DE3234563C2

DE3234563C2 - Optischer, automatischer Analyse- und Meßapparat

Info

Publication number: DE3234563C2
Application number: DE3234563A
Authority: DE
Inventors: Toyotaro Kobe Hyogo Iwata; Kunio Miki Hyogo Nakajima; Hiroyuki Kakogawa Hyogo Otsuki
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1981-09-18
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1986-08-21
Also published as: JPH027420B2; DE3234563A1; JPS5848836A; US4495149A

Abstract

Der erfindungsgemäße Analyseapparat dient der optischen Analyse jeder Komponente verschiedener Proben, die zusammen mit Reagenzien auf die Fläche eines Reaktionsträgers aufgegeben werden. Die Abgabe der Proben und der Reagenzien und die optische Detektion werden mittels eines optischen Abgabemechanismus durchgeführt, welcher relativ zum Reaktionsträger in zwei Dimensionen bewegt wird. Der optische Abgabemechanismus ist mit einem Reinigungsapparat zum Reinigen der Abgabenadel für die Reagenzien und die Probe mittels eines Reinigungsmittels und von auf die Nadel gerichteter Luft kombiniert. Der Apparat umfaßt weiterhin einen automatischen Hebemechanismus zum Anheben und Wiederaufsetzen eines Deckels, welcher sich über dem Reaktionsträger befindet. Er ist geeignet zum Bewegen der Abgabenadel in eine Lage über einen sich in der Nähe befindlichen Halter für die Reagenzien und die Proben, so daß die Nadel eine gewünschte Menge an Reagenzmaterial und Probe vom Halter aufnehmen kann und diese zur Fläche des Reaktionsträgers überführen kann. Der Apparat kann analytische Messungen vollautomatisch und in kontinuierlicher Weise mit hoher Genauigkeit durchführen.

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

f) das optische System ein Lampengehäuse (30), einen Kondensator (31), Lichtleitglasfasern (32), ein Bestrahlungslinsengehäuse (33), mindestens eine Bestrahlungslinse (34), ein Objektiv (35) und ein Lichtaufnahmeelement (36) aufweist,

g) der Hebemechanismus ein Hebeorgan für den Eingriff mit einem Paar von Haken (70), die an einem Deckel (71) vorgesehen sind, der über dem Reagenz-/Probenhalter (90) senkrecht bewegbar ist, und zwei mit dem Hebeorgan verbundene Pufferfedern (75) aufweist,

h) der optische Abgabe-Mechanismus (30 bis 36, 39) und der Hebemechanismus (70 bis 87) an ein und demselben bewegbaren Gebilde angebracht und von dem /Y-^-Antriebsmechanismus (1 bis 10) zusammen in zwei Richtungen bewegbar sind,

i) die Abgabeeinrichtung (39) eine vorbestimmte Menge eines Reagenz oder einer Probe von dem Reagenz-/Probenhalter (90) aufnehmen und in vorgeschriebenen Mengen an jeder einer Anzahl von vorbestimmten Stellungen abgeben kann, um ein Reagieren der Reagenzien und Proben zu ermöglichen,

j) die Stellungen des optischen Abgabe-Mechanismus und des Hebemechanismus relativ zum Reagenz-/Probenhalter (90) dadurch bestimmt werden, daß die Betriebslage der Abgabenadel (39') oder des Hebemechanismus (70 bis 86), die in einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind, mit Hilfe des optischen Systems festgestellt wird, und

k) das optische System die optischen Eigenschaften einer Probe nach einer Reaktion mit einem Reagenz ablesen und ein den gemessenen Ergebnissen entsprechendes Signal erzeugen kann.

2. Optischer, automatischer Analyse- und Meßapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bestrahlungslinsengehäuse (33) mit vier Lichtaustrittsöffnungen (40) und mit vier Bestrahlungslinsen (34) versehen ist.

3. Optischer, automatischer Analyse- und Meßapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bestrahlungslinse (34) einen halbkreisför

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen, automatischen Analyse- und Meßapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Apparat ist aus der US-PS 39 12 456 bekannt, bei der die Abgabenadel einerseits auf einer Kreisbahn und andererseks in radialer Richtung bewegbar ist. Darüber hinaus ist die Abgabenadel anhebbar und absenkbar. Zusätzlich ist der bekannte Apparat sowohl mit einem optischen Leser als auch mit einer Diagnostizierausrüstung zum Untersuchen der Proben versehen.

Aus der DE-OS 27 55 782 ist im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Tropfenabgabevorrichtung eines programmierbaren Fraktionssammlers eine Abgabenadel bekannt, die in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen X und Y eines Koordinatensystems bewegbar ist.

Aus der DE-OS 30 19 486 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Positionen von Proben bekannt, die auf einem Träger aufgebracht sind. Hierzu kommt ein optisches System zum Prüfen einer Probe zum Einsatz, das mit Lichtleitfasern, einer Bestrahlungslampe, Bestrahlungslinsen und einem Bestrahlungsschlitz arbeitet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen optischen, automatischen Analyse- und Meßapparat der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem auf einfache Weise und mit einfachen Mitteln eine Vielzahl von Reaktionen ohne menschlichen Eingriff an vorbestimmten Stellen in einer gewünschten Folge quantitativ und/oder qualitativ analysiert und gemessen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Der dort beschriebene Apparat nutzt das optische System hinsichtlich einer Doppelfunktion aus, nämlich hinsichtlich der Lagebestimmung der Nadel als auch hinsichtlich der Untersuchung der Proben. Dabei ist dieses System in der Lage, höchst genaue Messungen auf vollautomatische Weise durchzuführen. Durch den X-K-Antriebsmechanismus kann der optische Abgabe-Mechanismus in jede Lage einer X-K-Ebene bewegt werden, um einen Abgabevorgang ebenso wie eine optische Messung vorzunehmen. Das Positionsverhältnis zwischen der Abgabenadel und dem optischen System ist stets konstant. Die Abgabenadel kann in irgendeine Lage bewegt werden, die durch ein optisches System identifiziert wird, und sie kann in diese Lage abgesenkt werden.

Der Apparat kann für das Messen von schnell auftretenden Reaktionen eingesetzt werden. Es kann jedoch auch ein Einsatz bei periodischen Messungen von Reaktionsprozessen vorgenommen werden, die über mehrere Stunden oder mehrere Dutzend Stunden ablaufen. In jedem Falle ist es lediglich notwendig, in eine Sequenzbestimmungseinheit des Apparates ein geeignetes Programm einzugeben, so daß es möglich ist, die Reagenzmittel zuzugeben und die notwendigen Messungen au-

tomatisch auf die gewünschte Weise durchzuführen.

Durch das Vorsehen von vier Lichtaustrittsöffnungen des optischen Systems wird eine größere Lichtintensität erzielt, um die Ausleseempfindlichkeit und das SN-Verhäitnis (Signal-Rausch-Verhältnis) zu verbessern.

Durch die besondere Ausgestaltung der Bestrahlungslinse wird das hindurchtretende Licht konvergiert und hinsichtlich seiner optischen Weglänge korrigiert und dann auf eine Zielfläche gestrahlt. Dadurch wird eine höhere Meßgenauigkeit erzielt Als Resultat kann im Zusammenhang damit die Detektionsempfindlichkeit und das SN-Verhältnis durch gleichförmigere Gestaltung des auf die Bestrahlungsfläche einfallenden Lichtes verbessert werden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines X-Y-Antriebsmechanismus für das zweidimensional Bewegen eines vom Apparat abgestützten optischen / Abgabe-Mechanismus,

F i g. 2 eine vergrößerte, teilweise weggebrochen wiedergegebene Teilseitenansicht mit der Darstellung einer Schlupfkupplung, die an einem Ende einer Antriebswelle vorgesehen ist, welche mechanisch mit einem Antriebsmotor verbunden ist,

Fig.3 eine teilweise weggebrochen dargestellte Seitenansicht mit der Darstellung des optischen / Abgabe-Mechanismus,

F i g. 4 eine Vorderansicht des Mechanismus in F i g. 3,

F i g. 5 eine vergrößerte, teilweise weggebrochen dargestellte Teilseitenansicht mit der Darstellung eines Bestrahlungslinsengehäuses,

Fig.6 eine Draufsicht auf das Bestrahlungslinsengehäuse,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht der Bestrahlungslinse,

F i g. 8 eine erläuternde Ansicht für die Beschreibung des optischen Weges innerhalb des Bestrahlungslinsengehäuscs,

F i g. 9 eine erläuternde Ansicht für die Beschreibung der Bestrahlungsoberfläche eines von links nach rechts kompensierten Lichtstromes,

Fig. 10 eine vergrößerte Seitenansicht mit der Darstellung einer Abgabevorrichtung,

F i g. 11 eine Draufsicht mit der Darstellung eines Reinigungsmechanismus für die Abgabenadel,

Fig. 12 eine Seitenansicht des in Fig. 11 dargestellten Mechanismus,

Fig. 13 eine vergrößerte Teilansicht einer Abdekkung,

Fig. 14 eine Seitenansicht der Abdeckung gemäß Fig. 13,

Fig. 15 eine Vorderansicht mit der Darstellung des Hebemechanismus,

F i g. 16 eine Draufsicht mit der Darstellung des Endabschnittes des Hebemechanismus,

F i g. 17 eine Seitenansicht des Hebemechanismus,

Fig. 18 bis 20 einen Halter mit Deckel für das Reagenzmittel und die Probe, wobei F i g. 18 eine Draufsicht und Fig. 19 eine Seitenschnittansicht des Halters und F i g. 20 eine Seitenansicht eines Deckels sind,

F i g. 21 eine vergrößerte Teilansicht mit der Darstellung des rechten Randes des Deckels gemäß F i g. 20, wenn der Deckel angebracht ist,

Fig. 22 eine Draufsicht der in Fig. 21 dargestellten Einzelheit und

Fi g. 23 eine Draufsicht für die Beschreibung dessen, wie der Halter für das Reagenzmitte] und die Probe mittels einer Aluminiumfolie abgedeckt wird,

Fig.24 eine Teildraufsicht mit der Darstellung dessen, wie ein Trog auf den Apparat abgesetzt wird und
Fig.25 ein Blockdiagramm für den elektronischen und hydraulischen Kreislauf zum Steuern des Betriebes des Apparates.

Der automatische Analyse- und Meßapparat des optischen Typs umfaßt einen Λ"-Y-Antriebsmechanismus, einen optischen / Abgabe-Mechanismus, einen Reinigungsmechanismus für die Abgabenadel, einen Hebemechanismus und einen Reagenz-/Probenhalter. Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, um jedes der Bestandteile des Apparates anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels strukturell und betriebsmäßig zu beschreiben.

Entsprechend F i g. 1 umfaßt der X- V-Antriebsmechanismus Antriebsmotoren 1, Y als Antriebsquellen für die Bewegung auf der X-Achse bzw. die y-Achse, Kodierer/Dekodierer 2, 2', welche durch die Antriebsmotoren 1 bzw. Γ drehangetrieben sind, Getriebe 3, 3', angetrieben durch die Motoren \,Y, Antriebsscheiben 4,4', welche über die jeweiligen Getriebe 3,3' durch die Motoren 1,1' angetrieben sind, Schlupfkupplungen 5,5', einen mit den Antriebsscheiben 4 und der Schlupfkupplung 5 für den X-Achsenantrieb zusammenwirkenden Riemen 6, ein Paar von Riemen 7 für den y-Achsenantrieb, eine V-Richtung-Antriebswelle 8 für das Antreiben der Riemen 7, Y-Achsen- Führungsschuhe 9, ein Paar von K-Achsen-Führungsschienen 10, X-Achsen-Führungsschuhe 11, X-Achsen-Führungsrollen 12 und ein Paar von X-Achsen-Führungsschienen 13. Die Antriebsmotoren 1, Γ haben jeweilige Antriebswellen, welche beim Antreiben der Getriebe 3, 3' gleichzeitig den entsprechenden Kodierer/Dekodierer 2, 2' drehen, um sowohl den Bewegungsabstand als auch die Bewegungsgeschwindigkeit entlang der X- und V-Achse zu steuern. Die Getriebe 3,3' drehen die Antriebsscheiben 4,4' nach Reduzierung der Drehzahl der Antriebsmoto-

ren 1, 1' entsprechend einem vorgeschriebenen Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnis. Für den Fall der Fehlfunktion oder der Aufbringung einer übermäßigen Kraft sind die Schlupfkupplungen 5, 5' in der Lage, die Übertragung der Drehbewegung von den Antriebsmotoren 1,1' zu den Antriebsscheiben 4,4' zu unterbrechen und die Motoren anzuhalten, was später noch im einzelnen beschrieben wird.

Die K-Achsen-Antriebswelle 8, gedreht durch die Antriebsscheibe 4'. treibt zwei Riemen 7 an, wogegen der

so Riemen 6 direkt von der Riemenscheibe 4 angetrieben wird. Die Riemen 7 sind an einem Abschnitt einer V-Bewegungsplatle \Y befestigt, so daß die Riemen 7 und die Y-Bewegungsplatte 11' sich gemeinsam bewegen. Der Riemen 6 ist an einem Abschnitt des optischen / Abgabemechanismus befestigt, was später noch beschrieben wird, so daß diese sich in gleicher Weise gemeinsam bewegen. Die y-Bewegungsplatte 11 wird auf zwei Führungsschienen 10 in V-Richtung bewegt, und zwar über Führungsschuhe 9 mittels der y-Achsen-Antriebsquelle, welche auf die Riemen 7 wirkt. Der optische / Abgabemechanismus stützt sich andererseits über Führungsschuhe 11 und Führungsrollen 12 auf den Führungsschienen 13 ab und wird durch die A"-Achsen-Antriebsquellc, welche über den Riemen 6 wirkt, in X-Richtung bewegt. Solch eine Anordnung macht es möglich, den optischen / Abgabemechanismus an jede gewünschte Stelle innerhalb einer X-Y-Ebene zu bewegen und dort anzuhalten.

Entsprechend der Darstellung in Fig.2 sind eine Kupplungsplatte 15, eine Kugelhalteplatte 16, die Antriebsscheibe 4 und eine Führungsplatte 17 auf einer Antriebswelle 14 angeordnet, die vom Getriebe für den Antrieb der Antriebsscheibe 4 ausgehen, die Kupplungsplatte 15 ist an der Antriebswelle 14 befestigt, während die Kugelhalteplatte 16, die Antriebsscheibe 4 und die Führungsplatte 17 hinsichtlich der Antriebswelle 14 frei drehbar sind. Die Kupplungsplatte 15 ist mit zumindest drei Löchern 18 versehen, die durch einen Außenumfangsabschnitt derselben gebohrt sind, in Ausrichtung mit zumindest drei Löchern 19, die gleicherweise durch den Außenumfangsabschnitt der Antriebsscheibe 4 gebohrt sind. Die Kugelhalteplatte 16 ist mit Löchern 20 versehen, von denen jedes eine Kugel 21 hält, und zwar in den zusammenwirkenden Löchern 18 und «8 entsprechenden Lagen. Eine Feder 22 ist zwischen der Führungsplatte 17 und einem Anschlag 23 zusammengedrückt, welcher Anschlag durch Aufschrauben auf die Antriebswelle 14 angebracht ist, wodurch die Führungsplatte 17, die Antriebsscheibe 4 und die Kugel 21 in Richtung auf die Kupplungsplatte 15 gedrückt werden, um mit diesen zusammenzuwirken. Für den Fall einer Fehlfunktion oder daß die Antriebsscheibe 4 einer übermäßigen Kraft unterworfen wird, schlüpfen die durch die Platte 16 gehaltenen Kugeln 21 aus den Löchern 18 oder 19, so daß die Führungsplatte 17 gemäß der Darstellung in Fig.2 nach rechts gezwungen wird. Daraus resultiert die Betätigung eines Schalters 24 durch die Führungsplatte 17, welcher den Antriebsmotor 1 anhält. Die durch die Feder 22 aufgebrachte Kraft kann durch Bewegen des Anschlages 23 nach links oder rechts entlang einem Gewindeabschnitt 25 justiert werden. Der Gewindeabschnitt 25 befindet sich auf der Antriebswelle 14, an der der Anschlag 23 angebracht ist.

Da eine korrekte Korrelation zwischen dem Auslesen des Kodierers/Dekodierers 2,2' und den Lagen entlang der X- und Y-Achsen verlorengeht, wenn der Schalter 24 dahingehend betätigt wird, den Motor anzuhalten, ist es wesentlich, daß die Ausgangszustände wieder eingestellt werden, wenn die Kugeln 21 wieder auf die richtige Weise in die Löcher 18 und 19 eingreifen. Um dies vorzunehmen, wird die Y-Bewegungsplatte 11' zusammen mit dem optischen / Abgabemechanismus an den Ursprung der X- und r'-Achse zurückbewegt, wonach das Kodiererlesen wieder rückgestellt ist.

Es sollte festgestellt werden, daß die Schlupfkupplungsanordnung der Schlupfkupplung 5' mit der der Schlupfkupplung 5, welche zuvor beschrieben worden ist. identisch ist. Eine Beschreibung dieser Anordnung wird daher weggelassen.

Der optische-/ Abgabemechanismus-Block, welcher in Fig.3 und 4 dargestellt ist, trägt einen nicht dargestellten Hebemechanismus. Wie später noch zu beschreiben sein wird, ist der Hebemechanismus in der Lage, eine Abdeckung bzw. einen Deckel auf dieselbe Weise zu heben, wie dies ansonsten von Hand erfolgen würde. Der diesen Mechanismus tragende Block kann in jede Lage einer ^-Y-Ebene durch den A'-Y-Antriebsmechanismus der zuvor beschriebenen Art bewegt werden, um einen Abgabevorgang ebenso wie eine optische Messung vorzunehmen.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 und 3 stützt sich der optische / Abgabemechanismus auf einem Paar von Führungsschienen 13 ab, und zwar mittels der X-Achsen-Führungsschuhe 11 und der X-Achsen-Führungsrollen 12. Der optische / Abgabemechanismus der in Fig.3 und 4 dargestellten Art umfaßt ein optisches System, welches aus folgenden Teilen zusammengesetzt ist: Lampengehäuse 30, Kondensor und Lichtverteiler 31, Lichtleitglasfasern 32, ein Bestrahlungslinsengehäu se 33, Bestrahlungslinsen 34, ein Objektiv 35 und ein Lichtaufnahmeelement 36. Der optische / Abgabeme chanismus umfaßt weiterhin eine Abgabevorrichtung 39, welche gerade rechts des optischen Systems in F i g. 4 angeordnet ist. Diese Vorrichtung umfaßt eine Abgabenadel 39', welche im weggebrochenen Abschnitt der F i g. 3 dargestellt ist. Sie kann, wenn nötig, angehoben und abgesenkt werden. Ebenso umfaßt ist ein Impulsmotor 37 zum Auf- und Abantrieb der Abgabenadel 39', und weiterhin ein Rohr 38 für die Überführung des Strömungsmediums.

Fig. 5 und 6 zeigen das Bestrahlungslinsengehäuse 33, welches dazu geeignet ist, eine optische Detektion und Messung mit ausgezeichneter Wirksamkeit und großer Genauigkeit durchzuführen. Licht, welches von dem Lampengehäuse 30 in Fi g. 3 abgegeben wird, wird gleichmäßig über vier Glasfasern 32 mittels des Kondensors 31 verteilt. Dann wird das Licht zu vier Öffnungen 40 übertragen, welche im Bestrahlungslinsengehäuse 33 ausgebildet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein linearer Bildsensor mit einer Reihe von einer Vielzahl von photoelektrischen Wandlerelementen als Lichtaufnahmeelement verwendet, um den Abtastvorgang des X-Y-Antriebsmechanismus wirksam auszunutzen. Dementsprechend erfordert die Bestrahlungsfläche für das optisehe Messen einen feinen und gleichförmigen Lichtstrahl. Das Verfahren der Bestrahlung durch Konvergieren eines feinen Filamentbildes gibt Anlaß zu einer Veränderung der Leuchtdichte und ist als Resultat derselben unerwünscht.

Üblicherweise wird eine Lichttransmission beim Lesen des Musters der zu prüfenden Substanz bevorzugt. Bei der vorliegenden Ausführungsform des Apparates würde jedoch das Vorsehen der Lichtquelle an der Basis des Apparates dessen Konstruktion kompliziert gestalten. Insbesondere würde die Wirkung der von der Lichtquelle abgegebenen Wärme ein Faktor sein, welcher nicht vernachlässigt werden könnte. Dementsprechend erfordert der hierin beschriebene Apparat die Annahme eines Systems, welches auf der Lichtstreuungstechnik basiert. Inzwischen wird eine größere Lichtintensität benötigt, um die Ausleseempfindlichkeit und das SN-Verhältnis zu verbessern. Dies wiederum erfordert Licht von einer Vielzahl von Richtungen und nicht gerade von einer Richtung schräg einfallendes inzidenles Licht. Solch ein Hilfsmittel wird jedoch eine Ungleichförmigkeit der Lichtmenge verhindern, verursacht durch Unterschiede in der optischen Weglänge. Insbesondere bei der Darstellung in Fi g. 5 sind Ausnehmungen 41, von denen nur eine dargestellt ist, in dem Be-Strahlungslinsengehäuse 33 ausgebildet Innerhalb dieser Ausnehmungen sind die Bestrahlungslinsen 34 befestigt, wie dies in Fig.4 dargestellt ist Jede Bestrahlungslinse 34 hat entsprechend der Darstellung in F i g. 7 einen halbkreisförmigen Querschnitt und geneigte ebene Flächen, weiche in Richtung auf das Zentrum der Linse konvergieren, um keilförmige Körper auszubilden, die mit ihren schmalen Enden aneinanderliegen. Bei einer solchen Anordnung wird Licht welches von der Bestrahlungsfläche ausgestreut wird, für Prüfzwecke durch einen Schlitz 42 hindurchtreten, welcher zwischen zwei Linsen 34, 34 vorgesehen ist wie dies in F i g. 4 dargestellt ist

Es wird nun auf Fig.8 Bezug genommen. Entspre-

chend der Darstellung in F i g. 8 wird der Bestrahlungslichtstrahl von der Glasfaser 32 mittels der Schlitze 43 und 44 von Fremdlicht befreit und gelangt durch die Bestrahlungslinse 34 in Form eines Lichtstrahls mit im wesentlichen rechteckigem, länglichem Querschnitt. Das durch die Linse 34 gelangende Licht wird konvergiert und hinsichtlich der optischen Weglänge korrigiert und dann auf ein Ziel 45 gestrahlt, welches auf einer Bestrahlungsfläche sich befindet, im wesentlichen auf gleichmäßige Weise. Genau genommen hat jedoch eine leichte Disparität in der Lichtmenge vor, hinter und an der rechten und linken Seite der Bestrahlungsfläche in F i g. 8 einen beträchtlichen Einfluß auf die Messung. Dementsprechend wird das Licht auch von links auf das Ziel gestrahlt, obwohl dies in F i g. 8 nicht dargestellt ist und es ist eine zweite Linse 34 vorgesehen, wodurch das Ziel total von vier Richtungen bestrahlt wird, um eine größere Genauigkeit hinsichtlich der Messung zu erzielen. Als ein Resultat kann die Detektionsempfindlichkeit und das SN-Verhältnis durch gleichförmigere Gestaltung des auf die Bestrahlungsfläche einfallenden Lichtes verbessert werden.

F i g. 9 zeigt ein Beispiel eines Lichtmusters 46 für die Bestrahlung des Ziels 45 von rechts. Das Lichtmuster 47 für die Bestrahlung des Ziels von links ist in gestrichelten Linien dargestellt. In jedem Fall bildet das Licht ein trapezförmiges Muster auf dem Ziel 45. Die beiden Muster kompensieren sich jedoch gegenseitig, um die fehlende Symmetrie von links und rechts aufzuheben, so daß auf die Bestrahlungsfläche auffallendes Licht in vorbestimmten Winkeln erzielt werden kann.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung entsprechende Wirkungen durch die Verwendung von ringförmigen Linsen erzielt werden können, wird die vorstehende Anordnung bevorzugt, da das Ziel eine rechteckige Form hat. In anderen Worten bedeutet dies, daß eine Ringlinse Abschnitte bestrahlen würde, die keine Bestrahlung erfordern, wodurch die Probe beeinflußt würde. Darüber hinaus ist eine solche Linse schwer herzustellen und würde daher mehr Herstellungskosten erfordern als die Linse entsprechend F i g. 7.

Die Abgabevorrichtung 39 ist in Fig. 10 in größerer Einzelheit dargestellt. Die Abgabevorrichtung 39 umfaßt einen Anhebe- und Absenkmechanismus 48, den der Impulsmotor 37 in Übereinstimmung mit einem aufgenommenen Signal auf- und abbewegt. Der Anhebe- und Absenkmechanismus ist mit einem optischen Verschluß 49 versehen, welcher dem Betätigen eines Grenzschalters 51 dient. Außerdem ist dieser Mechanismus mit einem hydraulischen Anschluß 50 für die Befestigung des Rohres 38 und der Abgabenadel 39' gegenüber einer Vertikalbewegung versehen. Die Abgabenadel 39' wird um einen Betrag abgesenkt, welcher mit der Anzahl der Impulse vergleichbar ist, die dem Impulsmotor 37 von der Rückstellage des Grenzschalters 51 und des Verschlusses 49 zugegeben werden. Die Vertikalbewegung der Nadel ist jederzeit durch die Anzahl der Impulse spezifiziert. Das Positionsverhältnis zwischen der Abgabenadel 39' und dem optischen System ist immer konstant Die Nadel kann in irgendeine Lage bewegt werden, die durch das optische System identifiziert wird, und sie kann in diese Lage abgesenkt werden.

Fig. 11 und 12 zeigen den Reinigungsmechanismus der Abgabenadel, welcher so angeordnet ist, daß die Oberseite desselben im wesentlichen mit der zuvor erwähnten Bestrahlungsfläche fluchtet bzw. in einer Ebene liegt. Da die Abgabenadel 39' für die Bewegung und für das Ausmessen der Mengen der Probe bestimmt ist, wobei sie vorbestimmte Mengen der Probe aufnehmen und die Probe an einer vorbestimmten Stelle ablegen kann, und zugleich ein Reagenzmittel an vorbestimmte Stellen abgibt, treten möglicherweise Probleme hinsichtlich der Verunreinigung zwischen den Proben, das Einführen von Luftblasen und das Zumischen der Reagenzmittel auf, welche alle erheblich nachteilige Auswirkungen haben können.

Insbesondere Verunreinigungen auf der Außenseite der Abgabenadel können ein Rosten induzieren und die Genauigkeit der Quantitätsbestimmung reduzieren.

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen ist es bevorzugt, durch Verwendung einer physiologischen Salzlösung oder unter Verwendung von destilliertem Wasser eine Reinigung durchzuführen, gefolgt von einem Abwischen mit einem Stück sauberen, frischen Papiers. Da dies nicht ordnungsgemäß mit einem automatischen Analysegerät durchführbar ist, wird folgende Einrichtung und folgendes Verfahren verwendet.

Bei der Ausführungsform, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist, umfaßt der Reinigungsmechanismus einen Hauptkörper 66 mit einem Lufteinlaß 61, einem Flüssigkeitseinlaß 62, einem zentral angeordneten konischen Hohlraum 52, einem Auslaß 63, eine mit dem Lufteinlaß 61 verbundene Passage 64 und eine mit dem Flüssigkeitseinlaß 62 verbundene Passage 65, einen Zwischenabschnitt 67 in der Oberseite des Hauptkörpers 66 an einem zentralen Abschnitt desselben, welcher Zwischenabschnitt 67 eine Vielzahl von unteren Passagen 60 und eine Vielzahl von oberen Passagen 60' zum Ejizieren einer Spülflüssigkeit bzw. Spülluft umfaßt, und eine Abdeckung 68 zum Abdecken des Hauptkörpers 66 und des Zwischenabschnittes 67. Die Abdeckung 68 ist am Ort durch Schrauben 69 abgedichtet, um eine Leckage von Gas und Flüssigkeit zu vermeiden. Die Abdekkung 68 hat eine zentral angeordnete Öffnung 53, welche mit einer zentralen Passage 54 in Verbindung steht. Diese Passage 54 ist im Zwischenabschnitt 67 ausgebildet und hat einen Durchmesser, welcher das Durchragen der Abgabenadel 39' erlaubt. Die unteren Passagen 60 und die oberen Passagen 60' verlaufen schräg nach unten und münden in die Passage 54 nahe dort, wo sie auf den konischen Hohlraum 52 treffen. Die unteren Passagen 60 stehen mit einer Ringpassage 57 in Verbindung, die im Zwischenabschnitt 67 vorgesehen ist und die wiederum mit dem Spülflüssigkeitseinlaß 62 in Verbindung steht. Die oberen Passagen 60' stehen mit einer Ringpassage 56 in Verbindung, die in der Abdeckung 68 vorgesehen ist. Die Passagen 60' stehen mit dem Lufteinlaß 61 in Verbindung. Druckluft wird von einem Rohr 58, welches zum Lufteinlaß 61 führt, in die oberen Passagen 60' eingeführt. Die Spülflüssigkeit wird aus einem Rohr 59, welches mit dem Spülflüssigkeitseinlaß 62 in Verbindung steht, in die unteren Passagen 60 geleitet.

Beim Betrieb wird die Abgabenadel 39' durch den X- Y-Antriebsmechanismus bewegt, um die Abgabenadel 39' über das Zentrum der Öffnung 53' des Spül- und Reinigungsmechanismus anzuordnen. Es wird dann ein Signal dem Impulsmotor 37 des Abgabemechanismus 39 zugeführt, um die Abgabenadel 39' in eine vorbestimmte Lage innerhalb des Hohlraumes 52 abzusenken. Wenn diese Lage erreicht wird, verursacht das angelegte Signal ein Anheben der Abgabenadel 33', während die Nadel mit der Spülflüssigkeit besprüht wird, weiche durch die unteren Passagen 60 ejiziert wird. Nachdem dieser Vorgang einmal oder mehrere Male wiederholt worden ist, wird die Abgabenadel 39' erneut abgesenkt und dann langsam angehoben, während sie den Strömen

den Strömen durch die oberen Passagen 60' ejizierter Luft unterworfen wird, wodurch die Spülflüssigkeit vollständig von der Nadel abgeblasen wird. Dies bringt dieselbe Wirkung mit sich, wie das Abwaschen der Nadel mit Papier oder einem Tuch. Das Abspülen des Inneren der Abgabenadel 39' erfolgt dadurch, daß alternierend Reinigungsflüssigkeit und Luft durch die Nadel geschickt wird, wenn sich die Nadel in der untersten Lage befindet. Der letzte Schritt besteht in dem Durchschikken von Luft durch die Nadel, um die Flüssigkeit zu entfernen.

' Der vorstehende Vorgang wird einmal bis mehrere Male wiederholt, und zwar in Abhängigkeit von den besonderen Erfordernissen. Wenn beispielsweise eine Probe oder ein Reagenzmittel aufgenommen wird und in einem vorbestimmten Betrag an einer Anzahl von Stellen abgelegt wird, muß das Äußere der Abgabenadel nur einmal gereinigt und dann nur einmal reingeblasen werden, um Tröpfchen von der Außenseite der Nadel vollständig zu entfernen. Das Resultat besteht in einer merklichen Zunahme der Genauigkeit der Quantitätsbestimmung, ohne jegliche Gefahr dahingehend, daß die Probe oder das Reagenzmittel von der Nadel abtropft.

Vorzugsweise sind vier bis sechs der oberen und unteren Passagen 50' und 60 vorgesehen, um ein gleichförmiges Reinigen des Äußeren der Abgabenadel sicherzustellen. Weiterhin wird der Reinigungswinkel der oberen Passagen 60' auf solche Weise eingestellt, daß der Punkt, bei dem sie durch deren Verlängern die Nadel kreuzen wurden, sich innerhalb des konischen Hohlraumes 52 befindet, und ein wenig höher als der Punkt, an dem die unteren Passagen 60 die Nadel kreuzen wurden, wodurch sichergestellt ist, daß die Nadel fehlerlos reingeblasen wird. Das Vorsehen des konisch geformten Hohlraumes 52 richtet die ejizierte Luft und die ejizierte Flüssigkeit nach unten in Richtung auf den Auslaß 63, um zu verhindern, daß diese aus der Öffnung 53 ausgeblasen werden. Der Auslaß 63 kann daher in einem Zustand gehalten werden, in dem dieser mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ohne daß es notwendig ist, einen Saugdruck am Auslaß anzubringen.

Der Hebemechanismus ist dazu bestimmt und geeignet, einen Deckel anzuheben, welcher dazu vorgesehen ist, das Verdampfen von Wasser zu verhindern, welches sich im von einem Gefäß aufgenommenen Reaktionsträger befindet. Außerdem kann mit dem Hebemechanismus der Deckel wieder an seinen Bestimmungsort zurückgebracht werden, und zwar nach dem Abgeben des vorgeschriebenen Reagenzmittels oder der Probe oder nach dem vollständigen Durchführen der optischen Messung. Der Hebemechanismus kann auch einen anderen Gegenstand aufnehmen und bewegen und an einer vorbestimmten Stelle anheben und absenken. Der anzuhebende Gegenstand ist im wesentlichen am Schwerpunkt mit einem Paar von Haken 70 versehen, die im wesentlichen die Querschnittsform eines umgekehrten L haben, wie dies in F i g. 14 dargestellt ist. Gemäß Fi g. 13 und 14 sind die Haken 70 an der Oberseite eines flachen Deckels 71 mittels eines Klebers oder dergl. befestigt. Die nach außen gerichtete Seite jedes Hakens 70 ist mit einer Lichtabschirmplatte 72 versehen, um einen Lichtstrahl für den Zweck des Feststellens zu unterbrechen, daß der Deckel tatsächlich angehoben worden ist. Es ist zulässig, sowohl den Haken 70 als auch die Abschirmplatte 72 aus einem opaken synthetischen Harz herzustellen.

Der Hebemechanismus ist an dem optischen / Abgabemechanismus an einer Stelle befestigt, wo der angehobene Gegenstand, wie der Deckel 71, nicht den Abgabevorgang und die optische Messung beeinträchtigen kann. Das Positionsverhältnis zwischen dem Hebemechanismus, dem optischen System und dem Abgabemechanismus ist fest.

Es wird nun auf F i g. 15 bis 17 Bezug genommen, um die Konstruktion und den Betrieb des Hebemechanismus zu beschreiben. Stützplatten 73 und 74 sind fest an einem Abschnitt des optischen / Abgabemechanismus befestigt, welcher sich auf den Schienen 13 abstützt. Eine Anbringplatte 76 hängt von den Stützplatten 73 und 74 mittels Pufferfedern 75 nach unten. An der Anbringplatte 76 sind ein Impulsmotor 77, optisch abfühlende Schalter 78,79, eine Führung 80 zum Führen einer Lichtabschirmplatte 81 zu einem Fühlschalter 78, und Blattfedern 82 zum Halten des Deckels 71 in einer horizontalen Haltung vorgesehen. Ein Arm 83 ist an einem Ende des Impulsmotors 77 für eine Vertikalbewegung dadurch gekuppelt. Am anderen Ende des Armes 83 ist das Ende eines flachen Hebers 84 befestigt, welcher eine Lichtabschirmplatte 81 hat. Das andere Ende des Hebers 84 hat eine flache Platte 85 in Form eines Rechtekkes mit abgerundeten Ecken. Die flache Platte 85 hat eine Dicke und eine Breite, die es erlaubt, zuverlässig in einen Raum 86 einzudringen, welche entsprechend Fig. 14 von gegenüberliegenden Haken gebildet wird, die am Deckel 71 vorgesehen sind. Führungsplatten 87 zum Steuern der Haltung sind am oberen Abschnitt der ebenen Platte 85 vorgesehen, um zu verhindern, daß der angehobene Deckel 71 sich dreht und von Seite zu Seite kippt.

Der Fühlschalter 78 erfaßt die Lage der Lichtabschirmplatte 81 auf dem am Ende des Armes 83 befestigten Lifters 84 und beendet die Aufwärtsbewegung des Lifters am oberen Ende des Hubes. Der Fühlschalter 79 erfühlt die Lichtabschirmplatten 72 des Deckels 71 und wird für die Feststellung verwendet, ob der Deckel angehoben worden ist.

Beim Betrieb des Hebemechanismus wird der Mechanismus durch den X- Y-Achsenantrieb bewegt, bis dessen Mitte eine Lage kurz bei den Haken 70 erreicht. Der Impulsmotor 77 wird dann betätigt, um den Arm 83 um einen Abstand abzusenken, welcher der Anzahl der dem Motor zugeführten Impulse entspricht, wonach der X-y-Antriebsmechanismus so gesteuert wird, daß er den an dem Ende des Armes 83 befindlichen Heber 84 in den Raum zwischen den gegenüberliegenden Haken 70 des Deckels 71 bringt. Wenn der Impulsmotor 77 dahingehend instruiert worden ist, den Arm 83 anzuheben, wird der Deckel 71 angehoben, stößt gegen die Blattfedern 82 und wird in der Lage gehalten, wo die Lichtabschirmplatte 81 durch den Fühlschalter 78 erfühlt worden ist, nämlich in der Lage, die durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Die Fühlschalter 79 stellen nun fest, ob der Deckel sich in der vollständig angehobenen Lage befindet. Wenn dies der Fall ist, kann der Abgabevorgang und die optische Messung durchgeführt werden. Nach der vollständigen Durchführung dieser Vorgänge wird der Arm 83 erneut abgesenkt, um den Deckel in seine ursprüngliche Lage zurückzubringen.

Die Pufferfedern 75 der zuvor erwähnten Art sind Zugfedern, welche keinen Freiraum zwischen benachbarten Drahtwindungen haben. Die Federn halten die Anbringungsplatten 76 auf einem vorbestimmten Niveau, solange der Mechanismus nicht einer übermäßigen Kraft unterworfen ist. Beispielsweise werden die Federn 75 für den Fall einer Stoßeinwirkung kippen

oder sich strecken und die Beschädigung des Hebemechanismus und der diese umgebenden Gegenstände verhindern. Sie kehren in ihre Ursprungshalterungen zurück, wenn die Zustände sich wieder normalisiert haben.

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Konstruktion kann daher ein Gegenstand nur dadurch angehoben werden, daß er mit einem Paar Haken 70 versehen wird, der Hebemechanismus abgesenkt wird, um die Haken zu ergreifen und dann der Mechanismus angehoben wird, um den Gegenstand anzuheben. Dies ermöglicht das Anheben eines Gegenstandes, wie eines Dekkels, und das zuverlässige Wiederabsetzen auf sehr einfache Weise.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 18—23 umfaßt ein Reagenzmittel- und Probenhalter einen Halterhauptkörper 90 und einen Deckel 91. Bei der Benutzung hält dieser Halter eine Reihe von offenen Reagenzgläsern, Teströhrchen, und dgl., welche durch eine Abschirmung aus Aluminiumfolie Al abgedeckt sind, wie dies in Fig. 23 dargestellt ist. Diese Aluminiumfolie befindet sich zwischen diesen und dem Deckel 91, um die Gefäße frei von Staub oder anderen Verunreinigungen zu halten und ein Verdampfen der Reagenzmittel und der Proben zu verhindern. Die Abgabenadel 39' wird abgesenkt, um die Aluminiumfolie zu punktieren und dann das gewünschte Reagenzmittel oder die gewünschte Probe aufzunehmen.

Der Halterkörper 90 ist ein gegossener Körper aus Kunststoff oder dgl. und hat Löcher 92,93, die in seinem Boden ausgebildet sind, um die Reagenzgläser oder Testrohre aufzunehmen. Die Löcher dienen außerdem dem erleichterten Waschen und dem Wegspülen von Spülflüssigkeiten. Die Löcher 93 halten eine Reihe von Reagenzgläsern, während die Löcher 92 dazu bestimmt sind, kleine, wegwerfbare Testrohre aus Kunststoff zu halten. An zwei gegenüberliegenden Rändern des Dekkels 91 sind eine Vielzahl von Blattfedern 94 befestigt, um zu verhindern, daß die Aluminiumfolie sich ablöst, deren äußere Ränder zwischen dem Halterkörper 90 und dem Deckel 91 eingelegt sind. Der Deckel 91 umfaßt eine Platte aus rostfreiem Stahl mit Fenster beträchtlichen Ausmaßes. Diese Fenster erlauben einen Zugang zu den Reagenzgläsern und den Testrohren über die Aluminiumfolie, wie dies in Fig.23 dargestellt ist. Die größenmäßige Bemessung ist so, daß die Fläche des Deckels nicht den zweidimensionalen Bewegungsweg der Abgabenadel 39' behindert. Kerben 96 bzw. Einschnitte 96 und ein Langloch 97 für den Eingriff von nicht dargestellten Positionierstiften sind am Rand 95 des Halterkörpers 90 asymmetrisch angeordnet oder nur an einer Seite desselben, um sicherzustellen, daß der Halter auf richtige Weise ausgerichtet an Ort gebracht wird. Wenn der Deckel 91 abgenommen wird, werden die Blattfedern 94 schräg nach außen abgehoben.

Es ist bevorzugt, daß der Reagenzmittel- und Probenhalter neben dem Abgabenadel-Reinigungsmechanismus vorgesehen ist, wie dies in Fig.23 dargestellt ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, den Abstand zwischen diesen beiden Einheiten zu reduzieren, da die Abgabenadel 39' stets zum Reinigungsmechanismus getragen wird, um das Äußere der Reinigungsnadel von überschüssiger Flüssigkeit zu reinigen, und zwar unmittelbar nachdem die Nadel das Reagenzmittel oder die Probe aufgenommen hat

Der beschriebene Apparat macht es möglich, ohne menschliche Einwirkung in zeitlichem Wechsel den Formationsprozeß einer bakteriellen Kolonie automatisch und kontinuierlich zu messen. In solch einem Fall reicht es aus, lediglich Petrischalen mit einem Kulturgel zu füllen und die Petrischalendeckel mit den Haken 70 der zuvor beschriebenen Art zu versehen. Dies ermöglicht ein automatisches Anheben der Deckel von der Vielzahl von Petrischalen zur gleichen Zeit, das Einokulieren von Bakterien in die Petrischalen, das Wiederaufsetzen der Deckel, das intermittierende optische Abtasten der Kulturen und das Messen des Wachstums der Kolonien durch Fotografie oder numerisch mittels einer Mustererkennung. Der bechriebene Apparat macht es ebenso möglich, auf gleiche Weise die bakterizide Fähigkeit hinsichtlich der unterschiedlichen Bakterientypen zu messen. Der Apparat ist im Bereich der klinischen Medizin einsetzbar, wo Proben einer immunologischen Messung unterworfen werden, um den Bluttyp festzustellen. Außerdem ist ein immune Globulinmessung und eine Serumproteinmessung mittels der SRID-Methode (radiale Immunodiffusion) möglich. Schließlich ist der Einsatz der Vorrichtung bei der Messung verschiedener Antigen-Antikörper-Reaktionen möglich, wie beispielsweise bei Experimenten hinsichtlich der Agglutinationsreaktion im Blut.

Die den Apparat bildende Gesamtanordnung der Elemente ist verständlich aus F i g. 24, aus der ersichtlich ist, daß Tröge 125 zusammen mit dem Reinigungsapparat (3) für die Abgabenadel und den Halter für das Reagenzmittel und die Probe der zuvor beschriebenen Art an vorbeschriebenen Stellen auch angeordnet sind, horizontal gehalten durch den Hauptkörper 119 des Apparates. Der X-K-Antriebsmechanismus trägt den optischen / Abgabemechanismus und ist an einem Abschnitt des Hauptkörpers 119 auf solche Weise befestigt, daß er sich über dem Reinigungsmechanismus (3), den Trögen 125 usw. bewegt. Von der Vielzahl von Trögen 125 ist der in der linken unteren Ecke (entsprechend der Darstellung in Fig. 24) mit Öffnungen 137 versehen, damit die Injektion von Proben für die Immunelektrophorese möglich ist. Außerdem sind Nuten für ein Antiserum vorgesehen.

Ein Beispiel des elektrischen und hydraulischen Kreises für den Bereich des Apparates ist in Fi g. 25 dargestellt. Der Teil, welcher von einer unterbrochenen Linie eingekreist ist, ist der Abtastteil des Apparates und setzt sich zusammen aus einer Lichtquelle 150, einer Lichtaufnahmeeinheit 151, einem Fühlkreis 152, einer Lichtquellenenergieversorgung 153, einem Abgabemechanismus 154 und einem Hebemechanismus 155. Das Abtasten erfolgt durch Antriebsquellen 156, 157 für die X- bzw. Y-Achse. Eine Energieversorgung 159 versorgt einen Pufferbehälter 158 mit einer Spannung für die Elektrophorese. Ein elektrischer Steuerkreis 160 steuert den Betrieb der Einheiten 153 und 157 und kann eine hydraulische Steuereinheit 161 antreiben. Letzterer steuert die Abgabe der Druckluft von einer Pumpe 162 sowie die Abgabe einer Spülflüssigkeit von einem Spülflüssigkeitstank 165 über Ventile 163,164. Die hydraulische Steuereinheit 161 steuert so die Abgabe der Luft oder der Spülflüssigkeit zum Abgabemechanismus 154 und zum Reinigungsmechanismus 165 für die Abgabenadel. Weiterhin erfolgt eine Steuerung der Aufnahme der Proben oder der Reagenzmittel durch die Abgabenadel.

Der Fühlkreis 152 und der elektronische Steuerkreis 160 sind mit einem Datenrechenkreis 157 verbunden, welcher seinerseits mit einem Speicherkreis 168, einer CRT-Anzeige 169, einer Eingangseinheit 150 und einem Datendrucker 171 verbunden ist. Ein Ausgangssigna] vom Fühlkreis 152 wird im SDeicherkrek 1fi8 rinrrh"rlpn

Datenberechnungskreis 167 gespeichert welches ebenso eine Umwandlung des Signals in einer Anzeige auf der CRT-Anzeige 169 veranlaßt oder direkt mittels eines Druckers 171 in eine gedruckte Information umwandelt. Durch Ausführung einer Vielzahl von Berechnungen kann darüber hinaus der Datenberechnungskreis 167 neben anderen Aktivitäten die Dichte einer Vielzahl von Proben durch Mustererkennung oder auf der Basis von Meßdaten messen und kann die Resultate im Drucker 171 ausdrucken oder erlaubt die Anzeige mittels der CRT-Anzeige 169. Die Folge dieser Berechnungen sowie die zum elektronischen Steuerkreis 160 gesandten Befehle werden durch ein vorgeladenes Programm bestimmt, welches gestartet und wenn nötig durch die Eingangseinheit Il 70 modifiziert wird.

Ein Beispiel eines für die elektrophoretische Messung verwendeten elektronischen und hydraulischen Kreises wird nun beschrieben. Zunächst wird der Pufferbehälter mit einer Pufferlösung gefüllt. Reagenzgläser und Testrohre, die die Proben enthalten, werden in den entsprechenden Halter 90 eingesetzt (siehe F i g. 18 und 19), die Tröge 125 mit ihren jeweiligen Deckeln werden auf den Pufferbehältern aufgereiht und in die Eingangseinheit 170 gelangt ein Meßstartsignal. Der Datenberechnungskreis 167 erwidert durch Aussenden eines Befehlssignales zum elektronischen Steuerkreis 160 in Übereinstimmung mit dem in den Speicherkreis 168 eingegebenen Programm, wodurch die Lage der Tröge sowie die Lagen der Halter für das Reagenzmittel und die Proben und des Reinigungsmechnanismus für die Identifizierung optisch abgetastet werden. Wenn keine Abnormalitäten festgestellt werden, verschiebt sich der Vorgang auf den nächsten Behandlungsschritt. Insbesondere wird die Abgabenadel gereinigt und dann zu einem Probeninjektionsloch 137, welches in F i g. 24 dargestellt ist, getragen, um eine vorbestimmte Menge einer Probe abzugeben, wobei der Abgebevorgang sukzessive wiederholt wird, sofern dies erforderlich ist. Bei einem solchen Vorgehen arbeitet der optische / Abgabemechanismus, der Reinigungsmechanismus für die Abgabenadel und der Hebemechanismus wie zuvor beschrieben zum Reinigen der Nadel, zum Aufnehmen der vorbestimmten Menge einer Probe, zum erneuten Reinigen der Peripherie der Nadel, zum Abnehmen des Deckels von einem Trog, zum Absenken der Abgabenadel in die vorbeschriebene Lage, zum Abgeben der Probe, zum Zu·· rückbringen des Deckels und zum erneuten Waschen der Nadel, wobei alle diese Schritte, wenn nötig, wiederholt werden. Wenn das Abgeben der Proben für die auf einem Paar von Pufferbehältern abgesetzten Trö&e vollständig durchgeführt worden ist, werden die in den Pufferbehältern befindlichen Elektroden dahingehend erregt, den elektrophoretischen Vorgang einzuleiten, wonach man beginnt Proben in die nächste Reihe von Trögen einzugeben. Nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode wird die Zufuhr von Elektrizität abgeschnitten und ein tieffärbendes Mittel durch die Abgabenadel eingegeben, urn die Proben zu färben. Die Proben werden dann abgelesen, um die Dichte jeder Komponente zu messen.

Beim Ausführen der Immunelektrophorese auf der Basis einer Immunreaktion wird Antisemit! in jede Antiserumnut 138 abgegeben, nachdem die elektrophoretische Energiezufuhr abgeschaltet worden ist und die Immundiffusion über eine Periode von mehreren oder mehreren Dutzend Stunden stattgefunden hat. Sedimentationslinien, verursacht: durch die Antigen-Antikörper-Reaktion erscheinen in der Gelschicht des Troges und erlauben das Lesen von niedergeschlagenen Partikeln, sogar die Färbebehandlung. Die Sedimentationslinien erlauben die Identifizierung der Probenkomponenten und das Messen der Dichte mittels einer Mustererkennung. Es sollte festgestellt werden, daß die Dichtenmessung über eine Anzahl von Läufen in einer Sequenz entsprechend einem Programm gemessen werden kann und daß die Messung auf das Feststellen spezifischer Komponenten begrenzt werden kann in Abhängigkeit von der partikulären Antiserum-Kombination. Um weiterhin die Meßfehler zu reduzieren, kann es einer Standard-Antigen-Antikörper-Reaktion erlaubt sein, simultan fortzuschreiten, und es kann ein Vergleich mit der Sedimentationsliniendichte erzielt werden, die aus der Reaktionsrate der Standardsubstanz resultiert. Solch ein Hilfsmittel schafft eine erheblich verbesserte Meßgenauigkeit.

Der Apparat mit den Pufferbehältern und den Trögen macht es möglich, mit hoher Genauigkeit eine automatische Messung zu erreichen, wobei die Genauigkeit viel größer ist als dies bisher bei herkömmlichen Apparaten und der herkömmlichen Technik der Fall war. Dies wird durch optisches Abtasten der Probeninjektionslöcher und der Antiserum-Injektionsnuten im voraus erzielt, um ihre Lagen festzustellen. Dann werden die geeigneten Substanzen an den vorbestimmten Lagen mit einer Dimensionsgenauigkeit im Bereich von Mikrons abgegeben. Die Stellen und/oder die Muster der resultierenden fraktionierten Substanzen oder der durch eine Immunreaktion verursachten Sedimentationslinien werden gemessen, wobei die Stützkörper vom Beginn des Prozesses bis zum Ende in Ruhe verbleiben. Es werden kontinuierliche Vergleiche mit zuvor erzielten Resultaten vorgenommen, während die Messung fortschreitet. Dementsprechend wird viel mehr Information im Verhältnis zur Lage, Dimension und Dichte der Reaktionssubstanzen erzielt, als wenn die Systeme während der Untersuchung behandelt und unabhängig gemessen wurden.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optischer, automatischer Analyse- und Meßapparat, mit

a) einem X- ^Antriebsmechanismus (1 bis 10),

b) einem optischen Abgabe-Mechanismus, der ein optisches System (30 bis 36) und eine Abgabevorrichtung (39) mit einer Abgabenadel (39') aufweist,

c) einem Hebemechanismus (70 bis 87), der ein Hebeorgan aufweist, welches ein von der Abgabenadel (39') entferntes Objekt heben und absenken kann,

d) einem Reagenz-/Probenhalter (90) mit Gefäßen für Reagenzien und Proben, und

e) einem Reinigungsmechanisrr.js für die Abgabenadel,

migen Querschnitt mit geneigten ebenen Flächen hat, welche in Richtung auf das Zentrum der Linse konvergieren, um so keilförmige Körper auszubilden, die mit ihren schmalen Enden aneinanderliegen, und daß zwischen zwei Bestrahlungslinsen (34) ein Schlitz (42) vorgesehen ist