DE3041637A1 - Vorrichtung zum einfaerben, entfaerben und trochnen von probentraegern in einem elektrophoresesystem - Google Patents

Vorrichtung zum einfaerben, entfaerben und trochnen von probentraegern in einem elektrophoresesystem

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DE3041637A1 DE19803041637 DE3041637A DE3041637A1 DE 3041637 A1 DE3041637 A1 DE 3041637A1 DE 19803041637 DE19803041637 DE 19803041637 DE 3041637 A DE3041637 A DE 3041637A DE 3041637 A1 DE3041637 A1 DE 3041637A1
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Description

Olympus Optical Co., Ltd. Hatagaya 2-43-2, Shibuya-ku, Tokyo-to, Japan
Vorrichtung zum Einfärben,-.Entfärben und Trocknen von Probenträgern in einem Elektrophoresesystem
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einfärben, Entfärben und Trocknen von Probenträgern in einem Elektrophoresesystem.
Die Elektrophorese wird in klinischen Untersuchungslaboratorien usw. von Hospitälern und medizinischen Instituten zur Messung von in Blutsera enthaltenen Proteinen- verwendet. Bei der Elektrophorese wird das zu analysierende Blutserum auf einem aus Zelluloseazetat oder einem ähnlichen Material bestehenden Probenträger aufgebracht, dem danach elektrischer Strom zugeführt wird, um fraktionierte Muster des Blutserums zu entwickeln. Der Träger wird mit einem flüssigen Farbstoff eingefärbt,' und nach dem Entfärben der Zonen außerhalb des Blutserums wird die Probe zur quantitativen Bestimmung des Proteingehalts kolorimetrisch untersucht. In herkömmlicher Praxis wurden verschiedene Vorgänge bei dieser Analyse von Hand bei schlechtem Wirkungsgrad ausgeführt. Außerdem erforderte die Analyse ein großes ■ Maß an Geschicklichkeit und Erfahrung, so daß herkömmliche Elektrophoresesysteme den Nachteil hatten, daß sich je nach Geschicklichkeit und Erfahrung der die Analyse durchführenden Personen die Analysenergebnisse änderten.
Um einerseits den Wirkungsgrad bei der Messung zu erhöhen und andererseits Schwankungen in den Meßergebnissen aufgrund
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individueller Fähigkeiten des Bedienungspersonals zu beseitigen, hat man daher automatische Elektrophoresesysteme entwickelt, welche die Prozesse der Elektrophorese automatisch ausführen. In der offengelegten, ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 158694/54 (US-PS 4 222 843) ist eine Vorrichtung beschrieben, um das Einfärben, Entfärben und Trocknen außerhalb der verschiedenen Elektrophoresevorgänge auszuführen. Diese EinfäKb-, Entfärb- und Trocknungsvorrichtung hat eine solche Ausbildung, daß ein Träger auf dem Umfang einer Trommel angebracht und mit dieser gedreht wird, wobei er durch einen mit einem flüssigen Einfärb- oder Entfärbmittel gefüllten Flüssigkeitsbehälter geführt wird, um den Träger einzufärben und zu entfärben. Nach dem Entfärben des Trägers wird dieser dadurch getrocknet, daß er einem Warmlufstrom o.dgl. ausgesetzt wird. Ein Schema dieser Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 1 beschrieben.
Ein Träger 1, auf dem fraktionierte Muster einer Probe in einem Elektrophoresegerät (nicht gezeigt). entwickelt worden sind, wird durch geeignete Mittel zwischen eine Walze und eine Trommel 3 eingeführt. Der Träger ist mit einer Pufferlösung getränkt und haftet daher von dem Vorderende ab durchgehend auf der Trommel 3. Wenn das Vorderende des Trägers gerade unter einer anderen Walze 4 durchgelaufen ist, wird die Drehbewegung der Trommel 3 unterbrochen, so daß der Träger 1 in der Stellung gehalten wird, bei der er von beiden Walzen 2 und 4 auf dem Umfang der Trommel 3 gehalten wird. In diesem Zustand wird die Trommel 3 zusammen mit den Walzen 2 und 4 gedreht, während der Träger auf der Trommel 3 haftet und
von den Walzen 2 und 4 angedrückt wird. Ein Flüssigkeitsbehälter 5 wird mit einem Einfärbmittel gefüllt, so daß dur Träger beim Durchlauf durch den Behälter während der
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Drehung eingefärbt wird. Der Träger wird in ähnlicher Weise entfärbt, wenn der Behälter statt des flüssigen Einfärbmittels ein flüssiges Entfärbmittel enthält» Nach dem Einfärben und Entfärben des Trägers in der zuvor beschriebenen Weise wird ;er durch einen Heißluftstrom getrocknet, der über eine Ausblasöffnung (nicht dargestellt) zugeführt wird, und danach wird die Trommel 3 allein gedreht, um den Träger 1 dem nächsten Prozeß zuzuführen.
Die zuvor beschriebene Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung hat eine Fläche 3a mit einer geringeren Krümmung als der theoretische Kreisumfang der Trommel 3,und diese geringere Krümmung soll verhindern, daß der Träger aufgrund der Kontraktion während des Trocknungsvorgangs erhöhten Spannungen unterworfen wird. Da das Ausmaß der Kontraktion von den Trägermaterialien abhängig ist, sollte im Idealfall die Krümmung der Oberfläche entsprechend der Kontraktion veränderbar sein. Wenn der Träger eine geringe Länge hat, ist es außerdem erforderlich, eine Trommel mit einem kleineren Durchmesser zu verwenden. In diesem Falle wird der auf der Trommel haftende Träger stark gebogen und diese Verformung bleibt in den nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen erhalten, wodurch sich Störungen der Untersuchungsvorgänge nach dem Ein- und Entfärben ergeben. Außerdem ist das mit einer Trommel versehene Gerät gemäß Fig. 1 an einen relativ komplizierten Aufbau gebunden und erfordert eine relativ große Anzahl von. Teilen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art baulich und funktionell zu vereinfachen und ^zuverlässiger au machen, insbesondere so auszubilden, daß der Träger von Kontraktionen während des Trocknungsprozesses unbeeinflußt, insbesondere froibleibt von übermässigen Verformungen, Spannungen und Beschädigungen und daß die Einrichtung zum Abziehen der Einfärb- und Ent-
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färbflüssigkeiten baulich und funktionell vereinfacht wird.
Ausgehend von einer Vorrichtung zum Einfärben, Entfärben und Trocknen von Probenträgern in einem Elektrophoresesystem, mit einem Einfarb-Entfärb-Behälter, Antriebsmitteln zum Einführen und Abführen des Probenträgers in den und aus dem Behälter und einer Einrichtung zum Einfüllen und Abziehen der Einfärb- und Entfärbflüssigkeiten, schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß als Antriebsmittel im Innenraum des Behälters angeordnete, am Probenträger angreifende Walzen vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß sie den Probenträger nach dessen Elektrophoresebehandlung und dessen Einführen durch den ,Walzenspalt in den Behälter am' hintere Ende hängend halten, daß eine Behälter-Öffnung sowohl als Einführöffnung zum Einführen des Probenträgers durch Drehen der Walzen, als. Einlauföffnung zum Einfüllen der Einfärb- und Entfärbflüssigkeiten, als Zuströmöffnung zum Einblasen eines Heißluftstroms zum Trocknen des Probenträgers, als auch als Ausschuböffnung zum Abführen des Probenträgers durch Drehen der Walzen vorgesehen ist und daß zum Abziehen der Einfärb- und Entfärbflüssigkeiten aus dem Behälter eine Abzugsleitung in Form eines:nach unten weisenden U-förmigen Abzugsrohrs vorgesehen ist, dessen eine Öffnung im Behälterinnenraum nahe des Behälterbodens und dessen andere Öffnung außerhalb des Behälters und unterhalb des Behälterbodens mündet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen,naher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht zur Veranschaulichung des Prinzips der herkömmlichen Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung;
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Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch den in
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Einfärb-Entfärb-Behälter;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Figur 3;
Fiq. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V~V in Fig. 3;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zum Antreiben der Waisen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einfärben j Entfärben und Trocknen von Probenträgern;
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht zur Darstellung eines Schwenkantriebs für den Einfärb-Entfärb-Behälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 8 eine Draufsicht auf den Einfärb-Entfärb-Benälter und
Fig. 9 eine Teilschnittansicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel des Einfärb-Entfärb-Behälters für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Hauptgehäuse der Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung, und das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Einfärb-Entfarb-Behälter, der um eine Achse lla'schwenkbar im Hauptgehäuse angeordnet ist und die in den Figuren 3 und 4 bei größerem Maßstab veranschaulichte Ausbildung hat. Das Bezugszeichen bezeichnet in der Nähe der Öffnung 11b des Einfärb-Entfärb-Behälters 11 angeordnete Walzen, von denen eine bei Drehung einer Antriebswelle 12a zum Einführen des Trägers 1 in den Behälter 11 gedreht v/ird. Beide Walzen dienen nach dem Ein-
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führen des Trägers 1 zum Halten desselben in der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Weise. Ein Abzugsrohr 13 ist in einem Endbereich des Behälters 11 angeordnet und hat eine umgekehrte U-förmige Ausbildung, wobei ein Rohrabschnitt im Behälterinnenraum und der andere Abschnitt außerhalb des Behälters angeordnet sind. Eine Öffnung dieses Abzugsrohrs 13 (an dem im Innenraum des Behälters 11 angeordneten Ende) mündet nahe des Bodens des Behälters 11, und die andere Öffnung (an dem außerhalb des Behälters 11 angeordneten Ende) mündet unterhalb des Bodens des Behälters 11. Mit einem Ende des Abzugsrohrs 13 ist ein Abzugsrohrstück 14 verbunden. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Einfärbflüssigkeits-Abgabedüse,·das Bezugszeichen 16 eine Entfärbflüssigkeits-Abgabedüse, das Bezugszeichen 17 eine Trocknungsluftleitung, die Bezugszeichen 18 und 19 bezeichnen Führungen, und das Bezugszeichen 20 einen Trägerdetektor beispielsweise in Form einer Lichtschranke oder eines Lichtfühlers.
Im folgenden wird die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung erläutert. Zunächst wird der Einfärb-Entfärb-Behälter 11 aus der in Fig. 2 in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung A im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 11a in die mit B bezeichnete Stellung verschwenkt. In dieser Stellung wird der zuvor in einem Elektrophoresegerät 40 der Elektrophorese unterzogene Probenträger 1 aus der Elektrophoresevorrichtung 40 in das Hauptgehäuse 10 eingeführt. Der Träger wird von der Führung 18 in Richtung des in der Stellung B gehaltenen Einfärb-Entfärb-Behälters geleitet. Sobald die Einführung des Trägers 1 von dem Trägerdetektor 20 festgestellt wird, werden die Walzen 12 in Gang gesetzt, welche den Träger 1 tief in den Behälter 11 einführen. Wenn das hintere Ende des Probenträgers in die Nähe der Walzen 12 kommt, werden diese Walzen angehalten, so daß der Träger weit in den Einfärb-Entfärb-Behälter 11 hineinhängt, wobei
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ein Ende des Trägers im Walzenspalt zwischen den beiden Walzen gehalten wird. In dieser Phase wird eine Einfärbflüssigkeit durch die Einfärbflüssigkeitsdüse 15 in den Behälter 11 einlaufen gelassen, bis der Flüssigkeitsstand bis kurz unter den oberen Rand, d.h. die Krümmung 13a des Abzugsrohrs 13 ansteigt. Auf diese Weise wird der Probenträger im Behälter 11 in die Einfärbflüssigkeit eingetaucht gehalten. Diese Operationen können auch in umgekehrter Folge ausgeführt werden, d.h. der Träger 1 kann in den Behälter eingeführt werden, nachdem letzterer mit der Einfärbflüssigkeit gefüllt ist. Der Probenträger 1 wird im Behälter 11 für eine, vorgegebene Zeit in der Einfärbflüssigkeit eingetaucht gehalten. Nach dem ausreichenden Einfärben des Probenträgers 1 wird weitere Einfärbflüssigkeit durch die Einfärbflüssigkeitsdüse 15 in den Behälter einlaufen gelassen, bis der Flüssigkeitsspiegel höher als der Krümmer 13a des Abzugsrohrs 13 ist. In diesem Zustand wird die Einfärbflüssigkeit unter der Siphonwirkung durch das Abzugsrohr 13 und das Anschlußrohrstück 14 abgezogen.
Als nächstes wird der Einfärb-Entfärb-Behälter 11 in die Stellung A zurückgeschwenkt und eine Entfärbflüssigkeit soweit in den Behälter 11 eingefüllt, bis der Flüssigkeitsspiegel eine Höhe von etwas weniger als der Krümmung 13a des Abzugsrohrs 13 im Behälter 11 erreicht. Danach wird der Probenträger .1 über eine vorgegebene Zeitspanne in der Entfärbflüssigkeit entfärbt und sodann sovie,l Entfärbflüssigkeit in den Behälter eingeleitet, bis die Entfärbflüssigkeit unter Siphonwirkung aus dem Behälter 11 durch das Abzugsrohr 13 und das Rohrstück 14 abgezogen wird. Dieser Entfärbung sprozeß wird solange wiederholt, bis der Probenträger 1 vollständig entfärbt ist.
Nach Beendigung des Entfärbungsvorgangs wird der Einfärb-
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Entfärb-Behälter 11 im Uhrzeigersinn verschwenkt und in der durch das Bezugszeichen C bezeichneten Trocknungsstellung angehalten, bei der die obere Öffnung 11b des Behälters unter dem Trocknungsluftrohr. 17 liegt. In dieser Stellung des Behälters 11 wird ein Heißluftstrom .zum Trocknen des Probenträgers 1 aus dem Trocknungsluftrohr 17 eingeblasen. Nach dem vollständigen,Trocknen des Probenträgers wird der Einfärb-Entfärb-Behälter 11 weiter in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, bis er die Probenträger-Abgabestellung (bezeichnet durch das Bezugszeichen D) erreicht. In dieser Stellung des Behälters 11"werden die Walzen 12 gedreht, um den Probenträger 1 durch die Führung 19 und die Ausgabeöffnung 10b in die nächste Verarbeitungsstufe auszugeben.
Im folgenden wird die Vorrichtung zum Verschwenken des Einfärb-Entfärb-Behälter s und zum Drehen der Walzen der Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung beschrieben. Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung für die Walzen 12, die im Einfärb-Entfärb-Behälter 11 angeordnet sind. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine an der Welle 12a einer der Walzen 12 befestigte Riemenscheibe, das Bezugszeichen 22 bezeichnet eine an der Schwenkachse 11a des Behälters 11 befestigte zweite Riemenscheibe, das Bezugszeichen 23 eine mit einer Abtriebswelle 24a eines Motors 24 verbundene dritte Riemenscheibe, und die Bezugszeichen 25 und 26 stellen die um die Riemenscheiben 21 und 22 sowie ein weiteres Paar von Riemenscheiben 22 und 23 herumgeschlungenen Antriebsriemen dar. Wenn der Motor 24 bei dieser Vorrichtung in der einen Richtung läuft, wird der Probenträger 1 durch die Wirkung der Riemenscheiben 22, 23 usw. sowie der Treibriemen 25 und 26 in den Behälter 11 eingeführt und in der Gegenrichtung bei entgegengesetztem Motorumlauf aus dem Behälter 11 abgezogen. Figur 7 zeigt eine schematische Seitenansicht der Einrichtung zum Verschwenken des Einfärb-Entfärb-Behälters 11. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 31 ein mit der Schwenkachse 11a
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(an der der Riemenscheibe entgegengesetzten Seite in Figur 6) des Einfärb-Entfärb-Behälters 11 befestigtes Zahnrad, das Bezugszeichen 32 ein mit dem Zahnrad 31 kämmendes weiteres Zahnrad und das Bezugsseichen 33 einen Motor zum Schwenken des Einfärb-Entfärb-Behälter. Wenn der Motor in einer Richtung angetrieben ist, so wird der Behälter 11 entweder in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt. Wenn auch die Dreh- bzw. Schwenkantriebe für die Walzen und den Einfärb-Entfärb-Behäiter getrennt in den Figuren 6 und 7 dargestellt sind, sind die Einrichtungen tatsächlich an den rechten und linken Seiten des Einfärb-Entfärb-Behälters gemäß Fig. 8 angeordnet. Das Bezugszeichen 34 injden Figuren 2, 5 usw. bezeichnet Vorsprünge, die dazu dienen, ein Haften des in den Behälter 11 eingeführten Probenträgers 1 an den Behälterinnenwänden zu verhindern. Das Bezugszeichen 35 in den Figuren 3 bis 5 bezeichnet eine Trennplatte, welche die Zustromseite von der Abstromseite des zum Trocknen des Probenträgers 1 dienenden Heißluftstroms trennt. Mit anderen Worten, der Heißluftstrom, der aus dem Trocknungsluftrohr 17 in den Einfärb-Entfärb-Behälter 11 eingeblasen wird, strömt nach unten entlang des Trägers 1, durchströmt die Öffnung 35a im unteren Ende der Trennplatte 35 und strömt an der linken Seite in Figur 3 hoch und fließt nach oben ab.
Figur 9 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Einfärb-Entfärb-Behälters 11 mit einer geneigten Bodenwand, wobei die Ansaugöffnung 13b des Abzugsrohrs 13 in der Nähe des tiefergelegenen Wandbereichs mündet. Bei dieser Ausbildung des Einfärb-Entfärb-Behälters.kann die Menge der nach dem Trocknen zurückbleibenden Flüssigkeit verringert werden.
Wie aus der vorausgegangenen Beschreibung zu sehen ist, erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einfärben, Entfärben und Trocknen von Probenträgern ein Einfärben und Entfärben des Probenträgers bei hängender Anordnung desselben,
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wobei der Probenträger mit einem Ende im Walzenspalt
zwischen den beiden Walzen gehalten wird. Dadurch wird
verhindert, daß der Probenträger verformt, insbesondere übermäßig gekrümmt oder aufgrund der Kontraktion während des Trocknungsprozesses verletzt und übermäßig gespannt wird. Da die Einfärb-Entfärb-Trocknungsvorrichtung aufgrund der Ausbildung des Abzugsrohrs den Siphoneffekt
ausnutzt, wird die Anordnung eines gesonderten Ventils
in der Flüssigkeits-Abzugsleitung überflüssig. Die Vorrichtung ist von besonders einfachem Aufbau, da sie nur aus dem Einfärb-Entfärb-Behalter und in diesem angeordneten Walzen besteht, denen ein einfacher. Antrieb zugeordnet ist. Der Trocknungseffekt kann durch Anordnung der beschriebenen Trennplatte im Inneren des Einfärb-Entfärb-Behälters verstärkt werden.
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Claims (5)

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBEH.· Q.43OO ESSEN 1 · Al^ RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126 Seite - ^- 0 Olympus Optical Co., Ltd. Ansprüche
1. Vorrichtung zum Einfärben, Entfärben und Trocknen von Probenträgern in einem Elektrophoresesystem, mit einem Einfärb-Entfärb-Behälter, Antriebsmitteln zum Einführen und Abführen des Probenträgers in den und aus dem Behälter und einer Einrichtung zum Einfüllen und Abziehen der Einfärb- und Entfärbflüssigkeiten, dadurch gekenn zeichnet , daß als Antriebsmittel im Innenraum des Behälters (11) angeordnete, am Probenträger (1) angreifende Walzen (12) vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß sie den Probenträger nach dessen Elektrophoresebehandlung und dessen Einführen durch den Walzenspalt in den Behälter (11) am hinteren Ende hängend halten, daß eine Behälteröffnung (lib) sowohl als Einführöffnung zum Einführen des Probenträgers (1) durch Drehen der Walzen (12), als Einlauföffnung zum Einfüllen der Einfärb-und Entfärbflüssigkeiten, als Zustromöffnung zum Einblasen eines Heißluftstroms zum Trocknen des Probenträgers (1), als auch als Ausschuböffnung zum Abführen des Probenträgers (1) durch Drehen der Walzen (12) vorgesehen ist und daß zum Abziehen der Einfärb- und Entfärbflüssigkeiten aus dem Behälter (11) eine Abzugsleitung in-Form eines nach unten weisenden, U-förmigen Abzugsrohrs (13) vorgesehen ist, dessen eine Öffnung (13b) im Behälterinnenraum nahe des Behälterbodens und dessen andere Öffnung außerhalb des Behälters (11) unterhalb des Behälterbodens mündet.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Behälterinnenraum liegende Öffnung (13b) des Abzugsrohrs (13) an einer vertieften Stelle des Bodens des Einfärb-Entfärb-Behälters (11) mündet (Fig. 9).
3. Vorrichtung nach Anspruch'2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand des Einfärb-Entfärb-Behälters (11) geneigt angeordnet ist und die tiefste Zone der Bodenwand an der Mündungsstelle der behälterseitigen Öffnung (13b) des Abzugsrohrs (13) liegt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand (35) mit einer nahe dem Behälterboden gelegenen Öffnung (35a) im' Innenraum des Einfärb-Entfärb-Behälters (11) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (35) eine für die hängende Anordnung des Probenträgers (1) im Behälter (11) vorgesehene Kammer von einer den im Behälter befindlichen Abschnitt des Abzugsrohrs (13) aufnehmenden Kammer trennt.
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