DE69030690T2

DE69030690T2 - Verdampfungsabdeckungen

Info

Publication number: DE69030690T2
Application number: DE69030690T
Authority: DE
Inventors: Joseph Scott Douglas; Merrit Nyles Jacobs; Catherine Salzman Przybylowicz
Original assignee: Johnson and Johnson Clinical Diagnostics Inc
Current assignee: Ortho Clinical Diagnostics Inc
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2010-07-11
Also published as: EP0408147A2; EP0408147B1; JP2533491Y2; JPH0322698U; US4943415A; KR910003381A; EP0408147A3; HK117397A; DE69030690D1; CA1327281C; IE902564A1

Description

Die Erfindung betrifft Verdampfungsabdeckungen, die bei Analysegeräten verwendet werden, insbesondere solche Abdeckungen für Testelemente, die davon auf ragende Probentropfen aufweisen.
Klinische Analysegeräte stehen seit Jahren für schnelle und genaue Tests unter Verwendung von Objektträger-ähnlichen Testelementen zur Verfügung, wie sie z. B. in der US-Patentschrift US-A-4,298,571 beschrieben sind. Inkubatoren wurden bei solchen Analysegeräten zusammen mit Vorwärmstationen verwendet, um die Temperatur des Testelementes zu regeln, während ein darauf aufgebrachter Probentropfen eines Patienten einer chemischen Reaktion unterworfen wird, um eine feststellbare Veränderung hervorzurufen. Bei solchen Inkubatoren wird ein Testelement aus einer Tropfenaufbringstation zu einer Vorwärmstation, zu einem Inkubator und dann zu einer eine Veränderung feststellenden Station überführt.
Bei den meisten, der Tropfenaufbringstation folgenden Stationen wird eine Abdeckung verwendet, um das mit dem aufgebrachten Tropfen versehene Testelement zu berühren und eine merkliche Verdampfung der Probe zu verhindern. Eine derartige Abdeckung ist in US-A-4,298,571 beschrieben. Weil einige der Testelemente zu potentiometrischen Bauarten gehören, die Proben- und/oder Referenztropfen aufweisen, die von dem Testelement für eine lange Zeit aufragen, ist die Abdeckung von einer Seite zur anderen Seite mit einer Nut versehen, damit die Probe oder der Tropfen freiliegen. Indessen liegt bei solchen Abdeckungen für die Nuten weder ein Erfordernis noch eine Möglichkeit vor, sich von der Außenkante, an der das Testelement eingeführt wird, in Bewegungsrichtung des Testelementes längs zu erstrecken, weil ein Kolben verwendet wird, um die Abdeckung anzuheben und abzusenken. Stattdessen erstreckt sich die Nut senkrecht zur Bewegungsrichtung des Objektträgers. Ferner erstreckt sich die Nut nicht zu irgendeiner Kantenfläche der Abdeckung.
Abdeckungen mit hinterschnittenen Nuten wurden für potentiometrische Testelemente verwendet, weil die Tropfen auf solchen Elementen über den Rest des Testelementes hinaus vorstehen.
Ein solches Hervorragen nach dem Aufbringen eines Tropfens hat bei den meisten kolorimetrischen Elementen, zumindest nicht bei der Bauart, die auch bei dem Analysegerät gemäß US-A- 4,258,571 zweckmäßig war, kein großes Problem dargestellt, weil die Probenabsorption bei solchen kolorimetrischen Elementen viel schneller verläuft.
Es hat sich jedoch ein Problem bei der Entwicklung neuer Analysegeräte ergeben, die mit einer höheren Durchsatzgeschwindigkeit arbeiten, um eine erhöhte Leistung zu erzielen. Solche neuen Analysegeräte sind mit einer Vorwärmstation ausgestattet, die kolorimetrische oder Geschwindigkeits-Testelemente kurz nach dem Aufbringen eines Tropfens, z. B. 500 msec. danach, aufnehmen, wenn der Tropfen noch über das Testelement vorsteht. Übliche Abdeckungen für der Tropfenaufbringstation nachfolgende Stationen, z.B. die Vorheizstation, waren nicht zufriedenstellend, weil sie an eine Unterseite passend entworfen wurden, die in bündigem Kontakt mit dem Testelement steht. Eine derartige fluchtende Passung bedeutet, daß der Tropfen auf die Unterseite gewischt wird, wenn das Testelement in die spezielle Station vorgeschoben wird. Hierdurch wird wiederum eine nicht akzeptable Kontaminierung der Abdeckung und ein Verlust des Probenvolumens hervorgerufen.
Ein Versuch, dieses Problem zu lösen, bestand in der Anordnung einer sich über die gesamte Länge der Abdeckung erstreckenden Längsnut. Indessen war dies ein Fehler aufgrund der schnellen Verdampfung, der der Tropfen durch eine derartige Nut unterworfen wurde.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung vorzuschlagen, die drei widerstreitende Ziele erreicht, nämlich:
1) eine Abdeckung der Unterseite vorzusehen, die so konstruiert ist, daß der Tropfen eines kolorimetrischen Elementes nicht verwischt wird,
2) einen derartigen Tropfen vor einer merklichen Verdampfung zu schützen, und
3) eine Übertragung von Gasen auf ein Minimum zu reduzieren.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein klinisches Analysegerät zur Verwendung mit objektträger-ähnlichen Testelementen vorgesehen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind und die eine Oberseite und eine tropfenaufnehmende Fläche unter der Oberseite aufweisen, wobei das Analysegerät umfaßt:
eine Tropfenaufbringstation zum Anordnen eines Tropfens einer Patientenprobe auf einem Testelement, und eine Mehrzahl von weiteren, der Tropfenaufbringstation folgenden Stationen, wobei mindestens eine der weiteren Stationen eine Abdeckung mit einer Vorderkante und einer Kontaktfläche umfaßt, die, nachdem sie mit einem Tropfen versehen wurde, mit der Oberseite jedes Testelementes in Berührung steht, in jeder Kontaktfläche eine Nut in der Nähe einer äußeren Stelle vorhanden ist, und eine Überführungsvorrichtung zum Überführen jedes Testelementes von einer äußeren Stelle an der Vorderkante der Abdeckung vorbei zu einer inneren Stelle unter der Abdeckung in einer vorbestimmten Richtung in jede Station vorgesehen ist und jedes Testelement in Kontakt mit der Abdeckung überführt wird;
dadurch gekennzeichnet, daß die Nut
a) eine Richtungsachse hat, die parallel zu der vorbestimmten Überführungsrichtung gerichtet ist,
b) einen sich von der Vorderkante erstreckenden Freiraum und eine Form hat, die für eine berührungslose Unterbringung irgendeines Probentropfens vorbestimmten Volumens hinreichend ist, der über die Oberseite des Testelementes vorragt,
c) an einem der Vorderkante gegenüberliegenden Ende geschlossen ist, und
d) eine Breite hat, die geringer als die Breite eines abgedeckten Testelementes ist.
Es ist ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, daß eine Abdeckung für bereits mit einem Tropfen versehene kolorimetrische oder Geschwindigkeitstestelemente vorgesehen ist, mit der eine Berührung von noch nicht absorbierten Probentropfen vermieden wird, ohne daß eine merkliche Verdampfung auftritt.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß eine derartige Abdeckung aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden kann und dennoch ein unerwünschtes übertragen gasförmiger Nebenprodukte auf nachfolgende Testelemente verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend nur exemplarisch anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer vorbekannten Abdeckung;
Fig. 2 eine fragmentarische, schematische Ansicht eines Analysegerätes gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine weggebrochene Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 eine Unteransicht der Abdeckung in Fig. 3; und
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V in Fig. 3.
Die Erfindung ist insbesondere unter Bezugnahme auf ihre Verwendung bei einer Vorwärmstation eines Analysegerätes beschrieben, die zwischen einer Tropfenaufbringstation und einem Inkubator angeordnet ist, wobei das Analysegerät zur Verarbeitung von Testelementen der kolorimetrischen Bauart verwendet wird. Außerdem ist es mit anderen Bauarten von Testelementen und bei anderen Stationen verwendbar, die der Tropfenaufbringstation unter Einschluß des Inkubators nachgeschaltet sind, vorausgesetzt, daß die Verweilzeit des Testelementes in derartigen, anderen Stationen sowie die Strömungsgeschwindigkeit von Luft in der Nähe der Abdeckung so beschaffen sind, daß eine merkliche Verdampfung verhindert wird. Hierbei wird eine Verdampfung als "merklich" bezeichnet, wenn der Flüssigkeitsverlust 0,5 µl überschreitet.
Eine Abdeckung gemäß US-A-4,298,571 ist in Fig. 1 gezeigt. Die Abdeckung 10 hat eine Nut 12 in der Unterseite 14, die sich quer zur Bewegungsrichtung eines Testelementes unter der Abdeckung 10 erstreckt, wie durch den Pfeil 16 angedeutet ist. Die Nut 12 erstreckt sich nicht über die gesamte Breite, sondem ist an beiden Enden 18, 20 geschlossen. Die Tiefe der Nut 12 ist derart beschaffen, daß sie zwei Tropfen (ohne Berührung) aufnehmen kann. Die Tropfen sind bei d und bei d' auf einem potentiometrischen Testelement E' gestrichelt dargestellt, welches ebenfalls in Phantomdarstellung gezeigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Abdeckung vorzugsweise in einer Vorwärmstation 30 eines Analysegerätes gemäß Fig. 2 verwendet. Die Vorwärmstation 30 nimmt Testelemente von einer Überführungsvorrichtung 32 auf, die wiederum jedes Testelement von einer Tropfenaufbringstation 40 empfängt und vorgewärmte Elemente einem Inkubator 42 zuführt, der ein beliebiger üblicher Inkubator, z. B. der dargestellten drehbaren Bauart, sein kann. Die Überführungsvorrichtung 32 umfaßt, wie Fig. 3 zeigt, vorzugsweise eine Trag-Plattform 34 und einen Schieber 36, der ein mit einem Tropfen versehenes Testelement E in die Station 30 drückt (auch gestrichelt in Fig. 4 gezeigt). Ein üblicher Schieber 38 kann verwendet werden, um die vorbeheizten Elemente zu der Überführungsvorrichtung 32 zurückzubringen, wo ein anderer, nicht gezeigter Mechanismus wirksam ist, um ein Testelement dem Inkubator 42 zuzuführen, wie durch den Pfeil 44 in Fig. 2 gezeigt ist. Wahlweise können kompliziertere Fingeranordnungen (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Schieber 36 und 38, die in Fig. 3 gezeigt sind, zu ersetzen, so daß die Finger sowohl die Zuführelemente in die Vorwärmstation als auch die Rückführelemente von dieser Vorwärmstation darstellen.
Die Vorwärmstation 30 umfaßt vorzugsweise eine Tragfläche 50 für das Element, eine Abdeckung 52 und eine Vorspannvorrichtung 54 zum Vorspannen der Abdeckung nach unten auf ein Testelement E. Es reicht irgendeine Vorspannvorrichtung aus, wie z. B. übliche Druckfedern. Die Abdeckung 52 umfaßt einen Ansatz 56, der mit der Vorspannvorrichtung 54 und einer Steuerlippe 58 zusammenwirkt, damit ein Testelement zwischen die Abdeckung 52 und die Tragfläche 50 eingeführt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt die Abdeckung 52, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, eine Nut 60 in der Unterseite 62 und erstreckt sich in Längsrichtung von der unteren Kante 64 der Lippe 58. Insbesondere stellt die Kante 64, wie Fig. 3 zeigt, die vordere Kante der Unterseite 62 dar, die der Außenseite der Station 30 benachbart ist, von wo ein Testelement eingesetzt wird. Indessen ist die mit einem Nutboden 63 versehene Nut 60 an der Endwand 66 geschlossen, die sich im Inneren der Station 30 befindet, wobei Seitenwände 68 der Nut sich von der Endwand 66 zur Kante 64 erstrecken. Der Zweck des geschlossenen Endes 66 besteht darin, zirkulierende Luft daran zu hindern, sofort einen von den Seitenwänden 18 und der Endwand 66 umgebenen Tropfen zu erreichen, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wobei die Lage eines Tropfens D gestrichelt dargestellt ist. Die Breite w der Nut ebenso wie ihre Tiefe t (Fig. 3) sind so gewählt, daß der Tropfen an einer Berührung irgendeines Teils der Abdeckung 52 für Tropfenvolumina, die nicht größer als 20 µl und vorzugsweise 10 µl sind, gehindert werden. In der Erkenntnis, daß eine gewisse statische Elektrizität den Tropfen anziehen kann, ist eine Tiefe t von mindestens etwa 0,254 mm am meisten bevorzugt. Der Grund besteht darin, daß der Freiraum zwischen der Grundfläche 63 der Nut und der Oberseite eines vorstehenden Tropfens vorzugsweise mindestens 0,18 mm beträgt, wobei die Tropfen ein Volumen haben, das nicht größer als etwa 12 µl ist und somit vorzugsweise etwa 0,17 mm über die Ebene der Außenseite des Testelementes hinaus vorragen.
Die Endwand 66 kann ganz dünn sein, d. h., sie kann dicht an die gegenüberliegende Kante 72 der Abdeckung 52 angenähert sein. Indessen, wenn die Nut 60 sich über die gesamte Länge erstrecken würde, wie die gestrichelten Linien 74 in Fig. 4 andeuten, würde in zu starkem Maße eine Verdammpfung des Tropfens D auftreten und daher zu unerwünschten Ergebnissen führen.
Die Längsachse 76 der Nut 60 ist so ausgerichtet, daß sie parallel zur Bewegungsrichtung des Testelementes verläuft, wie durch die Pfeile 78 in Fig. 4 gezeigt ist.
Für die Seiten 62 und 63 kann irgendein beliebiges Material zweckmäßig sein. Indessen wird Teflon (eingetragene Marke) oder Polyethylen bevorzugt. Überraschend verhindert Teflon ebenso gut eine Übertragung vo SO&sub2; Gas, das durch phosphorprüfende Testelemente erzeugt wird, wie Polyethylen. Es wurde festgestellt, daß dieses Ergebnis bisher nicht bekannt war.

Claims

1. Klinisches Analysegerät zur Verwendung mit objektträgerähnlichen Testelementen (A), die eine Oberseite und eine tropfenaufnehmende Fläche unterhalb der Oberseite aufweisen, wobei das Analysegerät eine Tropfenaufbringstation (40) zum Aufbringen eines Tropfens einer Patientenprobe auf ein Testelement (E), sowie eine Mehrzahl weiterer Stationen (30) hinter der Tropfenaufbringstation (40) umfaßt, mindestens eine der weiteren Stationen (30) eine Abdeckung (52) aufweist, die eine Vorderkante (64) und eine Kontaktfläche (62) hat, die, nachdem sie mit einem Tropfen versehen worden ist, mit der Oberseite jedes Testelementes (E) in Berührung steht, in jeder Kontaktfläche (62) eine Nut (60) in der Nähe einer äußeren Stelle vorhanden ist, und eine Überführungsvorrichtung (32, 34, 36, 38) zum Überführen jedes Testelementes (E) von einer äußeren Stelle an der Vorderkante (64) der Abdeckung (52) vorbei zu einer inneren Stelle unter der Abdeckung (52) in einer vorbestimmten Richtung in jede Station (30) vorgesehen ist, und jedes Testelement (E) in Kontakt mit der Abdeckung (52) überführt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (60)

a) eine Richtungsachse (76) hat, die parallel zu der vorbestimmten Überführungsrichtung gerichtet ist,

b) einen sich von der Vorderkante (64) erstreckenden Freiraum und eine Form hat, die für eine berührungslose Unterbringung irgendeines Probentropfens (D) vorbestimmten Volumens hinreichend ist, der über die Oberseite des Testelementes (E) vorragt,

c) an einem der Vorderkante (64) gegenüberliegenden Ende geschlossen ist, und

d) eine Breite (w) hat, die geringer als die Breite eines abgedeckten Testelementes (E) ist.

2. Analysegerät nach Anspruch 1, wobei die Station (30) mit dem Deckel (52) eine Vorwärmstation vor einem Inkubator ist.

3. Analysegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Freiraum mindestens etwa 0,18 mm höher als die Höhe ist, die ein 10 µl Flüssigkeitstropfen auf einem Testelement (E) einnehmen kann, bevor er darin absorbiert wird.

4. Analysegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontaktfläche (62) ein Material umfaßt, das aus Teflon oder Polyethylen ausgewählt ist.