CH709399A1

CH709399A1 - High-energy mixer for automatic sample preparation in a serial process sequence.

Info

Publication number: CH709399A1
Application number: CH00442/14A
Authority: CH
Inventors: Werner Döbelin
Original assignee: Werner Döbelin
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-09-30
Also published as: EP2921221A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mixer, der einen Schüttelkopf (3) aufweist, mit zumindest einer Aufnahme für einen Probenbehälter (11), wobei der Schüttelkopf (3) mit der Motorachse (5) eines Schrittmotors (7) verbunden und der Probenbehälter (11) exzentrisch zu der Motorachse (5) angeordnet ist, und wobei die das Mischen in dem Probenbehälter (11) hervorrufende Bewegung des Schüttelkopfes (3) einem Segment eines Teilkreises entspricht. Diese Bewegung ist durch einen Drehrichtungswechsel des Motors (7) bewirkt, und die Frequenz der Drehrichtung des Motors (7) sowie die Amplitude sind variabel einstellbar. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Mischen einer kleinen Probenmenge aus dem biologisch-medizinischen Bereich. Die das Mischen bewirkende Schüttelbewegung erfolgt durch einen Drehrichtungswechsel des Motors (7). Die Frequenz der Drehrichtung des Motors (7) und die Amplitude innerhalb eines Mischvorgangs werden verändert. Die Erfindung betrifft ebenso die Verwendung für eine automatische Probenvorbereitung bei seriellem Verfahrensablauf innerhalb eines vollautomatischen Analysensystems.The invention relates to a mixer having a shaking head (3) with at least one receptacle for a sample container (11), the shaker head (3) being connected to the motor axis (5) of a stepping motor (7) and the sample container (11) being eccentric is arranged to the motor axis (5), and wherein the mixing in the sample container (11) causing movement of the shaking head (3) corresponds to a segment of a pitch circle. This movement is effected by a change in the direction of rotation of the motor (7), and the frequency of the direction of rotation of the motor (7) and the amplitude are variably adjustable. The invention also relates to a method for mixing a small amount of samples from the biological-medical field. The mixing effecting shaking is done by a change of direction of the motor (7). The frequency of the direction of rotation of the motor (7) and the amplitude within a mixing process are changed. The invention also relates to the use for automatic sample preparation in serial process flow within a fully automatic analysis system.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochenergie-Mixer für eine automatische Probenvorbereitung bei einem seriellen Verfahrensablauf innerhalb eines vollautomatischen Analysensystems, insbesondere im Bereich der LC-MS-Analytik. The present invention relates to a high-energy mixer for automatic sample preparation in a serial process flow within a fully automatic analysis system, in particular in the field of LC-MS analysis.

[0002] Es gehört zu dem Alltag insbesondere von biologischen, biochemischen und medizinischen Laboratorien, Lösungen oder allgemein Reaktionsmischungen als Inhalte von Reaktionsgefässen durchmischen zu müssen. Bei diesen Reaktionsgefässen kann es sich beispielsweise um Erlenmeyerkolben oder Mikrotiterplatten handeln. Im Stand der Technik sind für dieses Durchmischen Mischvorrichtungen bekannt. Eine solche Mischvorrichtung ist ein sogenannter Vortex-Mischer. Bei diesem Vortex-Mischer wird das Reaktionsgefäss, in dem sich die zu durchmischenden Lösungen oder sonstigen Substanzen befinden, auf einen Schüttelaufsatz in Form einer Gummimulde gedrückt, die sich auf der oberen Grundplatte des Mischers befindet. Die Durchmischung erfolgt dann durch ein intensives Vibrieren mit üblichen Drehzahlbereichen von bis zu 2500 min<–1>. Solche Vortexmischer können im Dauer- oder im Kurzzeitbetrieb eingesetzt werden. It is part of everyday life in particular of biological, biochemical and medical laboratories, solutions or generally reaction mixtures have to mix as contents of reaction vessels. These reaction vessels may be, for example, Erlenmeyer flasks or microtiter plates. In the prior art mixing devices are known for this mixing. Such a mixing device is a so-called vortex mixer. In this vortex mixer, the reaction vessel in which the solutions or other substances to be mixed are pressed on a shaker attachment in the form of a rubber mold, which is located on the upper base plate of the mixer. The mixing is then carried out by intensive vibration with usual speed ranges of up to 2500 min <-1>. Such vortex mixers can be used in continuous or in short-term operation.

[0003] Weitere herkömmliche Mischer sind in Form von Rundschüttlern mit orbitalem Schüttelantrieb bekannt und können mit Frequenzen von 100–1200 min<–1>betrieben werden. Die Probe wird dabei in einer kreis- oder kreisähnlichen Bewegung gemischt. Other conventional mixers are known in the form of orbital shakers with orbital shakers and can be operated at frequencies of 100-1200 rpm <-1>. The sample is mixed in a circular or circular motion.

[0004] Bei den bekannten Mischern dieser Art besteht die Problematik, dass sie kleine und kleinste Probenmengen, wie sie sich insbesondere bei Proben aus dem biologisch-medizinischen Bereich, beispielsweise Blutproben, ergeben, die sich in entsprechend klein dimensionierten konischen Probengefässen befinden, nicht oder nur ungenügend durchmischen. In the known mixers of this type, the problem is that they small and smallest amounts of samples, as they arise in particular in samples from the biological-medical field, such as blood samples, which are located in correspondingly small-sized conical Probengefässen, not or Mix only insufficiently.

[0005] Zusätzlich besteht neuerdings immer mehr Bedarf nach effizienten Analysensystemen, z.B. einem solchen Analysensystem, mit welchem Proben unterschiedlicher Art, insbesondere die bereits genannten Proben aus dem biologischmedizinischen Bereich, wie Blutproben, im Rahmen einer Reihenuntersuchung nicht nur untersucht, sondern für diese Untersuchung effizient vorbereitet werden können. Dazu müssen die Proben zunächst methodenspezifisch aufgearbeitet werden, um sie dann dem eigentlichen Messgerät zuzuführen. Wenn beispielsweise Blutplasma-Untersuchungen mittels LC-MS durchzuführen sind, muss das Blutplasma verdünnt, mit einem internen Standard versetzt und ein Fällungsmittel hinzugegeben werden. Die so behandelte Probe wird dann geschüttelt und zentrifugiert, damit der Überstand als messbare Probenlösung der LC-MS zugeführt werden kann. Solche für eine Analyse erforderlichen vorbereitenden Schritte, wie hier am Beispiel der LC-MS-Analyse erläutert, sind teilweise umständlich und zeitintensiv. Sie verlangsamen daher den Prozess, bis ein Ergebnis erhalten werden kann, erheblich. Es sind bisher Methoden bekannt, welche mehrere aufwendige- und voneinander getrennte Arbeitsschritte, insbesondere die schon genannten methodenspezifischen Aufarbeitungsschritte benötigen, die zudem unterschiedliche zeitliche Abläufe für die einzelnen Proben zur Folge haben können. D.h. die Aufarbeitung ist zumeist in mehrere Arbeitsschritte aufgeteilt, die parallel, d.h. nebeneinander und von dem eigentlichen Messsystem abgekoppelt, durchgeführt werden. Daraus ergeben sich eine Vielzahl von möglichen Fehlern, welche das analytische Ergebnis verfälschen oder ganz unbrauchbar machen können. In addition, there is an increasing demand for efficient analysis systems, e.g. Such an analysis system, with which samples of different types, in particular the already mentioned samples from the biological-medical field, such as blood samples, not only examined in the context of a screening, but can be efficiently prepared for this investigation. For this purpose, the samples must first be processed method-specific, in order to then supply them to the actual measuring device. For example, when performing blood plasma assays using LC-MS, the blood plasma must be diluted, an internal standard added, and a precipitant added. The thus treated sample is then shaken and centrifuged to allow the supernatant to be delivered as a measurable sample solution to the LC-MS. Such preparatory steps required for an analysis, as explained here using the example of the LC-MS analysis, are sometimes cumbersome and time-consuming. They therefore slow down the process until a result can be obtained considerably. Methods are hitherto known which require a number of elaborate and separate working steps, in particular the method-specific work-up steps already mentioned, which in addition can result in different time sequences for the individual samples. That The work-up is usually divided into several working steps, which are parallel, i. next to each other and decoupled from the actual measuring system, performed. This results in a large number of possible errors which can falsify the analytical result or make it completely useless.

[0006] Davon ausgehend lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mischer bereitzustellen, mit dem eine automatische Probenvorbereitung und -analyse in einem seriellen Verfahrensablauf, insbesondere im Bereich der Flüssigkeitschromatograpie und ganz besonders im Bereich der gekoppelten LC-MS-Analyse, d.h. durch weitere Kopplung mit einem Massenspektrometer, ermöglicht wird. Based on this, the object of the present invention was to provide a mixer with which an automatic sample preparation and analysis in a serial process sequence, in particular in the field of liquid chromatography and especially in the field of coupled LC-MS analysis, i. by further coupling with a mass spectrometer.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Mischer in Form eines Mixers, der einen Schüttelkopf aufweist, mit zumindest einer Aufnahme für einen Probenbehälter, wobei der Schüttelkopf mit der Motorachse eines Schrittmotors verbunden und der zumindest eine Probenbehälter exzentrisch zu der Motorachse angeordnet ist, und wobei die das Mischen in dem zumindest einen Probenbehälter hervorrufende Bewegung des Schüttelkopfes einem Segment eines Teilkreises entspricht. This object is achieved by a mixer in the form of a mixer having a shaking head, with at least one receptacle for a sample container, wherein the shaker connected to the motor axis of a stepper motor and the at least one sample container is arranged eccentrically to the motor axis, and wherein the mixing of the at least one sample container causing movement of the shaker corresponds to a segment of a pitch circle.

[0008] Die in vorgelagerten Schritten für die Analyse vorbereiteten Proben, wobei zu diesen Schritten je nach Art der Probe eine Fällung, Flüssig-Flüssig-Extraktion, Festphasen-Extraktion, Filtrierung, Derivatisierung und/oder thermische Inkubation gehören können, wobei für die Proben insbesondere kleine Probenmengen charakteristisch sind, können mit dem erfindungsgemässen Mixer gemischt und seriell, d.h. eine nach der anderen, direkt mit dem Probenbehälter der weiteren Aufarbeitung und dann der eigentlichen Analyse zugeführt werden. Depending on the nature of the sample, these steps may include precipitation, liquid-liquid extraction, solid-phase extraction, filtration, derivatization and / or thermal incubation, the sample being prepared for analysis Small sample quantities in particular may be mixed with the mixer according to the invention and serially, ie one by one, fed directly to the sample container for further work-up and then to the actual analysis.

[0009] Aufgrund der Tatsache, dass die Schüttelbewegung in Abhängigkeit von dem Schüttelsegmentradius steht, kann nur eine beschränkte Anzahl von Proben mit der gleichen Schüttelbewegung betrieben werden. Dies ist allerdings nicht nachteilig, sondern vorliegend ohne Bedeutung, weil die vorliegende Erfindung vor dem Hintergrund einer seriellen Probenaufarbeitung gemacht worden ist und diese überhaupt erst ermöglichen soll. Aufgrund der seriellen Verfahrensweise befindet sich immer nur jeweils eine Probe in dem erfindungsgemässen Mixer. Due to the fact that the shaking motion is dependent on the shaker segment radius, only a limited number of samples can be operated with the same shaking motion. However, this is not detrimental, but in the present case without meaning, because the present invention has been made in the context of a serial sample processing and this should make possible in the first place. Due to the serial procedure, only one sample is ever in the mixer according to the invention.

[0010] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die das Mischen hervorrufende Bewegung durch einen Drehrichtungswechsel des Motors bewirkt und die Frequenz der Drehrichtung des Motors sowie die Amplitude sind variabel einstellbar. According to a preferred embodiment, the mixing causing movement are caused by a change of direction of the motor and the frequency of the direction of rotation of the motor and the amplitude are variably adjustable.

[0011] Dadurch können diese beiden Parameter, Frequenz und Amplitude, beliebig eingestellt und auch während eines Schüttelzyklus verändert werden. Auf diese Weise können stehende Wellen in der zu schüttelnden flüssigen Probe vorteilhaft vermieden werden. As a result, these two parameters, frequency and amplitude, can be set arbitrarily and also changed during a shaking cycle. In this way, standing waves in the liquid sample to be shaken can be advantageously avoided.

[0012] Vorzugsweise ist der Radius des Schüttelkreises durch die Distanz zwischen der Motorachse und der Achse des zumindest einen Probenbehälters definiert. Preferably, the radius of the Schüttelkreises is defined by the distance between the motor axis and the axis of the at least one sample container.

[0013] Gemäss einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemässen Mixers wirkt dieser mit einem Roboter zusammen, der zumindest einen Arm zum Beladen und Entladen der Aufnahme für den zumindest einen Probenbehälter des Mixers aufweist. Dieser Roboter ist Teil einer Robotertechnik und weist entsprechend eine Schnittstelle zu einer Steuerungseinheit auf, so dass dieser vollautomatisch gesteuert und geregelt ist. According to a particularly preferred embodiment of the inventive mixer this interacts with a robot having at least one arm for loading and unloading the receptacle for the at least one sample container of the mixer. This robot is part of a robot technology and accordingly has an interface to a control unit so that it is controlled and regulated fully automatically.

[0014] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Mischen einer Probe, mit einem Mixer, wie er weiter oben bereits beschrieben worden ist, bei dem ein die Probe enthaltender Probenbehälter in eine dafür vorgesehene Aufnahme eines Schüttelkopfes positioniert und die Probe mittels Motorkraft durch eine Hin- und Herbewegung auf dem Segmentradius eines Kreises gemischt wird. The invention also relates to a method for mixing a sample, with a mixer, as has already been described above, in which a specimen container containing the sample positioned in a designated receptacle of a shaking head and the sample by means of motor power through a Hin and mixing is mixed on the segment radius of a circle.

[0015] Somit wird die in dem zumindest einen Probenbehälter befindliche Probe nicht, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, mit einer kreis- oder kreisähnlichen Bewegung gemischt, sondern durch ein Hin- und Herbewegen. Thus, the sample contained in the at least one sample container is not, as is known from the prior art, mixed with a circular or circular motion, but by a reciprocating.

[0016] Auf die Vorteile dieses neuartigen Mischverfahrens wurde im Hinblick auf den Mixer als solchen bereits hingewiesen. The advantages of this novel mixing method has already been pointed out with regard to the mixer as such.

[0017] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt die das Mischen bewirkende Schüttelbewegung durch einen Drehrichtungswechsel des Motors, und die Frequenz der Drehrichtung des Motors und die Amplitude werden innerhalb eines Mischvorgangs verändert, um stehende Wellen innerhalb der zu mischenden Probe zu vermeiden. According to a preferred embodiment of the inventive method, the mixing causing shaking movement is carried out by a change of direction of the motor, and the frequency of the direction of rotation of the motor and the amplitude are changed within a mixing operation to avoid standing waves within the sample to be mixed.

[0018] Besonders wirksam können stehende Wellen in der zu mischenden Probe vermieden werden, indem die das Mischen bewirkende Schüttelbewegung durch einen Drehrichtungswechsel des Motors erfolgt, und die Frequenz der Drehrichtung des Motors und die Amplitude innerhalb eines Mischvorgangs unabhängig voneinander verändert werden. Particularly effective standing waves in the sample to be mixed can be avoided by the shaking movement causing the mixing takes place by a change of direction of the motor, and the frequency of the direction of rotation of the motor and the amplitude are changed independently within a mixing process.

[0019] Im Rahmen einer bevorzugt einfachen und vollautomatischen Handhabung ist es nach einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehen, dass der die Probe enthaltende Probenbehälter von oben her in etwa senkrecht in die Aufnahme des Schüttelkopfes eingesetzt wird. In the context of a preferably simple and fully automatic handling, it is provided according to a further embodiment of the inventive method that the sample container containing the sample is used from above in approximately perpendicular to the receptacle of the shaking head.

[0020] Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verwendung des Mixers, wie er weiter oben bereits erläutert worden ist, und des Verfahrens, wie ebenfalls in seinen möglichen Schritten bereits dargelegt, für das Mischen kleiner Probenmengen aus dem biologisch-medizinischen Bereich. The invention further relates to a use of the mixer, as has already been explained above, and the method, as already set forth in its possible steps, for the mixing of small amounts of samples from the biological-medical field.

[0021] Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung für eine automatische Probenvorbereitung und -analyse in einem seriellen Analysen-Verfahrensablauf. In particular, the invention relates to use for automatic sample preparation and analysis in a serial analysis procedure.

[0022] Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.

[0023] Es zeigen: <tb>Fig. 1 :<SEP>eine schematische Darstellung einer Analysenvorbereitung mit einem integrierten erfindungsgemässen Mixer und einer Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Vorbereitung einer LC-MS-Analyse, und <tb>Fig. 2 :<SEP>eine schematische Darstellung einer Analysenvorbereitung mit einem integrierten erfindungsgemässen Mixer und einer Flüssig-Flüssig-Extraktion kombiniert mit einer Festphasenextraktion zur Vorbereitung einer LC-MS-Analyse, und <tb>Fig. 3 :<SEP>eine schematische Darstellung des Mixers mit seinen einzelnen Bestandteilen.[0023] FIG. <Tb> FIG. 1: <SEP> is a schematic representation of an analytical preparation with an integrated mixer according to the invention and a liquid-liquid extraction for the preparation of an LC-MS analysis, and <Tb> FIG. FIG. 2 is a schematic representation of an analytical preparation with an integrated mixer according to the invention and a liquid-liquid extraction combined with a solid-phase extraction for the preparation of an LC-MS analysis, and FIG <Tb> FIG. 3: <SEP> a schematic representation of the mixer with its individual components.

[0024] Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich insbesondere darum, einen Mixer bereitzustellen, der sich für eine online Probenvorbereitung in dem Sinn eines seriellen Betriebs eines vollautomatischen Analysensystems eignet. Dazu gehört auch die Aufgabe, den Mixer in der Weise zu konstruieren, dass er für den Einsatz einer Robotertechnik mit dem genannten Ziel im Bereich einer online Probenvorbereitung einsetzbar ist. In particular, the present invention is concerned with providing a blender suitable for on-line sample preparation in the sense of serial operation of a fully automatic analysis system. This includes the task of constructing the mixer in such a way that it can be used for the use of a robot technology with the stated aim in the field of online sample preparation.

[0025] Um die genannten Ziele zu erreichen, wurde ein Mixer konstruiert, der unter Bezugnahme auf Fig. 3 insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Dieser Mixer 1 wird als Hochenergie-Mixer bezeichnet. Er weist einen Schüttelkopf 3 auf, der mit der Motorachse 5 eines Schrittmotors 7 fest verbunden ist. In dem Schüttelkopf 3 sind gemäss diesem Ausführungsbeispiel vier Aufnahmen 9 für Probenbehälter 11 vorgesehen, die exzentrisch zu der Achse 5 des Schrittmotors 7 angeordnet sind. Damit werden auch die jeweils in die Aufnahmen 9 positionierten Probenbehälter 11 exzentrisch zu der Achse 5 des Schrittmotors angeordnet. Jeder Probenbehälter 11 wird von oben her in die jeweils vorgesehene Aufnahme 9 des Schüttelkopfes 3 eingesetzt. Der Schüttelkopf 3 ist grundsätzlich auf den jeweiligen Probenbehälter 11 abgestimmt und kann bei Bedarf, je nach dem Typ des oder der Probenbehälter(s) 11, ausgetauscht werden. In order to achieve the stated objects, a mixer has been constructed, which is designated overall by the reference numeral 1 with reference to FIG. This mixer 1 is called a high energy mixer. It has a shaking head 3, which is firmly connected to the motor shaft 5 of a stepping motor 7. In the shaking head 3 four receptacles 9 are provided for sample container 11, which are arranged eccentrically to the axis 5 of the stepping motor 7 according to this embodiment. Thus, each positioned in the receptacles 9 sample container 11 are arranged eccentrically to the axis 5 of the stepping motor. Each sample container 11 is inserted from above into the respectively provided receptacle 9 of the shaking head 3. The shaking head 3 is basically matched to the respective sample container 11 and can be exchanged as needed, depending on the type of sample container (s) 11 or 11.

[0026] Für das Mischen sind noch die erforderlichen Parameter für den Schrittmotor 7 zu bestimmen, die ebenso sorgfältig auf den jeweiligen Probenbehälter 11, den Probenraum 13 und die Probe selbst abgestimmt sind. Zu den genannten Parametern gehören die Frequenz und Amplitude für den Drehrichtungswechsel des Schrittmotors 7, verbunden mit der Wahl der Winkelschritte des Schrittmotors 7, da das Mischen oder Schütteln durch einen Drehrichtungswechsel des Schrittmotors 7 erfolgt. Drehrichtung-Umschalt-Frequenz und Amplitude können dabei beliebig eingestellt werden. Dies gilt grundsätzlich ebenso für die Anzahl der Winkelschritte und den Durchmesser des Schüttelkreises 15. Gemäss diesem Ausführungsbeispiel werden die Drehrichtung-Umschalt-Frequenz und Amplitude auch während ein und desselben Schüttelzyklus verändert, um dadurch stehende Wellen in der zu mischenden bzw. zu schüttelnden Probe zu vermeiden. In der Praxis ändert der Schrittmotor 7 mehrmals in der Sekunde seine Drehrichtung. For the mixing, the parameters required for the stepping motor 7 are still to be determined, which are just as carefully matched to the respective sample container 11, the sample chamber 13 and the sample itself. The parameters mentioned include the frequency and amplitude for the direction of rotation change of the stepping motor 7, connected to the choice of the angular steps of the stepping motor 7, since the mixing or shaking is done by a change of direction of the stepping motor 7. Direction of rotation switching frequency and amplitude can be set arbitrarily. In principle, this also applies to the number of angular steps and the diameter of the shaking circuit 15. According to this embodiment, the rotational direction switching frequency and amplitude are also changed during one and the same shaking cycle, thereby avoiding standing waves in the sample to be mixed or shaken. In practice, the stepping motor 7 changes its direction of rotation several times per second.

[0027] Der Radius des Schüttelkreises 15 ergibt sich grundsätzlich aus der Distanz zwischen der Motorachse 5 und der Probenbehälterachse 17. Die zu mischende Probe wird nun nicht mittels einer Kreisbewegung oder einer kreisähnlichen Bewegung gemischt, sondern durch das Hin- und Herbewegen auf einem Segmentradius des Kreises 15. Durch ein schnelles Wechseln der Drehrichtung und durch die Wahl der Winkelschritte des Schrittmotors 7 ergibt sich die gewünschte Schüttelbewegung auf dem entsprechenden Segment des Schüttelkreises 15. The radius of the shaking circuit 15 results in principle from the distance between the motor shaft 5 and the sample container axis 17. The sample to be mixed is not mixed by a circular motion or a circular motion, but by the reciprocating on a segment radius of By a rapid change of the direction of rotation and by the choice of the angular steps of the stepping motor 7, the desired shaking on the corresponding segment of the shaker 15 results.

[0028] In den Fig. 1 und Fig. 2 ist der erläuterte Mixer 1 dargestellt, wie er innerhalb eines kompletten Analysensystems zur Analyse von Proben 19 aus dem biologisch-medizinischen Bereich, die im Rahmen einer Reihenuntersuchung mit integrierter vollautomatischer Probenvorbereitung mittels LC-MS untersucht werden sollen, eingebettet ist. Die Proben 19 müssen zunächst methodenspezifisch aufgearbeitet werden, um sie dann dem eigentlichen Messgerät zuführen zu können. Im Ausführungsbeispiel sind Blutplasma-Untersuchungen mittels LC-MS durchgeführt worden. Dazu muss das Blutplasma verdünnt, mit einem internen Standard versetzt und ein Fällungsmittel hinzugegeben werden. Jede der so behandelten Probe 19 wird dann zunächst mittels des erfindungsgemässen Mixers 1 geschüttelt und anschliessend noch zentrifugiert, damit der Überstand als messbare Probenlösung der LC-MS zugeführt werden kann. Während in Fig. 1 eine solche Probenvorbereitung für eine Flüssig-Flüssig-Extraktion schematisch dargestellt ist, betrifft die Darstellung in Fig. 2 eine Probenvorbereitung, bei welcher eine Flüssig-Flüssig-Extraktion und eine Festphasenextraktion (SPE) möglich sind. Der erfindungsgemässe Mixer 1 kann in beiden Systemen gleichermassen eingesetzt werden. Entsprechend ist er in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 1 und in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 1 ́ bezeichnet. Dabei wird der Mixer 1 eingesetzt, wie er bereits weiter oben im Detail beschrieben worden ist, ohne zwischen den Darstellungen der Fig. 1 und 2 zu unterscheiden oder unterscheiden zu müssen. In the Fig. 1 and Fig. 2, the illustrated mixer 1 is shown as it is within a complete analysis system for the analysis of samples 19 from the biological-medical field, in the context of a screening with integrated fully automatic sample preparation by LC-MS are to be studied. The samples 19 must first be processed method specific, in order to then be able to perform the actual meter. In the exemplary embodiment, blood plasma examinations have been carried out by means of LC-MS. For this purpose, the blood plasma must be diluted, added to an internal standard and a precipitant added. Each of the sample 19 thus treated is then shaken first by means of the mixer 1 according to the invention and subsequently centrifuged so that the supernatant can be supplied as a measurable sample solution to the LC-MS. While such a sample preparation for a liquid-liquid extraction is shown schematically in FIG. 1, the illustration in FIG. 2 relates to a sample preparation in which a liquid-liquid extraction and a solid-phase extraction (SPE) are possible. The mixer 1 according to the invention can be used equally in both systems. Accordingly, it is indicated in FIG. 1 by the reference numeral 1 and in FIG. 2 by the reference numeral 1. In this case, the mixer 1 is used, as has already been described in detail above, without having to differentiate or distinguish between the representations of FIGS. 1 and 2.

[0029] Bei einer vollautomatischen Probenvorbereitung und -analyse, wie gemäss den Fig. 1 und 2 durchgeführt, wird die zu mischende Probe 19 jeweils über einen Roboterarm in den Mixer positioniert und anschliessend zusammen mit dem Probenbehälter 11 in eine nachgeordnete Zentrifuge transferiert, die ebenfalls über eine computerimplementierte Steuerung verfügt. In a fully automatic sample preparation and analysis, as shown in FIGS. 1 and 2, the sample to be mixed 19 is positioned in each case via a robotic arm in the mixer and then transferred together with the sample container 11 in a downstream centrifuge, which also has a computer-implemented control.

[0030] Wenn weiter oben schon erläutert wurde, dass die Drehrichtung-Umschalt-Frequenz und Amplitude auch während ein und desselben Schüttelzyklus verändert werden, um dadurch stehende Wellen in der zu mischenden bzw. zu schüttelnden Probe zu vermeiden, und dass dabei der Schrittmotor 7 mehrmals in der Sekunde seine Drehrichtung ändert, so bedeutet dies im Hinblick auf die vollautomatische Proben Vorbereitung eine computerimplementierte Steuerung. D.h. es wird über die Software ein definiertes, für die jeweilige Probenvorbereitung und -analyse erforderliches und typisches Schüttelmuster programmiert und dann vollautomatisch gefahren. If it has already been explained above that the direction of rotation switching frequency and amplitude are also changed during one and the same shaking cycle, thereby preventing standing waves in the sample to be mixed or shaken, and in that case the stepping motor 7 several times per second changes its direction of rotation, this means in terms of fully automatic sample preparation, a computer-implemented control. That The software programs a defined shaking pattern required for the respective sample preparation and analysis and then runs it fully automatically.

[0031] Der Vollständigkeit halber ist an dieser Stelle noch zu erwähnen, dass die Beschriftung des jeweils zu analysierenden und für die Analyse entsprechend vorzubereitenden Probenbehälter 11 durch eine Bilderfassung registriert wird, um die jeweilige Probe 19 verwechslungsfrei den dazugehörigen Messdaten zuzuordnen. Dies erfolgt dadurch, dass der Probenbehälter 11 in eine definierte Winkelposition gedreht und photographiert wird. Aus den so erhaltenen Bildern wird ein zweidimensionales Bild erzeugt, welches die Aussenseite des Probenbehälters 11 darstellt und mit dem Messresultat zu jedem Schritt innerhalb des Analysensystems in Bezug gesetzt werden kann. For the sake of completeness, it should be mentioned at this juncture that the inscription of the respective sample container 11 to be analyzed and prepared for the analysis is registered by an image acquisition in order to assign the respective sample 19 to the associated measurement data without any confusion. This is done by the sample container 11 is rotated in a defined angular position and photographed. From the images thus obtained, a two-dimensional image is produced, which represents the outside of the sample container 11 and can be related to the measurement result for each step within the analysis system.

Claims

A mixer comprising a shaking head (3) with at least one receptacle for a sample container (11), the shaking head (3) being connected to the motor axis (5) of a stepping motor (7) and the at least one sample container (11) being eccentric is arranged to the motor axis (5), and wherein the mixing in the at least one sample container (11) causing movement of the shaking head (3) corresponds to a segment of a pitch circle.

2. Mixer according to claim 1, characterized in that the mixing causing movement by a change of direction of the motor (7) causes and the frequency of the direction of rotation of the motor (7) and the amplitude are variably adjustable.

3. Mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the radius of the Schüttelkreises by the distance between the motor axis (5) and the axis of the at least one sample container (11) is defined.

4. Mixer according to one of claims 1 to 3, which cooperates with a robot having at least one arm for loading and unloading the receptacle for the at least one sample container (11) of the mixer (1, 1).

5. A method for mixing a sample, in particular a small amount of sample from the biological-medical field, with a mixer (1, 1) according to one of claims 1 to 4, wherein a sample container containing the sample (11) provided in a designated Positioned recording (9) of a shaking head (3) and the sample is mixed by means of motor power by a reciprocating motion on the segment radius of a circle.

6. The method according to claim 5, characterized in that the mixing causing shaking movement by a rotation direction change of the motor (7), and the frequency of the direction of rotation of the motor (7) and the amplitude are changed within a mixing process.

7. The method according to claim 5, characterized in that the mixing causing shaking movement by a rotation direction change of the motor (7), and the frequency of the direction of rotation of the motor (7) and the amplitude are changed independently within a mixing process.

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the sample container containing the sample (11) from above in approximately perpendicular to the receptacle (9) of the shaking head (3) is used.

9. Use of the mixer according to one of claims 1 to 4 and the method according to one of claims 5 to 8 for the mixing of small amounts of samples from the biological-medical field.

10. Use according to claim 9 for automatic sample preparation and analysis in a serial analysis procedure.