DE4419567A1

DE4419567A1 - Automatic mixing and dispensing equipment for laboratory use and mfr.

Info

Publication number: DE4419567A1
Application number: DE4419567A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Grob
Original assignee: Birsner & Grob Biotech GmbH
Current assignee: Birsner & Grob Biotech GmbH
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-07

Abstract

Versatile laboratory mixer to dispense, e.g., reagents like buffer solutions, according to selected recipes, has a withdrawal system (9-14, 19, 21, 23) for selected reagents, and a delivery system (15-18, 22, 30-39). The controller (4,8) has a data store for the recipe library. It automatically controls or adjusts the withdrawal system and the delivery of mixture according to a specified recipe. The withdrawal and/or the delivery system has a mixing valve (11,16) especially a rotary disk; ceramic types are recommended.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren Zum flexiblen und automatischen Mischen von Laborstoffen nach auswählbaren Rezeptvorgaben mit einer Entnahmeeinrich tung zum wahlweisen Entnehmen der Laborstoffe und einer Ab gabeeinrichtung zum wahlweisen Abgeben der Laborstoffe.The invention relates to a device and a method For flexible and automatic mixing of laboratory materials according to selectable prescriptions with a removal device for the optional removal of the laboratory materials and a waste delivery device for the optional delivery of the laboratory materials.

Im Bereich der biologischen, chemischen und medizinischen Labors werden bisher Mischungen, wie Puffer, manuell aus La borstoffen, wie sogenannten Stammlösungen oder Ausgangsche mikalien, angesetzt. In der Praxis wird eine Vielzahl von Puffer (je nach Labortyp etwa zwischen 30 und 120) aus einer begrenzten Anzahl von Stammlösungen und Ausgangschemikalien hergestellt (etwa 8 bis 30). Diese Arbeit ist für das Perso nal eintönig, erfordert jedoch eine hohe Konzentration, ist damit fehleranfällig und benötigt teilweise einen erhebliche Zeitaufwand. In the field of biological, chemical and medical So far, laboratories have been manually mixing mixtures such as buffers from La boron substances, such as so-called stock solutions or initial solutions micro, set. In practice, a variety of Buffer (between 30 and 120 depending on the laboratory type) from one limited number of stock solutions and starting chemicals made (about 8 to 30). This work is for the person nal is monotonous, but requires a high concentration thus prone to errors and sometimes requires a considerable amount Time expenditure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung bzw. ein Verfahren zum flexiblen und automatischen Mischen von Laborstoffen nach auswählbaren Rezeptvorgaben bereitzustellen, die das Mischen der Laborstoffe schneller, sicherer und kostengünstiger machen.The invention is therefore based on the object of a direction or a method for flexible and automatic Mixing laboratory materials according to selectable recipe specifications to provide faster mixing of laboratory materials, make it safer and cheaper.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.This task is accomplished with a device with the features of claim 1 and a method with the features of Claim 21 solved.

Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, eine Vor richtung und ein Verfahren zum automatischen Zusammenmischen insbesondere von flüssigen Laborchemikalien nach Rezeptvor gaben und unter kontrollierten Bedingungen bereitzustellen. Die Vorrichtung und das Verfahren fördert definierte Mengen unterschiedlicher Flüssigkeiten aus Vorratsbehältern und mischt diese in einem Ausgabebehälter zu einem gebrauchsfer tigen Gemisch. Vorzugsweise ist dieses gebrauchsfertige Ge misch eine gepufferte Lösung, die auch "Puffer" genannt wird. Die Besonderheit ist, daß eine theoretisch unbegrenzte Anzahl von verschiedenen Vorratsbehältern mit einer Abgabe station gekoppelt werden kann, die zusätzlich Sensoren (für chemische und/oder physikalische Größen, wie die Temperatur, die Masse, den pH-Wert) und Manipulatoren (Filtrationsein heiten) aufweist. Die Steuerung kann in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines handelsüblichen Kleincomputers erfolgen.The invention is based on the idea of a front direction and a method for automatic mixing especially of liquid laboratory chemicals according to prescription and provided under controlled conditions. The device and the method convey defined quantities different liquids from storage containers and mixes them in a dispenser to make them ready for use term mixture. This is preferably ready-to-use Ge mix a buffered solution, also called a "buffer" becomes. The peculiarity is that a theoretically unlimited Number of different storage containers with one delivery station that can also be coupled with sensors (for chemical and / or physical quantities such as temperature, the mass, the pH value) and manipulators (filtration units units). The control can advantageously with the help of a commercially available small computer.

Die Vorrichtung und das Verfahren sind so ausgelegt, daß sie von jeder Person ohne eine intensive Einweisung bedient bzw. ausgeführt werden können.The device and the method are designed so that they operated by every person without intensive instruction or can be executed.

In einer bevorzugten Ausführungsform erlaubt eine Steuerungseinrichtung eine Abrechnung nach Kostenstellen, Namen und/oder Gruppierungen und besitzt evtl. eine Autori sierungsüberprüfung. In a preferred embodiment, a Control device a billing according to cost centers, Names and / or groupings and may have an authori sation review.

Grundsätzlich besteht in jedem Labor, das medizinisch, bio logisch, pharmazeutisch oder chemisch arbeitet, ein Bedarf, Lösungen allgemein und insbesondere Puffer anzusetzen. Spe ziell im medizinischen Routinebereich, wie er z. B. in Klini ken vorkommt, führt die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zu signifikanten Einsparungen. Da die Vorrichtung und das Verfahren validierbar sind und Pro tokolle über die einzelnen Puffermischvorgänge ausgegeben werden können, sind sie für alle Umgebungen, in denen nach GLP- oder GMP- oder ISO-Richtlinien gearbeitet werden muß, besonders geeignet.Basically, in every laboratory there is medical, organic works logically, pharmaceutically or chemically, a need General solutions and especially buffers. Spe Targeted in the routine medical field, as he z. B. in Klini ken occurs, the device according to the invention and that Process according to the invention for significant savings. There the device and the method can be validated and Pro output on the individual buffer mixing processes they are suitable for all environments in which GLP or GMP or ISO guidelines must be worked particularly suitable.

Mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens können deutli che Einsparungen im Personalbereich erzielt werden. Die Puf fer werden unter kontrollierten Umständen hergestellt, und Fehler sind nahezu ausgeschlossen.With the help of the device and the method can clearly savings in human resources. The puf are manufactured under controlled circumstances, and Errors are almost impossible.

Die Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand von Beispielen und mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The objects, advantages and features of the invention will be below using examples and with reference to the Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Mischstation mit einer Vorratsstation einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 1 shows an embodiment of a mixing station with a storage station of an inventive device and

Fig. 2 eine Ausführungsform einer Abfüllstation einer er findungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 shows an embodiment of a filling station of an inventive device.

Die Figuren zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der er findungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Vorrichtung bevorzugt modular aus mehreren Teilen aufgebaut ist. Dies erlaubt vielfältige Kombinationen und eine einfache Ausbaufähigkeit aus einer Anzahl von Grundelementen sowie eine leichte War tung. Die Hauptmodule können sein: eine nicht dargestellte Steuereinrichtung, eine zentrale Mischstation 1, eine vorge schaltete Vorratsstation 2 und eine nachgeschaltete Abfüll station 3. The figures show a preferred embodiment of the device according to the invention, the device preferably being constructed modularly from several parts. This allows a variety of combinations and easy expansion from a number of basic elements as well as easy maintenance. The main modules can be: a control device, not shown, a central mixing station 1 , an upstream supply station 2 and a downstream filling station 3 .

In Fig. 1 ist die Mischstation 1 mit einer daran angekoppel ten Vorratsstation 2 dargestellt. Die Mischstation 1 kann selbsttragende Profilelemente mit leicht abnehmbaren Seiten teilen, z. B. über Steckverbindungen, aufweisen. Dabei sind die Seitenteile vorzugsweise über Mikro- und/oder Magnet schalter gesichert, so daß in vorteilhafter Weise eine nicht feste Verbindung der Seitenteile angezeigt werden kann. Vor zugsweise außen an den Seitenteilen ist ein Steuereinrich tungsanschluß 4, ein Stromanschluß 5, ein Vorratsanschluß 6, ein Abfüllstationsanschluß 7 und/oder eine Bedien- und An zeigeeinrichtung 8 angebracht.In Fig. 1, the mixing station 1 is shown with a supply station 2 coupled thereto. The mixing station 1 can share self-supporting profile elements with easily removable sides, e.g. B. via connectors. The side parts are preferably secured via micro and / or magnetic switches, so that a non-fixed connection of the side parts can be displayed in an advantageous manner. Before preferably outside on the side parts, a Steuereinrich device connection 4 , a power connection 5 , a supply connection 6 , a filling station connection 7 and / or an operating and display device 8 is attached.

Mit dem Steuereinrichtungsanschluß 4 sind vorzugsweise alle von der Steuereinrichtung ansteuerbaren Elemente der Mischstation 1, der Vorratsstation 2 und der Abfüllstation 3 verbunden. Der Vorratsanschluß 6 verbindet in gekoppeltem Zustand die Mischstation 1 mit der Vorratsstation 2.All elements of the mixing station 1 , the storage station 2 and the filling station 3 that can be controlled by the control device are preferably connected to the control device connection 4 . The supply connection 6 connects the mixing station 1 to the supply station 2 in a coupled state.

Die Bedien- und Anzeigeeinrichtung 8 ermöglicht die Bedie nung der einzelnen Elemente der Mischstation 1 von außen, und es können z. B. die Zustände dieser Elemente angezeigt werden.The control and display device 8 enables the operation of the individual elements of the mixing station 1 from the outside, and z. B. the states of these elements are displayed.

An den Abfüllstationsanschluß 7 kann eine Abfüllstation, wie die in Fig. 2 gezeigte Abfüllstation 3 angeschlossen werden.A filling station, such as the filling station 3 shown in FIG. 2, can be connected to the filling station connection 7 .

Im Inneren der Mischstation 1 sind vorzugsweise unterge bracht: Eine Luftpumpe 14 mit einer bevorzugten Dauerlei stung von mindestens 10 Litern pro Minute bei mindestens 2,0 bar (soweit wie möglich wartungsfrei), ein nachgeschaltetes Luftdruckreduzier- bzw. Steuerventil 12, eine Wasserpumpe 19 mit einer bevorzugten Leistung von mindestens 10 Litern pro Minute bei 20 bar, ein HEPA-Filter 13 (Sterilfilter, vor zugsweise mit einer Porenweite von 0,2 µm) im der Luftpumpe nachgeschalteten Luftstrom, zwei Mischventile 11, 16 (ein Luftmischventil 11 und ein Flüssigkeitsmischventil 16, wobei das Flüssigkeitsmischventil 16 mit einer Spülvorrichtung versehen sein kann), wie bevorzugt keramische Drehscheiben mischventile, ein Netzteil (nicht dargestellt), eine Steuerungsplatine (nicht dargestellt) und/oder Drucksensoren in Mehrfachmodulen für Förderschläuche zu Vorratsbehältern 20.Inside the mixing station 1 are preferably housed: An air pump 14 with a preferred permanent performance of at least 10 liters per minute at least 2.0 bar (as far as possible maintenance-free), a downstream air pressure reducing or control valve 12 , a water pump 19 with a preferred output of at least 10 liters per minute at 20 bar, a HEPA filter 13 (sterile filter, preferably with a pore size of 0.2 μm) downstream of the air pump, two mixing valves 11 , 16 (an air mixing valve 11 and a liquid mixing valve 16 , wherein the liquid mixing valve 16 can be provided with a flushing device), such as ceramic turntable mixing valves, a power supply unit (not shown), a control board (not shown) and / or pressure sensors in multiple modules for delivery hoses to storage containers 20 .

Alternativ zu den Drehscheibenventilen 11, 16 kann auch ein Netzwerk von Miniaturschlauchklemmventilen zum Einsatz kom men.As an alternative to the turntable valves 11 , 16 , a network of miniature hose clamp valves can also be used.

Das HEPA-Filter 13 kann ferner bevorzugt von außen durch eine separate Wartungsklappe zugänglich und austauschbar sein.The HEPA filter 13 can also preferably be accessible and replaceable from the outside through a separate maintenance flap.

Die Förderung der Laborchemikalien, wie insbesondere Flüs sigkeiten, geschieht durch Einblasen von steriler Luft über einen Luftschlauch 23 in einen entsprechenden Vorratsbehäl ter 20. Über einen Entnahmeschlauch 22 wird die Flüssigkeit darin zum Flüssigkeitsmischventil 16 befördert, und von dort aus, durch einen Abgabeschlauch 17, 18 in einen Ausgabebe hälter 34 transportiert. Die Fördergeschwindigkeit wird mit Hilfe des Steuerventils 12 im Luftstrom über die Steuerungs einrichtung gesteuert bzw. geregelt.The promotion of laboratory chemicals, such as liquids in particular, is done by blowing sterile air through an air hose 23 into a corresponding reservoir 20 . Via a removal hose 22 , the liquid is conveyed therein to the liquid mixing valve 16 , and from there it is transported through a discharge hose 17 , 18 into a dispensing container 34 . The conveying speed is controlled or regulated by means of the control valve 12 in the air flow via the control device.

Von dem Flüssigkeitsmischventil 16 führen ein erster Abgabe schlauch 17 und ein zweiter Abgabeschlauch 18 mit bestimmten Innenvolumina zur Abfüllstation 3. In einer bevorzugten Aus führungsform hat der erste Abgabeschlauch 17 hat einen In nendurchmesser von 1 mm. Dies ergibt einen Querschnitt von 0,7853 mm². Bei einer Länge von 127,3 cm besitzt dieser Schlauch ein Volumen von 1,0 ml. Der zweite Abgabeschlauch 18 hat einen Innendurchmesser von 4 mm. Das entspricht einem Querschnitt von 12,5664 mm² und einem Volumen von 20,0 ml bei einer Länge von 159,2 cm. Diese "Totvolumina" der Schläuche werden von der Steuerungseinrichtung berücksich tigt. From the liquid mixing valve 16 , a first delivery hose 17 and a second delivery hose 18 with certain internal volumes lead to the filling station 3 . In a preferred embodiment, the first delivery hose 17 has an inner diameter of 1 mm. This results in a cross section of 0.7853 mm². With a length of 127.3 cm, this tube has a volume of 1.0 ml. The second dispensing tube 18 has an inner diameter of 4 mm. This corresponds to a cross section of 12.5664 mm² and a volume of 20.0 ml with a length of 159.2 cm. These "dead volumes" of the hoses are taken into account by the control device.

Die Vorratsstation 2 weist eine Halterung 21, wie eine Wanne, für die Aufnahme der Vorratsbehälter 20 auf. Dabei ist die Vorratsstation 2 als treppenförmig abgestuftes Re galmodul mit Platz für Vorratsbehälter, vorzugsweise Vor ratsbehälter verschiedener Volumina, z. B. 10 Liter-, 2,5 Li ter-, 1 Liter- und 0,5 Liter-Vorratsbehälter, ausgebildet. Unter jedem Vorratsbehälter 20 ist bevorzugt eine heraus nehmbare Wanne aus chemikalienbeständigem Material angeord net. Die Standardregalmodule sind ohne Kabinett und nicht beheizbar oder explosionsgeschützt. Sondermodule können vor zugsweise bis zu 4°C kühlbare und explosionsgeschützte Re galmodule und Lichtschutzcontainer aufweisen. Außerdem kön nen unter die Auffangwannen Magnetrührer mit oder ohne inte grierter Heizung gestellt werden.The storage station 2 has a holder 21 , such as a trough, for receiving the storage containers 20 . The storage station 2 is a stair-shaped graded Re galmodul with space for storage containers, preferably storage containers of various volumes, z. B. 10 liter, 2.5 Li ter, 1 liter and 0.5 liter reservoir, trained. Under each reservoir 20 is preferably a removable tub made of chemical-resistant material angeord net. The standard shelf modules are without cabinet and cannot be heated or are explosion-proof. Special modules can have cooling and explosion-proof rack modules and light protection containers that can be cooled down to 4 ° C. Magnetic stirrers with or without integrated heating can also be placed under the sumps.

Die Abfüllstation 3 gemäß Fig. 2 kann bevorzugt in verschie denen Dimensionierungen ausgebildet sein, z. B. als Gebinde bis zu 20 Litern oder bis zu 2 Litern. Die Abfüllstation 3 kann aus einer selbsttragenden Profilelementestruktur mit einer Klarsichttür bestehen. Auf dem Boden kann eine Waage 36 mit einer Datenschnittstelle für die Steuereinrichtung und darüber ein Magnetrührer 38 und/oder eine Heizung 39 eingebaut sein. Diese Konstruktion ist nach oben abgeschlos sen durch eine Auffangwanne aus chemikalienbeständigem Kunststoff oder Edelstahl, in die die zu befüllenden Gebinde gefüllt werden.The filling station 3 according to FIG. 2 can preferably be designed in various dimensions, e.g. B. as a container up to 20 liters or up to 2 liters. The filling station 3 can consist of a self-supporting profile element structure with a transparent door. A scale 36 with a data interface for the control device and above it a magnetic stirrer 38 and / or a heater 39 can be installed on the floor. This construction is closed at the top by a sump made of chemical-resistant plastic or stainless steel, into which the containers to be filled are filled.

Diese Wanne besitzt ferner weiter bevorzugt konzentrische Vertiefungen mit verschiedenen Formen und/oder Durchmessern. Die Formen bzw. Durchmesser der Vertiefungen entsprechen den Flaschenbodenformen bzw. -durchmessern der verwendeten Aus gabebehälter 34. Die Vertiefungen sind verschieden tief in den Wannenboden eingeprägt. Die innerste Vertiefung mit der kleinsten Form oder dem geringsten Durchmesser liegt auch am tiefsten Punkt. In der Fläche jeder Vertiefung kann ein Mikroschalter oder ein Drucksensor angeordnet sein, der vor zugsweise mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Damit wird eine Identifizierung der Flaschengröße und eine kor rekte Positionierung gewährleistet. Dies ist vorteilhaft zur korrekten Steuerung von Abfüllmanipulatoren 31. Eine eventu ell notwendige Heizung kann auch durch die Ausbildung der Abfüllstation 3 als Mikrowellenheizung erfolgen.This trough furthermore preferably has concentric depressions with different shapes and / or diameters. The shapes or diameters of the depressions correspond to the bottle bottom shapes or diameters of the dispensing containers 34 used . The depressions are embossed to different depths in the bottom of the tub. The innermost depression with the smallest shape or the smallest diameter is also at the lowest point. In the surface of each recess, a microswitch or a pressure sensor can be arranged, which is preferably connected to the control device. This ensures identification of the bottle size and correct positioning. This is advantageous for the correct control of filling manipulators 31 . A possibly necessary heating can also be done by designing the filling station 3 as a microwave heater.

Der obere Teil der Abfallfüllstation 3 kann z. B. drei Mani pulatoren 31 enthalten, die beispielsweise einen kombinier ten Temperatur-/pH-Sensor, ein stabförmiges Peltierelement, eine Meßelektrode für Ionenstärke und/oder einen oder meh rere Ausgabeschläuche 30 tragen, die mit den Abgabeschläu chen 17, 18 der Mischstation verbunden sind. An die Ausgabe schläuche 30 kann ein Sterilfilter angeschlossen werden. Die Manipulatoren 31 und Sensorträger sind getrennt voneinander beweglich. Der komplette Fülladapter ist in Ruhestellung in einer abgedichteten Waschstation 37, die mit Reinstwasser von z. B. 20 bar durchspülbar ist, angeordnet. Die Waschsta tion 37 hat vorzugsweise einen Abwasseranschluß (nicht dar gestellt). Insbesondere die die Ausgabeschläuche 30 tragen den Manipulatoren 31 können getrennt vom Sensorträger zwi schen dem Einpumpen verschiedener Chemikalien in die Wasch station verfahren werden, um dort durchspült zu werden.The upper part of the waste filling station 3 can e.g. B. contain three Mani pulators 31 , which carry, for example, a combined temperature / pH sensor, a rod-shaped Peltier element, a measuring electrode for ionic strength and / or one or more output tubes 30 , which are connected to the discharge tubes 17 , 18 of the mixing station are. A sterile filter can be connected to the output tubing 30 . The manipulators 31 and sensor carriers can be moved separately from one another. The complete filling adapter is in the rest position in a sealed washing station 37 , which with ultrapure water from z. B. 20 bar can be rinsed. The wash station 37 preferably has a waste water connection (not shown). In particular, the delivery tubes 30 carry the manipulators 31 can be moved separately from the sensor carrier between pumping in various chemicals into the washing station in order to be flushed through there.

Optional kann ein weiterer Manipulator vorgesehen sein, der eine Mikropipettiereinrichtung (Volumina von 0 bis 1000 µl) trägt, und eine Aufnahme für mehrere kleine Vorratsgefäße innerhalb der Abfüllstation enthält. Mit Hilfe dieser Zu sätze lassen sich auch kleinste Mengen und Flüssigkeiten ho her Viskosität handhaben.Another manipulator can optionally be provided a micropipetting device (volumes from 0 to 1000 µl) carries, and a holder for several small storage vessels contains within the filling station. With the help of this even the smallest quantities and liquids can be set handle viscosity.

In der Abfüllstation kann ein berührungsloser Barcodeleser eingebaut werden.A contactless barcode reader can be found in the filling station to be built in.

Die nicht dargestellte Steuereinrichtung kann z. B. als Hard ware einen herkömmlichen Personal Computer und eine Steuerungssoftware sowie Wandler und/oder Sensoren vorsehen. Der Steuereinrichtungsanschluß kann in einem gängigen Indu striestandard (z. B. RS 232) ausgeführt sein. Es kann ferner bevorzugt ein Barcodelesestift und/oder ein barcodefähiger Drucker (evtl. farbfähig wegen der Sicherheitssymbole) vor gesehen werden, die an die Steuereinrichtung anschließbar sind. Dabei können folgende Funktionen implementiert werden:The control device, not shown, can, for. B. as hard would be a conventional personal computer and one Provide control software as well as transducers and / or sensors. The control device connection can be in a common Indu line standard (e.g. RS 232). It can also preferably a barcode reader pen and / or a barcode capable Printer (possibly color-compatible due to the safety symbols) be seen that can be connected to the control device are. The following functions can be implemented:

- Query and verification of user identity
- New entry of mixed recipes in table form via normal Word processing programs or interactive via an gift mask
- a mixed recipe library
- an automatic data backup
- a log of each mixing process
- Individual labeling of each container on the Device is used via barcode
- a label print (including barcode and hazardous substance symbols)
- Option, even stock solutions from solid and / or liquid To be able to manufacture fabrics
- Option of cost accounting via cost centers and / or Names
- generation and printing of lists for chemical consumption, requested buffer types, buffer recipes, cost centers, Names etc.

Die geforderten Flüssigkeitsmengen werden anhand der in der Abfüllstation befindliche Waage 36 über die jeweilige Masse erfaßt. Das Steuerungsprogramm hat daher ständigen Zugriff auf die noch vorhandenen Vorratsmengen. Dazu sollte sicher gestellt sein, daß nicht unbemerkt Vorratsbehälter 20 ausge tauscht werden können. Dies kann z. B. dadurch erreicht wer den, daß eine ständige, leichte Druckbeaufschlagung in den Vorratsflaschen erfolgt. Ein Druckabfall wird von einem Drucksensor, der in jedem Luftschlauch 23, der von der Luft pumpe 14 aus zu den Vorratsbehältern 20 führt, zwischenge schaltet ist, registriert und an das Steuerungsprogramm wei tergeleitet. Dies ermöglicht eine genaue Zuordnung, welches Vorratsgefäß entweder beabsichtigt oder unbeabsichtigt ge öffnet wurde. Dies ist ein weiterer Sicherheitsfaktor dieser Ausführungsform.The required amounts of liquid are determined by means of the scale 36 located in the filling station about the respective mass. The control program therefore has constant access to the remaining stocks. For this purpose, it should be ensured that storage containers 20 can not be exchanged unnoticed. This can e.g. B. thereby achieved who that a constant, light pressurization takes place in the storage bottles. A pressure drop is interposed by a pressure sensor, which is switched in each air hose 23 , which leads from the air pump 14 to the storage containers 20 , and is passed on to the control program. This enables an exact assignment of which storage vessel was either intended or opened unintentionally. This is another safety factor of this embodiment.

Die Vorratsbehälter 20 können ab Werk mit einem Barcode ver sehen sein, die dem Steuerungsprogramm z. B. Informationen über das Herstellungsdatum, die Chargen-Nummer, die Chemika lie, die Menge und den Hersteller geben.The storage container 20 can be seen from the factory with a barcode ver, the control program z. B. Provide information about the date of manufacture, the batch number, the chemicals, the quantity and the manufacturer.

Die Ausgabebehälter 34 können ebenfalls mit einem Barcode versehen werden, der die folgenden Informationen enthalten kann: Seriennummer der Mischvorrichtung, laufende Nummer des Ausgabebehälters, Puffer, Puffermenge, Person, die den Mischvorgang veranlaßt hat, Herstellungsdatum. Die Angaben, welche Person den Mischvorgang veranlaßt hat, kann ferner optional im Klartext auf das Flaschenetikett gedruckt wer den. Die anderen im Barcode verschlüsselten Angaben können auch immer im Klartext auf das Flaschenetikett gedruckt wer den. Ferner können die genaue Bezeichnung der Lösungen mit Inhaltsangabe und eventuelle Gefahrstoffsymbole dort ange bracht werden. Die Barcodes sind vorteilhafterweise über Barcodeleser in die Steuereinrichtung einlesbar.The dispensing containers 34 can also be provided with a barcode, which can contain the following information: serial number of the mixing device, serial number of the dispensing container, buffer, amount of buffer, person who initiated the mixing process, date of manufacture. The information as to which person initiated the mixing process can also optionally be printed in plain text on the bottle label. The other information encoded in the barcode can always be printed on the bottle label in plain text. Furthermore, the exact description of the solutions with a summary and any hazardous substance symbols can be placed there. The barcodes can advantageously be read into the control device via barcode readers.

Über die in der Abfüllstation eingebaute Waage 36 und die im Boden der Wanne 35, in die die Ausgabebehälter 34 gestellt werden, angebrachten Sensoren wird überprüft, ob der Typ der Ausgabeflasche, der vom Benutzer ausgewählt wurde, auch mit dem Typ übereinstimmt, der in der Abfüllstation bereitsteht.Via the built-in scale 36 in the filling station and the sensors installed in the bottom of the trough 35 , in which the dispensing containers 34 are placed, it is checked whether the type of dispensing bottle which has been selected by the user also corresponds to the type which is in the Filling station is ready.

Die Ansteuerung der einzelnen Aggregate, speziell der Was serpumpe 17 und die Steuerung des Steuerventils, welche die Fördermenge beeinflussen, wird als "Fuzzy Logic"-Steuerung ausgelegt. Dies verhindert ein Übersteuern bei Titrierungs vorgängen und ermöglicht die genaue Förderung kleiner Flüs sigkeitsmengen. The control of the individual units, especially the water pump 17 and the control of the control valve, which influence the flow rate, is designed as a "fuzzy logic" control. This prevents oversteering during titration processes and enables the precise delivery of small amounts of liquid.

Nachfolgend soll ein besonders bevorzugter Mischvorgang be schrieben werden. Die Person, die einen Puffer zusammenmi schen lassen möchte, identifiziert sich bei dem Steuer programm, wählt den zu mischenden Puffer und die Gebinde größe aus Auswahlmenüs aus und veranlaßt, daß das Etikett für das Puffergebinde gedruckt wird. Falls die Rezeptur das Durchmischen des Puffers mit Hilfe eines Rührfisches vor sieht, wird der Benutzer an dieser Stelle darauf aufmerksam gemacht, eine Ausgabeflasche 34 mit einem Rührfisch zu wäh len. Ein Induktionssensor (nicht dargestellt) könnte dann das Vorhandensein einer Ausgabeflasche 34 mit Rührfisch überprüfen und der Steuereinrichtung melden. Das Etikett wird auf den Ausgabebehälter 34 geklebt, mit dem Barcodele ser erfaßt und die Flasche in die Abfüllstation gestellt. Das Steuerungsprogramm erkennt anhand des Leergewichts der Ausgabeflaschen und den Wannensensoren, ob es sich um die richtige Flaschengröße handelt.A particularly preferred mixing process will be described below. The person wishing to have a buffer mixed together identifies himself in the control program, selects the buffer to be mixed and the container size from the selection menus and causes the label for the buffer container to be printed. If the recipe provides for the mixing of the buffer with the aid of an agitator fish, the user is advised at this point to select an output bottle 34 with an agitator fish. An induction sensor (not shown) could then check for the presence of a dispenser bottle 34 with a stir bar and report it to the control device. The label is glued to the dispensing container 34, detected with the bar code water and the bottle placed in the filling station. The control program uses the empty weight of the dispensing bottles and the tub sensors to determine whether the bottle size is correct.

Das Steuerungsprogramm überprüft, ob die Vorräte für die an geforderten Puffer vorhanden sind, bzw. ausreichen und lei tet nach Verschluß der Abfüllstation 3 den Mischvorgang ein.The control program checks whether the supplies for the requested buffers are available or sufficient and initiates the mixing process after the filling station 3 is closed .

Hierbei werden in der im Pufferrezept definierten Reihen folge und Menge die einzelnen Flüssigkeiten in den Ausgabe behälter 34 gepumpt. Bei Bedarf wird die Ausgabeflasche mit Hilfe des Rührfisches durchmischt und/oder gekühlt oder be heizt und/oder Temperatur, pH-Wert und Ionenstärke bestimmt, bzw. den vorgegebenen Sollwerten angeglichen. Durch ein der artiges Vorgehen wird ein sehr sicheres Mischen gewährlei stet.Here, in the order and quantity defined in the buffer recipe, the individual liquids are pumped into the output container 34 . If necessary, the dispensing bottle is mixed with the help of the stirring fish and / or cooled or heated and / or temperature, pH and ionic strength determined or adjusted to the specified target values. Such a procedure ensures a very safe mixing.

Nach Beendigung des Mischvorgangs werden die Manipulatoren 31 in der Waschstation gereinigt und der Ausgabebehälter zur Entnahme freigegeben.After the mixing process has been completed, the manipulators 31 are cleaned in the washing station and the dispensing container is released for removal.

Es besteht die Möglichkeit, daß Benutzer teilweise eigene Vorrats- oder Stammlösungen herstellen möchten, die danach über das Vorratsregal an die Mischstation 1 angeschlossen werden.There is the possibility that users sometimes want to produce their own stock or stock solutions, which are then connected to the mixing station 1 via the stock shelf.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren mit Verfahrens schritten zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung.The invention further relates to a method with a method steps to operate such a device.

example 1 Preparation of a "TAE" (Tris-Acetate-EDTA) buffer

Für die Herstellung eines standardisierten 1 × TAE-Puffers wird ein 10 l Ausgabebehälter 34 mit Rührfisch in die Ab füllstation 3 gestellt. Die benötigten Vorratschemikalien sind 2M Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan ("Tris-Base"), 16,65 M (= 100%ige) Essigsäure, und 0,5M Ethylendiamintetra essigsäure (EDTA). Der Vorratsbehälter 20 für Essigsäure steht auf einer Heizplatte und wird auf eine Temperatur von ca. 20°C eingestellt, da 100%ige Essigsäure bei unter 16°C auskristallisiert.For the production of a standardized 1 × TAE buffer, a 10 l output container 34 with a stirring fish is placed in the filling station 3 . The required chemicals are 2M tris (hydroxymethyl) aminomethane ("Tris base"), 16.65 M (= 100%) acetic acid, and 0.5M ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The storage container 20 for acetic acid is on a hot plate and is set to a temperature of about 20 ° C, since 100% acetic acid crystallizes out at below 16 ° C.

Zunächst werden 180 ml der 2M "Tris-Base" über den 4 mm Ab gabeschlauch 17 in den Ausgabebehälter 34 gepumpt. An schließend werden ohne Zwischenspülung 3000 ml Reinstwasser hinzugefügt. Dadurch erhöht sich die Gesamtmenge an Tris- Base in dem Ausgabebehälter 34 auf 200 ml. Danach werden 11,01 ml der Essigsäure über den dünnen Abgabeschlauch 18 in den Ausgabebehälter 34 gegeben. Anschließend wird 500 ml Reinstwasser über denselben Abgabeschlauch 18 gepumpt. Die Gesamtmenge an Essigsäure erhöht sich dadurch auf 12,01 ml. Ebenfalls über den dünnen Abgabeschlauch 18 werden 19 ml der EDTA-Lösung hinzugegeben. Wieder wird der dünne Abgabe schlauch 18 mit 500 ml Reinstwasser in den Ausgabebehälter 34 durchspült. Über den 4 mm Abgabeschlauch 17 werden 5500 ml Reinstwasser zugesetzt. Zuletzt wird über den 1 mm Abga beschlauch 18 mit 267,99 ml Reinstwasser auf 10 Liter Ge samtvolumen aufgefüllt. First, 180 ml of the 2M "Tris-Base" are pumped through the 4 mm delivery hose 17 into the dispensing container 34 . Then 3000 ml of ultrapure water are added without intermediate rinsing. As a result, the total amount of tris base in the dispensing container 34 increases to 200 ml. Then 11.01 ml of the acetic acid are added to the dispensing container 34 via the thin dispensing hose 18 . Then 500 ml of ultrapure water is pumped through the same delivery hose 18 . The total amount of acetic acid thereby increases to 12.01 ml. 19 ml of the EDTA solution are also added via the thin delivery tube 18 . Again, the thin dispensing hose 18 is flushed into the dispensing container 34 with 500 ml of ultrapure water. 5500 ml of ultrapure water are added via the 4 mm delivery hose 17 . Finally, the 1 mm discharge hose 18 is filled with 267.99 ml of ultrapure water to a total volume of 10 liters.

Example 2 Production of a 10-fold concentrated kinase buffer

Der Benutzer stellt eine 100 ml Flasche mit Rührfisch in die Abfüllstation 3, nachdem er die zuvor beschriebenen Vorbe reitungen (Identifikation, Rezeptauswahl, Flaschenauswahl etc.) durchgeführt hat.The user places a 100 ml bottle with fish in the filling station 3 after he has carried out the preparatory work described above (identification, recipe selection, bottle selection, etc.).

Die benötigten Vorratschemikalien sind 2M Tris -(hydroxymethyl)-aminomethan (Tris), pH 7,4; 1M MgCl₂; 1M Dithiothreitol (DTT).The supply chemicals required are 2M Tris - (hydroxymethyl) aminomethane (Tris), pH 7.4; 1M MgCl₂; 1M Dithiothreitol (DTT).

Zur Herstellung von 50 ml Puffer werden 12,5 ml Tris pH 7,4 über den dünnen Abgabeschlauch 18 in den Ausgabebehälter 34 gepumpt. Zu einer Zwischenspülung wird der Manipulator 31 mit dem Abgabeschlauch 18 in die Waschstation 37 verfahren. Anschließend wird eine ausreichende Menge Reinstwasser durch den Abgabeschlauch 18 in die Waschstation 37 gepumpt, die in diesem Fall einen Abwasseranschluß hat. Nach der Zwischen spülung werden 5,0 ml MgCl₂ durch den dünnen Abgabeschlauch 18 gepumpt und der Schlauch wieder mit Reinstwasser gespült. Danach werden 1,5 ml DTT über den dünnen Abgabeschlauch 18 zugegeben. Zum Schluß werden über den dünnen Abgabeschlauch 31 ml Reinstwasser in den Ausgabebehälter 34 gepumpt. Da durch erhöht sich die zugegebene Menge 1M DTT auf 2,5 ml.To produce 50 ml of buffer, 12.5 ml of Tris pH 7.4 are pumped into the dispensing container 34 via the thin dispensing hose 18 . For an intermediate rinse, the manipulator 31 is moved with the delivery hose 18 into the washing station 37 . A sufficient amount of ultrapure water is then pumped through the discharge hose 18 into the washing station 37 , which in this case has a waste water connection. After the intermediate rinse, 5.0 ml of MgCl₂ are pumped through the thin delivery hose 18 and the hose is rinsed again with ultrapure water. 1.5 ml of DTT are then added via the thin delivery tube 18 . Finally, 31 ml of ultrapure water are pumped into the dispensing container 34 via the thin dispensing hose. As a result, the amount of 1M DTT added increases to 2.5 ml.

Die Endkonzentrationen der Chemikalien in dem hergestellten Puffer betragen: 0,5M Tris, pH 7,4; 0,1M MgCl₂und 0,05M DTT.The final concentrations of the chemicals in the buffer produced are: 0.5M Tris, pH 7.4; 0.1M MgCl ₂ and 0.05M DTT.

Claims

1. Device for flexible mixing of laboratory materials into mixtures, such as buffers, according to selectable recipe specifications with:

(a) a removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) for the optional removal of the laboratory materials and
(b) a delivery device ( 15-18 , 22 , 30-39 ) for the optional delivery of the laboratory substances, characterized by
(c) a control device ( 4 , 8 ), which has a storage device for storing a recipe library, for controlling or regulating the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) and / or the dispensing device ( 15- 18 , 22 , 33-39 ) for automatic mixing according to a selected recipe.

2. Device according to claim 1, characterized in that the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) and / or the dispensing device ( 15-18 , 22 , 33-39 ) a mixing valve ( 11 , 16 ), in particular a Turntable mixing valve, especially made of ceramic.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) has an air pump ( 14 ) for pumping air into the reservoir ( 20 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the air pump ( 14 ) is followed by a sterile filter ( 13 ).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the air pump ( 14 ) has a control valve ( 12 ) for controlling or regulating the amount of air to be supplied to the reservoir ( 20 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) has a holder ( 21 ) with a balance, a magnetic stirrer and / or an integral heater.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) has a pressure sensor for determining the existence of a reservoir ( 20 ).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the removal device ( 9-14 , 19 , 21 , 23 ) has an ultrapure water connection ( 9 ) and a water pump ( 19 ).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing valve ( 16 ) of the Abga device ( 15-18 , 22 , 33-39 ) a plurality of delivery hoses ( 17 , 18 ) with certain different volumes are connected.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the dispensing device ( 15-18 , 22 , 33-39 ) has at least one manipulator ( 31 ) which the dispensing hoses ( 17 , 18 ) or output hoses ( 30 ), a chemical sensor and / or physical sensor to determine the properties of the mixture.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the dispensing device ( 15-18 , 22 , 33-39 ) has a trough ( 35 ) for holding a dispensing container ( 34 ), a scale ( 36 ), a magnetic stirrer ( 38 ), a heater ( 39 ), such as a microwave heater, and / or a washing station ( 37 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the trough ( 35 ) has a plurality of concentric depressions with different shapes or diameters, where the shapes or diameters essentially correspond to the outer shapes or diameters of different dispensing containers ( 34 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that microswitches or pressure sensors are arranged in the recesses for determining the presence of an output container ( 34 ).

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 4 , 8 ) has an operating and display device ( 8 ).

15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device sensors, actuators and / or transducers for the elements to be controlled or regulated ( 11 , 12 , 14 , 16 , 19 , 31 , 36 , 37 , 38 , 39 ).

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 4 , 8 ) has a data processing device, such as a conventional PC, and control software.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the data processing device on a control device connection ( 4 ), such as. B. an interface RS 232, the control device is to be connected.

18. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the control device Logging device for outputting a mixed photo has kolls.

19. Device according to one of the preceding claims, there characterized in that the control device Authorization checker, a label printing device, an output device of a cost billing, a list generation for consumption and / or of manufacturing data, a barcode reader and / or has a barcode printer.

20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is formed modularly by a mixing station ( 1 ), a storage station ( 2 ) and a filling station ( 3 ), these stations ( 1-3 ) via connections ( 6 , 7 ) are releasably coupled.

21. A method for mixing laboratory materials according to prescriptions to mixtures, in particular to buffers, in particular a method for operating a device according to one of the preceding claims, with the method steps:

(a) optional removal of the laboratory materials and
(b) optional delivery of the laboratory substances, characterized by
(c) Saving a recipe library and controlling or regulating the removal and / or dispensing for flexible and automatic mixing according to a selectable recipe.