DE60210406T2

DE60210406T2 - Erhöhung des durchsatzes in einem automatischen klinischen analysierer durch aufteilen von assays nach typ

Info

Publication number: DE60210406T2
Application number: DE60210406T
Authority: DE
Inventors: Jackson William Lincoln University DEVLIN
Original assignee: Dade Behring Inc
Current assignee: Siemens Healthcare Diagnostics Inc
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2022-07-20
Also published as: EP1325343B1; JP4374246B2; WO2003012454A1; ATE322689T1; JP2004522979A; PT1325343E; ES2261707T3; US7015042B2; US20030054557A1; EP1325343A1; DE60210406D1; EP1325343A4

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Verarbeiten von Biofluiden eines Patienten wie etwa Urin, Blutserum, Plasma, Liquor und dergleichen. Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere ein verbessertes Verfahren bereit zum Verarbeiten von Patientenproben auf einem einzelnen Analysator, der dafür ausgelegt ist, eine Reihe unterschiedlicher klinischer Assays unter Verwendung verschiedener Assaytechnologien durchzuführen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Verschiedene Arten von Tests bezüglich Patientendiagnose und -therapie können durch Analyseassys eine Probe von Infektionen, körperlichen Fluiden oder Abszessen eines Patienten durchgeführt werden. Solche Patientenproben werden in der Regel in Probegläschen gegeben, aus den Gläschen extrahiert, mit verschiedenen Reagenzien in speziellen Reaktionsgefäßen oder -röhrchen kombiniert, inkubiert und analysiert, um die Behandlung des Patienten zu unterstützen. Bei typischen klinisch-chemischen Analysen werden zu getrennten Zeiten ein oder zwei Assayreagenzien einer flüssigen Probe mit einer bekannten Konzentration zugesetzt, und die Probe-Reagenz-Kombination wird gemischt und inkubiert. Abfragende Messungen, turbidimetrische oder fluorometrische oder Absorptionsablesungen oder dergleichen werden vorgenommen, um Endpunkt- oder Ratenwerte zu bestimmen, anhand derer eine Analytmenge bestimmt werden kann, wobei wohlbekannte Kalibrierungstechniken verwendet werden.
Wenngleich verschiedene bekannte klinische Analysatoren für das chemische, immunochemische und biologische Testen von Proben zur Verfügung stehen, wird die analytisch-klinische Technologie durch verstärkte Nachfragen nach verbesserten Analyseniveaus herausgefordert. Klinische Analyseautomaten verbessern die Arbeitseffizienz, indem sie Ergebnisse schneller liefern und gleichzeitig Bediener- oder Technikerfehler auf ein Minimum reduzieren. Aufgrund der steigenden Anforderungen an klinische Labors hinsichtlich Assaydurchsatzes, neuen Assays für zusätzliche Analyten, Genauigkeit analytischer Ergebnisse und niedrigem Reagenzverbrauch besteht weiterhin ein Bedarf nach Verbesserungen bei der Gesamtleistung von klinischen Analyseautomaten. Insbesondere muß die Probenanalyse hinsichtlich reduzierter Testdurchlaufzeit ständig kosteneffektiver sein, was üblicherweise durch Erhöhen des Analysatordurchsatzes ungeachtet des durchzuführenden Assays angegangen wird.
Ein wichtiger Beitrag zur Aufrechterhaltung eines hohen Durchsatzes von Analyseautomaten ist die Fähigkeit, mehrere Proben schnell durch eine Vielzahl unterschiedlicher Assayprozeß- und Signalmeßschritte zu bearbeiten. Wenn Platz in Gesundheitseinrichtungen nicht teuer wäre, könnten klinische Analyseautomaten für einen schnellen Durchsatz und Zuverlässigkeit ausgelegt werden, indem einfach mehrere robuste Komponenten an eigenen Positionen beabstandet werden, um verschiedene Assaytechnologien durchzuführen. Dies läßt sich nicht durchführen und zudem gibt es verschiedene Standards zum Auswerten der Durchsatzrate eines klinischen Analyseautomaten. Eine Volumendurchsatzmessung betrifft die Zeit, die benötigt wird, damit alle Assays an allen zu testenden Proben beendet werden. Umgekehrt steht eine Assaydurchsatzmessung zu der Zeit in Beziehung, die erforderlich ist, damit ein spezifiziertes Assay einer spezifizierten Probe beendet wird. Im Hinblick auf Volumendurchsatz können beispielsweise 1000 Patientenproben während vier Stunden abgeschlossen werden, doch ist das erste Ergebnis möglicherweise erst drei Stunden nach dem Hochfahren verfügbar. Im Hinblick auf den Assaydurchsatz jedoch kann ein erstes Assayergebnis möglicherweise 30 Minuten, nachdem eine Probe auf einen Analysator gegeben worden ist, zur Verfügung stehen, doch ist das letzte Ergebnis möglicherweise erst zehn Stunden nach dem Hochfahren verfügbar. Derartig unterschiedliche Durchsätze sind für Laborpersonal im allgemeinen nicht annehmbar, weshalb Analyseautomaten erforderlich sind, damit man gleichzeitig einen hochvolumigen Verarbeitungsdurchsatz hinsichtlich Probenassays/Stunde und auch eine schnelle Durchlauf zeit zu dem ersten verfügbaren Ergebnis hat, das gemeldet werden kann.
Ein übliches Verfahren zur zeitlichen Planung von Assayressourcen zum Maximieren des Durchsatzes basiert auf dem Einsatz eines vorbestimmten festen Zyklus, wo alle Assayressourcen in dem Instrument mit einem vorbestimmtem Zyklus fester Länge arbeiten. Systeme mit diesem Zeitplanungsverfahren haben jeweils eine Assayressource, die am Ende jedes Zyklus zu einer vorbestimmten Stelle zurückkehrt. Analyseautomaten, die ein vorbestimmtes festes Zyklusverfahren zum zeitlichen Planen der zeitlichen Steuerung von Ressourcen haben, haben auch einen Betrieb mit einzelner Chronologie. Jeder Behälter einer Probe läuft in der gleichen Reihenfolge durch alle Arbeitsstationen des Analysators. Das Stratus^®-II-Immunoassay-System ist ein derartiges automatisiertes Immunoassaysystem und wird in Band 41 des J. Clin. Immun. beschrieben. Bei dem Stratusanalysator bewegt sich ein allgemein kreisförmiges Reaktionskarussell für jeden Zyklus des Systems um eine feste Strecke vorwärts, wobei es sequentiell im Uhrzeigersinn an einer Inkubationsstufe, einer Waschstufe und einer Lesestufe weitergeschaltet wird. Ein ähnlicher Prozeß wird in US-Patent Nr. 5,575,976 beschrieben, bei dem jede Assayressource ein vorbestimmtes festes Arbeitsfester innerhalb des festen Verarbeitungszyklus besitzt. Dementsprechend kann die Steuerung für eine Assayressource auf der vorbestimmten zeitlichen Steuerung anderer abhängiger und unabhängiger Assayressourcen basieren. Deshalb können Analytentests mit variablen Protokollen, und die durch das Bewegen von Reaktionsgefäßen in verschiedenen Chronologien bearbeitet werden, verschachtelt werden, falls ihre Assayressourcenanforderungen nicht kollidieren, das heißt, Analytentests mit kürzerer Bearbeitungszeit können nach jenen mit längeren Bearbeitungszeiten eingegeben werden und der kürzere Analytentest kann zuerst fertig sein. Dies kann erreicht werden, weil das Mittel zum Transportieren von Assaybestandteile enthaltenden Reaktionsgefäßen den notwendigen Assayressourcen unabhängig von der Eintrittsreihenfolge in beliebiger Reihenfolge Reaktionsgefäße vorlegen kann.
Das US-Patent Nr. 5,434,083 verwendet einen rotierenden Reaktionsgefäßzug, bei dem eine Analysezeit jedes der Testobjekte so eingestellt ist, daß sie der Häufigkeit der Zirkulation (Anzahl der Zyklen) der Reaktionsgefäße auf der Reaktionsstraße entspricht. Eine Reaktionsgefäßerneuerungseinrichtung wird selektiv für jedes Reaktionsgefäß entsprechend der Anzahl der Zyklen gesteuert. Somit wird ein Testobjekt, das eine kurze Reaktionszeit erfordert, in einer kleineren Anzahl von Zyklen der Reaktionsstraße bearbeitet, und ein Testobjekt, das eine lange Reaktionszeit erfordert, wird in einer größeren Anzahl von Zyklen bearbeitet. Der Analysator kann mehrere Testobjekte, die verschiedene Reaktionszeiten für eine Probe erfordern, sequentiell bearbeiten.
US-Patent Nr. 5,482,861 beschreibt ein automatisiertes kontinuierliches Analysesystem mit Zufallszugriff, das in der Lage ist, mehrere Assays von mehreren flüssigen Proben gleichzeitig durchzuführen, wobei auf die zeitliche Steuerung verschiedener Assays der mehreren flüssigen Proben das Erstellen einer Dosiereinheit und das separate Übertragen einer ersten flüssigen Probe und von Reagenzien zu einem Reaktionsgefäß ohne Initiierung einer Assayreaktionssequenz folgt, gefolgt von der Übertragung der Einmaldosiereinheit zu einer Bearbeitungs-Workstation, wodurch eine Mischung der Einmaldosiereinheitsreagenzien und der Probe während der Inkubation erzielt wird.
US-Patent Nr. 5,576,215 betreibt einen biologischen Analysator, bei dem zum Durchführen von Assays der in den Analysator geladenen biologischen Proben verwendete Instrumentensysteme gemäß einem von einer Zeitplanungsroutine entwickelten Zeitplan betrieben werden. Die Zeitplanungsroutine bestimmt Intervallperioden zwischen Operationen, die von den Analysatorinstrumentensystemen an jeder biologischen Probe vorgenommen werden, als Funktion einer eingegebenen Beladungsliste, sofern nicht eine feste Intervallperiode zwischen den Operationen erforderlich ist, und plant Instrumentensystemoperationen und die bestimmten Intervallperioden. Der Biosystemanalysator führt Assays der biologischen Proben durch durch Betreiben der Analysatorinstrumentensysteme gemäß dem entwickelten Zeitplan.
Aus US-Patent Nr. 5,679,309 ist ein Verfahren zum Steuern eines Analysators bekannt, der ein drehbares kreisförmiges Reaktionskarussell mit über den Umfang beabstandeten Küvetten enthält. Jede Küvette ist gemäß dem Menu des Analysators dafür bestimmt, ein ausgewähltes Reagenz und eine ausgewählte Probe zur Reaktion und Analyse aufzunehmen und nach der Analyse zur Wiederverwendung gewaschen zu werden. Ein Antrieb schaltet das Reaktionskarussell weiter, um die Küvetten entsprechend dem Menü und in ordnungsgemäßer Sequenz für den Empfang von Reagenz, Probe und für das Waschen und für die Analyse zu positionieren. Wenn eine photometrische Analyse verwendet wird, arbeitet der Antrieb an einer Sequenz eines Schleuderzyklus, währenddessen das Reaktionskarussell zur photometrischen Analyse von reagierenden Küvetten schnell gedreht wird, und einem Parkzyklus, für eine Zeitperiode für das Eingeben eines Reaktionsmittels, einer Probe und/oder für das Waschen.
Das US-Patent Nr. 5,846,491 erhöht den Durchsatz, indem es ein Analysatorsteuersystem verwendet mit Mitteln zum Zuordnen von Assayressourcen zu einem einer Reihe von Reaktionsgefäßen als Funktion des Zeitzyklus für dieses Gefäß und Übertragen von Reaktionsgefäßen direkt von einer Assayressourcenstation zu einer anderen entsprechend einer unter mehreren verschiedenen vorbestimmten Chronologien ausgewählten Chronologie.
US-Patent Nr. 5,985,672 behandelt auch die Notwendigkeit zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung durch Verwendung eines Vorprozessors zum Einsatz beim Durchführen von Immunoassays an Proben für Analyten in der Probe unter Verwendung von konzentrisch positionierten Inkubierungs- und Bearbeitungskarussells. Eine einzelne Übertragungsstation gestattet, Probe und Reagenzien enthaltende Reaktionsgefäße zwischen den Karussells zu bewegen. Die Proben werden auf dem Bearbeitungskarussell separiert, gewaschen und gemischt und auf dem Inkubierungskarussell inkubiert, wodurch der Bearbeitungsdurchsatz beschleunigt wird.
Ein weiteres, in Analyseautomaten verwendetes Zeitplanungsverfahren verwendet keinen festen Zyklus und verwendet stattdessen ein als "kitting" bezeichnetes Zeitplanungsverfahren. Aus US-Patent Nr. 6,096,561 ist ein automatisiertes kontinuierliches Analysesystem mit Zufallszugriff bekannt, das in der Lage ist, Mehrfachassays von mehreren flüssigen Proben gleichzeitig zu bewirken, wobei die verschiedenen Assays für mehrere flüssige Proben zeitlich geplant werden. Durch das Kitting ist das System in der Lage, eine Dosiereinheit durch das separate Übertragen einer flüssigen Probe und von Reagenzien auf ein Reaktionsgefäß ohne Einleiten einer Assayreaktionssequenz zu erstellen. Von diesem Kitting-Mittel werden mehrere gekittete Einmaldosiereinheiten zu einem Prozeßbereich übertragen, wo ein aliquoter Teil für jede unabhängige Probe mit einem oder mehreren flüssigen Reagenzien zu verschiedenen Zeiten in einem Reaktionsgefäß gemischt wird, um unabhängige Reaktionsmischungen zu bilden.
Die unabhängige zeitliche Planung des Kitting und Mischens wird während der Inkubation der mehreren Reaktionsmischungen gleichzeitig und unabhängig erzielt. Das System kann mehr als ein zeitlich geplantes Assay in einer beliebigen Reihenfolge durchführen, in der mehrere zeitlich geplante Assays vorgelegt werden. Die inkubierten Reaktionsmischungen werden durch mindestens zwei Assayprozeduren, die zuvor zeitlich geplant werden, unabhängig und individuell analysiert.
Aus EP-A 0 355-823 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt zum Bewirken des automatisierten analytischen Testens von Proben. Die Vorrichtung ist dafür ausgelegt, mehrere Reaktionsgefäße aufzunehmen und weist mehrere sequentiell angeordnete Bearbeitungspositionen auf, Mittel zum schrittweisen Weiterschalten der Reaktionsgefäße in Sequenz zu den mehreren Bearbeitungspositionen für einen Analysezyklus, wobei das Indexierungsmittel mindestens zwei Zyklen bewirkt, wobei die Position alternativ Mittel aufweist zum Zugeben einer Probe und/oder von Reagenzien, zum Inkubieren, zum Waschen oder zum Messen des Inhalts der Gefäße.
Aus dieser Erörterung des Stands der Technik bei klinischen Analyseautomaten ist zu erkennen, daß obwohl in Richtung auf eine Erhöhung der Bearbeitungseffizienz erheblicher Fortschritt gemacht wurde, es weiterhin einen nichtbefriedigten Bedarf an einem System und einer Vorrichtung gibt, das einen hohen Volumendurchsatz für unvorhersagbare Kombinationen von Assays unterschiedlicher Arten bereitstellt, insbesondere jenen, die verschiedene Zeitlängen erfordern, um ein Assay zu beenden, einschließlich Inkubierung und Endablesung und/oder einzelnes oder mehrfaches Zugeben von Reagenzien. Es besteht weiterhin ein nichtbefriedigter Bedarf an einem System und einer Vorrichtung zum effizienten Beenden unvorhersagbarer Kombinationen von Assays, die relativ längere und relativ kürzere Bearbeitungszeiten erfordern.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Verwendung eines klinischen Analyseautomaten auf eine weise, mit der ein hoher Durchsatz erzielt wird ungeachtet der Mischung der verschiedenen Assays, die von dem Analysator für verschiedene Proben vorgenommen werden müssen, die dem Analysator vorgelegt werden. Der Analysator enthält ein kreisförmiges drehbares Assayreaktionskarussell zum Halten von Reaktionsgefäßen und Bereitstellen von schrittweisen Bewegungen in einer konstanten kreisförmigen Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei die schrittweisen Bewegungen durch konstante stationäre Verweilzeiten getrennt sind, während welcher Verweilzeit eine Assayeinrichtung eine in einem Reaktionsgefäß enthaltene Assaymischung bearbeiten kann. Ein klinischer Analysator wie jene, an denen die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann, weist in der Regel mehrere herkömmliche Assayoperationsstationen auf, an denen individuelle Assayeinrichtungen positioniert sind, wie etwa Sensoren, Reagenzzugabestationen, Mischstationen, Trennstationen und dergleichen. Bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden während des Betriebs des Analysators verschiedene ankommende Proben, für die verschiedene Assays ausgeführt werden sollen, in einer Reihe separater Assaygruppen entsprechend der zeitlichen Länge partitioniert, die für das Beenden des Assays erforderlich ist. Eine vernünftige Partitionierung von Assays nach Zeit, mit sorgfältig ausgelegten Verweilzeiten, Anzahl von Reaktionsgefäßen und Stelle von Assayeinrichtungen vorgenommen, ermöglicht es, daß ein erstes Assay mittlerer Zeitlänge und ein zweites Assay kürzerer Zeitlänge in weniger als einem einzelnen Arbeitszyklus beendet werden, wodurch der Volumendurchsatz des Analysators im Vergleich zu herkömmlichen Analysatoren erhöht wird, bei denen eine Reaktionsmischung, die analysiert worden ist, möglicherweise auf einem Reaktionskarussell für eine unproduktive Zeitperiode an Inaktivität zurückbleibt. Insbesondere werden während eines einzelnen vollständigen Operationszyklus des Reaktionskarussells Assays mittlerer Zeitlänge zuerst innerhalb einer Reihe von Reaktionsgefäßen beendet; während jedes Assay mittlerer Zeitlänge beendet wird, werden jene Reaktionsgefäße aus dem Reaktionskarussell entfernt und durch neue Reaktionsgefäße ersetzt, in denen Assays kürzerer Zeitlänge beendet werden. Assays längerer Zeitlänge bleiben während eines vollen Operationszyklus auf dem Reaktionskarussell.
Ein Weiterschaltantrieb für das Reaktionskarussell bewegt die Reaktionsgefäße in der konstanten Richtung mit einer vorbestimmten Anzahl von inkrementalen Schritten. Die Reaktionsgefäße befinden sich in zwei konzentrischen kreisförmigen Mustern in der Nähe des Umfangs des Reaktionskarussells und sind mit einer geradzahligen Anzahl von gleichen Separationsabständen voneinander beabstandet. Die Länge des kreisförmigen Musters, der Separationsabstand, die Anzahl der Reaktionsgefäße und die Anzahl der Inkremente pro Weiterschaltung sind so ausgewählt, daß jedes gegebene Reaktionsgefäß nach einer festen Anzahl von inkrementalen Schritten in seine ursprüngliche Startposition zurückkehrt. Somit kehren alle Reaktionsgefäße auf dem Reaktionskarussell in einer vollständigen Operationszykluszeit zu ihrer Originalstelle zurück, definiert durch die Anzahl der inkrementalen Schritte multi pliziert mit der Summe aus Verweilzeit bei jeder Assayeinrichtung plus der für eine schrittweise Bewegung erforderlichen Zeit.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden ankommende Proben, für die verschiedene Assays durchgeführt werden sollen, gemäß dem Muster von einem oder mehreren zugesetzten Reagenzien zusammen mit der Länge der Zeit, die für das Beenden des Assays erforderlich ist, in eine Reihe von Gruppen partitioniert. Insbesondere werden die Assays so partitioniert, daß jene Assays, die von dem Analysator unter Zusatz von zwei Reagenzien in einer festen Zeit relativ zu dem Probezusatz und in einer Zeitdauer unter etwa der Hälfte der vollen Arbeitszykluszeit beendet werden können, in einer ersten Assaygruppierung plaziert werden. Analog werden alle Assays, die von dem Analysator unter Zusatz nur eines Reagenz in einer festen Zeit relativ zu dem Probezusatz und in einer Zeitdauer kleiner als die Differenz zwischen der vollen Arbeitszykluszeit und der für das Beenden der ersten Gruppierung von Assays erforderlichen zeit beendet werden können, in eine eigene zweite Assaygruppierung plaziert. Schließlich werden alle Assays, die den Zusatz von mindestens zwei Reagenzien, einer zu einer festen Zeit und der andere zu einer variablen Zeit relativ zum Probezusatz, und im wesentlichen eine volle Arbeitszykluszeit für die Beendigung erfordern, in einer eigenen dritten Assaygruppierung plaziert. Bei der Ausübung dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während einer einzelnen vollen Arbeitszykluszeit nach dem Beenden der ersten Gruppierung von Assays die erste Gruppierung von Reaktionsgefäßen aus dem Reaktionsgefäß entfernt und durch die zweite Gruppierung von Assays ersetzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderes Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung davon in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die Teil dieser Anwendung bilden. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf einen Analyseautomaten, in dem die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise verwendet werden kann;
2 eine vergrößerte schematische Teildraufsicht auf den Analyseautomaten von 1;
3 eine vergrößerte schematische Teildraufsicht auf den Analyseautomaten von 1;
4 eine schematische Seitenansicht eines Aliquotstreifens mit mehreren Vertiefungen, der sich innerhalb des Analyseautomaten von 1 eignet;
5 eine Veranschaulichung der zeitlichen Steuerung, die die Bewegung von Elementen des Analyseautomaten von 1 zeigt;
6 eine Veranschaulichung der zeitlichen Steuerung, die Operationen von Einrichtungen des Analyseautomaten von 1 zeigt;
7 eine Ausführungsform des Partitionierens von Assaytypen nach Assayzeit gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 eine Veranschaulichung des Partitionierens von Assaytypen nach Reagenzzusätzen gemäß der vorliegenden Erfindung; und
9 eine alternative Ausführungsform des Partitionierens von Assaytypen nach Assayzeit und nach Reagenzzusätzen gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt zusammen mit 2 schematisch die Elemente eines herkömmlichen chemischen Analyseautomaten 10, der ein Reaktionskarussell 12 umfaßt, das einen äußeren Küvettenkreis 14 von Küvettenhalterungs 72 und 73 und einen inneren Küvettenkreis 16 aus Küvettenhalterungs 74 trägt, wobei der äußere Küvettenkreis 14 und der innere Küvettenkreis 16 durch eine offene Nut 18 getrennt sind. Die Küvettenhalterungs 72, 73 und 74 sind dafür ausgelegt, mehrere Reaktionsküvetten 19 aufzunehmen, die in der Regel als kleine flachwandige U-förmige Behälter mit einem offenen zentralen Reaktionsabschnitt ausgebildet sind, der am Boden geschlossen ist, und mit einer Öffnung an der Oberseite der Küvette 19 zum Gestatten des Zusatzes von Reagenz- und Probeflüssigkeiten. Das Reaktionskarussell 12 kann über schrittweise Bewegungen in einer konstanten Richtung mit einer konstanten Geschwindigkeit gedreht werden, wobei die schrittweisen Bewegungen durch eine konstante Verweilzeit getrennt sind, während der das Karussell 12 stationär gehalten wird und eine in der Nähe des Karussells 12 angeordnete Assayeinrichtung eine in einer Küvette 19 enthaltene Assaymischung bearbeiten kann.
Drei temperaturgesteuerte Reagenzlagerbereiche 20, 22 und 24 lagern jeweils mehrere Reagenzpatronen 21, wobei die Patronen 21 beispielsweise ein Reagenzbehälter mit vielen Unterteilungen sind wie etwa jener, der im US-Patent Nr. 4,720,374 beschrieben ist, vertrieben unter dem Warenzeichen FLEX(tm)-Patrone von Dade Behring Inc, Deerfield, Illinois, USA, und Reagenzien enthalten, wie sie erforderlich sind, um ein gegebenes Assay durchzuführen. Ein nichtgezeigter selektiv geöffneter Deckel bedeckt jeden der Reagenzlagerbereiche 20, 22 und 24, um Zugang zu Patronen 21 zu gestatten; der Einfachheit halber sind in 3 nur drei Reagenzpatronen 21 schematisch unter einen ausgeschnittenen Abschnitt des Reagenzlagerbereichs 24 angeordnet gezeigt, doch sind innerhalb der Reagenzlagerbereiche 20 und 22 ähnliche Reagenzpatronen 21 angeordnet. Nicht gezeigte Shuttle- Mittel bewegen einzelne Patronen 21 zu Meßzugangsöffnungen. Lagerbereiche 20 und 22 können sich zweckmäßigerweise außerhalb des Umfangs des äußeren Küvettenkreises 14 befinden, und der Reagenzlagerbereich 24 kann sich zweckmäßigerweise innerhalb des Umfangs des inneren Küvettenkreises 16 bewegen.
Ein klinischer Analysator 10 wie etwa der, an dem die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann, weist mehrere herkömmliche Assayoperationsstationen auf, die beim Karussell 12 angeordnet sind und bei denen individuelle computergesteuerte elektromechanische Einrichtungen positioniert sind, wie etwa Sensoren, Reagenzzugabestationen, Mischstationen und dergleichen, wie sie erforderlich sind, um die Vielzahl von Aktionen auszuführen, die in wohlbekannten klinischen Assays erforderlich sind. Solche Einrichtungen und ihre Funktionsweise sind in der Technik wohlbekannt und brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Siehe beispielsweise US-Patente Nr. 5,876,668, 5,575,976 und 5,482,861 und die hierin angeführten Literaturstellen.
Ein Weiterschaltantrieb für das Reaktionskarussell bewegt die Reaktionsgefäße in der konstanten Richtung mit einer vorbestimmten Anzahl von inkrementalen Schritten. Die Länge des Umfangs des Küvettenkreises 14, der Separationsabstand zwischen Küvettenhalterungs 72, 73 und 74, die Anzahl der Küvettenhalterungs 72, 73 und 74 und die Anzahl der Inkremente pro Weiterschaltung werden so gewählt, daß alle gegebenen Küvettenhalterungs 72, 73 oder 74 nach einer festen Anzahl inkrementeller Schritte in ihre ursprüngliche Startposition zurückkehren. Somit kehren alle Küvettenhalterungs 72, 73 und 74 am Reaktionskarussell 14 zu ihrer ursprünglichen Stelle innerhalb einer vollen Arbeitszykluszeit, im Folgenden CT, zurück, die bestimmt wird durch die feste Anzahl inkrementeller Schritte multipliziert mit der Summe aus der Verweilzeit bei jeder Assayeinrichtung und der für eine schrittweise Bewegung erforderlichen Zeit.
Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines klinischen Analyseautomaten auf eine Weise, mit der man einen hohen Durchsatz erreicht unabhängig von der Mischung aus verschiedenen Assays, die für verschiedene Proben durchgeführt werden müssen, die dem Analysator vorgelegt werden. Ein wichtiges Merkmal des Analysators 10 ist eine einzigartige Partitionierung der durchzuführenden Assays in Gruppen, die durch die Zeitdauer definiert werden, die erforderlich ist, um jene Assays zu beenden. Zur Erreichung dieser Ziele sind eine Reihe von Flüssigkeitsansaug- und -dispensierarmen 30, 34 und 36 in der Nähe der Reagenzlagerbereiche 20, 22 und 24 angeordnet und werden von einem programmierten Computer 13, bevorzugt einer mikroprozessorbasierten zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) gesteuert, um alle Aktivitäten des Analysators 10 gemäß vorprogrammierter Software-, Firmware- oder Hardware-Befehlen oder -schaltungen zu steuern. Der Ansaug- und -dispensierarm 34 weist eine Ansaugsonde 37 auf, kann betätigt werden, um Reagenzien aus innerhalb des Reagenzlagerbereichs 22 gelagerten Patronen zu entfernen und angesaugtes Reagenz in Küvetten 19 für eine erste Gruppierung jener Assays zu dispensieren, für die finale Inkubations- und Testablesungen in einer Zeitdauer unter etwa der Hälfte der vollen Arbeitszykluszeit des Karussells 12 beendet werden können. Der Ansaug- und Dispensierarm 30 weist analog eine Ansaugsonde 33 auf, kann dahingehend betätigt werden, Reagenzien aus in dem Reagenzlagerbereich 20 gelagerten Patronen 21 zu entfernen und angesaugtes Reagenz in Küvetten 19 für eine zweite Gruppierung von Assays zu dispensieren, für die die finalen Inkubations- und Testablesungen vom Analysator innerhalb einer Zeitdauer beendet werden können, die kleiner ist als die Differenz zwischen der vollen Arbeitszykluszeit des Karussells 12 und der Zeit, die für das Beenden der ersten Gruppierung von Assays erforderlich ist. Der Ansaug- und Dispensierarm 36 weist ebenfalls eine Ansaugsonde 40 auf, kann dahingehend betätigt werden, Reagenzien aus innerhalb des Reagenzlagerbereichs 24 gelagerten Patronen 21 zu entfernen und angesaugtes Reagenz in Küvetten 19 für jene Assays zu dispensieren, für die die finalen Inkubations- und Testablesungen in einer Zeitdauer beendet werden können, die kleiner ist als die volle Arbeitszykluszeit des Karussells 12.
Wie bereits erwähnt beinhaltet ein Schlüsselmerkmal der Funktionsweise des Analysators 10 das Partitionieren von Assays in eine Reihe von Gruppen entsprechend der Zeitdauer, die erforderlich ist, damit das Assay beendet wird. Zum Zwecke der Beschreibung wird die erste Gruppierung von Assays hier als Assays vom B-Typ bezeichnet, und sie besteht aus allen jenen Assays, die zur Beendigung des vollen B-Typ-Assayprozesses einschließlich Reagenzzusatz und Inkubation, bis eine finale Ablesung erfolgt, weniger als etwa die Hälfte des Arbeitszyklus CT des Küvettenkreises 14 erfordern. Die als Assays vom Typ A bezeichnete zweite Gruppierung von Assays besteht aus allen jenen Assays, die weniger als etwa ein Viertel bis etwa die Hälfte des Arbeitszyklus CT erfordern; das heißt, weniger als die Differenz zwischen dem vollen Arbeitszyklus CT des Küvettenkreises 14 und der Zeit, damit Typ-B-Assays die Beendigung ihrer jeweiligen Assayprozesse einschließlich Reagenzzusatz und Inkubation bis zum Durchführen einer finalen Ablesung erreichen. Die als Typ-C-Assays bezeichnete dritte Gruppierung von Assays besteht aus allen anderen Assays außer Typ-A- oder Typ-B-Assays; solche Assays erfordern im allgemeinen mehr als etwa die Hälfte des Arbeitszyklus CT zur Beendigung des vollen Assayprozesses einschließlich Reagenzzusatz und Inkubation, bis eine finale Ablesung erfolgt, und bleiben während eines vollen Arbeitszyklus auf dem Reaktionskarussell 12. Eine derartige Partitionierung von Assays nach Zeit, genommen mit sorgfältig ausgelegten Verweilzeiten und einer Gesamtzahl von Reaktionsgefäßen, ermöglicht die vollständige Beendigung eines Typ-B-Assays und Typ-A-Assays in weniger als einem vollen Arbeitszyklus, wobei während dieses Zyklus ein einzelner Typ-C vollständig beendet wird.
2 veranschaulicht ein nützliches Muster für den Einsatz der Küvettenhalterungs, bei dem die Ports 74 ausschließlich für die Verwendung von Typ-C-Assays bestimmt und gleichmäßig entlang des Umfangs des Küvettenkreises 16 in radialer Ausrichtung beabstandet sind, wobei abwechselnde Küvettenhalterungs 72 entlang des Umfangs des Küvettenkreises 14 gleichmäßig beabstandet sind. Alternative Ports 74 weisen eine damit assoziierte magnetische Separationseinrichtung 75 auf, um eine magnetische Separation einer Lösung innerhalb einer in solchen abwechselnden Ports 74 positionierten Küvette 19 zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu eignen sich die Küvettenhalterungs 72 und 73 für Typ-C-Assays, Typ-B-Assays und A-Typ-Assays. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind abwechselnde Küvettenhalterungs 72 ausschließlich für den Einsatz von Typ-C-Assays bestimmt, und die dazwischen liegenden Küvettenhalterungs 72 sind ausschließlich für den Einsatz von Typ-B- und Typ-A-Assays bestimmt. Zu Zwecken der Veranschaulichung ist eine Küvettenhalterung 73 "B/A" markiert, um anzuzeigen, daß eine Port 72 anfänglich zum Durchführen eines B-Typ-Assays verwendet und nach dem Beenden eines bestimmten Typ-B-Assays ein Typ-A-Assay in der Küvettenhalterung 73 durchgeführt wird.
Küvettenlade- und -entladestationen 60 und 62 sind bei dem äußeren Küvettenkarussell 14 positioniert und sind herkömmlicherweise dafür ausgelegt, Küvetten 19 in Hohlräume 72, 73 und 74 zu laden, in 2 sowohl im äußeren Küvettenkarussell 14 als auch im inneren Karussell 16 ausgebildet zu sehen, wobei beispielsweise eine parallel verschiebbare Roboterklemme 63 verwendet wird. Herkömmliche Probenverarbeitungseinrichtungen oder -stationen 17 (3) sind an ausgewählten Umfangsstellen um das Reaktionskarussell 12 positioniert, um auf Reaktionsgefäße 19 zuzugreifen. Die Stationen 17 sind dafür ausgelegt, um neben anderen Verarbeitungsschritten für das miteinander Mischen der in einer Küvette 19 enthaltenen Probenflüssigkeit und Reagenzflüssigkeit, für das Waschen der in einer Küvette 19 enthaltenen Probenflüssigkeit und Reagenzflüssigkeit und für eine magnetische Abtrennung von gebundenen magnetischen Partikeln von nicht gebundenen oder einer Reagenzflüssigkeit, in einer Küvette 19 enthalten, zu sorgen.
Zu testende ankommende Probenpräparate werden von einem Probenröhrentransportsystem 40 transportiert und innerhalb eines Analysators 10 innerhalb einer Klimakammer 44 inventarisiert, wie in der eigenen, gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der laufenden Nr. 09/827,045 beschrieben. Präparate sind in der Regel in offenen Röhren 41 enthalten, die in Ständern 42 gehalten und durch das Lesen von strichcodierten Angaben auf dem Proberöhrchen 41 unter Verwendung eines herkömmlichen Strichcodelesegeräts gelesen werden, um unter anderem die Identität eines Patienten, die durchzuführenden Tests, falls ein Probealiquot innerhalb der Klimakammer 44 zurückgehalten werden soll, und falls ja, für welche Zeitdauer, zu bestimmen.
Ein Abtastarm 46 trägt eine herkömmliche Flüssigkeitsabtastsonde 47 und ist an einer drehbaren Welle 48 so montiert, daß eine Bewegung des Abtastarms 46 einen Bogen beschreibt, der das Probenröhrentransportsystem 40 und ein Aliquotstreifentransportsystem 49, ausgelegt zum Transportieren von Aliquotstreifen 45, in 4 zu sehen, zu einem Paar herkömmlicher Proben-/ Reagenzansaug- und -dispensierarme 50 und 52 kreuzt, die bei dem Reaktionskarussell 12 liegen. Der Abtastarm 46 kann dahingehend betätigt werden, daß er eine Flüssigkeitsprobe aus Flüssigkeitsröhren 41 ansaugt und ein Probenaliquot in eine oder mehrere von mehreren Vertiefungen 45W in Aliquotstreifen 45, je nach der zum Durchführen der erforderlichen Assays erforderlichen Probenmenge dispensiert und dafür sorgt, daß ein Probenaliquot vom Analysator innerhalb der Klimakammer 44 zurückgehalten wird. Nachdem die Probe in Küvetten dispensiert worden ist, bewegen herkömmliche Übertragungsmittel Aliquotstreifen 45 nach Anweisung zwischen Aliquotstreifentransportsystemen 49 und Aufbewahrungsbehälter 44.
Die Probenansaug- und -dispensierarme 50 und 52 werden vom Computer 13 gesteuert und sind dafür ausgelegt, eine Probe aus Aliquotstreifen 45 zu entfernen und angesaugte Probe zum Testen in Küvetten 19 zu dispensieren. Jeder der Probenansaug- und -dispensierarme 50 und 52 umfaßt ein paar herkömmliche Flüssigkeitssonden 53B, 53C bzw. 54A, 54T, wobei die Sonden unabhängig auf einer einzelnen parallel verschiebbaren Welle montiert sind und darauf parallel verschoben werden können. Die Sonden 53B und 53C sind in 1 in zwei Arbeitspositionen gezeigt, wobei eine Sonde, 53B, dafür ausgelegt ist, Probe aus Aliquotstreifen 45 zu entfernen und angesaugte Probe in Küvette 15B für Typ-B-Assaytesten in einem äußeren Küvettenkarussell 14 liegend zu dispensieren. Sonde 53C ist dafür ausgelegt, Probe aus Aliquotstreifen 45 zu entfernen und angesaugte Probe in Küvetten 15C für Typ-C-Assaytesten zu dispensieren. Die Sonde 53C ist weiterhin dafür ausgelegt, Flüssigkeit aus speziellen "Kontroll"-Behältern 21 im Reagenzlagerbereich 24 in dem Fall zu entfernen, daß eine kalibrierte Flüssigkeitslösung als Teil von routinemäßigen Qualitätssicherungsmaßnahmen an Bord gehalten wird. Die Sonden 53B, 53C, 54A und 54T umfassen in der Regel einen Ultraschallmechanismus, mit dem Reagenzien hydriert, angesaugt, dispensiert und gemischt werden.
Die Hydrier-, Ansaug-, Dispensier- und Mischmechanismen weisen in der Technik wohlbekannte Merkmale auf und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden.
Die Sonden 54A und 54T sind in 1 in zwei Arbeitspositionen gezeigt, wobei eine Sonde, 54A, dafür ausgelegt ist, Probe aus Aliquotstreifen 45 zu entfernen und angesaugte Probe in Küvetten 19 in Ports 73 für ein A-Typ-Assaytesten im äußeren Küvettenkarussell 14 liegend zu entfernen. Sonde 54T ist dafür ausgelegt, Probe aus Aliquotstreifen 45 zu entfernen und angesaugte Probe in einen Port 56 zu dispensieren, die eine ISE- (ion-selective-electrode)-Teststation 58 beliefert, die sich wie gezeigt beim Reaktionskarussell 12 befindet. Die ISE-Teststation 58 ist dafür ausgelegt, ein Ionenanalyttesten durchzuführen, beispielsweise unter Verwendung eines elektrisch geladenen oder neutralen Ionophors, das in einer ionenselektiven Elektrode dispergiert ist, zum Beispiel bei der klinischen Messung von Natrium-, Kalium-, Chlorid- und ähnlichen Ionen. Wenn eine derartige Elektrode einer Probenlösung ausgesetzt wird, wird ein interessierendes Ion selektiv aus der Probenlösung zur Elektrode übertragen. Die mit den Ionen assoziierte Ladung erzeugt ein Potential, das mathematisch zu der Konzentration oder Aktivität des Ionengehalts in der Probe in Beziehung gesetzt werden kann.
Verschiedene andere Assayanalysiermittel 70 können sich bei dem äußeren Küvettenkarussell 14 befinden und sind dafür ausgelegt, die Extinktion oder Emission von Licht in oder aus Küvetten bei verschiedenen Wellenlängen zu messen, anhand dessen das Vorliegen eines Analyten in der Probenflüssigkeit unter Verwendung wohlbekannter Analysetechniken bestimmt werden kann. Die Mittel 70 umfassen in der Regel herkömmliche Photometrie-, Fluorometrie- oder Lumineszenzmeßeinrichtungen, die dafür ausgelegt sind, eine abfragende Messung bei jedem zweckmäßigen Zeitintervall durchzuführen, währenddessen das Reaktionskarussell 12 stationär ist, wie unten erklärt.
Antriebsmittel sind vorgesehen, um das äußere Reaktionskarussell 12 um eine Achse zu drehen, wobei die Antriebsmittel in der Regel Zahnräder umfassen, die am Karussell 12 angeordnet sind und mit Ritzeln kämmen, die an der Welle eines Motors angebracht sind. Die Antriebsmittel können von herkömmlichem Design sein und sind nicht dargestellt.
Der Analysator 10 wird von dem Computer 13 auf der Basis von in einer Maschinensprache verwendeten Software gesteuert, wie etwa der, die in dem klinischen Chemieanalysator Dimension^® verwendet wird, die von der Firma Dade Behring Inc. in Deerfield, Illinois, USA, vertrieben wird und breite Anwendung findet beim Fachmann auf dem Gebiet der computerbasierten elektromechanischen Steuerungsprogrammierung.
Zu wichtigen Elementen, die bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung verstanden werden müssen, zählen verschiedene Analysatorfunktionszeitsteuerungen wie etwa jene in 5 und 6 gezeigte. Zum Zwecke der weiteren Erläuterung und in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt das Reaktionskarussell 12 184 Küvettenhalterungs 72, die im Küvettenring 14 liegen, und bewegt sich während des Anfangsteils jedes Maschinenzyklus um insgesamt 77 Küvettenpositionen schrittweise in einer einzelnen Drehrichtung (im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn) vorwärts. Jede schrittweise Bewegung von 77 Küvettenpositionen wird gefolgt von einer entsprechenden stationären Verweilzeit. Die Kombination aus einer schrittweisen Bewegung und nachfolgender stationärer Verweilzeit umfaßt einen Maschinenzyklus von 3,6 Sekunden und ist hinsichtlich der Zeit gleich, so daß sich das Reaktionskarussell 12 schrittweise insgesamt 1,8 Sekunden bewegt und danach für eine Periode von 1,8 Sekunden stationär ist. Die Primzahlbeziehung zwischen den Anzahlen von 184 Küvettenhalterungs 72 und der Anzahl von 77 Küvettenpositionen in jedem Maschinenzyklus bewegt, ist in der Technik wohlbekannt (US-Patent Nr. 5,352,612), woraus bestimmt werden kann, daß jeder einzelne Küvettenhalterungs 72 nach dem Auftreten von insgesamt 184 Maschinenzyklen in jede einzelne ursprüngliche Startposition zurückgeführt wird, wodurch ein voller Karussellzyklus von 184 Maschinenzyklen mit einer Dauer von 3,6 Sekunden definiert wird; und der vollständige Karussellzyklus umfaßt somit 662,4 Sekunden oder etwa 11 Minuten. 5 veranschaulicht fünf volle Maschinenzyklen und die Aktivitäten darin des Reaktionskarussells 12, der Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T. Es ist wichtig anzumerken, daß sich das Reaktionskarussell 12 1,8 Sekunden während des ersten halben Teils eines Maschinenzyklus bewegt und für 1,8 Sekunden während des nachfolgenden zweiten halben Teils eines Maschinenzyklus stationär bleibt. Analog lassen sich die Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T 1,8 Sekunden lang während des ersten halben Teils eines Maschinenzyklus unabhängig bewegen und bleiben für 1,8 Sekunden während des nachfolgenden zweiten halben Teils eines Maschinenzyklus stationär, wobei während des zweiten halben Teils eines Maschinenzyklus Reagenzien in Küvetten 19 in Küvettenhalterungen 72 entleert werden können. Andererseits bleibt ein Shuttle-Mittel zum Positionieren von Patronen 19 unter den Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40 für 1,8 Sekunden während des ersten halben Teils eines Maschinenzyklus stationär, wobei während dieses ersten halben Teils eines Maschinenzyklus Reagenzien aus Reagenzpatronen 21 in Reagenzlagerbereichen 20, 22 und 24 angesaugt werden können und wie erforderlich für 1,8 Sekunden während des nachfolgenden zweiten halben Teils eines Maschinenzyklus bewegt werden können. Drei andere Pfeile zeigen an, daß: (4) Reagenzbehälter 19 stationär bleiben, wenn sich Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T in einem Ansaugmodus befinden; (5) sich Reagenzbehälter 19 bewegen, wenn sich die Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T in einem Dispensiermodus befinden und das Reaktionskarussell 12 stationär bleibt; und (6) Reagenzbehälter 19 eine Bewegung unmittelbar danach einleiten, wenn die Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T in einem Dispensiermodus stationär sind.
Drei Pfeile zeigen an, daß: (1) Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T sich bewegen, wenn sich das Reaktionskarussell 12 bewegt; (2) die Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T in einem Dispensiermodus stationär bleiben, wenn das Reaktionskarussell 12 angehalten ist; und (3) die Flüssigkeitansaug- und -dispensiersonden 33, 37, 40, 53B, 53C, 54A und 54T eine Bewegung unmittelbar einleiten, nachdem das Reaktionskarussell 12 angehalten hat.
6 veranschaulicht, wie repräsentative einzelne der Sonden 33, 37, 40, 53C und 53T während unterschiedlicher Maschinenzyklen betrieben werden können. Jeder Maschinenzyklus umfaßt entweder eine Säuberungs-Spül-Aktion oder eine kombinierte Ansaug- und-Dispensieraktion. Säuberungs-Spül-Aktionen umfassen in der Regel die Verwendung einer herkömmlichen Spülstation 31, die im aktiven Weg einer Sonde wie 37 vorgesehen ist, und zwar etwa 3,0 Sekunden aus insgesamt 3,6 Sekunden Maschinenzyklus; Ansaug-und-Dispensieraktionen umfassen jeweils getrennt etwa 1,5 Sekunden für insgesamt etwa 3,0 Sekunden aus insgesamt 3,6 Sekunden Maschinenzyklus. Es ist wichtig für eine unabhängige Operation der sechs verschiedenen, wenn Ansaug- und Dispensierarme 30, 32, 34, 36, 50 und 50, daß alle Sonden 33, 37, 40, 53A, 53B, 53C und 54T analog ausgebildet sind, so daß ihre jeweiligen unabhängigen Ansaug-und-Dispensieraktionen jeweils getrennt etwa 1,5 Sekunden innerhalb eines Maschinenzyklus umfassen. Die Sonde 53T, die dafür ausgelegt ist, eine Probe anzusaugen und in die Port zu dispensieren für das IMT-Testen, bleibt wie in 6 angedeutet für eine Zeitperiode nach einer Säuberungs -Spülung inaktiv, und zwar wegen der Zeit, die eine einkanalige IMT-Testeinrichtung benötigt, an einer einzelnen Probe zu arbeiten. Da es sich bei dem IMT-Testen um Assays mit niedriger Anforderung handelt, ist eine einzelne IMT-Testeinrichtung in der Regel adäquat, und doch können mehrkanalige IMT-Testeinrichtungen eingesetzt werden, wenn ein erhöhter Durchsatz gefordert wäre, um den Anforderungen einer Klinik nachzukommen. Das zusätzliche Ansaugen und Dispensieren würde während der vorausgegangenen Leerlaufzeit auftreten.
7 veranschaulicht die oben erwähnte Partitionierung von Assays, die vom Analysator 10 durchgeführt werden können, in drei zeitanhängige Assaykategorien entsprechend der vorliegenden Erfindung. Als Konvention ist die Zeit t = 0,0 Sekunden definiert als der Augenblick des Probendispensierens in eine Testküvette 19; der Einfachheit halber sind alle drei Typen von Assays so gezeigt, daß sie vor dem Zusatz der Probe zu einem festen Zeitpunkt einen einzelnen Reagenzzusatz R1 haben. 7 zeigt, wie alle Typ-A-Assays ein Assayformat aufweisen müssen, bei dem eine durch Rf angegebene finale Ablesung innerhalb von 180 Sekunden nach dem Probenzusatz für diese Ausführungsform beendet sein muß, bei der das Reaktionskarussell 12 184 Küvettenhalterungs 72 umfaßt und sich um insgesamt 77 Küvettenpositionen entgegen dem Uhrzeigersinn schrittweise während eines Maschinenzyklus vorbewegt, der eine Bewegung während 1,8 Sekunden gefolgt von einer stationären Periode von 1,8 Sekunden umfaßt. Es sei angemerkt, daß die finale Ablesezeitanforderung für Typ-A-Assays für Layouts des Analysators 10 eingestellt werden kann, die von der beschriebenen Ausführungsform verschieden sind. Was wichtig ist für das Partitionieren von Assays in Typ-A-Assays ist, daß die von Testeinrichtungen 70 durchgeführte finale Assayablesung innerhalb einer Zeitdauer beendet ist, die kleiner ist als etwa ein Viertel oder ein Drittel einer vollständigen Arbeitszykluszeit oder 180-220 Sekunden. Zu einem beliebigen durch Rd angegebenen Zeitpunkt während der Assays kann eine Reaktionsgefäßablesung oder -analyse von einer beliebigen der Einrichtungen 70 durchgeführt werden.
Typ-B-Assays sind im allgemeinen komplexer als Typ-A-Assays und müssen ein Assayformat aufweisen, bei dem eine finale Ablesung innerhalb von etwa 360 Sekunden nach dem Probenzusatz für diese Ausführungsform beendet ist, bei der das Reaktionskarussell 12 184 Küvettenhalterungs 72 umfaßt und sich um insgesamt 77 Küvettenpositionen entgegen dem Uhrzeigersinn schrittweise während eines Maschinenzyklus vorbewegt, der eine Bewegung während 1,8 Sekunden gefolgt von einer stationären Periode von 1,8 Sekunden umfaßt. Es sei angemerkt, daß die Ablesezeitanforderung für Typ-B-Assays für Layouts des Analysators 10 eingestellt werden kann, die von der beschriebenen Ausführungsform verschieden sind. Was wichtig ist für das Partitionieren von Assays in Typ-B-Assays ist, daß die von Testeinrichtungen 70 durchgeführte finale Assayablesung innerhalb einer Zeitdauer beendet ist, die kleiner ist als etwa die Hälfte einer vollständigen Arbeitszykluszeit oder etwa 360 Sekunden.
Typ-C-Assays sind im allgemeinen komplexer als Typ-Aund Typ-B-Assays und müssen ein Assayformat aufweisen, bei dem eine finale Ablesung innerhalb von etwa 600 Sekunden nach dem Probenzusatz für diese Ausführungsform beendet ist, bei der das Reaktionskarussell 12 184 Küvettenhalterungs 72 umfaßt und sich um insgesamt 77 Küvettenpositionen entgegen dem Uhrzeigersinn schrittweise während eines Maschinenzyklus vorbewegt, der eine Bewegung während 1,8 Sekunden gefolgt von einer stationären Periode von 1,8 Sekunden umfaßt.
Tabelle 1 enthält eine Liste typischer klinischer und Immunoassays für verschiedene Analyten von Typ A, B und C zusammen mit Zeitsteuerdetails für verschiedene Reagenzzusätze und Einrichtungsoperationen. In Tabelle 1 fallen:

– Albumin, Blut-Harnstoff-Stickstoff, Calcium, Creatinin, gamma-Glutamyl-Transferase, Glucose, Lactatdehydrogenase, Methadon, Salicylat und Gesamt-CO₂ ohne weiteres in die Kategorie Typ-A-Assays mit einer finalen Ablesung bei < 180 Sekunden;
– Alkalinphosphatase, C-reaktives Protein, Creatinkinase, Bilirubin direkt, Gentamicin, Prealbumin, Pseudocholinesterase, Phenytoin, Phosphor und Triglycerid ohne weiteres in die Kategorie Typ-B-Assays mit einer finalen Ablesung bei < 360 Sekunden; und
– Ammoniak, Cholesterol-HDL, Komplement 3, Digitoxin, Milchsäure, Phenobarbitol, prostataspezifische saure Phosphatase, Gesamt-Bilirubin und Transferin in die Kategorie Typ-C-Assays mit einer finalen Ablesung bei > 360 Sekunden.

Tabelle 1
Im Hinblick auf eine weitere Erläuterung wird eine vereinfachte Operation des Analysators 10 mit jeweils einem der Assays Typ C, Typ B und Typ A beschrieben.
Bei dieser alternativen Ausführungsform umfaßt der Reagenzlagerbereich 20 Reagenzbehälter für die Assaytypen A, während der Reagenzlagerbereich 22 Reagenzbehälter für die Assaytypen B umfaßt und während der Reagenzlagerbereich 24 Reagenzbehälter 21 für Assaytypen C sowie Behälter für einen speziellen Reagenztyp umfaßt, die flüssige Lösungen bekannter Analytkonzentrationen zum Qualitätskontrollmanagement enthalten.
Vor dem Beladen der Küvetten 19 mit einer in Aliquotvertiefungen 45 und unter Verwendung eines Typ-C-Assays zu testenden Probe wird ein erstes Reagenz R1 von der Sonde 40 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters innerhalb des Reagenzlagerbereichs 24 angesaugt und für das durchzuführende Assay vom Typ C ausgewählt und in eine Küvette 19 in einer Küvettenhalterung 72 oder 74 zu einem Zeitpunkt T1 abgeschieden. Zum Zeitpunkt T0 werden Proben, für die Assays vom Typ C angeordnet sind, von der Sonde 53C angesaugt und innerhalb der Küvette 19 in der Küvettenhalterung 74 abgeschieden.
Auf ähnliche Weise wird vor dem Beladen der Küvette 19 mit innerhalb von Aliquotvertiefungen 45 enthaltenen und unter Verwendung eines Assay von Typ B zu testenden Probe ein erstes Reagenz R1 von der Sonde 37 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters innerhalb des Reagenzlagerbereichs 22 angesaugt und für das durchzuführende Assay vom Typ B ausgewählt und in eine Küvette 19 in einer Küvettenhalterung 72 zu einem Zeitpunkt T1 abgeschieden. Zum Zeitpunkt T0 werden Proben, für die Rssays vom Typ B angeordnet sind, von der Sonde 53B angesaugt und innerhalb der Küvette 19 in der Küvettenhalterung 72 abgeschieden.
Nachdem die Küvetten 72 und 74 mit den gerade beschriebenen Reagenzien und Proben beladen sind, setzt das Reaktionskarussell 12 die oben beschriebene schrittweise Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn fort, während deren Maschinenzyklen, verschiedene herkömmliche Assayeinrichtungen an der Mischung in den Küvetten 19 in Küvettenhalterungs 72 und 74 gemäß den entsprechenden Assayprotokollen arbeiten.
Weil die Typ-B-Assays derart partitioniert worden sind, daß alle derartigen Assays in weniger als der Hälfte der Zeit beendet werden, die erforderlich ist, damit das Reaktionskarussell 12 eine vollständige Arbeitszykluszeit CT beendet, können Küvetten 19, die beendete Typ-B-Assays enthalten, von der Entladeeinrichtung 62 aus dem Küvettenhalterung 72 im äußeren Küvettenkreis 14 des Reaktionskarussells 12 entfernt werden. Unbenutzte Küvetten werden dann von einer Ladeeinrichtung 60 in die geleerten Küvettenhalterungs 72 geladen und je nach der Mischung von Assaytypen, die vom Analysator 10 durchgeführt werden muß, für ein zweites Typ-B-Assay oder für ein Typ-A-Assay verfügbar gemacht. Vor dem Beladen der Küvetten 19 mit einer Probe, die innerhalb Aliquotvertiefungen 45 enthalten ist und unter Verwendung eines Typ-A-Assays getestet werden soll, wird ein erstes Reagenz R1 von der Sonde 33 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters innerhalb des Reagenzlagerbereichs 20 angesaugt und für das durchzuführende Typ-A-Assay ausgewählt und in eine Küvette 19 in eine Küvettenhalterung 73 zu einem Zeitpunkt T1 abgeschieden, als B/A in 2 identifiziert. Zum Zeitpunkt T0 werden Proben, für die Typ-A-Assays bestellt worden sind, von der Sonde 54A angesaugt und innerhalb der Küvette 19 im Küvettenhalterung 73 abgeschieden. Das Reaktionskarussell 12 setzt die oben beschriebene schrittweise Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn fort, während deren Maschinenzyklen verschiedene herkömmliche Assayeinrichtungen 17 an der Mischung innerhalb der Küvetten 19 in Küvettenhalterungs 73, die Typ-A-Assays enthalten und in Küvettenhalterungs 74, die Typ-C-Assays enthalten, entsprechend der entsprechenden Assayprotokolle arbeiten, bis das Reaktionskarussell 12 eine vollständige Arbeitszykluszeit CT beendet und beide Typ-A-Assays und Typ-C-Assays beendet sind.
Im Vergleich zu herkömmlichen Analysatoren, bei denen unter Verwendung des gerade beschriebenen Prozesses beendete Typ-B-Assays für eine volle Arbeitszykluszeit CT auf dem Reaktionskarussell 12 bleiben und den Analysatorendurchsatz behindern würden, stellt die vorliegende Erfindung ein alternatives Verfahren bereit, bei dem ein Assay mit mittlerer Zeitlänge, hier als ein Typ-B-Assay bezeichnet, und ein Assay kürzerer Zeitlänge, hier als ein Typ-A-Assay bezeichnet, beide während der gleichen Arbeitszykluszeit CT beendet werden, wie für ein Assay längerer Zeitlänge erforderlich, hier als Typ-C-Assay bezeichnet, wodurch der Analysatorendurchsatz erhöht wird.
In dem Fall, daß eine Küvettenhalterung 74 frei ist, weil keine Proben zur Verfügung stehen, für die Typ-C-Assays bestellt worden sind, und Proben entweder für Typ-A-Assays oder Typ-B-Assays, die bestellt worden sind, zur Verfügung stehen und nicht beendet worden sind, dann können alternativ entweder die Typ-A-Assays oder Typ-B-Assays in einer Küvette 19 in der Küvettenhalterung 74 plaziert und während einer ersten Teilzykluszeit CT beendet werden, wodurch zu einem erhöhtem Durchsatz des Analysators 10 weiter beigetragen wird. Falls die Küvettenhalterung 74 mit einem Typ-A-Assay gefüllt ist und immer noch keine Proben zur Verfügung stehen, für die Typ-C-Assays bestellt worden sind, und falls Proben für zusätzliche Typ-A-Assays zur Verfügung stehen und nicht bestellt worden sind, dann kann ein zusätzliches Typ-A-Assay in einer Küvette 19 in der Küvettenhalterung 74 plaziert und während einer zweiten Teilzykluszeit CT beendet werden, was zu einem erhöhtem Durchsatz des Analysators 10 noch weiter beiträgt.
8 definiert eine weitere Partitionierung von Assays in Assays vom Typ D, E und F je nach den Reagenzzusätzen, angegeben mit R1, R2 und Rx, die das Assay durchführen müssen, wobei das Symbol "R1" ein Anfangsreagenz angibt, das für ein Typ-D-Assay einer Reagenzversorgung 20 entnommen worden ist, für ein Typ-E-Assay einer Reagenzversorgung 22 entnommen worden ist, für ein Typ-F-Assay einer Reagenzversorgung 24 entnommen worden ist und in eine Testküvette zu einer festen Zeit T1 vor dem Probenzusatz dispensiert worden ist. Der Buchstabe "S" gibt einen Probenzusatz an, der zum Zeitpunkt T0 von der Sonde 54A für Typ-D-Assays, von Sonde 53B für Typ-E-Assays und von Sonde 53C für Typ-F-Assays von einer oder mehreren der mehreren Vertiefungen 45W in Aliquotstreifen 45 je nach der Probenmenge erzielt werden kann, die erforderlich ist, um das erforderliche Assay durchzuführen. Analog gibt das Symbol "R2" ein nachfolgendes Reagenz an, das für ein Typ-E-Assay einer Reagenzversorgung 22 oder für ein Typ-F-Assay einer Reagenzversorgung 24 entnommen worden ist und das zu einer festen Zeit T2 nach dem Probenzusatz S in die Testküvette 19 dispensiert wird. Das Symbol "Rx" gibt schließlich eine oder mehrere Reagenzzusätze an, die für ein Typ-F-Assay einer Reagenzversorgung 24 entnommen werden können und die zu variablen Zeiten Tx vor und nach dem Reagenzzusatz S in die Testküvette 19 dispensiert werden.
9 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der vorliegende Erfindung, bei der Assays, die vom Analysator 10 vorgenommen werden können, in drei Kategorien partitioniert werden, die sowohl zeitabhängig als auch assayformatabhängig sind wie in 7 und 8 gezeigt. Herkömmlicherweise ist die Zeit T = 0,0 Sekunden definiert als der Augenblick des Dispensierens einer Probe in eine Testküvette 19. 9 zeigt, wie alle Typ-D-Assays so definiert sind, daß sie ein Assayformat aufweisen, bei dem ein einzelnes Reagenz zu einer festen Zeit T1 vor dem Probenzusatz in eine Testküvette dispensiert wird und in dem eine finale Ablesung innerhalb etwa eines Viertels bis eines Drittels eines Arbeitszyklus beendet wird; das heißt innerhalb etwa 180-220 Sekunden nach dem Probenzusatz S für die Analysatorausführungsform, bei der das Reaktionskarussell 12 184 Küvettenhalterungs 72 umfaßt und sich um insgesamt 77 Küvettenpositionen schrittweise entgegen dem Uhrzeigersinn während eines Maschinenzyklus vorwärtsbewegt, der eine Bewegung während 1,8 Sekunden gefolgt von einer stationären Periode von 1,8 Sekunden umfaßt. Es sei angemerkt, daß die Absolutablesezeitanforderung für Typ-D-Assays für Layouts des Analysators 10 eingestellt werden könnte, die von der beschriebenen Ausführungsform verschieden sind. Was bei diesem alternativen Partitionieren von Assays zu Typ-D-Assays wichtig ist, ist, daß die von Testeinrichtungen 70 durchgeführte finale Assayablesung innerhalb einer Zeitdauer beendet sein muß, die weniger als etwa ein Viertel oder ein Drittel einer vollständigen Arbeitszykluszeit ist.
Typ-E-Assays sind im allgemeinen komplexer als Typ-D-Assays und sind so definiert, daß sie ein Assayformat aufweisen, bei dem ein Reagenz zu einer festen Zeit T1 vor dem Probenzusatz in eine Testküvette dispensiert wird, in dem ein zweites Reagenz zu einer festen Zeit T2 nach dem Probenzusatz S in eine Testküvette dispensiert wird und in dem eine finale Ablesung innerhalb etwa der Hälfte eines Arbeitszyklus beendet wird; das heißt innerhalb etwa 360 Sekunden nach dem Probenzusatz S für die oben beschriebene Analysatorkonfiguration. Es sei angemerkt, daß die Ablesezeitanforderung für Typ-E-Assays für Layouts eines Analysators 10 eingestellt werden könnte, die von der beschriebenen Ausführungsform verschieden sind. Was bei der Partitionierung von Assays in Typ-E-Assays wichtig ist, ist, daß die von Testeinrichtungen 70 durchgeführte finale Assayablesung in einer Zeitdauer von etwa der Hälfte einer vollständigen Arbeitszykluszeit beendet sein muß.
Typ-F-Assays sind im allgemeinen komplexer als Typ-Dund Typ-E-Assays und sind so definiert, daß sie ein Assayformat aufweisen, bei dem ein Reagenz zu einer festen Zeit T1 vor dem Probenzusatz in eine Testküvette dispensiert wird, in dem ein zweites Reagenz zu einer festen Zeit T2 nach dem Probenzusatz S in eine Testküvette dispensiert wird, bei dem eine oder mehrere Reagenzzusätze zu einer oder mehreren variablen Zeiten vor oder nach dem Probenzusatz S erfolgen können und bei dem eine finale Ablesung innerhalb eines Arbeitszyklus für die oben beschriebene Analysatorkonfiguration beendet ist.
Zur weiteren Erläuterung wird eine vereinfachte Operation des Analysators 10 mit jeweils einem eines Assays vom Typ F, vom Typ E und vom Typ D beschrieben. Bei dieser alternativen Ausführungsform umfaßt der Reagenzlagerbereich 20 Reagenzbehälter für die Assaytypen D, während der Reagenzlagerbereich 22 Reagenzbehälter für die Assaytypen E und der Reagenzlagerbereich 24 Reagenzbehälter 21 für die Assaytypen F umfaßt.
Bevor die Küvetten 19 mit einer Probe beladen werden, die in Aliquotverteifungen 45 enthalten ist und unter Verwendung eines Typ-F-Assays getestet werden soll, wird ein erstes Reagenz R1 von der Sonde 40 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters im Reagenzlagerbereich 24 angesaugt und für das durchzuführende Typ-F-Assay ausgewählt und in eine Küvette 19 in einer Küvettenhalterung 72 oder 74 zu einer Zeit T1 abgeschieden. Danach und fakultativ kann ein zweites Reagenz Rx von Sonde 40 aus einer anderen Unterteilung des für das auszuführende Assay ausgewählten Reagenzbehälters angesaugt werden und wird zu einer beliebigen Zeit Tx in einer Küvette 19 in einer Küvettenhalterung 72 oder 74 abgeschieden. Zum Zeitpunkt T0 werden Proben, für die Typ-F-Assays bestellt worden sind, von der Sonde 53C angesaugt und in der Küvette 19 im Küvettenhalterung 74 abgeschieden. Um diese operationelle Flexibilität zu erleichtern, zeigt 3, daß Küvettenhalterungs 72 und 74 radial innerhalb eines inneren Küvettenkreises 16 beziehungsweise eines äußeren Küvettenkreises 14 ausgerichtet sind. Ein oder mehrere zusätzliche Reagenzien Rx können von der Sonde 40 aus einer anderen Unterteilung des für das durchzuführende Typ-F-Assay ausgewählten Reagenzbehälters angesaugt und in einer Küvette 19 in einem Küvettenhalterung 72 zu einer oder mehreren Zeiten Tx nach der Zeit T0 und vor der Zeit T3 abgeschieden werden.
Auf ähnliche Weise wird ein erstes Reagenz R1, bevor Küvetten 19 mit einer Probe beladen werden, die innerhalb von Aliquotvertiefungen 45 enthalten ist und unter Verwendung eines Typ-E-Assays getestet werden soll, von der Sonde 37 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters innerhalb des Reagenzlagerbereichs 22 angesaugt und für das durchzuführende Typ-E-Assay ausgewählt und zu einer Zeit T1 in einer Küvette 19 in einem Küvettenhalterung 72 abgeschieden. Zur Zeit T0 werden Proben,, für die Typ-E-Assays bestellt worden sind, von der Sonde 53B angesaugt und innerhalb der Küvette 19 im Küvettenhalterung 72 abgeschieden. Danach kann ein zweites Reagenz R2 von der Sonde 37 aus einer weiteren Unterteilung des für das durchzuführende Typ-E-Assay ausgewählten Reagenzbehälters angesaugt werden und wird zu einer Zeit T2 in einer Küvette' 19 in einem Küvettenhalterung 72 abgeschieden.
Nachdem die Küvetten 72 und 74 mit den gerade beschriebenen Reagenzien und Proben beladen worden sind, setzt das Reaktionskarussell 12 die oben beschriebene schrittweise Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn fort, während deren Maschinenzyklen, verschiedene herkömmliche Assayeinrichtungen an der Mischung in den Küvetten 19 in den Küvettenhalterungs 72 und 74 gemäß den entsprechenden Assayprotokollen arbeiten. Wie in 8 angedeutet können im Fall von Typ-F-Assays zusätzliche Reagenzien Rx von der Sonde 40 aus einer anderen Unterteilung des für das durchzuführende Typ-F-Assay ausgewählten Reagenzbehälters angesaugt und in einer Küvette 19 in einem Küvettenhalterung 72 zu Zeiten Tx vor und nach der Zeit T0 und vor der Zeit T2 abgeschieden werden.
Weil die Typ-E-Assays derart partitioniert worden sind, daß alle derartigen Assays in weniger als der Hälfte der Zeit beendet werden, die erforderlich ist, damit das Reaktionskarussell 12 eine vollständige Arbeitszykluszeit CT beendet, können Küvetten 19, die beendete Typ-E-Assays enthalten, von der Entladeeinrichtung 62 aus dem Küvettenhalterung 72 im äußeren Küvettenkreis 14 des Reaktionskarussells 12 entfernt werden. Unbenutzte Küvetten werden dann von einer Ladeeinrichtung 60 in die geleerten Küvettenhalterungs 72 geladen und je nach der Mischung von Assaytypen, die vom Analysator 10 durchgeführt werden muß, für ein zweites Typ-E-Assay oder für ein Typ-D-Assay verfügbar gemacht. Vor dem Beladen der Küvetten 19 mit einer Probe, die innerhalb Aliquotvertiefungen 45 enthalten ist und unter Verwendung eines Typ-D-Assays getestet werden soll, wird ein erstes Reagenz R1 von der Sonde 33 aus einer entsprechenden Unterteilung eines Reagenzbehälters innerhalb des Reagenzlagerbereichs 20 angesaugt und für das durchzuführende Typ-D-Assay ausgewählt und in eine Küvette 19 in einem Küvettenhalterung 73 zu einem Zeitpunkt T1 abgeschieden, als B/A in 2 identifiziert. Zum Zeitpunkt T0 werden Proben, für die Typ-D-Assays bestellt worden sind, von der Sonde 54A angesaugt und innerhalb der Küvette 19 im Küvettenhalterung 73 abgeschieden. Das Reaktionskarussell 12 setzt die oben beschriebene schrittweise Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn fort, während deren Maschinenzyklen, verschiedene herkömmliche Assayeinrichtungen 17 an der Mischung innerhalb der Küvetten 19 in Küvettenhalterungs 73, die Typ-D-Assays enthalten und in Küvettenhalterungs 74, die Typ-F-Assays enthalten, entsprechend der entsprechenden Assayprotokolle arbeiten, bis das Reaktionskarussell 12 eine vollständige Arbeitszykluszeit CT beendet und beide Typ-D-Assays und Typ-F-Assays beendet sind.
Im Vergleich zu herkömmlichen Analysatoren, bei denen unter Verwendung des gerade beschriebenen Prozesses beendete Typ-E-Assays für eine volle Arbeitszykluszeit CT auf dem Reaktionskarussell 12 bleiben und den Analysatorendurchsatz behindern würden, stellt die vorliegende Erfindung ein alternatives Verfahren bereit, bei dem ein Assay mit mittlerer Zeitlänge, mit zwei Reagenzzusätzen, hier als Typ-E-Assay bezeichnet, und ein Assay kürzerer Zeitlänge, mit einem Reagenzzusatz, hier als ein Typ-D-Assay bezeichnet, beide während der gleichen Arbeitszykluszeit CT beendet werden, wie für ein Assay längerer Zeitlänge mit mehreren Reagenzzusätzen erforderlich, hier als Typ-F-Assay bezeichnet, wodurch der Analysatorendurchsatz erhöht wird.
In dem Fall, daß eine Küvettenhalterung 74 frei ist, weil keine Proben zur Verfügung stehen, für die Typ-F-Assays bestellt worden sind, und Proben entweder für Typ-D-Assays oder Typ-E-Assays, die bestimmt worden sind, zur Verfügung stehen und nicht beendet worden sind, dann können alternativ entweder die Typ-D-Assays oder Typ-E-Assays in einer Küvette 19 in der Küvettenhalterung 74 plaziert und während einer ersten Teilzykluszeit CT beendet werden, wodurch zu einem erhöhten Durchsatz des Analysators 10 weiter beigetragen wird. Falls die Küvettenhalterung 74 mit einem Typ-D-Assay gefüllt ist und immer noch keine Proben zur Verfügung stehen, für die Typ-F-Assays bestellt worden sind, und falls Proben für zusätzliche Typ-D-Assays zur Verfügung stehen und nicht bestellt worden sind, dann kann ein zusätzliches Typ-D-Assay in einer Küvette 19 in der Küvettenhalterung 74 plaziert und während einer zweiten Teilzykluszeit CT beendet werden, was zu einem erhöhten Durchsatz des Analysators 10 noch weiter beiträgt.
Tabelle 2 enthält eine Liste typischer klinischer und Immunoassays für verschiedene Analyten von Typ D, E und F zusammen mit Zeitsteuerdetails für verschiedene Reagenzzusätze und Einrichtungsoperationen. In Tabelle 2 fallen:

– Albumin, Blut-Harnstoff-Stickstoff, Calcium, Creatinin, gamma-Glutamyl-Transferase, Glucose, Lactatdehydrogenase, und Gesamt-CO₂ ohne weiteres in die Kategorie Typ-D-Assays mit einem einzelnen, zum festen T1 zugesetzten Reagenz mit einer finalen Ablesung bei < 180 Sekunden;
– Alkalinphosphatase, C-reaktives Protein, Creatinkinase, Bilirubin direkt, Prealbumin, Pseudocholinesterase, Phosphor und Triglycerid ohne weiteres in die Kategorie Typ-E-Assays mit einem einzelnen, zu festen Zeiten T1 und T2 zugefügten Reagenz mit einer finalen Ablesung bei < 360 Sekunden;
– Komplement 3, Phenobarbitol, Gesamt-Bilirubin und Transferin in die Kategorie Typ-F-Assays mit zu festen Zeiten T1 und T2 zugefügtem einzelnen Reagenz mit einer finalen Ablesung bei > 360 Sekunden; und
– Ammoniak, Cholesterol-HDL, Digitoxin, Gentamicin, Milchsäure, Methadon, prostataspezifische saure Phosphatase, Phenytoin und Salicylat in die Kategorie der Typ-F-Assays mit mindestens einem zur variablen Zeit Tx zugesetzten Reagenz unabhängig von der Zeitdauer bis zu einer finalen Ablesung.
– Komplement 3 in die Kategorie des Typ-F-Assays, obwohl sie ein einzelnes, zum festen Zeitpunkt T1 zugesetztes Reagenz enthalten, da sie nicht den finalen Ablesezeitanforderungen von Typ D-oder Typ-E-Assays entsprechen.

Tabelle 2
Das Berücksichtigen von unzähligen derartigen Assays innerhalb eines einzelnen Analysators ist eine Aufgabe, die regelmäßig innerhalb der Technik angetroffen wird 5 und hier nicht beschrieben zu werden braucht. Es reicht aus, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung, das Partitionieren von Assays nach Typ und Bereitstellen von Reagenzlagerung und Zugangssonden eigens für die verschiedenen Typen, nur solchen Technikern vorgelegt werden soll, damit eine bisher unerreichbare Steigerung des Analysatordurchsatzes erreicht werden kann. Es versteht sich, daß die Ausführungsformen der hier offenbarten Erfindung die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen und daß andere Modifikationen eingesetzt werden können, die immer noch innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Beispielsweise kann der Küvettenkreis 14 eine größere oder kleinere Anzahl von Küvettenhalterungs 72 aufweisen, Maschinenzykluszeiten können entsprechend eingestellt werden, zusätzliche Reagenzversorgungsquellen können vorgesehen werden und dergleichen, ohne daß das Partitionieren ankommender Proben in Gruppen nach der Länge der Zeit beeinflußt wird, die erforderlich ist, damit das Assay vollständig beendet wird, so daß Assays mittlerer Zeitlänge beendet, aus einem Reaktionskarussell entfernt und durch Assays kürzerer Zeitlänge während eines einzelnen Arbeitszyklus ersetzt werden, in dem auch Assays größerer Länge beendet werden. Alternativ können ankommende Proben in Gruppen entsprechend dem Muster eines oder mehrerer Reagenzzusätze partitioniert werden, je nach Zeitdauer, die erforderlich ist, damit das Assay vollständig beendet wird, so daß Assays mittlerer Zeitlänge mit Reagenzzusätzen zu zwei festen Zeiten beendet, aus einem Reaktionskarussell entfernt und durch Assays kürzerer Zeitlängen mit einem Reagenzzusatz zu einer festen Zeit während eines einzelnen Arbeitszyklus ersetzt werden, in dem auch Assays längerer Länge mit Reagenzzusätzen mit variabler Zeit ebenfalls beendet werden. Aus diesen Gründen wird die vorliegende Erfindung nicht auf jene Ausführungsformen beschränkt, die in der Spezifikation präzise gezeigt und beschrieben sind, sondern nur durch die folgenden Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Analysators, der dafür ausgelegt ist, zahlreiche verschiedene Assays an mehreren verschiedenen Proben und in verschiedenen Reaktionsküvetten enthaltenen Assayreagenzien während einer einzelnen Arbeitszykluszeit durchzuführen, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Partitionieren der Assays in drei getrennte Gruppen auf der Basis der zum Beenden der Assays erforderlichen Zeitdauer; Betreiben des Analysators während einer einzelnen Arbeitszyklusdauer, während der alle Assays beendet sind; Entfernen einer ersten Gruppe der drei Gruppen von Assays aus dem Analysator während des Arbeitszyklus; Ersetzen der ersten Gruppe durch eine zweite Gruppe der drei Gruppen von Assays während des Arbeitszyklus; und Zurücklassen einer dritten Gruppe auf dem Analysator während der ganzen einzelnen Arbeitszykluszeit, wobei die Arbeitszykluszeit die Zeit ist, die erforderlich ist, damit eine beliebige einzelne Küvette in ihre ursprüngliche Startposition zurückkehren kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Gruppe Assays mit einer Zeitdauer unter etwa der Hälfte der Arbeitszykluszeit umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Gruppe Assays mit einer Zeitdauer unter etwa einem Drittel der Arbeitszykluszeit umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dritte Gruppe alle Assays umfaßt außer jenen in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die einzelne Betriebszykluszeit eine schrittweise Rotation mit dazwischen liegenden stationären Verweilzeiten eines kreisförmigen Karussells umfaßt, das dafür ausgelegt ist, die Reaktionsküvetten zu tragen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die schrittweise Rotation eine konstante Anzahl von Bewegungen mit einer konstanten Länge in einer konstanten Richtung ist.
Verfahren zum Betreiben eines Analysators, der dafür ausgelegt ist, zahlreiche verschiedene Assays an mehreren verschiedenen Proben und in verschiedenen Reaktionsküvetten enthaltenen Assayreagenzien während einer einzelnen Arbeitszykluszeit durchzuführen, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Partitionieren der Assays in drei getrennte Gruppen auf der Basis der Zeitdauer und des Musters des Reagenzzusatzes, die erforderlich sind, um die Assays zu beenden; Betreiben des Analysators während einer einzelnen Arbeitszyklusdauer, während der alle Assays beendet sind; Entfernen einer ersten Gruppe der drei Gruppen von Assays aus dem Analysator während des Arbeitszyklus; Ersetzen der ersten Gruppe durch eine zweite Gruppe der drei Gruppen von Assays während des Arbeitszyklus; und Zurücklassen einer dritten Gruppe auf dem Analysator während der ganzen einzelnen Arbeitszykluszeit, wobei die Arbeitszykluszeit die Zeit ist, die erforderlich ist, damit eine beliebige einzelne Küvette in ihre ursprüngliche Startposition zurückkehren kann.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erste Gruppe Assays mit einer Zeitdauer unter etwa der Hälfte der Arbeitszykluszeit umfaßt und zwei Reagenzien erforderlich sind.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die zweite Gruppe Assays mit einer Zeitdauer unter etwa einem Drittel der Arbeitszykluszeit umfaßt und nicht mehr als ein Reagenz erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dritte Gruppe alle Assays umfaßt außer jenen in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die einzelne Arbeitszykluszeit eine schrittweise Rotation mit einer konstanten Anzahl von Bewegungen mit einer konstanten Länge in einer konstanten Richtung mit dazwischen liegenden stationären Verweilzeiten eines kreisförmigen Karussells umfaßt, das dafür ausgelegt ist, die Reaktionsküvetten zu tragen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die beiden Reagenzien in die Reaktionsküvette gegeben werden, bevor und nachdem eine Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das einzelne Reagenz in die Reaktionsküvette gegeben wird, bevor die Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei mehrere Reagenzien in die Reaktionsküvette gegeben werden können, bevor und nachdem die Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die beiden Reagenzien in die Reaktionsküvette zu einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt gegeben werden, bevor die Probe dort hineingegeben wird, und zu einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt, nachdem die Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das einzelne Reagenz in die Reaktionsküvette zu einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt gegeben wird, bevor die Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei mehrere Reagenzien in die Reaktionsküvette zu vorbestimmten Zeiten gegeben werden, bevor und nachdem die Probe dort hineingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dritte Gruppe nur Assays in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die dritte Gruppe nur Assays in der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe umfaßt.