DE3237999C2

DE3237999C2 -

Info

Publication number: DE3237999C2
Application number: DE3237999A
Authority: DE
Inventors: Pedro Cabrera; Glenn Miami Fla. Us Talbot; Larry Hialeah Fla. Us Carman
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1992-07-02
Also published as: FR2514504B1; JPH0488856U; DE3237999A1; FR2514504A1; CH650594A5; CA1166038A; GB2108661B; JPS5876765A; US4387076A; SE8205822D0; GB2108661A; SE8205822L

Description

Die Erfindung betrifft eine Probenzuführvorrichtung für luftdicht verschlossene Probenbehälter in einem Probenanalyse gerät

Aus der DE 20 01 345 A1 ist eine Vorrichtung zum Entnehmen von Proben aus luftdicht verschlossenen Probenbehältern be kannt. Diese Vorrichtung ist als eine Einheit aufgebaut, die vom Probenanalysegerät getrennt ausgebildet und nur über Leitungen für die Zuführung der Proben und Steuerleitungen verbunden ist. Diese bekannte Vorrichtung weist eine Aufnahme für verschlossene Probenbehälter auf. Hierfür sind zwei im Abstand angeordnete, parallele antreibbare Stangen mit Schnecken gängen vorgesehen. Zwischen diese können Probengefäße einge lagert werden. Diese werden von den Schneckengängen gehalten. Die eingelegten Behälter werden durch diese Aufnahme nach ab wärts in eine Entnahmestellung bewegt. Hierbei nehmen sie eine leicht schräge Lage ein. Das durch ein Gummipfropfen verschlossene Ebene liegt dabei am tiefsten. Es ist eine hin- und her bewegbare horizontale angeordnete Ansaugnadel vorhanden, die den Verschlußpfropfen des in Entnahmestellung befindlichen Behäl ters durchsticht. Die entnommene Probe wird zu einem getrennten Probenanalysegerät weitergeleitet. Die Steuerung der bekannten Vorrichtung erfolgt vom getrennten Analysegerät aus. Nachteilig ist, daß der getrennte Aufbau des Probenanalysegerätes und der Probenzuführvorrichtung räumlich unnötig groß baut. Zudem ist die elektronische Steuerung für den Gesamtzyklus sehr aufwendig und kompliziert. Schließlich ist auch die Entnahme und Überführung der jeweiligen Probe zum Probenanalysegerät nicht optimal.

Die US-PS 37 48 911, 42 74 285 und 38 41 835 beschreiben Vor richtungen zum Entnehmen von Proben aus Probengefäßen durch Durchstechen von Verschlußpfropfen eines Probengefäßes. Nach teilig ist hierbei, daß keine Entnahme von Proben aus auto matisch aufeinander folgenden Probenbehältern möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Probenzuführvor richtung für luftdicht verschlossene Probenbehälter so aus zubilden, daß sie zusammen mit dem Probenanalysegerät raum gedrängter und einfacher aufgebaut werden kann, zusammen mit dem Probenanalysegerät in einem Gesamtzyklus die einzelnen Proben bei einfachster Steuerung und automatischer Zuführung der Probenbehälter zur Probenentnahmestelle ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patent anspruches 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sich durch den Zusammen bau von Probenzuführvorrichtung und Probenanalysegerät eine kompakte raumgedrängte Baueinheit ergibt. Die Halterung für die Aufnahme der verschlossenen Probenbehälter weist einen ersten Fühler auf, der betätigt durch den Probenbehälter die Halterung zur Ausrichtung des Probenbehälters mit der Ansaugnadel schaltet. Es ist weiter ein zweiter betätigbarer Fühler vorhanden, der nach Ausrichtung des Probenbehälters mit einer Ansaugnadel betätigt wird und als Folgeschaltung den Gesamtzyklus des Probenanalysegerätes in Betrieb setzt. Hierdurch kann die Steuerung und die Anordnung der Probenzuführvorrichtung er heblich vereinfacht werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt der Vorderseite eines Probenanalysegerätes mit Probenzuführungsvor richtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Ansaugnadel mit Gehäuse.

Fig. 1 zeigt einen Teilbereich der Vorderseite eines Proben analysegerätes 2, wie z. B. ein Blutanalysegerät, Coulter Counter Model S.

Obwohl in der nachstehenden Beschreibung Blutproben und ein Blutanalysegerät beschrieben werden, können auch andere Proben substanzen verwendet werden, z. B. aus der Chemie oder für die Kontrolle von Verschmutzungen und dgl.

Die Überwachung der Arbeitsweise des Analysegerätes erfolgt durch eine eingebaute automatische Programmiereinrichtung 7, wie sie z. B. im US-Patent 35 49 994 gelehrt wird.

Durch die verschlossene Probenröhre wird nach Aufnahme durch die Probenzuführvorrichtung nicht nur die Übertragung des Probenmaterials, sondern auch der gesamte und fortschreitende Zyklus der Programmiereinrichtung 7 einge leitet.

Die Vorderseite des Analysegerätes 2 weist eine Aufnahmestation 10 mit Aufnahmeausnehmung auf, welche auf die Form eines Pro benbehälters 12 abgestimmt ist, so daß der Probenbehälter 12 auf einer Haltegabel 14 geführt werden kann, wie dies besser in Fig. 2 zu erkennen ist. Eine nicht dargestellte Eingabevorrich tung kann vorgesehen sein, die sich in die Aufnahmestation 10 öffnet, so daß mehrere Probenbehälter 12 gehalten und nach einander einzeln in die Aufnahmestation 10 überführt werden können. Eine Öffnung 16 für die Abfuhr der benutzten Proben behälter 12′ befindet sich ebenfalls an der Vorderseite des Analysegerätes 2 und nimmt diese auf, die von der Halterung abgegeben werden, was nachstehend noch genauer beschrieben wird.

Die Öffnung 16 kann eine Sammelablage 17 oder dgl. aufweisen, auf der mehrere benutzte Probenbehälter 12′ zur leichteren Entfernung gesammelt werden können.

Zur leichteren Darstellung und übersichtlicheren Ansicht ist Fig. 2 um ca. 120° gegenüber der Position nach Fig. 1 gedreht worden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Halterung 14 eine durch einen Motor 20 oder eine andere Antriebsvorrichtung dreh bare Spindel 18 auf. Klammern und andere Befestigungs- und Verbindungsteile sind zur Vereinfachung der Zeichnung und über sichtlicheren Ansicht nicht dargestellt. Die gezeigte Halterung 14 kann drei um 120° zueinander versetzt angeordnete Proben behälter 12 aufnehmen; sofern es erwünscht ist, kann sie jedoch auch für mehr Probenbehälter 12 und andere Winkelversetzungen ausgebildet werden.

Zwei parallele Scheiben 22 und 24 dienen der Positionierung der Probenbehälter 12 im Hinblick auf die Spindel 18 und zueinander. Sie weisen halbrunde Ausnehmungen 26 auf, in welche die Probenbehälter 12 passen. Der Längsabstand zwischen den Scheiben 22 und 24 ist geringer, als die Länge eines Proben behälters 12, so daß sich das Ende 28 des Probenbehälters 12 über die obere Scheibe 22 hinweg erstreckt. Die durch die Absperrvorrichtung 30 verschlossene Ausnehmung des Probenbehälters 12 befindet sich unterhalb der unteren Scheibe 24.

Am unteren Ende der Spindel 18 befindet sich eine Grundplatte 32, die sich mit der Spindel 18 dreht und in der sich drei Durchgangsöffnungen 34 befinden, die axial mit den Ausnehmungen 26 ausgerichtet sind; es sind nur zwei dieser Öffnungen 34 dar gestellt, da sich die dritte im weggebrochenen Teil unterhalb der Absperrvorrichtung 30 befindet.

Diese Ausrichtung bewirkt, daß sich der Mittelpunkt der Fläche der Absperrvorrichtung 30 direkt über einer Öffnung befindet, was nachstehend noch genauer beschrieben wird.

Am oberen Ende der Spindel 18 befindet sich ein Abdeckteil 36, welches an der Spindel 18 gesichert oder aber in festes Teil an dieser sein kann, wie z. B. Teil der Halteklammer für die Halterung 14. Die untere Fläche des Abdeckteils 36 könnte mit Pufferelementen versehen sein zum Schutz des geschlossenen Endes des Probenbehälters 12 während des Ansaugvorganges. Zu diesem Zeitpunkt wird der Probenbehälter 12 durch die Ansaug nadel 38 leicht nach aufwärts gedrückt.

In Fig. 1 ist der Probenbehälter 12 so angeordnet, wie wenn er gerade in die Halterung 14 eingeführt worden wäre. Nach Fig. 2 ist die Halterung 14 das erste Mal um 120° gedreht worden, so daß der Probenbehälter 12 mit der Ansaugnadel 38 und auch mit der Durchgangsöffnung 34 unterhalb der Absperrvorrichtung 30 ausgerichtet ist.

Ferner ist ersichtlich, daß die Halterung 14 bzgl. der ver tikalen Ebene um ca. 45° geneigt ist, so daß sich das flüssige Probenmaterial aufgrund der Schwerkraft an dem Ende der Röhre 12 befindet, an dem die Absperrvorrichtung 30 angeordnet ist. Wenn die Ansaugnadel 38 durch die Absperrvorrichtung 30 hin durchtritt, trifft sie daher im Inneren der Absperrung nicht auf Luft.

Nach Entnahme der Probenaliquote aus dem Probenbehälter 12 und nach Zurückziehen der Ansaugnadel 38 aus der Absperrvorrichtung 30 und der Öffnung 34 in eine Position unterhalb der Grund platte 32 wird der Motor 20 eingeschaltet, so daß sich die Halterung 14 wiederum um 120° weiterbewegen kann, um die benutzten Probenbehälter 12′ in Abführposition zu bringen, wobei die Schwerkraft das Herausfallen der Probenbehälter 12′ aus den Ausnehmungen 26 in Höhe der Abführöffnung 16 und die Aufnahme auf die Sammelablage 17 bewirkt. Um zu vermeiden, daß einer der Probenbehälter 12 nach dem Einsetzen in die Aus nehmungen 26 und vor dem Erreichen der Abführposition sich aus den Ausnehmungen 26 bewegt, kann ein gebogenes Halteteil 40 vorgesehen sein, welches etwa um 180° die Halterung 14 über greift und in der Abführposition endet. Es ist nur ein Teil stück des Halteteils 40 zur leichteren Ansicht dargestellt. Dieses Halteteil kann Teil der Halterung 14 sein.

Es ist ein Fühler 42, z. B. ein Mikroschalter, so angeordnet, daß er durch einen Probenbehälter 12 betätigt wird, sobald dieser durch das Fenster 10 eintritt und sich in die Halterung 14, wie in Fig. 1 gezeigt, einlegt. Ein solcher Schalter 42 kann, wie dargestellt, innen an der Vorderseite der Vorrichtung befestigt sein. Sobald er betätigt ist, schaltet er den Motor 20 zur Drehung der Halterung 14 um ca. 120° und zur Ausrichtung des Probenbehälters 12 mit der Ansaugnadel 38 ein (Fig. 2).

Hat der Probenbehälter 12 die gewünschte Ausrichtung erreicht, wird ein zweiter Fühler 44, z. B. ein Mikroschalter, betätigt. Dieser setzt den Gesamtzyklus des Probenanalysegerätes 2 in Betrieb.

Vorzugsweise wird der Schalter durch den Probenbehälter 12 selbst und durch keinen anderen Gegenstand geschaltet. Durch den Schalter 44 wird die Programmiereinrichtung 7 in Betrieb gesetzt, welche daraufhin das Probenanalysegerät einschließlich Probenzuführvorrichtung steuert.

Die Ansaugnadel 38 ist in einem Nadelgehäuse 46 gesichert, welches wiederum an einer Antriebsvorrichtung 48, wie z. B. einem Solenoid- oder Luftkolben, zur Hin- und Herbewegung der Ansaugnadel 38 durch die Absperrvorrichtung 30 in den Proben behälter 12 hinein und wieder heraus, befestigt ist. Das Gehäuse 46 weist ein Anschlußteil 50 für den Anschluß der An saugnadel 38 an eine zum nicht dargestellten Verdünnungs- und Übertragungsventil führende Flüssigkeitsleitung 52 (Fig. 3) auf. Die Ansaugnadel 38 ist koaxial ausgebildet, wobei ihre zentrale Bohrung einen Durchgang zur Flüssigkeitsleitung 52 bildet. Den Zugang zu der zentralen Bohrung bildet eine Öffnung 54 nahe, jedoch nicht genau an der Spitze der Ansaugnadel 38. Die Öffnung 54 ist in einem Abstand von der Spitze angeordnet, so daß sie nicht von irgendwelchen Teilen der Absperrvorrichtung 30 verstopft werden kann, die möglicherweise beim Durchstoßen des Probenbehälters 12 abgebrochen sind.

Ein zweiter Kanal innerhalb der koaxialen Ansaugnadel 38 dient der Luftführung in den Probenbehälter 12 während des Ansaugens der Probe. Wie allgemein bekannt, kann der Inhalt eines luft dicht verschlossenen Behälters nicht entzogen werden, solange keine Luftzufuhr in den Behälter stattgefunden hat. Ein Lüf tungsloch 56 und ein Anschlußteil 58 für das Lüftungsloch 56 befinden sich an den Enden des Luftführungskanals, der mit einer Entlüftungsleitung 60 verbunden ist.

In der Bahn der Nadelspitze ist ein Spülbad 62 angeordnet, welches ortsfest ist und eine geschlossene Kammer mit einem Ausgang 64 und Öffnungen 66 und 68 für den Ein- und Austritt der Ansaugnadel 38 aufweist. Die Öffnungen sind mit der Durchgangsöffnung 34 der Grundplatte 32 für die Ansaugposition, wie in Fig. 2 gezeigt, zusammen ausgerichtet. Größe und Aus richtung des Bades 62 sind so, daß bei normaler, zurückge zogener Position der Ansaugnadel 38 die Nadelspitze, die Probeneintrittsöffnung 54 und das Lüftungsloch 56 im Bad liegen.

Bei dieser zurückgezogenen Position wird die Flüssigkeits leitung 52 und die Entlüftungsleitung 60 für einen Teil des gesamten Systemzyklus an Quellen für die Spülflüssigkeit an geschlossen, welche über Kanäle der koaxialen Nadel eingeführt wird und in die Badekammer durch die Öffnungen 54 und 56 eintritt. Aus der Entlüftungsöffnung 56 abfließende Spülflüssig keit reinigt die Nadelspitze von außen. Nach erfolgter Spülung wird die Entlüftungsleitung 60 an eine Quelle für saubere Luft bzw. sauberes Gas angeschlossen und dadurch sauber- und trockenbeblasen. Die Flüssigkeitsleitung 52 und die zentrale Bohrung der Ansaugnadel 38 bleiben mit Spülflüssigkeit gefüllt, bis die nächste Aliquote entzogen wird, wodurch das Problem der Luftansammlung im Ansaugsystem vermieden wird.

Die Anordnung der Probenzuführvorrichtung ist vorstehend im großen und ganzen beschrieben worden und wird nachstehend kurz zusammengefaßt:

Ein Probenbehälter 12 mit Probenmaterial wird durch das Eintrittsfenster 10 eingeführt und betätigt den Schalter 42, welcher den Motor 20 für die Weiterbewegung der Halterung 14 einschaltet, so daß der Probenbehälter sich nach Fig. 2 in Ansaugposition befindet. Daraufhin setzt der Schalter 44 den Zyklus des Systems über die Programmiereinrichtung 7 in Betrieb, wobei durch den ersten Abschnitt dieses Zyklus die Fortbewegung der Ansaugnadel 38 und deren Gehäuse 46 nach oben über die Antriebsvorrichtung 48 erfolgt, so daß die Nadelspitze aus dem Spülbad 62 durch die Absperrvorrichtung 30 in den Probenbehälter 12 bewegt wird. Nun beginnt die bekannte Arbeitsweise des Analysesystems ohne jeglichen manuellen Eingriff. Zunächst erfolgt das Einsaugen des Probenmaterials durch die Ansaugnadel 38 und die Flüssigkeitsleitung 52 in das Verdünnungs- und Übertragungsventil. Der Vorgang des Einsaugens in das Ventil und weitere Arbeitsgänge des Systems können denen nach der US-PS 35 49 994 entsprechen.

Sofern es für den Systemzyklus zweckdienlich erscheint, führt die Antriebsvorrichtung 48 die Nadelspitze zum Spülbad 62 zurück, wo die vorstehend beschriebene Auswaschung mit Flüssig keit, die Lufttrocknung und die Reinspülung durchgeführt werden, wobei sich der Zuführmotor um 120° vorwärtsbewegt und somit das Herunterfallen der gerade benutzten Röhre in die Abfuhröffnung 16 und auf das Tablett 17 bewirkt. Wenn ein neuer Probenbehälter 12 den Schalter 42 in einem frühen Stadium der Arbeitsfolge des Systems betätigt, wird sein Befehl an den Motor 20 bestätigt, jedoch bis zu einem späteren Zeitpunkt des Systems nicht verwendet, an dem es wieder eine neue Probe auf nehmen kann.

Claims

1. Probenzuführvorrichtung für luftdicht verschlossene Proben behälter in einem Probenanalysegerät,
wobei die Probenzuführvorrichtung die automatische Aufnahme von Probenmaterial sowie die automatische Zuführung des Probenmaterials zu einem Analysezyklus des Probenanalyse gerätes durchführt,
mit einer Halterung (14) für die Aufnahme eines verschlossenen Probenbehälters (12) und für dessen Positionierung in einer Position für das Entziehen von Probenmaterial,
mit einem ersten Fühler (42), der durch den Probenbehälter (12) in einer Aufnahmestellung für den Probenbehälter betätigt wird und nach Betätigung durch den Probenbehälter die Hal terung (14) zur Ausrichtung des Probenbehälters (12) mit der Ansaugnadel (38) schaltet und
mit einem vom Probenbehälter (12) nach Ausrichtung des Proben behälters (12) mit der Ansaugnadel (38) betätigbaren zweiten Fühler (44), der den Gesamtzyklus des Probenanalysegerätes einschließlich einer Ansaugvorrichtung (38, 46, 48, 52) zum Entziehen des Probenmaterials aus dem verschlossenen Behälter (12) über eine Steuereinrichtung (7) des Probenanalysegerätes in Betrieb setzt.

2. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (14) eine Längsdrehachse aufweist, wobei mehrere Behälter (12) mit Hilfe von Haltescheiben (22, 24) parallel zu der geneigten Längsdrehachse gehalten werden, so daß sich das Probenmaterial unter der Einwirkung der Schwerkraft am verschlossenen Ende (30) des Behälters (12) in der Nähe der Durchstichstelle der Ansaugnadel (38) befindet.

3. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (14) und die Ausrichtung der Drehachse in der Probenentnahme-Position so ausgebildet ist, daß die Drehung der Halterung (14) über diese Position hinaus den Probenbehälter (12) nach dem Entziehen des Probenmaterials durch die Schwerkraft aus der Halterung (14) entfernt.

4. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugnadel (38) längs einer Bahn durch eine Absperrvor richtung (30) hindurch hin- und herbewegbar ist.

5. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bewegungsbahn für die Ansaugnadel (38) eine Spülvor richtung (62, 64) eingefügt ist.

6. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülvorrichtung (62, 64) und die Halterung (14) Aus richtvorrichtungen (66, 68, 34) für die Ansaugnadel (38) längs der Bewegungsbahn aufweisen.

7. Probenzuführvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste (54) und eine zweite Öffnung (56) nahe der Spitze der Ansaugnadel (38), so daß diese Öffnungen (54, 56) nicht durch Abfall von der Behälterabdichtung (30) verstopft werden können, wobei die Ansaugnadel (38) zwei unabhängige Durchgänge aufweist, die jeweils mit einer der Öffnungen (54, 56) verbunden sind und in unterschiedlichen Ausgängen (50, 58) enden, die vom Durchstoßpunkt entfernt angeordnet sind, wobei einer der Durchgänge zum Ansaugen des Probenmaterials vom Probenbehälter (12) angeschlossen werden kann, und der andere Durchgang zur Übertragung von Entlüftungsgas in den Behälter (12) angeschlossen werden kann.

8. Probenzuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (50, 58) an Reinigungsmittel angeschlossen werden können, welche durch die Durchgänge eingeführt und durch die Öffnungen (54, 56) ausgeführt werden und daß mindestens eine der Öffnungen (54, 56) so angeordnet ist, daß das Reinigungs mittel auch das Äußere der Nadelspitze reinigt.