch noch nicht in ein Röhrchen tauchen, da sich an den entsprechenden Stellen noch koines befindet. Nach-» dem der Sohlauch 10 die Position b im ersten Röhrchen 17 erreicht hat, steht er in dieser Position so lange still, bis der Rotor der Sohlauohquetschpumpe 11 so viele ganze Umdrehungen im Uhrzeigersinn ssurllokgelegt hat, dass ein vorgewähltes Volumen der Urinprobe aus dem Röhrchen in den Schlauch gesogen wird. Hierauf steht der Rotor der Schlauchquetsohpumpe still und die Schläuche 10 werden durch (fen Sxz entermeohaniamus 8 in Position a gebracht. Nach erfolgtem Stillstand dreht sioh der Rotor der Sohlauohquetschv "pumpe in entgegengesetztem, also gegen den Uhrzeigersinn und tf- »war zuerst um soviel ganssö Umdrehungen als vorhe» im tJftrseiger?* sinn durchgeführt wurden, wodurch das im Sohlauch befindliche

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BADORiGiNAL

Volumen der¹ Urinprobe in eint) der Vertiefungen 5 der in Pig. 3 gezeigten obersten Reihe des Bandes 4 auagestosaen wird, worauf der Rotor eine weitere Ansah! ganzer Umdrehungen durchführt bis ein vorgewähltes Volumen der im Schlauch befindlichen Reagenzlösung I in dieselbe Vertiefung 5 ausgestossen iat. In dieser Vertiefung 5 befinden sich nun sowohl die Urinprobe als die zur Mk Durchführung einer pH-Farbreaktion benötigte Menge Universalindikator. Nach Stillstand des Pumpenrotors werden durch den Synchronantrieb sowohl das Transportband der Zuführvorrichtung als auch das Reaktionsgefäss-Band 4 in einem gleichzeitigen Schritt um eine Position weiterbewegt, d.h. dass beim Einschalten der Vorrichtung gegenüber dem obersten Schlauch IO befindliche Röhrchen 17 befindet sich nun gegenüber dem zweitobersten Schlauch mit dor Reagenzlösung II und das Band 4 ist ebenfalls einen Schritt weitergerückt, so dass bei Wiederholung der vorstehend beschriebenen Bewegung der Schläuche und der Schlauchquetschpumpe-nun vom ersten Röhrchen 17 eine Urinprobe aufgesogen und dann zusammen mit der Reägenzlösung IX in eine Vertiefung 5 der nächstfolgenden Qufrreihe und der zweitobersten IiöttgBreihe in Band 4 ausgeatosaen wird; Gleichzeitig saugt natürlich der oberste Schlauch 10 ein© Urinprobe aus dem nächst« folgenden Röhrchen 17 und füllt diese, vermischt mit Reagenzlö-

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sung I in die Vertiefung 3 des⁹ gleioli©n Querrei&e, jedoch der .

- > e&.eraten Iiöngsreihe in Band 4, - Durch d±© vollautomatisch® Wieclea?- hoiujag der beaohriebenerst Schritte sind naoh acht Ochrittön ■ Urinproben aus dem ©raten. Röhrchen 17 mit s&atliohesT acht Reagens-

BAD OBIGINAL

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lösungen in acht Vertiefungen 5 dee Bandes 4 bo eingefüllt, dass die fieaktionsproben aus demselben Röhrchen 17 mit den acht verschiedenen Reagenzlösungen in den Längsreihen der Vertiefungen 5 jeweilen um eine Querreihe zurückversetzt sind, Nach Durchlauf einer entsprechenden Anzahl von Schritten befindet eich das Reaktionsgefäss 5 der obersten Reihe während dem Stillstand des Bandes 4 zwischen zwei Schritten genau unterhalb der entsprechenden Iixchtquelle 13 in der Quertraverse 12» Die in diesem Reaktionsgefäes erfolgte Farbreaktion wird durch den, die Reaktionsfltissigkeit und das durchsichtige Reaktionsgefäss durchlaufenden lichtstrahl» welcher gegebenenfalls vorher an Position 16 noch durch ein Farbfilter lief, auf die Photozelle 15 Übertragen und erzeugt dort einen entsprechenden elektrischen Impuls, dessen Werte vorher auf die in dieser Längsreihe von Reaktionsgefässen auftretenden Farbveränderungen geeicht wurde. Bei jedem weiteren Fortbewegungsschritt tritt nun ein weiteres Reaktionsgefäss in denselben Lichtstrahl und der Eintritt in die Übrigen Lichtstrahlen der in Querrichtung Über das Band 4 verteilten Lichtquellen erfolgt in gleicher Reihenfolge gestaffelt und parallel zur Staffelung bei der BinfUliposition. Die von den acht Photozellen 14 ausgehenden elektrischen Impulse entsprechen somit den Ablesungen der in jeder der acht Längsreihen von Reaktionegefaasen 5 im Band 4 erfolgten Reaktionen von TJrinprobenmit

gestaffelten Impulse derselben den Heagehzlösungen I - VIII. Die / Probekönnen nun entweder

auf ein Speicherwerk gegeben und nachher geradlinig, d.h. unter

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A*

Aufhebung der Staffelung, aus diesem' entnommen werden oder aber die Querträgersen 12 und 14 können parallel zur Staffelung der Reaktionsgefässe 5 in solchem Winkel zur Längsachse des Bandes 4 angebracht werden, dass di<j Ablösung sämtlicher acht Reaktionen derselben Urinprobe während dem gleichen Intervall zwischen zwei Portbewegungsschritten erfolgt.

Obwohl die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung anhand des Beispiels einer Urinanaljse erklärt wurdej, ist es für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass die beschriebene Vorrichtung zur Durchführung jeglicher Art von JPlUssigkeitQ-analysen verwendet werden kann. Im horizontalen Durchlaufweg des Bandes 4 zwischen der Proben-EinfUllposition a und der Ablesung der Reaktion mittels Photozelle 15 können wie bereits erwähnt oberhalb und unterhalb des Bandes 4 zahlreiche, dem Fachmann bekannte Vorrichtungen wie Heizplatten, Vibratoren, Rührwerke, Bestrahlungsvorrichtungen, Eintauchelektroden und dergl. angebracht werden. Auch ist es ohne weiteres möglich, an der Ablesestelle beide Quertraversen 12 und 14 oberhalb dee Bandes 4 in einem bestimmten Winkel zueinander anzubringen, so dass nicht durchfallendes, sondern reflektiertes Licht von der -Shotazelle*. 15 aufgefangen und gemessen wird«,

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BAD ORKäiNÄL_;

AS

Da irrtümliche Interpretationen von Blutgruppenbeatimmungen oft schwerwiegende Polgen haben können, ist es ein ganz besonders

beachtliche!» Portschritt, dass durch die bereits erwähnte Möglichkeit Blutgruppenbestimmungen nicht nur vollautomatisch durchgeführt, sondern deren Reaktionsresultate dokumentarisch festgehalten werden können«

Es ist ebenfalls ohne weiteres möglich, die Photozellen und die dazugehörenden.Lichtquellen für jede einzelne Längsreihe der

BADORlQIf^AL

Reafetionsgefäs-se 5 im Baael Aj ohne Verwendung einer zusammenhängenden - Quertraverse 12 bssWo 14 an verschieden©» und 'beliebigen !Punkten ■auf dem Meg des Bandes 4 anzubringen, wobei selbstverständlich auch die Messung®» mit durchfallendem bzw,» reflektiertem Licht beliebig für jede Reaktionsgefässreihe einzeln gewählt werden. können, Ausserdom können, auch ohne weiteres- die", !lichtquellen einzeln pro Äeifee gewählt werden,, d.h« es kann sowohl mit lormal» licht als auch mit IR- und UV-Strahlen belichtet werden, wobeidann für jeden Fall ein© eatsprechende Ahlesez$lX®.eingeschaltet werden, muss« - - "■-. . - .

Daa gsur Haretellimg 4es. Bas.4Qa 4- vgrwende/fee- durchsichtig^, .s-ynthetieche Bolymerasatsrial wird im Hinljliök auf. die" In «Jen Reaktions-geflasen, verwendeteft flKsaigkeitsn und auf di® übrigen "zur- leaktioB eiagesets·!©», Bötoiiilm^en wi® femperetuK·» Bestrahlungen und dergieioliea sas" ü@n zshireiohen äur Verfugung' stehenien· eynthe-

tisohen folymeroAteyiaiicm ^eyspliieoeaeter- Bigsnsehsften auisge-. Obwohl der Biafacbheit halläor und aufgfiinÄ * dea günstigen

derartiger fölpwriiBtoilaliea im allgeneiaen das verwendete Banel von'eimer vorratsrolle abgöwiok@it und-'smoh:.einmaliger

Band 4 in enäloser For& sm.fötoea und an- einer ^©signetem-Stelle $» dee©«» Xaiif»

BAD ORKÄt

Die von den Photozellen 15 oder äquivalenten Ableeevorrichtungen ausgehenden elektrischen Impulse können, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Speicherwerkes zur Aufhebung der gestaffelten Ablesung, auf bekannte Art einem x-y-Schreibgerät, einem Digital-Drucker, einer■Lochkarten-Stanzvorrichtung oder dem Speichergerät eines Computers zugeführt werden.

Bei der Durchführung von Blutgruppenbestimmungen unter Verwendung einer Kamera oder eines Photokopiergerätes zur automatischen Reproduktion des Reaktionsbildes, wird beispielsweise ein Filmstreifen oder eine Photokopie erhalten, auf welchem die Reaktionen sämtlicher in einer Querreihe nebeneinander liegender Reaktions-

gefässe dokumentarisch festgehalten sind. Es iet selbstverständlich ohne weiteres möglich, die jeweiligen Reihen automatisch so zu numerieren ₃ dass deren Nummer, zusammen mit den Reaktionsbildem, auf der Reproduktion festgehalten wird, wodurch der dokumentarische Wert solcher Reproduktionen natürlich erheblich gesteigert wird.

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BAD

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1· Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Flüssigkeits· analyeen mit einer Anzahl Reaktionsgefassen, einer Dosiervorrichtung zum Einfüllen der zu analysierenden Flüssigkeit und von Reagenzlüsungen in die genannten Reaktionsgefltsse, einer Vorrichtung zum schrittweisen Portbewegen der Reaktionsgefässe und Vorrichtungen zum Ablesen der erfolgten Reaktionen» dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsgefässe aus Vertiefungen in einem Band aus durchsichtigem Material bestehen.
2. 2. Vorrichtung gemäße Patentanspruch 1« dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen reihenförmig hintereinanderliegend *" bracht sind.
3. 3. Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet» dass das Band aus synthetischem Polyroermaterial besteht.
4. 4. Vorrichtung gemflss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichmet, das· die Vorrichtung euro Ablesen der erfolgten Reaktion eine Lichtquelle (13) aufweist, welche mit einem in die eu antly.·*⁰*"-^ de Flüssigkeit eintauchenden Lichtbündelungssystem versehen ist.

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   BAD ORIGJNAL
5. 5. Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ablesung der erfolgten Reaktion anstelle der Photozelle (15) ein Gerät zur Reproduktion des Reaktionsbildes angebracht ist.

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