DE68903981T2 - Vereinfachter automatischer blutanalysator. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen automatischen Blutanalysator, bei dem die Technik der Mikro-Blutprobenahme angewendet wird und der besteht aus:
• einer Vorrichtung zur Entnahme und Abgabe von Gesamtblut und einer Verdünnungsflüssigkeit,
• einem Kreis zum Umlauf von verdünntem Blut oder Verdünnungsflüssigkeit mit wenigstens einem Behälter zum Zählen der Blutzellen,
• einem Detergensflüssigkeitskreis mit wenigstens einem Detergensflüssigkeitsbehälter, deren jeder über eine Mikroöffnung mit einem zugeordneten Zählbehälter in ständiger Verbindung ist,
• wobei der Detergensflüssigkeitskreis ferner eine jedem Detergensflüssigkeitsbehälter zugeordnete Meßeinrichtung aufweist, die bei Betrieb die Zeit bestimmen kann, in der ein vorbestimmtes Volumen von verdünntem Blut die Mikroöffnung vom Zählbehälter zum Detergensflüssigkeitsbehälter passiert,
• einem Blutlyseflüssigkeitskreis, der mit einem Zählbehälter in Verbindung gesetzt werden kann,
• wobei die Kreise gesteuerte Ventile und Fühler enthalten, die die flüssige oder gasförmige Beschaffenheit der umlaufenden Fluide feststellen,
• die Kreise an eine Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung und an die Umgebungsluft für den Umlauf von Luft und/oder Flüssigkeiten angeschlosssen sind und
• die Vorrichtung, die Fühler, die Ventile und jede Meßeinrichtung durch eine zentrale Steuer- und Recheneinheit gesteuert ist.
• Derartige Analysatoren sind im Handel, sie haben jedoch den Nachteil, daß sie komplex sind und daß infolgedessen ihre Herstellungskosten hoch sind. Derartige Analysatoren besitzen beispielsweise mindestens 24 Magnetventile.
• Die Anmelderin hat sich die Aufgabe gestellt, derartige Analysatoren zu vereinfachen, um eine sichere, jedoch weniger kostspielige Vorrichtung zu erreichen, bei der die Technik der Mikroprobenahme, die Präzision, die Reproduzierbarkeit der Messungen und die Anzahl der bestimmbaren Blutparameter beibehalten werden.
• Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Detergensflüssigkeitskreis in einem tieferen Niveau einen Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter besitzt, der durch eine mit einem Unterbrecherventil versehenen Leitung mit einem Detergensflüssigkeitsbehälter verbunden ist, der in einem mittleren Niveau gelegen ist und seinerseits mit einer Meßeinrichtung verbunden ist, die eine in einem höheren Niveau gelegene Leitung aufweist, die ihrerseits mit einer Leitung mit einem Umschaltmagnetventil verbunden ist, das die Meßleitung entweder mit der umgebenden Luft oder mit der Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung verbinden kann.
• Durch diese Niveauunterschiede (tief, mittel, hoch) kann man nämlich im Betrieb einen Effekt der kommunizierenden Röhren zwischen dem flüssigen Inhalt der Meßleitung und dem Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter erreichen, so daß die Flüssigkeit von selbst absinkt, wenn die Meßleitung mit der Luft in Verbindung ist und wenn das Absperrventil offen ist. Durch diese Möglichkeit wird der Detergensflüssigkeitskreis beträchtlich vereinfacht, was zur Vereinfachung des erfindungsgemäßen Blutanalysators beiträgt.
• Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Analysator dadurch vereinfacht, daß der Lyseflüssigkeitskreis einen Lyseflüssigkeitsvorratsbehälter besitzt, der durch eine mit einem Absperrmagnetventil versehenen Leitung, erste Leitung genannt, mit einem Leitungsabschnitt mit einem vorbestimmten Fassungsvermögen verbunden ist, der sich zwischen einem Verbindungspunkt, der die erste Leitung mit einer Leitung für die durch ein Absperrmagnetventil gesteuerte Luftzufuhr verbindet, und einem Punkt befindet, der dadurch bestimmt ist, daß in der Nähe eine Abtastvorrichtung vorgesehen ist, und der mit dem Leukozytenzählbehälter verbunden ist.
• Diese Kombination von Merkmalen führt zu einer Vereinfachung des Lyseflüssigkeitskreises, der im Betrieb an den Leukozytenzählbehälter ein Lyseflüssigkeitsvolumen abgeben kann, das im wesentlichen gleich dem vorbestimmten Fassungsvermögen ist. Dieser vereinfachte Lysekreis, der nur zwei Absperrmagnetventile enthält und als Lyseflüssigkeitsdosiervorrichtung arbeitet, trägt ebenfalls zur Vereinfachung des erfindungsgemäßen Blutanalysators bei.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Entnahme- und Abgabevorrichtung eine Pumpe mit einem in einem Zylinder beweglichen Kolben und eine Mikropumpe mit einer in einen Mikrozylinder eintretenden Mikrostange aufweist, wobei der Kolben und die Mikrostange mechanisch miteinander fest verbunden sind, so daß eine einzige zugeordnete mechanische Antriebseinrichtung ihnen die gleiche lineare Bewegung verleiht.
• Diese feste Verbindung der Mikropumpe mit der Pumpe hat den Vorteil, daß dadurch der erfindungsgemäße Analysator vereinfacht wird, da nurmehr eine einzige mechanische Antriebseinrichtung benötigt wird, wobei man gleichzeitig eine präzise Verdünnung jeder Gesamtblutmikroprobe erreicht.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt der Analysator dadurch eine vereinfachte Gesamtblutentnahme- und -abgabevorrichtung und vereinfachte Fluidkreise, daß er nur 16 Magnetventile besitzt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung der Fluidkreise des Analysators, der Pumpen der Entnahme- und Abgabevorrichtung und der Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung,
• Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Pumpen der Entnahme- und Abgabevorrichtung mit ihrer gemeinsamen mechanischen Antriebseinrichtung,
• Fig. 3 eine schematische Darstellung der Entnahmenadel,
• Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Zählbehälters, der über eine Mikroöffnung in ständiger Verbindung mit einem Detergensflüssigkeitsbehälter steht, und
• Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Trägers der Mikroöffnung von Fig. 4.
• Fig. 1 zeigt schematisch die Fluidkreise des erfindungsgemäßen automatischen Blutanalysators. Dieser besitzt eine Vorrichtung 10 zur Entnahme und Abgabe von Blut und isotonischer Verdünnungsflüssigkeit. Diese Vorrichtung besitzt eine Pumpe, die aus einem Zylinder 11 und einem auf herkömmliche Weise am Ende einer Stange 14 befestigten Kolben 13 besteht, und eine Mikropumpe, die aus einem Mikrozylinder 12 besteht, in dem eine Mikrostange 15 eintritt. Die Abdichtung des Kolbens wird durch eine Dichtung 13A gewährleistet, die an diesem befestigt ist, während die Abdichtung der Mikrospritze durch eine Dichtung 15A gewährleistet wird, die die Mikrostange 15 umgibt und am Ende des Mikrozylinders 12 befestigt ist, an dem die Mikrostange 15 eintritt. Diese ist über einen Steg 16 mit der Stange 14 der Pumpe verbunden. Der Nippel 18 der Pumpe ist an eine Leitung 19 angeschlossen, die über ein Ventil V10, Umschaltventil genannt, entweder mittels dessen Ventilhälfte V10a mit einer Leitung 21 verbunden werden kann, die zu einem Vorratsbehälter 110 für isotonische Verdünnungsflüssigkeit führt, oder mittels der Ventilhälfte V10b mit einer Leitung 22, die über ein Umschaltventil V70 entweder mittels dessen Ventilhälfte V70a mit einer Leitung 23, die mit einem Spülring 531 einer hohlen Blutentnahmenadel 530 (vgl. Fig.3) verbunden ist, oder mittels dessen Ventilhälfte V70b mit einer Leitung 27 verbunden werden kann, die mit einem Eintritt 26 verbunden ist, der in Nähe der Dichtung 15A in den Mikrozylinder 12 mündet. Ein Absperrventil ist ein Zweiwege-Magnetventil. Ein Umschaltventil ist ein Dreiwege-Magnetventil, das einen Weg mit einem zweiten oder mit einem dritten Weg in Verbindung setzen kann. Die Entnahme- und Abgabevorrichtung besitzt somit zwei Umschaltmagnetventile V10 und V70 sowie am Ende eines nicht dargestellten verschwenkbaren Arms eine hohle Nadel 35, die mit der Mikropumpe verbunden ist. Erfindungsgemäß verwendet man vorzugsweise für die Unterbrecher- oder Umschaltmagnetventile Clamping-Magnetventile beispielsweise der Fabrikation Sirai. Die Mikropumpe besitzt einen Nippel 24, der mit einer Leitung 25 verbunden ist, die zur hohlen Entnahmenadel 530 führt, welche im nachstehenden noch beschrieben wird. Es ist zu bemerken, daß die Stange 15 der Mikropumpe einen etwas kleineren Durchmesser als der Zylinder 12 hat, damit ein Umlauf von Verdünnungsflüssigkeit zwischen der Öffnung 26 und dem Nippel 24 möglich ist. Die Nadel 530 ist auf eine nicht dargestellte Weise am Ende eines Arms befestigt, der im Raum mehrere Stellungen einnehmen kann, so daß er mit dem Kreis zum Umlauf von verdünntem Blut oder Verdünnungsflüssigkeit, Verdünnungskreis genannt, zusammenwirken kann. Dieser Verdünnungskreis besitzt einen nach oben offenen Vorverdünnungsbehälter 30, über den die Entnahmenadel 530 gelangen kann und der an seiner Basis eine Ablauföffnung 31 besitzt, die mit einer Leitung 32 verbunden ist, die über ein Absperrventil V12 in eine Leitung 33 mündet, die zu einem bestimmten Verbindungspunkt 34 führt, an dem sie mit einer Lyseflüssigkeitsleitung 301 verbunden ist. Von diesem bestimmten Punkt 34 geht eine kurze Leitung 35 aus, die mit einem Eintritt 36 des Leukozytenzählbehälters 40 verbunden ist. Dieser Behälter 40 besitzt in seinem oberen Teil einen Austritt 41, der mit einer Leitung 42 verbunden ist, die zu einem Umschaltventil V20 zur Verbindung entweder über die Ventilhälfte V20b mit der Luft 115 oder über die Ventilhälfte V20a mit einer mit einem Abfallbehälter 100 verbundenen Leitung 43 verbunden ist.
• Die Leitung 43 besitzt einen Abzweigpunkt 44 für eine andere Leitung 149, die im nachstehenden noch beschrieben wird. Der Verdünnungskreis besitzt ferner einen Spülbehälter 50, über den die Entnahmenadel 530 gelangen kann. An der Basis dieses Behälters befindet sich eine Ablauföffnung 51, die mit einer Leitung 52 verbunden ist, die zu einem Absperrventil V13 führt und mit einer Leitung 52A weiterführt, die mit einer Sammelleitung 53 verbunden ist, die ihrerseits mit einer Eintrittsöffnung 54 des Abfallbehälters 100 verbunden ist. In dieser Leitung 53 ist ein Fühler vorgesehen, der aus einem Widerstandsfühler 55 besteht, der zwischen der nicht elektrisch leitenden gasförmigen Beschaffenheit und der elektrisch leitenden flüssigen Beschaffenheit des in der Leitung 53 strömenden Fluids unterscheiden kann. Der Abfallbehälter 100 besitzt in seinem Boden eine Abfuhröffnung 60, die mit einer Abfuhrleitung 61 verbunden ist, die zu einem Absperrventil V14 führt und über eine Leitung mit einem Ausguß 120 zur Abführung der Flüssigkeiten verbunden ist. Diese Abfuhrleitung 61 besitzt ebenfalls einen Widerstandsfühler 65 in Nähe der Austrittsöffnung 60 des Abfallbehälters.
• Der Verdünnungskreis besitzt abgesehen von dem Leukozytenzählbehälter 40, dem Vorverdünnungsbehälter 30 und dem Spülbehälter 50, die bereits erwähnt wurden, einen Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen und einen Behälter 70 zur Bestimmung des Hämoglobins.
• Der Leukozytenzählbehälter 40 besitzt in seinem unteren Teil eine Ablauföffnung 45, die mit einer Leitung 46 verbunden ist, welche zu einem Absperrventil V15 führt. Dieses Ventil V15 ist über eine Leitung 47 mit der Eintrittsöffnung 48 eines Behälters 70 zur Bestimmung des Hämoglobins durch Messung des Cyan-methämoglobins verbunden. Dieser Behälter von an sich bekanntem Typ kann beispielsweise von der Marke HELMA sein. Auf bekannte Weise enthält dieser Behälter einen transparenten Kanal, der sich im Weg eines von einer starken Diode ausgesendeten Lichtstrahls befindet. Auf der anderen Seite dieser Diode mißt eine Photozelle den übertragenen Lichtstrahl. Dieser Behälter besitzt eine Austrittsöffnung 72, an die eine Leitung 73 angeschlossen ist, die mit der Sammelleitung 53 verbunden ist, welche zum Abfallbehälter 100 führt. Der Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen ist nach oben offen und kann direkt eine verdünnte Lösung aufnehmen, die von der Entnahmenadel 530 und ihrem Spülring 531 geliefert wird (vgl. Fig. 3). Der Boden dieses Behälters weist eine Ablauföffnung 81 auf, die mit einer Leitung 82 verbunden ist, die zu einem Absperrventil V16 führt, das über eine Leitung weiterläuft, die mit dem Sammelrohr 53 verbunden ist. Dem Behälter 40 zum Zählen der Leukozyten und dem Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen sind jeweils ein Detergensflüssigkeitskreis zugeordnet. Der Leukozytenzählbehälter 40 ist durch eine Mikroöffnung 141 mit einem Detergensflüssigkeitsbehälter 140 in ständiger Verbindung. Dieser Behälter 140 besitzt in seinem unteren Teil eine Austrittsöffnung 142, die mit einer Leitung 143 verbunden ist, welche zu einem Absperrventil V17 führt, das über eine Leitung 144 mit einem Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter 130 verbunden ist. Der Detergensflüssigkeitsbehälter 140 besitzt in seinem oberen Teil eine Austrittsöffnung 145, die über eine Leitung 146 mit einer Meßleitung verbunden ist, welche aus einem Haarröhrchen 147 besteht, welches über eine Leitung 148 mit einem Umschaltventil V30 verbunden ist. Von der Ventilhälfte V30a führt eine Leitung 149 zum Verbindungspunkt 44, der mit dem Abfallbehälter 100 verbunden ist. Die Ventilhälfte V30b ist mit der Umgebungsluft 115 verbunden. Das Kapillarröhrchen 147 ist im wesentlichen vertikal und ist außen in Nähe des oberen und des unteren Endes jeweils mit einem optischen Fühler versehen. Der optische Fühler, der längs der Leitung 146 am nächsten bei dem Behälter 140 angeordnet ist, wird Zählbeginnmelder 150 genannt. Der Fühler, der am oberen Ende des Haarröhrchens 147 angeordnet ist, wird Zählendemelder 151 genannt. Das Haarröhrchen 147, das an sich bekannt ist, ist ein kalibriertes Haarröhrchen. Die Fühler 150 und 151 arbeiten mit Hilfe eines sehr dünnen Lichtstrahls.
• Auf dieselbe Weise ist dem Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen ein Detergensflüssigkeitskreis zugeordnet, der im nachstehenden ausführlich beschrieben wird. Der Behälter 80 ist durch eine Mikroöffnung 241 konstant mit einem Detergensflüssigkeitsbehälter 240 verbunden. Dieser Behältere 240 ist in seinem unteren Teil mit einer Öffnung 242 versehen, an die eine Leitung 243 angeschlossen ist, die zu einem Absperrventil V18 führt und durch eine Leitung weitergeführt ist, die mit der zum Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter 130 führenden Leitung 144 verbunden ist. Der Detergensflüssigkeitsbehälter 240 besitzt in seinem oberen Teil eine Öffnung 245, die mit einer Leitung 246 verbunden ist, die zu einer Meßleitung führt, die aus einem Haarröhrchen 247 besteht, welches andererseits über eine Leitung 248 mit einem Umschaltventil V40 verbunden ist. Diese Leitung 248 ist entweder über die Ventilhälfte V40a mit einer Leitung 249, die mit der Sammelleitung 53 verbunden ist, oder über die Ventilhälfte V40b direkt mit der Luft 115 verbunden. Wie bei dem oben beschriebenen Haarröhrchen 147 ist das Haarröhrchen 247 außen an jedem seiner Enden mit einem optischen Fühler ausgerüstet. Der in Nähe des Behälters 240 gelegene Fühler 250 wird im nachstehenden Erythrozyten/Plättchen-Zählbeginnmelder genannt. Der zweite Fühler 251, der in Nähe des oberen Endes des Haarröhrchens 247 angeordnet ist, wird im folgenden Erythrozyten/Plättchen-Zählendemelder genannt. Wie im vorhergehenden Fall ist das Haarröhrchen 247 vorzugsweise im wesentlichen vertikal ausgerichtet.
• Der Detergensflüssigkeitskreis besitzt somit in Reihe eine Leitung 144, die in einen in einem tieferen Niveau gelegene Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter eintreten kann und die zu einem Absperrventil V17 oder V18 führt und über eine Leitung 143 oder 243 mit der unteren Basis eines Detergensflüssigkeitsbehälters 140 oder 240 verbunden ist, der in einem mittleren Niveau gelegen ist. Der obere Teil des Behälters ist nach oben über eine Leitung 146 bzw. 246 mit dem unteren Ende einer Meßleitung verbunden, die aus einem transparenten, im wesentlichen vertikalen Haarröhrchen 147 bzw. 247 besteht, dessen oberes Ende über eine Leitung 148 bzw. 248 mit einem Umschaltmagnetventil V30 oder V40 zur Verbindung entweder mit der Luft 115 oder mit einer Leitung 149 bzw. 249 verbunden ist, die mit dem Abfallbehälter 100 und damit mit der Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung verbunden ist.
• Der erfindungsgemäße Blutanalysator besitzt ferner einen Lyseflüssigkeitskreis. Eine Lyseflüssigkeitsleitung 300, die von einem Lysebehälter 135 ausgeht, führt über ein Absperrventil V19 zu einem Verbindungspunkt 299 und wird durch einen Leitungsabschnitt 301 mit einem vorbestimmten Fassungsvermögen weitergeführt, der an dem bestimmten Verbindungspunkt 34 mit der Leitung 33 verbunden ist. Dieser Leitungsabschnitt 301 besitzt in Nähe des Verbindungspunkts 34 einen transparenten Abschnitt, auf dem ein optischer Fühler 350 befestigt ist, der wie im Fall der optischen Fühler der Haarröhrchen 147, 247 zwischen der flüssigen oder gasförmigen Beschaffenheit des Fluids durch Messung eines dünnen Lichtstrahls unterscheiden kann. In Nähe des Ventils V19 ist an die Leitung 301 am Verbindungspunkt 299 eine andere Leitung 302 angeschlossen, die durch ein Absperrventil V21 mit der Luft ll5 verbunden werden kann.
• Die Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung besitzt eine pneumatische Pumpe 400, die einerseits mit dem Abfallbehälter 100 und andererseits mit der Umgebungsluft verbunden ist. Diese pneumatische Pumpe 400 kann beispielsweise aus einer Pumpe vom Typ NO6KNE der Firma KNF bestehen. Der Überdruckausgang (Druckseite) dieser Pumpe ist mit einer Leitung 401 verbunden, die zu einem Umschaltventil V50 führt. Dieses Umschaltventil ist entweder über die Ventilhälfte V50a mit der Umgebungsluft 115 oder über die Ventilhälfte V50b und eine Leitung 99 mit dem Abfallbehälter 100 verbunden. Auf dieselbe Weise ist der Unterdruckausgang (Saugseite) der Pumpe mit einer Leitung 402 verbunden, die zu einem Umschaltventil V60 führt, das entweder über die Ventilhälfte V60b mit der Umgebungsluft 115 oder über die Ventilhälfte V60a und die Leitung 99 mit dem Abfallbehälter 100 verbunden werden kann. Die Leitung 99 besitzt in einer Abzweigung ein Manometer 101, das über die Steuer- und Recheneinheit 1000 den im Inneren des Abfallbehälters 100 herrschenden Druck steuert. Dieser Druck kann kleiner oder größer als der Druck der Umgebungsluft sein. Auf diese Weise besitzt der erfindungsgemäße Analysator bei dieser Ausführungsform nur neun Absperrmagnetventile V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18, V19, V21 und sieben Umschaltmagnetventile V10, V20, V30, V40, V50, V60, V70.
• Fig. 2 zeigt die Einzelheiten der Vorrichtung 10 zur Entnahme und Abgabe des Gesamtbluts und der isotonischen Verdünnungsflüssigkeit. Diese Vorrichtung besitzt einen Rahmen 500, der aus einem Profilteilstück 501 in Form eines allgemein geraden U's besteht, das auf einer Seite durch eine Wand 502 geschlossen ist, die an der Kante des U's befestigt ist. An der äußeren Mittelwand 503 dieses U-Profilteils ist ein Zylinder 504 aus Plexiglas durch zwei Schrauben 505, 506 befestigt.
• Dieser Zylinder 504 besitzt einen Zylinder 11, der durch eine nicht durchgehende Bohrung des Zylinders 504 gebildet ist, sowie einen Mikrozylinder 12, der ebenfalls durch eine nicht durchgehende Bohrung gebildet ist. In dem Zylinder 11 bewegt sich ein Kolben 13, der auf herkömmliche Weise am Ende einer Stange 14 befestigt ist. Die Stange 14 befindet sich dank einer in der Mittelwand des U-Profilteils vorgesehenen Öffnung 507 zum Teil im Inneren des von dem Profilteilstücks 501 und der Wand 502 abgegrenzten Raums. Die Stange 14 mit allgemein quadratischem Querschnitt besitzt auf einer ihrer Seiten Zähne 508. Diese Zähne sind mit einem Zahnrad 509 in Eingriff, so daß ein Zahnstangentrieb gebildet wird. Das Zahnrad 509 ist auf einer Welle 510 montiert, die die Wand 502 durchquert und von einem außerhalb des Rahmens 500 an der Wand 502 befestigten Getriebemotors 511 kommt. Auf der anderen Seite der Stange 14 liegt an der Seite 513, die der die Zähne aufweisenden Seite entgegengesetzt ist, gegenüber dem Zahnrad 509 eine sich drehende Stützrolle 512 an. Diese Anordnung eines Zahnrads 509 und einer Rolle 512 gestattet die Positionierung der Stange 14 zwischen diesen beiden Elementen mit sehr hoher Genauigkeit. An dem Ende der Stange, das dem den Kolben 13 tragenden Ende entgegengesetzt ist, trägt die Stange 14 einen Stift 514, der mit einem Mikrokontakt 515 zusammenwirken kann, um die Bewegung des Kolbens 13 auf den Boden des Zylinders 504 zu unterbrechen. In den Mikrozylinder 12 tritt eine Mikrostange 15 ein. Diese durchquert ebenfalls die Mittelwand 503 in einer geeigneten Öffnung 520. Die Mikrostange 15 hat einen kleineren Durchmesser als der entsprechende Zylinder 12, wobei die Abdichtung durch eine Dichtung 15A gewährleistet wird, die die Mikrostange umgibt und an dem Ende des Mikrozylinders 12, an dem die Mikrostange eintritt, befetigt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Pumpe und die Mikropumpe einstückig ausgebildet, wobei der Zylinder 504 vorzugsweise aus einem transparenten Werkstoff besteht, so daß eine Bedienungsperson den korrekten Betrieb der Pumpen leicht beobachten kann. Das außerhalb der Mikropumpe gelegene Ende der Stange 15 ist durch einen Steg 16 mit der Stange 14 der Pumpe fest verbunden. Diese Anordnung gestattet eine gleiche lineare Bewegung des Kolbens 13 und der Mikrostange 15 durch eine einzige mechanische Antriebseinrichtung, die im vorliegenden Fall aus dem Getriebe- Schrittmotor 511 besteht. Die Pumpe besitzt einen Nippel 18, der mit dem oben beschriebenen Verdünnungsflüssigkeitskreis verbunden ist. Die Mikropumpe besitzt einen Nippel 24 und ferner einen Eintritt 26, der in Nähe des die Dichtung 15A tragenden Endes gelegen ist. Dieser Eintritt 26 gestattet den Umlauf von Verdünnungsflüssigkeit um die Mikrostange 15 herum in Richtung auf den Nippel 24.
• Fig. 3 zeigt die Einzelheiten der Entnahmenadel 530, die mit ihrem Spülring 531 ausgerüstet ist, der über die erwähnten Elektromagnethälften V10b und V70a mit dem Nippel 18 der Pumpe verbunden ist. Die Nadel 530 besteht aus einem hohlen Rohr, das sich an einem seiner Enden 532 verjüngt, wobei das andere Ende 533 durch einen Schlauch und die Leitung 25 am Nippel 24 der Mikrospritze der Vorrichtung 10 befestigt ist. Der Spülring 531, der unter sanfter Reibung auf der Nadel 530 gleitet, besitzt eine zylindrische Aussparung 535, die mit einem kleinen Rohr 534 für den Zutritt der Verdünnungsflüssigkeit verbunden ist. Das Rohr 534 ist auf eine nicht dargestellte Weise durch einen Schlauch mit der oben genannten Leitung 23 verbunden. Diese Anordnungen gestatten die Bewegungsfreiheit der Nadel 530 und ihres Spülrings 531 in mehreren Raumrichtungen mit Hilfe des nicht dargestellten verschwenkbaren Arms unter der Steuerung durch die zentrale Steuer- und Recheneinheit 1000. Die Nadel und ihr Spülring können in einer Bewegung längs eines im wesentlichen horizontalen Kreisbogens über einen offenen, eine Probe enthaltenden Behälter, den Vorverdünnungsbehälter 30, den Spülbehälter 50 und den Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen gebracht werden. Der verschwenkbare Arm gestattet die gesteuerte Absenkung der Nadel 530 im gewählten Behälter, um dort Blut und/oder Verdünnungsflüssigkeit zu entnehmen oder abzugeben. Auf diese Weise besitzt die im wesentlichen vertikal gerichtete Nadel 530 ein Ende 532, das eine zylindrische Rotationsfläche mit der vertikalen Achse Y durchläuft.
• Fig. 4 zeigt die Einzelheiten des Leukozytenzählbehälters 40, dem der Detergensflüssigkeitsbehälter 140 zugeordnet ist.
• Der Erythrozytenzählbehälter 80 ist im Unterschied zum Leukozytenbehälter 40, der durch einen Deckel 553 geschlossen ist, offen. Diese Behälter 40 und 80 gestatten in einem bekannten Prinzip die Zählung der Elemente des Bluts. Der Leukozytenzählbehälter 40 besitzt einen Körper 550, der eine eine Kammer bildende Bohrung 551 aufweist, die an ihrem unteren Ende mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung 552 endet. Diese kegelstumpfförmige Aüsnehmung weist ein zylindrisches Loch auf, das mit dem äußeren Nippel 45 in Verbindung ist. Der Körper 550 ist durch den Deckel 553 mit Hilfe eines Dichtungswulstrings 554 und zweier Schrauben 555 und 556 abgeschlossen.
• Der Deckel 553 wird von einer Öffnung durchquert, die mit einem Nippel 41 verbunden ist. Im unteren Teil der Bohrung 551 und in Nähe der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 552 mündet in den Behälter eine Bohrung, die durch einen Nippel 36 mit dem Äußeren verbunden ist. Der Körper 550, dessen Außenform die eines Rotationszylinders ist, besitzt eine Abflachung 560 zur Aufnahme des Detergensflüssigkeitsbehälters 140. Die Abflachung 560 besitzt in ihrem zentralen Teil eine Bohrung 561 mit der Achse X, die das Äußere des Behälters mit dem Inneren der Bohrung 551 verbindet. Eine Elektrode durchquert den Boden des Behälters, und richtet sich im wesentlichen vertikal in Form einer dünnen und kurzen Stange 562 über die kegelstumpfförmige Ausnehmung 552 empor. Die Spitze 563 der Stange 562 befindet sich im wesentlichen in Nähe der Achse X.
• Zwei zueinander parallele, im Körper 550 des Behälters 40 befestigte Schrauben 562 und 566 ragen aus der Abflachung 560 rechtwinklig heraus. Diese Schrauben wirken mit entsprechenden Muttern 567 zusammen, um den Detergensflüssigkeitsbehälter 140 an die Abflachung 560 des Leukozytenzählbehälters 40 anzuschrauben. Der Detergensflüssigkeitsbehälter 140 hat die Form eines kurzen Rotationszylinders 140A, dessen Außendurchmesser etwa gleich der Breite der Abflachung 560 ist. Die Rotationsachse dieses Zylinders fällt mit der Achse X zusammen, wenn der Detergensflüssigkeitsbehälter 140 sich in der an die Abflachung 560 angeschraubten Stellung befindet. Der Zylinder 140A besitzt parallel zu seiner Achse auf seinen Außenrand zu zwei dünne Bohrungen 568 für den Durchgang der Schrauben 566 und 565, sowie eine Bohrung mit der zentralen Achse X, die eine Kammer 569 bildet, die mit einer Senkung 570 zur Aufnahme eines Dichtungswulstrings 571 und eines Plättchens 572 versehen ist, dessen Aufbau im nachstehenden beschrieben wird.
• Die Senkung 570 ist so tief, daß der Wulstring 571 das Plättchen 572 in einem dichten elastischen Kontakt an die Abflachung 560 andrückt. Das Plättchen 572 hat die Form einer zylindrischen Scheibe aus Kunststoff, die einen zylindrischen Absatz 573 aufweist, der unter weicher Reibung in die Bohrung 561 des Behälters 40 eintritt. Der Detergensflüssigkeitsbehälter 140, der an dem Behälter 40 befestigt ist, besitzt ebenfalls eine Elektrode 575 in seiner Kammer 569, so daß diese Elektrode zur entsprechenden, im Zählbehälter 40 befindlichen Elektrode 562 im wesentlichen parallel ist. Das Ende 576 dieser Elektrode 575 befindet sich in der Nähe der oben beschriebenen Achse X. Die Kammer 569 besitzt ferner Verbindungen nach außen durch untere und obere Öffnungen 142, 145.
• Das Plättchen 572, das in Fig. 5 deutlicher dargestellt ist, besitzt eine zentrale makroskopische Öffnung 580, die mit einer zylindrischen Mikroöffnung 141 in einem durch einen Laserstrahl aufgebohrten Rubin in einer Linie liegt. Dieser Rubin ist zwischen zwei Dichtungswulstringen 582 und 583 eingeklemmt, die zwischen dem abgesetzten zylindrischen Teil 573 und dem Körper 572A des Plättchens 572 eingeklemmt sind. Das Teil 573 und der Körper 572A sind durch eine Falzverbindung miteinander verbunden oder verklebt. Die Mikroöffnung 141 besitzt im Fall eines Plättchens, das für den Leukozytenzählbehälter 40 bestimmt ist, einen Durchmesser von etwa 80 Mikrometern. Das im Behälter zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen verwendete Plättchen besitzt eine Mikroöffnung 241 mit einem Durchmesser von etwa 60 Mikrometern. Die beschriebene Anordnung der Elektroden und Mikroöffnungen beruht auf einem bekannten Prinzip der Zählung der Teilchen, wenn sie die Mikroöffnung durchqueren, in der ein elektrischer Strom fließt. Das Passieren der Öffnung bewirkt eine Impedanzänderung, die von der zentralen Steuer- und Recheneinheit 1000 aufgezeichnet werden kann. Die Amplitude des Impulses ist linear porportional zum Volumen des Teilchens.
• Nun wird die Arbeitsweise des automatischen Blutanalysators beschrieben.
• Dieser Analysator benötigt für seinen Betrieb eine isotonische Verdünnungsflüssigkeitsreserve 110, eine Lyseflüssigkeitsreserve 135 und eine Reinigungsflüssigkeitsreserve 130. Diese drei Flüssigkeiten müssen miteinander kompatibel sein. Derartige Sortimente sind im Handel erhältlich.
• Die Verdünnungsflüssigkeit ist mit dem Blut isotonisch, so daß keine Volumenänderungen der Blutkörperchen verurscht werden.
• Die Lyseflüssigkeit, die unter anderen Verbindungen eine Cyanidverbindung enthält, bewirkt die Lyse der Erythrozyten und die Bildung von Cyan-methhämoglobin.
• Manche handelsüblihen Lyseflüssigkeiten gestatten die Unterscheidung der Leukozyten durch den erfindungsgemäßen Analysator in Granulozyten, Lymphozyten und Monozyten durch selektive Änderungen ihres Volumens, was ihre Unterscheidung durch die oben erläuterten Messungen der Impedanzänderung möglich macht.
• Die Detergensflüssigkeit gestattet die Bildung von schönen Luft/Flüssigkeits-Grenzmenisken und ein gutes Gleiten im Inneren der Haarröhrchen 147 und 247.
• Vor dem Anfahren des erfindungsgemäßen Analysators wird das Ende der Leitung 21 in die Verdünnungsflüssigkeitsreserve 110 getaucht; das Ende der Leitung 144 wird in die Detergensflüssigkeitsreserve 130 getaucht, deren Niveau tiefer als die Detergensflüssigkeitsbehälter 140 und 240 liegen muß; das Ende der Leitung 300 wird in eine Lyseflüssigkeitsreserve 135 getaucht und das Ende der Ablaufleitung 61 wird in einen Abfuhrsiphon des Ausgusses 120 eingeführt.
• Bei Inbetriebnahme des Analysators löst die Steuer- und Recheneinheit ein Leerzählprogramm mit Leerbestimmung der Meßparameter zur Zählung der Erythrozyten, der Plättchen (Thrombozyten) und der Leukozyten und Leermessung des Hämoglobins. Während dieses Zyklus werden die drei folgenden Flüssigkeiten eingeschaltet:
• - Die isotonische Flüssigkeit mit dem einzigen Unterschied, daß die Probennahmesequenz von 40ul, die im nachstehenden erläutert wird, entfällt.
• - Die Lyseflüssigkeit: während des Steuerzyklus des Lyseflüssigkeitskreises kann der Operator im Fall von Störungen eine zusätzliche Einschaltung vornehmen: der Leukozytenzählbehälter 40 wird auf diese Weise durch den Abfallbehälter 100 unter Unterdruck gesetzt. Das Ventil V21 wird geöffnet und dann geschlossen, damit die Leitung 301 Luft enthält. Während der Behälter 40 unter Unterdruck bleibt und das Ventil V15 offen ist, wird das Ventil V20b geschlossen, und das Ventil 19 der Lyseflüssigkeitsleitung 300 wird etwa 4 Sekunden lang geöffnet. Der optische Fühler 350 stellt den kontinuierlichen, blasenfreien Durchgang der Flüssigkeit fest. Wenn der Fühler nur Luft feststellt, wird die Lyseflüssigkeitsansaugung noch einmal 4 Sekunden lang vorgenommen. Wenn der Fühler 350 keine Flüssigkeit feststellt, ertönt ein Warnsignal, um den Operator zu benachrichtigen. Wenn der Fühler 350 blasenfreie Flüssigkeit festgestellt hat, wird der Einschaltvorgang abgebrochen.
• - Die Detergensflüssigkeit: auf dieselbe Weise wie der Zyklus zur Aktivierung der Detergensflüssigkeit, der im nachstehenden beschrieben wird.
• Wenn diese Meßparameter kleiner als vorbestimmte Schwellen sind, ist der Analysator für eine Analyse einer Blutprobe bereit.
• Der Operator führt nun einen Becher oder ein Rohr mit Blut in einen nicht dargestellten Ständer ein, der vorne an der Außenseite des Analysators befestigt ist.
• Der Ständer wird eingedrückt, wodurch ein Kontakt geschlossen wird. Diese Schließung wird von der zentralen Steuereinheit als Startsignal für die Einschaltung des Programms zur Analysierung der im Becher oder Rohr enthaltenen Probe analysiert.
• Dieses manuelle Startsignal kann durch die gesteuerte Zuführung einer Serie von Blutproben ersetzt werden, die nacheinander von einem Probenehmer zugeführt werden.
• Die zentrale Steuereinheit 1000 steuert parallel die Leerung des Abfallbehälters 100 und die Schließung des Ventils V70b (und damit die Öffnung des Ventils V70a) und die Schließung des Ventils V10b (und damit die Öffnung des Ventils V10a), und dann steuert sie das Instellungbringen der Entnahmenadel 530 über dem Becher mit Blut und ihre Abwärtsbewegung auf diesen zu. Während dieser Abwärtsbewegung, während die Nadel 530 noch nicht in das Blut eingetaucht ist, wird die Stange 14 zurückgezogen, so daß das Volumen der Kammern der Pumpen vergrößert wird.
• Verdünnungsflüssigkeit tritt in die Leitung 21 ein, und ein Luftabschnitt tritt über das Ende 532 in die Nadel 530 ein. Die Rückbewegung der Stange 14 wird gestoppt, bevor das Ende 532 die Oberfläche des Bluts erreicht.
• Die Nadel 530 unterbricht ihre Abwärtsbewegung in einem vorbestimmten Abstand vom Boden des Bechers, und eine zweite Auszugsbewegung der Stange 14 bewirkt, daß in der Nadel ein Segment von 40 ul Blut entnommen wird, über welchem eine Luftblase sitzt, die sich aus dem zuvor gebildeten Luftsegment geformt hat. Diese Luftblase isoliert das Blut von der isotonischen Verdünnungsflüssigkeit. Die Nadel 530 wird aus der Blutprobe herausgezogen, dann wird der Kolben 14 ein drittes Mal ausgezogen, so daß in die Nadel 530 und/oder in die mit ihr verbundene Schlauchleitung 25 ein langes Luftsegment eingeführt wird. Das Ende 532 hat eine solche geometrische Form, daß kein Bluttropfen, der sich durch das Herabrinnen von Blutspuren an der Außenseite der Nadel entsteht, in die Nadel gesaugt werden kann.
• Die Nadel wird dann über und in Nähe der oberen Öffnung des Spülbehälters 50 positioniert.
• Das Ventil V70b bleibt geschlossen, dagegen kippt das Ventil V10 in den Zustand V10b offen (d.h. also V10a geschlossen), und dann wird die Stange 14 zurückgedrückt, so daß die Fluide aus ihrer jeweiligen Pumpe gedrückt werden. Die durch den Kolben 13 geförderte Verdünnungsflüssigkeit drückt die Verdünnungsflüssigkeit in die Leitungen 19, 22, 23, gelangt in das Rohr 534 und in den Ring 531 und spült von hier aus den gesamten Teil der Nadel in und ab der Aussparung 533. Die Flüssigkeit rinnt an der Außenseite der Nadel 530 herunter und fällt anschließend in den Spülbehälter 50. Gleichzeitig drückt die Mikrostange 15 auf die zwischen dem Ende 532 der Nadel und der Mikropumpe enthaltenen Fluidsegmente. Die vorhergehende Bewegung der Stange 14 ist so festgelegt, daß nur ein Teil des langen Luftsegments aus der Nadel ausgetrieben wird.
• Durch diese Spülung der Nadel soll erreicht werden, daß jede spätere Verschmutzung des Verdünnungskreises mit Spuren von Gesamtblut vermieden wird.
• Nun wird die Nadel über dem Vorverdünnungsbehälter 30 positioniert, wobei das Ventil V12 geschlossen ist. Der Abfallbehälter 100 wird durch die Pumpe 400, die betätigt wird, unter Unterdruck gesetzt, wobei die Ventilhälften V60a und V50a offen sind (was gleichzeitig bedeutet, daß die Ventilhälften V60b und V50b geschlossen sind). Die Ventile V12, V13, V16, V15, V17, V18, V40a, V30a, V19, V21 sind geschlossen, und die Öffnung des Ventils V20a bewirkt einen Unterdruck in dem Leukozytenzählbehälter 40. Der aus Luft oder Verdünnungsflüssigkeit bestehende Inhalt des Vorverdünnungsbehälters 30 wird durch Öffnung des Ventils V12 in den Leukozytenzählbehälter 40 überführt.
• Die parallele Entleerung der Behälter 80, 50, 40 wird mit einer Verzögerung t&sub1; ausgeführt. Das Ventil V15 ist offen, so daß die Verdünnungsflüssigkeit vom Leukozytenzählbehälter 40 in den Hämoglobinmeßbehälter 70 befördert wird, indem sie dessen Spülung bewirkt, bevor sie den Widerstandsfühler 55 passiert und in den Abfallbehälter 100 fällt. Wenn der Fühler 55 keine Flüssigkeit mehr feststellt, wird der Entleerungsvorgang durch Schließung des Ventils V15 abgebrochen.
• Durch Öffnung des Ventils V16 wird die Entleerung des Behälters 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen vorgenommen, die durch den Widerstandsfühler 55 überwacht wird. Die Entleerung des Spülbehälters 50 wird seinerseits durch Öffnen des Ventils V13 erreicht und durch den Fühler 55 gesteuert.
• Das Ventil V12 bleibt nun in geschlossener Stellung, während die Stange 14 nach Öffnung des Ventils V11 über eine gewisse vorbestimmte Länge zurückgedrückt wird. Die 40 ul Blut und die kleine Luftblase werden aus der Nadel 530 herausgedrückt, und dann wird der Kreis, der vom Eingang 26 zum Nippel 24 und dann zu der zur Nadel führenden Leitung 25 geht, mit dem vorbestimmten Volumen an Verdünnungsflüssigkeit gespült, die über die Leitung 22 zutritt. Die von der Nadel 530 und dem Spülring 531 kommenden Strahlen bewirken eine homogene Mischung von Blut und Verdünnungsflüssigkeit im Vorverdünnungsbehälter 30. Nach diesem Vorgang hat die im Vorverdünnungsbehälter 30 enthaltene Mischung eine Verdünnung d&sub1; von gleich 1/200. Mit anderen Worten, mit den 40 ul Blut wurden 199 mal 40 ul Verdünnungsflüssigkeit gemischt. Der Wert von d&sub1; wird durch das vom Kolben 13 geförderte Flüssigkeitsvolumen vorbestimmt.
• Die Nadel 530 beginnt nun eine Abwärtsbewegung auf den Inhalt des Vorverdünnungsbehälters 30 zu, indem sie wie im oben beschriebenen Fall der Gesamtblutentnahme eine kleine Luftblase entnimmt, taucht dann in das Gemisch ein und saugt 40 ul auf d&sub1; verdünntes Gemisch an. Die Nadel tritt nun ganz heraus, indem sie über dem Verdünnungsbehälter 30 stehenbleibt, und es wird eine große Luftblase in die Nadel und die Leitung 25 gesaugt.
• Die Nadel 530 wird durch die mechanische Steuervorrichtung (nicht dargestellt) über dem Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen positioniert. Die zentrale Steuer- und Recheneinheit bewirkt die Spülung der Außenseite der Nadel, die Entleerung des Behälters 80, dann dessen Spülung, worauf eine neue Entleerung folgt. Die 40 ul des verdünnten Gemischs werden anschließend mit isotonischer Verdünnungsflüssigkeit ausgetrieben, so daß man ein Gemisch mit der Verdünnung d&sub2; erhält, das durch die Steuerung bestimmt wird, die darin besteht, daß die Ventilhälfte V70b geschlossen gehalten wird, V10b geöffnet wird und der Kolben 13 zurückgedrückt wird, und dann das Magnetventil V70 gekippt wird (Öffnung von V70b), um die Verdünnungsflüssigkeit über das Innere der Nadel auszutreiben, so daß das Gemisch im Behälter 80 gerührt wird.
• Diese Verdünnung d&sub2; wird vorzugsweise mit 1/40000 des ursprünglich entnommenen Bluts gewählt.
• Nun befindet sich der erfindungsgemäße Blutanalysator in dem Zustand, in dem der Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten- Plättchen eine Blutlösung von 1:40000 enthält.
• Der Lysekreis wird folgendermaßen gesteuert: das Ventil V15 ist geschlossen, das Ventil V20a wird geöffnet, um den Leukozytenzählbehälter 40 unter Unterdruck zu setzen. Das Ventil V21 wird für eine sehr kurze Zeit geöffnet und sofort wieder geschlossen, um eine Luftblase in die Leitung 301 einzuführen; dann wird das Ventil V19 geöffnet. Diese Öffnung bewirkt, daß die Lyseflüssigkeit, die sich zwischen der Luftblase und dem Fühler 350 befindet, in den Leukozytenzählbehälter 40 über die Eintrittsöffnung 36 eintritt. Sobald nämlich der Fühler die Luftblase feststellt, wird das Ventil V19 der Lyseflüssigkeit geschlossen. Die zentrale Steuereinheit überwacht die Zeit, die zwischen der Öffnung des Ventils V19 und der Ankunft der Luftblase abgelaufen ist. Wenn diese Zeit länger oder kürzer als ein vorbestimmtes Zeitintervall ist, so betrachtet die Steuereinheit dies als einen Fehler und löst einen neuen Zyklus der Einführung von Lyseflüssigkeit in den Leukozytenzählbehälter 40 aus. Wenn auch diese Operation erfolglos ist, wird ein Fehlersignal für den Operator des Systems erzeugt, der nach Überprüfung der Lyseflüssigkeitsreserve über das Dienstprogramm eine zusätzliche Auslösung vornehmen kann. Bei einem erfolgreichen Zyklus wird ein genaues Volumen V von 0,90 bis 1,10 ml Lyseflüssigkeit eingeführt und bleibt im Leukozytenzählbehälter 40.
• Die Lösung mit der Verdünnung d&sub1; wird nun über die Leitung 32, die Verbindung 34 und die Eintrittsöffnung 36 in den Leukozytenzählbehälter 40 überführt. Diese Lösung d&sub1; mischt sich nun innig mit der Lyseflüssigkeit, die die roten Blutkörperchen oder Erythrozyten zum Platzen bringt und das Hämoglobin in Cyanmethämoglobin umformt.
• Zu diesem Zeitpunkt hat der Blutanalysator im Behälter 80 eine auf d&sub2; verdünnte Lösung zum Zahlen der Erythrozyten und Thrombozyten und im Leukozytenzählbehälter eine verdünnte und lysierte Lösung d&sub3; zum Zählen der Leukozyten.
• Die Verdünnung d&sub3; wird von der zentralen Rechen- und Steuereinheit aus dem Volumen der Lösung d&sub1; und dem Volumen der beigegebenen Lyselösung errechnet.
• Anschließend aktiviert die zentrale Steuereinheit den Detergensflüssigkeitskreis. Die Ventile V17, V18, V30a und V40a sind offen. Die Leitungen 148, 248 werden durch die Leitung 53 mit dem unter Unterdruck gesetzten Abfallbehälter 100 in Verbindung gesetzt.
• Detergensflüssigkeit und/oder Luft werden während einer vorbestimmten Zeit t&sub2; über die Leitungen 143 und 243 in die jeweiligen Behälter 140 und 240 gesaugt, um über die oberen Öffnungen 145 und 245 und die Leitungen 146 und 246 auszutreten. Diese aufsteigenden Fluidsäulen passieren die jeweiligen Haarröhrchen 147 und 247, und die gasförmige oder flüssige Beschaffenheit dieser Säulen wird ständig durch die optischen Fühler 150, 151, und 250, 251 festgestellt. Wenn die Fühler nur Luft oder Luftblasen feststellen, wird der Zyklus der Ansaugung von Detergensflüssigkeit mit einem zweiten Zyklus von der Dauer t&sub3; wiederholt. Wenn die Fühler gegen Ende dieses Zyklus keine Flüssigkeit feststellen, wird von der zentralen Steuereinheit ein Fehlersignal für den Operator erzeugt. Wenn die Fühler keinen Fehler festgestellt haben, ist eine kleine Menge Detergensflüssigkeit über die Ventile V40a und V30a gelaufen und in den Abfallbehälter 100 gelangt und die Abwärtsbewegung der Detergensflüssigkeit wird sequentiell durch die zentrale Einheit ausgelöst. Das Ventil V17 wird geschlossen und die Ventile V40 und V30 werden gekippt, so daß sich V40b und V30b öffnen. Die Detergensflüssigkeit fällt nun im Haarröhrchen 247 dadurch ab, daß dieses mit der Detergensflüssigkeitsreserve 130 kommunizierende Röhren bildet. Diese Abwärtsbewegung wird, wenn der Luft/Detergensflüssigkeitsmeniskus in der Leitung 246 unterhalb des Zählbeginnmelders 250 liegt, durch die Schließung des Ventils V18 in einer vorbestimmten Zeit unterbrochen. Die Abwärtsbewegung der Detergensflüssigkeitssäule im Haarröhrchen 147 wird durch die Öffnung des Ventils V17 während einer vorbestimmten Zeit bewirkt, so daß der Luft/Detergensflüssigkeitsmeniskus in der Leitung 146 bis unter den Zählbeginnmelder 150 sinkt.
• Dieses Verfahren, bei dem die Flüssigkeitssäulen durch den Effekt der mit der Detergensflüssigkeit 130 gebildeten kommunizierenden Röhren von selbst lediglich durch Schwerkraft bis unter die Zählbeginnmelder 150 und 250 sinken, stellt eine Vereinfachung des Analysators dar und ermöglicht es, auf eine gewisse Anzahl von zusätzlichen Ventilen zu verzichten.
• Das Ventil V20a wird geschlossen (also Öffnung des Ventils V20b).
• Das Ventil V15 wird für einen kurzen Moment geöffnet, so daß die lysierte Lösung d&sub3; in den Behälter 70 zur Bestimmung des Hämoglobins durch Spektrophotometrie überführt wird.
• Nun wird die Nadel 530 über dem Vorverdünnungsbehälter 30 positioniert, wobei das Ventil V12 geschlossen ist. Nun werden der Kolben 13 und die Mikrostange 15 wieder über eine vorbestimmte Länge eingedrückt, wobei das Ventil V70b geschlossen und das Ventil V10b offen ist, so daß der Ring 531 der Nadel 530 etwa 1 bis einige ml isotonischer Verdünnungsflüssigkeit austreibt, die im Vorverdünnungsbehälter 30 aufgefangen werden.
• Der Abfallbehälter 100 wird auf einen Unterdruck von 200 mbar gebracht, und die Sondenspannung in den einander zugeordneten Behältern 40-140 und 80-240 wird jeweils auf etwa 12 Volt gebracht.
• Bei den einander zugeordneten Behältern 40, 140 wird beispielsweise eine Spannung von etwa 12 Volt zwischen den Elektroden 562 und 575 hergestellt.
• Die Ventile V30a und V40a werden gleichzeitig geöffnet, während die Ventile V17 und V18 geschlossen bleiben. Unter der Wirkung des Unterdrucks steigen die Detergensflüssigkeitssäulen in ihren jeweiligen Haarröhrchen 147 und 247 mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Der Anstieg in dem Kapillarröhrchen, das an den dem Leukozytenzählbehälter 40 zugeordneten Detergensbehälter angeschlossen ist, geht nämlich schneller vor sich, da die kreisförmige Öffnung 141 des Rubins einen Durchmesser von 80 um hat, während die Öffnung des Rubins 241 des dem Detergensbehälter 240 zugeordneten Behälters 80 einen Durchmesser von 60 um hat.
• Das Ansteigen der Flüssigkeitssäulen bewirkt die Überführung der Lösung aus dem Behälter 80 zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen in den Detergensflüssigkeitsbehälter 240 über die Mikroöffnung 241 und die Überführung der Lösung aus dem Leukozytenzählbehälter 40 in den Detergensflüssigkeitsbehälter 140.
• Was den Erythrozytenbehälter 80 betrifft, so ändert das Passieren der Öffnung 241 durch ein Teilchen die zwischen den Elektroden der Behälter 80 und 240 erzeugte Impedanz des elektrischen Kreises und erzeugt nach einem dem Fachmann bekannten Prinzip ein Signal. Dieses Signal ist im wesentlichen zum Volumen des Teilchens proportional, das auf diese Weise das elektrische Feld stört, und auf diese Weise kann die Steuer- und Recheneinheit zwischen dem Durchgang eines Erythrozyten und eines Thrombozyten unterscheiden. Die Zählung dieser Blutzellen findet bei einem Aufsteigen von 200 µl Flüssigkeit zwischen dem Passieren des Zählbeginnmelders 250 durch den Luft/Detergensflüssigkeitsmeniskus und dem Passieren des Zählendemelders 251 durch diesen Meniskus statt.
• Die Zählung der Leukozyten, ausgehend vom Leukozytenbehälter 40, findet auf dieselbe Weise statt.
• Nach diesen Zählungen wird der Abfallbehälter 100 durch die Pumpe 400, die betätigt wird, unter Unterdruck gesetzt, während die Magnetventilhälften V60a und V50a in geöffneter Stellung sind (was gleichzeitig bedeutet, daß die Ventilhälften V60b und V50b in geschlossener Stellung sind). Die Öffnung der Magnetventilhälfte V20a, während die Ventile V12, V13, V15, V16, V17, V18, V19, V21, V30a, V40a geschlossen sind, erzeugt einen Unterdruck in dem Leukozytenzählbehälter 40. Die Öffnung des Ventils V12 gestattet das Umhüllen des Verdünnungsflüssigkeitsinhalts vom Vorverdünnungsbehälter 30 in den Leukozytenzählbehälter 40, wobei die Leitungen 32, 33, 35 gespült werden. Dann wird das Ventil V20 in die Stellung V20a geschlossen (also V20b offen) gekippt, so daß der Leukozytenzählbehälter unter den Druck der Umgebungsluft gesetzt wird.
• Der Blutanalysator ist nun für eine neue Bestimmung bereit. Die Steuereinheit bewirkt regelmäßig die Entleerung des Abfallbehälters 100 in den Ausguß 120 dadurch, daß dieser durch Betätigung der Pumpe 300 und Öffnung der Ventilhälften V50b und V60b und des Magnetventils V14 unter Überdruck gesetzt wird.
• Wenn nach drei Minuten keine neue Probe in den Halter gesetzt wurde und dieser nicht gekippt wurde, nimmt der Analysator eine Spülung mit Verdünnungsflüssigkeit vor, die durch die Nadel 530 und ihren Spülring 531 in den Vorverdünnungsbehälter 30 gegossen wird. Der Inhalt des Vorverdünnungsbehälters 30 wird in den Leukozytenzählbehälter 40 überführt.
• Wenn im Verlauf von 15 Minuten keine neue Probe zugeführt wurde, findet ein Zyklus der allgemeinen Spülung der Behälter 30, 40, 70, 80 statt und die Vorrichtung nimmt eine Wartestellung ein.
• Bei einer Ausführungsform, die eine Ergänzung des beschriebenen Blutanalysators darstellt, kann der Vorverdünnungsbehälter 30 mit Hilfe eines beweglichen Gelenks nach vorne gebracht werden. Der Operator kann direkt eine vorverdünnte Blutlösung in diesen Behälter 30 einbringen und ihn dann zurückdrücken, was bewirkt, daß ein Signal zu der zentralen Steuer- und Recheneinheit 1000 gesendet wird, die nun nicht die Arbeitsgänge der Entnahme von Gesamtblut und erster Verdünnung ablaufen läßt. Die restlichen Arbeitsgänge bleiben dagegen so, wie oben beschrieben wurde.

Claims (11)

1. Automatischer Blutanalysator, bestehend aus:

einer Vorrichtung (10) zur Entnahme und Abgabe von Gesamtblut und einer Verdünnungsflüssigkeit,

einem Kreis zum Umlauf von verdünntem Blut oder Verdünnungsflüssigkeit (30, 32, V12, 33, 34, 35, 40, 50, 142, V15, 70, 73, 53; 80, 82, V16, 53) mit wenigstens einem Behälter (40, 80) zum Zählen der Blutzellen,

einem Detergensflüssigkeitskreis (130, 144, V17, 143, 140, 146, 147, 148, V30, 115, 149, 53; 130, 144, V18, 243, 240, 246, 247, 248, V40, 115, 249, 53) mit wenigstens einem Detergensflüssigkeitsbehälter (140, 240), deren jeder über eine Mikroöffnung (141, 241) mit einem zugeordneten Zählbehälter (40, 80) in ständiger Verbindung ist,

wobei der Detergensflüssigkeitskreis ferner eine jedem Detergensflüssigkeitsbehälter (140, 240) zugeordnete Meßeinrichtung (147, 150, 151; 247, 250, 251) aufweist, die bei Betrieb die Zeit bestimmen kann, in der ein vorbestimmtes Volumen von verdünntem Blut die Mikroöffnung (141, 241) vom Zählbehälter (40, 80) zum Detergensflüssigkeitsbehälter (140, 240) passiert,

einem Blutlyseflüssigkeitskreis (135, V19, V21, 115, 299, 301, 34, 35), der mit einem Zählbehälter (80) in Verbindung gesetzt werden kann,

wobei die Kreise gesteuerte Ventile (V10, V20, V30, V40, V50, V60, V70, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18, V19, V21) und Fühler (55, 65, 150, 151, 250, 251, 350) enthalten, die die flüssige oder gasförmige Beschaffenheit der umlaufenden Fluide feststellen, die Kreise an eine Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung (100, 400) und an die Umgebungsluft für den Umlauf von Luft und/oder Flüssigkeiten angeschlossen sind und

die Vorrichtung, die Fühler, die Ventile und jede Meßeinrichtung durch eine zentrale Steuer- und Recheneinheit (1000) gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Detergensflüssigkeitskreis in einem tieferen Niveau einen Detergensflüssigkeitsvorratsbehälter (130) besitzt, der durch eine mit einem Absperrventil (V17, V18) versehene Leitung (144) mit einem Detergensflüssigkeitsbehälter (140, 240) verbunden ist, der in einem mittleren Niveau gelegen ist und seinerseits mit einer Meßeinrichtung verbunden ist, die eine in einem höheren Niveau gelegene Leitung (147, 247) aufweist, die ihrerseits mit einer Leitung (148, 248) mit einem Umschaltmagnetventil (V30, V40) verbunden ist, das die Meßleitung (147, 247) entweder mit der umgebenden Luft (115) oder mit der Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung (100, 400) verbinden kann.

2. Automatischer Blutanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lyseflüssigkeitskreis einen Lyseflüssigkeitsvorratsbehälter (135) besitzt, der durch eine mit einem Absperrmagnetventil (V19) versehene Leitung (300), erste Leitung genannt, mit einem Leitungsabschnitt (301) mit einem vorbestimmten Fassungsvermögen verbunden ist, der sich zwischen einem Verbindungspunkt (299), der die erste Leitung mit einer Leitung (302) für die durch ein Umschaltmagnetventil (V21) gesteuerte Luftzufuhr (115) verbindet, und einem Punkt (34) befindet, der dadurch bestimmt ist, daß in der Nähe eine Fühlvorrichtung (350) vorgesehen ist, und der mit dem Zählbehälter (80) verbunden ist.

3. Automatischer Blutanalysator nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, daduch gekennzeichnet, daß die Entnahme- und Abgabevorrichtung (10) eine Pumpe mit einem in einem Zylinder (11) beweglichen Kolben (13) und eine Mikropumpe mit einer in einem Mikrozylinder (12) eintretenden Mikrostange (15) aufweist, wobei der Kolben (13) und die Mikrostange (15) mechanisch miteinander fest verbunden sind, so daß eine einzige zugeordnete mechanische Antriebseinrichtung (508, 509, 511) ihnen die gleiche lineare Bewegung verleiht.

4. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitung aus einem im wesentlichen senkrechten transparenten Haarröhrchen (147, 247) besteht, das in Nähe seines unteren Endes mit einem Zählbeginnmelder (150, 250) und in Nähe seines oberen Endes mit einem Zählendemelder (151, 251) versehen ist.

5. Analysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (13) am Ende einer Stange (14) befestigt ist, die Zähne (508) aufweist, welche nach der Art eines Zahnstangentriebs mit einem Zahnrad (509) der mechanischen Antriebseinrichtung (511) in Eingriff sind.

6. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis zum Umlauf von verdünntem Blut oder Verdünnungsflüssigkeit einen Vorverdünnungsbehälter (30), einen Spülbehälter (50), einen Behälter (40) zum Zählen der Leukozyten, einen Behälter (80) zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen und einen Behälter (70) zur Bestimmung des Hämoglobins aufweist.

7. Analysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme- und Abgabevorrichtung (10) am Ende eines gelenkigen Arms eine hohle Entnahme- und Abgabenadel (530) aufweist, die im Betrieb über den Spülbehälter (50), über den Vorverdünnungsbehälter (30) und über den Behälter (80) zum Zählen der Erythrozyten/Plättchen gelangen kann.

8. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruck/Druckerzeugungsvorrichtung eine pneumatische Pumpe (400) aufweist, die mit einem Abfallbehälter (100) verbunden ist, der die Luft und/oder die Flüssigkeiten aufnimmt.

9. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme- und Abgabevorrichtung (10) zwei Umschaltmagnetventile (V10, V70) aufweist.

10. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er nur sechzehn Magnetventile (V10, V20, V30, V40, V50, V60, V70, V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18, V19, V21) enthält.

11. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er nur sieben Umschaltmagnetventile (V10, V20, V30, V40, V50, V60, V70) und neun Absperrmagnetventile (V12, V13, V14, V15, V16, V17, V18, V19, V21) enthält.