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Vorrichtung zur Durchführung chemischer Analysen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Durchfiihrung chemischer Analyse, insbesondere auf dem Gebiet
der klinischen Chemie, unter Verwendung von Gefäßen, die nacheinander schrittweise
in einer lransportanordnung bewegt werden.
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Fur die Diagnose der verschiedenen Organerkrankungen spielt die Konzentration
bestimmter Substanzen in Eorperflüssigkeiten (Blut, Serum, Urin usw) eine wichtige
Rolle. Es gibt Bestimmungsmethoden für eine große Anzahl von Substanzen, die entsprechend
der verschiedenen Häufigkeit der einzelnen Erkrankungen auch mehr oder weniger häufig
ausgeführt werden.
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Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Bestimmungsmethoden, die
im klinisch chemischen Labor sehr häufig auszuführen sind, bei denen es wichtig
ist, die großen Analysenzahlen mit einem begrenzten Personal auszufuhren.
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Die meisten Bestimmungen werden photometrisch ausgeführt.
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Wenn es sich um eine Substanz mit einer Eigenfarbe handelt, wird die
Stärke der Färbung, die im geeigneten MaBstab direkt der Konzentration der Substanz
proportional ist, mit einem Photometer gemessen und die Konzentration durch Multiplikation
mit einem bekannten Faktor bestimmt.
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Bei optisch nicht absorbierenden Substanzen erzeugt man durch Zusatz
eines Reagenz eine für die Analysensubstanz z spezifische Färbung und bestimmt dann
über eine photometrische Messung die Konzentration.
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Bekannt sind Vorrichtungen, die eine Mechanisierung der einzelnen
chemischen Analysenschritte in folgender Weise ermöglichen ; Es werden zum Beispiel
mehrere Proben auf einem Probenteller bereitgestellt und die Proben in einem Schlauchsystem
nacheinander in bestimmten Verhältnissen mit Reagenzien vermischt und, wenn es nótwendig
ist, erhitzt und wieder abgekuhlt. Die photometrische Messung wird mit einer Durchflußküvette
in einem Photometer ausgeführt.
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Es ist auch eine Mehrfachausnutzung der Apparatur bei dieser Arbeitsmethode
bekannt in dem Sinne, daB von einer Probe mehrere teLlmengen entnommen und in getrennten
Apparaturen nach verschiedenen Methoden analysiert werden.
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Außerdem ist eine andere Analysentechnik bekannt, bei der die manuellen
Schritte mechanisiert sind. Es wird zum Beispiel aus der Probe mit einer mechanisierten
Pipette eine bestimmte Menge für die Analyse entnommen und in ein neues üefäß übertragen.
Es wird aus einem Vorratsgefäß eine bestimmte Menge Reagenz zugeführt, es wird die
Mischung für den Ablauf der xeaktion eine definierte Zeit auf eine festgelegte Temperatur
erhitzt und nach der Abkühlung aus dem aeaktionskreis vom Photometer eine Probe
abgesaugt, die dann in der gleichen Weise wie oben gemessen und ausgewertet wird..
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Die zuletzt beschriebene Apparatur arbeitet mit Substanzmengen von
einigen Milliliternt verwendet Reaktionsgefäße aus Glas, die sie nach Ablauf der
Reaktion wieder säubert und erneut verwendet. Als Dosierpumpen für die Reagenzien
werden Kolbenpumpen mit Ventilen verwendet, die das Reagenz aus Vorratsflaschen
ansaugen.
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Bei einer Mechanisierung der manuellen Technik, ist auch bekannt,
Probengefäße in sogenannte Identifikationseinheiten einzusetzen, die Proben durch
Lesevorrichtungen zu identifizieren und gegebenenfalls aus den Einheiten in mehrere
Behandlungsstrecken zu bringen und nach verschiedenen Verfahren zu behandeln.
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Die Zuordnung der maschinell gelesenen Probenkennzeichnung zu den
Analysenergebnissen, die jeweils um den Zeitbedarf fiir die Analyse später zur Verfügung
stehen, macht bei den bekannten Systemen eine Speicherung der Probenkennzeichnung
erforderlich.
AuBerdem sind die Analysenergebnisse zu speichern,
bis die am längsten dauernde Analyse abgeschlossen ist. Darn können erst aufgrund
der am Anfang festgelegten gleichen Reihenfolge der Meßproben in den einzelnen Analysenstrecken
die Meßwerte der Probe zugeordnet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen,
in welcher verschiedene Analysen durchgeführt werden können, wobei eine Automatisierung
möglich ist, Probengefäße in beliebiger Reihenfolge aneinandergereiht werden können
und an den sogenannten Behandlungsstrecken eine völlig mechanisierte, d. h. automatische
Behandlung der Proben erfolgt, wobei daruber hinaus eine Vervielfachung der Anordnung
vorbehalten bleiben soll, ohne daß grundsätzlich anders aufgebaute Komponenten benotigt
werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, da8 wenigstens
zwei schrittweise arbeitende Transportanordnungen vorgesehen sind, in denen die
Gefäße nacheinander transportiert und/oder die Analysenproben dner Behandlung unterworfen
werden, wobei mindestens eine Transportanordnung eine von der oder den anderen abweichende
Schrittlänge hat.
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Insbesondere sieht die Erfindung vor, daß eine erste Cransportanordnung,
mit der die Analysenproben in einem Gefäß einer Aufnahme-oder Entnahmestation zugeführt
werden, mit kleinen Schritten arbeitet und daß in einer zweiten lransport-
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anordnung (im folgenden auch Behandlungsstrecke genannt) ein l'exil der Probe mit
großeren Schritten in einem anderen Gefäß den Stationen für die analytische Behandlung
zugeführt wird. Hierdurch wird eine rationelle Ausführung der Vorrichtung bei vorteilhaften
räumlichen Abmessungen erreicht.
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Wenn die erste Transportanordnung mit einer Schrittlänge entsprechend
einer Gefäßteilung in einer ltransportkette arbeitet, kann eine große Anzahl von
Gefäßen auf kleinem Raum untergebracht werden, während die eigentliche Behandlungsstrecke
zweckmäßig eine Schrittlänge hat, die in Abhängigkeit von einem Einheitsabstand
verschiedener Geräte festgelegt ist, die an der Behandlungsstrecke angeordnet sind.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht somit in einer Kombination
aus verschiedenen Transportanordnungen für Gefäße, wobei wenigstens eine Transportanordnung
als sogenannte Zuführungskette ausgebildet ist und von einer Aufnahme-oder Entnahmestation
die weiteren sogenannten Behandlungsstrecken ausgehen. An der Aufnahme-oder Entnahmestation
wird von der ersten Transportanordnung in die Aufnahmestation einer zweiten bllransportanordnung,
bei der die Schritte wesentlich größer sind, ein Teil der Probe in ein neues Gefäß
übernommen.
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In dieser Kombination ist gemaß einer weiteren Ausführungsform eine
Transportanordn-ung zugleich als Zu-und Abfiihrsystem
für eine
weitere Transportanordnung vorgesehen. Hierbei handelt es sich um eine zusätzliche
Verzweigung im Transportweg für ein GefaB, wobei zweckmäßig die Zuführung und d
Abführung in und aus einer weiteren Transportanordnung am gleichen Ort stattfindet,
wobei die Bewegungsphasen der beiden Transportanordnungen zeitlich gegeneinander
verschoben sind.
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Die Länge der Behandlungsstrecke ergibt sich aus der raumlichen Ausdehnung
der Behandlungsstationen, die zweckmäBig normiert sind und der Anzahl der Stationen.
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Der Zeitbedarf fiir die verschiedenen Analysenverfahren ist im wesentlichen
dadurch unterschiedlich, daß die dabei ablaufenden chemischen Reaktionen mehr oder
weniger Zeit erfordern. Es werden deshalb erfindungsgemäß Reaktionen, deren Zeitbedarf
wesentlich länger ist als die Mehrzahl der folgenden Operationen :"Probe abnehmen,
Reagenz zufügen, Zentrifugieren, Mischen und Messen"in Speichern durchgeführt, die
an die Behandlungsstrecke angekoppelt sind.
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Daher ist vorteilhaft an einer Behandlungsstrecke als weitere Transportanordnung
eine Speichervorrichtung zur Aufnahme von Gefäßen angeordnet, in welche Gefäße aus
der Behandlungsstrecke übertragen und für die Dauer einer bestimmten Schrittzahl
der Behandlungsstrecke aufgenommen werden, nach der sie wieder in die Behandlungsstrecke
eingebracht werden.
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Eine einen Speicher bildende dritte lransportanordnung wird dabei
zweckmißig wieder mit kleinen Schritten, beispielsweise wie die erste xransportanordnung
angetrieben und sie besteht im einfachten Falle aus einem kreisförmigen leller,
der auf dem Umfang eine größere Anzahl von Halterungen für Gefäße tragt.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Zuführungs-oder
ersten lransportanordnung mehrere Behandlungsstrecken parallel zueinander zugeordnet
sind und an den Behandlungsstrecken verschiedene Anzahlen von Behandlungsgeräten
vorgesehen sind. Hierdurch wird eine Verzweigung an der Aufnahme-oder Entnahmestation
geschaffen und ermöglicht, daß Teile der gleichen Probe in verschiedener Weise behandelt
werden. Dabei weisen parallele Behandlungsstrecken in einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform verschiedene Länge von einem Eingangsübertrager bzw. der Aufnahme-oder
Entnahmestation bis zu einer Auswert-oder Meßstation auf, und die Längen-oder Schrittzahldifferenz
wird bei gleicher Schrittlänge in den Behandlungsstrekken durch eine Speichervorrichtung
ausgeglichen. An der Auswert-oder Meßstation stehen die zur Messung vorbereiteten
Probenteile, die von der gleichen Probe am Eingang entnommen sind, gleichzeitig
oder unmittelbar aufeinander folgend zur Prüfung an einem Meßgerät an.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist für mehrere
parallele
Behandlungsstrecken ein gemeinsames Meßgerät vorhanden, an welchem di. e von der
gleichen Probe am Eingang entnommenen Probenteile unmittelbar aufeinanderfolgend
gepruft werden. Dadurch läßt sich die Auswertung wesentlich erleichtern, insbesondere
durch eine aufeinander folgende, tabellarische Aufzeichnung der Meßergebnisse an
verschiedenen Teilen einer Probe.
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Da die photometrische messung und die anschließende Auswertung sehr
schnell geht, andererseits die Meßapparatur einen wesentlichen roil des Gesamtaufwandes
darstellt, ist die Verwendung nur eines Photometers für die Messung und Auswertung
der Messung mehrerer Analysen besonders vorteilhaft.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch die
zentrale Steuerung die Zeitdifferenz zwischen der Entnahme der Probe an der Entnahmestation
und der Prüfung der behandelten Probe im Photometer durch die Taktzeit und die Anzah]
der Takte für eine Analyse genau festgelegt ist.
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Für die Ausführung der Vorrichtung mit einem Meßgerat ict zweckmäßig
vorgesehen, daß man in einer Zentralsteuereinrichtung die Taktzeit der verschiedenen
Behandlungsstrecken nun die Meßzei. im Photometer gegeneinander verschiebt. Beispielswei
se kann auch als Verweilseit der wransportanordnungen die mit derAnsah!derBehandlungsstreckenmultiplizierteMpßzeit
am Photometer vorgesehen sein. Beim Photometer erfordert di e beachriebene
Mehrfachausnutzung
einen Küvettenwechsel, wenn jeweils der Meßwert von der nächsten Behandlungsstrecke
ansteht.
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Für r die maschinelle Auswertung ist es wesentlich, bei der Aufzeichnung
der MeBergebnisse auch die Kennzeichnung der Probe anzugeben. Dort ist davon auszugehen,
daß die in die erste íransportanordnung, die sogenannte Zufiihrungsanordnung, eingesetzten
Probengefäße eine Kennzeichnung besitzen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
wird daher erfindungsgemaß in die erste Transport-oder Zuführungsanordnung zwischen
einer ihr zugeordneten Lesestation für die Kennzeichnung und der Aufnahme-oder Entnahmestation,
in der Probenteile in Behandlungsstrecken übertragen werden, die gleiche Anzahl
der Kettenglieder geschaltet, die der Anzahl der lakte der Behandlung oder Analyse
entspricht. Dadurch wird erreicht, daB die Kennzeichnung der Probe synchron mit
dem MeBwert für die Probe zur Verfügung steht. Man spart eine Speicherung der Kennzeichnung
und erleichtert bei der Mechanisierung die Zuordnung der Probenkennzeichnung zum
Meßwert.
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Vorteilhaft ist jede Behandlungsstrecke aus einer endlosen Kette mit
lialtevorrichtungen für Probengefäße ausgeführt und hat einen Spender zur taktweisen
Zuführung eines Probengefäßes vor der Aufnahme-oder Entnahmestation und einen Auswerfer
in Bewegungsrichtung hinter dem Meßgerät.
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Im Wege der Behandlungsstrecke oder-strecken sind Geräte zum Verschließen,
Erwärmen, Kühlen, Schütteln oder Zentrifugieren der GefaBe vorgesehen und Geräte
für diese Vorgänge werden teilweise in der Behandlungsstrecke und teilweise nach
Entnahme eines Gefäßes aus der Behandlungsstrekke, beispielsweise in einer weiteren
Transportanordnung, die nach Art eines Speichers ausgebildet ist, wirksam.
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Dabei ist auch vorgesehen, daß die effektive Schrittzahl eines Gefäßes
von der Aufnahme-oder Entnahmestation zur Meßstation durch Ubernahme in Behandlungsvorrichtungen
zum Erwärmen, Abkühlen oder Zentrifugieren vergrößert wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 : eine Draufsicht
auf eine erfindungsgemäße Ausführung mit einer Zuführungsanordnung und einer Behandlungsstrecke
in schematischer Darstellung, Fig. 2 : eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig.1,
e Fig. 3 : eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit mehreren Behandlungsstrecken,
Fig. 4 : eine Seitenteilansicht einer transporteinrichtung einer Behandlungsstrecke,
Fig. 5 : eine Draufsicht auf die Transporteinrichtung der Behandlungsstrecke in
Teildarstellung zur Erläuterung einer Auswerferanordnung für die GefaBe.
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Fig. 6 : eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht für
eine Steuerung einer Vorrichtung zum Ubertragen einer Reagenzmenge aus der Zusiihrungsanordnung
in die Behandlungsstrecke, wobei zugleich Mittel erläutert werden, mit denen gewisse
EinfluBnahmen auf Gefäße in der Behandlungsstrecke möglich sind, Fig. 7 : eine Seitenansicht
der Fig. 6, von rechts gesehen, Fig. 8 : eine Ansicht der Fig. 6, von unten, wobei
Teile fortgelassen sind.
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In den Fig. 1 und 2 sind eine erste Transport- oder die Zuführungsanordnung
1 und die sogenannte Behandlungsstrecke 2 erkennbar.
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Ferner ist in diesen Figuren die Auswert-oder Meßstation 3 mit einem
Photometer erkennbar.
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Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, handelt es sich bei der Zuführungsanordnung
1 um einen sogenannten Zufiihrungstisch 4 mit einer Plattform, auf der eine kettenförmige
Aneinanderreihung von Probengefäßen 6, 7 angeordnet ist. Diese Aneinanderreihung
bildet die sogenannte Zufuhrungskette. Dabei wird zweckmäßig eine Ausführung gewählt,
die beliebig zu verlängern ist, wobei Kettenglieder in einer üblichen oder besonderen
Ausführungsform vorgesehen sein können, die ein Gelenk haben. Auf dem Zufullrungstisch
4 ist eine beispielsweise mit einem Transportrad 8 versehene
Transportanordnung
vorgesehen, die einen Kanal 9 aufweist, dessen Breite entsprechend derjenigen der
Kette bzw. der Probengefäße ausgeführt ist. Das lransportrad 8 ist so vorgesehen,
daß ein Arm in den Kanal 9 hereinragt und zwischen zwei Gefäße bzw. in eine Offnung
in der Kette greift. Bei o jedem Drehschritt, der bei dem gezeigten Rad 8 90 beträgt,
wird die Ketter um eine Probe weiterbewegt. Ein Gefäß 10 wird dabei jeweils in eine
bestimmte Stellung transportiert, in welcher eine Reagenzmenge entnommen werden
kann. Diese Stellung ist definiert.
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Auf dem Zuführungstisch 4 ist ferner eine Lesestation 56 angeordnet.
Zwischen dieser und der Entnahmestation an der Stelle des Gefäßes 10 ist eine Zwangsführung
57 für die sogenannte Zufiihrungskette 89 vorgesehen, die so lang ist, daß die Anzahl
der Kettenglieder zwischen dem Gefäß 10 und der Lesestation 56 der Anzahl der Arbeitstalcte
der nachfolgenden Behandlungsoder Analysenstrecke 2 entspricht. Durch die Funktionsverbindung
in einer zentralen Steuereinrichtung 40 und der Besestation 56 sowie einer Recheneinrichtung
38 und einem Drucker 39 ist dabei gewährleistet, daß die Kennzeichnung des Gefäßes
in der Lesestation 56 dann in den Drucker eingespeist wird, wenn die MeBergebnisse
der Probe aus diesem Gefaß aufgezeichnet werden.
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Beispielsweise ist der Behandlungsstrecke 2 bzw. der Zuführungsanordnung
1 eine sogenannte Probe haw.. Reagen., dosiereinheit 11 mit einer gesteuerten Pumpe
zugeordnet, die eine definierte
Probemenge von beispielsweise 20/ul
in-ein Aufnahmegefafß, insbesondere den Schlauch 12, saugt. Die spezielle Ausführung
der Einheit 11 wird nicht näher beschrieben. Der Schlauch 12 endet in einem lräger
13, welcher an einem Schwenkarm 14 befestigt ist. Dieser ist an einer Säule 15 in
einer besonderen Einheit 16, der sogenannten Aufnahme-oder Entnahmestation angeordnet,
die in Verbindung mit der Behandlungsstrecke 2 und mit der Zuführungsanordnung 1
vorgesehen ist. Die Aufnahme-oder SntnahmestiLon-übernimst Probenteile aus den Gefäßen
auf dem Zuführungstisch 4 und an ihrem Ort nimmt die Behandlungsstrecke 2 Probenteile
auf. In der Aufnahme-oder Entnahmestation 16 erfolgt eine Auf-und Abbewegung des
lrägèrs 13 sowie eine Verschwenkung entsprechend dem Pfeil 17 zum Transport des
rägers über eine Stelle 18 der Behandlungsstrecke. Die spezielle Ausführung für
die Steuerung wird noch anhand der Fig. 6, 7 und 8 beschrieben. An dieser Stelle
wird lediglich bemerkt, daß das aus dem liräger 13 nach unten ragende Mundst-ück
des Schlauches 11 in Probegefäße auf dem Zuführungstisch 4 getaucht wird, wonach
eine bestimmte Probenmenge angesaugt wird und diese Probenmenge in ein Gefaß am
Ort 18 der Behandlungsstrecke 2 überführt wird, wo die Dosiereinheit 11 die Probenmenge
in ein dort vorgesehenes, anderes Gefäß überträgt. Die Dosiereinheit 11 druckt dabei
zunächst die Probe und anschliessend eine einstellbare Reagenzmenge, zum Beispiel
200 /ul, in das an der Stelle 18 befindliche Gefa und spült damit auch alle Probenrest
aus dem Ubertragungsschlauch 12.
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Die Behandlungsstrecke hat eine Transporteinrichtung 19 ; die beispielsweise
als Kette ausgeführt ist, die wenigstens an den Stellen 20, 21, 22... zur Aufnahme
von Gefäßen ausgebildet ist. Die GefäBe werden aus einem Spender 23 zugeführt.
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Entweder ist die Vorrichtung so ausgeführt, daß die Transporteinrichtung
19 an voneinander abgesetzten Stellen bei 20, 21, 22 Halterungen für Ge£aße besitzt
oder, wenn eine verwendete Kette unmittelbar hintereinander Aufnahmen, für Gefäße
besitzt, arbeitet der Spender 23 so, daß Gefäße nur in einem entsprechenden Abstand
zugeführt werden. Dieser Abstand ist gleichzeitig ein MaS für eine Schrittlänge
der jcransporteinrichtung 19. Es ist erkennbar, daB dieser Abstand gober ist als
der Absind zwischen zwei Gefäßen 6, 7 in der Transportanordnung auf dem Zufiihrungstisch
4.
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In der erläuterten schematischen Darstellung nach den Fig.
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1 und 2 sind dann an der Behandlungsstrecke 2 ein Gerät 24 zum Verschließen
eines Gefäßes, ein Gerät 25 zum Mischen des Gefäßinhalts, beispielsweise durch mechanische
Vibration, ein Gerät 26 zum Erwärmen des Gefäßinhalts, als sogenannter Thermostat
ausgeführt, ein sogenannter Speicher 27, ein Gerät 28, als Mischer ausgeführt, und
eine Station 29 vorgesehen, an welcher der Teil der Probe, der für die Messung vorbereitet
ist, entnommen wird.
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Es ist erkennbar, daß zwischen der Einwirkung der Geräte 24, 25 jeweils
eine Schrittlänge vorhanden ist, während zwischen der Einwirkung der Geräte 25,
26, 27, 28 zwei Schrittlangen liegen.
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Dies kann durch mechanische Ausfuhrung der einzelnen Gerate oder
durch erforderliche Verweilzeiten zwischen den aufeinanderfolgenden Einwirkungen
bedingt sein.
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In der Bereitstellung eines Gefäßes an der Stelle 18 wird dieses Gefäß
mit einem Probenteil gefüllt. Mit jedem Schritt der lransporteinrichtung 19 wird
ein neues Gefäß an die Stelle 18 geführt.
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Wenn ein Gefäß in die Station 30, d. h. in die Station kommt, in welcher
der Thermostat 26 einwirkt, wird das Gefäß aus der Transporteinrichtung 19 herausgenommen
; beispielsweise fällt es in den thermostaten. Die Entnahme kann mit einer Vorrichtung
edsprechend der in den Figuren 6 bis 8 gezeigten erfolgen oder die nalterungen der
Transporteinrichtung können spreizfahig angeordnet sein, um eine Herausnahme zuermoglichen.
Grundsätzlich werden Halterungen für Gefäße an einem Transportband einbezogen, die
eine Zuführung und Abführung von Gefäßen von bzw. nach oben, unten oder seitwärts
wahlweise zulassen.
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Der Thermostat 26 ist im Beispiel als Rotationskörper aus Metall ausgeführt,
der auf einem Kreisumfang eine Reihe von Bohrungen 31, 32 hat und auf eine festgelegte
Temperatur erwärmt werden kann, die auf die Flüssigkeit im Gefäß übertragen wird.
Im Beispiel hat der Thermostat 26 vierundzwanzig Aufnahmebohrungen.
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Wenn die Verweilzeit einzelner Gefäße zwei Arbeitsschritte der Transporteinrichtung
19 beträgt, dreht sich der Rotationskörper der Vorrichtung 26 bei jedem Arbeitsschritt
der Transporteinrichtung 19 um im wesentli chen 180°. Da die Transporteinrichtung
19
in der Behandlungsstrecke 2 gewisse Verweilzeiten hat, findet die Drehung z. B.
um 180° vermindert um einen Bohrungs-oder Aufnahmeabstand in dem Rotationskörper
des Thermostaten statt, um ein GefaB aus einer Halterung der Behandlungsstrecke
zu übernehmen, worauf dann der Thermostat um eine leilung der Bohrungen oder Aufnahmen
weitergeschaltet wird, um das im lhermostaten befindliche Gefäß während der Verweilzeit
der Transporteinrichtung in deren Halterung zu übertragen. Dadurch findet die Zu-und
Abführung in die und aus der weiteren Transporteinrichtung, die hier vom Thermostaten
26 gebildet wird, am gleichen Ort statt.
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Es ist erkennbar, daß die Verweilzeit leicht anders eingestellt werden
kann, wenn ein anderes Drehmaß gewahlt wird. Der Weitertransport einzelner Gefäße
wird daher im Bereich der Vorrichtung um eine bestimmte Anzahl von Arbeitsschritten
verzögert.
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In gleicher Weise ist die Speichervorrichtung 27 mit einem Rotationskörper
33 ausgefuhrt, der entsprechend schrittweise verdreht wird und den Durchgang der
Gefäße zur Vorrichtung 28 um eine beliebige Sohrittzahl verzogern kann. Dies hat
den Zweck, den Einlauf der Gefaße an der Station 29 bei völlig gleichmaBiger Bewegung
der Transporteinrichtung 19 auf eine bestimmte Zeit festzulegen, was insbesondere
bei der vorgesehenen Kombination mit der Lesestation 56 wesentlich ist.
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Die Speichervorrichtung 27 kann auch eine Kette in der Art der
Transporteinrichtung
19 haben, bei der man im Hinblick auf die Wahl der Verweilzeit größere Freiheiten
hat.
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Die Mischvorrichtung 28 hat beispielsweise die Aufgabe, das Kondensat
zu losen, das sich bei der Temperierung am Gefäßdeckel bildet. Dieser Mischvorgang
erfolgt zweckmäßig in der Weise, daB das Gefäß auf einen gröBeren Halbkreist desßen
Radius von der Linge des Armes 34 bestimmt sein kann, einmal um 180° verschwenkt
wird, so daß der Deckel des Gefäßes kurzzeitig unten liegt.
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In der Station 29 wird eine zur photometrischen Messung notwendige
Probenmenge mittels einer Kanüle entnommen, die an einem lragarm 35 angeordnet und
hohenbeweglich geführt ist.
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Mit dieser Kanüle wird der Deckel des Gefäßes durchstochen und vermittels
einer Schlauchpumpe 36 die Meßsubstanz in eine Durchflußküvette 37 gesaugt. Diese
Küvetten liegen bei dem Meßvorgang im Lichtstrahl des Photometers 3. Der von diesem
gemessene lransmissionsgrad der Substanz wird in eine Hecheneinrichtung 38 übertragen
und dort ausgewertet, z. B. in Extinktion umgerechnet, so daB sich der Wert der
gesuthten Konzentration ergibt. Dieser Wert wird in einen Drucker 39 iibertragen
und ausgedruckt.
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Fig. 1 zeigt ferner eine zentrale Steuereinrichtung 40, die mit den
gezeichneten Funktionsverbindungen mit den anderen Teilen des Geräts verbunden ist
und dafiir sorgt, daß die einzelnen Bewegungen synchronisiert sind, d. h. daß die
erforderlichen
Hebe-und Vorschubbewegungen in der richtigen Reihenfolge
und im richtigen Arbeitstakt ausgefiihrt werden.
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Die Fig. 3 zeigt eine Ausfiihrung mit einer Zufiihrungsanordnung
1, d. h. einem Zuführungstisch 4, und vier Behandlungsstrecken 41, 42, 43, 44, die
alle verschiedene Länge haben und denen eine gemeinsame Meßstation 45 mit einem
Photometer 3 mit den daran angeschlossenen Vorrichtungen 38, 39 zugeordnet ist.
In diesem Beispiel ist die Aufnahme-und Entnahmestation mit 46 bezeichnet. In ihr
werden Probenteile aus einem Gefäß bei 10 in die verschiedenen Behandlungsstrecken
41 bis 44 nacheinander übertragen. Dies kann mit einer Einheit erfolgen, wie sie
in einer solchen besonderen Ausgestaltung noch anhand der Figuren 6 bis 8 erläutert
wird.
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Es wird darauf hingewiesen, daß auch hier der Zufiihrungstisch mit
einer Lesestation 56 ausgeführt ist.
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Eine mit der zentralen Steuereinrichtung 40 vergleichbare zentrale
Steuereinrichtung 47 betreibt alle Behandlungsstrecken 41 bis 44 und die zugeordneten
Geräte in gleichen Arbeitsschritten, aber mit einer Phasenversetzung, wie in der
Einleitung dargelegt ist.
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Die Aufnahme-bzw. Entnahmestation 46, die zwischen der Zuführungsanordnung
1 und den Behandlungsstrecken angeordnet ist, ist so ausgefiihrt, daß sie aus einem
Gefäß auf dem Zufuhrungstisch 4, das beispielsweise in der Stellung 10 vorgesehen
ist, nacheinander vier Reagenzmengenentnimmt und in Gefäße in den verschiedenen
Behandlungsstrecken überträgt.
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Die Behandlungsstrecken 41 bis 44, die für verschiedene Untersuchungen
ausgeführt sein können, durchlaufen dabei mit ihrer 'ransporteinrichtung verschiedene
Schrittzahlen, angedeutet durch verschiedene Längen, zur Auswert-oder MeBstation
45* Beispielsweise kann eine Behandlungsstrecke fiir Blutzuckeruntersuchungen, eine.
Behandlungsstrecke zur Bilirubinuntersuchung, eine Behandlungsstrecke zur Harnstoffuntersuchung
und eine Behandlungsstrecke für die Phosphataseuntersuchung vorgesehen sein.
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Ausgehend davon, daß für das photometrische Meßsystem bei 3 mit dem
angeschlossenen Drucker 38, 39 ein Arbeitstakt von 5 sec erforderlich ist, ergibt
sich, daß zur aufeinanderfolgenden Auswertung von vier Proben 20 sec benotigt werden.
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Infolgedessen beträgt in diesem Beispiel, wenn nicht andere Bedingungen
aufgrund von Behandlungsgeräten erforderlich sind, die Verweilzeit zwischen zwei
Arbeits-oder Vorschubschritten in den Behandlungsstrecken 20 sec. Dann können durch
den Schwenkarm 90 in der Station 45 durch verschiedene Winkeleinstellung nacheinander
die verschiedenen Probenteile einer Probe entnommen werden. Es versteht sich, daB
dabei jeweils verschiedene Eüvetten zur Zufuhrung bzw. Auswertung mit dem Photometer
3 verwendet werden. Vorteilhaft wird aber eine Phasenverschiebung zwischen einzelnen
Arbeitsschritten der Behandlungsstrecken 41 bis 44 von jeweils 5 sec vorgesehen.
Dann braucht die Verweilzeit in den einzelnen Behandlungsstrecken nur 5 sec zu betragen,
weil die Gefäße der Behandlungsstrecken 41 bis 44 in der Reihenfolge nacheinander
an der Auswert-oder Meßstation 45 einlaufen, in der die Probenteile entnommen wer-
Gleichzeitig
macht Fig. 3 deutlich, daß einzelne Behandlungsstrecken für verschiedene Untersuchungen
vollständig bereitgehalten werden und auch je nach Bedarf einzeln oder in anderen
Zusammenstellungen zwischen einer Zuführungsanordnung 1 und einer Auswert-oder MeBstation
45, 3 angeordnet werden können, wobei die Arbeitstaktsteuerung durch eine zentrale
Steuereinrichtung 47 jeweils eine optimale Ausnutzung zulat.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich dabei durch die Anordnung
der in Fig. 1 bei 27 beschriebenen Speicher, weil der Speicherantrieb so eingestellt
wird, daß die einzelnen zur Auswertung vorbereiteten Proben jeweils in der gleichen
Reihenfolge der zugeordneten Auswert-oder Meßstation 45, 3 zugeführt werden, und
zwar beispielsweise unter einer Phasenverschiebung von jeweils 5 sec, so daß die
Auswertung in dem Drucker 39, der dem Hechner 38 nachgeschaltet if zeilenweise erfolgen
kann, d. h. die verschiedenen Ergebnisse aus einem GefaB auf dem Zuführungstisch
können in der Auswertung in einer Zeile hintereinander wiedergegeben werden.
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Die zentrale Steuereinrichtung 47 hat zweckmaBig für jedes Analysensystem
eine Steuerwalze, die mit einem Synchronmotor angetrieben wird.
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Es ist erkennbar, daB, wenn beispielsweise die Behandlungsstrecke
44 in diesem Beispiel die Längste ist, der Behandlungsstrecke
41
ein Speicher 50, der Behandlungsstrecke 42 ein Speicher 48 und der Behandlungsstrecke
43 ein Speicher 49 bzw. ein mit einer entsprechenden Verzögerung arbeitendes Behandlungsgerät
wie beispielsweise der Thermostat 26 in Fig. 1 zugeordnet ist.
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Ferner sind der Vollstandigkeit halber einzelnen Behandlungsstrecken
in Big. 3 Bearbeitungsgeräte 51 bis 55-zur Durchführung von Behandlungen außerhalb
oder neben der Behandlungstrecke zugeordnet.
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Damit ist das wesentliche Prinzip der Erfindung beschrieben.
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Zur Erläuterung von Einzelheiten wird nun auf die weiteren Figuren
Bezug genommen.
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Der Spender 23 besteht beispielsweise aus einer Säule mit am Umfang
angeordneten Gefäßstapeln. Solche Säulen sind bekannt.
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Die Säule dreht sich über einerlransporteinri¢htung 19 und wirft
vermittels bekannter Steuereinrichtungen jeweils an einer dafiir vorgesehenen Stelle
ein Gefäß in eine Halteeinrichtung g der Transporteinrichtung 19 bzw. in eine Behandlungsstrecke.
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Beispielsweise fällt dabei ein Gefäß zwischen zwei Haltearme 58,
59 (Fig. 4 und 5) einer lransportkette, die schrittweise angetrieben wird. Diese
Haltearme, von denen andere mit 60 und 61 bezeichnet sind (Fig. 5) sind an einem
Band 62 befestigt, das entsprechend dem Verlauf der Transporteinrichtung 19, d.
h. einer Behandlungsstrecke, geführt ist.
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In Bereichen, in denen das Gefäß in der Transporteinrichtung verbleibt,
liegt vor den freien Enden der Haltearme 58-61 ein Steg 63. An einer Station, die
in Fig. 1 z. B. mit 64 bezeichnet ist, ist über und unter dem Band 62 ein Abstreifer
65 vorgesehen und der Steg 63, wie bei 66 gezeigt ist, durchbrochen. An dieser Stelle
werden Gefäße ausgeworfen.
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Das Band 62 kann durch übliche Transportmittel wie Rollen, gegebenenfalls
auch Zackenrollen, wenn das Band perforiert ist, in der erforderlichen Sahrittzahl
angetrieben werden.
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Es besteht die Möglichkeit, eine Halterung gegebenenfalls mit Haltearmen
58, 59 vermittels einer drehbar am Band 62 gelagerten Platte zu befestigen. Durch
besondere Anschläge bzw. Dreheinrichtungen im Bereich der Transportkette kann dann
daß Gefaß in der Ebene seiner Achse gedreht werden.
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Grundsätzlich ist bereits gesagt worden, daB das Gefäß mit einem Deckel
verschlossen wird. Der VerschluB kann beispielsweise in dem Gerät, das in Fig. 1
mit 24 bezeichnet ist, erfolgen. Dadurch wird ein sicherer AbschluB während der
Behandlung erreicht. Die Einrichtung zum Durchstechen des Deckels, beispielsweise
im Bereich der Station 59 arbeitet mit einer in senkrechter Richtung hin-und hergehenden
Kanüle, die durch eine Vorrichtung betätig-bar ist, wie sie noch beschrieben wird.
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Die Fig. 6, 71 8 zeigen eine besondere Ausfuhrungsform der Aufnahme
-oder
Entnahmestation 16 bzw. 46, wobei darauf hingewiesen wird, daß entsprechende Steuerungen
an anderer Stelle, beispielsweise auch im Bereich der Auswert-oder Meßstation 29,
45, vorgesehen sein können, wobei sich lediglich die angeschlossenen Armaturen ändern.
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Erkennbar ist der lräger 13, der Schwenkarm 14 und die Saule 15.
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Am Träger 13 ist eine Armatur 67, die das Schlauchende aufnimmt, vorgesehen.
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Bezüglich Fig. 1 ist erkennbar, daß der Träger 13 gehoben und gesenkt
werden muß, um das Schlauchende bzw. die Armatur 67 in ein Gefäß zu führen und aus
dem Gefäß herauszuheben, und daß nach diesen Vorgängen die Verschwenkung um die
Säule zur Ubertragung der Flüssigkeit in die Behandlungsstrecke erfolgen muß.
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Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Ausführung zum Übertragen in nur eine
Behandlungsstrecke. Die Säule 15 ist drehbar in einem Halter 68 gelagert. Die Säule
besteht aus mehreren teleskopisch ineinandergeführten Elementen. Ein äußeres Rohr
69, an welchem die Befestigungsvorrichtung 70 für den Schwenkarm 14 angeordnet ist,
trägt eine Aufnahme 71 für einen Kurbelzapfen 7E, dessen Kurbel 73 mit einer im
Halter 68 drehbar gelagerten Achse 74 verdrehbar ist. An dieser Achse ist drehfest
ein Nockenrad 75 und ein Zahnrad 76 befestigt (siehe auch Fig. 7), das über ein
Ritzel 77 von einem-Elektrogetriebemotor 78 angetrieben wird. Dieser steht unter
der Steuerwirkung
von zwei Schaltern 79, 80, jeweils am Halter
68 angeordnet, deren Betätigungsarme mit einem Nockeneinschnitt 81 am Nockenrad
75 zusammenwirken. Im Beispiel ist der Schalter 79 geöffnet und der Schalter 80
geschlossen. Die Abmessungen sind so gewählt, daß sich die Nockenscheibe 75 um 180°
dreht, wenn auch die. Kurbel 73 um 180° bewegt wird, so daß ein Scbelter immer dann
den Antrieb durch den Elektrogetriebemotor 78 ausschaltet, wenn sich der rager 13
in seiner obersten oder untersten Stellung befindet.
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AU8 einem Führungsrohr 82, das in dem Rohr 69 angeordnet ist, ragt
eine drehfest gelagerte Zunge 83 nach unten heraus und steht mit einer Nockenscheibe
84 in Eingriff. Dieser Eingriff bleibt auch beim Anheben der Säule 15 erhalten,
weil die Zunge 83 nach unten aus der Säule herausbewegbar ist.
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Die Nockenscheibe 84 wird durch einen Elektrogetriebemotor 85 angetrieben
und hat einen Nockeneinschnitt entsprechend 81. Der Scheibe 84 sind ebenfalls zwei
Schalter 87, 88 zugeordnet, die im Stromkreis des Elektrogetriebemotors 85 liegen
und von dhen derjenige offen ist, dessen Betätigungsarm mit dem Nockeneinschnitt
zusammenwirkt.
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Diese Schalter setzen den Drehantrieb für die Säule 15 jeweils nach
einer Umdrehung um 180Q still, was einer Ausfuhrung nach Fig. 1 entspricht, wobei
dann im Bereich des Stillstands der Antrieb des Elektrogetriebemotors 78 zum Heben
und Senken wirksam wird. Die wechselseitigen Verriegelungen
sind
nicht nager dargestellt, ergeben sich aber für den Fachmann in einer erkennbaren
Weise.
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Wenn der Aufbau so getroffen ist, daß der Schwenkarm 14 -um einen
anderen Winkel als 180° verschwenkt wird, genügt es, die beiden Schalter 87, 88
um einen entsprechenden Winkel zueinander zu versetzen, wobei dann aber jeweils
eine Reversierung im Antrieb des Elektrogetriebemotors 85 erfolgen muB.
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Wenn mit einer solchen Anordnung mehrere Behandlungsstrecken 41-44
nacheinander beschickt werden müssen, ergeben sich verschiedene Verschwenkungswinkel
hintereinander. Dies kann erreicht werden, indem man mehrere Schalter um entsprechende
Winkel am Umfang der Nockenscheibe 84 verteilt und Vorkehrungen trifft, durch die
einzelne Schalter wechselseitig nacheinander unwirksam gemacht oder übersteuert
werden.
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Die Vorrichtung nach den Fig. 6 bis 8 ist auch beschrieben worden
um Hebe- oder Übertragungsvorrichtungen für Gefäße zu zeigen, beispielsweise um
diese in den Thermostaten 26 oder den Speicher zu übertragen oder zurückzuübertragen,
wobei dann an dem Träger 13 eine Armatur zum Erfassen eines Gefäßes angeordnet ist.