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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Analysator für die klinische
Untersuchung zum Durchführen
von qualitativen und quantitativen Analysen an Proben des lebenden
Körpers,
etwa Blut und Urin. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
einen automatischen Analysator für
die Verwendung mit Reagensgefäßen mit
an Öffnungen
des Gefäßes angebrachten
Verschlüssen,
die zu Beginn der Analyse bei der Verwendung der Reagensgefäße durchstochen
werden.
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2. Beschreibung des Stand
der Technik
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Bei
automatischen Analysatoren werden vor allem zwei Arten von Reagensgefäßen verwendet, das
heißt
ein mit einer Verschlußkappe
versehenes Reagensgefäß, das von
einer Bedienungsperson zu Beginn der Analyse nach Entfernen der
Kappe in den automatischen Analysator eingesetzt wird, und Reagensgefäße mit einem
Verschluß zum
Beispiel aus Kunststoff, der an einer Gefäßöffnung angebracht ist, um ein
Verdampfen und eine Verschlechterung des Reagens zu verhindern,
und der von der Bedienungsperson vor Beginn der Analyse aufgerissen wird.
Bei einer Verwendung der letzteren Art von Reagensgefäß wird im
allgemeinen das Reagensgefäß von der
Bedienungsperson in den automatischen Analysator eingesetzt, nachdem
der Verschluß mit einer
dafür vorgesehenen
Schneidvorrichtung, einem Dorn oder dergleichen aufgerissen wurde.
Es wurden auch bereits verschiedene Verfahren zum automatischen
Durchstechen des Verschlusses durch den Analysator selbst, wenn
sich das Reagensgefäß im Analysator
befindet, vorgeschlagen. Das Patentdokument 1 (JP A 11-183484) beschreibt
ein Verfahren zum Durchstechen eines Verschlusses mit einer Wegwerfspitze,
die am Vorderende eines Reagensentnahmemundstücks (eines Reagensentnahmearms)
angebracht ist und deren vorderes Ende eine Form hat, mit der der
Verschluß durchstochen
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wenn
die Bedienungsperson den Verschluß mit einer dafür vorgesehenen
Schneidvorrichtung, einem Dorn oder ähnlichem aufreißt, muß die Stelle,
an der der Verschluß aufgerissen
wird, so ausgerichtet sein, daß der
Reagensentnahmearm den aufgerissenen Abschnitt des Verschlusses
passiert. Wenn die Größe des aufgerissenen
Abschnitts erhöht
wird, ist für
die Stelle des aufgerissenen Abschnitts keine besonders gute Ausrichtung
erforderlich, die Verschlußfunktion
zur Verhinderung des Verdampfens und einer Verschlechterung des
Reagens ist jedoch vermindert.
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Das
in der JP A 11-183484 beschriebene Verfahren erfordert keine Ausrichtung
der Durchstechposition, da das vordere Ende des Reagensentnahmearms
gleichzeitig auch das vordere Ende der Wegwerfspitze zum Durchstechen
des Verschlusses ist. Da jedoch so wohl die Wegwerfspitze als auch
der Verschluß des
Reagensgefäßes aus
Kunststoff bestehen, kann die Kunststoffspitze Schwierigkeiten beim
Durchstechen des Kunststoffverschlusses haben. Aber auch wenn die
Wegwerfspitze den Verschluß durchstechen
kann, besteht das Risiko, daß das
vordere Ende der Spitze verformt wird und sich die Genauigkeit z.B.
bei der Aufnahme des Reagens verringert. Wenn die Wegwerfspitze
aus Metall gemacht wird, damit die Spitze den Verschluß leichter durchstoßen kann,
steigen die Herstellungskosten dafür an.
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Entsprechend
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatischen Analysator
mit einem einen Verschluß durchstechenden
und ein Reagens aufnehmenden Mechanismus zu schaffen, der mit geringeren
Kosten in der Lage ist, den Verschluß eines Reagensgefäßes sicher
zu durchstechen und bei dem es nicht erforderlich ist, eine Ausrichtung zwischen
einer Verschlußdurchstoßposition
und einer Reagensentnahmeposition vorzunehmen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die vorliegende Erfindung wie im Patentanspruch
1 angegeben ausgestaltet. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
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Es
können
ein oder mehrere Reagensgefäße mit jeweils
einer oder mehreren Öffnungen
angeordnet werden, und der automatische Analysator kann des weiteren
einen Bewegungsmechanismus für
den Reagensentnahmearm aufweisen, um den Reagensentnahmearm auf
einer geraden Linie zu bewegen, längs der sich die Öffnungen
des oder der Reagensgefäße, die
Behälter
und die Reagensabgabeposition der Reaktionszelle befinden.
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Der
Verschluß kann
aus jedem Material sein, das geeignet ist, das Reagens vor der äußeren Atmosphäre sicher
abzuschirmen. Im allgemeinen besteht der Verschluß zum Beispiel
aus Papier, Kunststoff oder einer Metallfolie. Der obige Ausdruck "ein oder mehr Reagensgefäße mit jeweils
einer oder mehr Öffnungen" wird deshalb verwendet,
weil ein Reagensgefäß, das ein
Reagens enthält,
eine Anzahl von Öffnungen
aufweisen kann. Im allgemeinen ist jedoch eine Anzahl von Reagensgefäßen zusammen
als eine Einheit ausgebildet, wobei die einzelnen Reagensgefäße jeweils
eine entsprechende Öffnung haben.
Da das Verschlußdurchstechwerkzeug
wiederholt verwendet wird, besteht vorzugsweise wenigstens der Abschnitt
des Verschlußdurchstechwerkzeugs,
der mit dem Verschluß in
Kontakt kommt, aus einem harten Material wie Metall oder Keramik, so
daß sich
auch nach wiederholtem Gebrauch die Fähigkeit zum Durchstechen des
Verschlusses nicht verringert. Der Kontaktabschnitt des Verschlußdurchstechwerkzeugs,
an dem es mit dem Verschluß in Kontakt
kommt, weist vorzugsweise eine spitze Form auf, die zum Durchstechen
des Verschlusses geeignet ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch die Anordnung des mechanischen Systems eines biochemischen
automatischen Analysators mit der erfindungsgemäßen Reagensgefäßdurchstechfunktion;
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2 einen
Teil der Anordnung eines Reagensentnahmemechanismusses des Analysators
der 1;
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3 die
relativen Positionen und einen Teil der Anordnung eines Durchstechwerkzeuges
und eines Abstreifers des Analysators der 1;
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4 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
der Arbeitsweise beim Ansetzen des Durchstechwerkzeugs des Analysators
der 1;
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5 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Arbeitsweise beim Entfernen des Durchstechwerkzeugs des Analysators
der 1; und
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6A und 6B zeigen
ein Durchstechwerkzeug, das zusätzlich
mit einem Führungsrohr ausgestattet
ist, das auf das Werkzeug aufgesetzt wird und das die Außenseite
entlang gleiten kann.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Anhand
der 1 bis 5 wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Die 1 bis 3 zeigen
schematisch den Aufbau eines Reagensentnahmemechanismusses 1, ein
Reagensgefäß 3 und
einen Abstreifer 2. Diese Komponenten sind so angeordnet,
daß sie
auf einer geraden Linie liegen. Der Reagensentnahmemechanismus 1 saugt
ein Reagens aus dem Reagensgefäß 3,
das sich auf einer Reagensscheibe 4 befindet, befördert das
aufgesaugte Reagens zu der Position einer Reaktionsscheibe 5 und
gibt dann das Ragens in eine Reaktionszelle 9 ab, die eine
zu untersuchende Probe enthält.
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Die 4 zeigt
die Abfolge der aufeinanderfolgenden Schritte beim Aufsetzen eines
Durchstechwerkzeugs 6 und die 5 die Abfolge
der aufeinanderfolgenden Schritte beim Entfernen des Durchstechwerkzeugs 6.
Das Durchstechwerkzeug 6 wird in dem Stadium vor Beginn
der Analyse verwendet, d.h. zu einem Zeitpunkt, wenn eine Bedienungsperson
das Reagensgefäß 3 auf
die Reagensscheibe 4 setzt. Gewöhnlich befindet sich das Durchstechwerkzeug 6 im
Abstreifer 2 und wird dort von zwei Blattfedern 8 (siehe
auch 2) festgehalten. Vor Beginn der Analyse setzt
die Bedienperson durch eine vorgegebene Ladeöffnung eine Anzahl von Reagensgefäßen 3 nacheinander
in die Reagensscheibe 4 ein. Die Reagensgefäße 3 sind
jeweils mit Identifikationsinformationen versehen und werden vom
Analysator durch Auslesen der Identifikationsinformationen registriert,
bevor die Reagensgefäße in die
Reagensscheibe 4 eingesetzt werden. Nach dem Einordnen der
Reagensgefäße 3 bewegt
sich der Reagensentnahmemechanismus 1 aus einer Standby-Position zu der Position
des Abstreifers 2. Dort wird dann, wie in der 4 gezeigt,
das Durchstechwerkzeug 6 an einem Mundstück 7 angebracht.
Das Durchstechwerkzeug 6 weist einen hohlen Innenraum auf,
in den das Mundstück 7 eingesetzt
wird. Wenn das Mundstück 7 in
das Durchstechwerkzeug 6 eingesetzt ist, kommt der Körper 11 des
Mundstücks 7 mit
einem Hebel 10 in Kontakt, der am Durchstechwerkzeug 6 vorgesehen
ist (siehe auch 2). Der Teil des Körpers 11,
der mit dem Hebel 10 in Kontakt kommt, ist so geformt,
daß er
eine abgeschrägte
Fläche
aufweist, so daß der
Hebel 10 längs
der schrä gen
Fläche
geöffnet
wird. Der Körper 11 weist
einen eingeformten Schlitz auf, in den der Hebel 10 einrastet,
wobei der Hebel 10 durch Federkraft im Schlitz des Körpers 11 gehalten
wird. Dadurch wird das Durchstechwerkzeug 6 auf das Mundstück 7 aufgesetzt.
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Daraufhin
bewegt sich der Reagensentnahmemechanismus 1 mit dem auf
das Mundstück 7 aufgesetzten
Durchstechwerkzeug 6 zu der Entnahmeposition an der Reagensscheibe 4.
Dort wird der Reagensentnahmemechanismus 1 vertikal bewegt,
um die Verschlüsse
der Reagensgefäße 3 nacheinander zu
durchstoßen.
Nach dem Durchstoßen
des Verschlusses eines Reagensgefäßes 3 wird die Reagensscheibe 4 gedreht,
und der Reagensentnahmemechanismus 1 beginnt mit dem Durchstoßen des Verschlusses
des nächsten
Reagensgefäßes.
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Wenn
das Durchstoßen
der Verschlüsse
bei allen Reagensgefäßen 3 beendet
ist, bewegt sich der Reagensentnahmemechanismus 1 zu der
Position des Abstreifers 2, wo das Durchstechwerkzeug 6 wie in
der 5 gezeigt entfernt wird. Der Abstreifer 2 weist
in seiner Wandung eine Öffnung
auf, die ein Einsetzen eines Teils des Hebels 10 erlaubt.
Nur eine seitliche Bewegung des Reagensentnahmemechanismusses 1 löst daher
den Hebel 10 des Durchstechwerkzeugs 6 nicht vom
Körper 11 des
Mundstücks 9.
Wenn sich jedoch der Reagensentnahmemechanismus 1 nach
oben bewegt, kommt der untere Teil des Hebels 10 mit dem
oberen Rand der Öffnung
in der Abstreiferwand in Kontakt, wodurch sich der Hebel 10 zu öffnen beginnt.
Nach dem vollen Öffnen
des Hebels 10 kommt der Hebel 10 vom Mundstückkörper 11 frei,
und das Durchstechwerkzeug 6 wird vom Mundstückkörper 11 entfernt.
Das entfernte Durchstechwerkzeug 6 wird nach unten bewegt,
wobei es von den Blattfedern 8 geführt wird, und kehrt so in die
ursprünglich
vorgegebene Ausgangsposition zurück.
Der Abstreifer 2 weist eine Hebelführung auf, die verhindert,
daß sich
das Durchstechwerkzeug 6 nicht in der ursprünglich vorgegebenen
Ausgangsposition befindet, wenn es dorthin zurückgegeben wird.
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Der
Reagensentnahmemechanismus 1, von dem das Durchstechwerkzeug 6 entfernt
wurde, bewegt sich dann in die Standby-Position, in der es auf den
nächsten
Arbeitsschritt wartet.
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Die 6A und 6B zeigen
eine andere Ausführungsform
gemäß Patentanspruch
8. In dieser Ausführungsform
ist auf das Durchstechwerkzeug 6 zusätzlich ein gleitendes Führungsrohr 12 aufgesetzt.
Das Führungsrohr 12 wird
von einer Feder 13 nach unten vorgespannt und damit in
einem Pufferzustand gehalten. Seitens des Reagensgefäßes ist ein
Kunststoffverschluß mit
einer konischen Vertiefung 14 an einer Öffnung des Gefäßes angebracht.
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Die 6A zeigt
den Zustand während
der Abwärtsbewegung
des Durchstechwerkzeugs 6. Die 6B zeigt
einen Zustand, in dem das Durchstechwerkzeug 6 weiter nach
unten bewegt wurde und das Führungsrohr 12 mit
der konischen Vertiefung 14 in Eingriff steht. Bei dem
Zustand der 6B ist das Führungsrohr 12 gestoppt,
und das Durchstechwerkzeug 6 wird gegen eine Federwirkung,
d.h. unter Zusammendrücken
der Feder 13, nach unten gedrückt. Der Durchstechvorgang
wird dann durch die spitze Nadel des Durchstechwerkzeugs 6 abgeschlossen. Wenn
ein Reagensgefäß mit einem
Verschluß mit
einer solchen konischen Vertiefung 14 verwendet wird, ist
es sehr wichtig, die spitze Nadel und das Reagensgefäß genau
aufeinander auszurichten. Ohne das Führungsrohr 12 kann
die spitze Nadel in die geneigte Fläche der Vertiefung 14 stechen
anstatt in die Mitte der konischen Vertiefung 14, d.h.
in den mittigen untersten Abschnitt davon, wenn die spitze Nadel
und das Reagensgefäß gegeneinander
verschoben sind. Wenn auf diese Weise in der geneigten Fläche der
Vertiefung 14 ein Loch entsteht, ergeben sich die folgenden
Schwierigkeiten. Wenn bei dem Schritt der Entnahme des Reagens das
Entnahmemundstück 7 auch
nur leicht aus der Mitte der konischen Vertiefung 14 verschoben
ist, bewegt sich das Mundstück
nach unten und gleitet dabei an der geneigten Fläche entlang, bis es auf den
mittigen untersten Abschnitt der konischen Vertiefung 14 (nun
ohne Loch) trifft, wodurch das Mundstück gebogen wird. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
können
durch das Vorsehen des Führungsrohrs 12,
wie es in der 6 gezeigt ist, die spitze
Nadel und das Reagensgefäß genau
aufeinander ausgerichtet werden, auch wenn sie gegeneinander etwas
verschoben sind. Im Ergebnis wird das Loch immer in der Mitte der
konischen Vertiefung 14 gebildet.
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Erfindungsgemäß wird bei
dem automatischen Analysator bei der Verwendung eines Reagensgefäßes mit
einem Verschluß das
Durchstechwerkzeug 6 zum Durchstechen des Verschlusses des
Reagensgefäßes 3 auf
das Reagensentnahmemundstück 7 des
Reagensentnahmemechanismusses 1 aufgesetzt und dann der
Vorgang des Durchstechens des Verschlusses des Reagensgefäßes auf der
Reagensscheibe 4 durchgeführt. Es wird so ein sehr zuverlässiger,
nicht teurer und kleiner automatischer Analysator geschaffen, bei
dem kein zusätzlicher
Raum für
das Durchstechen des Verschlusses erforderlich ist, wobei eine Abweichung
zwischen der Position des Durchstoßungsloches und der Position des
Mundstücks 7 verhindert
wird.