DE3839080A1

DE3839080A1 - Automatisches analysesystem und analysemethode unter verwendung des systems

Info

Publication number: DE3839080A1
Application number: DE3839080A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Umetsu; Hiroshi Hashimoto; Kyoko Imai; Hajime Betsui; Tadashi Ohishi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-18
Publication date: 1989-06-01
Also published as: US5051238A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein automati sches Analysesystem und weiter auf eine Analysemethode unter Verwendung des Systems. Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Erfin dung auf ein automatisches Analysesystem und eine Methode, bei denen eine Vielzahl von Reagenzarten entsprechend einer Vielzahl von Meßparametern auf einem Reagenzmit teltisch vorbereitet und nacheinander in ein Reaktionsgefäß auf einem Reaktionstisch eingebracht werden, so daß Reaktionen zwischen Proben und den entsprechenden Reagen zien herbeigeführt werden und auf diese Weise die Proben automatisch analysiert werden.

In der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 50-70 085 ist ein Analysesystem der vorgenannten Art offenbart. Dieses System umfaßt Reaktions-, Proben- und Reagenzmittelscheiben, die alle getrennt voneinander angeordnet sind. Das System besitzt auch eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen, die auf der Reaktionsscheibe an geordnet sind und verschiedenen Meßparametern entsprechen. Im Betrieb werden die Proben und die Reagenzien in die Reaktionsgefäße mit Hilfe von Pipettiermechanismen ge speist, die für Proben und Reagenzien getrennt hergestellt sind. So wird ein Pipettiermechanismus ausschließlich für den Transfer der Proben und ein anderer Pipettiermechanis mus ausschließlich für die Reagenzien eingesetzt. Um die Anzahl der zu untersuchenden Parameter zu erhöhen, setzt dieses bekannte System einen eigenen Pipettiermechanismus für jede einzelne Reagenzmittelscheibe ein. Wenn zwei Arten von Reagenzien, z. B. ein erstes und ein zweites Reagenz, auf die einzelnen Reagenzmittelscheiben gesetzt werden, muß eine solche Reagenzmittelscheibe über zwei Pipettiermechanismen verfügen. Als Schlußfolgerung ergibt sich, daß die Anordnung kompliziert ist und die Herstel lungskosten des Systems entsprechend hoch sind. Weiter ist der Analysevorgang bei diesem System sehr mühsam und zeitraubend.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 62-2 17 163 offenbart ein weiteres automatisches Analysesys tem. Dieser automatische Analysator besitzt einen Proben tisch mit Probengefäßen sowie einen koaxial zum Probentisch angeordneten Reaktionstisch. Das System weist weiter einen ersten und einen zweiten Reagenzmitteltisch auf, welche auf verschieden, von der gemeinsamen Achse des Probentisches und des Reaktionstisches auf Abstand gehal tenen, Achsen angebracht sind. Dieses System erfordert also getrennte Pipettiervorrichtungen für die Proben, die ersten und zweiten Reagenzien, mit der Folge, daß das System im Aufbau kompliziert und in den Abmessungen groß wird, und daß die Herstellungskosten entsprechend hoch sind. Weiter ist der Analysevorgang zeitraubend wie im Falle des in der ungeprüften japanischen Patentveröf fentlichung Nr. 50-50 085 offenbarten Systems.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Analysesystem extrem einfacher Konstruktion zu schaffen sowie eine Methode, die ein leichtes analyti sches Messen erlaubt, besonders dann, wenn eine Vielzahl von Meßparamtern vorgesehen sind, um so die oben beschrie benen Probleme des Standes der Technik zu überwinden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Analysesystems und einer Analysemetho de, bei denen die analytische Messung einer Vielzahl von Meßparametern mit einem einzigen Pipettiermechanismus ausgeführt werden kann.

Zu diesem Zwecke ist gemäß einer ersten Orientierung der vorliegenden Erfindung ein automatisches Analysesystem vorgesehen, welches umfaßt: einen drehbaren Probentisch zum Aufstellen einer Vielzahl von Probengefäßen; einen drehbaren Reagenzmitteltisch, der koaxial zum Probentisch angeordnet ist und eine Vielzahl von Reagenzgefäßen tragen kann; einen drehbaren Reaktionstisch, der Seite an Seite mit dem Probentisch und dem Reagenzmitteltisch angeordnet ist und eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen trägt; und eine einzelne, über den Probentisch, den Reagenzmitteltisch und den Reaktionstisch bewegbare, Pipettiervorrichtung, die Proben und Reagenzien aus ausgewählten Probegefäßen auf dem Probentisch und dem Reagenzmitteltisch ansaugt und die so angesaugten Proben und Reagenzien in ausgewählte Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch abgibt.

Gemäß einer zweiten Orientierung der Erfindung ist eine automatische Analysemethode unter Verwendung des automati schen Analysesystems mit dem vorgenannten Aufbau vor gesehen, welche umfaßt: einen Probenpipettierschritt, bei welchem eine vorbestimmte Probenmenge von einem der Probengefäße auf dem Probentisch zu einem vorbestimmten Gefäß auf dem Reaktionstisch mit Hilfe der Pipettiervor richtung transferiert wird; anschließende Probenpipet tierschritte, bei denen der Probentisch und der Reak tionstisch intermittierend in Drehung versetzt werden, um die vorbestimmte Probenmenge jedes der aufeinanderfolgenden Probengefäße mit Hilfe der Pipettiervorrichtung nach jedem der aufeinanderfolgenden Reaktionsgefäße zu trans ferieren; einen Waschschritt zwischen jedem benachbarten Paar aufeinanderfolgender Probenpipettierschritte zum Waschen der Pipettiervorrichtung; Reagenzpipettierschritte, bei denen bestimmte Mengen von Reagenzien aus aufeinander folgenden Reagenzgefäßen auf dem Reagenzmitteltisch mit Hilfe der Pipettiervorrichtung zu aufeinanderfolgenden Reaktionsgefäßen transferiert werden; und einen weiteren Waschschritt zwischen jedem benachbarten Paar von Reagenz pipettierschritten.

Das automatische Analysesystem gemäß der Erfindung besitzt einen Aufbau, der gegenüber bekannten Systemen deutlich vereinfacht ist, weil die analytische Messung einer Vielzahl von Meßparametern mit Hilfe einer einzigen Pipettiervorrichtung durchgeführt werden kann. Entsprechend können die Herstellungskosten gesenkt werden.

Die erfindungsgemäße Analysemethode erleichtert den Analysevorgang erheblich. Denn selbst wenn eine Vielzahl von z. B. 5 Reagenzien für einen einzelnen analytischen Meßparameter verwendet werden muß, kann die Messung mit einer einzigen Pipettiervorrichtung durchgeführt werden, so daß die Untersuchung in einer ganz einfachen Weise bequem ausgeführt werden kann.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines automatischen Analysesystems gemäß der Erfindung, bei der das System zur Erleichterung des Verständnisses der Grundidee der vorliegen den Erfindung schematisch veranschaulicht ist;

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm eines Analyseablaufes, der beim automatischen Analysesystem nach Fig. 1 abläuft;

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt durch eine Partie einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 stellt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 3 dar;

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht, welche die Anordnung der verschiedenen in die Ausführungsform nach Fig. 4 einbezogenenEinheitenveranschaulicht;

Fig. 6 stellt eine Schnittansicht durch einen Proben tisch und einen Reagenzmitteltisch entlang der Drehachse dar;

Fig. 7 stellt eine in Einzelteile auseinandergezogene Ansicht des Mechanismus der Fig. 6 dar;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Pipet tiermechanismus;

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasch einheit;

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines optischen Systems in einem Fluoreszenzlichtmeß gerät;

Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch einen Reaktionstisch entlang der Achse derselben;

Fig. 12 veranschaulicht schematisch die Flüssigkeits wege; und

Fig. 13 ist ein Ablaufdiagramm, das den mit dem erfindungsgemäßen automatischen Analysesystem durchgeführten Untersuchungsvorgang erläutert.

Gemäß Fig. 1 weist eine erste Ausführungsform des Analyse systems der vorliegenden Erfindung eine Welle 313 auf, die einen Probentisch 315 mit einer Vielzahl von Proben gefäßtaschen 314 trägt, welche in einer vorbestimmten Schrittweite oder Intervallfolge in Umfangsrichtung aufgestellt sind. Der Probentisch 315 ist mit seiner Welle 313 um die Achse der Welle 313 drehbar. Ein Reagenz mitteltisch 310 mit einem größeren Durchmesser als dem des Probentisches 315 ist an einem Abschnitt der Welle 313 befestigt, der axial nach unten vom Probentisch absteht. Der Reagenzmitteltisch 310 ist ebenfalls mit der Welle 313 um die Achse der Welle 313 drehbar. Der Reagenz mitteltisch 310 trägt eine Vielzahl von Reagenzgefäßen 311. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist der Reagenzmitteltisch 310 eine Vielzahl von Reagenzmittel packungstaschen 312 a auf, die radial um die Welle 313 angeordnet sind. Jede dieser Reagenzmittelpackungstaschen 312 a nimmt eine Reagenzmittelpackung 312 auf, die drei mit verschiedenen Reagenzien gefüllte Reagenzgefäße 311 enthält. So sind also eine Vielzahl von Reagenzmittelpack ungen 312 auf dem Reagenzmitteltisch radial um die Welle 313 angeordnet. Das System besitzt weiter einen Reak tionstisch 302, der so an einer Welle 303 befestigt ist, daß sich der Reaktionstisch 303 Seite an Seite mit dem Probentisch 315 und dem Reagenzmitteltisch auf der Welle 313 befindet. Der Reaktionstisch 302 ist mit der Welle 303 um die Wellenachse drehbar. Der Reaktionstisch weist eine Vielzahl von Reaktionsgefäßtaschen 301 auf, die in Umfangsrichtung aufgestellt sind. Die den Reaktionstisch 302 tragende Welle 303 und die den Probentisch 315 und den Reagenzmitteltisch 310 tragende Welle 313 werden von einem Antriebssystem bewegt, das später in Verbindung mit der anderen Ausführungsform beschrieben wird.

Das System ist weiter mit einer (nicht dargestellten) Vibrationsantriebsvorrichtung ausgestattet, die den Reaktionstisch 302 bei hoher Geschwindigkeit und mit sehr kleiner Amplitude rütteln kann. Auch die Vibrationsan triebsvorrichtung wird in Verbindung mit der anderen Ausführungsform beschrieben.

Die Reaktionsgefäßtaschen 301 nehmen Reaktionsgefäße 301′ auf. Um diese Reaktionsgefäße 301′ auf konstanter Tempe ratur zu halten, sind eine thermostatische Zelle 305 und eine Kalthaltezelle (bzw. Kältezelle) 316 vorgesehen, wie später erläutert wird.

Zwischen dem Reaktionstisch 302 und dem Reagenzmitteltisch 310 ist eine einzelne Pipettiervorrichtung 317 angeordnet. Die Pipettiervorrichtung 317 besitzt einen Arm 300, der um die Achse einer Welle 304 schwenkbar und in der Achse der Welle 304 bewegbar ist. Der Arm 300 ist an seinem freien Ende mit einer Sonde 318 ausgerüstet, der eine Saug- und Ausstoßfunktion besitzt. Die Sonde 318 kann nämlich Proben aus den Probengefäßen 314′ in den Proben gefäßtaschen 314 des Probentisches 315 absaugen und dieselben in die Reaktionsgefäße 301′ in den Reaktions gefäßtaschen 301 des Reaktionstisches 302 ausstoßen. Die Sonde 318 ist weiter in der Lage, Reagenzien aus den Reagenzgefäßen 311 in den Reagenzmittelgefäßtaschen 312 a des Reagenzmitteltisches 310 anzusaugen und dieselben in die Reaktionsgefäße 301′ in den Reaktionsgefäßtaschen 301 des Reaktionstisches 302 abzugeben.

Es sei bemerkt, daß die gelenkige Abstützung des Armes 300 gestattet, die Proben und die Reagenzien vom Proben tisch 315 und vom Reagenzmitteltisch 310 auf den Reak tionstisch 302 zu transferieren, und daß die Axialbewegung des Armes in der Senkrechten erlaubt,die Sonde 318 von bzw. nach Positionen in der Nähe der betreffenden Tische weg- bzw. hinzubewegen.

Der Reaktionstisch 302 trägt ein Fluoreszenzlichtmeßgerät 325, welches Fachleuten sehr gut bekannt ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß von einer Lichtquelle 326 ausge sandtes Licht auf aufeinanderfolgende Reaktionsgefäße 301′ gerichtet wird, und daß das durch die die Reaktions gefäße hindurchgesandte Licht durch das Fluoreszenzlicht meßgerät 325 oder das Lichtabsorptionsphotometer gemessen wird, womit eine Probe wie beispielsweise ein Antigen analysiert wird.

Der Reaktionstisch 302 trägt auch eine Waschvorrichtung 309, die später in Verbindung mit der anderen Ausfüh rungsform der Erfindung beschrieben wird. Die Waschvorrich tung 309 ist von bzw. nach dem Reaktionstisch 302 weg- bzw. hinbewegbar, um die Reaktionsgefäße 301′ zu waschen. Eine zweite Waschvorrichtung 319 ist zwischen dem Reak tionstisch 302 und dem Probentisch 310 angeordnet und kann die Sonde 318 waschen.

Der Betrieb und die Benutzungsweise des in Fig. 1 darge stellten Analysesystems geht in folgender Weise vonstatten:

Eine Probe, bei der es sich um eine Flüssigkeit eines lebenden Körpers handeln kann, wie etwa ein Antigen, Blutserum, Plasma oder Urin, wird in die Probengefäße 314′ gefüllt, welche in die Probengefäßtaschen 314 auf genommen werden. Das Reagenzmittel wird in Übereinstimmung mit dem Zweck der Analyse ausgewählt. Wenn beispielsweise die Immunreaktion untersucht werden soll, werden Reagenzien aus feinen, festen Teilchen verwendet, die mit Antikörpern, einem reaktionshemmenden Reagenz und einem Reagenz für die Farbreaktion überzogen sind. Das Reagenz wird in die Reagenzgefäße 311 in den Reagenzgefäßtaschen 212 a des Reagenzmitteltisches 310 gefüllt.

Das feste Reagenz kann eine beliebige Festkörperart sein, die für die Reaktion mit dem zu untersuchenden Stoff konzipiert ist, wie etwa das Gefäß selber, dessen innere Wandung mit Antikörpern überzogen ist, oder mit Antikörpern umhüllte Glasperlen oder feine Partikel.

Wie zuvor erläutert, ist eine Vielzahl von Packungen 312 mit jeweils drei Reaktionsgefäßen 311 radial angeordnet, so daß jede Packung drei verschiedene Reagenzien darbieten kann. Für die nachfolgende Beschreibung wird jedoch zur Vereinfachung der Erläuterung die Annahme getroffen, daß bei der Analyse zwei Arten von Reagenzien verwendet werden, nämlich ein Reagenz aus feinen, mit Antikörpern überzogenen festen Teilchen, und ein Reagenz für die Farbreaktion.

Der Arm 300 der Pipettiervorrichtung 317 wird so ge schwenkt, daß die Sonde 318 eine festgelegte Menge der Probe aus dem Probengefäß 314′ in einer der Probengefäßta schen 314 absaugt und die so abgesaugte Probe in eines der Reaktionsgefäße 301′ auf dem Reaktionstisch 302 ausstößt. Nach Entladung der Probe in das Reaktionsgefäß 301′ wird die Sonde 318 der Pipettiervorrichtung 317 von der Wasch vorrichtung 319 gewaschen, so daß jede Verunreinigung vermieden wird, die andernfalls durch den Transfer der Probe verursacht werden könnte. Anschließend wird der Reaktionstisch für einige Sekunden durch die Vibrationsvor richtung in Vibration versetzt, und danach wird der Reaktionstisch 302 um einen Winkel gedreht, der der Schrittweite zwischen den aufgestellten Reaktionsgefäßen entspricht.

In der Zwischenzeit wird auch der Probentisch 315 gedreht, um das nächste Probengefäß in Pipettierstellung zu bringen. Dieser Schritt wird wiederholt, so daß nacheinander Proben aus den, mit zu untersuchenden Proben gefüllten, Proben gefäßen 314′ in eine Vielzahl von Reaktionsgefäße 301′ auf dem Reaktionstisch 302 überführt werden.

Anschließend arbeitet die Pipettiervorrichtung 317 in der Weise, wie oben beschrieben, weiter, und transferiert Reagenzien aus den Reagenzgefäßen 311 in die aufeinander folgenden Reaktionsgefäße 301′, die bereits mit Proben beladen wurden. Im einzelnen erfolgt die Überführung der Reagenzien aus jeder Reagenzmittelpackung 312 in der Weise, daß zuerst das erste Reagenzmittel angesaugt und entladen wird, die Sonde 318 von der Waschvorrichtung 319 gewaschen und dann das zweite Reagenzmittel trans feriert wird. Nach Abgabe der Reagenzien wird der Reak tionstisch 301 wieder vehement durch die Vibrationsan triebsvorrichtung gerüttelt, so daß die Probe und die Reagenzien kräftig miteinander verwirbelt und gemischt werden. Dadurch werden das Antigen und die mit Antikörpern überzogenen festen Teilchen veranlaßt, sich zu berühren, so daß der reaktionsfähige Teil der Antikörper an das Antigen gebunden wird. Nach Ablauf einer für die Vollendung der Reaktion erforderlichen Zeit werden die festen Reagen zien durch die Waschvorrichtung 309 fortgewaschen, womit ein nicht in die Reaktion eingegangener Teil der Mischung aus den Reaktionsgefäßen 301′ entfernt wird. Anschließend wird eine Matrix (framework), die eine Enzymreaktionsflüs sigkeit ist, dem Inhalt der Reaktionsgefäße 301′ mit Hilfe der Pipettiervorrichtung 317 beigegeben, um die Farbreak tion auszulösen. Die Sonde 318 wird von der Waschvorrich tung 319 gewaschen. Nach Vollendung der Farbreaktion in den Reaktionsgefäßen wird von der Lichtquelle 326 emittier tes Licht durch die Reaktionsgefäße 301′ geleitet, und das durchgetretene Licht wird vom Fluoreszenzlichtmeßgerät gemessen, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit des Antigens in jedem Reaktionsgefäß und seine Konzentration analysiert wird.

Dieser Vorgang wird in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, bei der es sich um ein Zeitdiagramm des Analyseablaufes handelt. In der Figur vertritt die Achse t die Zeit. Der schraffierte Abschnitt eines Balkens 320 stellt die Zeit dar, die für das Pipettieren der Probe benötigt wird, während der leere Abschnitt dieses Balkens 320 die zum Waschen der Reaktionsgefäße 301′ durch die Waschvorrichtung 309 bereitgehaltene Zeit wiedergibt. Der Balken 321 zeigt die für das Pipettieren des Reagenzmittels benötigte Zeit. In gleicher Weise geben die Balken 321, 323 und 324 jeweils die Zeitdauer für die Schritte: Waschen, Farbreak tion, Pipettieren des Reagenzmittels und photometrische Messung an.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen automa tischen Analysesystems wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 13 beschrieben. Diese Ausführungsform hat zum Ziel, die Größe der Reagenzmittelkältezelle so klein wie möglich zu machen und eine Struktur zu schaffen, die einfach und dennoch fähig ist, eine wirksame Abschir mung des Inneren der Reagenzmittelkältezelle gegen die Umgebungsluft zu schaffen.

Fig. 4 gibt eine perspektivische Ansicht der gesamten Ausführungsform wieder, während Fig. 5 die in dieser Ausführungsform inkorporierten verschiedenen Einheiten veranschaulicht.

Das in Fig. 4 gezeigte automatische Analysesystem besitzt eine Grundplatte 1, die alle hauptsächlichen Einheiten und Verdrahtungen des Systems trägt. Diese Einheiten und Verdrahtungen werden von einem Zwischendeckel 2 abgedeckt, der an einem Rahmen 3 montiert ist. Das System ist von einer linksseitigen Abdeckung 4, einer rechtsseitigen Abdeckung und einer rückseitigen Abdeckung umgeben. Ein Drücker 10, eine Kathodenstrahlröhre 11 (CRT), eine Tastatur 12 und ein Balkencodeleser 13 sind auf einer rechtsseitigen, geneigten Fläche des Rahmens 3 angeordnet, so daß sie leicht bedient werden können. Der Rahmen 3 besitzt eine große Aussparung, die sich aus der Blickrich tung der Fig. 4 auf der linken Seite der vorerwähnten geneigten Oberfläche befindet. Die Aussparung ist normaler weise durch einen oberen Deckel 14 verschlossen, der zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung hin- und hergeschwenkt werden kann. Der obere Deckel 14 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, so daß der Benutzer das Innere des Systems betrachten kann. Eine Pipettiervorrichtung 15 und ein Probentisch 16 sind unterhalb des oben erwähnten Zwischendeckels 2 angeordnet, der seinerseits unter dem oberen Deckel 14 plaziert ist. Ein Reagenzmitteltisch 17 ist koaxial dazu unmittelbar unter dem Probentisch 16 angeordnet. Der Reagenzmitteltisch 17 ist hinter dem Probentisch 16 versteckt und daher nicht sichtbar. Ein Reaktionstisch 18, auf dem die Probe und das Reagenzmittel zur Reaktion gebracht werden, ist zur linken Seite des Stapels aus Probentisch 16 und Reagenzmitteltisch 17 angeordnet. Gemäß Fig. 5 ist eine Waschvorrichtung 20, welche die Reaktionsflüssigkeit von den festen Reagenzien abtrennen kann, an der Unterseite einer geneigten Wand unter dem oberen Deckel 14 befestigt, an einer Stelle neben dem Reaktionstisch 18.

Eine peristaltische Pumpe 21 ist hinter der Waschvorrich tung 20 angeordnet und in der Lage, die Reaktionsflüssig keit durch die Waschvorrichtung 20 zu saugen. Eine Wasch spritze 22 (washing syringe pump), die zum Wegwaschen der festen Reagenzien Waschflüssigkeit liefern kann, und eine Pipettierspritze 23 (pipetting syringe pump) zum Dosieren der durch die Pipettiervorrichtung 15 zu pipettierenden Proben und Reagenzien sind an der Innenseite der links seitigen Abdeckung 4 angeordnet. Eine Sockelplatteneinheit 24 mit eingebautem Mikrocomputer ist an der Innenseite der rechtsseitigen Abdeckung angeordnet, während eine Kompressoreinheit 25 an der Innenseite der rückseitigen Abdeckung untergebracht ist. Eine Vielzahl von Reaktions gefäßen 35 auf dem Reaktionstisch 17 ist in einer Reagenz mittelzelle 26 untergebracht, die durch kaltes Wasser auf eine Temperatur abgekühlt wird, die niedrig genug ist, um ein Unbrauchbarwerden der Reagenzien zu verhindern. Die Kältezelle 26 ist an eine Kaltwasserquelle angeschlossen. Jede andere Kühlmethode als die der Kühlung durch ab gekühltes Wasser, beispielsweise mit Hilfe des Peltieref fektes, kann angewandt werden, um die Reagenzien auf einer so niedrigen Temperatur zu halten. Die Pipettier spritze 23 ist über (nicht dargestellte) Leitungen an ein Sondenrohr der PipettierVorrichtung 15 angeschlossen. Eine Pumpe 63 ist gemäß Fig. 5 in einem Bereich des Systems links hinten untergebracht und kann Wasser aus einem Tank 70 (vgl. Fig. 12) entnehmen und zur Auffüllung der Pipettierspritze 23 und der Pipettiervorrichtung 15 bis zur Sonde hin fördern, damit die Pipettiersonde das Pipettieren der Probe und des Reagenzmittels ausführen kann, und sie kann Wasser zum Waschen der Sonde liefern.

Die in einer Waschflüssigkeitsflasche 69 befindliche Waschflüssigkeit dient zum Wegwaschen der festen Reagenzien im Anschluß an die Entfernung der Flüssigkeit aus den Reaktionsgefäßen 36. Ein Fluoreszenzlichtmeßgerät 49 ist unter dem Reaktionstisch 18 angeordnet, so daß die auf dem Reaktionstisch vorhandenen Reaktionsgefäße nacheinander den Lichtpfad passieren. Zwischen den beiden großen Tischen 17 und 18 sind ein Waschtank 64 zum Waschen der Sonde der Pipettiervorrichtung 15 und eine gemeinsame Reagenzmittel zelle 65 angeordnet, die üblicherweise zu Fluoreszenz lichtmessungen verschiedener Analyseproben dient. Der Waschtank 64 und die gemeinsame Reagenzmittelzelle 65 sind in einer Schwenkbewegungsbahn der Sonde angeordnet. Der Reaktionsmitteltisch 17 ist in einer Reagenzmittelkäl tezelle 26 angeordnet, so daß er auf einer Temperatur gehalten werden kann, die niedrig genug ist, um eine Degradation der Reagenzien zu vermeiden. Ein Floppy-Disk- Antrieb (FDD) 66 ist an der rechten unteren Seite der Reagenzmittelkältezelle 26 angeordnet und kann Infor mationen bezüglich der vom System auszuführenden Analysen speichern. Der Aufbau jeder Einheit dieses Systems wird anschließend beschrieben.

Fig. 6 zeigt im Schnitt den Probentisch 16, den Reagenz mitteltisch 17 und die Reagenzmittelkältezelle 26, während Fig. 7 diese Komponenten in auseinandergezogener Perspek tive zeigt. Die Fig. 3 stellt eine vergrößerte Schnittan sicht eines Teils der in Fig. 6 gezeigten Anordnung dar.

Der Probentisch 16 ist koaxial über dem Reagenzmitteltisch 17 angeordnet. Die Tische 16 und 17 sind an einer gemein samen Antriebswelle 27 jeweils durch Befestigungsmittel bzw. Klammern 28 und 29 verbunden. Die Antriebswelle 27 wird drehbar von einem Lager 30 gehalten und ist an ihrem unteren Ende mit einem Getrieberad 31 ausgestattet, das mit einem auf der austreibenden Welle eines Schrittmotors 42 befestigten Ritzel 33 kämmt. Der Probentisch 16 trägt eine Vielzahl von Probengefäßen 34, die entlang des äußeren peripheren Randes des Tisches 16 aufgestellt sind. In gleicher Weise ist eine Vielzahl von Reagenzgefäßen 36 über den äußeren peripheren Rand des Tisches 17 verteilt. Der Reagenzmitteltisch ist zusammen mit den Reagenzgefäßen 36 in der Reagenzmittelkältezelle 26 untergebracht. Die Reagenzmittelkältezelle 26 besitzt eine ringförmige Gestalt und ist so angeordnet, daß sich der in der Nähe des äußeren peripheren Randes des Tisches 17 befindliche Abschnitt des Reagenzmitteltisches 17 durch die Kältezelle 26 bewegt, wenn der Reagenzmitteltisch 17 durch die Antriebswelle 27 in Drehung versetzt wird, die ihrerseits durch die Kraft des Schrittmotors 32 zur Umdrehung gebracht wird. Die Reagenzmittelkältezelle 26 besitzt obere, untere, innere und äußere wärmeisolierende Wände 261, 262, 263 und 263 a, die zusammen den ringförmigen Raum definieren. Die Reagenz mittelkältezelle 26 ist weiter mit einem Kältezellendeckel 264 versehen, der den vorgenannten Ringraum abschließt. Ein Scheibenabschnitt 265, der den Probentisch 16 und den Reagenzmitteltisch 17 umfaßt, ist an der Antriebswelle 27 zusammen mit dem Lager 30 befestigt. Der Kältezellendeckel 264 ist mit einer Einführungsöffnung 267 für die Sonde versehen, und gestattet das Einbringen der Sonde der Pipettiervorrichtung 15 in die Zelle 26.

Gemäß Fig. 6 ist eine Dichtungseinrichtung zwischen die Kältezelle 26 und den Reagenzmitteltisch 17 eingefügt. Die Einzelheiten der Dichtungseinrichtung werden unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. In das obere Ende der inneren Wand 263 der Reagenzmittelkältezelle 26 ist ein Paar ringförmiger Nuten 2631 eingebracht. Ein Paar auf einem Abschnitt der unteren Oberfläche des Reagenzmitteltisches 17 angebrachte ringförmige Rippen 171, die den Nuten 2631 gegenüberstehen, werden von den ringförmigen Nuten unter Bildung einer Labyrinthdichtung 268 a aufgenommen. Eine gleiche Labyrinthdichtung 172 a ist auch zwischen der oberen Oberfläche des Reagenzmittelti sches 17 und dem Deckel 264 der Reagenzmittelkältezelle vorhanden. Im einzelnen umfaßt diese letztere Labyrinth dichtung ein Paar ringförmiger Rippen 2641, die an der unteren Oberfläche des Kältezellendeckels 264 angebracht sind, während damit in Eingriff stehende ringförmige Nuten 172 in der Oberfläche des Reagenzmitteltisches 17 mit Orientierung zum Deckel 264 der Reagenzmittelkältezelle hin eingearbeitet sind. Die Rippen 171 und 2641 und die zugehörigen Nuten 2631 und 172 stehen einander mit leichtem Abstand gegenüber, so daß sie sich nicht direkt berühren. Die Labyrinthdichtungen 268 a und 172 a zwischen dem dreh baren Reagenzmitteltisch 17 und der ortsfesten Reagenzmit telkältezelle 26 bewirken folgendes: wenn das Analysesystem in Betrieb geht, fließt abgekühlte Luft durch die engen Spalten zwischen den Nuten 2631 und 172 und den ent sprechenden Rippen 171 und 2641, so daß die abgekühlte Luft wegen der Temperaturdifferenz zwischen der abgekühlten Luft und der Umgebungsluft Tau bildet. Der Tau vereint sich zu Tröpfchen, die sich in den Nuten 2631 und 172 sammeln und derart zunehmen, daß sie die engen Spalten zwischen den Nuten und den Rippen zusetzen und auf diese Weise das weitere Entweichen abgekühlter Luft verhindern. Dementsprechend setzt die Taubildung aus.

Eine Sensorplatte oder -elektrode 173 ist an der Unterseite eines Abschnittes des Reagenzmitteltisches 17 befestigt, der relativ zur Dichtung 268 a radial innen liegt. Diese Sensorplatte 173 wirkt mit einem Lichtschalter 47 zur Erfassung des Unterbrechungszustandes eines Lichtstrahles bzw. eines Lichtes zusammen, so daß die Drehung des Reagenzmitteltisches 17 von einem Steuerorgan (nicht dargestellt) in Abhängigkeit vom Erfassungsergebnis gesteuert wird. Die Vielzahl der Probengefäße 34, die in zwei Reihen entlang der äußeren peripheren Kante des Probentisches 16 angeordnet ist, und die Vielzahl der Reagenzgefäße 35, die auf dem Reagenzmitteltisch 17 angeordnet ist, sind um die Achse der gemeinsamen Antriebs welle 27 herum verteilt, derart, daß sich die Gefäße 34 und 35 radial nicht gegenseitig überlappen. Obwohl die Pipettiervorrichtung 15 nur eine einzige Sonde 1513 (vgl. Fig. 8) besitzt, gestattet es die vorgenannte Anordnungs weise der Probengefäße und der Reagenzgefäße der Sonde der Pipettiervorrichtung 15, die Proben und die Reagenzien entlang der Bewegungsbahn derselben abzusaugen und sie in die Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch 18 zu transferieren.

Der Aufbau des Reaktionstisches 18 wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.

Die Reaktionsflüssigkeit in den entlang der äußeren Peripherie des Reaktionstisches 18 aufgestellten Reak tionsgefäßen 36 wird im ringförmigen Luftthermostattank 37 auf konstanter Temperatur gehalten, beispielsweise auf 37°C, um eine stabile Reaktion zu gewährleisten. Der Thermostattank 37 ist mit einer Luftumlaufkammer 38 ausgerüstet, durch welche erwärmte Luft zirkuliert, so daß die Reaktionsflüssigkeit in kurzer Zeit auf 37°C erwärmt wird. Die Luftumlaufkammer 38 besitzt eine Heizung 381, um die Luft zur Aufrechterhaltung der Lufttemperatur von 37°C aufzuheizen, und sie besitzt einen Temperaturfüh ler 382 und einen Ventilator 383. Der Reaktionstisch 18 ist mit dem oberen Ende der Antriebswelle 40 verbunden, welche drehbar von einer Antriebsplattform 39 gestützt wird. Die Antriebswelle 40 ist an ihrem unteren Ende mit einer Riemenscheibe 41 ausgestattet, welche über einen Taktriemen 44 mit einer Riemenscheibe 43 des Schrittmotors 42 verbunden ist. Der Drehwinkel des Reaktionstisches 18 kann mit Hilfe einer Sensorplatte 45 erfaßt werden, die mit dem Reaktionstisch 18 ein Stück bildet und mit einem Lichtschalter 46 zur Erfassung des Unterbrechungszustandes eines Lichtstrahles zusammenwirkt.

Die Fig. 8 zeigt den Aufbau der Pipettiervorrichtung 15. Die Pipettiervorrichtung 15 besitzt einen Pipettierarm 1511, der mit seinem einen Ende mit einer Antriebswelle 1512 verbunden ist, während das andere Ende eine einzelne, daran befestigte Sonde 1513 trägt. Die Antriebswelle 1512 wird von einem Schubkugellager 1514 getragen, so daß sie auf und ab bewegt werden kann und drehbar durch einen Rahmen 1515 gestützt wird. Die senkrechte Bewegung der Antriebswelle 1512 wird durch die Kraft eines Schrittmotors 1516 bewirkt und durch ein Ritzel 1517, eine Zahnstange 1518 und einen senkrecht verschiebbaren Rahmen 1519 übertragen. Die Drehung der Antriebswelle 1512 wird durch einen weiteren Schrittmotor 1520 bewirkt, dessen Antriebs kraft über eine (nicht dargestellte) Riemenscheibe am unteren Ende der austreibenden Welle dieses Schrittmotors 1520, einem Taktriemen 1522 und eine Riemenscheibe 1523 auf das Schubkugellager übertragen wird.

Das Eintreffen des Pipettierarmes 1511 am oberen und unteren Punkte seines Hubs wird durch eine Kombination von Sensorplatte (nicht gezeigt) und Lichtschalter (nicht gezeigt) erfaßt, während die Erfassung der Winkelstellung des Armes durch eine Sensorplatte 1524 erfolgt, welche mit einem weiteren Lichtschalter zusammenwirkt, der nicht dargestellt ist. So werden also die senkrechte Stellung und die gedrehte Stellung des Pipettierarmes durch ein Steuergerät gesteuert, das Signale von diesen Sensor platten erhält. Die Sonde 1513 ist drehbar und überstreicht einen Bereich, der zwischen der inneren Reihe der auf dem Probentisch 16 gemäß Fig. 5 angeordneten Probengefäße 34 und der Probenentladepforte 48 liegt, durch welch letztere die Probe in die auf dem Reaktionstisch 18 angeordneten Reaktionsgefäße 36 entladen wird.

Die durch die Pipettiervorrichtung 15 in die Reaktions gefäße 36 gespeisten Proben und Reagenzien werden auf die vorerwähnte Temperatur von beispielsweise 37°C erwärmt, so daß sie miteinander reagieren. Nach Ablauf der vorbe stimmten Reaktionszeit wird ein Waschgang mit einer Wasch vorrichtung 20 durchgeführt, die in der Nähe des Reak tionstisches 18 angeordnet ist, um die Reaktionsflüssigkeit aus den Reaktionsgefäßen 36 wegzuwaschen. Zum Beispiel werden im Falle der Messung einer Immunreaktion eine als Ergebnis einer Antigen/Antikörperreaktion erzeugte feste Phase und eine flüssige Phase durch den Waschgang getrennt.

Die Fig. 9 zeigt die Einzelheiten der Waschvorrichtung 20. Die Waschvorrichtung 20 besitzt Waschdüsen 2001, die an einem Wascharm 2002 befestigt sind. Der Wascharm 2002 ist mit einer Zahnstange 2005 ausgerüstet, die mit einem an der austreibenden Welle eines Antriebsmotors 2003 befestigten Ritzel 2004 kämmt, so daß der Wascharm 2002 durch die Kraft des Motors 2003 vor- und zurückbewegbar ist. Die Vorwärts/Rückwärts-Antriebseinheit ist an einem senkrecht verstellbaren Rahmen 2006 befestigt; sie kann zusammen mit dem Rahmen 2006 durch eine von einer Grund platte 2010 getragenen Antriebsstange 2011 auf- und abbewegt werden, wobei die Stange durch ein Zusammenwirken eines Ritzels 2008 auf der austreibenden Welle eines Schrittmotors 2007 und einer Zahnstange 2009 senkrecht verstellbar ist. Ein Membranbrechmechanismus 2012 ist am Rahmen 2006 befestigt. Der Membranbrechmechanismus 2012 besitzt einen Membranbrechstab 2013, der senkrecht bewegt werden kann und eine Membran (nicht dargestellt) zerbricht, welche die Öffnung jedes Reaktionsgefäßes 36 verschließt, um die Verdampfung der Reaktionsflüssigkeit zu verhindern oder zu anderen Zwecken dient, wie etwa dem, das Heraus springen von Rührkugeln oder Tabletten aus den Reaktions gefäßen 36 zu verhindern.

Nach der Trennung der flüssigen Phase und der festen Phase in jedem Reaktionsgefäß 36 wird die flüssige Phase mit Hilfe der Waschdüsen 2001 entfernt. Dann wird ein Reagenzmittel, das die restliche feste Phase befähigt, fluoreszierendes Leuchten zu erzeugen, mit Hilfe der Pipettiervorrichtung 15 in die Reaktionsgefäße gespeist. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird die Intensität des Fluoreszenzleuchtens mit einem Fluoreszenzlichtmesser 49 gemessen.

Fig. 10 veranschaulicht den Aufbau des Fluoreszenzlicht messers 49. Das von einer Lichtlampe 50 ausgestrahlte Licht wird durch eine Linse 51 gesammelt und durch eine Maske 52 eingeschnürt. Dann wird das Licht mit der erfor derlichen Anregungswellenlänge durch ein Gitter 53 in einem Spektrometer 605 der Anregungsseite des Lichtmeß gerätes erfaßt. Das Licht mit der Anregungswellenlänge wird von einem Spiegel 54 so reflektiert, daß es auf einen Toroidspiegel 55 fällt, der das gestreute Licht sammelt, um es auf einen vorbestimmten Abschnitt im Reaktionsgefäß 36 zu fokussieren. Wenn das Licht der Anregungswellenlänge auf die Reaktionsflüssigkeit in der Reaktionskammer fällt, wird über den gesamten Umfang der Flüssigkeit Licht mit Fluoreszenzwellenlänge von einer Intensität erzeugt, die der Dichte der Reaktionsflüssigkeit proportional ist. Das bei der Ausführungsform der vor liegenden Erfindung verwendete Lichtmeßgerät 49 ist so gebaut, daß es dasjenige Licht mit Fluoreszenzwellenlänge erfaßt, welches senkrecht zur Einfallsrichtung des Lichtes mit Anregungswellenlänge steht. Das erfaßte Fluoreszenz licht wird durch eine Linse 56 gesammelt und dann durch ein Wellenlängenselektionsfilter mit Maske 57 geleitet, um auf eine Elektronenvervielfachungsröhre 58 zu fallen, wodurch seitens der Elektronenvervielfachungsröhre ein elektrisches Signal mit einem Pegel erzeugt wird, der der Fluoreszenzlichtstärke proportional ist. Um die Drift des Fluoreszenzlichtmessers automatisch zu kompensieren, wird der Pegel des Dunkelstromes in der Elektronenverviel fachungsröhre 58 unter Zuhilfenahme einer Blende 59 gemessen. Zur gleichen Zeit wird Licht, durch einen Halbspiegel 60 geteilt, von einer Photodiode 61 erfaßt. Der Ausgangspegel der Versorgungslampe 50 wird überwacht und in Übereinstimmung mit der Ausgabe der Photodiode 61 gesteuert.

Fig. 12 zeigt verschiedene, in der Ausführungsform nach Fig. 4 angeordnete Flüssigkeitsleitungen. Diese Leitungen werden grob vier Systemen zugeordnet. Ein erstes Flüssig keitsleitungssystem erstreckt sich von einem Wassertank 70 mit ionisiertem Wasser oder destilliertem Wasser über die Pumpe 63 zum Absaugen des Wassers aus dem Tank 70 und dann durch die Pipettierspritze 23, bis hin zur Sonde 1513 der Pipettiervorrichtung 15. Ein zweites Flüssigkeits leitungssystem umfaßt eine Entleerungspumpe, die von einem Waschtank 64 zum Waschen der Sonde und zur Aufnahme von Flüssigkeit abgeht, die von der Sonde ausgestoßen wird, und das weiter ein Entleerungsrohr am Luftreinigungstank 67 zum Ablassen von Waschflüssigkeit aus der Waschflasche 69 während des Freiblasens der Waschvorrichtung 20 mit Luft umfaßt. Diese Ableitungsrohre münden in ein gemeinsames Rohr, das in den Drainagetank 71 führt. Ein drittes Flüssigkeitsleitungssystem umfaßt Leitungen, durch die eine Waschflüssigkeit mit Hilfe einer Waschspritze 22 aus der Waschflasche 69 abgepumpt, und durch die Waschdüsen 2001 der Waschvorrichtung 20 in die Reaktionsflaschen 20 gespeist wird. Ein viertes Flüssigkeitsleitungssystem umfaßt Leitungen zum Absaugen der Reaktionsflüssigkeit aus den Reaktionsgefäßen 36 mit Hilfe der peristaltischen Pumpe 21 durch eine weitere Waschdüse 2001 und zur Ent leerung der abgesaugten Reaktionsflüssigkeit in eine Abwasserflüssigkeitsflasche 7. In Fig. 12 bezeichnen die Symbole SV 1 bis SV 7 Sperrventile. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsart der Anlage wird nachfolgend beschrieben.

Mit Hilfe der Kathodenstrahlröhre (CRT) 11 und der Tastatur 12 werden die notwendigen Analysebedingungen im Dialogver fahren eingegeben. Dann werden Reagenzgefäße 35 nach Lesen des Balkencodes auf den Reagenzgefäßen 35 durch den Balkencodeleser 13 auf den Reagenzmitteltisch gestellt. Eine Vielzahl von Reagenzgefäßen 35 wird gemäß den Para metern für die analytische Messung auf dem Reagenzmit teltisch 17 angeordnet, wie in Fig. 5 gezeigt. Auf der anderen Seite werden Probengefäße 34, die mit den zu untersuchenden Proben beladen sind, auf den Probentisch 16 gestellt. Weiter werden Reaktionsgefäße 36 zur Aufnahme der Proben und der Reagenzien über den gesamten Umfang des Reaktionstisches 18 verteilt. Die gemeinsame Reagenz mittelflasche 65 und die Waschflüssigkeitsflasche 69 werden ebenfalls auf vorbestimmte Abschnitte des Analyse systems gestellt. Informationen bezüglich der Analysebedin gungen einschließlich der Arten der Reagenzien und Proben usw. werden durch den Drucker 10 ausgedruckt. Dann ist das Analysesystem betriebsbereit. Wenn ein Startschalter der Tastatur 12 eingeschaltet ist, wird eine Prozedur zur Überprüfung der Voraussetzungen wie: Einsatzzustand der Reaktionsgefäße 36, Menge an gemeinsamem Reagenzmittel in der gemeinsamen Reagenzmittelflasche 65 und Menge an Waschflüssigkeit in der Waschmittelflasche eingeleitet. Zur gleichen Zeit wird die Pumpe 63 angestellt, um ein Freiblasen des Flüssigkeitsleitungssystems durchzuführen. Die Überprüfungsprozedur wird automatisch als ein an fängliches Routineprogramm zur Vorbereitung des ganzen Systems gefahren. Falls als Überprüfungsergebnis irgen deine Anomalie auftritt, gibt ein Alarmbrummer ein Signal, um den Operateur über das Auftreten der Anomalie zu informieren. Zusätzlich wird der Zustand der Anomalie auf der CRT 11 angezeigt und die die Anomalie betreffenden Daten werden vom Drucker 10 ausgedruckt. Das Verfahren geht zur nächsten Stufe über, wenn durch die Überprüfungs prozedur keine Anomalie gefunden wird. Dann wird das zyklische Analyseverfahren eingeleitet. Das Analyseverfah ren wird jetzt unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm nach Fig. 13 beschrieben.

Flüssigkeiten aus lebenden Körpern wie etwa eine Flüssig keit mit Antigen, Blutserum, Plasma und Urin sind als Proben verwendbar. Die im System verwendeten Reagenzien sind die üblicherweise benutzten. Bei einer Immunreaktions analyse mit reinen Viren wird passenderweise ein mit Antikörpern überzogenes festes Reagenz verwendet. Die Probengefäße 34 werden in der Reagenzthermostatzelle auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und auf derselben gehalten. Die Probe zeigt eine starke Fluktuation der Viskosität zwischen 1 und 8 cps bei Raumtemperatur. Die charakteristischen Eigenschaften der Proben gehen verloren, falls die Proben auf eine zu hohe Temperatur erwärmt werden. Auf der anderen Seite vergrößert eine zu tiefe Temperatur der Proben die Viskosität derart, daß die Genauigkeit der von der Sonde 1513 der Pipettiervorrichtung 15 dosierten Menge beeinträchtigt wird. Es ist daher nötig, daß die Proben auf eine Temperatur erwärmt und auf derselben gehalten werden, die ein wenig niedriger als die normale Temperatur ist. Auf der anderen Seite werden die Reagenzgefäße 35 in der Reagenzmittelkältezelle 26 aufbewahrt, so daß sie auf einer vorbestimmten Temperatur, z. B. 8°C, gehalten werden, welche für das stabile Lagern der Reagenzien für eine lange Zeit geeignet ist.

Von der Sonde 1513 der Pipettiervorrichtung 15 wird eine vorbestimmte Menge der Probe aus der Probenflasche 34 auf dem Probentisch abgesaugt und in ein zugewiesenes Reak tionsgefäß 36 auf dem Reaktionstisch 18 entleert. Nach Abgabe der Probe wird die Sonde 1513 der Pipettierein richtung im Waschtank 64 gut gewaschen, um jegliche Verunreinigung zu vermeiden, die sonst durch Übertragen seitens der Probe eintreten könnte. Anschließend wird der Reaktionstisch 18 für einige Sekunden durch die Vibra tionsvorrichtung gerüttelt, welche aus dem Schrittmotor 42, der Riemenscheibe 43, dem Taktband 44, der Riemen scheibe 44 und der Antriebswelle 40 besteht, wodurch die Reaktionsflüssigkeit geschüttelt und gerührt wird. Dann wird der Reaktionstisch 8 um einen Betrag gedreht, der dem Abstand der Reaktionsgefäße entspricht. In der Zwis chenzeit wird der Probentisch 16 gedreht, um ein nachfol gendes Probengefäß 34 in Saugposition zu bringen. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle erforderlichen Reak tionsgefäße 36 mit Proben beladen sind. Dann wird ein ähnlicher zyklischer Pipettiervorgang ausgeführt, um die Reagenzien aus den aufeinanderfolgenden Reagenzgefäßen 35 abzusaugen und in die entsprechenden Reaktionsgefäße 36 zu entleeren. Wenn eine Vielzahl von Reagenzarten verwendet wird, folgt auf den Transfer der ersten Reagenz der Transfer der zweiten Reagenz. Der Reaktionstisch 18 wird also in einer indizierten Weise gedreht, um die Proben und Reagenzien in die aufeinanderfolgenden Reaktionsgefäße 36 auf dem Reaktionstisch 18 zu transferieren. Wie er sichtlich wird der Aufbau des Analysesystems durch die Verwendung des beschriebenen Pipettiersystems verein facht. Die beschriebene Pipettiermethode hat jedoch keinen Ausschließlichkeitscharakter. So kann beispielsweise das Pipettieren und das Drehen des Reaktionstisches 18 in der Weise druchgeführt werden, daß nach dem Einfüllen einer Probe in ein Reaktionsgefäß 36 seitens des Pipettier mechanismus 15 die Sonde des Pipettiermechanismus gewa schen und dann zum Pipettieren der Reagenz in das gleiche Reaktionsgefäß 36 benutzt wird, wobei der Reaktionstisch 18 stillsteht. Der Reaktionstisch 18 kann also nach dem Füllen jedes Reaktionsgefäßes sowohl mit der Probe, als auch mit dem Reagenz intermittierend gedreht werden. Aus der Sicht der Vereinfachung der Konstruktion und der Betriebsweise des Analysesystems wird aber der zuerst erwähnte Ablauf des Pipettierverfahrens bevorzugt, d. h. es wird die Einspeisung des Reagenzmittels in aufeinander folgende Reaktionsgefäße 36 nach dem Beladen dieser Reaktionsgefäße mit Proben bevorzugt.

Die Reaktion der Proben mit den Reagenzien wird nunmehr unter besonderer Bezugnahme auf den Fall einer Hochempfind lichkeits-Immunmessung beschrieben, wenngleich die Art der im Analysesystem dieser Ausführungsform durchgeführten Reaktion bereits kurz beschrieben wurde. Eine benutzte Reagenz besteht aus einem Festkörpger, welcher mit Antikör pern überzogen ist. Proben,welche Antigene, wie etwa Viren, enthalten, werden in die Reaktionsgefäße gefüllt und es wird das vorerwähnte Reagenz aus Festkörper und Antikörperüberzug den Proben beigegeben. Dann wird der die Reaktionsgefäße 36 tragende Reaktionstisch durch die Vibrierantriebsvorrichtung heftig gerüttelt, welche einen gemäß einem Antriebssteuersignal gesteuerten Schritt motor 42 aufweist, so daß in jedem Reaktionsgefäß die Probe und das Reagenz kräftig gerührt und vermischt werden. Infolgedessen berühren sich Antigen und der die Antikörper tragende Festkörper, so daß der reaktionsfähige Teil des Antikörpers an das Antigen gebunden wird. Nach Ablauf einer für die Reaktion benötigten vorbestimmten Zeit wird das feste Reagenz gewaschen und die nicht in Reaktion gegangene Flüssigkeit, welche Störungen in der Hochempfind lichkeitsmessung verursacht, mit Hilfe der Düse der Waschvorrichtung 20 entfernt. Dann wird das feste Reagenz erneut mit der von einer anderen Düse der Waschvorrichtung gelieferten Waschflüssigkeit gewaschen. Die Waschvorrich tung 20 kann nach Wunsch auf und ab bewegt werden. Nach dem Waschen der festen Reagenz wird eine Matrix (frame work), die eine Enzymreaktionsflüssigkeit ist, zur Er zeugung der Farbreaktion hinzugefügt. Dann wird Licht aus der Versorgungslampe 50 auf das Reaktionsgefäß 36 gerichtet und das Fluoreszenzleuchten des Inhaltes des Reaktionsgefäßes durch das Fluoreszenzlichtmeßgerät 49 gemessen, womit das Antigen analysiert wird. Offensichtlich kann das vorstehend beschriebene Analysesystem auch für die gewöhnliche Antigen/Antikörper-Reaktion eingesetzt werden, wenn auch speziell eine Hochempfindlichkeitsmessung einer Immunreaktion erörtert wurde.

Die Fähigkeit, eine Hochempfindlichkeitsmessung bei einer Immunreaktion durchzuführen ermöglicht es, dieses System für die Analyse der erworbenen Immunschwäche (AIDS) einzusetzen. Das beschriebene System kann sehr genaue Messungen des Antigens in der Probe durchführen, nämlich in der Größenordnung von 10^-6 bis 10^-13 Mol/l Antigen gehalt. Das erfindungsgemäße Analysesystem verfügt also über eine Empfindlichkeit, die etwa 10⁶mal größer ist als die bekannter Analysesysteme.

Die Funktion der Bereiche des Apparates um den Reagenzmit teltisch 17 wird nun im einzelnen anhand der Fig. 3 beschrieben. Obwohl die Konstruktion bereits beschrieben wurde, werden die Teile und Komponenten um den Reagenzmit teltisch 17 erneut beschrieben, zur Erleichterung des Verständnisses des Betriebsablaufes. Der die Reagenzgefäße 35 tragende Abschnitt des Reagenzmitteltisches 17 ist in der Reagenzmittelkältezelle 26 untergebracht. Damit der Reagenzmitteltisch 26 relativ zur Reagenzmittelkältezelle 26, die ortsfest ist, drehen kann, müssen feine Spalten zwischen dem Tisch 17 und der Zelle 26 zu beiden Seiten des Tisches bleiben. Im Betrieb entweicht daher abgekühlte Luft aus der Reagenzmittelkältezelle 26 durch diese Spalte, und die durch die Spalte entweichende Luft neigt dazu, bei Berührung mit der Umgebungsluft aufgrund der Tempera turdifferenz und der Feuchtigkeit zwischen ihr und der Umgebungsluft Tau zu bilden. Der Tau wächst fortschreitend an und bildet einen Wasserstand, mit der Folge, daß nun abgekühlte Luft nutzlos verbraucht wird. Daher muß der Kompressor des Kühlsystems zur Abkühlung der Luft für eine große Kapazität ausgelegt werden und verbraucht somit viel Energie.

Es wäre möglich, die Spalte zwischen dem Reagenzmitteltisch 17 und der Reagenzmittelkältezelle 26 mit Hilfe reibungs armer, verschleißfester Dichtungen abzudichten. Solche Dichtungen sind aber immer noch unbefriedigend, insofern als die Dichtungen früher oder später verschleißen und das Lastdrehmoment durch die Reibung vergrößert wird, wie klein auch die Reibung und der Abrieb immer sein mag.

Um dieses Problem zu überwinden, verwendet die beschriebene Ausführungsform Dichtungen 172 a und 268 a des zuvor mit Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Typs. In der Anfangsphase des Betriebs des Analysesystems entweicht die abgekühlte Luft aus der Reagenzmittelkältezelle 26 durch die Laby rinthdichtungen 172 a und 268 a. Die Durchflußmenge an entweichender abgekühlter Luft wird jedoch durch die Labyrinthstruktur der Dichtung begrenzt, so daß, verglichen mit geradlinig durchgehenden Spalten, eine große Abdich tungswirkung erzielt wird. Sollten Temperatur- und Feuch tigkeitsunterschiede zwischen der abgekühlten Luft und der Umgebungsluft bestehen, wächst der in den Labyrinth dichtungen entstehende Tau zu Tautröpfchen an, die sich vereinen und die Nuten der Labyrinthdichtungen anfüllen. Schließlich wird der Spalt zwischen der Nut 2631 und der Rippe 171 sowie der Spalt zwischen der Nut 172 und der Rippe 2641 so weitgehend mit Wasser gefüllt, daß kein weiteres Entweichen von abgekühlter Luft mehr stattfin det. Daher kann der Reagenzmitteltisch sanft, ohne nen nenswerten Widerstand, drehen und eine wirksame Abdichtung zwischen sich und der Reagenzmittelkältezelle aufrechter halten.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, besitzt das Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von auf dem Reagenzmitteltisch angeordneten Reagenzmittelpackungen, wobei jede Reagenzmittelpackung eine Vielzahl von Reagenzgefäßen mit verschiedenen Reagen zien entsprechend der verschiedenen analytischen Meßpara meter umfaßt. Diese Packungen können in Übereinstimmung mit einer Änderung der Analyseparameter ausgewechselt werden. Weiter werden der Reagenzmitteltisch und der Probentisch von einem gemeinsamen Antriebssystem gedreht, und die Proben und Reagenzien werden mit Hilfe einer einzigen Pipettiervorrichtung in die Reaktionsgefäße transferiert. Dadurch werden die Pipettieranordnung und die Antriebsanordnung erheblich vereinfacht. So kann das Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung als ein kompaktes Tischgerät ausgeführt werden. Es sei auch darauf hingewiesen, daß das Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in Fällen geeignet ist, bei denen eine Typenvielzahl von Reagenzien für jeden Analyse parameter verwendet werden, wie es bei der üblichen Messung der Immunreaktion der Fall ist, bei der im allgemeinen bis zu 5 Reagenztypen verwendet werden. Weiter kann das Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das leicht zu betreiben ist, bei verschiedenen Arten biochemischer Analysen einschließlich der klinischen Analyse eingesetzt werden.

Insbesondere verhindert die Labyrinthdichtung zwischen dem drehbaren Reagenzmitteltisch und der ortsfesten Reagenzmit telkältezelle die abgekühlte Luft wirksam am Entweichen aus der Reagenzmittelkältezelle, ohne daß ein Reibungs widerstand verursacht wird. Die Dichtung ist wegen ihrer einfachen Bauform äußerst zuverlässig und hilft Energie sparen, weil die Vergeudung abgekühlter Luft auf ein Minimum reduziert ist.

Allgemein kranken automatische Analysesysteme des Typs, dem auch die Erfindung angehört, daran, daß die aus flexiblen Rohren gebildeten Flüssigkeitsleitungen in einer recht umständlichen Weise montiert sind, so daß die Rohre dazu neigen, sich untereinander zu verheddern und das Stagnieren von Flüssigkeit in gebogenen oder vertieften Abschnitten zu ermöglichen, wodurch sich verschiedene Arten von Bakterien vermehren können und die Rohre verstop fen. Dieses Problem wird jedoch durch das Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung überwunden, weil die Flüssigkeitsleitungen oder -kanäle des erfindungsgemäßen Systems aus starren oder hartwandigen Rohren, wie etwa harten Vinylchloridrohren, hergestellt werden, die dann mit passender Neigung montiert werden können und so das natürliche Fließen der Flüssigkeiten begünstigen.

Claims

1. Automatisches Analysesystem, das folgende Komponenten umfaßt:
einen drehbaren Probentisch (315; 16) zum Aufstellen einer Vielzahl von Probengefäßen (314′; 34);
einen drehbaren Reagenzmitteltisch (310; 17), der koaxial zum Probentisch (315; 16) angeordnet ist und eine Vielzahl von Reagenzgefäßen (311; 35) tragen kann;
einen drehbaren Reaktionstisch, der Seite an Seite mit dem Probentisch und dem Reagenzmitteltisch angeordnet ist und eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen (301′; 36) trägt; und
eine einzelne, über den Probentisch, den Reagenzmittel tisch und den Reaktionstisch bewegbare, Pipettiervor richtung (317; 15), die Proben und Reagenzien aus ausgewählten Probegefäßen auf dem Probentisch und dem Reagenzmitteltisch ansaugt und die so angesaugten Proben und Reagenzien in ausgewählte Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch abgibt.

2. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem die Pipettiervorrichtung (317; 15) umfaßt: eine einzelne Antriebswelle (304; 1512), einen an der Antriebswelle befestigten Arm (300; 1511), und eine am freien Ende des Armes befestigte Sonde (318; 1513), wobei der Arm um die Achse der Antriebswelle schwenkbar und senkrecht entlang der Achse der Antriebswelle bewegbar ist, und der genannte Probentisch, Reagenzmit teltisch und Reaktionstisch derart angeordnet sind, daß die Probengefäße, Reagenzmittelgefäße und Reak tionsgefäße in einer Weise plaziert werden, bei der Reihen dieser Gefäße die Bewegungsbahn der Sonde schneiden.

3. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem der Probentisch, Reagenzmitteltisch und Reaktionstisch so gebaut sind, daß die Probengefäße, Reagenzgefäße und Reaktionsgefäße entlang des Umfanges der betreffen den Tische angeordnet sind.

4. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, das weiter ein Vibrationsantriebssystem (42, 43, 44, 41, 40) umfaßt, welches den Reaktionstisch zu rütteln in der Lage ist, wodurch die Reaktionsgefäße geschüttelt werden.

5. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl von Gruppen von Reagenzgefäßen, von denen jede eine Vielzahl von Reagenzgefäßen mit verschiedenen Reagenzien umfaßt, radial um die Dreh achse des Reagenzmitteltisches angeordnet sind.

6. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem die Pipettiervorrichtung eine einzelne Sonde aufweist und der Apparat weiter Einrichtungen (319; 64) zum Waschen der Sonde umfaßt.

7. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, das weiter Einrichtungen (309; 20) zum Waschen der Reak tionsgefäße (301′; 36) umfaßt.

8. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, das weiter photometrische Einrichtungen (325; 49) zur Erfassung des Reaktionszustandes in den Reaktions gefäßen (301′; 36) umfaßt.

9. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem die Pipettiervorrichtung eine einzelne Sonde (1513) aufweist und das System weiter Einrichtungen (64) zum Waschen der Sonde, photometrische Einrichtungen (49) zur Erfassung des Reaktionszustandes in den Reak tionsgefäßen und Einrichtungen zur Halterung eines gemeinsamen Reagenzmittels (65) umfaßt, welch letzteres üblicherweise zur Lumineszenzerzeugung bei der Messung einer Vielzahl von Meßanalyseposten verwendet wird.

10. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, das weiter eine ringförmige, ortsfeste Reagenzmittelkäl tezelle (26) umfaßt, die in der Lage ist, eine ring förmige Reihe von auf dem Reagenzmitteltisch (17) angeordneten Reagenzgefäßen aufzunehmen, und die mindestens eine Labyrinthdichtung zwischen dem Reagenz mitteltisch und der Reagenzmittelkältehaltezelle (26) aufweist.

11. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 1, bei dem der Probentisch und Reagenzmitteltisch koaxial an einer gemeinsamen Antriebswelle befestigt sind und von einem Motor bewegt werden, der die gemeinsame Antriebswelle treibt.

12. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 10, bei dem die Probegefäße auf dem Probentisch im Inneren der Reagenzmittelkältehaltezelle (26) radial angeordnet sind.

13. Automatisches Analysesystem nach Anspruch 10, bei dem die Labyrinthdichtung durch ringförmige Nuten und ringförmige Rippen gebildet ist, und mindestens eine Labyrinthdichtung in jede der Spalten zwischen der oberen Oberfläche des Reagenzmitteltisches und der gegenüberliegenden Wand der Reagenzmittelkältehal tezelle, und zwischen der unteren Oberfläche des Reagenzmitteltisches und der gegenüberliegenden Wand der Reagenzmittelkältehaltezelle angeordnet ist.

14. Methode zur automatischen Analyse durch Verwendung eines automatischen Analysesystems, welches umfaßt:
einen drehbaren Probentisch (315), der eine Vielzahl von Probengefäßen trägt; einen drehbaren Reagenzmittel tisch (310), der koaxial zum Probentisch (315) an geordnet ist und eine Vielzahl von Reagenzgefäßen trägt; einen drehbaren Reaktionstisch (302) der Seite an Seite mit dem Probentisch und Reagenzmitteltisch angeordnet ist und eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen (301) trägt; und eine einzelne Pipettiervorrichtung (317), die über den Probentisch, Reagenzmitteltisch und Reaktionstisch bewegbar ist, um Proben und Reagenz mittel aus ausgewählten Probengefäßen und ausgewählten Reagenzmittelgefäßen auf dem Probentisch und dem Reagenzmitteltisch anzusaugen, und die so angesaugten Proben und Reagenzmittel in ausgewählte Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch zu entladen, wobei die Methode umfaßt:
einen Probenpipettierschritt, bei welchem eine vorbe stimmte Probenmenge von einem der Probengefäße auf dem Probentisch zu einem vorbestimmten Gefäß auf dem Reaktionstisch mit Hilfe der Pipettiervorrichtung transferiert wird;
anschließende Probenpipettierschritte, bei denen der Probentisch und der Reaktionstisch intermittierend in Drehung versetzt werden, um die vorbestimmte Proben menge jedes der aufeinanderfolgenden Probengefäße mit Hilfe der Pipettiervorrichtung nach jedem der aufein anderfolgenden Reaktionsgefäße zu transferieren; einen Waschschritt zwischen jedem benachbarten Paar aufeinanderfolgender Probenpipettierschritte zum Waschen der Pipettiervorrichtung;
Reagenzpipettierschritte, bei denen bestimmte Mengen von Reagenzien aus aufeinanderfolgenden Reagenzgefäßen auf dem Reagenzmitteltisch mit Hilfe der Pipettiervor richtung zu aufeinanderfolgenden Reaktionsgefäßen transferiert werden; und
einen weiteren Waschschritt zwischen jedem benachbarten Paar von Reagenzpipettierschritten.

15. Methode zur automatischen Analyse nach Anspruch 14, bei der der Reagenzmitteltisch Reagenzgefäße trägt, welche ein erstes Reagenzmittel enthalten, und Reagenz gefäße, welche ein zweites Reagenzmittel enthalten, und bei der das Reagenzmittel der gleichen Art in aufeinanderfolgende Reaktionsgefäße transferiert wird, derart, daß erst das erste Reagenzmittel in die Reaktionsgefäße und dann das zweite Reagenzmittel in die Reaktionsgefäße transferiert wird.

16. Methode zur automatischen Analyse nach Anspruch 14, bei der die Reaktionsflüssigkeiten in den Reaktions gefäßen auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden.

17. Methode zur automatischen Analyse nach Anspruch 14, bei der die Probe zur Immunreaktionsanalyse mit reinen Viren bestimmt ist, und das Reagenzmittel ein festes Reagenz mit Antikörperüberzug ist.

18. Methode zur automatischen Analyse nach Anspruch 17, welche weiter die folgenden Schritte umfaßt: Trennung des Flüssigphasereagenzmittels und des Festphasen reagenzmittels des Inhalts eines Reaktionsgefäßes voneinander; Waschen und Ausleeren der Flüssigphase aus dem Reaktionsgefäß; Einspeisen eines Reagenzmittels durch die Pipettiervorrichtung, welches mit dem im Reaktionsgefäß verbleibenden Festphasenreagenzmittel reagieren kann, um fluoreszierendes Leuchten zu erzeugen, und Messen der Intensität des Fluoreszenz leuchtens mit Hilfe eines Fluoreszenzlichtmeßgerätes (49).

19. Methode zur automatischen Analyse nach Anspruch 14, welche weiter die Schritte des Vibrierens des Reak tionstisches nach dem Transfer der Proben in die Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch sowie nach dem Transfer des genannten Reagenzmittels in die Reaktionsgefäße auf dem Reaktionstisch umfaßt.