DE3335641C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdünnungspipettiergerät, insbe­ sondere einer automatischen Analysiereinrichtung, umfassend eine Verdünnungsmittelansaugsonde, eine Probensonde zum An­ saugen und Abgeben einer Flüssigkeitsprobe und eine Ver­ dünnungsmittelabgabesonde, die benachbart der Probensonde vorgesehen ist, einee Tauchkolbenpumpe mit kleinem Tauchkolben­ durchmesser, die mittels einer ersten Umschalteinrichtung wahlweise mit der Verdünnungsmittelansaugsonde oder der Pro­ bensonde verbindbar ist, und eine Tauchkolbenpumpe mit großem Tauchkolbendurchmesser, die mittels einer zweiten Um­ schalteinrichtung wahlweise mit der Verdünnungsmittelansaug­ sonde oder der Verdünnungsmittelabgabesonde verbindbar ist.

Dieses Verdünnungsmittelpipettiergerät dient zum Verteilen einer Flüssigkeitsprobe jeweils in kleinen Volumina auf eine Mehrzahl von Reaktionsröhrchen jeweils zur Verdünnung. Das Verdünnungspipettiergerät nach der Erfindung ist beispiels­ weise als ein Element für ein klinisches chemisches Analysier­ gerät brauchbar, das eine Anzahl von Reaktionen bei einer kleinen Menge einer Flüssigkeitsprobe ausführen muß, wie bei­ spielsweise beim Serum eines warmblütigen Tieres, einschließ­ lich eines Menschen.

Ein Verdünnungspipettiergerät der eingangs genannten gattungs­ gemäßen Art ist beispielsweise im Shimadzu Review, Band 38, Nr. 2, 1981, Seiten 99 bis 111 beschrieben und wird nach­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 1, in der es veranschau­ licht ist, kurz erläutert. In diesem Verdünnungspipettierge­ rät 1 wird eine Flüssigkeitsprobe S aus einem Probenbecher 9 in eine Probensonde 3 gesaugt, und zwar mittels des Saugvor­ gangs, der von einer Tauchkolbenpumpe 6 von kleinem Tauch­ kolbendurchmesser bewirkt wird, während eine erste Umschalt­ einrichtung 5 in Form eines Schaltventils in eine normaler­ weise geschlossene Positon gedreht ist; diese normalerweise geschlossene Position ist in den Figuren der Zeichnung mit NC bezeichnet. Beim Verteilen der Flüssigkeitsprobe S wird die Probensonde 3 zu einem Reaktionsröhrchen 10 bewegt, und dann wird ein Verdünnungsmittel D mittels des Saugvorgangs der Tauchkolbenpumpe 6 durch eine Verdünnungsmittelansaugsonde 2 angesaugt, während die erste Umschalteinrichtung 5 in einer normalerweise geöffneten Position ist; diese normalerweise ge­ öffnete Position ist in den Figuren der Zeichnung mit NO be­ zeichnet. Dann wird das Verdünnungsmittel D durch den Ent­ ladevorgang der Tauchkolbenpumpe 6 zu der Probensonde 3 ge­ leitet, so daß dadurch die in der Probensonde 3 befindliche probe S herausgedrückt wird, wozu die erste Umschalteinrich­ tung 55 in die normalerweise geschlossene Position NC gedreht wird. Das Verdünnungsmittel D wird dann mittels des Saugvor­ gangs einer Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurch­ messer durch eine Verdünnungsmittelabgabesonde 4 zugeführt, wozu eine zweite als Schaltventil ausgebildete Umschaltein­ richtung 7 in die normalerweise geöffnete Position NO gedreht wird, sowie durch den nachfolgenden Entladevorgang der Tauch­ kolbenpumpe 8, wozu die zweite Umschalteinrichtung 7 in die normalerweise geschlossene Position NC gedreht wird. Üblicher­ weise ist die Verdünnungsmittelabgabesonde 4 benachbart der Probensonde 3 vorgesehen, so daß das flüssige Verdünnungs­ mittel D, das von der Verdünnungsmittelabgabesonde 4 abgegeben wird, zu der Probensonde 3 fließt, damit kein Tröpfchen der Flüssigkeitsprobe S am Austrittsende der Probensonde 3 hängen bleibt.

Im Falle des Verteilens der Flüssigkeitsprobe S auf eine Mehrzahl von Reaktionsröhrchen 10 muß zunächt eine große Menge der Flüssigkeitsprobe S in die Probensonde 3 einge­ saugt werden. Jedoch erfordert es eine beträchtlich lange zeit, eine solche große Menge an Flüssigkeit in ein konven­ tionelles Pipettiergerät einzusaugen, da der Tauchkolben­ durchmesser der Tauchkolbenpumpe 6 klein und infolgedessen ein langer Kolbenhub erforderlich ist. Obwohl die Einsaugzeit dadurch verkürzt werden kann, daß man den Tauchkolbendurch­ messer zur Verminderung des Kolbenhubs vergrößert, führt das zu einer Verminderung der Genauigkeit der verteilten ausge­ stoßenen Flüssigkeitsprobemengen, so daß dadurch die Analyse­ genauigkeit verhältnismäßig stark herabgesetzt wird.

Weiterhin ist aus der DE 30 10 309 A1 eine Verdünnungsvorrich­ tung für flüssige Proben bekannt, in welcher die auszustoßen­ de Probenmenge stets mittels der gleichen Probenpumpe mit kleinerem Kolbendurchmesser in einem Probendosierschlauch eingesaugt wird, wobei die Vermischung der in den probendo­ sierschlauch eingesaugten Probenmenge dadurch erfolgt, daß sie durch das Verdünnungsmittel, welches mittels einer Ver­ dünnungsmittelpumpe ausgestoßen wird, aus diesem Probendo­ sierschlauch hinausgespült wird, während die Probenpumpe die überschüssige Probenflüssigkeit durch einen Auslaßschlauch entleert. Bei dieser bekannten Verdünnungsvorrichtung wird jedoch insofern ein anderes Verdünnungsprinzip als bei einem Verdünnungspipettiergerät der gattungsgemäßen Art angewandt, als in der Ansaugphase jeweils eine solche Menge an Proben­ flüssigkeit in die Verdünnungsvorrichtung eingesaugt wird, die nur etwas größer ist als die im Ausstoßhub abzugebende Probenmenge, also keine Aufteilung einer angesaugten relativ großen Menge an Probenflüssigkeit auf eine Vielzahl von ver­ hältnismäßig kleinen Teilmengen an Probenflüssigkeit er­ folgt.

Außerdem ist aus der DE 33 32 502 A1 eine volumetrische Ver­ dünnungsvorrichtung bekannt, bei der im Gegensatz zu dem gattungsgemäßen Verdünnungspipettiergerät nicht eine relativ große Probenmenge eingesaugt wird, die dann in kleinen Teil­ mengen abgegeben werden soll, sondern es wird vielmehr mittels einer Probenpumpe jeweils nur die unmittelbar wieder abzu­ gebende Probenmenge angesaugt, und das Verdünnen dieser Pro­ benmenge erfolgt dadurch, daß die Probenmenge durch das Ver­ dünnungsmittel, welches von einer Verdünnungsmittelpumpe aus­ gestoßen wird, aus dem Probenvolumen hinausgespült wird, so daß die verdünnte Probenmenge durch eine einzige Probensonde ausgestoßen wird.

Auch in der Verdünnungs-/Verteiler-Vorrichtung gemäß der DE 28 42 241 A1 wird das in der DE 30 10 309 A1 und der DE 33 32 502 A1 beschriebene Prinzip des Ausspülens der jeweils durch eine Probenpumpe angesaugten relativ kleinen Proben­ menge mitttels einer Verdünnungsflüssigkeit durch eine einzige Ansaug- und Ausstoßsonde angewandt. Im einzelnen wird die je­ weils erforderliche Probenmenge durch die Probenpumpe mit einem Kolben kleineren Durchmessers angesaugt und mittels Verdünnungsflüssigkeit, die von einer Verdünnungsmittelpumpe mit einem Kolben von relativ großem Durchmesser ausgestoßen wird, durch die Probensonde hinausgespült und dabei gleich­ zeitig verdünnt.

Die weiterhin in der DE 26 16 231 A1 offenbarte selbsttätige Verdünnungsvorrichtung ist äußerst kompliziert aufgebaut und im übrigen so ausgebildet, daß sie mit einem Probenansaug- und -ausströmkanal versehen ist, der mit einer Probenkammer ver­ bindbar ist und durch welchen während der Bewegung eines Kolbens zwischen seiner ersten und zweiten Stellung eine Pro­ be ansaugbar und während der Bewegung dieses Kolbens zwischen seiner zweiten und ersten Stellung ausscheidbar ist. Infolgedessen beruht die Verdünnungsvorrichtung nach dieser Druckschrift jedenfalls nicht auf dem Prinzip, das Ansaugen einer Probenmenge durch eine Verdünnungsmittelpumpe vorzuneh­ men und diese Probenmenge dann in kleinen Teilmengen durch eine Proenpumpe abzugeben.

Schließlich ist aus der EP 00 19 579 B1 eine Mischvorrichtung zur Erzeugung eines volumetrisch begrenzten, zeitlich im we­ sentlichen homogenen Flüssigkeitsstroms aus vorgegebenen Volumina zweier Komponenten, insbesondere zur Speisung von Durchflußzellen, mit je einer motorisch angetriebenen Dosier­ pumpe für die beiden Komponenten und mit einer eine Eingabe für die gewünschten Volumina der beiden zu mischenden Kompo­ menten aufweisenden elektrischen Steuerung für die Dosierpum­ pen bekannt. Jedoch liegt auch hier ein anderes Funktions­ prinzip vor, da die Kolben der beiden als Dosierpumpen vor­ gesehenen Kolbenbüretten den gleichen Durchmesser haben und die von ihnen jeweils angesaugten Flüssigkeitsmengen durch einen gemeinsamen Mischkanal ausstoßen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verdünnungspipettiergerät der eingangs genannten gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Ansaugzeit der Probenflüssigkeit verkürzt wird, ohne daß die Genauigkeit der bei der Verteilung jeweils ausge­ stoßenen, relativ kleinen Flüssigkeitsprobenmengen vermin­ dert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Tauchkolbenpumpe mit großem Tauchkolbendurchmesser mittels der zweiten Umschalteinrichtung wahlweise direkt mit der Verdünnungsmittelabgabesonde oder über die Tauchkolbenpumpe mit kleinem Tauchkolbendurchmesser mit der Porbensonde ver­ bindbar ist.

Auf diese Weise kann das Ansaugen der relativ großen Menge an Probenflüssigkeit in die Probensonde mittels der Tauchkolben­ pumpe mit großem Tauchkolbendurchmesser ausgeführt werden, so daß sich eine verhältnismäßig kurze Ansaugzeit ergibt, während dagegen das Abgeben der relativ kleinen Mengen an Proben­ flüssigkeit in die Vielzahl von Reaktionsröhrchen mittels der Tauchkolbenpumpe mit kleinem Tauchkolbendurchmesser mit hoher Genauigkeit erfolgen kann.

Obwohl keine besonderen Beschränkungen auf spezifischen Werte für große und kleine Tauchkolbendurchmesser bestehen, ist der große Tauchkolbendurchmesser vorzugsweise wenigstens um den Faktor größer als der kleine Tauchkolbendurchmesser.

Andere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fi­ guren der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schamtische Ansicht des Aufbaus einer Aus­ führungsform eineskonventionellen Verdünnungspipettierge­ räts;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer bevor­ zugten Ausführungsform eines Verdünnungspipettiergeräts ge­ mäß der Erfindung;

Fig. 3 eine Vorderaufrißansicht, die eine Ausführungs­ form eines Tauchkolbenantriebsmechanismus veranschaulicht;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A′ in Fig. 3;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B′ in Fig. 3;

Fig. 6 eine Vorderaufrißansicht eines Riemens, Gurts oder Bands;

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel des Be­ triebs des in Fig. 2 gezeigten Verdünnungspipettierge­ räts veranschaulicht;

Fig. 8 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer automatischen klinischen Analysiereinrichtung veran­ schaulicht, die eine Ausführungsform eines Verdünnungspipettiergeräts nach der Erfindung aufweist;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung, die in Verbindung mit der Analysiereinrichtung der Fig. 8 verwen­ det werden kann; und

Fig. 10 eine schematische Darstellung, welche den Ge­ samtaufbau der Analysiereinrichtung der Fig. 8 veranschau­ licht.

Nachdem bereits weiter oben anhand der Fig. 1 ein Verdün­ nungspipettiergerät nach dem Stande der Technik erläutert worden ist, sei nun anhand der Fig. 2 ein Verdünnungspi­ pettiergerät 11 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, das in dieser Figur dargestellt ist, näher er­ läutert. In diesem Verdünnungspipettiergerät 11 sind unter anderem eine Verdünnungsmittelansaugsonde 2, eine Proben­ sonde 3, eine Verdünnungsmittelabgabesonde 4, eine als Umschaltventil ausgebildete Erstellungsschalteinrichtung 5 und eine Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurchmesser vorgesehen, die jeweils den gleichen Aufbau wie die entsprechenden Teile oder Baueinheiten des in Fig. 1 ge­ zeigten konventionellen Verdünnungspipettiergeräts 1 haben und des­ halb mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verse­ hen sind.

Eine zweite Umschalteinrichtung 12, die sich von derjenigen nach dem Stande der Technik unterscheidet, umfaßt zwei Dreiweg­ umschaltventile 12a, 12b. Kurz gesagt, funktionieren die beiden Dreiwegumschaltventile als ein Vierwegumschaltventil, das die Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurchmesser wahlweise mit der Verdün­ nungsmittelansaugsonde 2, der Verdünnungsmittelabgabesonde 4 oder der Probensonde 3 verbindet, und zwar mittels einer Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser.

Das Verdünnungspipettiergerät 11 ist in dieser Ausführungs­ form speziell so ausgebildet, daß es in Verbindung mit ei­ nem biochemischen Analysiergerät, verwendet werden kann, wo­ bei der große Tauchkolbendurchmesser der Tauchkolbenpumpe 8 zum Beispiel auf 4 mm bis 6 mm festgesetzt ist, wäh­ rend der kleine Tauchkolbendurchmesser der Tauchkolbenpumpe 13 in den meisten Fällen zum Beispiel auf 1 mm bis 2 mm festgesetzt wird.

Es sei nun auf eine spezielle Ausführungsform zur Erläute­ rung Bezug genommen, in welcher der Tauchkolbendurchmesser, der Tauchkolbenpumpe 8 die Größe von 5,05 mm hat, während der Tauchkolbendurch­ messer der Tauchkolbenpumpe 13 den Wert von 1,60 mm besitzt.

Die Tauchkolbenpumpe 13 kleinem Tauchkolbendurchmesser ist mit der er­ sten Umschalteinrichtung 5 verbunden, und sie ist außerdem mit­ tels der zweiten Umschaltschalteinrichtung 12 mit der Tauchkolbenpumpe 8 großem Tauchkolbendurchmesser verbunden.

Der Tauchkolben jeder der Tauchkolbenpumpen 8 und 13 kann dadurch angetrieben werden, daß die Drehung eines Schrittmotors auf eine Schraubenspindel übertragen und die Drehbewegung der Schraubenspindel mittels einer damit in Eingriff stehenden Mutter in eine Linearbewegung eines sich bewegenden Teils umgewandelt wird, das seinerseits mit dem Tauchkolben gegensei­ tig verriegelt ist. Da jedoch ein Tauchkolbenantriebsmechanismus 20, wie er in den Fig. 3 bis 6 gezeigt ist, zu einem nur kleinen Rücklauf oder Totgang führt, kann damit eine ge­ naue Verschiebung des Tauchkolbens erzielt und demgemäß die Ge­ nauigkeit des Ausstoßes des Verdünnungspipettiergeräts 11 verbessert werden.

Der in den Fig. 3 bis 6 gezeigte Tauchkolbenantriebsmechanismus 20 sei nun als Antrieb für die Tauchkolbenpumpe 13 von kleinem Tauchkolben­ durchmesser näher erläutert, obwohl die Tauchkolbenpumpe 8 von großem Tauchkolbendurchmesser völlig in der gleichen Weise angetrieben werden kann.

Der in den Fig. 3 bis 6 gezeigte Tauchkolbenantriebsmecha­ nismus 20 umfaßt folgendes: einen Zylinder 24, der an einer Drehwelle 23 eines Schrittmotors 22 befestigt ist; einen Riemen, einen Gurt oder ein Band 26, der bzw. das an einem Teil desselben mit einer Schraube 25 an der Oberfläche des Zylinders 24 befestigt und so um denselben herumgewickelt ist, daß er bzw. es sich nicht überlappt; ein verschieblich bewegbares Teil 33, das verschieblich zwischen ge­ genüberliegenden Führungsnuten 31, 32 in Führungsteilen 29, 30 gehaltert ist und an dessen beiden Enden der Riemen, der Gurt oder das Band 26 mit Schrauben 27, 28 befestigt ist; und einen Tauchkolben 34, der an einem Ende des bewegbaren Teils 33 entlang der Vorschubrichtung desselben angebracht ist und sich hin- und herbewegt, während er innerhalb der Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser abgedichtet ist.

Der Riemen, der Gurt oder das Band 26 ist vorzugsweise aus einer dünnen Platte von rostfreiem Stahl hergestellt, die eine Dicke von etwa 50 bis 100 µm hat, und er bzw., es weist einen rechteckigen Teil 26a auf, der eine rechteckige Ausnehmung 36 hat, sowie einen zungenförmigen Teil 26b, der in der Ausnehmung 36 aufgenommen werden kann, und zwar zum Beispiel in der in Fig. 6 gezeigten Weise derart, daß der Riemen, der Gurt oder das Band 26 ohne Überlappung um die Oberfläche des Zylinders 24 gewickelt werden kann. Der Riemen, der Gurt oder das Band 26 wird dadurch um die Oberfläche des Zylinders 24 gewickelt, daß er bzw. es an einer Öffnung 37, die im mittigen Teil desselben ausgebildet ist, mittels einer Schraube 25 an der Oberfläche des Zylinders 24 befe­ stigt wird, und daß der zungenförmige Teil 26b herum­ gewickelt wird, während dieser Teil durch die rechteckige Ausnehmung 36 in dem rechteckigen Teil 26a hindurchge­ steckt wird, so daß sich die beiden Enden kreu­ zen oder einander durchsetzen, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und daß ferner ein Ende des rechteckigen Teils 26a an der Öffnung 38, die sich an einem Ende desselben befindet, mit einer Schraube 27 an der oberen Oberfläche, die sich auf einem Ende des bewegbaren Teils 33 befindet, befestigt wird, während das andere Ende des zungenförmigen Teils 26b an der darin ausgebildeten Öffnung 39 mit einer Schraube 28 an der rückwärtigen Seite des anderen Endes des bewegbaren Teils 33 befestigt wird (siehe insbesondere die Fig. 3 und 4). Um einen Schlupf zwischen dem Riemen, Gurt oder Band 26 und dem Zylinder 24 während der Drehung des Schrittmo­ tors 22 auszuschalten und so die Genauigkeit des Tauchkolbenan­ triebsmechanismus 20 zu verbessern, sind elastische Mittel 40 in der Form einer Blattfeder in Bogenform um das andere Ende des bewegbaren Teils 33 herum oder an dem anderen Ende des bewegbaren Teils 33 angebracht, und der zungenförmige Teil 26b des Riemens, Gurts oder Bands 26 ist über die Blattfeder nach der Rücksei­ te des bewegbaren Teils 33 hin umgewendet, wodurch der Riemen, der Gurt oder das Band 26 in gewünschter Weise durch die Elastizität der Blattfeder gestreckt werden kann oder gespannt wird (siehe die Fig. 3 und 4). Die Position für das Anbringen der vorliegend in der Form einer Blattfeder vorgesehenen elastischen Mittel 40 ist nicht auf die in der Zeichnung darge­ stellte Position beschränkt, und außerdem kann anstelle der Blattfeder auch je­ des andere elastische Mittel verwendet werden.

Obwohl nach der Erläuterung und Darstellung der Riemen, der Gurt oder das Band 36 direkt um den Zylinder 24 herumgewickelt ist, der seiner­ seits an der Drehwelle 23 des Schrittmotors 22 befestigt ist, wie sich aus dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ent­ nehmen läßt, ist es natürlich auch möglich, die Bewegungsge­ schwindigkeit des Tauchkolbens 34, dadurch einzustellen, daß man eine adäquate Verzögerungseinrichtung, wie beispiels­ weise einen Temporegulierungs- oder -steuerriemen zwischen dem Schrittmotor 22 und dem Zylinder 24, vorsieht. Außer­ dem ist es, wenn die Arbeitslebensdauer des Riemens, Gurts oder Bands 26 zum Zwecke der Erzielung einer besseren Wirtschaftlichkeit der Wartungskosten erhöht werden soll, zu bevorzugen, daß: (a) das Verhältnis der Dicke des Riemens, Gurts oder Bands 26 zum Durchmesser des Zylinders 24 so klein wie möglich gemacht wird; (b) die auf den Riemen, den Gurt oder das Band 26 ausgeübte Belastung vermindert wird; und/oder (c) ein Photoätzen auf die Profilierungslinie des Riemens, Gurts oder Bands 26 und/oder die Stanzlinie für die rechteckige Ausnehmung 36 angewandt wird, um diese so glatt wie möglich zu machen.

In dem vorstehend beschriebenen Tauchkolbenantriebsmechanismus 20, in dem das bewegbare Teil 33 mittels des Riemens, Gurts oder Bands 26, der bzw. das um den Zylinder 24 herumgewickelt ist, durch die Drehung des Schrittmotors 22 hin- und herbewegt wird, wird, da die Kraft des Riemens, Gurts oder Bands 26, die auf das bewegbare Teil 33 ausgeübt wird, mit der Bewegungsrichtung des Teils 33 fluchtet, der Drehmomentübertragungswirkungsgrad im Ver­ gleich mit dem üblichen Fall verbessert, und der Schrittmo­ tor 22, der für die Betätigung der Tauchkolbenpumpe erforder­ lich ist, kann eine verminderte Abmessung oder Leistung ha­ ben. Weiter ist die Genauigkeit des Antriebs des Tauchkolbens verbessert.

Es sei nun der Betrieb des Verdünnungspipettiergeräts 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 7 näher erläutert, und zwar in der Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Zeitpunkte oder -intervalle, die durch die Symbole (a) bis (n) repräsentiert werden, welche sich im untersten Teil des Zeitablaufdiagramms der Fig. 7 befinden, wobei der Betrieb durch die Steuerschaltung 14 gesteuert wird:

• (a) Das Verdünnungspipettiergerät 11 ist in einer Bereit­ schaftsposition. Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmit­ telabgabesonde 4 werden mittels eines bekannten Bewegungs­ mechanismus 15 in Positionen gehalten, in denen ihre freien Enden in der Luft sind. Alle Strömungskanäle sind mit dem Verdünnungsmittel D gefüllt.
• (b) Mittels der Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser wird ein wenig Luft in das freie Ende der Probensonde 3 gesaugt, was notwendig ist, um eine Vermischung des vorher in die Probensonde 3 eingefüllten Verdünnungsmittels D und der nachfolgend einzusaugenden Flüssigkeitsprobe S zu vermeiden.
• (c) Die Probensonde 3 wird durch den Bewegungsmechanismus 15 in die Flüssigkeitsprobe S eingetaucht.
• (d) Die Flüssigkeitsprobe S wird mittels der Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauch­ kolbendurchmesser in die Probensonde 3 eingesaugt. In einem spe­ ziellen Beispiel wird der Tauchkolben 44 der Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurchmesser um 20 mm angezogen, und es werden 400 µl der Flüssigkeitsprobe S eingesaugt.
• (e) Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmittelansaugsonde 4 werden mittels des Bewegungsmechanismus 15 zu einem be­ kannten Sondenreinigungsbecher 16 bewegt.
• (f) Die Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurchmesser saugt das Verdünnungsmittel D durch die Verdünnungsmittelansaugsonde 2 an und gibt dasselbe durch die Verdünnungsmittelabgabeson­ de 4 ab, wodurch die Flüssigkeitsprobe S, soweit eine solche auf der Außenseite der Probensonde 3 abgelagert ist, aus- oder weg­ gewaschen wird.
• (g) Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmittelabgabeson­ de 4 werden mittels des Bewegungsmechanismus 15 zu einem ersten Reaktionsröhrchen 10 bewegt.
• (h) Die Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser saugt das Verdünnungsmittel D in einer vorbestimmten Menge aus der Verdünnungsmittelansaugsonde 2 an und überführt dasselbe dann zu der Probensonde 3, wodurch die Flüssigkeitsprobe S, die in die Probensonde 3 eingesaugt worden ist, in einer vorbestimm­ ten Menge an das erste Reaktionsröhrchen 10 abgegeben wird. In einem speziellen Beispiel wird der Tauchkolben 34 der Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser um einen Hub von 7,5 mm hin- und herbewegt, wobei in diesem Hub 15 µl Verdünnungs­ mittel D angesaugt und 15 µl Flüssigkeitsprobe S abgegeben werden. An­ dererseits saugt währenddessen die Tauchkolbenpumpe 8 mit gro­ ßem Tauchkolbendurchmesser das Verdünnungsmittel D von der Verdün­ nungsmittelansaugsonde 2 an und gibt dann dasselbe von der Verdünnungsmittelabgabesonde 4 her ab, so daß dadurch das Verdünnungsmittel D in das erste Reaktionsröhrchen 10 zu­ geführt wird. In einem speziellen Beispiel wird der Tauchkolben 44 in einem Hub von 2,5 mm hin- und herbewegt, so daß da­ durch 50 µl des Verdünnungsmittels D abgegeben werden.
• (i) Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmittelabgabeson­ de 4 werden mittels des Bewegungsmechanismus 15 zu einem zweiten Reaktionröhrchen 10 bewegt.
• (j) Die gleichen Vorgänge wie im Schritt (h) werden für ein zweites Reaktionsröhrchen 10 wiederholt.
• (k) Die gleichen Vorgänge wie in den Schritten (i) und (j) werden für die anderen Reaktionsröhrchen 10 wieder­ holt. In einem speziellen Beispiel wird die Flüssigkeitsprobe beispiels­ weise über 20 Reaktionsröhrchen verteilt.
• (l) Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmittelabgabeson­ de 4 werden mittels des Bewegungsmechanismus 15 zum Sonden­ reinigungsbecher 16 bewegt.
• (m) Das Verdünnungsmittel D wird mittels der Tauchkolbenpumpe 8 und der Tauchkolbenpumpe 13 von der Probensonde 3 abgegeben, damit das Innere der Probensonde 3 ausgewaschen wird.
• (n) Die Probensonde 3 und die Verdünnungsmittelabgabeson­ de 4 werden mittels des Bewegungsmechanismus 15 in ihre Be­ reitschaftsposition zurückgebracht.

Wie oben beschrieben, wird das Problem ei­ ner langen Ansaugzeit mit dem Verdünnungspipettiergerät 11 gelöst, da die Flüssigkeitsprobe S mittels der Tauchkolbenpumpe 8 mit gro­ ßem Tauchkolbendurchmesser angsaugt wird. Nimmt man an, daß die Bewe­ gungsgeschwindigkeit der Tauchkolben 44 und 34 identisch ist, dann kann die Ansaugzeit auf etwa ¹/₇ derjenigen des Verdünnungspipet­ tiergeräts nach dem Stande der Technik vermindert werden. Da das Ausstoßen der Flüssigkeitsprobe S bei der Verteilung durch die Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser ausgeführt wird, wird andererseits die Genauigkeit des Ausstoßes bei der Verteilung nicht vermindert.

In einer anderen Ausführungsform kann die zweite Umschalt­ einrichtung 12 durch ein Vierwegumschaltventil ersetzt sein.

In einer noch anderen Ausführungsform kann der in Fig. 2 dargestellte Kanal 17, anstatt mit einer wahlweisen Posi­ tion eines Kanals von der Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolben­ durchmesser verbunden zu sein, mit einer wahlweisen Position eines Kanals von der Tauchkolbenpumpe 13 mit kleinem Tauchkolbendurchmesser zu der Probensonde 3 verbunden sein, weil es nur erforder­ lich ist, daß die Tauchkolbenpumpe 8 mit großem Tauchkolbendurchmesser und die Probensonde 3 eventuell mittels der als Umschaltventil ausgebildet zweiten Umschalt­ einrichtung 12 miteinander verbunden werden können. Jedoch ist die Verbindung, wie sie in dem oben dargestellten Verdün­ nungspipettiergerät 11 gezeigt ist, am meisten zu bevorzu­ gen, damit in wünschenswerter Weise Luft abgegeben werden kann, die unbeabsichtigt in den Kanal eingeführt worden ist.

Die Fig. 8 und 9 zeigen einen Teil einer automatischen klinischen Analysiereinrichtung 50; die so ausgebildet ist, daß damit die biochemischen Komponenten im Serum, Plasma oder Urin bestimmt werden können, und diese Analysiereinrichtung 50 weist ein Verdünnungspipettiergerät 51 in einer Ausführungs­ form der Erfindung auf.

Das Verdünnungspipettiergerät 51 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleichen Baueinheiten wie das Ver­ dünnungspipettiergerät 11 gemäß dem vorstehend beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel, so daß demgemäß die entsprechenden Teile und Baueinheiten mit den gleichen Bezugszeichen wie bei dem Verdünnungspipettiergerät 11 versehen sind.

Bei der Benutzung der automatischen klinischen Analysiereinrichtung 50 gibt eine Bedienungsperson Flüssigkeitsproben, die gemessen werden sollen, wie beispielsweise Seren oder Blutproben, die von einer Mehrzahl von Patienten abgenommen worden sind, in Probenbecher 9, 9′, 9′′, . . ., die sich jeweils auf ei­ nem Drehtisch 52 befinden, und die Bedienungsperson gibt außerdem einen Identifizierungskode für die jeweilige Flüssigkeitspro­ be und die spezifischen Punkte, die für die auszuführende Ana­ lyse wichtig sind, über eine Tastatur 62 ein.

Ein Rechner 61 betätigt die Steuereinrichtung 63 für den Bewegungsmechanismus 15, die Steuereinrichtung 64 für die Umschalteinrichtungen 5 und 12, sowie die Steuereinrichtung 65 für die Tauchkolbenantriebsmechanismen 20 und 20′, damit die Flüssigkeitsprobe in dem Probenbecher 9 und das Verdünnungsmittel D auf die Reak­ tionsröhrchen 10 verteilt wird. Dann wird ein Reak­ tionsröhrchenbewegungsmechanismus 53 durch die relevante Steuereinrichtung 66 betätigt, so daß dadurch die Reaktions­ röhrchen 10 gerade unter einen Reagenzinjektor 54 bewegt werden. In diesem Augenblick wird der Reagenzinjek­ tor 54 durch die relevante Steuereinrichtung 67 betätigt, so daß er das jeweilige Reagens, das jedem der Untersuchungs­ punkte entspricht, in jede der Flüssigkeitsproben in den Reaktionsröhr­ chen 10 injiziert. Nach dem Vergehen einer vorbe­ stimmten Reaktionszeitdauer wird der Reak­ tionsröhrchenbewegungsmechanismus 53 erneut betätigt, so daß er nun die Reaktionsröhrchen 10 gerade unter eine Detektionssonde 55 bewegt. Dann wird die Detektions­ sonde 55 mittels der relevanten Steuereinrichtung 68 betä­ tigt, so daß sie aufeinanderfolgend die Flüssigkeit aus den Reaktionsröhrchen 10 heraussaugt, wodurch das Ana­ lyseergebnis mittels Benutzung eines absorptiometrischen Verfahrens oder eines anderen Verfahrens erhalten wird. Das auf diese Weise erhaltene Analyseergebnis wird zum Bei­ spiel auf einer Kathodenstrahlenröhren-Sichtwiedergabe wie­ dergegeben oder über einen Drucker 70 ausgedruckt.

Die gleichen Vorgänge, wie sie vorstehend beschrieben sind, werden für die Untersuchung hinsichtlich wichtiger analytischer Punkte oder Gegenstände ausgeführt, bezüglich deren die je­ weiligen Proben untersucht werden sollen, welche in die Probenbecher 9′, 9′′, . . . eingegeben worden sind.

Beispiele für wichtige Punkte oder Gegenstände der Analyse umfassen Alkaliphosphatase, Amylase, Urinesterase etc.

Die Fig. 10 zeigt einen Gesamtaufbau der automatischen klinischen Analysiereinrichtung 50. Es werden nachstehend jedoch nur die in Fig. 10 gegenüber den vorherigen Figuren neu dargestellten Elemente nachstehend näher erläutert.

Verschiedene Arten von Reagenzien R, die in einem Reagenzienaufbewahrer 71 aufbewahrt sind, werden mittels einer Verteilungspumpe 72 zu dem Reagenzinjektor 54 zuge­ führt. Mit 84 ist ein Injektor zum Zuführen von reinem Was­ ser oder Detergens C bezeichnet. 73 ist ein Rührer. Die Temperatur von jedem der Reaktionsröhrchen 10 wird mittels eines Wasserbads T gesteuert, das eine konstante Temperatur hält und mittels eines Heizers 76, einer Heizer- Steuereinrichtung 74 und einer Wasserpumpe 75 betrieben wird. Die Flüssigkeit wird, nachdem die erforderliche Reak­ tion vollständig ausgeführt worden ist, durch die Detek­ tionssonde 55 angesaugt und zu einer Strömungszelle 77 in einem Photometer 78 transportiert und dann analysiert. Die übrige Flüssigkeit in jedem der Reaktionsröhrchen 10 wird in einen Abfallflüssigkeitsbehälter 79 geleitet. Dann werden die geleerten Reaktionsröhrchen 10 mittels einer Wäscherdüse 80 gewaschen und mit Heißluft, die von einem Kanal 81 herkommt, der an ein Gebläse 82 angeschlossen ist und einen Hei­ zer 83 hat, getrocknet.

Claims (7)

1. Verdünnungspipettiergerät, insbesondere einer automatischen Analysiereinrichtung, umfassend eine Verdün­ nungsmittelansaugsonde (2), eine Probensonde (3) zum Ansau­ gen und Abgeben einer Flüssigkeitsprobe (S) und eine Verdün­ nungsmittelabgabesonde (4), die benachbart der Probensonde (3) vorgesehen ist, eine Tauchkolbenpumpe (13) mit kleinem Tauchkolbendurchmesser, die mittels einer ersten Umschalteinrichtung (5) wahlweise mit der Verdünnungsmittelansaugsonde (2) oder der Probensonde (3) verbindbar ist, und eine Tauchkolbenpum­ pe (8) mit großem Tauchkolbendurchmesser, die mittels einer zweiten Umschalteinrichtung (12) wahlweise mit der Verdünnungsmittelansaugsonde (2) oder der Verdün­ nungsmittelabgabesonde (4) verbindbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tauchkolbenpumpe (8) mit großem Tauchkolbendurchmesser mittels der zweiten Umschalteinrichtung (12) wahlweise direkt mit der Verdünnungsmittelabgabesonde (4) oder über die Tauchkolbenpumpe (13) mit kleinem Tauchkolbendurchmesser mit der Probensonde (3) verbindbar ist.

2. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umschaltein­ richtung (5) ein Dreiwegumschaltventil ist.

3. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umschaltein­ richtung (12) ein Vierwegumschaltventil ist.

4. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauch­ kolbenpumpe (13) mit kleinem Tauchkolben­ durchmesser und die Tauchkolbenpumpe (8) mit großem Tauchkolbendurchmesser mit je einem Tauchkolbenantriebsmechanismus (20, 20′) ver­ sehen ist, von denen jeder folgendes umfaßt: einen drehba­ ren Zylinder (24), einen Riemen, einen Gurt oder ein Band (26), der bzw. das um die Oberfläche des Zylinders (24) herumgewickelt ist, an dieser punktuell be­ festigt und so angeordnet ist, daß er bzw. es sich nicht überlappt, und ein verschieblich bewegbares Teil (33), das an den beiden Enden des Riemens, des Gurtes oder des Bandes (26) befestigt und mit dem Tauchkolben (34) der Tauchkol­ benpumpe (8, 13) verbunden ist, wobei das sich bewegende Teil (33) mittels des Riemens, des Gurtes oder des Bandes (26), der bzw. das um den Zylinder (24) herumgewickelt ist, durch die Drehbewegung des Zylinders (24) linear hin- und herbewegt wird, so daß dadurch die Tauch­ kolben (24) der beiden Tauchkolbenpumpen (8, 13) angetrieben werden.

5. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen, der Gurt oder das Band (26) einen rechteckigen Teil (26a) mit einer gleichfalls rechteckigen Ausnehmung (36) aufweist und an einem Ende in einen zungenförmigen Teil (26b) übergeht, der in der rechteckigen Ausnehmung (36) auf­ nehmbar ist, und daß der zungenförmige Teil (26b) um die Oberfläche des Zylinders (24) herumgewickelt und daran punktuell befestigt ist, während er in die rechteckige Ausnehmung (36) in dem rechteckigen Teil (26a) eingefügt ist.

6. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Mittel (40) vorgesehen sind, die den Riemen, den Gurt oder das Band (26) in einem gestrafften Zustand halten und gleichzeitig zu dessem Befestigung zu den sich bewegenden Teil (33) vorgesehen sind.

7. Verdünnungspipettiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (40) eine Blattfeder um­ fassen, die an einem Ende des sich bewegenden Teils (33) angebracht ist.