DE2529245A1 - Zentrifuglaanlaysengeraet - Google Patents

Description

• Zentrifugalanalysiengerät Die Erfindung betrifft ein Zentrifugalanalysiergerät mit einem drehbar gelagerten Träger, in dem mehrere Misch- und Meßabteilungen vorgesehen sind, bei denen Jeweils eine Mischkammer mit einer Küvette durch einen Kanal derart verbunden ist, daß unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in der Mischkammer enthaltene Flüssigkeit in die Küvette strömt, in der die Flüssigkeit vorzugsweise optisch analysiert wird0 Bei einem bekannten derartigen Gerät sind auf dem Träger radial innerhalb der Miscbkammer noch weitere Kammern vorgesehen, in die die zu untersuchende Probe und Reagenzien bei Stillstand des Geräts eingefüllt werden; dann wird der Träger in Umdrehungen versetzt und infolge der Zentrifugalkrat strömen die in den verschiedenen Kammern enthaltenen Flüssigkeiten in Jeweils weiter außerhalb gelegene Kammern,wo sie sich schon teilweise mit den dort vorhandenen Stoffen mischen und schließlich in die als Bohrung im Träger ausgebildete Mischkammer, in der die endgültige Mischung erfolgt und von dort radial in die Kammer, in der die Messung stattfindet (Küvette). Diese Messung kann während der Drehung des Trägers photometrisch oder fluorimetrisch erfolgen. Bei den bekannten Geräten Durchmischung häufig nicht gründlich genug. Um das Mischergebnis zu verbessern, wurde der Träger in ein Gehäuse eingebracht, in dem Unterdruck herrscht, und dem Zentrum des Trägers wurde läuft zugeführt. Durch den Unterdruck im Gehäuse wurden Luftbläschen durch die zu vermischenden Baterialien hindurchgesaugt und hierdurch der Mischvorgang verbessert, dies hat es jedoch notwendig gemacht, sämtliche Misch- und Meßabteilungen zu belegen, oder, wenn nicht so viele Analysenproben erforderlich waren, diese Abteilungen mit Wasser zu füllen, damit nicht die Luft in erster Linie durch die leeren Abteilungen hindurchgesaugt wird, die ja der läuft wesentlich weniger Strömungswiderstand entgegensetzen als die mit einer Probenflüssigkeit gefüllten hbteilungenO Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Mischvorgang der eingangs geschilderten anordnung zu verbessern, wobei die einfache Bedienbarkeit des Gerätes erhalten bleiben soll. Diese Aufgabe wird e1'tindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zur Küvette führende Kanal tangential aus der Mischkammer herausführt. Dieser tangentiale Auslauf führt dazu, daß sich in der Mischkammer ein Wirbel ausbildet, der eine sehr gute Durchmischung gewährleistet.
• Es kann zweckmäßgi sein, die Richtung des tangentialen Auslaufes in der gleichen Richtung vorzusehen, in der sich aufgrund der Drehrichtung des Trägers infolge der Corioliskräfte der Wirbel dreht, um hierdurch die Wirbelhildung zu unterstützen. Der Querschnitt oder allgemeiner gesprochen der Strömungswiderstand des Kanals kann so ausgebildet sein, daß sich unter Berücksichtigung der zu mischenden Substanzen eine optimal) Verweildauer im Wirbel ergibt, die das gewünschte Mischresultat liefert. Der Kanal kann relativ zu der Bahn, die er bei der Rotation des Trägers beschreibt, unterschiedliche Richtungen aufweisen; bei einer Ausführungsform der Erfindung verläuft die tangentiale Richtung des Kanals mindestens annahernd parallel zur Drehrichtung des Trägers. Dies bietet den Vorteil, daß das Ausströmverhalten der Mischkammer besonders leicht den Jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann und daß es außerdem ohne Schwierigkeiten möglich ist, den Inhalt der Mischkammer vollständig in die Meßkammer zu leiten.
• Die Anordnung kann so getroffen sein, daß der Flüssigkeitsstrom entgegen der Drehrichtung des Trägers in die Küvette strömt oder aber in Drehrichtung des Trägers.
• Die letztgenannte Ausführungsform ist von Vorteil, wenn man den durch den Kanal von der Mischkammer in die Küvette austretenden Flüssigkeitsstrom während der Drehzahlbeschleunigung des Trägers möglichst gering halten will0 Bei dieser letztgenannten Ausführungsform kann der Kanal im wesentlichen gerade oder nur leicht gekrümmt oder geknickt verlaufen, es ist aber auch möglich, ihn beispielsweise um nahezu 1800 abgewinkelt auszubilden, so daß der Flüssigkeitseintritt in die Küvette in Drehrichtung des Trägers erfolgt, der Flüssigkeitsaustritt aus der Mischkammer dagegen entgegen der Drehrichtung des Trägers. Infolge der unterschiedlichen Abstände der beiden Enden des Kanals vom Rotationsmittelpunkt des Trägers kann diese Ausführungsform in vorteilhafter Weise eine gute Wirbelanregung in der Mischkammer mit einem verringerten aus tritt von Flüssigkeit in die Küvette während des Beschleunigens des Trägers verbinden.
• Die Einmündung des Kanals in die Mischkammer kann sich über die ganze Höhe der Mischkammer erstrecken. Je nach den Erfordernissen, die von der Art der miteinander zu vermischenden Laterialien abhangen können, kann es aber zweckmäßig sein, den Kanal so auszubilden, daß sich die Höhe seiner Einbindung nur über einen Teil der Höhe der Mischkammer erstreckt, und daß die Einmündung des Kanals nur einen unteren Bereich der Mischkammer, nur einen oberen Bereich der Xischkanmer oder nur einen mittleren Bereich der Xischkammer einnimmt.
• Der Kanal kann in verschiedener Weise ausgebildet sein; bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Wand zwischen der Mischkammer und der Küvette in zwei Teilwände aufgeteilt, die in radialer Richtung versetzt angeordnet sind. Die durch die radiale Versetzung der beiden Teilwände gebildete Öffnung zwischen diesen Teilwänden bildet den Kanal oder die mischkammerseitige Einlaßöffnung in den Kanal0 Es ist möglich, die Teilwände so auszubilden, daß sich ihre einander nach barten Enden nicht überlappen, es ist ober auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß sich die Teiltwände mindestens teilweise überlappen; in Abhängigkeit von der gewählten Ausbildung der Teilwände kann die Mischwirkung der Mischkammer, ggf. im Zusammenhang mit anderen Maßnahmen, den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
• Der zwischen den Enden der Deilv;iqde vorhandene Schlitz kann in der Längsmittelebene der Mischkammer vorgesehen sein oder aber in einem mehr oder weniger großen Abstand von der Längsmittelebene der Misch- und Meßabteilung. Diese Längsmittelebene schneidet üblicherweise die Rotationsachse des Trägers, dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß dieJenigen Anteile der Flüssigkeit innerhalb der Mischkammer die dem Kanal zuströmen, ungehindert in den Kanal einströmen können. Es kann aber auch von Vorteil sein, wie dies bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, mindestens eine Umlenkfläche vorzusehen, die einen Teil der dem Kanal aus der Mischkammer zuströmenden Flüssigkeit in die Mischkammer zurückleitet, sie insbesondere vor dem Eintritt in den Kanal so ablenkt, daß sie wieder in die Mischkammer zurückgeführt und somit weiter dem die Durchmischung bewirkenden Wirbel ausgesetzt ist. Die Umlenkfläche kann beispielsweise als Vorsprung in einer Wand in nächster Nähe der Einmündung des Kanals vorgesehen sein, sie kann aber auch beispielsweise so angeordnet sein, daß sie den Kanal auf einem Teil seiner Höhe oder einem Teil seiner Breite überbrückt und somit die dort auftreffenden Flüssigkeitsteilchen am Eintreten in den Kanal hindert.
• Es können mehrere derartige Umlenkflächen in gegenseitigen Abständen voneinander vorgesehen sein.
• Wenn nicht aufgrund der Art der miteinander zu vermischenden Materialien und/oder der Anordnung des Kanals relativ zur Mischkammer eine ausreichende senkrechte Durchmischung des Mischkammerinhalts erfolgt, kann es zweckmäßig sein, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, mindestens eine Leitfläche innerhalb der Mischkammer zum Umlenken eines waagerecht verlaufenden Flüssigkeisstrom in einen solchen mit einer senkrechten Strömungskomponente anzuordnen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die senkrechte Durchmischung unterstützt werden. Es kann zweckmäßig sein, Leitflächen vorzusehen, die die Flüssigkeit in unterschiedlicher Weise ablenken, also sowohl solche, die sie nach oben ablenken, als auch solche, die sie nach unten ablenken. Bei geeigeleter Anordnung können die ei senkrechte Durchmischung fördernden Beitflächen gleichzeitig gemäß der unmittelbar vorher geschilderten Ausführungsform der Erfindung Teile der dem Kanal zuströmenden Flüssigkeit in die Mischkammer zurückleiten.
• Die küvette kann an ihrem der Rotationsachse abgewandten Ende in verschiedener Weise ausgebildet sein0 Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Küvette an diesem Ende spitz zuläuft. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß diese Wand der Küvette in Richtung von der Rotationsachse weg von unten nach oben schräg ansteigend ausgebildet ist, und daß an diesem der Rotationsachse abgewandten Ende an der Oberseite der Küvette mit dem Innenraum der Küvette ein in einer Schleife verlaufender Entlüftungskanal verbunden ist, der bei rotierendem Träger als Syphon wirkt. Da auf die Flüssigkeit in der Küvette auch die Schwerkraft wirkt, steigen Luftblasen, die mitgerissen werden, in der Küvette nach oben auf und treten aus der Flüssigkeit in den Luftraum über der Flüssigkeit aus. Dieser Vorgang findet bereits statt, während noch Flüssigkeit in die Küvette strömt. Die Luft wird in diesem BuStraum durch die Zentrifugalkraft durch den Entlüftungskanal hindurch nach außen abgeführt, so daß im oberen Teil der Küvette ein kleiner Unterdruck entsteht, der das Aufsteigen von mitgerisssenen Luftblasen erleichtert.
• Wenn die Küvette schließlich vollstandig mit Flüssigkeit gefüllt ist und die Luft aus dem Inneren der Küvette verdrängt ist, so daß Flüssigkeit in den Entlüftungskanal eindringen kann, so verhindert der Syphon den unerwünschten Austritt von Flüssigkeit. Es ist möglich, anstatt eines Syphons auch einen anderen Entlüftungskanal vorzusehen, wenn dessen Strömungswiderstand für die Flüssigkeit so groß ist, daß trotz eines Ausströmens von Flüssigkeit durch den Entliiftungskanal in der Küvette genügend lang Flüssigkeit vorhanden ist, um die erforderlichen Messungen durchzuführen.
• Es ist möglich, eine Misch- und Meßabteilung lediglich mit einer einzigen Mischkammer zu versehen; in diese Mischkammer werden dann vor Beginn der Rotation des Trägers die miteinander zu mischenden Flüssigkeiten oder Materialien eingefüllt. Bevorzugt werden Jedoch Ausführungsformen der Erfindung, bei denen radial innerhalb der Mischkammer mindestens- eine weitere Kammer vorgesehen ist, vorzugsweise mehrere Kammern, in die verschiedene zu mischende Stoffe eingefüllt werden, bevor der Träger in Rotation versetzt wird.
• Wenn dann aus den einzelnen Kammern infolge der Zentrifugalkraft Material in die Jeweils weiter außen gelegene Kammer gelangt, so findet dort schon eine gewisse Mischung statt. Erfindungsgemäß kann diese Mischung dadurch weiter vervollkommnet werden, daß mindestens eine der innerhalb der Mischkammer gelegenen Kammern ebenfalls gemäß der Erfindung als Mischkammer ausgebildet ist, die einen tangential die Mischkammer verlassenden Kanal aufweist, der dann allerdings üblicherweise nicht direkt in die Küvette führt, sondern in die radial am nächsten außerhalb gelegene Kammer.
• Die Misch- und Meßabteilungen können im Träger fest oder nur mit Hilfe besonderer Werkzeuge oder Vorrichtungen entfernbar angeordnet sein, sie können insbesondere einstückig mit dem Träger ausge £ldet sein0 Es ist dann üblicherweise erforderlich, die hbteilungen vor einer erneuten Benutzung zu reinigen, wenn nicht der ganze Träger ersetzt werden soll, was üblicherweise zu aufwendig sein wird0 Daher ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Misch- und Meßabteilung als in eine AuSnahme des Trägers passender Einsatz ausgebildet ist.
• Dies bietet den Vorteil, daß dann, wenn eine Reinigung nach der Benutzung vermieden werden soll, lediglich der Einsatz ausgetauscht werden muß, wodurch weniger Materialverlust entsteht. Die Tatsache, daß eine Reinigung des Einsatzes nicht vorgenommen wenden muß, bietet den weiteren Vorteil, daß bei solchen Ausführungsformen, bei denen zur Erzielung eines bestmöglichen Mischergebnisses besondere Sorgfalt auf die Gestaltung der Mischkammer gelegt wird, nicht zu befürchten ist, daß infolge von geringen Veränderungen der Konfiguration der Mischkammer infolge der Reinigung, beispielsweise von Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit oder von Verformungen, wenn die Meßkammer aus einem insbesondere unter Wärmeeinfluß leicht verformbaren Material besteht, eine unerwünschte Veränderung der Mischeigenschaften der Mischkammer erfolgt. Ein weiterer Vorteil der leichten Auswechselbarkeit der einzelnen Misch-und Meßabteilungen besteht darin, daß das Beschicken dieser Abteilungen mit den miteinander zu vermischenden Materialien außerhalb des Analysengerätes auf Vorrat erfolgen kann, und außerdem besteht ein Vorteil noch darin, daß gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Analysengerät mit einer automatischen Wechselvorrichtung für die Misch- und Meßabteilungen versehen sein kann, die diese Abteilungen in den Träger einsetzt und nach vollendeter Messung aus dem Träger wieder entfernt.
• Die einzelnen Misch- und Meßabteilungen bestehen gemaß einer Ausführungsforn der Erfindung aLS Eunststoffspritzteilen, die die einzelnen Kammern und auch die Küvette enthalten; Jedoch ist bei einer Ausführungsform der Erfindung die Küvette aus einem im Ultraviolettbereich (z.B. > 290) nicht absorbierenden Material hergestellt, wogegen der übrige Teil- der Misch- und Meßabteilungen aus einem billigeren Kunststoff besteht, der keine besonderen optischen Eigenschaften hat, der aber die zu mischenden Substanzen nicht in unerwünschter Weise beeinflußt. Die Küvette kann an den übrigen Teil der Abteilung angespritzt sein, einfacher wird es aber in vielen Bällen sein, dann, wenn die Küvette aus einem anderen Material besteht als die übrige Abteilung, die Küvette mit der übrigen Abteilung beispielsweise durch Kleben einstückig zu verbinden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibun,; eines Ausführungsbeiapiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeLgt, und aus den Ansprüchen, Die einzelnen Merkmale können Je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte Aufsicht auf ein erfindungenäßes Analysiergerät, teilweise entsprechend der Linie I-I in Fig. 3 geschnitten, Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten.Einsatz in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 1 im gleichen Maßstab wie Fig. 2, Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 2 in abermals vergrößertem Maßstab, Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Analysiergeräts mit Einrichtungen zum automatischen Einsetzen und Ausstoßen der Einsätze.
• Ein als Kreisscheibe ausgebildeter Träger 1 aus korrosionsfestem Stahl weist in gleichmäßigen Winkelabständen insgesamt sechzehn Aussparungen 2 auf, in die jeweils ein Einsatz 3 einsetzbar ist. Der Träger 1 weist eine zentrische Bohrung 4 auf, die zur drehbaren Lagerung des Trägers dient. Im Betriebszustand verläuft die Rotationsachse des Trägers senkrecht, Jeder Einsatz 3 weist drei Misch- und Meßabteilungen 6 auf, deren Längsmittelebenen die Rotationsachse des Trägers 1 schneiden.
• Jede Misch- und Meßabteilung 6 weist eine Mischkammer 8 auf, an die sich radial außerhalb eine Küvette 9 anschließt, und an die sich radial innerhalb zwei weitere Kammern 10 und 11 anschließen. Die Kammern 8, 10 und 11 sind aus Vereinfachungsgründen in der Fig. 1 nicht dargestellt. Die Trennwände 13 und 14 zwischen der Mischkammer 8 und der Kammer 10 bzw. zwischen der Kammer 10 und der Kammer 11 sind in Richtung von der Rotationsachse des Trägers 1 weg nach oben schräg ansteigend ausgebildet, so daß innerhalb der Kammern 10 und 11 befindliches Material, insbesondere Flüssigkeiten, beim Rotieren des Trägers über die Trennwände 13 und 14 hinweg radial nach außen gelangen können. Die in der am weitesten innerhalb liegenden Kammer 11 enthaltene Flüssigkeit gelangt dabei zunächst in die Kammer 10, vermischt sich mit der dort vorhandenen Substanz und gelangt anschließend in die Mischkammer 8o Die Trennwand 16 zwischen der Mischkaumer 8 und der Küvette 9 erstreckt sich in ihrem unteren Bereich 17 über die ganze Breite der Meßkammer 8 (in Rotationsrichtung des Trägers 1 gesehen, und zwar etwa bis zur halben Höhe der Küvette 9; im oberen Bereich ist die Trennwand 16 in zwei Teilwände 19 und 20 unterteilt, von denen die in Fig. 4rechte Teilwand 19 die Verlängerung der Trennwand 16 nach oben bildet, wogegen die Teilwand 20 gegenüber der Trennwand 16 und der Teilvand 19 radial weiter nach außen ragt. Die senkrecht verlaufenden freien Ränder der Teilwände 19 und 20 überlappen sich nicht, sondern liegen radial genau hintereinander, und zwischen ihnen besteht ein Schlitz 22, der in den Innenraum der Küvette 9 führt.
• Die dem Inneren der Meßkammer 8 zugewandte Fläche 27 der Teilwand 20 weist einen in der Fig. 4 besonders gut sichtbaren gekrümmten Verlauf auf, dies gilt auch für die Fläche 25 der Teilwand 19 und die der Rotationsachse abgewandte Fläche 26 der Trennwand 13. Die Mischkauimer 8 mit den Teilwände 19 und 20 und die weiteren Kammern 10 und 11 sind gemeinsam aus einem thermoplastischen Kunststoff gespritzt.
• Die Küvette 9 weist eine Decke 28 und einen Boden 29 auf, die parallel zueinander im Abstand verlaufen und die aus einem lichtdurchlässigen, insbesondere einem zur Messung verwendeten lltravlolett durchlässigen.
• Kunststoff bestehen. Statt dessen könnte auch ein geeignetes Glas verwendet sein. Die Seitenwände 31 und 32 der Küvette verlaufen senkrecht, und an ihrem der Rotationsachse abgewandten Ende weist die Küvette 9 spitz aufeinanderzu verlaufende Wände 33 und 34 auf, die von der Rotationsachse weg schräg nach oben ansteigend ausgebildet sind, so daß die Kante 35 zwischen diesen beiden Wänden 33 und 34 ebenfalls schräg nach oben ansteigt.
• Am oberen Ende dieser Kante ist in der Küvette eine Öffnung 36 vorhanden, die mit einem im Träger 1 angeordneten Entlüftungskanal 40 in Verbindung steht, der, wie Fig. 1 zeigt, schleifenförmig gebogen ist, so daß sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkiaft die Wirkung eines Syphons ergibt. Das der Küvette abgewandte Ende des Entlüftungskanals 40 mündet ins Freie.
• Der Entlüftungskanal 40 ist in der Weise hergestellt, daß in den Träger eine schleifenförmige Vertiefung eingegraben ist, die durch eine Abdeckplatte 41 nach oben verschlossen ist0 Der Winkel, den die Kante 35 gegenüber der Senkrechten bildet, beträgt im husführungsbeispiel 13,50.
• Die vier äußeren senkrechten Begrenzungswände 43, 44, 45 und 46 der Kammern 8, 10 und 11 rager über die Oberseite 48 des Trägers 1 hinaus, so da das Einsetzen in die Aussparung 2 hierdurch erleichtert ist.
• Der Träger 1 weist im Bereich des Bodens 29 der Küvette 9 eine senkrecht verlaufende Bohrung 50 auf, durch die Licht durch die Küvette hindurchgeleitet werden kann; die Absorption dieses Lichts durch die in der Küvette enthaltene Flüssigkeit kann mit Hilfe einer Photozelle gemessen werden; es ist auch möglich, durch die Bohrung 50 ultraviolettes Licht in die Küvette 9 einzuleiten und durch Fluoreszenz des Küvetteninhalts hervorgerufene Strahlung durch eine Photozelle zu messen0 Die absorption des Lichts bzw. die Fluoreszenzstrahlung erlauben Rückschlüsse auf das zu analysierende Material, das ursprünglich in die Kammer 10 oder 11 eingefüllt worden war und das mit Reagenzien und/oder Lösungsmitteln, die in die andere Kammer eingebracht waren, nach der Mischung in der Xischkatnmer 8 in die Küvette 9 gelangt.
• Das in Fig. 5 nur schematisch dargestellte Analysiergerät weist ein Gestell 55 auf, auf dem der Träger 1 drehbar und mit Hilfe eines nicht dargestellten Motors antreibbar montiert ist. Das Gerät weist eine Einsetzvorrichtung 56 mit zwei Greifklauen 58 und 59 auf, die mit den zu untersuchenden L1aterialien und den Reagenzien frisch beschickte Einsätze 3 von einem nicht dargestellten Pörderband abhebt und in eine leere Aussparung 2 des Trägers einsetzt. Das Gerät weist ferner eine Lichtquelle 60 auf, die so angeordnet ist, daß sie Licht durch die Bohrung 50 von unten nach oben durch die Küvette 9 hindurchschicken kann0 Oberhalb der Lichtquelle 60 ist eine Photozellenanordnung 61 angeordnet, die ebenfalls auf dem Gestell 55 abgestützt ist. Ein Auswerfer C weist zwei Finger 64 auf, die dann, wenn der auswerfer 63 bei Stillstand des Trägers 1 nach oben bewegt wird, durch zwei Auswerferöffnungen 65 des Trägers 1 hindurch nach oben drücken und den an dieser Stelle befindlichen Einsatz 3 auswerfen. Um hierb i die Photozellenanordnung 61 nicht zu beschädigen, ist der Auswerfer 63 gegenüber der Photozellenanordnung 61 versetzt, was in Fig. 5 nicht erkennbar ist.
• Im folgenden wird die Wirkungsweise des Geräts beschrieben: Nachdem in den Träger 1 Eins$-tze 3 mit zu untersuchenden Materialien eingesetzt sind, wobei es nicht erforderlich ist, daß sämtliche Aussparungen 2 des Trägers 1 mit derartigen Einsätzen bestückt sind, wird der Träger 1 in Umdrehungen versetzt0 Dabei fließt Material aus der Kammer 11 in die Kammer 10 und von dort in die Mischkammer 8; sowohl in der Kammer 10 als auch in der Mischkammer 8 findet schon allein dadurch, daß das zu mischende Material über die Trennwände 13 und 14 gelangt und von dort nach unten fällt, eine gewisse Mischung statt0 Wenn die Drehzahl des Trägers 1 so hoch ist und/oder die Mischkammer 8 so hoch gefüllt ist, daß Flüssigkeit über den unteren Bereich 17 der Trennwand 16 gelangen kann, fließt Material aus der Mischkammer 8 durch den Schlitz 22 in die Küvette 9.
• Durch diesen Materialverlust wird im Inneren der Mischkammer 8 ein Wirbel angeregt, der bei der in Fig0 1 durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung des Trägers 1 die durch den Pfeil in der Mischkammer 8 in Fig. 4 angezeigte Drehrichtung aufweist0 Durch diesen Wirbel werden die in der Mischkammer 8 enthaltenen Stoffe gründlich vermischt. Die aus der Mischkammer 8 strömende Flüssigkeit strömt durch den Schlitz 22 entgegen der Drehrichtung des Trägers 1 und prallt auf der in Fig. 4 rechten Seitenwand 31 der Küvette auf, wodurch eine weitere Durchmischung begünstigt wird0 Dadurcii, daß an der Innenfläche der Mischkammer 8 scharfe Kanten weitgehend vermieden sind, wird die Wirbelbildung begünstigt. Bei genügend hoher Drehzahl des Trägers 1 gelangt die ursprünglich in den Kammern 8, 10 und 11 vorhandene Flüssigkeit restlos in die Küvette 9.
• Die optische Analyse der in den Küvetten enthaltenen Flüssigkeiten erfolgt während der Rotation des Trägers 1, es ist aber auch möglich, zwischen den einzelnen Messungen den Träger Jeweils bis zur nächsten Küvette weiterzudrehen und somit die Messung während des Stillstands des Trägers durchzuführen0 Wird für Jede Bohrung 50 eine eigene Lichtquelle vorgesehen, die mit dem Träger drehfest verbunden ist, und wird oberhalb der einzelnen Küvetten ebenfalls drehfest mit dem Träger verbunden oder aber synchron mit diesem umlaufend jeder Küvette zugeordnet eine Photozelle angeordnet, so ist es auch möglich, während der Rotation des Trägers 1 messungen über jeweils längere Zeit ohne Unterbrechnungen durchzuführen.
• Falls es auf die genaue Einhaltung einer bestimmten Temperatur der zu messenden Flüssigkeiten ankommt, weist der Träger 1 vorteilhafterweise mindestens ein Thermoelement 67 auf (Fig. 3), das so im Träger 1 angeordnet ist, daß es mit der Wand der Küvette 9 in Kontakt ist und somit die Temperatur der Küvettenfüllung ohne größere Meßfehler erfaßt. In Abhänigkeit von der durch das Thermoelement gelassenen Temperatur kann der Träger gekühlt oder erwärmt werLn, wozu sich der ganze Träger zweckmäßigerweise in Inneren eines Gehäuses befindet. Die ableitung der Anschlüsse des Thermoelements kann beispielsweise über Schleifringe erfolgen0 Es ist aber auch möglich, die Temperatur des Trägers durch ein vom Träger getrenntes feststehendes Element zu messen, das die Temperatustrahlung des Trägers mißt.
• Es ist möglich, in Radialrichtung bei jeder Misch- und Meßabteilung :-ICh mehr als drei Kammern vorzusehen. Die einzelnen Einsätze können auch nur eine oder zwei Misch-und Meßabteilungen aufweisen, sie können aber auch mehr derartige Abteilungen aufweisen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es nicht erforderlich, zur Verbesserung der Durchmischung ein Vakuum anzuwenden, und die Bedienung des Geräts ist dadurch erleichtert, daß es nicht erforderlich ist, die nicht benötigten Misch-und Meßabteilungen mit Wasser zu füllen, weil es ja nicht mehr notwendig ist, durch die gefüllten Kammern Luftblasen hindurchzusaugen. Daher ist es auch nicht erforderlich, Jeweils alle Einsätze 7 in den Träger 1 vor der Vornahme einer Messung einzusetzen. Die ganze erfindungsgemäße Anordnung kann unter Atmosphärendruck stehen, dennoch wird bei der Rotation des Trägers 1 in der oben beschriebenen Weise innerhalb der Küvette 9 ein geringer Unterdruck erzeugt.
• Bei einem Ausführungsbeispiel hatten di : Einsätze die Außenabmessungen von 24 x 38 x 20 mm. Die Küvette besitzt eine Höhe von 10 mm, die der maximalen Schichtdicke der von dem Lichtstrahl durchstrahlten in der Küvette befindlichen Flüssigkeit entspricht; die Breite beträgt 6 mm, die Länge 13 mm. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Spalt 22 eine lichte Weite von 1,5 mm und eine Höhe von 6 mm.
• Es ist auch möglich, daß ein Wirbel in der Mischkammer 8 allein dadurch erzeugt wird, daß die Flüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft auf die Teilwände 19 und 20 aufprallen und durch diese Teilwände abgelenkt wird. In diesem Falle muß die Richtung des Wirbels nicht ut:ijedingt mit derjenigen Richtung übereinstimmen, die sich infolge der Coriolis-Eräfte ergeben würde. Bei der Anregung des Wirbels kann auch die Breite des Spalts 22 eine Rolle spielen.
• Da infolge der Zentrifugalkraft radiaL nach außen geschleuderte Flüssigkeitsteilchen an den Krümmungen der Seitenteilwände in unterschiedlicher Weise abgelenkt werden und zwar einmai in Drehricht-unD des Trägers und einmal entgegen der Drehrichtung des Trägers, ist es möglich, daß sich im Bereich des Schlitzes 22 ein Wirbel bildet. Dieser Wirbel kann auch dann vorhanden sein und die Mischung unterstützen, wenn in der Mischkammer 8 sonst keine Wirbelbildung stattfinden sollte. Die geschilderte Ausführunsform mit den auswechselbaren Einsätzen eignet sich besonders gut zur automatischen Blutuntersuchung, inuesondere auch zur Blutgruppenb£.timmung, denn die bei dieser Untersuchung erfolgende Ägglomaration des Blutes stört die folgende Messung nicht, weil die Einsätze nicht gereinigt werden messen, sondern einfach ausgetauscht werden können.
• Wenn, wie im geschilderten Ausführungsbeispiel, jeder Einsatz drei Misch- und Meßanordnungen aufweist, so kann eine dieser Anordnungen zur Ermittlung eines Leerwerts verwendet werden, in dem sie beispielsweise mit Wasser gefüllt wird, die zweite Anordnung kann zur Kontrolle dienen, in dem sie mit einer bekannten Flüssigkeit, zum Beispiel einem Serum bekannter Eigenschaften gefüllt wird, und diejenige Flüssigkeit, deren Eigenschaften mit der Messung festgestellt werden sollen, wird in die dritte Anordnung eingefüllt. Eine derartige Messung unter Verwendung von Leerwerten und Kontrollwerten ist aber auch möglich, wenn jeder Einsatz wenige als drei Misch- und Meßanordnungen aufweist, beispielsweise eine derartige Anordnung.
• Der Träger kann beispielsweise mit einer Drehzahl von 450 Umdrehungen pro Minute betrieben werden, so daß dann, wenn lediglich eine einzige Lichtquelle verwendet wird, jede Küvette in der Sekunde ungefähr 8 x gemessen wird.
• Dies gestattet es, nahezu gleichzeitig mehrere Küvetten zu messen, so daß sich hierdurch die vorteilhafte höglichkeit ergibt, ReaktionsabläuSe inneralb verschiedener Küvetten in Abhängigkeit von der Zeit zu erfassen und miteinander zu vergleichen.

Claims (14)

Patent-lnsprwche

1. Zentrifugalanalysiergerät mit einem drehbar gelagerten Träger, in dem mehrere Misch- und Meßabteilungen vorgesehen sind, bei denen Jeweils eine Mischkammer mit einer Küvette durch einen Kanal derart verbunden ist, daß unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in der Mischkamimer enthaltene Flüssigkeit in die Küvette strömt, in der die Flüssigkeit optisch analysiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (22) tangential aus der Mischkammer (8) herausführt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Richtung des Kanals (22) mindestens annähernd parallel zur Drehrichtung des Trägers (1) verläuft.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in die Küvette in Drehrichtung des Trägers einmündet.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (16) zwischeii der Mischkammer (8) und der Küvette (9) in zwei Teilwände (19, 20) aufgeteilt it, die in radialer Richtung versetzt angeordnet sind.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Umlenkfläche vorgesehen ist, die einen Teil der dem Kanal aus der Mischkammer zuströmenden Flüsskigkeit in die Mischkammer zurückleitet.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Leitfläche innerhalb der Mischkammer zum Umlenken eines waagerecht verlaufenden Flüssigkeitsstroms in einen solchen mit einer senkrechten Strömungskomponente vorgesehen ist.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Drehachse des Trägers (1) abgewandte Wand (33, 34) der Küvette (9) in Richtung von der Rotationsachse weg schräg ansteigend ausgebildet ist, und daß dort an der Oberseite der Küvette mit dem Innenraum der Küvette ein in einer Schleife verlaufender Entlüftungskanal (40) vorgesehen ist, der bei rotierendem Träger (1) als Syphon wirkte

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trger radial innerhalb der Mischkammer (8) mindestens eine weitere Kammer (10, 11) angeordnet ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Kammer als weitere Mischkammer mit einem tangentialen Auslaß ausgebildet ist.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Misch- und Meßabteilung als in eine Aussparung (2) des Trägers (1) einsetzbarer Einsatz (3) ausgebildet ist.

11. Gerät nach einem der vornergehen@@@@@chs dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette (9) aus einem ultraviolettes Licht durchlaissenden Material besteht, das mit der Mischkammer (8) einstückig verbunden ist.

12. Gerät nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einsetzvorrichtung (56) zum Einsetzen von Einsätzen (3) in Aussparungen (2) des Trägers (1) vorgesehen ist.

13. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auswerfer (63) zum automatischen Auswerfen von Einsätzen (3) aus dem Träger (1) vorgesehen ist.

14. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturmeßeinrichtung (67) zur Erfassung der Temperatur des Trägers (1) vorgesehen ist.

L e e r s e i t e