DE69109802T2

DE69109802T2 - Flüssigkeitsabgabevorrichtung mit positionsgeber.

Info

Publication number: DE69109802T2
Application number: DE69109802T
Authority: DE
Inventors: Fareed Kureshy; Ernest Long; Shailendra Singh
Original assignee: Behring Diagnostics Inc
Current assignee: Dade Behring Inc
Priority date: 1990-05-10
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2011-03-19
Also published as: JP2505338B2; DE69109802D1; EP0482135A1; US5141871A; CA2038912C; ES2075436T3; JPH04504913A; ATE122790T1; EP0482135B1; WO1991017445A1; CA2038912A1; DK0482135T3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Abgabe von Flüssigkeit zur Verwendung in automatisierten analytischen Instrumenten, insbesondere auf ein solches System, bei dem ein optisches Kontrollsystem zur exakten Positionierung der Mündung einer Pipettenspitze an einer gewünschten Abgabeposition in Bezug auf ein Analysenelement verwendet wird.
Verschiedene Arten von chemischen Analysen können mit Hilfe von automatisierten Analysenausrüstungen durchgeführt werden, wobei die Analyse von biologischen Substanzen im Rahmen des Gesundheitswesens ein Beispiel für das beträchtliche Interesse an derartigen Analysen ist. Eine automatisierte Analysenausrüstung erlaubt die rasche Verarbeitung einer großen Anzahl von Analysenproben. Derartige Ausrüstungen werden in Institutionen des Gesundheitswesens, einschließlich Krankenhäusern und Laboratorien, verwendet. Biologische Flüssigkeiten, wie Vollblut, Plasma oder Serum, werden getestet, um Hinweise auf eine Erkrankung zu finden, um therapeutische Wirkstoffkonzentrationen zu überprüfen, usw.
Typischerweise wird in dem automatisierten Analyseninstrument eine Probe der Analysenflüssigkeit in einem Probenbehälter bereitgestellt, und es werden alle Verfahrensschritte, einschließlich des Pipettierens der Probe auf ein Analysenelement, der Inkubation und des Ablesens des erhaltenen Signals, automatisch durchgeführt. Sämtliche Verfahrensschritte können durchgeführt werden, während das Analysenelement von einer Fördereinrichtung innerhalb einer temperaturgeregelten Kammer transportiert wird. Weiterhin werden in diesen Instrumenten typischerweise Einweg-Pipettenspitzen zur Abgabe von nur einer Flüssigkeit verwendet, die dann abgeworfen werden, um eine Kontamination zu vermeiden, die zu Fehlern im Analysenresultat führen könnte. Bei der Abgabe von Probenflüssigkeit und/oder Testreagentien (eines Testreagens) an das Analysenelement ist es notwendig, daß sich die Pipettenspitze an einer vorbestimmten, präzise kontrollierten Position oberhalb des Analysenelements befindet.
Durch die folgende Erläuterung der typischen Arbeitsweise eines Flüssigkeitsabgabesystems in einem typischen automatisierten analytischen Instrument wird dieses Erfordernis besser verständlich. Das Flüssigkeitsabgabesystem, das eine Pipette enthält, wird dazu verwendet, um Probenflüssigkeit und/oder Testreagentien aus Vorratsbehältern oder Vertiefungen innerhalb des Instruments zu dem Analysenelement zu transferieren. Die Pipette umfaßt ein Rohr oder einen hohlen Schaft, der typischerweise aus Metall ist und mit einer Einweg-Pipettenspitze zusammenwirken kann, die typischerweise aus einem Polymermaterial besteht. Die Einweg-Pipettenspitzen werden in einem Vorratsbehälter innerhalb des Instruments bereitgestellt. Zunächst wird die Pipette nach unten bewegt, um durch Reibungskontakt eine Einwegspitze aufzunehmen. Danach wird eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge in die Pipettenspitze angesaugt, worauf die Spitze automatisch zu einer Abgabeposition oberhalb des Analysenelements bewegt wird, wo ein vorbestimmtes Flüssigkeitsvolumen an das Analysenelement abgegeben wird. Nach Beendigung des Abgabeschritts wird die Spitze abgeworfen und eine saubere Einwegspitze für den nächsten Abgabeschritt verwendet.
Die EP-A-0 311 440 beschreibt eine Vorrichtung zur Durchführung einer Flüssigkeitsreaktion, worin ein Photosensor verwendet wird, um den Rontakt einer auf eine Pipettiervorrichtung aufgesetzten Spitze, mit dem Boden einer Reagenszelle nachzuweisen. Dieser Photosensor ist in der Lage, zu unterscheiden, ob sich ein Objekt zwischen einem lichtaussendenden Teil und einem lichtempfangenden Teil des Sensors befindet oder nicht.
Die US-A-4 478 094 beschreibt ein automatisches Flüssigkeitsübertragungssystem, worin ein Mikroprozessor die Bewegung verschiedener beweglicher Elemente durch entsprechend angebrachte Sensoren überprüft. Eines der angeführten Beispiele ist die Verwendung eines elektro-optischen Mechanismus, der eine Leuchtdiode (LED) oder eine andere Lichtquelle und ein photoelektrisches Element enthält, um festzustellen, ob alle Pipettenspitzen einer Reihe durch die Pipettenanordnung aufgenommen worden sind.
Bei dem Gebrauch dieses Flüssigkeitsabgabesystems kann ein Problem auftreten, da jede Einwegspitze mittels Reibungskontakt auf dem Metallschaft der Pipette positioniert wird. Aufgrund der Flexibilität der Polymermaterialien, aus denen die Einwegspitzen typischerweise hergestellt werden, kann es zwischen den einzelnen Spitzen zu einer Variation des Abstandes zwischen der Spitzenöffnung und dem Metallschaft der Pipette kommen. Da es, wie oben erwähnt, notwendig ist, die Mündung der Pipettenspitze während der Abgabeschritte auf eine vorbestimmte, präzise kontrollierte Position oberhalb des Analysenelements zu bringen, kann jede Variation bei der Positionierung der Einwegspitze auf dem Pipettenschaft zu einem Fehler bei der gewünschten Positionierung der Pipettenspitze führen, wodurch ein Fehler im Analysenergebnis auftreten kann.
Daher ist es wünschenswert, es bei einem analytischen Instrument, bei dem Einwegspitzen in Verbindung mit einer Pipette zur Abgabe von Flüssigkeiten an ein Analysenelement verwendet werden, zu ermöglichen, daß die räumliche Position der Pipettenspitze während der Abgabezyklen bestimmt werden kann, so daß die Mündung der Spitzen unabhängig von dem Abstand der Mündung der Pipettenspitzen von dem Pipettenschaft auf eine vorbestimmte, genau eingestellte Position gebracht werden kann. Zusätzlich wäre es vorteilhaft, feststellen zu können, ob sich eine Einwegspitze auf der Pipette befindet.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese und andere Ziele und Vorteile werden erfindungsgemäß durch ein analytisches Instrument erreicht, bei dem ein Sensor verwendet wird, der eine Lichtquelle und einen Lichtdetektor enthält, um die Position der Pipettenspitze zu bestimmen. Der Lichtstrahl befindet sich in einer Ebene unmittelbar oberhalb des Analysenelements. Die Pipette kann mit einem gewissen Maß an Genauigkeit mittels eines Servosystems oder eines Schrittschaltmotors positioniert werden, wobei anschließend die endgültige Einstellung mittels des optischen Sensors erfolgt. Dann wird die Flüssigkeit abgegeben und die Pipette zur Wiederverwendung vorbereitet. Zur Wiederverwendung wird die gebrauchte Einwegspitze entfernt und durch eine neue Einwegspitze ersetzt. Die gebrauchte Spitze wird entfernt, indem die Pipette in eine Spitzenentfernungs-Halterung bewegt wird, die eine vorstehende Lippe der Pipettenspitze umgreift. Dann wird der Pipettenschaft angehoben, um die gebrauchte Spitze abzustreifen, die anschließend in einen Sarnmelbehälter fällt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie anderer Ziele und weiterer Gesichtspunkte der Erfindung wird auf die folgende Detailbeschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verwiesen; es zeigen:
Fig. 1 eine stilisierte, teilweise schematische Ansicht eines analytischen Instruments, das Analysenkartuschen und ein Karussell zur Bewegung der Kartuschen von einer Arbeitsstation zur nächsten enthält;
Fig. 2 eine stilisierte, teilweise schematische Ansicht einer Pipetten-Transportvorrichtung zur Bewegung der Pipette zwischen einem Vorrat an Einwegspitzen, den Reagentien- Reservoirs und den Kammern einer Analysenkartusche, wobei die Figur auch ein optisches Nachweissystem zum Feststellen der Position einer Pipettenspitze zeigt;
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht einer Einweg-Pipettenspitze in einem Lichtstrahl des optischen Nachweissystems;
Fig. 4 ein Blockdiagramm mit einer Servo-Kontrollschleife der Pipetten-Transportvorrichtung, die mit einem Mikroprozessor zur vertikalen Positionierung der Pipette zusammenwirkt;
Fig. 5 ein Verlaufsschema der Arbeitsweise des Mikroprozessors;
Fig. 6 Einzelheiten eines Blocks aus dem Schema von Fig. 5, in bezug auf die Berechnung zusätzlicher Pipettenbewegungen, einschließlich einer Sicherheitskontrolle, um sicherzustellen, daß eine Pipette auf der Pipettenhalterung vorhanden ist; und
Fig. 7 ein Zeitverlaufsdiagramm der vertikalen Bewegung der Pipette.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist ein analytisches Instrument 20 gezeigt, das automatisch eine Abfolge von Verfahrensschritten zur Durchführung der Analyse einer Probe ausführt. Im Instrument 20 werden mehrere Kartuschen 22 verwendet, um die Durchsatzrate zu erhöhen, wobei ein Verfahrens schritt an einer Kartusche gleichzeitig mit anderen Verfahrensschritten an anderen Kartuschen durchgeführt wird. Die Kartuschen 22 sind als eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, die eine oder mehrere Kammern in dem Gehäuse einschließt. Diese Kammern können als Vertiefungen oder Reservoirs zum Aufbewahren und/oder Mischen von Flüssigkeiten, die in dem Analysenverfahren verwendet werden, ausgestaltet sein, oder die Kammern können in einer Öffnung kulminieren, die die Zufuhr von Flüssigkeiten zu einer Reaktionszone in der Kartusche ermöglicht. Die Kammern sind als integrale Bestandteile innerhalb des Kartuschengehäuses ausgebildet. Das analytische Instrument 20 enthält einen Drehteller oder ein Karussell 24, das durch einen Motor 28 um eine Achse 26 gedreht wird. Zum Beispiel kann der Motor 28 über ein Getriebe 30 oder einen Riemenantrieb (nicht gezeigt) mechanisch mit dem Karussell 24 verbunden sein. Das Karussell 24 transportiert die Kartuschen 22 von einer Arbeitsstation zur anderen, wobei in Fig. 1 beispielhaft zwei dieser Arbeitsstationen 32 und 34 gezeigt sind. Das Karussell 24 dreht sich einer temperaturgeregelten Kammer 36, die ein Heizelement 38 enthält, das an den verschiedenen Arbeitsstationen eine gewünschte Temperatur aufrechterhält und somit die Inkubation während eines Verfahrensschritts ermöglicht.
Die Arbeitsstation 32 ist eine Pipettierstation, bei der die Probenflüssigkeit und alle anderen erforderlichen flüssigen Testreagentien an die Analysenkartuschen 22 abgegeben werden. Als Beispiel sind zwei Pipetten 40 und 42 gezeigt. Die Pipetten 40 und 42 werden durch einen Pipettenmechanismus 44, der mechanisch mit den Pipetten 40 und 42 verbunden ist, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, positioniert und betrieben.
Als ein Resultat der auf tretenden Reaktion(en) und Interaktion(en) zwischen der Probenflüssigkeit und dem (den) Testreagens(reagentien) wird eine nachweisbare Änderung bewirkt, die mit der Anwesenheit eines Analyten oder einer interessierenden Komponente in der Probenflüssigkeit korreliert. Die nachweisbare Änderung kann eine Farbänderung sein, die spektrophotometrisch gemessen werden kann, z.B. mit einem Densitometer, oder, bei einem Analysenverfahren, das auf fluoreszenzmarkierten, biologisch aktiven Substanzen beruht oder die Herstellung einer fluoreszierenden Substanz infolge einer Reaktion zwischen Testregentien beinhaltet, kann ein Fluoreszenz-Ausgangssignal erzeugt werden, das spektrofluorometrisch abgelesen werden kann. Die nachweisbaren Änderungen können von oberhalb oder unterhalb der Analysenkartusche abgelesen werden. Bei der Arbeitsstation 34 ist beispielsweise ein Fluorometer 46 zur Bestrahlung der Reaktionszone in der Analysenkartusche und zur Messung der Fluoreszenz, die von der darin enthaltenden fluoreszierenden Substanz emittiert wird, gezeigt.
Das Karussell 24 kann so angeordnet sein, daß eine unterschiedliche Zahl von Analysenkartuschen 22 untergebracht werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist jede Position oder Nische 54 zur Aufnahme einer Analysenkartusche mit einer kleinen Öffnung 56 ausgestattet, um die Bestrahlung der Reaktionszone in der Analysenkartusche und das Sammeln und Messen der reflektierten Fluoreszenzemissionen zu ermöglichen. Weiterhin ist ein Injektor 58 zum Einsetzen einer Kartusche 22 in eine leere Nische 54 gezeigt, wobei die Injektor 58 einen Arm 60 besitzt, um eine Kartusche 22 während des Einsetzens zu ergreifen. Der Injektor 58 dient außerdem zum Herausziehen einer Kartusche mittels des Arms 60 aus einer Nische 54 nach Beendigung der Testprozedur. Der Betrieb des Motors 28, des Pipettenmechanismus 44, des Fluorometers 46 und des Injektors 58 werden mit Hilfe eines Mikroprozessors 62 synchronisiert.
Fig. 2 stellt Einzelheiten der Konstruktion des Pipettenmechanismus 44 von Fig. 1 dar. Um die Beschreibung der Erfindung zu erleichtern, wird der Pipettenmechanismus 44 nachstehend mit einer Pipettentransportvorrichtung 64 beschrieben, die mit nur einer der Pipetten, nämlich der Pipette 40, betrieben wird. Der Transport 64 erzeugt die zweidimensionale relative Bewegung zwischen der Pipette 40 und einer Reihe von Reservoirs 66, die sich in einer gewissen Entfernung von der Analysenkartusche 22 befinden, wobei die Reservoirs 66 dazu dienen, Probenflüssigkeiten oder andere, bei den durch das Instrument 20 durchgeführten Analysen brauchbare flüssige Reagentien zu speichern. Die Reservoirs 66 befinden sich auf einem beweglichen Tisch 68, der auch einen Satz von Einwegspitzen 70 trägt, die an einem Schaft 72 der Pipette 40 befestigt werden können. Unter Bezug auf ein X-Y-Z Koordinatensystem ist die Pipette 40 in der X-Richtung entlang eines Hohlträgers 74 des Transports 64 beweglich, und der Tisch 68 ist in der Y-Richtung entlang einer Schiene 76 des Transports 64 beweglich. Innerhalb des Trägers 74 befindet sich ein vertikaler Antrieb 78, der zum Heben und Senken der Pipette 40 in der Z-Richtung dient.
Ein horizontaler Antrieb 80 innerhalb des Hohlkörpers 74 bewegt die Pipette in der X-Richtung. Der vertikale Antrieb 78 und der horizontale Antrieb 80 sind von konventioneller Bauart und sind in vereinfachter Form in Fig. 2 dargestellt. Vereinfacht beschrieben, enthält der vertikale Antrieb 78 eine Scheibe 82, die verschiebbar auf einer rechteckigen Nutenwelle 84 gelagert ist, die aber auch einen quadratischen Querschnitt haben kann. Die Welle 84 wird durch einen Motor 90 gedreht. Der horizontale Antrieb 80 enthält eine Basis 88, die durch die Drehung des Motors 90 in der X-Richtung entlang des Trägers 74 gleitet. Der Motor 90 treibt über die Rolle 94 einen Riemen 92 an, wobei der Riemen 92 mit der Basis 88 verbunden ist, um die Basis 88 zu verschieben, wenn die Rolle 94 durch den Motor 90 gedreht wird. Ein von der Basis 88 abstehender Befestigungspunkt 96 verschiebt das Rad 82 bei Bewegung der Basis 88 entlang der Welle 84, so daß das Rad 82 in bezug auf die Basis 88 in einer festen Position bleibt. Die Pipette 40 geht so durch die Basis 88 hindurch, daß sie durch die Basis 88 in der X-Richtung verschoben werden kann. Das Rad 82 ist mechanisch mit der Pipette 40 verbunden, z.B. durch Getriebezähne auf dem Rad 82 oder mittels eines Riemenantriebs (nicht gezeigt). Die mechanische Verbindung des Rades 82 mit der Pipette 40 ermöglicht eine Verschiebung der Pipette 40 in der Z-Richtung beim Drehen des Rades 82 durch den Motor 86. In ähnlicher Weise kann der Riemenantrieb 96 dazu verwendet werden, um den Tisch 68 mittels des auf der Schiene 76 befestigten Motors 100 in der Y-Richtung zu bewegen.
Wie bei der obigen Beschreibung des analytischen Instruments von Fig. 1 wird der Motor 28 durch den Mikroprozessor 62 gesteuert. Ähnlich werden die Motoren 100, 90 und 86 durch den Mikroprozessor 62 gesteuert. Die Verbindungen der Motoren 28, 100, 90 und 86 sind in Fig. 2 durch die Anschlüsse A, B, C bzw. D angegeben. Dadurch kann die Bewegung der Pipette 40 mit der Positionierung der Kartusche 22 synchronisiert werden, die durch das Karussell 24 an eine Stelle direkt unter den Träger 74 gebracht wird. In der oberen Wand 104 der temperaturgeregelten Kammer 36 ist ein Schlitz 102 vorgesehen, um den Zugang der Pipette 40 zu der Kartusche 22 zu ermöglichen. Der Schlitz 102 verläuft parallel zu dem Träger 74. Die Position des Schlitzes 102 in bezug auf den Träger 74 erlaubt es, den Schaft 72 der Pipette 40 durch den Schlitz 102 selektiv über einer gewünschten Kammer aus mehreren Kammern 106 der Kartusche 22 abzusenken. Die Länge des Schlitzes 102 stimmt mit der Länge der Kartusche 22 überein, um eine Verschiebung des Schaftes 72 in der X-Richtung zur Ausrichtung mit einer aus den Kammern 106 ausgewählten Einzelkammer zu ermöglichen. Der Schlitz 102 ist relativ schmal und hat eine Breite, die groß genug für den Schaft 72 und die am distalen Ende des Schaftes 72 angebrachte Spitze 70 ist. Die von dem Schlitz 102 eingenommene Fläche ist relativ zur Gesamtdimension der temperaturgeregelten Kammer 36 so klein, daß keine nennenswerte Luft-Strömung zwischen dem Inneren und dem Äußeren der temperaturgeregelten Kammer 36 auftritt. Somit hat der Schlitz 102 nicht mehr als einen zu vernachlässigenden Effekt auf die Regelung der Temperatur der Kammer, die durch die Heizung 38 geregelt wird (Fig. 1).
Nach einem erfindungsgemäßen Merkmal wird ein optisches Nachweissystem 108 bereitgestellt, um dem Mikroprozessor 62 ein Signal zu geben, wenn sich die Spitze 70 der Pipette 40 bis auf eine vorbestimmte Entfernung an die ausgewählte Kammer 106 nach unten bewegt hat. Das Nachweissystem 108 enthält eine Lichtquelle 110, die z.B. eine Halbleiterdiode darstellen kann, die Infrarotlicht emittiert. Das Nachweissystem 108 enthält weiterhin einen Detektor 112, wobei das Licht durch einen Strahl 114 dargestellt ist. Der Detektor 112, der eine Halbleiter-Photodiode darstellen kann, moduliert einen elektrischen Strom entlang der Leitung 116 in Abhängigkeit vom Licht des Strahls 114, der auf den Detektor 112 fällt.
Das Nachweissystem 108 enthält eine elektrische Vergleichsschaltung 118 zur Messung der Stromstärke in der Leitung 116. Als Beispiel für die Konstruktion der Schaltung 118, enthält die Schaltung 118 zwei Vergleichselemente (wovon eines mit 120 bezeichnet ist) und einen Widerstands-Spannungsteiler 124, der zwei verschiedene Referenzspannungen in bezug auf die Vergleichselemente erzeugt. Der Teiler 124 ist mit zwei Potentiometern zur manuellen Einstellung der Referenzspannungen bei der ersten Anpassung des Nachweissystems 108 dargestellt. Die Anpassung ermöglicht die Auswahl von Referenzspannungen der Vergleichselemente in Übereinstimmung mit der optischen Durchlässigkeit der Pipettenspitze 70. Das Vergleichselement 120 erhält die höhere der beiden Referenzspannungen, während das andere Vergleichselement die niedrigere der beiden Referenzspannungen erhält.
Bei dem Betrieb des Nachweissystems 108 trifft in Abwesenheit der Pipette 40 die gesamte Lichtintensität des Lichtstrahls 114 auf den Detektor 112. Wie durch die gestrichelte Darstellung der Pipette angedeutet ist, kann die Pipette 40 dabei beispielsweise an der Position eines der Reservoirs 66 sein. Während der Detektor 112 die maximale Stärke des optischen Signals empfängt, liegt die maximale Stromstärke und Spannung an der Leitung 116 an. Wird die Pipette 40 abgesenkt, so unterbricht die Spitze 70 den Lichtstrahl 114. Die Leitung 116 ist mit dem Eingangsanschluß des Vergleichselements 120 verbunden, weshalb das Vergleichselement 120 bei maximaler Beleuchtung des Detektors 112, wie sie vor der Unterbrechung des Lichtstrahls 114 durch die Pipette 40 auftritt, das Binär- 1-Signal an den Mikroprozessor 62 aussendet. Bei Unterbrechung des Lichtstrahls 114 wird die von dem Detektor 120 empfangene Lichtstärke stark herabgesetzt. Der Grad der Lichtunterbrechung ist von der Transparenz der Spitze 70 abhängig. Vorzugsweise ist die Spitze 70 aus einem durchscheinenden polymeren Material hergestellt, das die Lichtstärke verringert, ohne einen vollen Schatten auf den Detektor 112 zu werfen.
Die Spannungsreferenzniveaus des Teilers 124 werden so eingestellt, daß die durch eine Spitze hindurchgelassene Lichtmenge so groß ist, daß das Vergleichselement 120 aktiviert und ein Binär-1-Signal ausgesendet wird, das den Empfang eines niedrigen (L) Lichtniveaus am Detektor 120 anzeigt. Wenn der Lichtstrahl 114 durch eine Spitze 70 unterbrochen wird, ist die vom Detektor 112 empfangene Lichtintensität zu gering, um das Vergleichselement 120 zu aktivieren, und das Vergleichselement sendet ein Binär-0-Signal aus. Somit sendet die Vergleichsschaltung 118 ein 1-Bit-Signal aus, das den Status und die Position der Spitze 70 angibt, während sich die Spitze 70 entlang der Z-Richtung auf eine ausgewählte Kammer 106 der Kartusche 22 zubewegt.
Durch Vakuum bzw. Druck, die mittels eines Saugschlauches 126 auf die Pipette 140 einwirken und die unter der Kontrolle einer Saug-Kontrolleinheit 128 stehen, wird die Reagenszflüssigkeit in die Pipettenspitze 70 gesaugt bzw. aus der Spitze 70 ausgestoßen. Der Schlauch 126 ist flexibel und lang genug, um die Saug-Kontrolleinheit 128 an allen Positionen der Pipette 40 mit dieser zu verbinden. Die Kontrolleinheit 128 ist mit dem Mikroprozessor 62 verbunden und erhält von diesem die Befehle, Vakuum zum Ansaugen von Flüssigkeit anzulegen, das Vakuum abzuschalten und, falls nötig, einen Überdruck anzulegen, um die Reagensflüssigkeit auszustoßen. Die Flüssigkeit wird aus einem, aus den Reservoirs 66 ausgewählten Reservoir angesaugt. Die Reagensflüssigkeit wird nur dann ausgestoßen, wenn die Spitze 70 so positioniert ist, daß sie die Flüssigkeit an die aus den Kammern 106 ausgewählte Kammer der Kartusche 22 abgeben kann. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, daß die Reagensflüssigkeit an einer der Kammern 106 der Kartusche 22 angesaugt werden kann, damit sie in eine andere Kammer 106 abgegeben werden kann. In dieser Hinsicht kann ein Reservoir für die Reagensflüssigkeit direkt in der Kartusche 22, oder, z.B. auf dem Tisch 68, außerhalb der Kartusche 22 angeordnet sein. Die Lagen der verschiedenen Reservoirs 66 des Tisches 68 sind in einem Speicher des Mikroprozessors 62 festgehalten. Dies ermöglicht dem Mikroprozessor 62 die Bewegung des Tisches 68 in eine bestimmte Position in der Y-Richtung und die Bewegung der Pipette 40 in eine bestimmte Position in der X-Richtung, wobei die X- und die Y-Komponente der Position das verlangte Reservoir 66 vollständig identifizieren. In ähnlicher Weise speichert der Mikroprozessor 62 die Positionen der verfügbaren Spitzen 70, die durch den Tisch 68 gehalten werden, so daß die Spitzen 70 nacheinander für die Anbringung an den Schaft 72 ausgewählt werden können.
Mit Hilfe des Transports 64 wird eine Spitze 70 an dem Schaft 72 der Pipette 40 befestigt bzw. von dem Schaft 72 gelöst. Das Verfahren beginnt mit dem Anheben der Pipette 40, so daß die Spitze den Schlitz 102 verläßt. Die Pipette 40 kann sich dann entlang des Trägers 72 zu dem Extraktor 130 bewegen. Der Extraktor 130 hat einen halbkreisförmigen Kanal 132, der aus einem horizontalen Teil des Extraktors 130 ausgeschnitten ist, wobei der Kanal 132 einen Durchmesser hat, der so groß ist, daß sich der Schaft 72 frei im Kanal 132 bewegt, der aber auch so klein ist, daß der Kanal mit der Spitze 70 in Eingriff kommt. Auf Befehl des Mikroprozessors 62 wird die Pipette an den Extraktor 130 gebracht, wobei die Spitze 70 unterhalb des Kanals 132 liegt. Der Schaft 72 tritt in den Kanal 132 ein, worauf die Pipette 40 angehoben wird, um die Spitze 70 mit dem Extraktor 130 in Eingriff zu bringen. Die Spitze 70 bleibt in stationär, während sich der Schaft 72 aus der Spitze 70 hebt. Anschließend fällt die Spitze 70 in einen Abfallbehälter 134 für die gebrauchten Spitzen 70. Es ist zu empfehlen, den Extraktor 130 bei Betriebsbeginn des Testsystems 20 zu betätigen, um sicherzustellen, daß der Schaft 72 zur Aufnahme einer neuen Spitze 70 bereitsteht.
Nachdem sichergestellt ist, daß der Schaft 72 zur Aufnahme einer Spitze 70 bereitsteht, wird die Pipette 40 durch Verschiebung in der X-Richtung in eine Position oberhalb des Tisches 68 gebracht, worauf der Tisch 68 in der Y-Richtung verschoben wird, um den Schaft 72 in eine Position genau über einer ausgewählten Spitze 70 zu bringen, die durch den Tisch 68 gehalten wird. Die Pipette 40 bewegt sich anschließend nach unten, um mit der Innenfläche der Spitze 70 in Reibungskontakt zu treten. Dann wird die Pipette angehoben, wobei die Spitze durch Reibungskräfte an dem distalen Ende des Schaftes 72 festgehalten wird.
Auch in Fig.3 ist der Reibungskontakt zwischen dem distalen Ende des Schaftes 72 und der Oberfläche des Kanals 136 der Spitze 70 dargestellt. Der Kanal 136 erstreckt sich entlang der zentralen Längsachse der Spitze 70 von einem zum anderen Ende der Spitze. Der Kanal 136 hat einen kreisförmigen Querschnitt mit variablem Durchmesser, wobei der Durchmesser am oberen Ende 138 größer ist als der Durchmesser am unteren Ende 140. Wenn sich der Schaft 72 im Kanal 136 nach unten bewegt, erzeugt die Verengung des Kanals 136 Reibungskräfte, die die Spitze 70 auf dem Schaft 72 festhalten. Diese Reibungskräfte reichen aus, um eine sichere Befestigung der Spitze 70 an den Schaft 72 während der Übertragung von Reagensflüssigkeit im Verlauf des Testverfahrens von System 20 sicherzustellen. Die Reibungskräfte sind jedoch so klein genug, daß das Abziehen der Spitze 70 von dem Schaft 72 durch den Extraktor 130 ermöglicht wird, nachdem die Übertragung der Reagensflüssigkeit beendet ist.
Im Hinblick auf die praktische Anwendung der Erfindung wird darauf hingewiesen, daß die Art der Anbringung der Spitze 70 am Schaft 72 eine im wesentlichen gleichmäßige Positionierung von aufeinanderfolgenden Spitzen 70 auf den Schaft 72 ermöglicht. Wegen der Flexibilität des polymeren Materials der Spitze 70, die mit dem verhältnismäßig starren Rohr des Schaftes 72 in Kontakt gebracht wird, und aufgrund gewisser Schwankungen der Reibungskräfte zwischen den Spitzen 70, wurde jedoch gefunden, daß geringfügige Schwankungen in den Positionen der Mündungen 140 der Spitzen 70 in bezug auf das distale Ende des Schaftes 72 bestehen. Diese Schwankungen sind groß genug, um bei der Abgabe von Flüssigkeit in die Kammern 106 der Kartusche 22 Ungenauigkeiten zu verursachen. Erfindungsgemäß werden diese Abweichungen der Pipettenspitzenposition automatisch durch die Feststellung der Position der Mündung 140 der Spitze 70 mittels des Lichtstrahls 114 korrigiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur der Abweichungen der Pipettenspitzenposition wird unter Bezug auf die Diagramme von Fig. 4 und die Verlaufsdiagramme der Figg. 5 und 6 näher beschrieben.
Fig. 4 zeigt den Rückkopplungskreis 142 zur Verbindung des Mikroprozessors 62 mit dem Servomotor 86, der den in Fig. 2 beschriebenen vertikalen Pipettenantrieb 78 betätigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält der Schaltkreis 142 eine Addiereinrichtung 144, einen Digital-Analog-Wandler 146, einen Filter 148, einen Verstärker 150, einen Achsenwinkel-Codierer 152, einen Speicher 154 des Computers 62, und eine Eingabevorrichtung 156, z.B. eine Tastatur, zur Eingabe von Daten in den Speicher 154.
Im Betrieb gibt der Mikroprozessor 62 zum Absenken der Pipette 40 in Richtung der Kartusche 22 (Fig. 2) eine Abfolge neuer Positionen auf der Wegstrecke der Pipette 40 in der Z-Richtung ein. Die Positionssignale des Mikroprozessors 62 werden auf einen Eingangsanschluß der Addiereinrichtung 144 gelegt. Die momentane Position der Spitze 70, die durch den Codierer 152 abgeschätzt wird, wird über einen zweiten Eingang an die Addiereinrichtung 144 gelegt, um dort von dem Eingangswert am ersten Anschluß der Addiereinrichtung 144 abgezogen zu werden. Es wird darauf hingewiesen, daß der Codierer 152 eine genaue Angabe der Position des Pipettenschaftes 72, nicht aber der Spitze 70, ermöglicht, da die Position der Spitze 70 in bezug auf den Schaft 72 aufgrund der oben beschriebenen Befestigung mittels Reibungskräften zwischen den einzelnen Spitzen variiert. Daher kann der von dem Codierer 152 ausgegebene Wert des Achsenwinkels nur als eine Schätzung der wahren Position der Spitze betrachtet werden.
Die von dem Codierer 152 und dem Mikroprozessor 62 ausgegebenen Signale sind digital formatiert. Die Summiereinrichtung 144 bildet die Differenz der beiden Signale und gibt diese Differenz an den Wandler 146 weiter, der die digital formatierte Signaldifferenz in ein analoges Signal umwandelt. Das analoge Ausgangssignal des Wandlers 146 kann als Schleifen- Fehler-Signal des Rückkopplungskreises 142 angesehen werden. Das Schleifen-Fehler-Signal wird durch das Filter 148 gefiltert, wobei es sich dabei, in Übereinstimmung mit der üblichen Konstruktion von Rückkopplungsschleifen, um ein Tiefpass-Filter handeln kann und eine Totzeit-Filter-Komponente vorhanden sein kann. Das Filter 148 ermöglicht die Stabilität der Rückkopplungsschleife. Das Ausgangssignal des Filters 148 wird durch den Verstärker 150 verstärkt und wird dann an den Servomotor 86 weitergeleitet. Der Schleifen- Verstärkungsfaktor und die Bandbreite, die durch den Verstärker 150 und das Filter 148 festgelegt sind, bestimmen zusammen mit dem Motor 86 die dynamische Antwort der Schleife auf eine Weise, wie sie bei der Gestaltung von Servomechanismen bekannt ist. Der Motor 86 dreht sich in Richtung der durch den Mikroprozessor 62 vorgegebenen Position. Während sich der Motor 86 dreht, senkt der vertikale Antrieb 78 die Pipette 40 ab.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer alternativen Ausführungsform der Konstruktion des Rückkopplungskreises von Fig. 4 die Funktionen der Summiereirichtung 144 und des Filters 148 direkt innerhalb des Mikroprozessors 62 durchgeführt werden können, indem dieser auf geeignete Weise programmiert wird. In diesem Fall sendet der Mikroprozessor 62 das Fehlersignal über den Wandler 146 direkt an den Verstärker 150, um den Motor 86 anzutreiben. Falls gewünscht, kann außerdem der Servomotor 86 durch einen Schrittschaltmotor (nicht gezeigt) ersetzt werden, der auf digitale Impulse reagiert und die zunehmende Rotationsverschiebung des Motor-Rotors steuert. In diesem Fall sind die Summiereinrichtung 144, der Wandler 146, das Filter 148, der Verstärker 150 und der Achsenwinkel-Decoder 152 nicht erforderlich, und der Mikroprozessor 62 würde so programmiert werden, daß er zum Antrieb des Motors die hinreichend bekannten Schrittschaltmotor-Kontrollimpulse ausgeben würde. Selbstverständlich kann jede dieser Anordnungen der Rückkopplungsschleife zum Betrieb des vertikalen Pipettenantriebs 78 eingesetzt werden, wobei gezeigt wurde, daß die in Fig. 4 gezeigte Anordnung die erfindungsgemäße Durchführung erleichtert.
Bei dem Schaltkreis von Fig. 4, gibt der Mikroprozessor 62 weiterhin Positionswerte entlang der Wegstrecke der Pipette 40 ein, bis der Lichtstrahl-Vergleichsschaltkreis 118 im Mikroprozessor 62 eine Unterbrechung des Lichtstrahls signalisiert. Die Position der Spitze 70 ist nun infolge des Kontakts der Spitze 70 mit dem Lichtstrahl 114 genau bekannt. Die Pipette 40 bewegt sich nun eine zusätzliche Strecke, um die Spitze 70 relativ zu der Kartusche 22 in die Abgabeposition zu bringen. Der Wert des zusätzlichen Weges der Positionsverschiebung basiert auf den im Speicher 154 gespeicherten Daten. Der Mikroprozessor 62 liest den Speicher 154 ab, um die Bewegungsdaten zu erhalten. Die Person, die das analytische Instrument 20 bedient, stellt die erforderlichen Daten über die zusätzliche Bewegung in Kenntnis der Konfiguration der Kartusche 22, insbesondere der Höhe der Kartusche 156 realativ zu der Oberfläche 158 des Karussells 24, bereit. Diese Höhendaten werden mittels der Eingabevorrichtung 156 in den Speicher 154 eingegeben.
Der Betrieb des Rückkopplungskreises 142 kann unter Bezug auf Fig. 2 und das Zeitverlaufsdiagramm von Fig. 7 näher erklärt werden. Bevor die Pipette 40 abgesenkt wird, befindet sich die Spitze 70 in einer genügend hohen Position, um den Transport der Pipette 40 in der X-Richtung zwischen dem Karussell 24 und dem Tisch 68 zu ermöglichen. Dies wird in Fig. 7 als Transportniveau bezeichnet. Die Pipette 40 wird anschließend während eines in Fig. 7 gekennzeichneten Zeitintervalls abgesenkt. Das erste Absenkungsintervall endet mit der Unterbrechung des Lichtstrahls 114. Dann folgt das endgültige Absenkungsintervall, wobei die Pipette 40 das zusätzliche Wegstück abgesenkt wird. Dadurch wird die Pipettenspitze auf das in Fig. 7 gekennzeichnete Abgabeniveau gebracht. Nach der Beendigung des Abgabeintervalls hebt der Rückkopplungskreis 142 die Pipette 40 während des in Fig. 7 gezeigten Rückzugsintervalls auf das Transportniveau an. In Fig. 7 ist weiterhin ein Sicherheitsniveau gezeigt, das unter Bezug auf die Fließdiagramme in Figg. 5 und 6 beschrieben wird.
In Fig. 5 wird der erfindungsgemäße Aspekt des Absenkens der Pipette zu der Kartusche 22 unter Kompensation der variablen Position der Spitze 70 anhand eines Fließdiagramms erklärt. Das Fließdiagramm beschreibt den Betrieb des Mikroprozessors 62 von Fig. 2 zum Betreiben des vertikalen Pipettenatriebs 78 (Figg. 2 und 4) und zur Absenkung der Pipette 40, um Reagensflüssigkeit in ein Abteil 106 der Kartusche 22 abzugeben. Der Beginn der Absenkung der Pipette zu der Kartusche 22 erfolgt am Block 160. Am Block 162 wird die Entscheidung getroffen, ob der Lichtstrahl 114 (Fig. 2) vorhanden ist. Der Mikroprozessor 62 stellt die Anwesenheit des Lichtstrahls fest, indem er die Hoch- und Tief-Signale des Vergleichsschaltkreises 118 prüft. Da sich die Pipette 40 in angehobener Position befindet, ist der Lichtstrahl 114 nicht blockiert und sollte dementsprechend vorhanden sein, weshalb das Vergleichselement 120 das Binär-1- Signal liefern sollte, das die volle Stärke des Lichtstrahls 114 anzeigt. Falls der Strahl nicht vorhanden ist, wird am Block 164 einer Person, die das analytische Instrument 20 bedient, angezeigt, daß ein im Instrument aufgetretener Fehler zu beheben ist.
Falls der Lichtstrahl vorhanden ist, geht es weiter bis zum Block 166, wobei der Mikroprozessor 62 das Absenken der Pipette auf die oben unter Bezug auf Fig. 4 beschriebene Weise dirigiert. Dabei gibt der Mikroprozessor 62 kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit, die der dynamischen Antwort der Rückkopplungsschleife 142 entspricht, neue Positionen entlang der Wegstrecke der Pipette 40 ein. Der Mikroprozessor 62 verfolgt während der Absenkung der Pipette 40 periodisch die Ausgangssignale des Vergleichsschaltkreises 118, um zu bestimmen, ob der Lichtstrahl 114 unterbrochen wurde, wobei diese Festlegung am Block 168 durchgeführt wird.
Unter der Annahme, daß keine Unterbrechung des Lichtstrahls 114 durch die Pipette 40 stattgefunden hat, setzt sich der Vorgang entlang der Linie 170 bis zum Block 172 fort, um festzustellen, ob das Sicherheitsniveau (in Fig. 7 gezeigt) erreicht wurde. Es besteht die Möglichkeit einer Fehlfunktion des Systems, wenn der Schaft 72 der Pipette 40 die Spitze 70 nicht am Tisch 68 aufgenommen hat. Dies könnte viele Gründe haben, z.B. weil der Bediener vergessen hat, den Tisch 68 mit einem Satz Spitzen aufzufüllen, oder weil eine Spitze beschädigt ist und somit keine ausreichende Reibung vorhanden ist, um die Spitze an dem Schaft 72 zu befestigen. Da der Strahlwinkelcodierer 152 (Fig. 4) kontinuierlich Positionsdaten an den Mikroprozessor 62 übermittelt, kennt der Mikroprozessor 62 die Position des distalen Endes des Schafts 72. Wenn das distale Ende des Schafts 72 in die Nähe des Lichtstrahls 114 kommt, sollte der Lichtstrahl 114 durch die Spitze 70 unterbrochen werden, falls die Spitze 70 vorhanden ist. Das Sicherheitsniveau ist der niedrigste Punkt, an dem es der Mikroprozessor 62 gestattet, daß der Schaft 72 abfällt, ohne daß der Strahl 114 unterbrochen wird.
Wird das Sicherheitsniveau erreicht, folgert der Mikroprozessor 62, daß die Spitze 70 nicht vorhanden ist, und der Vorgang setzt sich bis zum Block 174 fort, wobei der Mikroprozessor 62 das Zurückziehen der Pipette 40 auf das Transportniveau befiehlt. Wie oben erwähnt, verläßt die Pipette 40 im Transportniveau die obere Wand 104 der temperaturgeregelten Kammer 36, so daß der Schaft 72 vollständig sichtbar ist und die Bedienungsperson Abhilfe schaffen kann. Von Block 174 setzt sich der Vorgang bis zum Block 176 fort, wobei der Bedienungsperson angezeigt wird, daß Abhilfe geschaffen werden muß.
Während des normalen Betriebs des Systems 20 befindet sich die Spitze 70 auf dem Schaft 72, weshalb ohne Unterbrechung des Lichtstrahls 114 das Sicherbeitsniveau am Block 172 nicht erreicht wird. Somit setzt sich der Vorgang von Block 172 entlang der Linie 178 bis zum Block 166 fort, wobei der Mikroprozessor 62 die Pipette mit der festgesetzten Geschwindigkeit weiter absenkt. Der Vorgang setzt sich mehrmals über die Blöcke 166, 168 und 170 fort, bis an der Linie 180 eine Unterbrechung des Lichtstrahls 114 auftritt. Die Unterbrechung des Lichtstrahls 114 wird dem Mikroprozessor 62 als eine Änderung des Ausgangssignales des Vergleichsschaltkreises 118 übermittelt, wobei das Signal von Binär-1 nach Binär-0 wechselt.
Falls die Pipettenspitze 70 vorhanden ist, befindet sich das Ausgangssignal des Vergleichsschaltkreises 118 bei der Unterbrechung des Lichtstrahls an der Verbindung 180 bei Binär-0, um dem Mikroprozessor 62 anzuzeigen, daß die Spitze 70 vorhanden ist und daß die Spitze 70 auf ihrer Wegstrecke in Richtung der Kartusche 72 die Position des Lichtstrahls 114 erreicht hat. Entsprechend bestimmt der Mikroprozessor 62 am Block 182 die Position des Abgabeniveaus (Fig. 7), indem er das zusätzliche Wegstück berechnet, das zum Erreichen des Abgabeniveaus durch die Spitze 70 erforderlich ist. Der Vorgang im Block 182 wird unter Bezug auf Fig. 6 näher beschrieben.
Nach Fig. 5 setzt sich der Vorgang von Block 182 entlang der Linie 186 bis zum Block 188 fort, wobei die Pipette 40 weiter abgesenkt wird, um die Spitze 70 auf das Abgabeniveau zu bringen. Das Absenken der Pipette erfolgt auf die oben unter Bezugnahme auf den Rückkopplungskreis 142 von Fig. 4 beschriebene Weise, wobei der Mikroprozessor 62 weitere Positionen entlang der Wegstrecke der Pipette eingibt, um die Spitze 70 auf das Abgabeniveau zu bringen. Dann befiehlt der Mikroprozessor 62 am Block 190 der Saugkontrolleinheit 128, die Flüssigkeit an das ausgewählte Abteil 106 der Kartusche 22 abzugeben. Anschließend wird am Block 192 die Pipette 40 von der Kartusche 22 zurückgezogen und auf das Transportniveau gebracht. Das Instrument 20 kann nun andere Schritte des Analysenverfahrens der Kartusche 22 einleiten.
Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Prozesses am Block 182 (Fig. 5) zur Kontrolle der Anwesenheit der Pipettenspitze und der folgenden Berechnung des zusätzlichen Wegstücks der Pipette. Der Vorgang entlang der Verbindung 180 läuft bis zum Block 194, wobei die Stärke des Lichtstrahls überprüft wird. Falls am Block 194 das Licht vollständig abgedunkelt ist, befindet sich das Signal des Vergleichsschaltkreises 118, wie oben erwähnt, bei Binär-0, wodurch der Mikroprozessor 62 beim Block 198 feststellen kann, daß die Pipette vorhanden ist. Daraufhin liest der Mikroprozessor am Block 200 die von dem Codierer 152 (Fig. 4) angegebene momentane Pipettenposition. Anschließend werden am Block 202 die Positionsdaten der Kartusche 22 abgelesen, die in dem Speicher 154 (Fig. 4) festgehalten wurden.
Die Positionsdaten der Kartusche kennzeichnen die Position der Oberfläche der Kartusche 22 relativ zur Oberfläche 158 des Karussells 24. Da der Abstand zwischen dem Lichtstrahl 114 und der Karusselloberfläche 158 eine feste und bekannte Größe ist, entspricht die Eingabe dieser Kartuschendaten einer Mitteilung des Abstandes zwischen der Oberfläche der Kartusche 22 und dem Lichtstrahl 114 an dem Mikroprozessor. Entsprechend wird am Block 204 der zusätzliche Abstand zwischen dem Strahl 114 und der Kartusche 22 zu dem vertikalen Abstand addiert, die die Pipette bereits zurückgelegt hat, wobei der vertikale Abstand durch den Codierer 152 bereitgestellt wird. Daraus ergibt sich die Ablesung des Codierers 152, die erhalten wird, wenn die Pipettenspitze 70 das Abgabeniveau erreicht. Diese Information wird von dem Mikroprozessor 62 bei dem Betrieb des Schaltkreises von Fig. 4 zur kontinuierlichen Absenkung der Pipette 40 verwendet. Dementsprechend kann der Betrieb nun entlang der Linie 186 bis zum Block 188 fortgesetzt werden, wie es oben unter Bezug auf Fig. 5 beschrieben wurde.
Auf das Zeitverlaufsdiagramm von Fig. 7 wurde bereits bei der Beschreibung des Schaltkreises von Fig. 4 und des Prozesses aus Figg. 5 und 6 Bezug genomen. In kurzer Form zeigt das Diagramm aus Fig. 7 das Absenken der Pipettenspitze 70 mit einer festgelegten Geschwindigkeit während des ersten Absenkungsintervalls, währenddessen der Zustand des Lichtstrahls beobachtet wird, gefolgt von der endgültigen Absenkung, bei der die Pipettenspitze 70 auf das Abgabeniveau gebracht wird. Nach Beendigung des Abgabeintervalls wird die Spitze 70 auf das Transportniveau zurückgezogen. Das Sicherheitsniveau ist zwischen dem Niveau des Lichtstrahls und dem Abgabeniveau angeordnet.
Die obige Beschreibung ermöglicht den Betrieb des Analysensystems 20 auf eine Weise, die es erlaubt, die Pipette mit einer Genauigkeit abzusenken, die von der Position der Pipettenspitze 70 auf dem Pipettenschaft 72 unabhängig ist.
Selbstverständlich dient die oben beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsform nur zur Erläuterung, wobei für den Fachmann Modifikationen vorstellbar sind. Entsprechend ist die Erfindung nicht auf die hier aufgeführte Ausführungsform beschränkt, sondern wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt definiert.

Claims

1. Verfahren zur Abgabe von Flüssigkeit in einem analytischen Instrument (20) mit einer Pipette (40), an ein Analysenelement (22), wobei das Instrument (20) eine Transporteinrichtung (64) zum Bewegen der Pipette (40) zwischen einem eine Flüssigkeit enthaltenden Vorrat (66), dem Analysenelement (22) und einem Vorrat von Einweg-Pipettenspitzen (70), die an einen Schaft (72) der Pipette (40) angebracht werden können, enthält, wobei das Verfahren umfaßt:

Anbringen einer Spitze (70) an dem Schaft (72);

Bewegen der Pipette (40) gegen das Analysenelement (22) entlang einer vorbestimmten Bahn;

Bezeichnung einer Bezugsstelle auf dieser Bahn mit Hilfe eines Lichtstrahls (114);

Beobachtung einer Unterbrechung des Lichtstrahls (114) durch die Spitze (70) während der Bewegung der Pipette (40) entlang der Bahn, wobei die Unterbrechung des Lichtstrahls (114) eine Position der Spitze (70) an dieser Bezugsstelle signalisiert;

und Bewegen der Pipette (40) über ein weiteres Wegstück von der Bezugsstelle zum Analysenelement (22) vor der Abgabe der Flüssigkeit an das, Analysenelement (22).

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches als weiteren, Schritt umfaßt:

Einstellen eines zweiten Bezugsniveaus Über dem zuerst genannten Bezugsniveau entlang der Bewegungsbahn; und

wobei, wenn die Unterbrechung des Lichtstrahls (114) auf der Beobachtungsstufe nicht beobachtet wird, der Bewegungsschritt fortgesetzt wird, bis die Pipette (40) das zweite Bezugsniveau erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, welches als weitere Schritte das Zurückziehen der Pipette (40) und die Anzeige eines Fehlers im Testsystem umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, welches als weitere Schritte die Abgabe der Flüssigkeit an das Analysenelement (22); und das Zurückziehen der Pipette (40) von dem Analysenelement (22) umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, welches als weiteren Schritt die Berechnung des Betrages des Wegstückes, bezogen auf eine Stelle der Kartusche (22) umfaßt, wobei der Rechenschritt vor dem Bewegungsschritt erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Beobachtungschritt die Messung der Intensität des Lichtstrahls (11) umfaßt, wobei ein vollständig abgedunkelter Lichtstrahl (114) anzeigt, daß die Pipettenspitze (70) vorhanden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Analysenelement (22) von der Fördereinrichtung, (24) getragen, ist, die in einem vorbestimmten Abstand zum Lichtstrahl (114) angeordnet ist, wobei das Verfahren einen Schritt umfaßt, bei dem die Wegzunahme, bezogen auf die Höhe der Kartusche (22), oberhalb einer Bezugsfläche der Fördereinrichtung (24) berechnet wird, wobei der Rechenschritt vor dem Bewegungsschritt erfolgt.

8. Analytisches Element (20), das mit einem Vorrat (66) zur Aufbewahrung einer Flüssigkeit zusammenwirkt und bei dem eine Pipette (40, 42) verwendet wird, um die Flüssigkeit an ein Analysenelement (22) abzugeben, wobei das Instrument (20) enthält:

eine Pipette (40,42) und einen Vorrat an Einweg-Pipettenspitzen (70), die an einem Schaft (72) der Pipette (40) anbringbar sind;

einen Transport (64) zum Bewegen der Pipette (40) zum Spitzenvorrat zwecks Austausches einer Spitze (70), wobei der Transport (64) die Pipette zwischen dem Vorrat (66) und dem Analysenelement (22) zur Abgabe der Flüssigkeit bewegt, wobei der Transport (64) die Pipette (64) zu der Bezugsstelle bewegt, wobei das Instrument (20) eine Einrichtung enthält, die auf das Lokalisierungssignal zum Bewegen der Pipette (40) von der Bezugsstellung um ein weiteres Wegstück anspricht, um die Spitze (70) in eine Position zur Abgabe der Flüssigkeit an das Analysenelement (22) zu bringen,

dadurch gekennzeichnet, daß das analytische Instrument (20) ein optisches Nachweissystem (108, 112) zur Feststellung der Position der Pipettenspitze aufweist, wobei das Nachweissystem (108, 112) ein Lokalisierungssignal erzeugt, das die Anwesenheit der Spitze (70) an einer Bezugsstelle auf einer Bewegungsbahn der Spitze gegen das Analysenelement (22) anzeigt, wobei die Bezugs stelle in einem Abstand zu dem Analysenelement steht.

9. Analytisches Instrument (20) nach Anspruch 8, weiterhin enthaltend eine Fördereinrichtung (24) zum Transport des Analysenelements (22):

worin das optische Nachweissystem (108, 112) einen Lichtstrahl (114) an einer vorbestimmten Position relativ zur Fördereinrichtung (24) erzeugt; und

wobei das Instrument (20) weiterhin eine Einrichtung zum Berechnen des zusätzlichen Abstandes, bezogen auf eine Höhe des Analysenelements (22), von einer Fläche der Fördereinrichtung (24) enthält.

10. Analytisches Instrument (20) nach Anspruch 8, worin das Nachweissystem (108, 112) einen Lichtstrahl (114) erzeugt, der die Bewegungsbahn der Bezugstelle schneidet, wobei die Spitze (70) den Lichtstrahl (114) unterbricht, um das Nachweissystem (108, 110) zur Erzeugung des Lokalisierungssignals zu aktivieren.

11. Analytisches Instrument (20) nach Anspruch 10,

worin der Transport (64), die Pipette (40) über die Bezugsstelle hinaus zu einer zweiten Bezugsstelle auf der Bewegungsbahn bewegt, wenn der Lichtstrahl (114) nicht unterbrochen ist, und

wobei das Instrument zusätzlich einen Rechner (120, 62) enthält, der auf das Lokalisierungssignal und die Position der Pipette (40) auf der Bewegungsbahn anspricht, um die Abwesenheit der, Spitze (70) auf dem schaft, (72) anzuzeigen, wenn die zweite Bezugsstelle von der Pipette erreicht wird, ohne daß der Lichtstrahl (114) unterbrochen, wird.

12. Analytisches Element (20) nach Anspruch 11, weiterhin enthaltend eine Fördereinrichtung (24) zum Transport der Kartusche (22);

wobei der Lichtstrahl an einer vorbestimmten Position relativ zur Fördereinrichtung (24) bereitgestellt wird; und

wobei der Rechner (120, 62) den zusätzlichen Abstand, bezogen auf eine Höhe des Analysenelements (22), zu einer Oberfläche der Fördereinrichtung (24) berechnet.