DE2648822A1

DE2648822A1 - Untersuchungsgeraet fuer blut und andere elektrolysierbare koerperfluessigkeiten

Info

Publication number: DE2648822A1
Application number: DE19762648822
Authority: DE
Inventors: David Seligson; Philip C Surh; Stephen C Wardlaw
Original assignee: Yale University
Current assignee: Yale University
Priority date: 1975-10-28
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1977-05-12
Also published as: JPS5284792A; US4054415A; FR2330009A1

Description

Patentanwälte

Dip!.-ing. E. Edef
Dlpl.-Ing. K, Schieschke

8München40, Eiisabethstraße34

Yale University, New Haven, Conn.

USA

Untersuehungsgerät für Blut und andere elektrolysierbare Körperflüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Untersuchungsgerät für aus Blut oder anderen Körperflüssigkeiten gebildete Elektrolyte.

Die Analyse einer Reihe von Faktoren im Blut und im Blutserum, um dadurch ein möglichst vollständiges Bild vom Gesundheitszustand eines Patienten zu erhalten, gehört heute zu den üblichen medizinischen Untersuchungsmethoden. Von besonderer Bedeutung bei der Beurteilung des Gesundheitszustandes sind die sogenannten Blutelektrolyte. Diese werden gebildet von im Blut enthaltenen extrazellularen

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Ionen, wobei Natrium, Kalium? Chlorid und Bikarbonat die vier extrazellularen Hauptionen bilden. Infolge ihrer gegenseitigen Abhängigkeit werden sie in der Regel als eine Gruppe gemessen. Das Meßergebnis liefert die zur Aufrechterhaltung des richtigen chemischen Gleichgeiifichts eines Patienten während der intravenösen Behandlung und die zur Ermittlung des Gesundheitszustandes oder spezieller, physischer Probleme des Patienten erforderliche Information, wobei jede Messung einen Hinweis auf eine spezielle physische Aktivität oder Verhaltensweise liefert oder zum Verständnis des gesamten physischen Zustandes beiträgt.

Die Konzentration der Natriumionen im Blut ist ein Hinweis auf den osmotischen Druck. Wenn beispielsweise der Natriumchloridgehalt bei einer Person ansteigt, gemessen durch die Zunahme der Natriumionen, so ist es zu einer Wasserentziehung gekommen.

Die Konzentration der Kaliumionen weist auf die Herzmuskelaktivität hin. Eine hoch über dem Normalwert liegende Kaliumkonzentration ist ein Zeichen für einen geschwächten Herzmuskel, der jederzeit aussetzen kann. Bei zu niedriger Kaliumkonzentration handelt es sich um eine übermäßige Herzmuskeltätigkeit, die zu Herzkammerflimmern führen kann.

Zur Aufrechterhaltung des Lebens muß das Säuren-Basen-Verhältnis des Blutes innerhalb bestimmter Grenzen liegen. Das Säuren-Laugen-Verhältnis des Blutes wird normalerweise durch den pH-Wert ausgedrückt. Die Bikarbonatkonzentration ist ein guter Indikator für den pH-Wert oder für das Säuren-Laugen-Gleichgewicht des Blutes.

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Chlorid bildet an sich keinen speziellen Indikator. Es wird jedoch benötigt zur Darstellung des vollständigen Elektrolythaushaltes.

Normalerweise werden folgende Elektrolytkonzentrationen gemessen (in Milligrammäquivalenten):

Natrium 135 bis 148 mval/1

Kalium 3,5 bis 5,3 mval/1

Chlorid 98 bis 108 mval/1

Bikarbonat 23 bis 30 mval/1.

Natrium und Kalium bilden positive Ionen, während Chlorid und Bikarbonat negative Ionen bilden. Wenn man typische Werte für Natrium, Kalium, Chlorid und Bikarbonat auswählt, die positiven Ionenwerte und die negativen Ionenwerte summiert und dann subtrahiert, so ergibt sich eine Differenz von 16 + 2, bekannt als "Anionendefizit", ¹¹ Anionenlücke " etc.

Wie bereits erwähnt, kann die Konzentration jedes Elektrolyten in einem gewissen Bereich liegen. Bei einer Elektrolytanalyse werden sämtliche vier Elektrolyte gemessen und die Anionenlücke berechnet. Weicht sie wesentlich von 16 + 2 ab, während sämtliche Elektrolytkonzentrationen im normalen Bereich liegen, so ist dies eine eindeutige Indikation für ein gewisses Problem bei diesem Patienten. Wenn dagegen ein Konzentrationswert deutlich außerhalb des normalen Bereichs liegt, während alle anderen innerhalb ihres Bereichs liegen und die Anionenlücke vom Normalwert durch den Unterschied dieser einen Konzentration abweicht, so deuten sämtliche Indikatoren auf das gleiche Problem.

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Die heute benutzten automatischen Systeme zur Messung der vier erwähnten Elektrolytkonzentrationen haben bis auf Kalium einen Fehler in der Größenordnung von 2 oder 3 Milligrammäquivalenten. Der resultierende Gesamtfehler bei der Summierung sämtlicher vier Werte kann sich bis auf + 8 Milligrammäquivalente belaufen. Ein Fehler von solcher Größe macht jedoch die Blutelektrolytanalyse praktisch unbrauchbar, insbesondere in Notfällen, wenn die Analyse sofort erfolgen muß.

Zur Ermittlung dieser vier primären Elektrolytkonzentrationen kommen verschiedene Tests bzw. Testmethoden in Betracht. Die Genauigkeit des Resultats hängt von der Art des durchgeführten Tests ab. Die für den Test benutzte Apparatur bestimmt die Präzision oder die Übereinstimmung der VerSuchsresultate bei Wiederholung. Im allgemeinen kann man Natrium und Kalium gleichzeitig und in einem Test mit einem Flammenphotometer ermitteln. Die heute gebräuchlichen Photometer ermitteln die Natrium- und Kaliumkonzentration durch Vergleich mit einer bekannten Lithiumkonzentration. Die Bikarbonat- und Chloridkonzentration läßt sich am genauesten durch eine Titrationsmethode ermitteln. In automatischen Geräten führt jedoch die Titrationsmethode zu ungenauen Resultaten.

Für das Verfahren der Flammenphotometrie und der Titration werden unterschiedliche Zeitspannen benötigt, so daß bei einem Einsatz dieser Verfahren in einem automatischen Untersuchungsgerät die verschiedenen Tests synchronisiert und ihre Resultate gespeichert werden müssen, worauf sie nach Abschluß des letzten Tests zur Verfügung gestellt werden. Diese Methode ist aufwendig und zeitraubend und erfordert einen Speicher für die Resultate der

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verschiedenen Tests, in dem die Testresultate Ms zum Ende des gesamten Tests gespeichert werden.

Das erfindungsgemäße Untersuchungsgerät vermeidet diese Machteile. Es gestattet die schnelle Durchführung der Tests, so daß sie für Notfälle geeignet sind, und es gestattet die gleichzeitige Abgabe der Resultate, so daß die Anionenlücke und die Analyse des jeweils untersuchten Blutes sofort feststellbar ist.

Das erfindungsgemäße Untersuchungsgerät für Blut und andere Körperflüssigkeiten, insbesondere für Blutelektrolyte in einer Blutprobe, ist gekennzeichnet durch eine Anordnung, die eine Reihe von Blutproben nacheinander und in gerader Linie auf einer Bahn von einem Eingang zu einem Ausgang bringt, durch eine erste Teststation, die mindestens eine Probenkomponente überprüft und eine Anordnung umfaßt, die der Probe an einer ersten Stelle der Bahn einen ersten Anteil entnimmt, eine erste drehbare Anordnung zur Aufnahme und Speicherung des ersten Anteils in einem Behälter und zur Drehung dieses Behälters zu einem ersten Zeitpunkt in eine erste Testposition, in der dieser erste Anteil durch eine erste Testanordnung geprüft wird, durch eine zweite Teststation, die eine zweite Probenkomponente überprüft und eine Anordnung umfaßt, die der Probe an einer zweiten Stelle der Bahn einen zweiten Anteil entnimmt, eine zweite drehbare Anordnung zur Aufnahme und Speicherung dieses zweiten Anteils in einem Behälter und zur Drehung des Behälters zu diesem ersten Zeitpunkt in eine zweite Testposition, in der dieser zweite Anteil von einer zweiten Testanordnung geprüft wird, durch eine dritte Teststation, die eine dritte Probenkomponente überprüft und eine dritte Anordnung umfaßt, die der Probe an einer

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dritten Stelle der Bahn einen dritten Anteil entnimmt und sie mit einer Testanordnung zu dem ersten Zeitpunkt überprüft j wobei der erste, zweite und dritte Test gleichzeitig erfolgen, und durch ein an die drei Teststationen angeschlossenes Ausgangsgerät, das die Testresultate gleichzeitig liefert=,

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Flammenphotometer zur Messung einer ersten Probenkomponente, gekennzeichnet durch ein in einem Kamin angeordnetes Brennerrohr mit einem Eingangsende zur Aufnahme der Probe und der zu verbrennenden Gase und mit einem Brennerende, an dem die Probe und die Gase verbrannt werden und eine Flamme erzeugen, durch eine Anordnung, die Verbrennungsluft durch den Kamin und das Rohr leitet,und durch eine Anordnung zur Steuerung der Luftströmung, die am Brennerrohr an mehreren Stellen festgemacht ist und die die Luftströmung durch den Kamin steuert und die zur Kühlung von Kamin und Brennerrohr eine laminare Luftströmung erzeugt.

Die Erfindung betrifft ferner ein photometrisches Analysegerät zur Analyse eines bekannten Flüssigkeitsvolumens und zur Ermittlung einer Probenkomponente, wobei die Flüssigkeit sich in einem Behälter befindet, durch den Licht geht, gekennzeichnet durch eine Anordnung, die auf der gleichen Bahn Licht mit zwei verschiedenen Wellenlängen durch den Behälter schickt, durch eine Anordnung zur Einleitung eines chemischen Prozesses in der Flüssigkeit zur Ermittlung der Probenkomponente, mit einem ersten Farbstoff von bekannter Konzentration, der in den Behälter gebracht wird und bei der ersten Wellenlänge ein Absorptionsmaximum aufweist, zur Absorption einer bestimmten Lichtmenge des Lichts mit der ersten Wellenlänge, das

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durch den Behälter geht, mit einem zweiten Farbstoff von bekannter Konzentration, wobei dessen Konzentration mindestens im Verhältnis zum ersten Farbstoff bekannt ist, und wobei der zweite Farbstoff bei der zweiten Wellenlänge eine Absorption besitzt, die sich abhängig von dem chemischen Prozeß verändert und einen Betrag des Lichtes mit der zweiten Wellenlänge, das durch den Behälter geht, absorbiert, der sich mit dem Fortschreiten des chemischen Prozesses ändert, durch einen Detektor zur Ermittlung der ersten und zweiten Wellenlänge des durch den Behälter gehenden Lichtes und zur Lieferung erster und zweiter Erfassungssignale, die der Intensität der erfaßten Lichtwellenlänge proportional sind, durch eine Vergleichsschaltung zum Vergleich der abwechselnd aufgenommenen ersten und zweiten Signale, wobei die Vergleichschaltung ein erstes Ausgangssignal bei einem ersten Unterschied zwischen dem erfaßten Signal und einem Ausgangssignal, abhängig von einer zweiten Differenz, liefert, und durch eine an die Vergleichsschaltung angeschlossene Steuerschaltung, die abhängig von dem ersten Ausgangssignal den chemischen Prozeß fortsetzt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal den chemischen Prozeß beendet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur photometrischen Analyse einer Reaktion in einem bekannten Flüssigkeit svolumen, zur Ermittlung einer Flüssigkeitskomponente, wobei die Flüssigkeit in einen lichtdurchlässigen Behälter gebracht wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd auf dem gleichen Weg Licht von einer ersten und einer zweiten Wellenlänge durch den Behälter geleitet wird, daß zur Ermittlung der Komponente in der Flüssigkeit ein chemischer Prozeß eingeleitet wird, wobei in den Behälter eine erste Farbe von bekannter

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Konzentration gebracht wird, die ein Absorptionsmaximum für das Licht mit der ersten Wellenlänge, das durch den Behälter geleitet wird, aufweist, daß ein zweiter Farbstoff hinzugesetzt wird, dessen Konzentration mindestens gegenüber dem ersten Farbstoff bekannt ist und der Licht von der zweiten Wellenlänge absorbiert, wobei die Absorption sich mit dem Fortschreiten des chemischen Prozesses ändert und von dem durch den Behälter tretenden Licht mit der zweiten Wellenlänge ein Betrag absorbiert wird, der sich abhängig vom Fortschreiten des chemischen Prozesses ändert, daß die erste und die zweite Wellenlänge des durch den Behälter gehenden Lichtes gemessen wird, daß erste und zweite zur Intensität der gemessenen Lichtwellenlängen proportionale Meßsignale erzeugt werden und daß die abwechselnd aufgenommenen ersten und zweiten Signale verglichen und abhängig von einer ersten Differenz zwischen diesen ein erstes Ausgangssignal und abhängig von einer zweiten Differenz zwischen diesen ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, wobei der chemische Prozeß abhängig vom ersten Ausgangssignal fortgesetzt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal beendet wird.

Die Erfindung betrifft ferner ein Titrationsgerät zur Ermittlung einer Komponente einer Probe. Dieses Gerät ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse zur Aufnahme der Probe, durch eine Anordnung, die einen kreisförmigen Fluß der Probe im Gehäuse während der Titration bewirkt, und durch eine in der kreisförmigen Bahn angeordnete Störungsstelle, die den kreisförmigen Fluß der Probe stört und eine gleichförmige Titration der Probe bewirkt.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Titrationsverfahren zur Ermittlung einer Komponente einer Probe. Das Verfahren

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ist dadurch gekennzeichnet, daß die Probe in einen ringförmigen Trog gebracht und darin an der ersten Stelle titriert wird, daß die Probe zur wirksamen Durchmischung während der Titration in dem ringförmigen Trog in Strömung versetzt wird, daß die Strömung der Probe an verschiedenen Stellen des Troges zur noch stärkeren Durchmischung während der Titration gestört wird und daß das Fortschreiten der Titration an einem zweiten Punkt des Troges gemessen wird_s der dem ersten Punkt diametral gegenüberliegt.

Die ausführliche Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Untersuchungsgerätes für Blutelektrolyte gemäß der Erfindung, wobei alle drei Stationen und die Wiedergabe-Sichtgeräte dargestellt sind,

Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht der zweiten Teststation nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Flammenphotometers an der ersten Station in Fig. 1, zum Teil im Schnitt und unter Weglassung des Gehäuses,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Elektronik zur Lichtmessung und des Flammenphotometers, wie schon in Fig. 3 zum Teil im Schnitt dargestellt,

Fig. 5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines Teils der Anordnung an der dritten Station in Fig. 1,

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Fig«, 6 ein kombiniertes Blockschaltbild der Elektronik des Flammenphotometers nach Fig. 1,

Fig, 7 ein Schaltschema des optischen Systems im Photometer an der zweiten Station in Fig. 1, kombiniert mit einem schematischen Blockschaltbild der elektronischen Schaltung des Photometers an der zweiten Station nach Fig. 1, und

Fig, 8 ein kombiniertes Schaltschema der Elektronik des Titrationsgerätes an der dritten Station nach Fig. 1.

Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt eine Reihe langgestreckter Kunststoffplatten 10 auf einer linearen, langen Führungsbahn 12 eines Blutuntersuchungsgerätes 14. Über ein Steuersystem und einen nicht gezeigten hydraulischen Antrieb wird eine Antriebsstange 16 in regelmäßigem Zeitabstand in Richtung des Pfeiles 18 und dann wieder in ihre Ausgangsstellung bewegt. Ein an der Stange 16 angebrachter Antrieb 20 ist über Finger mit einer nicht gezeigten Ein-Weg-Kupplung verbunden, die auf die Seitenkante der Kunststoff platten 10 drückt. Dadurch werden bei Betätigung der Stange 16 und des Antriebs 20 die Kunststoffplatten 10 durch die Finger in Richtung des Pfeiles 18 schrittweise vorwärts bewegt. Wenn Stange 16 und Antrieb 20 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, gibt die Ein-Weg-Kupplung im Antrieb 20 die Finger frei, so daß der Antrieb 20 ohne die Kunststoffplatten 10 wieder zurückfährt.

Durch die Kunststoffplatten 10 gehen von oben nach unten eine Reihe von Löchern 22. Ein auf der Oberseite einer Platte 10 sitzender Probenhalter 24 aus Kunststoff reicht

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mit einem Teil in ein Loch 22. Blutserum vom Blut eines Patienten, das durch Trennung der roten Blutkörperchen vom Serum zentrifugiert wurde, wird in jeden Probenhalter 24 gegeben, beispielsweise von Hand mittels einer Pipette. Der Probenhalter 24 wird hierbei auf bekannte Weise gekennzeichnet. Die Probe gelangt am Eingangsbereich 26 in den Plastikhalter 24.

Jede Probe bewegt sich auf der Führungsbahn 10 schrittweise an drei Teststationen 28, 30 und 32 vorbei. An der ersten Teststation wird die passierende Probe auf zwei Komponenten des Blutserumelektrolyten untersucht, nämlich Natrium (Na⁺) und Kalium (K ). An der zweiten Teststation 30, an der die Probe vorbeigeht, erfolgt die Prüfung auf eine einzige Blutelektrolytkomponente, nämlich Bikarbonat (HCO^"). An der dritten Teststation 32 wird jede Probe wieder auf eine einzelne Blutelektrolytkomponente, nämlich Chlorid (Cl") getestet.

Wie bereits erwähnt, geht jede zu untersuchende Blutprobe auf der Bahn 12 schrittweise an den drei Teststationen vorbei. Wenn eine Probe die Teststation 32 passiert, testen die Stationen 28, 30 und 32 gleichzeitig die Anteile der Blutprobe, die einem Halter 24 beim Vorbeigang an den Teststationen entnommen wurden. Die Testresultate werden gleichzeitig von vier Anzeigegeräten 34 wiedergegeben. Nachdem eine Kunststoffplatte 10 und der Probenhalter 24 die Teststation 32 passiert haben und die Tests an der darin enthaltenen Blutprobe abgeschlossen sind, gelangt sie in einen Ausgangsbereich 36 der Bahn 12, an der die Halter 24 mit den Proben abgenommen und beseitigt werden können. Die Platten 10 können nach Abnehmen von der Führungsbahn 12 am Eingang 26 wieder auf die Bahn gesetzt

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werden.

Auf ihrem Weg durch den Elektrolytanalysator 14 gelangt die Probe zunächst am Eingang 26 in einen Halter 24, beispielsweise durch eine Bedienungsperson, und wird dann schrittweise auf der Bahn 12 zu einer ersten Stelle 38 vor der ersten Teststation 28 bewegt. Wenn die erste Probe diese Stelle 38 erreicht hat und die vorhergehende Probe abgegeben ist, wird ein Hydraulikkolben 40 in einer Supportschiene 42 durch das Steuersystem betätigt, wodurch ein Träger oder Schlitten 44, der in der Supportschiene 42 verschiebbar gehalten ist, sich auf die Führungsschiene 12 zubewegt. Ein im Schlitten 44 angebrachter Hydraulikkolben 46 trägt einen weiteren Schlitten 48, in dem eine Pipette 50 vertikal gehalten ist. Sobald der Kolben 40 den Schlitten 44 in die äußerste Stellung gebracht hat, bringt der Kolben 46 den Schlitten 48 nach unten, so daß die Pipette 50 durch einen Schwamm 52 in den Halter 24 geht. Der Schwamm soll Blutserumreste beseitigen, die von einer vorhergehenden Probenentnahme außen an der Pipette 50 hängen können. Das in den Schwamm 52 gesaugte Blutserum wird über eine Vakuumleitung 54 abgesaugt.

Nachdem die Pipette 50 ihre unterste Stellung erreicht hat und in den Halter 24 eingetreten ist, wird über den Hydraulikkolben eine Verdünnerpumpe 56 betätigt, wodurch die darin enthaltenen Kolben 58 nach unten aus den Zylindern herausbewegt werden. Dadurch entsteht ein Vakuum, das einen bestimmten ersten Anteil der Probe auf dem Halter 24 in die Pipette 50 saugt. Die übrigen Zylinder der Verdünnerpumpe 56 saugen Verdünnung aus einem Vorrat an. Wenn die Kolben 58 ihre äußerste Stellung erreicht haben, wird die Verdünnerpumpe 56 abgeschaltet. Der Hydraulikkolben 46

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arbeitet wieder und bringt den Schlitten 48 und die Pipette 50 nach oben aus dem Halter 24 heraus. Die Außenseite der Pipette wird beim Durchgang durch den Schwamm 52 abgewischt und überschüssiges Serum durch die Vakuumleitung 54 abgesaugt.

In der obersten Stellung des Schlittens 48 wird der Hydraulikkolben 46 abgeschaltet und der Hydraulikkolben 40 eingeschaltet, der den Schlitten 44 von der äußeren Stellung über der Führungsbahn 12 ganz nach innen bringt und dann abschaltet.

Gleichzeitig mit der Abgabe einer vorher entnommenen Probe, während die Kolben 40 und 46 auf die beschriebene Weise arbeiten, bringt ein Hydraulikkolben 76 eine Schlittenoder Trägerplatte 78 nach unten. Die Schlittenplatte 78 trägt zwei Pipetten 80, 82, die in angrenzende zylindrische Behälter 66 eines drehbaren Karussells 68 reichen, wenn die Schlittenplatte 78 in ihre unterste Stellung geht. Im Karussell 68 befinden sich vierundzwanzig zylindrische Behälter. Die Pipette 80 geht an der neunzehnten Stelle in den Behälter und die Pipette 82 an der zwanzigsten Stelle.

Über einen Schlauch 84 ist die Pipette 80 mit dem Zerstäuber 86 eines Flammenphotometers 88 verbunden. Über einen Schlauch 89 dem Zerstäuber 86 des Photometers 88 zugeführte Luft erzeugt im Zerstäuber einen Unterdruck, der aus dem Behälter 66 einen Teil der verdünnten Probe durch die Pipette 80 und den Zerstäuber 86 ansaugt. Die angesaugte Probe gelangt in den Flammenabschnitt des Flammenphotometers 88, wo die Flammenintensität der verbrennenden Probe zur Ermittlung der Natrium- und Kaliumkonzentration analy-

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siert wird.

Gleichzeitig mit dem Absaugen der Probe aus dem Behälter 66 über die Pipette 80 wird durch die Pipette 82 das im Behälter 66 an der Stelle 20 verbliebene Gemisch abgesaugt, das nach dem vorhergehenden Test noch vorhanden ist. Ein am Ende der Pipette 82 angebrachter Schwamm säubert die Behälterseitenwände beim Zurückgehen der Pipette.

Nach dem Absaugen der gesamten Probe aus dem Behälter 66 an der Stelle 20 und nach Beendigung des Tests im Flammenphotometer 88, was in einer bestimmten Zeitspanne erfolgt, betätigt das Steuersystem den Hydraulikkolben 76, der die Schlittenplatte 78 wieder nach oben bringt, wodurch die Pipetten 80 und 82 aus den Behältern im Karussell 68 entnommen werden.

Nachdem die Pipetten 80 und 82 wieder ganz oben sind und der Schlitten 44 seine innerste Stellung erreicht hat, betätigt das Steuersystem des Gerätes einen neben dem drehbaren Karussell 68 angebrachten Hydraulikzylinder 70, der über eine Klinke 72 einen der Bolzen 74 erfaßt, die durch das Karussell 68 gehen. Das Karussell 68 weist sowohl vierundzwanzig Bolzen als auch vierundzwanzig zylindrische Behälter 66 auf. Bei Betätigung des Kolbens 70 wird die Klinke 72 zum Kolben 70 zurückgezogen, wodurch das drehbare Karussell 68 im Gegenuhrzeigersinn um einen Schritt weiterschaltet. Dadurch kommt ein neuer Behälter 66 in die richtige Position unter den Pipetten 50, 80 und 82. Darauf wird der Kolben 70 vom Steuersystem in der umgekehrten Richtung eingeschaltet, so daß die Klinke 72 sich vorwärts bewegt und den nächsten Bolzen 74 erfaßt.

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Gleichzeitig mit der Betätigung von Kolben 70 und Klinke 72 und der Drehung des Karussells 68 um einen Schritt in Gegenuhrzeigersinn arbeitet die Stange 16 wieder und bewirkt, daß der Antrieb 20 jede Platte 10 und den Halter 24 auf der Führungsbahn 12 schrittweise weiterbewegt, wodurch eine neue Blutprobe an die erste Stelle 38 der Bahn 12 gelangt .

Nach der Weiterschaltung von Karussell 68 und Führungsbahn 12 werden die Hydraulikkolben 46 und 60 betätigt. Der Hydraulikkolben 60 ist ebenfalls in der Supportschiene 42 untergebracht und trägt einen Schlitten 62 mit Pipetten 64 und 65. Durch Betätigung der Hydraulikkolben 46 und 6ü gehen die Schlitten 48 und 62 nach unten in die zylindrischen Behälter 66. Die Pipette 50 geht nach unten in den zylindrischen Behälter 66 an der ersten Stelle und die Pipette 64 und 65 gehen nach unten in den Behälter an der dreizehnten Stelle des Karussells 68.

Wenn die Pipetten 64, 65 und 50 ihre unterste Stellung in den Behältern 66 erreicht haben, arbeitet die Pumpe 56 wieder über den Hydraulikkolben, der die Kolben 58 nach oben bewegt. Bei der Aufwärtsbewegung wird die in der Pipette 50 enthaltene Probe zusammen mit einer vorgegebenen Verdünnungsmenge an der ersten Stelle in den Behälter 66 ausgestoßen. Ebenso wird Verdünnung über die Pipette 64 an der dreizehnten Stelle in dem Behälter 66 ausgestoßen, wodurch dort die Probe auf das erforderliche Verdünnungsverhältnis gebracht wird. Zur gleichförmigen Durchmischung leitet die Pipette 65 Luftblasen durch das Gemisch im Behälter 66.

Die Kolben 58 bewegen sich in der Verdünnungspumpe 56

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weiter nach oben und werden in der obersten Position abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt ist das gesamte Serum in der Pipette 50 und die erforderliche Verdünnung in die Behälter 66 an der ersten und dreizehnten Stelle abgegeben. Die Hydraulikkolben 46 und 60 werden wieder eingeschaltet, wodurch die Pipetten 50, 64 und 65 aus den Behältern 66 an der ersten und dreizehnten Stelle des Karussells 68 nach oben gehen und diesen Arbeitszyklus beenden.

Die vorher an der ersten Stelle 38 befindliche Probe bewegt sich entlang der Führungsbahn 12 schrittweise weiter. Bei der zwölften Weiterschaltung nach der ersten Stelle 38 gelangt sie in eine zweite Stelle 90 vor der zweiten Teststation 30. Nachdem sich die erste Probe an der zweiten Stelle 90 befindet und eine vorher abgesaugte Probe abgegeben ist, wird ein erster Hydraulikkolben 92 eingeschaltet, der einen Schlitten 94 in der Supportschiene 96 auf die Führungsbahn 12 vorschiebt. Sobald der Schlitten 94 über den Kolben 92 seine äußerste Position erreicht hat, bringt ein Hydraulikkolben 98 im Schlitten 94 über das Steuersystem einen nicht gezeigten Schlitten 100 nach unten, der dem Schlitten 48 ähnelt. Eine im Schlitten 100 enthaltene Pipette 102 geht mit dem Schlitten nach unten durch einen Schwamm 104, an dem eine Vakuumleitung 106 in den Probenhalter 24 angebracht ist. Nachdem der Schlitten 100 seine unterste Position erreicht hat, wird der Kolben 98 abgeschaltet und die Verdünnerpumpe 108 wird über den darin enthaltenen Hydraulikkolben betätigt, wodurch die darin enthaltenen Kolben 110 aus den Zylindern der Verdünnerpumpe 108 nach unten gehen, wodurch in der Pumpe ein Vakuum entsteht. Ein an die Pipette 102 angeschlossener Zylinder saugt ein bestimmtes Serumquantum der ersten Probe an der Stelle 90 in die Pipette 102. Ein anderer, mit

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einem Reagenzvorrat verbundener Zylinder füllt sich mit dem Reagenz. Der erste Zylinder ist ebenfalls mit einem Reagenzvorrat verbunden und saugt dieses teilweise an, so daß nur ein kleines Serumvolumen in die Pipette 102 gesaugt wird.

In der obersten Position der Kolben 110 schaltet die Verdünnerpumpe 108 ab, Der Hydraulikkolben 98 arbeitet wieder und bringt den Schlitten 100 und die Pipette 102 aus dem Halter 24 zurück. Beim Durchgang durch den Schwamm 104 wird die Pipette 102 außen abgewischt und das vom Schwamm absorbierte Serum wird über eine Vakuumleitung 106 abgesaugt.

In der untersten Stellung des Schlittens 100 schaltet das Steuersystem den Hydraulikkolben 98 ab und den Hydraulikkolben 92 ein, der den Schlitten 94 ganz nach innen zurückzieht. Nach Erreichen der innersten Position wird der Kolben 92 abgeschaltet.

Gleichzeitig mit dem Rückgang des Hydraulikkolbens 92 hebt ein an der Stützschiene 96 angebrachter Hydraulikkolben 120 eine halbkreisförmige Kunststoffplatte 124 gegen das Karussell 118 und beendet dadurch den vorhergehenden Testzyklus. In der obersten Position der Platte 124 wird der Hydraulikkolben 120 abgeschaltet.

Nach Abschaltung der Kolben 92 und 120 wird eine Klinke 114 über einen Hydraulikkolben 112 zurückgezogen. Kolben 112 und Klinke 114 gleichen dem Kolben 70 und der Klinke 72. Kolben 112 und Klinke 114 befinden sich an einem drehbaren Karussell 118, wobei die Klinke 114 einen der durch das drehbare Karussell 118 gehenden Bolzen 116 erfaßt. Am

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Karussell 118 befinden sich zwölf Bolzen und zwölf zylindrische Behälter 122. Der Kolben 112 zieht die Klinke 114 zurück und bewirkt dadurch die Weiterschaltung des Karussells 118 um einen Schritt im Gegenuhrzeigersinn. Dadurch gelangt der nächste Zylinder 122 unter die Pipette 102. Der Kolben 112 wird jetzt vom Steuersystem umgekehrt betätigt, so daß die Klinke 114 vorwärts in ihre ursprüngliche Stellung geht, ausklinkt und einen anderen Bolzen erfaßt. Eine Ein-Weg-Rutschkupplung in der Klinke 114 verhindert bei ihrer Vorwärtsbewegung eine Drehung des Karussells 118 im Uhrzeigersinn.

Wie bereits für Station 28 erläutert, werden die Platten 10 auf der Führungsschiene 12 durch gleichzeitige Bewegung von Stange und Antrieb 20 sowie Kolben 112 schrittweise weiterbewegt, wodurch auf der Führungsbahn 12 eine neue Serumprobe an die zweite Stelle 90 kommt.

Die Hydraulikkolben 98 und 120 werden wieder eingeschaltet. Durch Betätigung des Kolbens 98 geht der Schlitten 100 nach unten und damit die Pipette 102 in den zylindrischen Behälter Λ 22 an der ersten Stelle im Karussell 118. Wie bereits erwähnt, hat das Karrussell 118 zwölf zylindrische Behälter gegenüber vierundzwanzig zylindrischen Behältern im Karussell 68.

Die Kunststoffplatte 124 trägt eine erste Pipette 126 und vier weitere Pipetten 128. Gemäß Fig. 2 sind zwei Kupferelektroden 130 an der Platte 124 festgemacht, ebenso ein Propeller 132, der zwischen den Elektroden 130 angeordnet ist. Der Antrieb des Propellers 132 erfolgt über einen Riemen 136 durch einen Motor 134. An der Platte 124 ist ebenfalls eine Siphonpipette 138 festgemacht.

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Wenn nun die Platte 124 mit dem Schlitten 100 nach unten geht und die unterste Position erreicht hat, befinden sich die Pipetten 126, 128 und 138, die Kupferelektrodeη 130 und der Propeller 132 jeweils in einem zylindrischen Behälter 122 des Karussells 118. Die Pipette 126 ist im Behälter an der zweiten Stelle, diePipetten 128 sind in Behältern an der dritten, vierten, fünften und sechsten Stelle, die Kupferelektroden 130 und der Propeller 132 befinden sich im Behälter an der siebten Stelle und die Pipette 138 ist in dem Behälter an der achten Stelle.

Die jetzt vom Hydraulikkolben betätigte Verdünnerpumpe bringt den Kolben 110 nach oben in die Zylinder und drückt das Verdünnungsmittel aus diesen. Teile des Verdünnungsmittels gehen vom ersten Zylinder zur Pipette 102 und drücken den zweiten Teil der ersten, in die Pipette 102 gesaugten Blutserumprobe und ein bestimmtes Verdünnungsmittelquantum heraus. Dieses wird in den Behälter 122 an der ersten Stelle des Karussells 118, gegenüber der zweiten Stelle 90, injiziert. Bin zweites Verdünnungsmittel, in diesem Fall eine Mischung von Farbstoffen bestimmter Konzentration, geht von einem anderen Zylinder der Pumpe 108 durch die Pipette 126 in den zylindrischen Behälter 122 an der zweiten Stelle des Karussells 118.

Gleichzeitig wird den Pipetten 128, die in das Gemisch in Behältern 122 an den Stellen 3, 4, 5 und 6 des Karussells reichen, Luft zugeführt. Die durch die Lösung gehende Luft bildet einen Teil des chemischen Prozesses und bewirkt eine Ausscheidung von Kohlendioxyd aus der Lösung oder Mischung in jeden Behälter.

Gleichzeitig schickt ein photometrisches Analysegerät zur Untersuchung der Probe an der Station 30 einen Lichtstrahl

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159 von einer Lichtquelle 14-0 durch den Behälter 122 mit Elektroden 130 und dem Propeller 132 zu einem Photodetektor 14-2. Der Lichtstrahl verläuft unter Elektroden und Propeller und wird dadurch nicht behindert. Zur Bestimmung der Bikarbonatkonzentration dient ein Titrationsprozeß, bei dem den Elektroden 130 Strom zugeführt wird. Während der Titration treibt der Motor 134· über den Riemen 136 den Propeller 132 an und bewirkt eine gleichförmige Durchmischung der Flüssigkeit im. Zylinder 122.

Außerdem wird gleichzeitig in den Behälter 122 an der achten Stelle des Karussells 118 eine Pipette 138 eingeführt und mit einer Vakuumquelle bzw. einer peristaltischen Pumpe verbunden, wodurch die flüssige Suspension in diesem Behälter, das heißt die Mischung nach der Konzentrationsmessung an der Stelle 7> abgesaugt wird.

In der obersten Stellung der Kolben 110 wird die 'Verdünnerpumpe 108 abgeschaltet und der Hydraulikkolben 98 wieder eingeschaltet, wodurch der Schlitten 100 und die Pipette 102 aus dem Behälter an der ersten Stelle des Karussells 118 bewegt werden. Anschließend wiederholt sich der bereits beschriebene Arbeitszyklus mit Bewegung der Pipette 102 zum Halter 24- und Absaugen von Probe.

Nach einer zur Beendigung des Titrationsprozesses ausreichenden Zeitspanne erfolgt die Aufnahme einer anderen Probe, die Beschickung der Pumpe 108 mit Verdünnungsmittel, die Beseitigung von Kohlendioxyd aus den Proben in den Behältern sowie die Beseitigung der Proben selbst aus dem Behälter an der Stelle 7· Nachdem der Kolben 92 den Schlitten 94- in seine innerste Position gebracht hat, bringt der Kolben 120 die Platte 124- wieder nach oben, wodurch die an der Platte 124- angebrachte Apparatur vom Karussell 118

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weggezogen wird. In der obersten Position der Platte 124-schaltet das Steuersystem den Kolben 120 ab und beendet den Arbeitszyklus.

Wenn man die Arbeitsweise bis hierher überblickt, so wird die erste Serumprobe in einem Halter 24· an die erste Stelle 38 vor der ersten Test station 28 gebracht und der erste Teil der Blutprobe aus dem Halter 24- entnommen. Nach der Entnahme des ersten Anteils erfolgt ein Test an sämtlichen drei Stationen 28, 30 und 32. Danach werden das Testkarussell 68 und die Platte 10 mit den Haltern 24- -mit der ersten Probe einmal weitergeschaltet, so daß sich das Karussell 68 um einen Schritt im Gegenuhrzeigersinn dreht und die Platte 10 auf der Führungsbahn 12 einen Schritt in gerader Richtung macht. Der erste Anteil der ersten Probe, die aus dem Halter 24 entnommen wurde, wird dann im zylindrischen Behälter 66 gegenüber der ersten Stelle 38 abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist der Halter 24- der ersten Probe bereits um eine Position auf der geraden Bahn weitergeschaltet, wie schon erläutert.

Die erste Probe im Halter 24- wird insgesamt zwölfmal weitergeschaltet und befindet sich dann an der zweiten Stelle 90 der Bahn 12 vor dem Karussell 118. An dieser Stelle wird der Probe im Halter 24- der zweite Teil entnommen. Während der Entnahme des zweiten Teiles erfolgt ein Test an allen drei Stationen 28, 30 und 32. Nach dem Test wird das Karussell 118, die Platte 10 auf der Führung 12 mit dem Halter 24- mit der ersten Probe um einen Schritt weitergeschaltet, so daß das Karussell 118 im Gegenuhrzeigersinn um einen Schritt weitergeht und die Platte 10 in gerader Sichtung auf der Führungsbahn 12 um einen Schritt weiterbewegt wird. Der zweite Teil der ersten Probe, die aus dem Halter 24- entnommen wurde, wird dann im Behälter 122

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ty. 2 6 A 8 8 2 2

gegenüber der zweiten Stelle 90 abgegeben.

Die erste Probe, die auf der Führungsbahn 12 folgt, wird nach der zweiten Stelle auf der Bahn sechsmal weitergeschaltet. Nach dem sechsten Schaltschritt steht der Halter 24 an der dritten Stelle 144 der Führungsbahn. Wenn sich die Probe an dieser dritten Stelle befindet, ist der erste Teil um das Karussell 68 siebzehnmal weitergeschaltet und befindet sich somit an der achtzehnten Stelle. Der zweite Teil der ersten Probe ist um das Karussell 118 fünfmal weitergeschaltet und befindet sich an der sechsten Position des Karussells 118.

Wenn die erste Probe zur Stelle 144 weitergeschaltet ist, betätigt das Steuersystem den Hydraulikkolben 146, wodurch ein in eine Stützschiene 150 gelagerter und am Hydraulikkolben 146 festgemachter Schlitten entlang der Stützschiene zur Führungsbahn 12 und zum Probenhalter 24 vorgeschoben wird. Wenn der Schlitten 148 seine vorderste Position erreicht hat, schaltet das Steuersystem die Weiterbewegung des Kolbens 146 ab und betätigt einen hydraulischen Kolben 152 am Träger 148. Dieser Kolben 152 trägt einen Schlitten 154 (nicht gezeigt), der dem Schlitten 48 gleicht, und in dem eine Pipette 156 angebracht ist. Bei Betätigung des Hydraulikkolbens 152 wird der Schlitten 154 mit der Pipette 156 gegen den Halter 24 in der Bahn 12 nach unten bewegt. Beim Absenken der Pipette I56 zum Halter 24 passiert sie einen Schwamm 158, der an ihr außen anhaftende, überschüssige Probenreste beseitigt. Über die Vakuumleitung 160 wird der Überschuß aus dem Schwamm 158 abgesaugt. Wenn die Pipette 156 die unterste Position erreicht hat und sich im Halter 24 mit der ersten Probe befindet, wird der Kolben 152 abgeschaltet.

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Nach Abschaltung des Hydraulikkolbens 152 wird eine Verdiinnerpumpe 162 über einen zugehörigen Hydraulikkolben eingeschaltet, wodurch die Kolben 164 in der Pumpe 162 sich aus deren Zylindern nach unten bewegen, wobei ein Vakuum entsteht. Einer der Zylinder ist mit der Pipette 156 verbunden und saugt einen dritten Anteil der ersten Probe in die Pipette 156. Gleichzeitig wird ein vorgegebenes Quantum Verdünnungsmittel in einen der Zylinder und ein vorgegebenes Quantum in einen anderen der Zylinder gesaugt. Ein dritter Zylinder, der mit der Testapparatur an der dritten Teststation 32 verbunden ist, erzeugt ebenfalls ein Vakuum und saugt nach Beendigung der Titration der vorhergehenden Probe einen bestimmten Betrag von Spül flüssigkeit aus der Teststation in den Zylinder. Wenn die Kolben 164 nach unten ganz aus dem Zylinder herausgezogen sind, wird die Verdunnerpumpe abgeschaltet.

Bei Abschaltung der Verdünnerpumpe 162 wird der Hydraulik kolben 152 wieder eingeschaltet und bewegt den Schlitten 154 mit der Pipette I56 aus dem Halter 24 und der ersten Probe heraus nach oben. Außen an der Pipette 156 haftende Probenreste werden während des Anstiegs beim Durchgang durch den Schwamm I58 beseitigt und durch die Vakuumleitung 160 abgesaugt.

Wenn Schlitten 154 und Pipette 156 ihre oberste Stellung erreicht haben, schaltet der Kolben I52 ab. Durch anschließende Betätigung des Kolbens 146 wird der Schlitten 148 entlang der Stützschiene I50 in seine innerste Position zurückgeführt. Nach Erreichen dieser Position schaltet der Kolben 146 ab₀

Beim Abschalten des Hydraulikkolbens 146 schaltet das

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Steuersystem den mit der Stange 16 verbundenen Hydraulikkolben und bewirkt einen Bewegungsschritt der Stange 16 und des Antriebs 20 in Richtung des Pfeiles 18. Dies führt zu einem Bewegungsschritt der Platte 10 und des Halters 24·, wodurch die erste Probe zur nächsten Position und eine neue Probe zur dritten Stelle 144 gebracht wird. Es wird darauf hingewiesen, daß diese schrittweise Bewegung erst nach Abschaltung des Kolbens 14-6 und nach Ablauf einer Zeitspanne erfolgt, die zur Ausführung der Tests an den Stationen 28, 30 und 32 ausreicht, wobei die Bewegung der Hydraulikkolben zum Zurückziehen des ersten, zweiten und dritten Probenanteils gleichzeitig während der Durchführung der Tests an den Stationen 28, 30 und 32 erfolgt.

Mit dem zuletzt genannten Bewegungsschritt befindet sich diese erste Probe in der Ableseposition 165 und der erste und der zweite Anteil an der Teststation 28 bzw. 30 befinden sich an der ersten bzw. zweiten Testposition, Stelle 19 auf dem Karussell 68 bzw. Stelle 7 auf dem Karussell 118, wo die Untersuchung durch die entsprechende Testapparatur erfolgt.

Darauf betätigt das Steuersystem den Hydraulikkolben 152, der den Schlitten 154· und die Pipette 156 zur Testapparatur 157 a.*i äer Teststation 32 absenkt. In der untersten Stellung von Schlitten 154- und Pipette 156 wird der Hydraulikkolben 152 abgeschaltet und die Verdünnerpumpe 162 eingeschaltet, wodurch die Kolben 154- nach oben gehen und die Flüssigkeit in den Zylindern der Pumpe 162 ausstoßen. Dadurch wird der dritte Anteil der ersten Probe in der Pipette 156 an der Teststation 32 in die Testapparatur 157 abgegeben, zusammen mit einem vorgegebenen Quantum der erforderlichen Spülflüssigkeit. Überschüssiges Verdünnungs-

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mittel aus einem vorhergehenden Test, das in einem der Zylinder der Verdünnerpumpe 162 aufbewahrt wurde, wird ausgestoßen und beseitigt«

Das Hydrauliksystem schaltet die Verdünnerpumpe 162 ab, wenn die Kolben 164 ihre unterste Position erreicht haben und der Test an der Station 32 beginnt. Gleichzeitig wird der Hydraulikkolben 152 wieder betätigt und bringt den Schlitten 154- und die Pipette 156 nach oben aus der Apparatur 157· Anschließend wiederholt sich der oben beschriebene Arbeitszyklus der Bewegung der Pipette 156 und der Entnahme eines Probenanteils aus dem Halter 24 bei der nächsten Probe.

An der Station 32 erfolgt ein Goulomb-Messungs- und Titrations-Prozeß zur Ermittlung der Chloridkonzentration der Blutserumprobe. Die Testapparatur an der Station 32 enthält gemäß Fig. 1 und 5 ein kreisförmiges Gehäuse 166, das auf einer Basis 168 drehbar montiert ist. Ein Motor 1?0 auf der Basis 168 treibt das Gehäuse 166 über einen Riemen 172 an. Auf eine nach oben gehende Abstützung 176 paßt eine Abdeckung 174 oben auf das Gehäuse 166. Der Antriebsriemen 172 führt vom Motor I70 durch Schlitze 177 der Abstützung 176 zum Gehäuse 166.

Die bereits erwähnte Siphonsaugleitung 178 zwischen der Testapparatur 157 und der Verdünnerpumpe 162 geht durch die Abdeckung 174 in das Innere des Gehäuses 166 und dient zu dem bereits erwähnten Absaugen ablaufender Flüssigkeit. Zwei an der Abdeckung 1?4 angebrachte Silberelektroden 180 und 182 sind über Leitungen 183 mit einer Titrationsschaltung verbunden. Die fest angebrachte Elektrode 180 führt durch die Abdeckung in das Innere des Gehäuses 166,

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während die Elektrode 182 in einer Öffnung der Abdeckung 174- durch Reibung gehalten wird und durch die Abdeckung verschiebbar ist. Die Elektrode 182 ist das Ende einer Spule 184- mit Silberdraht.

Die Außenwand des Gehäuses 166 und eine mittlere Insel bilden im Gehäuse einen ringförmigen Trog 186. Die Ansicht der Abdeckung 174- in Fig. 5 von unten zeigt die Silberelektroden 180 und 182, die sich nach dem Aufsetzen der Abdeckung 174- auf die Abstützung 176 im Trog 186 mit der Mischung des dritten Anteils der ersten Probe und dem Verdünnungsmittel befinden.

Senkrecht zur Innenseite 192 der Abdeckung 174- verlaufen eine Reihe von Polytetrafluoräthylenstäben 190, die mit den Elektroden 180 und 182 in einem Kreis angeordnet sind. Nach dem Aufsetzen der Abdeckung 174- auf die Abstützung 176 gehen die Stäbe 190 in den ringförmigen Trog 186 und die darin befindliche Mischung der ersten Probe und des Verdünnungsmitt eIs.

Zwei weitere Elektroden 194- und 196 in der Abdeckung 174-sind über Leitungen 197 ebenso wie die Elektroden 180 und 182 mit der Titrationsschaltung verbunden. Die Elektroden 194- und 196 befinden sich im gleichen Kreis mit den Elektroden 180, 182 und den Stäben I90, den Elektroden 180_t 182 im Kreis praktisch diametral gegenüber. Ebenso ragen die Elektroden 194·, 196 in den ringförmigen Trog und die Mischung aus Probe und Verdünnung, wenn die Abdeckung 174-auf der Abstützung I76 sitzt. Die Achse der Elektroden 194- und 196 verläuft in einer Ebene radial von der Mitte des Gehäuses 166. Die Achse der Elektroden 180, 182 liegt in einer Ebene senkrecht zu einem Radius des Gehäuses. Die

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Elektroden 194» 196 sind somit von den diametral gegenüberliegenden Elektroden 180, 182 durch die mittlere Insel 188 getrennt. Die Elektrode 194 ist als Silberchlorid-Bezugselektrode bekannt. Die Elektrode 196 ist ebenfalls eine Silberchloridelektrode, die mit einem Schlauch aus PoIytetrafluoräthylen überzogen ist, so daß lediglich die untere Querschnittsfläche der Elektrode 196 mit der ersten Probe und dem Verdünnungsmittel in Verbindung steht.

Während des Titrationsprozesses in der Apparatur 157 wird das Gehäuse 166 vom Motor 170 über den Riemen 172 gedreht, so daß die Mischung aus dem dritten Anteil der ersten Probe und dem Verdünnungsmittel in dem ringförmigen Trog 186 im Gehäuse 166 auf einer Kreisbahn fließt. Das Drehen des Gehäuses und die Untersuchung des dritten Anteils der ersten Probe an der Station 32 erfolgen gleichzeitig mit dem Test des zweiten Anteils der ersten Probe an der zweiten Teststelle im Karussell 118 der Teststation 30 und mit dem Test des ersten Anteils der ersten Probe an der ersten Teststelle im Karussell 68 der Teststation 28.

Aus dem Vorhergehenden folgt, daß der erste, zweite und dritte Anteil der ersten Probe an den entsprechenden Teststationen 28, 30 und 32 von der jeweiligen Testapparatur gleichzeitig untersucht werden. Die Tests erfolgen, nachdem die erste Probe linear und schrittweise entlang der Bahn 12 zur Ableseposition 165 geschaltet ist, eine Position hinter der dritten Stelle 144. Die Mechanik der Apparatur ist so synchronisiert, daß, wenn die Probe diese Ableseposition erreicht, der erste Anteil an der ersten Teststelle, das heißt der Position 19 im Karussell 68 der Teststation 28 liegt, der zweite Anteil der ersten Probe in der zweiten Teststelle, das heißt der siebten Stelle im

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se

Karussell 118 der Teststation 30, und der dritte Probenanteil etwa in die Apparatur 157 der dritten Teststation 32 injiziert wird. Sämtliche Tests werden zu einem ersten Zeitpunkt ausgeführt. Die Testresultate gehen über die Elektronikschaltung zur zugehörigen Wiedergabe 34-, so daß die Bedienungsperson die Ableseposition beobachten, die Probe über die Identifikationsnummer des Patienten identifizieren und gleichzeitig sämtliche vier Messungen von der Wiedergabe 34- ablesen kann.

Die folgende Erläuterung der Testanordnung, der "Verfahren und der Schaltung an jeder der Teststationen 28, 30 und soll die Arbeitsweise des gesamten Gerätes und der von diesem durchgeführten Tests noch deutlicher darstellen. An der Teststation 28 erfolgt eine Analyse der Natrium- und Kaliumionen-Konzentration in dem ersten Anteil der ersten Blutprobe. Die zu der Serumprobe zugefügte Verdünnung ist eine Mischung vorgegebener Konzentration und enthält Lithium, Lithiumkarbonat, Polyoxyäthylen sowie ein Anti-Schaummittel, wie etwa "Anti-Foam B", ein Lösungsmittel, wie etwa "Triton-X 100" und Wasser. Bekanntlich ist in der Flammenphotometrie die Intensität des Lichts von der Wellenlänge 671 nm, die von dem brennenden Lithium erzeugt wird, proportional der Lithiumkonzentration. Die Intensität der Lichtwellenlänge 589 mn. bzw. 768 nm bei der Verbrennung ist der Konzentration von Natrium bzw. Kalium proportional. Da die entsprechende Lichtintensität photometrisch meßbar und eine bekannte Konzentration von Lithium der Blutserumprobe zugesetzt ist, läßt sich die Konzentration von Natrium und Kalium elektronisch ermitteln.

Die der Mischung zugefügten Elemente erfüllen spezielle

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Aufgaben. So verhindert "Anti-Foam B" eine Schaumbildung in den Behältern und ein Übersprudeln während des Mischens. "Triton-X 100" fördert die Bildung von Tröpfchen gleichförmiger Größe im Flammenphotometer. Polyoxyäthylen setzt den Betrag des die Flamme erreichenden, atomisierten Aerosol herab, wodurch der Betrag des die Flamme erreichenden Natriums reduziert wird.

Während des erläuterten TestVorgangs wird die Mischung aus Serum und Verdünnungsmittel an der Stelle 19 im Karussell 68 über den Schlauch 84- zum Zerstäuber 86 im Flammenphotometer 88 angesaugt * Über den Schlauch 89 gelangt Druckluft in den Zerstäuber 86 und über den Schlauch 206 wird dem Flammenphotometer 88 Gas zur Entzündung des Gemisches zugeführt. Dem Zerstäuber 86 werden durch den Schlauch 89

ο pro Minute 3000 ml Luft unter einem Druck von 1,75 kg/cm zugeführt, wodurch 1,5 ml pro Minute (ml/min) der Probe angesaugt werden. Die von der Luft zerstäubte Probe gelangt in eine Mischkammer im Abschnitt 208 des Flammenphotometers 88. Das Gas im Schlauch 206 hat einen Druck von 1,2 kg/cm . Über eine Öffnung von bestimmter Größe gelangen pro Minute I70 ml Gas in die Mischkammer.

Das zerstäubte Gemisch aus Luft und Probe vermischt sich mit dem Gas, wobei ein großer Teil des Gemisches in eine Ablaufleitung 210 tropft und abgesaugt wird. Ein kleiner Teil des zerstäubten Gemisches steigt auf und passiert eine zentrale Öffnung 211 in einem Befestigungsblock 212 und geht in ein Brennerrohr 214-. Es gelangen pro Minute ca_e 1/200 ml der Probe in den Brenner. Das Brennerrohr 214, das auseinandergezogen dargestellt ist, sitzt in der Öffnung 211. Das Brennerrohr 214 (Typ Meker) ist so ausgeführt, daß die Flammen 216 an der Spitze des Brennerrohres

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breit verteilt sind und gleichförmige Isotherme oder Temperaturbereiche erzeugen, die die photometrische Analyse erleichtern.

Ein langer Glaszylinder 218, zum Teil geschnitten, ist ebenfalls auf dem Befestigungsblock 212 montiert, konzentrisch zum Brennerrohr 214. Der Zylinder 218 bildet einen Kamin um den Brenner 214. Bin Ventilator 220 an der Rückwand 222 des Flammenphotometergehäuses drückt Luft in das Photometer 88. Die Luft geht durch Strömungskanäle 224 im Befestigungsblock 212 und in den Raum zwischen dem Kamin 218 und dem Brennerrohr 214. Infolge des Drucks durch das Gebläse 220 steigt die Luft auf, umhüllt die Flamme und kühlt den umgebenden Bereich. Oben am Kamin 218 tritt die heiße Luft aus.

Das Brennerrohr 214 ist mit drei Steueranordnungen 226 für die Luftströmung versehen. Die Steueranordnung 226 besitzt eine Anzahl von Flügeln 228, radial im Raum zwischen Kamin 218 und Brennerrohr 214. Die Steueranordnungen 2 26 für die Luftströmung, die alle die gleiche Anzahl von Flügeln aufweisen, fluchten in vertikaler Richtung mit den Flügeln. Durch die Flügel fließt die Luft im Kaminraum des Kamins 218 in einer sehr ruhigen und laminaren Strömung. Die laminare Luftströmung steigert die Kühlwirkung erheblich, so daß das Brennerrohr 214 wie auch der übrige Brenner mit relativ niedriger Temperatur arbeitet. Außerdem erzeugt die laminare Luftströmung eine stabilere Flamme, was die photometrische Analyse der Flammenintensität erleichtert. Die laminare Luftströmung und die dadurch erzielte, gute Kühlung gestatten ferner die Verwendung eines Kamins 218 von geringem Durchmesser, was die Größe und den Platzbedarf des Flammenphotometers verringert.

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In Höhe der Flammen ist außen am GLaskamin 218 eine optische Anordnung 230 festgemacht. Die Anordnung ist in Fig. 3 geschnitten und in Fig. 4-perspektivisch dargestellt, und sie besteht aus einem Metallblock, vorzugsweise aus Aluminium. In der Anordnung 230 befindet sich eine optische Zylinderkammer 232. Die ganze optische Anordnung 230 ist am Kamin 218 so angebracht, daß die Kammer 232 die Flamme umgibt und einschließt. Die Wand 234- der Kammer 232 ist zur möglichst geringen Lichtreflexion der Flamme 216 geschwärzt. An der Seite der Anordnung 230 sind drei optische Detektoren 236, 238 und 240 angebracht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird mit Photodioden gearbeitet. Diese Photodioden arbeiten bereits bei sehr geringen Lichtintensitäten, so daß sie für ein Flamme npho tome t er sehr gut geeignet sind. Die optische Achse der Photodiode verläuft radial durch die Mitte der optischen Kammer 232. Auf diese Weise fluchtet die optische Achse mit der Mitte der Flamme 216.

Vor den drei Photodioden sitzt je ein Lichtfilter 24-2, und 246 in der Anordnung 230. Jedes Filter läßt lediglich eine bestimmte Wellenlänge zur Photodiode durch. Die drei Filter sind so gewählt, daß das Filter 244 die Natriumwellenlänge von 589 um, das Filter 246 die Kaliumwellenlänge von 768 nm und das Filter 240 die Lithiumwellenlänge von 671 nm durchläßt.

Linsen auf den Photodioden 242, 244 und 246 sind auf die Kammer 232 ausgerichtet und so gewählt, daß der räumliche Lichtaufnahmewinkel der Photodioden 8° beträgt.

Die Dioden erfassen dadurch einen kleineren Winkel in der Kammermitte und damit auch einen kleineren Teil der

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Flamme, was die Fehlerwahrscheinlichkeit durch ungleichmäßige Flammenteile verringert. An der optischen Anordnung 230 ist außerdem eine elektronische Schaltungskarte 24-8 angebracht, die die mit den Photodioden 242, 244 und 246 verbundene Elektronik trägt und die über deren Signale die Natrium- und Kaliumkonzentrat ion der Blutserumprobe ermittelt.

Die Photodioden 236, 238 und 240 sitzen in Bohrungen, die durch die Seitenwand des optischen Detektors 230 in die optische Kammer 232 führen. Die Bohrungen wirken als Blenden für die Photodioden, verhindern einen störenden Lichteinfall und lassen lediglich das Licht von der Flamme 216 zu den Photodioden. Da die Dioden einen gewissen Temperaturgang aufweisen, werden sie in die Anordnung 230, das heißt in den Metallblock so montiert, daß sie praktisch die gleiche Betriebstemperatur haben und damit auch den gleichen Wirkungsgrad bzw. Tempera^urgang. Die Wände 234 der Kammer 232 enden oben und unten in Lippen 235, so daß die Kammer selbst nach Anbringung am Kamin 218 eine die Flamme 216 umgebende Lichtsehleuße bildet.

Fig. 6 zeigt ein kombiniertes Schaltschema des Flamme nphotometers 88. Wie bereits erwähnt, geht das Licht der jeweiligen Wellenlänge, das durch Verbrennung von Lithium, Natrium und Kalium entsteht, durch die jeweiligen Filter 242, 244 und 246 zu den entsprechenden Dioden 240, 236 und 238. Die Dioden ("PIN-Dioden") arbeiten.mit Nullvorspannung, das heißt die Dioden führen keinen Dunkelstrom und der Diodenwirkungsgrad beträgt ca. 80 %. Durch den Betrieb mit NuIIvorspannung und durch die Beseitigung des Dunkelstromes werden Probleme mit der Temperaturabhängigkeit von PIN-Dioden vermieden.

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Das vom brennenden Lithium, erzeugte Licht von 671 nm geht durch das Filter 24-2 zur Photodiode 24-0, die eine von der Lichtintensität abhängige Spannung liefert. Die Spannung geht über den Verstärker 260 und den Widerstand 262 zum Integrationsverstärker 264. Außerdem geht das Signal des Verstärkers 260 über den Widerstand 266 zum Verstärker und dann über den Widerstand 270 zur Basiselektrode 272 des Transistors 274-. Das Signal an der Basis 272 steuert den Transistor 274- durch, so daß über Kollektor 276 und 278 und den Widerstand 278 eine Anzeigeschaltung 282 Spannung erhält. Die Anzeigeschaltung vermittelt eine sichtbare Wiedergabe der Spannung und damit des in der Flamme enthaltenen Lithiums.

Der Integrationsverstärker 264- integriert das zugeführte Signal und liefert am Integrationskondensator 284- eine Integrationsspannung. Diese Integrationsspannung gelangt zu einem Eingang eines Komparators 286, dessen anderer Eingang an einem Bezugspotential liegt. Wenn die Integrationsspannung am einen Eingang des Komparators 286 unter dem Bezugspotential am zweiten Eingang liegt, liefert der Komparator 286 an seinem Ausgang ein Signal 0. Wenn die Spannung am Integrations kondensat or 284- und am ersten Eingang des Komparators 286 das Bezugssignal am zweiten Eingang überschreitet, schaltet der Komparator 286 um und liefert an seinem Ausgang ein Signal "1 " zum Takteingang 288 eines monostabilen Kippers bzw. Flipflops 290.

Der monostabile Kipper 290 schaltet bei Aufnahme eines Signals "1" am Takteingang 288 um und liefert ein Signal "1" am Q-Ausgang 292, das auf die Steuereingänge der Analogschalter 294- bzw. 296 geht.

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Das vom brennenden Lithium erzeugte Licht von 671 nm geht über das Filter 24-2 zur Photodiode 240, das vom brennenden Natrium erzeugte Licht von 589 nm geht über das Filter zur Photodiode 236 und das vom brennenden Kalium erzeugte Licht von 768 nm geht über das Filter 246 zur Photodiode 238. Das von den Photodioden 236 und 238 gelieferte elektrische Signal ändert sich in Abhängigkeit von der Intensität der aufgenommenen Lichtwellenlänge.

Die Signale der Photodiode 236 gelangen zum "Verstärker und von diesem über den Widerstand 300 zum Integrationsverstärker 302, der das Signal integriert und am Kondensator 304- ein Integrationssignal liefert.

Die Signale der Photodiode 238 werden vom Verstärker 306 als verstärkte Signale über den Widerstand 308 auf den Eingang des Integrationsverstärkers 310 gegeben, der den Verstärkern 302 und 264 gleicht und aus dem aufgenommenen Signal am Kondensator 312 eine Integrationsspannung bildet. Die Integrationsspannungen an den Kondensatoren 304 bzw. 312 sind der Konzentration von Natrium bzw. Kalium im ersten Teil der ersten Blutprobe proportional, die im Flammenphotometer 88 verbrannt wurde. Durch die Integration dieser Signale über die Zeit werden Störeinflüsse vermieden, die beispielsweise infolge Schwankungen der Flamme im Photometer auftreten könnten.

Wie bereits erwähnt, schaltet der monostabile Kipper 290 auf Ausgangssignal "1", wenn die Integrationsspannung am Kondensator 284 einen vorgegebenen Wert erreicht, der angibt, daß im Flammenphotometer eine bekannte Lithiumkonzentration verbrannt wurde. Dieses Ausgangesignal "1" wird während einer bestimmten Zeit, beispielsweise 3 ms, auf die Schalter 294 und 296 gegeben, die darauf schließen.

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Durch das Schließen des Schalters 294· geht die Integrationsspannung des Kondensators 304· über diesen Schalter und den Widerstand 314- zu einem Verstärker 316. Durch Schließen des Schalters 296 geht die Spannung des Integrationskondensators 312 über den Schalter 296 und den Widerstand 318 zum Verstärker 320. Die Verstärker 316 und 320 geben die verstärkten Signale auf Puffer- bzw. Zwischenverstärker 322 und 324-, wo sie weiter verstärkt und kompensiert werden, so daß man einen Ausgang in bestimmten Einheiten, beispielsweise Milligrammäquivalenten, erhält. Die resultierenden Signale gelangen zu geeigneten Ausgangsgeräten, beispielsweise den Wiedergabegeräten 34 in Fig. 1, und geben dort den Natrium- und Kaliumgehalt des ersten Teils der ersten Probe an, die das Flammenphotometer 88 passiert hat.

Am Ende der genannten Zeitspanne von 3 ms kippt der monostabile Kipper 290 zurück und der Q-Ausgang 292 hat wieder das Signal "0". Durch diesen Signalwechsel wird über den Takteingang 328 ein monostabiler Kipper 330 für 3 ms auf das Ausgangssignal "1" am Q-Ausgang 332 geschaltet. Dieses Ausgangssignal "1" gelangt vom Ausgang 332 zu den Steuereingängen der Schalter 334, 336 und 338, die parallel zu den Integrationskondensatoren 304-, 312 bzw. 284 liegen. Die Schalter 334 und 336 schließen bei einem Signal "1" an ihrem Steuereingang und schließen die Integrationskondensatoren 304, 312 und 284 kurz. Durch diesen Kurzschluß werden diese drei Integrationskondensatoren entladen, bzw. die drei Kanäle für die nächste Messung auf 0 geschaltet.

An der Station 30 erfolgt zur Ermittlung des Bikarbonatgehalts des zweiten Teiles der ersten Probe des Blutserums eine Coulomb'sehe Titrationsmessung. Die Endpunkte der

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Titration werden photometrisch ermittelt, so daß die gesamte Apparatur an der Station 30 ein photometrisches Analysegerät bildet.

An der Station 30 wird dem zweiten Teil der ersten Probe in einem zylindrischen Behälter 122 des Karussells 118 durch die Verdünnerpumpe 108 eine bekannte Menge einer wässrigen Lösung bekannter Konzentration von Natriumnitrat und Salpetersäure zugefügt. Dies erfolgt an der ersten Stelle im Karussell 118 gegenüber der zweiten Stelle 90. Wenn die erste Probe an die zweite Stelle des Karussells 118 gelangt ist, gibt die Pumpe 108 zu der ersten, verdünnten Probe eine vorgegebene Menge einer wässrigen Lösung vorgegebener Konzentration aus Methanol, Methylenblau, Phenolrot und Natriumoxalat.

Durch den Zusatz einer bekannten Säuremenge zur Serumprobe reagiert diese sauer, das heißt der pH-Wert der Blutprobe weicht vom normalen Wert 7»^ ^ab. Außerdem spaltet die Säure das Bikarbonat des Blutes in Kohlendioxyd und Wasser. An den Stellen 3, 4-, 5 und 6 des Karussells wird durch die Pipetten 128 Luft in den verdünnten zweiten Teil der ersten Probe injiziert. Die Luft perlt durch die verdünnte Probe und läßt daraus das Kohlendioxyd entweichen. Am Ende der vierstufigen Durchleitung von Luft hat man eine sauer reagierende Lösung. Da anfangs eine verdünnte Säure zugefügt worden war und die saure Reaktion der Lösung nun bekannt ist, kann man sie nun rückwärts so titrieren, daß man den pH-Wert der Lösung von 7»4- erhält. Diese Titration kann durch Coulomb'sehe Messung erfolgen, wobei Strom zwischen den beiden Kupferelektroden 130 fließt. Dieser Strom erzeugt Hydroxylionen, die mit den chemischen Stoffen der Lösung reagieren und die Mischung

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alkalischer machen, wodurch, der pH-Wert der Lösung auf 7 »4-zurückgeht. Durch Messung des zwischen den Elektroden fließenden Stromes wird die Menge der erzeugten Hydroxylionen, des Kohlendioxyds und des Bikarbonats ermittelt, wodurch das Kohlendioxyd zerlegt wurde.

Das für Bikarbonat beschriebene Verfahren wird zwar als Standardtest angesehen, doch variieren bei den verschiedenen Systemen die Mittel zur Bestimmung des Testendpunktes bzw. wenn der Titrationsprozeß der Lösung auf pH = 7»4- zurückgegangen ist, beträchtlich, wobei einige Systeme mit ausreichender_t wenn auch geringer Genauigkeit arbeiten, während andere Systeme sehr unbefriedigend arbeiten. Bei einem der Systeme wird der Endpunkt durch photometrische Analyse ermittelt. Hierbei wird der zu untersuchenden Probe Phenolrot von bekannter Konzentration zugesetzt. Bekanntlich ist Phenolrot in saurer Lösung gelb und in alkalischer Lösung rot. Wenn die Lösung von sauer nach alkalisch geht, und das Phenolrot sich immer stärker rötet, so wird das Licht mit grüner Wellenlänge immer mehr absorbiert. Bei Verwendung einer bekannten Phenolrotkonzentration erfolgt eine bekannte Absorption von grünem Licht bei verschiedenen Werten der Acidität bzw. Alkalität (pH). Man läßt öei dem System einfach grünes Licht durch eine Probe gehen, der Phenolrot von vorgegebener Menge und Konzentration zugesetzt ist. Ein Photodetektor nimmt das grüne Licht auf und liefert eine von der Intensität des aufgenommenen Lichtes abhängige Spannung. Dann beginnt die Titration der Probe, wobei Lichtmenge und resultierende Spannung heruntergehen, wenn sich die Acidität der Lösung verringert und dem normalen pH-Wert von 7»4- annähert. Sobald die Spannung einen vorgegebenen Wert erreicht, der einem pH—Wert von 7»4 entspricht, erfolgt eine Anzeige und

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fco

aie Titration wird beendet.

Bei diesem beschriebenen System ist die Verwendung einer einzigen Farbe akzeptabel, wenn zu jedem Zeitpunkt Licht bekannter Intensität vorhanden ist. Außerdem müssen Größe und Stellung des Gefäßes genau fixiert werden, damit die Bahnlänge in der Lösung ebenfalls festliegt. Jede Veränderung der Lichtintensität und/oder der Bahnlänge verringert die Genauigkeit der Aussage. Das gleiche gilt für eine Trübung der Probe oder das Vorhandensein bestimmter Elemente, deren Vorkommen im Blut nicht ungewöhnlich ist und die zu einer Absorption des Lichts bei dieser Wellenlänge führen.

Bei anderen Systemen fließt anfangs ein größerer Strom zwischen den Elektroden, der sich mit der Annäherung an die vollständige Titration verringert. Man kann dadurch die mit einem Überschießen verbundenen Probleme leichter vermeiden, die sich ergeben, wenn bis zum Abschluß des gesamten Titrationsvorganges ein konstanter Strom zugeführt und erst dann abgeschaltet wird.

Gemäß der Erfindung werden zur Ermittlung des Endpunktes bei der Bikarbonattitration an der Station 50 zwei Farbstoffe verwendet, wodurch sich Ungenauigkeiten durch Schwankungen der Lichtintensität, durch Trübungen, die Lage des Behälters und die Bahn- oder Strahlenlänge vermeiden lassen. Als Farbstoffe werden Methylenblau und Phenolrot verwendet, die mindestens in ihrem gegenseitigen Verhältnis bekannter Konzentration zugesetzt werden. Das Absorptionsmaximum von Methylenblau bei der roten Wellenlänge ist von der Acidität oder Alkalität der Lösung im Behälter 122 unabhängig. Dagegen liegt das Absorptions-

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maximum von Phenolrot bei der Wellenlänge des grünen Lichts, wobei die Absorption von der Acidität oder Alkalitat der Mischung im Behälter 122 abhängt.

Die Absorption von Methylenblau bei rotem Licht ist proportional der Bahnlänge innerhalb der Lösung, der Konzentration von Methylenblau in der Lösung und dem sogenannten Auslösehungskoeffizienten von Methylenblau, einer bekannten Zahl, die direkt von den Eigenschaften von Methylenblau abhängt. Bei Phenolrot ist die Absorption proportional der Bahnlänge, der Konzentration, dem Auslöschungskoeffizienten und dem pH-Wert der Lösung. Wenn rotes und grünes Licht die zu untersuchende Lösung auf der gleichen Bahn durchdringen, so daß für beide Lichtfarben die Bahnlänge gleich ist, und wenn das Verhältnis der relativen Lichtabsorption in der Lösung bei rotem und grünem Licht bekannt ist, lassen sich Schwankungen infolge der Bahnlänge, Konzentration und Auslöschungskoeffizienten vermeiden, da alle Werte entweder gleich oder in ihrer gegenseitigen Zuordnung bekannt sind. Infolgedessen ist das ermittelte Verhältnis lediglich dem pH-Wert der Lösung proportional. Für einen bestimmten pH-Wert der Lösung kann man ein bestimmtes Verhältnis der Absorption für Methylenblau und Phenolrot wählen, wobei man einen Titrationsendpunkt bei diesem pH-Wert erhält.

Die Farbstoffkonzentration läßt sich so einstellen, daß jedes Verhältnis den gewünschten pH-Wert ergibt. Die normalerweise zur Ermittlung des Endpunktes verwendete Absorptionsmessung verläuft logarithmisch, so <ikß die Messung normalerweise delogarithmiert werden muß, damit man eine verständliche Anzeige oder Zahl erhält, die sich zur Erkennung des Endpunktes und zur Beendigung des Titrations-

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Prozesses verwenden läßt. Bei bekanntem Absorptionsverhaltnis muß immer noch delogarithmiert werden. Wählt man jedoch die Konzentration so, daß das Absorptionsverhaltnis bei den ausgewählten Lichtwellenlängen gleich 1 ist, so entfällt das Delogarithmieren, da der Logarithmus von 1 gleich 0 ist und sich so der logarithmische Anteil der Absorptionsmessung auf 0 reduziert. Unter diesen Umständen genügt somit eine einfache Vergleichsmessung der Absorption bei den gewählten Lichtwellenlängen.

Beim vorliegenden Verfahren wird eine bekannte Konzentration aus Phenolrot und Methylenblau einer bekannten Menge aus Säure, Wasser und dem zweiten Teil der ersten Probe zugesetzt. Die Methylenblaukonzentration ist so gewählt, daß das rote Licht beim Durchgang durch den Behälter im Karussell 118 zu 70 % absorbiert wird. Das durchgehende und zum Photodetektor gelangende Licht erzeugt eine proportionale Spannung. Die Konzentration des der Probe zugesetzten Phenolrots wird so gewählt, daß, wenn die Probe auf einen pH-Wert von 7»^- zurücktitriert ist, die Absorption im Behälter 122 im Karussell 118 bei grünem Licht ebenfalls 70 % beträgt, wobei die Probe im Behälter 122 das grüne Licht schwächer absorbiert, solange der pH-Wert der Lösung durch die Titration noch nicht auf 7,4- zurückgegangen ist. Der Titrationsprozeß ist deshalb beendet, wenn die Absorption von grünem und rotem Licht gleich ist. Die für den Titrationsprozeß benötigte Strommenge läßt sich messen und zur Ermittlung der zugesetzten Hydroxylionen und damit der Menge des ursprünglich in der Probe enthaltenen Bikarbonats verwenden.

Gemäß Fig. 7 liefert eine Lampe 350 das durch den Behälter 122 gehende Licht. Die Lampe 350 befindet sich in der

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Lichtquelle 140 an der zweiten Test station 30. Eine an der Lichtquelle 440 angebrachte Sammellinse 352 bündelt das Licht der Lampe 350 auf der gestrichelten Bahn 354. Ein mit seinen Wicklungen 356 angedeuteter Motor treibt ein Zerhackerrad 358 an, das sich in der Licht bahn 354 befindet .

Das Zerhackerrad 358 ist ebenfalls der Lichtquelle 14-0 zugeordnet und trägt zwei diametral angeordnete Filter. Das eine Filter, ein Rotfilter 360, läßt Licht mit der Wellenlänge 615 am passieren, während das andere Filter 362 lediglich grünes Licht mit der Wellenlänge 570 mn durchläßt. Wenn sich das Zerhackerrad 358 dreht, kommen somit die beiden Filter abwechselnd in die Licht bahn 354, so daß hinter dem Zerhackerrad 358 abwechselnd rotes oder grünes Licht vorhanden ist. Dieses Licht geht entlang der gestrichelten Linie 354 zu einer Sammellinse 364 der Lichtquelle 140, die das Licht bündelt und durch den Behälter 122 an der siebten Stelle des Karussells 118 wirft. Die Behälter 122 müssen zumindest im Bereich um die Lichtbahn 354 lichtdurchlässig sein.

Der Anteil des absorbierten roten und grünen Lichtes hängt vom Inhalt des Behälters 122 ab. Das Licht, das den Behälter 122 passiert hat, geht auf der Bahn 354 durch ein Filter 366, das störendes Licht, insbesondere von anderer Wellenlänge, sperrt. Dann gelangt das Licht zum Photodetektor 142 in Fig. 2 bzw. zur Photodiode 140 in Fig. 7.

Die von der Photodiode 142 bzw. 140 gelieferte Spannung hängt von der Stärke des abwechselnd aufgenommenen roten und grünen Lichtes ab. Da durch das Zerhackerrad 358 die Lichtbahn 354 abwechselnd rotes und grünes Licht führt,

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SM

liefert die Photodiode 142 getrennte, impulsförmige Signale zu einem Verstärker $68, der sie dann der Drainelektrode 570 eines Feldeffekttransistors (FET) 372 bzw. der Drainelektrode 574 eines FET 376 zuführt.

Sin am Zerhackerrad 358 am Rotfilter 360 angebrachter Magnet passiert bei Drehung des Zerhackerrades im Beleuchtungskasten 140 zunächst eine magnetische Geberwicklung 378 für Grün und eine halbe Umdrehung später eine magnetische Geberwicklung 380 für Bot. Der magnetische Grüngeber liefert eine Spannung, wenn das Grünfilter den Lichtstrahl passiert, während der Rotgeber eine Spannung liefert, wenn das Rotfilter den Lichtstrahl passiert.

Die Spannung des Gebers 378 bzw. 380 geht zu Verstärkern 382 bzw. 384, sogenannten Komparatoren, die abhängig von der zugeführten Spannung der magnetischen Geber zwischen den Ausgangszuständen "1" und "0" umschalten, Beim Ausgangssignal "0" des Verstärkers 382 ist die Diode 386 gesperrt, so daß die Spannung an Drainelektrode 374 und Gateelektrode 388 des FET 376 gleich ist, so daß dieser leitet. Beim Ausgangssignal "0" des Verstärkers 384 ist die Dioae 390 gesperrt, so daß die Spannung zwischen Drainelektrode 370 und Gateelektrode 392 gleich Null ist, so daß der FET 372 ebenfalls leitet. Die Feldeffekttransistoren 372 und 3i?6 werden somit abwechselnd ein- und ausgeschaltet, wobei FET 372 durchgesteuert ist, wenn rotes Licht durch das Rotfilter 360 des Zerhackerrades 358 geht, während der FET 376 durchgesteuert ist, wenn grünes Licht durch das Filter 362 des Zerhackerrades geht. Durch diese synchrone Zuordnung von FET 372 zu rotem Licht und FET 376 zu grünem Licht läßt der FET 372 lediglich von rotem Licht herrührende Impulse durch, während der FET 376 lediglich

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von grünem Licht erzeugte Impulse passieren läßt.

Ton der Sourceelektrode 596 des "F¹ST 372 gehen die Impulse über den Widerstand 400 zu einer Abtast- und Halteschaltung mit dem Kondensator 402, dem Widerstand 404 und dem Verstärker 408. Der Kondensator 402 wird auf eine der Amplitude des aufgenommenen Impulses proportionale Spannung aufgeladen, die somit auch der Intensität des aufgenommenen Lichtes proportional ist. Die Spannung am Kondensator 402 geht über den Widerstand 404 zum Verstärker 406 und als verstärkte Spannung über den Widerstand 408 zum negativen Eingang 110 eines Differenzverstärkers 412.

Von der Sourceelektrode 414 des FET 376 gehen die Signale über den Widerstand 416 zu einer Abtast- und Halteschaltung mit dem Kondensator 418, dem Widerstand 420 und dem Verstärker 422. Der Kondensator 418 gleicht dem Kondensator 402 und liefert eine der Amplitude des aufgenommenen Impulses proportionale Spannung, die auch der Stärke des aufgenommenen Lichtes proportional ist. Das Signal vom Kondensator 418 geht über den Widerstand 420 zum Verstärker 422 und dann über den Widerstand 424 zum Plus-Bingang 426 des Differenzverstärkers 412.

Wenn die Spannung am Eingang 410 kleiner ist als lie Spannung am Eingang 426 des Verstärkers 412, das heißt wenn rotes Licht stärker absorbiert wird als grünes Licht, bzw. daß die saure Lösung noch nicht auf den pH-Wert 7*^ zurückgegangen ist, ist der Verstärker 412 durchgeschaltet und hat ein Ausgangssignal "1". Durch dieses Ausgangssignal wird die Diode 428 über den Widerstand 430 gesperrt, wobei der Verstärker 432 an seinem Ausgang eine vorgegebene Spannung liefert, die über den Widerstand 434 zur

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Basiselektrode 436 geilt una diesen durchsteuert. Bei durchgesteuertem Transistor 436 fließt ein konstanter Titrationsstrom vom Emitter 438 des Transistors über die Diode 440 und die Leuchtdiode 442 zum Anschluß 441, über den Anschluß 441 zu einer damit verbundenen Elektrode 130 und von dieser in die Lösung, so daß die Titration fortschreitet, sowie vom mit der anderen Elektrode 130 Anschluß 443 über den Widerstand 444 nach Masse. Die Spannung am Widerstand 440 geht über eine Leitung 445 zum zweiten Eingang des Verstärkers 432 zurück und bildet eine positive Mitkopplung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Stromes über die Elektroden 130.

Die Leuchtdiode 442 zeigt durch ihr Aufleuchten den Titrationsstrom an.

Wenn sich die Acidität der Probenlösung gegen den pH-Wert 7,4 verringert, wird die Amplitude der Spannung am Kondensator 418 der Halteschaltung kleiner. Dies rührt her von einer Schwächung des grünen Lichtes, einer stärkeren Absorption des grünen Lichtes in der Lösung, und einer Herabsetzung der erzeugten Spannung. Mit der geringeren Spannung am Kondensator 418 geht auch die Spannung am Eingang 426 zurück und nähert sich der Spannung am Eingang 410 des Differenzverstärkers 412. Bei Annäherung der Spannung am Eingang 426 an die Spannung am Eingang 410 geht der Ausgang des Verstärkers 412 von "1" auf "0". Dieser Übergang nach "0" erfolgt zwar nicht sofort, benötigt aber nur eine relativ kurze Zeit. Der übergang erfolgt, wenn die Titration praktisch beendet ist, und dauert ca. 5 % der gesamten Titrationszeit.

Beim Übergang des Verstärkers 412 von "1" nach "0" beginnt

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die- Diode 428 einen kleinen Teil des Stromes im "Verstärker 432 zu führen, wodurch der konstante Strom über die Elektroden 130 verringert wird, ftenn sich die Spannung am Ausgang des Verstärkers 4-12 weiter dem Wert 0 nähert, übernimmt die Dioue 4-28 noch mehr Strom vom Verstärker 432 und verringert so den Strom über die Elektroden 130, bis die Elektroden keinen Strom mehr führen und die Titration oeendet ist.

Bei den bekannten Systemen wird die Zeit gemessen, in der der Titrationsstrom durch die Elektroden und die Lösung fliebt, da diese Zeit die Bikarbonatkonzentration angibt. Bei diesen Systemen ist jedoch die Größe aes Stromes während dem gesamten Titrationsprozeß konstant. Wenn sich die Stromstärke während des Titrationsprozesses ändert, wie bei dem Gerät gemäß der Erfindung, so muli der Strom über die Titrationszeit integriert werden, um die Bikarbonatkonzentration ermitteln zu können.

Gemäß Fig. 7 ist die Spannung am Widerstand 444 proportional dem durch ihn fließenden konstanten Titrationsstrom. Diese Spannung geht über den Widerstand 446 zum Eingang des Integrationsverstärkers 448, wird dort integriert und liefert eine Integrationsspannung am Kondensator 450, die der Bikarbonatkonzentration umgekehrt proportional ist und zur Verstärkung auf die Puffer- oder Brennverstärker 452 und 454 geht. Der verstärkte Ausgang des Verstärkers 454 geht zur sichtbaren Anzeige auf das Wiedergabegerät 34 gemäß Fig. 1, wo ihn die Bedienungsperson ablesen kann. Der Ausgang des Verstärkers 452 wird einem Rechner zugeführt, in dem die Bikarbonatkonzentration dauernd aufgezeichnet wird. Der Verstärker 454 kann über das Potentiometer 455 so geeicht werden, daß das dem Wiedergabegerät zugeführte

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Signal direkt in den gewünschten Einheiten, beispielsweise Milligrammäquivalenten, abgelesen werden kann.

V/enn der Meßzyklus beendet ist, wird vor dem Einsetzen einer neuen Probe und Verdünnung ein Rückstellschalter 456 vom Steuersystem geschlossen, der durch Herabsetzung der Spannung die Diode 458 sperrt. Wenn die Diode 4-58 nicht mehr leitet, wird der FET 4-60 infolge der Vorspannung über den Widerstand 4-62 zwischen Drain- und Gateelektrode durchgesteuert, so daß zwischen Drain- und Sourceelektrode praktisch ein Kurzschluß vorhanden ist. Da der FET 4-60 parallel zum Integrationskondensator 4-50 liegt, der an Drain- und Sourceelektrode des FET 4-60 angeschlossen ist, entsteht durch die Durchsteuerung des FET 4-60 ein Kurzschluß am Kondensator 4-50, so daß dessen Integrationsspannung auf Null geht und die Schaltung für den nächsten Test betriebsbereit ist.

An der Station 32 erfolgt somit eine Coulomb'sehe Titratio nsmes sung des dritten Teiles der ersten Blutprobe zur Ermittlung der Chloridkonzentration. Die Titration erfolgt im allgemeinen nach der Methode von Cotlove, der die vorliegende Methode in gewisser Weise ähnelt.

Die Standardtitrationsmethode nach Cotlove arbeitet mit zwei Sätzen von Silberelektroden, zwei Anzeigeelektroden und zwei Titrationselektroden. Die zu untersuchende Blutprobe kommt zusammen mit einer wässrigen lösung von Essigsäure, Salpetersäure und Gelatine in einen Behälter. Die Säuren nehmen an der chemischen Reaktion teil, während die Gelatine die gleichmäßige Beseitigung des Silbers von den Elektroden bewirkt. Die Indikatorelektroden sind über eine Batterie vorgespannt, wobei in Reihe mit der Batterie eine

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Steuerschaltung liegt, die wiederum in Reihe liegt mit einer Stromquelle und den Silbertitrationselektroden.

Das in der Blutserumprobe enthaltene Chlorid bildet auf der positiven Indikatorelektrode einen Silberchloridüberzug, der ähnlich wie eine Gegenspannung zu der polarisierenden Spannung der Batterie wirkt und so einen Stromfluß zwischen den beiden Indikatorelektroden verhindert. Wenn der Strom zwischen den Indikatorelektroden auf Null gegangen ist, läßt die Steuerschaltung von der Stromquelle über die Titrationselektroden einen bestimmten Strom fließen. Der Strom über die Silberelektroden setzt in der Lösung Silberionen frei, die mit der Lösung reagieren, insbesondere mit den Chloridionen des Überzuges an der positiven Indikatorelektrode, so daß Silberchlorid in Lösung geht und durch die Essigsäure gelöst gehalten wird.

Die Bildung von Silberchlorid in der Lösung beseitigt das Chlorid des Überzuges in der positiven Indikatorelektrode. Zu einem bestimmten Punkt fällt der Überzug der positiven Indikatorelektrode einfach ab, so daß die Batterie zwischen den beiden Indikatorelektroden nun einen Stromfluß bewirkt. Dadurch fließt kein konstanter Strom mehr über die Silbertitrationselektroden. Die Stromflußzeit der Silbertitrationselektroden wird gemessen, sie ist der Chloridkonzentration in der Lösung proportional.

Bei der oben beschriebenen Methode braucht man für eine vollständige Titration ca. 100 Sekunden. Der Titrationsstrom wird dabei von einem Konstantstromgenerator geliefert und wird solange konstant gehalten, bis die Steuerschaltung die Titration beendet. Infolge der Rückkopplung fließt ein gewisser zusätzlicher Strom, nachdem die

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Titration beendet ist. Wenn dieser zusätzliche Strom beispielsweise während einer halben Sekunde fließt, liegt der Fehler in der Größenordnung von 0,5 % und ist unbeachtlich. Wenn jedoch beispielsweise in 15 Sekunden titriert wird, so führt die Verzögerung bei der Abschaltung des Stromes von 0,5 Sekunden zu einem Fehler von 5 oder 4- %, der bereits zu groß ist. In einem automatischen System soll aber die Chloridtitration in ca. 15 Sekunden erfolgen, während der Fehler nicht größer als 0,5 % ist.

Eine zweite Schwierigkeit bei der oben geschilderten Methode liegt darin, daß die Indikatorelektroden zur Regeneration und zur Rückführung in einen brauchbaren Zustand nach Jeder Titx-ation eine gewisse Zeit benötigen. Wenn beispielsweise der Titrationsprozeß selbst ca. 100 Sekunden dauert, so kann auch die Zeit, die die Titrationselektroden zur Regeneration und Rückführung in einen Zustand benötigen, der die Durchführung der nächsten Titration mit einiger Genauigkeit gestattet, ca. 100 Sekunden betragen. Der zwischen den Elektroden fließende Strom bewirkt an den Elektroden die Abscheidung von Schwefel und anderen Verunreinigungen, die die Regeneration behindern. Bei einem automatischen Testgerät muß eine solche Verzögerung durch die Elektrodenregeneration vermieden werden.

Ein weiteres Problem bei der beschriebenen Methode besteht darin, daß die beiden Elektrodenpaare während des Titrationsprozesses nur einen geringen Abstand haben. Dies ist dadurch bedingt, da die verwendete Proben- und Verdünnungsmittelmenge ziemlich gering und der Behälter für diese Mischung entsprechend klein ist. Außerdem muß zur Durchmischung der Flüssigkeit während des Titrationsprozesses eine Einrichtung im Behälter vorhanden sein. Die

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Mischeinrichtung und die vier Elektroden Definden sich dadurch im Behälter in all zu enger Nachbarschaft. Die Nähe der Elektroden kann zu einer Wechselwirkung während des Titrationsprozesses zwischen ihnen führen, wodurch die Genauigkeit der Messung leidet. Außerdem ist der Wirkungsgrad der Mischeinrichtung schlecht, so daß es bei dem geringen Abstand der Titrations- und Indikatorelektroden zu einer ungenauen Analyse beim Titrationsprozeß kommen kann. Die Testresultate werden Gkdurch ebenfalls ungenau.

In den Fig. 1 und 5 ist eine Apparatur zur Chloridtitration an der Station 32 dargestellt. Ein ringförmiger Trog 186 in einem zylindrischen Gehäuse 166 nimmt den dritten Teil der ersten Blutprobe mit der erforderlichen ■Verdünnungsmenge auf, die aus einer wässrigen Lösung von Essigsäure, Salpetersäure und Gelatine besteht. Wenn das Gehäuse 166 über den Antriebsriemen 172 vom Motor 17O gedreht wird, fließt die Mischung im ringförmigen Trog 186 auf einer Kreisbahn, wodurch die Flüssigkeit gut durchmischt wird, insbesondere mit fortschreitender Titration, da die gleichförmige, schnelle Verteilung des Silberchlorids in der Flüssigkeit dadurch sehr gefördert wird. Die an der Gehäuseabdeckung 174· festgemachten und in die Flüssigkeit reichenden Stäbe 190 stören die Flüssigkeitsströmung und fördern die Durchmischung weiter, so daß bei fortschreitender Titration die Silberchloridverteilung äußerst gleichförmig wird. Die Titrationselektroden 180 und 182 befinden sich an einem Punkt im ringförmigen Trog, ausgerichtet mit einer Ebene durch ihre Achse, senkrecht zum Gehäuseradius. Die Indikatorelektroden 194-, 196 befinden sich an einem anderen Punkt in dem ringförmigen Trog, den Titrationselektroden 180 und 182 diametral gegenüber, und fluchten mit einer Ebene durch ihre Achse, die von dfer

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Gehäusemitte radial ausgeht. Bei dieser Anordnung und Ausrichtung trennt die mittlere Insel 188 die Elektrodenpaare voneinander. Die Elektrolytflüssigkeit im ringförmigen Trog bildet eine langgestreckte elektrische Bahn, die die Elektroden elektrisch voneinander trennt, wobei durch die Ausrichtung gegenseitige Einwirkungen der elektrischen Felder verringert werden. Durch die räumliche und elektrische Trennung erfolgt zwischen den Titrationselektroden 180, 182 einerseits und den Indikatorelektroden 194-, 196 andererseits nur eine sehr geringe Wechselwirkung, so daß die Testgenauigkeit nicht beeinträchtigt wird.

Zur Verringerung der für die Elektrodenregenerierung erforderlichen Zeit dient ein neuartiges Indikatorsystem und -verfahren mit neuen Indikatorelektroden. Der Strom fließt nicht zwischen zwei Indikatorelektroden und der Strom wird nicht gesperrt, wenn dilber in die Flüssigkeit gelangt, so daß Silberchlorid gebildet wird, sondern zwischen den Indikatorelektroden wird ein Spannungsunterschied aufrechterhalten. Die eine Elektrode 1?A in Fig. 5 ist hierzu eine in Glas gebettete Silberchlorid-Bezugselektrode mit geringer Leckage. Solche Elektroden sind im Handel erhältlich und stellen für die Ionenwanderung eine, kleine Bahn dar. Die wenn auch sehr kleine Ionenwanderung bewirkt einen Spannungsunterschied als sehr stabiles Bezugspotential, gegenüber dem eine Silberchloridelektrode gemessen wird. Die andere Silberchloridelektrode ist für Chlorid sensitiviert und liefert eine der Ghloridkonzentration proportionale Spannung.

Da zwischen der Elektrode 194- und der zweiten Indikatorelektrode 196 praktisch kein Strom fließt, ist auch der Silberchloridmeßbereich nicht nennenswert gestört.

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Außerdem können keine Sulfide und andere Verunreinigungen an der Elektrode auftreten und deren Funktion herabsetzen.

Wie bereits erwähnt, besteht die zweite Elektrode aus Silber mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug, wobei nur die Spitze der Elektrode mit der Flüssigkeit Kontakt hat. Durch Eintauchen in Kaliumchlorid und durch den Stromdurchgang bildet sich an der Spitze Silberchlorid. Da nur ein sehr kleiner Silberchloridbereich mit der Lösung Kontakt hat, ist die Ansprechzeit der Elektrode wesentlich herabgesetzt.

Die Indikatorelektroden sind gemäß Fig. 8 an die elektrische Titrations- und Meßschaltung 480 angeschlossen. Uie Silberchlorid-Bezugselektrode 194 ist mit einer Leitung 482 und die Silberchloridelektrode 196 mit einer Leitung 484 verbunden, wobei beide Leitungen zu einem abgeschirmten Paar 486 verdrillt sind.

Die Bezugselektroden 194 und 196 stehen in einer Mischung des dritten Teiles der ersten Probe und einer Verdünnung, wobei die Bezugselektrode 194 ein Potential liefert, das über die Leitung 482 und den Widerstand 488 zu einem Eingang eines Verstärkers 490 geht, während die Silberchloridelektrode 196 ein Potential über die Leitung 484 und den Widerstand 493 auf einen Eingang eines Verstärkers 494 gibt. Das verstärkte Signal des Verstärkers 490 geht zu einem negativen Eingang 496 eines Verstärkers 498 und das Signal des Verstärkers 494 zu einem positiven Eingang 500 des Verstärkers 498.

Die Verstärker 490, 494 und 498 bilden einen Differenzverstärker mit hoher Impedanz. Bei dem gezeigten

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Ausführungsbeispiel führt der von den Indikatorelektroden 1?A und 196 bewirkte Spannungsunterschied zu Beginn des Titrationsprozesses, wenn der dritte Teil der ersten Probe und der Verdünnung in den ringförmigen Trog 186 im Gehäuse 166 gebracht werden, einen Spannungsunterschied von ca. 480 mV zwischen den Eingängen 4-96 und 500. Der aus den Verstärkern 4-90, 4-94- und 4-98 gebildete Differenzverstärker mit hoher Impedanz hat eine ca. elffache Verstärkung, so daß zu Beginn des Titrationsprozesses die Spannung am Ausgang des Verstärkers 4-98 ca. 5 V beträgt. Gegen das Ende des Titrationsprozesses hin steigt der Spannungsunterschied zwischen den Eingängen 4-96 und 500 auf 600 mV.

Das Signal am Ausgang des Verstärkers 4-98 geht über den Widerstand 502 zu einem Eingang des !Comparators 504-, dessen zweiter Eingang an einer Bezugsspannung liegt. Zum Beginn des Titrationsprozesses, wenn die Spannung am Ausgang des Verstärkers 4-98 ca. 5 V beträgt, bewirkt der Spannungsunterschied an den beiden Eingängen des !Comparators 504·, daß dieser an seinem Ausgang ein Signal "1" liefert. Bei fortschreitendem Titrationsprozeß und gegen dessen Ende hin bewirkt die ansteigende Spannung am Ausgang des Verstärkers 4-98, die zum negativen Eingang des Verstärkers 504- gelangt, daß sich der Ausgang des !Comparators 504- ändert, das heißt er geht von "1" nach "0". Durch einen Rückkopplungswiderstand 506 tritt im Schaltvorgang des !Comparators 504- eine gewisse Hysterese oder Verzögerung auf, so daß der Übergang vom Signal "1" zum Signal "0" nicht plötzlich erfolgt. Vielmehr erfolgt dieser Wechsel am Ausgang des Verstärkers 504- etwa in den letzten 5 % des Titrationsvorganges, so daß sich der Titrationsstrom allmählich verringern kann und das Ende der Titration bei geringem Strom erreicht wird, wodurch eine Titration über

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den Endpunkt hinaus vermieden wird.

Bereits zu Beginn und auch während ca. 95 % des Titrationsprozesses ist am Ausgang des !Comparators 504 ein Signal "1" vorhanden. Es dient über den Widerstand 508 zur Sperrung der Diode 510, wodurch der Verstärker 512 über den ¥7iderstand 514- eine bestimmte Spannung auf die Basis des Transistors 516 gibt. Durch diese Spannung an seiner Basis wird der Transistor 516 leitend und läßt einen bestimmten, konstanten Titrationsstrom über die Diode 518 und die Leuchtdiode (LED) 520 zum Anschluß 522 fließen, von diesen über eine Silbertitrationselektrode 180 durch die Lösung zur Elektrode 182, wodurch die Titration fortschreitet, und dann von der anderen Silbertiti?ationselektrode 182 über den Anschluß 524 und den Widerstand 526 nach Masse. Eine durch die Leitung 528 zwischen dem Anschluß 524 und einem Eingang des Verstärkers 512 gebildete Rückkopplungsschleife bewirkt eine Spannungsrückkopplung, die dem Strom über den Widerstand 526 und die Titrationselektroden 180 und 182 entspricht. Durch die Spannungsrückkopplung wird der Elektrodenstrom auf einem konstanten Wert gehalten.

Der über die LED 520 fließende Strom, die in Reihe mit den Titrationselektroden 180 und 182 liegt, zeigt die Titration der Flüssigkeit an.

Wenn der Ausgang des Komparators 504 von "1" nach "0" geht, wird die Diode 510 über den Widerstand 508 allmählich stromführend, wodurch dem Verstärker 512 Strom entzogen wird, was die Spannung an der Basis des Transistors 516 verringert und damit auch den Strom über die Titrationselektroden 180, 182. Wie bereits erwähnt, erfolgt

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Κ»

diese Stromherabsetzung während der letzten 5 % des Titrationsprozesses. Zum Ende des Titrationsprozesses hin ist die Diode 510 vollständig durchgesteuert und entzieht dem Verstärker 512 so viel Strom, daß die Spannung an der Basis des Transistors 516 so weit herabgesetzt wird, daß dieser nicht mehr leitet, wodurch auch der Strom über die Elektroden 180 und 182 abgeschaltet und der Titrationsprozeß beendet ist.

Im Titrationsprozeß zur Chloridmessung ist der über die Titrationselektroden fließende Strom und die Zeit, in der dieser Strom fließt, proportional der Menge der freigesetzten Silberionen und damit auch proportional zur Menge der vorhandenen Chloridionen. Bei den bekannten Systemen wird im allgemeinen die Zeit gemessen, in der der Titrationsstrom durch die Elektroden und die Lösung fließt, da diese Zeit die Chloridkonzentration angibt. Bei diesem System ist jedoch der Strom während des gesamten Titrationsprozesses konstant« Da sich beim erfindungsgemäßen Gerät jedoch der Strom während des Titrationsprozesses ändert, muß der Strom zur Ermittlung der Chloridkonzentration über die Titrationszeit integriert werden.

Gemäß Fig. 8 ist die am Widerstand 526 auftretende Spannung dem konstanten, über den Widerstand 526 fließenden Titrationsstrom proportional. Die Spannung geht über den Widerstand 530 zum Eingang des Integrationsverstärkers 532. Das zugeführte Signal wird integriert und liefert am Integrations kondensat or 534- eine Integrations spannung, die der Chloridkonzentration proportional ist und die auf die Puffer- oder Trennverstärker 536 und 538 gegeben wird. Der Ausgang des Verstärkers 536 liefert über das Wiedergabegerät 34- nach Fig. 1 die Anzeige für die Bedienungsperson

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und der Ausgang des Verstärkers 538 geht zu einem Rechner, der die Chloridkonzentration im Blut des Patienten dauernd aufzeichnet. Der Verstärker 536 kann über das Potentiometer 537 so eingestellt werden, daß das dem Wiedergabegerät zugeführte Signal eine Anzeige in den gewünschten Einheiten, beispielsweise Milligrammäquivalenten, ergibt.

Zum Ende des Meßvorganges, bevor eine neue Probe mit Verdünnungsmittel eingesetzt wird, schließt das Steuersystem den Rückstellschalter 5^0, wodurch die Spannung an der Diode 5^2 herabgesetzt und diese gesperrt wird. Dadurch wird der FET ^^A- durch die Vorspannung über den Widerstand 5^-6 zwischen Drain- und Gateelektrode durchgesteuert, so daß zwischen Drain- und Sourceelektrode praktisch ein Kurzschluß vorhanden ist. Dadurch wird der parallel zur Drain- und Sourceelektrode des FET 544- liegende Integrationskondensator 534- kurzgeschlossen und entladen, wodurch die Schaltung für den nächsten Testvorgang betriebsbereit ist.

Für das Steuersystem zur Betätigung der Hydraulikkolben und der Apparatur an den Teststationen 28, 30 und 32 können die bekannten Steuersysteme verwendet werden. Hierzu kann beispielsweise eine Reihe einstellbarer Nocken auf eine Stange montiert sein, die von einem Motor mit vorgegebener Drehzahl gedreht wird. Die Nocken betätigen mechanische Antriebe und elektrische Schalter zur Betätigung der Hydraulikkolben und der Testapparatur. Für die zeitlich abgestimmte und synchronisierte Arbeitsweise wird jeder Nocken einzeln eingestellt, was unter Berücksichtigung der vorhergehenden Erläuterungen ohne weiteres erfolgen kann.

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Die Erfindung gestattet somit die gleichzeitige Untersuchung der vier hauptsächlichen Blutserumelektrolyte. Die Tests erfolgen gleichzeitig, wobei verschiedene Teile des gesamten Gerätes synchron arbeiten und dadurch gleichzeitige Tests mit Anzeige der Testresultate ermöglichen. Die gleichzeitige, synchrone Arbeitsweise setzt den Aufwand für das Gerät beträchtlich herab. Die an .jeder Teststation verwendeten Testapparaturen arbeiten mit erheblich genaueren und präziseren Verfahren und Anordnungen als bekannte Geräte, wobei die Tests in sehr kurzer Zeit erfolgen, so daß das gesamte Gerät auch für sehr dringende Kotfalluntersuchungen geeignet ist. Außerdem können, wie bereits erwähnt, neben Blutserumelektrolyten auch andere Körperflüssigkeiten getestet werden, beispielsweise Urin, Rückenmarksflüssigkeit sowie Transsudate und Exsudate.

PatentanwiH·

DIpI.-ing. E. Eder

Dipl.-Ing. K. Schisschke

8 München 40, £lisa;>etlist.-:i3334

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Leerseite

Claims

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Pat e nt ans prüc he

Untersuchungsgerät für Blut und andere elektrolysierbare Körperflüssigkeiten, gekennzeichnet

durch eine Anordnung (10, 24, 12, 16, 20), die eine Reihe von Blutproben nacheinander auf einer geradlinigen Bahn (12) von einem lingang (26) zu einem Ausgang (36) bringt,

durch eine erste Teststation (28), die mindestens eine erste Probenkomponente überprüft und eine Anordnung (40, 42, 44, 46, 48, 50) umfaßt, die der Probe an einer ersten Stelle (38) der Bahn einen ersten Anteil entnimmt, und eine erste drehbare Anordnung (68) zur Aufnahme und Speicherung des ersten Anteils in einem ersten Behälter (66) und zur Drehung (70, 72) dieses Behälters zu einem ersten Zeitpunkt in eine erste Testposition, in der dieser erste Anteil durch eine erste Testanordnung (88) geprüft wird,

durch eine zweite Teststation (30), die eine zweite Probenkomponente überprüft und eine Anordnung (92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110) umfaßt, die der Probe an einer zweiten Stelle (90) der Bahn einen zweiten Anteil entnimmt, und eine zweite drehbare Anordnung (118) zur Aufnahme und Speicherung dieses zweiten Anteils in einem Behälter (122) und zur Drehung (112, 119) des Behälters zu diesem ersten Zeitpunkt in eine zweite Meßposition, in der dieser zweite Anteil von einer zweiten 5test anordnung (140, 130, 142) geprüft wird,

durch eine dritte Teststation (32), die eine dritte Probenkomponente überprüft und eine dritte Anordnung

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ORIGINAL JNSPECTEO

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(146, 148, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164) umfaßt, die der Probe an einer dritten Stelle (144) der Bahn einen dritten Anteil entnimmt und sie mit einer Testanordnung (157) zu dem ersten Zeitpunkt prüft, wobei der erste, zweite und dritte Test gleichzeitig erfolgen, und

durch ein an die drei Teststationen angeschlossenes Ausgangsgerät (34), das die Testresultate gleichzeitig liefert.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste drehbare Anordnung (68) ein erstes Karussell (68) enthält, mit kreisförmig angeordneten Behältern (66) zur Aufnahme des ersten Anteils einer Probe und mit einer Schrittschaltanordnung (70, 72), die zur schrittweisen Drehung des Karussells dient, so daß der Behälter in die erste Aufnahmesteile und dann zu dem ersten Zeitpunkt in die erste Testposition gebracht wird, wobei die zweite drehbare Anordnung (118) ein zweites Karussell (118) enthält mit darauf kreisförmig angeordneten Behältern (122) zur Aufnahme des zweiten Anteils einer Probe und mit einer zweiten Schrittschalt anordnung (112, 119), die das Karussell schrittweise dreht, so daß die Behälter in eine zweite, mit der zweiten Stelle ausgerichtete Aufnahmestelle gelangen und dann zu dem zweiten Zeitpunkt zur zweiten Testposition.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schrittschaltanordnungen so synchronisiert sind, daß das erste und zweite Karussell gleichzeitig gedreht werden.

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4-, Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Karussell vierundzwanzig Behälter und das zweite Karussell zwölf Behälter aufweist.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Bewegung der Proben nacheinander entlang einer Bahn einen Halter (24-) aufweist, der auf der Bahn sitzt und jede Probe getrennt hält, und eine dritte Anordnung (16, 20), zur schrittweisen, geradlinigen Bewegung des Halters entlang der Bahn, wodurch eine bestimmte Probe zur ersten, zweiten und dritten Stelle gebracht wird.

6. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schrittschaltanordnung zwischen der ersten und zweiten Stelle zwölfmal und zwischen der zweiten und dritten Stelle sechsmal weiterschaltet.

7. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Schrittschaltanordnung mit den beiden ersten Schrittschaltanordnungen synchronisiert ist.

8. Gerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die drei ersten Tests nach der neunzehnten Weiterschaltung der ersten Schrittschaltanordnung ausgeführt sind, nachdem die Anordnung zur Entnahme eines ersten Anteils in der ersten Testanordnung den ersten, geprüften Anteil entftoamen hat.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Testanordnung (88) zur Messung der ersten Probenkomponente ein Flammenphotometer (88) enthält, mit einer ersten Bingangs-

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anordnung (84) zur Aufnahme des ersten Anteils der Probe aus der ersten drehbaren Anordnung, mit einer zweiten und dritten Eingangsanordnung (89, 206) zur Aufnahme von Gasen, zur Mischung mit dem ersten Anteil und zur Entzündung, mit einem Brennerrohr (214) zum Verbrennen der Probe und der Gase, mit einem Kamin (218) um das Brennerrohr, mit einer Luftquelle (220, 222, 224, 212), an den Kamin angeschlossen, wobei dio Gase zur Kühlung im Kamin um das Brennerrohr streichen, und mit einer Anordnung (226), die am Brennerrohr festgemacht und zwischen dem Rohr und dem Kamin entlang der Rohrlänge angebracht ist und die eine laminare Strömung der durch den Kamin streichenden Luft erzeugt.

10_o Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da£ das Flammenphotometer (88) zur Messung der ersten Probenkomponente einen Kamin (218) aufweist, ein im Kamin angeordnetes Brennerrohr (214) mit einem Eingangsende zur Aufnahme der Probe und der zu verbrennenden Gase und ein Brennerende, an dem die Gase und die Probe verbrennen und eine Flamme erzeugen, eine Anordnung (220, 222, 224, 212), die zur Kühlung Luft durch den Kamin und entlang dem Brennerrohr leitet und eine entlang dem Brennerrohr an verschiedenen Stellen angebrachte Steueranordnung (226) für die Luftströmung, die die durch den Kamin strömende Luft steuert und zur Kühlung von Kamin und Brennerrohr eine laminare Luftströmung erzeugt.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung (226) für die Luftströmung radial um das Brennerrohr im Kamin angeordnete Flügel (228)

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enthält, die miteinander ausgerichtet sind und eine laminare Luftströmung erzeugen.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamin ein langgestreckter Glaszylinder ist.

13. Gerät nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenphotometer eine Lichtmeßanordnung (230) enthält, die am Kamin neben dem Brenner festgemacht ist und die Flamme und ihre Stärke erfaßt.

14-, Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtmeßanordnung an der Zylinderaußenseite angebracht ist.

15· Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Testanordnung der dritten Teststation eine Titrationsanordnung (180, 182, 194, 196) zum Titrieren des dritten Anteils der Probe aufweist, ein Gehäuse (166) für den dritten Anteil, eine Anordnung (172,168), die den dritten Anteil während der Titration auf einer kreisförmigen Bahn strömen läßt und eine Störungsanordnung (190) in der kreisförmigen Bahn, die die kreisförmige Strömung des dritten Anteils stört, so daß die Titration des dritten Anteils sehr gleichförmig erfolgt.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (166) kreisförmig ist und einen ringförmigen Trog (186) zur Aufnahme des dritten Anteils aufweist und daß die Störungeanordnung (190) zur Störung der kreisförmigen Strömung des dritten Anteils in dem ringförmigen Trog angeordnet ist.

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17· Gerät nach. Anspruch. 15 oder 16, dadurcn gekennzeichnet, daß das Gehäuse (166) auf einer Basis (168) drehbar gelagert ist und daß die Anordnung, die den dritten Anteil auf einer kreisförmigen Bahn strömen laut, eine Anordnung (172) zum Drehen des Gehäuses enthält.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurcn gekennzeichnet, daß das Gehäuse (166) eine den ringförmigen Trog (186) bedeckende und abnehmbare Abdeckung (174-) aufweist und daß die Störungsanordnung (190) an der Abdeckung festgemacht ist und bei auf den Trog aufgesetzter Abdeckung in den ringförmigen Trog ragt.

19. Gerät nach einem der Anspruchs I5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Störungsanordnung (190) eine Reihe von kreisförmig mit einem Ende an der Abdeckung (I74-) angebrachte Stäbe aufweist, die senkrecht zur Abdeckung in den Trog (186) reichen.

20. Gerät nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe aus Polytetrafluorethylen ("Teflon") bestehen.

21. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Titrationsanordnung (180, 182, 194-, 196) ein erstes Paar (180, 182) und ein zweites Paar (194-, 196) Elektroden aufweist, die an der Abdeckung (174·) festgemacht sind und bei auf dem Trog aufgesetzter Abdeckung in den ringförmigen Trog (186) ragen«

22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar Elektroden (180, 182) an einer ersten

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Stelle im ringförmigen Trog (186) angeordnet ist, und daß das zweite Paar Elektroden (194, 196) in den ringförmigen Trog an einer zweiten Stelle diametral gegenüber der ersten Stelle angeordnet ist.

23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar Elektroden als Titrationselektroden und das zweite Paar Elektroden als Indikatorelektroden vorgesehen ist.

24. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 2$, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Anteil der Blutserumprobe als dritte Probenkomponente Chlorid enthält und daß die Titrationsanordnung (180, 182; 194, 196) den dritten Anteil durch Coulomb'sehe Titrationsmessung mit Silberchlorid titriert.

25. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daii die dritte Teststation eine Verdünnungsanordnung (162, 164) enthält, die die Probe an der Testanordnung vor der Titration verdünnt.

26c Gerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung ein Gemisch aus Wasser, Salpetersäure, Essigsäure und Gelatine ist.

27. Gerät nach einem der Ansprüche 21 bis 2$, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Elektrodenpaar aus einer Silberchlorid-Bezugselektrode (194) und einer Silberchloridelektrode (196) besteht und daß das erste Elektrodenpaar aus Silber besteht.

28. Gerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß

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nur ein bestimmter kleiner Teil der Silberchloridelektrode im dritten Probenanteil und der Verdünnung sitzt.

29. Gerät nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Titrationselektroden (180, 182) und die Indikatorelektroden (194-* 196) an eine Schaltung angeschlossen sind, die, wenn der Spannungsunterschied an den Indikatorelektroden einen ersten Wert überschreitet, an die Titrationselektroden ein Signal zum Titrieren des dritten Probenanteils gibt.

30. Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das dritte Signal und die Titrationselektroden bewirkte Titrationsrate von der Menge der dritten Probenkomponente abhängt und daß die Schaltung eine Meßschaltung (532, 534·, 526) zur Messung des den Titrationselektroden zugeführten Signals enthält.

31. Gerät nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung eine Integrationsschaltung (532, 534-) enthält, die abhängig von dem Signal ein Integrationssignal liefert, das der Menge der dritten Komponente proportional ist.

32. Gerät nach den Ansprüchen 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Differenzverstärkerschaltung (4-90, 4-99, 4-98) enthält, die an die Indikatorelektroden (194-, 196) angeschlossen ist und die eine vom Spannungsunterschied an den Elektroden abhängige Differenzspannung liefert, daß eine Komparatorschaltung (5O4-) an die Differenzverstärkerschaltung und an ein Bezugspotential angeschlossen ist und

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abhängig von einem ersten Unterschied zwischen dem Differenzsignal und dem ßezugssignal ein erstes Ausgangssignal und abhängig von einem zweiten Unterschied zwischen dem Differenzsignal und dem Bezugssignal ein zweites Ausgangssignal liefert, und daß an den Komparator eine Steuerschaltung (510, 512, 514, 516, 518, 526) angeschlossen ist, die abhängig vom ersten Ausgangssignal dieses Signal auf die Titrationselektroden gibt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal die Signalzufuhr zu den Titrationselektroden beendet.

33· Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Indikator (520) enthält, der in Reihe zwischen der Steuerschaltung und den Titrationselektroden liegt und der den Signaldurchgang zu den Elektroden und damit den Titrationsprozeß anzeigt.

34-. Gerät nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß der Indikator (520) eine Leuchtdiode ist.

35· Gerät nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Verstärker (516) enthält, der abhängig von dem ersten Ausgangssignal den Elektroden einen konstanten Strom zuführt.

36. Gerät nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung eine Rückkopplung (506) enthält, die den Übergang vom ersten zum zweiten Ausgangssignal verzögert, so daß die Steuerschaltung abhängig von diesem verzögerten Übergang den den Elektroden zugeführten Strom allmählich herabsetzt.

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37. Gerät nach einem der Ansprüche 15 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Teststation eine Siphonanordnung (178, 162) enthält, die nach der Titration zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Flüssigkeitsvolumens in dem ringförmigen Trog (186) einen Teil des Verdünnungsmittels und einen dritten Anteil aus dem Gehäuse absaugt.

38. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (122) der zweiten drehbaren Anordnung zumindest zum Teil lichtdurchlässig ist, wobei die zweite Testanordnung (14-0, 130, 142) ein photometrisches Analysegerät (190, 130, 142) zur Analyse der zweiten Probenkomponente in einem bekannten Volumen des zweiten Probenanteils in dem Behälter einschließt und wobei das photometrische Analysegerät enthält:

eine Anordnung (350, 140, 352, 356, 358, 360, 342), die in der zweiten Testposition auf der gleichen Bahn (354) abwechselnd durch den Behälter (122) Licht von einer ersten und von einer zweiten Wellenlänge leitet,

eine Anordnung zur Einleitung eines chemischen Prozesses in dem zweiten Anteil in dem Behälter (122) zur Ermittlung der zweiten Probenkomponente, wobei diese Anordnung enthält:

einen ersten Farbstoff bekannter Konzentration, der in den Behälter eingebracht wird und ein Absorptionsmaximum für Licht der ersten Wellenlänge aufweist, so daß ein bestimmter Lichtanteil der ersten Wellenlänge beim Durchgang durch den Behälter absorbiert wird, einen zweiten Farbstoff, dessen Konzentration mindestens im Verhältnis zum ersten Farbstoff bekannt ist, wobei der

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zweite Farbstoff eine Absorption bei einer zweiten Wellenlänge besitzt, die sich abhängig vom Fortschreiten des chemischen Prozesses ändert, zur Absorption eines Teiles des durch den Behälter gehenden Lichtes der zweiten Wellenlänge, wobei sich die Absorption mit dem Fortschreiten des chemischen Prozesse s ändert,

eine Detektoranordnung (142, 368, 372, 376, 400, 402, 404, 406, 418, 420, 422) zur Erfassung der ersten und zweiten Wellenlänge des durch den Behälter gehenden Lichtes und zur Abgabe erster und zweiter Erfassungssignale, proportional zur Intensität der erfaßten Lichtwellenlänge,

eine Komparatorschaltung (412) zum Vergleich der abwechselnd aufgenommenen ersten und zweiten Signale, wobei die Vergleichsschaltung abhängig von einer ersten Differenz zwischen den Erfassungssignalen ein erstes Ausgangssignal und abhängig von einer zweiten Differenz ein zweites Ausgangssignal liefert,

und eine Steuerschaltung (428, 432, 434, 436, 442, 444), die an die Vergleichsschaltung angeschlossen ist und die abhängig vom ersten Ausgangssignal den chemischen Prozeß fortsetzt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal den chemischen Prozeß beendet.

39. Gerät nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Farbstoff Methylenblau und der zweite Farbstoff Phenolrot ist, daß der erste Farbstoff eine erste Absorption bei der ersten Wellenlänge im chemischen Prozeß aufweist und daß der zweite Farbstoff eine zweite Absorption bei der zweiten Wellenlänge aufweist, die geringer ist als die Absorption zu

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Beginn des chemischen Prozesses, und eine dritte Absorption bei der zweiten Wellenlänge, die im wesentlichen gleich der ersten Absorption bei Beendigung des chemischen Prozesses ist.

40. Gerät nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wellenlänge im roten und die zweite Wellenlänge im grünen Teil des Spektrums liegt.

41. Gerät nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anteil eine Blutserumprobe ist, wobei die zweite Probenkomponente Bikarbonat ist, und daß die Anordnung zur Einleitung einer chemischen Reaktion eine Titrationsanordnung (130) enthält, die den zweiten Anteil durch Coulomb¹sehe Messung titriert.

42. Gerät nach einem der Ansprüche 38 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teststation (30) eine Verdünnungsanordnung (108, 110) enthält, die zur Vermischung im Behälter ein Verdünnungsmittel liefert, das Natriumnitrat, Salpetersäure, Wasser und Natriumoxalat enthält.

43. Gerät nach einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teststation (30) eine Anordnung (124) enthält, die zwischen der zweiten Stelle (90) und der zweiten Testposition angeordnet und an die Behälter (122) angeschlossen ist, die zwischen der zweiten Stelle und der zweiten Teststelle liegen, wobei der Mischung in diesen Behältern Luft zugeführt wird, die Kohlenstoffdioxyd aus der Mischung freisetzt .

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44. Gerät nach, einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur alternativen Idchtzufuhr eine Lichtquelle (350) aufweist, eine Anordnung (352), die das Licht auf einer Bahn (354) durch den Behälter (122) an der zweiten Teststation leitet, und Filter (360, 362), die in der Bahn des Lichtes angeordnet sind und auf dieser Bahn abwechselnd Licht in erster und zweiter Wellenlänge durch den Behälter lassen.

45. Gerät nach einem der Ansprüche 38 bis 4-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung einen Photodetektor (142) zur Aufnahme des Lichtes erster und zweiter Wellenlänge aufweist, das an der zweiten Teststation den Behälter passiert hat, daß der Photodetektor abhängig von Licht der ersten und zweiten Wellenlänge erste und zweite elektrische Signale liefert, daß die ersten und zweiten elektrischen Signale eine Charakteristik zeigen, die sich abhängig von der sie erzeugenden Lichtintensität ändert, daß eine Synchronisationschaltung (378, 380, 382, 384, 386, 390) mit den Filtern (360, 362) synchronisiert ist und abwechselnd synchron mit der Durchleitung von Licht erster und zweiter Wellenlänge durch den Behälter und den Photodetektor erste und zweite Signale liefert, und daß ein Schaltkreis (372, 376) an die Synchronisationsschaltung angeschlossen ist, der abhängig von den ersten Signalen die ersten elektrischen Signale zur Lieferung der ersten Erfassungssignale auf einen ersten Verstärker (400, 402, 404, 406) gibt und der abhängig von den zweiten Signalen die zweiten elektrischen Signale zur Lieferung der zweiten Erfassungssignale auf einen zweiten Verstärker (416, 418, 420, 422) gibt.

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46. Gerät nach, einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der chemische Prozeß ein Titrationsprozeß ist, daß die Anordnung zur Einleitung des chemischen Prozesses ein in die Mischung eingesetztes und an die Steuerschaltung angeschlossenes Elektrodenpaar (130) aufweist und daß die Steuerschaltung abhängig vom ersten Ausgangssignal zur Einleitung des Titrationsprozesses den Elektroden ein Signal zuführt.

4-7. Gerät nach einem der Ansprüche 38 bis 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Dauer des die Titration bewirkenden Signals abhängig von der Bikarbonatmenge ist und daß die Anordnung zur Einleitung eines chemischen Prozesses eine Meßanordnung (44-8, 450) zur Messung von Größe und Dauer des den Titrationselektroden zugeführten Signals aufweist.

48. Gerät nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung eine Integratxonsanordnung (448, 450) aufweist, die entsprechend dem Signal ein Integrationssignal· liefert, das der Bikarbonatmenge umgekehrt proportional ist.

49. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenphotometer (88) außerdem eine vierte Probenkomponente mißt, wobei der erste Anteil· eine Biutprobe, die erste Probenkomponente Natrium und die vierte Probenkomponente Kaiium ist.

50. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Teststation (28) eine Verdünnungsanordnung (56, 58) enthäit, die dem ersten BehaLfcer (66) in der ersten drehbaren Anordnung (68) ein

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Verdünnungsmittel zur Verdünnung des ersten Probenanteils und zur Bildung eines Gemisches zuführt.

51. Gerät nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel ein Gemisch von Wasser und Lithiumcarbonat (Li^CO*) ist.

52e Gerät nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß Lithium, Natrium und Kalium in der Flamme verbrannt werden und jeweils Licht bestimmter Wellenlänge erzeugen, wobei die Lichtintensität bei jeder Wellenlänge von der Konzentration der jeweiligen Komponente abhängt , daß die Lichterfassungsanordnung (230) auf die jeweilige Lichtwellenlänge anspricht und erste, zweite und dritte Intensitätssignale liefert, erstens Lithium, zweitens Natrium und drittens Kalium, daß die Signale eine Charakteristik zeigen, die abhängig von der Lichtintensität variiert, daß das Flammenphotometer eine Schaltung zur Analyse der Signale zur Ermittlung der Komponentenkonzentration enthält mit einer Integrationsschaltung (264, 284; 302, 304; 310, 314), die an die Lichterfassungsanordnung angeschlossen ist und getrennt die ersten, zweiten und dritten Signale integriert und erste, zweite und dritte Integrationssignale liefert, eine Vergleichsschaltung (286), angeschlossen an die Integrationsschaltung (264, 284), und einen Schaltkreis (290, 294, 296), wobei abhängig von der Überschreitung eines vorgegebenen Wertes durch das erste Integrationssignal der Schaltkreis (294, 296) betätigt wird, und daß der Schaltkreis an die Integrationsanordnung angeschlossen ist und die zweiten und dritten Integrationssignale auf Anzeigegeräte gibt.

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53· Flammenphotometer zur Messung einer ersten Probenkomponente, gekennzeichnet durch ein in einem Kamin (218) angeordnetes Brennerrohr (214) mit einem Eingangsende zur Aufnahme der Probe und der zu verbrennenden Gase und einem Brennerende, an dem Probe und Gase verbrannt werden und eine Flamme erzeugen, und durch eine Anordnung (220, 222, 224, 212), die Luft entlang dem Brennerrohr durch den Kamin leitet, wobei am Brennerrohr an mehreren Stellen eine Steuerungsanordnung (226) für die Luftströmung angebracht ist, die die Luftströmung durch den Kamin steuert und die zur Kühlung von Kamin und Brennerrohr eine laminare Strömung der durchtretenden Luft erzeugt.

54. Gerät nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsanordnung (226) für die Luftströmung mehrere radial vom Brennerrohr in den Kamin ragende Flügel (228) aufweist, wobei die Flügel der Steueranordnung für die Luftströmung so ausgerichtet sind, daß eine laminare Luftströmung entsteht.

55· Gerät nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamin ein langgestreckter Glaszylinder ist.

56. Gerät nach einem der Ansprüche 53 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammenphotometer eine am Kamin neben dem Brenner angebrachte Lichterfassungsanordnung enthält, die die Flamme und ihre Intensität erfaßt.

57· Photometrisches Analysegerät zur Analyse eines bekannten Volumens einer flüssigen Probe zur Ermittlung einer Probenkomponente, wobei sich die Probe in einem Behälter (122) befindet, der lichtdurchlässig ist,

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gekennzeichnet

durch eine Anordnung (350, 14-0, 352, 356, 360, 362), die auf der gleichen Bahn (354·) abwechselnd Licht erster und zweiter Wellenlänge durch den Behälter (122) leitet,

durch eine Anordnung zur Einleitung eines chemischen Prozesses in der Flüssigkeit, zur Ermittlung der Probenkomponente, wobei die Anordnung enthält:
einen ersten Farbstoff bekannter Konzentration, der
dem Behälter hinzugefügt ist und ein Absorptionsmaximum bei der ersten Wellenlänge aufweist, zur Absorption einer vorgegebenen Menge des Lichtes der ersten Wellenlänge, das durch den Behälter geht,
einen zweiten Farbstoff, dessen Konzentration zumindest gegenüber dem ersten Farbstoff bekannt ist, wobei der zweite Farbstoff eine Absorption bei der zweiten Wellenlänge aufweist und wobei die .Absorption abhängig vom Fortschreiten des chemischen Prozesses variiert
und einen Teil des durch den Behälter gehenden Lichtes zweiter Wellenlänge absorbiert, in einem Anteil, der vom Fortschreiten des chemischen Prozesses abhängt,

eine Erfassungsanordnung (14-2, 368, 372, 376, 4-00,
4-02, 4-04-, 4-06, 4-18, 4-20, 4-22) zur Erfassung der ersten und zweiten Wellenlänge des durch den Behälter gehenden Lichtes und zur Lieferung erster und zweiter Erfassungssignale, proportional zur Intensität der erfaßten Lichtwellenlängen,

eine Vergleichsschaltung (4-12) zum Vergleich der abwechselnd aufgenommenen ersten und zweiten Signale,
wobei die Vergleichsschaltung abhängig von einem ersten Unterschied zwischen den Erfassungssignalen ein erstes Ausgangssignal und abhängig von einem zweiten

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ι*

Unterschied ein zweites Ausgangssignal liefert, und

eine Steuerschaltung (428, 432, 434, 436, 442, 444), die an die Vergleichsschaltung angeschlossen ist und die abhängig vom ersten Ausgangssignal denfehemischen Prozeß fortsetzt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal den chemischen Prozeß beendet.

58. Gerät nach Anspruch 57? dadurch gekennzeichnet, daß der erste Farbstoff Methylenblau und der zweite Farbstoff Phenolrot ist, daß der erste Farbstoff während des gesamten chemischen Prozesses eine erste Absorption bei der ersten Wellenlänge aufweist, daß der zweite Farbstoff eine zweite Absorption bei der zweiten Wellenlänge, die geringer ist als die erste Absorption, zu Beginn der chemischen Jxeaktion aufweist und daß eine dritte Absorption bei der zweiten Wellenlänge praktisch gleich der ersten Absorption am Ende des chemischen Prozesses ist.

59. Gerät nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wellenlänge im roten Spektrum und die zweite Wellenlänge im grünen Spektrum liegt.

60. Gerät nach den Ansprüchen 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß das bekannte Flüssigkeitsvolumen eine Mischung aus Blutserum, Natriumnitrat, Wasser und Natriumoxalat enthält.

61. Gerät nach einem der Ansprüche 57 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsanordnung einen Photodetector (142) zur Aufnahme des durch den Behälter gehenden Lichtes erster und zweiter Wellenlänge aufweist, daß der Photodetektor abhängig vom Licht erster

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una zweiter Wellenlänge erste und zweite elektrische Signale liefert, wobei sich die Charakteristik der Signale abhängig von der Lichtintensität ändert, daß eine Synchronisationsschaltung (378? 389, 382, 384, 386, 390) erste und zweite Signale abwechselnd und synchron mit der Zufuhr von Licht erster und zweiter Wellenlänge durch den Behälter liefert, und daß an die Synchronisationsschaltung ein Schaltkreis (372, 376) angeschlossen ist, der abhängig von den ersten Signalen die ersten elektrischen Signale einem ersten Verstärker (400, 402, 404, 408) zuführt, zur Lieferung der ersten Srfassungssignale, und der abhängig vom zweiten Signal das zweite elektrische Signal zur Abgabe des zweiten Erfassungssignals einem zweiten Verstärker (416, 418, 420, 422) zuführt.

62. Verfahren zur photometrischen Analyse einer Reaktion in einem bekannten Flüssigkeitsvolumen zur Ermittlung einer Flüssigkeitskomponente, wobei sich die Flüssigkeit in einem lichtdurchlässigen Behälter befindet, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der gleichen Strahlenbahn abwechselnd Licht erster und zweiter Wellenlänge durch den Behälter geleitet wird,

daß zur Ermittlung der Komponente in der Flüssigkeit ein chemischer Prozeß eingeleitet wird, bei dem

ein erster Farbstoff bekannter Konzentration dem Behälter zugesetzt wird, wobei der Farbstoff ein Absorptionsmaximum bei der ersten Wellenlänge aufweist, zur Absorption einer vorgegebenen Menge des durch den Behälter gehenden Lichtes erster Wellenlänge,

ein zweiter Farbstoff, dessen Konzentration mindestens

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gegenüber dem ersten Farbstoff bekannt ist, hinzugesetzt wird, der eine Absorption bei der zweiten Wellenlänge aufweist, wobei sich die Absorption abhängig vom Fortschreiten des chemischen Prozesses ändert, zur Absorption eines Teiles des durch den Behälter gehenden Lichtes zweiter Wellenlänge, wobei sich der Teil mit fortschreitendem chemischem Prozeß ändert und wobei die erste und zweite Wellenlänge des durch den Behälter gehenden Lichtes erfaßt und erste und zweite Erfassungssignale proportional der Intensität der erfaßten Lichtwellenlänge erzeugt werden,

die alternativ aufgenommenen ersten und zweiten Signale verglichen und abhängig von einer ersten Differenz zwischen diesen ein erstes Ausgangssignal und abhängig von einer zweiten Differenz zwischen diesen ein zweites Ausgangssignal erzeugt wird, und

der chemische Prozeß abhängig von dem ersten Ausgangssignal fortgesetzt und abhängig vom zweiten Ausgangssignal beendet wird.

63. Titrationsgerät zur Titration einer Probe und zur Ermittlung einer Probenkomponente, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (166) für die Probe, durch eine Anordnung (168, 172), die die Probe während der Titration im Gehäuse auf einer kreisförmigen Bahn strömen läßt, und durch eine Störungsanordnung (190), die in der kreisförmigen Bahn liegt und die kreisförmige Strömung der Probe stört, wodurch die Titration der Probe praktisch gleichförmig erfolgt.

64, Gerat nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse kreisförmig ist und einen ringförmigen

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Trog (186) zur Aufnahme der Probe aufweist und daß die Störungsanordnung (190) zur Störung der kreisförmigen Strömung der Probe in dem ringförmigen Trog angeordnet ist.

65. Gerät nach Anspruch 63 oder 64, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse auf einer Basis (168) drehbar gelagert ist und daß die Anordnung, die die Probe auf einer kreisförmigen Bahn strömen läßt, eine Anordnung (172) zum Drehen des Gehäuses aufweist.

66. Gerät nach einem der Ansprüche 63 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine abnehmbare Abdakkung (I74-) aufweist, die praktisch den gesamten ringförmigen Trog (185) abdeckt, und daß die Störungsanordnung (190) an dieser Abdeckung festgemacht ist und in den ringförmigen Trog ragt, wenn die Abdeckung auf dem Trog sitzt.

67· Gerät nach einem der Ansprüche 63 bis 66, dadurch gekennzeichnet, daß die Störungsanordnung (190) mehrere kreisförmig angeordnete Stäbe (190) aufweist, die am einen Ende an die Abdeckung (17^) festgemacht sind und senkrecht zur Abdeckung in den Trog (186) ragen.

68. Gerät nach einem der Ansprüche 63 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß die Titrationsanordnung (180, 182, 194, 196) ein erstes Paar (180, 182) und ein zweites Paar (194, 196) von Elektroden aufweist, wobei das erste Paar Elektroden an einer ersten Stelle des ringförmigen Troges (186) und das zweite Paar Elektroden an einer zweiten Stelle im ringförmigen Trog angeordnet ist, die der ersten Stelle diametral gegenüberliegt„

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69. Gerät nach, einem der Ansprüche 63 bis 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutprobe mit Salpetersäure und Essigsäure verdünnt ist und daß die Komponente Chlorid ist.

70. Titrationsverfahren zur Ermittlung einer Probenkomponente, dadurch gekennzeichnet,

daß die Probe in einen ringförmigen Trog gebracht wird,

daß die Probe an der ersten Stelle im Trog titriert wird,

daß zum Durchmischen während der Titration die Probe in dem ringförmigen Trog in Strömung gehalten wird,

daß die Probenströmung zur verstärkten Durcnmischung während der Titration an mehreren Stellen im Trog gestört wird und

daß das Fortschreiten der Titration an einer zweiten Stelle im Trog gemessen wird, die der ersten Stelle diametral gegenüberliegt.

Patentanwälte Dipl.-«

8 Münci.-

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