DE68908807T2 - Gerät zur Analyse von biologischen Flüssigkeiten. - Google Patents

Gerät zur Analyse von biologischen Flüssigkeiten.

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Description

  • Die Erfindung betrifft Biofluid-Prüfgeräte der Art (nachfolgend als der bezogenen Art bezeichnet), bei denen gemessene Proben von Biofluid, z.B. Serum, in die Vertiefungen einer Mikrotiter-Platte (nachfolgend "Platte") für nachfolgende chemische Reaktion und Analyse eingeführt werden.
  • Eine hauptsächliche Verwendung von Geräten der bezogenen Art besteht in der Durchführung von Imminitätsprüfungen von Serum, wobei in die Vertiefungen der Platten für die vorzunehmenden Prüfungen zweckmäßige Antikörper dosiert eingegeben und dann geeignete chemische Reagenzien hinzugefügt werden, bevor inkubiert, gewaschen und gelesen wird.
  • WO 87/00086 offenbart Biofluid-Prüfgeräte mit einer Mikroprozessor-Steuervorrichtung, mehreren getrennten Trägern, einem Magazin für die Träger, einer Mehrzahl von Arbeitsstationen, enthaltend:
  • eine Station, in der Reagenzien hinzugefügt werden,
  • eine Waschstation,
  • eine Plattenlesestation,
  • wobei jeder Plattenträger ein einmalig identifizierendes, maschinenlesbares Etikett hat, und Transportmittel enthaltend Mittel zum Lesen der Etiketten, um eine geeignete Handhabung des Analysesystems zu ermöglichen. Bei dieser Anordnung jedoch ist die Inkubation im Magazin ausgeschlossen und es kann jeweils nur eine Platte behandelt werden, so daß der Durchsatz stark eingeschränkt ist.
  • EP-A3-0 185 330 und EP-A3-0 192 968 jeweils offenbaren die Verwendung maschinenlesbarer Etiketten für die Steuerung der geeigneten Handhabung von flüssigen Proben.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Biofluid- Prüfgerät vorgesehen, bei dem gemessene Proben von biologischer Flüssigkeit in den Vertiefungen einer Mikrotiter-Platte analysiert werden, welches aufweist:
  • ein Mikroprozessor-Steuergerät, in das Details von Patienten und erforderlichen unterschiedlichen Prüfungen eingegeben sein können;
  • eine Mehrzahl von einzelnen Plattenträgern;
  • ein Magazin für die Träger;
  • eine Mehrzahl von Arbeitsstationen, enthaltend:
  • eine Station, in der chemische Reagenzien durch eine Reagensausgabeanordnung zu den Platten hinzugefügt werden;
  • eine Plattenwaschstation;
  • eine Plattenlesestation;
  • Platten-Transportmittel, die vom Mikroprozessor gesteuert werden zum Aufnehmen von Plattenträgern aus dem Magazin und zu deren Beförderung in geforderter Weise durch die Arbeitsstationen;
  • wobei jeder Plattenträger ein einmalig identifizierendes, maschinenlesbares Etikett hat, welches durch Bezugnahme auf die im Mikroprozessor gehaltenen Daten den besonderen Typ der Prüfung anzeigt, die an den von der Platte getragenen Proben durchgeführt wird; wobei die Transportmittel Mittel zum Lesen der Etiketten enthalten, wodurch die Mikroprozessor-Steuermittel feststellen können, daß jeder aus dem Magazin genommene Träger geladen war und zutreffend ausgewählt wird, und die Gültigkeit anderer Bewegungen während des Prüfzyklus bestätigen können, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Transportmittel in der Lage sind, die Plattenträger in einer der Richtungen entlang jeder der x-, y- und z-Achse zwischen den verschiedenen Arbeitsstationen zu bewegen, in einer Weise, die durch das Mikroprozessor-Steuergerät bestimmt wird, das zur Bestimmung der Reihenfolge, in der die verschiedenen Prüfungen durchgeführt werden, programmiert ist.
  • Eine erste Arbeitsstation kann eine Übertragungsstation ein, an der die Platten gemessene Proben von biologischer Flüssigkeit empfangen, die durch eine automatische Pipettenanordnung von einem Probenempfangsabschnitt übertragen wurden. Der Probenempfangsabschnitt kann einen Leser für maschinenlesbare Etiketten auf Probenröhrchen enthalten, um zu bestätigen, daß diese korrekt im Probenempfangsabschnitt aufgenommen sind.
  • Die Erfindung wird weiterhin ersichtlich aus der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen, die nur beispielhaft eine Form eines diese verkörpernden Biofluid-Prüfgeräts zeigen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Biofluid-Prüfgerätes nach der Erfindung; und
  • Fig. 2 eine Einzelheit der Reagensausgabestation des Gerätes nach Fig. 1.
  • Das Gerät wird durch einen geeignet programmierten Mikroprozessor M gesteuert, in den Angaben über Patienten und die erforderlichen Prüfungen eingegeben sind, z.B. Schilddrüse, Fruchtbarkeit, Steroid, HIV, Hepatitis usw. Jede Prüfung kann mehrere getrennte Prüfgänge erfordern. Eine Bedienungsperson wird vom Mikroprozessor angeleitet, um geeignete Platten und Proben der Bioflüssigkeiten der Patienten an bestimmten Stellen in das Gerät einzugeben. Danach erfolgt die Übertragung der Bioflüssigkeiten zu den Platten und die Fortbewegung der Platten durch die verschiedenen Arbeitsstationen unter der Steuerung des Mikroprozessors, der einen Ausdruck der Ergebnisse aller beendeten Prüfungen erstellt. Im allgemeinen bestimmt der Mikroprozessor die Reihenfolge, in der die verschiedenen Prüfungen durchgeführt werden, um den Durchsatz unter Berücksichtigung der Anforderungen an unterschiedliche Verweilzeiten in den verschiedenen Arbeitsstationen für die verschiedenen Prüfgänge und anderer Faktoren zu optimieren.
  • Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Gerät ein allgemein mit 10 bezeichnetes Eingabemagazin für Plattenträger 11, von denen jeder mit einer Mikrotiter-Platte 12 beladen ist, sowie ein Ausgabemagazin 13, das die Träger 11 empfängt, nachdem sie durch die verschiedenen Arbeitsstationen des Gerätes hindurchgegangen sind, aufweist.
  • Die oberste Reihe 10a des Eingabemagazins 10 bildet eine Übertragungsstation, in der gemessene Mengen von Biofluiden in die Vertiefungen der Platten dosiert eingegeben werden, die durch eine automatische Vielkopf-Pipettenanordnung 14 dorthin befördert wurden, welche entlang der x-Achse auf Schienen 15 zwischen der Übertragungsstation und einem mit Probenröhrchen 17 beladenen Probenempfangsabschnitt 16 einstellbar ist. Die Anordnung 14 ist auch entlang der y-Achse einstellbar, so daß die Pipettenspitzen mit jeder gewünschten Vertiefung in einer auf einem Träger angeordneten Platte in der Übertragungsstation ausgerichtet werden können. Die Pipettenspitzen selbst sind entlang der z-Achse bewegbar, was offensichtlich erforderlich ist für die Aufnahme und Abgabe der Proben. Die Pipettenspitzen können in bekannter Weise nach jedem Gebrauch automatisch ausgetauscht oder gewaschen werden. Die Röhrchen 17 tragen strichkodierte Etiketten 18 (vorzugsweise unter der Steuerung des Mikroprozessors zur Zeit der Dateneingabe gedruckt). Ein Laser-Strichcodeleser 19, der an den Mikroprozessor M berichtet, ist zur Überprüfung vorgesehen, ob die Bedienungsperson die Probenröhrchen 17 an den vorgegebenen Stellen im Empfangsabschnitt positioniert hat.
  • Im wesentlichen enthält das Gerät einen Plattenträger-Übertragungsmechanismus mit einer Gabel 20, die entlang der y-Achse vor- und rückwärts bewegbar ist, um mit der Unterseite eines ausgewählten Plattenträgers in Eingriff zu treten oder unter diesem zurückgezogen zu werden. Die Gabel 20 bewegt sich entlang der y-Achse relativ zu einem Halter 21, der entlang der z-Achse relativ zu einem Halterpfosten 22 bewegbar ist, welcher seinerseits von Seite zu Seite entlang der x-Achse bewegbar ist.
  • Gemäß der Erfindung trägt jeder der Plattenträger 11 ein einmalig identifizierendes, maschinenlesbares Etikett 28, welches unter Bezug auf die vom Mikroprozessor M gehaltenen Daten den besonderen Typ von Prüfung anzeigt, welcher die hiervon getragene Platte unterzogen wird. Der Halter 21 trägt einen Leser für die Etiketten 28 und dieser Leser berichtet dem Mikroprozessor über die Identität jedes mit der Gabel 20 in Eingriff stehenden Trägers 11.
  • Auf diese Weise kann der Mikroprozessor überprüfen, ob die Bedienungsperson die mit Platten beladenen Plattenträger 11 wie vorgegeben positioniert hat, und die Gültigkeit von anderen Bewegungen während des Prüfzyklus bestätigen.
  • Die Bewegung der Gabel 20 entlang allen drei Achsen erfolgt unter der Steuerung des Mikroprozessors, um Plattenträger vom Eingabemagazin 10 aufzunehmen und in der Übertragungsstation zu positionieren, und nachdem sie mit der Probe versehen wurden, entlang einer allgemein mit 23 bezeichneten Station zu bewegen, in der für die Durchführung der Prüfungen geeignete Reagenzien von einem drehbar einstellbaren Ausgabekopf 24 in die Vertiefungen der Platten ausgegeben werden.
  • Die in Fig. 2 näher gezeigte Station 23 weist einen drehbar unter einem stationären Modul 43 befestigten einstellbaren Asugabekopf 24 auf. Der Kopf 24 wird durch Befehle vom Mikroprozessor M eingestellt. Der Kopf 24 umfaßt mehrere Arme 46, die sich von ihrem Drehpunkt radial erstrecken, wobei jeder Arm ein maschinenlesbares Etikett 65 auf seiner Stirnfläche am äußeren Ende trägt, das das getragene Reagens anzeigt. Das Etikett 65 wird von einem am Modul 43 befestigten Etikettenleser 76 gelesen, der an den Mikroprozessor M berichtet, wodurch die Prüfung möglich ist, ob die richtigen Reagenzien in die richtigen Vertiefungen jeder in der Station 23 befindlichen Platte ausgegeben werden.
  • Jeder der Arme 46 weist mehrere Reagensausgabevorrichtungen in der Form von Vielkanal-Pipetten 47 auf. Die Pipetten 47 werden aus Behältern mit Vorratsreagenzien gefüllt, die in den Armen 46 angeordnet sein können. Vorzugsweise sind in jedem Arm 46 drei Pipetten mit jeweils vier Reagensausgabekanälen angeordnet.
  • Das Modul 43 weist mehrere darin befindliche und sich durch dieses für den Eingriff mit den Pipetten 47 erstreckende angetriebene Kolbenstangen 45 auf. Die Kolbenstangen 45 werden unter der Anleitung des Mikroprozessors zum Betrieb der Pipetten 47 betätigt, nachdem die Etiketten 65 geprüft wurden.
  • Während die Reagenzien ausgegeben werden, bleiben die Plattenträger von der Gabel gehalten, die die notwendigen Schrittbewegungen in der x- und y-Richtung ausführt.
  • Die Gabel 20 bewegt dann den Plattenträger in einen Inkubator 25 und setzt ihn für die erforderliche Verweilzeit ab, bevor sie ihn für die Beförderung der Reihe nach zu einem Wäscher 26 und einem Leser 27 wieder aufnimmt. Der Inkubator kann eine veränderbare Heizsteuerung haben und eine Kühlzone aufweisen, da es erwünscht sein kann, die farbmetrische Stufe einiger Prüfungen bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur durchzuführen, z.B. die Peroxidase-katalytische Spaltung von 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin- Dihydrochlorid.
  • Die Plattenträger können von der Gabel gestützt bleiben, während sie sich im Wäscher und im Leser befinden, und die Gabel kann die erforderlichen Schrittbewegungen durchführen, um das Lesen aller Vertiefungen zu ermöglichen. Alternativ hierzu können die Plattenträger im Wäscher für eine erforderliche Zeit abgesetzt werden sowie auch im Leser, wenn eine geeignete Gestaltung vorliegt. Nachdem jede Platte gelesen wurde, überträgt die Gabel 20 sie zum Ausgabemagazin 13, aus dem es von der Bedienungsperson wiedererlangt werden kann, um zu ermöglichen, daß die gebrauchte Platte ausrangiert (oder aus Qualitätssteuergründen wiedergelesen wird), eine neue Platte aufgesetzt und der Träger wieder wie vorgegeben im Eingabemagazin positioniert wird.
  • Die Platten sind so mit den Plattenträgern in Eingriff, daß ihre Position auf diesen genau bestimmt ist. In gleicher Weise haben die Plattenträger Vorsprünge oder Nuten, die mit komplementären Ausbildungen auf der Gabel und den sie in den verschiedenen Arbeitsstationen stützenden Oberflächen in Eingriff bringbar sind.
  • Die Etiketten 28 und 65 sind zweckmäßig magnetisch kodiert und durch eine Anordnung von magnetisch betätigbaren Reed-Schaltern lesbar; jedoch sind andere Arten von Etiketten wie strichkodierte Etiketten möglich.
  • Geräte gemäß der Erfindung können zusätlich zu Immunitätsprüfungen beispielweise für eine Prüfung des Zellwucherungsvermögen eines Biofluids verwendet werden. Zellen können in die Vertiefungen der Mikrotiter-Platten eingesetzt werden und der Zellwuchs bzw. die Zellwucherung kann nach geeigneten Zellenfärbungs- und -waschprozessen spektralfotometrisch überwacht werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel das Vaso-Wucherungsvermögen von diabetischem Serum festgestellt werden.
  • Es ist zu bemerken, daß nicht die Absicht besteht, die Erfindung auf das vorstehende Beispiel zu beschränken, sondern es sind viele für einen Fachmann geläufige Abwandlungen möglich, ohne den durch die beigefügten Ansprüche definierten Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (4)

1. Biofluid-Prüfgerät, bei dem gemessene Proben von biologischer Flüssigkeit in den Vertiefungen einer Mikrotiter-Platte analysiert werden, welches aufweist:
ein Mikroprozessor-Steuergerät (M), in das Details von Patienten und erforderlichen unterschiedlichen Prüfungen eingegeben sein können;
eine Mehrzahl von einzelnen Plattenträgern (11);
ein Magazin (10) für die Träger;
eine Mehrzahl von Arbeitsstationen, enthaltend:
eine Station (23), in der chemische Reagenzien durch eine Reagensausgabeanordnung zu den Platten hinzugefügt werden;
eine Plattenwaschstation (26);
eine Plattenlesestation (27);
Platten-Transportmittel (20), die vom Mikroprozessor gesteuert werden zum Aufnehmen von Plattenträgern aus dem Magazin und zu deren Beförderung in geforderter Weise durch die Arbeitsstationen;
wobei jeder Plattenträger ein einmalig identifizierendes, maschinenlesbares Etikett (28) hat, welches durch Bezugnahme auf die im Mikroprozessor gehaltenen Daten den besonderen Typ der Prüfung anzeigt, die an den von der Platte getragenen Proben durchgeführt wird;
wobei die Transportmittel Mittel zum Lesen der Etiketten enthalten, wodurch die Mikroprozessor- Steuermittel feststellen können, daß jeder aus dem Magazin genommene Träger geladen war und zutreffend ausgewählt wird, und die Gültigkeit anderer Bewegungen während des Prüfzyklus bestätigen können, und
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportmittel in der Lage sind, die Plattenträger in einer der Richtungen entlang jeder der x-, y- und z-Achse zwischen den verschiedenen Arbeitsstationen zu bewegen, in einer Weise, die durch das Mikroprozessor-Steuergerät bestimmt wird, das zur Bestimmung der Reihenfolge, in der die verschiedenen Prüfungen durchgeführt werden, programmiert ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend eine Übertragungsstation (10a), an der Platten gemessene Proben von biologischer Flüssigkeit empfangen, die durch eine automatische Pipettenanordnung (14) von einem Probenempfangsabschnitt (16) übertragen wurden.
3. Gerät nach Anspruch 2, worin der Probenempfangsabschnitt einen Leser (19) für maschinenlesbare Etiketten (18) auf Probenröhrchen (17) enthält, um zu bestätigen, daß diese korrekt im Probenempfangsabschnitt aufgenommen sind.
4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin enthaltend eine Inkubatorstation (25).
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