DE68903803T2

DE68903803T2 - Minilabor zur durchfuehrung biologischer analysen mittels einer chemischen blutprobenreaktion.

Info

Publication number: DE68903803T2
Application number: DE8989113560T
Authority: DE
Inventors: Jean Guigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2009-07-25
Also published as: JPH0288970A; FR2634893A1; GR3007117T3; EP0352690B1; CN1015667B; ATE83320T1; DE68903803D1; ES2037347T3; EP0352690A1; US5077013A; FR2634893B1; CN1039900A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kleinlabor für die Durchführung von biologischen Analysen einer Blutprobe mittels chemischer Reaktion.
Im französischen Patent FR-A-85 18954 vom 20. Dezember 1985 hat der Anmelder ein Verfahren beschrieben, das es ermöglicht, eine vorbestimmte Menge Serum von einer Blutprobe zu Analysezwecken abzugeben. Dieses Verfahren verwendet im wesentlichen rechteckige Kartuschen, die einer gewissen Anzahl von Drehungen um sich selbst und einer gewissen Anzahl von Zentrifugiervorgängen unterworfen werden, wobei es möglich ist, einige Mikroliter Blut zu behandeln und ein kalibriertes Serumvolumen oder mehrere zu extrahieren. Dieses Serum soll dann analysiert werden, und zwar in einer der Vorrichtungen, die insbesondere in den französischen Patenten FR-A-84 16 448 vom 26. Oktober 1984, FR-A-84 19 719 vom 21. Dezember 1984, FR-A-85 04 476 vom 26. März 1985 und FR-A-85 04 477 vom 26. März 1985 beschrieben sind. In all den oben erwähnten Fällen erfordert das Verfahren die Übertragung von Serum in eine Behandlungsvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteil zu vermeiden und ein tragbares Kleinlabor anzugeben, das es einem Arzt ermöglicht, eine Analyse ausgehend von einer Blutprobe unter optimalen Bedingungen durchzuführen, was die Einfachheit und Schnelligkeit betrifft.
Die vorliegende Erfindung hat ein Kleinlabor für die Durchführung biologischer Analysen einer Blutprobe durch chemische Reaktion zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es auf einem Block, der mechanische und elektronische Organe enthält, zwei koaxiale Plateaus aufweist, nämlich - ein oberes Plateau, auch Vorbereitungsplateau genannt, das radiale Behälter zur Aufnahme von Vorbereitungskartuschen besitzt, die dazu bestimmt sind, mindestens eine geeichte Serumdosis einer Blutprobe abzugeben, wobei die Behälter um ihr Zentrum gedreht werden können,
- ein unteres Plateau, auch Analyseplateau genannt, das in einem Ringbereich sektorförmige Vertiefungen zur Aufnahme von Analysekartuschen besitzt, wobei jede dieser Kartuschen mit einem Deckel verschlossen ist, der eine zerbrechbare Membran besitzt und im Inneren ein Fach zum Empfang von Flüssigkeit aufweist, das durch eine zerbrechbare Wand gegen ein peripheres Reaktionsfach abgetrennt ist, wobei letzteres am Rand eine Vielzahl von senkrechten feste Reagentien enthaltenden Reagenzgläschen trägt und wobei das untere Plateau einen geringfügig größeren Durchmesser als das obere Plateau besitzt, um die peripheren Reagenzgläschen frei sichtbar zu lassen, wobei das Kleinlabor weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß sich in dem Block befinden
- Mittel, um die beiden Plateaus, solange sie voneinander einen Abstand aufweisen, getrennt um eine gemeinsame Achse in eine langsame oder eine Zentrifugierdrehung zu versetzen,
- Mittel, um das obere Plateau in eine untere Stellung auf dem unteren Plateau zu bringen, wobei das obere Plateau mit Durchstoßorganen in Höhe der zerbrechbaren Membrane versehen ist, so daß eine Verbindung zwischen den Vorbereitungskartuschen und den Fächern zum Empfang von Flüssigkeit in den Analysekartuschen hergestellt werden kann,
- Mittel zum Antrieb der miteinander in Drehrichtung gekoppelten Plateaus um ihre gemeinsame Achse,
- Mittel, die die zerbrechbare Wand zerbrechen können,
- einen Lesemodul zum Lesen der Analyseergebnisse auf optischem Weg, wobei dieser Modul in Höhe der Umlaufstrecke der Reagenzgläschen liegt,
- einen programmierten Kleinrechner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das obere Plateau drei Vorbereitungskartuschen, die je zwei kalibrierte Serumsdosen abgeben können, während das untere Plateau sechs Analysekartuschen besitzt, von denen die drei ersten zur Analyse der ersten Dosis und die drei zweiten zur Analyse der zweiten Dosis bestimmt sind. Jede Analysekartusche enthält beispielsweise etwa zehn Reagenzgläschen; sie wird dicht mit einem Verdünnungsmittel gelagert, das in das Abteil zur Aufnahme von Flüssigkeit eingeschlossen ist.
Vorzugsweise besitzt die Vorbereitungskartusche ein mit einem Deckel verschlossenes Gehäuse enthält, die beide aus durchscheinendem Kunststoffmaterial bestehen, wobei das Gehäuse eine erste und eine zweite seitliche Stirnfläche, eine erste und eine zweite Längsseite aufweist und folgendermaßen in Fächer unterteilt ist:
- entlang der ersten Längsseite und ausgehend von der ersten Stirnfläche befindet sich ein Fach zum Empfang einer Blutprobe, gefolgt von einem Ausgangskanal, in den eine Serumspeicherzelle und eine Speicherzelle für rote Blutkörperchen münden,
- entlang der zweiten Längsseite und ausgehend von der ersten Stirnfläche befindet sich eine Meßzelle, die über ein Kapillarrohr einerseits an eine zentrale Serumsentfernungszelle, die eine Ausgangsöffnung im Boden des Gehäuses besitzt, und andererseits an einen Überlaufkanal angeschlossen ist, der in die Serumspeicherzelle und dann in ein Überlauffach mündet, wobei das dem Kapillarrohr entfernte Ende der Meßzelle über eine Kapillarleitung an Überlaufzellen angeschlossen ist, die ebenfalls in den Überlaufkanal münden. Die Kartusche kann außerdem entlang der zweiten Längsseite und am Ausgang der Überlaufzellen entfernt vom Ausgang, der mit der Meßzelle in Verbindung steht, einen Längskanal besitzen, der in ein Serumlagerfach mündet, das sich in Höhe der zweiten Stirnfläche befindet.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die nicht beschränkend zu verstehen sind.
Figur 1 zeigt sehr schematisch in Perspektive ein Kleinlabor gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt in Explosionsperspektive eine Vorbereitungskartusche des Labors aus Figur 1.
Die Figuren 3A und 3B zeigen schematisch von oben das Vorbereitungsplateau mit seinen Kartuschen in der Position A bzw. Position B.
Figur 4 zeigt schematisch von oben das Analyseplateau des Labors aus Figur 1.
Figur 5 zeigt schematisch in Explosionsperspektive eine Analysekartusche, die auf dem Analyseplateau der Figur 4 angeordnet ist.
Figur 6 zeigt in vergrößertem Maßstab und im Schnitt eine Vorbereitungskartusche im Zusammenwirken mit einer Analysekartusche in dem Augenblick, in dem die beiden sie tragenden Plateaus sich einander annähern.
Figur 7 zeigt schematisch und im Teilschnitt Mittel zum mechanischen Antrieb der Plateaus.
Figur 8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII in Figur 7.
Figur 9 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IX-IX aus Figur 7.
Figur 10 zeigt schematisch von vorne das Labor aus Figur 1, wobei das obere Plateau angehoben ist.
Figur 11 zeigt schematisch und partiell die Vorrichtung zum Antrieb des oberen Plateaus aus Figur 10.
Figur 12 zeigt schematisch von vorne das Labor aus Figur 1 mit dem oberen Plateau in der unteren Stellung.
Figur 13 zeigt schematisch und partiell die Vorrichtung zum Antrieb des oberen Plateaus aus Figur 12.
Die Figuren 14 bis 21 zeigen die verschiedenen Betriebsphasen einer Vorbereitungskartusche bei der Abgabe einer ersten Serumsdosis.
Die Figuren 22 bis 26 zeigen die verschiedenen Betriebsphasen einer Analysekartusche.
Die Figuren 27 bis 30 zeigen die verschiedenen Betriebsphasen einer Vorbereitungskartusche für die Abgabe einer zweiten Serumdosis.
In Figur 1 ist sehr schematisch ein Kleinlabor 1 gemäß der Erfindung praktisch in natürlicher Größe dargestellt. Es enthält auf einem parallelepipedischen Block 2, der die mechanischen Antriebsmittel und die Elektronik umschließt, zwei kreisförmige Plateaus 3 und 4, die übereinander angeordnet sind und um ihre gemeinsame Achse 10 gedreht werden können. Das obere Plateau 3 oder Vorbereitungsplateau enthält drei radiale Behälter 5, 6, 7 in Form parallelepipedischer Gehäuse ohne Deckel, die um eine gemeinsame Achse 15, 16, 17 gedreht werden können. Diese drei Behälter können sich also in der in Figur 1 dargestellten Position und in der Position befinden, die sich daraus durch Drehung um 180º um die Achsen 15 bzw. 16 bzw. 17 ableiten läßt.
Jeder Behälter kann eine Vorbereitungskartusche 60 gemäß dem obenerwähnten französischen Patent FR-A 85 18 954 aufnehmen, die in Figur 2 zu sehen ist und deren Funktion erläutert wird. Wie weiter unten im einzelnen dargelegt, kann sich das Vorbereitungsplateau 3 in einer tiefen Lage, wie in Figur 1 dargestellt, auf dem unteren Plateau 4 befinden (siehe Figur 12), oder aber in einer hohen Stellung wie in Figur 10 gezeigt, wo dieses Plateau vom Plateau 4 abgehoben ist.
In der hohen Position kann das Plateau 3 um seine Achse 10 unabhängig vom Plateau 4 gedreht werden, während die beiden Plateaus in der tiefen Stellung miteinander gekoppelt sind und gemeinsam um die Achse 10 drehen.
Das Plateau 4 oder Analysenplateau, das im einzelnen in Figur 4 zu sehen ist, enthält sechs Analysekartuschen 40, die dazu bestimmt sind, das von den Vorbereitungskartuschen 60 kommende Serum für chemische Analysen zu empfangen. Diese Kartuschen 40 sowie die Art, wie sie mit den Vorbereitungskartuschen 60 in Verbindung treten, werden weiter unten im einzelnen beschrieben.
Das Kleinlabor 1 enthält weiter (siehe Figur 1) einen Analysenlesemodul 8, der in Höhe der Bahn der Peripherie des Analyseplateaus 4 angeordnet ist, und einen Antriebsmodul 9, der die Behälter 5, 6, 7 um ihre Achsen zu drehen vermag.
Figur 2 zeigt in Explosionsperspektive eine Vorbereitungskartusche 60, die nacheinander zwei kalibrierte Serumdosen abgeben kann. Sie besteht völlig aus durchscheinendem Kunststoffmaterial.
Die Kartusche besteht aus einem Gehäuse mit einem Deckel 68 und besitzt eine Öffnung 94 für das Einführen der Blutprobe sowie eine Entlüftungsöffnung 93. Die seitlichen Endflächen sind mit 61 und 63 und die Längsseiten mit 65 und 67 bezeichnet.
Wie in Figur 3A zu sehen, befindet sich jede Vorbereitungskartusche 60 in der radialen Position A, wenn ihre seitliche Endfläche 61 sich in der Nähe der Achse 10 befindet. In Figur 3B ist jede Vorbereitungskartusche 60 in der radialen Position B dargestellt, in der die seitliche Endfläche 61 sich an der Peripherie des Plateaus 3 befindet. Der Pfeil 11 gibt die Drehrichtung um die Achse 10 an.
In Figur 2 sieht man weiter, daß das Gehäuse entlang der Längsseite 67 ein Fach 70 zum Empfang von Blut, einen Ausgangskanal 71, in den eine Zelle 72 zur Speicherung von Serum 72 mündet und schließlich eine Zelle 73 zur Speicherung von roten Blutkörperchen besitzt.
Das Fach 70 weist eine zusätzliche Querwand 62 auf, die dieses Fach teilweise aufteilt und ein Endfach 64 definiert.
Eine kleine Kugel 74 aus mit Ballast versehenem Kunststoffmaterial, die zwei Sperrstiften 75 und 76 zugeordnet ist, befindet sich in der Nähe der Öffnung des Kanals 71 in die Zelle 73.
Die Serumspeicherzelle 72 ist einerseits über eine Kapillarröhre 77 mit einer Meßzelle 78 eines geeichten Volumens und andererseits über einen Überlaufkanal 84 mit einem Überlauffach 80 verbunden.
Gegenüber der Serumspeicherzelle 72 ist die Meßzelle 78 auf derselben Seite wie das Empfangsfach 70 angeordnet, und das Überlauffach 80 ist auf derselben Seite wie die Zelle 73 zur Speicherung der roten Blutkörperchen angeordnet.
Die Meßzelle 78 ist einerseits über eine Kapillarleitung 79 mit Serum-Überlaufzellen 82 und 83 und andererseits über das Kapillarrohr 77 mit einer zentralen Serumabfuhrzelle 90 verbunden, die über eine Ausgangsöffnung 91 im Boden der Vorbereitungskartusche 60 nach außen mündet.
Jede Öffnung 91 befindet sich gegenüber einer Öffnung 12, 13, 14, die in der Mitte des Bodens des zugeordneten Behälters 5, 6, 7 angebracht ist (siehe Figur 1).
Man erkennt weiter aus Figur 6 im vergrößerten Maßstab die Zuordnung des Plateaus 3, des Behälters 7 mit seiner Öffnung 14 und der Vorbereitungskartusche 60 mit ihrer Öffnung 91. Das Plateau 3 besitzt in dieser Höhe eine Öffnung 18, die in ihrem unteren Bereich ein Perforierorgan 19 trägt, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.
Entlang der Längsseite 65 der Kartusche 60 (siehe Figur 2) sind ausgehend von der Seite 61 eine Überlaufzelle 83, eine Leitung 96 und ein Serumspeicherfach 95 angeordnet, dessen Funktion weiter unten erläutert wird. Eine Schikane 97 befindet sich in der Leitung 96 in Höhe des Eingangs der Überlaufzelle 83.
Wie aus Figur 4 zu ersehen, besitzt das untere Plateau oder Analyesenplateau 4 sechs Fächer 41 in Form eines Ringsektors, die zur Aufnahme je einer Analysekartusche 40 gleicher Form bestimmt sind. Diese sechs Kartuschen sind abwechselnd in zwei Serien zusammengefaßt: drei Kartuschen tragen das Bezugszeichen 40 und die drei anderen das Bezugszeichen 40'.
Die drei ersteren werden ausgehend von einer ersten Serumdosis betrieben, die von den drei auf dem Plateau 3 installierten Vorbereitungskartuschen 60 geliefert wird, während die drei zweiten Kartuschen ausgehend von einer zweiten Serumdosis betrieben werden, die danach von denselben Vorbereitungskartuschen 60 geliefert wird, wobei dann das obere Plateau 3 um 60º bezüglich seiner ersten Position gegenüber dem unteren Plateau verdreht ist.
Wie man aus Figur 5 erkennt, enthält jede Analysenkartusche 40 aus durchscheinendem Kunststoff ein mit einem Deckel 43 verschlossenes Gehäuse 42 mit einer Öffnung 44, die durch eine zerbrechbare Membran 45 verschlossen ist. Diese zerbrechbare Membran ist dazu bestimmt, koaxial zur Achse 17 und den Öffnungen 14, 91 und 18 des oberen Plateaus (Figur 6) zu liegen und insbesondere gegenüber dem Durchstoßorgan 19.
Das Gehäuse 42 besitzt ein Fach 46 in der Nähe der Achse 10, das Flüssigkeits-Empfangsfach 46 genannt wird und ursprünglich ein Verdünnungsmittel enthält; die im Fach 46 ausgebildete Zone 55 liegt gegenüber der zerbrechbaren Membran 45. Das Fach 46 wird durch eine Wand 47 gegen ein peripheres Verteilfach 48 abgetrennt, an dessen Rand sich zehn senkrechte Reagenzgläschen 56 befinden. Diese Reagenzgläschen 56 enthalten vorzugsweise trockene Reaktionsstoffe 58. Die Wand 47 besitzt eine zerbrechbare mittlere Zone 49, die es erlaubt, die beiden Fächer 46 und 48 während der Lagerung voneinander zu isolieren.
Wenn die Plateaus 3 und 4 direkt übereinander angebracht werden (Richtung F1 in Figur 6), dann kann ein nicht dargestellter und von einem Elektromagneten betätigter Hammer durch eine Öffnung 4a in dem Plateau 4 (Kraft F2) unterhalb der Kartusche 60 aufschlagen, um die zerbrechbare Zone 49 zu zerstören.
Die Figuren 7 bis 13 zeigen schematisch die mechanischen Elemente, die in dem die Plateaus 3 und 4 tragenden Block angeordnet sind und den Antrieb der Plateaus bewirken.
Man sieht in Figur 7 das obere Plateau 3 und das untere Plateau 4 mit ihrer gemeinsamen Drehachse 10 in einer Stellung, in der sie nicht miteinander gekoppelt sind. Ein Gleichstrommotor 20, dem ein die Steuerung aller Drehungen der Plateaus bewirkender Winkelkodierer zugeordnet ist, befindet sich in dem Block 2. Dieser Motor ist mit einem Übertragungssystem gekoppelt, das einen gezahnten Treibriemen 21 und ein an einer Nabe 23 des Plateaus 4 befestigtes Rad 22 enthält. Verschiedene Lager tragen das Bezugszeichen 24. In der Stellung der Figur 7 besitzen die beiden Plateaus 3 und 4 einen gegenseitigen Abstand. Anders ausgedrückt, befindet sich das Plateau 3 in der hohen Stellung und der Motor 20 kann nur das Plateau 4 antreiben.
Die Welle 25, die mit dem Plateau 3 verbunden ist, ist in ihrem unteren Bereich über eine Rückstellfeder 31 am Block 2 befestigt. Eine Kupplung 26, die auch in Figur 9 gezeigt ist, ist mit der Welle 25 über einen Finger 27 in Drehrichtung verbunden. Diese Kupplung besitzt eine kreisförmige Rinne 28, die mit einem Hebel 29 zusammenwirkt. Dieser Hebel kann durch einen Elektromagnet 30 in eine von zwei Stellungen gebracht werden.
Wenn der Hebel 29 von der in Figur 7 gezeigten Lage in die hohe Lage übergeht, dann wirken zwei mit Zähnen versehene Stirnflächen 131 an der Nabe 23 bzw. der Kupplung 26 zusammen, und die beiden Plateaus 3 und 4, die immer noch voneinander einen Abstand aufweisen, werden gemeinsam vom Motor 20 angetrieben. Diese Situation geht klarer aus den zugeordneten Figuren 10 und 11 hervor.
Um das Plateau 3 in die tiefe Stellung zu bringen, die in Figur 12 zu sehen ist, drückt man auf einen mit der Welle 25 über einen in den Figuren 7 und 8 sichtbaren Finger 33 nach unten. Dieser Finger rastet dann in einer Öffnung 34 in der Nabe 23 ein, während ein senkrechter Stift 35 in ein zu diesem Zweck in dem Plateau 3 vorgesehenes Loch 36 eingreift. Man kommt somit zur in Figur 13 dargestellten Lage.
Die beiden Plateaus 3 und 4 sind sehr genau zueinander ausgerichtet und können gemeinsam drehen.
Sobald man auf den Bolzen 32 (siehe Figur 6) drückt, durchdringen die drei Stoßorgane 19, die zum Plateau 3 gehören, die zerbrechbaren Membrane 45 der Kartuschen 40, so daß diese mit den Vorbereitungskartuschen 60 in Verbindung treten.
Nachfolgend werden die Verwendungsphasen des erfindungsgemäßen Kleinlabors beschrieben.
Drei Analysekartuschen 40 werden in den Vertiefungen 41 des Plateaus 4 angebracht. Drei Vorbereitungskartuschen werden in der Stellung A, wie in Figur 3A gezeigt, in das Plateau 3 eingesetzt, das sich in der hohen Stellung befindet.
Zuerst wendet man sich der Kartusche 60 zu, die in Figur 14 zu sehen ist, und in die der Arzt mit Hilfe einer Pipette eine Blutprobe 50 eingebracht hat.
In Figur 15 ist zu sehen, wie die Drehung des Plateaus 3 gemäß dem Pfeil 11 begonnen hat und die Zentrifugalkraft (Pfeil 54) das Fach 70 durch den Kanal 71 in die Serumspeicherzelle 72, die Zelle 73, den Überlaufkanal 84 und das Überlauffach 80 entleert. Figur 16 zeigt den Zustand der Kartusche 60 in diesem Augenblick. Bei weiterer Drehung (Figur 17) gelangt man zu einem Absetzen und einer Akkumulation von roten Blutkörperchen 51 in der Speicherzelle 73 und dem Überlauffach 80. Serum 52 befindet sich in der Zelle 72, dem Kanal 73 und dem Überlauffach 80.
Die Kartusche 60 wird dann in die Stellung B gebracht (Figur 3B). Die Zentrifugalkraft gemäß Pfeil 54 führt nun zur Entleerung der Zelle 72 über das Kapillarrohr 77 (Figur 18). Das Serum füllt zuerst die Meßzelle 78 und dann die Überlaufzellen 82 und 83. Man gelangt somit zur Situation gemäß Figur 19.
Gleichzeitig sind einige rote Blutkörperchen, die in der Zelle 73 vorhanden waren, trotz des Verschlusses des Kanals 71 durch die Kugel 74 in das Fach 70 und das Fach 64 gelangt.
Die Kartusche 60 wird dann in die Stellung A (Figur 3A) gebracht und man drückt auf den Bolzen 32, um das Plateau 3 in die tiefe Stellung zu bringen. Damit ergibt sich eine Verbindung der Entleerungszelle 90 der Zelle 60 mit dem Fach 46 zum Empfang von Flüssigkeit in der entsprechenden Analysekartusche 40 (siehe Figur 6). Aufgrund der Zentrifugalkraft (Pfeil 54) ergibt sich in diesem Augenblick der Übergang einer geeichten Serumsmenge 52 von der geeichten Zelle 78 in die Entleerungszelle 90 über das Kapillarrohr 77 (Figur 20). Diese geeichte Menge wird über die Ausgangsöffnung 91 (Figur 21) in die Kartusche 40 entleert. Zugleich gelangt der Überschuß an Serum in den Überlaufzellen durch die Leitung 96 in ein Serumslagerfach 95. Die roten Blutkörperchen ihrerseits werden in der Zelle 73, dem Überlauffach 80 und dem Fach 64 gespeichert.
In der Kartusche 40 (siehe Figur 22), die ursprünglich in ihrem Fach 46 zum Empfang von Flüssigkeit ein Verdünnungsmittel 57 enthielt, entspricht die Situation dann der der Figur 23, in der das Serum 52 dazukommt.
In diesem Augenblick schütteln plötzliche und wiederholte Richtungsumkehrungen gemäß den Pfeilen 11 und 11' in den Figuren 24 und 25 die in dem Fach 46 enthaltene Mischung 100. Dadurch ergibt sich eine Homogenisierung der Mischung 100.
Nun zerstört man die zerbrechbare Zone 49 mit Hilfe eines Hammerschlags in Richtung F2 in Figur 6. Dann wird vorzugsweise das Plateau 3 vom Plateau 4 gelöst und nur letzteres weiter in Drehung versetzt (siehe die Situation gemäß Figur 7).
Durch die Zerstörung der Zone 49 ergibt sich eine Verbindung zwischen den Fächern 46 und 48, und eine neue Zentrifugierung läßt die Mischung 100 zu den verschiedenen Reagentien 58 in den Reagenzgläschen 56 gelangen (siehe Figur 26).
Nach einer Zeit, die durch die Art der Reagentien bestimmt wird, definiert der Lesemodul 8 (siehe Figur 1) die Art der Reaktion.
Die Kartuschen 60 enthalten jedoch noch eine Serumreserve und können noch eine zweite geeichte Dosis abgeben, die in den Reagenzkartuschen 40' analysiert wird. Zur Abgabe dieser zweiten Dosis bringt man die Kartusche 60 in die Lage B (Figur 3B). Das Serum 52 gelangt dann vom Fach 95 in die Leitung 96 und füllt die Zelle 82 und die Meßzelle 78. Die Schikane 97 verhindert das vorzeitige Eindringen von Serum in die Zelle 83 (Figur 27). Figur 8 zeigt das Ende dieser Phase.
Schließlich bringt man die Kartusche nochmals in die Lage A. Man läßt das Plateau 4 drehen, so daß die Kartuschen 40' in Flucht zu den Kartuschen 60 gelangen, worauf man den Bolzen 32 niederdrückt. Es ergibt sich somit dieselbe Situation wie die anhand der Figuren 20 und 21 beschriebene. Es gibt eine Entleerungsphase, die in den Figuren 29 und 30 gezeigt ist. Schließlich beginnt man erneut mit den in den Figuren 22 bis 26 gezeigten Operationen betreffend die Kartuschen 40'.
Abgesehen vom Eindringen der Kartuschen und dem Absenken des oberen Plateaus wird der ganze Betrieb von einem Rechner gesteuert, der ebenfalls kleine Abmessungen besitzen kann. Die aus dem Lesemodul kommenden Ergebnisse werden auf einem kleinen Drucker ausgedruckt.
Beispielsweise messen die beiden die Kartuschen tragenden Plateaus 18 cm x 18 cm auf 5 cm Höhe. Jede Kartusche 40 enthält zehn Reagenzgläschen.
Dieses Kleinlabor kann gleichzeitig drei Blutproben analysieren und jede Blutprobe zwei Serien von zehn Tests unterwerfen. Man kann auch vierzig Tests an einer Blutprobe und zwanzig an einer anderen oder sogar sechzig Tests an einer einzigen Blutprobe durchführen.
Das soeben beschriebene Kleinlabor besitzt insbesondere die folgenden Vorzüge:
- einfache Betätigung,
- Anpassungsfähigkeit in der Benutzung,
- schnelle Ergebnisse,
- Transportierbarkeit
- Wirtschaftlichkeit.
Zur einfachen Bedienbarkeit: Es genügt, wenn die Person die den gewünschten Tests entsprechenden Kartuschen auf das Gerät legt, die zu analysierende Flüssigkeit einführt, das Gerät in Betrieb setzt und das Papier abreißt, auf dem die Ergebnisse ausgedruckt sind; wenn die Analysen beendet sind, entnimmt sie die gebrauchten Kartuschen.
Zur Anpassungsfähigkeit in der Benutzung: Da jede Kartusche zehn Gläschen trägt, bietet sich dem Konstrukteur eine große Vielfalt der Wahl, um die gewünschten Testbatterien zusammenzustellen.
Zur Schnelligkeit im Erhalt von Ergebnissen: Die mittlere Zeitdauer für die Erarbeitung der Ergebnisse der gleichzeitig durchgeführten Analysen (für drei, zwei oder eine einzige Probe) beträgt weniger als zehn Minuten, von denen zwei für die Durchführung der Reaktionen gebraucht werden.
Zur Transportfähigkeit: Der Koffer mit dem Gerät und einem Vorrat an Kartuschen wiegt nicht mehr als einige Kilo.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Das Ausführungs beispiel bezieht sich auf eine Blutprobe, aber das Kleinlabor kann auch eine Probe von Milch oder einer anderen Emulsion oder Suspension untersuchen.
Die Vorbereitungskartusche kann auch so ausgebildet sein, daß sie nur eine einzige Plasmaprobe abgibt.

Claims

1. Kleinlabor (1) zur Durchführung biologischer Analysen durch chemische Reaktion ausgehend von einer Blutprobe, dadurch gekennzeichnet, daß es auf einem Block (2), der mechanische und elektronische Organe enthält, zwei koaxiale Plateaus aufweist, nämlich

- ein oberes Plateau (3), auch Vorbereitungsplateau genannt, das radiale Behälter (5, 6, 7) zur Aufnahme von Vorbereitungs kartuschen (60) besitzt, die dazu bestimmt sind, mindestens eine geeichte Serumdosis einer Blutprobe abzugeben, wobei die Behälter in der Lage sind, um ihr Zentrum gedreht zu werden,

- ein unteres Plateau (4), auch Analyseplateau genannt, das in einem Ringbereich sektorförmige Vertiefungen (41) zur Aufnahme von Analysekartuschen (40) besitzt, wobei jede dieser Kartuschen mit einem Deckel (43) verschlossen ist, der eine zerbrechbare Membran (45) besitzt und im Inneren ein Fach (46) zum Empfang von Flüssigkeit aufweist, das durch eine zerbrechbare Wand (49) gegen ein peripheres Verteilfach (48) abgetrennt ist, wobei letzteres am Rand eine Vielzahl von senkrechten feste Reagentien (58) enthaltenden Reagenzgläschen (56) trägt und wobei das untere Plateau (4) einen geringfügig größeren Durchmesser als das obere Plateau besitzt, um die peripheren Reagenzgläschen (56) frei sichtbar zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß sich außerdem in dem Block befinden

- Mittel, um die beiden Plateaus (4, 3), solange sie voneinander einen Abstand aufweisen, getrennt um eine gemeinsame Achse (10) in eine langsame oder eine Zentrifugierdrehung zu versetzen,

- Mittel, um das obere Plateau (3) in eine untere Stellung auf dem unteren Plateau (4) zu bringen, wobei das obere Plateau (3) mit Durchstoßorganen (19) in Höhe der zerbrechbaren Membrane (45) versehen ist, so daß eine Verbindung zwischen den Vorbereitungskartuschen (60) und den Fächern (46) zum Empfang von Flüssigkeit in den Analysekartuschen hergestellt werden kann,

- Mittel zum Antrieb der miteinander in Drehrichtung gekoppelten Plateaus um ihre gemeinsame Achse,

- Mittel, die die zerbrechbare Wand (49) zerbrechen können,

- einen Lesemodul (8) für die Analyseergebnisse auf optischem Weg, wobei dieser Modul in Höhe der Umlaufbahn der Reagenzgläschen liegt,

- einen programmierten Kleinrechner.

2. Kleinlabor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Plateau (3) drei Vorbereitungskartuschen enthält, die je zwei geeichte Serumdosen abgeben können, und daß das untere Plateau sechs Analysekartuschen trägt, von denen die drei ersten (40) zur Analyse der ersten Dosis und die drei zweiten Kartuschen (40') zur Analyse der zweiten Dosis bestimmt sind.

3. Kleinlabor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Analysekartusche (40) etwa zehn Reagenzgläschen (56) enthält.

4. Kleinlabor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Analysekartusche (40) dicht mit einem Verdünnungsmittel in seinem Fach (46) zum Empfang von Flüssigkeit gelagert wird.

5. Kleinlabor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungskartusche ein mit einem Deckel (68) verschlossenes Gehäuse (60) enthält, die beide aus durchscheinendem Kunststoffmaterial bestehen, und daß das Gehäuse eine erste (61) und eine zweite seitliche Stirnfläche (63), eine erste (67) und eine zweite Längsseite (65) aufweist und folgendermaßen in Fächer unterteilt ist:

- entlang der ersten Längsseite (67) und ausgehend von der ersten Stirnfläche (61) befindet sich ein Fach (70) zum Empfang einer Blutprobe, gefolgt von einem Ausgangskanal (71), in den eine Serumspeicherzelle (72) und eine Speicherzelle für rote Blutkörperchen (73) münden,

- entlang der zweiten Längsseite (65) und ausgehend von der ersten Stirnfläche (61) befindet sich eine Meßzelle (78), die über ein Kapillarrohr (77) einerseits an eine zentrale Serumsentfernungszelle (90), die eine Ausgangsöffnung (91) im Boden des Gehäuses (60) besitzt, und andererseits an einen Überlaufkanal (84) angeschlossen ist, der in die Serumspeicherzelle (72) und dann in ein Überlauffach (80) mündet, wobei das dem Kapillarrohr (79) entfernte Ende der Meßzelle über eine Kapillarleitung an Überlaufzellen (82, 83) angeschlossen ist, die ebenfalls in den Überlaufkanal (84) münden.

6. Kleinlabor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungskartusche außerdem entlang der zweiten Längsseite (65) und am Ausgang der Überlaufzellen (83) entfernt vom Ausgang, der mit der Meßzelle in Verbindung steht, einen Längskanal (96) aufweist, der in ein Serumlagerfach (95) mündet, das sich in Höhe der zweiten Stirnfläche (63) befindet.