DE68927011T2 - Flüssigkeitsanalyseapparat mit sehr geringem übertrag und zugehöriges verfahren - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
• Diese Erfindung bezieht sich auf eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Analyse von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben mit einem sehr geringen Flüssigkeitsprobentransport bzw. Flüssigkeitsübertrag dazwischen, um die Genauigkeit der Ergebnisse der Flüssigkeitsprobenanalysen zu erhöhen und einen hierin zu verwendenden neuen und verbesserten Flüssigkeitsansaug- und -abgabesensor.
2. Beschreibung des Standes der Technik
• Obwohl Vorrichtungen und Verfahren für eine effiziente, automatische Analyse von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben, die eine gewisse Anzahl von bedeutenden Gemeinsamkeiten mit dem hierin offenbarten aufweisen, in der US-A-4 629 703, ausgegeben am 16. Dezember 1986 an Kenneth F. Uffenhiemer unter dem Titel "Automated Analytical Systems" übertragen auf die Technicon Instruments Coperation, Tarrytown, New York offenbart ist, schließen die bedeutenden Gemeinsamkeiten nicht solche ein, die für einen sehr geringen Übertrag zwischen nachfolgenden Flüssigkeitsproben wie sie durch die Vorrichtung und das Verfahren gemäß dieser Erfindung ermöglicht wird, sorgen.
• Obwohl aufeinanderfolgende Flüssigkeitsprobenansaug- und/oder Abgabesensormittel mit sehr niedrigem Flüssigkeitsübertrag in Bezug auf diese Aufgabe sehr effektiv sind, in der US-A-4 121 466, ausgegeben am 24. Oktober 1978 an Allen Reichler et al, mit dem Titel "Liquid Dispenser With An Improved Probe" und übertragen auf Technicon Instruments Corporation, Tarrytown, offenbart sind, ist es verständlich, daß dieselben, die sich allein auf eine Isolationsflüssigkeit bzw. Isolierflüssigkeit, die mit der Probenflüssigkeit nicht mischbar ist und die selektiv die relevanten Probenwände bis zum substantiellen Ausschluß der Probenflüssigkeit benetzt, um den Flüssigkeitsübertrag zu vermindern, und die insbesonders die Verwendung einer Spülflüssigkeit in Kombination mit dieser Isolierflüssigkeit ausschließt, um die relevanten Probenwände zu spülen, nicht auf dieselbe einfache Art und Weise wie gemäß der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gelehrt, einen geringen Flüssigkeitsübertrag zur Verfügung stellen kann. Obwohl die Sensormittel in der US-A-4 121 466 nur schematisch dargestellt sind, ist es darüber hinaus nichts desto weniger offensichtlich, daß dieselben in ihrem strukturellen Aufbau von denjenigen dieser Erfindung sich unterscheiden.
• Die US-A-4 574 850 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit, bei der bzw. dem eine koaxiale Sensorvorrichtung mit Hilfe einer geeigneten Lösungsmittelflüssigkeit gespült wird, die mischbar mit der Flüssigkeitsprobe ist, um den Flüssigkeitsübertrag zu minimieren. Die Verwendung einer nicht mischbaren Isolierflüssigkeit zum Überziehen der relevanten inneren und äußeren Oberflächen der koaxialen Sensoreinrichtung um den weiteren Flüssigkeitsübertrag zu minimieren, ist ausgeschlossen, insbesondere deswegen weil dasselbe die Probenflüssigkeit verunreinigen würde.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
• Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Analyse von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben mit einem sehr geringen Flüssigkeitsübertrag dazwischen zur Verfügung zu stellen, um die Genauigkeit der nacheinander aufgenommenen Flüssigkeitsproben-Analyseergebnisse zu erhöhen.
• Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, neue und verbesserte Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesensormittel für die Verwendung in diesem Flüssigkeitsproben-Analysesystem zur Verfügung zu stellen.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine neue und verbessert Analyseeinrichtung für aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben und ein Verfahren wie oben zur Verfügung zu stellen, das bei sehr hohen Flüssigkeitsproben-Analyseraten betrieben wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist, eine neue und verbesserte Analysevorrichtung für aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben und ein Verfahren wie oben zur Verfügung zu stellen, das ohne Modifikationen sofort für eine große Vielzahl von unterschiedlichen Flüssig keitsprobenanalysen bezogen auf unterschiedliche, interessierende Flüssig keitsprobenanalysen anwendbar ist.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine neue und verbesserte Analysevorrichtung für aufeinander folgende Flüssigkeitsanalyse, wie oben beschrieben, zur Verfügung zu stellen, die im allgemeinen eine einfache Konfiguration und Art der Bedienung aufweist, und bei dem nur bereits zur Verfügung stehende Komponenten benötigt werden sowie Materialien, deren Nützlichkeit und Geeignetheit in bezug auf die Aufgaben beim Arbeiten in der Herstellung davon unter Beweis gestellt wurde.
• Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, neue und verbesserte Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesensormittel wie oben zur Verfügung zu stellen, die insbesondere einfach und kostengünstig aufgebaut sind, und die aktive Sensormittelkomponenten umfassen, die einfach und bequem, im Fall einer Beschädigung bei geringen Kosten und mit einer geringen Stillstandzeit des Flüssigkeits-Analysesystems ersetzt werden können, und die praktisch keine nachteiligen Auswirkungen auf die Genauigkeit der aufeinanderfolgenden Analysesystemeigenschaften haben.
• Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neues und verbessertes Analysesystem für aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben und ein Verfahren wie oben zur Verfügung zu stellen, das insbesondere, aber nicht ausschließlich an die automatische Abarbeitung von nicht-isotopen Immunoassays von menschlichem Blutserum-Flüssigkeitsproben bezogen auf einen möglichst breiten Bereich zu analysierender Flüssigkeitsproben angepaßt ist, und bei dem der durch die Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sehr niedrige Flüssigkeitsübertrag Voraussetzung für die Genauigkeit und Validität der Immunoassay-Ergebnisse ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
• Wie hierin offenbart umfaßt das neue und verbesserte Analysesystem für aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 1 beschrieben, Sensormittel, die derart betreibbar sind, daß Flüssigkeitsproben aufeinanderfolgend aus einem im Betrieb hiermit verbundenen Flüssigkeitsproben-Vorratsmittel angesaugt werden können und dieselben wiederum zusammen mit angesaugten Flüssigkeitsproben- Reagenzien und/oder Verarbeitungsflüssigkeiten in im Betrieb hiermit verbundene automatische Flüssigkeitsproben-Analysemittel abgegeben werden können, um eine aufeinanderfolgende Flüssigkeitsprobenanalyse zu ermöglichen. Die Isolier-Flüssigkeits-Zuführmittel sind im Betrieb mit den Sensormitteln verbunden und können derart betrieben werden, daß die relevanten inneren und äußeren Wandoberflächen derselben mit einer Schicht von Isolationsflüssigkeit überzogen werden, die mit den Flüssigkeitsproben nicht mischbar ist und die bevorzugt die Sensormittel-Wandoberflächen zum Ausschluß der Flüssigkeitsproben benetzen. Die Spülflüssigkeit-Versorgungsmittel sind ebenfalls im Betrieb mit den Sensormitteln verbunden und derart betreibbar, daß eine Spülflüssigkeit dort hindurchfließt, um die Isolationsflüssigkeitsschicht nachfolgend auf jedes Ansaugen einer Flüssigkeitsprobe wegzuspülen und die Sensoreinrichtung im wesentlichen mit der Spülflüssigkeit befüllt zu lassen, nachdem die Flüssigkeitsprobe abgegeben wurde, wodurch zusammen mit der Isolierflüssigkeit der Flüssigkeitsprobenübertrag auf einen sehr geringen Wert herab gesetzt wird, was für eine gleichzeitige, sehr differenzierte, automatische Analyse von klinischen Flüssigkeitsproben von Nöten ist. Zur Verwendung des Analysensystems für Flüssigkeitsproben bei Anwendung, bei denen große Flüssigkeitsproben-Volumina angesaugt und durch die Sensormittel abgegeben werden, umfaßt die Erfindung ferner das Ansaugen einer geeigneten oberflächenaktiven Flüssigkeit, die sich mit der Flüssigkeitsprobe in den Sensormitteln mischt; dies wirkt dahingehend, daß die Unversertheit der Flüssigkeitsprobe in den Sensormitteln besser erhalten wird und desweiteren der Flüssigkeitsprobenübertrag vermindert wird.
• Die hierin offenbarten neuen und verbesserten Sensormittel gemäß der Erfindung umfassen betrieblich hieran angeschlossene Spülflüssigkeits-Versorgungsleitungen, die auch dazu dienen, Flüssigkeitsproben anzusaugen und abzugeben. Die Sensormittel umfassen ein Sensorgehäuse, eine aktive Sensorkomponente und Verbindungsmittel, die betrieblich an die Leitungen und die aktive Sensorkomponente innerhalb des Sensorgehäuses angeschlossen sind, um dieselbe strömungsmäßig in Kommunikation zu bringen. Die Verbindungsmittel sind einfach entfernbar, um den einfachen und bequemen Ersatz von aktiven Sensorkomponenten in dem Sensormittel zu ermöglichen, ohne daß nachteilige Auswirkungen auf die Konfiguration und/oder die betrieblichen Charakteristika der Spülflüssigkeits- Versorgungsleitungen und dadurch auf die Leistungsfähigkeit des gesamten Analysesystems, auftreten. Die aktive Sensorkomponente umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil, wobei das erste Gehäuseteil einen größeren Durchmesser als das zweite Gehäuseteil aufweist und stetig dort hinein übergeht. Dies dient auch dazu, den Flüssigkeitsprobenübertrag zu reduzieren. Dabei wird die Flußgeschwindigkeit der Flüssigkeitsprobe in der ersten der aktiven Sensorkomponenten-Gehäuseteile herabgesetzt.
• Die Erfindung umfaßt desweiteren ein Verfahren zur Analyse von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben, wie in Anspruch 11 beschrieben.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Von den oben aufgezeigten und anderen wichtigen Gegenständen und Vorteilen der Erfindung wird angenommen, daß sie durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung, in Verbindung mit den Zeichnungen erkennbar werden.
• Es zeigen:
• Figur 1 eine im allgemeinen schematische Ansicht eines automatisierten Analysesystems für Flüssigkeitsproben, das repräsentativ ist und in Übereinstimmung mit den Lehren der derzeit in Erwägung gezogenen besten Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung steht,
• Figur 2 stellt eine Draufsicht der Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesensormittel des Systems gemäß Figur 1 dar;
• Figur 3 ist ein Schnitt der entlang der Linie 3-3 in Figur 2 aufgenommen wurde;
• Figur 4 ist eine schematische Darstellung eines repräsentativen Steuersystems für das Analysesystem für Flüssigkeitsproben gemäß Figur 1 und
• die Figuren 5, 6, 7 und 8 sind repräsentative Querschnittsansichten in der Art von Figur 3, die die einzelnen betrieblichen Einstellungen der Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesensormittel in verschiedenen Betriebsstadien des Flüssigkeitsproben-Analysesystems gemäß Figur 1 darstellen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• In Figur 1 der Zeichnungen ist ein automatisiertes Analysesystem für aufeinanderfolgende Flüssigkeitsproben dargestellt, welches repräsentativ konfiguriert bzw. ausgeführt und in Übereinstimmung mit der derzeit in Erwägung gezogenen besten Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung betreibbar ist und im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet wird.
• Das Flüssigkeitsproben-Analysesystem 10 umfaßt Flüssigkeitsproben-Versorgungsmittel, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet sind, Versorgungs- und Reservoirmittel für nicht mischbare Isolationsflüssigkeiten, die im allgemeinen mit den Bezugsziffern 14 und 16 bezeichnet werden, Spülflüssigkeits-Versorgungseinrichtungen, die im allgemeinen mit 18 bezeichnet werden, Puffer-Lösungsmittel- Flüssigkeitsversorgungsmittel die mit 20 bezeichnet werden, Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesensormittel, die im allgemeinen mit 22 bezeichnet werden, eine Flüssigkeitsprobenpumpe, die mit 24 bezeichnet ist und Flüssigkeitsprobenreaktions- und Analysemittel mit der Bezugsziffer 26. Des weiteren werden Versorgungs- und Abgabemittel für Reagenzien und/oder Substratflüssigkeiten zur Zugabe derselben, die Probenfiüssigkeiten in den Probeflüssigkeitsreaktions- und Analysemitteln für die Mischung und Reaktion damit, wie sie für die Flüssigkeitsprobenanalyse benötigt wird, mit 28 bezeichnet, während die Versorgungsmittel für ein Agens oder Agenzien, die zusätzlich zu den Reagenzien und/oder Substratflüssigkeiten, für die Flüssigkeitsprobenreaktion und Analyse benötigt werden, nur schematisch dargestellt sind und im allgemeinen mit der Bezugsziffer 29 in Figur 1 bezeichnet sind.
• Obwohl allgemein beschrieben, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet der automatischen Flüssigkeitsprobenanalyse einfach zu verstehen, daß das Flüssigkeitsproben-Analysesystem 10 so betreibbar ist, daß eine sukzessive Versorgung, Reaktion und quantitativen Analyse einer Serie von Flüssigkeitsproben der Reihe nach, mit Bezug auf eine oder mehrere zu analysierende Substanzen, die darin enthalten sind, möglich ist, wobei das Hauptaugenmerk betreffend das System 10 auf einer Verminderung des Flüssigkeitsprobenübertrages liegt, das heißt, die Verunreinigung einer nachfolgenden Flüssigkeitsprobe durch den Rest einer vorangegangenen Flüssigkeitsprobe sehr niedrig ist, was bis dahin praktisch nicht erreichbar war, wodurch den immer strengeren Anforderungen an die Genauigkeit einer hochentwickelten und spezialisierten klinischen Chemie Rechnung getragen wird, beispielsweise dort, wo nicht-isotopische Immunoassays von menschlichem Blutserum involviert sind.
• Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben, weisen die Flüssigkeitsprobenmittel 12, bevorzugt die allgemeine Form, die in den US- Schriften US-A-4 099 921, 4 115 861 und 4 168 955 für klinische Analysegeräte offenbart ist auf, die am 11. Juli 1978, am 7. November 1978 und am 25. September 1979 an Robert W. Allington ausgegeben und auf die Instrumentation Specialities Company übertragen wurden.
• Für die oben genannte Wirkung umfassen die Flüssigkeitsproben- Versorgungsmittel 12 eine Vielzahl von gleichen Flüssigkeitsproben- Sammelbehältern, beispielsweise gemäß Bezugszeichen 78, eine Vielzahl von bewegbaren Transporteinrichtungen, von denen eine mit der Bezugsziffer 32 in Figur 1 dargestellt ist. Die Transporteinrichtung 32 wird wiederum von einem Transporteinrichtungs-Versorgungsmechanismus, der mit der Bezugsziffer 34 bezeichnet ist, getragen und bewegt, der wiederum durch einen elektrischen Motor angetrieben ist, der schematisch dargestellt ist und die Bezugsziffer 35 in Figur 1 trägt. Der Mechanismus 34, der die Transporteinrichtung 32 trägt und periodisch bewegt, wird derartig betrieben, daß die Flüssigkeitsproben-Sammelbehälter 30, von denen jeder eine Anzahl von zu analysierenden Flüssigkeitsproben enthält, wie durch die Bezugsziffer 36 in Figur 1 angedeutet ist, zu einer Flüssigkeitsproben-Entnahmestation bezüglich der Sensormittel 22 der Reihe nach indexiert zugeführt und dort für genau die Zeitdauer gehalten werden, die in jedem Fall dem Ansaugen genau desselben Flüssigkeitsprobenvolumens hiervon mittels der Sensoreinrichtung 22 entspricht.
• Die Trenn- bzw. Isolierflüssigkeits-Zuführmittel 14 umfassen einen Behälter 38 mit einer geeigneten Isolationsflüssigkeit, wie durch die Bezugsziffer 40 dargestellt, die mit den Probenflüssigkeiten 36 nicht mischbar sind. Einfach zusammendrückbare Isolierflüssigkeits-Zuführleitungen 42 und 44, die sich im Punkt 45 verzweigen, erstrecken sich, wie in Figur 1 dargestellt, vom Behälter 38 zu den Isolierflüssigkeits-Reservoireinrichtungen 16 und den Sensoreinrichtungen 22. Die Pumpeinrichtungen, beispielsweise Peristaltikpumpen, wie sie schematisch mit den Bezugsziffern 46 und 48 dargestellt sind, und die für ein genaues Pumpen der Isolationsflüssigkeit mit niedrigen Flußraten, wie nachfolgend ausführlicher diskutiert, geeignet sind, werden im Betrieb mit den relevanten Teilen der kompressiblen Trennflüssigkeits-Versorgungsleitungen 42 und 44 ausgebildet, wie dargestellt. Die Peristaltikpumpen 46 und 48 werden nacheinander, wie in Figur 1 gezeigt, mit Hilfe von elektrischen Antriebsmotoren angetrieben, die schematisch mit den Bezugsziffern 47 und 49 bezeichnet sind. Wenn diese so angetrieben werden, können sie die Trennflüssigkeit 40 in entsprechend genau kontrollierten Mengen entlang der Leitungen von dem Trenn- bzw. Isolierflüssigkeitsbehälter 38 zu den Trennflüssigkeits-Einlaßöffnungen 51 und 53 des Trennflüssigkeitsreservoirs 16 und der Sensormittel 22 fördern.
• Obwohl angenommen wird, daß dies vom Fachmann gut verstanden werden kann, wird es nachfolgend wiederholt, um die Vollständigkeit der Offenbarung sicherzustellen, daß im Betrieb beispielsweise mit im wesentlichen wäßrigen Flüssigkeitsproben 36 und einer aktiven Komponente der Sensoreinrichtung 22 eines geeigneten hydrophoben Materials, beispielsweise Teflon, wie nachfolgend detailiert beschrieben, sich die Isolationsflüssigkeit 14 beispielsweise aus einer geeigneten hydrophoben flourierten oder perflourierten Hydrocarbonflüssigkeit oder einem Öl, wie dasselbe auf dem Gebiet der Flüssigkeitsanalyse bezeichnet wird, zusammensetzen, das bevorzugt von dem aktiven Sensormittelkomponenten angezogen wird und diese selektiv benetzt, um im wesentlichen die wäßrige Flüssigkeitsprobe 36 auszuschließen, die damit nicht mischbar ist, um dadurch ein Haften von Flüssigkeitsprobenresten an der aktiven Sensorkomponente zu verhindern. Dies wiederum minimiert den Flüssigkeitsprobenübertrag auf die aktiven Sensormittelkomponenten, damit verbunden ist ein Anstieg in der Genauigkeit der Probenflüssigkeits-Analyseresultate. Dieses Phänomen der selektiven Benetzbarkeit und deren Anwendung auf die Flüssigkeitsprobenanalyse zur Minimierung des Flüssigkeitsprobenübertrages aufgrund der Verwendung einer geeigneten Isolierflüssigkeit ist zumindest bis zu einem gewissen Grad in den nachfolgenden US-Patenten US-A-4 602 995 ausgegeben am 29. Juli 1986 an Michael M. Cassaday, et al, mit dem Titel "Liquid Level Adjusting And Filtering Device", US-A-4 515 753 ausgegeben am 7. Mai 1985 an John L. Smith, Ph.D, et al, mit dem Titel "Integral Reagent Dispenser" und US-A-4 678 641 ausgegeben am 7. Juli 1987 an Michael M. Cassaday, et al, mit dem Titel Isolation Liquid Layer Retention Device" die allesamt auf Technicon Instruments Corporation Tarrytown, New York übertragen wurden, offenbart.
• Das Isolations-Flüssigkeitsreservoir 16 umfaßt ein nach oben offenes, im allgemeinen zylindrisches Reservoirgehäuse 50, das beispielsweise aus einem geeigneten hydrophoben Kunststoffmaterial durch Formen hergestellt werden kann, das wie in Figur 1 dargestellt, über den Einlaß 51 am Boden des Gehäuses, mit Isolierflüssigkeit 40 aus dem Behälter 38 mit Hilfe einer Peristaltikpumpe 46 über die Versorgungsleitung 42, wie zuvor diskutiert, versorgt wird. Eine erweiterte Flüssigkeits-Überlaufkammer 52 wird an der Oberseite des Reservoirgehäuses 50 gebildet und umfaßt eine Abführleitung 54, die sich von dort wie eingezeichnet in Richtung eines Abfallbehälters nach unten erstreckt. Es soll bemerkt werden, daß das Niveau 56 des oberen Endes des Abführrohres 54 auf gleicher Höhe wie das Niveau 58 der Oberseite des Reservoirgehäuses 50 liegt, wodurch der Flüssigkeitsspiegel in den Reservoirmitteln 16 damit gleichauf gehalten werden kann und jede überschüssige Flüssigkeit hieraus in den Abfallbehälter über die Abführleitung 54 fließt.
• Die Spülflüssigkeit-Versorgungsmittel 18 umfassen einen Behälter 60 für eine geeignete Spülflüssigkeit, beispielsweise destilliertes Wasser, wie mit den Bezugszeichen 62 in Figur 1 bezeichnet. Die Spülflüssigkeits- Versorgungspumpe und der Pumpenantrieb werden gemeinsam mit den Bezugszeichen 64 bezeichnet und umfassen Versorgungsleitungen für Druckluft und Vakuum 66 und 68, die sich von nicht-dargestellten Versorgungseinrichtungen zu dem drehbaren Gehäuseteil 70 eines Drei- Weg-Ventiles 72 umfassend einen Ventildurchtritt 74 erstrecken. Das drehbare Ventilgehäuse 70 wird durch einen elektrischen Antriebsmotor wie dargestellt angetrieben, beispielsweise ein Solenoid bzw. eine Magnetspule, wie schematisch mit der Bezugsziffer 75 in Figur 1 angedeutet.
• Die Diaphragmapumpe wird mit der Bezugsziffer 76 bezeichnet und umfaßt eine Pumpenkammer 78, die wie dargestellt, durch ein Diaphragma 80 geteilt wird und eine Leitung 82, die wie in Figur 1 gezeigt, sich derart erstreckt, daß der Ventildurchtritt 74 des Ventus 72 mit einer Seite der Pumpenkammer 78 verbunden wird. Ein Zwei-Wege-Spülflüssigkeits-Versorgungsventil wird mit der Bezugsziffer 84 bezeichnet und umfaßt ein drehbares Ventilgehäuse 86, das einen Ventildurchtritt 88, der sich dadurch erstreckt, aufweist. Das Ventilgehäuse wird wie dargestellt durch einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben, der wiederum beispielsweise ein Solenoid bzw. eine Magnetspule sein kann, wie mit Bezugsziffer 89 bezeichnet. Eine Leitung 90 erstreckt sich wie dargestellt derart, daß die andere Seite der Pumpenkammer 78 mit einer Seite des Spülwasser-Versorgungsventils 84 verbunden ist. Eine Leitung 92 zweigt wie dargestellt von der Leitung 90 ab und erstreckt sich in die Spülflüssigkeitsversorgung 62 in den Behälter 60, während eine flexible Leitung 94 sich wie dargestellt derart erstreckt, daß die andere Seite des Ventils 84 mit dem Spülflüssigkeitseinlaß 96 der Senormittel 22 verbunden wird. Kontrollventile, die mit 98 und 99 bezeichnet sind, sind in die Leitungen 90 und 92 eingebracht, um den Spülflüssigkeitsfluß darin auf die eingezeichneten Richtungen zu beschränken, während Leitung 90 eine Flußbegrenzungs-Rohrabschnitt 91 umfaßt, der den Spülflüssigkeitsfluß dadurch auf ein Niveau begrenzt, bei dem die Wirksamkeit der Trennflüssigkeit in bezug auf die Verringerung des Flüssigkeits-Übertrages in die Sensoreinrichtung 22, wie nachfolgend ausführlicher diskutiert, nicht herabgesetzt wird. Um im Betrieb zu erreichen, daß die Spülflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 18 Spülflüssigkeit vom Behälter 60 zum Spülflüssigkeitseinlaß 96 der Sensoreinrichtung 22, wobei das Gehäuseteil 86 des Zwei-Wege-Ventils 84 in die offene Position, wie in Figur 1 zum Verbinden der Leitungen 90 und 94 gedreht ist, fördert, ist es notwendig, daß das zyklische Drehen des drehbaren Ventilgehäuseteils 70 des Drei- Wege-Ventils 72 zwischen der dargestellten Position, bei der die Ventilpassage 74 die Leitungen 66 und 82 verbindet und der nichtdargestellten Position, bei der die Passage 74 die Leitungen 68 und 82 verbindet, das Pumpendiaphragma 80 dazu veranlaßt, Spülflüssigkeit 62 aus dem Behälter 60 über die Leitungen 92, 90 und 94 zur Versorgung des Spülflüssigkeitseinlaßes 96 der Sensormittel 22 zu pumpen. Die Puffer- Lösungsmittelflüssigkeits-Versorgungsmittel 20 umfassen einen nach oben offenen Behälter 100 für die Puffer-Lösungsmittelflüssigkeit, beispielsweise destilliertes Wasser, wie mit den Bezugszeichen 101 in Figur 1 bezeichnet. Für bestimmte Anwendungen des Analysesystems 10 gemäß der Erfindung kann, wie zum Teil durch die Volumina der Probenflüssigkeit 36, die in die Sensormittel 22 angesaugt werden sollen vorgegeben, die Puffer-Lösungsmittel 101 eine vorbestimmte Volumenmenge, beispielsweise 20%, einer geeigneten oberflächenaktiven Substanz enthalten, beispielsweise die sehr leicht verfügbare Substanz, die unter dem Warenzeichen "Trition-100" bekannt ist, die mit der Isolationsflüssigkeit 40 und der Spülflüssigkeit 62 zusammenwirkt und den Flüssigkeitsprobenübertrag weiter verringert, so daß der sehr niedrige Level, der nachfolgend beschrieben wird, erreicht wird. Zur detailierten Beschreibung der Sensormittel 22 wird auf die Figuren 1, 2 und 3 der Zeichnungen Bezug genommen. Dieselben umfassen ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 102, das eine gestufte, im allgemeinen axiale Bohrung 103 aufweist, die sich hierdurch erstreckt und axial ausgerichtete Bohrabschnitte 104,106 und 108, wie am besten in Figur 3 dargestellt. Der mit einer Bohrung versehene Abschnitt 104 ist, wie durch das Bezugszeichen 110 dargestellt, mit einem Gewinde 110 bis fast zu seinem inneren Ende hin versehen, so daß ein Bohrungsabschnitt 111 ohne Gewinde am inneren Ende der Bohrung, mit einer relativ geringen axialen Ausdienung verbleibt.
• Die aktive Sensorkomponente bzw. das aktive Sensorbauteil wird im allgemeinen mit 112 in Figur 3 bezeichnet und umfaßt ein im allgemeinen pipettenförmiges Gehäuse 114, das einen rohrförmigen oberen Gehäuseabschnitt 116 umfaßt, der einen gleitenden Übergang oder eine Verengung 118 zu einem unteren rohrförmigen Gehäuseteil 120 aufweist, der sich in ausreichender Entfernung vom Sensorgehäuse 102 ausgehend von der Unterseite 123 desselbem erstreckt, und in einer offenen Spitze 122 endet. Diese Ausführung des Sensorbauteiles 112 stellt ein größeres Sensorkomponentenvolumen pro Längeneinheit für den oberen Sensorgehäuseteil 116 als für den unteren Sensorgehäuseteil 120 zur Verfügung. Es wird für eine konstante Flüssigkeits-Flußrate in die Sensorkomponente 112 durch die offene Spitze 122 hindurch eine niedrigere Flüssigkeits-Flußgeschwindigkeit durch den oberen Sensorgehäuseabschnitt 116 als durch den unteren Sensorgehäuseabschnitt 120 zur Verfügung gestellt.
• Die aktive Sensorkomponente 112 ist im Betrieb in der Gehäusebohrung 103 konzentrisch eingebracht, wobei die äußere Wand des oberen Sensorkomponenten-Gehäuseabschnitts 116 in Oberflächenkontakt mit den Wänden des Abschnitts 106 steht, um eine radiale Bewegung der Sensorkomponente 112 relativ zum Sensorgehäuseteil 102 zu verhindern, und die Sensorkomponente, die sich wie dargestellt durch den Gehäusebohrabschnitt 108 erstreckt, mit einem Wandabstand, um einen Ringraum der mit 121 bezeichnet ist, dazwischen zur Verfügung zu stellen, der die relevanten Wandoberflächen des oberen Sensorkomponenten- Gehäuseteils 116 der sich hierdurch erstreckt, umgibt.
• Ein Rohrabschnitt aus einem Material geeigneter Festigkeitscharakteristik ist mit 125 in Figur 3 bezeichnet und wie gezeigt angeordnet, beispielsweise als Pressitz.Er erstreckt sich aus dem Gehäusebohrungsabschnitt 108 heraus und umgibt den oberen Sensorkomponententeil 116, sowohl innerhalb des Ringraumes 121 und in einiger Entfernung auch unterhalb der unteren Fläche 123 des Sensorgehäuseteiles 102, im wesentlichen um eine übermäßige radiale Bewegung des relevanten Abschnittes der aktiven Sensorkomponente 112 relativ zum Gehäuseabschnitt 102 zu verhindern und um in gewissem Maß einen Schutz gegen Stoßzerstörung desselben zu bilden.
• Eine im allgemeinen radial, sich nach unten erstreckende, gestufte Bohrung ist mit dem Bezugszeichen 127 in Figur 3 bezeichnet. Diese erstreckt sich wie dargestellt durch das Sensorgehäuse 102 hindurch und steht in strömungsmäßiger Verbindung mit dem Ringraum 121. Der Endabschnitt der Trennflüssigkeits-Versorgungsleitung 44 erstreckt sich wie dargestellt dort hinein und wird darin in geeigneter Art und Weise gehalten, beispielsweise durch eine einfache Presspassung, um die Leitung 44 und den Ringraum 121 strömungsmäßig mit der Isolations- bzw. Isolier- bzw. Trennflüssigkeit zu verbinden. Eine hexagonale Mutter ist mit der Bezugsziffer 124 in Figur 3 bezeichnet. Diese ist mit einem Gewinde 126 versehen, um sie in das Gegengewinde des Sensorgehäus-Bohrabschnittes 104 schrauben zu können. Die hexagonale Mutter 124 umfaßt eine gestufte Bohrung 128, die sich mittig erstreckt. Es ist offensichtlich, daß nach Festziehen der hexagonalen Mutter 124 im Sensorgehäuseteil 102 die Bohrungen 128 und 103 aufeinander ausgerichtet sind, wie dargestellt. Die gestufte Bohrung der hexagonalen Mutter 128 umfaßt einen unteren und oberen Abschnitt 130 und 132, wobei erster größer als letzterer ist und das nach innen gerichtete Ende der hexagonalen Mutter 124 einen relativ schmalen Abschnitt, der kein Gewinde aufweist und mit der Bezugsziffer 134 in Figur 3 bezeichnet ist, umfaßt.
• Für die Verwendung beispielsweise mit im wesentlichen wäßrigen Flüssigkeitsproben 36 und einer hydrophoben Trennflüssigkeit 40, wie oben ausführlich erläutert, ist es offensichtlich, daß die aktive Sensorkomponente 112 bevorzugt, wie in den Zeichnungen dargestellt, aus einem geeignetem hydrophoben Kunststoffmaterial hergestellt ist, beispielsweise im wesentlichen aus festem Teflon, während für alle Anwendungen das Sensorgehäuse und die hexagonale Mutter 124 vorzugsweise aus durchsichtigem Acrylmaterial hergestellt sind und der rohrförmige längliche Abschnitt 125 von einem Stück nicht-rostendem Stahl geeigneten Durchmessers in einer geeigneten Länge abgeschnitten wird.
• Figur 3 zeigt, daß die Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 sich durch die Bohrung der hexagonalen Mutter 128 erstreckt und daß die Rohrwand in festem Oberflächenkontakt mit der Wand des unteren Abschnittes der Bohrung der hexagonalen Mutter 132 steht, um eine radiale Bewegung dazwischen zu verhindern, wobei die Leitung 94 in einem konisch aufgeweiteten Abschnitt 140 innerhalb des Bohrabschnittes 111 ohne Gewinde des Sensorbohrabschnittes 104 endet. Auf gleiche Art und Weise endet der obere Abschnitt des Sensorkomponentengehäuses, der denselben inneren und äußeren Durchmesser wie die Spülflüssigkeits- Versorgungsleitung 94 aufweist, ebenfalls in einem konisch aufgeweiteten Abschnitt 142 in diesem Bohrabschnitt 111, wobei die konisch aufgeweiteten Enden 140 und 142 im wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen.
• Der Zusammenbau der Sensormittel 22 bzw. der Sensoreinrichtung 22 wird durch die einfache Presspassung des länglichen Rohres 125 in den Bohrabschnitt 108 der Sensoreinrichtung in die in Figur 3 dargestellte Position vollendet. Die einfache Einführung und Bewegung der aktiven Sensorkomponente 112 in und durch die Sensorgehäusebohrung 103 von oberhalb des Gehäuses 102 kommt dann zum Stillstand in der dargestellten Position, wenn das konisch aufgeweitete Komponentenende 142 in festen Kontakt mit der unteren Fläche 144 des Bohrabschnittes 104 kommt. Die einfache Einführung und Bewegung der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 in und durch die Bohrung der hexagonalen Mutter 128 von unten kommt dann zum Stillstand, wenn die Leitung in der dargestellten Position mit dem konisch aufgeweiteten Leitungsende 140 in festen Kontakt mit der unteren Oberfläche 146 der hexagonalen Mutter 124 kommt. Die gleichermaßen einfache Einführung und das Festziehen der hexagonalen Mutter 124 in dem Gehäusebohrungsabschnitt 104 mit Gewinde preßt die konisch aufgeweitete Sensorkomponente und die konisch aufgeweitete Spülflüssigkeits- Versorgungsleitung mit den Enden 142 und 140 fest zwischen den Oberflächen der gegenüberliegenden Bohrabschnitte der hexagonalen Mutter 144 und der Oberfläche 146, wie in Figur 3 dargestellt, aneinander, um eine extrem flüssigkeitsdichte Verbindung oder einen Pressitz zwischen diesen zu bilden und dieselben in Bezug auf einen unbegrenzten Strömungsfluß anzuordnen. Der Endabschnitt der Trennflüssigkeits-Versorgungsleitung 44 wird dann auf einfache Art und Weise in die Sensorgehäusebohrung 127 mittels eines Pressitzes in die in Figur 3 dargestellte Position gepreßt, um den Zusammenbau der Sensormittel 22 zu vervollständigen.
• Die elektromechanisch betreibbaren Sensormittel-Antriebseinrichtungen umfassen geeignete elektrische Antriebsmotoren, die schematisch mit den Bezugszeichen 148 in Figur 3 dargestellt sind. Diese sind mechanisch wie durch die durchbrochenen Linie dargestellt, mit dem Sensorgehäuseteil 102 verbunden und werden in einer Art und Weise betrieben, die für den Fachmann offensichtlich ist, um die Probenmittel 22 zwischen unterschiedlichen betrieblichen Positionen relativ zu den Flüssigkeitsproben- Versorgungsmitteln 12, den Isolations- bzw. Trennflüssigkeits- Versorgungsmittel 16, den Puffer-Lösungsmittel-Versorgungsmitteln 20 und falls benötigt, Agens-Versorgungsmittel 29 und damit verbunden den Flüssigkeitsproben-Analyseprozeß zu indexieren bzw. indexiert zu positionieren, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.
• Wenn Puffer-Lösungsmittelflüssigkeits-Versorgungsmittel 20 vorliegen, umfassen die Reaktions-Agens-Versorgungsmittel 29 einen nach oben offenen Behälter 125 für ein solches Agens bzw. solche Agenzien, wie mit Bezugsziffer 152 dargestellt. Für die Verwendung des Flüssigkeitsproben-Analysesystems 10 bei der Untersuchung von nicht-isotopischen heterogenen Immunoassays von Probenflüssigkeiten 36, die sich aus menschlichen Blutseren zusammensetzen, stellen magnetische Partikel oder magnetische feste Phasen, in einer Suspension in einer geeigneten Puffer-Lösungsmittelflüssigkeit wie nachfolgend aufgezeigt, ein solches Agens 152 dar.
• Die Flüssigkeitsprobenreaktion und die Analysemittel 26 haben vorzugsweise eine Form, wie sie in dem US-Patent US-A-4 357 301 ausgegeben am 2. November 1982 an Michael M. Cassaday, et al, mit dem Titel "Reaction Cuvette" offenbart ist, das auf Technicon Instruments Corporation, Tarrytown, New York übertragen wurde. Für diese Wirkung umfassen die Reaktions- und Analysemittel einen kreisförmigen Reaktionsboden, wie schematisch unter der Bezugsziffer 154 in Figur 1 dargestellt, und eine kreisförmige Anordnung von einzelnen, nach oben offenen becherartigen Behältern oder Reaktionskuvetten, von denen eine mit der Bezugsziffer 156 eingezeichnet ist, die angrenzend an ihren äußeren Umfang hiervon wird und offene, radial angeordnete transparente Kuvettenwände, wie mit den Bezugsziffern 157 und 159 bezeichnet, umfaßt. Der Reaktionsboden bzw. -tablett 154 und die Kuvetten werden durch Formen aus einem geeigneten, chemisch inerten Kunststoffmaterial hergestellt. Jede der Reaktionskuvetten 156 umfaßt einen Boden 158, der aus einem hydrophilen Material besteht und eine Vielzahl, von nach oben sich erstreckenden Rillen und Vorsprüngen, wie mit Bezugsziffer 160 bezeichnet, die darauf angeordnet sind, und die wie detailiert in dem US-Patent US-A-4 357 301 beschrieben, wirken, um einen Film, der nicht-mischbaren Trennflüssigkeit 40, die die Probenflüssigkeit 36 umschließt während sie abgegeben wird mit Hilfe des Sensormittels 22 in die Kuvette 156 zu führen, um dieselbe physikalische Zugänglichkeit für die Mischung und die Reaktionen, die für die Flüssigkeitsprobenanalysen, -reagenzien und/oder -agenzien in der Kuvette benötigt werden, zu ermöglichen. Das Reaktionstablett 154 wird durch die kontinuierliche Rotation indexiert bzw. positioniert, die sequentiell bi-direktional mit Hilfe von elektromechanischen Tabletts bzw. Bodenantriebsmitteln, die einen elektrischen Schrittmotor der mit Bezugsziffer 162 in Figur 3 bezeichnet ist, umfassen, erfolgen kann, um die Reaktionkuvette der Reihe nach den jeweiligen Stationen zuzuführen, um Flüssigkeiten der Kuvette zuzuführen und geeignete Reaktion zwischen diesen auszulösen, sowie schließlich sie von dort einer Flüssigkeitsprobenanalyse oder Auslesestation zuzuführen, an der Flüssigkeitsproben-Analysemittel, beispielsweise ein hiermit verbundenes Colorimeter, wie mit der Bezugsziffer 164 in Figur 1 bezeichnet, arbeiten, um die Flüssigkeitsproben von denen eine in Figur 1 mit der Bezugsziffer 165 dargestellt ist, nach der Reaktion zu analysieren, und zwar in bezug auf die interessierenden, zu analysierenden Stoffe durch die transparenten Kuvettenwände 157 und 159 hindurch. Der Betrieb eines automatisierten Flüssigkeitsproben Analysesystems unter Verwendung von Flüssigkeitsproben-Reaktions- und Analysemitteln 26 wie beschrieben ist detailiert in der US-Patenschrift US-A-4 629 703 offenbart.
• Die Flüssigkeitsproben-Pumpenmittel 24 haben bevorzugt die Form einer sehr genau arbeitenden Spritzpumpe, wie in Figur 1 mit der Bezugsziffer 168 dargestellt, die wie gezeigt an die Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 mit einer Abzweigleitung 170 angeschlossen ist. Die Spritzpumpe wird durch einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben, wie schematisch dargestellt und mit der Bezugsziffer 172 bezeichnet. Es ist offensichtlich, daß wenn das Spülflüssigkeits-Versorgungsventil in die nicht-dargestellte geschlossene Position gedreht wird, eine nach unten gerichtete Bewegung des Spritzpumpenkolbens 174 dazu führt, daß Probenflüssigkeit 36 in einer sehr genauen, vorherbestimmten Menge durch die offene Spitze 122 der Untersuchungs- bzw. Sensorkomponente 112 (Fig. 3) in die Untersuchungskomponente mittels des in der Spülflüssigkeit- Versorgungsleitung 94 erzeugten Unterdruckes gesaugt wird.
• Die Reagenzien und/oder Substratflüssigkeits-Versorgungsmittel 28 können jedwede Form aufweisen, die dafür geeignet sind, dieselben in die Reaktion kuvetten 156 an den anfragenden Abgabestationen, wie zuvor oben beschrieben, für das Mischen und die Reaktion mit der Flüssigkeitsprobe 36 innerhalb der Kuvette 156, wie für die Probenflüssigkeitsanalyse notwendig, abzugeben. Daher können diese Versorgungsmittel, beispielsweise die Form eines geeigneten, gekühlten Bodens oder andere Unterstützungsvorrichtungen für Reagenz- und Substratflüssigkeitsbehältern aufweisen, für die Reagenzflüssigkeiten, beispielsweise integrale Dispenser bzw. aus einem Stück gebaute Spendervorrichtung wie sie in der US-Patentschrift US-A-4 515 753 offenbart sind, von denen jede in Betrieb mit Abgabeuntersuchungsmitteln, wie in der US-Patentschrift US-A-4 121 466 offenbart, versehen sind, und die derart betrieben werden, daß sie Flüssigkeiten hieraus wie benötigt in die Reaktionskuvetten an den Abgabestationen des Reaktionsbodens 154 abgeben und/oder tragen wie hierin beschrieben. Die benötigten elektromechanischen Antriebsmittel für diese Operationen umfassen elektrische Antriebsmotoren, die schematisch dargestellt sind und die Bezugsziffer 177 in Figur 3 aufweisen.
• Figur 4 zeigt schematisch ein beispielhaftes Steuersystem für das automatische Probenanalysesystem 10. Hierfür weist dieses einen Systemcontroller der mit der Bezugsziffer 178 bezeichnet ist auf, der die Form eines auf geeignete Art und Weise programmierbare Mikroprozessors oder Computers wie dieselben überlicherweise genannt werden, aufweist. Der Systemcontroller 178 ist wie dargestellt durch die Leitungen 180, 182, 184 und 186 an den Sensor bzw. Untersuchungsmittel-Antriebsmotor 148, den Probenversorgungs-Transportmittel-Antriebsmotor 35, den Probenreaktionsboden-Antriebsmotor 162 und den Probenspritzpumpen- Antriebsmotor 172 angeschlossen. Der Systemcontroller, bzw. die Systemsteuereinrichtung 178 ist desweiteren elektrisch durch die Leitungen 188, 190, 192 und 194 mit dem Spülflüssigkeits-Steuerventil-Antriebsmotor 89, den Spülflüssigkeits-Pumpensteuerventil-Antriebsmotor 75 und den Peristaltik- Pumpenantriebsmotor 47 und 49 elektrisch verbunden, die zu einem Antriebsmotor zusammengefaßt werden können. Darüber hinaus ist die Systemsteuereinrichtung 178 elektrisch wie dargestellt über Leitungen 196 mit dem Colorimeter 164 verbunden und wie dargestellt durch Leitung 198 mit den Reagenz- und/oder Substrat- bzw. Trägerflüssigkeits-Versorgungs- und Abgabemittel-Antriebsmotoren 177 verbunden. Es ist für den Fachmann sofort klar, daß die jeweiligen automatisierten Betriebs- und Zykluszeiten der hier zuvor beschriebenen Komponenten des Probenflüssig keits-Analysesystems 10 sehr genau bestimmt, koordiniert, synchronisiert und gesteuert werden können, wie vom Systemprogrammierer 178 benötigt. Dies wird erreicht durch geeignete Programmierung desselben in Übereinstimmung mit den spezifischen Anforderungen und Parametern der Analyse, die mit der Probenflüssigkeit 36 in dem System 10 durchgeführt werden soll.
• Erneut bezugnehmend auf die aktive Untersuchungs- bzw. Sensormittelkomponente 112 nach Figur 3 und dabei realisierend, daß die Abmessungen in Übereinstimmungen mit den Anforderungen für bestimmte Flüssig keitsproben-Analyseanwend ungen, für das das Probenflüssigkeits- Analysesystem 10 verwendet werden kann, variieren können, ist es offensichtlich, daß für bestimmte Anwendungen des Systems, bei denen das Volumen der Probenflüssigkeit 36 das nacheinander von sukzessiv präsentierten Flüssigkeits-Probenbehältern 30 mit Hilfe von Untersuchungsmitteln 22 entnommen wird, um nachfolgend in Reaktionskuvetten 156 der Flüssigkeitsprobenreaktions- und -analysemitteln 26 für eine sukzessive, automatisierte Flüssigkeitsprobenanalyse abgegeben zu werden, die aktive Untersuchungskomponente 112 eine Gesamtlänge von ungefähr 66 mm (2,6 inch) besitzt, wobei der obere Untersuchungs-Komponentengehäuseteil 116 ungefähr 50,8 mm (2,0 inch) lang ist und das untere Untersuchungs-Komponentengehäuseteil 120 ungefähr 15,2 mm (0,6 inch) lang ist, gemessen in jedem der Fälle von ungefähr der Mitte her des halsförmigen unteren Gehäusekomponententeils 118. Mit diesen Bedingungen und mit einem Innendurohmesser des oberen Untersuchungs-Komponentengehäuseteils 116 von ungefähr 1,52 mm (0,06 inch) und einem Innendurchmesser des unteren Untersuchungs-Komponentengehäuseteils 120 von ungefähr 0,5 mm (0,02 inch) werden Volumina von ungefähr 75 µl und 5 µl für den oberen und den unteren Untersuchungs-Komponententeil 116 und 120 zur Verfügung gestellt. Diese repräsentativen Abmessungen ermöglichen es in jedem Fall, daß die Untersuchungsmittel 22 einer effektive und genaue Ansaugung und Abgabe von aufeinanderfolgenden Probenflüssigkeiten 36 aufweisen, wobei die Volumina von ungefähr 1 µl bis zu 75 µl reichen, wie hierin zuvor beschrieben, wobei in bezug auf das größere der Probenflüssigkeitsvolumina sichergestellt wird, daß keine Probenflüssigkeit jemals in Kontakt mit der manchmal unregelmäßigen und daher Probenflüssigkeitsübertrag in Bezug auf die Retention von Probenflüssigkeitsresten verstärkenden Verbindung zwischen dem oberen Untersuchungs-Gehäusekomponententeil 116 und der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94, kommt.
• Betreffend einer repräsentativen Anwendung des Probenflüssigkeits-Analysesystems dieser Art wird Bezug auf Figur 5 der Zeichnungen genommen, die die Untersuchungsmittel 22 sofort nach der Wegnahme von diesen von dem Trennflüssigkeitsreservoir 16 bei Beendigung der Ansaugung der Probenflüssigkeit, der Abgabe und des aktiven Untersuchungsmittel-Komponentenreinigungszykluses zeigt. Wie dargestellt, ist die aktive Untersuchungskomponente 112 und die angeschlossene Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 im wesentlichen mit der Spülflüssigkeit 62 gefüllt, die von einem Spülflüssigkeitsreservoir 60, wie detailliert hierin beschrieben, zur Verfügung gestellt wird, gefolgt von einem Segment bzw. Abschnitt 200 von Isolations- bzw. Trennflüssigkeit 40, das von dem Untersuchungsmittel aus dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 auf die Art und Weise, wie wiederum hierin im Detail beschrieben, angesaugt wird. Darüber hinaus wird die innere Wand der aktiven Untersuchungsmittelkomponenten 112 oberhalb des Trennflüssigkeitssegmentes 200, welches sich darin nach oben bis zumindest der Verbindung mit der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 erstreckt, wenn diese nicht höher als dargestellt ausgeführt ist, mit einer dünnen Schicht 202 der Trennflüssigkeit 40 (dargestellt mit einer übertriebenen Dicke in Figur 5 zum Zwecke der Klarheit der Darstellung) überzogen, die darin von der zuvor angesaugten Isolations- bzw. Trennflüssigkeit 40 verbleibt, während die externen Wände des Untersuchungskomponenten-Gehäuseteils 116 und 120 die sich nach unten unterhalb des oberen des ringförmigen Zwischenraums 121 erstrecken, ebenso mit einer dünnen Schicht 204 der Trennflüssigkeit 40 (die wiederum mit einer übertriebenen Dicke dargestellt ist) überzogen wird, die nach unten aus dem ringförmigen Zwischenraum 121 unter der Gravitationskraft abfließt, wie ebenfalls nachfolgend detailiert beschrieben wird. Beim Betrieb der Untersuchungsmittel 22 wird das Spülflüssigkeits- Versorgungsventil 84 zu diesem Zeitpunkt in die geschlossene Position gedreht und es ist offensichtlich, daß die Kombination von atmosphärischem Druck und kapillaren Kräften in dem Untersuchungskomponenten-Gehäuseteil 114 als Resultat der Oberflächenspannung der Flüssigkeit dafür ausreichend ist, die Spülflüssigkeit 62 und das Trennflüssigkeitssegment 200 in dem Untersuchungskomponenten-Gehäuseteil 114 zu halten, um das Abfließen desselben hieraus unter der Einwirkung der Gewichtskraft aufgrund des Spülund Trennflüssigkeits"Kopfes" in dem Untersuchungskomponenten-Gehäuse 114 und der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 zu verhindern. Beim Betrieb mit Flüssigkeitsprobenvolumenina von 20 µl wie hierin oben ausführlich erläutert, ist es offensichtlich, daß ein repräsentatives Volumen für das Trennflüssigkeitssegment 200 10 µl betragen würde.
• Wenn die Untersuchungsmittel 22 von dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 entfernt werden, um die offene Probenspitze 122 der Umgebungsluft auszusetzen und wenn das Spülflüssigkeits-Versorgungsventil 84 geschlossen bleibt, ist es offensichtlich, daß wenn die Probenflüssigkeits- Versorgungspumpe 100 und 68 derart betrieben wird, daß sich der Pumpenkolben 174 nach unten bewegt, ein Segment 206 eines repräsentativen Volumens von 3 µl der Umgebungsluft in die Untersuchungskomponente 112 angesaugt wird. Dem folgt durch Positionieren bzw. Indexierung der Untersuchungsmittel 22 und dem Eintauchen der offenen Probenspitze 122 in die Puffer-Lösungsmittelflüssigkeit 101 im Behälter 100 und den anhaltenden Betrieb der Flüssigkeitsproben-Versorgungspumpe 168, wie beschrieben, ein Segment 208 von Pufferlösungsmittelflüssigkeit 101 in die Untersuchungskomponente. Es ist offensichtlich, obwohl das Eintauchen der offenen Probenspitze 122 in jede Flüssigkeit, zum Ansaugen des Notwendigen das Eintauchen eines Teils des unteren Untersuchungskomponenten-Gehäuseteils 120 dorthinein umfaßt, ein solches Eintauchen strikt auf den unteren Untersuchungs-Gehäuseteil beschränkt ist. Ein repräsentatives Volumen für ein Pufferlösungsmittel-Flüssigkeitssegment 208 beträgt 10 µl.
• Der Betrieb der Pumpe 168 wird dann unterbrochen und die Untersuchungsmittel 22 derart indexiert, bzw. positioniert, daß die offene Probenspitze 122 in die Probenflüssigkeit 36 in den Probenflüssigkeitsbehälter 30 eintaucht, der von den Transportmitteln 32 zu der Flüssigkeitsproben- Untersuchungs-Abnahmestation neu positioniert wird. Danach wird die Flüssigkeitsproben-Versorgungspumpe 168 reaktiviert, wie beschrieben, um ein Flüssigkeitsprobensegment 210 mit einem Volumen von 20 µl in die Untersuchungskomponente 112 anzusaugen, um sich darin mit dem Puffer- Lösungsmittel-Flüssigkeitssegment 208 zu vermengen, wie in Figur 6 gezeigt. Dem folgt das Schalten der Pumpe 168 und das Wegführen der Untersuchungsmittel 22 von dem Flüssigkeitsprobenbehälter 30.
• Figur 6, die den Betriebszustand der Untersuchungsmittel 22 zu diesem Betriebszeitpunkt des Flüssigkeitsproben-Analysesystems 10 darstellt, macht offensichtlich, daß das Ansaugen der Luft, der Puffer-Lösungsmittelflüssigkeit und der Probenflüssigkeitssegmente 206, 208 und 210, wie beschrieben eine große Menge des zuvor angesaugten Isolations- bzw. Trennflüssigkeitssegmentes zu den inneren Wänden der Untersuchungskomponente 112 nun verdrängen wird, derart, daß nur dünne Trennflüssigkeitssegmente, wie an den Punkten 212 und 214 dargestellt (wiederum mit einer übertriebenen Dicke), zwischen der Spülflüssigkeit 62, und den miteinander vermengten Puffer-Lösungsmittel und Flüssigkeitsprobensegmenten 208 und 210 zur Trennung derselben übrig bleibt. Fig. 6 stellt auch klar, daß der kontinuierliche Fluß der Trennflüssigkeitsschicht 204 nach unten entlang der äußeren Wand des relevanten Teils der aktiven Untersuchungskomponente 112 unter der Gravitationskraft, wie beschrieben werden wird, in Übereinstimmung mit den natürlichen Strömungscharakteristika einer derart hochviskosen Flüssigkeit dazu dient, das, insoweit die Ansaugung betroffen ist, die Ecken der vermengten Puffer-Lösungsmittel und Flüssigkeitsprobensegmente 208 und 210 mit einer dünnen Schicht (die wiederum in übertriebener Dicke dargestellt) 212 der Trennflüssigkeit zu überziehen, wodurch offensichtlich wird, daß die vermengten Puffer-Lösungsmittel und Probenflüssigkeitssegmente 208 und 210 wirksam von der Isolations- bzw. Trennflüssigkeit 40 eingeschlossen wird. Wenn die Untersuchungsmittel 22 sich in der in Figur 6 dargestellten betrieblichen Situation sich befinden, werden dieselben daraufhin zu der Probenabgabestation gebracht, direkt oberhalb der nächsten erreichbaren Reaktionskuvette 156, die wie zuvor beschrieben, in dieser Station durch Drehung des Bodens bzw. Tabletts 154 indexiert wurde. Die Flüssigkeits-Versorgungspumpe 168 wird bei geschlossem Spülflüssigkeits-Versorgungsventil 84 derart betrieben, daß bei nach oben gerichteter Bewegung des Pumpkolbens 168 bis zu einem genau vorherbestimmten Punkt sämtliches von der Trennflüssigkeit eingeschlossenes, vermengten Puffer-Lösungsmittel sowie die Flüssigkeitsprobensegemente 208 und 210 aus der Untersuchungskomponente 112 in die Kuvette 156 durch die offene Untersuchungsspitze 122 gepumpt wird, wobei die Untersuchungsmittel 22 im wesentlichen in der betrieblichen Konfiguration, wie in Fig. 7 dargestellt, belassen werden, bei der die Untersuchungskomponente 112 wiederum im wesentlichen mit Spülflüssigkeit 62 gefüllt wird, wobei eine gewisse Menge an Trennflüssigkeit 40 an der Untersuchungsspitze 122 verbleibt, wie durch die Bezugsziffer angedeutet, und die Trennflüssigkeitsschichten 202 und 204 an den äußeren und inneren Wänden der aktiven Untersuchungskomponente 112 intakt bleiben, was ebenfalls aus Fig. 7 hervorgeht. Ein repräsentatives Volumen der Trennflüssigkeit wird durch die Untersuchungsmittel 22 in die Kuvette abgegeben, wobei die vermengten Puffer-Lösungsmittel und Flüssigkeitsprobensegmente 208 und 210 2 µl betragen, wobei sehr viel der Trennflüssigkeit, die in der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 verbleibt, weiter zur inneren Wand hin verdrängt wird, begleitet von Puffer- Lösungsmittel und der Flüssigkeitsprobe, die von dort wie beschrieben abgegeben wird.
• Die Zugabe von notwendigen Reagenzien und/oder Substratflüssigkeiten zu der derart abgegebenen Flüssigkeitsprobe 36 in die Reaktionskuvette 156 durch die Versorgungmittel 28 für diese Flüssigkeiten, wie zuvor beschrieben, durch geeignetes Indexieren bzw. Positionieren des Reaktionstabletts 154, die weitere notwendige Behandlung derselben in der Reaktionskuvette 156 und die Analyse der Flüssigkeitsprobe 165 (Fig. 1), die derart reagiert hat und behandelt wurde, durch optische Flüssigkeitsproben-Analysemittel 164 werden automatisch vorgenommen.
• Nachfolgend zur Flüssigkeitsprobenabgabe, wie beschrieben, in die Reaktionskuvette zum Zwecke der Analyse, werden die Untersuchungsmittel 22 zu einer Position direkt über dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 (Fig. 1) gebracht und zumindest der Teil des unteren Untersuchungs-Gehäuseteils 112, der wie zuvor beschrieben, in den Probenflüssigkeitsbehälter 30 eingetaucht war, wird in die Isolations- bzw. Trennflüssigkeit 40 in diesem Behälter getaucht, währenddessen das Spülflüssigkeits-Versorgungsventil 84 geöffnet wird und die Spülflüssigkeits-Versorgungspumpe 76 dazu veranlaßt wird, die Trennflüssigkeitmenge 214 (Fig. 7), die Spülflüssigkeit 62, die dann in der aktiven Untersuchungskomponente 112 und in der Spülflüssigkeits- Versorgungsleitung 94 vorliegt sowie eine geeignete Menge von Spülflüssigkeit aus dem Spülflüssigkeits-Versorgungsbehälter 62 zu der Probenmittel komponente 112, während das Gehäuse außerhalb der offenen Untersuchungskomponentenspitze 122 sein kann, in das Reservoir 50 entgegen der Richtung des angesaugten Flüssigkeitsprobenflußes in die aktive Untersuchungskomponente 112 zu pumpen. Dies führt zu einer sehr effizienten Rückspülung der inneren Wand der Untersuchungskomponente 112, die die Entfernung sämtlicher Reste der gerade abgegebenen Flüssigkeitsprobe 36 hieraus sicherstellt, wobei die derart gepumpte Spülflüssigkeit, die eine niedrigere spezifische Gravität als die Trennflüssigkeit aufweist, einfach aus der Untersuchungskomponente 112 in die Trennflüssigkeit 40 in dem Reservoir 50 fließt, wobei diese auf die Oberseite der letzteren fließt, damit die Spülflüssigkeitsschicht 53, auf der Trennflüssigkeit 40 aus dem Reservoir 50 durch die Überlaufkammer 52 in den Abfallbehälter über die Abführleitung 54, wie in Figur 1 dargestellt, fließt. Ein repräsentatives Volumen der Spülflüssigkeit 40, die wie beschrieben aus der aktiven Untersuchungskomponente 112 während des Spülzykluses herausgepumpt wird, beträgt 300 µl.
• Das Spülflüssigkeits-Versorgungsventil 84 wird dann geschlossen und die Probenversorgungspumpe 168 aktiviert, um das 10 µl-Segment von Trennflüssigkeit 40 in die Untersuchungskomponente 112 durch die offene Probenspitze 122 aus dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 anzusaugen. Die Untersuchungskomponente 112 wird dann von dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 entfernt, um die betriebliche Konfiguration gemäß Figur 5 für eine Wiederholung des Flüssigkeitsprobenansaug- und Abführzykluses, wie beschrieben, zu ermöglichen, wobei eine weitere Schicht der Trennflüssigkeit zu dem relevanten Teil der Trennflüssigkeitsschicht 204 an den äußeren Wänden der aktiven Probenkomponente 112 durch das Eintauchen desselben in das Trennflüssigkeitsreservoir 50, wie beschrieben, hinzugefügt wird.
• Das Nachfüllen der Versorgung der Trennflüssigkeit in dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 und die Versorgung hieraus für die Untersuchungs-Gehäuseteile des aktiven Untersuchungskomponenten- Ringraumes 121 (Fig. 1), stellt sowohl sicher, daß ständig eine ausreichende Menge von Trennflüssigkeit im Reservoir 50 vorhanden ist, um das Ansaugen, wie beschrieben, durch die Untersuchungsmittel 22 des Trennflüssigkeitssegments 200 bevor das Puffer-Lösungsmittel und die Flüssigkeitsprobensegmente wie beschrieben angesaugt wurden, zu ermöglichen, als auch, daß ständig die Trennflüssigkeitsschichten 202 und 204 auf den jeweiligen inneren und äußeren Wänden der aktiven Untersuchungsmittelkomponenten 112 begleitend zu allen Operationen der Untersuchungsmittel 22 vorhanden sind. Dies wird durch den periodischen Betrieb von Peristaltikpumpen 46 und 48 ermöglicht, die, die Trennfliissigkeit über Leitung 42 und 44, wie hierin zuvor beschrieben, zur Verfügung stellen. Dieses periodische Betreiben der Pumpen 46 und 48 kann beispielsweise direkt vor dem Flüssigkeitsprobenansaugen erfolgen und sofort anschließend an die Probenflüssigkeitsabgabe. Ein repräsentatives Volumen der Isolationsflüssigkeit 40 die auf diese Art während der Probenflüssigkeitsansaug- und Abgabezyklen der Untersuchungsmittel 22 zur Verfügung gestellt wird, beträgt 20 µl.
• Bei der Verwendung in einem repräsentativen Beispiel des Flüssigkeitsprobenanalysesystems 20 bei der automatisierten Untersuchung von heterogen Immunoassys von menschlichem Blutserum zur Bestimmung, ob das Schwangerschaftshormon Beta-HCG darin enthalten ist, bei der die Zugabe von magnetischen Teilchen 152 (Figur 1) zu den Proben und Reagenzflüssigkeiten in der Reaktionskuvette erforderlich ist, ist offensichtlich, daß durch Eintauchen der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 in das Trennflüssigkeitsreservoir 50, wie hier zuvor beschrieben, das der Abgabe von Flüssigkeitsprobe 36 in eine Reaktionskuvette 156 folgt, wiederum nur das Pumpen der Spülflüssigkeit 62 aus dem Reservoir 60 durch die Untersuchungskomponente 112 entgegen der Richtung des angesaugten Flüssigkeitsprobenflusses zur Rückspülung und Spülung desselben folgt, wonach die Untersuchungsmittel 22 von dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 entfernt werden, ohne daß das Trennflüssigkeitssegment 200 angesaugt wird und dadurch die Untersuchungsmittelkomponente 112 mit Spülflüssigkeit 62 befüllt bleibt, wobei das Spülflüssigkeits-Versorgungsventil 84 geschlossen ist. Die Flüssigkeitsproben-Versorgungspumpe 168 wird dann derart betrieben, daß ein Segment 218 von Umgebungsluft mit einem repräsentativen Volumen von 3 µl durch die offene Untersuchungsspitze 122 in die Untersuchungskomponente 112 gesaugt wird. Dem folgt das Eintauchen der Untersuchungskomponente 112, wie zuvor hierin beschrieben, in die flüssigkeitssuspendierten magnetischen Partikel 152 in dem Versorgungsbehälter 150 zur Ansaugung eines Segmentes 220 von flüssigkeitsuspendierten magnetischen Partikeln 152 hier hinein mit einem repräsentativen Volumen von 20 µl wiederum durch Betrieb der Flüssigkeitsproben-Versorgungspumpen 168. Die betriebliche Konfiguration der Untersuchungsmittel 22 in diesem Stadium des Flüssigkeitsproben- Analysenprozesses ist in Figur 8 dargestellt.
• Anschließend an den oben beschreibenen Ablauf werden die Untersuchungsmittel 22 so positioniert, daß die Untersuchungskomponente 122 in eine zuvor abgegebene Flüssigkeitsprobe 36 in einer Reaktionskuvette 156 eintaucht, zu der die erforderlichen Reaktionsflüssigkeiten bereits wie mit Bezugsziffer 165 in Figur 1 dargestellt hinzugegeben wurde. Die Probenflüssigkeits-Versorgungspumpe 168 wird wiederum derart betrieben, daß das flüssigkeitssuspendierte magnetische Partikelsegment 220 dort hinein zur Mischung mit einer geeigneten Menge reagierter Probenflüssigkeit gegeben wird. Es ist für den Fachmann klar, daß, um sicherzustellen, daß die Probenreagenzien-Flüssigkeitsreaktion wie benötigt in der interessierenden Kuvette 156 abgelaufen ist, bevor das flüssigkeitssuspendierte magnetische Partikelsegment 200 hinzugegeben wird, eine nicht unwesentliche Zeitdauer, bzw. 20 Minuten zwischen den Zeiten, zu denen die Proben- und Reaktionsflüssigkeiten in die Reaktionskuvette 156 gegeben wurden und der Zeit, zu der das flüssigkeitssuspendierte magnetische Teilchensegment 220 hinzugegeben wird, verstrichen ist. In Übereinstimmungen mit der Lehre der Erfindung bleiben die Untersuchungsmittel 22 und die Flüssigkeitsprobenreaktions- und Analysemittel 26 während dieser Zeit nicht leer, sondern werden in Übereinstimmung den vollständig zufälligen Zugangsmöglichkeiten auf das Flüssig keitsproben-Analysesystems 10, wie im Detail in Patentschrift US-A-4 629 703 beschrieben, mit der vollen Kapazität zum Ansaugen, zur Reaktion, Behandlung und Anaylse anderer und verschiedener Probenflüssigkeiten, wie den hierin zuvor beschriebenen, in Betrieb gehalten.
• Nachfolgend an die Abgabe der flüssigkeitssuspendierten magnetischen Teilchen, wie beschrieben, wird die nun wiederum mit Spülflüssigkeit gefüllte Untersuchungseinrichtung 22 von der interessierenden Reaktionskuvette 156 zu dem Trennflüssigkeitsreservoir 50 zum Eintauchen der Untersuchungsmittelkomponente 122 in dieselbe, zurück bewegt, um den Untersuchungsmittel-Spülzyklus, wie zuvor beschrieben, zu wiederholen und die Untersuchungskomponente 122 davon zu entfernen, entweder mit oder ohne das Trennflüssigkeitssegments 200 gemäß Figur 5, abhängig von der nachfolgenden Anwendung, zu der die Untersuchungseinrichtungen bzw. das Untersuchungsmittel 22 geführt wird, insbesondere zum Ansaugen der Flüssigkeitsproben od er flüssigkeitssuspendierten magnetischen Teilchen.
• Obwohl die Anzahl der Flüssigkeitsprobenanalysen, die mit dem Probenflüssigkeitsanalysesystem 10 erreicht werden kann, in Abhängigkeit von den spezifischen Anforderungen an dieselben variieren kann, ist eine repräsentative Betriebsrate für das System 10, der Durchsatz von 120 solcher Flüssigkeitsprobenanalysen pro Stunde, wobei eine repräsentative Zykluszeit für das Untersuchungsmittel 22 zwischen nachfolgenden Flüssigkeitsprobenansaugungen ungefähr drei Sekunden beträgt.
• Zusätzlich zu den signifikanten Vorteilen in bezug auf die Reduktion des Flüssigkeitsprobenübertrages, der wie zuvor beschrieben, durch die Trennflüssigkeitsschichten 204 und 202 auf der äußeren und inneren Wand der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 zur Verfügung gestellt wird wobei diese Vorteile dem Fachmann auf diesem Gebiet nunmehr gut bekannt sind und jetzt von diesem verstanden werden, so ist offensichtlich, daß das Flüssigkeitsprobenanalysesystem 10 gemäß der Erfindung eine Reihe zusätzlicher wesentlicher Vorteile aufweist, wiederum mit Bezug auf den Flüssigkeitsprobenübertrag und in Bezug auf einer sehr gründlichen Reinigung desselben. Es wurde herausgefunden, daß unter bestimmten Flüssigkeitssproben-Analysebedingungen Flüssigkeitsprobenreste, beispielsweise in der Forrn von Proteinmolekülen, wie sie in menschlichern Blutserum vorhanden sind, die sehr klebrig sind, an den Trennflüssigkeitsschichten an den äußeren und inneren Wänden der aktiven Untersuchungskomponente, bevorzugt an letzteren haften können und dies auch tun und daß, falls keine Spülung stattfindet, diese meßbar zum Flüssigkeitsprobenübertrag beitragen, wenn auch auf sehr niedrigem Niveau. Das sehr starke bzw. wirksarne Spülen der Trennflüssigekeitsschicht 202 an der inneren Wand der aktiven Untersuchungskomponente 112 durch die Spülflüssigkeit in einer Richtung, die entgegen der Richtung des angesaugten Flüssigkeitsprobenflusses erfolgt zum Rückspülen derselben, hat sich als sehr wirksam bei der Entfernung fast aller Flüssigkeitsprobenreste, die darauf auftreten können, erwiesen. Das sehr wirksame Eintauchen des relevanten Abschnittes der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 in und durch die Spülflüssigkeitsschicht 53 (Fig. 1) und die Trennflüssigkeit 40 in das Trennflüssigkeitsreservoir 50 und die nachfolgende wirksame bzw. starke Entfernung dieser Untersuchungsmittelkomponententeile hierdurch, die dem Spülflüssigkeitsfluß, wie beschrieben folgt, haben sich als sehr wirksam bei der Entfernung fast aller Probenflüssigkeitsreste, die auf der Trennflüssigkeitsschicht 204 auf der äußeren Wand der relevanten Untersuchungsmittelkomponente vorhanden sein können, erwiesen. Desweiteren hat das praktisch ständige Vorhandensein von Spülflüssigkeit 40 in der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 sowohl vor wie nachfolgend an die Probenflüssigkeitsansaugung und -abgabe, wie beschrieben, in der Tat dazu beigetragen, die Trennflüssigkeitsschicht 202 an den relevanten inneren Untersuchungskomponenten-Wandteilen zu reinigen, dadurch, daß Flüssigkeitsprobenreste, wenn solche vorliegen, davon aufgenommen werden, und aus der Untersuchungskomponente 112 mit der Spülflüssigkeit in das Trennflüssigkeitsreservoir 50 während des Untersuchungskomponenten-Spülzykluses ausgestoßen werden.
• Eine weitere Verminderung des Flüssigkeitsprobenübertrages wird bei dem Analysesystem für Flüssigkeitsproben 10 durch das Ansaugen eines Puffer- Lösungsmittel-Flüssigkeitssegmentes 208 zur Verfügung gestellt, das zum Ansaugen des Flüssigkeitsprobensegementes 210 mit einem Volumen desselben, beispielsweise 10 µl oder mehr, einen beträchtlichen Konzentrationsanteil, beispielsweise 20 Volumenprozent einer geeigneten oberfl chenaktiven Substanz, wie hierin zuvor beschrieben, umfaßt. Es ist ersichtlich, daß das derart zusammengesetzte Puffer-Lösungsmittel- Flüssigkeitssegment 208, das sich, wie hierin zuvor, mit Bezug auf Figur 6 beschrieben, mit dem nachfolgend angesaugten Flüssigkeitsprobensegment 210 sich vermengt, wobei die größten Puffer-Lösungsmittel-Flüssigkeitskonzentrationen an der Rückseite oder dem oberen Ende des derartig gemischten Flüssigkeitssegmentes auftreten, und derart wirken, daß die Gesamtoberflächenspannung dieses vermengten Flüssigkeitssegmentes wesentlich herabgesetzt wird; insbesondere auf dem sehr kritischen rückseitigen oder oberen Ende, wodurch die physikalische Integrität bzw. Unversehrtheit derselben besser erhalten wird und ein wesentlich stärker kohesives, vermengtes, im wesentlichen wäßriges Flüssig keitssegment 208 und 210 nahe der Trennflüssigkeit 40 zum Ausstoß desselben zur Verfügung gestellt wird, im wesentlichen ohne einen Abriß des vermengten Flüssigkeitssegmentes und eine begleitenden losen Flüssigkeitsproben rest, aus der aktiven Untersuchungsmittel komponente 112 nach der Segmentabgabe in eine Reaktionskuvette 156, wie hierin zuvor beschrieben. Darüber hinaus wirkt die oberflächenaktive Substanz in dem Puffer-Lösungsmittel-Flüssigkeitssegments 208 dahingehend, daß es die Mobilität von im allgemeinen nicht sehr beweglichen Proteinmolekülen erhöht, wenn diese in den Probenflüssigkeitssegment 210 vorhanden sind. Diese reduziert in sehr hohem Maß die nicht-spezifische Bindungscharakteristik dieser Proteinmoleküle und die Wahrscheinlichkeit, daß diese Trennflüssigkeitsschicht 202 haftet.
• In Übereinstimmung mit allem zuvor erwähnten und zum Einsatz beispielsweise in der automatischen Untersuchung von heterogenen Immunoassays von menschlichem Blutserumproben in Bezug auf das Schwangerschaftshormon Beta-HCG, wie oben dargestellt, ist es verständlich, daß das Flüssigkeitsproben-Analysesystem 10 gemäß der Erfindung sich als sehr effektiv in Tests dahingehend unter Beweis gestellt hat, daß damit ein sehr geringer Probenflüssigkeitsübertrag von fünf Teilen pro Million (5 ppm) bei aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben erreicht oder sogar übertroffen wird, was für die Validität derselben notwendig ist. Es ist sofort für den Fachmann klar, daß kein bekanntes automatisches Flüssigkeitsproben-Analysesysteme, das alleine auf Trennflüssigkeiten zur Minimierung des Flüssig keitsprobenübertrages beruht den besonders strengen Standard derzeit erreicht.
• Betreffend die Untersuchungsmittel 22 gemäß der Erfindung wird per se sofort gesehen, daß diese den besonders wichtigen Vorteil der zur Verfügungstellung eines einfachen, sehr günstigen und sehr schnellen Austausch der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 im Fall von physikalischer Zerstörung ermöglichen, was manchmal auftritt, beispielsweise bei einem Bedienfehler bei der Bedienung des automatischen Flüssigkeitsproben-Analysesystems mit einer minimalen Stand zeit des Analysesystems und im wesentlichen keinen negativen Effekten auf die notwendige Feineinstellung der System kalibration und/oder der Genauigkeit der nachfolgenden Systemoperationen auftritt. Insbesondere im Falle der Beschädigung der aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 und wenn diese ersetzt werden muß, wird das System 10 heruntergefahren, die hexagonale Mutter 124 auf einfache Art und Weise herabgeschraubt und von dem Untersuchungsmittel-Gehäusekörper 102 ohne nachteiligen Effekt irgendeiner Art auf die Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94, die einfach darin eingeführt bleiben kann, wie zuvor gezeigt und beschrieben, entfernt. Die beschädigte aktive Untersuchungsmittelkomponente 112 wird auf einfache Art und Weise aus dem Untersuchungsmittel-Gehäuseteil 102 durch Herausdrücken derselben nach oben vom Komponentenboden her entfernt, bis das konisch zulaufende Komponentenende 142 frei mit den Fingern gegriffen werden kann, oder mit einem geeigneten Werkzeug innerhalb der Untersuchungsgehäusebohrung 104 zur einfachen Entfernung der Komponente 112 hieraus. Eine neue Untersuchungsmittelkomponente 112 wird auf einfache Art und Weise von oben in die Gehäusebohrung 103 eingeführt und dort hindurchgedrückt bis das konisch zulaufende Komponentenende 142 in Anlage mit der Bohroberfläche 144 kommt und die hexagonale Mutter, mit der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 darin im Betrieb verbleibt und absolut nicht verändert wird in bezug auf Länge, Konfiguration und insbesondere Strömungscharakteristik. Die Untersuchungsmittelkomponente wird einfach in die Gehäusebohrung 104 wiedereingeführt und fest in dieselbe eingeschraubt, um die fluid-dichte Verbindung zwischen den konisch zulaufenden Enden 140 und 142 der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 und der neuen aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 und die notwendige Kommunikation zwischen denselben zu gewährleisten. Dies stellt klar, daß die Ersetzung der aktiven Probenmittelkomponente 112 einfach und bequern ausgeführt werden kann, wie zuvor beschrieben, ohne daß irgendein negativer Effekt in bezug auf das, was im allgemeinen als "Serviceloop" bezeichnet wird, das heißt die relevanten Längen der Spülflüssigkeits-Versorgungsleitung 94 und der Trennflüssigkeits-Versorgungsleitung 44 und damit in bezug auf die Genauigkeit und die nachfolgenden Analysesystemeigenschaften, auftritt. Die Kosten eines solchen Ersatzes liegen unterhalb den Arbeitskosten. Diese werden durch die Kosten der neuen aktiven Untersuchungsmittelkomponente 112 begrenzt. Das heißt sie sind wünschenswert gering und keine 15 zeitintensive Feinrekalibration des Flüssigkeitsprobensystems 10 wird benötigt. In Übereinstimmung mit dem zuvor dargestellten, ist sofort ersichtlich, daß für den Fachmann keine der Untersuchungsmittel, für eine Verwendung in besonders genauen automatisierten Flüssigkeitsproben Analysesysteme des hier beschriebenen Types diese hohen Anforderungen an die Einfachkeit, die niedrigen Kosten, die minimalen Systemanfahrzeiten und einen möglichst geringen negativen Einfluß auf die nachfolgenden Systemeigenschaften bezogen auf einen effektiven Ersatz des Untersuchungsmittels, aufweist.

Claims (15)

1. Flüssigkeitsprobenanalysesystem (10) zur Analyse von aufeinander folgenden Flüssigkeitsproben bzw. Flüssigkeiten mit sehr geringem 5 Flüssigkeitsübertrag umfassend Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesondemittel (22) mit einem Einlaß (122) und Mitteln (14,16), die mit den Flüssigkeitsprobensondemitteln betrieblich verbunden sind um die inneren und äußeren Wände hiervon mit einer Trennflüssigkeit zu beschichten, gekennzeichnet durch Mittel (24), die betrieblich mit den Flüssigkeitsprobensondemitteln zum Ansaugen eines Flüssigkeitsprobenteiles bzw. Segmentes dorthinein und zum nachfolgenden Abgeben des Flüssigkeitsprobenteiles daraus durch den Einlaß der Sonde verbunden sind und weitere Mittel (18), die von den Trennflüssigkeitsbeschichtungsmitteln separiert sind, die mit den Flüssigkeitsprobensondemitteln zum nachfolgenden Fluß einer Spülflüssigkeit durch die Sondemittel betrieblich verbunden sind, um die angesaugten Flüssigkeitsprobenreste daraus zu entfernen, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln vermindert wird.

2. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Spülflüssigkeitsflußmittel derart betreibbar sind, daß die Spülflüssigkeit durch die Flüssigkeitsprobensondemittel entgegen der Richtung, in der das Flüssigkeitsprobenteil dorthinein angesaugt wurde, fließt, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag weiter reduziert wird.

3. Flüssigkeitsprobenanalysesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Spülflüssigkeitsflußmittel derart betreibbar sind, daß die Flüssigkeitsprobensondemittel im wesentlichen mit der Spülflüssigkeit nach Abschluß des Spülflüssigkeitsfluß dadurch zur Entfernung von Flüssigkeitsprobenresten daraus befüllt gelassen werden, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

4. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsprobenansaugmittel derart betreibbar sind, daß ein Puffer Verdünnerflüssigkeitsteil bzw. Segment in die Sondemittel vor dem Ansaugen der Flüssigkeitsprobe dorthinein angesaugt wird, um sich darin mit dem Flüssigkeitsprobenteil zu vermengen und dasselbe damit abzugeben, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

5. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Flüssigkeitsprobenansaugmittel derart betreibbar sind, daß ein Teil Umgebungsluft in die Sondemittel vor dem Ansaugen des Flüssigkeitsprobenteils angesaugt wird und die Abgabe desselben daraus nachfolgend auf die Abgabe der Flüssigkeitsprobe und vor Ansaugen der nachfolgenden Flüssigkeitsproben erfolgt, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

6. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsprobenansaugmittel derart betreibbar sind, daß ein Teil der Trennflüssigkeit in die Sondemittel angesaugt wird, bevor die Flüssigkeitsprobe angesaugt wird und zumindest ein Teil derselben nachfolgend zur Abgabe des Flüssigkeitsprobenteils und vor dem nachfolgenden Ansaugen der Flüssigkeitsprobe abgegeben wird, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

7. Flüssig keitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Mittel zur Beschichtung der inneren und äußeren Wände der Flüssigkeitsprobensondemittel mit einer Trennflüssigkeit umfassend ein Trennflüssigkeitsreservoir (16,50), das unabhängig von den Sondemitteln ist, und Mittel, die die Flüssigkeitsprobenteilansaug- und -abgabemittel umfassen, die betrieblich mit den Sondemitteln verbunden sind und derart betreibbar sind, daß zumindest ein Teil der Sondemittel in das Trennflüssigkeitsreservoir zum Ansaugen eines Teiles der Trennflüssigkeit in die Sondemittel eintauchbar sind.

8. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsprobenteilansaug- und -abgabemittel Flüssigkeitsprobenpumpmittel (24) umfassen, wobei die Mittel zum Fluß von Spülflüssigkeit durch die Sondemittel Spülflüssigkeitpumpmittel (64) und Leitungsmittel (94) umfassen, die die Flüssigkeitsprobenpumpenmittel mit den Sondemitteln betrieblich verbinden, wobei die Flüssigkeitsprobenpumpmittel in den Leitungsmitteln zwischen den Sondemitteln und den Spülflüssigkeitspumpenmitteln angeordnet sind.

9. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 1, umfassend Behälter (30) in die Flüssigkeitsproben durch die Sondemittel zur Analyse abgegeben werden, wobei das System desweiteren Mittel umfaßt, die unabhängig von den Sondemitteln sind, um eine Reagenzflüssigkeit in den Behälter für eine Reaktion darin mit den Flüssigkeitsproben einzuleiten.

10. Flüssigkeitsprobenanalysesystem gemäß Anspruch 7, wobei die Mittel zum Erzeugen eines Flusses der Spülflüssigkeit durch die Sondemittel derart betreibbar ist, daß ein Teil des Trennflüssigkeitssegmentes und der Spülflüssigkeit aus den Sondemitteln in das Trennflüssigkeitsreservoir fließt.

11. Verfahren zur Analyse von aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben mittels Verwendung von Flüssigkeitsprobenansaug- und -abgabesondemittel und Beschichtung der inneren und äußeren Wände der Sondemittel mit Hilfe von Mitteln, die betrieblich mit den Sondemitteln verbunden sind mit einer Trennflüssigkeit, die mit der Flüssigkeitsproben unvermischbar ist und die vorzugsweise die inneren und äußeren Sondemittelwände bis zum im wesentlichen vollständigen Ausschluß der Flüssigkeitsproben benetzt, gekennzeichnet durch die Schritte:

Ansaugen eines Flüssigkeitsprobenteils in die Flüssigkeitssondemittel, nachfolgend Abgabe des Flüssigkeitsteils aus den Sondemitteln und nach der Abgabe nachfolgend Fluß einer Spülflüssigkeit, die mit der Flüssigkeitsprobe mischbar ist, aber unvermischbar mit der Trennflüssigkeit ist, durch die Flüssigkeitsprobensondemittel, um die Reste der angesaugten Flüssigkeitsprobe daraus zu entfernen, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag beim Ansaugen einer nachfolgenden Flüssigkeitsprobe in die Flüssigkeitsprobensondemittel vermindert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, desweiteren umfassend den Schritt Fluß der Spülflüssigkeit durch die Flüssigkeitsprobensondemittel in einer Richtung entgegen der Richtung des Ansaugens der Flüssigkeitsprobe, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln vermindert wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, desweiteren umfassend den Schritt: Belassen der Flüssigkeitsprobensondemittel im wesentlichen befüllt mit der Spülflüssigkeit nach Abschluß des Spülflüssigkeitsflusses hierdurch um Flüssigkeitsprobenreste daraus zu entfernen, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 11, desweiteren umfassend die Schritte: Ansaugen eines Puffer-Verdünnungsmittelflüssigkeitsteiles bzw. Segmentes, das ebenfalls mit der Trennflüssigkeit unvermischbar ist, in die Sondemittel vor dem Ansaugen des Flüssigkeitsprobenteiles dorthinein, um sich mit dem Flüssigkeitsprobenteil darin zu vermengen und Abgabe desselben damit, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, worin die Flüssigkeitsproben- und die Puffer-Verdünnungsmittelflüssigkeiten im wesentlichen wässrig sind und die Trennflüssigkeit hydrophob ist, desweiteren umfassend den Schritt: Hinzugeben einer oberflächenaktiven Substanz zu der Puffer- Verdünnerflüssigkeit, wodurch der Flüssigkeitsprobenübertrag in den Sondemitteln weiter vermindert wird.