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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur automatischen Verarbeitung eines biologischen Fluids eines Patienten, zum
Beispiel Urin, Blutserum, Plasma, Gehirn-Rückenmark-Fluida und dergleichen.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein stapelbares Gefäß zur Aufnahme
mehrerer Flüssigkeitsteilprobenteile
von Patientenproben in einzelnen Testvertiefungen bereit.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
können
durch Analyseassays von Proben von einer Infektion eines Patienten,
Körperflüssigkeiten
oder Abszessen für
ein Analyt von Interesse verschiedene Patientendiagnose und -behandlung
betreffende Testarten durchgeführt
werden. Solche Patientenproben sind in der Regel Flüssigkeiten,
die in Probenfläschchen
gegeben und aus den Fläschchen extrahiert
werden, in besonderen Reaktionsgefäßen oder -röhrchen mit verschiedenen Reagenzien
reagiert werden, inkubiert und analysiert werden, um die Behandlung
des Patienten zu unterstützen.
Bei einer typischen klinisch-chemischen Analyse werden ein oder
zwei Assayreagenzien einer Flüssigkeitsprobe mit
einer bekannten Konzentration zu verschiedenen Zeitpunkten zugesetzt,
die Proben-Reagenz-Kombination wird vermischt und inkubiert. Abfragemessungen,
turbidimetrische oder fluorometrische oder Absorptions-Messwerte
oder dergleichen werden erstellt, um Endpunkt- oder Ratenwerte zu
bestimmen, anhand derer eine Analytmenge bestimmt werden kann, wobei
wohlbekannte Kalibrierungstechniken verwendet werden.
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Obgleich
verschiedene bekannte klinische Analysatoren für das chemische, immunochemische und
biologische Testen von Proben zur Verfügung stehen, wird die analytisch-klinische
Technologie durch verstärkte
Nachfrage 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 niedrigen Reagenzverbrauchs
besteht weiterhin Bedarf an Verbesserungen der Gesamtleistung von
klinischen Analyseautomaten. Insbesondere muss die Effizienz der
Handhabung der Patientenproben unabhängig von dem durchzuführenden
Assay erhöht
werden.
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Ein
wichtiger Beitrag zur Aufrechterhaltung einer hohen Effizienz des
Durchsatzes von Patientenproben ist die Fähigkeit, mehrere Proben schnell und
sicher in den Probentestteil eines Analysators einleiten zu können. Patientenproben
werden in der Regel in einem Behälter,
wie zum Beispiel einer Probenschale, einem Primärrohr oder einem anderen geeigneten
Behälter,
festgehalten, der oben offen oder durch einen Stopfen oder Deckel
oder dergleichen oben geschlossen sein kann. Um die Handhabungseffizienz
zu erhöhen,
können
die Behälter
dann in ein Probengestell platziert werden, das zum Stützen mehrerer
Probenbehälter
allgemein in aufrechter Ausrichtung ausgeführt ist.
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Das
Probengestell wird in der Regel von einem Bediener in einen Eingangsteil
des Analysators platziert und dann von dem Analysator automatisch zu
einem Ort bewegt, an dem ein Teil der Flüssigkeitsprobe des Patienten,
der im Folgenden als Teilprobe bezeichnet wird, in der Regel durch
Ansaugen unter Verwendung einer hohlen, nadelförmigen Sonde aus dem Probenbehälter zum
Testen im Analysator extrahiert wird. Danach kann die Teilprobe
direkt in ein Probentestgefäß oder in
ein Teilprobenzwischengefäß vor einem
späteren
Transfer in ein Probentestgefäß gegeben
werden.
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In
Analysatoren, die für
hohe Assaydurchsätze
ausgeführt
sind, führt
eine effiziente Handhabung einer großen Anzahl von Proben aufgrund
der gleichzeitigen Wünsche,
eine relativ kleine Analysatorstellfläche zu behalten, Teilproben
für potentielles
erneutes Testen am Analysator zu behalten, gegenseitige Verunreinigung
bei Wiederverwendung von Probengefäßen betreffende Bedenken zu
eliminieren, während
gleichzeitig mit Wegwerf-Probengefäßen usw. verbundene Kosten
minimiert werden sollen, zu mehreren speziellen Herausforderungen.
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Deshalb
ist es wünschenswert,
ein kostengünstiges
Teilprobengefäß geringer
physischer Größe mit Merkmalen,
aufgrund derer es zuverlässig durch
automatisierte Vorrichtungen zu handhaben ist, bereitzustellen.
Es ist besonders wünschenswert, dass
solch ein Teilprobengefäß in einer
eindimensionalen, linearen Ebene direkt am Analysator angebracht
transportiert werden kann, um das Erfordernis und die Kosten eines
zweidirektionalen Handhabungsmittels zu eliminieren. Weiterhin ist
es wünschenswert,
dass solch ein Teilprobengefäß von einem
Bediener leicht und idealerweise aus Mehrfachgefäß-Aufbauten in einen Analysator
geladen werden kann. Noch wünschenswerter
ist es, dass solch ein Teilprobengefäß mehrere einzelne Teilprobenvertiefungen
umfasst, so dass ein einziges Teilprobengefäß eine große Anzahl von verschiedenen
Proben, zum Beispiel in einer Teilprobengefäßanordnung, aufnehmen kann.
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Die
US-PS 6,190,617 stellt einen Testprobenbehälter mit einer oberen Schürze und
einem Körper
mit einem Behältnis
zur Aufnahme der Testprobe bereit. Das Segment enthält eine
Basis, einen Rahmen und einen Griff. Der Rahmen weist ein Regal,
auf das die obere Schürze
des Testprobenbehälters
aufliegt, und Öffnungen
zur Aufnahme des Körpers
des Probenbehälters
auf. Das Karussell weist eine Karussellschale zur Aufnahme der Basis
des Probenbehältersegments
sowie mehrere in der Karussellschale angeordnete Ausrichtungsstifte
auf. Die Basis des Probenbehältersegments
weist einen kreisförmigen
Schlitz und einen länglichen
Schlitz zur Aufnahme der Ausrichtungsstifte und Positionierung des
Probenbehältersegments
bezüglich
des Karussells auf.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Teilprobengefäßanordnung bereit, die mit
mehreren einzelnen Teilprobenvertiefungen ausgeführt ist und in einem sicheren
Stapel aufeinander stapelbar befestigt werden kann. Die Teilprobenvertiefungen
sind so ausgeführt,
dass sie ein durch typische Saugmittel nicht zugängliches, so genanntes „Totprobenvolumen" auf ein Minimum
reduzieren. Mehrere gestapelte Teilprobengefäßanordnungen können durch
einen Bediener gleichzeitig in eine aufzugsartige Lagerungseinheit
an einem Analysator geladen und in einen vereinzelten Strom auf
eine Probenentnahmespur gegeben werden, wie durch den Analysator
erfordert. In der Teilprobengefäßanordnung
sind Handhabungsmerkmale ausgeführt,
um eine sichere und zuverlässige
Bewegung zwischen der Lagerungseinheit und den linearen Probenentnahmespuren
zu gewährleisten,
wenn die Probe ursprünglich
in einzelne Vertiefungen gegeben und später zur Flüssigkeitsprobenanalyse daraus
angesaugt wird. Die Teilprobengefäßanordnung ist in der Regel
mit einer Verdampfungs- und Schutzschicht bedeckt und enthält weiterhin
Ausrichtungsmerkmale, so dass mehrere Ansaugungen aus einzelnen
Einstichen durch die Schutzschicht durchgeführt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen, die Teil dieser Anmeldung sind,
besser verständlich.
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1 ist
eine schematische Draufsicht eines automatisierten Analysators,
in dem die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann
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1A ist
eine vergrößerte schematische Draufsicht
eines Teils des Analysators von 1;
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2 ist
ein perspektivischer Aufriss einer mit einer Probenentnahmespur
integrierten automatisierten Teilprobengefäßanordnungslagerungs- und -handhabungseinheit,
in der die vorliegende Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann;
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3 ist
ein perspektivischer Aufriss der Probenentnahmespur von 2,
der eine Eintrittsstelle für
von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Teilprobengefäßanordnungen
in die Probenentnahmespur darstellt;
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4 ist
ein perspektivischer Aufriss von vier Teilprobengefäßanordnungen
der vorliegenden Erfindung, die in einem einzigen Stapel aneinander befestigt
sind;
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5 ist
ein Vorderaufriss des einzigen Stapels aus vier in 4 zu
sehenden Teilprobengefäßanordnungen
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
ein Vorderaufriss einer einzigen Teilprobengefäßanordnung der vorliegenden
Erfindung;
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7 ist
eine Draufsicht einer einzigen Teilprobengefäßanordnung der vorliegenden
Erfindung;
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7A ist
eine Schnittansicht einer einzigen Teilprobengefäßanordnung der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der Teilprobengefäßanordnung
der vorliegenden Erfindung;
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8A ist
eine Schnittansicht der Teilprobengefäßanordnung der vorliegenden
Erfindung, und
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9A–E sind
schematische Ansichten der Übertragung
einer einzigen Teilprobengefäßanordnung
der vorliegenden Erfindung von der Lagerungs- und Handhabungseinheit
von 2 zur Probenentnahmespur von 3.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
in Verbindung mit 1A schematisch die Elemente
eines herkömmlichen
automatischen chemischen Analysators 10, in dem die vorliegende
Erfindung vorteilhaft ausgeübt
werden kann. Der Analysator 10 umfasst ein Reaktionskarussell 12,
das einen äußeren Küvettenkreis 14 von
Küvettenöffnungen 72 und 73 und
einen inneren Küvettenkreis 16 von
Küvettenöffnungen 74 trägt, wobei der äußere Küvettenkreis 14 und
der innere Küvettenkreis 16 durch
eine offene Nut 18 getrennt sind. Die Küvettenöffnungen 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 Küvetten 19 zum
Gestatten des Zusatzes von Reagenz- und Probenflüssigkeiten. 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.
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Drei
temperaturgesteuerte Reagenzlagerungsbereiche 20, 22 und 24 lagern
jeweils mehrere Reagenzpatronen 21, wobei die Patronen 21 beispielsweise
ein Reagenzbehälter
mit vielen Kammern sind, wie etwa jene, die im US-Patent Nr. 4,720,374
beschrieben sind, unter dem Handelsnamen FLEX®-Patrone
von Dade Behring Inc., Deerfield, Illinois, USA, vertrieben werden
und Reagenzien enthalten, wie sie zur Durchführung eines gegebenen Assays
erforderlich sind. Ein (nicht gezeigter) selektiv geöffneter
Deckel bedeckt jeden der Reagenzlagerungsbereiche 20, 22 und 24,
um Zugang zu Patronen 21 zu gestatten; der Einfachheit
halber wird in 1A nur eine Reagenzpatrone 21 unter
einem ausgeschnittenen Abschnitt des Reagenzlagerungsbereichs 24 angeordnet
schematisch dargestellt, jedoch sind innerhalb der Reagenzlagerungsbereiche 20 und 22 ähnliche
Reagenzpatronen 21' angeordnet.
Nicht gezeigte Shuttle-Mittel bewegen einzelne Patronen 21 zu
Messzugangsöffnungen.
Die Lagerungsbereiche 20 und 22 können sich
zweckmäßigerweise
außerhalb
des Umfangs des äußeren Küvettenkreises 14 befinden,
und der Reagenzlagerungsbereich 24 kann sich zweckmäßigerweise
innerhalb des Umfangs des inneren Küvettenkreises 16 bewegen.
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Ein
klinischer Analysator 10, wie jene, an denen die vorliegende
Erfindung ausgeführt
werden kann, weist mehrere herkömmliche
Assaybearbeitungsstationen auf, die beim Karussell 12 angeordnet sind
und bei denen individuelle rechnergesteuerte elektromechanische
Vorrichtungen, wie Sensoren, Reagenzzugabestationen, Mischstationen
und dergleichen, wie sie erforderlich sind, um die Vielzahl von
Aktionen auszuführen,
die in wohlbekannten klinischen Assays benötigt werden, angeordnet sind. Solche
Vorrichtungen 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.
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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 Abstand zwischen den Küvettenöffnungen 72, 73 und 74,
die Anzahl der Küvettenöffnungen 72, 73 und 74 sowie
die Anzahl der Inkremente pro Weiterschaltung werden so gewählt, dass
alle gegebenen Küvettenöffnungen 72, 73 oder 74 nach
einer festen Anzahl inkrementeller Schritte in ihre ursprüngliche
Startposition zurückkehren.
Mehrere Flüssigkeitsansaug-
und -abgabearme 30, 34 und 36 sind nahe
den Reagenzlagerungsbereichen 20, 22 und 24 angeordnet
und werden durch einen programmierten Rechner 13, vorzugsweise
einen auf eine zentrale Recheneinheit (CPU) basierenden Mikroprozessor,
gesteuert, um alle Aktivitäten
des Analysators 10 gemäß der vorprogrammierten
Software-, Firmware- oder Hardware-Befehle oder -schaltungen zu
steuern.
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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 1A sowohl im äußeren Küvettenkarussell 14 als
auch im inneren Karussell 16 ausgebildet zu sehen, wobei
beispielsweise eine translatorisch verschiebbare Roboterklemme 63 verwendet
wird. Herkömmliche
Probenverarbeitungseinrichtungen oder -stationen 17 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 Vermischen 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 Trennung markierter magnetischer Teilchen von freien
Tags oder einer Reagenzflüssigkeit,
in einer Küvette 19 enthalten,
zu sorgen.
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Zu
testende ankommende Probenpräparate werden
von einem Probenröhrchengestelltransportsystem 40 transportiert,
wie in der eigenen, gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der laufenden
Nr. 9/992,917 (WO 03/042048) beschrieben, und können nach dem Ansaugen in Teilprobengefäßanordnungen 102 im Analysator 10 neben
einer Klimakammer 44 gehalten werden, wie in der eigenen,
gleichzeitig anhängigen
Anmeldung mit der laufenden Nr. 09/827,045 (EP-A-1417494) beschrieben.
Präparate sind
in der Regel in Probenbehältern
oder -röhrchen 41 enthalten,
die in Probenröhrchengestellen
gestützt
werden und durch das Lesen von strichcodierten Angaben auf Proberöhrchen 41 unter
Verwendung eines herkömmlichen
Strichcodelesegeräts identifiziert
werden, um wahlweise unter anderem die Identität eines Patienten, die durchzuführenden Tests,
ob eine Teilprobe innerhalb der Klimakammer 44 zurückgehalten
werden soll, und falls ja, für
welche Zeitdauer, zu bestimmen.
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Ein
Probenentnahmearm 46 stützt
eine herkömmliche
Flüssigkeitsprobenentnahmesonde 47 und
ist drehbar angebracht, so dass eine Bewegung des Probenentnahmearms 46 eine
Line beschreibt, die das Probenröhrchentransportsystem 40 und
ein Teilprobengefäßanordnungstransportsystem 100 kreuzt,
das zum Transport von Teilprobengefäßanordnungen 102 von
einer Teilprobengefäßanordnungslagerungs-
und -handhabungseinheit 104 zu einem Paar nahe des Reaktionskarussells 12 angeordneter
herkömmlicher
Proben-/Reagenzansaug- und -abgabearme 50 und 52 ausgeführt ist.
Der Probenentnahmearm 46 kann dahingehend betätigt werden,
in Abhängigkeit
von der Probenmenge, die erforderlich ist, um die benötigten Assays
durchzuführen,
eine Flüssigkeitsprobe
aus den Flüssigkeitsröhrchen 41 anzusaugen
und eine Flüssigkeitsprobe oder
einen Teilprobenteil der Probe in eine oder mehrere von mehreren
Vertiefungen 128 in den Teilprobengefäßanordnungen 102 abzugeben
und zu gewährleisten,
dass eine Teilprobe von dem Analysator 10 in der Klimakammer 44 zurückgehalten
wird. Nach der Abgabe der Probe in Küvetten führt das Teilprobengefäßanordnungstransportsystem 100 die
Teilprobengefäßanordnungen 102 zu
der Teilprobengefäßanordnungslagerungs-
und -handhabungseinheit 104 zurück; ein getrenntes Transportsystem
(das nicht gezeigt wird, aber unter dem Teilprobengefäßanordnungstransportsystem 100 angeordnet
ist) entfernt die Teilprobengefäßanordnungen 102 daraus und
setzt die Anordnungen 102 in der Lagerungskammer 44 ab.
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Es
können
sich verschiedene andere Assayanalysiermittel 70 bei dem äußeren Küvettenkarussell 14 befinden
und sind dafür
ausgelegt, die Extinktion oder Emission von Licht in oder aus Küvetten 15 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, während dessen
das Reaktionskarussell 12 stationär ist. Es sind Antriebsmittel
vorgesehen, um das äußere Reaktionskarussell 12 um
eine Achse zu drehen, wobei die Antriebsmittel in der Regel am Karussell 12 angeordnete
Zahnradzähne
umfassen, die mit Ritzeln kämmen,
welche an der Welle eines Motors angebracht sind. Die Antriebsmittel
können
herkömmlich
ausgeführt
sein und sind nicht dargestellt.
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Der
Analysator 10 wird von dem Rechner 13 auf der
Basis von in einer Maschinensprache geschriebenen 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 beim Fachmann auf dem Gebiet der rechnerbasierten elektromechanischen
Steuerungsprogrammierung breite Anwendung findet.
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Wie
in 6 zu sehen, ist die automatisierte Teilprobengefäßanordnungslagerungs-
und -handhabungseinheit 104 nahe dem Teilprobengefäßanordnungstransportsystem 100 angeordnet
und auf eine im Folgenden beschriebene Weise ausgeführt, so
dass Teilprobengefäßanordnungen 102 automatisch
von einem vertikal translatorisch bewegbaren Aufzug 106 aus
einem beliebigen von drei Teilprobengefäßanordnungsvorratsschächten 105 in
der Teilprobengefäßanordnungslagerungseinheit 104 auf
eines von mehreren Paaren parallel ausgerichteter Teilprobengefäßanordnungsprobenentnahmespuren 107 übertragen
werden können.
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Die
Teilprobengefäßanordnungen 102 sind in
der Teilprobengefäßanordnungslagerungseinheit 104 zwischen
Paaren von Lagerungsspuren 103 mit aufgeweiteten offenen
Enden 101, die sich zum Abführen und Empfangen einer Teilprobengefäßanordnung 102 eignen,
angebracht wie später
in Verbindung mit 9 beschrieben. In
der Darstellung sind zwei Teilprobengefäßanordnungen 102 zwischen
einem Paar Probenentnahmespuren 107 angeordnet. Die Längspositionierung
einer Teilprobengefäßanordnung 102 zwischen
Probenentnahmespuren 107 wird durch einen motorbetriebenen
Transportwagen 110, der in beiden Richtungen innerhalb
eines Paars Probenentnahmespuren 107 beweglich ist, gewährleistet,
wobei der Transportwagen 110 zum Beispiel durch ein Schraubgewinde
oder eine Gelenkkette (nicht gezeigt) mit einem unabhängig betätigbaren Schrittmotor 108 verbunden
ist (siehe 3). Jeder Transportwagen 110 weist
eine nach unten ragende Sperrklinke 112 auf, die zur Befestigung
einer Teilprobengefäßanordnung 102 über ein
später
beschriebenes spielfreies Merkmal ausgeführt ist. Die Enden der Spuren 107 gegenüber den
Motoren 108 sind offen und schließen, wie in 3 zu
sehen, mit einem Satz aufgeweiteter offener Enden 114 ab,
die sich zum Empfang einer Teilprobengefäßanordnung 102 eignen,
wie später
in Verbindung mit 9 beschrieben.
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4 zeigt
mehrere wichtige Merkmale, die bei der Teilprobengefäßanordnung 102 der
vorliegenden Erfindung zu finden sind. Wie hier zu sehen, können mehrere
Teilprobengefäßanordnungen 102 übereinander
eingerastet werden, was als aufeinander ausgerichteter vertikaler
Stapel aus vier Teilprobengefäßanordnungen 102 gezeigt
wird. Jede Teilprobengefäßanordnung 102 umfasst
eine orthogonale Grundplatte 116 mit einem Paar sich nach
oben erstreckender und zueinander paralleler erster und zweiter
Seitenwände 118 und 119,
die sich in Längsrichtung
entlang einem orthogonalen Längsrand 120 der
Grundplatte 116 erstrecken, wobei die Seitenwände 118 und 119 innerhalb
der äußeren Umgrenzung
der Grundplatte 116 positioniert sind und kürzer sind
als der orthogonale Längsrand 120,
so dass ein längerer
Umfangsteil 122 entlang den äußersten Teilen der Grundplatte 116 entlang
dem orthogonalen Längsrand 120 und
ein kürzerer
Umfangsteil 124 entlang den äußersten Teilen der Grundplatte 116 entlang
einem kürzeren
orthogonalen Vorderrand 126 der Grundplatte 116 verbleibt.
Ein kürzerer
orthogonaler Hinterrand 127 der Grundplatte 116 ist
in der Draufsicht der Teilprobengefäßanordnung 102 in 7 zu
sehen. Ein optionaler ausgesparter „Anzeigetafel"-Teil 99 kann
in der ersten oder in der zweiten Seitenwand 118 und 119 ausgebildet
sein, um herkömmliche
strichcodierte Identifizierungsdaten für die Teilprobengefäßanordnung 102 einzurahmen.
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Des
Weiteren ist eine geordnete Anordnung von offenen Vertiefungen 120 auf
der Grundplatte 116 ausgebildet, erstreckt sich davon nach
oben und ist zwischen dem Paar paralleler Seitenwände 118 und 119 eingeschlossen.
Die parallelen Seitenwände 118 sind
durch mehrere gekerbte Seitenflansche 121 an der Anordnung
von offenen Vertiefungen 128 befestigt, wie am besten in 6 zu
sehen, wobei die gekerbten Seitenflansche eine Kerbe 125 aufweisen, die
zum Zusammenfügen
mit einem Fußabschnitt 138 einer
Schiene 136 ausgeführt
ist. Ein Paar paralleler Schienen 136 erstreckt sich über ungefähr die volle
Länge der
orthogonalen Längsränder 120 der Grundplatte 116 und
hängt von
der Unterseite 115 der Grundplatte 116 in der
Nähe der
orthogonalen Längsränder 120 nach
unten.
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Bei
einer beispielhaften Ausführungsform weist
die Grundplatte 116 Abmessungen mit einer Breite von ca.
5 cm und einer Länge
von ca. 7,5 cm auf, die Seitenwände 118 weisen
eine Länge
von ca. 3–4
cm auf, sind entlang dem orthogonalen Längsrand 120 der Grundplatte 116 zentriert
und erstrecken sich um ca. 1,1 cm von der Grundplatte 116 nach
oben. Die Vertiefungen 128 weisen einen Durchmesser con
ca. 0,6 cm auf, erstrecken sich um ca. 2 cm über der Grundplatte 116 und
sind bei der beschriebenen Ausführungsform
in einer Anzahl von ca. 60 vorhanden. In der Regel können die
Teilprobengefäßanordnungen 102 aus
kostengünstigem Kunststoffmaterial
in großen
Mengen unter Verwendung bekannter Kunststoffformvorgänge hergestellt und
können
nach einer einzigen Verwendung entsorgt werden, ohne die Betriebskosten
des Analysators 10 bedeutend zu erhöhen; des Weiteren wird durch
die Verwendung von Wegwerf-Teilprobengefäßanordnungen
die Möglichkeit
einer gegenseitigen Verunreinigung der Proben beseitigt, zu der
es kommt, wenn Teilprobenhalter gewaschen und mit anderen Patientenproben
wiederverwendet werden.
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Die 4 und 5 zeigen,
wie mehrere Teilprobengefäßanordnungen 102 übereinander
gestapelt werden können,
indem die gekerbten Seitenflansche 121 mit den Fußabschnitten 138 paralleler Schienen 136 entlang
den orthogonalen Längsrändern 120 der
Grundplatte 116 zusammengefügt werden. Die gekerbten Seitenflansche 121 enthalten eine
geneigte Führung 123,
die zur Kerbe 125 der gekerbten Seitenflansche 121 führt, so
dass eine zweite Teilprobengefäßanordnung 102 über eine
erste Teilprobengefäßanordnung 102 nach
unten geschoben wird, die parallelen Schienen 136 der zweiten
Teilprobengefäßanordnung 102 nach
unten, leicht nach außen
und dann über
geneigten Führungen 123 gleiten, so
dass die Fußabschnitte 138 der
Schienen 136 in die Kerben 125 einrasten, wodurch
das Paar Teilprobengefäßanordnungen 102 aneinander
befestigt wird. Die Teilprobengefäßanordnungen 102 können auf ähnliche
Weise nach unten über
das Paar von Teilprobengefäßanordnungen 102 geschoben
und darauf eingerastet werden, so dass sich leicht ein Stapel von
mehreren Teilprobengefäßanordnungen 102 herstellen
lässt.
Insbesondere 5 zeigt vier Teilprobengefäßanordnungen 102,
die übereinander zu
einem einzigen Stapel miteinander verrastet sind. Der Zweck des
Einrastmerkmals der Teilprobengefäßanordnung 102 der
vorliegenden Erfindung besteht darin, das Laden mehrerer Teilprobengefäßanordnungen 102 in
die in 2 zu sehenden Teilprobengefäßanordnungslagerungsrutschen 105 der
Gefäßanordnungslagerungs-
und -handhabungseinheit 104 durch einen Bediener zu erleichtern. 6 ist
ein vergrößerter Vorderaufriss,
der zeigt, wie der Fußabschnitt 138 der
Schiene 136 der zweiten Teilprobengefäßanordnung 102 über die
Kerbe 125 eines gekerbten Seitenflansches 121 einer
(in gestrichelten Linien gezeigten) „durchscheinenden" Teilprobengefäßanordnung 102 einrastet
und sie in Eingriff nimmt.
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7 ist
eine Draufsicht der Teilprobengefäßanordnung 102 der
vorliegenden Erfindung, die die räumliche Beziehung zwischen
parallelen ersten und zweiten Seitenwänden 118 und 119 zeigt,
die sich entlang den orthogonalen Längsrändern 120 der Grundplatte 116 in
Längsrichtung
erstrecken. Die geordnete Anordnung von offenen Vertiefungen 128 befindet
sich zwischen dem Paar paralleler Seitenwände 118 und 119,
die durch gekerbte Seitenflansche 121 getrennt sind. Des
Weiteren ist zu sehen, dass der orthogonale Vorderrand 126 und
der orthogonale Hinterrand 127 der Grundplatte 116 parallel
zueinander mit einer spielfreien Kupplung 140 ausgebildet sind,
die im Folgenden beschrieben wird und im mittleren Bereich 141 des
vorderen kürzeren
Umfangsteils 124 zwischen der Anordnung offener Vertiefungen 128 und
dem orthogonalen Vorderrand 126 ausgebildet ist. Wie in 8A besser
zu sehen, weist jede der offenen Vertiefungen 128 eine
zylindrische Form auf, die von einer offenen Oberseite nach unten hängt und
am untersten Ende durch zu einem flachen, kreisförmigen Boden 128B führende konisch geformte
Wände 128W geschlossen
ist. Solche konisch geformten Wände 128W und
solch ein flacher kreisförmiger
Boden 128B haben sich als sehr wirksam zur Minimierung
von in den Vertiefungen 128 verbleibender Flüssigkeit
während
eines Probenansaugvorgangs erwiesen.
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Ein
anderes wichtiges Merkmal der Teilprobengefäßanordnung 102 der
vorliegenden Erfindung ist die spielfreie Kupplung 140,
die im mittleren Bereich 141 des vorderen kürzeren Umfangsteils 124 zwischen
dem kürzeren
orthogonalen Rand 126 und der Anordnung von offenen Vertiefungen 128 ausgebildet
ist. Die Schnittlinie A-A in 7A ist
vergrößert, um
Details der spielfreien Kupplung 140 zu zeigen, die eine Öffnung 143 in der
Grundplatte 116 und ein Paar sich nach unten erstreckender
halbkreisförmiger
Hülsen
umfasst, wobei eine vordere Hülse 145 sich
von dem Vorderteil der Teilprobengefäßanordnung 102 zu
einer allgemein senkrecht zur Grundplatte 116 ausgebildeten
hinteren Hülse 147 schräg nach hinten
neigend ausgebildet ist. Das Paar halbkreisförmiger Hülsen ist in einem Abstand voneinander
angeordnet, so dass die Sperrklinke 112 des Transportwagens 110 so
zwischen die vordere Hülse 145 und
die hintere Hülse 147 eingesetzt
werden kann, dass die nach hinten geneigte vordere Hülse 145 die
Sperrklinke 112 gegen die hintere Hülse 147 vorspannt,
wodurch gewährleistet
wird, dass die Teilprobengefäßanordnung 102 genau
in der Spur 107 positioniert wird, indem zum Beispiel eine
Gelenkkette den Transportwagen 110 an dem Motor 108 befestigt.
Die nach hinten geneigte vordere Hülse 145 stellt der
Teilprobengefäßanordnung 102 dadurch
während
einer wiederholten Anzahl von Bewegungen in beiden Richtungen in
der Spur 107 spielfreie Positionen bereit. Wie später erläutert, wird
die Teilprobengefäßanordnung 102 wiederholt
zu einer einzigen Probenentnahmestelle in der Spur 107 bewegt,
an der mehrere Teilproben der Probe aus den Vertiefungen 128 angesaugt
werden, wobei die Vertiefungen 128 mit einer (nicht gezeigten)
herkömmlichen
Laminatabdeckung abgedichtet sind und durch eine Ansaugnadel durchstochen
werden. Es ist wichtig, dass die Teilprobengefäßanordnung 102 durch
die spielfreie Kupplung 140 genau in der Spur 107 positioniert wird,
so dass während
mehrerer Probenansaugvorgänge
nur ein einziger Ansaugeinstich erfolgt, wodurch Probenverdampfungsverluste
bei anschließender
Lagerung der Teilprobengefäßanordnung 102 minimiert
werden.
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Ein
wichtiges Merkmal der in 7 dargestellten Teilprobengefäßanordnung 102 ist
ein im längeren
Umfangsteil 122 der Grundplatte 116 entlang einem
einzigen orthogonalen Längsrand 120 nahe der
ersten parallelen Seitenwand 118 und in der Mitte zwischen
den vordersten beiden von drei Übertragungszapfen 134 ausgebildeter
Befestigungsfinger 130. Der Befestigungsfinger 130 ragt
vom orthogonalen Längsrand 120 etwas
vor und ist mittels einer im längeren
Umfangsteil 122 zwischen der ersten Seitenwand 118 und
dem orthogonalen Längsrand 120 der
Grundplatte 116 geschnittenen Kerbe 132 vom längeren Umfangsteil 122 getrennt. 8 ist
eine alternative Ausführungsform
der Teilprobengefäßanordnung
der vorliegenden Erfindung, bei der des Weiteren eine Befestigungsausbauchung 130A im längeren Umfangsteil 122 der
Grundplatte 116 ausgebildet ist, die zweckmäßigerweise
in der Mitte zwischen den vordersten beiden von drei Übertragungszapfen 134 angeordnet
sein kann. Die Befestigungsausbauchung 130A ragt von dem
orthogonalen Längsrand 120 etwas
vor und ist mittels einer zwischen der ersten Seitenwand 118 und
dem orthogonalen Längsrand 120 der
Grundplatte 116 in dem längeren Umfangsteil 122 geschnittenen
länglichen Öffnung 132A von
dem längeren
Umfangsteil 122 getrennt. Sowohl der Befestigungsfinger 130 als
auch die Befestigungsausbauchung 130A wirken dahingehend,
die Teilprobengefäßanordnungen 102 sicher im
Anordnungsaufzug 106 festzuhalten.
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Darüber hinaus
sind drei in den 4 und 8A am
besten zu sehende Übertragungszapfen 134 vollständig im
längeren
Umfangsteil 122 zwischen der ersten Seitenwand 118 und
dem orthogonalen Längsrand 120 ausgebildet
und gleichmäßig daran
beabstandet, wobei die Übertragungszapfen 134 eine
massive zylindrische Form aufweisen, die axial auf die Ebene der
Grundplatte 116 ausgerichtet ist, so dass sich ungefähr gleiche
Teile der Übertragungszapfen 134 über und
unter der Grundplattenoberseite 117 und der Grundplattenunterseite 115 der Grundplatte 116 erstrecken.
Die 9A–E
zeigen den Nutzen der drei Übertragungszapfen 134 bei
der Übertragung
einer Teilprobengefäßanordnung 102 aus
dem Inneren eines Anordnungsaufzugs 106 zum Teilprobengefäßanordnungstransportsystem 100,
wo Proben-/Reagenzansaug- und -abgabearme 50 und 62 die
Flüssigkeitsprobe
aus den Probenröhrchen 41 ansaugen
und eine Teilprobe in eine oder mehrere von mehreren Vertiefungen 128 in
den Teilprobengefäßanordnungen 102 geben.
Wie oben beschrieben, können
die auf Lagerungsspuren 103 in Anordnungsaufzügen 106 gestützten Teilprobengefäßanordnungen 102 durch
einen Anordnungsaufzug 106 vertikal in ungefähre Ausrichtung
auf ein Paar von Anordnungsprobenentnahmespuren 107 positioniert
werden, so dass eine Teilprobengefäßanordnung 102 automatisch
und zuverlässig
dazwischen übertragen werden
kann. Die Kosten von genau bearbeiteten Teilen und die Verwendung
von mehreren Sensoren, die ansonsten erforderlich sein können, um
eine genaue Ausrichtung zwischen den Lagerungsspuren 103 und
den Probenentnahmespuren 107 zu gewährleisten, kann durch die drei Übertragungszapfen 134 vermieden
werden, wie in den 9A–E zu sehen.
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9A zeigt
schematisch eine Teilprobengefäßanordnung 102,
die auf den Lagerungsspuren 103 des Gefäßanordnungsaufzugs 106 gestützt wird, bevor
sie davon entfernt und durch die in die spielfreie Kupplung 140 eingesetzte
Sperrklinke 112 in Eingriff genommen wird. (Die Sperrklinke 112 und
die Kupplung 140 werden der Übersicht halber im Rest von 9 nicht gezeigt.) Die Lagerungsspuren 103 und
die Probenentnahmespuren 107 sind in der Darstellung zweckmäßigerweise
nicht aufeinander ausgerichtet, um in den 9B–E die Funktion
der drei Übertragungszapfen 134 zu
zeigen. 9B zeigt, wie die Teilprobengefäßanordnung 102 „nach rechts" und in eine Position
bewegt wird, die sich den nicht ausgerichteten Probenentnahmespuren 107 nähert; es
ist wichtig, dass die Teilprobengefäßanordnung 102 noch
immer von zwei in den Spuren 103 in Eingriff stehenden Übertragungszapfen 134 eingespannt
und gesichert wird.
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9C zeigt
den ersten von drei Übertragungszapfen 134 der
Teilprobengefäßanordnung 102,
wie er nach oben geneigt ist und in die aufgeweiteten offenen Enden 114 der
Probenentnahmespuren 107 eingreift. Da die Teilprobengefäßanordnung 102 von
kreisförmigen Übertragungszapfen 134 gestützt wird,
kann sie sich nach oben oder nach unten neigen, wobei ihr „vorderes
Ende" mit den Probenentnahmespuren 107 und ihr „hinteres
Ende" mit den nicht
ausgerichteten Probeentnahmespuren 107 in Eingriff steht.
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Während die
Sperrklinke 112, wie in 9D zu
sehen, die Teilprobengefäßanordnung 102 weiter nach
rechts zieht, wird der zweite der drei Übertragungszapfen 134 der
Teilprobengefäßanordnung 102 nach
oben geneigt und gelangt ebenso mit den aufgeweiteten offenen Enden 114 der
Probenentnahmespuren 107 in Eingriff. Der Vorgang wird
fortgeführt,
bis die Teilprobengefäßanordnung 102 vollständig in
den Probenentnahmespuren 107 in Eingriff steht. Bei Einsatz
der Teilprobengefäßanordnung 102 der
vorliegenden Erfindung und bei Vorsehen dieser drei Übertragungszapfen 134 ist
es wichtig, die Öffnung
zwischen den Lagerungsspuren 103 und den Probenentnahmespuren 107 so
einzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt während des Übertragungsvorgangs mindestens
zwei der drei Übertragungszapfen 134 vollständig in
den Lagerungsspuren 103 oder den Probenentnahmespuren 107 in
Eingriff stehen, wie in den 9A, 9B, 9D und 9E zu
sehen, oder dass ein einziger Übertragungszapfen 134 sowohl
in den Lagerungsspuren 103 als auch in den Probenentnahmespuren 107 vollständig in Eingriff
steht, 9C.
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Vorteilhafterweise
ermöglichen
die Fußabschnitte 138 und
die Übertragungszapfen 134 beide, dass
die Teilprobengefäßanordnungen 102 in
einer einzigen eindimensionalen linearen Ebene am Analysator transportierbar
sind, um das Erfordernis und die Kosten von zweidirektionalen Handhabungsmitteln zu
eliminieren. Insbesondere sind die Teilprobengefäßanordnungen 102 linear
aus dem Gefäßanordnungsaufzug 106 entfernbar,
indem die Sperrklinke 112 die gekerbten Seitenflansche 121 einer
ersten Teilprobengefäßanordnung 102 nach
außen
außer Eingriff
mit den Fußabschnitten 138 einer
zweiten, oben auf der ersten Teilprobengefäßanordnung 102 gestapelten
Teilprobengefäßanordnung 102 schiebt. Des
Weiteren können
die Teilprobengefäßanordnungen 102 mittels
der Übertragungszapfen 134 linear zwischen
den Lagerungsspuren 103 oder Probenentnahmespuren 107 verschoben
werden, wie in den 9A–9E beschrieben.
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Im
Betrieb des Analysators von 1 entfernt
ein Bediener einfach einen Stapel aus 5 bis 10 Teilprobengefäßanordnungen 102 der
vorliegenden Erfindung, die mittels der gekerbten Seitenflansche 121,
die mit den Fußabschnitten 138 einer
Schiene 136 einer nächstbenachbarten
Teilprobengefäßanordnung 102 in
Eingriff stehen, aneinander befestigt sind, aus einem Versandbehälter und
platziert sie in irgendeinen von drei Teilprobengefäßanordnungsvorratsschächten 105 in
der Teilprobengefäßanordnungslagerungs-
und -handhabungseinheit 104. Der Anordnungsaufzug 106 wird
durch die CPU 13 dahingehend gesteuert, einen vereinzelten
Strom von Teilprobengefäßanordnungen 102 mittels
der mit der Sperrklinke 112 des Transportwagens 110 verbundenen
spielfreien Kupplung 140 automatisch in eines von mehreren
Paaren parallel ausgerichteter Teilprobengefäßanordnungsprobenentnahmespuren 107 zu übertragen,
wie in 9 zu sehen. Jede Teilprobengefäßanordnung 102 wird
von dem Motor 108 zu einer einzigen Probenentnahmestelle
in der Spur 107 bewegt, an der mehrere Teilproben einer
Flüssigkeitsprobe
mittels eines einzigen Ansaugeinstichs in der Laminatabdeckung der
Teilprobengefäßanordnung 102 aus
den Vertiefungen 128 der Teilprobengefäßanordnungen 102 angesaugt
werden. Nachdem durch mehrere Ansaugvorgänge genug Flüssigkeitsproben
entfernt worden sind, um alle von der CPU 13 angeforderten
Assays durchzuführen,
werden die Teilprobengefäßanordnungen 102 zur
Lagerungs- und Handhabungseinheit 104 zurückgeführt und
können
im Analysator 10 in einer Klimakammer 44 in den
Lagerbestand aufgenommen werden.
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Für den Fachmann
liegt auf der Hand, dass mehrere Ausführungsvariationen des Obigen
ausgeführt
werden können
und das Wesen der vorliegenden Erfindung immer noch erreicht wird.
Aus diesen Gründen
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die in der Beschreibung
genau gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern
nur durch die folgenden Ansprüche.