DE60037271T2

DE60037271T2 - Analysator mit einem rotierbaren gestellträger

Info

Publication number: DE60037271T2
Application number: DE60037271T
Authority: DE
Inventors: Burkard Rosenberg; Gottlieb Schacher
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: EP1099950A1; EP1238287B1; ES2296658T3; WO2001036981A1; EP1238287A1; US7407627B1; JP2003515139A; DE60037271D1; JP4724344B2

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische chemische Analysevorrichtung zum Analysieren von Flüssigkeitsproben, welche umfasst:

– eine automatische Pipettiereinheit zum Ansaugen eines Probenanteils aus einem ausgewählten Probenröhrchen, das einen Teil einer Anordnung von in einem Probenröhrchenfeld befindlichen Probenröhrchen bildet, und zum Zuführen des angesaugten Probenanteils in ein ausgewähltes Reaktions- oder Umsetzröhrchen, das einen Teil einer Anordnung von in einem Umsetzröhrchenfeld befindlichen Umsetzröhrchen bildet, wobei jedes Probenröhrchen eine Identifizierung auf sich trägt, die durch eine Lesevorrichtung lesbar ist, und wobei die automatische Pipettiereinheit eine Pipettiernadel umfasst,
– eine Anzahl von länglichen Probengestellen, von denen jedes eine Längsachse hat und dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Probenröhrchen aufzunehmen, wobei jedes Probenröhrchen mit einer Probe gefüllt ist und wobei jedes Probengestell eine Identifizierung auf sich trägt, die durch eine Lesevorrichtung lesbar ist,
– einen drehbaren Probengestellträger, der sich in dem Probenröhrchenfeld befindet, wobei der drehbare Probengestellträger dazu ausgebildet ist, eine Anzahl der Probengestelle in einem Zwischenraum aufzunehmen, der durch einen Umfang begrenzt ist,
– Probentransportmittel zum Transportieren der Probengestelle von einer Gestelleingabevorrichtung einer Gestellbereitstellungseinheit zu dem drehbaren Probengestellträger und zum selektiven Transportieren der Probengestelle von dem drehbaren Probengestellträger zu einer Gestellausgabevorrichtung der Gestellbereitstellungseinheit, wobei die Gestelleingabevorrichtung und die Gestellausgabevorrichtung dazu ausgebildet sind, eine Anzahl der Probengestelle aufzunehmen,
– wobei die automatische Pipettiereinheit dazu ausgebildet ist, einen Anteil einer Probe anzusaugen, die in einem ausgewählten Probenröhrchen enthalten ist, das sich in einem ausgewählten Probengestell befindet, das von dem Probengestellträger zu einem Zeitpunkt innerhalb eines Zeitintervalls angeliefert wird, während dessen sich der drehbare Probengestellträger in Ruhe befindet, und den angesaugten Probenanteil einem ausgewählten Umsetzröhrchen in dem Umsetzröhrchenfeld zuzuführen, und
– Mittel zur Steuerung und zur Koordination des Betriebs der Probentransportmittel und der automatischen Pipettiereinheit.

Eine Analysevorrichtung des oben erwähnten Typs ist in der US-Patentschrift Nr. 5.833.925 beschrieben.
Die europäische Patentanmeldung EP 0325101 A1 beschreibt eine automatische chemische Analysevorrichtung, welche umfasst:

– eine automatische Pipettiereinheit zum Ansaugen eines Probenanteils aus einem ausgewählten Probenröhrchen, das einen Teil einer Anordnung von in einem Probenröhrchenfeld befindlichen Probenröhrchen bildet, und zum Zuführen des angesaugten Probenanteils in ein ausgewähltes Reaktions- oder Umsetzröhrchen, das einen Teil einer Anordnung von in einem Umsetzröhrchenfeld befindlichen Umsetzröhrchen bildet, wobei jedes Probenröhrchen eine Identifizierung auf sich trägt, die durch eine Lesevorrichtung lesbar ist, und wobei die automatische Pipettiereinheit eine Pipettiernadel umfasst,
– eine Anzahl von länglichen Probengestellen, von denen jedes eine Längsachse hat und dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Probenröhrchen aufzunehmen, wobei jedes Probenröhrchen mit einer Probe gefüllt ist und wobei jedes Probengestell eine Identifizierung auf sich trägt, die durch eine Lesevorrichtung lesbar ist,
– einen drehbaren Probengestellträger, der sich in dem Probenröhrchenfeld befindet, wobei der drehbare Probengestellträger dazu ausgebildet ist, eine Anzahl der Probengestelle in einem Zwischenraum aufzunehmen, der durch einen Umfang begrenzt ist, und wobei die Probengestelle entlang des Umfangs angeordnet sind, wobei die Längsachse jedes der Probengestelle im Wesentlichen orthogonal zu dem Umfang ist.

Um die Zuverlässigkeit des Betriebs einer Analysevorrichtung zu verbessern und, allgemeiner, um die Leistungsfähigkeit derartiger Vorrichtungen insgesamt zu verbessern, ist es wünschenswert, manuelle Betätigungen für den Transport der Probenröhrchen soweit wie möglich zu vermeiden.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Analysevorrichtung des oben erwähnten Typs bereitzustellen, bei der der Transport der Probenröhrchen vollständig automatisiert ist.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einer automatischen Analysevorrichtung nach Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch Unteransprüche definiert.
Ein Hauptvorteil einer erfindungsgemäßen Analysevorrichtung ist es, dass sie Mittel umfasst, die einen vollständig automatischen Transport der Probenröhrchen erzielen, und dass diese Mittel es ermöglichen, gleichzeitig zwei Ziele zu erreichen:

– einerseits einen derartigen automatischen Transport zu relativ geringen Kosten und mit einer einfachen Struktur zu erzielen, die die Wartungsarbeit erleichtert und dadurch die Wartungskosten verringert, und
– andererseits einen derartigen automatischen Transport von Probenröhrchen mit den notwendigen Probenpipettierungsvorgängen zu koordinieren und einen selektiven wahlfreien Zugriff auf jedes der Probenröhrchen in dem Probenfeld zu ermöglichen, um diese Pipettierungsvorgänge auszuführen.

Das Erreichen dieser Ziele trägt zum Optimieren/Steigern der Anzahl von Proben bei, die die Analysevorrichtung pro Zeiteinheit zu analysieren in der Lage ist. Außerdem dient, da erfindungsgemäß die Probengestelle so lange auf dem drehbaren Probengestellträger bleiben, bis die Analyse bei jedem der darin enthaltenen Probenröhrchen abgeschlossen ist, der Probengestellträger auch als Puffer für Probengestelle, wobei die vorliegende Erfindung auf diese Weise die Notwendigkeit eines separaten Probengestellpuffers beseitigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
1 zeigt einen Ausschnitt einer schematischen Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Analysatorsystem.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines der mittels 1 gezeigten Gestelle 16 und von darin enthaltenen Probenröhrchen 12.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht mechanischer Mittel zum Bewegen eines Probengestells 16 entlang der mittels 1 gezeigten Übertragungsbahn 23.
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der in 3 gezeigten mechanischen Mittel in einer Ebene senkrecht zur Ebene des in 3 dargestellten Querschnitts.
Wie mittels 1 gezeigt ist, umfasst eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen chemischen Analysevorrichtung:

a) eine Probenverarbeitungseinheit 61, die umfasst: – eine automatische Pipettiereinheit 11 und – einen drehbaren Probengestellträger 19, der dazu ausgebildet ist, eine Anzahl der Probengestelle 16 aufzunehmen, wobei jedes Probengestell 16 dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Probenröhrchen 12 aufzunehmen,
b) Probentransportmittel zum Transportieren von Probengestellen 16 von einer Gestellbereitstellungseinheit 18 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 und zum selektiven Transportieren von Probengestellen 16 von dem drehbaren Probengestellträger 19 zu der Gestellbereitstellungseinheit 18 und
c) Mittel zur Steuerung und Koordination des Betriebs der Probentransportmittel und der automatischen Pipettiereinheit 11.

Die Gestellbereitstellungseinheit 18 umfasst eine Gestelleingabevorrichtung 17 und eine Gestellausgabevorrichtung 21. Bei einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Gestellbereitstellungseinheit 18 außerhalb des Probenröhrchenfelds 13 und umfasst eine stationäre Gestelleingabevorrichtung 17 und eine stationäre Gestellausgabevorrichtung 21. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gestellbereitstellungseinheit 18 ein separates Modul, das dazu ausgebildet ist, mit der Probenverarbeitungseinheit 61 wie nachfolgend beschrieben zusammenzuwirken, jedoch kein Teil der letztgenannten Einheit ist. Zu diesem Zweck ist die Gestellbereitstellungseinheit 18 daher so ausgebildet, dass darin befindliche Probengestelle 16 für den Transport zu der und von der Probenverarbeitungseinheit 61 zugänglich sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der automatischen Pipettiereinheit 11 umfasst eine Pipettiernadel und Transportmittel zum Bewegen der Pipettiernadel in 3 Richtungen X, Y, Z, die orthogonal zueinander sind. Ein derartiges Transportsystem für die Pipettiernadel ermöglicht einen wahlfreien Zugriff auf Proben, die in Probenröhrchen enthalten sind, die durch den drehbaren Probengestellträger 19 angeliefert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Probenverarbeitungseinheit 61 ein Probenröhrchenfeld zum Aufnehmen von zu analysierenden Probenröhrchen und ein Umsetzröhrchenfeld zum Aufnehmen von Umsetzröhrchen, in denen die notwendigen Reaktionen der Proben mit geeigneten Reagenzien stattfinden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Probenröhrchenfeld 13 einen Zwischenraum, der zum Aufnehmen eines oder mehrerer zusätzlicher Probenröhrchengestelle, die manuell auf einer stationären Halterung positioniert werden, reserviert ist, also zum Aufnehmen von Probenröhrchengestellen, die nicht durch die Probentransportmittel einer Analysevorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung transportiert werden.
Die automatische Pipettiereinheit 11 ist dazu ausgebildet, Pipettierungsvorgänge wie z. B. das Ansaugen eines Probenanteils aus einem ausgewählten Probenröhrchen 12, das einen Teil einer Anordnung von in einem Probenröhrchenfeld 13 befindlichen Probenröhrchen 12 bildet, auszuführen und den angesaugten Probenanteil einem ausgewählten Umsetzröhrchen 14 zuzuführen, das einen Teil einer Anordnung von in einem Umsetzröhrchenfeld 15 befindlichen Umsetzröhrchen 14 bildet. Die automatische Pipettiereinheit 11 wird durch geeignete Steuermittel gesteuert, damit derartige Pipettierungsvorgänge nacheinander in Bezug auf eine Anzahl von Probenröhrchen bzw. Umsetzröhrchen ausgeführt werden. Jedes Probenröhrchen 12 trägt eine Identifizierung auf sich, die durch eine Lesevorrichtung 27 lesbar ist. Der drehbare Probengestellträger 19 befindet sich in dem Probenröhrchenfeld 13 und ist dazu ausgebildet, eine Anzahl von Probengestellen 16 in einem Zwischenraum aufzunehmen, der durch einen Umfang 22 begrenzt ist. Die Probengestelle 16 sind entlang des Umfangs 22 angeordnet, wobei die Längsachse jedes der Probengestelle 16 im Wesentlichen orthogonal zu dem Umfang 22 ist, d. h. die Längsachse jedes der Probengestelle 16 in Bezug auf die Drehachse des drehbaren Probengestellträgers 19 radial ausgerichtet ist.
Wie anhand von 1 und 2 zu erkennen ist, hat jedes Probengestell eine längliche Form sowie eine Längsachse und ist dazu ausgebildet, eine Anzahl von Probenröhrchen 12 aufzunehmen, die jeweils eine zu analysierende Probe enthalten.
Wie mittels 2 gezeigt ist, können die Probenröhrchen 12 unterschiedliche Größen haben, beispielsweise 4 ml oder 7 ml, wie es für einige der mittels 2 gezeigten Probenröhrchen angegeben ist. An der rechten Seite von 2 sind Längen in Millimetern angegeben.
Jedes Probengestell 16 trägt eine Identifizierung auf sich, die durch eine Lesevorrichtung 27 lesbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Probenröhrchen 12 im Wesentlichen in einer Reihe entlang der Längsachse des Probengestells 16 angeordnet.
Die Probentransportmittel sind dazu ausgebildet, Probengestelle 16 von einer Gestelleingabevorrichtung 17 der Gestellbereitstellungseinheit 18 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 zu transportieren und Probengestelle 16 selektiv von dem drehbaren Probengestellträger 19 zu einer Gestellausgabevorrichtung 21 der Gestellbereitstellungseinheit 18 zu transportieren. Die Gestelleingabevorrichtung 17 und die Gestellausgabevorrichtung 21 sind jeweils dazu ausgebildet, eine Anzahl von Probengestellen 16 aufzunehmen.
Die Probentransportmittel umfassen Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers 19. Diese schrittweise Drehung umfasst Drehungsintervalle sowie Drehhalteintervalle, während deren der Probengestellträger 19 in Ruhe ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Probentransportmittel dazu ausgebildet, Probengestelle 16 eines nach dem anderen von der Gestelleingabevorrichtung 17 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 zu transportieren.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Probentransportmittel dazu ausgebildet, Probengestelle 16 eines nach dem anderen von dem drehbaren Probengestellträger 19 selektiv zu der Gestellausgabevorrichtung 21 zu transportieren.
Ein typischer durch die automatische Pipettiereinheit 11 ausgeführter Pipettierungsvorgang ist z. B. das Ansaugen eines Anteils einer Probe, die in einem ausgewählten Probenröhrchen 12 enthalten ist, das sich in einem ausgewählten Probengestell 16 befindet, das von dem Probengestellträger 19 zu einem Zeitpunkt innerhalb eines Zeitintervalls angeliefert wird, während dessen der drehbare Probengestellträger 19 in Ruhe ist, und das Zuführen des angesaugten Probenanteils zu einem ausgewählten Umsetzröhrchen 19 in dem Umsetzröhrchenfeld 15.
Die Steuermittel, die den Betrieb der Probentransportmittel und der automatischen Pipettiereinheit 11 steuern und koordinieren, umfassen z. B. einen Computer, der sämtliche notwendigen Informationen von den unterschiedlichen Teilen, die die Analysevorrichtung bilden, empfängt und der entsprechende Befehlssignale zur Steuerung der automatischen Pipettiereinheit 11 und verschiedener Teile der Probentransportmittel gemäß einem geeigneten Programm erzeugt, das einen optimierten Betrieb der Systemkomponenten erzielt, die am Transport der Probengestelle 16 für einen vorgegebenen Bereich von Anzahlen von Proben mitwirken, die pro Zeiteinheit vom System verarbeitet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Probentransportmittel:

– eine Übertragungsbahn 23 zum Ausführen des Transports von Probengestellen von der Gestellbereitstellungseinheit 18 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 und umgekehrt,
– Mittel zum Bewegen von Probengestellen 16, seriell sowie eines nach dem anderen, von der Gestelleingabevorrichtung 17 zu der Übertragungsbahn 23,
– Mittel zum Bewegen von Probengestellen 16, eines nach dem anderen, von der Übertragungsbahn 23 zu der Gestellausgabevorrichtung 21,
– Mittel zum Bewegen von Probengestellen 16, eines nach dem anderen, von der Übertragungsbahn 23 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 und umgekehrt,
– Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers 19 und
– eine Lesevorrichtung 27 zum Lesen der Identifizierung jedes Probengestells 12 und der Identifizierung jedes Probenröhrchens 16, das während seines Transports von der Gestellbereitstellungseinheit 18 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 darin enthalten ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Probentransportmittel ferner Mittel zum Bewegen eines Probengestells 25, das wenigstens eine Probe enthält, die eine eilige Analyse erfordert, aus einer Gestelleingabeposition 26 zu einem derartigen Typ von Gestell zu der Übertragungsbahn 23, so dass ein derartiges Probengestell 25 mit hoher Priorität zu dem drehbaren Probengestellträger 19 übertragen werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Übertragungsbahn 23 eine einzelne Übertragungsbahn 23 zum Transportieren von Probengestellen 16 in zwei entgegengesetzten Richtungen, d. h. von der Gestellbereitstellungseinheit 18 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 und umgekehrt.
3 und 4 zeigen schematische Querschnittsansichten mechanischer Komponenten, die einen Teil einer Ausführungsform der Übertragungsbahn 23 bilden, die hierin als Beispiel beschrieben wird. Diese Komponenten wirken zum Bewegen eines Probengestells 16 entlang der mittels 1 gezeigten Übertragungsbahn 23 miteinander zusammen. Wie anhand von 3 und 4 zu erkennen ist, wird ein Probengestell 16 auf einer Unterstützungsplatte 49 verschoben. Der Transport des Probengestells 16 in einer erwünschten Richtung wird mittels eines Wagens 41 und einer Transportkette 45 erreicht. Der Wagen 41 ist mit dem Probengestell 16 mithilfe eines Bolzens 42 lösbar verbunden. Der obere Teil eines Bolzen 42 des Wagens 41 ist in einem entsprechenden Hohlraum der unteren Wandung des Probengestells 16 herausnehmbar untergebracht.
Wie mittels 4 gezeigt ist, leiten Führungswalzen 43 und eine Führungsschiene 44 das Bewegen des Wagens 41. Eine Kettenführung 46 leitet das Bewegen der Kette 45. Eine Grundplatte 48 unterstützt die Führungsschiene 44 und mechanische Komponenten, die mit ihr zusammenwirken.
Wie mittels 3 gezeigt ist, verbindet ein Trägerbolzen 51 den Wagen 41 mit der Kette 45. Der Bolzen 42 ist mithilfe einer Einstellschraube 53 an dem Wagen 41 befestigt. Der Trägerbolzen 51 ist mithilfe einer Einstellschraube 52 an dem Wagen 41 befestigt.
Die Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers 19 umfassen beispielsweise einen Gleichstrommotor und einen Codierer. Dieser Gleichstrommotor wird durch die oben erwähnten Steuermittel gesteuert.
Die Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers 19 arbeiten auf eine solche Weise, dass die schrittweise Drehung des Gestellträgers 19 Drehungsintervalle und Drehhalteintervalle umfasst, während deren der Probengestellträger 19 in Ruhe ist.
Die schrittweise Drehung des Gestellträgers 19 wird so ausgeführt, dass am Ende jedes Drehungsschritts ein ausgewähltes der Probengestelle 16 mit der Übertragungsbahn 23 ausgerichtet und bereit ist, für seinen Transport zu der Gestellausgabevorrichtung 21 der Gestellbereitstellungseinheit 18 auf die Übertragungsbahn übertragen zu werden, oder dass eine freie Position 24, die zum Annehmen eines Probengestells 16 auf dem Probengestellträger 19 verfügbar ist, zum Aufnehmen eines Probengestells 16, das über die Übertragungsbahn 23 auf dem Probengestellträger 19 ankommt, mit der Übertragungsbahn 23 ausgerichtet ist. Zu diesem Zweck ist die Längsachse des Endteils der Übertragungsbahn 23 vorzugsweise radial in Bezug auf die Drehachse des drehbaren Probenträgers 19 ausgerichtet.
Jeder Drehungsschritt umfasst eine Drehung des Probengestellträgers 19 um einen durch die Steuermittel bestimmten Winkel, z. B. einen Winkel der kleiner als 180 Grad ist. Die Mittel zum Drehen des Gestellträgers 19 sind so ausgebildet, dass der Träger 19 in einer von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen, d. h. im Uhrzeigersinn oder in einem dazu entgegengesetzten Drehsinn, gedreht werden kann.
Die Mittel zum Bewegen von Probengestellen 16, eines nach dem anderen, von der Übertragungsbahn 23 zu dem drehbaren Probengestellträger 19 und umgekehrt umfassen Mittel, die dazu dienen, ein ausgewähltes Probengestell 16, das über die Übertragungsbahn 23 ankommt, während eines der Drehhalteintervalle zu einer freien Position 24 auf dem Probengestellträger 19 zu bewegen, und ein ausgewähltes Probengestell 16 während eines anderen der Drehhalteintervalle von seiner Position auf dem Probengestellträger 19 zu der Übertragungsbahn 23 zu bewegen.
Die Auswahl eines von dem Gestellträger 19 zu entfernenden Probengestells 16 wird durch die Steuermittel auf der Grundlage der Informationen vorgenommen, die über den Status der Analysevorgänge in Bezug auf jedes Probenröhrchen auf dem Träger 19 verfügbar sind. Jedes Probengestell 16 bleibt auf dem Gestellträger 19, solange die Analyse bei einem Probenröhrchen in diesem Gestell noch nicht abgeschlossen ist oder wiederholt werden muss, da die Gültigkeit von Ergebnissen als zweifelhaft angesehen wird. Der Gestellträger 19 führt daher auch die Funktion eines Puffers aus. Daher ist kein separater Probengestellpuffer erforderlich. Wenn die Analyse bei sämtlichen Probenröhrchen in einem Probengestell 16 abgeschlossen ist, wählen die Steuermittel dieses Gestell aus und stellen die notwendigen Befehle bereit, damit dieses Gestell so schnell wie möglich von dem Gestellträger 19 entfernt wird. Daher verbleibt jedes Probengestell 16 nur während des Zeitintervalls auf dem Gestellträger 19, das zum Ermöglichen der Analyse der Proben auf diesem Gestell mindestens erforderlich ist.
Die von den Probenröhrchen 12 und den Probengestellen 16 getragenen Identifizierungen sind z. B. Strichcode-Etiketts, die durch einen Strichcode-Leser 27 lesbar sind. Bei der mittels 1 gezeigten Ausführungsform ist der Strichcode-Leser 27 im Analysator fest angeordnet und wird dazu verwendet, die Strichcode-Etiketts jedes Probengestells und jedes Probenröhrchens, die sich an jeder Gefäßhalterung befinden, zu lesen, während diese Komponenten vor dem Strichcode-Leser vorbeiziehen und dessen Lesepfad während ihres Transports auf der Übertragungsbahn 23 von der Gestelleingabevorrichtung 17 zu dem Probengestellträger 19 kreuzen.

11: automatische Pipettiereinheit
12: Probenröhrchen
13: Probenröhrchenfeld
14: Umsetzröhrchen
15: Umsetzröhrchenfeld
16: Probengestell
17: Gestelleingabevorrichtung
18: Gestellbereitstellungseinheit
19: drehbarer Probengestellträger
23: Gestellausgabevorrichtung
22: Umfang
23: Übertragungsbahn
24: freie Position
25: Probengestell (zur eiligen Analyse)
26: Gestelleingabeposition
41: Wagen
42: Bolzen
43: Führungswalze
44: Führungsschiene
45: Kette
46: Kettenführung
47
48: Grundplatte
49: Unterstützungsplatte
51: Trägerbolzen
52: Einstellschraube
53: Einstellschraube
61: Probenverarbeitungseinheit

Für den Fachmann auf dem Gebiet sind angesichts der vorstehenden Beschreibung zahlreiche Abwandlungen und alternative Ausführungsformen einer Analysevorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung offenbar. Dementsprechend ist diese Beschreibung lediglich als veranschaulichend auszulegen und dient dem Zweck, den Fachmann auf dem Gebiet die beste Art zum Ausführen der Erfindung zu lehren. Details der Vorrichtung können variiert werden, ohne dass von der Erfindung wesentlich abgewichen wird, und die ausschließliche Verwendung sämtlicher Abwandlungen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen, ist vorbehalten.

Claims

Automatische chemische Analysevorrichtung zum Analysieren von Flüssigkeitsproben, welche umfasst: (a) eine automatische Pipettiereinheit (11) zum Ansaugen eines Probenanteils aus einem ausgewählten Probenröhrchen (12), das einen Teil einer Anordnung von in einem Probenröhrchenfeld (13) befindlichen Probenröhrchen (12) bildet, und zum Zuführen des angesaugten Probenanteils in ein ausgewähltes Reaktions- oder Umsetzröhrchen (14), das einen Teil einer Anordnung von in einem Umsetzröhrchenfeld (15) befindlichen Umsetzröhrchen (14) bildet, wobei jedes Probenröhrchen (12) eine Identifizierung auf sich trägt, die durch eine Lesevorrichtung (27) lesbar ist, und wobei die automatische Pipettiereinheit (11) eine Pipettiernadel umfasst, (b) eine Anzahl von länglichen Probengestellen (16), von denen jedes eine Längsachse hat und dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von Probenröhrchen (12) aufzunehmen, wobei jedes Probenröhrchen (12) mit einer Probe gefüllt ist, (c) einen drehbaren Probengestellträger (19), der sich in dem Probenröhrchenfeld (13) befindet, wobei der drehbare Probengestellträger (19) dazu ausgebildet ist, eine Anzahl der Probengestelle (16) in einem Zwischenraum aufzunehmen, der durch einen Umfang (22) begrenzt ist, (d) erste Probentransportmittel zum Transportieren der Probengestelle (16) von einer Gestelleingabevorrichtung (17) einer Gestellbereitstellungseinheit (18) zu dem drehbaren Probengestellträger (19) und zum selektiven Transportieren der Probengestelle (16) von dem drehbaren Probengestellträger (19) zu einer Gestellausgabevorrichtung (21) der Gestellbereitstellungseinheit (18), wobei die Gestelleingabevorrichtung (17) und die Gestellausgabevorrichtung (21) dazu ausgebildet sind, eine Anzahl der Probengestelle (16) aufzunehmen, (e) wobei die automatische Pipettiereinheit (11) dazu ausgebildet ist, einen Anteil einer Probe anzusaugen, die in einem ausgewählten Probenröhrchen (12) enthalten ist, das sich in einem ausgewählten Probengestell (16) befindet, das von dem Probengestellträger (19) zu einem Zeitpunkt innerhalb eines Zeitintervalls angeliefert wird, während dessen sich der drehbare Probengestellträger (19) in Ruhe befindet, und den angesaugten Probenanteil einem ausgewählten Umsetzröhrchen (14) in dem Umsetzröhrchenfeld (15) zuzuführen, und (f) Mittel zur Steuerung und zur Koordination des Betriebs der ersten Probentransportmittel und der automatischen Pipettiereinheit (11), wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass (g) die automatische Pipettiereinheit (11) Mittel zum Bewegen der Pipettiernadel in 3 Richtungen (X, Y, Z) umfasst, die zueinander orthogonal sind, (h) die Probengestelle (16) entlang des Umfangs (22) angeordnet sind, wobei die Längsachse jedes der Probengestelle (16) im Wesentlichen orthogonal zu dem Umfang (22) ist, (i) jedes Probengestell (16) eine Identifizierung auf sich trägt, die durch die Lesevorrichtung (27) lesbar ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner umfasst: (j) zweite Probentransportmittel, die Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers (19) umfassen, wobei die schrittweise Drehung Drehungsintervalle und Drehhalteintervalle beinhaltet, während deren der Probengestellträger (19) in Ruhe ist, (k) Computersteuermittel, die den Betrieb der automatischen Pipettiereinheit (11), der ersten Probentransportmittel und der zweiten Transportmittel steuern, um das Zeitintervall zu minimieren, während dessen jedes Gestell eine Position auf dem drehbaren Probengestellträger (19) besetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel dazu ausgebildet sind, ein Gestell auszuwählen, das von dem drehbaren Probengestellträger (19) so bald wie möglich zu entfernen ist, nachdem die Verarbeitung sämtlicher Probenröhrchen auf dem Gestell abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel dazu ausgebildet sind, den Drehwinkel des drehbaren Probengestellträgers (19) für jeden Drehungsschritt zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Probentransportmittel dazu ausgebildet sind, die Probengestelle (16) eines nach dem anderen von der Gestelleingabevorrichtung (17) zu dem drehbaren Probengestellträger (19) zu transportieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Probentransportmittel dazu ausgebildet sind, die Probengestelle (16) selektiv eines nach dem anderen von dem drehbaren Probengestellträger (19) zu der Gestellausgabevorrichtung (21) zu transportieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gestellbereitstellungseinheit (18) ein separates Modul ist, das kein Teil der Probenverarbeitungseinheit (61) ist und das eine stationäre Gestelleingabevorrichtung (17) sowie eine stationäre Gestellausgabevorrichtung (21) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten Probentransportmittel umfassen: (i) eine Übertragungsbahn (23) zum Ausführen des Probengestelltransports von der Gestellbereitstellungseinheit (18) zu dem drehbaren Probengestellträger (19) und umgekehrt, (ii) Mittel zum Bewegen von Probengestellen (16), seriell sowie eines nach dem anderen, von der Gestelleingabevorrichtung (17) zu der Übertragungsbahn (23), (iii) Mittel zum Ausführen einer schrittweisen Drehung des drehbaren Probengestellträgers (19), wobei die schrittweise Drehung Drehungsintervalle und Drehhalteintervalle beinhaltet, während deren der Probengestellträger (19) in Ruhe ist, wobei die schrittweise Drehung so ausgeführt wird, dass am Ende jedes Drehungsschritts ein ausgewähltes der Probengestelle (16) mit der Übertragungsbahn (23) ausgerichtet und bereit ist, für seinen Transport zu der Gestellausgabevorrichtung (21) der Gestellbereitstellungseinheit (18) auf die Übertragungsbahn übertragen zu werden, oder dass eine freie Position (24), die zum Annehmen eines Probengestells (16) auf dem Probengestellträger (19) verfügbar ist, zum Aufnehmen eines Probengestells (16), das über die Übertragungsbahn (23) auf dem Probengestellträger (19) ankommt, mit der Übertragungsbahn (23) ausgerichtet ist, (iv) Mittel, die dazu dienen, ein ausgewähltes Probengestell (16), das über die Übertragungsbahn (23) ankommt, während eines der Drehhalteintervalle zu einer freien Position (24) auf dem Probengestellträger (19) zu bewegen, und ein ausgewähltes Probengestell (26) während eines anderen der Drehhalteintervalle von seiner Position auf dem Probengestellträger (19) zu der Übertragungsbahn (23) zu bewegen, (v) Mittel zum Bewegen von Probengestellen (16), eines nach dem anderen, von der Übertragungsbahn (23) zu der Gestellausgabevorrichtung (21) und (vi) eine Lesevorrichtung (27) zum Lesen der Identifizierung jedes Probengestells (16) und der Identifizierung jedes Probenröhrchens (12), das während seines Transports von der Gestellbereitstellungseinheit (18) zu dem drehbaren Probengestellträger (19) darin enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel dergestalt beschaffen ist, dass am Ende jedes Drehungsschritts ein ausgewähltes der Probengestelle (16) auf dem drehbaren Probengestellträger (19) mit der Übertragungsbahn (23) ausgerichtet und bereit ist, für seinen Transport zu der Gestellausgabevorrichtung (21) auf sie übergeben zu werden, oder dass eine freie Position (24) auf dem Probengestellträger (19) mit der Übertragungsbahn (23) ausgerichtet ist, wobei die freie Position (24) zum Annehmen eines Probengestells (16) verfügbar ist, das über die Übertragungsbahn (23) auf dem Probengestellträger (19) ankommt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Übertragungsbahn (23) eine einzelne Übertragungsbahn (23) zum Transportieren der Probengestelle (16) in zwei entgegengesetzten Richtungen ist, das heißt von der Gestellbereitstellungseinheit (18) zu dem drehbaren Probengestellträger (29) und umgekehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die ersten Probentransportmittel ferner Mittel zum Bewegen eines Probengestells (25), das wenigstens eine Probe enthält, die eine eilige Analyse erfordert, aus einer Gestelleingabeposition (26) zu einem derartigen Typ von Gestell zu der Übertragungsbahn (23) umfassen, so dass ein derartiges Probengestell (25) mit hoher Priorität zu dem drehbaren Probengestellträger (19) übertragen werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Probenröhrchen (12) im Wesentlichen in einer Reihe entlang der Längsachse des Probengestells (16) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Probenröhrchenfeld (13) einen Zwischenraum enthält, der zum Aufnehmen eines oder mehrerer Probenröhrchengestelle reserviert ist, die von Hand in eine stationäre Halterung eingesetzt werden.