DE3110803A1

DE3110803A1 - Automatisches analysiergeraet

Info

Publication number: DE3110803A1
Application number: DE19813110803
Authority: DE
Inventors: Nagahiro Hachioji Tokyo Gocho; Sugio Kodaira Tokyo Manabe; Hideaki Kawasaki Tokyo Okamura; Masahiko Machida Tokyo Sakurada
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1982-01-07
Also published as: US4536369A; JPS56132548A

Description

-· - - » ■ DÄ.-IHO. ?SAN2 VUESTHOFP

PATENTANWÄLTE I "--■-; ;. : -dk.'phil.kreda vuesthoff (1927-1956)

WUESTHOFF -v. PECHM ANN-BEHRENS-GOETZ' diplVing.'cerhard puls (!«»-wo

DIPL.-CHEM. DK. E. PKEIHEKK VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE KUROPEAN PATENT OPPICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIBES AOREfes PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BKEVBT* DIPL.-1NG.; D1PL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 9Q 1A-54 547 SCHWEIGERSTRASSE 2

Olympus Optical Company Ltd., te ibpon: (089)662051

tblegkamm: pkotbctpatent Tokyo, Japan «u» 524070

Beschreibung

Automatisches Analysiergerät

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysiergerät, mit dem chemische Analysen von Blutproben, Harnstoffproben und dgl. selbsttätig durchgeführt werden.

Bei einem bekannten automatischen Analysiergerät wird eine Probe und ein Reagens in Abhängigkeit von der vorzunehmenden Messung in ein längs einer gegebenen Bahn transportiertes Reaktionsgefäß gefüllt, um eine Reaktionsflüssigkeit zu erhalten, und das Ausmaß der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit wird durch das Reaktionsgefäß hindurch gemessen. Ein solches automatisches Analysiergerät, welches das Ausmaß der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit durch das Reaktionsgefäß mißt, hat den Nachteil, daß das unregelmäßige Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes an sich die Genauigkeit der Analyse beeinflußt.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist ein weiteres automatisches Analysiergerät vorgeschlagen worden, welches das Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes vor der Analyse messen kann und den Grad der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit korrigiert. Im Falle eines solchen automatischen Analysiergeräts wird ein zuvor im Gerät angeordnetes Reaktionsgefäß mehrfach benutzt und gewaschen und das Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes und der Reaktionsflüssigkeit von ein und derselben Fhotometereinheit gemessen, wodurch das Leistungsver-

130Ö81/0654

mögen des Geräts herabgesetzt wird. Insbesondere hat die wiederholte Benutzung des Reaktionsgefäßes den Nachteil, daß eine Änderung des Ausmaßes der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes aufgrund einer Änderung der physikalischen Bedingungen, wie Verschmutzung, Beschädigung oder dgl. bei der wiederholten Benutzung des Beaktionsgefäßes und die Änderung des Ausmaßes der Lichtabsorption im Verlauf der Zeit nicht korrigierbar sind. Infolgedessen wird die Genauigkeit der Analyse des Gerätes im Verlauf der Zeit schlechter. Insbesondere ergibt sich eine starke Verschlechterung der Analysegenauigkeit bei einem analytischen Verfahren, bei dem ein Endpunktverfahren im Messen des Ausmaßes der Lichtabsorption der Beaktionsflussigkeit auf der Basis des Ausmaßes der Lichtabsorption des Reagens angewendet wird.

Mit einem weiteren bekannten automatischen Analysiergerät kann das Ausmaß der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit durch ein Reaktionsgefäß gemessen werden, welches nur einmal benutzt und dann weggeworfen wird. Bei einem solchen Gerät wird für jede Probe ein anderes Reaktionsgefäß benutzt, und das Ausmaß der Lichtabsorption all dieser Reaktionsgefäße ist unterschiedlich. Das wegwerfbare Reaktionsgefäß besteht normalerweise aus lichtdurchlässigem Kunststoff, wie Polymethylpentenharζ oder dgl., dessen geringfügige Änderungen in Größe, Dimension, Materialzusammensetzung, Gestaltungsbedingungen oder dgl. das Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes unregelmäßig macht. Um diese unregelmäßige Lichtabsorption innerhalb gegebener Genauigkeitsgrenzen zu halten, muß eine Vorrichtung verwendet werden, deren Aufbau kompliziert, die im Betrieb empfindlich und außerdem teuer ist.

Aufgabe der*Erfindung ist es, ein automatisches Analysiergerät zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und die gewünschten Meßposten stets in sehr genauer Weise ohne eine Verschlechterung des Analyseverfahrens analysiert werden können, gleichgültig ob Reaktionsgefäße wiederholt oder wegwerfbare Reaktionsgefäße benutzt werden.

*in den Patentansprüchen gekennzeichneten

130061/0654

IA-

Gemäß der Erfindung wird ein automatisches Analysiergerät geschaffen, welches ein längs einer gegebenen Bahn zu bewegendes Reaktionsgefäß, eine Einrichtung zum Verteilen einer Probe und eines Reagens oder einer Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von Meßposten an gewünschten Stellen der Bewegungsbahn in das Reaktionsgefäß, um dadurch eine Reaktionsflüssigkeit zu erhalten, und eine Photometereinheit für die Reaktionsflüssigkeit zum Messen des Ausmaßes der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit durch das Reaktionsgefäß zur quantitativen Analyse der Meßposten aufweist. Dabei ist unabhängig von der Photometereinheit für die Reaktionsflüssigkeit eine weitere Photometereinheit an einer Stelle vor der Probenverteilerstelle und vor oder hinter der Verteilerstelle für das Reagens oder die Verdünnungsflüssigkeit vorgesehen. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die das Ausmaß der von der Photometereinheit für die Reaktionsflüssigkeit gemessenen Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit auf der Basis des Lichtabsorptionsgrades des Reaktionsgefäßes am sich oder auf der Basis des Lichtabsorptionsgrades des das Reagens oder die Verdünnungsflüssigkeit enthaltenden Reaktionsgefäßes, welches von der unabhängigen Photometereinheit gemessen wurde, korrigiert.

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

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines automatischen Analysiergeräts gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines automatischen Analysiergeräts der Erfindung werden wegwerfbare Reaktionsgefäße benutzt. Eine Vielzahl von Probengefäßen 1, die

130081/0654

verschiedene Arten von Proben, wie Blut, Urin und dgl. enthalten, sind in einer Transportvorrichtung 2 für Probengefäße abgestützt und werden mit Unterbrechungen weitergedreht und in einer durch Pfeil A angedeuteten Richtung transportiert. Eine gegebene Menge der Probe wird nacheinander in Abhängigkeit von der Anzahl vorzunehmender Messungen aus jedem Probengefäß 1 an einer Probenansaugstation B mit Hilfe einer Probenverteilervorrichtung 3 abgesaugt und in ein an einer Probenverteilerstation C angeordnetes Reaktionsgefäß 4 gefüllt. Die Reaktionsgefäße k werden an einer gegebenen Zustellstation D nacheinander mit Hilfe einer Zustellvorrichtung 5 für Reaktionsgefäße einer Transportvorrichtung 6 für Beaktionsgefäße übergeben. Jedes von der Transportvorrichtung 6 aufgenommene Reaktionsgefäß 4 wird mit Unterbrechungen oder kontinuierlich längs einer gegebenen Bewegungsbahn E weiterbewegt, an der die Probenverteilerstation C liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an derjenigen Stelle der Bewegungsbahn E, die zwischen der Zustellstation D für die Reaktionsgefäße und der Probenverteilerstation C liegt, eine Photometereinheit 7 für Reaktionsgefäße angeordnet, die das Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes 4 an sich mißt. Zur Photometereinheit 7 gehört eine Weißlichtquelle 8, ein Interferenzfilter 9, der mit von der Weißlichtquelle abgegebenem Licht bestrahlt wird und Licht von einer gegebenen Wellenlänge abgibt, sowie ein photoelektrisches Wandlerelement 10, welches durch das Reaktionsgefäß k hindurchgelassenes Licht empfängt.

Das die Probe enthaltende Reaktionsgefäß 4 wird längs der Bewegungsbahn E weiterbewegt und gelangt zu einer gegebenen Reagensverteilerstation F, an der eine Reagensverteilervorrichtung 11 das Reagens in Abhängigkeit vom Meßposten in das Reaktionsgefäß 4 füllt. In Fig. 1 ist nur ein Reagensbehälter 12 gezeigt; aber es kann eine Vielzahl von Reagensbehältern 12 vorgesehen sein, um Reagenzien in Abhängigkeit von den Meßposten mittels der Reagensverteilervorrichtung 11 in die Re ak t ions ge f äffe h zu füllen. Während der Weiterbewegung längs der Bewegungsbahn E wird im Reaktionsgefäß 4 die Probe mit dem zugeführten Reagens

130061/Q654

IA-54

bei konstanter Temperatur gemischt und umgesetzt. Die auf diese Weise erhaltene Reaktionsflüssigkeit gelangt dann zu einer Photometereinheit 13 für die Reaktionsflüssigkeit, die an gegebener Stelle längs der Bewegungsbahn E angeordnet ist und das Ausmaß der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit durch das Reaktionsgefäß 4 mißt. Zu der Photometereinheit I3 für die Reaktionsflüssigkeit gehört eine Weißlichtquelle Ik, ein Interferenzfilter 15 und ein photoelektrisches Wandlerelement 16, wie schon im Zusammenhang mit der Photometereinheit 7 für das Reaktionsgefäß beschrieben.

Wenn das Reaktionsgefäß 4 die Photometereinheit 13 für die Reaktionsflüssigkeit durchlaufen hat, wird es mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Entnahmevorrichtung aus der Transportvorrichtung 6 für die Reaktionsgefäße entfernt.

Das von der in Fig. 1 gezeigten Photometereinheit 7 für die Reaktionsgefäße abgegebene photoelektrische Signal wird von einem Vorverstärker 17 verstärkt und dann über einen logarithmischen Umsetzer 18 und einen Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 19 einer Steuervorrichtung 20 zugeführt, die einen Rechner aufweist, um das photoelektrische Signal zu speichern. Ahnlich wird das von der Photometereinheit 13 für die Reaktionsflüssigkeit gelieferte photoelektrische Signal über einen Vorverstärker 21, einen logarithmischen Umsetzer 22 und einen Analog-Digital-Umsetzer (ADU) 23 an die Steuervorrichtung 20 gegeben. In der Steuervorrichtung 20 wird der Lichtabsorptionsgrad der Reaktionsflüssigkeit auf der Basis des zuvor in der Steuervorrichtung 20 gespeicherten Lichtabsorptionsgrades des entsprechenden Reaktionsgefäßes korrigiert. Der korrigierte Wert des Lichtabsorptionsgrades wird auf einem hier nicht gezeigten Sichtgerät angezeigt oder von einem Drucker ausgedruckt. Die Vorrichtung ist so aufgebaut, daß die Steuervorrichtung 20 auf der Basis der empfangenen Probeninformationen den Betrieb der genannten Transportvorrichtung 2 für die Proben, der Probenverteilervorrichtung 3, der Transportvorrichtung 6 für die Reaktionsgefäße, der Photometereinheit 7 für die Reaktions?-efäße, der Verteilervorrichtung

130081/0654

11 für das Reagens, der Photometereinheit I3 für die Reaktionsflüssigkeit und dgl. steuert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird vor dem Zuteilen der Probe und des Reagens in das Reaktionsgefäß 4 das Ausmaß der Lichtabsorption des jeweiligen Reaktionsgefäßes 4 nacheinander von der Photometereinheit 7 für die Reaktionsgefäße unabhängig von der Photometereinheit 13 für die Reaktionsflüssigkeit gemessen. Folglich kann jede unregelmäßige Lichtabsorption der Reaktionsgefäße wirksam korrigiert werden, so daß eine sehr präzise Analyse möglich ist. Außerdem braucht die Unregelmäßigkeit im Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes nicht innerhalb gegebener Genauigkeitsgrenzen gehalten zu werden, so daß das Gerät leicht und billiger herzustellen ist.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen automatischen Analysiergeräts, bei dem die Reagensverteilerstation F nicht hinter der Probenverteilerstation C sondern vor derselben und zwischen der Zustellstation D für Reaktionsgefäße und der Photometereinheit 7 für die Reaktionsgefäße angeordnet ist. In Fig. 2 sind zur Kennzeichnung entsprechender Bauelemente die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird nach dem Einfüllen eines gegebenen Reagens in das Reaktionsgefäß k das Ausmaß der Lichtabsorption des Reagens vor dem Einfüllen der Probe in das Reaktionsgefäß k von der Photometereinheit 7 unabhängig von der Photometereinheit I3 für die Reaktionsflüssigkeit gemessen. Das ermöglicht eine wirksame Korrektur nicht nur des Ausmaßes der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes 4 an sich sondern auch der Änderung des Ausmaßes der Lichtabsorption des Reagens, die im Verlauf der Zeit eintritt. Mit diesem Gerät kann also sehr genau analysiert werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Reaktionsgefäß 4 leicht und billiger herzustellen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines automatischen Analysiergeräts gemäß der Erfindung gezeigt, bei dem an

130061/0654

einer Stelle der Bewegungsbahn.E zwischen der Zußtellstation D für die Reaktionsgefäße und der Photometereinheit 7 für die Reaktionsgefäße eine Verteileretation G für Verdünnungsflüssigkeit vorgesehen ist, an der in einem Behälter 23 enthaltene Verdünnungsflüssigkeit mit einer Verteilervorrichtung 2k für Verdünnungsflüssigkeit in das Reaktlonegefäß 4 gefüllt wird. Im übrigen sind für entsprechende Teile wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. In dem automatischen Analysiergerät kann die Probe oder ein konzentriertes Reagens verdünnt und verteilt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Verdünnungslösung vor dem Einfüllen der Probe und das Reagens in das Reaktionsgefäß k gefüllt und das Ausmaß der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes k, dem zuvor die Verdünnungsflüssigkeit zugeführt wurde, wird mit der Photometereinheit 7 unabhängig von der Photometereinheit 13 für die Reaktionsflüssigkeit gemessen. Polglich kann bei diesem Ausführungsbeispiel eine Unregelmäßigkeit in der Lichtabsorption des Reaktionsgefäßes k ähnlich wie bei den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen wirksam korrigiert werden. Ferner gewährleistet das Messen des Lichtabsorptionsgrades des die Verdünnungsflüssigkeit enthaltenden Reaktionsgefäßes k eine Verringerung der Unterschiede zwischen Brechungsindices an Grenzflächen mit unterschiedlichen Brechungsindices. Ferner ergibt sich der wichtige Vorteil, daß die Korrektur unter Bedingungen vorgenommen wird, die praktisch dem Messen der Reaktionsflüssigkeit näher sind, als wenn ein leeres Reaktionsgefäß gemessen wird. Die gewünschte Analyse kann also in genauerer Weise erfolgen.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern läßt sich in verschiedenster Hinsicht abändern und abwandeln. So können nach Wunsch mehrere Probenverteilerstationen C und Photometereinheiten 13 für die Reaktionsflüssigkeit vorgesehen sein. Ferner können beim

automatischen Analysiergerät gemäß Fig. 1 und 3 die Probenverteilerstation C und die Reagensverteilerstation F entweder ausgetauscht sein oder beide an der gleichen Stelle liegen. Wenn

130061/0654

verschiedene Reagenzien nacheinander zugeführt werden, kann das erste Reagens an der in Fig. 3 gezeigten Verteilerstation für die Verdünnungsflüssigkeit und das zweite Reagens an der Reagensverteilerstation P dem Reaktionsgefäß zugeführt werden. Die Erfindung läßt sich nicht nur an automatischen Analysiergeräten wirksam verwenden, bei denen wegwerfbare Reaktionsgefäße benutzt werden, sondern auch im Fall von automatischen Analysiergeräten, bei denen das gleiche Reaktionsgefäß mehrmals benutzt wird.

Wie schon gesagt, ist beim automatischen Analysiergerät gemäß der Erfindung eine Photometereinheit unabhängig von der Photometereinheit für die Reaktionsflüssigkeit vorgesehen, die den Absorptionsgrad des Reaktionsgefäßes an sich oder des das Reagens oder Verdünnungsflüssigkeit enthaltenden Reaktionsgefäßes vorher mißt, wobei dann das Ausmaß der Lichtabsorption der Reaktionsflüssigkeit auf der Basis des bereits gemessenen Lichtabsorptionsgrades korrigiert wird. Mit.dem automatischen Analysiergerät gemäß der Erfindung kann die Analyse also äußerst präzise vorgenommen werden, ohne daß die analytische Leistungsfähigkeit des Analysiergeräts abnimmt.

130061/0654

Claims

■ . „ ■ - , DK.-IJfO. F^ANZ WUESTHOPP

PATENTANWÄLTE - -· ■; ; :

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-OOETZ »»μκοΪ««!«» »u

DIFL.-CHBU.dk. E. PXEIHEKK VON FBCHUANN

rbpxbsentativf.s bepore the evkopban patent oppjci dx.-ing. dietex Behrens

UANOATAIXES AGRf.f.S PXES l'oFPICE EDKOPf.IN DBS SXBVETS DIPL.-INCJ DIPU-¹WIXTSCIl-INO. RUPKXT GOBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

1A-54 547 TiLBPON! (o8s)tfi»o51

TB LE GILAU U: PXOTECTPATENT

Patentansprüche

1J Automatisches Analysiergerät mit einem längs einer gegebenen Bahn zu transportierenden Reaktionsgefäß, einer Einrichtung zum Verteilen einer Probe und eines Reagens oder einer Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von Meßposten in das Reaktionsgefäß an gewünschten Stellen längs des Weges zur Schaffung einer Reaktionsflüssigkeit, und einer Photometereinheit für Reaktionsflüssigkeit zum Messen des Lichtabsorptionsgrades der Reaktionsflüssigkeit durch das Reaktionsgefäß zwecks quantitativer Analyse der Meßposten,

gekennzeichnet durch eine Photometereinheit (7), die von der Photometereinheit (13) für die Beaktionsflüssigkeit unabhängig und an einer Stelle vor der Probenverteilerstation (C) und vor oder hinter der Reagensverteilerstation (F) oder der Verdünnungsflüssigkeitverteilerstation (G) angeordnet ist, und durch eine Einrichtung zur Korrektur des von der Photometereinheit (13) für die Reaktionsflüssigkeit gemessenen Lichtabsorptionsgrades der Reaktionsflüssigkeit auf der Basis des Lichtabsorptionsgrades des Reaktionsgefäßes (4) an sich oder auf der Basis des Lichtabsorptionsgrades des das Reagens oder die Verdünnungsflüssigkeit enthaltenden Reaktionsgefäßes, der von der unabhängigen Photometereinheit (7) gemessen wurde.
2. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Photometereinheit (7) eine Weißlichtquelle (8), einen Interferenzfilter (9), der mit von der Weißlichtquelle abgegebenem Licht bestrahlt

130061/0654

wird und Licht von gegebener Wellenlänge abgibt, und ein lichtelektrisches Wandlerelement (10) aufweist, welches das durch das Reaktionsgefäß (h) hindurchgelassene Licht empfängt.
3. Automatisches Analysiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Korrigieren des Lichtabsorptionsgrades der Reaktionsflüssigkeit eine Steuervorrichtung (20) mit einem Rechner aufweist und an die jeweiligen Photometereinheiten (13ι 7) angeschlossen ist.

130061/0654