DE2538451C2 - Device for withdrawing part of a liquid flow segmented by an immiscible fluid - Google Patents
Device for withdrawing part of a liquid flow segmented by an immiscible fluidInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Entnahme eines Teils eines durch ein nicht mischbares Fluid segmentierten Flüssigkeitsstromes und zur Zufuhr des entnommenen Teils zu einem nach dem kontinuierlichen Durchflußprinzip arbeitenden Analysensystem, enthaltend ein von dem Flüssigkeitsstrom durchflossenes erstes Rohr, das einen gegenüber dem Durchmesser eines Entnahmerohres größeren Durchmesser aufweist und eine Anordnung zur Förderung des Flüssigkeitsstromes durch das erste Rohr.The invention relates to an apparatus for removing part of a fluid that is immiscible segmented liquid flow and for supplying the removed part to one after the continuous The analytical system operating on the flow principle, containing a flow through which the liquid stream flows first tube, which has a larger diameter than the diameter of a sampling tube and an arrangement for conveying the flow of liquid through the first tube.
Ein derartiges Gerät ist aus der DE-OS 20 46 120 bekannt Dort tritt der gesamte durch das erste Rohr geleitete segmentierte Flüssigkeitsstrom in das mit dem Analysensystem verbundene Entnahmerohr ein, und zwarSuch a device is known from DE-OS 20 46 120 There, the entire segmented liquid flow passed through the first pipe enters the analysis system connected extraction tube, namely
durch eine im Entnahmerohr vorgesehene seitliche öffnung. Zu diesem Zweck ist das erste Rohr mit dem Entnahmerohr derart fest verbunden, daß das durchmessermäßig größere erste Rohr das Entnahmerohr im Bereich der seitlichen öffnung ummantelt Das freie offene Ende des Entnahmerohres ragt über die von dem ersten Rohr gebildete Ummantelung hinaus. Soll bei diesem bekannten Gerät aus irgendwelchen Gründen vermieden werden, daß der gesamte segmentierte Flüssigkeitsstrom in das Entnahmerohr eintritt muß der durch das erste Rohr strömende segmentierte Flüssigkeitsstrom umgelRttet oder abgeschaltet werden.through a side opening provided in the extraction tube. For this purpose, the first tube is firmly connected to the extraction tube in such a way that the diameter The larger first tube encases the extraction tube in the area of the side opening The free open The end of the extraction pipe protrudes beyond the casing formed by the first pipe. Should at this known device avoided for some reasons that the entire segmented liquid flow The segmented liquid flow flowing through the first tube must enter the extraction tube be switched or switched off.
Zum anderen sind nach dem kontinuierlichen Durchflußprinzip arbeitende Flüssigkeitsanalysensysteme zum selektiven Behandeln und Analysieren einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben aus den US-Patentschriften 27 97 149 und 3241432 bekannt in diesen Analysensystemen werden mehrere Flüssigkeitsproben, die aufeinanderfolgend als kontinuierlich fließender Strom durch das -System geleitet werden, mit Reagenzien gemischt und -dann auf besondere Substanzen analysiert Die in dem fließenden Strom aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben sind mindestens durch einen Luftschub voneinander getrennt, dessen Volumen ausreicht, um den gesamten Querschnitt der Leitung auszufüllen, durch die der Strom geleitet wird. Durch die Gegenwart der Luftschübe wird eine Verunreinigung zwischen den aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben in dem Strom vermieden oder zumindest stark herabgesetzt Die Luftschübe halten die aufeinan-On the other hand there are liquid analysis systems working according to the continuous flow principle for the selective treatment and analysis of a large number of successive liquid samples known from U.S. Patents 2,797,149 and 3,241,432 In these analysis systems several liquid samples are taken one after the other as continuous flowing current can be passed through the system, mixed with reagents and then on special Substances analyzed The liquid samples in succession in the flowing stream are at least separated from each other by a burst of air, the volume of which is sufficient to cover the entire cross-section of the To be filled in line through which the current is conducted. The presence of the bursts of air creates a contamination avoided or at least avoided between the successive liquid samples in the stream greatly reduced The air thrusts keep the
.50 derfolgenden Proben in einem voneinander getrennten Zustand und waschen vom Inneren der Leitung den Rest einer vorangegangenen Probe ab..50 of the following samples in a separated state and wash the inside of the line Remainder of a previous sample.
Aus der britischen Patentschrift 9 78 794 ist ein Probenzufuhrgerät bekannt, bei dem zwischen aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben ein Waschflüssigkeitsschub angesaugt wird, der von den angrenzenden Proben jeweils durch einen Luftschub getrennt ist. Die zu analysierenden Volumen der aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben sind somit voneinander durch mindestens einen Waschflüssigkeitsschub und zwei den Querschnitt der Leitung ausfüllende Luftschübe getrennt. Jeder Luftschub dient zum Reinigen der Innenwandung der Leitungsrohre, um daran anhaftende Probenreste zu entfernen. Der nachfolgende Waschflüssigkeitsschub nimmt die Probenreste mit. Zur Zufuhr des Waschflüssigkeitsschubs zwischen aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben ist ein Waschflüssigkeitsbehälter vorgesehen, in den eine Probenentnahmesonde zwi-From British patent specification 9 78 794 a sample delivery device is disclosed known, in which a washing liquid surge between successive liquid samples is sucked in, which is separated from the adjacent samples by a push of air. The to analyzing volumes of the successive liquid samples are thus from each other by at least a washing liquid thrust and two air thrusts filling the cross-section of the line are separated. Each push of air is used to clean the inner wall of the conduit pipes to remove sample residues adhering to them to remove. The subsequent push of washing liquid takes the sample residues with it. To feed the A washing liquid container is a washing liquid push-up between successive liquid samples provided, in which a sampling probe between
sehen dem Eintauchen in aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben eingetaucht wird.see immersion in successive liquid samples is immersed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die Möglichkeit zu schaffen, den durch das erste Rohr geleiteten segmeniierten Flüssigkeitsstrom unter Beibehaltung des Segmentierungsmusters aufzuteilen. The invention is based on the object of a device according to the preamble of the patent claim 1 to create the possibility of the segmented liquid flow directed through the first pipe split while maintaining the segmentation pattern.
Diese Aufgabt wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst Die beanspruchte Lösung bietet die zusätzlichen Vorteile, daß unabhängig vom Anteil der Entnahme der ursprünglich segmentierte Flüssigkeitsstrom in dem ersten Rohr ständig weiterströmen kann und weder abgeschaltet noch umgeschaltet zu werden braucht Darüber hinaus kann der Erfindungsgegenstand in einer einfacheren Weise realisiert werden, zumal eine seitliche Eintrittsöffnung im Entnahmerohr entfälltThis task is solved by the features in the characterizing part of claim 1 as claimed Solution offers the additional advantages that regardless of the proportion of the removal, the originally segmented Liquid flow in the first tube can continue to flow and is neither switched off nor switched over In addition, the subject matter of the invention can be implemented in a simpler manner especially since there is no side entry opening in the extraction tube
{[ Bevorzugte Weiterbildungen und zweckmäßige Aus-
-'t gestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen ge-ϊ'ί
kennzeichnet Der Erfindungsgegenstand findet vor-ΐ>
zugsweise Anwendung in einem Probenzuführgerät
ij. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung {[ Preferred developments and expedient configurations of the invention are characterized in the subclaims. The subject matter of the invention is preferably used in a sample feeder
i j. A preferred embodiment of the invention
ijj wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
>.;' F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines
Probenzufuhrgerätes undijj is described with reference to drawings. It shows
>.;' F i g. 1 is a schematic representation of part of a sample delivery device and
:■■: Fig.2 einen vergrößerten Längsschnitt durch die j Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung des Gerätes. : ■■: FIG. 2 an enlarged longitudinal section through the washing liquid supply device of the device.
• Das dargestellte Probenzufuhrgerät ist dem aus der• The sample introduction device shown is the one from the
britischen Patentschrift 9 78 794 bekannten Gerät ähn-British patent 9 78 794 known device similar-
■;-5 lieh, jedoch ist der Waschflüssigkeitsbehälter des be-
[■;, kannten Gerätes durch die in der Fig.2 dargestellte
Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung ersetzt
.. Das dargestellte Probenzufuhrgerät enthält einen - Probenträger, der als Drehtisch ausgebildet ist und
: ■ mehrere entfernbare Probenbecher 2 trägt Der Drehtisch
wird von einem geeigneten, nicht dargestellten Antriebsmechanismus schrittweise weitergedreht, um die
Probenbecher aufeinanderfolgend einer Probenentnahmesonde 3 an einer Probenzufuhrstation 4 darzubieten.
Die Probensonde ist seitlich neben den Probenbehältern 2 derart angeordnet, daß sie zwischen einer Position
über den Behältern 2 und einer Position über der Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung 5 geschwenkt und
auch nach oben und unten bewegt werden kann, um an der Probeiu.ufuhrstation in einen Probenbehälter oder
in die Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung 5 eintauchen zu können.■; borrowed -5, but the washing liquid container is the loading [■ ;, known device is replaced by that shown in the Figure 2 washing fluid supply means
.. The sample feed device shown contains a - sample carrier, which is designed as a turntable and: ■ carries several removable sample cups 2 The turntable is rotated step by step by a suitable, not shown drive mechanism in order to successively present the sample cups to a sampling probe 3 at a sample feed station 4. The sample probe is arranged laterally next to the sample containers 2 in such a way that it can be pivoted between a position above the containers 2 and a position above the washing liquid supply device 5 and can also be moved up and down in order to move into or into a sample container at the sample supply station To be able to immerse washing liquid supply device 5.
Die Waschflüssigkeitsztifuhreinrichtung 5 enthält eine Leitung (Rohr) 6 mit einem U-förmigen Abschnitt 7, dessen einer Schenkel TA ein nach oben offenes kegelstumpfförmiges Ende 8 aufweist und in einem äußeren Gehäuse 9 untergebracht ist.The washing liquid supply device 5 contains a line (tube) 6 with a U-shaped section 7, one leg TA of which has a frustoconical end 8 that is open at the top and is accommodated in an outer housing 9.
Eine Waschflüssigkeit Wxnw einem Benetzungsmittel wird beispielsweise mit Hilfe einer peristaltischen Pumpe ρ durch die Leitung 6 gepumpt Über eine Leitung (Rohr) 10 wird Luft A oder ein anderes Gas in die Waschflüssigkeit periodisch eingeleitet so daß ein durch ■; Luft segmentierter Waschflüssigkeitsstrom durch den U-förmigen Abschnitt 7 fließt. Dabei bleibt die Integri» tat der Luftblasen erhalten. Das periodische Einleiten von Luft kann beispielsweise mit einem Mechanismus durchgeführt werden, wie er aus der britischen Patentschrift 11 23 122 bekannt ist.A washing liquid Wxnw a wetting agent is pumped through the line 6, for example with the aid of a peristaltic pump ρ. Via a line (pipe) 10, air A or another gas is periodically introduced into the washing liquid so that a through ■; Air segmented washing liquid flow through the U-shaped section 7 flows. The integrity of the air bubbles is retained. The periodic introduction of air can be carried out, for example, with a mechanism such as is known from British patent specification 11 23 122.
Die Probensonde 3 enthält ein Rohr 11, das derart angeordnet ist, daß es sich axial in den Schenkel TA der Leitung 6 erstrekt, und weist eine äußere Stütze 12 auf, die, wenn die Probesonde entsprechend der Darstellung nach der F i g. 2 in die Leitung 6 eingesetzt ist die Leitung oberhalb der Spitze der Probesonde teilweise verschließt um den Waschflüssigkeitsfluß durch die Leitung 6 oberhalb der Spitze der Probesonde zu begrenzen. The sample probe 3 includes a tube 11 which is arranged such that it extends axially into the leg TA of the conduit 6, and has an outer support 12 which, when the sample probe as shown in FIG. 2 inserted into the line 6, the line above the tip of the sample probe is partially closed in order to limit the flow of washing liquid through the line 6 above the tip of the sample probe.
Beim Betrieb ist die Probesonde 3 mit der peristaltischen Pumpe verbunden und wird an der Probezufuhrstation in einen Probebehälter 2 eingetaucht um Probeflüssigkeit anzusaugen. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird die Probesonde aus dem Probebehäher herausgehoben, über die Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung geschwenkt und dann axial in den Schenkel TA eingetaucht Das trichterförmige Ende 8 des Schenkels TA stellt dabei sicher, daß die Probesonde axial geführt wird. Während der Zeit in der die Probesonde vom Probebehälter zur Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung bewegt wird, saugt die Probesonde Luft an. Danach saugt die Probe einen axialen Anteil des segmentierten Waschflüssigkeitsstroms für eine vorbestimmte Zeit an und wird dann in den nächsten Pro\vbehälter eingetaucht, der in der Zwischenzeit zur Probe':ufuhrstation vorgeschoben worden ist Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Proben durch einen Waschflüssigkeitsstrom voneinander getrennt, der durch eine ausgewählte A'-zahl von Luftblasen segmentiert ist Der resultierende Strom wird dem Anaiyseteil des Systems zugeführt Die Anzahl der Luftblasen in dem die Flüssigkeitsproben voneinander trennenden Waschflüssigkeitsstrom ist steuerbar und hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der die Luftschübe in die Leitung 6 eingebracht werden, und von der Eintauchzeit der Probesonde in den Schenkel TA. During operation, the sample probe 3 is connected to the peristaltic pump and is immersed in a sample container 2 at the sample feed station in order to suck in sample liquid. After a predetermined period of time, the probe is lifted out of the probe, pivoted over the washing liquid supply device and then dipped axially into the leg TA. The funnel-shaped end 8 of the leg TA ensures that the probe is guided axially. During the time in which the sample probe is moved from the sample container to the washing liquid supply device, the sample probe sucks in air. The sample then sucks in an axial portion of the segmented washing liquid flow for a predetermined time and is then immersed in the next sample container, which in the meantime has been advanced to the sample supply station. In this way, successive samples are separated from one another by a washing liquid flow, which is segmented by a selected A 'number of air bubbles The resulting flow is fed to the analysis part of the system The number of air bubbles in the washing liquid flow separating the liquid samples is controllable and depends on the speed with which the air thrusts are introduced into the line 6 and the immersion time of the probe in the limb TA.
Der Waschflüssigkeitsstrom, der von der Probesonde nicht gesaugt wird, fließt an der Spitze der Probesonde vorbei in das trichterförmige Ende 8 des Rohrabschnitts 7. Dort trennt sich die Luft von der Waschflüssigkeit, die durch einen Oberlauf 13 zum Abfluß fließtThe washing liquid stream that is not sucked in by the sample probe flows at the tip of the sample probe past into the funnel-shaped end 8 of the pipe section 7. There, the air separates from the washing liquid, which flows through an overflow 13 to the drain
Die peristaltische Pumpe, beispielsweise eine Schlauchquetschpumpe, kann in dem durch den Abschnitt 7 der Leitung 6 fließenden segmentierten Strom Impuise hervorrufen, deren Wirkung darin besteht, daß die Geschwindigkeit des Stroms zu vorbestimmten Zeitintervallen momentan herabgesetzt wird. Vorzugsweise wird die Luft gleichzeitig mit dem Auftreten der Impulse in den Strom eingeleitet um die Auswirkungen der Impulse herabzusetzen. Weiterhin ist der Abstand zwischen der Verbindungsstelle der Leitungen 6 und 10 und der Spitze der in den Schenkel TA eingesetzten Probesonde vorzugsweise derart gewählt daß ein Pulsieren des Waschflüssigkeitsstroms keine Veränderung im Durchflußwert hervorruft, wenn eine Luftblase mit der Spitze der Probesonde zusammenfällt, was sonst zu unregelmäßigen Größen der angesaugten Luftblasen führen würde.The peristaltic pump, for example a peristaltic pump, can produce impulses in the segmented current flowing through section 7 of line 6, the effect of which is that the speed of the current is momentarily reduced at predetermined time intervals. The air is preferably introduced into the stream at the same time as the impulses occur in order to reduce the effects of the impulses. Furthermore, the distance between the junction of the lines 6 and 10 and the tip of the probe inserted into the leg TA is preferably chosen so that a pulsation of the washing liquid flow does not cause any change in the flow rate when an air bubble coincides with the tip of the probe, which would otherwise be irregular Sizes of the sucked air bubbles would result.
Bei einigen Anwendungen sind Unregelmäßigkeiten, die durch das Eintauchen oder Herausziehen der Probesonde in bzw. aus dem Schenkel TA hervorgerufen werden können, nicht kritisch. Allerdings wird es bevorzugt, die Geschwindigkeit der Probesonde mit der Geschwindigkeit der Luftblasen im Schenkel IA in Beziehung zu setzen und die Probesonde zu einer Zeit anauheben, wenn sich die Spitze in einem Waschflüssigkeitsschub befindet. Auf diese Weise wird dazu beigetragen, daß eine konstante Luftblasengröße aufrechterhalten wird.In some applications, irregularities that can be caused by immersing or pulling the probe probe into or out of the limb TA are not critical. However, it is preferred to relate the speed of the probe probe to the speed of the air bubbles in the limb IA and to raise the probe probe at a time when the tip is in a surge of washing liquid. This helps to maintain a constant air bubble size.
Die in dem beschriebenen Gerät oberhalb der Spitze der Probesonde 3 durch die äußere Stütze 12 hervorgerufene Beschränkung reicht aus. um sicherzustellen, daß die Integrität der in die Probesonde 3 gesaugten Luft-The one caused in the device described above the tip of the probe 3 by the outer support 12 Restriction is enough. to ensure that the integrity of the air sucked into the probe 3
blasen aufrechterhalten bleibt und daß die Luftblasen im Schenkel TA im Bereich der Spitze der Probesonde nicht einfach auseinanderbrechen.bubbles is maintained and that the air bubbles in the leg TA do not simply break apart in the area of the tip of the probe.
Das beschriebene Gerät verhindert oder vermindert die Verunreinigung zwischen aufeinanderfolgenden 5 Proben mit Hilfe einer einfachen und verhältnismäßig wenig aufwendigen Waschflüssigkeitszufuhreinrichtung zum Segmentieren des Waschfliissigkeitsstroms. Das Gerät ist besonders bei »Ja/Nein«-Tests nützlich, beispielsweise Komplementbindungsreaktionen, Antikör- 10 perdurchleuchtungstests und automatisierten Reagenzientests.The device described prevents or diminishes the contamination between consecutive 5 samples using a simple and proportionate little expensive washing liquid supply device for segmenting the wash liquid flow. That The device is particularly useful for "yes / no" tests, for example complement fixation reactions, antibody 10 fluoroscopy tests and automated reagent tests.
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