DE2808378C2 - Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion - Google Patents

Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion

Info

Publication number
DE2808378C2
DE2808378C2 DE2808378A DE2808378A DE2808378C2 DE 2808378 C2 DE2808378 C2 DE 2808378C2 DE 2808378 A DE2808378 A DE 2808378A DE 2808378 A DE2808378 A DE 2808378A DE 2808378 C2 DE2808378 C2 DE 2808378C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
reaction
reagent
cell
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2808378A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2808378A1 (de
Inventor
Jack L. Brea Calif. Hoffa
Robert A. Fullerton Calif. Ray
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beckman Coulter Inc
Original Assignee
Beckman Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beckman Instruments Inc filed Critical Beckman Instruments Inc
Publication of DE2808378A1 publication Critical patent/DE2808378A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2808378C2 publication Critical patent/DE2808378C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
    • G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)
    • G01N2035/00376—Conductive heating, e.g. heated plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00425—Heating or cooling means associated with pipettes or the like, e.g. for supplying sample/reagent at given temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/0332—Cuvette constructions with temperature control

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchfu
rung einer chemischen Reaktion bei der Analyse vo ι Proben, insbesondere von Blut- oder Urinproben durch Reaktion mn einem Reagens, umfassend eine Reaktionszelle mit einer Kammer zur Aufnahme von Komponenten der chemischen Reaktion, die bei einer vorgesehenen Temperatur zur Reaktion gebracht werden sollen, einen mit der Kammer in Verbindung stehenden Eintnttskanal. einen Vorratsbehälter für eine Reaktionskomponente, eine den Vorratsbehälter und den Eintnttskanal verbindende Zufuhrleitung zur Zufuhr der Reaktionskorriporierite jn die Kammer, sowie eine Vorrichtung zur Pumpzufuhr der Reaktions^ komponente durch die Leitung in die Kammer.
In der US-Patentschrift 38 57 771 der gleichen Anmelderin ist eine chemische Analyseapparatur zur Bestimmung des Giucosegehalts Von Blütj Urin oder anderweitigen Proben beschrieben. Bei dieser bekannten Apparatur wird die Probe in eine Reaktionszelle eingeführt und in dieser mit einem Reagens, wie beispielsweise Glucoseoxydase, zur Reaktion gebracht.
Die hieraus resultierende Änderung der Sauerstoffkonzentration wird gemessen und dient als Maß zur Bestimmung des Giucosegehalts in der Probe.
In der US-Patentschrift 37 01716 der gleichen Anmelderin ist ein halbautomatisches System zur
Ό Durchführung einer derartigen Analyse beschrieben. Bei diesem bekannten System wird ein reproduzierbares Reagensvolumen schnell aus einem Vorratsbehälter in eine Reaktionszelle zugeführt und zu dem Reagens eine Probe zur Reaktion mit diesem zugeführt. Nach der Durchführung der Analvse wird die Zelle vollständig entleert, zur Vorbereitung für die Zufuhr des nächsten :<eagensvolumens.
In der praktischen Durchführung wird bei diesen bekannten Systemen zunächst ein Reagensvolumen in der Größenordnung von 1 ml in die Reaktionszelle zugeführt und sodann eine wesentlich kleinere Probenmenge, in der Größenordnung 10 μΐ, mittels einer Pipette oder einer anderen Probennahmevorrichtung in die Zelle injiziert. Danach wird die Analyse in einer temperaturgeregelten Umgebung durchgeführt, da die Messungen temperaturempfindlich sind. Im typischen Fall wird, falls es sich bei den zu analysierenden Proben um Körperflüssigkeiten handelt, die Reaktion bei einer Temperatur nahe tier Körpertemperatur von 37°C
durchgeführt. Ein Temperatursteuer- und regelsystem für eine derartige Temperatur soll vorzugsweise die Temperatur der Reaktionszeit und des darin befindlichen Reagens vor der Einbringung der Probe in die Zelle stabilisieren.
Bei Analyseapparaturen der vorstehend genannten Art wurden bereits verschiedene Wege für die Temperatursteuerung bzw. -regelung beschritten. Eine Möglichkeit besteht darin, daß man die Apparatur als Ganzes in einem temperaturgeregelten Gehäuse einschließt, derart, daß die Reakticr.skammer, gegebenenfalls der Reagens-Vorratsbehälter, ui" Zufuhrleitungen zwischen dem Vorratsbehälter und der Kammer sowie anderweitige Teile in einem Luftbad angeordnet sind, siehe DE-OS 20 16 785. Die Temperatur des Luftbades wird mittels Heizvorrichtungen und Temperaturmeßfühlern gesteuert und geregelt. Diese Lösung weist eine Reihe von Nachteilen auf. Zum einen muß eine verhältnismäßig große Gehäuseumschließung erwärmt werden. Das hat eine verhältnismäßig träge bzw. langsame Wärmeapsprechempfindlichkeit des Systems sowie mögliche Temperaturschwankungen an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses zur Folge. Außerdem muß das Gehäuse sehr gut isoliert sein. Des weiteren wird beim Öffnen des Gehäuses, wie es erforderlich sein kann, um Zugang zur Reaktionskammer oder zu anderen Systembauteilen zu erhalten, das Temperaturgleichgewicht zerstört. Außerdem verderben bzw. zersetzen sich bestimmte Reagenzien, wenn sie über längere Zeit auf erhöhter Temperatur gehalten werden, und dies kann der Fall sein, wenn der Reagens-Vorratsbehälter innerhalb dem vom Gehäuse umschlossenen Luftbad angeordnet ist. _
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, daß man zwei gesonderte Heizvorrichtungen vorsieht, eine itit Erwär-
mung der Reaktionskammer auf die gewünschte Temperatur, und eine weitere zur Vorerwärmung des Reagens in der Zufuhrleitung an einer von der Reakfioriskärhmef entfernten Stelle. Hierbei entfällt
zwar das Erfordernis eines das Luftbad umschließenden Gehäuses; jedoch werden zwei gesonderte Heizvorrichtungen benötigt, und zwar jeweils mit einem zugeordneten Temperaturfühler zur Steuerung der Heizvorrichtungen. Demzufolge ist für die Steuerung der beiden Heizvorrichtungen eine verhältnismäßig komplexe Wärmesteuerungsschaltung erforderlich. Da ferner die Vorheizung für das Reagens an von der Reaktionszelle entfernter Stelle angeordnet ist, kann die Temperatur des Reagens in dem Zeitintervall zwischen dem Austritt des Reagens aus der Vorheizung und vor seinem Eintritt in die Reaktionskammer wieder absinken. Falls in einem derartigen Falle die richtige Reaktionstemperatur eingehalten werden soll, muß das Reagens vor der Einbringung in die Reaktionszelle wiederum auf die richtige Temperatur zurückgebracht werden, wodurch sich die Zufuhr der Probe in die Zelle verzögen und die Probendurchsatzgeschwindigkeit des Analysators verringert wird.
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion, insbesondere zur Durchführung von Probeanalysen beispielsweise an Blut- oder Urinproben, mit einer verbesserten Temperatursteuerung bzw -regelung für eine chemische Reaktionszelle und eine in die Zelle einzubringende Reaktionskomponente, welche frei von den Nachteilen der bekannten Vorrichtungen ist, zugrunde.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Wärmetauschvorrichtung zusammen mit der Reagenzienleitung unmittelbar an der Außenwand der Reaktionszelle angeordnet. Auf diese Weise gewährleistet nach dem Grundgedanken der Erfindung ein gemeinsamer Wärmetauscher sowohl die Vorwärmung der Reaktionskomponente in der Zufuhrleitung als auch die Temperaturregelung der Reaktionskammer.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben: in dieser zeigt
Fig. 1 teilweise als Blockschaltbild und teilweise als Vertikalschnittansicht eine Reaktionszelle mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Reagenszufuhr und Temperaturregelung,
Fig. 2 in perspektivischer Teilansicht die Reaktionszelle aus Fig. 1, wobei Teile aufgesd nitten sind, zur Veranschaulichung eines um die Zelle gewickelten Heizelements sowie eines Teils der um die Zelle und das Heizelement gewickelten Reagenszufuhrleitung.
Die in F i g. 1 veranschau'xhte Ausführungsform der Erfindung weist eine Reaktionszelle 10 auf. die als Einsatz in einrr Überlauf- bzv.·. Spritzschale 15 auf einer thermisch isolierenden Basis- oder Trägerplatte 17 angeordnet ist. Der Korpus der Reaktionszelle weist einen inneren isolierenden Zylinder 14. der eine zylindrische, vertikal verlaufende Reaktionskammer 12 bildei. sowie einen Außenmantel 16 auf. welcher die Wandung des Innenzylinders eng sitzend umschließt. Die ReaktioMvkammer 12 soll elektrisch nicht leitend und inen gegenüber in die Zellen eingebrachten chemischen Substanzen sein; zu diesem Zweck ist der Innenzylinder 14 vorzugsweise aus,einem hydrophoben isolierenden Material, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluoräthylen öder Polypropylen, hergestellt. Der Außenmantel 16 soll ein guter Wärmeleiter sein, um so weit wie möglich einen
konstanten Wärmegradienten entlang sämtlichen Teilen der Reaktionszelle 12 zu gewährleisten; zu diesem Zweck besteht der Außenmantel vorzugsweise aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium. Es sei jedoch betont, daß gegebenenfalls die gesamte Reaktionszelle aus Metall hergestellt sein kann, wobei die Wände der Reaktionskammer 12 mit einem der genannten isolierenden Werkstoffe ausgekleidet sein kann; alternativ könnte die Zelle als Ganzes aus einem wärmeleitenden, jedoch elektrisch nicht-leitenden Werkstoff bestehen.
Die Reaktionskammer 12 ist an ihrer Obenseite offen, zur Aufnahme einer Pipette oder anderweitigen Probeneinführvorrichtungen in einer festen Lage, zur Einbringung von Probensubstanzenmengen in die Kammer, beispielsweise einer Blut- oder Urinprobe. An der Unterseite ist die Reaktionskammer in Form eines abwärts gerichteten Konus ausgebildet und mit einem vertikal verlaufenden Kanal 18 versehen, der am unteren Scheitelpunkt in die Kammer mündet. In einer im wesentlichen horizontalen Ebene und den Kanal 18 schneidend sind ein Eintrittskanal 20 und ein Austrittskanal 22 vorgesehen. Wie weiter unten noch im einzelnen dargelegt, wird eine ReaktionsKomponente bzw. ein Reagens 24, wie beispielsweise Glucoseoxidase, durch den Eintrittskanal 20 (und den Vertikalkanal IS) in die Reaktionskammer 12 eingeführt; später wird der Inhalt dei Reaktionskammer durch den Kanal 22 (über den Vertikalkanal 18) wieder abgezogen.
Durch eine Bohrung in der Seitenwandung der Reaktionszelle 10 erstreckt sich ein Flüssigkeitsanalysemeßfühler 26, der mit seinem Fühlende in Verbindung mit dem Füllinhalt der Reaktionskammer 12 steht. Beispielsweise kann zur Messung der Glucosekonzentration einer Probe der Meßfühler 26 ein polarographischer Sauerstoffmeßfühler herkömmlicher Bauart sein, wie er beispielsweise in den US-Patentschriften 38 57 771 und 37 01 716 verwendet ist. Am Boden der Reaktionskammer ist ein magnetisches Rührwerk 28 zum Umrühren des Kammerfüllinhalts vorgesehen; das Rührelement 28 wird durch einen Antriebsmagneteri 30 zur Drehung angetrieben, der unterhalb der Reaktionszelle angeordnet und in herkömmlicher Weise gedreht wird. Eine bevorzugte Ausführungsform eines magnetischen Rührwerks ist beispielsweise in der US-Patentschrift 35 91 309 der Anmeldenn beschrieben.
Über eine Leitung 32 ist der Eintrittskanal 20 im Boden der Reaktionszelle 10 mit einem Vorratsbehälter 34 für das der Reaktionskammer 12 zuzuführende Reagens 24 verbunden. Zur Entnahme von Reagens aus dem Vorratsbehälter und zur Zufuhr des Reagens in die Reaktionskammer 12 durch die Leitungen 32 und die Kanäle 20 und 18 isi e.ne Pumpe 36. vorzugsweise eine Peristaltikpumpe, vorgesehen Die Leitung 32 besteht vorzugsweise aus einem Stuck biegsamem SchlauchmateriJ aus einem inerten Werkstoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen. An ihrem einen Ende ist d:e Leitung 32 mit der Peristaltikpumpe 36 verbunden: an ihrem anderen F.nde erstreckt sie sich durch eine horizontal verlaufende Gewindeöffnung 38 in der Wandung der ReaK'ionszelle; in dieser Gewindeboh rung 38 ist die Leitung 32 mittels einer Gewindehülse bzw. -muffe 40 gehaltert, die in Stromungsverbindung mit dem Einlaßkanäl 20 steht. Zu diesem Zweck ist die Leitung 32 an ihrem Ende trichterförmig nach außen erweitert, derart, daß sie eine nach außen gerichtete Ringschulter 42 bildet, welche vom inneren stirnseitigen Ende der Gewindehülse 40 dicht schließend gegen den
Umfang des Einlaßkanals 20 gepreßt wird, wodurch ein flüssigkeitsdichter Anschluß gewährleistet ist.
Zur Einstellung und Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Volumens an Reagens 24 in der Reaktionskammer 12 ist in der Seitenwandung der Reaktionszeit eine i horizontal verlaufende Saug- bzw. Überlauföffnung 44 vorgesehen, die mit dem Inneren der Reaktionskammer in Verbindung steht. Über eine Leitung 46 ist diese Saug- bzw. Überlauföffnung 44 mit einem Abflußbehäl* ter 48 verbunden. Bei der Leitung 46 kann es sich um in eine flexible Schlauchleitung, ähnlich der Leitung 32, Handeln. Die Leitung 46 ist in der öffnung 44 durch eine Buchse bzw. Muffe 50 ähnlicher Art wie die Gewindebuchse 40 gehaltert, welche in einer horizontal verlaufenden Bohrung 52 in der Wandung der Reaktionszelle verschraubt ist. Mittels einer zweiten Peristaltikpumpe 54 kann Reagens 24 aus der Reaktionszelle durch die öffnung 44 abgezogen und über die Leitung 46 in den Abfallbehälter abgeführt werden. Falls das Reagens 24 anfänglich in die Kammer 12 bis zu einem Niveau über der öffnung 44 zugeführt wird, wie in F i g. 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, wird durch Betätigung der Pumpe 54 Reagens aus der Zelle abgezogen, ois der Reagenspegel auf das Niveau der öffnung 44 abgesunken ist; von da an kann durch die öffnung nur noch Luft abgesaugt werden, so daß ein vorgegebenes Reagensvolumen in der Kammer verbleibt.
Zur Entleerung des Füllinhalts aus der Reaktionskammer 12 nach der Analyse ist der Austrittskanal 22 über eine Leitung 56 mit dem Abfallbehälter 48 verbunden. Die Leitung 56 ist in ähnlicher Weise wie die Leitungen 32 und 46 mittels einer Gewindehülse in einer Horizontalbohrung in Strömungsverbindung mit dem Austrittskanal 22 gehaltert: die Gewind' ülse und die horizontale Bohrung für die Leitung % iind in der Zeichnung nicht eigens dargestellt.
Zum Abpumper, des Füllinhalts der Kammer 12 in den Abfallbehälter ist mit der Leitung 56 eine dritte Peristaltikpumpe 58 verbunden.
Entsprechend den Grundgedanken der Erfindung weist die Reaktionszelle 10 Wärmetauschervorrichtungen an der Reaktionszelie auf, zur Kontrolle und Steuerung bzw. Regelung sowohl der Temperatur der Zelle als auch der Temperatur des in die Reaktionskammer 12 zugeführten Reagens 24. Die Wärmetauschervorrichtung weist ein Heizelement 60, einen Wärmefühler 62 sowie eine Heizsteuerung 64 auf. Die Heizsteuerung ist mit dem Heizelement über zwei Leiter 66 und mit dem Wärmefühler über zwei Leiter 68 verbunden. so
Zur Unterbringung und Aufnahme der Wärmetauschervorrichtung ist die Reaktionszelle 10, und zwar näherhin deren Außenmantel 16, an ihrem oberen Ende mit einer einwärts gerichteten ringförmigen Ausnehmung 70 ausgebildet deren innenliegende Fläche 72 die Reaktionskammer 12 zylindrisch umgibt Mit der Ausnehmung 70 weist die Reaktionszelle in ihrem oberen Teil eine spulenförmige Konfiguration auf. Das Heizelement 60, bei dem es sich beispielsweise um einen Nickel-Chrom-Heizdraht handeln kann, ist in mehreren ω Windungen auf und um die Zylinderfläche 72 in der Ausnehmung 70 aufgewickelt Vor dem Aufwickein des Heizelements kann ein Streifen aus elektrisch isolierendem Bandmaterial 73 (F i g. 2} um die Fläche 72 gelegt werden, um eine elektrische Isolierung zwischen dem Heizelement und dem Aluminiumkörper des Außenmantels 16 zu gewährleisten, in der Wandung des Außenmantels 16 ist eine Ausnehmung 74 zwischen dem Heizelement 60 und der Reaktionskammer 12 vorgesehen, zur Aufnahme des Wärmefühlers 62. Aufgrund dieser Anordnung wird die von dem Heizelement 60 erzeugte Wärme durch den Außenmantel 16 über die gesamte Längserstreckung der Reaktionszelle geleitet, und die Temperatur an einem bestimmten Punkt innerhalb der Zellenwandung durch den Meßfühler 62 gemessen. Die Heizsteuerung 64 arbeitet in herkömmlicher Weise und bewirkt die Beaufschlagung des Heizelements 60 in Abhängigkeit von einem Rückkopplungssignal vom Wärmefühler 62, um die Zellentemperatur auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die Leitung 32. durch welche das Reagens 24 der Reaktionskammer 12 zugeführt wird, in mehreren Windungen um den Spulenabschnitt der Reaktionszelle gewickelt und steht in Berührung mit dem Heizelement 60. wie aus der Zeichnung ersichtlich. Die Leitung 32 ist mittels einem Epoxyharz 76. das Aluminiumteilchen enthält und die Räume zwischen und um die Leitungswindungen herum in der aus Fig. 2 ersichtli chen Weise ausfüllt, in ihrer Lage um das Heizelement 60 gehaltert und eingebettet. Auf diese Weise bewirkt das Heizelement 60 außer der Heizung der Reaktionszellenwandung gleichzeitig auch eine Heizung dieses wickelförmigen Teils der Reagensleitung 32 und des in der Leitung enthaltenen Reagens. Daher wird das Reagens 24 in der Leitung vorerwärmt und so auf die gewünschte vorgegebene Temperatur gebracht, bevor es in die iieaktionskammer gepumpt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher Reagensvolumina in der Größenordnung von 1 ml in die Reaktionskammer 12 zugeführt werden sollen, besteht die Leitung 32 aus Schlauchmaterial mit Innen-bzw. Außendurchmessern von 0,040 bzw. 0,075 Zoll. Die Leitung 32 ist in der Ausnehmung 70 in einer ausreichenden Zahl von Windungen um die Fläche 72 gewickelt, derart, daß das Reagensvolumen in dem wickelförmigen Leitungsteil wenigstens gleich dem in die Reakiionskammer zuzuführenden vorgegebenen Reagensvolumen ist.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben: Es sei angenommen, daß die Reaktionszelie 12 zunächst leer ist. Durch Betätigung der Peristaltikpumpe 36 wird eine vorgegebene Reagensmenge in die Reaktionskammer 12 bis zu einem über der Überlauföffnung 44 liegenden Niveau eingepumpt Das in dieser Weise zugeführte Reagens war vor seiner Zufuhr in dem gewickelten Abschnitt der Leitung durch die Berührung mit dem Heizelement 60 bereits vorgewärmt Anschließend wird die Peristaltikpumpe betätigt, um Reagens aus der Zelle durch die Saug-bzw. Überlauföffnung 44 abzuziehen, bis ein vorgegebenes Reagensvolumen bis zum Niveau der Saugöffnung eingestellt ist
Nachdem die Temperatur der Reaktionszelle 10 und des in dieser befindlichen Reagens 24 auf diese Weise eingestellt und stabilisiert wurde, wird zur Durchführung eines Analysearbeitsgangs das magnetische Rührwerk 28 betätigt eine vorgegebene Probenmenge durch die offene Oberseite in die Kammer 12 zur Reaktion mit dem Reagens 24 injiziert und die Reaktion mittels des Meßfühlers 26 überwacht der in herkömmlicher Weise ein Maß für den jeweils interessierenden Probenbestandteil liefert Nach Beendigung der Analyse wird die Peristaltikpumpe 58 betätigt und der Füllinhalt der Zelle entleert Gegebenenfalls kann die Zeile sodann ein oder mehrere Maie mit Reagens 24 oder einer geeigneten
Spüllösung zur vollkommenen Reinspülung der Kammer gefüllt und wieder entleert werden. Danach wiederholt sich der Zyklus, indem die Kammer erneut mit einer vorgebenen Reagensmenge für eine anschließende Probeanalyse gefüllt wird. Das in dieser Weise zugeführte Reagens ist wiederum in der Leitung 32 Während der Periode, in welcher der vorhergehende Probeanalyseafbeitsgang durchgeführt wurde, vorgewärmt worden. Bei der praktischen Durchführung mit der vorstehend beschriebenen Apparatur hat sich ergeben, daß die Vöferhitzung eines Reagerisvolümerts von 1 ml von Zimmertemperatur Von etwa 22°C auf eine gewünschte Reaktionstemperatur von etwa 37°C in etwa 30 Sekunden erfolgt, innerhalb der durch die Kammer 32 gebildeten Vorheiz-Konfiguration.
Durch die Erfindung wird somit eine wirksame Temperatursteuerung bzw. -regelung für eine chemische Reaktionszelle 10 und einen Reaktionsbestandteil 24, der in der Reaktionszelle zur Reaktion gebracht werden soll, geschaffen, und zwar mittels eines gemeinsamen Wärmetauschers zum Wärmeaustausch sowohl mit der Zelle als auch mit der genannten Reaktionskomponente. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erübrigen sich ein temperaturgeregeltes Luftbad oder gesonderte Temperatursteuer- bzw. -regetsysteme für die Reaktionszeit einerseits und die betreffende Reaktionskomponente andererseits. Der Reagensbehälter 34 kann sogar gekühlt werden, um eine Beeinträchtigung oder einen Verderb des Reagens vor der Verwendung zu vermeiden. In Anwendungsfällen, für die niedrige Temperaturen erforderlich sind, kann selbstverständlich anstelle des Heizelements 60 alternativ ein Kühlelement, beispielsweise ein thermoelektrisches Kühlelement, oder eine Kombination aus Heiz- und Kühlelementen vorgesehen werden.
In dem speziell beschriebenen Ausführungsbeispiel stellte der Meßfühle'· 26 einen polarographischen Sauerstoffmeßfühler dar, wie er in den genannten Patentschriften 38 57 771 und 37 01716 verwendet wurde. Selbstverständlich können jedoch zusätzlich Zu, öder anstelle von einem derartigen Sauerstoffmeßfühler anderweitige Meßfühlereinrichtungen, wie beispielsweise elektrochemische Meßfühler oder Elektroden für elektrolytische Leitfähigkeitsmessüngen direkt in die Reaktionskammer 12 zur Berührung mit dem darin befindlichen Reagens eingebaut Werden. Des weiteren könnte die Reaktionszeit mit optisch durchsichtigen Wandungen ausgebildet werden, um eine optische Meßüberwachung der Lichtabsorption, Lichtstreuung, Fluoreszenz oder dergleichen zu ermöglichen. Der
π jeweils verwendete Typ von Meßfühler wird durch die Art der jeweils auszuführenden Analyse und die Art der hierfür durchzuführenden chemischen Reaktion bestimmt. Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile der Zufuhr vorgegebener Reagensvolumina mit geregelten Temperaturen in einer temperaturgeregelten Zelle sind bei der erfindungsgemäßen Ausbildung stets gegeben, unabhängig von der Art des jeweiligen Meßfühlers. Des weiteren könnte anstelle einer in der Wandung der Reaktionskammer als Saugöffnung 44
vorgesehenen seitlichen Öffnung auch ein vertikales Rohr sein, dessen offenes unteres Ende am Ort der Seitenwandungsöffnung angeordnet würde; eine derartige Ausbildung der Überlauföffnung soll von der Bezeichnung Saug- bzw. Überlauföffnung, wie sie hier verwendet wurde, mit umfaßt werden.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, das selbstverständlich in mannigfachen Einzelheiten abgewandelt werden kann, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Hierzu I Blatt Zeichnunuon

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion bei der Analyse von Proben, insbesondere von Blut- oder Urinproben durch Reaktion mit einem Reagens, umfassend eine Reaktionszelle mit einer Kammer zur Aufnahme von Komponenten der chemischen Reaktion, die bei einer vorgesehenen Temperatur zur Reaktion gebracht werden sollen, einen mit der Kammer in Verbindung stehenden Eintrittskanal, einen Vorratsbehälter für eine Reaktionskomponete, eine den Vorratsbehälter und den Eintrittskanal verbindende Zufuhrleitung zur Zufuhr der Reaktionskomponente in die Kammer, sowie eine Vorrichtung zur Pumpzufuhr der Reaktionskomponente durch die Leitung in die Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszelle (10) eine Reaktionskammer (12) besitzt, die vertikal wenigstens teilweise von einem Mantel (16) umgeben ist, dessen äußerer Teil (72) eine einwärts gerichtete Ausnehmung (70) aufweist, innerhalb derer sowohl das Wärmetauscherelement (6ö) ais auch der mit ihr in Berührung stehende Teil der Reagenzienzufuhr-Ieitung (32) in die Reaktionskammer (12) konzentrisch umschließender Weise angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen benachbart der Kammer (12), dem Wärmeaustauscherelement (60) und dem genannten Teil der der Zufuhrleitung (32) angeordneten Wärme-bzw. Temperaturmeßfühler (62) zur Steuerung bzw. Regelung der Beaufschlagung der Wärmetausci.ervorrichtung.
3. Vorrichtung nach einerr oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Zwiscftenn;-eau zwischen der Ober- und der Unterseite der Kammer (12) eine mit der Kammer (12) in Verbindung stehende Überlaufbzw. Absaugöffnung (44) vorgesehen ist, mit welcher eine Überlauf-Saugepumpe (54) verbunden ist. mittels welcher aus der Kammer (12) Flüssigkeit über die Überlauf- bzw. Saugöffnung (44) abgepumpt werden kann, bis der Flüssigkeitsstand unter das Niveau Überlauf- bzw. Absaugöffnung (44> abgesunken ist. derart, daß in reproduzierbarer Weise ein vorgegebenes Volumen der Reaktionskomponente in der Kammer (12) einstellbar ist.
DE2808378A 1977-02-28 1978-02-27 Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion Expired DE2808378C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/772,410 US4086061A (en) 1977-02-28 1977-02-28 Temperature control system for chemical reaction cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2808378A1 DE2808378A1 (de) 1979-01-11
DE2808378C2 true DE2808378C2 (de) 1982-11-11

Family

ID=25094979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2808378A Expired DE2808378C2 (de) 1977-02-28 1978-02-27 Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4086061A (de)
BE (1) BE864338A (de)
CA (1) CA1091560A (de)
CH (1) CH621872A5 (de)
DE (1) DE2808378C2 (de)
DK (1) DK150787C (de)
FR (1) FR2382008A1 (de)
GB (1) GB1554537A (de)
SE (1) SE436698B (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361540A (en) * 1980-05-05 1982-11-30 Instrumentation Laboratory Inc. Analysis system
US4361539A (en) * 1980-05-05 1982-11-30 Instrumentation Laboratory Inc. Analysis system
CA1174833A (en) * 1980-06-10 1984-09-25 Alan Queen Stopped-flow apparatus
DK421880A (da) * 1980-10-06 1982-04-07 Radiometer As Apparat til analyse af biologiske vaesker
US4443407A (en) * 1981-04-02 1984-04-17 Instrumentation Laboratory Inc. Analysis system
US4701252A (en) * 1982-06-16 1987-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dissolved gas and ion measuring electrode system
DE3684707D1 (de) * 1985-12-23 1992-05-07 Beckman Instruments Inc Verfahren und vorrichtung zur automatischen analysierung fuer immunchemie.
US4858155A (en) * 1985-12-24 1989-08-15 Beckman Instruments, Inc. Reaction temperature control system
US4933146A (en) * 1986-07-11 1990-06-12 Beckman Instruments, Inc. Temperature control apparatus for automated clinical analyzer
US4888998A (en) * 1986-07-11 1989-12-26 Beckman Instruments, Inc. Sample handling system
US4982741A (en) * 1987-05-22 1991-01-08 Inax Corporation Apparatus for detecting certain substances in urine, a toilet stool and a system for collecting information on health
US5198192A (en) * 1988-05-18 1993-03-30 Inax Corporation Apparatus for detecting ingredient in urine, a toilet stool equipped with a urine detecting device and a room for urine detecting facility
DE68909312T2 (de) * 1988-06-09 1994-01-27 Inax Corp Vorrichtung zum Feststellen eines Bestandteils im Harn, sowie Klosettsitz mit einer Vorrichtung zur Urinanalyse.
US5223222A (en) * 1989-03-13 1993-06-29 Beckman Instruments, Inc. Automatic chemistry analyzer
US5132233A (en) * 1989-03-13 1992-07-21 Beckman Instruments, Inc. Sample injection cell
US5130095A (en) * 1989-03-13 1992-07-14 Beckman Instruments, Inc. Automatic chemistry analyzer
US5213762A (en) * 1989-03-13 1993-05-25 Beckman Instruments, Inc. Automatic chemistry analyzer
US5908599A (en) * 1996-07-30 1999-06-01 Bayer Corporation Heated reaction chamber in a unified fluid circuit of a hematology diagnostic instrument
US5863506A (en) * 1996-11-12 1999-01-26 Beckman Instruments, Inc. Automatic chemistry analyzer with improved heated reaction cup assembly
US7794666B2 (en) * 2006-02-07 2010-09-14 Beckman Coulter, Inc. Method and apparatus for controlling reaction temperature in bio-chemical instruments
US20080206877A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Reactors for selective enhancement reactions and methods of using such reactors
US8071390B2 (en) * 2007-06-05 2011-12-06 Ecolab Usa Inc. Temperature stabilized optical cell and method
JP2014130032A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Horiba Ltd 電気化学測定装置及び攪拌子
JP5759442B2 (ja) * 2012-12-28 2015-08-05 株式会社堀場製作所 電気化学的分析方法、電気化学的分析装置及び試薬セット
CN105738638B (zh) * 2016-05-12 2019-06-04 利多(香港)有限公司 用于分析仪的保温壳
CN110914676A (zh) * 2017-07-06 2020-03-24 M-I有限公司 钻井液的自动化分析
US11643898B2 (en) 2018-10-17 2023-05-09 Schlumberger Technology Corporation Systems and methods for monitoring and/or predicting sagging tendencies of fluids
CN113030480B (zh) * 2019-12-25 2024-04-05 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 试剂预热装置及样本分析仪

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3507146A (en) * 1968-02-09 1970-04-21 Webb James E Method and system for respiration analysis
US3578405A (en) * 1968-07-22 1971-05-11 Texaco Inc Method and apparatus for analysis of fluid mixtures
CA940278A (en) * 1969-04-08 1974-01-22 Beckman Instruments Apparatus for automatically performing chemical processes
US3701716A (en) * 1969-04-15 1972-10-31 Beckman Instruments Inc Liquid analysis apparatus
US3811842A (en) * 1972-06-07 1974-05-21 Technicon Instr Temperature-controlled fluid manifold for a fluid manifold for a fluid system of an automated sample analyzer
US3963440A (en) * 1974-06-27 1976-06-15 Instrumentation Laboratory, Inc. Analysis system
JPS51108887A (en) * 1975-03-20 1976-09-27 Nippon Electron Optics Lab Jidokagakubunsekisochi

Also Published As

Publication number Publication date
BE864338A (fr) 1978-06-16
SE7802268L (sv) 1978-08-29
DK90978A (da) 1978-08-29
DE2808378A1 (de) 1979-01-11
SE436698B (sv) 1985-01-21
DK150787B (da) 1987-06-22
CA1091560A (en) 1980-12-16
DK150787C (da) 1988-01-04
US4086061A (en) 1978-04-25
FR2382008B1 (de) 1982-01-15
CH621872A5 (de) 1981-02-27
GB1554537A (en) 1979-10-24
FR2382008A1 (fr) 1978-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2808378C2 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion
DE60212614T2 (de) &#34;Reagens-Zufuhrsystem&#34;
DE3416956C2 (de) Meßvorrichtung zur Bestimmung der Aktivität oder der Konzentration von Ionen in Lösungen
DE3039126C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Verdünnen einer Flüssigkeitsprobe
DE2850426B2 (de)
EP0121742B1 (de) Gerät zur elektrochemischen Analyse elektrolytischer Bestandteile in einer Probenflüssigkeit
DE3042578A1 (de) Inkubationseinrichtung zur fixation, entwaesserung und einbettung biologischer objekte fuer mikroskopische, insbesondere elektronenmikroskopische untersuchungen
DE68922071T2 (de) Vorrichtung für die Kapillar-Elektrophorese.
DE102005060866A1 (de) Kombinierte Titrations- und pH-Elektrode für die Präparation von flüssigen Messproben insbesondere für die NMR-Spektroskopie
DE2224987A1 (de) Verfahren und Gerät zum Einbringen einer Flüssigkeit oder eines Gases in ein
EP1081233A2 (de) Probenkammer zur Flüssigkeitsbehandlung biologischer Proben
DE2142628A1 (de) Elektrophorese Gerat
DE69024030T2 (de) Thermisches verfahren für flüssigkeitsgesamtbewegung bei kapillarelektrophorese.
DE2018068C3 (de)
EP3169993B1 (de) Referenzelektrodenanordnung für elektrochemischen sensor und elektrochemischer sensor
DE2552883C2 (de)
DE2265200C3 (de) Strömungszelle für Zwecke der elektrochemischen Analyse
DE69300820T2 (de) Membran-trennvorrichtung für fluide.
EP2577284B1 (de) Vorrichtung zur durchführung einer probenvorbereitung
DE3838626C2 (de)
DE2811945C3 (de) Analysengerät
DE1598838A1 (de) An thermoanalytische Einrichtungen anschliessbarer Apparat zur gleichzeitigen automatischen Bestimmung der im Lauf der Waermespaltung von Stoffen anfallenden Gaszersetzungsproduktenmenge,bzw. des Gasentwicklungsprozesses und der Geschwindigkeit des Prozesses
DE2560001C2 (de) Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp
DE60118533T2 (de) Analytischer Mikrochip mit Eingabe- und Ausgabeleitungen zwischen Wanne und Behälter
DE2826545A1 (de) Elektrolysezelle fuer eine elektrolytische titriervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8339 Ceased/non-payment of the annual fee