DE69325947T2

DE69325947T2 - Probenentnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE69325947T2
Application number: DE69325947T
Authority: DE
Inventors: Beat R. Degen; Richard A. Dussault; Peter N. Karkantis; Norman K. Parker; Richard L. Schulkind
Original assignee: Ciba Corning Diagnosys Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2013-05-22
Also published as: US5391499A; EP0572185A3; DE69325947D1; EP0572185A2; US5372782A; DK174782B1; JP3423355B2; ATE183310T1; DK21093A; EP0572185B1; DK21093D0; JPH0694727A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die zum Entnehmen von Fluiden verwendet wird, die durch ein Laborinstrument analysiert werden sollen. Obwohl viele Anwendungen betrachtet werden, ist diejenige, die verwendet wird, um die Funktionsweise der Vorrichtung zu beschreiben, für die Analyse von entnommenen Blut. Das Blut wird normalerweise gesammelt, indem eine Spritze verwendet wird, um das Blut zu ziehen, oder indem das Blut in einer Glaskapillarröhre gesammelt wird.
Die zur Zeit verfügbaren analytischen Instrumente verwenden drei Verfahren, um die Blutprobe zu dem Instrument zu liefern. Erstens könnte, wenn eine Spritze verwendet wird, die Probe in die Entnahmeöffnung des Instruments injiziert werden. Es gibt viel Variabilität bei diesem Zugang aufgrund der Tatsache, dass (1) die zur Injektion der Probe verwendete Kraft von Bediener zu Bediener variieren kann, (2) die Kraft zum Injizieren der Probe in das Instrument von Test zu Test variieren kann, (3) die Kraft während der Injektion einer einzelnen Probe variieren kann, und (4) die Probengröße von Test zu Test variieren kann. Zweitens saugen einige Instrumente die Probe von der Spritze.
Damit diese Instrumente betriebsfähig sind, muss eine Abtastsonde, die aus dem Instrument hervorragt, manuell mit der Spritze, die das Blut trägt, ausgerichtet werden. Dieser Ansatz benötigt viel Zeit, verlangt manuelle Geschicklichkeit seitens des Anwenders, erfordert ein Reinigen der Sonde nach jedem Gebrauch, um eine Kreuz-Kontamination von Proben zu vermeiden, riskiert einen Hauteinstich des Technikers durch die Sonde, und riskiert, dass der Techniker einem Blut-Überlauf ausgesetzt wird.
Drittens ist es, wenn die Probe über eine Kapillare eingebracht wird, in einigen Instrumenten nötig, einen speziellen Adapter an der Kapillare zu befestigen, so dass die Probe von der Kapillare durch ein von dem Instrument gezogenes Vakuum gezogen werden kann. Dies erfordert Zeit, um den Adapter anzuschließen, riskiert ein Aussetzen des Technikers einem potentiell kontaminierten Blut, und erfordert ein manuelles Reinigen oder ein Entsorgen von Ausrüstung einschließlich des Adapters. In einigen Instrumenten ist der Bediener gezwungen, eine Dichtung mit dem Entnahmeeinlass während des Saugprozesses hindurch zu halten und aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine neuartige Entnahmevorrichtung für Fluide ist entwickelt worden. Diese Vorrichtung sieht einen Entnahmeeinlass vor, der durch das Instrument automatisch gehandhabt wird, was es auf diese Weise dem Bediener erlaubt, mit anderen Tätigkeiten befasst zu sein (wie einem Überwachen anderer Instrumente, etc.), während der Entnahmeprozess abläuft. Es stellt auch eine reproduzierbare Probengröße sicher, reinigt die Entnahmevorrichtung zwischen den Proben automatisch, und verringert das Risiko einer Verletzung des Benutzers durch Infizieren mit der Sonde. Weiterhin gestattet das Entnahmesystem die Verwendung eines jedweden vorhersehbaren Sammelmechanismus.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Entnahmevorrichtung während des Prozesses des Ziehens einer Probe aus einer Spritze;
Fig. 2 die Entnahmevorrichtung beim Ziehen einer Probe von einer Kapillare;
Fig. 3 die Frontansicht des Systems mit "Intelligenter Tür" ("Smart Door");
Fig. 4 die Seitenansicht des Systems mit "Intelligenter Tür";
Fig. 5 das Hinderniserfassungssystem der Sonde;
Fig. 6 das Waschsystem; und
Fig. 7 das Schaumerzeugungssystem.

Details der Erfindung

In einer Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Entnehmen eines Materials aus einem Behälter vor, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist:
(a) ein System mit einem Entnahmeeinlass-Luer 2 zum Halten eines Behälters;
(b) ein System mit einer Tür 1, welche mit einer Welle 7 verbunden ist und ein Antriebsteil 9 sowie ein angetriebenes Teil 10 aufweist, sowie einen Schrittmotor 8 zum Drehen der Welle 7 um einen Kontaktpunkt zum Erfassen der Gegenwart und des Durchmessers des Behälters;
(c) eine Kapillardichtung 17;
(d) eine Proben-Saugsonde 5;
(e) einen Aktuator 19 zum Antreiben der Saugsonde in den Behälter;
und
(f) eine Vorrichtung 18 zum Erfassen von Hindernissen, wenn die Sonde ausgefahren ist, mit einem optischen Detektor 13, einem Marker 14, welcher auf einem Kragbiegebalken 15 angebracht ist, sowie eine Schubstange 16 in Kontakt mit dem Biegebalken 15.
In einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Erfassen der Gegenwart und des Durchmessers eines Behälters vor, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist:
(a) eine Tür 1, welche mit einer Welle 7 verbunden ist und ein Antriebsteil 9 und ein angetriebenes Teil 10 aufweist;
und
(b) einen Schrittmotor 8 zum Drehen der Welle 7 um einen Kontaktpunkt.
In einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Entnehmen (bzw. zum Abtasten) eines Materials von einer Spritze oder einer Kapillare vor, welche die Gegenwart von Hindernissen erfasst und diese in ihrem Weg vermeidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist:
(a) einen optischen Detektor 13;
(b) einen Marker 14, welcher auf einen Kragbiegebalken 15 angebracht ist;
und
(c) eine Schubstange 16 in Kontakt mit dem Biegebalken 15.
Nachdem der Rahmen der vorliegenden Erfindung angezeigt worden ist, wird sie nun in allgemeinerer Hinsicht weiter beschrieben.
Eine neuartige Entnahmevorrichtung, primär gedacht zur Verwendung im Handhaben von Blutproben, die in medizinischen Diagnoseinstrumenten analysiert werden sollen, ist entwickelt worden. Diese Entnahmevorrichtung weist auch in anderen Anwendungen eine Nützlichkeit auf, wo flüssige, gasförmige, feste oder gemischt-phasige (z. B. Suspensionen wie Blut oder Plasma) Proben gezogen werden. Beispiele anderer Instrumente, wo die Vorrichtung einen Nutzen zeigen könnte, schließen analytische chemische Instrumente, Luftentnahme- und Analyseinstrumente, Nahrungsentnahmeinstrumente, etc.) ein.
Zum Zweck dieser Erfindung wird der Mechanismus, der ein Fühlen des Typs eines die Probe haltenden Behälters, ein Ziehen der Probe aus dem Behälter, ein Reinigen der Teile des der Probe ausgesetzten Mechanismus und verwandte Tätigkeiten mit sich bringt, kollektiv als die Vorrichtung bezeichnet. Teile der Vorrichtung werden als Systeme bezeichnet. Der Gesamtmechanismus, einschließlich der "Vorrichtung" und des Teils, welcher die gezogene Probe analysiert, wird als das Instrument bezeichnet.
Die Hauptstruktur der Entnahmevorrichtung ist derart, dass:
1. eine Entnahme automatisch gehandhabt wird, so dass der Bediener freigestellt werden kann, um andere Aufgaben auszuführen, während die Entnahme stattfindet,
2. Proben von einer Vielfalt von Behältertypen gezogen werden können,
3. eine reproduzierbare Probengröße gezogen wird (einschließlich einer reproduzierbaren Ziehrate der Probe),
4. die Entnahmevorrichtung automatisch und effektiv gewaschen wird, nachdem jede Probe gezogen ist, und
5. eine Benutzersicherheit verbessert wird.
Fig. 1 zeigt ein Schema der Entnahmevorrichtung mit einer Spritze als dem Probenhalter. 1 stellt die "Intelligente Tür" dar, 2 stellt den Entnahmeeinlass-Luer dar, 3 ist der Einlass für die Waschlösung, 4 ist der Auslass für abgepumpten Abfall, 5 ist die Sonde, und 6 ist die Gas- und Reagenzöffnung (wo standardisierende Gas- und Flüssigkeitsproben in das Instrument gezogen werden und eine Überschussprobe entweichen kann). 17 stellt die Kapillardichtung dar, durch welche die Sonde bewegt wird und welche eine Dichtung mit der Sonde bildet. Sie schafft auch eine Dichtung mit der eingesetzten Kapillare. 18 stellt das Hinderniserfassungssystem der Sonde dar, weiter unter Bezugnahme auf Fig. 5 zu diskutieren, und 19 stellt den linearen bidirektionalen Aktuator dar, welcher die Sonde in eine Spritze bewegt.
Der Entnahmeeinlass-Luer ist verjüngt, indem die American National Standards Institute ANSI/HIMA MD70.1-1983- Standardverjüngung verwendet wird, die auf allen Spritzen verwendet wird und enthält die oben bezeichnete Gas- und Reagenzöffnung (Element 6). Die Spritze wird, ohne ihre Nadel, durch Reibung eng gegen die Buchse der Luer-Verjüngung gehalten, und die Entnahmevorrichtung zieht die Probe automatisch, stellt daher den Techniker frei, um andere Aufgaben durchzuführen, während die Entnahme stattfindet.
Der Luer kann aus jedwedem Material hergestellt werden, welches die Spritze in der gewünschten Orientierung halten wird, und die Probe nicht kontaminieren wird, beispielsweise Polyäthylen, rostfreier Stahl, Silikon, Urethan, "Teflon"® und vorzugsweise klares Acryl, beispielsweise "Polycast"®, hergestellt von Rohm und Haas, oder "Perspex"®, hergestellt von ICI. Das Acryl-PMMA (Polymethylmethacrylat) weist den zusätzlichen Vorteil auf, den Luer transparent zu machen. Alle Standardtypen von Spritzen werden in den Luer passen, obwohl es am wahrscheinlichsten ist, dass Spritzen verwendet werden, die zwischen 1cc und 30cc halten.
Es sollte bemerkt werden, dass Kapillaren, die zum Sammeln von Blutproben verwendet werden, auch in das Entnahmeeinlass-System passen und die bevorzugte Ausführungsform ist eine, in welcher die Kapillare fest in einer horizontalen Position in der Kapillardichtung gehalten wird. (Siehe Fig. 2, wo Einheit 25 die Kapillare darstellt.) Die Kapillardichtung ist so gestaltet, dass sie eine konische Form aufweist, um all die verschiedenen Kapillargrößen zu halten. Die Kapillardichtung kann aus jedwedem Material hergestellt werden, das flexibel genug ist, um die Kapillare und die Probensonde zu halten und abzudichten. Das Material darf die Probe auch nicht kontaminieren. Beispielsweise können Duroplastgummis wie Silikon (beispielsweise General Electric "GE 4404", 43-50 Shore A durometer hardness), und thermoplastische Gummis, wie "Krayton"® G oder D (von Shell) verwendet werden. Wegen der Gestaltung der Kapillardichtung können alle vorhersehbaren Durchmesser von Kapillaren verwendet werden, obwohl erwartet wird, dass die gängigsten die zwischen 50 und 175 ul Volumen sind.
Die oben diskutierten Materialien halten die Spritze, eine Kapillare oder einen Probenbehälter in dem Luer oder eine Kapillardichtung primär durch Reibungskräfte zwischen dem Probenbehälter und dem Luer. Alternativ kann ein Material oder eine Gestaltung verwendet werden, das nicht dazu führt, den Probenbehälter durch Reibung zu halten, aber in diesem Fall muss ein verschiedener Mechanismus zum Halten des Probenbehälters in dem Luer eingeschlossen werden.
Es sollte auch bemerkt werden, dass, aufgrund der gleichförmig verjüngten Gestaltung des Entnahmeeinlass-Systems (Luer oder Kapillardichtung), der Probenbehälter (Spritze, Kapillare oder andere Behälter) fest in dem Zentrum des Luers gehalten wird und konzentrisch mit dem Ende des Luers mit der engen Öffnung ausgerichtet wird.
Wenn die Spritze oder Kapillare in dem Entnahmeeinlass-System positioniert wird, drückt der Bediener den Startschalter und die "Intelligente Tür" schließt durch Drehen um den Angelpunkt, der es mit der Vorrichtung verbindet. Diese "Intelligente Tür" ist tatsächlich ein sich bewegender Arm, welcher den Typ des gegenwärtigen Behälters durch Messen dessen Durchmessers bestimmt. Die Stelle, wo sie ihre Bewegung stoppt, ist für die Vorrichtung ein Indikator für den Typ des Blut-haltenden Behälters, der verwendet wird.
Der Typ des erfassten Einlass-Behälters zeigt dem Instrument an, wie eine Probe von der Entnahmevorrichtung gezogen werden muss. Wenn eine Spritze erfasst wird, wird eine bewegliche Sonde in die Spritze eingesetzt, um die Blutprobe in einer reproduzierbaren Weise, unter Verwendung von an der Sonde angebrachtem Vakuum, aus dem Blutbehälter zu ziehen. Wenn eine Kapillare erfasst wird, zieht ein Vakuum, das an die Sonde in einer reproduzierbaren Weise angebracht wird, die Probe von der Kapillare. Wegen des niedrigen in der Entnahmepumpe verwendeten Vakuums gibt es eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass ein Klumpen in das Instrument gelangt und es verstopft.
Nachdem das Instrument die Probe von der Spritze oder einem anderen Probenhalter zieht, wird der Benutzer zu der Zeit instruiert, den Probenhalter wegzunehmen, zu welcher die Tür automatisch schließt, wobei sie den Luer-Einlass blockiert. Während ein Einlass einer Probe verhindert wird, führt das Instrument die Operationen des Analysierens der vorher gezogenen Probe, des Waschens des Luers und der Abtastsonde, und des Kalibrierens des Instruments durch.
Analytische, gegenwärtig auf den Markt befindliche Instrumente sehen einen Entnahmeeinlass "geradeaus" in das Instrument vor (d. h., die Spritze oder Kapillare zeigt entlang einer Linie, die vom Bediener ausgeht). Unerwarteterweise wurde gefunden, dass es einfacher ist, die neuartige Vorrichtung zu verwenden, wenn es eine seitliche Orientierung des Entnahmesystems gibt, besonders wenn es zur rechten Seite hinzeigt, wenn der Benutzer das Instrument anschaut. Es wurde nicht nur gefunden, dass es für Rechtshänder einfacher zu verwenden ist, sondern wegen der Erleichterung des Ausrichtens des Probenbehälters mit dem Luer, wurde auch gefunden, dass es für Linkshänder einfacher zu verwenden ist. Weiterhin sind, weil die Spritze (oder ein anderer Probenhalter) nicht mehr zum Bediener hin verläuft, sondern vielmehr entlang des Instruments oder über eine "Schutzvorrichtung" ("guard"), die einfach in das Instrument gestaltet werden kann, die Spritze und die Probe mit geringerer Wahrscheinlichkeit zufällig durch den Bediener zu erschüttern und vom Instrument zu stoßen.
Die Integration von all den Systemen der Vorrichtung trägt zu der Verringerung eines Risikos für den Bediener des Instruments bei, aufgrund sowohl der Verringerung im Risiko einer Verletzung als auch in einer Verringerung in dem Ausgesetztsein von Blut. Kennzeichnenderweise arbeitet die Sonde nicht, bis die Intelligente Tür zuerst eine Probensammelvorrichtung erfasst, (d. h., Spritze, Kapillare, etc.) die in den Luer eingesetzt wird; aufgrund der Fähigkeit der Sonde, Hindernisse zu erkennen, ist die Wahrscheinlichkeit, die Haut zu durchstechen, vernachlässigbar; die gesamte Entnahme findet in einem abgeschlossenem Bereich statt, wobei Abfall, Rückspritzen und Ausgesetztsein von Blut verringert werden; und ein automatisches Waschen des Systems zwischen Entnahmen verringert ein Ausgesetztsein aufgrund von Kontamination von Probenrückständen.
Detaillierte Beschreibungen der oben bezeichneten Systeme folgen.

Betrieb der "Intelligenten Tür"

Die Anordnung der Intelligenten Tür ist in Fig. 3 (Frontansicht) und 4 (Seitenansicht) gezeigt. Die Tür 1 ist verbunden mit einer Welle 7, die um einen Kontaktpunkt schwenkt und über einen Schrittmotor dreht. Die Türwelle weist ein Antriebsteil 9 und ein angetriebenes Teil 10 auf. Das Antriebsteil ist direkt mit dem Schrittmotor verbunden. Das angetriebene Teil ist (über eine Federkopplung) mit dem Antriebsteil verknüpft, und es schließt die Tür und den optischen Detektor 11 zum Bestimmen des Haltepunktes für den Marker 12 auf dem, angetriebenen Teil, welches die gleiche Bewegung wie die Tür aufweist, ein.
Zwei Stellungen für die Tür sind in dem Speicher des Instruments fixiert. Die Ruhe- oder vollständig geöffnete Stellung, und die vollständig geschlossene Stellung, und diese Positionen werden durch optische Positionsdetektoren festgelegt. Andere Stellungen für gängige Typen von Spritzen und Kapillaren sind in dem Instrument auch programmiert. Wenn sich die Tür schließt, zählt der Schrittmotor die Anzahl der Schritte, die die Welle von ihrer Ruheposition genommen hat, bis sie die Entnahmevorrichtung unterbricht. Der Punkt der Unterbrechung wird bestimmt, wenn der optische Detektor 11 ausgelöst wird.
Ungewöhnliche Entnahmevorrichtungen, beispielsweise spezielle Größen von Spritzen und Kapillaren, können durch den Benutzer in das Instrument programmiert werden.
Beispielsweise könnten die folgenden Daten die Schritttabelle für mehrere Entnahmevorrichtungen darstellen:

Position/Behälter Anzahl von Schritten

Tür offen 0
30 cc Spritze 25-30
12 cc Spritze 39-40
3 cc Spritze 79-80
2 cc Spritze 89-90
1 cc Spritze 98-99
275 ul Kapillare 114-115
100 ul Kapillare 133-134
Tür geschlossen 175

Motorisierter Sondenbetrieb

Eine Sonde, die einen hinreichend kleinen Außendurchmesser (typischerweiser von 0,81-1,17 mm (von 0,032-0,046 in.)) aufweist, so dass sie in unterschiedliche Spritzen, die verwendet werden, passen kann, wird eingesetzt, um eine Probe in einer reproduzierbaren Weise von den Spritzen zu ziehen. Die Probensonde kann aus Metall (z. B. rostfreien Stahl, Titan, Inconel oder Plastik (z. B. "Peek"® (ICI America), "Kel-F"® (3 M), etc.) hergestellt werden. Sobald das System über die Verwendung der "Intelligenten Tür" erfasst, dass eine Spritze gegenwärtig ist, wird die Sonde aktiviert. Die motorisierte Sonde wird automatisch durch die Kapillardichtung in den Spritzenzylinder vorgeschoben und die Probe wird in das Instrument gezogen. Alternativ kann die Sonde stationär bleiben, und die Spritze und der Luer können sich seitlich bewegen, bis die Sonde innerhalb der Spritze ist. Wenn die Kapillare der Entnahmebehälter ist, wird ein Vakuumsystem mit der Kapillare verbunden, um einen Rest der Probe zurückziehen.
Die motorisierte Sonde weist die Fähigkeit auf, ein kleines Hindernis an der Sondenspitze zu fühlen, beispielsweise einen Spritzenkolben, einen Finger, etc. Eine so kleine Kraft wie 113 g (0,25 pounds) kann erfasst werden, was weniger ist, als dass, was beim Aufstoßen auf einer intakten Haut angetroffen werden würde. Folglich minimiert die Vorrichtung die Wahrscheinlichkeit des Verletzens eines Technikers. Zusätzlich adaptiert die Vorrichtung die Entnahmeprozedur an das Probenvolumen in dem Behälter, wobei sichergestellt wird, dass nicht Luft zusammen mit der Probe in das Instrument gezogen wird. Wenn die Sonde während ihrer Auswärtsbewegung auf ein Hindernis trifft, fühlt sie das Hindernis, stoppt ihre Vorwärtsbewegung, zieht sich zurück und das Instrument zeigt dem Benutzer eine Sondenhindernismeldung an. Wenn das System feststellt, dass eine zu kleine Probe gegenwärtig ist, wird die Sonde zurückgezogen und eine Fehlermeldung wird angezeigt werden. Wenn das Instrument fehlgehen sollte, ein Problem zu erfassen und mit der Entnahme fortfährt, stellen zwei Detektoren in der Entnahmelinie sicher, dass eine einheitliche Entnahme gegenwärtig ist (d. h. die Detektoren bestimmen, wenn eine Blase in der Entnahmelinie existiert, indem sie beispielsweise eine Leitfähigkeits- oder optische Messvorrichtung verwenden). Wenn ein Problem mit der Probe erfasst wird, wird eine Fehlermeldung angezeigt.
Das Sondenhindernis-Erfassungssystem ist in Fig. 5 gezeigt. Das Verfahren des Erfassens des Hindernisses verwendet einen optischen Detektor 13, einen Marker 14, welcher auf einem Kragbiegebalken 15 angebracht ist und eine Schubstange 16, die in Kontakt mit dem Biegebalken ist. Sobald die Sonde auf ein Hindernis trifft, schiebt die Sonde auf die Schubstange, der Biegebalken biegt sich und die Flachstelle unterbricht den Lichtweg des optischen Detektors. Durch Ausrichten der elektronischen Signalverarbeitung kann die Empfindlichkeit für die Hinderniserfassung erhöht oder erniedrigt werden.

Reinigung der Vorrichtung

Die Vorrichtung fühlt, wenn eine Probe oder eine Referenz gezogen worden ist und initiiert den Waschzyklus, nachdem jedes Material (Probe oder Referenz) gezogen worden ist. Während dieses Waschzykluses werden die Sonde, die konische Kapillardichtung und damit in Beziehung stehende Komponenten automatisch gereinigt, um eine Kontamination zu vermeiden. Es sollte bemerkt werden, dass die "Intelligente Tür" während jedes Reinigungsbetriebs automatisch geschlossen wird, um die Einführung einer neuen Probe zu verhindern. Die Strömungswege für Waschen und Abfall liegen innerhalb des Luers. (Siehe Fig. 6). Die Waschlösung, welche ein Oberflächenbenetzungsmittel enthält, wie "Brij"® (von ICI) oder "Triton"® X100 (von Rohm und Haas), wird in den Luer direkt oberhalb der Außenoberfläche 3 der Sonde eingeführt, während die Sonde in der Luer/Sonden - Waschposition gestellt wird (siehe Fig. 6). Die Waschlösung füllt den Luer und die Kapillardichtung und sie umgibt die Außenseite der Sonde. Der Außenbereich der Sonde, der mit der Schaumwaschlösung umgeben ist, ist der Bereich, der in die Spritze eingesetzt wurde und daher nach einem Waschen verlangt.) Der Abfall wird in dem Luer an der unteren Außenoberfläche 4 der Sonde gesammelt. Die Außenseite der Sonde, die der Blutprobe ausgesetzt ist, wird innerhalb des Luers gewaschen, ohne dass die Sonde in Kontakt mit jedweden Teilen des Instruments kommt. Sobald die Außenseite der Sonde gewaschen ist, wird die Sonde in die Kapillardichtung 17 zurückgezogen, wo das Waschen der Kapillardichtung und des Inneren der Sonde stattfindet. Der Waschzyklus findet zu der gleichen Zeit statt, zu der der Messzyklus des Instruments auftritt, um den Instrumentendurchsatz zu optimieren. Zusätzlich zu der durch die Waschlösung bereitgestellten Reinigung tritt eine Reinigung auch durch das Abwischen der Außenseite der Sonde durch den nächsten Teil der Kapillardichtung 26 auf, wenn die Sonde in ihre Ruheposition zurückgezogen wird, welche die Reagenz-/Gas-/Wasch- Einlass-Stellung 6 ist. Der nächste Teil der Kapillare sieht auch eine Dichtung mit der Sonde vor. (Es sollte bemerkt werden, dass eine Reinigung der Waage des Instruments, die einer Probe oder einer Kalibrierlösung ausgesetzt ist, getrennt ausgeführt wird, nachdem jedes derartige Material durch das Instrument gezogen wird.)
In der bevorzugten Ausführungsform läuft eine Waschlösung, obwohl die Intelligente Tür keine Dichtung mit der Luer-Öffnung macht, wegen der Eigenschaften der Schaumwaschlösung (Oberflächenspannung, etc.) nicht aus. Zusätzlich werden der Zeitablauf der peristaltischen Pumpe, welche die Waschlösung liefert, und die Abfallpumpe synchronisiert, so dass es keine Überschuss-Waschlösung geben wird, um aus dem Luer zu tröpfeln. Alternativ könnte die Intelligente Tür einen Kontakt mit der Luer-Öffnung machen, insbesondere wenn eine Waschlösung, die andere Eigenschaften aufweist, (z. B., eine Lösung, die ein organisches Lösungsmittel enthält) verwendet würde.
Die Erzeugung und Lieferung von Schaumwaschen in den Luer ist die verwendete Technik, um zu waschen und das Blut von der Außenseite der Sonde und der Innenseite des Luers zu reinigen. Es wurde gefunden, dass die Erzeugung von Schaum in einer kontrollierten Weise ein Reinigen in einer zuverlässigen, einfachen und effektiven Weise bereitstellt. Es wurde gefunden, dass es wegen dem Verbrauch des Fluidvolumens und der Minimierung des Tröpfelns effizienter ist als Systeme, die zur Zeit von anderen Instrumenten verwendet werden, welche entweder ein Eintauchen der Sonde in ein Waschbad oder ein manuelles Waschen der Probensonde mit sich bringen. Zusätzlich benötigen die in anderen Instrumenten verwendeten Techniken entweder eine teure Hardware oder ein manuelles Eingreifen.
Die Schaumwaschung (siehe Fig. 7) wird entwickelt, indem sie zwei Röhren (Pumpröhren) mit verschiedenem Innendurchmesser auf einer peristaltischen Pumpe 20 aufweist. Der Unterschied in den Innendurchmessern der Röhrung ist erforderlich, um ein optimales Flussratenverhältnis von Oberflächenbenetzungsmittel zu Wasser zu erhalten. Die Röhre mit kleinerem Durchmesser 21 schiebt Waschlösung in eine "T" - Verbindung 22, wo die größere Röhre 23 Luft vor der "T" - Verbindung anzieht. Die Flüssigkeit und die Luft bilden eine Mischung in dieser "T" - Verbindung. Die Größe der Luft-zu-Flüssigkeits-Mikrosegmente kann durch Änderung der Röhrungsdurchmesser variiert werden. Die Röhre mit größerem Durchmesser liefert auch die Luft-/Flüssigkeits- Mischung über den Einlass 3 der Waschlösung in den Luer, wo sie zu Schaum werden (d. h., eine Schaumstruktur bilden). Um den Luerschaum der gewünschten Blasengröße für die bevorzugte Ausführungsform zu erzeugen, sollten die Flüssigkeits-Segmente kleiner als 5 ul im Volumen und vorzugsweise ungefähr 1 ul im Volumen sein. Das Schaumwaschen und der Abfall werden dem Abfallreservoir (24 in Fig. 1) vom Luer durch ein durch eine Abfallpumpe erzeugtes Vakuum geliefert. Variationen in dem Schaumerzeugungssystem werden als ein Mittel der Erweiterung der Gebraucheignung der Vorrichtung betrachtet. Beispielsweise wäre es möglich, die Anzahl der Röhren zu erhöhen, und daher dieses System zu nutzen, um Komponenten zu mischen und einen Schaum aus einer Multikomponenten-Lösung zu schaffen.
Mit den obigen Beschreibungen der Vorrichtung und Systeme ist es nicht beabsichtigt, ihre Gebrauchseignung zu begrenzen, und Durchschnittsfachleute werden in der Lage sein, Variationen in Aussicht zu nehmen, die mit deren beabsichtigter Verwendung im Einklang stehen. Beispielsweise kann die Vorrichtung verwendet werden, um Suspensionen wie flüssige Nahrungsproben, Gasproben, die für eine berufliche Gesundheitsüberwachung analysiert werden, etc. zu ziehen. Diese Proben können dann zu dem geeigneten analytischen System geliefert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Entnehmen eines Materials aus einem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:

(a) ein System mit einem Entnahmeeinlaß-Luer (2) zum Halten eines Behälters;

(b) ein System mit einer Tür (1), welche mit einer Welle (7) verbunden ist und ein Antriebsteil (9) sowie ein angetriebenes Teil (10) aufweist, sowie einen Schrittmotor (8) zum Drehen der Welle (7) um einen Kontaktpunkt zum Erfassen der Gegenwart und des Durchmessers des Behälters;

(c) eine Kapillardichtung (17);

(d) eine Proben-Saugsonde (5);

(e) einen Aktuator (19) zum Antreiben der Saugsonde in den Behälter;

und

(f) eine Vorrichtung (18) zum Erfassen von Hindernissen, wenn die Sonde ausgefahren ist, mit einem optischen Detektor (13), einem Marker (14), welcher auf einem Kragbiegebalken (15) angebracht ist, sowie eine Schubstange (16) in Kontakt mit dem Biegebalken (15).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche aufweist:

(a) ein System (6)zum Einführen von Standardmaterialien;

und

(b) ein System (3, 4) zum Reinigen der Vorrichtung zwischen Analysen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System (3, 4) zur Reinigung aufweist:

(a) einen Mechanismus zum Erzeugen von reproduzierbaren Luft/Flüssigkeits-Mikrosegmenten bestehend aus zwei oder mehr Pumpröhren, von denen zumindest eine ein Oberflächenbenetzungsmittel oder eine Oberflächenbenetzungsmittel-Lösung fördert, und von denen zumindest eine Luft fördert, wobei die Durchmesser der Röhren durch das relative Volumenverhältnis der Komponenten in der endgültigen Mischung bestimmt sind;

(b) einen zweiten Mechanismus zum Ermöglichen, daß die von den Röhren geförderten Komponenten eine reproduzierbare Luft/Flüssigskeits-Mischung bilden;

und

(c) einen dritten Mechanismus zum Ermöglichen, daß die Luft/Flüssigkeits-Mischung eine Schaumstruktur bildet, aufgrund des erhöhten Oberflächenbereichs des dritten Mechanismus.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das System (2) den Behälter aufgrund von Reibungskräften zwischen dem Behälter und der Vorrichtung hält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das System (2) den Behälter konzentrisch hält.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillardichtung (17) ebenfalls als ein Sondenreinigungs-Mechanismus dient.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung vollständig innerhalb des Reinigungssystems (3, 4) enthalten ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Behälter des Materials eine Spritze oder eine Kapillare ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein biologisches Material ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das biologische Material Blut ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeöffnung nach rechts weist, wenn der Benutzer das Instrument anschaut.

12. Vorrichtung zum Erfassen der Gegenwart und des Durchmessers eines Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:

(a) eine Tür (1), welche mit einer Welle (7) verbunden ist und ein Antriebsteil (9) und ein angetriebenes Teil (10) aufweist;

und

(b) einen Schrittmotor (8) zum Drehen der Welle (7) um einen Kontaktpunkt.

13. Vorrichtung zum Abtasten eines Materials von einer Spritze oder einer Kapillare, welche die Gegenwart von Hindernissen erfaßt und diese in ihrem Weg vermeidet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:

(a) einen optischen Detektor (13);

(b) einen Marker (14), welcher auf einem Kragwiegebalken (15) angebracht ist;

und

(c) eine Schubstange (16) in Kontakt mit dem Biegebalken (15).