DE3029440C2

DE3029440C2 - Vorrichtung zum Waschen von Festkörpern

Info

Publication number: DE3029440C2
Application number: DE3029440A
Authority: DE
Inventors: Ernst 4030 Ratingen Fooke; Margrit Dr.Rer.Nat. Fooke-Achterrath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-02
Filing date: 1980-08-02
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE3029440A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Waschen von Festkörpern, z. B. Plättchen aus Papier oder Kugeln •us Polystyrol oder anderen Kunststoffen, die mit Antikörpern oder Antigenen beschichtet sind und an die eine Tracer gebunden werden soll, in der medizinischen Labordiagnostik, wobei die Festkörper in Reagenzgefäßen, die zu mehreren in einem Rack zusammengefaßt sind, mit Waschflüssigkeit behandelt werden, mit einer Fördereinrichtung für mehrere Racks und einer Aufgabe- und Absaugstation für die Waschflüssigkeit.

In der medizinischen Labordiagnostik werden Teste durchgeführt, bei denen zum Nachweist von Antikörpern oder Antigenen in Körperflüssigkeiten entsprechend beschichtete Festkörper, beispielsweise Plättchen, Kugeln od. dgl, mit den Körperflüssigkeiten in Reagenzgefäßen inkubiert werden. Zum Nachweis von Antikörpern werden die Festkörper mit Antigenen, zum Nachweist von Antigenen mit Antikörpern beschichtet Nach Ablauf einer genau festgelegten Inkubationszeit die für alle Proben gleich sein maß, muß die restliche Körperflüssigkeit durch mehrere aufeinander folgende Waschvorgänge entfernt werden. Nach Beendigung der Waschvorgänge wird dem Festkörper ein Tracer, d. L ein radioaktiv markierter Antikörper oder Antigen, zugegeben. Nach einer genau festgelegten Inkubationszeit muß der nicht gebundene Tracer wiederum durch mehrere aufeinander folgende Waschvorgänge entfernt werden.

Es ist eine Vorrichtung für immunochemische Analysen, mikroquantitative Analysen und insbesondere Antigen/Anükörper Analysen bekannt (US 39 51 605). Mit dieser Vorrichtung kann eine große Anzahl Reagenzgefäße aufeinanderfolgend schnell behandelt werden. Dazu gehört das Spülen der Gefäße, um unerwünschte Verunreinigungen zu beseitigen, ohne die Festkörper in Gestalt von Granulat oder einer anderen festen Form zu entfernen. Das alles soll schnell geschehen, ohne daß das Bedienungspersonal aufpassen muß. Dabei bedeutet schnell das Einfüllen eines Reagenzes in mindestens 100 Reagenzgefäße pro Minute.

Die bekannte Vorrichtung besteht aus einer Fördervorrichtung, auf der ein Rack mit Löchern für Reagenzgefäße ruht Dieses Rack wird mittels eines Kettenantriebs mit einem Mitnehmer in horizontaler Ebene vorwärts bewegt. Das Rack und die Reagenzgefäße werden von zwei Fühlhebeln abgetastet Ein Arm. der in Führungen auf und ab bewegbar ist trägt eine Sonde. Dazu dient eine Koppel, die an einer Kurbel exzentrisch und an dem Schlitten drehbar gelagert ist

Die Mechanik zum Heben und Senken des Arms

weist einen Sicherheitsschalter auf, der signalisiert.

wenn die Sonde in ihrer höchsten Stellung ist. Dieser

Schalter ist in Serie geschaltet mit dem Antriebsmotor.

der die Kette mit dem Mitnehmer für das Rack antreibt

Dadurch kann das Rack nicht weiterbewegt werden.

wenn die Sonde in ihrer unteren Stellung ist.

Mit der Sonde wird eine Lösung in die Reagenzgefäße eingefüllt oder aus ihnen abgesaugt ohne irgendwelche Partikel zu entfernen. Sie wirkt wie ein System zum Waschen eines in dem Reagenzgefäß enthaltenen Präzipitats. Die Waschflüssigkeit tritt durch ein Röhrchen ein und durch ein anderes Röhrchen aus. Der untere Teil der Sonde ist porös. Dieser Vorgang kann so oft wie notwendig wiederholt werden.

Aufgabe- und Absaugstation sind also bei dieser

bekannten Waschvorrichtung ein und dasselbe, d. h. die

Sonde dient sowohl zum Aufgeben als auch zum Absaugen von Waschflüssigkeit Das hat den Nachteil,

daß jeweils nur eine Reihe Reagenzgefäße, die sich gerade unter dem Arm befindet, mit Waschflüssigkeit gefüllt oder von ihr geleert werden kann. Während dieser Füll- oder Leerungszeit kann eine andere Reihe

Reagenzgefäße nicht behandelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Waschen von Festkörpern zu schaffen, die automatisch in der Weise arbeitet, daß Reagenzgefäße mit Waschflüssigkeit gefüllt und gleichzeitig Waschflüssigkeit aus anderen Reagenzgefäßen abgesaugt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Aufgabe- und die Absaugstation getrennt voneinander und in Förderrichtung der Fördereinrichtung hintereinander angeordnet sind.

Der mit der Erfindung erzieibare technische Fortschritt beruht auf dem Vorteil, daß mindestens eine doppelt so große Anzahl Reagenzgefäße pro Minute aufeinanderfolgend behandelt werden kann wie mit der bekannten Vorrichtung, weil während der Zeit des Einffillens von Waschflüssigkeit in eine Reihe Reagenzgefäße aus einer anderen Reihe Reagenzgefäße Waschflüssigkeit abgesaugt werden kann. Da dies für jede Reihe Reagenzgefäße gilt, arbeitet die Vorrichtung gemäß der Erfindung mindestens doppelt so schnell wie die bekannte Waschvorrichtung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

F i g. 2 die Draufsicht zu F i g. 1. teilweise weggebrochen und

Fig. 3 den Schnitt nach Linie HI-III der Fig 2 in größerem Maßstab.

Die Vorrichtung besteht aus einem Fuß to mit einem zentralen Zapfen 11, auf dem ein Drehstern 12 frei drehbar gelagert ist. Der Drehstern 12 besteht aus einer Nabe 13. an der mehrere radial gerichtete Arme 14 in gleichem Winkelabstand voneinander befestigt sind. Die Arme 14 tragen einen Zahnkranz 15 mit Außenverzahnung und einen Drehteller 16, auf dem in untereinander gleichen Winkelabständen Zapfen 17 und Keile 18 zur Halterung von Racks 19 befestigt sind, jedes Rack 19 hat an einem seiner Enden eine Bohrung, mit der es auf einen der Zapfen 17 gesteckt wird. Dadurch erhält es eine bestimmte Position in radialer Richtung. In Umfangsrichtung sorgen die Keile 18 für die richtige Position der Racks 19. Jedes Rack 19 nimmt zehn Reagenzgefäße 20 auf.

Auf dem zentralen Zapfen 11 ist ein Tisch 21 befestigt, der einen Mo.or 22 zum Antrieb des Drehtellers 16 trägt. Der Motor 22 ist mit seiner Drehachse auf dem Tisch 2t senkrecht angeflanscht und trägt auf seiner Welle ein Ritzel 23, das mit dem Zahnkranz 15 kämmt. In einer Absaugstation 9 ist am Rand des Tisches 21 ein Fuß 24 für zwei senkrecht angeordnete Führungsstangen 25 befestigt, die an ihren oberen Enden durch einen Querbalken 26 miteinander verbunden sind. Auf den Führungsstangen 25 gleitet ein Schlitten 27, der einen Absaugrechen 28 trägt. Dieser ist mit zehn senkrecht nach unten gerichteten Absaugröhrchen 29 versehen, die an ihrem unteren freien Ende eine feine Absaugöffnung aufweisen und die so angeordnet sind, daß sie beim Absenken des Absaugrechens 28 in die darunter befindlichen Reagenzgefäße 20 eintauchen. Die Absaugröhrchen 29 sind über einen Schlauch 30 an eine Vakuumpumpe 31 angeschlossen.

Der Schlitten 27 des Absaugrechens 28 ist mit dem einen Knde eines Koppelgliedes 32 um eine waagerechte Achse drehbar verbunden. Das andere Ende des Koppelgliedes 32 ist um eine waagerechte Achse mit einem Gleitstein drehbar verbündender in einem radial gerichteten Schlitz 33 einer Exzenterscheibe 34 verstellbar angeordnet ist. Die Exzenterscheibe 34 ist auf der Welle eines Motors 35 befestigt, der mittels eines Winkels 36 auf dem Tisch 21 angebracht ist Wenn die Exzenterscheibe 34 eine Umdrehung macht, wird der Absaugrechen 28 einmal abgesenkt und wieder angehoben. In seiner oberen Endstcllung betätigt der

Schlitten 27 einen Mtkroschalter45.

Wie nur aus F i g. 2 ersichtlich ist, befindet sich drei Racks 19 hinter der Absaugstation 9 eine Aufgabestation 8 mit einem Füllrechen 37, der ebenfalls zehn senkrecht nach unten gerichtete Füllröhrchen trägt die an ihren unteren freien Enden feine Füllöffnungen haben und genau über den darunter befindlichen Reagenzgefäßen 20 angeordnet sind. Der Füllrechen 37 ist nicht beweglich, sondern an einem Ständer 38 auf dem Tisch 21 fest angeordnet An dem Ständer 38 ist außerdem eine optische Elektronik 39, beispielsweise ein Hell-Dunkel-Schalter, angebracht Diese Elektronik registriert, ob sich unter den Rechen 28 und 37 je ein Rack 19 oder eine Lücke zwischen zwei Racks befindet Im übrigen ist der Füllrechen 37 genau so ausgebildet wie der Absaugrechen 28 und über einen Schlauch 40 an eine Dosierpumpe 41 angeschlossen.

Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich ist sind in den Tisch 21 Z'vei Näherungsinitiatoren 42 und 43 eingelassen, die auf die Annäherung eir ι- ferromagnetischen Scheibe 44, z. B. ein Stück Stahlblech ansprechen und einen elektrischen Steuerimpuls abgeben. Die Auswertung dieses Steuerimpulses wird bei der Schilderung der Arbeitsweise der Waschvorrichtung erläutert ^ie Scheibe 44 ist auf der Oberkante eines der Arme 14 befestigt.

Arbeitsweise

Zum Waschen der in den Reagewzgefäßen 20 befindlichen Festkörper von restlicher Körperflüssigkeit werden die Racks 19 mit den in ihnen stehenden Reagenzgefäßen 20 so auf den Drehteller 16 gestellt, daß sie zwischen zwei Keilen 18 stehen und einen Zapfen 17 umfassen. Dadurch stehen sie unverrückbar fest. Nach Einschalten der Vorrichtung fährt der Drehteller 16 in eine durch den Näherungsinitiator 43 genau gekennzeichnete Ausgangsposition. Danach beginnt folgender Programmablauf:

Die Dosierpumpe 40 fördert eine genau dosierte Menge Waschflüssigkeit in die Reagenzgefäße 20. Nach AbIaL. der dafür notwendigen Zeit schaltet die Pumpe ab und der Drehteller 16 dreht sich weiter bis das nächste Rack 19 mit seinen zu füllender Reagenzgefäßen 20 in der Aufgabestation 8 unter dem Füllrechen 37 steht. Diese Position registriert die optische Elektronik 39, die die Dosierpumpe 40 erneut startet. Dies wiederholt sich zehn mal.

Danach muß eine Wartezeit eintreten, weil die notwendige Inkubationszeit von drei Stunden auf eine Umdrehung des Drehtellers 16 gleichmäßig verteilt werden muß. Nur so können alle Proben gleich behandelt werden. In den Wartezeiten werden weitere Racks 1* a-jf den Drehteller 16 gestellt. Nach Ablauf der Wartezeit werden weitere zehn Pipettiervorgänge durchgeführt. Nach p'.ner erneuten Wartezei' beginn* der nächste Pipettiervorgang. Dies wiederholt sich bis die Ausgangsposition wieder erreicht ist.

Vorher kommt jedoch das erste Rack 19 in die Absaugstation 9 un „τ den Absaugrechen 28. Dies

registriert der Näherungsinitiator 42. der die Vakuumpumpe 31 anlaufen läßt. Sobald der Unterdruck aufgebaut ist, läuft auch der Motor 35 für den Exzenterantrieb an. Die Exzenterscheibe 34 darf immer nur eine Umdrehung machen. Dazu wird sie in der

^b'^J oberen EndiL$e durch ucn Mikroschalter 45 abgeschaltet. Die Vakuumpumpe 31 läuft ununterbrochen während dreier Umdrehungen des Drehtellers 16, so daß in der oberen Endlage des Absaugrechens 28 Luft

Nun wird den Festkörpern von Hand Tracer aufgegeben. Der Drehteller 16 fährt in seine Ausgangsposition Nach Ablauf einer genau festgelegten Inkubationszeit von 16 bis 24 Stunden läuft der Waschvorgang wie zuvor beschrieben erneut ab, jedoch ohne die Wartezeit wie beim ersten Pipettiervorgang.

angesaugt wird.

Insgesamt muß drei mal Waschflüssigkeit aufpipettiert und drei mal abgesaugt werden, so daß bei der vierten Umdrehung nur noch abgesaugt werden darf. Nach der vierten Umdrehung ist das I.Programm abgelaufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Vorrichtung zum Waschen von Festkörpern, z. a Plättchen aus Papier oder Kugeln aus Polystyrol oder anderen Kunststoffen, die mit Antikörpern oder Antigenen beschichtet sind und an die ein Tracer gebunden werden sou, in der medizinischen Labordiagnostik, wobei die Festkörper in Reagenzgefäßen, die zu mehreren in einem Rack zusammengefaßt sind, mit Waschflüssigkeit behandelt werden, mit einer Fördereinrichtung für mehrere Racks und einer Aufgabe- und Absaugstation für die Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe- und die Absaugstation (8, 9) getrennt voneinander in Förderrichtung der Fördereinrichtung (16) hintereinander angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabestation (8) aus einem feststehenden, mit einer Dosierpumpe (41) verbundenen Füfctichen (37) besteht, der mit Pipetten versehen ist, die über den Reügenzgefäßei! (20) enden.
3. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Aufgabe- und die Absaugstation (8, 9) auf einem Tisch (21) über der Fördereinrichtung (16) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tisch (21) mindestens zwei Näherungsinitiatoren (42, 43) eingelassen sind, die bei Annäherung mindestens einer ferromagnetischen Scheu·" (44) auf mindestens einem Arm (14) der Fördereinrichtung (16) Steuerimpulse abgeben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Tisch (21) eine optische Elektronik (39), beispielsweise ein Hell-Dunkel-Schalter, zur schrittweisen Bewegung der Fördereinrichtung (16) angeordnet ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet daß in an sich bekannter Weise in der oberen Endlage eines Schlittens (27) für einen Absaugrechen (28) der Absaugstation (9) ein Mikroschalter (45) zum Auslösen der optischen Elektronik (39) für die Schrittschaltung der Fördereinrichtung (16) angeordnet ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auf der Fördereinrichtung (16) für jedes Rack (19) ein Zapfen (17) und mindestens ein Keil (18) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (16) in an sich bekannter Weise als ringförmiger Drehteller ausgebildet ist.