DE112010000784B4 - Automatischer Analysator - Google Patents

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Abstract

Die vorgeschlagenen automatischen Analysatoren des mit einer Probenvorverarbeitungsfunktion versehenen Typs verarbeiten eine gewünschte Probe in einer Vorverarbeitungseinheit vor, bevor die Probe zur Analyse in eine Analyseeinheit pipettiert wird. Bei einem solchen herkömmlichen Typ eines automatischen Analysators werden alle Proben über die Vorverarbeitungseinheit, unabhängig davon, ob die Probe vorzuverarbeiten ist, zur Analyseeinheit überführt. Die Analyse einer Probe, die nicht vorverarbeitet werden muss, erfordert die Vorverarbeitungseinheit selbst daher nicht, was zu Verlusten in Bezug auf die Kosten und die Installationsplatzanforderungen führt. In dem Fall, in dem die Vorverarbeitung erforderlich ist, ist auch eine minimale Probenmenge notwendig, um die Probe mit einer Vorverarbeitungsflüssigkeit reagieren zu lassen. Zusätzlich könnte das mögliche Vorhandensein einer in der Vorverarbeitungseinheit verbleibenden Restprobe die analytischen Ergebnisse beeinflussen. Ein automatischer Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung, der eine Analyseeinheit und eine Vorverarbeitungseinheit aufweist, umfasst ferner einen Probenpipettiermechanismus, der so aufgebaut ist, dass er eine Funktion hat, die es ermöglicht, dass der Mechanismus Zugang zu mehreren Abgabepositionen hat, ohne dass eine Probenansaug-/Abgabeposition festgelegt wäre.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein automatische Analysatoren, welche eine qualitative und quantitative Analyse biologischer Proben, wie Blut und Urin, ausführen, und insbesondere einen automatischen Analysator mit einem Mechanismus zum Verdünnen von Proben.
  • Stand der Technik
  • Automatische Analysatoren sind auf dem Gebiet klinischer Labortests allgemein bekannt. Mechanismen, welche die Proben, Reagenzien und Vorverarbeitungsflüssigkeiten, die für diese Arten analytischer Vorgänge verwendet werden, pipettieren, wurden traditionell entsprechend dem Zweck in mehrere Typen eingeteilt, wie beispielsweise zur Verwendung mit Proben, zur Verwendung mit Reagenzien und zur Verwendung mit Vorverarbeitungsflüssigkeiten. Die Probenansaug-/Abgabepositionen liegen bei diesen Probenmechanismen (mit anderen Worten Pipettiermechanismen), unabhängig von der Art und vom Zweck der angeforderten Analyse, fest. Die Probenvorverarbeitung bezieht sich auf das Mischen der Probe mit einer Vorverarbeitungsflüssigkeit vor Beginn der Analyse, um die Probe analysierbar zu machen. Die Verwendung einer Vorverarbeitungsflüssigkeit zum Verdünnen einer Probe zum Erzielen einer geringeren Konzentration ermöglicht auch eine relative Verringerung des Verbrauchs der für das Hervorrufen von Reaktionen verwendeten Reagenzien.
  • Automatische Analysatoren, die für das Pipettieren einer solchen Vorverarbeitungsflüssigkeit mit einer Vorverarbeitungsscheibe versehen sind, sind beispielsweise in den Patentdokumenten 1 bis 4 beschrieben.
  • Literatur zum Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP H08101216 A
    • Patentdokument 2: JP H0798320 A
    • Patentdokument 3: JP H0580059 A
    • Patentdokument 4: JP H0325368 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Vorgeschlagene automatische Analysatoren des mit einer Probenvorverarbeitungsfunktion versehenen Typs verarbeiten eine gewünschte Probe in einer Vorverarbeitungseinheit vor, bevor die Probe für die Analyse in eine Analyseeinheit pipettiert wird. Bei einem solchen herkömmlichen Typ eines automatischen Analysators werden alle Proben über die Vorverarbeitungseinheit, unabhängig davon, ob die Probe vorzuverarbeiten ist, zur Analyseeinheit überführt. Die Analyse einer Probe, die nicht vorverarbeitet werden muss, erfordert die Vorverarbeitungseinheit selbst daher nicht, was zu Verlusten in Bezug auf die Kosten und die Installationsplatzanforderungen führt. In dem Fall, in dem die Vorverarbeitung erforderlich ist, ist auch eine minimale Probenmenge notwendig, um die Probe mit einer Vorverarbeitungsflüssigkeit reagieren zu lassen. Zusätzlich könnte das mögliche Vorhandensein einer in der Vorverarbeitungseinheit verbleibenden Restprobe die analytischen Ergebnisse beeinflussen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Zum Lösen der vorstehend erwähnten Probleme sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Konfigurationen vor:
    Ein automatischer Analysator mit einer Analyseeinheit und einer Vorverarbeitungseinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ferner einen Probenpipettiermechanismus auf, der so konstruiert ist, dass er eine Funktion aufweist, die es ermöglicht, dass der Mechanismus Zugang zu mehreren Pipettierpositionen hat, ohne dass eine Probenansaug-/Pipettierposition festgelegt wäre. Bei einer Vorrichtungskonfiguration, die mindestens einen Probenpipettiermechanismus 1 zum Ansaugen einer nicht vorzuverarbeitenden Probe von einer Probentransporteinheit und zum Pipettieren der angesaugten Probe in eine Vorverarbeitungseinheit und ferner mindestens einen Probenpipettiermechanismus 2 zum Ansaugen einer vorzuverarbeitenden Probe von der Probentransporteinheit und zum Pipettieren der angesaugten Probe in eine Analyseeinheit aufweist, können die vorzuverarbeitende Probe und die nicht vorzuverarbeitende Probe beispielsweise in die Analyseeinheit pipettiert werden, indem dem Probenpipettiermechanismus 2 eine Funktion zugewiesen wird, die von der Probentransporteinheit die nicht vorzuverarbeitende Probe ansaugt und die angesaugte Probe in die Analyseeinheit pipettiert.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Beim automatischen Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine vorzuverarbeitende Probe und eine nicht vorzuverarbeitende Probe entsprechend dem angeforderten analytischen Artikel selektiv in die Analyseeinheit pipettiert. Wenn die Anzahl der zu analysierenden Proben verhältnismäßig klein ist, kann ein Pipettiermechanismus sowohl die vorzuverarbeitende als auch die nicht vorzuverarbeitende Probe pipettieren, während mindestens zwei Pipettiermechanismen entweder die vorzuverarbeitende oder die nicht vorzuverarbeitende Probe pipettieren können, wenn die Anzahl der Proben verhältnismäßig groß ist. Die Probe von der Probentransporteinheit wird direkt in die Analyseeinheit pipettiert, so dass die ursprüngliche Probenmenge minimiert wird, wodurch Einflüsse durch eine in der Vorverarbeitungseinheit verbleibende Restprobe auf analytische Ergebnisse auf ein vernachlässigbares Niveau geregelt werden. Weil die Probe überdies veranlasst wird, direkt mit einem Reagens zu reagieren, während eine Konzentration der Probe aufrechterhalten wird, lassen sich die analytischen Ergebnisse leicht digitalisieren, ohne dass es notwendig wäre, die Empfindlichkeit der Untersuchungsvorrichtung zu erhöhen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines automatischen Analysators, der den Ausführungsformtyp 1 gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert,
  • 2 ist ein schematisches Diagramm eines automatischen Analysators, der den Ausführungsformtyp 2 gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert,
  • 3 ist ein schematisches Diagramm eines automatischen Analysators, der den Ausführungsformtyp 3 gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert,
  • 4 ist ein schematisches Diagramm eines automatischen Analysators, der den Ausführungsformtyp 4 gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert, und
  • 5 ist ein schematisches Diagramm von Probenpipettiermechanismen gemäß der vorliegenden Erfindung, die jeweils zwei Drehachsen aufweisen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der anliegenden Zeichnung beschrieben.
  • Die 1 bis 4 zeigen Beispiele von Vorrichtungskonfigurationen, die eine Pipettierfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Jede der Vorrichtungskonfigurationen umfasst einen Probenpipettiermechanismus 1, einen Probenpipettiermechanismus 2, eine Probenladeeinheit 3, eine Probentransporteinheit 4, eine Probenansaugposition 5, eine Probenansaugposition 6, eine Probenabgabeeinheit 7, eine Vorverarbeitungseinheit 8, eine Analyseeinheit 9, ein Reagens 10, ein Reagens 11, einen Reagenspipettiermechanismus 12 und einen Reagenspipettiermechanismus 13. Der Analyseprozessfluss in dem automatischen Analysator gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend für jede der vier Vorrichtungskonfigurationen unabhängig beschrieben.
  • Typ 1 (Fig. 1):
  • Zuerst gibt ein Bediener zu testende Proben in die Probenladeeinheit 3. Jede Probe tritt dann in einen Wartezustand für die Analyse ein. Nach Beginn der Analyse überführt die Probentransporteinheit 4 die Probe zur Probenansaugposition 5, an der der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe ansaugt und die angesaugte Probe in die Vorverarbeitungseinheit 8 pipettiert. Nach der Vorverarbeitung der Probe an der Vorverarbeitungseinheit 8 saugt der Probenpipettiermechanismus 1 die vorverarbeitete Probe aus der Vorverarbeitungseinheit 8 und pipettiert die Probe in die Analyseeinheit 9. Auf diese Weise kann der Analysator eine vorverarbeitete Probe in die Analyseeinheit 9 pipettieren. Nach dem Pipettieren pipettieren die Reagenspipettiermechanismen 12 bzw. 13 die entsprechenden Reagenzien 11 und 10 in die Analyseeinheit 9, mischen die Reagenzien dann mit der Probe und erzeugen Reaktionen, um analytische Ergebnisse zu erhalten.
  • Vorteile des Typs 1 werden nachstehend beschrieben. Beim vorliegenden Typ bewegt der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe von der Probentransporteinheit 4 durch die Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9. In dieser Betriebsabfolge kann das Pipettieren einer vorverarbeiteten Probe in die Analyseeinheit 9 mit einem Pipettiermechanismus ausgeführt werden. Weil der Betrieb des Probenpipettiermechanismus 2 fortgelassen werden kann, werden daher eine Vereinfachung des Betriebs, eine Kostenverringerung und eine Platzeinsparung erreicht. Aus diesen Gründen wird der vorliegende Typ wünschenswerterweise zum Ausführen von Analysen verwendet, wenn die Anzahl der Proben verhältnismäßig klein ist und jede Probe vorzuverarbeiten ist.
  • Typ 2 (Fig. 2):
  • Wie bei Typ 1 wird jede Probe in der Probenladeeinheit 3 durch die Probentransporteinheit 4 überführt und hält an der Probenansaugposition 5 an. An dieser Position saugt der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe an und gibt sie, nachdem sie die Vorverarbeitungseinheit 8 durchlaufen hat, an die Analyseeinheit 9 ab. Auf diese Weise kann der Analysator eine nicht vorverarbeitete Probe in die Analyseeinheit 9 pipettieren. Nach dem Pipettieren pipettieren die Reagenspipettiermechanismen 12 bzw. 13 die entsprechenden Reagenzien 11 und 10 in die Analyseeinheit 9, mischen die Reagenzien dann mit der Probe und erzeugen Reaktionen, um analytische Ergebnisse zu erhalten.
  • Vorteile des Typs 2 werden nachstehend beschrieben. Beim vorliegenden Typ bewegt der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe von der Probentransporteinheit 4 durch die Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9 (überspringt jedoch die Vorverarbeitung der Probe durch die Vorverarbeitungseinheit 8). Bei dieser Betriebsabfolge kann das Pipettieren einer nicht vorverarbeiteten Probe in die Analyseeinheit 9 mit einem Pipettiermechanismus ausgeführt werden. Weil der Betrieb des Probenpipettiermechanismus 2 fortgelassen werden kann, werden daher eine Vereinfachung des Betriebs, eine Kostenverringerung und eine Platzeinsparung erreicht. Aus diesen Gründen wird der vorliegende Typ wünschenswerterweise zum Ausführen von Analysen verwendet, wenn die Anzahl der Proben verhältnismäßig klein ist und die Probenvorverarbeitung zu überspringen ist.
  • Typ 3 (Fig. 3):
  • Jede in die Probenladeeinheit 3 pipettierte Probe wird wie bei den Typen 1 und 2 durch die Probentransporteinheit 4 überführt und hält an der Probenansaugposition 6 an. An dieser Position saugt der Probenpipettiermechanismus 2 die Probe an und pipettiert sie dann in die Vorverarbeitungseinheit 8. Nach der Vorverarbeitung der Probe an der Vorverarbeitungseinheit 8 saugt der Probenpipettiermechanismus 1 die vorverarbeitete Probe aus der Vorverarbeitungseinheit 8 und pipettiert die Probe in die Analyseeinheit 9. Nach dem Pipettieren Pipettieren die Reagenspipettiermechanismen 12 bzw. 13 die entsprechenden Reagenzien 11 und 10 in die Analyseeinheit 9, mischen die Reagenzien dann mit der Probe und erzeugen Reaktionen, um analytische Ergebnisse zu erhalten.
  • Vorteile des Typs 3 werden nachstehend beschrieben. Beim vorliegenden Typ bewegt der Probenpipettiermechanismus 2 die Probe von der Probentransporteinheit 4 zur Vorverarbeitungseinheit 8. Daraufhin bewegt der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe von der Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9. Bei dieser Betriebsabfolge überführt der Probenpipettiermechanismus 1 die Probe von der Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9, nachdem der Probenpipettiermechanismus 2 die Probe von der Probentransporteinheit 4 zur Vorverarbeitungseinheit 8 überführt hat. Eine vorverarbeitete Probe kann auf diese Weise in die Analyseeinheit 9 pipettiert werden. Die beiden Pipettiermechanismen arbeiten zusammen. Verglichen mit Typ 1 verringert der vorliegende Typ daher die Abgabezykluszeit in der Analyseeinheit 9 und verbessert den Durchsatz. Weil der Pipettiermechanismus für die die Vorverarbeitung benötigenden Proben unabhängig vom Pipettiermechanismus für keine Vorverarbeitung benötigende Proben angetrieben wird, können zusätzlich alle Wirkungen der Verwendung des Pipettiermechanismus auf das mögliche Vorhandensein einer Restprobe ignoriert werden. Aus diesen Gründen wird der vorliegende Typ wünschenswerterweise zum Ausführen von Analysen verwendet, wenn die Anzahl der Proben verhältnismäßig groß ist und eine Probenvorverarbeitung erforderlich ist.
  • Typ 4 (Fig. 4):
  • Die Proben in der Probenladeeinheit 3 werden durch die Probentransporteinheit 4 überführt und halten an den Probenansaugpositionen 5 und 6 an. An diesen Positionen saugen die Probenpipettiermechanismen 1 und 2 die Proben an und pipettieren sie dann in die Vorverarbeitungseinheit 8. Nach der Vorverarbeitung der Proben an der Vorverarbeitungseinheit 8 saugt der Probenpipettiermechanismus 1 die vorverarbeiteten Proben aus der Vorverarbeitungseinheit 8 und pipettiert sie in die Analyseeinheit 9. Nach dem Pipettieren pipettieren die Reagenspipettiermechanismen 12 bzw. 13 die entsprechenden Reagenzien 11 und 10 in die Analyseeinheit 9, mischen die Reagenzien dann unabhängig mit jeder pipettierten Probe und erzeugen Reaktionen, um analytische Ergebnisse zu erhalten.
  • Vorteile des Typs 4 werden nachstehend beschrieben. Beim vorliegenden Typ bewegen die Probenpipettiermechanismen 1 und 2 einzelne Proben von der Probentransporteinheit 4 zur Vorverarbeitungseinheit 8. Zusätzlich bewegt der Probenpipettiermechanismus 1 eine der Proben von der Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9. Bei dieser Betriebsabfolge überführen die Probenpipettiermechanismen 1 und 2 jeweils gleichzeitig und unabhängig eine Probe von der Probentransporteinheit 4 zur Vorverarbeitungseinheit 8, und der Probenpipettiermechanismus 1 überführt die Probe von der Vorverarbeitungseinheit 8 zur Analyseeinheit 9. Vorverarbeitete Proben können auf diese Weise in die Analyseeinheit 9 pipettiert werden. Die beiden Pipettiermechanismen arbeiten zusammen. Verglichen mit Typ 3 verringert der vorliegende Typ daher sowohl in der Vorverarbeitungseinheit 8 als auch in der Analyseeinheit 9 die Abgabezykluszeit, wodurch der Durchsatz verbessert wird. Die Überführung zur Vorverarbeitungseinheit 8 findet insbesondere über zwei Wege statt und verbessert daher die Wirksamkeit im Fall einer Erhöhung der Anzahl der Arten von Vorverarbeitungsvorgängen in der Art einer Verdünnung und eines Mischens.
  • Aus diesen Gründen wird der vorliegende Typ wünschenswerterweise zum Ausführen von Analysen verwendet, wenn die Anzahl der Proben verhältnismäßig groß ist und eine Proben-Vorverarbeitung erforderlich ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht die Konfigurationen vor, welche die vorstehend beschriebenen vier Betriebstypen ermöglichen. Während einer Anforderung analytischer Artikel kann der Bediener, der den automatischen Analysator mit einer dieser Konfigurationen betreibt, auswählen, ob die Vorverarbeitung an der Probe auszuführen ist. Entsprechend den Analyseanforderungsbedingungen bestimmt die Vorrichtung den Betriebsmodus aus den vier Typen und arbeitet dann in diesem Modus, um die höchstmögliche Effizienz zu erreichen.
  • Die Flexibilität des Betriebs wird durch Bereitstellen mindestens zweier Drehachsen in den Drehantrieben von jedem der Probenpipettiermechanismen 1 und 2, wie in 5 dargestellt ist, bei beiden Mechanismen erhöht, ohne dass jeweilige Zugangspunkte zu Positionen auf Umlaufbahnen beschränkt werden. Dies ermöglicht den Zugang selbst dann, wenn die Vorverarbeitungseinheit 8 und die Analyseeinheit 9 als eine Mehrringstruktur ausgebildet sind, die mehr als eine Einheit aufweist. Daher nehmen die Probenpipettierpositionen zu, und jegliche Auswirkungen einer Restprobe auf analytische Ergebnisse werden weniger signifikant. Der Durchsatz wird insbesondere bei einer Anordnung mehrerer Probenpipettiermechanismen verbessert.
  • Geeignete Layout- und Platzeinsparungen werden auch erreicht, weil die Anordnungspositionen für Reinigungsmittel, Vorverarbeitungsflüssigkeiten und Kontrollproben, die durch die Probenpipettiermechanismen angesaugt und abgegeben werden, nicht beschränkt sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 2
    Probenpipettiermechanismus
    3
    Probenladeeinheit
    4
    Probentransporteinheit
    5, 6
    Probenansaugposition
    7
    Probenabgabeeinheit
    8
    Vorverarbeitungseinheit
    9
    Analyseeinheit
    10, 11
    Reagens
    12, 13
    Reagenspipettiermechanismus

Claims (6)

  1. Automatischer Analysator, welcher aufweist: einen Probenbehälter zum Aufnehmen einer Probe, einen Mechanismus zum Halten des Probenbehälters, einen Vorverarbeitungsbehälter zum Hinzufügen einer Vorverarbeitungsflüssigkeit zu der vom Probenbehälter pipettierten Probe, einen Mechanismus zum Halten des Vorverarbeitungsbehälters, ein Reaktionsgefäß zum Mischen der Probe und eines Reagens, einen Mechanismus zum Halten des Reaktionsgefäßes und einen ersten Probenpipettiermechanismus zum Pipettieren der Probe sowohl von dem Probenbehälter, der von dem Probenbehälter-Haltemechanismus gehalten wird, als auch von dem Vorverarbeitungsbehälter, der von dem Vorverarbeitungsbehälter-Haltemechanismus gehalten wird, in das Reaktionsgefäß, das vom Reaktionsgefäß-Haltemechanismus gehalten wird.
  2. Automatischer Analysator nach Anspruch 1, wobei: der Vorverarbeitungsbehälter-Haltemechanismus zwischen dem Probenbehälter-Haltemechanismus und dem Reaktionsgefäß-Haltemechanismus bereitgestellt ist.
  3. Automatischer Analysator nach Anspruch 2, welcher ferner zusätzlich zu dem ersten Probenpipettiermechanismus aufweist: einen zweiten Probenpipettiermechanismus zum Pipettieren der Probe von dem Probenbehälter, der von dem Probenbehälter-Haltemechanismus gehalten wird, in den Vorverarbeitungsbehälter, der von dem Vorverarbeitungsbehälter-Haltemechanismus gehalten wird.
  4. Automatischer Analysator nach Anspruch 3, wobei: die Positionen nicht beschränkt sind, an denen der erste Probenpipettiermechanismus und der zweite Probenpipettiermechanismus eine Probenpipettierung von dem Probenbehälter, der von dem Probenbehälter-Haltemechanismus gehalten wird, ausführen.
  5. Automatischer Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Probenbehälter-Haltemechanismus ein Probenständer ist.
  6. Automatischer Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Vorverarbeitungsflüssigkeit eine verdünnte Lösung ist.
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