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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Probenuntersuchung mit einer ersten Trägereinrichtung für mehrere, zumindest teilweise strahlendurchlässige Behälter zur Aufnahme von Proben, Mitteln für die mindestens schrittweise erfolgende Vorwärtsbewegung zur Ausführung einer Gesamtbewegung der ersten Trägereinrichtung derart, dass die Behälter nacheinander den gleichen vorgegebenen Weg durchlaufen, Mitteln für die Bestrahlung der Behälter während der Ausführung der Gesamtbewegung der ersten Trägereinrichtung, wobei die Bestrahlung in Zyklen derart durchgeführt wird, dass jeder Zyklus das Bestrahlen von mehreren Behältern einschliesst und jeder Behälter in mehreren Zyklen bestrahlt wird, und Mitteln für die Aufnahme der die Behälter verlassenden, durch ihre Bestrahlung verursachten Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3, 4, 7, 8, 10, 13,
16) für die Bestrahlung der Behälter mindestens eine Strahlungsquelle (10) aufweisen und durch eine zweite Trägereinrichtung (3, 16) getragen werden, die für die Ausführung der Bestrahlung zyklisch bewegbar ist und die ausserdem Mittel (7, 8) trägt für die Ausbildung von Strahlenbündeln aus der die Strahlenquelle (10) oder die Strahlenquellen verlassenden Strahlung, die diese vorgegebene Bewegungsbahn der Behälter schneiden, so dass jeder Bewegungszyklus der zweiten Trägereinrichtung (16) zum Oberstreichen der Strahlenbündel über mindestens einen Teil der Bewegungsbahn führt, in der mehrere der Behälter (15) angeordnet sind, und dass für jedes Strahlenbündel ein Strahlendetektor (9, 9') vorgesehen ist, der durch die zweite Trägereinrichtung (16) getragen und so angeordnet ist, dass er die eine Probe aus einem der Behälter (15) verlassende Strahlung aufnimmt,
wenn das massgebliche Strahlenbündel auf den Behälter (15) auftrifft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trägereinrichtung (6) die Form eines Drehtisches hat, der um eine zentrale Achse gelagert ist und zur Aufnahme von Probebehältern (15) an bestimmten, mit gleichem Abstand von der Achse und voneinander gelegenen Stellen ausgeführt ist, und dass die zweite Trägereinrichtung (3, 16) ein Rotor ist, der gegenüber dem Drehtisch um die zentrale Achse drehbar ,elagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Strahlenquelle (10) bezüglich der Achse zentrisch angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenquelle (10) eine in einer Hohlwelle (3) angeordnete Lichtquelle ist, wobei die Hohlwelle einen Teil des Rotors (3, 16) bildet und in ihrer Wand Öffnungen (7) aufweist, die der Lichtquelle ( 10) gegenüberliegend angeordnet sind, so dass beim Gebrauch der Vorrichtung eine Anzahl von radial gerichteten Strahlenbündeln entsteht.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Strahlenbündel und/oder der Detektoren (9, 9') die jeweiligen Reaktionen von mindestens zwei der Detektoren sich auf die Strahlung von verschiedenen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen bezieht.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Strahlenbündel zwischen der Strahlenquelle (10) und der Bewegungsbahn der Behälter geradlinig verläuft, und dass die Detektoren (9, 9') so angeordnet sind, dass sie eine Strahlung aufnehmen, die sich geradlinig von einer Probe ausbreitet, die sich in einem der Behälter (15) befindet, wenn das entsprechende Strahlenbündel auf diesen Behälter (15) auftrifft.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Mittel (14) für die Bewegung der ersten Trägereinrichtung der schrittweisen Vorwärtsbewegung dienen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die von den Detektoren (9, 9') kommenden Daten nur während den Stillstands-Zeitabschnitten zwischen den Bewegungsschritten verwenden.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenuntersuchung mit einer ersten Trägereinrichtung für mehrere, zumindest teilweise strahlendurchlässige Behälter zur Aufnahme von Proben, Mitteln für die mindestens schrittweise erfolgende Vorwärtsbewegung zur Ausführung einer Gesamtbewegung der ersten Trägereinrichtung derart, dass die Behälter nacheinander den gleichen vorgegebenen Weg durchlaufen, Mitteln für die Bestrahlung der Behälter während der Ausführung der Gesamtbewegung der ersten Trägereinrichtung, wobei die Bestrahlung in Zyklen derart durchgeführt wird, dass jeder Zyklus das Bestrahlen von mehreren Behältern einschliesst und jeder Behälter in mehreren Zyklen bestrahlt wird, und Mitteln für die Aufnahme der die Behälter verlassenden, durch ihre Bestrahlung verursachten Strahlung.
Eine solche Vorrichtung ist in der DE-OS 2 453 120 beschrieben. Dabei besteht die erste Trägereinrichtung aus einem Drehtisch, der an einer zentralen Achse befestigt ist. Der Drehtisch ist für die Aufnahme von Behältern an bestimmten Positionen ausgebildet, die sich in gleichmässigem Abstand von der Drehachse befinden und gleichförmig verteilt sind. Ein Arm, der unter dem Drehtisch um seine zentrale Achse drehbar angeordnet ist, hat eine faseroptische Führung, die einen Lichtstrahl entlang einer radialen Bahn leitet, die parallel zu dem Arm verläuft, so dass beim Drehen des Armes der Lichtstrahl nacheinander die von dem Drehtisch getragenen Behälter abtastet, die sich unterhalb des Drehtisches befinden.
Der Arm hat eine weitere faseroptische Führung, deren Eingang so gegen über den Behältern angeordnet ist, dass er Licht aufnimmt, das entweder direkt durch die in dem Behälter befindliche Probe gelangt ist oder durch sie zerstreut wurde. Der Austritt dieser faseroptischen Führung erstreckt sich entlang der Achse des Drehtisches und rotiert mit dem Arm. Die Intensität des die faseroptische Führung verlassenden Lichtes wird durch einen feststehenden Fotodetektor bestimmt.
Bei dieser Ausführungsform eines photometrischen Systemes ergibt sich eine Schwierigkeit dadurch, dass die Lichtquelle und das Detektorsystem stationär sind. Das bedeutet, dass die optischen Eigenschaften des photometrischen Systemes sich beim Rotieren der optischen Führungen verändert, z.B. aufgrund des Fehlens einer Symmetrie bei der Lichtabgabe von der Lichtquelle oder, wie es in der Praxis häufig der Fall ist, da die Lichtquelle oder das Detektorsystem inbezug auf die Drehachse leicht versetzt ist. Solche Änderungen in den Eigenschaften des photometrischen Systems führen verständlicherweise zu mangelnder Übereinstimmung zwischen den Testergebnissen bei verschiedenen Winkelpositionen der sich drehenden faseroptischen Führungen.
Da weiterhin die Probenbehälter mit den Proben darin selbst durch Drehung des Drehtisches während der Untersuchung bewegt werden, ist es unmöglich, diese fehlende Übereinstimmung so zu kompensieren, wie es bei stationären Probebehältern möglich wäre.
Die erwähnten Nachteile werden durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Mittel für die Bestrahlung der Behälter mindestens eine Strahlungsquelle aufweisen und durch eine zweite Trägereinrichtung getragen werden, die für die Ausführung der Bestrahlung zyklisch bewegbar ist und die ausserdem Mittel trägt für die Ausbildung von Strahlenbündeln aus der die Strahlenquelle oder die Stralenquellen verlassenden Strahlung, die diese vorgegebene Bewegungsbahn der Behälter schneiden, so dass jeder Bewegungszyklus der zweiten Trägereinrichtung zum Überstreichen der Strahlenbündel über mindestens einen Teil der Bewegungsbahn führt, in de mehrere der Behälter ange
ordnet sind, und dass für jedes Strahlenbündel ein Strahlendetektor vorgesehen ist, der durch die zweite Trägereinrichtung getragen und so angeordnet ist, dass er die eine Probe aus einem der Behälter verlassende Strahlung aufnimmt, wenn das massgebliche Strahlenbündel auf den Behälter auftrifft.
In der Regel wird eine optische Strahlung verwendet. Unter optische Strahlung sind Strahlungen zu verstehen, deren Wellenlänge grösser ist als die von X-Strahlen und kleiner als die von Mikrowellen, d.h. einschliesslich infraroter, ultravioletter und sichtbarer Strahlung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Vorrichtung für die automatische Blutuntersuchung, und
Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 1, wobei der Drehtisch zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen ist.
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 kann für kolorimetrische Untersuchungen, eine Fluoreszenzanalyse und für Trübungsmessungen von Reaktionen zwischen Blutproben und Reagenzien verwendet werden. Die Vorrichtung hat einen nur zum Teil dargestellten feststehenden Rahmen 1, der einen vertikal gerichteten hohlen Drehzapfen 2 trägt. Innerhalb des Drehzapfens erstreckt sich koaxial eine drehbar gelagerte Hohlwelle 3, an deren oberem Ende ein Riemenantrieb mit einem Getriebe 13 und einem Elektromotor 4 angeordnet ist, die auf dem Rahmen 1 montiert sind. Der Drehzapfen 2 wird koaxial von einer weiteren hohlen Welle 5 umschlossen, die einen horizontal verlaufenden kreisförmigen Drehtisch 6 im Bereich ihres unteren Endes trägt und im Bereich ihres oberen Endes mit einem Riemenantrieb verbunden ist, dem ein Schrittmotor zugeordnet ist.
Die Mitte des Drehtisches 6 befindet sich in der gemeinsamen Achse des Drehzapfens 2 und der Wellen 3 und 5. Am Umfang des Drehtisches 6 sind mit gleichem Abstand voneinander zahlreiche Probenbehälter bzw. Reagenzgläser 15 vorgesehen. Diese Behälter 15 können an dem Drehtisch 6 befestigt sein. Vorzugsweise sind sie lösbar in Aussparungen des Tisches eingesetzt. Jeder Behälter 15 erstreckt sich von der Tischebene nach unten in den Rahmen 1 hinein.
Die Welle 3 trägt eine Rotor-Anordnung 16. Diese Anordnung hat, entsprechend der Darstellung in Fig. 2, sechs Arme 17, die fest an der Welle 3 angebracht sind, so dass sie sich mit dieser drehen. Statt dieser Ausführung könnte auch eine Kreisscheibe vorgesehen sein.
Die Vorrichtung hat ein optisches System mit einer Lampe
10, die an der gemeinsamen Achse des Drehzapfens 2 und der Wellen 3 und 5 angeordnet ist, so dass sie sich mit der Welle 3 dreht. Ausserdem sind in der Wand der Welle 3 mit gleichem Abstand voneinander sechs Öffnungen 7 vorgesehen, die sich gegenüber der Lampe 10 befinden, so dass beim Betrieb der Vorrichtung sechs Strahlen parallel zu und oberhalb der Arme
17 jeweils verlaufen. Sechs optische Einrichtungen 8 sind jeweils an einem Arm 17 vorgesehen und an jedem freien Armende befindet sich einer von sechs Fotodetektoren 9. Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, sind die Probenbehälter 15 in der Bahn der verschiedenen Lichtstrahlen angeordnet.
Jede optische Einrichtung 8 dient dazu, den Lichtstrahl an einem der Probenbehälter 15 zu fokussieren, indem sie in der Bahn des Lichtstrahles angeordnet sind und mit entsprechenden Linsen versehen sind. Die Fotodetektoren 9 bestehen im wesentlichen aus Fotovervielfacherröhren oder Halbleiter-Detektoren, und sie sind mit verschiedenen optischen Filtern versehen, so dass jeder Fotodetektor auf eine unterschiedliche optische Wellenlänge oder ein Wellenlängenband anspricht.
Schliesslich ist die Vorrichtung so ausgeführt, dass während jedes Zeitabschnittes des Stillstandes des Drehtisches 6 zwi schen aufeinanderfolgenden schrittweisen Vorwärtsbewegun gen des Tisches durch den Schrittmotor 14 der Motor 4 die
Rotor-Anordnung um mindestens 360 dreht.
Beim Betrieb der Blut-Analysiermaschine wird der Tisch 6 schrittweise durch den Motor 14 an einer nicht dargestellten
Aufgabestation vorbeibewegt, an der eine Blutprobe und eine bestimmte Menge an Reagenz und möglicherweise ein Verdün nungs- und/oder Farbmittel während jedes Stillstands-Zeitab schnittes des Tisches 6 zwischen stufenweise aufeinanderfolgenden Drehbewegungen des Tisches in einen anderen Probenbe hälter eingegeben werden. Zur gleichen Zeit dreht der Motor 4 die Welle 3 während jedes Stillstands-Zeitabschnittes um min destens eine Umdrehung, so dass der Arm 17 sich dreht und jeder der sechs Strahlen mindestens einmal auf jeden Probebe hälter auftrifft. Das Licht, das durch die Flüssigkeit in den
Probebehälter gedrungen ist, gelangt zu den Fotodetektoren 9, so dass eine entsprechende Ausgangsspannung jedesmal ent steht, wenn Licht aufgenommen wird.
Die Grösse der Spannun gen ist abhängig von der Intensität des Lichtes, das von den
Probebehältern kommend aufgenommen wird. Die Fotodetek toren sind an einen nicht dargestellten Computer angeschlossen, der die Werte speichert, die den Ausgangsspannungen der
Fotodetektoren entsprechen. Es ist vorteilhafter, den Rotor kontinuierlich zu betreiben, anstatt nur während der Zeitab schnitte, in denen der Drehtisch 6 stillsteht. Der Computer ist dann so ausgeführt, dass er Daten nur während der Stillstands
Zeitabschnitte aufnimmt. Wenn sich die Welle 3 während eines
Stillstands-Zeitabschnittes nur um eine nicht gradzahlige
Anzahl von Drehungen dreht, so nimmt der Computer nur für die nächstliegende gradzahlige Anzahl von Umdrehungen der
Welle Daten auf, die unterhalb der Anzahl der tatsächlich ausgeführten Umdrehungen liegt.
Durch geringfügige Abwandlung der Vorrichtung kann diese auch für Streulicht-, Fluoreszenz- oder Trübungsmessun gen von Blutproben verwendet werden. Die erforderliche
Abänderung ist in Fig. 1 durch Strichpunktlinien angedeutet und besteht darin, dass mindestens ein Fotodetektor 9 durch einen ähnlichen Fotodetektor 9' ersetzt wird, dessen Eingangs ende sich vertikal unter dem Probenbehälter befindet und senk recht zu der Bahn des Lichtstrahles, der zu dem Probenbehälter gerichtet ist. In jedem Fotodetektor 9' ist ein anderer Farbfilter vorgesehen, so dass die von dem Fotodetektor abgegebene
Spannung abhängig ist von der Intensität, mit der Licht von dem einfallenden Strahl mit einer ausgewählten Wellenlänge oder einem ausgewählten Wellenbandbereich durch den Filter bestimmt zerstreut wird.
Bei einer Abwandlung der Ausführung der Vorrichtung ist die Lampe 10 durch eine andere Lampe ersetzt, die in der
Achse der Welle 3 in der Nähe ihres Kopfendes befestigt ist.
Durch die Verwendung von geeigneten faseroptischen Lichtfüh rungen, die sich zusammen mit der Welle 3 drehen, wird beim
Gebrauch der Vorrichtung Licht'nach unten entlang der gemeinsamen Achse des Drehzapfens 2 und der Wellen 3 und 5 geführt und anschliessend radial nach aussen zu den Einlässen der verschiedenen optischen Einrichtungen 8. Bei einer anderen
Anordnung können die optischen Einrichtungen radial ausser halb der Probebehälter 15 angeordnet sein und es sind dann geeignete faseroptische Lichtführungen vorgesehen, um die optische Strahlung von der Lampe an den Probebehältern radial nach innen zu richten. Die Fotodetektoren 9 sind dann so angeordnet, dass sie das von den Probebehältern durchgelas sene Licht aufnehmen. Für eine Lichtstreuungsmessung bzw.
Fluoreszenzuntersuchungen und Trübungsmessungen entspricht jedoch die Anordnung der Fotodetektoren 9' der Darstellung in
Fig. 1.
Die Lampe kann am unteren Ende der Welle 3 angeordnet werden und dann ebenfalls mit einer geeigneten faseroptischen
Führung versehen sein. Auch können die Fotodetektoren 9 oder 9' an ihren entsprechenden Armen in der Nähe der Wellenachse, z.B. unmittelbar unterhalb des jeweiligen Armes und an der äusseren Umfangsfläche der Welle 3 angeordnet sein, wobei dann die faseroptischen Führungen sich über die volle Länge der Arme 17 mit ihren freien Enden radial nach aussen gerichtet erstrecken. Die faseroptischen Führungen können auch durch ein geeignetes System von Spiegeln oder Prismen ersetzt werden. Obgleich die Verwendung einer einzigen Lampe in dem optischen System vorzuziehen ist, kann jedoch die Vorrichtung auch mit einer Anordnung von Lampen für die jeweiligen Arme der Rotoranordnung versehen sein.
Wenn die Lampen alle eine optische Strahlung mit gleichem Wellenbandbereich abgeben, so sprechen die Fotodetektoren doch auf verschiedene Wellenlängen bzw. Wellenbandbereich an, die innerhalb des Wellenbandbereiches der von den Lampen abgegebenen Strahlung liegen. Bei einer anderen Anordnung geben die Lampen optische Strahlung bei bestimmten Wellenlängen oder Wellenbandbereiche ab, wobei dann jeder Fotodetektor so gewählt ist, dass er auf die Wellenlänge oder den Wellenbandbereich der bestimmten Lampe anspricht oder auf einen weiteren Wellenbandbereich. Unabhängig von der gewählten Anordnung werden bei jeder Umdrehung der Rotoranordnung 16 von jedem Probenbehälter bei den verschiedenen in Frage kommenden Wellenlängen oder Wellenbandbereichen Daten erhalten.
Die Wellenlängen oder Wellenbandbereich der Strahlen von abgegebener Strahlung sowie der Fotodetektoren können alle gleich sein, so dass sechs Gruppen von Daten bei jeder Umdrehung der Rotoranordnung erhalten werden und für jeden Probenbehälter ein Mittelwert bestimmt werden kann.
Obgleich es vorzuziehen ist, dass jeder Fotodetektor auf eine andere Wellenlänge oder einen anderen Wellenbandbereich anspricht, kann die Vorrichtung auch so ausgeführt sein, dass z.B. drei Fotodetektoren auf einen Wellenbandbereich und die anderen drei auf einen anderen Wellenbereich ansprechen.
Der Mittelwert der Ausgangsspannungen der Fotodetektoren, die auf beide Wellenlängenbereiche ansprechen, kann dann mit grösserer Genauigkeit erhalten werden.
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PATENT CLAIMS
1. Device for sample analysis with a first carrier device for several, at least partially radiation-permeable containers for receiving samples, means for the at least gradual forward movement for executing an overall movement of the first carrier device such that the containers pass through the same predetermined path one after the other, means for the Irradiation of the containers during the execution of the overall movement of the first carrier device, the irradiation being carried out in cycles such that each cycle includes the irradiation of a plurality of containers and each container is irradiated in several cycles, and means for the reception of those leaving the containers radiation causing their radiation, characterized in that the means (3, 4, 7, 8, 10, 13,
16) have at least one radiation source (10) for the irradiation of the containers and are carried by a second carrier device (3, 16) which can be moved cyclically for the execution of the irradiation and which also carries means (7, 8) for the formation of Bundles of rays from the radiation leaving the radiation source (10) or the radiation sources, which intersect this predetermined path of movement of the containers, so that each movement cycle of the second carrier device (16) results in the radiation beams being swept over at least part of the path of movement in which several of the containers ( 15) and that a radiation detector (9, 9 ') is provided for each beam, which is carried by the second carrier device (16) and is arranged such that it receives the radiation leaving a sample from one of the containers (15) ,
when the relevant beam of rays hits the container (15).
2. Device according to claim 1, characterized in that the first carrier device (6) has the shape of a rotary table which is mounted about a central axis and for receiving sample containers (15) at certain, with the same distance from the axis and from each other Set, and that the second carrier device (3, 16) is a rotor which is rotatable relative to the turntable about the central axis.
3. Device according to claim 2, characterized in that a single radiation source (10) is arranged centrally with respect to the axis.
4. The device according to claim 3, characterized in that the radiation source (10) is a light source arranged in a hollow shaft (3), the hollow shaft forming part of the rotor (3, 16) and having openings (7) in its wall, which are arranged opposite the light source (10), so that a number of radially directed beams are produced when the device is used.
5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective reactions of at least two of the detectors refer to the radiation of different wavelengths or wavelength ranges by the arrangement of the beams and / or the detectors (9, 9 ').
6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each beam between the radiation source (10) and the path of movement of the container is rectilinear, and that the detectors (9, 9 ') are arranged so that they absorb radiation which propagates in a straight line from a sample which is located in one of the containers (15) when the corresponding beam of rays hits this container (15).
7. Device according to one of the preceding claims, in which the means (14) for the movement of the first carrier device are used for the gradual forward movement, characterized in that means are provided which only receive the data coming from the detectors (9, 9 ') during use the standstill periods between the movement steps.
The invention relates to a device for examining samples with a first carrier device for a plurality of, at least partially radiolucent containers for holding samples, means for the at least gradual forward movement for executing an overall movement of the first carrier device such that the containers successively follow the same predetermined path, means for the irradiation of the containers during the execution of the overall movement of the first carrier device, the irradiation being carried out in cycles such that each cycle includes the irradiation of several containers and each container is irradiated in several cycles, and means for receiving those leaving the containers , radiation caused by their irradiation.
Such a device is described in DE-OS 2 453 120. The first carrier device consists of a turntable which is attached to a central axis. The turntable is designed to hold containers at certain positions that are evenly spaced from the axis of rotation and are evenly distributed. An arm, which is arranged under the turntable so as to be rotatable about its central axis, has a fiber-optic guide which guides a light beam along a radial path which runs parallel to the arm, so that when the arm is rotated, the light beam successively carries those carried by the turntable Scans containers located below the turntable.
The arm has a further fiber optic guide, the entrance of which is arranged opposite the containers in such a way that it receives light that has either passed directly through the sample in the container or has been scattered by it. The exit of this fiber optic guide extends along the axis of the turntable and rotates with the arm. The intensity of the light leaving the fiber optic guide is determined by a fixed photodetector.
In this embodiment of a photometric system, a difficulty arises from the fact that the light source and the detector system are stationary. This means that the optical properties of the photometric system change when the optical guides rotate, e.g. due to the lack of symmetry in the light output from the light source or, as is often the case in practice, because the light source or the detector system is slightly offset with respect to the axis of rotation. Such changes in the properties of the photometric system understandably lead to a mismatch between the test results at different angular positions of the rotating fiber optic guides.
Furthermore, since the sample containers with the samples are moved even by rotating the turntable during the examination, it is impossible to compensate for this mismatch as would be possible with stationary sample containers.
According to the invention, the disadvantages mentioned are eliminated by a device of the type mentioned at the outset in that the means for irradiating the containers have at least one radiation source and are carried by a second carrier device which can be moved cyclically for the execution of the irradiation and which also carries means for the formation of radiation bundles from the radiation leaving the radiation source or the radiation sources which intersect this predetermined path of movement of the containers, so that each movement cycle of the second carrier device leads to the scanning of the radiation beams over at least part of the path of movement in which several of the containers are specified
and that a radiation detector is provided for each radiation beam, which is carried by the second carrier device and is arranged such that it receives the radiation leaving a sample from one of the containers when the relevant radiation beam strikes the container.
As a rule, optical radiation is used. Optical radiation means radiation whose wavelength is longer than that of X-rays and smaller than that of microwaves, i.e. including infrared, ultraviolet and visible radiation.
The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows:
Fig. 1 is a vertical section of a device for automatic blood testing, and
Fig. 2 is a horizontal section along the line 11-11 of Fig. 1, with the turntable omitted to simplify the illustration.
The device according to FIGS. 1 and 2 can be used for colorimetric examinations, a fluorescence analysis and for turbidity measurements of reactions between blood samples and reagents. The device has a fixed frame 1, only shown in part, which carries a vertically directed hollow pivot 2. A rotatably mounted hollow shaft 3 extends coaxially within the pivot, at the upper end of which a belt drive with a gear 13 and an electric motor 4 is arranged, which are mounted on the frame 1. The pivot pin 2 is coaxially enclosed by a further hollow shaft 5 which carries a horizontally extending circular turntable 6 in the region of its lower end and is connected in the region of its upper end to a belt drive, to which a stepper motor is assigned.
The center of the turntable 6 is located in the common axis of the pivot 2 and the shafts 3 and 5. On the periphery of the turntable 6, numerous sample containers or test tubes 15 are provided at the same distance from one another. These containers 15 can be attached to the turntable 6. They are preferably detachably inserted in recesses in the table. Each container 15 extends from the table level down into the frame 1.
The shaft 3 carries a rotor arrangement 16. This arrangement has, as shown in FIG. 2, six arms 17 which are fixedly attached to the shaft 3 so that they rotate with it. A circular disk could also be provided instead of this embodiment.
The device has an optical system with a lamp
10, which is arranged on the common axis of the pivot 2 and the shafts 3 and 5 so that it rotates with the shaft 3. In addition, six openings 7 are provided in the wall of the shaft 3 at the same distance from one another, which are located opposite the lamp 10, so that six beams parallel to and above the arms during operation of the device
17 each run. Six optical devices 8 are each provided on an arm 17 and at each free arm end there is one of six photodetectors 9. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the sample containers 15 are arranged in the path of the different light beams.
Each optical device 8 serves to focus the light beam on one of the sample containers 15 in that they are arranged in the path of the light beam and are provided with corresponding lenses. The photodetectors 9 consist essentially of photomultiplier tubes or semiconductor detectors, and they are provided with different optical filters so that each photodetector responds to a different optical wavelength or a wavelength band.
Finally, the device is designed such that during each period of the standstill of the turntable 6 between successive gradual forward movements of the table by the stepping motor 14, the motor 4
Rotor arrangement rotates by at least 360.
During the operation of the blood analysis machine, the table 6 is gradually moved by the motor 14 on a not shown
Feed station moves past which a blood sample and a certain amount of reagent and possibly a diluent and / or colorant during each idle period of the table 6 between gradually successive rotary movements of the table in another sample container are entered. At the same time, the motor 4 rotates the shaft 3 during each standstill period by at least one revolution, so that the arm 17 rotates and each of the six beams strikes each sample container at least once. The light emitted by the liquid in the
Sample container has penetrated, arrives at the photodetectors 9, so that a corresponding output voltage arises every time light is recorded.
The size of the voltages depends on the intensity of the light
Sample containers coming. The photodetectors are connected to a computer, not shown, which stores the values corresponding to the output voltages of the
Correspond to photodetectors. It is more advantageous to operate the rotor continuously instead of only during the times when the turntable 6 is stopped. The computer is then designed so that it only receives data during standstills
Time segments. If the shaft 3 during a
Standstill period only by a non-even number
Number of rotations, the computer only takes for the nearest even number of revolutions
Wave data below the number of revolutions actually performed.
By slight modification of the device, it can also be used for scattered light, fluorescence or turbidity measurements of blood samples. The required
Modification is indicated in Fig. 1 by chain lines and consists in that at least one photodetector 9 is replaced by a similar photodetector 9 ', the input end of which is located vertically below the sample container and perpendicular to the path of the light beam which is directed towards the sample container is. A different color filter is provided in each photodetector 9 ', so that the one emitted by the photodetector
Voltage is dependent on the intensity with which light from the incident beam with a selected wavelength or a selected waveband range is scattered by the filter.
In a modification of the design of the device, the lamp 10 is replaced by another lamp, which in the
Axis of shaft 3 is attached near its head end.
By using suitable fiber optic light guides that rotate together with the shaft 3, the
Use of the light device guided down along the common axis of the pivot 2 and the shafts 3 and 5 and then radially outwards to the inlets of the various optical devices 8. In another
The optical devices can be arranged radially outside of the sample container 15 and suitable fiber-optic light guides are then provided in order to direct the optical radiation from the lamp on the sample container radially inwards. The photodetectors 9 are then arranged in such a way that they receive the light transmitted by the sample containers. For a light scatter measurement or
However, fluorescence studies and turbidity measurements correspond to the arrangement of the photodetectors 9 'as shown in FIG
Fig. 1.
The lamp can be arranged at the lower end of the shaft 3 and then also with a suitable fiber optic
Leadership. Also, the photodetectors 9 or 9 'on their respective arms near the shaft axis, e.g. be arranged immediately below the respective arm and on the outer circumferential surface of the shaft 3, in which case the fiber-optic guides extend radially outward over the full length of the arms 17. The fiber optic guides can also be replaced by a suitable system of mirrors or prisms. Although the use of a single lamp in the optical system is preferred, the device can also be provided with an arrangement of lamps for the respective arms of the rotor arrangement.
If the lamps all emit optical radiation with the same waveband range, the photodetectors respond to different wavelengths or waveband ranges that lie within the waveband range of the radiation emitted by the lamps. In another arrangement, the lamps emit optical radiation at specific wavelengths or waveband ranges, each photodetector then being selected such that it responds to the wavelength or the waveband range of the specific lamp or to a further waveband range. Regardless of the arrangement selected, data is obtained from each sample container at each revolution of the rotor arrangement 16 at the different wavelengths or waveband ranges in question.
The wavelengths or waveband range of the rays of emitted radiation and of the photodetectors can all be the same, so that six groups of data are obtained with each revolution of the rotor arrangement and an average value can be determined for each sample container.
Although it is preferable for each photodetector to respond to a different wavelength or band range, the device can also be designed such that e.g. three photodetectors respond to one waveband and the other three to another waveband.
The mean value of the output voltages of the photodetectors, which respond to both wavelength ranges, can then be obtained with greater accuracy.