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Die
technische Lösung
betrifft ein Laborgerät,
konkret ein Laborgerät
für die
automatische Western-Blot-Untersuchung, das von einem Steuersystem
gesteuert wird und aus einer Rahmenkonstruktion und einem in dieser
befindlichen Träger
mit Streifenplatte, Pumpe und Schläuchen für die Zuleitung von Reagenzien
und die Absaugung des Streifeninhaltes besteht.
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Gegenwärtig sind
zahlreiche verschiedene konstruktive Ausführungen von Laborgeräten bekannt,
die sich insbesondere durch den Verwendungszweck des jeweiligen
Laborgeräts
voneinander unterscheiden.
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Zu
den bekannten Geräten
gehört
beispielsweise das in
EP 0895087 beschriebene
Universalgerät
für klinische
Untersuchungen. Das Gerät
umfasst eine Trägerplatte
mit drei Hauptebenen. Die erste Ebene trägt die Enden der Messgeber
und Proben mit einer Vorrichtung für das zyklische Schütteln der einzelnen
Phiolen sowie Vorrichtungen zum Erkennen äußerer graphischer Kennzeichnungen
an Phiolen und Flaschen sowie deren innerer Merkmale wie Füllstand.
In die zweite Ebene der Trägerplatte
ist außerdem
ein Block mit Thermostat integriert, der über zahlreiche Rillen verfügt, die
sowohl Streifen kleiner Einmal-Analysegefäße als auch analytische Karten aufnehmen
können,
sowie weiterhin ein Lesegerät für Agglutinationen.
Die dritte Ebene der Trägerplatte umfasst
eine Zentrifuge, die sowohl Streifen als auch Karten aufnehmen kann,
die vom Sammelkopf, der einen einzigen Greifer zum Sammeln, Befördern und Positionieren
der Streifen und Karten besitzt, zugeführt werden.
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Sehr ähnlich ist
ein Gerät
zur gleichzeitigen automatischen Durchführung mehrerer Laboranalysen,
das in
EP 0918221 beschrieben
wird. Das Gerät besitzt
zwei Hauptteile mit Gliedern, deren Funktion automatisch gesteuert
wird, wobei der erste Teil, auf den der Anwender interaktiven Zugriff
hat, das Einführen
von Proben, Steuerelementen, Kalibratoren, Lösungsmitteln und anderen Vorrichtungen
zur Entnahme der Proben und Verdünnung
und Aufnahme der Probenplatte ermöglicht, auf denen die Analysen durchgeführt werden.
Der zweite Teil auf den der Anwender nur gelegentlich Zugriff hat
umfasst Stationen, die die übrigen
Teile des Prozesses abwickeln, zu denen Inkubation, Wäsche, Lesevorgang
und andere Funktionen gehören,
wobei sich mehrere Probenplatten in verschiedenen Stadien des Prozesses befinden
können.
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Das
Gerät verfügt über eine
Vorrichtung, die aus einem Wagen und einer Platte für die automatische
Bewegung der Probenplatten in den drei Koordinatenachsen X, Y und
Z zum Transport der Reagenzien und Probenplatten zum Zwecke der
Prozessausführung
besteht, wobei mehrere Prüfungen gleichzeitig
an einer Gruppe von Proben auf einer oder mehreren Probenplatten
durchgeführt
werden können
sowie eine neue Aufgabenserie mit der gleichen oder einer anderen
Probengruppe begonnen werden kann, auch wenn die vorangegangenen
Aufgaben noch nicht abgeschlossen sind. Das Gerät umfasst im Rahmen seiner
zwei Hauptteile eine Reihe von EK-Reagenzgefäßen zur Aufbewahrung von Prozess-Hilfsflüssigkeiten
sowie zum Sammeln von Spülresten
und Abfällen.
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In
DE 198 07 177 werden weiterhin
ein Analysesystem, ein Analysegerät und ein Reagenzien-Systemträger beschrieben,
der vor allem für
dieses Analysesystem bestimmt ist. Das Analysesystem zur Durchführung klinisch-chemischer
und immunologischer Analysen im Bereich der Medizinanalytik umfasst
in gegenseitiger Kombination ein Analysegerät und mindestens einen Reagenzien-Systemträger. Das
Analysegerät
umfasst mindestens einen Drehrotor für die regulierte Bewegung der
Reagenzien, eine Aufnahmevorrichtung für die Reagenzien-Küvetten, eine
zweite Aufnahmevorrichtung für
Probengefäße, eine
mit Pipettiervorrichtung versehene Hebe- und Kippvorrichtung, die geregelt angetrieben
wird und entlang der Kreisbahn beweglich in Richtung vom Rotor weg
und auf diesen hin gelagert ist, eine Spüleinrichtung für die Pipettiervorrichtung,
eine Detektionseinrichtung und Regeleinrichtung für die Steuerung
des Antriebs des Reagenzienrotors, des Hebe- und Kippantriebs der
Hebe- und Kippvorrichtung, sowie zur Steuerung des Betriebs der
Pipettier- und Detektionseinrichtung. Auf der Kreisbahn der Auslenkung
der Pipettiervorrichtung kann mindestens ein Probengefäß angeordnet
werden. Am Reagenzienrotor befindet sich Aufnahmevorrichtungen,
die für die
Aufnahme von Messküvetten
ausgelegt sind, wobei die Detektionseinrichtung in einer bestimmten Winkellage
zum Reagenzienrotor angeordnet ist, so dass die Analyse in einer
der im Reagenzienrotor angeordneten Messküvetten erfolgt. Der Reagenzien-Systemträger umfasst
mindestens eine, für
den Test vorab mit einer spezifischen, zuvor zubereiteten chemischen
flüssigen
Systemreagenz gefüllte
Küvette
sowie eine Messküvette.
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Ein
Gerät zur
Immunchromatographie ist aus
CZ
297475 bekannt. Das Gerät
besitzt einen oder mehrere chromatographische Streifen, die an einem Träger mit
Plattenform angebracht werden, wobei jeder chromatographische Streifen
so abgedichtet wird, dass ein Teil des Trägers der jeden chromatographischen
Streifen umgibt, sich dicht mit einem auf dem chromatographischen
Streifen befindlichen Isolationsfilm verbindet und der Isolationsfilm
und/oder der Träger
mit einem ein Trocknungsmittel enthaltenden Film und/oder mit einem
ein Sauerstoff absorbierendes Mittel enthaltenden Film versehen
ist.
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Die
oben genannten Geräte
sind stets für konkrete
Laboranwendungen, insbesondere zum Einsatz im Zusammenhang mit der
Untersuchung biologischer Proben und hier vorrangig von medizinischen
Proben, bestimmt.
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Es
ist auch eine ganze Reihe von Geräten zum Testen von Streifen
bekannt, die normal in einer Platte angeordnet werden, die ein Teil
labortechnischer Testgeräte
ist.
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Zu
diesen bekannten Laborgeräten
gehört auch
ein Laborgerät,
bei dem sich im vorderen Teil ein Bereich zur Anbringung der Streifenplatte
befindet. Über
diesem Bereich sind die Bedienelemente angeordnet und hinter diesen
ein Gefäß zur Absaugung
der verbrauchten Reagenzien von der Streifenplatte. Hinter diesem
Gefäß befindet
sich eine Reihe von Pumpen, wobei sich hinter diesen die Reagenzienbehälter befinden.
Der Arbeitsbereich wird durch eine klappbare Abdeckung geschützt, deren
Position während
der Handhabung der Streifenplatte oder des Gefäßes für Abfallreagenzien oder den
Reagenzienbehältern
mittels eines Teleskopdämpfers
stabil gehalten wird. Die klappbare Abdeckung besitzt in der Oberfläche eine Öffnung,
durch die die Bedienelemente erreichbar sind. Ein Nachteil dieses
Geräts
ist dessen Konstruktion, die eher für die Untersuchung konkreter
Proben ausgelegt ist. Seine konstruktive Ausführung erlaubt keinen universellen
Einsatz. Damit im Zusammenhang steht auch, dass die einzelnen konstruktiven
Elemente ergonomisch nicht ganz optimal angeordnet sind.
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Bekannt
ist auch ein Laborgerät,
bei dem im Vorderteil eine Reihe von Reagenzienbehältern angeordnet
ist. Über
den Behältern
befindet sich die Streifenplatte, wobei die Bedienelemente am Seitenteil
angeordnet sind. Auch dieses Gerät
ist nicht universell einsetzbar und ist vor allem für die langfristige Untersuchung
eines Probentyps ausgelegt. Nachteil ist insbesondere das kleine
Bediendisplay.
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Einen
zu kleinen Bereich für
Bedienelemente weist auch ein anderes bekanntes Laborgerät auf, bei
dem diese, ähnlich
wie beim zuvor genannten, zusammen mit einem kleinen Display an
der Seitenwand angeordnet sind. Im vorderen Teil des Ge räts befindet
sich die Streifenplatte, die mit einer durchsichtigen Abdeckung
abgedeckt wird. Hinter dem Gerät
befinden sich die Behälter
für Reagenzien
und der Behälter
für die
Absaugung der benutzten Reagenzien. Auf Grund dessen, dass häufig Arbeiten
am Gerät,
insbesondere die Handhabung der Behälter zu erwarten sind, ist
diese Anordnung ergonomisch ungünstig,
was wiederum auf eine Auslegung des Geräts auf eine langfristige Untersuchung
eines Probentyps hinweist.
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Aus
den oben genannten Dokumenten ist eine ganze Reihe von Nachteilen
des gegenwärtigen Stands
der Technik ersichtlich. Hauptnachteil der zur Streifenuntersuchung
verwendeten Geräte
ist deren Ausrichtung auf eine einseitige Anwendung, die in der
langfristigen Untersuchung eines Probentyps besteht.
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Damit
im Zusammenhang steht auch die ergonomische Gestaltung, die einen
universellen Einsatz dieser bekannten Laborgeräte erschwert.
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Das
Ziel der technischen Lösung
ist eine einfache Konstruktion des Laborgeräts, die eine universelle Verwendung
mit häufigem
Wechsel der Proben ermöglicht,
wobei die Konstruktion nicht nur eine einfache Bedienung des Geräts, sondern
auch dessen einfache Wartung ermöglichen
soll.
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Die
Abstellung der genannten Nachteile in erheblichem Umfang sowie die
Erfüllung
der Ziele der technischen Lösung
ermöglicht
ein Laborgerät, insbesondere
ein durch ein Steuersystem gesteuertes Laborgerät zur automatischen Western-Blot-Untersuchung, das
aus einer Rahmenkonstruktion besteht, in der sich Streifenplattenträger, Pumpen
und Schläuche
zur Zuführung
der Reagenzien und Absaugung des Streifeninhalts befinden, laut
dieser technischen Lösung,
deren Wesen darin besteht, dass im vorderen Teil die Reagenzienpumpen
und auf dem klappbaren Deckel die Bedienelemente angeordnet sind,
wobei im Arbeitsbereich des Klappdeckels gleichzeitig der schwenkbare
Streifenplattenträger
und der verfahrbare Ausleger zur Reagenziendistribution gelagert
sind.
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Diese
Anordnung ermöglicht
eine übersichtliche
Bedienung und einfachen Zugang zu den Serviceteilen des Gerätes. Für den Transport
der Reagenzien werden Peristaltikpumpen verwendet, die eine genaue
Dosierung der Reagenzien ermöglichen,
wobei nach erfolgter Dosierung nicht verwendete Reagenzien durch
Rückwärtslauf
in die Vorratsbehälter zurückgefördert werden
können.
Bedienelemente sind Tasten, LEDs und ein großflächiges Display, die dem Start
des Programms dienen und Möglichkeiten zur
Kontrolle der laufenden Programmschritte bieten und eventuell zum
Auffüllen
der Reagenzien auffordern.
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Der
Transport der Reagenzien auf die Streifenplatte erfolgt mithilfe
eines verfahrbaren Auslegers, der sich parallel über der Streifenplatte bewegt. An
dem verfahrbaren Ausleger sind die Enden der an die Pumpen angeschlossenen
Schläuche
befestigt.
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Es
erweist sich als günstig,
wenn der fahrbare Ausleger für
die Distribution der Reagenzien weiterhin mit einen klappbaren Ausleger
zur Absaugung des Streifenplatteninhalts ausgestattet ist. Diese Konstruktion
ermöglicht
das gleichzeitige Befüllen und
Absaugen der Streifen bei einer Fahrbewegung des Auslegers über die
Platte hinweg. In der günstigsten
Ausführung
ist der klappbare Ausleger an einem auf der Führungsstange gelagerten Mitnehmer befestigt,
wobei an dem Mitnehmer auch der fahrbare Ausleger drehbar gelagert
ist, der gleichzeitig mit einem Zahnriemen mit dem Antrieb verbunden
und in einer Linearführung
gelagert ist.
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Bei
günstiger
Ausführung
ist der Streifenplattenträger
so schwenkbar gelagert, dass die Punkte, an denen der Streifenplatteninhalt
abgesaugt wird, auf der Schwenkachse des Auslegers liegen, was eine
Verringerung des Hubs des Absaugauslegers ermöglicht. Der Absaugschlauch
ist an eine Unterdruckflasche angeschlossen, aus der die Luft durch eine
Absaugpumpe abgesaugt wird.
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Das
Schwenken des Streifenträgers
erfolgt durch einen auf eine an der Streifenträgerplatte gelagerte Schelle
wirkenden Exzenter, der mit dem Antrieb verbunden ist.
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Es
ist günstig,
wenn der Antrieb aus einem in Silentblöcken am Boden des Arbeitsbereichs
gelagerter Schrittmotor besteht, wobei der Antrieb ebenfalls durch
einen Silentblock mit dem Exzenter verbunden ist. Diese Lagerung
des Schrittmotors minimiert die auf die Gerätekonstruktion übertragenen
Vibrationen.
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Es
zeigt sich als günstig,
wenn in dem Klappdeckel eine klappbare Abdeckung angeordnet wird, wobei
die Kontaktflächen
von Deckel und klappbarer Abdeckung mit einer Dichtung versehen
sind. Die klappbare Abdeckung verhindert beim Betrieb des Gerätes mögliche Kontaminationen
der untersuchten Proben, bzw. die eventuelle Kontamination der Umgebung.
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Der
Boden des Arbeitsbereichs ist so geneigt, dass eventuell entweichende
Flüssigkeit
zu einer Stelle abläuft,
die an eine Entwässerungsleitung angeschlossen
ist, über
die die entwichene Flüssigkeit
aus dem Inneren des Gerätes
nach Außen
abgeleitet wird, wodurch dessen Schutz gewährleistet ist.
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Die
Universalität
des Gerätes
ist durch die Ausführung
des Streifenträgers
für Platten
unterschiedlicher Größe sichergestellt,
wodurch sich erhebliche wirtschaftliche Einsparungen ergeben.
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Als
besonders vorteilhaft erweist sich die freie Lagerung der Schläuche zur
Reagenzzuführung an
einem am Ausleger befestigten Halter. Die freie Lagerung der Schläuche ermöglicht deren
schnelle und einfache Wartung.
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Das
Laborgerät
wird von einem mit einer Programmiereinrichtung verbundenen Steuersystem gesteuert.
Das Steuersystem ermöglicht
einen einfachen Programmwechsel, Variabilität bei der Wahl der Gruppierung
der zu untersuchenden Proben sowie die gleichzeitige Durchführung unterschiedlicher Testtypen.
Diese Gestaltung ermöglicht
das Einsetzen von Proben eines Patienten für verschiedene Untersuchungen
in einzelnen Gruppen oder die Zusammenfassung einzelner Untersuchungstypen
zu Gruppen.
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Die
ergonomische Anordnung der Bauteile sowie die technische Lösung des
Laborgeräts
ermöglichen
eine übersichtliche
Programmauswahl und damit eine effektive Arbeit, einfache Wartung
und eventuell einen problemlosen Zugang zum Geräteinneren.
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Die
konstruktive Gestaltung des Labor-Testgeräts ist laut technischer Lösung produktionstechnisch
einfach, funktionell und langfristig zuverlässig.
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Die
technische Lösung
wird mit einer Zeichnung näher
erläutert,
die in 1 die Gesamtgestaltung des Laborgeräts mit geöffnetem
Klappdeckel in axonometrischer Ansicht darstellt. 2 zeigt
den teilweisen Schnitt durch den Arbeitsbereich des Laborgeräts in der
Draufsicht. 3 stellt den Schnitt durch den
Arbeitsbereich des Laborgeräts
in Seitenansicht dar.
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Ausführungsbeispiel der technischen
Lösung
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Das
durch ein Steuersystem gesteuertes Laborgerät zur Western-Blot-Untersuchung
besteht aus (1) einer Rahmenkonstruktion 30 auf
der der Klappdeckel 1 gelagert ist, der die Bedienelemente 4 enthält, die
ein Display 27, LEDs 28, und Tasten 24 umfassen.
Im Klappdeckel 1 ist der Träger 6 mit Streifenplatte 7 gelagert,
wobei das Laborgerät
weiterhin Pumpen 3 und Schläuche 22, 29 für die Zuführung der
Reagenzien und Absaugung des Streifeninhalts umfasst. Die Rahmenkonstruktion 30 besteht
aus Blech.
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Im
Vorderteil 2 des Geräts
sind im Klappdeckel 1 die Bedienelemente 4 angeordnet,
wobei unter diesen in der Rahmenkonstruktion 30 sechs Reagenzienpumpen 3 angeordnet
sind. Die Reagenzienpumpen 3 sind Peristaltikpumpen. Im
Arbeitsbereich 5 des Klappdeckels 1 befinden sich
außerdem
der verfahrbare Ausleger 8 zur Reagenziendistribution und
der schwenkbar gelagerte Träger 6 der
Streifenplatte 7. Der Klappdeckel 1 ist mit zwei
Bolzen 31 in der Rahmenkonstruktion 30 gelagert.
Im Arbeitsbereich 5 ist weiterhin eine Abtropfwanne 34 untergebracht,
die zum Auffangen eventuell von den Reagenzienschläuchen 22 und
dem Schlauch 29 zum Absaugen des Streifeninhalts abtropfender
Flüssigkeit
dient, wenn sich diese nicht in Arbeitsposition befinden.
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Teil
des fahrbaren Auslegers 8 zur Reagenziendistribution (3)
ist der klappbare Ausleger 9 zum Absaugen des Inhalts der
Streifenplatte 7, der so eingestellt ist, dass die Positionen 25 zum
Absaugen des Inhalts der Streifenplatte 7 auf der Schwenkachse 10 des
Trägers 6 der
Streifenplatte 7 liegen. Der Träger 6 der Streifenplatte 7 ist
mit den Bolzen 33 gelagert.
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Der
klappbare Ausleger 9 (3) ist am Mitnehmer 11 befestigt,
der mit einer Führungsbuchse
auf der drehbaren Führungsstange 12 mit
Sechskantquerschnitt gelagert ist, wobei am Mitnehmer 11 ebenfalls
der verfahrbare Ausleger 8 drehbar gelagert ist, der gleichzeitig
mit dem Zahnriemen 35 mit dem Antrieb 32 verbunden
und in einer Linearführung 26 gelagert
ist. Der verfahrbare Ausleger 8 führt somit nur eine axiale Bewegung
aus, während
der klappbare Ausleger 9 sowohl gemeinsam mit dem verfahrbaren
Ausleger 8 axiale Bewegungen als auch Schwenkbewegungen
ausführen
kann, die durch Verdrehen der Führungsstange 12 herbeigeführt werden,
die mittels eines nicht dargestellten Zahnriemens mit einem ebenfalls
nicht dargestellten Antrieb verbunden ist.
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Der
Träger 6 der
Streifenplatte 7 (3) besitzt
eine Schelle 13, die sich auf einen Exzenter 14 stützt, der
mit Antrieb 15 verbunden ist und aus einem in Silentblöcken 23 am
Boden des Arbeitsbereichs 5 gelagerten Schrittmotor besteht,
wobei der Antrieb 15 gleichzeitig mit einem nicht dargestellten Silentblock
mit dem Exzenter 14 verbunden ist. Auf dem Klappdeckel 1 (1)
befindet sich eine klappbare Abdeckung 16, die auf den
gleichen Bolzen 31 wie die Klappdeckel 1 gelagert
ist. Im Kontaktbereich von Klappdeckel 1 und klappbarer
Abdeckung 16 befindet sich eine Dichtung 17.
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Der
Boden (18) des Arbeitsbereichs 5 ist geneigt und
enthält
die Einmündung 19 einer
Entwässerungsleitung.
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Der
Träger 6 der
Streifenplatte 7 (2) enthält Vorrichtungen 20 zur
Aufnahme von Streifenplatten 7 unterschiedlicher Größe. Die
Vorrichtungen bestehen aus im Träger 6 befindlichen
Rillen.
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Am
fahrbaren Ausleger 8 (2) ist der Halter 21 befestigt,
an dem die Schläuche 22 zur
Reagenzienzuführung
frei gelagert sind.
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Das
Steuersystem des Laborgeräts
zur automatischen Western-Blot-Untersuchung wird mit Hilfe eines
USB-Ports an eine Programmiereinrichtung angeschlossen. Das Gerät beinhaltet
außerdem
ein nicht dargestelltes Unterdruckgefäß für Abfälle, an das der Schlauch 29 zum
Absaugen der Streifen sowie eine nicht dargestellte Unterdruck-Membranpumpe
angeschlossen sind.
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- 1
- Klappdeckel
- 2
- Vorderteil
- 3
- Pumpe
- 4
- Bedienelemente
- 5
- Arbeitsbereich
- 6
- Träger
- 7
- Streifenplatte
- 8
- fahrbarer
Ausleger
- 9
- klappbarer
Ausleger
- 10
- Schwenkachse
des Trägers
- 11
- Mitnehmer
- 12
- drehbare
Führungsstange
- 13
- Schelle
- 14
- Exzenter
- 15
- Antrieb
I
- 16
- klappbare
Abdeckung
- 17
- Dichtung
- 18
- Boden
- 19
- Einmündung der
Entwässerungsleitung
- 20
- Vorrichtung
zur Aufnahme der Streifenplatte
- 21
- Halter
- 22
- Schlauch
zur Reagenzienzuführung
- 23
- Silentblock
- 24
- Tasten
- 25
- Absaugpositionen
- 26
- Linearführung
- 27
- Display
- 28
- Leuchtdioden
- 29
- Schlauch
für Streifenabsaugung
- 30
- Rahmenkonstruktion
- 31
- Bolzen
I
- 23
- Antrieb
II
- 33
- Bolzen
II
- 34
- Abtropfwanne
- 35
- Zahnriemen