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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der
klinischen Chemie und insbesondere auf automatisierte
Instrumente, die fähig sind, das Ausmaß einer Farbänderung,
welche an einem oder mehreren Testbereichen eines
Reagenzstreifens nach Berührung desselben mit einer
flüssigen Probe, wie z. B. einer Urin- oder Blutprobe
auftritt, wahrzunehmen und quantitativ zu bestimmen.
STAND DER TECHNIK
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Reagenzstreifen, die einen oder mehrere Testbereiche
umfassen, welche fähig sind, eine Farbänderung als Reaktion
auf den Kontakt mit einer flüssigen Probe, welche einen
oder mehrere interessierende Bestandteile enthalten kann
einzugehen, haben besonders auf dem Gebiet der klinischen
Chemie große Akzeptanz gefunden und sind für den Arzt ein
äußerst nützliches Hilfsmittel bei der Diagnose von
Kranheiten geworden. Um eine genaue quantitative Bestimmung
einer solchen Farbänderung zu gewährleisten, was nicht
möglich, wenn Farbvergleiche mit dem bloßen Auge
durchgeführt werden, wurden Geräte zum Lesen der
Farbänderungen von Teststreifen unter Anwendung der
Reflexionsphotometrie entwickelt. Derartige Geräte
bestimmen mit konstanter Genauigkeit das Ausmaß der
Farbänderung und daher die Menge der interessierenden
Probenbestandteile.
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Die im Handel erhältlichen Streifenlesegeräte stellen einen
klaren Fortschritt auf diesem Gebiet dar. Allerdings ist
die Geschwindigkeit, mit welcher Streifen damit gelesen
werden können, nicht ausreichend, um die große Anzahl von
Proben, die in klinischen Laboratorien behandelt werden,
entsprechend zu bewältigen. Der Grund dafür besteht darin,
daß bei Verwendung dieser Geräte ein Streifen eingeführt,
gelesen und aus dem Gerät entfernt werden muß, bevor die
gleiche Folge von Schritten mit dem nächsten folgenden
Streifen durchgeführt werden kann. Bei bestimmten Geräten
ist außerdem die Arbeitsgeschwindigkeit durch die
Erfordernis einer präzisen Anordnung in dem Gerät
eingeschränkt.
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Die Automation klinischer Laborverfahren hat eine merkliche
Verbesserung der Geschwindigkeit, mit welcher Proben
bearbeitet werden können, bereitgestellt. Allerdings waren
die entwickelten automatisierten Instrumentarien auf
chemische Labor-Analysenverfahren, welche die Verwendung
von flüssigen Reagentien beinhalten, beschränkt und eignen
dich nicht selbst für das automatisierte Lesen von
Teststreifen. Die in den US-Patenten Nr. 3,578,412 und
4,269,803 offenbarten Geräte sind für derartige chemische
Analysatoren repräsentativ.
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Das Patent 3,578,412 offenbart horizontale Schienen 10, die
durch einen ersten doppeltwirkenden Luftzylinder 28
vertikal hin- und herbewegbar sind, sowie horizontale
Zahnstangen 14, die durch einen zweiten doppeltwirkenden
Luftzylinder horizontal hin- und herbewegbar sind. Durch
diese Anordnung werden viele Kunststoff-Aufnahmebehälter 18
mit Vertiefungen für eine Flüssigkeitsprobe an Reihen von
Bearbeitungsstationen, an denen verschiedene analytische
Schritte durchgeführt werden, vorbeibewegt. Die
Aufnahmebehälter haben an jedem Ende abwärts gerichtete
Vertiefungsbereiche, und wenn die Schienen 10 gesenkt
werden, kommt jeder derartige Vertiefungsbereich über einen
Zahn einer Zahnstange 14 nach unten, was die Verwendung von
Halteflanschen 48 und Niederhalte-Elementen 46 erforderlich
macht.
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Das Patent 4,269,803 verwendet einen umkehrbaren
Shuttle-Block 52 des Ratschentyps, der federgelagerte
Stifte 60 zum Weitertransport von Analysengleitstücken 18
entlang einer Spur 25 an Maß- und Analysenstationen vorbei
aufweist. Das Gewicht der Gleitstücke muß groß sein oder
sie müssen durch nichtgezeigte Mittel fest nach unten
behalten werden, um so zu bewirken, daß die Stifte gegen
die Spannung der Lagerfedern (nicht gezeigt) geneigt
werden, sobald der Shuttle-Block eine Rückzugbewegung
durchmacht.
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Ferner ist in den Patent Abstracts von Japan, Bd. 7, Nr.
287 (M-264) [1432], 1983, ein Beschickungsmechanismus für
dünne Platten offenbart, welcher auf einer Reihe von
zusammenarbeitenden Hebeln basiert, wobei eine vertikale
Bewegung von plattentragenden Blöcken erreicht wird, indem
ein Nocken einen Zuführstift durch Umlauf einer Nockenwelle
vertikal bewegt, während eine nachfolgende horizontale
Versetzung der die Platte tragenden Blöcke durch einen
schwingenden Hebel erreicht wird. Die kombinierte
Wirkungsweise des Gleitstücks und des schwingenden Hebels
führt zu einer geschlossenen Bahn des Beschickungsträgers
für die Platten.
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Eine weitere Vorrichtung zur horizontalen Verschiebung von
Testgegenständen in aufeinanderfolgender Weise ist in der
FR 2 192 046 beschrieben. Diese Vorrichtung, welche sich
grundsätzlich auf einen Hubbalken-Mechanismus richtet,
umfaßt zwei Balken, die mit rotierenden Rändern in Kontakt
stehen und dadurch eine erste vertikale Bewegung auf eine
horizontale Trägerplatte, die die zu transportierenden
Gegenstände trägt, und nachfolgend eine Kreisbewegung zur
Erreichung der horizontalen Verschieben des Gegenstandes
übertragen.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum
Bewegen eines angetriebenen Elements entlang einer im
allgemeinen ebenen Umlaufbahn, die eine im allgemeinen
kreisförmige Ausdehnung und auch eine im allgemeinen
geradlinige Ausdehnung aufweist, bereit, wie sie im
Patentanspruch definiert ist.
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Die vorliegende Erfindung kann in einer neuen Vorrichtung
für schnellen und leichten Transport, Indexing und Lesen
von Reagenzstreifen des Typs, der viele Testbereiche hat,
wobei einige Bereiche eine Inkbuationszeit haben, die sich
von der der anderen Bereiche unterscheidet, verwendet
werden. Zum besseren Verständnis der Wechselwirkung der
verschiedenen konstruktiven Merkmale wird im folgenden die
grundlegende Arbeitsweise eines Gerätes zum Lesen von
Reagenzteststreifen, das die beanspruchte Vorrichtung
enthält, erläutert.
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Die Vorrichtung hat feststehende, im allgemeinen
horizontale Schienen, die sich von einem Beladungsbereich
zu einer oder mehreren Lesestationen und durch diese durch
und von dort zu einem Abfall-Sammelbehälter erstrecken.
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Einzelne Reagenzstreifen, die von der Vorrichtung gelesen
werden sollen, werden nacheinander quer auf die Schienen im
Beladungsbereich gelegt, wobei die Genauigkeit eines
derartigen Hinlegens kein kritischer Faktor ist; es gibt
Mittel, einschließlich eines sich hin- und herbewegenden
Löscherarms zur Entfernung überschüssiger Flüssigkeit von
jedem folgenden Streifen und zur gleichzeitigen Ausrichtung
desselben in zu den Schienen normale Stellung, wie er
entlang den Schienen zur ersten Lesestation bewegt wird.
Wenn der Löscherarm die Grenze seiner Vorwärtsbewegung
erreicht, berührt ein Indexing-Mechanismus, der mit dem
Löscherarm zeitlich aufeinander abgestimmt arbeitet, den
Streifen, der mit dem Löscherarm in Verbindung steht, und
setzt die Bewegung des Streifens zu und durch die
Lesestationen fort.
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Der Indexing-Mechanismus bringt die Streifen in
beabstandeter paralleler Beziehung eine vorbestimmte
Distanz entlang den Schienen voran, und nach jedem
inkrementalen Vorrücken wird jeder Streifen für einen
vorbestimmten Zeitraum in seiner neuen Position verweilen
belassen. Dadurch werden einzelne Teststreifen nacheinander
in die Leseposition an der ersten Lesestationsplattform
befördert, wo während der Verweilzeit bestimmte
Testbereiche desselben durch Reflexionsphotometrie gelesen
werden. Nach dem Lesen an der ersten Lesestation werden die
Streifen fortlaufend in die Leseposition an der zweiten
Lesestationsplattform gebracht, wo andere Testbereiche
durch Reflexionsphotometrie gelesen werden.
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Der Indexing-Mechanismus verwendet ein
Streifen-Beförderungselement in Form eines entfernbar
montierten Bodens, der parallele Reihen von beabstandeten
aufstehenden Stiften oder Fingern aufweist. Die Schienen
sind auf einem entfernbar montierten festen Unterboden
ausgebildet, welcher aufgeschlitzt ist, um dadurch eine
Bewegung der hochstehenden Stifte des
Streifen-Beförderungselements zu erlauben. Die Böden
verhindern, daß der Antriebs- und Führungsmechanismus
irgendeiner Probe ausgesetzt ist, welche unabsichtlich von
den Teststreifen tropfen kann, und wenn die Probe dadurch
gesammelt wird, können die Böden leicht entfernt, gewaschen
und wieder eingesetzt werden.
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Ein den Streifen berührendes Mittel ist an jeder
Lesestation zum Pressen jedes Teststreifens flach gegen die
Lesestationsplattform bereitgestellt, um dadurch den
geeigneten Abstand zwischen dem Streifen und dem Lesekopf
beizubehalten. An jeder Lesestation sind auch Mittel zur
Verhinderung von Schaden an den die Teststreifen
berührenden Mitteln bereitgestellt, was sonst bei
Entfernung des Unterbodens auftreten kann. Zu diesem Zweck
ist das den Streifen berührende Mittel rückziehbar
montiert, und es sind Blockierungsmittel bereitgestellt,
die eine Entfernung des Unterbodens unter das den Streifen
berührende Mittel zu einer Position zurückgezogen ist, an
welcher es durch eine solche Entfernung nicht beschädigt
werden kann, verhindert.
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Der Indexing-Mechanismus verwendet die Führungs- und
Antriebsmittel, die im Anspruch definiert sind, um dem
Streifen-Beförderungsmittel entlang einer vertikalen
Umlaufbahn, die eine im allgemeinen kreisförmige Ausdehnung
und auch eine geradlinige Ausdehnung, welche mit den
Schienen parallel ist, hat, Bewegung zu erteilen. Die
Stifte des Streifen-Beförderungs-Elements kreuzen die Ebene
von Reagenzstreifen auf den Schienen oder stehen über
dieser Ebene, wenn das Streifenbeförderungselement sich
entlang der geradlinigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn
bewegt, und diese Stifte werden während der
Rückkehrbewegung des Streifenbeförderungsmittels entlang
der kreisförmigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn unter den
Schienen zurückgeführt. Die Antriebsmittel für das
Steifenbeförderungselement umfassen Mittel, die
sicherstellen, daß eine Beendigung der Bewegung des
Streifenbeförderungselements nur erfolgt, während dies sich
auf dem kreisförmigen Abschnitt seiner Umlaufbahn befindet,
wobei die Stifte unter dem Unterboden zurückgezogen werden.
Dies stellt sicher, daß das Streifenbeförderungselement
leicht, ohne Störung mit dem Grundboden, während der
Betrieb ruht, entfernt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Lesevorrichtung für Reagenzteststreifen, teilweise
im Aufriß und im Schnitt dargestellt;
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte
Vorrichtung, wobei einer der Leseköpfe entfernt
ist, um die zweite Lesestationsplattform zu zeigen;
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Fig. 3 ist eine Ansicht, die der von Fig. 2 ähnlich ist,
wobei der Grundboden und das
Streifenbeförderungselement entfernt sind, um den
Führungs- und Antriebsmechanismus für das
Streifenbeförderungselement zu zeigen;
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Fig. 4 ist eine halbzeichnerische perspektivische Ansicht
des Antriebs- und Führungsmechanismus für das
Streifenbeförderungselement und das Löscherelement;
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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des
Streifenbeförderungselements, das aus der
Vorrichtung entfernt ist;
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Fig. 6 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der
Linie VI-VI von Fig. 3;
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Fig. 7 ist eine bruchstückhafte zeichnerische Ansicht des
Bodens, die den Shuttleblock-Führungsmechanismus
erläutert;
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Fig. 8 ist eine vergrößerte transversale Teilansicht im
Seigerriß entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 2,
teilweise weggebrochen und im Schnitt dargestellt;
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Fig. 9 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der
Linie IX-IX von Fig. VIII, und
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Fig. 10 ist eine Ansicht, die der der Fig. 9 ähnlich ist
und die die Elemente, die den Streifen unten
halten, in angehobener Position zeigen.
BESTER MODUS ZUR DURCHFUHRUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen
umfaßt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung einen
Grundrahmen 11 mit einem im allgemeinen rechteckigen
Aufbau, welcher vordere und rückseitige Wandabschnitte 12
und 13 sowie stirnseitige Wandabschnitte 14 und 15 hat. Die
stirnseitigen Wandabschnitte 14 und 15 umfassen parallele
horizontale sich von vorne bis zur Rückseite erstreckende
Stababschnitte 16 und 17, welche als tragende Arme für den
nachfolgend beschriebenen Unterboden fungieren. Von dem
rückseitigen Wandabschnitt 13 nach vorne hervorragend ist
ein Paar horizontaler beabstandeter Stabelemente 18 und 19,
die als Tragearme für Leseköpfe, die später noch zu
beschreiben sind, fungieren.
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Wie am besten in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist,
bezeichnet das Bezugszeichen 20 einen fixierten Unterboden,
der an seiner Unterseite in der Nähe eines Endes mit
Führungsabschnitten 21 und 22 ausgestattet ist, welche mit
dem Trägerarm für den Boden 16 zusammenwirken können, und
welcher in der Nähe des anderen Endes mit
Führungsabschnitten 23 und 24 ausgestattet ist, die mit dem
Trägerarm 17 zusammenarbeiten können. Das Zusammenwirken
der Führungen 21 bis 24 mit den Armen 16 und 17 erfolgt
derart, daß der Boden 20 in Betriebsposition montiert
werden kann, indem seine Führungen teleskopartig über die
Arme 16 und 17 verschoben werden, wenn der Boden 20 quer
nach innen bewegt wird, d. h. in Richtung der Rückseite. In
ähnlicher Weise kann der Boden 20 aus der Betriebsposition
zurückbewegt werden, beispielsweise um entleert und
gewaschen zu werden, indem er quer nach außen, d. h. nach
vorne, entlang den Stäben 16 und 17 bewegt wird. Der Boden
20 hat an seiner unteren Oberfläche integrale vorstehende
Elemente, die angeordnet sind, um die vorderen
stirnseitigen Oberflächen der tragenden Arme 16 bzw. 17 zu
berühren, um dadurch die innerste oder Betriebsposition des
Bodens am Rahmen 11 zu definieren.
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Der Boden 20 hat vier allgemeine Bereiche, d. h. einen
Beladungsbereich 25, eine erste Lesestationsplattform 26,
eine zweite Lesestationsplattform 27 und einen
Abfallsammelbehälter 28. Der Boden 20 ist im
Beladungsbereich mit beabstandeten parallelen, im
allgemeinen horizontalen Schienen 29 und 30 ausgebildet,
deren obere Oberflächen in einem Abstand über den
benachbarten Bodenbereichen des Bodens sind. Die Schienen
29 und 30 sind in einer Entfernung beabstandet, die
annähernd der Länge des Reagenzteststreifens, die den durch
die Vorrichtung zu behandelnden Bereich der
Reagenzteststreifen beinhaltet, entspricht. Boden 20 ist
außerdem mit einer Mittelschiene 31 ausgestattet, deren
obere Oberfläche vom Niveau des Bodens an der linken Seite
zum Niveau der Schienen 29 und 30 an der rechten Seite
ansteigt. Die Schienen 29 bis 30 erstrecken sich zu der
Lesestationsplattform 26, wo ihre oberen Oberflächen mit
der Plattform eine Ebene bilden.
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Die Lesestationsplattformen 26 und 27 sind ähnlich, sind
parallel und haben längliche, sich quererstreckende planare
rechteckige obere Oberflächen, die nach oben im Niveau der
benachbarten Bodenabschnitte beabstandet sind. Die
Plattformen 26 und 27 haben eine solche Länge und Breite,
daß ein flacher Oberflächenträger für die gesamte Länge und
Breite mindestens eines Reagenzstreifens, der den Abschnitt
eines darauf angeordneten Reagenzteststreifens trägt,
bereitgestellt wird.
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Der Boden 20 ist mit beabstandeten horizontalen Schienen
32, 33 und 34 ausgestattet, welche im allgemeinen mit den
Schienen 29, 30 bzw. 31 in einer Linie ausgerichtet sind
und welche sich von der Plattform 26 zu der Plattform 27
erstrecken. Die oberen Oberflächen der Schienen 32 bis 34
sind in einem Abstand über den benachbarten
Bodenabschnitten und bilden mit den Oberflächen der
Plattformen 26 und 27 im allgemeinen eine gemeinsame Ebene.
Boden 20 ist auch mit Schienen 35, 36 und 37 ausgestattet,
welche sich horizontal von der Plattform 27 zu dem
Abfallsammelbehälter 28 erstrecken und welche im
allgemeinen mit den Schienen 32 bis 34 in einer Linie
angeordnet sind.
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Die soweit beschriebenen Schienen stellen im allgemeinen
einen Träger der Kontaktstrecke für Reagenzstreifen, die
quer daraufliegen und dort entlang in einer Weise, die
nachfolgend noch zu beschreiben ist, in schonender Weise
bewegt werden, bereit. Die Kontaktstrecke minimalisiert
eine Haftung, die aus der Oberflächenspannung der
Flüssigkeitsproben, mit denen die Testbereiche der
Reagenzstreifen gesättigt sind, resultiert. Um in ähnlicher
Weise den Kontakt der Teststreifen im Abfallsammelbehälter
mit den Wänden und dem Boden desselben zu minimalisieren,
ist der Boden 20 mit Schienen 38, 39 und 40 ausgestattet,
welche die Ausdehnungen der Schienen 32 bis 34 haben, und
welche sich entlang der linken Seitenwand 41 vertikal,
entlang der Bodenwand 42 horizontal und vertikal entlang
der rechten Stirnwand 43 des Aufnahmebehälters 28
erstrecken.
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Der Boden 20 ist mit einem Paar paralleler länglicher
beabstandeter Schlitze 44 und 45 versehen, weiche sich von
der rechten Stirnseite des Beladungsbereiches 25 an der
linken Seite der Plattform 26 zu der rechten Seite der
Plattform 27, die dem Abfallsammelbehälter 28 benachbart
ist, erstrecken. Die Schlitze 44 und 45 erstrecken sich
durch die Plattformen 26 und 27; um einen Flüssigkeitsstrom
aus dem Boden durch die Schlitze zu minimalisieren, ist der
letztgenannte mit erhöhten Randbereichen an seinen Grenzen
ausgestattet.
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Im Beladungsbereich 25 ist der Boden mit einem vertikalen
Oberflächenabschnitt, welcher sich oberhalb des Niveaus der
oberen Oberflächen der Schiene 29 und 30 erstreckt,
angrenzend an die Schiene 29 ausgebildet. An ihrem linken
Stirnende ist die Oberfläche 46 von der Schiene 29
beabstandet, und an ihrem rechten Stirnende verschmilzt sie
mit einer vertikalen Oberfläche 47, welche im allgemeinen
mit der Schiene 29 parallel ist und welche näher daran
angeordnet ist als die linke Stirnseite der Oberfläche 46.
Die Oberfläche 46 ist so angeordnet, daß sie durch den
inneren Endabschnitt der Reagenzteststreifen, die auf den
Schienen 29 und 30 im Beladungsbereich zu einem später
beschriebenen Zweck aufgelegt werden, in Berührung kommen.
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Die Vorrichtung ist mit einem Antriebs- und
Führungsmechanismus ausgestattet, der nun unter Bezugnahme
auf Fig. 1, 3 und 4 näher beschrieben wird. Eine Quelle für
die Antriebskraft ist in Form eines Schrittmotors 48 an der
Rückseite der rückwärtigen Wand 13 des Rahmens 11 montiert
und hat eine Kardanwelle 49, die mit einer flexiblen
Kupplung 50 verbunden ist, welche dann wieder mit einer
koaxialen Welle 51 verbunden ist. Der Rahmen 11 ist mit
einem tragenden Lager 52 für die Welle 51 ausgestattet, das
von der Rahmenwand 12 beabstandet ist, wie auch mit einem
tragenden Lager in der Wand 12 ausgestattet, in welchem die
Welle 51 drehbar montiert ist und durch welches sie
vorsteht.
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Rahmen 11 ist auch mit einem Lager 53, das von dem Lager 52
beabstandet ist und ihm entspricht, wie auch mit einem
koaxialen Träger in der Rahmenwand 12 ausgestattet. Eine
Welle 54 ist in dem letztgenannten Lager montiert und
erstreckt sich durch diese hindurch wie auch durch das
Lager 53. Die Wellen 51 und 54 sind parallel und haben
jeweils zwischen der Wand 12 und den Lagern 52 und 53 daran
koaxial fixierte Zahnscheiben 51a und 54a, die durch einen
Zahnriemen 56 antreibbar verbunden sind. Die Wellen 51 und
54 werden dadurch während des Betriebs des Motors mit
derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung
angetrieben.
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Die Wellen 51 und 54 haben an ihren vorderen Enden
identische Räder koaxial befestigt, welche jeweils radial
versetzte Wellen 59 und 60 tragen, an denen Stellglieder in
Form von Lagern des zylindrischen Typs 61 bzw. 62 (Fig. 1
und 4) montiert sind, die durch die Muttern 63 und 64 an
ihrem Platz gehalten werden. Das Timing der Wellen 51 und
54 ist so, daß die versetzten Wellen 59 und 60 während der
Drehung der Wellen 51 und 54 immer in derselben
Winkeligkeit sind. Wenn beispielsweise die versetzte Welle
59 am Scheitel ihrer kreisförmigen Bahn ist, ist Welle 60
ebenfalls am Scheitel ihrer kreisförmigen Bahn.
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Eine im wesentlichen rechteckige senkrecht angebrachte
Platte 65 ist mit Schultermitteln in Form eines Paares
paralleler beabstandeter länglicher Schlitze 66 und 67
versehen, in welchen die Lager 61 und 62 gleitbar
angebracht sind. Die Schlitze 66 und 67 haben im
wesentlichen die gleiche Breite wie der äußere Durchmesser
der Lager 61 und 62, und in der dargestellten
Ausführungsform bilden die Schlitze einen Winkel von etwa
45º bis rechtwinklig zur Vertikalen. In der Nähe ihrer
unteren Kante trägt die Platte 65 an ihrer inneren
Oberfläche ein Paar rückwärtig vorstehender beabstandeter
paralleler Wellen 68 und 69, an welchen Schultermittel als
frei rotierbare ähnliche Räder 70 bzw. 71, die in Fig. 1
dargestellt sind, montiert sind.
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Aus der vorderen Wand 12 des Rahmens vorstehend ist ein
Paar ähnlicher rechteckiger Naben oder Schultermittel 72
und 73 angeordnet, die coplanare horizontale untere
Oberflächen 74 bzw. 75 aufweisen, mit welchen die Räder 70
und 71 zusammenwirken. Die Platte 65 ist mit vorstehenden
Elementen 76 und 77 an gegenüberliegenden Enden entlang
ihrer unteren Kante versehen, an denen rückwärtig
vorstehende Ringschrauben 78 und 79 befestigt sind.
Entsprechende, nach vorne vorstehende Ringschrauben 80 und
81 sind an der vorderen Wand 12 des Rahmens 11 oberhalb der
Ringschrauben 78 und 79 befestigt. Gegenüberliegende Enden
einer Schraubenzugfeder 82 sind mit Ringschrauben 78 und 80
verbunden, gegenüberliegende Enden einer ähnlichen Feder 83
sind mit Ringschrauben 79 und 81 verbunden. Die Spannung
der Federn 82 und 83 übt kontinuierlich eine Aufwärtskraft
auf die Platte 65 aus, die dazu neigt, die Räder 70 und 71
mit den Schulteroberflächen 74 bzw. 75 in Kontakt zu
spannen.
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n den Fig. 1 und 4 befinden sich die Lager 61 und 62 an
Sen unteren Enden der Schlitze 66 und 67, und die Platte 65
ist in einer erhöhten Position und befindet sich im
allgemeinen so weit rechts wie es geht. Dies ist die
Lese- oder Verweilposition, auf die im folgenden Bezug
genommen wird. Bei Drehung der Wellen 51 und 52 im
Uhrzeigersinn gehen die Lager 61 und 62 auf einer
rechtsläufigen Kreisbahn und übertragen dieselbe Bewegung
auf die Platte 65, welche die Räder 70 und 71 gegen die
Spannung der Federn 82 und 83 während einer solchen
Bewegung von den Schulteroberflächen 74 und 75 weg bewegt.
Wenn die Platte 65 und die Räder 70 und 71 nach unten
wandern und von dort aufwärts nach links entlang der
erwähnten rechtsläufigen Kreisbahn, werden die Räder 70 und
71 unter der Spannung der Federn 82 und 83 wieder mit den
Schulteroberflächen 74 und 75 in Kontakt gebracht, wodurch
die Kreisbahnbewegung beendet wird. Bei Kontakt der Räder
70 und 71 mit Schulteroberflächen 74 und 75 ist die Platte
65 wieder in gehobener Position und ist im allgemeinen so
weit links wie es geht. Während des Kontakts der Räder 70
und 71 mit den Oberflächen 74 und 75 kann die Platte 65
nicht weiter der Kreisbahn der Lager 61 und 62 folgen.
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Als Resultat gleiten bei fortgesetzter rechtsläufiger
Drehung der Wellen 51 und 54 die Lager 61 und 62 zu den
oberen Enden der Schlitze 66 und 67 und nähern sich ihrer
Scheitelstellung; und nur die horizontale Komponente ihrer
Kreisbewegung wird auf die Platte 65 übertragen, wobei sich
diese geradlinig entlang einer Bahn, die zu den Oberflächen
74 und 75 parallel ist, geradlinig nach rechts bewegt.
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Sobald die Lager 61 und 62 ihre Kreisbewegung nach ihrer
Scheitelstellung fortsetzen, gleiten sie zu dem tieferen
Ende der Schlitze 66 und 67 sobald die horizontale
Komponente ihrer Bewegung die geradlinige Bewegung der
Platte 65 fortsetzt, wodurch die letztgenannte zu ihrer
Position in Fig. 1 zurückkehrt.
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Es ist offensichtlich, daß eine Umdrehung der Wellen 51 und
54 bewirkt, daß die Platte 65 eine Umlaufbahn in vertikaler
Ebene durchläuft, wobei diese Bahn eine geradlinige
horizontale Ausdehnung und eine kreisförmige Ausdehnung
umfaßt. Die Umlaufbahn von Platte 65, wie sie durch die
Achsen der Räder 70 und 71 gezeichnet ist, ist in Fig. 1
durch die gepunkteten und gestrichelten Linien 70a und 71a
dargestellt.
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Als Teil des Steuersystems für das Gerät trägt die Platte
65 an ihrer rechten Kante, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt,
ein Schalt-Stellglied 153 zum Zusammenwirken mit einem
Schalter 154, der an der vorderen Wand 12 des Rahmens
montiert ist. Der Schalter 154 und das Element 153 können
irgendein geeigneter Typ sein, welcher eine Betätigung des
Schalters 154, d. h. das Schließen oder Unterbrechen eines
Stromkreises durch Stellen der Platte 65 in die
Verweil- oder Leseposition derselben, wie in Fig. 1
dargestellt wurde, bereitstellt.
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Es sind Führungsmittel bereitgestellt, um die vertikale
Anordnung der Platte 65 während ihrer Umlaufbewegung
aufrechtzuerhalten. Wie die Fig. 1 und 6 zeigen, weist die
vordere Wand des Rahmens 11 eine Nabe 84 auf, die unter der
Platte 65 nach außen vorsteht. Die Nabe 84 erstreckt sich
nach außen über die Platte 65 hinaus, wie dies in Fig. 6
gezeigt ist, und eine vertikale Platte 85 ist an ihrer
unteren Kante, beispielsweise durch Schrauben 85a, an der
Nabe 84 befestigt. Coaxial angebrachte Schrauben 86 und 87
sind in geeignete Bohrungen in Wand 12 bzw. Platte 85
gedreht und haben im Durchmesser reduzierte flache
endständige Oberflächenabschnitte, welche eine relativ enge
passende gleitende Berührung mit den rückseitigen und
vorderen Oberflächenabschnitten der Platte 65 in der Nähe
der unteren Kante der letztgenannten eingehen.
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Gemäß den Fig. 3 und 7 ist eine längliche vertikale Rippe
oder eine Nabe 88 an der rückwärtigen Wand 13 des Rahmens
11 ausgebildet und weist am oberen Ende eine Bohrung auf,
die der Aufnahme eines Endes einer horizontalen Welle 89
dient, deren anderes Ende in einer geeigneten Bohrung in
der stirnseitigen Wand 14 des Rahmens 11 fixiert ist. An
der Welle 89 ist ein Shuttle-Block 90 gleitbar montiert;
ein vertikaler Plattenabschnitt 91 hängt von dem vorderen
Abschnitt des Shuttle-Blocks in der Nähe seiner rechten
Stirnseite herab, wie dies in Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
Block 90 und sein Plattenabschnitt 91 sind entlang ihrer
Vorderfläche mit einem Paar paralleler beabstandeter
vertikaler Rippen 92 und 93 versehen, welche die Grenzen
einer länglichen rechteckigen vertikalen Nut 94 definieren.
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An dem inneren Ende von Welle 54 ist eine Kurbelwange 95
fixiert und weist an ihrem Ende ein Lager des zylindrischen
Kugeltyps auf, das eine genaue Anpassung hat, so daß es
gleitbar in der Nut 94 eingepaßt ist. Es wird klar, daß bei
einer vollständigen Drehung von Welle 54 die Kurbelwange
eine vollständige Hin- und Herbewegung des Shuttle-Blocks
90 entlang Welle 89 von seiner Position, die in den Fig. 1
und 3 dargestellt ist, zu einer Position, die der Nabe 88
benachbart ist, und zurück zu seiner anfänglichen Position
bewirken wird.
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Es sind Führungsmittel bereitgestellt, die eine
Rotationsbewegung von Shuttleblock 90 während seiner
hin- und hergehenden Bewegung verhindern. Wie am besten in
Fig. 7 dargestellt ist, ist an diesem Ende die rückseitige
Wand 13 des Rahmens 11 entlang seiner unteren Kante mit
einem nach vorne vorstehenden zylinderartigen Vorsprung 97
versehen, an dessen unterer Seite ein Ende eines
horizontalen Stabes 98 befestigt ist, der eine planare
Vorderoberfläche 99 und eine dazu parallele vertikale
rückseitige Oberfläche 100 aufweist. Das gegenüberliegende
Ende des Stabes 98 ist am tieferen Ende des vertikalen
zylinderartigen Vorsprungs 98 fixiert. Der Plattenabschnitt
91, welcher vom Shuttle-Block 90 herabhängt, grenzt in
einem Abstand an die vordere Oberfläche 99 des Stabes 98;
ein Stababschnitt 101 hängt vom Shuttle-Block 90 herab und
sein unteres Ende grenzt in einem Abstand an die
rückseitige Oberfläche 100 von Stab 98. Eine Stellschraube
102 ist in eine geeignete Bohrung im unteren Ende des
Plattenbereichs 91 eingedreht und hat eine im Durchmesser
reduzierte flache stirnseitige Oberfläche, welche in
relativ enger passender gleitender Berührung mit der
rückseitigen Oberfläche 100 von Stab 98 steht. Es ist klar,
daß das Zusammenwirken der Stellschrauben 102 und 103 mit
dem Stab 98 eine Rotationsbewegung des Shuttle-Blocks 90
während der Hin- und Herbewegung desselben verhindert.
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Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, steht aus dem
linken Ende des Shuttle-Blocks 90 nach oben ein vertikaler
Arm 109 hervor, der an seinem oberen Ende einen nach vorne
vorstehenden horizontalen Arm 105 trägt, welcher zu der
Rahmenwand 14 und zu dem Stab 16 parallel ist. Der Arm 105
trägt ein Paar beabstandete nach oben stehende
lokalisierende und zurückhaltende Stifte 106 und 107 an
seiner oberen Oberfläche und stellt einen Träger für ein
Löscherelement 108 bereit. Löscher 108 ist im allgemeinen
im Querschnitt L-förmig und hat eine horizontale
Ausdehnung, welche den Stab 105 überlagert und ist zur
Aufnahme der lokalisierenden und zurückhaltenden Stifte 106
und 107 mit Öffnungen versehen. Der Löscher 108 ist aus
einem festen Material, beispielsweise Organokunststoff
gebildet, und weist einen herabhängenden vertikalen
rechteckigen Plattenabschnitt 109 mit einer im allgemeinen
planaren Oberfläche 110 auf, die mit einer Vielzahl von
parallelen vertikalen Nuten kapillarer Größe versehen.
Entlang seiner unterer Kante ist der Löscher 108 mit Nuten
versehen, wie bei 155 (Fig. 4), um die Rippe 31 anzupassen,
und er ist auch bei 156 (Fig. 4) sowie 157 mit Nuten
versehen, und zwar zu einem Zweck, der im folgenden
offensichtlich wird.
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Wie in den Fig. 1, 3, 4 und 6 dargestellt ist, ist eine
rechteckige horizontale Platte 111 z. B. mit Schrauben 112
und 113 an der oberen Kante der rechteckigen vertikalen
Platte 65 befestigt, wobei die Platte 111 Aussparungen
aufweist, um die Köpfe dieser Schrauben unter der oberen
Oberfläche dieser Platte einzupassen. Angrenzend an ihre
obere Oberfläche sind die rechte und linke Kante der Platte
111 mit Flanschen 114 und 115 versehen, welche sich von
vorne nach rückwärts erstrecken und Ausdehnungen der oberen
Oberfläche bereitstellen.
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Wie am besten in Fig. 5 dargestellt ist, hat ein
Reagenzstreifenbeförderungselement 116 vorzugsweise die
Form eines im allgemeinen rechtwinkligen Bodens, welcher
einen nach unten versetzten Abschnitt 117 an der linken
Stirnseite aufweist und der entlang seiner Kanten mit einem
fortlaufenden hochstehenden Rand versehen ist, um
Flüssigkeit, die sich daran sammeln kann, zurückzuhalten.
Das Streifenbeförderungselement 116 ist an seiner
Unterseite mit sich quer erstreckenden parallelen
herunterhängenden Halterungen 118 und 119 (s. Fig. 1 und 8)
versehen, welche im allgemeinen einen L-förmigen
Querschnitt aufweisen, um eingeschlagene Flansche
bereitzustellen. Die Halterungen 18 und 19 stellen
Führungsbahnen für das quer gleitbare Anbringen von Element
116 an der horizontalen Platte 111 mit den eingeschlagenen
Flanschen der Halterungen dar, welche unter die Flansche
114 und 115 der Platte 111 greifen, wie dies in Fig. 1
gezeigt ist. Der Boden 116 ist auf seiner Unterseite, an
seine Vorderkante angrenzend, mit nach unten vorstehenden
Stoppelementen 158 und 158a (s. Fig. 5 und 8) versehen,
welche die vordere Kante der horizontalen Platte 111
berühren, um die Betriebsposition des Bodens an der Platte
zu definieren. Das Streifenbeförderungselement 116 ist mit
einem Paar beabstandeter paralleler nach oben stehender
sich in Längsrichtung erstreckender Rippen 120 und 121
ausgestattet, welche sich von dem abgesetzten Abschnitt 117
bis zu einem Stück hinter das rechte Ende des Elements 116
erstrecken. Die oberen Kanten der Rippen 120 und 121 sind
horizontal und coplanar, darauf sind eine Vielzahl im
gleichen Abstand nach oben stehender Finger oder Stifte 122
und 123, die die Teststreifen greifen, ausgebildet. In der
dargestellten Ausführungsform gibt es elf Stifte 122 und
elf Stifte 123. Die Stifte 122 sind mit den Stiften 123
ausgerichtet, wobei die Stifte in jeder Reihe mit einer
Distanz beabstandet sind, die ausreicht, um dazwischen
einen Teststreifen einzupassen. Die Stifte 122 und 123
haben vorteilhafterweise eine im horizontalen Querschnitt
im wesentlichen tropfenförmige Gestalt, um so an ihrer
rechten Seite, wie dies in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist,
nur einen Punktkontakt mit einem Reagenzstreifen
herzustellen, der dadurch bewegt wird, und um dadurch eine
Haftung zu minimalisieren, die aufgrund der
Oberflächenspannung der Flüssigkeitsproben, mit denen die
Testbereiche der Teststreifen gesättigt sind, auftreten
könnte.
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Wenn das Streifenbeförderungselement 116 auf der
horizontalen Platte 111 in Betriebsposition ist, sind die
Rippen 120 und 121 mit den Schlitzen 44 bzw. 45 des Bodens
20 in einer Reihe ausgerichtet. Die Schlitze 44 und 55 sind
breiter als die Rippen 120 und 121 und erlauben ein
Durchgehen der letztgenannten und der Stifte, welche
dadurch ohne Kontakt mit dem Boden 20 durchgeführt werden.
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Bei Betrieb des Motors 48 wird die Bewegung der vertikalen
Platte 65 entlang der Umlaufbahn, die in Fig. 1 durch
gepunktete und gestrichelte Linien 70a und 71a dargestellt
ist, auch auf das Streifenbeförderungselement 116, die
Rippen 120 und 121 sowie die Stifte 122 und 123 übertragen.
Wenn die Teile in der Position von Fig. 1 sind, sind
Element 116 und Stifte 122 und 123 in ihren höchsten
Positionen, wobei die Stifte die Ebene der oberen Kanten
der Schienen 29 bis 34 kreuzen und darüber vorstehen.
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Wenn der Motor 48 arbeitet, wird Element 153 (Fig. 1 und 3)
vom Schalter 154 wegbewegt, und das Element 116 und seine
Stifte werden nach unten in die linke Richtung bewegt und
dann nach oben entlang der kreisförmigen Ausdehnung der
Umlaufbahn, um zu erreichen, daß die Stifte 122 und 123
durch die Schlitze 44 und 45 nach unten zurückgezogen
werden (Fig. 1 und 2). Wenn Element 116 in seiner untersten
Position entlang der kreisförmigen Ausdehnung der
Umlaufbahn ist, sind die Stifte unter dem Boden verteilt.
Wenn das Element 116 das Ende der kreisförmigen Ausdehnung
der Umlaufbahn erreicht, ist es wieder in der obersten
Position und ist soweit links wie es geht. Es bewegt sich
dann entlang der horizontalen geradlinigen Ausdehnung der
beschriebenen Umlaufbahn nach rechts, d. h. parallel zu den
Schienen, und kehrt zu seiner in Fig. 1 dargestellten
Position zurück, in der das Element 153 in bezug auf den
Schalter 154 wieder in auslösender Position ist. In der
dargestellten Ausführungsform gehen das Element 116 und
seine Stifte entlang der geradlinigen Ausdehnung der
Umlaufbahn horizontal 1,2065 cm (0,475 inches) nach rechts.
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In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung beträgt
die Zeit, die erforderlich ist, damit der Motor eine
vollständige Umdrehung macht und dadurch das Element 116
eine Durchquerung der Umlaufbahn zurücklegt, beträgt 3,8
Sekunden.
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Die Farbänderungen, welche die Testbereiche von
Mehrfachreaganzteststreifen erleiden, werden in der
Vorrichtung durch Reflexionsphotometrie abgetastet oder
gelesen. Zu diesem Zweck ist ein Lesekopf 124 (Fig. 1 und 8
bis 10) geeigneterweise vertikal einstellbar angebracht,
beispielsweise durch Schrauben 159 und 160, und zwar an der
rechten vertikalen Seite des Trägerarms 118 im Abstand nach
oben und in Ausrichtung mit der Lesestationsplattform 26.
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Ein ähnlicher Lesekopf 125 (Fig. 1) ist in ähnlicher Weise
vertikal einstellbar an der rechten vertikalen Seite des
Trägerarms 19 mit einem Abstand über und in Ausrichtung mit
der Lesestationsplattform 27 montiert. In Fig. 2 ist der
Lesekopf 125 entfernt, um den Aufbau darunter im Bereich
von Plattform 29 besser darstellen zu können.
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In der dargestellten Ausführungsform stellen die Leseköpfe
124 und 125 die Optik für die Reflexionsphotometrie bereit,
die einen Teststreifen, der bis zu zehn gleichmäßig
beabstandete Testbereiche aufweist, liest. Da
Mehrfachteststreifen normalerweise Inkubationszeiten
beinhalten, das sind die Zeiträume nach Kontakt mit der
in Flüssigkeitsprobe, während welcher sich eine Farbänderung
als Antwort auf das Vorliegen eines besonderen
Probenbestandteils entwickeln kann und während welcher die
entwickelte Farbe nachweisbar bleibt, ist die Optik des
Lesekopfes 124 so positioniert, daß jene Testbereiche eines
Streifens, welcher eine vorbestimmte erste Inkubationszeit
haben, gelesen werden. Umgekehrt ist die Optik des
Lesekopfes 125 so positioniert, daß jene Testbereiche eines
Streifens gelesen werden, welche eine vorbestimmte längere
Inkubationszeit haben, da ein Teststreifen an Plattform 27
erst eine bestimmte Zeit nachdem der Streifen an Plattform
26 gelesen wurde, gelesen werden wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 wird der Lesekopf
124 beschrieben, und es wird zu verstehen sein, daß der
Lesekopf 125 im wesentlichen denselben Aufbau hat. Der
Lesekopf 124 ist länglich und im Querschnitt im
wesentlichen L-förmig, wie aus der Vorderseite der
Vorrichtung zu ersehen ist, er weist einen
Hauptkörperabschnitt 126 und einen horizontal vorstehenden
spitz ausgebildeten Abschnitt 127 auf. Die obere Oberfläche
des Körperabschnittes 126 weist eine Aussparung, wie z. B.
bei 128 auf, und eine Vielzahl von beabstandeten vertikalen
Nuten 129, beispielsweise sechs an der Zahl, sind im Boden
des Lesekopfes 124, wie dargestellt, ausgebildet. Der
Hauptkörperabschnitt 126 ist mit einer Vielzahl von in
gleichem Abstand angebrachten vertikalen Durchbohrungen 130
versehen, welche in der dargestellten Ausführungsform zehn
an der Zahl sind. Die Bohrungen 130 sind jeweils zur
Aufnahme eines Endes eines optischen Faserelements 131
angepaßt, welches durch eine Stellschraube 132 festgehalten
wird, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Das andere Ende jedes
Elementes 131 steht mit lichtempfindlichen Mitteln (nicht
gezeigt) in bekannter Weise in Verbindung. Alternativ kann
das andere Ende jedes Elementes 131 mit einer Lichtquelle
(nicht gezeigt) in bekannter Weise in Verbindung stehen.
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Der spitz ausgebildete Abschnitt 127 ist mit einer Vielzahl
von gleichmäßig beabstandeten, im Winkel angebrachten
Durchbohrungen 133 versehen, wobei jede Achse der Bohrungen
coplanar mit jener einer entsprechenden Bohrung 130 ist.
Die Bohrungen 133 sind jeweils so ausgelegt, daß sie ein
Ende eines optischen Faserelements 134 aufnehmen, welches
durch eine Stellschraube 135 festgehalten wird, wie dies in
Fig. 9 dargestellt ist. Das andere Ende jedes Elements 134
steht mit einer Lichtquelle (nicht gezeigt) in einer
bekannten Art in Verbindung. Alternativ kann das andere
Ende jedes Elements 134 mit lichtempfindlichen Mitteln
(nicht gezeigt) in bekannter Weise in Verbindung stehen. Es
wird festgestellt werden, daß es sieben Sets optischer
Elemente 133 und 134 in der erläuterten Ausführungsform
gibt.
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Gemäß Fig. 2 hat ein Bügelelement 136 einen horizontalen
Abschnitt 139, der in der Draufsicht U-förmig ist, und
offenstehende ohrartige Abschnitte 137 und 138 an seinen
gegenüberliegenden Enden, welche normalerweise über den
oberen Oberflächen des Lesekopf s 124 liegen. Der Rest von
Abschnitt 139 liegt normalerweise über der oberen
Oberfläche des tragenden Arms 18, wie dies in den Fig. 2
und 3 am besten dargestellt ist. Der Bügel 136 hat auch
einen vertikalen Abschnitt 140, welcher von dem Abschnitt
139 im Abstand vom tragenden Arm 18 herunterhängt, und der
ihn an seiner unteren Kante in einem offenstehenden
eingeschlagenen Flansch 141 abschließt.
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An dem Flansch 141 sind beispielsweise durch Schrauben 142
und eine oder mehrere zusammenwirkende Muttern 143
streifenberührende Mittel entfernbar befestigt, welche eine
Vielzahl von streifenberührenden oder niederhaltenden
Elementen 144 umfassen, die streifenberührende bogenförmige
Oberflächenabschnitte aufweisen, sobald sie in
Betriebsposition sind, um die Oberfläche von Plattform 26
oder die obere Oberfläche des Teststreifens, der auf dieser
Plattform angebracht ist, zu berühren. In der dargestellten
Ausführungsform neben die Elemente 144 die Form von
Draht-Blattfedern an, die gebogene freie Endabschnitte
haben. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist jedes der
streifenberührenden Elemente 144 in einer Linie mit der
Mittellinie einer der Nuten 129 im Boden des Lesekopfs 124
ausgerichtet.
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Wie auch in Fig. 8 gezeigt ist, wird der berührte Streifen,
sobald die streifenberührenden Elemente 144 in ihren
Betriebspositionen sind und einen Teststreifen berühren,
der auf der Plattform 26 liegt, durch diese Elemente flach
gegen die Plattform gedrückt. Dies stellt sicher, daß der
Streifen in einer geeigneten räumlichen Wechselwirkung mit
dem Lesekopf 124 steht, während er auf der Plattform 26
aufgelegt ist.
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Der Bügel 136 ist mit dem Lesekopf 124 mittels Schrauben
145 und 146 befestigt, welche sich durch die Öffnungen in
den Ohren 137 bzw. 138 erstrecken und in aufnehmende
Bohrungen im Lesekopf 124 geschraubt sind. Wie im
vertikalen Schnitt in Fig. 8 gezeigt ist, ist die Schraube
154 in eine vertikale Durchbohrung 147 geschraubt, welche
an ihrem unteren Ende, wie bei 148, gegengebohrt ist, um
eine Schraub-Druckfeder 149, welche die Schraube 145
koaxial umgibt, einzupassen.
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Eine ähnliche Gegenbohrung und eine ähnliche Federanordnung
sind mit der Schraube 146 verknüpft. Allerdings ist das
untere Ende der Schraube 145 mit einem zylindrischen
Spitzenabschnitt 150 versehen, welcher aus der Bohrung 147
vorsteht und ist in einer Stellung, um mit einem vertikalen
Schulterelement 151 auf dem Boden 20 ein Lager zu bilden,
wenn die Schraube 145 in die Betriebsposition gebracht
wird, wie dies in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Es wird
offensichtlich, daß, wenn die Schraube 145 in ihrer
Betriebsposition ist, der Boden 20 nicht entfernt werden
kann, da eine Querbewegung desselben nach vorne durch ein
Aneinanderstoßen von Schulter 151 und Schraubenspitze 150
verhindert wird.
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Wenn die Schrauben 145 und 146 losgeschraubt sind, z. B. in
der Stellung von Schraube 145 in Fig. 10 sind, expandieren
die Druckfedern, die diese Schrauben umgeben, axial, um den
Bügel und die Elemente 144 in Positionen zu heben, die in
Fig. 10 dargestellt sind, wobei die die Streifen
berührenden Abschnitte der Elemente innerhalb der Nuten 129
des zugehörigen Lesekopfes angeordnet sind. In dieser
Position sind die Elemente 144 mit Zwischenraum über dem
Boden des Lesekopfes 124 angeordnet, und die Spitze 150 der
Schraube 145 ist mit Abstand über der Schulter 151
angeordnet, um dadurch die Entfernung des Bodens durch eine
Bewegung desselben nach vorne zu erlauben. Die gerade
beschriebene Anordnung stellt eine Sperre bereit, welche
eine Entfernung des Bodens 20 verhindert, wann immer sich
die Elemente 144 in ihren Betriebspositionen, die in den
Fig. 8 und 9 dargestellt sind, befinden, nämlich in den
Positionen, in denen sie durch eine derartige Entfernung
schaden erleiden würden. Eine derartige Sperre erlaubt eine
Entfernung des Bodens 20 nur, wenn die Elemente 144 zu den
geschützten zurückgezogenen Stellungen, die in Fig. 10
dargestellt sind, hochgehoben sind.
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Der Betrieb der Vorrichtung wird nun beschrieben. Es wird
angenommen, daß die Vorrichtung ohne Reagenzteststreifen
ist, und daß der Motor 48 durch einen Steuerstromkreis
(nicht gezeigt) gespeist wird, um eine Drehung der Wellen 51
und 54 im Uhrzeigersinn sowie eine Umlaufbewegung des
Streifenbeförderungselements 116, wie es vorher beschrieben
wurde, wie auch eine gleichzeitige horizontale Hin- und
Herbewegung des Löschers 108 zu bewirken.
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Es wird auch angenommen, daß die Reagenzteststreifen, die
gelesen werden sollen, zehn Testbereiche enthalten, und daß
die Reagentien von sieben solcher Bereiche eine relativ
kurze Inkubationszeit haben, wohingegen die Reagentien der
verbleibenden drei Testbereiche eine verhältnismäßige
längere Inkubationszeit haben. Die Faseroptik zum Lesen der
sieben Testbereiche, die eine kürzere Inkubationszeit
haben, werden am Lesekopf 124 in Positionen zur Ausrichtung
mit solchen Bereichen montiert, und die Faseroptik zum
Lesen der Reagenztestbereiche, die eine relativ längere
Inkubationszeit haben, werden in Positionen zur Ausrichtung
mit solchen Bereichen am Lesekopf 125 angebracht.
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Bei Betrieb des Motors 48 bewegen sich Löscher 108 und das
Streifenbeförderungselement 116 mit seinen Stiften 122 und
123 im allgemeinen in entgegengesetzten Richtungen, d. h.,
wenn die Stifte 122 und 123 in ihren erhöhten Positionen
sind und nach rechts (vor rücken) entlang der horizontalen
geradlinigen Ausdehnung ihrer Umlaufbahn bewegt werden,
wird der Löscher 108 gleichzeitig nach links bewegt
(Rückzug). Sobald der Löscher seine zurückgezogenste
Position erreicht, erreichen die Stifte 121 und 123 ihre
Position, die am weitesten vorgerückt ist, Schalter 150
wird betätigt, und der Motor 48 wird für eine vorbestimmte
Verweilzeit gestoppt, wie später hier beschrieben wird.
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Während der erwähnten Verweilzeit gibt der Bediener einen
mit flüssiger Probe gesättigten Reagenzteststreifen, wie
z. B. den Streifen 152 (Fig. 2) auf die Schienen 29 und 30
im Beladungsbereich 25 des Unterbodens 20, und zwar so, daß
das innere Ende des Streifens der gewinkelten vertikalen
Oberfläche 46 benachbart ist. Aus offensichtlichen Gründen
kann eine weite Variationsbreite bei der Plazierung des
Streifens toleriert werden. Es wird angenommen, daß das
innere Ende des Streifens mit der vertikalen Oberfläche 46
in Kontakt steht und daß der Streifen in einem Winkel, der
anders als 900 in bezug auf die Schiene 29 und 30 ist,
verdreht wird. Eine Vorwärtsbewegung des Löschers 108, die
durch nachfolgenden Betrieb von Motor 48 am Ende der
Verweilzeit verursacht wird, wird dann den Streifen in die
normale Stellung zu den Schienen bringen, sobald der
Löscher mit der linken Kante des Streifens in Kontakt
kommt. Wenn der Streifen so ausgerichtet ist und ein
Kontakt alle Testbereiche desselben mit dem Löscher 108
hergestellt ist, wird überschüssige Probe in den
Testbereichen durch den Löscher entfernt und tropft in den
Boden 20.
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Gleichzeitig mit der erwähnten Ausrichtung eines verdrehten
Teststreifens bewirkt ein Kontakt des inneren Endes des
Streifens mit der gewinkelten vertikalen Oberfläche 46 eine
Bewegung des Streifens der Länge nach nach außen, da er
entlang den Schienen durch den Löscher 108 vorwärtsgetragen
wird. Das innere Ende des Streifens bewegt sich schließlich
zu einem vertikalen Oberflächenabschnitt 47 und entlang
diesem, welcher parallel mit den Schienen steht, um dadurch
die Testbereiche des Streifens in eine transversale
Erfassung durch die jeweilige Anordnung der Faseroptik im
Lesekopf 124 zu bringen.
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Sobald der Löscher 108 die am weitesten vorgerückte
Position erreicht, vollendet das
Streifenbeförderungselement 116 seine Reise (rechtsläufig
wie in Fig. 1 dargestellt) entlang der kreisförmigen
Ausdehnung seiner Umlaufbahn, indem die Stifte 122 und 123
zu ihren Positionen, die am weitesten links liegen, gehoben
werden.
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Der am weitesten links stehende Satz von Stiften 122 und
123 kommt somit hinter dem Streifen mit dem Löscher 108 in
Kontakt, wenn der letztgenannte in seiner am weitesten
vorgerückten Position steht. Eine derartige Anordnung der
erwähnten Stifte verhindert, daß der Streifen dem Löscher
während der nachfolgenden Rückzugsbewegung des
letztgenannten folgt. Wenn sich der Löscher 108
zurückzieht, wird eine Störung seiner Bewegung durch die am
weitesten links stehenden Stifte 122 und 123 durch die
Kerben 156 und 157 (Fig. 4) an der unteren Kante des
Löschers verhindert, welcher für diese Stifte eine
Reinigung bereitstellt. In der dargestellten
Ausführungsform der Erfindung setzt das Kontrollsystem für
den Motor seinen Betrieb fort, welcher gleichzeitig eine
Rückzugsbewegung des Löschers 108 und eine horizontale
Vorwärtsbewegung der Stifte 122 und 123 entlang der
geradlinigen Ausdehnung ihrer Umlaufbahn in Richtung ihrer
Position, die am meisten vorgerückt ist, in einer
Entfernung, welche in der dargestellten Ausführungsform
1,2065 cm (0,475 inches) beträgt, bewirkt. Eine derartige
geradlinige Bewegung der Stifte 122 und 123 bewegt den
Reagenzteststreifen, der mit dem am weitesten links
stehenden Satz davon in Kontakt steht, entlang den Schienen
um die gleiche Entfernung nach rechts, während zur gleichen
Zeit die Ausrichtung des Streifens in normaler Stellung zu
den Schienen erhalten wird. Wenn die Stifte die Grenze
ihrer geradlinigen Vorwärtsbewegung erreichen, befindet
sich der Löscher etwa an der Grenze seiner geradlinigen
Bewegung, das Element 143 betätigt den Schalter 154 und das
Kontrollsystem stoppt den Motorbetrieb für eine
Verweilzeit, während der der Bediener den nächstfolgenden
Streifen auf die Schienen im Beladungsbereich legen kann.
Am Ende der Verweilzeit nimmt das Steuersystem den Betrieb
des Motors wieder auf, was bewirkt, daß die Stäbe 122 und
123 entlang der kreisförmigen Ausdehnung ihrer Umlaufbahn
wandern, sobald der Löscher 208 wieder vorrückt.
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Während einer solchen Wanderung wird der am weitesten links
stehende Satz von Stiften 122 und 123 nach unten
zurückgezogen, und zwar aus dem Kontakt mit dem Streifen
und unter dem Boden 20, und wird dann nach links und nach
oben in eine erhöhte Position bewegt, in der er hinter dem
nächsten nachfolgenden Streifen steht, der durch den
Löscher 108 als der letztere zu seiner am seitlichsten
vorgerückten Position bewegt wird. Von links gezählt, ist
der zuerst erwähnte Streifen nun zwischen dem zweiten und
dritten Satz von Stiften 122 und 123 angeordnet, wohingegen
der nachfolgende Streifen zwischen dem ersten und zweiten
Satz der genannten liegt.
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In der erläuterten Ausführungsform braucht ein
vollständiger Bewegungsablauf der Stifte 122 und 123
entlang ihrer Umlaufbahn 3,8 Sekunden. Da die Streifen
während der Bewegung der Stifte entlang der kreisförmigen
Ausdehnung ihrer Umlaufbahn, deren Bewegung etwa 1,9
Sekunden dauert, ruhen, ist die gesamte Verweilzeit für die
Streifen auf den Schienen die Zeit des Motorstillstands von
6,2 Sekunden plus 1,9 Sekunden, oder etwa 8,1 Sekunden.
Jedesmal, wenn der Löscher 108 sich zu seiner
zurückgezogenen Position bewegt, was etwa jedesmal 10
Sekunden dauert, legt der Bediener einen anderen
Teststreifen auf die Schienen im Beladungsbereich 25 des
Bodens 20.
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Während des nächsten Intervalls des Motorbetriebs wird der
erste erwähnte Streifen durch den vorher erwähnten zweiten
Satz von Stiften 122 und 123 unter den die Streifen
berührenden Elementen 144 zur Leseposition an der
Lesestationsplattform 26 bewegt, bei der, wie in Fig. 8
gezeigt, die Elemente 144 Bereiche des Streifens zwischen
den Testbereichen berühren und den Streifen flach gegen die
Plattform 26 drücken. Die pressende Wirkung der Elemente
144 gewährleistet, daß ein konstanter und vorbestimmter
genauer vertikaler Zwischenraum zwischen den Testbereichen
eines Streifens auf der Plattform 26 und dem Lesekopf 124
vorhanden ist. Die Anordnung für die Leseköpfe ist
einstellbar, und die Position jedes Lesekopfs wird
normalerweise festgelegt, wenn die Vorrichtung
zusammengebaut wird.
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Der erste erwähnte Streifen und jeder nachfolgende Streifen
bleibt während der gesamten Verweilzeit von etwa 8,1
Sekunden an der Plattform 26. Während dieser Zeit werden
die Testbereiche des Streifens gelesen und die Menge des
Probenbestandteils, der eine Farbänderung in einem
Testbereich bewirkt, dessen Reagentien eine relativ kurze
Inkubationszeit haben, wird durch Reflexionsphotometrie
wahrgenommen und wird vorzugsweise durch geeignete
Druckmittel (nicht gezeigt) ausgedruckt.
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Während jedes Intervalls des Motorbetriebs wird der erste
genannte Streifen und jeder nachfolgende Streifen entlang
der Schienen um 1,2065 cm (0,475 inches) bewegt, wonach die
Streifen während der vorher erwähnten gesamten Verweilzeit
von etwa 8,1 Sekunden ruhen. Durch jedes Bewegungsintervall
werden die Streifen zwischen der Reihe nach vorgerückte
Paare von Stiften 122 und 123 disponiert. Die Anzahl der
Stifte 122 und 123 sowie die Position der zweiten
Lesestationsplattform 27 und des dazugehörigen Lesekopfes
125 sind so gewählt, daß die Zeit, die ein Streifen
benötigt, um die Plattform 27 zu erreichen, der relativ
längeren Inkubationszeit der Testbereiche der Streifen, die
an der Plattform 27 gelesen werden, entspricht.
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Ein Fachmann auf dem Gebiet wird erkennen, daß zur
Anpassung an unterschiedliche Inkubationszeiten die
Anbringung des Lesekopfs 27 einer Einstellung der Position
entlang den Schienen ermöglichen kann, und daß ein
Streifenbeförderungselement 116 mit einer unterschiedlichen
Zahl von Stiften 122 und 123 wie auch ein Boden, der eine
in geeigneter Weise positionierte Plattform 27 aufweist,
anstelle der erläuterten Mittel eingesetzt werden können.
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Wenn der zuerst genannte Streifen die Leseposition an
Plattform 27 erreicht, wobei die Position der Leseposition
an Plattform 26, die in Fig. 8 dargestellt ist, entspricht,
würden die Testbereiche des Streifens, die eine längere
Inkubationszeit aufweisen, während der Verweilzeit gelesen.
Die Menge jedes Probenbestandteiles, der eine Farbänderung
in jedem derartigen Testbereich verursacht, wird mittels
Reflexionsphotometrie wahrgenommen und auch vorzugsweise
durch die oben erwähnten Mittel ausgedruckt.
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Nachdem ein Teststreifen an der Plattform 27 gelesen wurde,
bewirkt der fortgesetzte Motorbetrieb, daß die Stifte 122
und 123 den Streifen entlang den Schienen zum
Abfall-Sammelbehälter 28 transportieren. In der erläuterten
Ausführungsform kann der Sammelbehälter 28 etwa 200
Streifen aufnehmen. Die Entfernung der Streifen aus dem
Sammelbehälter wird durch das Vorliegen der Schienen 38 bis
40 erleichtert, durch welche die Möglichkeit, das solche
Streifen an den Sammelbehälterwänden haften bleiben, auf
ein Minimum reduziert wird.
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Wenn der letzte Teststreifen eines bestimmten Laufs an
Plattform 26 gelesen wurde und ein fortgesetzter
Motorbetrieb diesen Streifen von der Plattform 26 zur
Plattform 27 weiterbewegt, stellt die Optik des Lesekopfs
124 das Nichtvorhandensein eines Streifens an Plattform 26
während der nächsten Verweilperiode fest. Die Stellung des
Motors, wenn er für die Verweilzeit stoppt, wird als seine
Null-Position bezeichnet. Der Mikroprozessor im
Steuersystem für den Motor 48 ist so programmiert, daß,
sobald die Abwesenheit eines Streifens auf der Plattform 26
während einer Verweilperiode festgestellt wird, der Betrieb
der Vorrichtung fortgesetzt wird, bis alle Streifen an
Plattform 27 gelesen sind und im Sammelbehälter abgelegt
sind, wonach das Steuersystem den Motor etwa 120º über
seine normale Stopp- oder Null-Position hinausdreht.
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In der erläuterten Ausführungsform ist der Mikroprozessor
des Steuersystems so programmiert, daß, wenn der Lesekopf
124 80 Sekunden lang keinen Streifen auf der Plattform 26
während einer Verweilzeit sieht, der Motor 48 daraufhin
120º über seine Null-Stellung hinaus gedreht wird und
gestoppt wird. Dies gewährleistet, daß der Betrieb der
Vorrichtung über einen Zeitraum fortgesetzt wird, der zum
Lesen des letzten Streifens des Durchgangs an Plattform 27
und das anschließende Ablegen des Streifens im
Sammelbehälter 28 notwendig ist, fortgesetzt wird.
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Wenn sich der Motor 48 in der Position 120º über seiner
Null-Stellung befindet, befindet sich das
Streifenbeförderungselement 116 in einer gesenkten Position
entlang der kreisförmigen Ausdehnung seiner Umlaufbahn. In
dieser gesenkten Position sind die Stifte 122 und 123 in
einem Abstand unter dem angrenzenden Bodenbereich des
Bodens 20, wodurch eine relative Querbewegung zu den
Gliedern 116 und zum Boden 20 ohne störenden Kontakt mit
irgendwelchen Teilen derselben ermöglicht wird. Auf diese
Weise stoppt das Steuerungssystem den Motor 48 immer am
Ende eines Durchgangs in einer standby-Stellung, welche die
leichte Entfernung des Bodens 20 und des Elements 116 zum
Entleeren und/oder Waschen erlaubt. Es wird betont, daß
allerdings der Boden 20 nicht entfernt werden kann, bis die
Bügelschrauben 145 und 146 am Lesekopf 124 sowie die
entsprechenden Schrauben am Lesekopf 125 ausreichend gelöst
sind, um die streifenberührenden Elemente 144 nach oben in
die Nuten 129 zu heben und gleichzeitig die Schraubenspitze
150 an jedem Lesekopf über die jeweilige Bodenschulter 151
zu heben. Wie bereits früher erwähnt, verhindert die so
erzielte Sperre eine Beschädigung der die Streifen
berührenden Elemente 144, was andernfalls bei der
Entfernung des Bodens 20 auftreten könnte.
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Die erläuterte Ausführungsform der Erfindung ist so
programmiert, daß 360 Teststreifen pro Stunde nacheinander
in Intervallen von 10 Sekunden auf die Schienen im
Beladungsbereich gelegt werden können, gelesen werden und
die Testergebnisse ausgedruckt werden. Dies ist eine
wesentliche Verbesserung gegenüber der Geschwindigkeit, bei
der Teststreifen mit Geräten des Standes der Technik gelesen
werden können. Die Vorrichtung erlaubt eine weite
Variationsbreite bei der Plazierung der Streifen an den
Schienen und richtet die Streifen automatisch in genaue
Leseposition auf den Lesestationsplattformen aus, so daß
die Testbereiche der Streifen von der jeweiligen
Lesekopfoptik erfaßt werden.
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Bei einer derartigen Ausrichtung werden die Streifen
abgelöscht, und jede Abweichung von der normalen Stellung
in bezug auf die Schienen wird korrigiert, gleichzeitig
wird eine Längsbewegung, die notwendig ist, um die
Teststreifen mit der jeweiligen Lesekopfoptik in eine Reihe
zu bringen, während der Bewegung durch den Löscher 108
durchgeführt. Sobald der Streifen die Leseposition
erreicht, die über einer Lesestationsplattform liegt, wird
er für die Verweilzeit durch die streifenberührenden
Elemente 144 flach dagegengedrückt, währenddessen die
erhöhte Stellung der Stifte 122 und 123 ein Verdrehen des
Streifens aus der Linienanordnung der Lesekopfoptik
verhindert, solange der Streifen gelesen wird.
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Die verbesserte Vorrichtung ist auch für das Lesen von
Teststreifen, deren Testbereiche Reagentien mit
unterschiedlichen Inkubationszeiten beinhalten, angepaßt.
Die optischen Faserelemente können von einem Lesekopf zum
anderen transferiert werden, wenn dies notwendig ist, um
ein Lesen jedes Testbereiches nach einem geeigneten
Zeitintervall nach der Plazierung des Streifens auf den
Schienen im Beladungsbereich 25 zu ermöglichen.
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Bei der erläuterten Ausführungsform können verschiedene
Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne
daß dadurch der Sinngehalt der Erfindung umfangen wird;
alle möglichen Veränderungen können innerhalb des
Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche durchgeführt
werden.