DE3021190A1

DE3021190A1 - Auftragsvorrichtung fuer fluessigproben

Info

Publication number: DE3021190A1
Application number: DE19803021190
Authority: DE
Inventors: Ryo Fujimori; Kazuo Hijikata
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1980-06-04
Publication date: 1980-12-11
Also published as: JPS6144265B2; DE3021190C2; JPS55162049A; US4308822A

Description

DR.-ING.

PATENTANWÄLTE _DR phil. freda tuhsthopρ

WUESTHOFF -ν. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 _DIpl.-in_G.gerhard puls (1952-1971)

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN FR.OFESS1ONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREED PRES L'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2

1ß— 53 7O3 TELEFON: (089)662051

Olympus Optical Company Ltd., telegramm: protectpatent

Tokyo, Japan telex: 524070

Beschreibung Auftragsvorrichtung für Flüssigproben

Die Erfindung "bezieht sich allgemein auf Elektrophorese-Apparatur und "betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Auftragen einer gegebenen Menge einer Flüssigprobe, z.B. Blutserum auf einen Trägerfilm, der zuvor mit einer Pufferlösung, z.B. Yeronal-Veronal-Natron-Lösung benetzt wurde.

In bekannter Elektrophorese-Apparatur, wie sie in Pig. 1 gezeigt ist, wird ein Trägerfilm 1 mit einer Pufferlösung 2 in einer Benetzungsstation angefeuchtet, während der Trägerfilm 1 zwischen zwei Walzen 3 aus schwammigem Material hindurchgeführt wird, von denen eine in die Pufferlösung 2 eintaucht. Eine solche Benetzungs- bzw. Feuchtestation A geht aus US-PS 4 173 943 hervor. Der angefeuchtete Trägerfilm 1 wird dann in eine Probenauftragsstation B geführt, die durch ein Gehäuse 4 von der Umgebung isoliert ist. In dieser Station B ist eine Vielzahl von Auftragchips 5 angeordnet, die jeweils an ihrer Vorderkante eine gegebene Menge Flüssigprobe halten. Diese Auftragchips 5 werden mittels eines Nockens und eines Motors 7 nach unten in Berührung mit dem Trägerfilm 1 bewegt, um gleichzeitig eine Vielzahl von Flüssigproben auf den Trägerfilm 1 aufzutragen, normalerweise ist die Zeitspanne

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vom Moment der Benetzung des Trägerfilms 1 mit der Pufferlösung 2 in der Benetzungsstation A bis zum Moment des Auftrags der Flüssigproben auf den Trägerfilm 1 und die Zeitspanne, während der die Auftragchips 5 mit dem Trägerfilm 1 in Berührung gebracht werden, im voraus auf konstante Dauer festgesetzt. Selbst wenn also der Trägerfilm 1 keine gleichbleibende Feuchtigkeit aufweist und die Absorptionsfähigkeit des Trägerfilms wegen Schwankungen der Feuchtigkeit der Auftragswalzen 3 schwankt^ und die Umgebung unterschiedlich ist, insbesondere hinsichtlich der Feuchtigkeit, werden die Flüssigproben auf den Trägerfilm 1 immer in genau vorher festgesetztem Zeitpunkt aufgetragen. Das führt dazu, daß die Flüssigproben nicht ordnungsgemäß auf den Trägerfilm 1 aufgetragen werden, so daß die Trennungs- oder Fraktionsbilder ernstlich beeinträchtigt werden können und keine exakten Daten mehr erzielbar sind. Wenn z.B. der Trägerfilm 1 zu feucht ist, besteht die Gefahr, daß die Flüssigproben sich zu weit längs der Oberfläche des Films ausbreiten. Im Extremfall könnten einander benachbarte Proben sogar ineinander laufen, ist der Trägerfilm 1 andererseits zu trocken, werden die Flüssigproben nicht gleichmäßig über die ganze Oberfläche des Films aufgebracht.

Für die Elektrophorese ist aber die Feuchtigkeit des Trägerfilms während des Elektrophorese-Verfahrens außerordentlich wichtig, wenn ein exaktes Trennungsbild erhalten werden soll. Mit der bekannten Elektrophorese-Apparatur bleibt jedoch die Feuchtigkeit des Trägerfilms während des Elektrophorese-Verfahrens nicht konstant.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Auftrag von Flüssigproben auf einen benetzten Trägerfilm zu schaffen, mit der die genannten Nachteile bekannter Vorrichtungen umgangen werden und die Flüssigprobe dann auf den Trägerfilm aufgebracht wird, wenn dieser die geeignete Feuchtigkeit zur Aufnahme der Flüssigprobe in gewünschter Weise aufweist.

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Die in den Patentansprüchen näher gekennzeichnete Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Auftragen einer gegebenen Menge einer Flüssigprobe auf einen benetzten Trägerfilm hat den Vorteil, daß der Zeitpunkt des Auftrags der Flüssigprobe entsprechend der Feuchtigkeit des Trägerfilms im voraus automatisch festgesetzt werden kann.

Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auftragen einer gegebenen Menge einer Flüssigprobe auf einen Trägerfilm, der zuvor mit einer Pufferlösung benetzt wurde, gehört eine Probenauftragsvorrichtung, die die gegebene Menge der Flüssigprobe zum Auftrag auf den Trägerfilm hält, eine Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung, die die Feuchtigkeit des mit der Pufferlösung benetzten Trägerfilms feststellt, eine Zeitgeberschaltung, mit der entsprechend der von der Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung wahrgenommenen Feuchtigkeit eine Auftragszeit im voraus festgesetzt wird, bei der die Flüssigprobe auf den Trägerfilm unter einer Bedingung aufgebracht wird, bei der der Trägerfilm eine geeignete Feuchtigkeit zur Aufnahme der Flüssigprobe hat, und eine Steuerschaltung, die auf ein Zeitsignal anspricht, welches von der Zeitgeberschaltung bei Ablauf der im voraus festgesetzten Auftragszeit erzeugt wird, um die Probenauftragsvorrichtung selbsttätig zu betätigen, damit diese die Flüssigprobe auf den Trägerfilm aufbringt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt die Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung eine elektrische Größe, die die wahrgenommene Feuchtigkeit des Trägerfilms darstellt. Die Zeitgeberschaltung hat einen Eingang zum Empfang dieser elektrischen Größe der Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung und einen Schaltkreis zum automatischen Einstellen der Auftragszeit in Abhängigkeit von der genannten elektrischen Größe.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist die Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung ein Meßgerät auf, welches die festge-

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stellte Feuchtigkeit des Trägerfilms anzeigt. Die Zeitgeberschaltung weist in diesem Fall eine Yoreinstellvorrichtung auf, mittels der die Auftragszeit in Abhängigkeit von der Anzeige des Meßgerätes von Hand im voraus eingestellt wird.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Apparatur zum Auftrag von Flüssigproben auf einen Trägerfilm;

Figo 2 ein Schema eines Ausführungsbeispiels einer Auftragsvorrichtung für Flüssigproben gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, in der die Schwankung der Feuchtigkeit eines Trägerfilms in atmosphärischer Umgebung dargestellt ist;

Fig. 4 ein Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Trägerfilm 11, der von einem dünnen Film aus porösem Material, beispielsweise Zelluloseazetat gebildet ist_r sowie einen oder mehrere Auftragchips 12, die an einer auf- und abwärtsbewegbaren Auftragsvorrichtung 13 befestigt sind. In der Nähe des Trägerfilms 11 ist ein Feuohtigkeitsfühler 14 angeordnet, der die Feuchtigkeit der Umgebung des Trägerfüjns 1 feststellt. Der Feuchtigkeitsfühler 14 kann von beliebiger Art sein und weist beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Widerstand auf, dessen'Widerstand bei steigender Feuchtigkeit abnimmt. Der Feuchtigkeitsfühler 14 ist an eine Zeitgeberschaltung 15 angeschlossen, die ein Zeitsignal erzeugt, wenn eine Zeitspanne, die in Übereinstlpmung mit dem Widerstandswert des Widerstandes des Feuchtigkfitsfühlers 14 in der Zeitgeberschaltung automatisch im voraus festgesetzt wurde, abgelaufen ist. Diese festgesetzte Zeit ist so bemessen, daß das Zeitsignal erzeugt wird, wenn der angefeuchtete Trägerfilm 11 eine geeignete Feuchtigkeit für die Aufnah-

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me der vom Auftragchip 12 gehaltenen Flussigpro"be hat. Bei diesem Ausführungsbeispiel, wird der Feuchtigkeitszustand des Trägerfilms 11 indirekt anhand der Feuchtigkeit der den Trägerfilm umgebenden Atmosphäre überwacht, wie im einzelnen anhand von Fig. 3 erläutert wird. Das von der Zeitgeber schaltung 15 erzeugte Zeitsignal wird an eine steuerschaltung 16 angelegt, die dann einen Motor 17 erregt. Auf der Antriebswelle des Motors 17 sitzt ein Nocken 18, mit dem die Auftragsvorrichtung 13 in Berührung steht. Die Auftragsvorrichtung 13 wird also entsprechend abwärts bewegt und der Auftragchip 12 mit dem Trägerfilm 11 in Berührung gebracht, um die Flüssigprobe auf den Trägerfilm 11 aufzubringen.

Aus den Kurven gemäß Fig. 3 geht die Schwankung der Feuchtigkeit des mit Pufferlösung getränkten Trägerfilms entsprechend der Zeit hervor. Die Messung wurde unter Bedingungen vorgenommen, bei denen sich der Film in einer Umgebung mit unterschiedlicher Feuchtigkeit befand. Ein Punkt W bezeichnet die Feuchtigkeit des Films, der gerade mit Pufferlösung benetzt wurde. Ein Punkt P gibt die optimale Feuchtigkeit an, bei der die Flüssigprobe in der geeignetsten Weise auf den Film aufgetragen werden kann. Die Kurven a, b und c zeigen die Schwankung der Feuchtigkeit des Films bei geringer, mittlerer bzw. hoher Feuchtigkeit der Umgebung des Trägerfilms 11. Aus dieser graphischen Darstellung geht deutlich hervor, daß die Auftragszeiten in der Zeitgeberschaltung 15 beispielsweise als Auftragszeit T₁, T₂ und T-z gemäß Fig« 3 für geringe, mittlere bzw. höhere Feuchtigkeit festgelegt werden können.

Wenn bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der ausreichend angefeuchtete Trägerfilm 11 in die Auftragsstation B eingeführt wird, stellt der Feuchtigkeitsfühler 14 die Feuchtigkeit der Umgebung des Trägerfilms 11 fest. Dann wird in der Zeitgeberschaltung 15 automatisch eine Auftragszeit (z.B. Auftragszeit T-j, T₂ oder T, gemäß Fig. 3) in Ab-

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hängigkeit von der festgestellten Feuchtigkeit eingestellt. Nach Ablauf dieser Auftragszeit erzeugt die Zeitgeberschaltung 15 ein Zeitsignal, welches an die Steuerschaltung 16 angelegt wird. Sobald die Steuerschaltung 16 das Zeitsignal von der Zeitgebersehaltung 15 empfängt, wird der Motor 17 erregt und bewegt die Auftragsvorrichtung 13 nach unten, um die Flüssigprobe auf den Trägerfilm 11 aufzutragen, der die optimale Feuchtigkeit aufweist.

Um zu verhindern, daß die am Auftragchip 12 haftende Flüssigprobe verdunstet, sei noch erwähnt, daß vorzugsweise die Flüssigprobe erst dann am Auftragchip 12 angebracht wird, wenn das zeitsignal erzeugt wird. In diesem Fall kann die in der Zeitgeberschaltung 15 einzustellende Auftragszeit vorzugsweise um so viel kurzer sein, wie es dauert, um den Auftragchip 12 mit Flüssigprobe zu versorgen.

Gemäß der Erfindung kann die Flüssigprobe selbst dann automatisch auf den Trägerfilm 11 aufgebracht werden, der die günstigste Feuchtigkeit für die Probenaufnahme hat, wenn die Feuchtigkeit des Films aufgrund verschiedener Faktoren, beispielsweise der sich ändernden Feuchtigkeit in der Umgebung des Films schwankt. Da der Trägerfilm 11 bei Beendigung des Auftrags der Flüssigprobe eine konstante Feuchtigkeit hat, kann des Elektrophorese-Verfahren für den Film mit konstanter Feuchtigkeit selbst dann in G-ang gesetzt werden, wenn die Anfangszeit für das Elektrophorese-Verfahren fest im voraus bestimmt ist. Aufgrund dieses Merkmals wird ein bedeutender Vorteil für die Konstruktion der Elektrophorese-Apparatur erzielt«

In Fig· 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch gezeigt, wobei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ohne daß deren Beschreibung wiederholt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der Nähe des Trägerfilms 11 ein Hygrometer 19 angeordnet. Auf

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einer Bedienungstafel ist eine Wählerscheibe 20 angeordnet, auf der eine Vielzahl von Prozentsätzen 20b die Feuchtigkeit anzeigen. Außerdem ist auf der Bedienungstafel ein Zeiger 20a drehbar angebracht, mit dem ein drehbarer Kontakt 21a eines Drehschalters 21 koaxial gekoppelt ist. Der Drehschalter 21 hat eine Vielzahl fester Kontakte 21b, die mit entsprechenden variablen Widerständen einer Gruppe 22 aus variablen Widerständen verbunden sind. Diese variablen Widerstände haben unterschiedliche Werte, die in Abhängigkeit von der Zunahme der Prozentsätze 20b, die die Feuchtigkeit auf der Wählerscheibe 20 anzeigen, allmählich abnehmen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liest eine Bedienungsperson am Hygrometer 19 den Prozentsatz der Feuchtigkeit ab und stellt diesen Feuchtigkeitswert auf der Wählerscheibe 20 durch Betätigung des Zeigers 20a ein. Dann wird in Abhängigkeit vom festgestellten Feuchtigkeitswert einer der Widerstände der Gruppe 22 aus variablen Widerständen ausgewählte Die Zeitgeberschaltung 15 weist einen RC-Zeitkonstantenschaltkreis auf, mit dem der ausgewählte Widerstand verbunden wird. Anschließend wird in der Zeitgeberschaltung 15 die vom Widerstandswert des ausgewählten variablen Widerstandes bestimmte Auftragszeit festgelegt. Wenn diese Auftragszeit abgelaufen ist, erzeugt die Zeitgeberschaltung 15 ein Zeitsignal zum Betätigen der Steuerschaltung 16. Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel kann dann der Auftragchip 12 mit dem Trägerfilm 11 in Berührung gebracht werden, der die günstigste Feuchtigkeit aufweist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 kann die Auftragszeit einzeln mit Hilfe des Drehschalters 21 und der Gruppe 22 variabler Widerstände festgesetzt werden. Es kann aber auch ein Potentiometer mit einem Gleitarm vorgesehen sein, welcher mittels eines Betätigungsknopfes auf der Wählerscheibe 20 bewegbar ist. In diesem Fall kann die Auftragszeit kontinuierlich eingestellt werden.

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Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Auftragchip 12 mit dem benetzten Trägerfilm 11 in einem Zeitpunkt in Berührung gebracht, in welchem der Film eine günstige Feuchtigkeit für die Aufnahme der Flüssigprobe hat. Gemäß der Erfindung kann der Auftragchip 12 aber auch mit dem Trägerfilm in Berührung gebracht werden, wenn dieser eine ausreichende Feuchtigkeit aufweist. Wenn dann die Feuchtigkeit des Trägerfilms am günstigsten wird, kann der Auftragchip 12 vom Trägerfilm 11 entfernt werden. Die in einer an der Vorderkante des klingenartigen Auftragchips 12 gemäß der Zeichnung ausgebildeten Ausnehmung gespeicherte Auftragsflüssigkeit kann sich nämlich kaum über die Oberfläche des Trägerfilms 11 ausbreiten, solange der Auftragchip 12 mit dem Trägerfilm 11 in Berührung steht. Vermutlich wird also die Flüssigprobe erst dann auf den Trägerfilm 11 aufgebracht, wenn der Auftragchip 12 vom Trägerfilm 11 getrennt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann also die Flüssigprobe, 2.B. Blutserum unter den günstigsten Feuchtigkeitsbedingungen automatisch auf den Trägerfilm aufgebracht werden, der mit einer Pufferlösung, wie Veronal-Veronal-lfatron-Lösung benetzt ist, auch wenn die Feuchtigkeit des Films sich aufgrund verschiedener Faktoren, beispielsweise der Feuchtigkeit in der Umgebung, der am Auftragchip haftenden Menge Pufferlösung sowie der Absorptionsfähigkeit des Trägerfilms ändert. Die Flüssigprobe kann also auf den Trägerfilm in äußerst gleichmäßiger Weise aufgetragen werden, so daß ein scharfes Trennungsbild erhalten werden kann«, Außerdem kann das Elektrophorese-Verfahren an dem mit Flüssigprobe versehenen Trägerfilm vorgenommen werden, der eine konstante Feuchtigkeit hat, so daß eine außerordentlich exakte Analyse durchgeführt werden kann.

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Claims

ort*) 11QD DR.-ING. FRANZ«US6WOlli ( st \i PATENTANWa)-TE d WUESTHOFF -v. PECHMANN-BEHRENS-GOET2 dipl-ing.gerhard puls DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICB DR.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGREiS PRES l'oFPICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 1 -53 703 telefon: (089)662051 telegramm: protectpatent Telex: 524070 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Auftragen einer gegebenen Menge einer Flüssigprobe auf einen zuvor mit einer Pufferlösung "benetzten Trägerfilm, einer Elektrophorese-Analysatorvorrichtung, mit einer Probenauftragsvorrichtung, die die gegebene Menge Flüssigprobe zum Auftrag cuf den Trägerfilm vor dem Auftragen zunächst zurückhält, gekennzeichnet durch eine Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung, die die Feuchtigkeit des mit der Pufferlösung benetzten Trägerfilms (11) feststellt, eine Zeitgeberschaltung (15), die in Abhängigkeit von der durch die Feuch- tigkeitsfeststelleinrichtung festgestellten Feuchtigkeit eine Auftragszeit im voraus festsetzt, bei der die Flüssigprobe auf den Trägerfilm unter einer Bedingung auftragbar ist, bei der der Trägerfilm eine geeignete Feuchtigkeit für die Aufnahme der Flüssigprobe hat, und durch eine Steuerschaltung (16),die in Abhängigkeit von einem Zeitsignal, welches von der Zeitgeberschaltung bei Ablauf der voreingestellten Auftragszeit erzeugt wird, die Probenauftragsvorrichtung zum Aufbringen der Flüssigprobe auf den Trägerfilm automatisch betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsfes tstelleinrichtung eine Vorrichtung aufweist, die die Feuchtigkeit der Umgebung des benetzten Trägerfilms (11) wahrnimmt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennz ei ohne t, daß die Feuehtigkeitsfeststeileinrichtung eine die wahrgenommene Feuchtigkeit des Trägerfilms (11) darstellende elektrische Größe erzeugt, und daß die Zeitgeberschaltung (15) einen Eingang zum Empfang der elektrischen Größe der Feuchtigkeitsfeststelleinriehtung und einen Schaltkreis zum selbsttätigen Festsetzen der Auftragszeit in Abhängigkeit von der elektrischen Größe aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeitsfeststelleinrichtung ein Meßgerät aufweist, welches die wahrgenommene Feuchtigkeit des Trägerfilms (11) anzeigt, und daß die ZeitgeberSchaltung (15) eine Voreinstellvorrichtung aufweist, mittels der die Auftragszeit entsprechend der Anzeige auf dem Meßgerät von Hand im voraus einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4»

dadurch gekennzei chnet, daß die Voreinstellvorrichtung der Zeitgeberschaltung (15) einen Drehschalter
(21) aufweist, der eine Vielzahl von Kontakten (21b) hat,
von denen jeder mit einem entsprechenden Widerstand mit unterschiedlichem Widerstandswert verbunden ist, und daß jeder Widerstand in einen RC-Zeitkonstantenschaltkreis zur Festlegung einer gegebenen Auftragszeit eingeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzei chne t, daß jeder der Widerstände von einem Rege!widerstand gebildet ist.

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