DE3850287T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Trennung von Blutphasen. - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen einer vorgewählten Phase einer Flüssigkeitsprobe, so wie Blut, die in einer Kammer enthalten ist, und betrifft eine Einrichtung zum Ordnen der Phase einer Flüssigkeitsprobe, die in einer Kammer enthalten ist, durch Drehen der Kammer um ihre Längsachse. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Sammeln einer Blutprobe in einem Prüfrohr oder einer spritzenähnlichen Vorrichtung, zum Trennen der Phasen der Blutprobe durch Drehen des Prüfrohres oder der spritzenähnlichen Vorrichtung um eine Längsachse und Auf nehmen der getrennten Phasen in der Ordnung der Phasen aus der Vorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
• Blut, das für diagnostische und Aufzeichnungszwecke analysiert werden soll, wird üblicherweise durch Venenpunktion durch eine spezielle Kanüle oder Nadel, die an einer Spritze oder einem evakuierten Sammelrohr befestigt ist, gesammelt. Solche Sammeltechniken und -vorrichtungen müssen Einfachheit und Flexibilität bei der Verwendung wegen der großen Anzahl von Blutmustern, die verarbeitet werden, und wegen der Anforderungen für Zusätze, variable Volumina und Anpassung an individuelle medizinische Bedingungen anbieten.
• Das Trennen der Phasenbestandteile, Serum oder Plasma von den Zellen, ist für die Laboranalyse oftmals notwendig und wird üblicherweise durch Zentrifugieren oder gelegentlich durch Filtrieren durchgeführt. Diese Abtrennung kann die Fraktionierung von Neben- als auch von Hauptkomponenten erfordern. Wenn sie einmal getrennt sind, werden die Phasen am besten im einen inerten Behälter aufbewahrt, physikalisch und chemisch isoliert, um das Stören der Analytkonzentrationen zu vermeiden. Es kann notwendig sein, sie bei kontrollierten Umgebungsbedingungen der Temperatur, Druck oder Licht zu lagern.
• Das Blut und seine Fraktionen haben Volumen-, Farb- und Trübungseigenschaften, wobei es wichtig ist, daß der Untersuchende diese beachtet, da sie nachfolgende Analysen beeinflussen können. Das Blut kann infektiöse Mittel enthalten und sollte isoliert gehalten werden, bevorzugt in einem geschlossenen System, um den Kontakt mit dem Laborpersonal zu reduzieren. Blutproben können in kleinen Anzahlen in Ärztepraxen verarbeitet werden, wo Kompaktheit und Einfachheit der Verwendung erforderlich sind, oder in großen Anzahlen in Kliniken und Krankenhäusern, wo die Leistungsfähigkeit und sichergestellte Identifikation wesentlich sind und Automatisierung wünschenswert ist.
• Somit besteht ein Bedürfnis nach einer Blutsammel- und Trennvorrichtung und einem System, das die Merkmale kombiniert: Vermögen, die Blutphasen unter Bedingungen zu trennen, die den personellen Einsatz begrenzen; Halten dieser Phasen getrennt und unverändert; Aufzeichnen von Gesamteigenschaften der Phasen; leichte Anpaßbarkeit an sich ändernde Anforderungen beim Blutsammeln und Flexibilität bei der Verwendung für sich oder Integration in automatisierte Systeme.
• Serum und Plasma werden herkömmlicherweise als analytische Proben verwendet. Wenn das Serum gewünscht wird, muß es möglich sein, daß die Probe gerinnt oder koaguliert, bevor eine weitere Trennung versucht wird. Die Aktivierung dieser Gerinnungsbildung kann sich als eine Folge des Kontaktes mit dem Glassammelrohr ergeben, in dem das Blut gesammelt worden ist, und kann durch den Zusatz verschiedener gerinnungsaktivierender Materialien beschleunigt werden, wie es in dem US-Patent Nr. 4,189,382 von Zine beschrieben worden ist. Wenn das Plasma gewünscht wird, muß ein Antikoagulationsmittel unmittelbar nach dem Sammeln mit der Probe vermischt werden. Zu diesem Zweck werden derartige Antikoagulationsmaterialien üblicherweise beim Herstellen in die Blutsammelvorrichtungen eingebracht.
• Die am üblichsten verwendeten Blutsammelvorrichtungen sind Spritzen und evakuierte Rohre. Jede ist durch Vorteile und Nachteile in bestimmten Situationen gekennzeichnet.
• Mit einer Spritze können negativer Druck und Zugvolumen leicht kontrolliert werden. Somit kann das schnelle Strömen von Blut durch die Kanüle begrenzt und Hämolyse aufgrund von Scherkräften auf die roten Blutzellen vermieden werden. Das gezogene Blutvolumen kann auch leicht durch den Bediener kontrolliert werden, was die Verwendung einer Spritzengröße zum Sammeln eines Bereiches von Blutvolumina erlaubt. Andererseits muß Blut, das in einer Spritze gesammelt wird, üblicherweise zum Trennen der Blutkomponenten vor der Analyse in ein anderes Rohr überführt werden. Bei einer Form wird dieses Problem überwunden, indem ein entfernbarer Griff für den Spritzenkolben und ein getrennter Verschluß für das Nadelende der Spritze
• zur Verfügung gestellt wird, das befestigt werden kann, nachdem das Blut gezogen worden ist. Diese Anordnung ergibt einen geschlossenen, prüfrohrähnlichen Behälter und wird unter dem Warenzeichen "Monovette" von W. Sarstedt, Inc. (Princeton, NJ) verkauft. Jedoch bleibt, nachdem das Zentrifugentrennen oder Gerinnen stattgefunden hat, die Plasma- oder Serumfraktion in Kontakt mit den zellularen Komponenten, was zu Analytänderungen führt, wenn sie nicht sofort in einen anderen Behälter entfernt wird.
• Das bekanntere vorevakuierte Blutsammelrohr (so wie von Kleiner, U.S. Patent Nr. 2,460,641 beschrieben), hat die folgenden Vorteile: wenn es einmal sterilisiert ist, bleibt sein Inneres ohne zusätzliches Verpacken steril; Einfachheit der Struktur und Verwendung, dahingehend, daß seine Grundform nur aus einem Glasrohr besteht, das an einem Ende dauerhaft verschlossen ist, mit einem Gummistopfen in dem offenen Ende; und es ist selbstverschließend, wenn das Blutziehen beendet ist und die Kanüle, die zum Punktieren des Gummistopfens verwendet worden war, entfernt worden ist. Ein Problem mit dem evakuierten Sammelrohr besteht darin, daß das unkontrollierte Fließen von Blut in das Rohr zur Hämolyse oder kollabierten Venen führen kann, insbesondere, wenn es zum Abnehmen bei Kindern oder Personen mit brüchigen Zellen oder Blutgefäßen verwendet wird. Ein weiteres Problem ist die Notwendigkeit für einen großen Bereich von Tubengrößen, um an das Erfordernis unterschiedlicher Probenvolumina angepaßt zu sein. Es ist üblicherweise wünschenswert, das Rohr vollständig mit Blut gefüllt und somit das Vakuum abgebaut zu haben, da einige gasförmige oder flüchtige Bestandteile des Blutes sonst in das leere Volumen des Rohren diffundieren können, was die wahre Konzentration in der Probe verfälscht.
• Die Blutplasma- oder Serumphase wird einfach von der Blutzellen- oder Gerinnungsphase durch Zentrifugieren getrennt, da die spezifischen Gewichte dieser beiden Phasen unterschiedlich sind. Die empfohlene und übliche Praxis ist es, die Probe mit einer relativen zentripetalen Beschleunigung von 1000 bis 1200 g (Schwerkrafteinheiten) ungefähr 10 Minuten lang zu zentrifugieren. Verschiedene Materialien und Vorrichtungen sind beschrieben worden, um das Serum oder Plasma physikalisch von der zellularen Phase zu trennen, die entweder während des Zentrifugierens aktiviert oder angewendet werden, nachdem die Abtrennung abgeschlossen ist. Diese umfassen gelähnliche Zusammensetzungen mit Dichten, die zwischen denen der Phasen liegen, wie beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4,350,593 von Kessler und den US-Patenten Nrs. 3,852,194 und 4,083,784 von Zine beschrieben. Solche Substanzen, wie sie üblicherweise verwendet werden, werden in dem evakuierten Blutsammelrohr zum Zeitpunkt der Herstellung eingeschlossen und werden an die Berührungsfläche zwischen die Blutphasen unter dem Einfluß der korrekten Zentrifugalkraft wandern und dort eine Barriere bilden. Ein Problem mit solchen Materialien ist, daß, obwohl sie aus Substanzen mit geringer chemischer Reaktivität hergestellt worden sind, sie trotzdem Substanzen enthalten, die das Serum oder Plasma kontaminieren werden (so wie geringe Werte an einigen Metallen, die als Katalysatoren für die Bildung dieser Zusammensetzungen benutzt werden). Einige Substanzen, die durch die Blutanalyse bestimmt werden (so wie geringe Konzentrationen von organisch-löslichen, hydrophoben Drogen) können durch solche gelähnlichen Materialien adsorbiert oder aus der Probe absorbiert werden, was zu inkorrekten Analysen führt. Andere Trenneinrichtungen, die aus einer Vielzahl stopfenähnlicher Gegenstände bestehen, sind verwendet worden, wie beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4,492,634 von Villa-Real, US-Patent Nr. 3,508,653 von Coleman, US-Patent Nr. 4,417,981 von Nugent, US-Patent Nr. 4,425,235 von Cornell und US-Patent No. 4,369,117 von White beschrieben. Unglücklicherweise sind diese Vorrichtungen teurer herzustellen und in das vorevakuierte Sammelrohr einzuführen, und die Barrieren, die sie liefern, sind nicht zuverlässiger oder wirksamer als die einfacheren gelähnlichen Trennmaterialien.
• Ein Problem bei den meisten solchen Barrieren besteht darin, daß sie das Serum oder Plasma nicht vollständig von der zellularen Phase isolieren können, oder, in dem Fall gelähnlicher Trennbarrieren, sie aufgerissen werden können, wenn sie starken Erschütterungen ausgesetzt werden, denen man beim Transport oder Postversand zu Prüflaboratorien begegnet. Falls diese auftreten sollte, wird die Wechselwirkung der abgetrennten Phasen ungenaue analytische Ergebnisse zur Folge haben. Darüberhinaus wird der langandauernde Kontakt der Blutphasen mit einer gelähnlichen Trennbarriere den Grad des analytischen Fehlers erhöhen, der durch die Wechselwirkung zwischen dem Blut und der Barriere verursacht wird. Daher ist es bei den meisten solcher Vorrichtungen notwendig, die Phasen bald, nachdem das Blut gesammelt worden ist, zu trennen, und dann das abgetrennte Plasma oder Serum in einen anderen Behälter für die längere Lagerung oder den Transport zu überführen. Probleme die dann auftreten, sind, daß die überführte Probe unrichtig identifiziert werden kann und daß der Übertragungsprozeß den Verwender mit potentiell schädlichem oder infektiösem Blut belastet.
• Ein Teil des Serums oder Plasmas kann nach dem Zentrifugieren vollständig durch eine Vorrichtung isoliert werden, die in das offene Rohr des Sammelrohres eingeführt wird und den Strom des Serums in eine Richtung aus dem Sammelrohr in einen getrennten Probenbehälters erlaubt, durch einen Filter, der es verhindert, das irgendwelches Fibrin in die Serum- oder Plasmaprobe läuft. Solche Vorrichtungen werden beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4,464,254 von Dojki, US-Patent Nr. 3,929,646 von Adler, US-Patent Nr. 4,602,995 von Cassaday beschrieben und werden unter dem Namen "Serum/Plasmafilter" von der W. Sarstedt, Inc., hergestellt und vertrieben. Es ist möglich, die Blutphasen mit einer solchen Vorrichtung zu isolieren, so daß der Diffusion von Ionen oder weiterer Wechselwirkung zwischen den Phasen vorgebeugt wird. Jedoch erfordert ihre Verwendung zusätzliche Handhabung des Sammelrohres, folglich Belasten des Verwenders mit der Blutprobe und das Risiko der Kontaminierung der Probe. Verwandte Vorrichtungen benutzen vielfache flexible Behälter mit Maßnahmen zum Strömenlassen von Blutfraktionen aus dem Blutsammelbeutel in einen getrennten Speicherbehälter (z. B. US-Patent Nr. 4,447,220 von Eberle und US-Patent Nr. 4,322,298 von Persidsky), jedoch sind diese voluminösen komplexen Systeme nur für die Trennung von nicht geronnenem Blut und sind nicht zum Sammeln und Präparieren von Proben für die routinemäßige klinische Analyse geeignet.
• Für manche Analysen, so-wie in dem Bereich der Blutbanken, wo Blut typisiert und gekreuzt wird, ist es notwendig, nicht nur das Serum oder Plasma zu prüfen, sondern auch die geronnene oder zellulare Phase. Serumabtrennvorrichtungen und Verfahren ähnlich denen, die oben beschrieben worden sind, sind weiterhin in dem US-Patent Nr. 4,046,699 von Zine und dem US-Patent Nr. 4,326,959 von Ferrara beschrieben worden; diese Vorrichtungen erlauben einen leichten Zugriff zu beiden Phasen des gesammelten Blutes. Ein Problem bei irgendwelchen dieser Vorrichtungen besteht darin, daß sie zusätzliche Handhabung von dem Verwender erfordern und folglich eine größere Belastung des Verwenders mit der Blutprobe und dem Risiko der Infektion besteht.
• In einigen Situationen ist die Verwendung herkömmlicher Zentrifugen, um Serum oder Plasma von den zellularen Komponenten der Blutproben abzutrennen, nicht wünschenswert, da es eine große und teure Zentrifuge erfordert, die am besten zum Trennen von Chargen verschiedener Proben gleichzeitig geeignet ist. Diese Betriebweise ist uneffizient, wenn die aufeinanderfolgende Analyse von Einzelproben dringend gefordert ist. Es nimmt auch Zeit in Anspruch, den Zentrifugenrotor genau auszubalancieren, um exzessive Schwingung zu vermeiden, die die Maschine und die Proben schädigen kann. Ein Gerät, so wie die axiale Zentrifuge "StatSpin", entwickelt und hergestellt von Norfolk Scientific, Inc. (Norwood, MA), kann diese Trennung bei einer einzelnen Probe schneller bewirken; jedoch ist die bei diesem Gerät benutzte Technik auf nicht geronnenes Blut beschränkt, das getrennt in einer herkömmlichen Blutsammelvorrichtung gesammelt und in eine spezielle Zentrifugenkammer übertragen worden ist, die gelähnliches Trennmaterial enthält. Darüberhinaus erhöht dieser Transfer die Gefahr der Kontamination oder des Verlustes der Probe, der Fehlidentifikation und des Belastens des Bedieners mit potentiell infektiösem Material in dem Blut. Die Verwendung eines zusätzlichen Behälters erhöht die Kosten des Analysierens einer Probe.
• Ein weiteres Verfahren zum Abtrennen von Serum oder Plasma vom Gesamtblut ist in der US-A 4,202,769 beschrieben, welche eine herkömmliche Zentrifuge benutzt, um zwei Phasen zu trennen. Ein kolbenähnlicher Stopfen bewegt sich beim Zentrifugieren den Behälter hinab, wobei die leichtere Phase verlagert wird, während er sich bewegt. Wegen des spezifischen Gewichtes des Stopfens, die so gewählt ist, daß sie zwischen den Dichten der beiden zu trennenden Phasen liegt, wird der Stopfen an der Übergangsstelle zwischen den Phasen positioniert, wobei die leichtere Phase über der schwereren Phase liegt.
• Ahnliche Einwände und Nachteile gelten für die Zentrifugenkammer "ACR-90", den Rotor und den "Airfuge"-Antrieb, die von der Spinco Division der Beckman Instruments, Inc. (Palo Alto, CA) hergestellt und verkauft werden. Dieser Rotor hat eine Doppelkammer und ist zum Isolieren der großen Lipidpartikel aus lipämischen Seren gedacht. Bei hohen Drehgeschwindigkeiten (typischerweise größer als 90000 Upm) deformiert sich die Kunststoffkammer, was es erlaubt, daß die weniger dichte Lipidphase in eine zweite Kammer wandert, in der sie eingefangen wird. Andere axial gedrehte Zentrifugenrotoren, mit einem einzelnen Volumen, das oftmals durch Blätter aufgeteilt ist, sind als "Zonenrotoren" wohlbekannt und werden zum Einsammeln von Einzelteilchen aus einem großen Volumen (0,3-1,7 Liter) aus verdünnter Lösung benutzt, so wie Präparationen zum Impfen von Virologen und anderen derartigen makromolukularen Isolanten (Anderson, N.G.: Preparative zonal centrifugation. Methods of Biochemical Analysis 1967; 15: 271-310). Zonenrotoren können durch eine rotierende Dichtung während des Drehens (dynamisch) beladen und entladen werden. Eine Großzahl kann statisch nicht beladen oder entladen werden, während wenige nicht dynamisch beladen oder entladen werden können. In allen Fällen werden sie üblicherweise für die Ultrazentrifugierung bei Drehgeschwindigkeiten von 20000-60000 Upm verwendet. Fluide werden durch eine Pumpe in sie geladen und aus ihnen ausgelassen, durch Ersetzen durch Luft oder eines dichteren Fluides, das während des Drehens eingepumpt wird. Ein Zentrifugenrotor mit Einzelkammer, axial gedreht, mit einem variablen Volumen, das zum Trennen von Plasma von Blut verwendet werden kann, wurde von Brown im US-Patent Nr. 4,530,691 beschrieben. Dieser ist für die Präparation von Blutfraktionen für die therapeutische Verwendung gedacht und beruht auf der Fraktionierung durch Zentrifugieren und Isolation der Fraktionen durch Freigeben von Druck, der durch einen federbelasteten bewegbaren Dorn auf eine flexible Kammer ausgeübt wird. Auf diese Weise können die zellularen Komponenten mit höherer Dichte von dem äußeren Radius und das Plasma durch die Mitte durch Fluidleitungen abgenommen werden, während der Rotor in Bewegung ist. Die DE-3,301,113 beschreibt einen Zonenrotor, der mit Gesamtblut abhängig von Kontrollsignalen beladen wird, die durch eine optoelektronische Vorrichtung erzeugt werden, welche die Transparenz des Fluides in der Kammer an einer bestimmten radialen Position analysiert. Die Transparenz der Blutphase zeigt an, ob rote Blutzellen, Blutplasma oder weiße Blutzellen an der vorbestimmen radialen Position vorliegen. Keine dieser Technologien (Zonenultrazentrifugierung oder Zentrifugieren mit einem bewegbaren Dorn) ist für die Fraktionierung von Blutproben geeignet, wie sie normalerweise für klinische Analysen gefordert wird. Die Volumina sind zu groß, sie erfordern die Verwendung von Antigerinnungsmitteln und können nicht mit geronnenem Gesamtblut verwendet werden, und sie werden nicht auf einfache Weise für automatisierte Prozeduren ausgelegt.
• Prozeduren zur Bluttrennung und Analyse belasten das Laborpersonal mit infektiösen Mitteln, die durch Kontakt mit Blut übertragen werden können, z. B. Hepatitis oder das erworbene Immunmangelsyndrom. Zusätzlich ist die herkömmliche Trennung mit chargenweisem Verarbeiten von Blutproben arbeitsintensiv und ist nicht allgemein automatisiert worden, wie es andere Prozesse in klinischen Laboratorien sind. Die Automatisierung der Bluttrennung kann das Laborpersonal wirksam von den Gefahren der Blutverarbeitung isolieren, wobei theoretisch die Geschwindigkeit der gesamten analytischen Prozedur erhöht werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufteilen einer vorgewählten Phase einer Flüssigkeitsprobe, so wie Blut, in einer Kammer zur Verfügung. Das Verfahren gemäß der Erfindung weist die Schritte des Haltens der Probe in einer rohrförmigen Kammer mit einer vorbestimmten Länge und konstanter Querschnittsform, das Ordnen der Phasen der Probe durch Drehen der Kammer um ihre Längsachse, das Reduzieren des Volumens der Kammer ansprechend auf ein Trennungs-Steuersignal, während die Phasen geordnet werden, das Empfangen der getrennten Phasen aus der Kammer in der Ordnung der Phasen, das Ableiten von Information über den Teil der Probe, die aus der Kammer empfangen worden ist und des Verwendens dieser Information zum Modifizieren des Trennungs- Steuersignales auf.
• Zusätzliche Aspekte des Verfahrens umfassen das Erzeugen eines Drehungs-Steuersignals zum Steuern der Geschwindigkeit und der Dauer der Drehung durch Modifizieren des Drehungs-Steuersignals abhängig von Information, die von der Probe abgeleitet worden ist, und das anfängliche Einrichten eines Teilvakuums in der Kammer, um das Einführen der Probe in die Kammer zu erleichtern.
• Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Aufteilen einer vorgewählten Phase einer Flüssigkeit, so wie Blut, gemäß dem Verfahren zur Verfügung, mit: einer Kammer mit einer vorbestimmten Anfangslänge und einer Querschnittsform, die entlang ihrer Länge im wesentlichen konstant ist, in der die Flüssigkeitsprobe enthalten ist; einer Probenordnungseinrichtung, in der die Kammer um ihre Längsachse gedreht wird, um die Phasen der Probe zu ordnen; einer Probenaufteileinrichtung zum Bestimmen des Teils der Probe, die aufgeteilt werden soll; einer Kammervolumen-Steuereinrichtung zum Reduzieren des Kammervolumens und einer Ventileinrichtung zum Empfangen eines geordneten Teiles der Probe.
• Andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung umfassen: das Schaffen einer Probenerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Parameters der Probe und zum Erzeugen eines Signales, das dafür repräsentativ ist; das Schaffen einer Einrichtung, wobei die Kammervolumen-Steuereinrichtung auf ein Steuersignal anspricht, das von der Probenaufteileinrichtung erzeugt worden ist; das Schaffen einer Einrichtung, durch die die Probenordnungseinrichtung auf ein Signal anspricht, das von einer zweiten Probenerfassungseinrichtung erzeugt wird; das Unterstützen des Einführens der Probe in die Kammer durch Schaffen eines Gerätes, in dem die Kammer anfangs ein Teilvakuum enthält; und des Schaffens eines Gerätes, wobei die Kammer Markierungen umfaßt, die fernabgetastet werden können, während sich die Kammer dreht, um ein Kammeridentifikationssignal zu erzeugen.
• Ein Gerät gemäß der Erfindung umfaßt eine evakuierte rohrförmige Kammer oder eine spritzenähnliche Blutsammelvorrichtung, die auf herkömmliche Weise mit verfügbaren Blutsammelkanülen verwendet werden kann, um eine Blutprobe zu sammeln, und enthält Gerinnungsaktivierungsmaterialien oder Antigerinnungsmittel, wie erforderlich, eine Trenneinrichtung, die aus einer Vorrichtung zum Drehen der evakuierten rohrförmigen Kammer oder spritzenähnlichen Vorrichtung bei einer Drehgeschwindigkeit und über eine Zeitdauer, die mit einem Steuersignal eingestellt werden kann, besteht, und eine Einrichtung zum Verlagern einer Teilung innerhalb entweder des Prüfrohres oder der spritzenähnlichen Blutsammelvorrichtung, so daß die abgetrennten Phasen der Blutprobe in ein Behältnis-Untervolumen innerhalb der Blutsammelvorrichtung in Ordnung zunehmender Dichte verlagert werden.
• Vorteilhaft schafft die Erfindung eine physikalische Barriere zwischen den Phasen der Probe, derart, daß die Trennung der Phasen über eine lange Zeitdauer gehalten wird, und sowohl die evakuierte rohrförmige Kammer als auch die spritzenförmigen Vorrichtungen können in einer herkömmlichen Zentrifuge verwendet werden. Zusätzliche Vorteile der spritzenähnlichen Blutsammelvorrichtung sind, daß eine Größe der Vorrichtung verwendet werden kann, um Blutproben unterschiedlicher Volumina zu sammeln, und die Hämolyse der Probe durch Steuerung des Teilvakuums, das in der Blutsammelvorrichtung vorliegt, verringert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 zeigt die bevorzugte Blutsammel- und Trennanordnung dieser Anmeldung, die zum Trennen von Blut verwendet wird.
• Fig. 1a zeigt die bevorzugte Blutsammel- und Trennanordnung.
• Fig. 1b zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, die mit einer Blutprobe beladen wird.
• Fig. 1c zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung mit einer Blutprobe beladen.
• Fig. 1d zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, die um ihre Längsachse gedreht wird, so daß die Trennung der geladenen Blutprobe in ihre dichtere zellulare Komponente und ihre weniger dichte nichtzellulare Komponente bewirkt wird.
• Fig. 1e zeigt die Isolierung der zellularen und nichtzellularen Komponenten der getrennten Blutprobe in der bevorzugten Sammel- und Trennanordnung.
• Fig. 1f zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, wobei die zellularen und nichtzellularen Komponenten voll isoliert sind.
• Fig. 1g zeigt die getrennte nichtzellulare Komponente der Blutprobe, die aus der bevorzugten Sammel- und Trennanordnung abgezogen worden ist.
• Fig. 2 zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, wobei eine Blutprobe nach herkömmlicher Zentrifugierung getrennt wird.
• Fig. 2a zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, nachdem die geladene Blutprobe durch herkömmliche Zentrifugierung getrennt worden ist und das Trennsegment der bevorzugten Anordnung in Richtung auf das Serum oder Plasma zur Zelltrennfläche bewegt worden ist.
• Fig. 2b zeigt die bevorzugte Sammel- und Trennanordnung, nachdem die geladene Blutprobe durch herkömmliche Zentrifugierung getrennt worden ist und das Trennsegment der bevorzugten Anordnung an dem Abdeckungssegment befestigt geblieben ist.
• Fig. 2c zeigt das Trennsegment der bevorzugten Sammel- und Trennanordnung, das durch die getrennte Blutprobe geschoben worden ist.
• Fig. 2d zeigt das Trennsegment der bevorzugten Sammel- und Trennanordnung nach dem Abtrennen eines Teiles der nichtzellularen Komponente der Blutprobe.
• Fig. 2e zeigt die bevorzugte Trenn- und Sammelanordnung mit entfernter Abdeckung, um Zugang zu der abgetrennten nichtzellularen Komponente zu schaffen.
• Fig. 3 zeigt die alternative Blutproben-Sammel- und Trennanordnung dieser Anmeldung, die zum Trennen von Blut verwendet wird.
• Fig. 3a zeigt die alternative Blutproben-Sammel- und Trennanordnung dieser Anmeldung.
• Fig. 3b zeigt die alternative Anordnung in ausgezogener Stellung.
• Fig. 3c zeigt, wie Blut in eine erste Kammer der alternativen Sammel- und Trennanordnung gezogen wird.
• Fig. 3d zeigt die alternative Sammel- und Trennanordnung, wie sie um ihre Mittelachse gedreht wird, was eine radiale Trennung der Blutprobe bewirkt.
• Fig. 3e zeigt die alternative Sammel- und Trennanordnung, die während des Drehens so zusammengeschoben wird, daß die nichtzellulare Komponente über eine Zwischenkammer, wo das Vorliegen von Zellen erfaßt werden kann, aus der Blutsammelkammer in die Serumsammelkammer strömt.
• Fig. 3f zeigt die Zellen, wie sie in die Zwischenkammer der alternativen Sammel- und Trennanordnung eintreten.
• Fig. 3g zeigt die alternative Sammel- und Trennanordnung stationär, wobei die Bluttrennung abgeschlossen ist.
• Fig. 4 ist einen Erläuterung eines Gerätes, das die Trennung einer Blutprobe in der alternativen Sammel- und Trennanordnung vollführt.
• Fig. 5 ist ein Blockschaubild der Sensoren und der Steuerhardware der Maschine der Fig. 4.
• Fig. 6 erläutert das manuelle Laden einer Blutprobe in die Maschine 4.
• Fig. 7 ist eine Darstellung einer isolierten Bluttrennungsarbeitszelle, die verschiedene Maschinen, wie in Fig. 4 dargestellt, enthält.
Beschreibung spezifischer Ausführungsformen
• Es wird nun auf die Zeichnungen im Detail Bezug genommen, wobei die Fig. 1 und 2 die bevorzugte Ausführungsform einer Probensammel- und Trennanordnung der vorliegenden Erfindung darstellen.
• Die bevorzugte Probensammel- und Trennanordnung 10, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, besteht aus einer rohrförmigen Kammer 12 und einer angeformten Abdeckungsanordnung 14.
• Die rohrförmige Kammer 12 ist bevorzugt aus Glas, Kunststoff oder einem anderen transparenten oder strahlendurchlässigen und chemisch inerten Material aufgebaut, hat eine vorbestimmte Länge und eine konstante Querschnittsform und hat ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende, so geformt, daß es die Abdeckungsanordnung 14 aufnimmt und zweckmäßig abdichtet. Die rohrförmige Kammer 12 kann auch nichtentfernbare maschinenlesbare Markierungen umfassen, so wie einen Strichcode, der um den Außenumfang der rohrförmigen Kammer 12 gelegen ist. Die Markierungen erlauben es bei einer spezifischen Probensammel- und Trennanordnung 10, daß sie eindeutig identifiziert werden kann, während sie um ihre Längsachse gedreht wird.
• Die Abdeckungsanordnung 14 weist ein durchstechbares Abschlußsegment 16 und ein Trennsegment 18 auf, das an einer abtrennbaren Verbindung 20 befestigt ist. Die Abdeckungsanordnung 14 ist so aufgebaut, daß sie das Entfernen des Trennsegments 18 von dem Abschlußsegment 16 an einer abtrennbaren Verbindung 20 erlaubt, wenn eine axiale Sonde 22 durch das Abschlußsegment 16 gezwungen wird. Die Abdeckungsanordnung 14 bildet auch eine Dichtung mit der Innenwand der rohrförmigen Kammer 12, die es zweckmäßigerweise erlaubt, daß die Kammer 12 vorevakuiert wird, um das Blutprobensammeln zu unterstützen. Zusätzlich bildet das Trennsegment 18 eine zweite Dichtung, zweckmäßig dazu, zu verhindern, daß Blutzellen aus der Blutproben-Sammelkammer 24 um das Trennsegment 18 in die Serumsammelkammer 26 strömen, wenn das Trennsegment 18 bewegt wird.
• Die Abdeckung 14 ist bevorzugt aus einem selbstschließenden Butylgummi medizinischer Qualität aufgebaut. Eingegossen in das Trennsegment 18 ist eine ringförmige Zwischenkammer 28, die durch einen ersten Durchlaß 30 von einer axial gelegenen Öffnung 32 gespeist wird. Die Öffnung 32 hat eine Mündung, die wesentlich kleiner im Durchmesser ist als die der rohrförmigen Kammer 12 und so geformt ist, daß die Öffnung 32 ein Einwegventil bildet. Wenn das Trennsegment 18 axial entlang der rohrförmigen Kammer 12 verlagert wird, baut sich Druck in der Blutproben-Sammelkammer 24 auf. Die Öffnung 32 wird sich dann öffnen, was es ermöglicht, daß Fluid, das sich nahe der Längsachse der rohrförmigen Kammer befindet, in die Zwischenkammer 28 durch den ersten Durchlaß 30 eintritt. Ein zweiter Durchlaß 34 erlaubt es dann dem Fluid, aus der Zwischenkammer 28 in den Spalt zwischen dem Trennelement 18 und dem Abschlußsegment 16 an der trennbaren Verbindung 20 zu fließen. Die Konstruktion des zweiten Durchlasses 34 ermöglicht es, daß der Durchlaß 34 als ein zweites Einwegventil arbeitet, auf eine Weise, die ähnlich der der Öffnung 32 ist, wenn Druck sich in der Zwischenkammer 28 aufbaut.
• Wie in Fig. 1b gezeigt, wird, wenn die Blutabziehnadel 36, von der ein Ende in das Blutgefäß eines Patienten eingeführt ist (nicht gezeigt), die Abdeckanordnung 14 durchsticht, eine Blutprobe 38 in die Blutproben-Sammelkammer 24 durch ein zuvor eingerichtetes Vakuum gezogen.
• Das Entfernen der Blutabziehnadel 36, wie in Fig. 1c gezeigt, hat es ermöglicht, daß sich das Loch in der Abdeckanordnung 14 wieder schließt.
• Fig. 1d zeigt die Probensammel- und Trennanordnung 10, wie sie sich um ihre Längsachse dreht, so daß das konzentrische Ordnen von Blut in die zellulare Komponente 40 und die nichtzellulare Komponente 42 auftritt.
• Die Fig. 1e zeigt den Trennprozeß, während die axiale Sonde 22 durch das durchstechbare Verschlußsegment 16 eingeführt wird. Dieser Verschluß 16 bildet eine Dichtung um die axiale Sonde 22, so daß die Probensammel- und Trennanordnung 10 hermetisch abgedichtet bleibt. Die axiale Sonde 22 dreht sich mit der Probensammel- und Trennanordnung 10 und wirkt als eine Zwischenverbindung, um eine axiale Kraft von dem sich nicht drehenden Stab 44 zu dem Trennsegment 18 zu übertragen. Diese Kraft bewirkt, daß sich das Trennsegment 18 vom Verschlußsegment 16 entlang der trennbaren Verbindung 20 löst und entlang der Länge der rohrförmigen Kammer 22 verlagert wird, so daß das Volumen der Blutsammelkammer 24 verringert wird.
• Während des Verlagerns des Trennsegmentes 18 bewirkt der Druckanstieg in der Blutsammelkammer 24 und der Zwischenkammer 28, daß sich die Öffnung 32 bzw. der zweite Durchlaß 34 öffnen. Fluid (zuerst Serum oder Plasma, später Zellen) tritt dann in die Zwischenkammer 28 durch die offene axial gelegene Öffnung 32 und den ersten Durchlaß 30 ein. Das Fluid verläßt dann die Zwischenkammer 28 durch den offenen zweiten Durchlaß 34 und wird in die Serumsammelkammer 26 geleitet. Die Serumsammelkammer 26 wird zwischen dem Trennsegment 18 und dem Verschlußsegment 16 erzeugt, wenn Trennung entlang der trennbaren Verbindung 20 auftritt. Ein optischer Sensor 46 wird verwendet, um zu erfassen, wann die zellulare Komponente 40 in die Zwischenkammer 28 zu strömen beginnt.
• Fig. 1f stellt die Sammel- und Trennanordnung 10 zum Zeitpunkt dieser Erfassung dar, wenn die Verlagerung des Trennsegmentes 18 beendet wird. Das Anhalten des Trennsegmentes 18 ermöglicht es, daß sich die Öffnung 32 und der zweite Durchlaß 34 schließen und isoliert das Fluid in der Blutproben-Sammelkammer 24 und der Zwischenkammer 28 wirksam von dem Fluid in der Serumsammelkammer 26. Obwohl bei dieser Implementation ein optisches Verfahren verwendet wird, um zu erfassen, wann die Berührungsfläche zwischen den Blutzellen und dem Serum erreicht wird, ist es klar, daß es eine Anzahl anderer Kriterien gibt (d. h. Unterschiede in der Viskosität, Dichte oder magnetischen Eigenschaften), die statt dessen verwendet werden könnten. Als solche ist die Verwendung einer optischen Einrichtung nicht so gedacht, daß sie eine Beschränkung dieses Patentes darstellt.
• Zusätzlich dazu, daß er eine Einweg-Ventileinrichtung schafft, bewirkt der kleine Durchmesser der Mündung am Ende der axialen Öffnung 32 ein effektives Verfahren zum Filtern von Fibrin aus getrenntem Serum, das in die Zwischenkammer 28 läuft. Fibrin im Blutserum kann bewirken, daß die Blutanalysemaschinen verklumpen, daher filtern viele klinische Chemielaboratorien das gesamte Serum als eine Vorsichtsmaßnahme. Dieses Filtrieren umfaßt normalerweise eine separate manuelle Operation, die eine entsorgbare Filtervorrichtung mit sich bringt und nach der Haupttrennung des Serums von den Zellen durchgeführt wird. Die Anordnung 10 erlaubt es, daß sowohl die Trennung des Serums von den Zellen und des Fibrins von dem Serum in einer Operation durchgeführt wird.
• Fig. 1g zeigt, wie die nichtzellulare Komponente 42 von der Serumsammelkammer 26 durch die Kanüle 48 gezogen wird.
• Die bevorzugte Probensammel- und Trennanordnung 10 kann in Verbindung mit eine herkömmlichen nichtaxialen Zentrifuge verwendet werden, um Blut zu trennen. Dies kann auf einem von zwei Wegen erreicht werden.
• Der erste ist es, das Trennsegment 18 aus einem Material aufzubauen, das eine Dichte derart hat, daß, wenn die bevorzugte Anordnung 10 und ihre Probeninhalte in einer herkömmlichen nichtaxialen Zentrifuge mit Geschwindigkeiten gedreht werden, die ausreichend sind, die Trennung der zellularen Komponente 50 und der nichtzellularen Komponente 52 der Probe zu bewirken, das Trennsegment 18 sich unter der Zentrifugalkraft in Richtung auf die Berührungsfläche der zellularen und nichtzellularen Komponente 50 und 52 bewegt. Das Trennsegment 18 wird zur Ruhe kommen, bevor die Berührungsfläche erreicht wird, wie in Fig. 2a gezeigt. Dieses Verfahren erfordert es, daß das Trennsegment 18 vor oder gleichzeitig mit der Trennung der Probe durch die herkömmliche Zentrifugierung von dem Verschlußsegment 16 gelöst wird.
• Der zweite ist es, das Trennsegment 18 von dem Verschlußsegment 16 zu lösen, nachdem die bevorzugte Anordnung 10 und ihre getrennten Probeninhalte von einer herkömmlichen Zentrifuge entfernt worden sind. Fig. 2b zeigt die bevorzugte Anordnung 10 und die Probeninhalte nach dem herkömmlichen Zentrifugieren. Das Zentrifugieren hat bewirkt, daß sich die dichtere zellulare Komponente 50 von der leichteren Serum- oder Plasmakomponente 52 in einem Dichtegradienten in Längsrichtung trennt, der weg von der Drehachse der Zentrifuge zunimmt. Nach dem Entfernen der bevorzugten Anordnung 10 von der Zentrifuge wird das Trennsegment 18 von dem Verschlußsegment 16 weggebrochen und entlang der Länge der rohrförmigen Kammer 12 geschoben, möglicherweise von einer Vorrichtung ähnlich der axialen Sonde 22, wie in Fig. 2c gezeigt.
• Durch Beobachten, wann die zellulare Komponente 50 beginnt, in die Zwischenkammer 28 einzutreten, wie in Fig. 2d gezeigt, legt der Bediener fest, wann er die Bewegung des Trennsegmentes 18 anhält. Das Verschlußsegment 16 kann dann entfernt und Serum- oder Plasmakomponente 52 von der bevorzugten Anordnung 10 dekantiert werden, wie in Fig. 2e dargestellt.
• Die Verwendung einer eindringenden Vorrichtung (axiale Sonde 22 oder ein Äquivalent), um die Bewegung des Trennsegmentes 18 zu bewirken, kann als eine Begrenzung bei der bevorzugten Anordnung 10 angesehen werden. Eine weitere Begrenzung der bevorzugten Anordnung 10 ist die Möglichkeit zunehmender Hämolyse der Probe aufgrund des Blutstromes in das vorevakuierte Abteil, wenn die Probe gezogen wird. Eine alternative Probensammel- und Trennanordnung 54 (abgebildet in Fig. 3) erlaubt es, daß das Blut entweder durch Vorevakuierung ihrer Blutproben-Sammelkammer 56 oder durch spritzenähnliche Evakuierung der Kammer 56 gezogen wird. Zusätzlich wird das Antreiben des Trennsegmentes dieser alternativen Anordnung 54 nicht eindringend durchgeführt.
• Die in den Fig. 3a bis 3g abgebildete Vorrichtung ist genauer eine Blutproben-Sammel- und Trennanordnung 54, die aus einer unteren Anordnung 58, einer Blutabziehöffnung 60, einer oberen Anordnung 62 und einem Verschluß 64 besteht, die alle nun in größeren Einzelheiten beschrieben werden.
• Die untere Anordnung 58, die bevorzugt aus Glas, Kunststoff oder einem anderen transparenten oder strahlendurchlässigen oder chemischen inerten Material hergestellt ist, hat eine vorbestimmte Länge und ist im Querschnitt rohrförmig, wobei ein Ende offen ist, um die obere Anordnung 62 aufzunehmen, und das andere Ende geeignet geformt ist, um die Blutabzugsöffnung 60 daran zu hindern, sich abhängig von entweder positiven oder negativen Kammerdrücken zu bewegen. Die Blutabzugsöffnung 60 ist bevorzugt in die untere Anordnung 58 aus einem selbstverschließenden Butylgummi medizinischer Qualität oder einem anderen geeigneten Material gegossen. Das Volumen zwischen der oberen und unteren Anordnung 62 und 58 ist als Blutproben-Sammelkammer 56 definiert.
• Die obere Anordnung 62, die bevorzugt aus einem transparenten oder strahlendurchlässigen und chemisch inerten Kunststoff hergestellt ist, ist so aufgebaut, daß sie zwei Druckventile 66 und 68, bevorzugt Einwegventile, umfaßt, welche eine Zwischenkammer 70 zwischen sich definieren. Die obere Anordnung 62 umfaßt auch einen Dichtlippe 72 an dem Ende, das an die Zwischenkammer 70 angrenzt. Das gegenüberliegende Ende der oberen Anordnung 62 ist so aufgebaut, daß es den durchstechbaren Verschluß 64 auf eine solche Weise aufnimmt, daß der Verschluß 64 positiven Kammerdrücken widerstehen kann, ohne daß seine Dichtung aufgebrochen wird, noch daß auf einfache Weise von Hand entfernt werden kann. Das Volumen zwischen dem Einwegventil 68 und dem Verschluß 64 ist nun als eine Serumsammelkammer 74 definiert. Die obere Anordnung 62 kann auch die Haltenut 76 umfassen, die mit dem Haltering 78 verwendet wird, um die Probensammel- und Trennanordnung 54 in einer ausgefahrenen Position zu verriegeln.
• Die Einwegventile 66 und 68 sind so aufgebaut, daß sie Fluid von der Bewegung durch sie hindurch abdichten, wenn nicht eine ausreichend positive Druckdifferenz zwischen der Blutsammelkammer 56 und der Serumsammelkammer 74 existiert. Das Positionieren der Einwegventile 66 und 68 definiert die Kammer 70 zwischen der Blutsammelkammer 56 und der Serumsammelkammer 74, deren Volumen klein im Vergleich zu den Kammer 74 und 56 ist, deren zylindrische Fläche jedoch ausreicht, um zu bewirken, daß hier gesammelte Blutzellen den Lichteinfall durch die Zwischenkammer 70 unterbrechen.
• In ihrer Öffnungsstellung haben die Einwegventile 66 und 68 Öffnungen, die wesentlich kleiner sind als der Durchmesser der unteren Anordnung 58 und deswegen als Grobfilter dienen, die in der Lage sind, Fibrin aus der nichtzellularen Komponente (Serum oder Plasma) der Probe auszufiltern, die durch die Zwischenkammer 70 läuft. Die Anordnung 54 erlaubt es daher, daß die Trennung sowohl von Serum von den Zellen als auch von Fibrin vom Serum in einer Operation durchgeführt wird.
• Die Dichtlippe 72 ist so aufgebaut, daß sie eine Dichtung zwischen der Blutsammelkammer 46 und dem Äußeren des Rohres bildet, die ausreicht zu ermöglichen, daß ein Vakuum erzeugt und in der Blutproben-Sammelkammer 56 aufrechterhalten wird und auch Blut von den Seiten der Sammelkammer 56 abwischt, wenn die Probensammel- und Trennanordnung 54 axial zusammengedrückt wird. Auch verhindert die Lippe 72, daß die obere Anordnung 62 zufällig aus der unteren Anordnung 58 während des normalen Handhabens des Rohres gleitet, erlaubt jedoch das Entfernen der oberen Anordnung 62, wenn der Zugang zur Blutproben-Sammelkammer 56 gewünscht wird.
• Wie in Fig. 3a gezeigt, ist die Probensammel- und Trennanordnung 54 in einer neutralen Position, mit allen Kammern auf einem Druck, der äquivalent oder etwas geringer als der atmosphärische ist.
• Fig. 3b zeigt die Probensammel- und Trennanordnung 54, wie in Fig. 3a beschrieben, mit der Ausnahme, daß die obere Anordnung 62 relativ zu der unteren Anordnung 58 bewegt worden ist, um ein Vakuum in der Blutproben-Sammelkammer 56 zu erzeugen. Es sollte hier bemerkt werden, daß die Einwegventile 66 und 68 dichtend sind, so daß sie verhindern, daß ein Vakuum entweder in der Zwischenkammer 70 oder in der Serumsammelkammer 74 auftritt. In dieser Position kann eine Halteeinrichtung (die aus dem Haltering 78, eingesetzt in die Nut 76, besteht) verwendet werden, um das Vakuum in der Blutproben-Sammelkammer 56 zu halten.
• Fig. 3c zeigt eine Blutprobe 80, die durch Verwendung des Rohrhalters 82 in die Blutproben-Sammelkammer 56 eingeführt worden ist. Durch die Mitte des Halters 82 ist eine doppelendige Nadel 84 eingesetzt, wobei eines ihrer Enden in das Blutgefäß 86 eines Patienten eingeführt ist, während das andere Ende die Probensammel- und Trennanordnung 54 durch die Blutabzugsöffnung 60 durchsticht. Die Blutabzugsprozedur arbeitet somit in einer Weise ganz ähnlich der einer herkömmlichen Blutprobenentnahme, wobei ein evakuiertes Testrohr von der Art des "Vakutainer TM" und entweder eine doppelendige oder eine "schmetterlingsartige" Blutsammelnadel benutzt werden.
• Nach dem Beenden des Abziehens der Blutprobe 80 in die Blutproben-Sammelkammer 56 und vor dem axialen Drehen der Probensammel- und Trennanordnung 54 wird der Haltering 78 aus der Haltenut 76 entfernt, um zu ermöglichen, daß sich die obere Anordnung 62 relativ zu der unteren Anordnung 58 bewegt.
• Fig. 3d zeigt die Blutproben-Sammel- und Trennanordnung 54, wie sie aussehen würde, nachdem sie über eine ausreichende Zeit bei adäquater Geschwindigkeit um ihre Achse gedreht worden ist, um zu bewirken, daß sich die Blutprobe 80 konzentrisch in die dichtere zellulare Komponente 88 und die leichtere nichtzellulare Komponente (Serum oder Plasma) 90 trennt. Ein optischer Emitter 92 und ein Detektor 94 sind so angeordnet, daß Licht aus dem Emitter 92 durch die Zwischenkammer 70 in den Detektor 94 gestrahlt wird. Es sollte angemerkt werden, daß, obwohl diese Implementierung ein optisches Verfahren zum Erfassen der Serum-Zellen-Berührungsfläche 96 verwendet, andere Unterschiede zwischen den beiden Phasen (Beispiele sind zuvor angegeben worden) eine geeignete Basis sein können, um zu bestimmen, wann diese Berührungsfläche erreicht worden ist. Als solche sollte das Verwenden eines optischen Verfahrens nicht als eine Beschränkung dieses Patentes verstanden werden.
• Fig. 3e zeigt die Anordnung 54, während die axiale Trennung der nichtzellularen Komponente 90 von der zellularen Komponente 88 durchgeführt wird. Während die Probensammel- und Trenneinrichtung 54 sich weiter dreht, um die gewünschte radiale Trennung zu erreichen, werden die obere Anordnung 62 und die untere Anordnung 58 relativ zueinander bewegt, so daß die obere Anordnung 62 in die untere Anordnung 58 fährt und die Blutproben-Sammelkammer 56 im Volumen verringert wird. Dieser Vorgang wird eine positive Druckdifferenz zwischen der Blutproben-Sammelkammer 56 und der Serumsammelkammer 54 bewirken, und die Einwegventile 66 und 68 werden sich öffnen. Dies wiederum ermöglicht, daß die am wenigsten dichte nichtzellulare Komponente des gesammelten Blutes 90 zuerst in die Zwischenkammer 70 und dann in die Serumsammelkammer 74 fließt. Auch hat während der Längsbewegung zwischen der oberen Anordnung 62 und der unteren Anordnung 58 die Dichtlippe 72 es ermöglicht, daß die Druckdifferenz anwächst und hat Blutzellen von den Innenwänden der unteren Anordnung 58 abgewischt.
• Fig. 3f zeigt den Moment, in dem die gesamte nichtzellulare Komponente 90 aus dem Zentrum der Blutproben-Sammelkammer 56 geschoben worden ist und die zellulare Komponente 88 begonnen hat, in die Zwischenkammer 70 zu strömen. An diesem Punkt wird das Vorliegen von Zellen 98 in der Zwischenkammer 70 erfaßt (bei unserer Implementierung erreicht durch die Verwendung des optischen Emitters und des Detektors 94, obwohl dies nicht als eine Beschränkung des Patentes gemeint ist), und das Zusammendrücken der Anordnung 54 wird angehalten. Das Beenden des Zusammendrückens bewirkt, daß die Einwegventile 66 und 68 schließen, so daß die nichtzellulare Komponente 90 in der Serumsammelkammer 74 und die zellulare Komponente 88 in der Blutproben-Sammelkammer 56 und in der Zwischenkammer 70 physikalisch isoliert werden.
• Fig. 3g zeigt die Anordnung 54, nachdem sie auseinander gezogen worden ist, um zu ermöglichen, daß sich die Drücke innen ausgleichen. Die nichtzellulare Komponente des Blutes 90 kann nun entweder aus der Anordnung 54 dekantiert werden, indem der Verschluß 64 entfernt wird, oder aus der Anordnung abgezogen werden, indem der Verschluß 64 mit einer Art Abzugskanüle durchstochen wird. Zusätzlich ermöglicht es das Einfügen einer Kanüle in die Blutsammelkammer 56 durch die Öffnung 60 oder das Entfernen der oberen Anordnung 62, daß die zellulare Komponente 88 bequem abgezogen oder dekantiert werden kann, sollte diese Komponente 88 für die Analyse erforderlich sein.
• Wie in dem Fall bei der bevorzugten Anordnung 10, die in Fig. 1 dargestellt ist, kann die Probensammel- und Trennanordnung 54 in einer herkömmlichen Zentrifuge verarbeitet werden. Um dies zu erreichen, wird der Haltering 78 vor der Verarbeitung nicht entfernt. Der Ring 78 hält die obere Anordnung 62 davon ab, sich in bezug auf die untere Anordnung 58 während des Zentrifugierens zu bewegen und wird entfernt, nachdem die Probe in ihre zellulare und nichtzellulare Komponente getrennt worden ist (in Längsrichtung in der Blutproben-Sammelkammer 56). Die obere Anordnung 62 wird dann manuell in die untere Anordnung 68 geschoben, bis Zellen in der Zwischenkammer 70 erscheinen. Die obere Anordnung wird dann freigegeben, um zu ermöglichen, daß die Einwegventile 66 und 68 die Serumsammelkammer 74 abdichten. Wie es der Fall bei der axial getrennten Probe war, können Serum oder Plasma dann aus der Serumsammelkammer 74 durch Zurückziehen oder Durchstechen des Verschlusses 64 entfernt werden, und die zellulare Komponente 88 kann durch Entfernen der oberen Anordnung 62 extrahiert werden.
• Fig. 4 stellt eine Vorrichtung dar, die so konstruiert ist, daß sie die axiale Bluttrennung in der Probensammel- und Trennanordnung 54 bewirkt. Diese Vorrichtung ist bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt als eine axiale Zentrifuge 100 bezeichnet worden.
• Im allgemeinen wird die Anordnung 54 an den Rotor 102 der axialen Zentrifuge 100 durch Stifte 106a und 106b geklemmt, die in die Klammer 104 eingreifen, und mit hoher Geschwindigkeit durch den Drehgurtantrieb 108 gedreht. Lager 110 tragen den Rotor 102 und ermöglichen es, daß sich der Rotor 102 mit einem Minimum am Reibwiderstand dreht. Die geringe Masse und der geringe Reibwiderstand des Rotors 102 und der Anordnung 54 erlauben, daß hohe Drehbeschleunigungen und -geschwindigkeiten erreicht werden, die dramatisch die Zeit reduzieren können, die die in der Anordnung 54 gesammelte Probe gedreht werden muß.
• Ein schalenförmiger Zentrierer 112, der bevorzugt aus "Delrin TM" oder einem anderen Kunststoff mit geringer Reibung hergestellt worden ist, dreht sich in einem Axialloch, das an der Spitze der Stellschraube 114 angeordnet ist und die Anordnung 54 an ihrem abgerundeten Ende trägt. Eine Stahlkugel 116 mit geringem Durchmesser schafft den Punktkontakt zwischen der Stellschraube 114 und dem Zentrierer 112, um den Abrieb und die Reibungswärme in beiden Komponenten herabzusetzen. Die Anordnung 54 wird durch eine lose passende Buchse 118 von radialer Bewegung oder Schwingung abgehalten.
• Die eingreifende Verlagerung des Gurtantriebes 119 bewirkt, daß eine Riemenscheibe 120, welche ein mit einem Gewinde versehenes axiales Loch hat, um das Gewinde der Stellschraube 114 aufzunehmen, sich auf der Stellschraube 114 dreht. Da die Stellschraube 114 an der Drehung durch die Führung 122 und die Klammer 124 gehindert ist, bewegt die Drehung der Riemenscheibe 120 relativ zu der Stellschraube 114 den Zentrierer 112 in axialer Richtung, und das Zusammendrücken der Anordnung 54 tritt in dem Prozeß auf. Drucklager 126 und 128 und eine Druckplatte 130 übertragen die Kraft, die durch Kompression von Luft in der Serumsammelkammer 74 der Anordnung 54 erzeugt worden ist, auf die Grundplatte 132.
• Fig. 5 ist ein Schema des Steuerungs- und ,Erfassungsschaltkreis der axialen Zentrifuge 100. Die Steuerung der Geschwindigkeit des Drehmotors 134 wird durch den Steuerungscomputer 136, die Interfacekarte 138 und den Drehgeschwindigkeits- Steuerschaltkreis 140 vorgenommen. Der Steuerungscomputer 136 und die Interfacekarte 138 erzeugen ein Signal proportional zu einer eingestellten Drehgeschwindigkeit des Rohres. Der Drehgeschwindigkeit-Steuerschaltkreis 140 bewirkt, daß der Drehmotor 134 sich mit einer Geschwindigkeit proportional zu diesem Signal dreht.
• Die Steuerung der Lineargeschwindigkeit des Linearantriebsmotors 142 wird durch den Steuerungscomputer 136, die Interfacekarte 138 und den Steuerschaltkreis 144 für die Lineargeschwindigkeit vorgenommen. Der Steuerungscomputer 136 und die Interfacekarte 138 erzeugen ein Signal proportional zu einer eingestellten Lineargeschwindigkeit des Rohres. Der Steuerschaltkreis 144 für die Lineargeschwindigkeit bewirkt den Linearantrieb 20 des Motors 142, sich um eine Geschwindigkeit proportional zu diesem Signal vorzuschieben oder zurückzuziehen.
• Da die Probensammel- und Trennanordnung 54 nur eine Drehbewegung (keine Translation) vornimmt, können stationäre Sensoren, die an der axialen Zentrifuge 100 angebracht sind, verwendet werden, um Information über die Probe zu sammeln. Ein optisches Emitter- und Detektorpaar 146a und 146b wird verwendet, um das Vorliegen von Zellen in der Zwischenkammer 148 zu erfassen, die axial festbleibt, da der untere Teil der Anordnung 74 darüber gleitet. Drei Emitter- und Detektorpaare 150, 152 und 154 verwenden chromatische Filter 156, um ein Signal zurückzugeben, das die Farbe und den Grad der Trübung des abgetrennten Fluides anzeigt, wie es erforderlich sein würde, um das Vorliegen von beispielsweise Hämolyse, Ikterus und Lipämie von Serum oder Plasma, das aus der Probe gewonnen worden ist, zu erfassen. Zusätzlich verwendet der Steuerungscomputer 136 die Signale, die von den optischen Sensorpaaren 146a und 146b, 150, 152 und 154 erzeugt worden sind, um zu bestimmen, wann die optimale Trennung der Blutprobe aufgetreten ist. Durch Pulsen des Drucks der Anordnung 54 sowohl nach vorn als auch nach hinten, bis festgelegt worden ist, daß das gesamte Serum oder Plasma aus der Blutprobe abgetrennt worden ist, wird ein adaptives Trennverfahren vorgenommen, wobei jede gegebene Probe nur solange gedreht wird, wie es nötig ist, unabhängig von vorangehenden Ergebnissen oder der Verarbeitung anderer Proben.
• Der Linearpositionssensor 158 gibt eine genaue Messung der Menge an Druck der Anordnung 54. Wenn er zusammen mit dem Emitter 146a und dem Detektor 146b verwendet wird, kann der lineare Sensor 158 dabei helfen, das Volumen von Serum oder Plasma zu bestimmen, das soweit gewonnen ist, indem der Druck der Anordnung 54 von dem Zeitpunkt ab gemessen wird, zu dem das Serum oder Plasma zuerst beginnt, in die Zwischenkammer 70 einzutreten u
• Die Identität der Probe wird durch einen Strichcodeleser 160 bestimmt, der einen Strichcode 162 liest, welcher an der Seite des Rohres eingebettet oder angebracht ist, während es sich dreht. Die Strichcodeleser-Schnittstelle 164 überträgt die Leseinformation an den Steuerungscomputer 136. Wenn die Eingabeidentität des Rohres gegeben ist, könnte der Steuerungscomputer 136 dann auf eine allgemeine Labordatenbank zurückgreifen, um den Test zu bestimmen, der durchgeführt werden soll (einschließlich des erforderlichen Serumvolumens) oder die Datenbank für einen Patienten zu aktualisieren, wenn Lipämie oder exzessive Hämolyse in dem Serum erfaßt worden ist.
• Mehrere Sensoren werden verwendet, um die Bedingungen in der Umgebung der axialen Zentrifuge zu erfassen. Ein reflektierende optischer Sensor 166 und ein PLL-Schaltkreis 168 nutzen den Strichcode 162, um ein Signal proportional zu der Drehgeschwindigkeit des Rohres zu erzeugen. Der Steuerungscomputer 136 kann dieses Signal verwenden, um die Zentrifugalkraft zu berechnen, die innerhalb des Rohres erzeugt wird, und somit für eine gegebene Drehgeschwindigkeit die minimale Drehzeit festlegen, die für eine adäquate Trennung der Blutprobe erforderlich ist. Ein Beschleunigungsmesser 170 mit Maximalamplitudendetektor 172 erzeugt ein Signal proportional zu der maximalen momentanen Schwingung der Struktur der axialen Zentrifuge, um große Anomalien beim Betrieb zu erfassen. Ein Temperatursensor 174 wird verwendet, um die Temperatur der Zentrifuge 100 aufzuzeichnen, und ermöglicht die Beobachtung eines Aufbaus an Reibungswärme.
• Der Startknopf 176 leitet manuell die Trennsequenz ein, während der Stopknopf 178 verwendet wird, um die Sequenz manuell zu unterbrechen. Das Latch 180 wird verwendet, um die Startleitung der Interfacekarte 138 auf ihrem hohen Wert zu halten und wird durch den Stopknopf 178 gelöscht, der die Startleitung auf ihren niedrigen Wert zurücksetzt.
• Ein Begrenzungsschalter 182 wird verwendet, um den vollständigen Rückzug der Stellschraube 114 zu bestimmen.
• Die bildhaften Zeichnungen der Fig. 6a und 6b erläutern, wie eine einzelne gekapselte axiale Zentrifugeneinheit 184 von Hand geladen wird. Die Zentrifugeneinheit 184 umfaßt einen Rotor 186 und einen Rahmen 188. Der Rotor 186 wird durch einen Hochgeschwindigkeitsmotor 190 durch einen ersten Scheiben- und Gurtantrieb 192 angetrieben. Auf ähnliche Weise wird die axiale Stellschraube 114 von einem zweiten Motor 194 über einen zweiten Scheiben- und Gurtantrieb (nicht gezeigt) angetrieben. Die Zentrifuge 184, die Antriebseinheit und die unabhängige Steuerungselektronik werden durch eine Abdeckung 196 eingekapselt, so daß alles, was der Benutzer der Zentrifuge sieht, der Rotor 186 und die Steuerungen sind, die gebraucht werden, um den Bluttrennprozeß einzuleiten und zu modifizieren (in der einfachsten Form würden nur der Schaltknopf 198 und der Prozeßstartknopf 176 erforderlich sein).
• Die Blutprobe 200 wird durch einen Techniker (oder eine andere qualifizierte Person) 202 in den Rotor 186 geladen. Die Klemmkappe 204 wird dann an dem Rotor 186 durch Pressen der Kappe 204 nach unten auf den Rotor 186 befestigt, und, durch ein Verdrehen, das Sichern von 10 "bajonett"-artigen Kerben in der Kappe 204 um hervorstehende Stifte 206. Die Blutprobe 200 wird inhärent beim Drehen ausbalanciert, so daß keine zusätzlichen Operationen erforderlich sind, um das Zentrifugenmodul auszubalancieren (z. B. den Zusatz von ausgleichenden Rohren).
• Im einfachsten Modus leitet der Verwender den Bluttrennprozeß durch Drücken des Startknopf es 176 ein. Wenn einmal das Drehen begonnen hat, ist kein weiteres Eingreifen des Benutzers während des Separationsprozesses erforderlich. Irgendwelche Abweichungen von der erwarteten Schwingung oder dem Temperaturwert der Probe werden durch das Modul erfaßt, welches dann die Antriebskraft zu der Maschine unterbricht. Probleme, die menschlichen Irrtum einschließen, so wie Versäumen, die Probe 200 zu laden, Versäumen, die Kappe 204 aufzuklemmen, oder das Laden einer undichten Probe werden von dem Modul nicht erfaßt und müssen manuell korrigiert werden, wenn die Spannung abgeschaltet ist. Im allgemeinen jedoch wird die Probe für eine voreingestellte (oder einstellbare) Zeitdauer mit hoher Drehgeschwindigkeit gedreht, um die Trennung der Probe radial zu bewirken. Das Verlagern der Komponente niedrigerer Dichte aus dem Zentrum der Probe wird dann eingeleitet und fortgeführt, bis die dichtere zellulare Komponente der Probe erfaßt wird. Die Verlagerungsprozedur wird dann beendet und der Hochgeschwindigkeitsmotor 190 wird abgeschaltet.
• In dem computergesteuerten Modus kann der Separationsprozeß von der Tastatur des Steuerungscomputers 136 oder von einem Programm, das auf dem Steuerungscomputer läuft, eingeleitet werden. Während die Probe gedreht wird, wird die Identifizierungsnummer des Testrohres aus dem Strichcode 162 auf dem Rohr gelesen und kann auf dem Computerterminal zur Bestätigung angezeigt werden oder im Computerspeicher gespeichert werden. Zusätzlich kann diese Rohridentifikationsnummer von dem Steuerungscomputer 136 verwendet werden, um Daten über die Probe in einer Hauptlaboratoriumsdatenbank zuzuordnen (d. h., den Namen des Patienten, Tests, die auf der Probe durchgeführt werden sollen usw.). Die Verlagerungsprozedur wird dann wie in dem einfachsten Modus eingeleitet und Sensoren an dem Zentrifugenmodul senden an den Computer Information über die Qualität (Vorliegen und Ausmaß von Hämolyse, Lipämie oder Bilirubin in dem Serum) und das Volumen des Serums, das aus der Probe extrahiert worden ist. Diese Information kann auf dem Computerterminal angezeigt werden oder in dem Speicher im Verbund mit Information gespeichert werden, die aus dem Strichcode der Probe gewonnen worden ist. Das Beenden der Verlagerungsprozedur kann durch irgendeines der fünf Mittel eingeleitet werden: durch manuelle Unterbrechung von der Tastatur aus; durch Erfassen von Blutzellen in der Zwischenkammer des Rohres; durch eine Ablesung der Serumqualität, die unter irgendeinen voreingestellten Richtwert fällt; durch Ausbeuten eines ausreichenden Volumens an Serum, um die erforderlichen Tests abzuschließen oder durch Erfassen einer Betriebsfehlfunktion. Wie in dem einfachsten Fall umfaßt das Beenden das Unterbrechen der Verlagerungsprozedur und das Anhalten des Drehantriebes.
• Die Klemmkappe 204 wird dann auf die umgekehrte Weise entfernt, wie sie angebracht worden ist. Indem er das obere Ende der Probe 200 greift, entfernt der Techniker 202 die Probe 200 von dem Modul. Serum oder Plasma kann dann aus dem Rohr entfernt werden, entweder indem der Verschluß entfernt wird, der am oberen Ende des Rohres angeordnet ist, und dekantieren, oder indem der Verschluß mit einer Kanüle durchstochen wird und Serum oder Plasma ausgezogen wird. Der verbleibende Teil des Rohres wird dann entweder entsorgt oder für weitere Tests gelagert.
• Fig. 7 erläutert mehrere Merkmale des axialen Trennprozesses und der Zentrifuge dieser Anwendung, wie sie in Bezug zum automatisierten Handhaben der Blutproben steht. Die isolierte Bluttrennarbeitszelle 208 umfaßt sechs axiale Zentrifugen 210, einen Roboterarm 212, Puffer 214 zum Liefern der Probenrohre nach der bevorzugten Ausführungsform in die Arbeitszelle 208 und Computer 216 zum Steuern der Arbeitszelle 208 und zum Zugriff auf Daten auf den Proben.
• Die axialen Zentrifugen 210 sind in Wirklichkeit serielle Prozessoren, die eine Maschine mit wahlfreiem Zugriff bilden, wobei auf irgendein Modul unabhängig von irgendeinem anderen Modul zugegriffen werden kann. Dieser Zustand hilft beim Optimieren der Service zeit pro Einheit irgendeiner Probe in der Arbeitszelle.
• Die geringe Größe jedes Zentrifugenmoduls erleichtert die Anordnung dieser Module in dem beschränkten Arbeitsgehäuse einer Roboter-Arbeitszelle, und, da sich die Position eines Probenrohres im Raum nicht ändert, wird das Probenrohr durch den Roboterarm 212 zum Laden und Entladen leicht angeordnet.
• Isolierende Handschuhe 218 werden für den manuellen Eingriff in die Arbeitszelle 208 verwendet, was somit die Flexibilität der manuellen Handhabung schafft, wobei die Isolierung von potentiell schädlichen Blutproben oder Aerosolen beibehalten wird, die die Einkapselung bietet.
• Da viele Änderungen beim Aufbau der obigen Probensammel- und Trennbehälter, der axialen Zentrifuge und bei Anwendungen der Maschine und des Prozesses dieser Erfindung gemacht werden können, ohne daß man sich aus deren Rahmen entfernt, ist beabsichtigt, daß alles, was in der obigen Beschreibung enthalten oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, als erläuternd und nicht in einer beschränkenden Weise interpretiert werden sollen. Beispiele würden das Hinzufügen von Blutgerinnungsaktivatoren oder Antigerinnungsmitteln zu den Probenbehältern sein oder die Modifikation der axialen Zentrifuge, daß sie sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht, durch Verwendung einer unterschiedlichen Antriebs/Lager-Kombination. Demgemäß soll die Erfindung nur durch Bezug auf die angefügten Ansprüche beschränkt sein.
• Die in der vorangegangenen Beschreibung, in den folgenden Ansprüchen und/oder in den beigefügten Zeichnungen offenbarten Merkmale können, sowohl einzeln als auch in jeglicher Kombination, Grundlage für die Ausführung der Erfindung in ihren unterschiedlichen Formen sein.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufteilen einer vorgewählten Phase einer Flüssigkeitsprobe, mit den Schritten: Einbehalten in einer langgestreckten Kammer (12) mit einer im wesentlichen konstanten Querschnittsfläche einer Flüssigkeitsprobe (38) mit einer Vielzahl von Phasen (40, 42) unterschiedlicher Dichten; Ordnen der Phasen der Probe durch Drehen der Kammer (12) um eine Achse; und, während die Phasen geordnet werden, Reduzieren des Volumens der Kammer (12) durch Reduzieren der Länge der Kammer, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte: Einbehalten der Flüssigkeitsprobe (38) in einem als Zentrifugenrohr bemessenen langgestreckten Element; zonenweises Ordnen der Vielzahl von Phasen (40, 42) durch Drehen der Kammer (12) um ihre Längsachse; Reduzieren des Volumens der Kammer (12) in Abhängigkeit von einem Trennungs- Steuersignal; Erhalten aus der Kammer in der Phasenordnung den Teil des Volumens der Probe (38), der das Volumen übersteigt, auf das die Kammer sich reduziert; Ableiten von Phasentrennungsinformation über den Teil der Probe, der von der Kammer empfangen worden ist; und Modifizieren des Trennungs-Steuersignales auf Vergleich der abgeleiteten Information mit Referenzinformation, um das Volumen der Kammer weiter zu reduzieren, konstant zu halten oder zu vergrößern.

2. Verfahren wie in Anspruch 1 beschrieben, bei dem die Drehung der Kammer um die Längsachse durch ein Drehungs- Steuersignal steuerbar ist und das die Schritte einschließt: Erzeugen eines Drehungs-Steuersignals zum Steuern der Geschwindigkeit und Dauer der Drehung; und Ableiten von Phasentrennungsinformation aus der Probe und Vergleichen der abgeleiteten Information mit gespeicherter Referenzinformation; und Modifizieren des Drehungs-Steuersignales in Abhängigkeit von den Ergebnissen des Vergleichs zwischen der abgeleiteten Information und der gespeicherten Information.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, einschließlich eines ersten Schrittes des Einrichtens eines Teilvakuums in der Langgestreckten Kammer (56).

4. Vorrichtung zum Aufteilen einer Flüssigkeitsprobe mit ersten und zweiten Phasenteilen unterschiedlicher Dichten, mit: einem langgestreckten rohrförmigen Element (12) zum Einbehalten der Probe (38); und einem Phasentrennungselement (18), das innerhalb des rohrförmigen Elementes (12) angeordnet ist und darin durch die Probe bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasentrennungselement ein erstes und ein zweites beabstandetes Ventil umfaßt, mit einer Zwischenkammer (28), die zwischen ihnen angeordnet ist, wobei die Probe (38) durch die Zwischenkammer (28) läuft, wenn das Phasentrennungselement durch die Flüssigkeit bewegt wird, wobei das erste und das zweite Ventil so ausgebildet sind, daß sie öffnen, wenn das Phasentrennungselement durch die - Probe bewegt wird und schließen, wenn das Phasentrennungselement nicht durch die Probe bewegt wird; und die Zwischenkammer (28) und die Ventile so angeordnet sind, daß, wenn das Phasentrennungselement durch die Flüssigkeit bewegt wird, während das langgestreckte rohrförmige Element (12) um seine Längsachse gedreht wird, der Teil der Probe (38), der der Längsachse des rohrförmigen Elementes am nächsten ist, vor dem Teil der Probe, der von der Längsachse des rohrförmigen Elementes weg gelegen ist, in die Zwischenkammer (28) eintreten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die eine Steuereinrichtung (138, 136) zum Erfassen eines ersten Parameters der Probe (38) in der Zwischenkammer (28) und zum Erzeugen eines Steuersignales, das repräsentativ für den ersten erfaßten Parameter ist, und zum Ändern der Bewegung des Phasentrennungselementes (18) in Abhängigkeit von dem Steuersignal umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die weiterhin eine Probenordnungseinrichtung (100) umfaßt, die zum Ordnen der Phasen der Probe steuerbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Steuereinrichtung (136, 138) weiterhin eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines zweiten Parameter und zum Erzeugen eines Steuersignals, das repräsentativ für den zweiten erfaßten Parameter ist, und zum Ändern der Probenordnungseinrichtung in Abhängigkeit von dem zweiten erfaßten Parameter umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem das rohrförmige Element (12) daran befestigte Angaben (162) umfaßt, wobei die Steuereinrichtung weiterhin eine Angabenerfassungseinrichtung (160) zum Erfassen der an dem rohrförmigen Element befestigten Angaben und zum Erzeugen eines für die Angaben repräsentativen Identifikationssignales aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, bei der die Probenordnungseinrichtung (100) die Probe so ordnet, daß der erste Phasenteil (42) der Längsachse des rohrförmigen Elementes näher ist als der zweite Phasenteil (40).