DE3127169C2 - Vorrichtung zum automatischen Messen einer Probe - Google Patents

Abstract

Ein Elektrolyt in einer Probe wird unter Verwendung eines automatischen biochemischen Analysiergeräts mit Flammenphotometer stabil gemessen. Dabei weist das Analysiergerät ein Probenpipettier- und -abgabeglied, ein Reagenzflüssigkeitsabgabeglied, Reaktionsgefäße zur Aufnahme der mittels des Probenpipettier- und -abgabegliedes abgegebenen Probe und der mittels des Reagenzabgabegliedes abgegebenen Reagenzflüssigkeit sowie einen Flammenphotometer zum Messen des Elektrolyten auf. Bei Mehrkanal-Analysen ist der stabile Betrieb des Flammenphotometers dadurch möglich, daß bei einem Probengefäß, für das die Messung des Elektrolyten angeordnet ist, das Probenpipettier- und -abgabeglied und das Reagenzabgabeglied betätigt wird, umd die Probe und die Reagenzflüssigkeit in ein Reagenzgefäß zu füllen, und der Elektrolyt der verdünnten Probe im Reaktionsgefäß mittels des Flammenphotometers gemessen wird. Im Fall eines Probengefäßes, für das die Messung des Elektrolyten nicht angeordnet ist, wird das Probenpipettier- und -abgabeglied nicht betätigt, und dem dem Probengefäß entsprechenden Reaktionsgefäß wird eine Flüssigkeit von einem Flüssigkeitsabgabeglied zugeführt und diese Flüssigkeit dem Flammenphotometer zugestellt und automatisch gemessen, um einen Temperaturanstieg im Flammenphotometer zu verhindern. Die dem Reaktionsgefäß zugeführte Flüssigkeit kann die Reagenzflüssigkeit oder eine sich von der Reagenzflüssigkeit unterscheidende Flüssigkeit sein. Die Eichung des Meßvorganges ......

Description

a) die Reihen (3,6) von Proben- und Reaktioasgefäßen (7, 4) mit gleicher Schrittlänge zur Probenumfüllvorrichtung (5) bewegbar sind,

b) eine der Meßstationen ein Flammenphotometer (9) ist, und daß,

c) Steuermittel vorgesehen sind, so daß ein Reaktionsgefäß (4) auch dann mit einer dem Flammenphotometer (9) zuzuführenden Flüssigkeit füllbar ist, wenn es nicht mit einer flammenphotometrisch zu vermessenden Probe versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Flammenphotometer (9) zuzuführende Flüssigkeit bei einer nicht flammenphotometrisch zu vermessenden Probe die Reagenzflüssigkeit ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Flammenphotometer (9) zuzuführende Flüssigkeit bei einer nicht flammenphotometrisch zu vermessenden Probe eine von der Reagenzflüssigkeit verschiedene Flüssigkeit ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Flammenphotometer (9) zuzuführende Flüssigkeit eine Standardproben-Reagenzflüssigkeit ist, die aus einer Verdünnung einer elektrolytischen Standardlösung von bekannter Konzentration mit einer internen Standardlösung im gleichen Verdünnungsverhältnis wie das Verdünnungsverhältnis beim Verdünnen der Probe mit der internen Standardlösung besteht.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Messen einer Probe mit einer Reihe von Probengefäßen und einer Reihe von Reaktionsgefäßen und mit einer Reagenz-Zugabestation zum Eingeben von Reagenzflüssigkeit und/oder anderer Flüssigkeit in die Reaktionsgefäße sowie mit einer Probenumfüllvorrichtung zum wahlweisen Umfüllen der Proben aus den Probengefäßen in die Reaktionsgefäße mit mehreren Meßstationen denen die Reaktionsgefäße zuführbar sind.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 48 900 bekannt. Dort werden Flüssigkeiten zur Messung aus den Reaktionsgefäßen entnommen und in eine Durchflußküvette gesaugt, wo die photometrische Messung erfolgt. Eine flammenphotometrische Vermessung der Probe ist nicht vorgesehen.

Aus der US-PS 32 41 432 ist eine Meßvorrichtung bekannt, bei der jeweils vorgegebene Probenmengen aus Gefäßen der Probenzuführstation abgesaugt werden. Die abgesaugten Probenmengen werden auf zwei Leitungen verzweigt und dann unterschiedlichen Meßstationen zugeführt, zum einen einem Flammenphotometer und zum anderen einem Kolorimeter. Es sind dort aber nicht zwei Reihen von Proben- und Reaktionsgefäßen vorgesehen und es ist auch keine Probenumfüllvorrichtung erforderlich.

Im Lehrbuch von Herrmann und Alkemade, »Flammenphotometrie«, 1960, Springer-Verlag, S. 215—218, ist zwar die Problematik der Konstanthaltung der Meßbedingungen angesprochen und angegeben, daß durch Eich- und Blindlösungen die Betriebsbedingungen konstant gehalten werden können, doch handelt es sich dort nicht um unterschiedliche Reihen von Proben- und Reaktionsgefäßen, die nebeneinander zu unterschiedlichen Meßstationen geführt werden.

Aus der DE-OS 28 05 137 und der DE-OS 16 73 348 ist es bekannt, bei Spektrometern im Verlaufe einer Analyse eine Nacheichung vorzunehmen. Das Analysiergerät gemäß der nicht vorveröffentlichten DE-OS 30 16 284 enthält kein Flammenphotometer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß eine Vielzahl von Proben automatisch, also ohne Eingriff der Bedienungsperson, nach einer Mehrzahl von Meßarten, u. a. flammenphotometrisch, vermessen werden kann, wobei das Flammenphotometer gut reproduzierbare Ergebnisse liefern soll.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Wird eine Analysiervorrichtung mit verschiedenen Meßstationen u. a. auch mit einem Flammenphotometer versehen, so ergibt sich, daß das Flammenphotometer unregelmäßig eingesetzt wird, jedenfalls können zwischen einzelnen flammenphotometrischen Messungen längere Meßpausen entstehen. Deshalb können die Meßbedingungen im Flammenphotometer schwanken. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum automatischen Messen einer Probe und

F i g. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum automatischen Messen einer Probe.

In F i g. 1 ist ein erstes Beispiel gezeigt, welches einen Reagenzvorratsbehälter 1 aufweist, aus dem darin enthaltene Reagenzflüssigkeit, z. B. eine interne Standardlösung Lithium, mittels eines Reagenzabgabegliedes 2 in ein an eine entsprechende Stelle längs einer Reaktionsreihe 3 bewegtes Reaktionsgefäß 4 abgegeben wird. Eine zu messende Probe wird mittels einer Probenumfüllvorrichtung 5 in das Reaktionsgefäß abgegeben. Die Reaktionsreihe 3 wird in Richtung des Pfeiles mit gegebener Geschwindigkeit gemeinsam mit einer Probenreihe 6 bewegt. Wenn das in der Reaktionsreihe 3 enthaltene Reaktionsgefäß 4 die Probenabgabestelle erreicht hat, wird eine zu messende Probe aus einem in der Probenreihe 6 enthaltenen Probengefäß 7 pipettiert und in das dem Probengefäß entsprechende Reaktionsgefäß 4 abgegeben. Die Probenumfüllvorrichtung 5 ist so konstruiert, daß sie dann betätigt wird, wenn eine Probe,

hinsichtlich der die Messung des Elektrolyten befohlen V'ird, diejenige Stelle erreicht, an der die Probe abgegeben wird, daß es aber hinsichtlich einer Probe, für die die Messung nicht befohlen ist, nicht betätigt wird. Wenn das Reaktionsgefäß 4 der Reaktionsreihe 3 zu einer Rührstelle bewegt worden ist, wird die im Reaktionsgefäß 4 enthaltene Lösung mittels eines Rührgeräts 8 gerührt und dann zu einer Meßstelle weiterbewegt. An der Meßstelle wird die im Reaktionsgefäß enthaltene Flüssigkeit einem Fiammenphotometer 9 zugeführt und der Elektrolyt gemessen. Die Obergabe der Probenlösung aus dem Reaktionsgefäß 4 in das Fiammenphotometer erfolgt durch Unterdruck eines im Fiammenphotometer enthaltenen Zerstäubers oder mittels einer anderen Einrichtung, z. B. einer Pumpe.

Wenn hinsichtlich einer Probe die Messung angeordnet ist, wird die mit der Reagenzflüssigkeit verdünnte Probe in dem erwähnten nachfolgenden Arbeitsschritt dem Fiammenphotometer zugeführt Einem Reaktionsgefäß 4 hingegen, weiches einem Probengefäß 7 mit "einer Probe entspricht, hinsichtlich der keine Messung angeordnet ist, wird nur die Reagenzflüssigkeit mit Hilfe des Reagenzabgabegliedes 2 zugeführt, und die Reagenzflüssigkeit gelangt an das Fiammenphotometer 9. Folglich erhält das Fiammenphotometer stets Reagenzflüssigkeit, so daß seine Verbrennungskammer auf gegebener Temperatur gehalten wird, ohne daß die Temperatur übermäßig stark ansteigt. Selbst wenn fortgesetzt Proben zugeführt werden, für die keine Messung bestimmt ist, kann in einer Probe, die gemessen werder soll, wenn sie anschließend dem Fiammenphotometer zugeführt wird, der Elektrolyt stabil und exakt gemessen werden.

F i g. 2 zeigt ein Analysiergerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dieser Ausführungsform sind anders als beim ersten Ausführungsbeispiel zwei Reagenzvorratsbehälter 1 und Γ und zwei Reagenzabgabeglieder 2 und 2' vorgesehen. Der Reagenzvorratsbehälter Γ enthält eine andere Reagenzflüssigkeit als der Reagenzvorratsbehälter 1, z. B. mit einer Lithiumkonzentration von 0— lOOmÄq/I, Natriumkonz_entration 0—200mÄq/l, Kaliumkonzentration 0—20 mÄq/1, und für diese Reagenzflüssigkeit ist ein eigenes Abgabeglied 2' vorgesehen. In ein Reaktionsgefäß 4, welches einem Probengefäß 7 entspricht, das eine Probe enthält, die gemessen werden soll, wird die im Reagenzvorratsbehälter 1 enthaltene Reagenzflüssigkeit mittels des Reagenzabgabegliedes 2 in der Reaktionsreihe 3 an der Reagenzflüssigkeitsabgabestelle eingefüllt. In ein Reaktionsgefäß 4, welches dem Probengefäß 7 entspricht, das eine Probe enthält, die nicht gemessen werden soll, wird eine andere Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ abgegeben, wenn dieses Reaktionsgefäß die Reagenzflüssigkeitsabgabestelle längs der Reaktionsreihe 3 erreicht. Der Aufbau ist also so getroffen, daß die in das Reaktionsgefäß abzugebende Reagenzflüssigkeit danach ausgewählt wird, ob für die Probe eine Messung vorgesehen ist oder nicht. Beim ersten Ausführungsbeispiel wird die gleiche Reagenzflüssigkeit unabhängig vom Meßbefehl zugeführt. Um jedoch den Zustand des Flammenphotometers gleichbleibend zu halten, ist es nicht immer nötig, die gleiche Reagenzflüssigkeit zu benutzen.

Beim oben beschriebenen Meßverfahren wird dem Fiammenphotometer ständig Reagenzflüssigkeit zügeführt, gleichgültig ob an der Probe eine Messung befohlen ist oder nicht, so daß die Temperatur in der Brennkammer des Flammenphotometers nicht übermäßig stark ansteigt, sondern stabil gehalten werden kann. Es kann also selbst mit einem automatischen biochemischen Analysiergerät mit FJammenphotometer unter Wahl der Probe ein Elektrolyt gemessen werden. Dadurch läßt sich die Genauigkeit des automatischen biochemischen Analysiergeräts verbessern und die Probe rasch behandeln.

Wenn die Messung eines Elektrolyten in einer Probe mittels eines Flammenphotometers durchgeführt wird, ist die Drift des Flammenphotometers groß, und wenn die Temperatur in der Verbrennungskammer schwankt, ist Zeit nötig, um die Temperatur wieder zu stabilisieren, so daß ziemlich häufig eine Eichung (Nulleinstellung, Skalenüberprüfung, Skaleneichung u. dgl.) durchgeführt werden muß.

Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Eichung des Flammenphotometers automatisch durchgeführt werden.

Dazu wird mittels des Reagenzabgabegliedes 2' Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ in ein Reaktionsgefäß 4 längs der Reaktionsreihe 3 abgegeben, welches einem Probengefäß 7 für die Eichung längs der Probenreihe 6 entspricht. Diese Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ ist eine genormte Probenreagenzflüssigkeit für Eichzwecke, die durch Verdünnen von Natrium- und Kalium-Standardlösung, bei der es sich um eine elektrolytische Standardlösung handelt, die eine bekannte Konzentration hat, z. B. Natrium 145 mÄq/1, Kalium 5 mÄq/1, mit einer Reagenzflüssigkeit, der internen Standardlösung aus dem Reagenzvorratsbehälter 1, zubereitet wird. Das Verdünnungsverhältnis der Reagenzflüssigkeit ist das gleiche wie das des Serums der Probe. Wenn z. B. 20 μΐ Serum mit 2,0 ml Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter 1 verdünnt wird, ist das Verhältnis des verdünnten Serums 1 :101. Die Reagenzflüssigkeit im Reagenzvorratsbehälter Γ ist die Standardproben-Reagenzflüssigkeit, die durch Verdünnen eines Volumens Na-, K-Standardlösung mit 100 Volumen der Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter 1 zubereitet wird. Anschließend wird das Reaktionsgefäß, welches die aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ zugeführte Reagenzflüssigkeit enthält, an eine Stelle weiterbewegt, an der eine Probe abgegeben wird. Wenn ein Gefäß für die Eichung bestimmt ist, gibt das Probenpipettier- und -abgabeglied 5 keine Probe ab. Folglich wird ein Reaktionsgefäß, welches einem für die Eichung bestimmten Gefäß entspricht, der Meßstelle in einem Zustand zugeführt, in dem es nur die Standardproben-Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ enthält, und die Standardproben-Reagenzflüssigkeit wird dem Fiammenphotometer 9 übergeben und die Konzentration der Reagenzflüssigkeit gemessen. In diesem Fall kann die Konzentration der Reagenzflüssigkeit aufgrund der Drift des Flammenphotometers als ein Wert gemessen werden, der sich von der ursprünglichen Konzentration unterscheidet. Dann wird ein Eichfaktor wie folgt selbsttätig errechnet:

Eichfaktor =

ursprüngliche Konzentration der

Elektrolyt-Standardlösung
Konzentration der vom Fiammenphotometer gemessenen Standardproben-Reagenzflüssigkeit

Der Meßwert der mittels des Flammenphotometers gemessenen Probe wird mit diesem Eichfaktor multipliziert, um den wahren Wert zu erhalten. Die oben er-

wähnte Konzentration von Natrium und Kalium in der Na-, K-Standardlösung war z.B. 145mÄq/l bzw. 5 mÄq/1. Aber wenn die vom Flammenphotometer gemessene Konzentration an Natrium und Kalium 148 mÄq/1 bzw. 5,4 mÄq/1 ist, sind die Eichfaktoren für Natrium und Kalium 145/148 == 0,9797 bzw. 5,0/5,4 = 0,9259. Bei der anschließenden Messung der Proben werden die beim Messen im Flammenphotometer erhaltenen Werte mit diesem Faktor multipliziert, um die wahren Werte zu erhalten.

Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter 1 wird mittels des Reagenzabgabegliedes 2 in Reaktionsgefäße 4 abgegeben, die Probengefäßen 7 längs der Probenreihe 6 entsprechen, in denen die Proben bestimmt werden sollen. Das die Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter 1 enthaltende Reaktionsgefäß 4 wird dann an eine Stelle weitertransportiert, an der die Probe mittels einer Probenumfüllvorrichtung 5 aus einem Gefäß eingefüllt wird, welches die zu messende Probe enthält. Die verdünnte Probe wird dann mittels einer Rührvorrichtung 8 gerührt. Dieses Reaktionsgefäß wird der Meßstelle zugeführt, und die verdünnte Serumlösung, die beispielsweise im Reaktionsgefäß enthalten ist, wird dem Flammenphotometer übergeben, um die Konzentration der Lösung zu messen. Der Meßwert wird mit dem oben beschriebenen Eichfaktor multipliziert, um den wirklichen Wert der Konzentration zu erhalten.

In ein Reaktionsgefäß 4, welches einem Probengefäß entspricht, das mit einer Probe gefüllt ist, die nicht gemessen werden soll, wird die Standardproben-Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenzvorratsbehälter Γ mittels des Reagenzabgabegliedes 2' eingefüllt. Wenn aber dies Reaktionsgefäß der Probenabgabestelle zugeführt wird, wird die Probenumfüllvorrichtung 5 nicht betätigt. Anschließend wird das Reaktionsgefäß an die Meßstelle weitergegeben und nur die Standardproben-Reagenzflüssigkeit aus dem Reagenz vorratsbehälter Γ dem Flammenphotometer zugeführt und gemessen. Anhand dieses Meßwertes wird der Eichfaktor wie oben beschrieben errechnet, und die Werte der anschließend zu bestimmenden, mittels des Flammenphotometers gemessenen Proben werden unter Anwendung des Eichfaktors korrigiert.

Bei einem anderen Beispiel wird der anhand des Meßwertes des Flammenphotometers wie oben beschrieben errechnete Eichfaktor nicht unmittelbar für die anschließende Korrektur herangezogen, sondern die Konzentration der Standardproben-Reagenzflüssigkeit, die durch Messen mittels des Flammenphotometers erhalten wurde oder der anhand dieses Meßwertes erhaltene Eichfaktor wird mit dem bei der vorhergehenden Messung erhaltenen Wert oder dem daraus abgeleiteten Eichfaktor verglichen. Wenn die Differenz kleiner ist als ein gegebenes Verhältnis oder ein gegebener Wert, wird der anhand des letzten Meßwerts errechnete Eichfaktor benutzt. Ist hingegen die Differenz größer, wird zur Korrektur der Meßwerte nachfolgender Proben der Eichwert benutzt, der anhand des zuvor bestimmten Wertes errechnet wurde. Dies wird für alle Proben durchgeführt, für die keine Messung vorgesehen ist Wenn eine Vielzahl von Proben, für die keine Messung befohlen ist, aufeinanderfolgt, wird ein Durchschnittswert der Vielzahl von Meßwerten mit dem bis dahin benutzten Meßwert oder einem Durchschnittswert der Meßwerte verglichen. Wenn die Differenz zwischen beiden Werten groß ist wird der anhand des Durchschnittswertes der Meßwerte errechnete, bis dahin benutzte Eichfaktor für die anschließende Messung der Proben benutzt. Ist die Differenz gering, so wird der Eichfaktor benutzt, der anhand des letzten Meßwertes oder eines Durchschnittswertes der Meßwerte errechnet wurde. Ein biochemisches Analysiergerät, welches weitere Einrichtungen zusätzlich zum Flammenphoto meter aufweist, ist so konstruiert, daß die Eichung des Flammenphotometers und die der weiteren Einrichtun gen gleichzeitig erfolgen kann, wobei die Drift zwischen den Eichungen korrigiert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum automatischen Messen einer Probe mit einer Reihe (6) von Probengefäßen (7) und einer Reihe (3) von Reaktionsgefäßen (4) und mit einer Reagenz-Zugabestation (1, 2) zum Eingeben von Reagenzflüssigkeit und/oder anderer Flüssigkeit in die Reaktionsgefäße (4) sowie mit einer Probenumfüllvorrichtung (5) zum wahlweisen Umfüllen der Proben aus den Probengefäßen in die Reaktionsgefäße mit mehreren Meßstationen denen die Reaktionsgefäße zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß