DE2610808A1

DE2610808A1 - Automatisches analysiergeraet

Info

Publication number: DE2610808A1
Application number: DE19762610808
Authority: DE
Inventors: Naono Toyohiko
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1976-03-15
Publication date: 1976-09-30
Also published as: DE2610808B2; US4090848A; GB1540128A; DE2610808C3; FR2304912A1; JPS5340915B2; JPS51108887A; FR2304912B1

Description

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NIHON DENSEI KABUSHIKI KAISHA 1418 Nakagamicho, Akishimashi, Tokyo, 196 JAPAN

Automatisches Analysier gerät

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysiergerät, insbesondere für die aufeinanderfolgende Untersuchung an flüssigen Proben, wie beispielsweise Blut, Urin und anderen medizinischen Proben, wobei insbesondere die Aktivität von Enzymen gemessen werden soll.

N/G

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2G 1 G308

Auf dem Gebiet der Chemie, aer Medizin and der Pharmakologie usw. sind in neuerer Zeit Geräte erwünscht, mit denen man rasch und genau flüssige Proben, beispielsweise von einem Serum, von urin, Blut und dgl., untersuchen kann. Bei der Entv/ieklang dieser Geräte ergeben sich jedoch erhebliche Schwierigk^cer, so aaß ein Gerät, mit dem alle anstehenden Probleme gelöst werden können, bisher noch nicht entwickelt worden ist.

Wenn man der Empfehlung der International Union of Biochemistry folgt, soll die quantitative Enzymbestimmung in Abhängigkeit von der Anfangsreaktionsgeschwindigkeit durchgerührt werden. Die Reaction Rate Assay-Methode hat als analytische medizinisch-chemische Methode Bedeutung gewonnen und ist als gültige und wi rksame Technik anerkannt. Bekanntlich steigt die Enzymreaktion mit dem Ansteigen der Substratkonzentration an. Der Anstieg hört jedoch über einem bestimmten Konzentrationsbereich, welcher als Plateaubereich bezeichnet wird, auf. Bei weiterem Erhöhen der Substratkonzentration über einen bestimmten Wert beginnt die Enzymreaktionsgeschwindigkeit abzufallen. Dieser Reaktionsgeschwindigkeitsversuch verwendet den Plateaubereich, um Enzymreaktionen durchzuführen. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird gemessen, um den aktivierten Wert des Enzyms zu erhalten.

Es wurde bisher jedoch noch kein Gerät entwickelt, mit dem man fortlaufend und genau derartige Messungen durchführen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein automatisches Analysiergerät zu zeigen, mit dem chemische Analysen von flüssigen Proben rasch und genau durchgeführt werden können.

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ORIGINAL INSPECTED

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Zur Lösung dieser Aufgabe zeigt die Erfindung ein automatisches Analysiergerät für die aufeinanderfolgende Untersuchung an flüssigen Proben mit einer Extrahiereinrichtung zum Herausgreifen einer gewünschten Probe aus mehreren flüssigen Pro'oen, einer Bemessungseinrichtung zum Ausmessen einer bestimmten Menge der herausgegriffenen Probe, einer Reaktionseinrichtung, in welcher mehrere Reaktionsbehälter untergebracht sind und mit einer Liefervorrichtung zum Liefern der herausgezogenen Probenmenge und eines Reakt ions mittels zu einem der Reaktionsbehälter, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Reaktionseinrichtung mit Hilfe einer Antriebseinrichtung intermittierend drehbar angeordnet ist und eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen der in dem Reaktionsbehälter enthaltenen Mischung mit einem Lichtbündel sowie einem Detektor zum Empfangen der durch die Mischung hindurchgegangenen Lichtmenge vorgesehen sind, und daß eine Abflußeinrichtung zum Abziehen der in dem Reaktionsbehälter befindlichen Mischung nach erfolgter Messung sowie eine Reinigungseinrichtung zum Beschickeii des Reaktionsbehälters mit einem Reinigungsmittel vorgesehen sind.

Weitere Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß mehrere Versuche an der gleichen Probe gleichzeitig durchgeführt werden können. Darüber hinaus kann der aktivierte Wert der Enzyme bzw. deren Aktivierung exakt automatisch und in einem Durchlaufverfahren gemessen werden.

Die Erfindung zeigt somit ein automatisches Analysier gerät mit einer drehbaren Reaktionseinrichtung, welche die Form eines Gehäuses aufweist und in welcher mehrere Reaktionsbehälter, insbesondere in Form von Reaktionsröhren, untergebracht sind. Die Reaktionseinrichtung kann intermittierend mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung angetrieben werden, wobei gleichzeitig noch andere verschiedene Funk-

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tionen ausgeführt werden können. So kann beispielsweise in einer Anfangsstellung der rotierbaren Reaktionseinrichtung eine flüssige Probe in eine bestimmte Reaktions röhre zusammen mit einem ersten Reaktionsmittel geliefert werden. In einer zweiten Stellung können die Probe und das erste Reaktions mittel miteinander vermischt werden. In einer dritten Stellung kann ein zweites Reaktions mittel in die Reaktionsröhre eingebracht werden. In einer vierten Stellung können die Probe,das erste und das zweite Reaktions mittel miteinander vermischt werden. In einer fünften Stellung kann die umgerührte Mischung optisch gemessen werden. In einer sechsten Stellung kann nach Durchführung der optischen Messung die Mischung abgezogen werden und in einer siebten Stellung kann die leere Reaktionsröhre gereinigt und gespült werden, bevor die Reaktions einrichtung wieder in die Ausgangsstellung zurückkommt, in welcher die nächste flüssige Probe in die Reaktionsröhre eingebracht wird.

In den beiliegenden Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Reaktionseinrichtung;

Fig. 3 eine vorerhitzte Kammer mit den zugehörigen elektri

schen Schaltungen;

Fig. 4 eine Rühr-bzw. Mischeinrichtung zum Vermischen der

Probe mit dem Reaktions mittel;

Fig. 5 die aufeinanderfolgenden Schritte bei der automatischen

Analyse;

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Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 7 ein' Auswählventil, welches bei dem Ausführungsbeispiel

in der Fig. 6 zur Anwendung kommt.

In der Fig. 1 enthält eine Probenliefereinrichtung einen Drehtisch 2, welcher mit Aufnahmebohrungen an seinem Umfang zur Aufnahme mehrerer Probenröhren 3 ausgestattet ist. Ferner ist eine Antriebseinrichtung 4 zur Drehung des Drehtisches 2 vorgesehen. Mit 5 ist eine Probenentnahmeeinrichtung bezeichnet, welche eine Saugröhre 6 und eine Verschiebeeinrichtung 7 für die Saugröhre aufweist. Die Saugröhre 6 wird in die Probenröhre, welche die flüssige Probe, die als nächste gemessen werden soll, enthält, eingetaucht. Nach dem Heraussaugen der Probe aus der Probenröhre wird die Saugröhre automatisch aus der Probenröhre entfernt. Zur Reinigung der Spitze der Saugröhre, welche eingetaucht war, kann eine entsprechende Reinigungseinrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Saugröhre in ein Reinigungsbad 8 eingetaucht, was durch strichlierte Linien angedeutet ist. In diesem Reinigungsbad wird die Saugröhre, beispiels weise mit Hilfe einer Düse 9,mit Wasser besprüht. Mit 10 ist ein Auswählventil bezeichnet, das feststehende Bauteile 11 und 12 sowie ein drehbares Bauteil 13 aufweist. Das drehbare Bauteil 13 ist zwischen den beiden feststehenden Bauteilen 11 und 12 angeordnet. Wenigstens zwei durchgehende Bohrungen 14a und 14b, welches gleiches Volumen aufweisen, sind im drehbarenBauteil 13 vorgesehen. Mit 15 ist ein Wechselventil, mit 16 eine Pumpe und mit 17 ein Behälter bezeichnet. Wie aus der Figur zu ersehen ist, verläuft die Flußrichtung von der Probenentnahmeeinrichtung 5 zum Behälter 17 über das feststehende Bauteil 11, die durchgehende Bohrung 14a, das feststehende Bauteil 12, das Wechselventil 15 und die Pumpe 16. Wenn sich das Wechselventil

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in der Stellung der ausgezogenen Linien efindet, wird die flüssige Probe, welche in der Probenröhre 3 enthalten ist, durch die Saugröhre 6 in die durchgehende Bohrung 14a gesaugt. Wenn andererseits das Wechselventil 15 sich in der strienliert gezeigten Stellung befindet, wird eine Reinigungsflüssigkeit 18, welche im Behälter 17 enthalten ist, angesaugt und in das Reinigungsbad 8 über das Bemessungsventil 10 geliefert. Hierdurch werden alle Probenflüssigkeitsspuren, welche an den Innenwänden der Leitungen zurückgeblieben sind, beseitigt. Mit 19 ist eine drehbare Reaktionseinrichtung bezeichnet, die einen Drehtisch 20 aufweist, der mit mehreren Reaktionsröhren 21 bestückt ist. Eine Antriebseinrichtung treibt intermittierend den Drehtisch 20 an. Mit A, B, C, L sind die Stellungen der Reaktionsröhren 21 bezeichnet. In der Mitte des Drehtisches 20 ist eine Lichtquelle 22 angeordnet und mit 23 ist ein Detektor bezeichnet, der der Lichtquelle 22 gegenüberliegt. Zwei in der Fig. 1 nicht näher dargestellte Ventile sind im oberen und unteren Teil der drehbaren Reaktionseinrichtung angeordnet. In der Fig. 2 ist die drehbare Reaktions einrichtung 19 im einzelnen dargestellt. Mit 24 und 25 sind obere und untere Wände bezeichnet, die einen Bereich einschließen, der auf einer konstanten Temperatur, beispielsweise 37 C, gehalten ist. Ein Rohr 26 ist so angeordnet, daß es durch die obere und untere Wand 24 und 25 hindurchragt. Dieses Rohr 26 ist an der oberen und unteren Wand 24 und 25 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 27, 28 und befestigt. Eine Manschette 30 ist am Rohr 26 befestigt. In Lagern 31 und 32 ist um die Manschette der Drehtisch 20 gelagert. Der Drehtisch 20 trägt die Reaktionsröhren 21 (die Reaktionsröhren 21 können an die spezielle Ausführungsform angepaßt sein). Die Reaktionsröhren sind aus chemisch widerstandsfähigem Material, beispielsweise Quarzglas, gebildet. Welches Material auch immer verwendet wird, es muß jedoch der Teil, durch welchen das Licht hindurchgeschickt werden soll, durchsichtig sein. Mit 33 und 34 sind durchgehende Boh-

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rungen bezeichnet, durch welche das Licht hindurchtreten kann. Mit ist ein Reflektionsspiegel bezeichnet. Das hindurchgetretene Licht (d.h. das Licht, welches durch die Reaktionsröhren hindurchtritt) wird mit Hilfe des Detektors 23, der sich in einem abgeschirmten Gehäuse 36 befindet, empfangen. Mit 39 ist ein schützendes Gehäuse für die Lichtquelle 22, eine Kondensorlinse 37 zum Sammeln des von der Lichtquelle 22 in parallem Strahl ausgestrahlten Lichtes und für ein Filter 38 vorgesehen. Mit 40 ist ein Zahnrad bezeichnet, welches auf der oberen Seite des Drehtisches 20 vorgesehen ist. Die Anzahl der Zähne dieses Zahnrades entspricht einem geradzahligen Vielfachen der Anzahl der Reaktionsröhren 21. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Zahnrad 24 Zähne. Exzenter platten 42, welche mit einem Zapfen 41 versehen sind, sind an einer Welle 43 befestigt, welche durch die obere Wand 24 hindurchragt und von dieser getragen wird. Der Zapfen 41 greift intermittierend in das Zahnrad 40 ein. Der obere Teil der Welle 43 ist ebenfalls mit einem Zahnrad 43a versehen, in welches ein Motor oder ein anderes Antriebsmittel 44, das am oberen Teil der Wand 24 befestigt ist, eingreift. Beim Betrieb der Antriebseinrichtung 44 in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Programm dreht sich der Zapfen 41 um die Welle 43, wobei bei jeder ganzen Umdrehung des Zapfens 41 das Zahnrad 40 von einem Zahn zum nächsten Zahn weitergedreht wird. Auf diese Weise wird der Drehtisch 20 zusammen mit den Reaktionsröhren 21 intermittierend in Drehung versetzt. Ventile 45 und 46 sind mit feststehenden Blökken 47 und 49 und mit drehbaren Blöchen 48 und 50 ausgestattet. Der feststehende Block 47 wird von dem Befestigungsmittel 27 gehalten. Der drehbare Block 48 ist am oberen Teil des Drehtisches 20 über einen Halter 51 befestigt. Der feststehende Block 59 ist über einen Halter 52 am Rohr 26 befestigt und der drehbare Block 50 ist am unteren Teil des Drehtisches 20 mit Hilfe eines Halters 53 befestigt. Durchgehende Bohrungen 54 und 55, deren Anzahl der Anzahl der Reak-

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tionsröhren 21 entspricht, sind in den o^ren und unteren drehbaren Ventilblöcken 48 und 50 vorgesehen. Jeder Satz dieser durchgehenden Bohrungen kami mit HiKe von Leitungen 56 an entsprechende Reaktions röhren angeschlossen werden. Ferner sind durchgehende Bohrungen 57 und 58 zum Einbringen und Abziehen der flüssigen Proben der Reaktionsmittel, der Reaktionsflüssigkeit,von Luft und dgl. durch die feststehenden Blöcke 47 und 49 gebohrt. Jeder Satz dieser Bohrungen ist an eine Saugeinrichtung zum Absaugen der vorstehend genannten Flüssigkeiten und Gase über Leitungen 59 und 5S' angeschlossen.

In Fig. 1 ist mit der Stellung A des Drehtisches 20 (die erste spezifische Stellung) die Position gezeigt, wo die flüssige Probe und das erste Reaktionsmittel in die Reaktionsröhren eingebracht werden. In dieser Position ist das Ventil 46 in der Fig. 2 mit dem feststehendenBauteil 12 des Bemessungsventiles 10 verbunden. Der feststehende Bauteil 11 des Bemessungsventiles 10 ist über eine Leitung 61 an eine vorerhitzte Kammer 60 und eine Pumpe 62 angeschlossen. Das untere Ende der Leitung 61 erstreckt sich über die Pumpe 62 in einen Behälter 64, der ein erstes Reaktions mittel 62 enthält. In der Fig. 3 ist der Aufbau der vorerhitzten Kammer 60 im einzelnen dargestellt. Die hermetisch abgeschlossene Kammer ist mit Öl, Wasser oder Luft angefüllt. Das Öl oder dgl. wird mit Hilfe eines Heizers 101, der von einer Spannungsquelle 100 gespeist wird, erhitzt. Mit 103 ist ein Ventilator bezeichnet, der dafür sorgt, daß das Öl oder dgl. ständig durchmischt wird und so auf einer gleichförmigen Temperatur gehalten wird. Ein Detektor 104 ist innerhalb der Heizkammer in der Weise angeordnet, daß er die Temperatur des Öles oder dgl. ständig überwacht. Das Detektorausgangssignal wird in eine Regelschaltung 105 gebracht, welche in Abhängigkeit von dem Detektor aus gangssignal die Spannungsquelle für den Heizer ansteuert, so daß die Temperatur des Öles und dgl.

h Π 9 H 4 0 / 11 0 ?

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konstant, beispielsweise bei etwa 37 C, gehalten wird. Der Abschnitt des Rohres 61, weicher im Innern der Vorerhitzungskammer 60 verläuft, ist zicK^ackförmig oder spiralförmig ausgebildet. Auf diese Weise erhält man eine Verlängerung des Durchflußweges und man erhält eine ausreichende Zeit, um die in der Leitung fließende Flüssigkeit auf die erwähnte Temperatur von etwa 37 C vorzuerhiczen. Aus dem gleichen Grund sind entsprechende Rohrabschnitte der Leitungen 65 und 66, welche das zweite Reaktionsmittel und eine Reinigungsflüssigkeit enthalten, zickzackförmig oder spiralförmig ausgebildet. Bei Inbetriebnahme der Pumpe 62 wird das erste Reaktions mittel 63 aus dem Behälter 64 gesaugt,und nach Erhitzung auf 37 C in der Vorerhitzungskammer 60 wird das Reaktionsmittel in der Leitung 61 zum Bemessungsventil 10 weiter geleitet. Die Flüssigkeitsprobe, welche in der durchgehenden Bohrung 14b des drehbaren Bauteils 13 enthalten ist, wird durch das erste Reaktions mittel aus gestoßen,und die Mischung wird in die Reaktionsröhre, welche in der Stellung A des Drehtisches 20 sich befindet, über das untere Ventil 46 und die Leitung 59' geliefert. In der Fig. 4 ist eine Umrühreinrichtung für die Mischung gezeigt, so daß die Reaktion beschleunigt wird. Diese Rühreinrichtung ist in der Mitte zwischen A und B angeordnet, d.h. wenn die Reaktionsröhre 21 diese Position erreicht, ist das Ventil 45 mit einer Vakuumpumpe 70 über Leitungen 59, 68 und ein Reservoir 69 verbunden, während das Ventil 46 über die Leitung 59' an ein Widerstandsrohr 67 angeschlossen ist. Hierdurch erzielt man, daß die Luft im oberen Teil der Reaktionsröhre durch die Leitung 59 usw. herausgezogen wird, und Luft oder ein anderes geeignetes Gas durch das Widerstandsrohr usw. in die in der Reaktionsröhre enthaltene Mischung gezogen wird. Hierbei entstehen Blasen, welche die Umrührung bewirken. Wenn die Reaktionsröhre 21 die Stellung H erreicht, ist das Ventil 46 an eine Pumpe 71 über die Leitungen 59' und 65 angeschlossen. Das untere

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Ende der Leitung 65 erstrecKt sich über die Pumpe 71 hinaus in einen Behälter 73, der ein zweites Reaktionsmittel 72 enthält. Bei Betrieb der Pumpe 71 wird das zweite Reaktions mittel 72 aus dem Behälter 73 gesaugt und,nach Erhitzung auf etwa S" C in der Vorerhitzungskammer 60, gelangt das Reaktions mittel durch die Leitung 65 über das Ventil 46 in die Reaktionsröhre 21. Eine weitere Umrühreinrichtung, welche zur vorbeschriebenen Umrühreinrichtung zwischen den Stellungen A und B identisch ist, befindet sich zwischen den Stellungen H und Σ, d.h. wenn die Reaktionsröhre 21 diese Stellung erreicht, wird Luft in die Reaktionsröhre über ein Widerstandsrohr 74 und das Ventil 46 (siehe Fig. 4) geliefert. Durch die entstehenden Luftblasen wird eine Umrührung des zweiten Reaktions mittels mit der reagierten Probe (d.h. mit der Mischung, welche die Probe und das erste Reaktions mittel enthält) bewirkt. Die Stellung J ist die Meßposition. Wenn die Reaktionsröhre diese Position erreicht, wird Licht von der Lichtquelle 22 auf den Inhalt der Reaktionsröhre gestrahlt und zum Teil absorbiert. Der unabsorbierte bzw. hindurchgetretene Anteil des Lichtes wird vom Detektor 23 aufgenommen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Der Ausgang des Detektors wird mit Hilfe eines Verstärkers 75 verstärkt, bevor er in ein Aufzeichnungsgerät oder in ein Wiedergabegerät 76 eingegeben wird. Der Absorptionskoeffizient des Lichtes während des Reaktions Verlaufes der Probe in Abhängigkeit von der Zeit kann aufgezeichnet oder wiedergegeben werden. Ein Teil des verstärkten Signales wird in einem Analog-Digital-Wandler 77 in eine digitale Form gebracht und dann in eine Datenanalysiereinrichtung 78 zur Berechnung weitergegeben. Das errechnete Resultat, beispielsweise der aktivierte Wert eines speziellen Enzyms, kann beispielsweise jedesmal dann, wenn die Reaktionsröhre die Stellung J erreicht, ausgedruckt werden. Es ist jedoch auch möglich, für mehrere Reaktionsröhren die Ergebnisse auszudrucken, wenn diese Informationsform erwünscht ist.

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In den Stellungen K und L wird die Reinigung durchgeführt. Hierzu wird eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, durch eine Leitung 66 aus einem Behälter gepumpt und in einen Luftmischer 79 durch eine Pumpe 80 gebracht. Aus einem Kompressor 81 wird über ein Ventil Luft in den Luftmischer 79 gebracht, um eine Reinigungswirkung zu erzielen. Die belüftete Mischung wird dann durch die Vorerhitzungskammer 60, das Ventil 46 und die Leitung 59' geleitet, bevor sie die Reaktionsröhre 21 erreicht. Die Stellung zwischen J und K ist die Stellung für das Abziehen der Probe und der Reaktionsmischung und die Stellungen zwischen K und L und L und A sind die Stellungen zum Abziehen der Reinigungslösung 18 aus der Reaktionsröhre. In diesen Stellungen wird komprimierte Luft aus dem Kompressor 81 in den oberen Teil der Reaktionsröhre durch die Leitung 84 über ein Ventil 83, die Leitung 89 und das Ventil 45 eingebracht. Auf diese Weise wird die gemessene Probe und die Reinigungslösung aus der Reaktionsröhre hinaus befördert und in einen nicht näher dargestellten Behälter über eine Abflußleitung 85 gebracht. Hierbei wird darüber hinaus in Verbindung mit der Messung des absorbierten Lichtes in der Stellung J ein noch genaueres Meßergebnis erzielt, welches durch die komprimierte Luft herbeigeführt wird, die über das obere Ende in die Reaktionsröhre eingebracht ist. Hierdurch wird der Inhalt in der Reaktionsröhre während des Reaktionsvorganges komprimiert. Auf diese Weise werden die großen Luftblasen, welche für die Umrührung von Wichtigkeit sind, in ihrer Größe verringert, so daß sie praktisch nur einen geringen oder überhaupt keine Auswirkung auf die Meßgenauigkeit haben. Es wird hierzu ein höherer Druck aufgewendet als Atmosphärendruck, beispielsweise in der Größenordnung

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von 2 kp/cm .

In Verbindung mit der Figur 5 soll der Betrieb des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden. In der

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Figur zeigt (a) wie eine genaue Menge der Probe entnommen bzw. bemessen wird. Die Probenflüssigkeit wird aus der Probenröhre 3 mit Hilfe einer Pumpe 16 entnommen und im Bemessungsventil 10 bemessen. Die nächste Stufe ist in (b) dargestellt und zeigt, daß das Bemessungsventil so angeordnet ist, daß mit Hilfe der Pumpe 62 das erste Reaktionsmittel aus dem Behälter 64 herausgezogen wird. Das Reaktionsmittel wird mit der Probe gemischt und die Mischung wird in die Reaktionsröhre 21 eingebracht, welche in der Stellung A des Drehtisches 20 angeordnet ist. Nach diesem Vorgang vollführt der Rotationstisch 20 einen Schritt der Drehbewegung (d.h. 1/24stel einer vollständigen Umdrehung), wodurch die Reaktionsröhre, in welcher die flüssige Probe und das erste Reaktions mittel enthalten sind, in die Position gebracht wird, wo der Umrührvorgang stattfindet. Diese Position ist bei (c) in der Figur gezeigt. In dieser Stellung wird Luft aus dem oberen Teil der Reaktionsröhre durch die Wirkung der Vakuumpumpe 70 gesaugt. Hierbei wird Luft von unten durch das Wider stands rohr 67 angesaugt. Hierbei entstehen Blasen, welche eine Umrührung der flüssigen Probe und des ersten Reaktionsmittels bewirken. In 5(d) ist die Reaktionsröhre 21 so angeordnet, daß das zweite Reaktions mittel mit Hilfe der Pumpe 71 aus dem Behälter 73 gepumpt wird und in die Reaktionsröhre 21 gelangt. Das bedeutet, daß bei Durchführung von einer oder mehreren schrittweisen Drehbewegungen des Rotationstisches 20 die Reaktionsröhre 21 in die Stellung gebracht wird, wo das zweite Reaktions mittel zugeführt wird. Die Zeit, welche nach dem Einbringen des ersten Reaktions mittels und der Probe in die Reaktions röhre bis zu der Zeit verstreicht, zu der das zweite Reaktions mittel in die Reaktionsröhre eingebracht wird, ist als Vorreaktionszeit bezeichnet. Während dieser Zeit ist die Konzentration des ersten Reaktions mittels so ausgewählt, daß sie mit dem Plateaubereich bzw. mit dem Konzentrationsbereich

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η η 9 B 4 π /11 η 2

übereinstimmt, bei welchem die Enzyir.reaküonsgeschwmdigkeit unverändert bleibt. Die Reaktionsröhre 21 wird dann um einen Schritt weiter in die zweite jiv.ii.arscation gebracht, weiche bei (e) dargestellt ist. Hier wird der bei (c) beschriebene Vorgang wiederholt, um die GIeichiörm,... .:-if der Reaktion zu verbessern. Nach Beendigung des Umrühr vor ganges wird die Reaktionsröhre um einen oder mehrere Schritte weitergebracht, so daß sie die Meßstation in der Stellung J erreiche, was in der Figur bei (f) dargestellt ist. In dieser Stellung bestrahlt die Lichtquelle 22 den durchsichtigen Teil der Reaktionsröhre während einer bestimmten festgelegten Zeitdauer. Der hindurchgetretene Anteil des Lichtes wird vom Detektor 23 aufgenommen. Die Meßzeit liegt in der Größenordnung von einigen 10 Sekunden, beispielsweise 45 Sekunden. Während dieser Zeit findet der Reaktionsablauf statt. Die Geschwindigkeit des Abfalles des Absorptionskoeffizienten wird gemessen und das resultierende Signal wird über den Verstärker 75 an ein Aufzeichnungsgerät und/oder an ein Datenanalysiergerät gelegt. Im Falle einer Enzymreaktion kann der Aktivierungswert des Enzyms auf diese Weise erhalten werden. Das Programm ist so zusammengestellt, daß die Zeit, während welcher die Reaktionsröhre an der jeweiligen Position (A, B, ... L) angehalten ist, etwas länger bemessen ist als die Meßzeit und daß die Zeit, während welcher die Reaktionsröhre in den Stellungen zwischen den Positionen A, B, ... L angehalten ist, etwa 10 Sekunden beträgt. Wenn die Messung beendet ist, wird die Reaktionsröhre um einen weiteren Schritt weiterbefördert und gelangt in die Position, welche bei (g) gezeigt ist. In dieser Stellung wird komprimierte Luft in den oberen Teil der Reaktionsröhre über ein Ventil 83 eingebracht, wordurch der Inhalt in der Re akt ions röhre durch eine Abflußleitung in einen Behälter ausgestoßen wird. Danach wird die Reaktionsröhre in die Position (h) in der Figur 5 gebracht. In dieser Position er-

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folgt die Reinigung. Die Reinigungslösung im Behälter 17 wird mit Hilfe der Pumpe 80 angesaugt und in die Reaktionsröhre befördert. Gleichzeitig gelangt komprimierte Luft durch das Ventil 82, welche mit der Reinigungslösung vermischt wird, so daß ein Spülprozeß sich ergibt. Schließlich wird die belüftete Reinigungslösung abgezogen, was in der Stellung (i) dargestellt ist, wobei man das gleiche Verfahren verwendet, wie es in der Stellung (g) beschrieben ist. Natürlich können beim Ausführungsbeispiel in der Figur 1 die Schritte (h) und (i) zweimal durchgeführt werden, um mit absoluter Sicherheit eine Verschmutzung zu verhindern. Die Reaktionsröhre wird dann in die Ausgangsposition A zurückgebracht und der Vorgang wiederholt sich dann, ausgehend von der Bemessung der Probe bis zum abschließenden Abfluß.

Im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel können mehrere flüssige Proben aufeinanderfolgend rasch und genau gemessen werden. Darüber hinaus können die Aktivierungswerte der Enzyme automatisch und fortlaufend mit hoher Genauigkeit erhalten werden. Da das gesamte System der Leitungen, d.h. das gesamte Flußsystem, vom abgeschlossenen Typ ist, wird vermieden, daß Reaktionsmittel, Reinigungslösungen und dgl. während des Betriebs in den umgebenden Raum gespritzt werden. Auf diese Weise erhält man einen sauberen und sicheren Arbeitsplatz.

Die Anzahl der Reaktionsmittel ist nicht auf die zwei im vobeschriebenen Ausführungsbeispiel der Figur 1 genannten Reaktionsmittel beschränkt. Es können ohne weiteres auch ein Reaktions mittel oder drei, vier, ja sogar bis zu acht Reaktions mittel Verwendung finden. In diesem Fall müssen jedoch zusätzliche Positionen bzw. Stellungen B, C, D, E, F und G vorgesehen werden.

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Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführangsbeispiel der Erfindung, bei der mehrere Analysen an aer gleichen Probe gleichzeitig durchgeführt werden können. Um dies zu ermöglichen, sind mehrere drehbare Reaktionseinrichtungen 13a, Idb ... 19n vorgesehen. Hierfür sind außerdem mehrere Vorerhitzungskarnmern 60a, 60b ... 6On, mehrere Pumpen 62a, 62b ... 62n, 71a, 71b ... 71n und 80a, 80b ... 80n, mehrere Reaktionsmittel enthaltende Gefäße 64a, 64b ... 64n und 73a, 73b ... 73n, mehrere Detektoren 23a, 23b ... 23n und mehrere Verstärker 75a, 75b ... 75n vorgesehen. Mit 85 ist eine Trenneinrichtung für die komprimierte Luft, die vom Kompressor 81 geliefert wird, bezeichnet. Mit 86 ist eine Mischvorrichtung bezeichnet, die zum Mischen der Reinigungslösung mit Luft dient, mit 87 ist ein Verbindungsteil bezeichnet, das zur Verbindung der drehbaren Reaktionseinrichtungen mit einer einzelnen Vakuumpumpe 70 dient. In der Figur 7 ist im einzelnen ein Bemessungsventil dargestellt, das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Der drehbare Bauteil ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit durchgehenden Bohrungen 14a, 14b ... 14n versehen, welche gleiche Volumina aufweisen und im gleichen Abstand von der Achse dieses drehbaren Bauteiles 13 angeordnet sind. Die durchgehende Bohrung 14a ist an ein Verbindungsstück 88a angeschlossen, das am feststehenden Bauteil 11 befestigt ist. Dieses Verbindungsstück 88a ist mit der Probenentnahmeeinrichtung 5 (siehe Fig. 6) verbunden. Die durchgehende Bohrung 14n ist mit einem Verbindungsstück 88b, das ebenfalls am feststehenden Bauteil 11 befestigt ist, verbunden. Dieses Verbindungsstück 88b ist an die Pumpe 16 (siehe Fig. 6) angeschlossen. Alle durchgehenden Bohrungen 14a und 14b, 14b und 14c .. . 14n - 1 und 14n können über die feststehenden Bauteile 11 und 12 miteinander verbunden werden, so daß beim Anschließen der Probenröhre 3 mit Hilfe der Pumpe 16 alle durchgehenden Bohrungen 14a, 14b ... 14n mit der Probe angefüllt werden können.

κ o 9 η /♦ η / π η 2

- ie -

Im gleichen Abstand voneinander angeordnete Verbindungsstücke 89a, 89b, 89c ... 89n und 90a, 90b ... 9On sind an den feststehenden Bauteilen 11 und 12 befestigt. Von den im gleichen Abstand angeordneten Verbindungsstücken erstrecken sich in Richtung auf die untere und obere Fläche des drehbaren Bauteiles 13 hin Bohrungen bzw. Kanäle. Diese Bohrungen bzw. Kanäle sind auf den gleichen Radien angeordnet wie die durchgehenden Bohrungen 14a, 14b . .. 14n im drehbaren Bauteil.

Durch Drehung des drehbaren Bauteiles 13 um einen geringen Betrag in Richtung des Uhrzeigersinnes aus der in der Figur 7 dargestellten Stellung werden die durchgehenden Bohrungen 14a, 14b ... 14n mit den erwähnten, von den Verbindungsstücken aus gehenden,Bohrungen bzw. Kanälen ausgerichtet. Wenn man in dieser Stellung Reaktionsmittel durch die Verbindungsstücke 89a, 89b ... 89n liefert, wird die Probe über die Verbindungsstücke 90a, 90b ... 9On in die Reaktionsröhren geliefert.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können natürlich noch an bestimmte Anforderungen angepaßt werden. Beispielsweise ist das Bemessungsventil 10 nicht auf den vorbeschriebenen Bautyp beschränkt. Außerdem ist es nicht unbedingt notwendig, die oberen und unteren Ventile 45 und 46 in der Figur 2 im Block mit der drehbaren Reaktionseinrichtung vorzusehen. Auch ist es möglich, die Lichtquelle und den Detektor, falls erwünscht, in umgekehrter Position anzuordnen.

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Claims

2 G 1 O 3 O Patentansprüche

1. Automatisches Analysier gerät für aufeinanderfolgende Untersuchungen an flüssigen Proben, wie beispielsweise Blut, Urin und anderen medizinischen Proben mit einer Extrahiereinrichtung zum Herausgreifen einer gewünschten Probe aus mehreren flüssigen Proben, einer Bemessungseinrichtung zum Ausmessen einer bestimmten Menge der herausgegriffenen Probe, einer Reaktionseinrichtung, in welcher mehrere Reaktionsbehälter untergebracht sind und mit einer Liefervorrichtung zum Liefern der herausgezogenen Probe und eines Reaktionsmittels zu einem oder mehreren der Reaktionsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionseinrichtung (19 bzw. 19a ... 19n) mit Hilfe einer Antriebseinrichtung (44) intermittierend drehbar angeordnet ist und eine Bestrahlungseinrichtung (22 bzw. 22a ... 22n) zum Bestrahlen der in den Reaktionsbehältern (21) enthaltenen Mischung mit einem Lichtbündel sowie ein Detektor (23 bzw. 23a ... 23n) zum Empfangen der durch die Mischung hindurchgegangenen Lichtmenge vorgesehen sind und daß eine Abflußeinrichtung zum Ab'ziehen der in den Reaktionsbehältern befindlichen Mischung nach erfolgter Messung sowie eine Reinigungseinrichtung (17) zum Beschicken der Reaktionsbehälter mit einem Reinigungsmittel (18) vorgesehen sind.

2. Automatisches Analysier gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionseinrichtung (19 bzw. 19a 19n) auf einer festgelegten Temperatur gehalten ist.

3. Automatisches Analysier gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die in den Reaktionsbehältern vorhandenen Mischungen aus Probenflüssigkeit und Reaktions mittel eine Umrühreinrichtung vorgesehen ist.

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2610308 - ig -

4. Automatisches Analysier gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrühr mittel eine Vakuumpumpe zum Evakuieren des oberen Teiles der Re akt ions röhre (21) und ein Widerstands rohr (67 bzw. 74) aufweist, darch welches Luft oder ein anderes Gas in die Reactions röhre einbringbar ist.

5. Automatisches Analysier gerät nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt ist.

6. Automatisches Analysier gerät nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel (18) zur Reinigung der Reaktions röhre η (21) auf eine bestimmte Temperatur vorerhitzt ist.

7. Automatisches Analysiergerät nach einem der Ansprüche

1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsmittel (18) mit Luft vermischt ist.

8. Automatisches Analysier gerät nach einem der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ReinigungsVorgang zumindest zweifach durchführbar ist.

9. Automatisches Analysier gerät nach einem der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Reaktionsbehälter (21) enthaltene Mischung aus Probe und Reaktions mittel während der Messung unter Druck setzbar ist.

10. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Teil des Reaktionsbehälters (21) komprimierte Luft einführbar ist.

Η09ΒΑΠ/ 1102

11. Automatisches Analysiergerät nach einem der Ansprüche

1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessungseinrichtung (10) in derWeise ausgebildet ist, daß die herausgezogene Probe in mehrere Einzelproben unterteilt ist, wobei jede Einzel probe an jeweils eine ReEktionseinrichtung von mehreren Reaktionseinrichtungen (19a ... 19n) anschließbar ist und daß gleichzeitig mehrere Untersuchungen an der gleichen Probe durchführbar sind.

12. Automatisches Analysier gerät nach einem der Ansprüche

1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Extrahiereinrichtung (5) zur Entnahme einer gewünschten Probe aus mehreren flüssigen Proben, eine Bemessungseinrichtung (10) zum Bemessen der entnommenen Probe, einer drehbaren Reaktionseinrichtung (19), in welcher mehrere Reaktionsbehälter, insbesondere Reaktionsföhren (21) angeordnet sind, eine Antriebseinrichtung (44) zum intermittierenden Antrieb der drehbaren Reaktionseinrichtung, eine Liefervorrichtung (62) zum Liefern der Probe zusammen mit einem ersten Reaktionsmittel (63) in eine der Reaktionsröhren in der Reaktionseinrichtung, eine Umrühreinrichtung zum Vermischen der Probe mit dem ersten Reaktions mittel in der Reaktions röhre, eine Liefervorrichtung (71) zum Liefern eines weiteren Reaktionsmittels (72) in die Reaktionsröhre, welche die Probe und das erste Reaktions mittel enthält, eine Bestrahlungseinrichtung (22) zum Bestrahlen der in der Reaktionsröhre befindlichen Mischung, einen Detektor (23) zum Empfangen des durch die in der Reaktionsröhre enthaltenen Mischung hindurchgetretenen Lichtes, Abzugseinrichtungen zum Abziehen der in der Reaktionsröhre enthaltenen Mischung nach der Messung und durch eine Reinigungseinrichtung, welche ein Reinigungsmittel (18) in die Reaktionsröhren liefert.

BOOHUI/ 1 1 02

13. Automatisches Analysier gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wechselventile mit entsprechenden Durchflußleitungen vorgesehen sind, welche zum Einbringen der Proben der Reaktionsmittel der Reinigungsflüssigkeiten und dgl. in die Reaktionsröhren mit dem oberen und dem unteren Teil der Reaktionseinrichtung (19) verbunden sind.

14. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselventile (45, 46) einen feststehenden Bauteil und einen drehbaren Bauteil jeweils aufweisen, wobei der drehbare Bauteil mit der drehbaren Reaktionseinrichtung (19) verbunden ist.

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