DE3934890C2

DE3934890C2 -

Info

Publication number: DE3934890C2
Application number: DE3934890A
Authority: DE
Inventors: Kiyochika Kokubunji Tokio/Tokyo Jp Ishibashi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1988-10-20
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1992-10-01
Also published as: DE3934890A1; US5087423A

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Analysengerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Ein solches Analysengerät ist aus der DE-AS 25 01 054 bekannt. Dort werden die zu untersuchenden Proben in Probengefäßen entlang einem Schlitten gefördert, von dem Abzweigungen zu einzelnen Analysenmodulen führen. Es sind auch Puffer zur Aufnahme von Probengefäßen entlang der Schiene vorgesehen. Die zu den Analysenmodulen bzw. den Puffern führenden Abzweigungen sind dort "Sackgassen".

Bei einem automatischen Analysengerät gemäß dem veröffentlichten japanischen Gebrauchsmuster 53-8544 sind zwei bis acht Analysenmodule in Serie angeordnet und werden Probengefäße mit den zu analysierenden Probenflüssigkeiten den Modulen nacheinander einzelnen über nur einen Weg zugeführt. Die benötigten Probenmengen werden aufgenommen und an Reaktionsgefäße in den Modulen unter Berücksichtigung des oder der zu analysierenden Bestandteile oder Substanzen einer jeden Probe und des oder der zu analysierenden Bestandteile oder Substanzen, die in einem jeden Modul analysiert werden können, abgegeben. Das heißt, daß in dem herkömmlichen Gerät, obwohl es nicht notwendig ist, alle Bestandteile von allen Analysenmodulen analysieren zu lassen, alle Proben nacheinander an allen Analysenmodulen vorbeigeführt werden müssen. In der bekannten Vorrichtung wird im allgemeinen ein Förderband verwandt, um die Probengefäße an den Analysenmodulen vorbeizuführen. Da die Zahl der Substanzen, die im allgemeinen in einem Modul analysiert werden können, im Bereich von vier bis zwölf liegt, ist es möglich, in dem automatischen Analysengerät als ganzem 20 bis 30 Substanzen zu analysieren. Andererseits sind die Bestandteile, deren Analyse erforderlich ist, im allgemeinen von Probe zu Probe verschieden. Im allgemeinen beträgt die Zahl der Bestandteile in einer Probe, deren Analyse erforderlich ist, nur 50 bis 60% der möglichen Analysensubstanzen der Vorrichtung. In anderen Worten, 40 bis 50% der möglichen Analysensubstanzen, deren Analyse in dem Gerät durchgeführt werden kann, ist den jeweiligen Proben nicht zugeordnet.

Ziel der Erfindung ist es, ein automatisches Analysengerät der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß eine erhöhte Betriebseffizienz erreicht wird.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im abhängigen Anspruch beschrieben.

In einem solchen automatischen Analysengerät können die Analysenmodule in Serie oder parallel angeordnet sein, wobei die Probengefäße je nach zu analysierendem Bestandteil der in dem Probengefäß enthaltenen Probe ohne Rücksicht auf die Reihenfolge der Zuführung der Probengefäße über die Probengefäßezuführvorrichtung einem der Analysenmodule zugeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden ein erstes und ein zweites Analysenmodul seriell angeordnet, wobei ein Bypass für jedes Analysenmodul zusätzlich zu einem Analysenweg besteht, so daß die beiden stromauf und stromab gelegenen Seiten der Analysenmodule über den Bypass miteinander verbunden sind. Probengefäße werden entsprechend den vorgegebenen zu analysierenden Bestandteilen der Proben und den analysierbaren Bestandteilen im Modul entweder dem Bypass oder dem Analysenweg zugeteilt. Das heißt, falls eine Probe im ersten Analysenmodul nicht analysiert werden muß, wird ein diese Probe enthaltendes Probegefäß über den parallel zum ersten Analysenweg angeordneten Bypass dem zweiten Analysenmodul zugeführt. Und falls eine Probe im zweiten Modul nicht analysiert werden muß, wird ein diese Probe enthaltendes Probegefäß nach erfolgter Abgabe der Probe im ersten Modul der stromab gelegenen Seite des zweiten Analysenmoduls über den parallel zum Analysenweg des zweiten Moduls angeordneten Bypass zugeführt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Analysengeräts sind erste und zweite Module auf parallele Weise angeordnet, wobei ein einzelner Bypass zur Umgehung des ersten und zweiten Moduls vorhanden ist. In solch einer Vorrichtung werden die Probengefäße zuerst entweder dem ersten Modul oder dem zweiten Modul, je nach zu analysierendem Bestandteil in der zu analysierenden Probe, den in den Modulen analysierbaren Bestandteilen und der Belegung der Module durch Probengefäße, zugeführt. Das heißt, falls eine Probe nur im ersten oder zweiten Modul analysiert werden muß, wird das Probengefäß, je nach zu untersuchendem Bestandteil, nur dem ersten oder zweiten Modul zugeführt. Falls jedoch eine Probe sowohl im ersten als auch im zweiten Modul analysiert werden muß, wird das Probengefäß zuerst entweder dem ersten oder zweiten Analysenmodul zugeführt, je nach Belegung der Module. Danach wird das Probengefäß über den Bypass zur stromauf gelegenen Seite der Analysenmodule zurücktransferiert und dem anderen Modul zugeführt.

Somit ist es mit dem erfindungsgemäßen automatischen Analysen gerät möglich, alle Analysenmodule effizient und ohne Zeitver lust zu betreiben.

Von den beigefügten Abbildungen, die die Erfindung erläutern, zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer ersten Ausführungsform des automatischen Analysengeräts;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die eine Teilstruktur einer zweiten Ausführungsform des automatischen Analysengeräts wiedergibt.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden zwei automatische Analysenmodule 1, 2 in Serie angeordnet. Das erste Modul 1 kann die Bestandteile A bis D analysieren und das zweite Modul 2 die Bestandteile E bis H. Jedes Modul umfaßt eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen und eine Vorrichtung zur Zuführung von Proben aus Probengefäßen in die Reaktionsgefäße. In der Vorrichtung ist ein Sampler oder eine Probenaufgabe 4 stromauf vom Analysenmodul 1 angeordnet. In der Probenaufgabe 4 wird eine Vielzahl von Probengefäßen mit zu analysierenden Proben in Reihenfolge angeordnet und diese werden eine nach der anderen einem gemeinsamen Weg 3 zugeführt. Die Probengefäße werden über den gemeinsamen Weg 3 einem ersten Probengefäßverteiler 5 zugeführt. In dem ersten Verteiler 5 werden die Probengefäße einem ersten Analysenweg 6 oder einem ersten Bypass 7, der das erste Analysenmodul 1 umgeht, je nach zu analysierendem Bestandteil der im Probegefäß enthaltenen Probe, zugeteilt. Der erste Analysenweg 6 ist mit dem ersten Modul 1 verbunden, so daß in den Probengefäßen enthaltene Proben in die Reaktionsgefäße des ersten Moduls abgegeben werden können, und der Bypass 7 mit einem zweiten Probengefäßverteiler 8. Das heißt, in dem Fall, daß ein oder mehrere der zu analysierenden Bestandteile in der Probe im ersten Modul 1 zu analysieren sind, wird das die Probe enthaltende Probegefäß dem ersten Analysenweg 6 zuge teilt, während in dem Fall, daß ein oder mehrere der zu analy sierenden Bestandteile der Probe im zweiten Modul 2 zu analy sieren sind, das Probegefäß dem ersten Bypass 7 und dann über den zweiten Verteiler 8 dem zweiten Modul 2 zugeführt wird.

Das dem Analysenweg 6 zugeführte Probegefäß wird an einer ersten Probeentnahmeposition P₁ angehalten, an welcher ein Teil der im Probengefäß enthaltenen Probe von einer Probeentnahmevorrich tung (nicht gezeigt), die am ersten Modul 1 vorhanden ist, auf genommen wird und in deren Reaktionsgefäße abgegeben wird. Zum Zeitpunkt, zu dem die Analyse der Probe im Reaktionsgefäß des ersten Moduls 1 beginnt, wird das Probengefäß dem zweiten Pro bengefäßverteiler 8 zugeführt.

Wie oben festgestellt, wird das in den ersten Bypass 7 geführte Probengefäß den zweiten Verteiler 8 zugeführt und dem zweiten Modul 2 zugeteilt. Im zweiten Verteiler 8 werden die aus dem ersten Analysenweg 6 oder dem ersten Bypass 7 zugeführten Pro bengefäße weiter einem zweiten Analysenweg 9 oder einem zweiten Bypass 10, je nach zu analysierendem Bestandteil der Probe, zu geteilt. Wenn die Probe vom zweiten Modul analysiert werden muß, wird das Probengefäß dem zweiten Analysenweg 9 zugeführt und ein Teil der Probe an der Probenentnahmeposition P₂ von einer Probenentnahmevorrichtung (nicht gezeigt), die am zweiten Modul 2 vorhanden ist, aufgenommen und an die Reaktionsgefäße des zweiten Moduls 2 abgegeben. Zum Zeitpunkt, zu dem die Ana lyse der Probe im Reaktionsgefäß des zweiten Moduls 2 beginnt, wird das Probengefäß einem Probengefäßzuteiler 11 zugeführt. Andererseits wird auch das dem zweiten Bypass 10 zugeführte Probengefäß dem Probengefäßzuteiler 11 direkt zugeführt. Die vom zweiten Analysenweg 9 und vom zweiten Bypass 10 zugeführten Probengefäße werden dann vom Probengefäßzuteiler 11, der strom auf vom Probengefäßempfänger 13 angeordnet ist, dem Probengefäß empfänger 13 zugeführt. Alle Operationen aller Vorrichtungen, d.h. des Samplers 4, des ersten und zweiten Probengefäßvertei lers 5 und 8, des Probengefäßzuteilers 11 und des Probengefäß empfängers 13 werden von der zentralen Steuereinheit CPU 14 im Analysengerät gesteuert. In der CPU 14 werden die einer jeden Probe zugeordneten Analysensubstanzen gespeichert, so daß die Position eines jeden Probengefäßes in der Probengefäßreihe im Sampler 4 bekannt ist. Für den Betrieb kann eine für die CPU 14 lesbare Identifizierungsmarke auf jedem Probengefäß vorhanden sein oder die im Sampler 4 vorgegebene Ordnung der Probengefäße in der CPU 14 gespeichert werden. Die Analyseergebnisse der im ersten und zweiten Modul 1, 2 durchgeführten Analysen werden der CPU 14 zugeführt und dort gespeichert, entsprechend der Identität der Probe, und werden zu einem geeigneten Zeitpunkt ausgegeben.

Nachstehend wird der Betrieb des Analysengeräts erläutert. Die zu analysierenden Bestandteile der Proben Nr. 1 bis 3 sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Die Proben Nr. 1 bis 3 sind in Probengefäßen enthalten und in diese Ordnung im Sampler 4 angeordnet. Das erste Probengefäß mit den Proben Nr. 1 wird vom Zuteiler 4 dem allgemeinen Weg 3 zugeführt und dann zum ersten Probengefäßverteiler 5 befördert. Die zu analysierenden Bestandteile der Proben Nr. 1 sind A, C, und D, die vom ersten Analysenmodul 1 analysiert werden sollen. Das erste Probengefäß wird also dem ersten Analysenweg 6 zu geführt und an der ersten Probennahmeposition P₁ angehalten. An der Position P₁ wird eine vorgegebene Menge der Proben Nr. 1 an Reaktionsgefäße im ersten Modul 1 abgegeben, wo die Bestandteile A, C und D analysiert werden. Während der oben erwähnten Opera tion wird das zweite Probengefäß mit der Proben Nr. 2 dem er sten Probengefäßverteiler 5 zugeführt. Da die zu analysierenden Bestandteile F und G der Proben Nr. 2 nicht vom ersten Analysen modul 1 analysiert werden, wird das zweite Probengefäß dem zweiten Probengefäßverteiler 8 über den ersten Bypass 7 zuge führt. Da die zu analysierenden Bestandteile F und G vom zwei ten Analysenmodul 2 analysiert werden müssen, wird das zweite Probengefäß vom zweiten Probengefäßverteiler 8 dem zweiten Analysenweg 7 zugeteilt. Das zweite Probengefäß wird an der Pro bennahmeposition P₂ des zweiten Analysenmoduls 2 in Stellung ge bracht und eine vorbestimmte Menge der Proben Nr. 2 entnommen und in Reaktionsgefäße des zweiten Moduls 2 abgegeben, wo dann die Bestandteile F und G analysiert werden. Während die Proben Nr. 2 an das Reaktionsgefäß im zweiten Modul 2 abgegeben wird, ist die Abgabe der Probe Nr. 1 an das erste Modul 1 beendet und wird das erste Probengefäß dem zweiten Verteiler 8 zuge führt. Da die zu analysierenden Bestandteile der Probe Nr. 1 nicht zu den Analysengegenständen des zweiten Moduls 2 gehören, wird das erste Probengefäß dem zweiten Bypass 10 zuge führt und über den Probengefäßverteiler 11 und den allgemeinen Weg 12 direkt zum Probenempfänger 13 transportiert. Wenn die Proben Nr. 1 und 2 jeweils an das erste und zweite Modul 1, 2 abgegeben sind, wird das die Probe Nr. 3 enthaltende dritte Probengefäß vom Sampler 4 dem ersten Probenverteiler 5 zuge führt. Da die zu analysierenden Bestandteile der Proben Nr. 3 A, B und E sind, wird das Probengefäß zuerst dem ersten Analysenweg 6 zugeteilt. Das dritte Probengefäß wird dann an der Probennah meposition P₁ angehalten und eine vorgegebene Menge der Probe Nr. 3, welche für die Analyse hinsichtlich der Bestandteile A und B benötigt wird, entnommen und in Reaktionsgefäße des er sten Moduls 1 abgegeben. Am Ende der Abgabeoperation der Probe Nr. 3 in das erste Modul 1 ist die Abgabe der Probe Nr. 2 im zweiten Modul 2 beendet wird und das zweite Probengefäß über den Probenzuteiler 11 und den allgemeinen Weg 12 dem Probenemp fänger 13 zugeführt.

Nach Beendigung der Abgabe der Probe Nr. 3 im ersten Modul für die Analyse der Bestandteile A und B wird das dritte Probenge fäß dem zweiten Probengefäßverteiler 8 zugeführt. Da die Probe Nr. 3 für die Analyse des Bestandteils E dem zweiten Modul 2 zugeordnet ist, wird das dritte Probengefäß dem zweiten Analy senweg 9 zugeteilt. Das dritte Probengefäß wird an der Proben nahmeposition P₂ angehalten und eine vorgegebene Menge der Probe Nr. 3, die für die Analyse des Bestandteils E benötigt wird, abgenommen und in ein Reaktionsgefäß des zweiten Moduls 2 abgegeben. Nach Beendigung der Abgabe der Proben Nr. 3 im zwei ten Modul wird das dritte Probengefäß über den Probengefäßzu teiler 11 und den allgemeinen Weg 12 zum Probenempfänger 13 transportiert.

Wie oben festgestellt, wird in dieser ersten Ausführungsform des automatischen Analysengeräts, da für jedes Analysenmodul ein Bypass vorhanden ist, das Probengefäß durch den Bypass am Modul vorbei zum stromab vom Modul gelegenen Pro bengefäßverteiler geführt, falls die Probe nicht in diesem Ana lysenmodul analysiert werden soll. Auf diese Weise kann die War tezeit eines Probengefäßes an jedem Analysenmodul stark vermin dert werden und die Analysenoperation effektiver durchgeführt werden.

Fig. 2 erläutert einen wesentli chen Teil des Aufbaus der zweiten Ausführungsform des automatischen Analysengeräts. In Fig. 2 ist der mittlere Teil des Gesamtgerätes dargestellt. Das Analy senmodul 21 umfaßt ein erstes Sub-Analysenmodul 21A und zweites Sub-Analysenmodul 21B. Es ist möglich, diese Sub-Analysenmodule 21A und 21B so auszubilden, daß die gleiche Art von Bestandtei len in jedem Modul analysiert werden kann, daß teilweise von einander abweichende Bestandteile in jedem Modul analysiert werden können oder daß unabhängig völlig verschiedene Bestand teile analysiert werden können. Die vom vorhergehenden Analyse modul über den Analysenweg 22 oder einen Bypassweg 23 zugeführ ten Probengefäße werden über den Verteiler 24 einem ersten Ana lysenweg 25A, einem zweiten Analysenweg 25B und einem Bypass 26, je nach den zu analysierenden Bestandteilen der in den Proben gefäßen enthaltenen Proben, zugeteilt. Das heißt, für den Fall, daß der zu analysierende Bestandteil der Probe im ersten Sub- Analysenmodul 21A analysiert werden soll, wird das Probengefäß dem ersten Analysenweg 25A zugeteilt, während das Probengefäß dem zweiten Analysenweg 25B zugeteilt wird, wenn der zu ana lysierende Bestandteil der Probe im zweiten Sub-Analysenmodul 21B analysiert werden soll. Wenn jedoch der zu analysierende Bestandteil der Probe weder im Sub-Analysenmodul 21A noch in 21B analysiert werden soll, wird das Probengefäß einem nachfolgen den Modul über den Bypass 26 zugeführt. Die dem ersten Analyse weg 25A zugeführte erste Probe und die dem zweiten Analysenweg 25B zugeführte zweite Probe werden nach Beendigung der Abgabe der Proben an die beiden Sub-Analysenmodule 21A und 21B zum zweiten Probengefäßverteiler 27 transportiert. Im zweiten Ver teiler 27 werden die aus den Analysenwegen 25A und 25B oder vom Bypass 26 zugeführten Probengefäße erneut dem nächsten Analyse weg 28 oder dem nächsten Bypass 29 zugeteilt. Wie oben festge stellt, ist es im Falle der Anordnung einer Vielzahl von Sub- Analysenmodulen in einem Analysenmodul möglich, eine Vielzahl von Analysenwegen vorzusehen, von denen jeder eine Probennahmeposition aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, Proben sehr viel effizienter zu analysieren.

Claims

1. Automatisches Analysengerät mit

- einer Steuereinrichtung (14),
- einer Aufgabeeinrichtung (4), in der zu untersuchende Proben in Probengefäßen bereitgestellt werden,
- mehreren, in einem Förderweg für die Probengefäße in Reihe nacheinander angeordneten Analysenmodulen (1, 2), denen die Probengefäße auf Förderbahnen (3, 6, 9) von der Aufgabeeinrichtung (4) zugeführt werden, um eine Analyse durchzuführen,

und mit,

- einem Probenempfänger (13), dem die Probengefäße nach Entnahme von Proben an den Analysenmodulen (1, 2) zugeführt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

- jeder zu einem Analysenmodul (1, 2) führenden Förderbahn (6, 9) ein Nebenweg (7, 10) zugeordnet ist, auf dem Probengefäße unter Umgehung des Analysenmoduls (1, 2) förderbar sind, und jedem Analysenmodul (1, 2) ein Verteiler (5, 8) zugeordnet ist, der Probengefäße entweder zu einer zu einem Analysenmodul (1, 2) führenden Förderbahn (6, 9) oder einem Nebenweg (7, 10) führt, wobei die zu den Analysenmodulen (1, 2) führenden Förderbahnen (6, 9) und der oder die Nebenwege (7, 10) zu einem weiteren Verteiler (8, 11) oder zum Probenempfänger (13) führen.

2. Automatisches Analysengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler (24) eine wahlweise Zuteilung von Probengefäßen zu zwei parallelen, zu verschiedenen Analysenmoduln (21A, 21B) führenden Förderbahnen (25A, 25B) oder zu einem an diesen Analysenmoduln vorbeiführenden Nebenweg (26) durchführt.