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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Analysevorrichtung für die Untersuchung von Proben, wobei die Analysevorrichtung auch geeignet ist, mit festen Reagenzien vorbestückt zu werden und entsprechende Fluide zugeführt werden können.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer Analysevorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Analysevorrichtungen zur Analyse von Proben bekannt.
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So offenbart beispielsweise die
DE 10 2007 019 695 A1 Küvette für die optische Analyse kleiner Volumina. Dabei werden direkt in einem System, lediglich durch Zuführung weiterer Proben, Messungen ermöglicht, wobei die Küvette für die optische Analyse kleiner Volumina eine strukturierte Schicht (Trägersubstrat) umfasst, welche zumindest mit einem Kanal versehen ist, wobei zumindest die Unterseite der strukturierten Schicht mit einer dünnen, optisch durchlässigen Schicht verschlossen ist und der Kanal zumindest zwei fluidische Schnittstellen aufweist, die mit diesem flüssigkeitsleitend verbunden sind.
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Aus der
EP 0 668 496 A2 ist ebenfalls eine Küvette zur Durchführung optischer Messungen in einem automatischen Analysengerät, und insbesondere eine Einzelküvette für ein Analysengerät für klinisch chemische Analysen, welche Küvette a) ein aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff in einem Stück geformtes Teil ist, b) einen rohrförmigen Körper hat, der zwei planparallele Wände besitzt, und der an einem Ende offen und am entgegengesetzten Ende durch einen Boden geschlossen ist, der die Form eines Halbzylinders hat, c) der rohrförmige Körper zwei Seitenwände hat, die sich zwischen den planparallelen Wänden erstrecken, welche Seitenwände einen oberen Teil und einen unteren Teil haben, wobei der untere Teil an den Boden angrenzt, und wobei der untere Teil jeder Seitenwand einen äußeren Steg enthält, der sich in länglicher Richtung der Küvette zwischen dem oberen Teil der Seitenwand und einem vom Boden beabstandeten Punkt erstreckt, und d) jede der planparallelen Wände am offenen Ende des Körpers eine Zunge hat, die unmittelbar an die planparallelen Wände anschliesst, sich vom Rand des offenen Endes nach außen erstreckt, und senkrecht zu den planparallelen Wänden gerichtet ist, wobei jede Zunge eine Vertiefung besitzt, und die Zungen und ihre Vertiefungen in Bezug auf die Längsachse der Küvette zueinander symmetrisch sind
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Dabei wird üblicherweise eine derartige Analysevorrichtung verwendet, um Proben mit entsprechenden Reagenzien reagieren zu lassen und dann entsprechend zu analysieren, z.B. mit optischen Mess- und Analysemethoden.
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Anwendungsbereiche sind beispielsweise Diagnostikanwendungen im Gesundheitsbereich oder aber auch Probenanalysen im Bereich Umwelt oder dergleichen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Analysevorrichtung der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass eine Analysevorrichtung einfacher aufgebaut und gleichzeitig komfortablere Analysevorgänge ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Analysevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Analysevorrichtung für wenigstens einen Probennehmer, mit wenigstens einem Korpus und mit wenigstens einem Trommelmagazin versehen ist, wobei der Korpus eine Einführöffnung für den Probennehmer und eine Aufnahme für das Trommelmagazin aufweist, wobei das Trommelmagazin in der Aufnahme drehbar aufnehmbar oder aufgenommen ist und wobei das Trommelmagazin mit einem oder mehreren Reagenzien zur Analyse einer Probe, die mit dem Probennehmer in die Analysevorrichtung eingeführt wurde, bestückbar oder bestückt ist.
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Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass eine Trommel in der Analysevorrichtung vorgesehen wird, die auf die entsprechende Anwendung abgestimmt wird, mit Reagenzien, die für die Aufbereitung der Probe erforderlich sind, bestückt und in die Analysevorrichtung eingesetzt werden können. Die Reagenzien können in Form von Feststoffen vorliegen und im Rahmen der Trommelgröße verschiedene Formen, wie beispielsweise eine Tablette, Kügelchen oder Plättchen haben. Insbesondere ist denkbar, dass die Feststoffe rieselfähig vorliegen. Dadurch wird es möglich, kompakt mehrere Reagenzien vorhalten zu können und die entsprechenden Analysen sehr einfach und zielgerichtet durchführen zu können.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Einführöffnung derart ausgebildet ist, dass ein Probenbehältnis, insbesondere eine Probenröhre, mittels dessen der Probennehmer umschließbar ist, in der Einführöffnung befestigbar ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das Probenbehältnis vergleichsweise einfach einführen zu können und dort in der Analysevorrichtung, nämlich in der Einführöffnung der Analysevorrichtung entsprechend befestigen zu können. Hierdurch wird eine besonders einfache Handhabung ermöglicht.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Analysevorrichtung weiter wenigstens eine Probenröhre aufweist, die lösbar in der Einführöffnung befestigbar ist. Denkbar ist beispielsweise, dass die Röhre fluiddicht befestigbar ist. Denkbar ist insbesondere, dass die Röhre in der Einführöffnung einschraubbar ist, insbesondere fluiddicht einschraubbar ist. Hierzu kann eine entsprechende Dichtung, beispielsweise ausgeführt als Radial- und/oder Axialdichtung vorgesehen sein. Die Röhre kann dabei durchsichtig ausgebildet sein und kann optische Untersuchungen bzw. Analysen, insbesondere UVNIS-Spektroskopie, Absorptionsmessung, aber auch Lumineszenz-Messung oder andere Messungen ermöglichen.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass im Korpus ein oder mehrere Fluidkanäle und/oder Fluidwege vorgesehen sind. Hierdurch wird es möglich, auch unterschiedliche Analysefluide oder entsprechende Spülvorgänge oder dergleichen durchführen zu können.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Analysevorrichtung wenigstens ein Filterelement aufweist. Mittels des Filterelements können entsprechend Fluide bzw. Flüssigkeiten vor dem Verlassen der Analysevorrichtung vorgefiltert werden. Insbesondere ist denkbar, dass das Filterelement als Vorsatzfilter ausgebildet ist. Der Austritt bedenklicher Stoffe kann auch durch den Einsatz des Vorsatzfilters verhindert werden. Der Vorsatzfilter kann dabei an einer Entlüftungs- und/oder Überlaufbohrung angebracht sein.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Analysevorrichtung wenigstens eine Fluidzuführung aufweist und/oder mit einer Fluidzuführung verbindbar ist. Hierdurch wird es möglich, ein Fluid für den Analysevorgang zielgerichtet zuführen zu können und das entsprechende Reagenz mittels des Fluids und der Probe reagieren zu lassen. Denkbar ist, dass die Fluidzuführung auch eine Spülmöglichkeit nach einem Analysevorgang ermöglicht. Hierzu kann ein entsprechender Spülmittelzufluss oder auch einfach eine gesonderte Spülfunktion möglich sein.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Fluidzuführung wenigstens eine Rückflussperre, insbesondere ein Rückschlagventil oder Schnabelventil, aufweist oder mit wenigstens einer Rückflusssperre, insbesondere einem Rückschlagventil oder Schnabelventil, verbindbar ist.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Analysevorrichtung wenigstens eine Antriebseinheit aufweist und/oder mit wenigstens einer Antriebseinheit verbindbar ist, mittels derer das Trommelmagazin antreibbar ist. Die Antriebseinheit kann dabei als eine mechanische Antriebseinheit, als Stellmotor oder dergleichen ausgeführt sein. Denkbar ist auch, dass das Trommelmagazin durch eine Handbetätigung entsprechend verstellt werden kann. Hierdurch wird es dann möglich, entsprechend das benötigte Reagenz für den Analysevorgang auswählen zu können und entsprechend mit der Probe reagieren zu lassen. Insbesondere ist denkbar, dass die einzelnen Reagenzien, die im Trommelmagazin vorgehalten werden, voneinander entsprechend abgetrennt, insbesondere fluiddicht voneinander getrennt vorgehalten sind (bezogen auf den montierten und betriebsbereiten Zustand).
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Analysevorrichtung wenigstens einen Fluidablauf oder Fluidablass aufweist. Hierüber können entsprechend benutzte Fluide für den Analysevorgang entsprechend ausgespült und abgelassen werden. Denkbar ist insbesondere, dass am Fluidablauf bzw. Fluidauslass ein Filter vorgesehen ist.
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Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Analysevorrichtung, wie vorstehend beschrieben. Mittels des Verfahrens können beispielsweise optische Untersuchungen bzw. Analysen, insbesondere UV/VIS-Spektroskopie, Absorptionsmessungen, aber auch Lumineszenz-Messungen umfasst sein bzw. das Verfahren kann derartige Untersuchungen bzw. Analysen betreffen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Analysevorrichtung;
- 2 eine Draufsicht auf die montierte Analysevorrichtung;
- 3 eine weitere Ansicht auf die montierte Analysevorrichtung;
- 4 eine schematische Darstellung der Funktion und des Betriebs der Analysevorrichtung; und
- 5 eine schematische Darstellung des Einsatzes der Analysevorrichtung gem. 1 in einem optische Mess- und Analyseverfahren.
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1 zeigt in einer Explosionsdarstellung eine erfindungsgemäße Analysevorrichtung A.
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Die Analysevorrichtung A weist dabei eine Probenröhre 1 auf.
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Darüber hinaus weist die Analysevorrichtung A einen Korpus 2 auf.
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Des Weiteren weist die Analysevorrichtung A ein Trommelmagazin 4 auf.
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Der Korpus 2 weist weiter eine Einführöffnung 3a für den Probennehmer 5 auf. Außerdem ist eine Aufnahme 3b für das Trommelmagazin 4 vorgesehen.
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Das Trommelmagazin 4 ist dabei in der Aufnahme 3b drehbar aufgenommen.
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Nicht näher dargestellt ist, dass das Trommelmagazin 4 mit einem oder mehreren Reagenzien zur Analyse einer Probe, die mit dem Probennehmer in die Analysevorrichtung A eingeführt werden kann, bestückbar oder bestückt ist.
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Die Reagenzien können dabei im Rahmen der Trommelgröße verschiedene Formen, wie beispielsweise eine Tablette, Kügelchen oder Plättchen, haben.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Reagenzien rieselfähig sind.
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Die Analysevorrichtung kann insbesondere in Form einer Küvette ausgebildet sein (vgl. 2 und 3).
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Die Küvette kann dabei aus dem Korpus 2 bzw. Oberteil 2 bestehen, das den Verteiler der Medien darstellt und als zentrales Bauteil zur Aufnahme aller anderen Komponenten dient.
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Am Korpus 2 bzw. Oberteil 2 lässt sich das Probenstäbchen 5 befestigen, mit dem die Probe entnommen wurde.
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Diese wird dann mit der Röhre 1 umschlossen, welche dicht in das Oberteil 2 eingeschraubt wird.
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Die Röhre 1 bzw. Probenröhre 1 ist dabei vorzugsweise eine zugekaufte Schraubröhre aus dem Laborbedarf.
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In die Trommel 4 sind eine oder mehrere Kammern eingearbeitet, in welche die Feststoffreagenzien eingebracht sind.
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Außerdem sind im Oberteil 2 Kanäle zur Durchführung von Fluiden vorgesehen.
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Diese können durch ein Rückschlagventil 9 entsprechend zugeführt werden. Ein Vorsatzfilter 6 ist dabei an einer Entlüftungs- / Überlaufbohrung angebracht, wobei die Entlüftungs- /Überlaufbohrung seitlich am Oberteil 2 angeordnet ist.
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Die Trommel 4 wird, auf die entsprechende Anwendung abgestimmt, mit Reagenzien, die für die Aufbereitung der Probe erforderlich sind, bestückt und in das Oberteil 2 eingesetzt.
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Diese Feststoffe können, im Rahmen der Trommelgröße, verschiedene Formen (Tablette, Kügelchen, Plättchen) haben, vorausgesetzt sie sind rieselfähig.
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Der Probennehmer 5 wird in einer Aufnahmebohrung im Oberteil 2 fixiert und anschließend mit dem Röhrchen 1 umschlossen.
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Durch das Rückschlagventil 9 wird ein Lösemittel zugeführt.
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Die Aufbereitung der Probe erfolgt durch schrittweise Zugabe der erforderlichen Zusatzstoffe.
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Hierzu wird die Trommel 4 durch einen mechanischen Antrieb in die richtige Position zum Abwurf der einzelnen Stoffe gebracht.
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Sie fungiert hierbei gleichzeitig als Speicher/Magazin und als Schaltelement das auch die Kanäle für Flüssigkeitszufuhr öffnet oder verschließt.
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Ein Lösen eines Feststoffes und anschließendes Einspülen in das Röhrchen 1 ist ebenfalls möglich, sofern die Stoffe hierauf abgestimmt sind.
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Eine Erprobung der Abläufe ist im Einzelfall erforderlich.
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Das System ist in sich geschlossen.
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Ein entstehender Überdruck kann über die Entlüftungsbohrung abgebaut werden, genauso gilt dies für die Abfuhr bzw. den Ablauf von überschüssiger Flüssigkeit bei versehentlichem Überfüllen.
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Der Austritt bedenklicher Stoffe wird durch den Einsatz eines passenden Vorsatzfilters 6 verhindert.
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Eine optische Untersuchung, beispielsweise UV/VIS-Spektroskopie der aufbereiteten Probe kann über die runde Röhre 1 erfolgen.
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Das Probengefäß kann dabei sowohl eine Absorptionsmessung, als auch eine Lumineszenz-Messung zulassen.
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Die zylindrische Oberfläche des Probenbehälters wirkt hier wie eine optische Streu- / Sammellinse.
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Das Material beeinflusst die optische Messung unwesentlich. Auftretenden Dämpfungen in der Ein- und Ausstrahlung können in der Messtechnik entsprechend kompensiert werden.
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4 zeigt in schematischer Ansicht nochmals die Funktion und den Betrieb der Analysevorrichtung bei eingeschraubter Probenröhre 1 in das Oberteil 2.
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Mittels eines Antriebs zum Drehen der Trommel 4, der automatisch oder auch handbetätigt sein kann, kann das entsprechende Reagenz vorgewählt werden. Dies wird durch den Pfeil F1 entsprechend angezeigt.
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Die Zuführrichtung der Fluide erfolgt in Pfeilrichtung des Pfeils P1 über das Einlaufventil, das als Rückschlagventil 9 hier ausgebildet ist.
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Der Ablauf bzw. die Abfuhr von Abluft und überlaufendem Fluid erfolgt über den Vorsatzfilter 6 und die Entlüftungs- und Überlaufbohrung. Dies ist entsprechend durch den Pfeil F2 dargestellt.
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Die optische Analyse wird, wie durch 5 entsprechend schematisch dargestellt, durchgeführt.
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Über entsprechende LEDs wird die UV/VIS-Spektroskopie durchgeführt und durch die LEDs emittierten Lichtstrahlen durch das Probengefäß bzw. die Probenröhre 1 hindurchgeleitet und mittels eines Fotodetektors aufgefangen.
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Dabei ist zu beachten, dass der Fotodetektor und die zugehörigen LEDs nicht zwingend als Bestandteile der Analysevorrichtung A vorliegen müssen. Diese können auf Bestandteil einer gesonderten Vorrichtung sein.
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Der Strahlengang durch die Probenröhre 1 ist ebenfalls in 5 gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Probenröhre
- 2
- Korpus
- 3a
- Einführöffnung
- 3b
- Aufnahme
- 4
- Trommelmagazin
- 5
- Probennehmer
- 6
- Vorsatzfilter
- 9
- Rückschlagventil
- A
- Analysevorrichtung
- P1
- Pfeil
- F1
- Pfeil
- F2
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007019695 A1 [0004]
- EP 0668496 A2 [0005]
