DE19955372A1 - Vorrichtung zum Bestimmen von Mikroorganismen in Flüssigkeitsproben - Google Patents
Vorrichtung zum Bestimmen von Mikroorganismen in FlüssigkeitsprobenInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zum Bestimmen von Mikroorganismen in Flüssigkeitsproben, umfaßt eine Probenbereitstellungsstation (10) mit einer Transportvorrichtung (32, 36) zum kontinuierlichen Bereitstellen von die zu untersuchenden Proben enthaltenden Küvetten (26), eine Dosierstation (12) mit einer Pipettiereinrichtung (14) zum Entnehmen von Proben aus den Küvetten (26) und zum Einfüllen der Proben in Meßkammern, die jeweils in einer matrixförmigen Anordnung in einer Meßkammerplatte (86) ausgebildet sind, eine Meßstation (16) mit einer Meßvorrichtung (146) zum optischen Vermessen der Proben in den Meßkammern und einen Endlosförderer (18) zur seriellen Aufnahme der Meßkammerplatten (86) und zum Transportieren derselben durch die Dosierstation (12), die Meßstation (16) und durch eine temperierbare Wartezone (22).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen von Mikroorganismen in
Flüssigkeitsproben, umfassend eine Probenbereitstellungsstation mit einer
Transportvorrichtung zum kontinuierlichen Bereitstellen von die zu
untersuchenden Proben enthaltenden Küvetten, eine Dosierstation mit einer
Pipettiereinrichtung zum Entnehmen von Proben aus den Küvetten und zum
Einfüllen der Proben in Meßkammern, die jeweils in einer matrixförmigen
Anordnung in einer Meßkammerplatte ausgebildet sind, und eine Meßstation mit
einer Meßvorrichtung zum optischen Vermessen der Proben in den Meßkammern.
Um mit einer Vorrichtung der vorstehend genannten Art, beispielsweise Bakterien
in Flüssigkeitsproben nachweisen zu können, geht man folgendermaßen vor. Die
Meßkammern der Meßkammerplatte, einer sogenannten Mikrotiterplatte, sind mit
einer Nährlösung und/oder Nachweischemikalien für bestimmte Bakterien gefüllt.
Eine Probe wird auf eine Vielzahl von Kammern verteilt. Mit Hilfe der
Meßvorrichtung wird geprüft, ob sich das Absorptionsverhalten der Lösung in der
Meßkammer ändert, beispielsweise eine Farbreaktion aufgrund der
Nachweischemikalien eintritt. Ist dies nicht der Fall, wird die Meßkammerplatte in
einen Ofen gestellt, um eine Vermehrung der Bakterien in den einzelnen
Meßkammern zu erreichen. Die vorstehend beschriebenen Schritte müssen in
einem Zeitraum von 6 bis 8 Stunden mehrfach wiederholt werden. Dies bedeutet,
daß die Meßkammerplatten mit einem Greifersystem aus dem Ofen
herausgenommen, der Dosiereinheit, der Meßeinheit und schließlich wieder dem
Ofen zugeführt werden müssen. Dies ist zeitaufwendig und erfordert nicht nur
einen hohen mechanischen Aufwand, sondern viel Platz für die Speicherung der
Meßkammerplatten. Wenn bei der mechanischen Handhabung ein Fehler auftritt,
der nicht sofort bemerkt wird, kann der Vorgang wegen der langen Dauer oft erst
am nächsten Arbeitstag wieder begonnen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Handhabung der
Meßkammerplatten zu vereinfachen und damit auch Fehlerquellen auszuschalten
sowie den Platzbedarf für die Vorrichtung zu vermindern.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß durch einen Endlosförderer gelöst, der zur seriellen Aufnahme
der Meßkammerplatten und zum Transport derselben durch die Dosierstation, die
Meßstation und durch eine temperierbare Wartezone ausgebildet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung bleiben die Meßkammerplatten während der
gesamten Untersuchungsdauer mit dem Endlosförderer verbunden. Die für die
Handhabung der Meßkammerplatten beim Stand der Technik erforderlichen
Greifereinrichtungen können entfallen. Dadurch verringert sich der technische
Aufwand und auch der Raumbedarf für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Da die
bisher erforderlichen Manipulationsvorgänge eine Fülle von Fehlerquellen boten,
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb auch wesentlich
funktionssicherer als herkömmliche Vorrichtungen dieser Art.
Vorzugsweise hat der Endlosförderer eine Vielzahl von Trägerrahmen mit
mindestens je einem Aufnahmefach für eine Meßkammerplatte. So können die
Meßkammerplatten auf sehr einfache Weise mit dem Endlosförderer verbunden
werden, indem sie einfach in ein jeweiliges Aufnahmefach eingesetzt oder
eingeschoben werden.
Der Endlosförderer hat vorzugsweise ein endloses Zugglied, beispielsweise einen
Riemen oder eine Kette, das über Riemenrollen geführt ist und an dem die
Trägerrahmen befestigt sind. Um Platz zu sparen oder bei gleichem Platzbedarf
das Speichervolumen für die Meßkammerplatten zu erhöhen, kann das Zugglied
in mindestens zwei vertikal übereinanderliegenden Ebenen umlaufen. Dies läßt
sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß an zwei in einem horizontalen
Abstand angeordneten Steilen jeweils mindestens zwei Riemenrollen axial
übereinander angeordnet sind und daß mindestens eine weitere Umlenkrolle für
das Zugglied vorgesehen ist, die an einer Stelle außerhalb einer Verbindungslinie
zwischen den erstgenannten Riemenrollen liegt. So können die an dem Zugglied
befestigten Trägerrahmen von einer Ebene in die andere wechseln, ohne sich
gegenseitig zu behindern.
Die Verwendung sogenannter Mikrotiterplatten, in denen die Meßkammern ein
sehr kleines Volumen haben, erfordert eine genaue Positionierung der
Meßkammerplatten in der optischen Meßvorrichtung. Um dies zu erreichen, ist es
zweckmäßig, wenn in der Meßstation Führungsmittel zum Führen der
Trägerrahmen relativ zur Meßvorrichtung vorgesehen sind. Dadurch lassen sich
die Meßkammerplatten trotz der Flexibilität des Zuggliedes exakt gegenüber der
Meßoptik positionieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Führungsmittel
Führungsrollen, die beiderseits des Transportweges der Trägerrahmen so
angeordnet sind, daß sie zur Anlage an den parallel zur Transportrichtung
verlaufenden Seitenflächen der Trägerrahmen kommen. Um einerseits das
stoßfreie Einlaufen der Trägerrahmen zwischen die Führungsrollen zu
ermöglichen und andererseits die exakte Positionierung zu gewährleisten, ist es
zweckmäßig, wenn die zur Anlage an einer der Seitenflächen bestimmten
Führungsrollen in Richtung auf die gegenüberliegenden Führungsrollen
vorgespannt sind. Dadurch wird eine spielfreie Anlage der Führungsrollen an den
Seitenflächen der Trägerrahmen sichergestellt.
Um nicht nur seitliche Abweichungen sondern auch Bewegungen der
Meßkammerplatte in vertikaler Richtung innerhalb der Meßstation zu vermeiden,
wird vorgeschlagen, daß in den Seitenflächen der Trägerrahmen parallel zur
Transportrichtung verlaufende Führungsnuten ausgebildet sind, die zum Eingriff
mit den Führungsrollen bestimmt sind. Die Zentrierung der Trägerrahmen in der
Meßstation kann dabei noch dadurch verbessert werden, daß die Führungsnuten
und/oder die Führungsrollen in ihrem Randbereich ein V-Profil haben.
Das Aufnahmefach des Trägerrahmens ist vorzugsweise als Schiebeführung
ausgebildet, deren Öffnung auf der dem Zugglied fernen Seite des
Trägerrahmens liegt. Auf diese Weise lassen sich die Meßkammerplatten durch
einen einfachen Schiebermechanismus in der Dosierstation in das jeweilige
Aufnahmefach schieben und auch ebenso leicht aus diesem wieder entfernen.
Da die Meßkammerplatte während des gesamten Untersuchungsvorganges in
dem Trägerrahmen verbleibt, also auch im Trägerrahmen vermessen wird, ist es
zweckmäßig, wenn der Trägerrahmen entweder gar keinen Boden hat oder der
Boden des Aufnahmefaches mindestens im Bereich der Meßkammern einer in
das Aufnahmefach eingeschobenen Meßkammerplatte transparent ist. Dies kann
entweder dadurch geschehen, daß eine transparente Platte so bedruckt ist, daß
nur an den gewünschten Stellen Meßflächen frei bleiben oder daß der Boden des
Aufnahmefaches an den Stellen, die den Meßkammern einer in das
Aufnahmefach geschobenen Meßkammerplatte entsprechen, Durchbrechungen
hat.
Um die selbsttätige Zuführung von Meßkammerplatten für das Beimpfen zu
erleichtern, ist es zweckmäßig, wenn in der Dosierstation mindestens ein
Magazinschacht zur Speicherung von aufeinandergestapelten Meßkammerplatten
und eine Zuführvorrichtung zum Zuführen der jeweiligen obersten oder untersten
Meßkammerplatte des Stapels aus dem Magazinschacht in ein Aufnahmefach
eines die Dosierstation durchlaufenden Trägerrahmens hat. Auch bei dieser
Lösung sind keine komplizierten Greifersysteme erforderlich. Es genügt ein
einfacher Schieber, um die Meßkammerplatte aus dem Magazin zu entnehmen.
Befindet sich der Magazinschacht unterhalb der Förderfläche für das Einschieben
einer Meßkammerplatte in ein Aufnahmefach, so ist es zweckmäßig, wenn in dem
Magazinschacht eine nach oben vorgespannte Bodenplatte angeordnet ist, so
daß der gesamte Meßkammerplattenstapel immer gegen einen oberen Anschlag
gedrückt wird.
Die Zuführvorrichtung zum Zuführen der Meßkammerplatten ist vorzugsweise so
ausgebildet und gesteuert, daß sie die jeweilige Meßkammerplatte aus dem
Magazinschacht in eine Dosierstellung verstellt, in der das Probenmaterial in die
Meßkammern eingefüllt wird und anschließend die Meßkammerplatte in das
Aufnahmefach eines Trägerrahmens fördert. Diese Stellbewegung kann mit einem
einfachen Schieber ausgeführt werden.
Da ein und dieselbe Probe in der Regel auf verschiedene Bakterien hin
untersucht wird, ist in der Meßkammerplatte mindestens eine Gruppe von
Meßkammern ausgebildet, die mit mindestens einer Einfüllöffnung und
untereinander durch Kapillaren verbunden sind. Dies gibt die Möglichkeit, mit
einem einzigen Einfüllvorgang sämtliche Meßkammern zu befüllen. Die
Einfüllöffnung kann für das einfache Befüllen relativ groß ausgebildet werden. Die
Meßkammern dagegen brauchen nur ein sehr geringes Volumen zu haben. Dies
verringert nicht nur den Raumbedarf für die einzelne Meßkammerplatte, sondern
verringert vor allem auch das Probenvolumen und den nach Abschluß der
Untersuchungen anfallenden Abfall, der oft als Sondermüll entsorgt werden muß.
Vorzugsweise sind in jeder Meßkammerplatte die Meßkammern in Reihen und
Spalten angeordnet, wobei die in einer Reihe liegenden Meßkammern durch
Kapillaren verbunden sind und die Einfüllöffnungen der Reihen in einer Spalte
liegen. Dies erleichtert wiederum das automatische Einfüllen der Proben mittels
der Pipettiereinrichtung.
Vorzugsweise ist dabei die Spalte der Einfüllöffnungen an dem in
Einschubrichtung der Meßkammerplatte weisenden Ende derselben angeordnet
und senkrecht zur Einschubrichtung gerichtet, wobei an dem Trägerrahmen eine
Abdeckung vorgesehen ist, um die Einfüllöffnungen einer in ein Aufnahmefach
eingeschobenen Meßkammerplatte zu verschließen. Da somit sowohl die
Meßkammern als auch die Einfüllöffnungen abgedeckt sind, ist sichergestellt, daß
während des Umlaufens der Meßkammerplatten in dem Endlosförderer kein
Material aus den Meßkammern entweichen oder Fremdmaterial in die
Meßkammern gelangen kann.
Um sicherzustellen, daß die Probenflüssigkeit auch in die letzte Meßkammer
einer Meßkammerreihe gelangt, ist es zweckmäßig, wenn am Ende einer Reihe
von miteinander verbundenen Meßkammern ein Entlüftungshohlraum angeordnet
ist.
Um erreichen zu können, daß in sämtliche Meßkammern exakt die gleiche
Flüssigkeitsmenge gelangt, ist in der Kapillare zwischen je zwei Meßkammern
eine Querschnittsänderung ausgebildet, derart, daß der selbsttätige
Flüssigkeitsdurchtritt aufgrund der Kapillarwirkung verhindert wird, durch äußere
Einwirkung auf die Meßkammerplatte aber wieder ausgelöst werden kann. Soll
beispielsweise jede der Meßkammern nur halb befüllt werden, so muß
sichergestellt werden, daß die eingefüllte Flüssigkeit nicht zunächst bis in die
letzte Meßkammer der Meßkammerreihe gelangt und diese vollständig auffüllt,
wie dies bei einem ungehinderten Flüssigkeitsdurchtritt durch die Kapillaren der
Fall wäre. Mit der vorstehend beschriebenen Lösung gelangt die jeweils
gewünschte Menge zunächst nur bis zu der Querschnittsänderung, wird dann
durch äußere Einwirkung auf die Meßkammerplatte veranlaßt, weiterzufließen,
und so weiter, bis sie die letzte Kammer erreicht hat. So werden die Meßkammern
nacheinander mit der gewünschten Menge befüllt, ohne daß eine dieser Kammern
vollständig voll läuft, während andere leer bleiben. Eine Möglichkeit, in der
gewünschten Weise auf die Meßkammerplatte einzuwirken, besteht
beispielsweise darin, daß in der Dosierstation ein mit der Meßkammerplatte
koppelbare Ultraschallgeber angeordnet ist. Durch einen entsprechenden
Ultraschallstoß wird die Flüssigkeit an der Querschnittsänderung der Kapillare
veranlaßt, diese "Sperre" zu überwinden und unter der Einwirkung der
Kapillarkräfte weiterzufließen.
Meßkammerplatten der vorstehend beschriebenen Art lassen sich auf sehr
einfache Weise dadurch herstellen, daß die Meßkammern und die Kapillaren als
nach oben offene Vertiefungen in der Meßkammerplatte ausgebildet sind und
anschließend durch eine Abdeckfolie verschlossen werden. Diese Abdeckung ist
für das optische Vermessen zumindest im Bereich der Meßkammern transparent.
Auch die Meßkammerplatte ist zweckmäßigerweise zumindest im Bereich der
Meßkammerböden transparent, im übrigen aber vorzugsweise aus einem opaken
Material hergestellt, um zu verhindern, daß Streulicht von einer Meßkammer in
die andere gelangt. Eine ausreichende optische Transparenz kann dadurch
erreicht werden, daß die Meßkammerböden eine gegenüber der Plattenstärke
geringe Stärke haben, so daß die Meßkammerplatte mit Ausnahme der
Meßkammerböden opak ist.
Um Streulichteffekte bei der Vermessung der Meßkammern zu vermeiden und
auch kleine oder schwache Lichtquellen verwenden zu können, kann mindestens
eine Seite des jeweiligen Meßkammerbodens als lichtbrechende Fläche,
beispielsweise als Sammellinse ausgebildet sein.
Damit die Meßvorrichtung die Meßkammern einer zusammenhängenden
Meßkammerreihe nicht einzeln abtasten muß, ist es zweckmäßig, wenn mehrere
Paare von Lichtsendern/Lichtempfängern vorgesehen sind, die in Anzahl und
Anordnung den Meßkammern mindestens einer Meßkammerreihe entsprechen.
Die zu untersuchenden Flüssigkeiten werden meistens in Küvetten angeliefert,
die z. B. jeweils zu acht in länglichen quaderförmigen Küvettenbehältern oder
Racks angeordnet sind. Die Probenbereitstellungsstation hat bei der
erfindungsgemäßen Lösung eine Küvettenannahmestelle und eine
Küvettenabgabestelle, in denen die Küvettenbehälter jeweils quer zu ihrer
Längsrichtung transportiert werden und die durch einen Längsförderer verbunden
sind, durch den die Küvettenbehälter in Längsrichtung an der Dosierstation
vorbeitransportiert werden. Mit Hilfe der Pipettiervorrichtung können dann Proben
aus den Küvetten entnommen und auf die Meßkammerplatten verteilt werden.
Um mit möglichst geringem technischem Aufwand den Übergang von der
Querbewegung auf die Längsbewegung der Küvettenbehälter zu erreichen, hat
bei der erfindungsgemäßen Lösung der Längsförderer ein endloses Förderband,
das an den Enden des Längsförderers jeweils um eine Riemenscheibe geführt ist,
die jeweils in einen zur Bandlängsrichtung parallelen Spalt einer mit der
Transportebene in der Küvettenannahmestelle bzw. Abgabestelle fluchtenden
Stützfläche für einen Küvettenbehälter eingreift und auf einem Teil ihres
Umfanges entlang einer Kreissekante abgeflacht ist. Mit dem abgeflachten
Bereich ragt die Riemenscheibe nicht über die Stützfläche hinaus, so daß in der
Stellung der Riemenscheibe, in der die Abflachung zur Unterseite der Stützfläche
hinweist, kein Kontakt zwischen dem Förderband und der Unterseite eines auf der
Stützfläche stehenden Küvettenbehälters besteht. Das bedeutet, daß ein
Küvettenbehälter bei dieser Stellung der Riemenscheibe auf die Stützfläche
hinaufgeschoben bzw. von ihr heruntergeschoben werden kann. Dreht sich die
Riemenscheibe dann weiter, greift der Abschnitt der Riemenscheibe mit vollem
Radius durch den Spalt in der Stützfläche, so daß das Förderband Kontakt mit der
Unterseite des auf der Stützfläche stehenden Küvettenbehälters bekommt und
diese in Längsrichtung des Längsförderers mitnimmt. Diese Lösung ermöglicht
ohne die Verwendung irgendwelcher Hubvorrichtungen auf sehr einfache Weise
einen Übergang von der Querbewegung der Küvettenbehälter in eine
Längsbewegung.
Um eine ausreichende und gleichbleibende Spannung des Förderbandes zu
gewährleisten, sind die Riemenrollen an den Längsenden des Längsförderers auf
ihren Wellen relativ zueinander so positioniert, daß die effektive Länge des
Förderbandes in jeder Stellung der Riemenrollen mindestens annähernd konstant
ist.
Die Probenbereitstellungsstation dient nicht nur zum Anliefern der Küvetten für
die Probenentnahme, sondern auch zum Einstellen der Proben auf bestimmte
Konzentrationen, die einheitliche Testbedingungen gewährleisten. Hierzu haben
die Küvettenbehälter bei der erfindungsgemäßen Lösung jeweils Meßöffnungen
für eine optische Meßstrecke, die sich quer zur Längsrichtung des Behälters und
zur Einsteckrichtung der Küvetten in dem Behälter erstreckt, wobei im Bereich des
Längsförderers eine optische Meßvorrichtung zum Messen der Menge und des
Absorptionsvermögens des Küvetteninhaltes angeordnet ist. In der Regel wird die
Menge in der Küvette so gewählt, daß die Probenflüssigkeit noch durch
Verdünnen mit einer physiologischen Kochsalzlösung auf die für die Messung
gewünschte Konzentration und Dichte eingestellt werden kann. Diese Einstellung
wird mit Hilfe der Meßvorrichtung überprüft.
Eine Mengenmessung kann in der Weise durchgeführt werden, daß der
Meßvorrichtung eine Hubvorrichtung zum Anheben einer Küvette innerhalb eines
Küvettenbehälters zugeordnet ist. Bei geeigneter Wahl der Ausgangsmenge
verläuft die optische Meßstrecke durch die Küvette zunächst in Luft. Wird die
Küvette nun angehoben, tritt der Meßstrahl irgendwann in die Flüssigkeit ein, so
daß die Meßvorrichtung eine sprunghafte Dichteänderung feststellt. Aus dem
gemessenen Hubweg bis zu diesem Dichtesprung und dem bekannten
Küvettenvolumen läßt sich dann das Flüssigkeitsvolumen in der Küvette
berechnen. In Verbindung mit der gemessenen Dichte der Flüssigkeit kann dann
die zum Verdünnen erforderliche Flüssigkeitsmenge berechnet werden.
Um auch hier wieder eine sehr einfache Lösung verwirklichen zu können, ist die
Hubvorrichtung unterhalb des Obertrums des zweigeteilten Endlosbandes des
Längsförderers angeordnet und hat einen durch eine Bodenöffnung des
Küvettenbehälters greifenden Hubstößel, um die jeweilige Küvette anzuheben,
wobei ein oberer Anschlag den Hubweg begrenzt. Der Hubstößel kann
gleichzeitig Teil eines Mischkopfes zum Mischen des Küvetteninhaltes sein. Ein
hierfür geeigneter Mischkopf kann beispielsweise ein Ultraschallmischer oder ein
HF-Mischer sein. Der Anschlag ist vorzugsweise eine Feder, so daß er die
Küvette in Kontakt mit dem Stößel hält, gleichzeitig aber die induzierten
Bewegungen mitmachen kann. Auf diese Weise kann die Probenflüssigkeit
schnell mit der mittels der Pipettiereinrichtung zugeführten Flüssigkeit vermischt
werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die
Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Gesamtansicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Endes des Längsförderers in der
Probenbereitstellungsstation,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Längsförderers zur
Erläuterung seiner Funktionsweise,
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen auf dem Längsförderer
befindlichen Küvettenbehälter im Bereich der in der
Probenbereitstellungsstation vorgesehenen Meßvorrichtung,
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch einen Magazinschacht
für Meßkammerplatten,
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf den Endlosförderer mit
Trägerrahmen für die Aufnahme von Meßkammerplatten,
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht des Endlosförderers in
Richtung des Pfeiles A in Fig. 6,
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Trägerrahmen für die Aufnahme
von Meßkammerplatten,
Fig. 9 einen Schnitt entlang Linie IX-IX in Fig. 8,
Fig. 10 einen schematischen Detailschnitt durch einen
Trägerrahmen mit teilweise in diesen eingeschobener
Meßkammerplatte,
Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Darstellung mit vollständig
eingeschobener Meßkammerplatte,
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Trägerrahmen in der Meßstation,
Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie Xlll-XlII in Fig. 12,
Fig. 14 einen schematischen Teilschnitt durch eine
Meßkammerplatte in der Meßstation und
Fig. 15 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsvariante
einer Meßkammerplatte.
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt auf einem
sockelförmigen Gehäuse eine Probenbereitstellungsstation 10, eine allgemein mit
12 bezeichnete Dosierstation, eine Pipettiereinrichtung 14, eine Meßstation 16
und einen Endlosförderer 18 mit einer Vielzahl von Trägerrahmen 20 zur
Aufnahme noch zu beschreibender Meßkammerplatten, um diese durch die
Dosierstation 12, die Meßstation 16 und eine Wartezone 22 zu transportieren. Die
bezeichneten Einrichtungen befinden sich auf einem sockelförmigen Gehäuse 24,
das hier nicht interessierende Antriebsmotoren und Steuereinrichtungen enthält.
Die zu untersuchenden Flüssigkeitsproben befinden sich in Küvetten 26, die in
einem länglichen quaderförmigen Küvettenbehälter oder Küvettenrack 28 stehen.
Im vorliegenden Beispiel sind es acht Küvetten, die in einer Reihe in dem
Küvettenbehälter 28 aufgenommen sind.
Die Küvettenbehälter 28 werden in einer Küvettenannahmestation 30 mittels
eines Bandförderers 32 in Richtung des Pfeiles C zur Proben
bereitsstellungsstation 10 transportiert und in der gleichen Weise, aber in der
entgegengesetzten Richtung an einer Küvettenabgabestelle 34 mittels eines
Bandförderers 36 wieder abtransportiert, wobei von den Bandförderern 32 und 36
jeweils nur ein kleiner Abschnitt dargestellt ist. Zwischen der Küvetten
annahmestelle 30 und der Küvettenabgabestelle 34 werden die Küvettenbehälter
28 in Längsrichtung nacheinander an der Pipettiereinrichtung 14 vorbeigeführt, so
daß diese Probenflüssigkeit aus den Küvetten 26 entnehmen kann. Der
Längstransport erfolgt mit Hilfe eines in Fig. 1 nicht zu erkennenden
Längsförderers, der anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert werden soll. Der
Längsförderer besteht aus zwei zueinander parallelen Förderriemen 38, die einen
geringen Abstand voneinander haben (Fig. 4) und jeweils über eine Riemenrolle
40 im Bereich der Küvettenannahmestelle 30 bzw. über eine Riemenrolle 42 im
Bereich der Küvettenabgabestelle 34 geführt sind (Fig. 3). Das Obertrum der
Riemen 38 läuft über eine Stützfläche 44, um für die auf den Riemen 38
stehenden Küvettenbehälter 28 eine gerade solide Auflage zu bieten (Fig. 2).
Um die Küvettenbehälter 28 von dem Bandförderer 32 an den Längsförderer bzw.
von diesem an den Bandförderer 34 übergeben zu können, sind die Riemenrollen
40 und 42 jeweils entlang einer Kreissekante 46 abgeflacht, wie dies in den
Fig. 2 und 3 zu erkennen ist. Die Küvettenbehälter 28 werden von dem
Bandförderer 32 auf eine Stützfläche 48 geschoben, die einen Spalt 50 hat, in
den die Riemenrollen 40 mit ihrem dem vollen Radius entsprechenden
Umfangsbereich eintauchen, wie dies durch die gestrichelte Umfangslinie in Fig.
2 angedeutet ist. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung befindet sich der
abgeflachte Abschnitt der Riemenrollen 40 direkt unterhalb der Stützfläche 48, so
daß die Riemenrollen 40 nicht in den Spalt 50 eingreifen, sondern die Riemen 38
unter der Stützfläche 48 durchlaufen. In dieser Stellung kann ein
Küvettenbehälter 28 ungehindert auf die Stützfläche 48 geschoben werden.
Drehen sich die Riemenrollen 38 im Uhrzeigersinn aus der in Fig. 2
dargestellten Stellung weiter, so gelangt der Umfangsabschnitt mit vollem Radius
in den Spalt 50 und bringt damit den jeweiligen Riemen 38 zur Anlage an dem
Boden des auf der Stützfläche 38 stehenden Küvettenbehälters 28, so daß dieser
von dem Band 38 mitgenommen wird. Am entgegengesetzten Ende des
Längsförderers, d. h. an der Küvettenabgabestelle 34 läuft mit einer gleichen
Anordnung der inverse Vorgang ab, wobei beispielsweise ein Schieber
vorgesehen ist, um den auf der Stützfläche 48 abgeladenen Küvettenbehälter 28
auf den Bandförderer 36 zu schieben, so daß die Küvettenbehälter 28
abtransportiert werden können.
Wie Fig. 3 zeigt, sind die Rollen 40 und 42 relativ zueinander so auf ihren
Achsen positioniert, daß der jeweilige Riemen 38 nicht gleichzeitig über die
abgeflachten Abschnitte 46 der Rollen 40 und 42 läuft. Dies würde dazu führen,
daß sich die Bandspannung zyklisch stark ändert zwischen einem Zustand, in
dem das Band gleichzeitig über beide abgeflachten Abschnitte läuft und einen
Zustand, in dem das Band gleichzeitig über die Abschnitte mit vollem Radius läuft.
Um dies zu verhindern, ist gemäß Fig. 3 die Anordnung so getroffen, daß das
Band an der einen Rolle immer über einen Abschnitt mit vollem Radius läuft,
wenn es auf der anderen Rolle an dem abgeflachten Abschnitt anliegt und
umgekehrt, um so eine zumindest annähernd gleichbleibende Bandspannung zu
erreichen. Im übrigen muß durch eine ausreichende Elastizität der Riemen 38
dafür gesorgt werden, daß das Band nicht zyklisch erschlafft und der Transport
der Küvettenbehälter 28 dadurch ungleichmäßig wird.
Innerhalb der Probenbereitstellungsstation 10 ist eine in Fig. 1 nicht dargestellte
Meßvorrichtung angeordnet, um den Küvetteninhalt optisch vermessen zu
können. Diese Meßvorrichtung in der Probenbereitstellungsstation wird anhand
der Fig. 4 näher erläutert. Die Meßvorrichtung umfaßt einen optischen Sender
52 und einen Empfänger 54, die eine Meßstrecke bilden, die parallel zur
Stützplatte 44 und senkrecht zur Transportrichtung des Längsförderers 38
verläuft. Um den Durchtritt des Meßstrahles zu ermöglichen, hat jede zur
Aufnahme einer Küvette 26 bestimmte Zelle 56 des Küvettenbehälters 28 in der
Wand desselben zwei Öffnungen 58. Im Boden jeder Zelle 56 des
Küvettenbehälters 28 ist ferner eine Durchtrittsöffnungen 60 vorgesehen. Anstelle
einzelner Durchtrittsöffnungen 60 kann auch ein durchgehender Schlitz in den
Küvettenbehältern 28 ausgebildet sein. Unterhalb der Stützplatte 44 befindet sich
eine Hubvorrichtung 62 mit einem Hubstößel 64, der durch eine entsprechende
Aussparung 66 in der Stützplatte 44, zwischen den Bändern 38 hindurch und
durch die Durchbrechung 60 in dem Behälter 28 hindurchgreifen kann, um die
Küvette 26 anzuheben, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Die Küvetten 26 werden in der Regel so gefüllt, daß sich das Füllniveau 68 einer
in dem Behälter 28 stehenden Küvette 26 unterhalb der Meßstrecke zwischen
dem optischen Sender 52 und dem Empfänger 54 befindet. Die Meßstrecke
verläuft somit in Luft. Wird die Küvette 26 mittels der Hubvorrichtung 62, 64
angehoben, so wird das Flüssigkeitsniveau 68 über die Meßstrecke angehoben.
Mißt man den Hub der Küvette 26 bis zu der Stellung, in der die Meßstrecke in
die Flüssigkeit eintritt, was sich an einer Änderung des Meßsignals feststellen
läßt, so läßt sich hieraus und aus dem bekannten Küvettenvolumen das
Flüssigkeitsvolumen berechnen. In Verbindung mit der durch die Meßvorrichtung
ermittelten Dichte der Flüssigkeit kann dann berechnet werden, in welcher Weise
die Probenflüssigkeit zu verdünnen ist, um sie auf eine für die Untersuchungen
erforderliche Standarddichte einzustellen.
Die Hubvorrichtung 62, 64 kann gleichzeitig als Mischkopf, beispielsweise
Ultraschall- oder HF-Mischkopf ausgebildet sein, um bei einer Verdünnung der
Probenflüssigkeit rasch eine Durchmischung der ursprünglichen Flüssigkeiten mit
der zugegebenen Flüssigkeit zu erreichen und um so kontrollieren zu können, ob
die gewünschten Standardbedingungen für die eigentliche Messung erreicht
wurden.
Um die Mischenergie in die Probenflüssigkeit einleiten zu können, muß ein guter
Kontakt zwischen dem Stößel 64 und der Küvette 26 gewährleistet werden. Dazu
wird die Küvette 26 angehoben, bis sie an einem Anschlag 70 anstößt, der
vorzugsweise von einer Feder gebildet ist, die somit bei der Einleitung von
Ultraschallschwingungen die geringfügigen Bewegungen der Küvette 26
mitmachen kann. Der Anschlag 70 hat eine Durchtrittsöffnung 72, durch den über
eine Pipette 74 der Pipettiereinrichtung 14 Material in die Küvette 26 eingefüllt
werden kann.
Die in Fig. 1 dargestellte Pipettierstation 14 umfaßt einen Ständer 76, an dem
ein Schwenkarm 78 um eine vertikale Achse 80 schwenkbar gelagert ist, an dem
eine Pipette 82 gehalten ist, die in vertikaler Richtung und in Längsrichtung des
Schwenkarmes 78 verfahren werden kann und die mit geeigneten Mitteln
gekoppelt ist, um Flüssigkeit ansaugen und abgeben zu können.
Im Bereich der Dosierstation 12 befinden sich innerhalb des Gehäuses 24
mehrere Magazinschächte 84 (Fig. 5) zur Aufnahme von Meßkammerplatten 86,
sogenannten Mikrotiterplatten, die an einer Zutrittsöffnung 88 vorbeiführbar sind.
Wie Fig. 5 zeigt, ist ein Stapel solcher Meßkammerplatten 86 in dem Schacht
angeordnet und wird durch eine Feder 90 und eine Druckplatte 92 gegen eine
den Schacht 84 abdeckende Deckplatte 94 gespannt. Die Deckplatte 94 hat dabei
einen Austrittsspalt 96, durch den die jeweils oberste Meßkammerplatte 86 mittels
eines schematisch angedeuteten Schiebers 98 ausgeschoben werden kann.
Gemäß der Fig. 10 und 11 hat eine Meßkammerplatte 86 eine Vielzahl von
Meßkammern 100, die matrixförmig angeordnet sind. Jeder Reihe von
Meßkammern 100 in der Matrix ist eine Einfüllöffnung 102 zugeordnet. Die
Einfüllöffnung 102 ist mit den Meßkammern 100 der ihr zugeordneten Reihe über
Kapillaren 104 verbunden, die dafür sorgen, daß aufgrund der Kapillarwirkung
eine in die Einfüllöffnung 102 eingefüllte Flüssigkeit in die einzelnen
Meßkammern 100 gelangt. Die Herstellung dieser Meßkammerplatten 86 erfolgt
in der Weise, daß eine Kunststoffplatte mit den Kammern 100, 102 und den
Kapillaren 104 entsprechenden Vertiefungen hergestellt wird, die anschließend
durch eine Abdeckfolie 106 mit Ausnahme der Einfüllöffnung 102 dicht
verschlossen werden, wie dies in den Fig. 10 und 11 zu erkennen ist.
Die mittels der Pipettiervorrichtung 14 befüllten Meßkammerplatten 86 werden mit
Hilfe des Schiebers 98 an Trägerrahmen 108 übergeben, die mit dem
Endlosförderer 18 verbunden sind und in denen die Meßkammerplatten dann für
die Durchführung der eigentlichen Messungen verbleiben. Ein solcher
Trägerrahmen 108 soll nun anhand der Fig. 8 und 9 erläutert werden. Der
Trägerrahmen 108 umfaßt zwei Längsholme 110 und Querholme 112, zwischen
denen flache Aufnahmefächer 114 zur Aufnahme jeweils einer Meßkammerplatte
86 gebildet sind. Jedes der Aufnahmefächer 114 ist durch eine Bodenplatte 116
verschlossen, die im selben Raster wie die Meßkammern 100 in der
Meßkammerplatte 86 Durchtrittsöffnungen 118 für den Durchtritt eines Meßstrahls
der Meßvorrichtung in der Meßstation 16 hat, die im weiteren noch näher
beschrieben wird. An der Innenfläche eines der Querholme 112 sind jeweils
Blattfedern 120 angeordnet, welche eine in ein Aufnahmefach 114 eingeschobene
Meßkammerplatte 86 gegen den jeweils anderen Querholm 112 spannen und
damit für einen sicheren Sitz der Meßkammerplatte 86 in dem Aufnahmefach 114
sorgen. Der Trägerrahmen 108 ist mit dem waagerechten Schenkel 122 eines
Tragarmes 124 verbunden, dessen senkrechter Schenkel 126 über Klammern 128
mit einem Band oder Riemen 130 des Endlosförderers 18 verbunden ist (Fig. 9
in Verbindung mit Fig. 1). Über den mit dem Tragarm 124 verbundenen
Längsholm 110 des Trägerrahmens 108 erstreckt sich ein längliches Abdeckblech
132, das vorzugsweise aus Federstahl ausgebildet ist und den dem Längsholm
110 nahen Endbereich des jeweiligen Aufnahmefaches 114 überdeckt, wie dies in
den Fig. 10 und 11 zu erkennen ist. In der Abdeckung 132 befindet sich
jeweils eine Reihe von Öffnungen 134, die beim Einschieben einer
Meßkammerplatte 86 in ein Aufnahmefach 114 über den Einfüllöffnungen 102 der
jeweiligen Meßkammerplatte 86 zu liegen kommen, wie dies Fig. 11 zeigt.
Der Endlosförderer 18 dient dazu, die Trägerrahmen und die in ihnen befindlichen
Meßkammerplatten durch die Dosierstation 12, die Meßstation 16 und die
Wartezone 22 zu transportieren. Er hat somit auch die Funktion eines Speichers,
in dem die Meßkammerplatten während des gesamten ca. 6 bis 8 Stunden
dauernden Untersuchungsvorganges verbleiben. Mindestens die Wartezone 22,
vorzugsweise jedoch die gesamte Vorrichtung wird dabei auf einer Temperatur
gehalten, bei der sich die zu untersuchenden Mikroorganismen in den
Flüssigkeiten optimal vermehren können. Um während dieses Zeitraumes
möglichst viele Flüssigkeitsproben untersuchen zu können, muß das
Speichervolumen des Endlosförderers ausreichend hoch sein, d. h. er muß
ausreichend viele Trägerrahmen transportieren können. Gleichzeitig soll jedoch
der Raumbedarf der Vorrichtung insgesamt nicht unnötig vergrößert werden. Zu
diesem Zweck verläuft das Band 130, an dem die Trägerrahmen 108 befestigt
sind gemäß den Fig. 6 und 7 in zwei Ebenen. Der Riemen 130 verläuft
entlang der Dosierstation und der Meßstation geradlinig zwischen zwei
Rollenpaaren 136, 138 und 140, 142 sowie außerhalb der Verbindungslinie
zwischen den beiden Rollenpaaren über eine Umlenkrolle 144. Gemäß Fig. 7
läuft dabei der Riemen 130 in Richtung des Pfeiles D von der unteren Rolle 138
in der unteren Ebene zu der Rolle 142 und von dieser schräg nach oben zurück
zu der mit der Rolle 138 koaxialen Rolle 136. Von dieser läuft der Riemen 130 in
der oberen Ebene zu der zur Rolle 142 koaxialen Rolle 140 und von dieser zurück
in die untere Ebene über die schräg gestellte Umlenkrolle 144. Auf diese Weise
wird das Speichervolumen des Endlosförderers ohne wesentliche Vergrößerung
des Raumbedarfes erheblich vergrößert.
Der zwischen den Rollen 136 und 140 liegende Riemenabschnitt verläuft durch
die Meßstation 16. Diese umfaßt eine in Fig. 13 schematisch dargestellte C-
förmige Meßvorrichtung 146, in derem unteren Schenkel 148 die Lichtsender,
beispielsweise LEDs 150 und in deren oberem Schenkel 152 die Lichtempfänger
154 angeordnet sind, wie dies sich auch aus Fig. 14 ergibt. Der Meßstrahl
zwischen den Lichtsendern 150 und den Lichtempfängern 154 tritt dabei jeweils
durch eine Öffnung 118 in dem Boden 116 eines Aufnahmefaches 114. Da diese
Öffnungen 118 ebenso wie die Meßkammern 100 außerordentlich klein sind, muß
der jeweilige Trägerrahmen in der Meßstation genau relativ zur Meßvorrichtung 146
positioniert werden. Hierzu sind an den Außenseiten der Längsholme 110 der
Trägerrahmen 108 jeweils Längsnuten 156 ausgebildet, in welche Führungsrollen
158 eingreifen, die im Bereich der Meßstation 16 beiderseits des Transportweges
für die Trägerrahmen 108 angeordnet sind (Fig. 12 und 13). Die
Führungsrollen 158 auf einer Seite des Transportweges sind dabei starr gelagert,
während die anderen an angefedert sein können, um so einerseits ein stoßfreies
Einlaufen der Trägerrahmen 108 in die Meßstation und andererseits aber eine
exakte Positionierung der Trägerrahmen 108 in der Meßstation zu gewährleisten.
Um die Trägerrahmen 108 in der Meßstation auch in vertikaler Richtung zu
stabilisieren, sind die Nuten 156 mit V-förmig zum Nutgrund hin geneigten
Nutflanken 160 versehen, so daß der jeweilige Trägerrahmen 108 an den
Führungsrollen 158 in vertikaler Richtung zentriert wird.
Die so weit beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Nachdem die in den Küvetten 26 angelieferten Flüssigkeitsproben in der oben beschriebenen Weise für die Messung vorbereitet wurden, wird jeweils eine Meßkammerplatte 86 aus einem Magazinschacht 84 mittels des Schiebers 98 in eine in Fig. 5 gestrichelt angedeutete Füllstellung gebracht. Mittels der Pipettiereinrichtung 14 wird Flüssigkeit aus einer Küvette 26 entnommen und in eine Einfüllöffnung 102 einer Meßkammerplatte 86 eingefüllt. Die befüllte oder beimpfte Meßkammerplatte 86 wird anschließend mit Hilfe des Schiebers 98 weiter in das Aufnahmefach 114 eines Trägerrahmens 108 eingeschoben, der - in Fig. 1 nicht erkennbar - in der unteren Ebene des Endlosförderers 18, d. h. zwischen den Rollen 138 und 142 an der Dosierstation 12 vorbeigeführt wird. Gegebenenfalls erfolgt das Einschieben der Meßkammerplatten 86 in den Trägerrahmen 108 noch nicht vollständig, so daß zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal Flüssigkeit oder auch Nachweischemikalien nachdosiert werden können (Fig. 10). Wird die Meßkammerplatte 86 vollständig in den Trägerrahmen 108 eingeschoben, so kann das Nachdosieren auch durch die Öffnungen 134 in dem Abdeckblech 132 erfolgen, wie man dies anhand der Fig. 11 erkennen kann.
Nachdem die in den Küvetten 26 angelieferten Flüssigkeitsproben in der oben beschriebenen Weise für die Messung vorbereitet wurden, wird jeweils eine Meßkammerplatte 86 aus einem Magazinschacht 84 mittels des Schiebers 98 in eine in Fig. 5 gestrichelt angedeutete Füllstellung gebracht. Mittels der Pipettiereinrichtung 14 wird Flüssigkeit aus einer Küvette 26 entnommen und in eine Einfüllöffnung 102 einer Meßkammerplatte 86 eingefüllt. Die befüllte oder beimpfte Meßkammerplatte 86 wird anschließend mit Hilfe des Schiebers 98 weiter in das Aufnahmefach 114 eines Trägerrahmens 108 eingeschoben, der - in Fig. 1 nicht erkennbar - in der unteren Ebene des Endlosförderers 18, d. h. zwischen den Rollen 138 und 142 an der Dosierstation 12 vorbeigeführt wird. Gegebenenfalls erfolgt das Einschieben der Meßkammerplatten 86 in den Trägerrahmen 108 noch nicht vollständig, so daß zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal Flüssigkeit oder auch Nachweischemikalien nachdosiert werden können (Fig. 10). Wird die Meßkammerplatte 86 vollständig in den Trägerrahmen 108 eingeschoben, so kann das Nachdosieren auch durch die Öffnungen 134 in dem Abdeckblech 132 erfolgen, wie man dies anhand der Fig. 11 erkennen kann.
Anschließend durchläuft der Trägerrahmen für eine gewisse Zeit die Wartezone,
in der die Mikroorganismen in den Proben sich vermehren können. Wenn die
Trägerrahmen 108 dann in die obere Ebene des Endlosförderers zwischen den
Rollen 136 und 140 gelangen, werden sie durch die Meßstation 16 geführt, in der
die Meßkammern 100 der Reihe nach vermessen werden, um zu prüfen, ob eine
Nachweisreaktion stattgefunden hat, beispielsweise ein Farbumschlag
aufgetreten ist, der es ermöglicht, einen bestimmten Mikroorganismus zu
identifizieren. Diese Vorgänge können mehrfach über einen Zeitraum von 6 bis 8 Stunden
wiederholt werden. Die Meßkammerplatte braucht in diesem Zeitraum
nicht mehr manipuliert zu werden. Sie verbleibt die gesamte Zeit in dem
Trägerrahmen 108. Damit ist die Gefahr einer Störung des Meßablaufes während
dieser Zeit durch Manipulationsfehler stark verringert.
Fig. 14 zeigt eine spezielle Ausbildung der Meßkammerplatte, bei welcher der
Boden 160 der einzelnen Meßkammern 100 linsenförmig gewölbt ist, um das von
den Lichtquellen 150 ausgehende Licht zu bündeln. Damit kann auch von einer
schwachen Lichtquelle ein ausreichender Meßstrahl durch die Meßkammer 100
geleitet werden. Gleichzeitig wird verhindert, daß Streulicht in andere
Meßkammern oder auf andere Meßempfänger gelangt.
Fig. 15 zeigt in einer schematischen Weise eine Draufsicht auf eine spezielle
Ausführung einer Meßkammerplatte, bei der die Meßkammern 100 wieder
matrixförmig angeordnet sind, wobei sich jedoch an beiden Enden der
Meßkammerreihen jeweils eine Einfüllöffnung 102 befindet. Stromabwärts der
Einfüllöffnung 102 ist jeweils eine Stelle 162 vorgesehen, an der die Kapillare
nach dem Füllen der Meßkammern 100 unterbrochen werden kann. Dies kann
durch eine Verformung der Kapillare erfolgen, indem beispielsweise die
Abdeckfolie 106 in den Kapillarenkanal gedrückt wird.
Zwischen den Meßkammern 100 sind jeweils Querschnittsänderungen 164
vorgesehen, an denen die Kapillarwirkung zunächst abreißt, so daß eine in die
der Einfüllöffnung 102 nächstgelegene Meßkammer 100 eingefüllte Flüssigkeit
nicht automatisch in die stromabwärts gelegene Meßkammer gezogen wird. Erst
durch äußere Einwirkung beispielsweise mittels eines Ultraschallgebers oder
dergleichen wird die Kapillarwirkung wieder eingeleitet. Auf diese Weise ist es
möglich, auch über die Kapillarwirkung in jede der Meßkammern 100 nur eine
Flüssigkeitsmenge hineinzuziehen, die die jeweilige Kammer 100 nur zum Teil
füllt.
Claims (44)
1. Vorrichtung zum Bestimmen von Mikroorganismen in Flüssigkeitsproben,
umfassend eine Probenbereitstellungsstation (10) mit einer
Transportvorrichtung (32, 38, 36) zum kontinuierlichen Bereitstellen von die
zu untersuchenden Proben enthaltenden Küvetten (26), eine Dosierstation
(12) mit einer Pipettiereinrichtung (14) zum Entnehmen von Proben aus den
Küvetten (26) und zum Einfüllen der Proben in Meßkammern (100), die
jeweils in einer matrixförmigen Anordnung in einer Meßkammerplatte (86)
ausgebildet sind, und eine Meßstation (16) mit einer Meßvorrichtung (146)
zum optischen Vermessen der Proben in den Meßkammern (100), gekenn
zeichnet durch einen Endlosförderer (18) zur seriellen Aufnahme der
Meßkammerplatten (86) und zum Transportieren derselben durch die
Dosierstation (12), die Meßstation (16) und durch eine temperierbare
Wartezone (22).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endlosförderer (18) eine Vielzahl von Trägerrahmen (108) mit mindestens je
einem Aufnahmefach (114) für eine Meßkammerplatte (86) hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Endlosförderer (18) ein endloses Zugglied (130) hat, das über Riemenrollen
(136, 138, 140, 142, 144) geführt ist und an dem die Trägerrahmen (108)
befestigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugglied
(130) in mindestens zwei vertikal übereinanderliegenden Ebenen umläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei in
einem horizontalen Abstand angeordneten Stellen jeweils mindestens zwei
Riemenrollen (136, 138; 140, 142) axial übereinander angeordnet sind und
daß mindestens eine weitere Umlenkrolle (144) für das Zugglied (130)
vorgesehen ist, die an einer Stelle außerhalb einer Verbindungslinie
zwischen den erstgenannten Riemenrollen (136, 138; 140, 142) liegt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zugglied (130) ein Zahnriemen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Meßstation (16) Führungsmittel zur Führung der Trägerrahmen
(108) relativ zur Meßvorrichtung (146) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsmittel Führungsrollen (158) umfassen, die beiderseits des
Transportweges der Trägerrahmen (108) so angeordnet sind, daß sie zur
Anlage an den parallel zur Transportrichtung verlaufenden Seitenflächen der
Trägerrahmen (106) kommen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Anlage
an einer der Seitenflächen bestimmten Führungsrollen (158) in Richtung auf
die gegenüberliegenden Führungsrollen (158) vorgespannt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Seitenflächen der Trägerrahmen (108) parallel zur Transportrichtung
verlaufende Führungsnuten (156) ausgebildet sind, die zum Eingriff mit den
Führungsrollen (158) bestimmt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsnuten (156) und/oder die Führungsrollen (158) in ihrem
Randbereich ein V-ähnliches Profil haben.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufnahmefach (114) des Trägerrahmens (108) als Schiebeführung
ausgebildet ist, deren Öffnung auf der dem Zugglied (130) fernen Seite des
Trägerrahmens (108) liegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden (116) des Aufnahmefaches (114) mindestens im Bereich der
Meßkammern (100) einer in das Aufnahmefach (114) eingeschobenen
Meßkammerplatte (86) transparent ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Boden (116) des Aufnahmefaches (114) an den Stellen, die den
Meßkammern (100) einer in das Aufnahmefach (114) geschobenen
Meßkammerplatte (86) entsprechen, Durchbrechungen (118) hat.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Dosierstation (12) mindestens ein Magazinschacht (84) zur
Speicherung von aufeinandergestapelten Meßkammerplatten (86) und eine
Zuführvorrichtung (98) zum Zuführen der jeweiligen obersten
Meßkammerplatte (86) aus dem Magazinschacht (84) in ein Aufnahmefach
(114) eines die Dosierstation (12) durchlaufenden Trägerrahmens (108) hat.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Magazinschacht (84) die eine nach oben vorgespannte Druckplatte (92)
angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuführvorrichtung (98) derart ausgebildet und gesteuert ist, daß sie die
jeweilige Meßkammerplatte (86) aus dem Magazinschacht (84) in eine
Dosierstellung verstellt, in der das Probenmaterial in die Meßkammern (100)
eingefüllt wird und anschließend die Meßkammerplatte (86) in das
Aufnahmefach (114) eines Trägerrahmens (108) fördert.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführvorrichtung von einem Schieber (98) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Meßkammerplatte (86) mindestens eine Gruppe von
Meßkammern (100) ausgebildet ist, die mit mindestens einer Einfüllöffnung
(102) und untereinander durch Kapillaren (104) verbunden sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßkammern (100) in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die in
einer Reihe liegenden Meßkammern (100) durch Kapillaren (104) verbunden
sind und die Einfüllöffnungen (102) der Reihen in einer Spalte liegen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalte
der Einfüllöffnungen (102) an dem in Einschubrichtung der
Meßkammerplatte (100) weisenden Ende derselben angeordnet und
senkrecht zur Einschubrichtung gerichtet ist und daß an dem Trägerrahmen
(108) eine Abdeckung (132) vorgesehen ist, um die Einfüllöffnungen (102)
einer in ein Aufnahmefach (114) eingeschobenen Meßkammerplatte (86) zu
verschließen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß am
Ende einer Reihe von miteinander verbundenen Meßkammern (100) ein
Entlüftungshohlraum angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kapillare (104) zwischen je zwei Meßkammern (100) eine
Querschnittsänderung (164) ausgebildet ist derart, daß der selbsttätige
Flüssigkeitsdurchtritt aufgrund der Kapillarwirkung verhindert wird, durch
äußere Einwirkung auf die Meßkammerplatte (100) aber wieder initiiert
werden kann.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Dosierstation (12) ein mit der Meßkammerplatte (86) koppelbarer
Ultraschallgeber angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammern (100) und die Kapillaren (104) als nach oben offene
Vertiefungen in der Meßkammerplatte (86) ausgebildet und durch eine
Abdeckfolie (106) verschlossen sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abdeckung (106) zumindest im Bereich der Meßkammern (100) transparent
ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammerplatte (86) zumindest im Bereich der Meßkammerböden
(160) transparent ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßkammerböden (160) eine gegenüber der Plattenstärke geringere Stärke
haben.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Seite des jeweiligen Meßkammerbodens (160) als
lichtbrechende Fläche, insbesondere Linsenfläche ausgebildet ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Meßkammerboden (160) zur Plattenmitte hin versetzt ist,
so daß unterhalb des Meßkammerbodens (160) ebenfalls ein Hohlraum
ausgebildet ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 30, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammerplatte (86) aus Kunststoff besteht.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßvorrichtung (146) mindestens eine Lichtquelle (150) und
mindestens einen ihr zugeordneten Lichtempfänger (154) umfaßt, die so
angeordnet sind, daß der Meßstrahl eine Meßkammer (100) senkrecht zur
Plattenebene durchsetzt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Lichtsender-/Lichtempfänger-Paare (150, 154) vorgesehen sind, die in
Anzahl und Anordnung den Meßkammern (100) mindestens einer
Meßkammerreihe entsprechen.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Küvetten (26) in einer Reihe in länglichen quaderförmigen
Küvettenbehältern (28) angeordnet sind, daß die
Probenbereitstellungsstation (10) eine Küvettenannahmestelle (30) und eine
Küvettenabgabestelle (34) hat, in denen die Küvettenbehälter (28) jeweils
quer zu ihrer Längsrichtung transportiert werden und die durch einen
Längsförderer miteinander verbunden sind, durch den die Küvettenbehälter
(28) in ihrer Längsrichtung an der Dosierstation (12) vorbeitransportiert
werden.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der
Längsförderer ein endloses Förderband (38) hat, das an den Enden des
Längsförderers jeweils um eine Riemenscheibe (40, 42) geführt ist, die
jeweils in einen zur Bandlängsrichtung parallelen Spalt (50) einer mit der
Transportebene in der Küvettenannahmestelle (30) bzw. -abgabestelle (34)
fluchtenden Stützfläche (48) für einen Küvettenbehälter (28) eingreift und
auf einem Teil ihres Umfanges entlang einer Kreissekante (46) abgeflacht
ist.
36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die
Riemenrollen (40, 42) an den Längsenden des Längsförderers auf ihren
Wellen relativ zueinander so gedreht sind, daß die effektive Länge des
Förderbandes (38) in jeder Stellung der Riemenrollen (40, 42) mindestens
annähernd konstant ist.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet,
daß die Küvettenbehälter (28) jeweils Meßöffnungen (58) für eine optische
Meßstrecke (52, 54) haben, die sich quer zur Längsrichtung des Behälters
(28) und zur Einsteckrichtung der Küvetten (26) in dem Behälter (28)
erstreckt, und daß im Bereich des Längsförderers eine optische
Meßvorrichtung (52, 54) zum Messen der Menge und des
Absorptionsvermögens des Küvetteninhaltes angeordnet ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßvorrichtung (52, 54) eine Hubvorrichtung zum Anheben einer Küvette
(26) innerhalb eines Küvettenbehälters (28) zugeordnet ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hubvorrichtung (62, 64) unterhalb des Obertrums des zweigeteilten
Endlosbandes (38) angeordnet ist und einen durch eine Bodenöffnung (60)
des Küvettenbehälters (28) greifenden Hubstößel (64) hat, um die jeweilige
Küvette (26) gegen einen oberen Anschlag (70) zu spannen.
40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hubstößel (64) Teil eines Mischkopfes zum Mischen des Küvetteninhaltes
ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mischkopf ein Ultraschallmischer ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mischkopf ein HF-Mischer ist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 42, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (70) eine den Zugang zu der Küvettenöffnung freigebende
Durchbrechung (72) hat.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (70) von einer Feder gebildet ist.
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