DE69433315T2 - Verfahren und System zur segmentierten Durchflussanalyse von Probenflüssigkeiten - Google Patents

Verfahren und System zur segmentierten Durchflussanalyse von Probenflüssigkeiten

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DE69433315T2
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kapselchemie-Probenflüssigkeitsanalysensystem und ein (abschnitts- bzw. segmentweise durchgeführtes) entsprechendes Verfahren, welche, obwohl sie sich zur Anwendung bei einer großen Vielzahl von Analysen an einer großen Vielzahl von Probenflüssigkeiten eignen, für der Reihe nach durchgeführte automatisierte klinische Analysen einer Vielzahl menschlicher biologischer Probenflüssigkeiten geeignet sind.
  • Eine große Zahl von Ligand-Bindungsassayverfahren wie Immuno- und DNA-Sonden-Assayverfahren werden an fester Phase durchgeführt. Dies ermöglicht die Abtrennung der Ziel-Analytspecies von interferierenden bzw. störenden Species, eine Verringerung beim Hintergrundsignal sowie Messungen von Analyten in physiologischen Specimen bei sehr niedrigem Konzentrationsniveau.
  • In automatisierten Geräten stellen Magnetpartikel, die am meisten erwünschte Festphase dar. Allerdings neigen diese automatisierten Geräte dazu, wegen des zusätzlichen Mechanismus, der zum Waschen und Abtrennen der Magnetpartikel dann erforderlich ist, komplexer zu sein.
  • In US 4,141,687 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen automatischen Assay fluider Proben, insbesondere für Immunoassayverfahren, offenbart, in denen das Reaktionsprodukt des Assay an magnetisch anziehbare Partikel gebunden und aus der Reaktionsmischung durch Anwendung einer magnetischen Falle abgetrennt werden.
  • M. Cassaday et al offenbaren in "Capsule Chemistry Technology for High-Speed Clinical Chemistry Analyses", Clin. Chem. 31/9, 1453–1456, 1985, die Verkapselung sequenzieller Mikro-Anteilsmengen einer Probe und von Reagenzien innerhalb einer Fluorkohlenstoff-Flüssigkeit. Die sich ergebende Testkapsel wird in einen einzelnen Analysen-Fließweg, der aus Fluorkohlenstoff zusammengesetzt ist, eingeleitet, wo die Probe als sich bewegende Serie individueller Tests inkubiert, vermischt und zur Reaktion gebracht wird. Die physikalische Wechselwirkung zwischen der Flüssigkeit und den festen Fluorkohlenstoff-Trägermaterialien verhindert in wirksamer Weise nachweisbare Mitschleppungsmengen wässriger Bestandteile zwischen aufeinanderfolgenden Test-Kapseln.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für das Waschen und Abtrennen der Magnetpartikel in einem entsprechenden automatisierten Gerät zu sorgen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Struktur für ein automatisiertes Gerät für Magnetpartikel-basierte Assayverfahren bereitzustellen, welche eingebaute Wasch-Zyklen aufweist, das keine zusätzlichen Mechanismen und Hardware benötigt.
  • Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch Anwendung der Magnetpartikel-basierten Assayverfahren an die Kapselchemie-Technologie gelöst.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und weitere signifikanten Gegenstände und Vorteile des Probenflüssigkeitsanalysensystems und -verfahrens der vorliegenden Erfindung sollten durch deren nun folgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen in klarer Weise dargelegt sein, in denen das Folgende dargestellt ist:
  • 1 ist ein im Wesentlichen schematisches Diagramm, das eine erste Ausgestaltung eines in reversibler Richtung verlaufenden Probenflüssigkeitsanalysensystems repräsentativ veranschaulicht, welches gemäß der derzeit als beste erachteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert und durchführbar ist;
  • 2A und 2B sind jeweils etwas vereinfachte schematische Diagramme, die zwei Betriebszustände der Transfermittel für die Probenflüssigkeitstestpackung des Systems von 1 veranschaulichen;
  • 3 ist ein Block-Diagramm, das die Steuerung und Synchronisation des elektrischen Antriebs und von Nachweiskomponenten des Systems von 1 veranschaulicht;
  • 4 ist ein Zeit-Diagramm, das die Betriebsabläufe der Transfermittel für die Probenflüssigkeitstestpackung bzw. Mess- und Nachschubmittel für die Probenflüssigkeitstestpackung des Systems von 1 veranschaulicht, wie dargestellt im gleichen Zeit-Maßstab;
  • 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 bzw. 13 sind schematische System-Diagramme nach Art von 1, welche die Betriebsablaufkonfigurationen der Systemkomponenten verschiedener der Reihe nach ablaufender Stufen in der Anfangsphase des Systems und bei Bildung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms darstellen und veranschaulichen;
  • 14, 15 und 16 sind jeweils etwas vereinfachte schematische Diagramme des Systems von 1, welche die Betriebsablaufkonfigurationen der grundsätzlichen Systemkomponenten bei verschiedenen späteren Folgestufen bei der Bildung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms und bei der Reaktion und Analyse der diskreten Probenflüssigkeiten, wie diese jeweils darin enthalten sind, darstellen und veranschaulichen.
  • 17 ist im Wesentlichen eine Querschnittsdarstellung, aufgenommen durch die Probenflüssigkeitstestpackungsreaktions- und -analysenmittel des Systems von 1, worin das Eintauchen der jeweiligen Proben- und Reagensflüssigkeitssegmente beim Anfangsfluss einer jeden der Probenflüssigkeitstestpackungen dahindurch veranschaulicht ist;
  • 18 ist eine Querschnittsdarstellung nach Art von 17, worin die Konfiguration einer Probenflüssigkeitstestpackung in der Folge des Flusses derselben durch die darin dargestellten Probenflüssigkeitstestpackungsreaktions- und – analysenmittel veranschaulicht ist;
  • 19 ist eine Darstellung nach Art der 14, 15 und 16, welche die Betriebsablaufkonfigurationen der grundsätzlichen Systemkomponenten bei einer späteren Folgestufe in der Reaktion und Analyse der Probenflüssigkeiten im Testpackungsstrom im System veranschaulicht;
  • 20 ist im Wesentlichen eine Querschnittsdarstellung, genommen durch die Probenflüssigkeitstestpackungsreaktions- und -analysenmittel des Systems von 1, worin die Konfiguration einer Pufferflüssigkeit-"Test"packung veranschaulicht ist, wie sie im System gebildet und angewandt wird, um dieselbe zum Abschluss der Probenflüssigkeitsreaktion und -analyse an allen verfügbaren Probenflüssigkeiten zu befähigen;
  • 21 ist eine Darstellung nach Art von 14, 15 und 16, welche die Betriebsablaufkonfigurationen der grundsätzlichen Systemkomponenten zur Anwendung der Pufferflüssigkeit-"Test"packungen von 20 zum Abschluss der Probenflüssigkeitsreaktionen und -analysen an allen verfügbaren Probenflüssigkeiten veranschaulicht;
  • 22, 23, 24, 25 und 26 sind jeweils etwas vereinfachte schematische Diagramme, die unterschiedliche Betriebsablaufkonfigurationen einer zweiten Ausführungsform eines in reversibler Richtung ablaufenden Probenflüssigkeitsanalysensystems veranschaulichen, das repräsentativ konfiguriert und gemäß der derzeit als beste erachteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar ist;
  • 27 und 29 sind jeweils etwas vereinfachte schematische Diagramme, die unterschiedliche Betriebsablaufkonfigurationen einer dritten Ausgestaltung des in reversibler Richtung ablaufenden Probenflüssigkeitsanalysensystems veranschaulichen, das repräsentativ konfiguriert und gemäß der derzeit als beste erachteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar ist; und
  • 28 ist ein Zeit-Diagramm, das die Betriebsabläufe der positiven Verschiebungspumpen am vorderen und hinteren Systemende und die Scher- und Entnahmesteuerungsventile für die Probenflüssigkeitstestpackungen des Systems von 27 und 29 veranschaulicht und darstellt.
  • 30 ist ein schematisches Diagramm einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur Anwendung in einem Immunoassayverfahren.
  • 31A bis H sind Schematika eines Details von 30, das die Stufen einer Ausgestaltung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Was nun 1 der Anwendungszeichnungen betrifft, ist eine erste Ausgestaltung des in reversibler Richtung ablaufenden Kapselchemie-Probenflüssigkeitsanalysensystems, das repräsentativ konfiguriert und gemäß der derzeit als beste erachteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführbar ist, schematisch dargestellt und ganz allgemein mit 20 beziffert: und dieses umfasst Probenflüssigkeitstestmess- und -nachschubmittel, die ganz allgemein mit 22 beziffert sind, welche betätigt werden, um aufeinanderfolgende eingekapselte Testpackungen einer Probe, von Reagenzien und Pufferflüssigkeiten und von Luft abzumessen und dieselben der Reihe nach zur Reaktion und Analyse innerhalb des Systems nachzuschieben, in reversibler Richtung ablaufende Probenflüssigkeitstestpackungsverschiebungsmittel, die ganz allgemein mit 24 beziffert sind, welche betätigt werden, um die so abgemessenen und nachgeschobenen Testpackungen durch das System bidirektional zu verschieben, Testpackungstransfermittel, die ganz allgemein mit 26 beziffert sind, welche im Zusammenhang mit den Testpackungsabmess- und -nachschubmitteln 22 und mit den Testpackungsverschiebungsmitteln 24 betätigt werden, um für den nacheinander ablaufenden Testpackungsnachschub und bidirektionale Funktionen des Systems zu sorgen, Testpackungsreaktions- und -analysenmittel, die ganz allgemein mit 28 beziffert sind, für die nacheinander ablaufenden Reaktionen und wiederholten Analysen der so gelieferten und verschobenen Testpackungen sowie Nachweismittel, die ganz allgemein mit 30 beziffert sind, welche operativ mit den Reaktions- und Analysenmitteln 28 zusammenhängen und verbunden sind, um die aufeinanderfolgenden Probenflüssigkeitstestanalysenergebnisse nachzuweisen und mengenmäßig zu ermitteln.
  • Die Testpackungsabmess- und -nachschubmittel 22 umfassen präzise betätigbare, hoch genaue positiv ausgerichtete Verschiebungspumpen, z. B. eine mit 31 bezifferte Kolbenpumpe, die einen Pumpenzylinder 32 und Pumpenkolben 34 umfasst, der, wie angezeigt, durch einen mit 26 bezifferten Elektromotor betrieben wird und, wie gezeigt, damit operativ verbunden ist. Eine flexible Leitung aus einem geeignet haltbaren, inerten und durchsichtigen Material, z. B. aus Teflon, das auch hydrophob ist, ist mit 38 beziffert und verbindet operativ den Pumpenzylinder 32, wie dargestellt, mit dem, was nachfolgend als die "stromaufwärtige" Seite der Probenflüssigkeitstestpackungstransfermittel 26 zum entsprechenden Nachschub aufeinanderfolgender Testpackungen bezeichnet ist, wie dies weiter unten noch detaillierter beschrieben wird.
  • Ferner ist in das Testpackungsabmess- und -nachschubmittel 22 eine ganz allgemein mit 40 bezifferte Ansaugsonde für die Probenflüssigkeitstestpackungen eingeschlossen, welche vorzugsweise die allgemeine Form der in US 4,121,466 vom 24.10.1978 von Allen Reichler et al offenbarten aufweist. Als solchen umfasst der Sondenaufbau 40 ein starres Sondenrohr 42, welches wiederum vorzugsweise aus Teflon oder einem ähnlichen Material ist, mit einem Einlassende 44 und einem äußeren Sondenrohr 46, das, wie dargestellt, konzentrisch um ein Sondenrohr 42 herum angeordnet und damit umschlossen ist, um eine ringeförmige Kammer 48 darum herum zu bilden. Eine flexible Leitung 50, die wiederum vorzugsweise aus durchsichtigem Teflon oder einem ähnlichen Material ist, verbindet operativ das Sondenrohr 42, wie dargestellt, mit dem, was nachfolgend als die "stromaufwärtige" Seite des Probentestpackungstransfermittels 26 bezeichnet wird, und da hindurch mit der Leitung 38 und der Pumpe 31, wie dies für die entsprechenden Zwecke im Detail noch weiter unten beschrieben wird.
  • Die Sondenantriebsmittel, die die Form eines elektrischen Antriebsmotors aufweisen, sind mit 52 beziffert und operativ, wie dargestellt, an das Sondenrohr 42 zum Antrieb der Sondenanordnung 40 in herkömmlicher Weise angeschlossen.
  • Die Proben-, Reagens- und Pufferflüssigkeitsnachschubmittel sind ganz allgemein mit 54 in 1 beziffert; und für eine repräsentative Anwendung des Systems 20 der vorliegenden Erfindung umfassen diese einen Behälter 56 einer Reagensflüssigkeit R1, einen Behälter 58 einer Reagensflüssigkeit R2 und einen Behälter 60 für eine entsprechend geeignete Pufferflüssigkeit B. Ein Probenflüssigkeitsbehältergestell für unterschiedliche, im Wesentlichen wässrige Probenflüssigkeiten, von denen nur 4 dargestellt und mit 61, 62, 63 und 64 für die Behälter und mit S1, S2, S3 und S4 für die darin enthaltenen unterschiedlichen Probenflüssigkeiten beziffert bzw. bezeichnet sind, ist operativ in einer geeigneten Transportvorrichtung, die mit 66 beziffert ist, bereitgestellt, z. B. in der Probenträger-Block- und -Fährenanordnung, die im Detail in US 4,853,336 vom 01.08.1989 von Stephen Saros et al offenbart ist. Die Transportvorrichtung 66 wird intermittierend von einem Elektromotor 68 angetrieben, der damit operativ, wie gezeigt, verbunden ist, um die enthaltenen Probenflüssigkeitsbehälter der Reihe nach zum Zugang durch das Sondenrohr 42 und eine Probenflüssigkeitsansaugung daraus zu indizieren und zu verschieben. Obwohl nicht dargestellt, verstehen die Fachleute unmittelbar, dass Flüssigkeitsniveauerfassungsmittel einer geeigneten, gut bekannten Konfiguration vorzugsweise operativ an die Sonde 40 angeschlossen sind, um für präzise reproduzierbare Ansaugungen der Proben-, Reagens- und Pufferflüssigkeiten aus den jeweiligen Behältern davon zur Bildung der Probenflüssigkeitstestpackungen zu sorgen.
  • Ferner ist in die Probenflüssigkeitstestpackungsabmess- und -nachschubmittel 22 ein mit 70 beziffertes Isolierflüssigkeitsnachschubreservoir eingeschlossen, das, wie gezeigt, benachbart zur Pumpe 30 angeordnet ist, um eine entsprechende Menge einer Isolierflüssigkeit zu enthalten, die mit IL bezeichnet ist. Zur repräsentativen Anwendung des Systems 20 der vorliegenden Erfindung mit im Wesentlichen wässrigen Proben-, Reagens- und Pufferflüssigkeiten und mit hydrophoben System-Sonden- und -Leitungskomponenten sind die Isolierflüssigkeiten IL aus einer entsprechend geeigneten Fluorkohlenstoff- oder Silicon-Flüssigkeit zusammengesetzt, die mit den Proben-, Reagens- und Pufferflüssigkeiten nicht mischbar ist und vorrangig die hydrophoben Innenwände der hydrophoben Systemkomponenten unter Wesentlichem Ausschluss dieser Flüssigkeiten benetzt, wodurch diese Systemkomponenten-Innenwände mit einer Isolierflüssigkeitsschicht überzogen werden, um im Wesentlichen den entsprechenden Kontakt mit den genannten Flüssigkeiten und die Haftung derselben daran zu verhindern. Dies verringert eine Mitschleppung von Probenflüssigkeit ganz signifikant, d. h. die Kontamination einer nachfolgenden Probenflüssigkeit mit dem Rückstandsrest einer vorhergehenden Probenflüssigkeit, und somit wird die Gesamtgenauigkeit der Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse signifikant erhöht. Diese technische Vorgehensweise der Minimierung einer Mitschleppung von Probenflüssigkeit durch Anwendung einer nicht-mischbaren Isolierflüssigkeit ist nun im Stand der Technik automatisierter Probenflüssigkeitsanalysen gut bekannt, wie offenbart z. B. in US 4,865,993 vom 12.09.1989 von Michael M. Cassaday et al.
  • Ein Dreiweg-Drehventil ist mit 72 beziffert und operativ, wie dargestellt, in der Leitung 38 unmittelbar am Auslass von Pumpenzylinder 32 angeordnet; und eine Isolierflüssigkeitsnachschubleitung 74 ist operativ an das Ventil 72 zum Nachschub der Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 70 angeschlossen. Das Drehventil 72 wird mit einem operativ angeschlossenen Elektromotor, der mit 76 beziffert ist, zwischen einer ersten Ventilposition, worin das Ventil den Pumpenzylinder 32 direkt durch die Leitung 38 mit der stromaufwärtigen Seite von Transfermittel 26 verbindet, und einer zweiten Ventilposition betätigt, worin das Ventil den Pumpenzylinder 32 und die Leitung 38 mit dem Isolierflüssigkeitsreservoir 70 durch die Nachschubleitung 74 zum Nachschub der Isolierflüssigkeit IL damit verbindet, wie dies für die entsprechenden Zwecke weiter unten im Detail noch beschrieben wird.
  • Eine präzise betätigbare positive Verschiebungspumpe, z. B. eine Spritzenpumpe, ist in 1 mit 82 beziffert und, wie dargestellt, durch die flexible Leitung 86 an die ringförmige Sondenkammer 48 durch das äußere Sondenrohr 46 angeschlossen. Ein Isolierflüssigkeitsreservoir ist mit 88 beziffert; und die Leitung 92 verbindet die Pumpe 82 damit, wie dargestellt. Ein Elektroantriebsmotor ist mit 96 beziffert und operativ, wie dargestellt, an die Pumpe 82 angeschlossen, um dieselbe anzutreiben, wodurch die Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 88 in den ringförmigen Raum 48 zwischen den äußeren und inneren Sondenrohren 46 und 42 durch die Leitungen 92 und 86 zu pumpen, und dies alles, um die Bildung einer Schicht aus der Isolierflüssigkeit an der Aussenoberfläche von Sondenrohr 42 zur wirkungsvollen Minimierung einer Mitschleppung von Probenflüssigkeit bezüglich der Sondenanordnung 40 zu ergeben, wie dies in der bereits oben zitierten US 4,121,466 klar dargelegt ist. Ausserdem wird eine Probenflüssigkeitsmitschleppungs-Minimierschicht der Isolierflüssigkeit IL an der Innenoberfläche des Sondenrohrs 42 ebenfalls gebildet und aufrecht erhalten, wie dies unten im Detail noch weiter beschrieben wird.
  • Die in reversibler Richtung ablaufenden Testpackungsverschiebungsmittel 24 von 1 umfasst eine hoch genaue positive Verschiebungskolbenpumpe 100, die einen Pumpenzylinder 102 und einen Pumpenkolben 104 einschließt, und, wie beziffert, mit einem Elektromotor 106 angetrieben wird, der operativ daran angeschlossen ist, wie dargestellt. Eine flexible Leitung, die wiederum vorzugsweise aus durchsichtigem Teflon oder einem ähnlichen Material ist, ist mit 108 beziffert und verbindet operativ den Pumpenzylinder 102 mit der stromaufwärtigen Seite des Probenflüssigkeitstestpackungtransfermittels 26, wie dargestellt. Ein Dreiweg-Drehventil ist mit 110 beziffert und operativ, wie dargestellt, in der Leitung 108 oberhalb von Pumpe 100 angeordnet. Eine Abzugsbzw. Belüftungsleitung 112 verbindet das Ventil 110 mit der Atmosphäre. Das Ventil 110 wird, wie angezeigt, durch einen operativ angeschlossenen Antriebsmotor 114 zwischen einer ersten Ventilposition, worin dieses die Abzugsleitung 112 absperrt, und einer zweiten Ventilposition betätigt, worin das Ventil die Leitung 108 und somit den Pumpenzylinder 102 mit der Atmosphäre durch die Belüftungsleitung 112 verbindet.
  • Ferner ist in das Testpackungsverschiebungsmittel 24 von 1 eine präzise betätigbare positive Verschiebungspumpe, wiederum z. B. eine Spritzenpumpe, eingeschlossen, die mit 116 angezeigt und beziffert ist. Die Pumpe 116 ist operativ, wie dargestellt, durch die Leitung 118 zum Nachschub der Isolierflüssigkeit IL angeschlossen, die im Isolierflüssigkeitsreservoir 120 enthalten ist, das, wie dargestellt, unterhalb der Pumpe 116 angeordnet ist; und sie ist auch, wie dargestellt, an die Leitung 108 durch die flexible Zweigleitung 122 angeschlossen. Ein Elektromotor ist mit 124 beziffert und operativ an die Pumpe 116, wie dargestellt, angeschlossen, um dieselbe zu betätigen und anzutreiben und den Nachschub von Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 120 durch die Zweigleitung 122 zur Leitung 108 zu liefern, und zwar wiederum zum Zwecke der Minimierung einer Mitschleppung von Probenflüssigkeit, wie dies weiter unten im Detail noch beschrieben wird.
  • Das Testpackungstransfermittel 24 von 1 umfasst ein Zwei-Stellung-Linearscherventil, das mit 130 beziffert. Das Ventil 130 wird, wie dargestellt, durch einen operativ angeschlossenen Elektromotor 132 zwischen dem, was nachfolgend als eine "Saug"-Position bezeichnet wird, worin das Ventil die Leitung 38 und somit die Pumpe 31 mit der Leitung 50 und somit der Sonde 40 und gleichzeitig die Leitung 108 und somit die Pumpe 100 mit den Testpackungsreaktions- und -analysenmitteln 28 verbindet, und dem betätigt, was nachfolgend als "Transfer"-Position bezeichnet wird, worin das Ventil 130 die Leitung 38 und somit die Pumpe 31 mit dem Testpackungsreaktions- und -analysenmitteln 28 verbindet, wobei die Leitungen 50 und 108 ganz einfach am Ventil abgesperrt sind, was beides unten noch detaillierter beschrieben wird.
  • Das Testpackungsreaktions- und -analysenmittel 28 von 1 umfasst eine mit 134 bezifferte Analysenlinie, welche aus einer ganz allgemein verlängerten, flexiblen, durchsichtigen Leitung aus Teflon oder ähnlichem Material gebildet ist, welche sich, wie dargestellt, aus der operativen Verbindung mit der stromabwärtigen Seite von Scherventil 130 erstreckt, um in einem offenen Ende 135 oberhalb eines Abfallbehälters 136 für den Fluss der gültig umgesetzten und analysierten Probenflüssigkeitstestpackungen aus der Linie der Reihe nach in diesem Abfallbehälter zu enden. Eine Fließzelle von im Wesentlichen herkömmlicher Konfiguration und Betriebsablaufweise ist mit 138 beziffert und operativ, wie dargestellt, in der Analysenlinie 134 für den bidirektionalen Fluss der Probenflüssigkeitstestpackungen durch diese hindurch der Reihe nach angeordnet, wie dies weiter unten detaillierter noch beschrieben wird.
  • Des Weiteren eingeschlossen in die Analysenlinie 134 ist unmittelbar stromabwärts der Fießzelle 138 ein Aneurisma oder Abschnitt mit vergrößerter Querschnittsfläche, welcher mit 140 beziffert und vorzugsweise integral mit der Linie, z. B. durch Blasformung, ausgebildet ist, wodurch Verbindungsstellen einer intensiven Mitschleppung von Probenflüssigkeit in der Analysenlinie 134 eliminiert werden, wie dies für die Fachleute verständlich ist. In der in der oben zitierten US 4,853,336 offenbarten Weise operiert dieser Abschnitt 140 mit vergrößerter Querschnittsfläche, welcher nachfolgend als "Schwundzone" bezeichnet wird, in der Weise einer sich ausdehnenden flotierenden Zone, um Flüssigkeitssegmente zu vereinen, die auf jeder Seite eines Luftsegments in jeder der Probenflüssigkeitstestpackungen beim Hindurchgehen des Anfangsflusses der Testpackung dort verweilen, was nachfolgend als die "stromabwärtige" Richtung bezeichnet wird, nämlich in der Fließrichtung nach rechts, wie ersichtlich in der Zeichnung von 1, aus dem Scherventil 130 zur und durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140. Noch spezifischer ist es verständlich, dass die Schwundzone 140 in spezifischer Weise gemäß dem Volumen von mindestens einem der Probenflüssigkeitstestpackungsluftsegmente oder umgekehrt räumlich bemessen ist, um die Okklusion dieser Zone durch dieses Luftsegment und somit dem Wesen nach ein Flotieren dieses Luftsegments in Flüssigkeit darin und eine Vereinigung der Flüssigkeitssegmente, z. B. jener der Probenflüssigkeit S und der Reagensflüssigkeit R1 und derjenigen der Reagensflüssigkeit R2, welche auf jeder Seite dieses Luftsegments in einer Probenflüssigkeitstestpackung verweilen, beim Anfangsfluss der Probe durch die Schwundzone 140 in der stromabwärtigen Richtung in der Analysenlinie 143 zu verhindern, und dies alles in einer Weise, die im Detail noch weiter unten beschrieben wird.
  • Die Nachweismittel 30 umfassen eine mit 142 bezifferte Lichtquelle geeigneter Wellenlänge und einen optisch kompatiblen lichtempfindlichen Detektor, der mit 144 beziffert ist, welche jeweils operativ, wie dargestellt, auf gegenüberliegenden Seiten der Fließzelle 138 angeordnet sind. Optische Fasern mit geeigneten Lichtdurchlässigkeitscharakteristika sind mit 146 und 148 beziffert und operativ, wie dargestellt, relativ zur Lichtquelle 142, Fließzelle 138 bzw. zum Detektor 144 angeordnet, um in herkömmlicher kolorimetrischer Weise zu funktionieren, um Licht aus der Quelle 142 durch die Fließzelle 138 zum Detektor 144 für wiederholte quantitative Analysen aufeinander folgender Probenflüssigkeiten der Probenflüssigkeitstestpackungen der Reihe nach fließen zu lassen, wie dies wiederum weiter unten noch detaillierter beschrieben wird.
  • Ferner eingeschlossen in die Nachweismittel 30 von 1 ist ein Blasen-Detektor, der mit 150 beziffert ist und z. B. die Form des in US 4,253,846 vom 03.03.1981 von William J. Smythe et al offenbarten aufweist. Der Blasen-Detektor 150 ist operativ mit der Analysenlinie 134 unmittelbar stromaufwärts der Fließzelle 138 verbunden, um den Durchgang der führenden Kanten der Flüssigkeitssegmente in den jeweiligen Probenflüssigkeitstestpackungen nachzuweisen und dem Detektor 144 entsprechend zu signalisieren, wie entlang Linie 152 aufgezeigt.
  • Betreffend ferner die jeweiligen Saug- und Transferpositionen des Zwei-Stellung-Linearscherventils 130 des Testpackungstransfermittels 124 von 1 und bezüglich der Analysenlinie 134 der Testpackungsreaktions- und -analysenmittel 28, welche nunmehr strukturell im Detail in Beziehung zueinander beschrieben worden sind, kann jetzt auf die Zeichnung der 2A und 2B Bezug genommen werden; die erstere stellt schematisch die Leitungsverbindungen, die mit dem Scherventil 130 in der Saugposition bewerkstelligt werden, und die letztere stellt schematisch jene Leitungsverbindungen mit dem Ventil in der Transferposition dar.
  • Was nun 3 der Anwendungszeichnungen betrifft, ist diese als ein Block-Diagramm zu sehen, welches schematisch die Steuerung und Synchronisation der elektrisch betätigten und betriebenen Komponenten des Systems 20 von 1 darstellt; und diesbezüglich ist eine Steuerung dargestellt, die mit 153 beziffert ist und die Form einer geeignet programmierbaren Mikroprozessorvorrichtung aufweist, z. B. einen Digitalcomputer mit einem gespeicherten Systemprogramm zum Allgemeingebrauch. Die Steuerung 153 ist operativ, wie angezeigt durch die Linien 154, 155 und 156, an die Pumpenantriebsmotoren 36 und 102 und den Sondenantriebsmotor 52 angeschlossen, um deren jeweilige Betriebsabläufe und somit die Pumpen 31 und 100 zu steuern und zu synchronisieren; und sie ist operativ, wie angezeigt durch die Linie 158, an den Scherventilantriebsmotor 132 für ähnliche Zwecke wie die der Betätigung von Scherventil 130 angeschlossen. Die Steuerung 153 ist auch operativ, wie angezeigt durch die Linie 159, an den Probenflüssigkeitsnachschubantriebsmotor 68 angeschlossen, um die Indexierung bzw. Verschiebung der Probenflüssigkeitsbehälter der Reihe nach zur Sonde 40 zu steuern und zu synchronisieren; und sie ist operativ, wie angezeigt durch die Linien 160, 162 und 164, an die Isolierflüssigkeitsnachschubpumpenantriebsmotoren 94, 96 und 124 angeschlossen, um den Isolierflüssigkeitsnachschub in die Leitung 108 und die Sonde 40 zu steuern. Die Steuerung 153 ist auch operativ, wie angezeigt durch die Linien 166 und 168, an den Belüftungsventilantriebsmotor 114 und den Isolierflüssigkeitsnachschubventilantriebsmotor 76 angeschlossen, um die Belüftung der Pumpe 100 zur Atmosphäre und den Nachschub der Isolierflüssigkeit zur Pumpe 31 und somit zur Leitung 38 zu steuern und zu synchronisieren; und sie ist auch operativ an die Lichtquelle 142, den Blasen-Detektor 150 und den Detektor 144, wie angezeigt durch die Linien 170, 172 und 174, angeschlossen, um die jeweiligen Funktionen davon zu steuern und zu koordinieren. Eine Anwenderkonsole mit einem Standad-CRT-Terminal und -Tastatur und ein Aufnahmegerät mit einem Standard-Drucker zur permanenten Aufnahme und Wiedergabe der Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse sind mit 176 und 178 in der Zeichnung von 3 dargestellt und jeweils operativ, wie angezeigt, durch die Linien 180 und 182 an die Steuerung 153 zur Steuerung des Systems 20 durch den Anwender und zur Beobachtung und Aufnahme und Wiedergabe der Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse angeschlossen. Somit kann die Steuerung 153 so verstanden werden, dass sie wirkungsvoll ist, um die Betriebsabläufe von System 20, wie diese weiter unten im Detail noch beschrieben werden, zu befehlen, zu steuern, aufzuzeichnen und zu synchronisieren und die Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse und die Ausgabe derselben in einer Vielzahl von Formaten zu berechnen und aufzuzeichnen, und dies alles natürlich gemäß einer geeigneten Programmierung der Steuerungseinheit 153.
  • Gemäß der technischen Lehre der hier offenbarten besten Ausführungsform des Systems 20 der vorliegenden Erfindung weisen die Pumpenantriebsmotoren 36 und 106 und der Sondenantriebsmotor 52 von 1 die Form präzise laufender Stufenmotoren auf, welche, gemäß geeigneter Programmierung der Systemsteuerung 153 von 3 und der Steuerung dieser Antriebsmotoren, wie beschrieben, entlang der Linien 154, 155 und 156 von 3 betätigt werden können, um die Pumpenkolben 34 und 104 der Pumpen 31 und 100 durch unterschiedliche und rasch einstellbare Hübe in den Pumpenzylindern 32 und 102 und die Sonde 40 durch unterschiedliche und rasch einstellbare Bereiche vertikaler und horizontaler Bewegung relativ zu den jeweiligen Proben-, Reagens-und Pufferflüssigkeitsbehältern zu betätigen und laufen zu lassen, wie dies im Detail weiter unten noch beschrieben wird.
  • 4 ist ein Zeit-Diagramm, das die Betriebsablaufbedingungen des Scherventils 130, der Pumpen 31 und 100 und der Sonde 40 während eines repräsentativen Betriebsablaufzyklus des Systems 20 der vorliegenden Erfindung darstellt. Diesbezüglich stellt die Linie SH die jeweiligen Saug- und Transferbedingungen von Scherventil 130, die Linie PA stellt die Position von Kolben 34 im Zylinder 32 von Pumpe 31, die Linie PB stellt die Position von Kolben 104 im Zylinder 102 von Pumpe 100, die Linie PH stellt die Horizontalposition von Sonde 40 gegenüber den jeweiligen Proben-, Reagens- und Pufferflüssigkeitsbehältern und die Linie PV stellt die Vertikalposition von Sonde 40 gegenüber diesen Behältern dar; dabei ist es klar, dass alle Linien in 4 im gleichen Zeit-Maßstab aufgetragen sind, wie dieser darin angezeigt ist.
  • Mit den jeweiligen Komponenten des Systems 20 der vorliegenden Erfindung, die konfiguriert und operativ verbunden sind, wie dies bisher beschrieben wurde, ist es verständlich, dass, vor dem Probenflüssigkeitstestpackungsnachschub und der Analyse das System angefahren wird, um die jeweiligen Volumina oder Säulen der Isolierflüssigkeit IL und der Umgebungsluft oberhalb der Pumpenkolben 34 und 104 bereitzustellen, um dem Wesen nach als Verlängerungen dieser Kolben bei der Durchführung der Pumpenfunktionen zu wirken, wodurch jeglicher Kontakt durch die Probenflüssigkeitstestpackungen mit der Pumpe 31 und dem Ventil 72 und der Pumpe 100 sowie eine Mitschleppung von Probenflüssigkeit in diesen ansonsten hoch Mitschleppungs-intensiven Systemkomponenten gänzlich verhindert werden. In noch spezifischerer Weise und mit dem Scherventil 130 in dessen Saugposition von 2A wird, um die Leitungen 38 und 50 da hindurch mit dem Ventil 72, das durch den Antriebsmotor 76 betätigt wird, um den Pumpenzylinder 32 mit dem Isolierflüssigkeitsreservoir 70 durch die Leitung 74 zu verbinden, und mit dem Pumpenkolben 34 zu verbinden, der durch den Antriebsmotor 36 im Wesentlichen nach oben zum Pumpenzylinder 32 angetrieben wird, der Pumpenkolben 34 dann durch den Antriebsmotor 36 im Wesentlichen nach unten zum Pumpenzylinder 32 angetrieben, um dadurch die Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 70 in und durch die Leitung 74 zu saugen und im Wesentlichen den Pumpenzylinder 32 mit derselben zu befüllen. Das Ventil 72 wird dann durch den Antriebsmotor 76 betätigt, um den Pumpenzylinder 32 mit der Leitung 38 zu verbinden, wodurch der Pumpenzylinder 32 im Wesentlichen mit der Isolierflüssigkeit IL befüllt wird, wobei jegliche Luft, die unterhalb der Isolierflüssigkeit im Pumpenzylinder eingefangen und eingeschlossen wurde, ganz einfach unter der Schwerkraft daraus in die Leitung 38 durch die Verbindung derselben mit der Atmosphäre durch das offene Ende 44 des Sondenrohrs 42 fließt. Der Pumpenkolben 34 wird dann nach oben zu einem geringen Ausmaß durch den Antriebsmotor 36 auf die Kolbenposition angetrieben, die in der Zeichnung von 5 dargestellt ist, worin der Pumpenzylinder 32, das Ventil 72 und ein kleiner Abschnitt der Leitung 38 oberhalb des letzteren mit der Isolierflüssigkeit IL befüllt wird; dadurch wird eine Isolierflüssigkeitssäule, wie angezeigt mit 200 in 5, oberhalb von Kolben 34 bereitgestellt, welche als eine Verlängerung des Kolbens zur Probenflüssigkeitstestpackungsansaugung und deren Nachschub zum System 20 wirkt, wie dies weiter unten im Detail noch beschrieben wird. Diese ergibt auch eine Betriebsablauf-Boden-Totzentrumsposition für den Kolben 34 im Pumpenzylinder 32. Damit einhergehend, wird der Kolben 104 von Pumpe 100 durch den Antriebsmotor 106 zum Boden des Pumpenzylinders 102 betätigt, wie dargestellt in 5, um eine Betriebsablauf-Boden-Totzentrumsposition für den Pumpenkolben zu ergeben; und dies führt dazu, dass der Pumpenzylinder 102 und die Leitung 108 mit Umgebungsluft befüllt werden, wie diese durch das Scherventil 130, die Analysenlinie 134 und das offene Ende 135 der letzteren hineingezogen wird. Dies ergibt eine Luftsäule, die mit 202 in 5 angezeigt ist, oberhalb Kolben 104 im Pumpenzylinder 102 und der Leitung 108, welche als eine Verlängerung dieses Kolbens für die bidirektionale Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackungen durch die Analysenlinie durch die Pumpe 100 wirkt, wie dies weiter unten im Detail noch beschrieben wird.
  • Alternativ dazu, kann die Luftsäule 202 durch Betätigung des Dreiweg-Drehventils 100 in seine zweite Position bereitgestellt werden, um den Pumpenzylinder 102 und denjenigen Teil der Leitung 108 unterhalb des Ventils, wie zu sehen in 5, mit der Atmosphäre zu verbinden und wie oben den Pumpenkolben 102 zur Betriebsablauf-Boden-Totzentrumsposition davon zu betätigen, um den Pumpenzylinder mit Umgebungsluft zu befüllen, wie diese durch die Belüftungsleitung 112 eingezogen wird, worauf das Ventil 110 in seine erste Position zurückgestellt wird.
  • Mit dem Scherventil 130 in seiner Saugposition wird der Pumpenkolben 34 von Pumpe 31 dann vom Antriebsmotor 36 nach oben im Pumpenzylinder 32 in dessen obere Betriebsablauf-Totzentrumsposition betätigt, wie dargestellt in der Zeichnung von 6, wobei diese Position, gemäß dem angestrebten Gesamtvolumen der anzusaugenden Probenflüssigkeitstestpackungen, z. B. ca. 2/3 des Weges zum Oberteil des Pumpenzylinders 32, wie dargestellt, betragen kann; und dies ergibt die Isolierflüssigkeitssäule 200 über dem Kolben 34, welche in die Leitung 108 im Wesentlichen zur stromaufwärtigen Seite des Scherventils 130 verschoben wird, wobei die Umgebungsluft vor dieser Säule ganz einfach zur Atmosphäre über die angeschlossene Leitung 50, das Sondenrohr 42 und das offene Ende 44 des letzteren verdrängt wird. Dies führt auch dazu, dass eine kleine Menge der Isolierflüssigkeit durch Kapillarität und Schwerkraft gezogen wird, um zusammen mit der Luft durch das Scherventil 130 in und durch die Leitung 50 und das Sondenrohr 42 zu fließen, um deren Innenoberflächen mit einer Anfangsschicht der Isolierflüssigkeit zu überziehen.
  • Der Pumpenkolben 34 wird dann intermittierend vom Antriebsmotor 36 nach unten betätigt, um in seine untere Betriebsablauf-Totzentrumsposition von 5 zurückzukehren. Damit einhergehend und mit den Isolierflüssigkeitspumpen 82, die vom Antriebsmotor 96, nötigenfalls, zum Nachschub der Isolierflüssigkeit IL aus dem Isolierflüssigkeitsreservoir 88 zur Außenoberfläche des Sondenrohrs 42 zur darauf erfolgenden Bildung einer Isolierflüssigkeitsschicht betätigt werden, und mit der Isolierflüssigkeitsschicht, die auf den Innenoberflächen von Leitung 50 und Sondenrohr 42 gebildet wurden, wie dies für beide beschrieben wurde, und mit dem Probenflüssigkeitsbehälter 61, der die Probenflüssigkeit S1 enthält, die auf der Transportvorrichtung 66 durch den Antriebsmotor 68 in die einsatzbereite Position relativ zum offenen Ende 44 des Sondenrohrs 42 indiziert und verschoben wird, wird die Sonde 44 vom Antriebsmotor 52 in Betrieb gesetzt, um, in Serie, das offene Sondenrohrende 44 an die Umgebungsluft auszusetzen, um ein erstes Luftsegment A1 anzusaugen, das offene Sondenrohrende in den Behälter 60 der Pufferflüssigkeit B einzutauchen, um ein Pufferflüssigkeitssegment B anzusaugen, erneut das offene Sondenrohrende an die Umgebungsluft auszusetzen, um ein zweites Luftsegment A2 anzusaugen, das offene Sondenrohrende in den Behälter 58 der Reagensflüssigkeit R2 einzutauchen, um ein Segment R2 dieser Reagensflüssigkeit anzusaugen, erneut das offene Sondenrohrende an die Umgebungsluft auszusetzen, um ein drittes Luftsegment A3 anzusaugen, das offene Sondenrohrende in den Behälter 61 der Probenflüssigkeit S1 einzutauchen, um ein Segment S1 der Probenflüssigkeit anzusaugen, das offene Sondenrohrende in den Behälter 56 der Reagensflüssigkeit R1 einzutauchen, um ein Segment R1 dieser Reagensflüssigkeit zum sofortigen Zusammenfließen mit dem Reagensflüssigkeitssegment R1 innerhalb des Sondenrohrs 42 anzusaugen, bzw. um erneut das offene Sondenrohrende an die Umgebungsluft auszusetzen, um ein viertes Luftsegment A4 anzusaugen. Diese beschriebenen einhergehenden Betriebsabläufe von Pumpe 31 und Sonde 40 sind durch die Linien PA, PH und PV des Zeit-Diagramms der Zeichnung von 4 klar dargestellt, welche jeweils bei den Zeit-gleichen Punkten 204, 206 und 208 auf den Linien PA, PH und PV beginnen und jeweils an den Punkten 210, 212 und 214 auf diesen Zeit-Diagrammlinien enden, die ebenfalls Zeit-gleich sind. Wie durch die entsprechend markierten Segmente der Linie PA des Zeit-Diagramms von 4 und durch die Horizontalliniensegmente ganz klar dargestellt, die natürlich eine zeitliche Beendigung einer nach unten gerichteten Pumpenbewegung des Pumpenkolbens 34 anzeigen, wird nichts vom Sondenrohr 42 zwischen der Ansaugung der jeweiligen Luft- und Pufferflüssigkeitssegmente A1 und B, zwischen den Ansaugungen der jeweiligen Pufferflüssigkeits- und Luftsegmente B und A2, zwischen den jeweiligen Ansaugungen der Luft- und Reagensflüssigkeitssegmente A2 und R2, zwischen den Ansaugungen der jeweiligen Reagensflüssigkeits- und Luftsegmente R2 und A3, zwischen den Ansaugungen der jeweiligen Luft- und Probenflüssigkeitssegmente A3 und S1 und zwischen den Ansaugungen der jeweiligen Proben- und Reagensflüssigkeitssegmente S1 und R1 angesaugt, wobei die letzteren natürlich zum Zusammenfließen der Proben- und Reagensflüssigkeitssegmente S1 und R1 im Sondenrohr 42 führen, wie vorher beschrieben.
  • Einhergehend mit den beschriebenen Ansaugungen in das Sondenrohr 42 der jeweiligen Proben-, Puffer- und Reagensflüssigkeitssegmente S1, B, R1 und R2 und mit der Abtrennung durch die Luftsegmente A1, A2, A3 und A4 ist es für die Fachleute verständlich, dass ein Teil der Isolierflüssigkeit IL, die, wie hierin vorher beschrieben, zur ringförmigen Aussenoberfläche des Sondenrohrs 42 durch die Pumpe 82 geliefert wird, um diese Oberfläche mit einer Isolierflüssigkeitsschicht zu überziehen, an derselben unter der Schwerkraft zur Sondenrohransaugspitze in das offene Sondenrohrende 44 herabfließt, wobei jedes dieser Flüssigkeits- und Luftsegmente dadurch wieder aufgefüllt und die Isolierflüssigkeitsschicht zur Minimierung der Mitschleppung von Probenflüssigkeit auf der Innenoberfläche des Sondenrohrs 41 aufrecht erhalten werden.
  • Alle obigen Ergebnisse zur Bildung einer ersten Probenflüssigkeitstestpackung, die mit TP1 in der Zeichnung von 7 angezeigt ist, und deren Ansaugung durch die Pumpe 31 aus dem Sondenrohr 42 in die Leitung 50 liegen im Wesentlichen auf der stromabwärtigen Seite des Scherventils, wie dargestellt in 7; dabei umfasst die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, der Reihe nach angeordnet, das zusammengeflossene Proben- und Reagensflüssigkeitssegment S1 + R1, das trennende Luftsegment A3, das Reagensflüssigkeitssegment R2, das trennende Luftsegment A2 bzw. das Pufferflüssigkeitssegment B, und ferner sind, wie dargestellt, auf sowohl der stromaufwärtigen als auch der stromabwärtigen Seite die trennenden Luftsegmente A1 und A4 enthalten und dienen als Klammer. Gemäß dem Betriebsablauf der Sonden-Isolierflüssigkeitsnachschubpumpe 82 zur beschriebenen Bildung der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 ist es verständlich, dass alle Flüssigkeits- und trennenden Luftsegmente dieser Probenflüssigkeitstestpackung, wie dargestellt in 7, in Schichten aus der Isolierflüssigkeit IL in der Weise voll eingekapselt werden, die im Detail in der hierin oben zitierten US 4,121,466 beschrieben ist; und alles erfolgt natürlich für den besonders wirkungsvollen Zweck der Minimierung einer Mitschleppung von Probenflüssigkeit.
  • Betreffend ferner die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, ist es verständlich, dass, durch geeignete Programmierung der Systemsteuerung 153, die die beschriebenen Betriebsabläufe der Sonde 40 und Pumpe 31 steuert, wie dies hierin unter Bezug auf die Zeichnung von 3 vorher beschrieben wurde, das Volumen des Luftsegments A3 zur Trennung der Testpackung spezifisch gemäß dem bekannten Volumen der Schwundzone 140 in der Analysenlinie 134 bestimmt ist, um zu verhindern, dass das trennende Luftsegment A3 diese Schwundzone beim Durchfluss der Testpackung okkludiert bzw. errbirgt, wie dies alles im Detail in der hierin vorher zitierten US 4,853,336 bereits beschrieben ist.
  • Obwohl es, wie durch die Zeichnung von 7 klar dargestellt, bisher keine Probenflüssigkeitstestpackungen gibt, die in der Analysenlinie 134 verweilen, kann die Isolierflüssigkeitsnachschubpumpe 116 durch den Antriebsmotor 124 angetrieben werden, um Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 120 durch die Leitungen 118 und 122 in die Leitung 108 zu liefern, und die Pumpe 100 wird durch den Antriebsmotor 106 durch einen vollständigen Betriebszyklus angetrieben, wie dargestellt durch die Linie PB im Zeit- Diagramm der Zeichnung von 4, wobei beides mit der beschriebenen Bildung der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 einhergeht. Dies führt dazu, dass die Isolierflüssigkeit IL in der Leitung 108 von der Luftsäule 202 in dem Maße erfasst und aufgenommen wird, wie diese durch den Pumpenkolben 104 durch das Scherventil 130 hindurch in die angeschlossene Analysenlinie 134 auf dem nach oben gerichteten Hub des Pumpenkolbens 104 bewegt wird, und es wird zumindest etwas Isolierflüssigkeit IL auf der Innenwand der Analysenlinie 134 trotz der Rückkehr der Luftsäule 202 zur stromaufwärtigen Seite des Scherventils 130 abgeschieden, und zwar in dem Maße, wie der Pumpenkolben in seine untere Totzentrumsposition zurückkehrt, wie in 7 dargestellt.
  • In der Folge der beschriebenen Bildung der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 wird das Scherventil 130 durch den Antriebsmotor 132 in seine Transferposition von 2B betätigt, um die Leitung 38 an die Analysenlinie 134 anzuschließen, während die Leitungen 50 und 108 am Scherventil ganz einfach abgesperrt werden. Der Kolben 34 von Pumpe 31 wird dann durch den Antriebsmotor 36 betätigt, um in seine obere Betriebsablauf-Totzentrumsposition im Zylinder 32 zurückzukehren; und dies ergibt die Säule 200 aus Isolierflüssigkeit IL oberhalb des Pumpenkolbens, der wiederum im Wesentlichen zur stromaufwärtigen Seite des Scherventils 130 betätigt und angetrieben wird, wobei die Luft vor demselben in der Leitung 38 und der angeschlossenen Analysenlinie 134 ganz einfach an die Atmosphäre durch das offene Ende 135 der letzteren getrieben wird, und wobei die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 ganz einfach in der Leitung 50 verweilend zurückbleibt, welche nun an der stromabwärtigen Fläche des Scherventils 130 abgesperrt ist, und es wird somit das System 20 der vorliegenden Erfindung in seinen in 8 dargestellten Betriebszustand gebracht.
  • Das Scherventil 130 wird dann durch den Antriebsmotor 132 betätigt und angetrieben, um zu seiner Ansaugposition zurückzukehren, und der Probenflüssigkeitsbehälter 62, der die Probenflüssigkeit S2 enthält, wird auf der Transportvorrichtung 66 durch den Antriebsmotor 68 in die Zugangsposition für das Sondenrohr 42 indiziert und verschoben. Der Kolben 34 von Pumpe 31 wird dann durch den Antriebsmotor 36 in seine untere Betriebsablauf-Totzentrumsposition betätigt, und die Sonde 40 wird damit einhergehend, wie hierin vorher beschrieben, relativ zum Probenflüssigkeitsbehälter 62 und der jeweiligen Pufferflüssigkeit B und den Reagensflüssigkeiten R1 und R2 und den Behältern 60, 56 und 58 betätigt, worauf, wie beschrieben, eine zweite Probenflüssigkeitstestpackung TP2 durch die Pumpe 31 durch das Sondenrohr 40 in die Leitung 50 gesaugt und die vorher angesagte Probenflüssigkeitstestpackung TP1 aus der Leitung 50 durch das Scherventil 130 in die Leitung 38 verschoben werden; dabei wird das System 20 der vorliegenden Erfindung in den Betriebszustand gebracht, der in der Anwendungszeichnung von 9 dargestellt ist. Dabei können die Pumpe 100 erneut durch 1 vollständigen Hub und die Pumpe 116 nach Bedarf zum Nachschub weiterer Isolierflüssigkeit IL aus dem Isolierflüssigkeitsreservoir 120, wie hierin vorher beschrieben, durch das Scherventil 130 hindurch an die Innenoberfläche der nun verbundenen, aber immer noch leeren, insofern Probenflüssigkeitstestpackungen betroffen sind, Analysenlinie 134 betätigt werden.
  • Das Scherventil 130 wird dann erneut durch den Antriebsmotor 132 in seine Transferposition betätigt, und der Kolben 34 von Pumpe 31 wird durch den Motor 36 zur Rückkehr zu seiner oberen Betriebsablauf-Totzentrumsposition betätigt und angetrieben; und dies führt dazu, dass die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, wie dargestellt in der Zeichnung von 10, durch die Pumpwirkung der Säule 200 aus Isolierflüssigkeit IL oberhalb vom Pumpenkolben 34 aus der Leitung 38 durch das Scherventil 130 hindurch zur nun verbundenen Analysenlinie 134 auf der stromabwärtigen Seite des Scherventils übertragen wird, während die Probenflüssig keitstestpackung TP2 immer noch verweilend zurückbleibt, wie dies in der Leitung 50 dargestellt ist. Das Scherventil 130 wird dann in seine Saugposition durch den Antriebsmotor 132 zurückgestellt, um die Leitungen 38 und 50 und die Leitung 108 und die Analysenlinie 134 wieder zu verbinden; dabei kehren die Betriebskomponenten des Systems 20 in ihre jeweiligen Zustände bzw. Bedingungen zurück, die in 6 dargestellt sind, wobei aber die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, wie in 10 dargestellt, in der Analysenlinie 134 unmittelbar stromabwärts vom Scherventil 130 verweilend zurückbleibt. Diese Betätigungen des Scherventils 130 und der Pumpe 31 sind ganz klar durch die Linien SH und PA des Zeit-Diagramms der Zeichnung von 4 dargestellt, welche jeweils an den Punkten 216 und 218, die nicht Zeit-gleich sind, auf den Linien SH und PA anfangen und jeweils an den Punkten 220 und 222, die Zeit-gleich sind, auf diesen Linien enden. Die Linien PB, PH und PV von 4 machen klar, dass die Pumpe 100 und die Sonde 40 während dieses Probenflüssigkeitstestpackungsübertragungsvorgangs nicht betätigt werden.
  • Der Probenflüssigkeitsbehälter 63, der die Probenflüssigkeit S3 enthält, wird dann auf der Transportvorrichtung 66 durch den Antriebsmotor 68 in die Zugangsposition für das Sondenrohr 42 indiziert und verschoben, worauf, wie hierin vorher beschrieben, eine dritte Probenflüssigkeitstestpackung TP3 durch die Pumpe 31 durch das Sondenrohr 40 in die Leitung 50 an der stromaufwärtigen Seite des Scherventils gesaugt wird, wobei die entstandene Verschiebung der vorher angesaugten Probenflüssigkeitstestpackung TP2 aus der Leitung 50 durch das Scherventil 130 in die Leitung 38 dann ebenfalls erfolgt. Damit einhergehend, wird der Kolben 104 von Pumpe 100 durch 1 vollständigen Hub, wie dargestellt durch die Linie PB in 4, die sich von den Punkten 224 bis 226 darauf erstreckt, betätigt, um, gemäß der entstandenen bidirektionalen Verschiebung der Luftsäule 202 in der Leitung 108 oberhalb des Kolbens 104, bidirektional die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in der Analysenlinie 134 zu verschieben; zuerst erfolgt dies nach rechts in der Analysenlinie 134, wie ersichtlich aus den Anwendungszeichnungen, bis zu einem Abstand, der durch das Verhältnis zwischen der Verschiebung der Pumpe 100 und der Querschnittsfläche der Analysenlinie 134 bestimmt ist, und dann erfolgt dies im gleichen Abstand nach links, um die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 im Wesentlichen in ihre Ausgangsposition unmittelbar an der stromabwärtigen Seite des Scherventils 130 zurückkehren zu lassen. Die jeweiligen Betriebsablaufbedingungen des Systems 20 zwischen dieser Stufe und bei ihrer Beendigung sind durch 11 und 12 mit den Anwendungszeichnungen dargestellt: wobei 11 dieses zum Zeitpunkt darstellt, wenn die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 die äußerste rechte Grenze ihrer Anfangsverschiebung durch die Pumpe 100 in der Analysenlinie 134 erreicht hat, welche durch den Punkt 228 auf der Linie PB im Zeit-Diagramm von 4 angezeigt ist, und wobei die Ansaugung der Probenflüssigkeitstestpackung TP3 in die Leitung 50 und die dadurch erfolgende Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackung TP2 aus der Leitung 50 durch das Scherventil 130 hindurch in die Leitung 38 durch die Pumpe 31 bei Zwischenstufen erfolgen, wie dies durch den Zeit-gleichen Punkt 230 auf der Linie PA in 4 angezeigt ist; und 12 stellt Betriebsablaufsystemzustände bei der Rückkehr der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in die Analysenlinie 134 im Wesentlichen auf der stromabwärtigen Seite des Scherventils 130 und die Beendigung der Ansaugung und des Nachschubs der Probenflüssigkeitstestpackung TP3 in die Leitung 38 und die Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackung TP2 in die Leitung 38 dar, wie dies jeweils durch die Zeit-gleichen Punkte 210 und 232 auf den Linien PA und PB in 3 angezeigt ist.
  • 11 macht klar, dass die beschriebene anfängliche Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 nach rechts durch die Pumpe 100 nicht zu einem genügenden Ausmaß erfolgt, um es für jeglichen Teil dieser Testpackung zu verursachen, dass er durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 in der Analysenlinie 134 fließt; obwohl es für die Fachleute unmittelbar verständlich ist, dass die beschriebene bidirektionale Verschiebung der in Isolierflüssigkeit eingekapselten Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in der Analysenlinie 134 an den einhergehenden Nachschub zusätzlicher Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 120 zur Analysenlinie 134 durch die Pumpe 116 durch die Leitungen 122 und 108 und das Scherventil 130 zur beschriebenen Betätigung der Pumpe 100 gekoppelt ist, ist dies wirkungsvoll, um, wie es der Fall sein kann, eine Schicht der Isolierflüssigkeit zur Minimierung der Mitschleppung von Probenflüssigkeit auf der Innenwand der Analysenlinie 134 zu bilden oder wieder aufzufüllen, was bei dieser Betriebsablaufstufe des Systems 20 mit der äußersten rechten Erstreckung der Probenflüssigkeitstestpackungsverschiebung in der Analysenlinie zumindest zusammenfällt; und diese Schicht aus der Isolierflüssigkeit IL ist als solche in der Zeichnung von 10 dargestellt.
  • Das Scherventil 130 wird dann durch den Antriebsmotor 132 zu seiner Transferposition betätigt, und der Kolben 34 von Pumpe 31 wird durch den Antriebsmotor 36 zu seiner oberen Betriebsablauf-Totzentrumsposition betätigt, wodurch die Probenflüssigkeitstestpackung TP2 aus der Leitung 38 durch das Scherventil hindurch in die verbundene Analysenlinie 134 unmittelbar stromaufwärts von der zuvor übertragenen Probenflüssigkeittestpackung TP1 übertragen wird; und dies überführt das System 20 der vorliegenden Erfindung in den in der Zeichnung von 13 dargestellten Betriebszustand, worin die Bildung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms, der an diesem Punkt rechtzeitig aus den Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 und TP2 besteht, nun angefangen hat; dabei ist es klar, dass die beschriebene Einspritzung der Probenflüssigkeitstestpackung TP2 in die Analysenlinie 134 eingesetzt hat, um im Wesentlichen die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 einen Abstand nach rechts in der Analysenlinie gleich der Längserstreckung einer Probenflüssigkeitstestpackung, einschließlich der führenden und wandernden trennenden Luftsegmente A1 und A4, in der Analysenlinie 134 zu indizieren und zu verschieben, wie aus 11 ersichtlich. Zur Einfachheit der Beschreibung wird dieser Abstand nachfolgend als "Testpackungsabstand" bezeichnet. Die Probenflüssigkeitstestpackung TP3 verweilt ganz einfach in der Leitung 50 während dieses Betriebszyklus der Pumpe 31.
  • Das Scherventil 130 wird dann in seine Saugposition durch den Antriebsmotor 132 zurückgestellt, und der Kolben 104 der Pumpe 100 wird durch den Antriebsmotor 106 durch dessen 1 vollständigen Hub betätigt, um erneut den Testpackungsstrom aus den Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 und TP2 in der Analysenlinie 134 bidirektional zu verschieben; und dies zuerst nach rechts, wie vorher bezüglich 11 beschrieben, und um dann den Testpackungsstrom im Wesentlichen zu seiner Position von 13 in der vorher bezüglich 12 beschriebenen Weise zurückzuleiten. Da allerdings der Testpackungsstrom nunmehr aus zwei Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 und TP2 besteht, ist es für den Fachmann unmittelbar klar, dass der Abstand um den die führende Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in diesem Strom nach rechts in der Analysenlinie 134 zur anfänglichen Stromverschiebung in dieser Richtung vorrückt, um 1 Testpackungsabstand erhöht wird. Gemäß der hierin offenbarten besten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es verständlich, dass dieses Vorrücken der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 dennoch ungenügend bleibt, um jeglichen Teil derselben die Fließzelle 138 oder, wie dies folgen müsste, die Schwundzone 140 erreichen oder diese durch fließen zu lassen. Somit bleibt die Integrität des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms TP1 weiterhin unbeeinflusst von dieser ihrer zweiten bidirektionalen Verschiebung in der Analysenlinie 134.
  • Der Betriebsablauf des Systems 20 der vorliegenden Erfindung setzt sich, wie beschrieben, fort, wobei die nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackungen der Reihe nach in die Leitung 50 durch geeignet koordinierte Betätigungen der Probenflüssigkeitsbehältertransportvorrichtung 66, von Sonde 40, Scherventil 130 und von Pumpe 131 gesaugt, der Reihe nach aus der Leitung 38 in die Leitung 50 verschoben und der Reihe nach aus der Leitung 50 zurück durch das Scherventil 130 hindurch in die Analysenlinie 134 überführt werden, um, in jedem Beispielsfall, 1 Probenflüssigkeitstestpackung dem Testpackungsstrom in der Analysenlinie zuzufügen und den letzteren um 1 Testpackungsabstand nach rechts zu indiziieren und zu verschieben. Dies führt dazu, dass der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom, wie beschrieben, in der Analysenlinie 134 durch koordinierte Betätigung der Pumpe 100 und des Scherventils 130 unmittelbar im Anschluß an die der Reihe nach ablaufende Zufügung einer jeden der nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackungen bidirektional verschoben wird.
  • Diese wiederholte bidirektionale Verschiebung wird, wie beschrieben, oder, was nachfolgend als "Panschen" des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms zurück und nach vor in der Analysenlinie 134 bezeichnet wird, gemäß der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung vom Fachmann unmittelbar so verstanden, dass dies einen hoch-signifikanten Vorteil im Hinblick auf die Gesamtgenauigkeit der durch das System 20 gelieferten Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse darstellt. In noch spezifischerer Weise ergibt dieses wiederholte, in der Analysenlinie zurück und nach vor erfolgende Panschen der jeweiligen Proben- und Reagensflüssigkeitssegmente S + R1 in jeder der Testpackungen im Testpackungsstrom eine besonders gründliche und hoch wirkungsvolle Durchmischung dieser Proben- und Reagensflüssigkeiten gemäß den sich konstant umkehrenden Bolus-Fließmustern (in der Form einer großen Pille), die darin als Ergebnis der gleichfalls, bis zur Beendigung vorteilhaften Begünstigung gemäß der dafür vorgesehenen Zeit, wie dies im Detail hierin weiter unten noch beschrieben wird, der erforderlichen Reaktionen der Proben- und Reagensflüssigkeiten S + R1, und dies gänzlich ohne eine für diesen Effekt erforderlichen Benötigung von Spulen-Leitungsgelenken zur hoch intensiven Vermischung von Probenflüssigkeitsmitschleppungen in der Analysenlinie 134. Zusätzlich wirkt sich diese Beseitigung von Mischspulen aus der Analysenlinie 134 dahingehend aus, dass ein hydraulischer Rückdruck im System 20 signifikant abgebaut wird, um dadurch die Präzision des Betriebsablaufs insofern zu verbessern, als die präzise Bildung und das präzise Pumpen des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms betroffen sind, insbesondere im Hinblick auf die Komprimierbarkeit der jeweiligen trennenden Luftsegmente A1, A2, A3 und A4. Ferner wird dieses zurück und nach vor ablaufende wiederholte Panschen der jeweiligen Probenflüssigkeitstestpackungen in der Analysenlinie 134 verursachen, dass die enthaltenen Pufferflüssigkeitssegmente B im Wesentlichen wiederholt und bidirektional die Schicht der Isolierflüssigkeit IL auf der Innenwand der Analysenlinie 134 schrubben, um einen Probenflüssigkeitsrückstand daraus zu entfernen, um somit diesen zur noch größeren Minimierung der Probenflüssigkeitsmitschleppung auszuwaschen, wobei diese Schrubb-Aktion der Pufferflüssigkeitssegmente sowohl physikalisch entsprechend wirkungsvoll als auch chemisch wirkungsvoll bezüglich eines Wiedereinfangs von gelöstem CO2 ist, zumal dieses von der Isolierflüssigkeitsschicht aus einem vorherigen Probenflüssigkeitssegment erfasst und aufgenommen wird, wobei dadurch dessen Wiederabscheidung in einem nachfolgenden Probenflüssigkeitssegment verhindert wird. Zusätzlich signifikante Vorteile dieses Panschens des Testpackungsstroms in der Analyenlinie 134 werden im Detail weiter unten noch erkennbar und diskutiert.
  • Der Betriebsablauf des Systems der vorliegenden Erfindung setzt sich, wie beschrieben, fort, wobei 1 Probenflüssigkeitstestpackung aus den Behältern für die jeweilige Pufferflüssigkeit B und für die Reagensflüssigkeit R1 und R2 und aus den Behältern für die Probenflüssigkeit S4 und für die nachfolgende Probenflüssigkeit der Reihe nach gesaugt und dem Testpackungsstrom durch die Betätigung von Pumpe 31 zugefügt wird, um denselben 1 Testpackungsabsstand nach rechts in der Analysenlinie 134 für jeden Betriebszyklus des Systems 20 vorrücken zu lassen, wobei der Testpackungsstrom in der Analysenlinie im unmittelbaren Anschluss an jede solche Testpackungszufügung durch die Betätigung der Pumpe 100 bidirektional verschoben wird. Letztlich und gemäß den relevanten Betriebsparametern des Systems 20 führt dies natürlich dazu, dass die führende Probenflüssigkeitstestpackung TP1 bidirektional in der Analysenlinie 134 verschoben wird, um 2 Mal durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 zu fließen, und zwar zuerst in der Richtung von links nach rechts, wie aus den Anwendungszeichnungen ersichtlich, und dann in der Richtung von rechts nach links, wie daraus ebenfalls ersichtlich, um im Wesentlichen auf ihre gleiche Position in der Analysenlinie, wie beschrieben, zurückzukehren.
  • In noch spezifischerer Weise und anhand eines repräsentativen Beispiels gemäß der hierin offenbarten besten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Probenflüssigkeitsanalysensystem 20, worin die Verschiebung durch die Pumpe 100 durch die entsprechend geeignete Programmierung der Systemsteuerung 153 gemäß der Querschnittsfläche der Analysenlinie 134 bestimmt ist, um die Luftsäule 202 zu veranlassen, den Testpackungsstrom um einen Abstand von 16 Testpackungsabständen in jeder Richtung in der Analysenlinie für jeden vollständigen Hub aus dem unteren Totzentrum der Pumpe 100 bidirektional zu verschieben, und worin die Schwundzone 140 entlang der Analysenlinie von der stromabwärtigen Seite des Scherventils 130 26 Testpackungsabstände entfernt ist, wird es unmittelbar klar, dass die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 die Schwundzone 140 bis 10 vollständige Zyklen des Systems 20 nach der Einleitung dieser Probenflüssigkeitstestpackung in die Analysenlinie nicht erreichen wird. Dies ist in den etwas vereinfachten Anwendungszeichnungen der 14, 15 und 16 dargestellt: wobei 14 die Betriebsbedingungen des Systems 20 darstellt, die unmittelbar auf die Einleitung der zehnten Probenflüssigkeitstestpackung TP10 in die Analysenlinie durch die Pumpe 31 folgen, und wobei das Scherventil 130 auf seine Saugposition zur Vorbereitung der Ansaugung der Probenflüssigkeitstestpackung TP12 und der resultierenden Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackung TP11 aus der Leitung 50 durch das Scherventil hindurch in die Leitung 38 zurückgestellt wird; in 15 sind diejenigen Betriebsbedingungen dargestellt, die unmittelbar nach der Verschiebung durch Pumpe 100 des Testpackungsstroms um 16 Testpackungspositionen nach rechts in der Analysenlinie 134 aus der Stromposition von 14 folgen, wodurch verursacht wird, dass die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, wie dargestellt, durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 fließt, und wobei die Verschiebung der Probenflüssigkeitstestpackung TP11 aus der Leitung 50 durch das Scherventil 130 hindurch in die Leitung 38 durch die Bildung und Ansaugung der nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackung TP12 in die Leitung 38 durch die Pumpe 31 teilweise zum Abschluss gebracht worden ist; und in 16 sind Systembetriebsbedingungen dargestellt, die unmittelbar auf die Verschiebung des Testpackungsstroms um 16 Testpackungsabstände nach links in der Analysenlinie 134 durch die Pumpe 100 folgen, um diesen im Wesentlichen auf seine Ausgangsposition stromabwärts vom Scherventil 130 zurückfließen zu lassen, und wobei die Ansaugung der Probenflüssigkeitstestpackung TP12 durch die Pumpe 31 in die Leitung 38, wie dargestellt, zur Vorbereitung für die Umstellung des Scherventils 130 in seine Transferposition und für die Zufügung der Probenflüssigkeitstestpackung TP11 zum Testpackungsstrom in der Analysenlinie 134 durch die Betätigung der Pumpe 31, wie hierin vorher beschrieben, zum Abschluss gebracht worden ist.
  • Für eine repräsentative Zykluszeit von 30 s für das System 20 der vorliegenden Erfindung wird es klar sein, dass, in Übereinstimmung mit dem oben Gesagten, die Verweilzeit der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 für 10 Systemzyklen in der Analysenlinie 134 vor dem beschriebenen Fluss der Testpackung durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 ca. 5 min betragen wird; und es wird verständlich sein, dass diese Verweilzeit gemäß der besonderen Chemie der Probenflüssigkeitsanalyse vorbestimmt ist, welche abläuft, um in hinreichendem Maße die Reaktion zwischen den enthaltenen Proben- und Reagensflüssigkeiten des Testpackungssegments S1 + R1 bis zur Beendigung ablaufen zu lassen, was natürlich durch die sehr gründliche Durchmischung jener Proben- und Reagenssegmentflüssigkeiten gemäß der wiederholten Testpackungsverpanschung in der Analysenlinie begünstigt und unterstützt wird, wie dies hierin oben bereits beschrieben wurde. Somit und dadurch, dass die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 zum ersten Mal von links nach rechts in der Analysenlinie 134 durch die Fließzelle 138, wie beschrieben unter Bezug auf 13, fließt, wird es für den Fachmann klar, dass besonders aussagekräftige Ablesungen, die materiell zur Gesamtgenauigkeit der Analyse der Probenflüssigkeit beitragen, daran vorgenommen werden können. In noch spezifischerer Weise und für repräsentative Probenflüssigkeitsanalysenanwendungen, in denen die Probenflüssigkeiten menschliche Blutproben sind und die S1 + R1-Reaktion in erster Linie bewirkt und bedingt, dass die Probenflüssigkeit S1 keine signifikante Änderung der Probenflüssigkeitsfarbe, wie z. B. bei Enzymaktivierung oder bei Modifikation des pH-Wertes der Probenflüssigkeit, ergibt, wird es klar sein, dass das, was im Wesentlichen eine Leerprobe der Probenflüssigkeit S1 oder eine Vorinkubation darstellt, insofern eine anschließende Farb-erzeugende Reaktion mit der unten beschriebenen Reagensflüssigkeit R2 betroffen ist, nunmehr Ablesungen vorgenommen werden können. Ausserdem können diese Ablesungen herangezogen werden, um Abnormitäten im Probenflüssigkeitssegment S1 ihrer Natur nach, z. B. für menschliche Blutprobenflüssigkeiten mit gebrochenen roten Zellen oder für klinisch signifikante Probenflüssigkeitsverunreinigungen oder dgl., nachzuweisen.
  • In gleicher Weise ergibt dieser anfängliche Durchgang des bis jetzt noch nicht zusammengeflossenen Reagensflüssigkeitssegments R2 der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 durch die Fließzelle 138 hindurch, wie beschrieben, in Richtung von links nach rechts eine genaue Basislinie oder genaue Referenzablesungen, die daran vorgenommen werden, um, in Kombination mit den S1 + R1-Ablesungen, materiell einen Beitrag zur Gesamtgenauigkeit der Probenflüssigkeitsanalysenergebnisse zu leisten.
  • Da, wie vorher beschrieben, das trennende Luftsegment A3 der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 ein hinreichendes Volumen aufweist, um die Schwundzone 140 zu verbergen, wird es klar sein, dass dieser Anfangsfluss jener Testpackung in die Schwundzone in der Richtung von links nach rechts, wie dargestellt in der Zeichnung von 15, es verursachen wird, dass das trennende Luftsegment A3 ganz einfach in den jeweiligen Proben- und Reagensflüssigkeiten S1 und R1 und R2 flotiert, welche die S1 + R1- und R2-Flüssigkeitssegmente gebildet hatten, die auf jeder Seite des trennenden Luftsegments A3 vor dem Fluss der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in die Schwundzone 140 verweilten; und dies alles, um zum Zusammenfließen der Probenflüssigkeitstestpackungssegmente S1 + R1 und R2 in der Schwundzone 140 und zum Beginn der gewünschten Farb-erzeugenden Reaktion zwischen diesen zu führen. Dies ist in den 17 und 18 der Anwendungszeichnungen dargestellt: wobei in 17 das beschriebene Flotieren des trennenden Luftsegments A3 der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in der Schwundzone 140 und das sich darin ergebende Zusammenfließen der Testpackungssegmente S1 + S1 und von R2 dargestellt ist; und in 18 ist die entstandene Konfiguration der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 mit denjenigen Segmenten dargestellt, die wie beschrieben, zusammengeflossen sind, um ein Testpackungssegment S1 + R1 + R2 zu bilden, wobei das trennende Luftsegment A3, wie gezeigt, mit dem trennenden Luftsegment A2 zusammengeflossen ist, sobald der Testpackungsstrom mit seinem Rückfluss in die Analysenlinie 134 unter der Betätigung der Pumpe 100 aus der Schwundzone 140 durch die Fließzelle 138 zur stromabwärtigen Seite des Scherventils 130 oder aus der Testpackungsstromposition von 15 zur Testpackungsposition von 16 beginnt. Die jeweiligen Volumina der trennenden Luftsegmente A4 und A1, der zusammengeflossenen trennenden Luftsegmente A3 + A2 und des Pufferflüssigkeitssegments B der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 sind allerdings wirkungsvoll, wie vorher bereits beschrieben, um die Schwundzone 140 völlig zu verbergen, wodurch keine weitere Änderung bei der Konfiguration der Probenflüssigkeitstestpackung TP1, einschließlich der führenden oder wandernden trennenden Luftsegmente A4 und A1, wie dargestellt in 18, bei diesem oder anschließenden Durchgängen derselben durch die Schwundzone erfolgen wird. Diese Wirksamkeit der Schwundzone 140 zur Verursachung, dass, wie beschrieben, die Probenflüssigkeitstestpackungs- und Reagensflüssigkeitssegmente S1 + R1 und R2 gemäß dem nicht-verbergenden Volumen des trennenden Luftsegments A3 zusammenfließen, ist ebenfalls in der in der vorliegenden Beschreibung bereits zitierten US 4,853,336 im Detail beschrieben.
  • Mit dem System 20 der vorliegenden Erfindung, das repräsentativ konfiguriert und einsetzbar ist, wie hierin vorher beschrieben, wird es für den Fachmann klar sein, dass, nach dem Rückfluss des Testpackungsstroms in der Analysenlinie 134 zu seiner Position unmittelbar stromabwärtis vom Scherventil 130, wie dargestellt in 16, die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, die nunmehr das zusammengeflossene und reagierende Proben- und Reagensflüssigkeitssegment S1 + R1 + R2, wie beschrieben, einschießt, 2 Mal durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 geleitet wird, d. h. 1 Mal in der Richtung von links nach rechts in der Analysenlinie 134 und 1 Mal darin in der Richtung von rechts nach links, und zwar für jeden der anschließenden 16 Zyklen des Systems 20 oder 32 Mal insgesamt, bevor die Probenflüssigkeitstestpackung TP1, als Ergebnis der Zufügung von 16 aufeinanderfolgenden Testpackungen TP11 bis TP26 zum Testpackungsstrom in der Analysenlinie 134 durch die Betätigung der Pumpe 131, wie vorher beschrieben, die Position in der Analysenlinie unmittelbar rechts von der Fließzelle 138 innerhalb der Schwundzone 140 mit dem Kolben 104 der Pumpe 100 in seiner unteren Totzentrumsposition erreicht hat. Die anschließende Zufügung der Probenflüssigkeitstestpackung TP27 zum Testpackungsstrom bewegt die Testpackung TP1 in die Position unmittelbar rechts von der Schwundzone 140, worauf eine anschließende bidirektionale Testpackungsstromverschiebung in der Analysenlinie durch die Pumpe 100, wie vorher beschrieben, nicht mehr bewirkt, dass TP1 entweder durch die Fließzelle 138 oder die Schwundzone 140 fließt. Diese Betriebsbedingungen des Systems 20 ist in der Zeichnung von 19 dargestellt, woraus klar hervorgeht, dass der Testpackungsstrom nunmehr 27 Probenflüssigkeitstestpackungen in der Analysenlinie 134 einschließt, wobei die Testpackungen TP2 bis TP27 an oder links von der Schwundzone 140 und die Testpackung TP1, wie dargestellt, unmittelbar rechts von derselben verweilen.
  • Gemäß einer spezifizierten Zyklenzeit von 30 s für das System 20 wird es klar, dass die spezifizierten 16 Systemzyklen, während eines jeden von denen die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 2 Mal durch die Fließzelle 138 läuft, eine Verweil- oder Inkubationszeit von 8 min für TP1 in der Analysenlinie 134 ergeben, und dass während diesen 8 min so viele wie 32 bedeutungsvolle Ablesungen durch die Fließzelle 138 beim bis zur Beendigung ablaufenden Fortschreiten der S1 + R1 + R2-Reaktion oder 1 pro Durchgang des zusammengeflossenen Proben- und Reagensflüssigkeitssegments S1 + R1 + R2 durch die Fließzelle vorgenommen werden können. Dies ergibt natürlich eine hoch zusammengefasste und somit hoch informative und genaue Verfolgung und Aufzeichnung der S1 + R1 + R2-Reaktion bezüglich der Gesamtergebnisse der Probenflüssigkeitsanalyse durch die Anwendung von lediglich einer Einzel-Fließzelle, und dies stellt einen zusätzlichen, besonders signifikanten Vorteil des rück- und vorwärtigen Panschens des Testpackungsstroms in der Analysenlinie 134 durch die Betätigung der Pumpe 100 dar, wie dies vorher bereits beschrieben wurde. Natürlich gewährleistet der vorher beschriebene fortgesetzte Nachschub der Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 120 durch die Pumpe 166 in die Leitung 108 und daraus durch das Scherventil 130 hindurch mit dem letzteren in seiner Saugposition in die Analysenlinie 134, einhergehend mit dem Panschen des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms durch die Luftsäule 202 gemäß der Betätigung der Pumpe 100, die Wiederauffüllung und Aufrechterhaltung der Isolierflüssigkeitsschicht in der Analysenlinie zur hoch wirkungsvollen Minimierung einer Mitschleppung von Probenflüssigkeit.
  • Mit der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 in ihrer Position unmittelbar rechts von der Schwundzone 140, wie dargestellt in 19, und mit der vorher beschriebenen Verfolgung und Aufzeichnung der zum Abschluss geführten S1 + R1 + R2-Reaktion wird es klar, dass dies von Vorteil bezüglich der Gesamtlänge des Testpackungsstroms und des entstandenen Rückdrucks des Stroms in der Analysenlinie 134 ist, um diese Probenflüssigkeitstestpackung beim nächsten Zyklus des Systems 20 durch Verwerfen zu entsorgen, wobei durch den Rückbehalt derselben darin nichts weiter zu gewinnen ist. Diesbezüglich wird die Länge der Analysenlinie 134 von der stromabwärtigen Seite der Schwundzone 140 zum offenen Linienende 135, in diesem Fallbeispiel, auf 16 Testpackungsabstände bemessen, um somit eine hinreichende Analysenlinienlänge nach rechts von der Schwundzone zu ergeben, um einen Rückbehalt von TP1 in der Analysenlinie während jeder der spezifizierten 16 von links nach rechts erfolgenden Verschiebungen des Testpackungsstroms sicherzustellen, wobei sich dennoch der Fluß von TP1 zum Abfluss durch das offene Analysenlinienende bei Beendigung des nächsten nach oben gerichteten Hubs des Pumpenkolbens 104 zur Durchführung des nächsten bidirektionalen Testpackungsstromverschiebungszyklus-Systems ergibt und einstellt.
  • Der Betriebsablauf des Probenflüssigkeitsanalysensystems 20 der vorliegenden Erfindung stellt sich wie beschrieben dar, wobei jede der nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackungen im Testpackungsstrom der Reihe nach in der Analysenlinie 134 links von der Fließzelle 138 und der Schwundzone 140 für 10 Systemzyklen zur Beendigung der Reaktion der Proben- und Reagensflüssigkeiten S + R1 zurückgehalten wird, welche anfänglich der Reihe nach durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 zum Zusammenfließen der jeweiligen Proben- und Reagensflüssigkeitstestpackungssegmente S + R1 und R2 und zum Beginn dieser Reaktion vorrücken, und zwar um 1 Testpackungsabstand vorgerückt und bidirektional 16 Systemzyklen verschoben, um durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 32 Mal für Ablesungen beim Fortschreiten bis zur Beendigung der S + R1 + R2-Reaktion zu laufen und der Reihe nach durch das offene Ende der Analysenlinie beim unmittelbar folgenden Zyklus des Systems zum Abfall zu fließen.
  • Gemäß dem oben Gesagten wird es für den Fachmann unmittelbar klar, dass bei einer endlichen Zahl diskreter Probenflüssigkeiten, die für einen repräsentativen Lauf des Probenflüssigkeitsanalysengerätes 20 analysiert werden, z. B. 100, ein Punkt im Systembetriebsablauf erreicht wird, bei welchem alle der von 100 Probenflüssigkeiten von der Pumpe 31 in die Analysenlinie 134 eingeleitet worden sind und somit keine weiteren Probenflüssigkeiten zurückbleiben, die zur Bildung nachfolgender Probenflüssigkeitstestpackungen und zu deren Einleitung in die Analysenlinie verfügbar wären, um den Testpackungsstrom dort hindurch vorrücken zu lassen, wie dies erforderlich wäre, um, wie vorher beschrieben, alle verfügbaren 100 Probenflüssigkeiten zur Reaktion zu bringen und zu analysieren. An diesem Punkt im Systemablauf wird die Sonde 40 durch geeignete Programmierung der Systemsteuerung 153 angewiesen, nur Pufferflüssigkeit B aus dem Behälter 60 sowie Umgebungsluft zur Bildung nachfolgender Pufferflüssigkeit-"Test"-packungen zu saugen – es gibt keinesfalls weitere Probenflüssigkeiten, die dafür verfügbar wären, und eine fortgesetzte Ansaugung von Reagensflüssigkeiten R1 und R2 würden demzufolge keinem nützlichen Zweck dienen – und diese "Test"-packungen werden der Reihe nach durch die Pumpe 31 in der vorher für die Probenflüssigkeitstestpackungen beschriebenen Weise in die Analysenlinie 134 eingeleitet, um das erforderliche Vorrücken des Testpackungsstroms darin fortzusetzen, bis die Reaktionen und Analysen aller 100 verfügbaren diskreten Probenflüssigkeiten abgeschlossen worden sind.
  • Der obige Sachverhalt ist in den Zeichnungen von 20 und 21 dargestellt: wobei in 20 eine Pufferflüssigkeit"Test"-packung TPB dargestellt ist, worin alle Packungsflüssigkeitssegmente, wie dargestellt, durch die Pufferflüssigkeit B dargestellt sind, die, wie beschrieben, durch die Sonde 40 aus dem Pufferflüssigkeitsbehälter 60 gesaugt wird, ansonsten aber bezüglich Abmessung und Volumen identisch mit den Probenflüssigkeitstestpackungen und im Wesentlichen eingekapselt ist, wie dies innerhalb der Isolierflüssigkeit IL aus dem Behälter 88 gezeigt und dargestellt wurde; und in 21 sind die Betriebsablaufbedingungen des Systems 20 am repräsentativen Punkt in diesem Probenflüssigkeitsanalysenbeendigungsverfahren dargestellt, wobei 9 solche Pufferflüssigkeit-"Test"-packungen, die mit TPB1 bis TPB9 bezeichnet sind, der Reihe nach von der Pumpe 31 durch das Scherventil 130 in die Analysenlinie 134 eingeleitet worden sind, um die letzte verfügbare Probenflüssigkeitstestpackung TP100 zur zehnten Position im Testpackungsstrom in der Analysenlinie, wie dargestellt, zur Vorbereitung für den nächsten nach oben gerichteten Hub des Kolbens 104 der Pumpe 100 vorrücken zu lassen, um TP100 durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 für die S100 + R1 + R2-Reaktion und das anschließende wiederholte Panschen und die Analyse von TP100 durch das System 20, wie vorher beschrieben, zu verschieben, um das Probenflüssigkeitsanalysenverfahren an allen der verfügbaren 100 diskreten Probenflüssigkeiten zum Abschluss zu bringen.
  • Falls, und wie erforderlich, z. B. am Anfang einer täglichen Analysendurchführung mit dem System 20 die oben beschriebene Vorgehensweise angewandt werden kann, um die Bildung der Schicht aus der Isolierflüssigkeit IL zur Minimierung der Mitschleppung von Probenflüssigkeit auf der Innenwand der Analysenlinie 134 vor der entsprechenden Einleitung der ersten Probenflüssigkeitstestpackung und dadurch in Kombination mit der von vornherein erfolgenden Einkapselung der Probenflüssigkeitstestpackungen in der bzw. die Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 88 durch die Sonde 40 den höchst möglichen Grad einer Minimierung der Mitschleppung von Probenflüssigkeit für alle Probenflüssigkeitsanalysenabläufe des Systems 20 sicherzustellen. In spezifischerer Weise kann beim System-Start mit der Pumpe 116, die Isolierflüssigkeit IL aus dem Reservoir 120 in die Leitung 108 pumpt, wobei die Isolierflüssigkeitssäule 200 im Pumpenzylinder 32 und der Leitung 38 über dem Kolben 34 der Pumpe 31 gebildet wird, die Sonde 40 von der Systemsteuerung 153 angewiesen werden, anfänglich nur in Isolierflüssigkeit eingekapselte Pufferflüssigkeit-"Test"-packungen zu saugen, wie dargestellt in 18, wobei das System wiederholt im Kreislauf geführt wird, um diese Pufferflüssigkeit-"Test"-packungen in die Analysenlinie 134 einzuleiten, dieselben rückwärts und vorwärts in der Analyenlinie durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone wiederholt zu verpanschen und letztendlich dieselben durch die gesamte Erstreckung der Analysenlinie zum Abfall durch das offene Ende 135 der Linie laufen zu lassen, wie dies alles vorher beschrieben wurde, um dadurch die Bildung einer wirkungsvollen Schicht aus der Isolierflüssigkeit IL auf der Innenwand der gesamten Erstreckung der Analysenlinie 134 vor der Einleitung der ersten Probenflüssigkeitstestpackung TP1 für den Beginn der tatsächlichen Durchführung der Probenflüssigkeitsanalyse sicherzustellen.
  • Was ferner die beschriebene Verwendung der Isolierflüssigkeit IL für die Zwecke der Minimierung der Mitschleppung von Probenflüssigkeit betrifft, wird es klar sein, dass die Isolierflüssigkeitssäule 200 oberhalb des Kolbens 34 der Pumpe 31 periodisch, wie erforderlich, durch den einfachen Befehl der Systemsteuerung 153 wieder aufgefüllt werden kann, durch welchen der Antriebsmotor 76 in Betrieb gesetzt wird, um zeitlich begrenzt das Drehventil 72 zu der Position zu betätigen, die den Pumpenzylinder 32 mit dem Isolierflüssigkeitsreservoir 70 durch die Leitung 74 zur Ansaugung des benötigten Volumens der Isolierflüssigkeit in den Pumpenzylinder 32 zu verbinden, wie dies bereits vorher beschrieben wurde.
  • Was nun die 22, 23, 24, 25, und 26 der Anwendungszeichnungen betrifft, ist eine zweite Ausgestaltung eines neuen und verbesserten, in reversibler Richtung ablaufenden Kapselchemie-Probenflüssigkeitsanalsensystems ganz allgemein mit 240 beziffert, die gemäß der derzeit als beste erachtete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentativ konfiguriert und einsetzbar ist, um einen größeren Durchsatz der Probenflüssigkeitsanalysen pro h als mit dem System 20, wie dieses vorher unter Bezug auf die 1 bis 21 beschrieben wurde, bei gleichen Probenflüssigkeitsvor- und -inkubationszeiten im System bezüglich der Anwendung in der Praxis zu ergeben, und die Darstellung erfolgt in der gleichen, etwas vereinfachten, schematischen Form, mit der in den 14, 15 und 19 das System 20 der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, wie dies vorher beschrieben wurde.
  • Das System 240 weist die gleiche Grundkonfiguration und Weise wiederholter nach rück- und vorwärts gerichteter Verpanschungsvorgänge für den Probenflüssigkeitstestpackungsstrom durch die Nachweismittel hindurch wie das System 20 und gleiche Systemkomponenten weisen demzufolge die gleichen Bezugsziffern in den 22, 23, 24, 25 und 26 wie in den 1 bis 21 auf. In System 240 ist allerdings ein zweites Nachweismittel, die mit 242 angezeigt und beziffert sind, vorgesehen; und in der Weise des Nachweismittels 30 des Systems 20 umfasst dieses eine mit 244 bezifferte Fließzelle, die operativ, wie dargestellt, bezüglich der Analysenlinie 134 stromabwärts der Fließzelle 138 und der Schwundzone 130 angeordnet ist. In der bereits vorher bezüglich der Fließzelle 138 beschriebenen Weise ist die Fließzelle 244 natürlich ebenfalls einsetzbar, um für die kolorimetrischen Analysen der hindurchfließenden Probenflüssigkeitstestpackungen zu sorgen; und diesbezüglich ist aus dem Nachweismittel 242 ersichtlich, dass es ferner eine Lichtquelle 246 und einen Blasen-Detektor 248 einschließt, welche jeweils operativ mit der Fließzelle 244, der Analysenlinie 134 und dem mit 250 bezifferten Detektor mittels der optischen Fasern 252 und 254 bzw. der Linie 256 verbunden sind. In der hier bereits für das Nachweismittel 30 beschriebenen Weise, und obwohl nicht dargestellt, wird es klar sein, dass die Lichtquelle 246, der Blasen-Detektor 248 und der Detektor 250 des Nachweismittels 242 ebenfalls elektrisch an die Systemsteuerung 153 von 3 angeschlossen sind, um unter deren Steuerung eingesetzt zu werden.
  • Zur repräsentativen Betriebsanwendung des Systems 242 mit einer Zykluszeit von 15 s gegenüber den 30 s, die vorher für das System 20 beschrieben wurden, wobei dennoch eine Verweil- oder Vorinkubationszeit für jede der Probenflüssigkeitstestpackungen TP in der Analysenlinie 134 von 5 min vor deren anfänglichem Fluss durch die Fließzelle 138 in die Schwundzone 140 beibehalten bleiben, wird es für den Fachmann unmittelbar klar sein, dass jede der Testpackungen in der Analysenlinie 134 stromabwärts der Fließzelle 138 und der Schwundzone 140 eher 20 als 10 vollständige Zyklen lang des in reversibler Richtung verlaufenden Probenflüssigkeitstestpackungsverschiebungsmittels 24 zurückgehalten werden muss. Somit und mit einer Systemsteuerung 153, die erneut gemäß der Verschiebung durch die Kolbenpumpe 100 und der Querschnittsfläche der Analysenlinie 134 zur Betätigung der Pumpe 100 programmiert ist, um den Probenflüssigkeitstestpackungsstrom 16 Testpackungen in jeder Richtung für jeden vollständigen Pumpenhub bidirektional zu verschieden, wird es erforderlich sein, dass die Fliesszelle 138 und die Schwundzone 140 in der Analysenlinie 134 der Systemausgestaltung 240 von 22 in einem Abstand von vielmehr 36 als 26 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände von der stromabwärtigen Seite des Linear-Transferventils 130 entfernt vorliegen. Ausserdem und wiederum gemäß der fortgesetzten Verschiebung durch die Pumpe 100 um 16 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände wird es klar sein, dass die Fließzelle 244 in der Analysenlinie 134 16 Testpackungsabstände stromabwärts von der Fließzelle 138 und der Schwundzone 140 entfernt und die benötigte Länge der Analysenlinie stromabwärts der Fließzelle 244 bis zu ihrem Ende 135 wiederum gleich 16 Testpackungsabstände aus den gleichen Gründen lang sind, die im Detail hierin oben bereits bezüglich der Systemausgestaltung 20 der 1 bis 21 beschrieben wurde.
  • In 22 ist repräsentativ die Betriebsablaufbedingung der Systemausgestaltung 240 mit dem Transferventil 30 in der Saugposition dargestellt, worin der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie 134 durch die Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 bis TP20 dargestellt ist, wobei die nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP21, wie vorher beschrieben, durch die Sonde 40 angesaugt worden ist und in der Leitung 50 verweilt, und wobei noch keine Probenflüssigkeitstestpackung durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 verschoben worden ist.
  • In 23 ist die Betriebsbedingung der Systemausgestaltung 240 mit dem Transferventil 130 in seiner Saugposition dargestellt, worin der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom TP1 bis TP20 von 22 16 Testpackungen nach rechts in der Analysenlinie 134 durch die Bewegung des Kolbens 104 der Pumpe 100 aus der unteren zur oberen Totzentrumsposition davon, wie dargestellt, für den Anfangsfluss hin und durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 zum Zusammenfließen, wie vorher beschrieben, der jeweiligen S1-, R1- und R2-Segmente dieser Probenflüssigkeitstestpackung und zum Beginn von deren erforderlicher Inkubation verschoben worden ist. Damit einhergehend verweilt die nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP21, die durch die Pumpe 31 durch die Sonde 40 hindurch angesaugt wurde, wie dargestellt, in den Leitungen 38 und 50 auf jeder Seite des Transferventils 130, während die nächste nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP22, die durch die Sonde 40 angesaugt wurde, wie dargestellt, in der Leitung 50 verweilt.
  • In 24 ist die Betriebsbedingung der Systemausgestaltung 240 mit dem Transferventil 130 in der Saugposition repräsentativ dargestellt, worin der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie 134 durch die Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 bis TP37 dargestellt ist, wobei TP1 durch die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 104 von Pumpe 100 vom oberen zum unteren Totzentrum verschoben worden ist, um ihren letzten Durchgang in der stromabwärtigen Richtung in und durch die Fließzelle 138 und die Schwundzone 140 für die nächste bis letzte Ablesung durch die Fließzelle 138 der S1 + R1 + R2-Reaktion an dieser Probenflüssigkeitstestpackung durchzuführen. An diesem Punkt ist die nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP38 durch die Sonde 40 angesaugt worden, um, wie dargestellt, in den Leitungen 50 und 38 auf jeder Seite des Transferventils 130 zu verweilen, während die nächste nachfolgende Probenflüssig keitstestpackung TP39 durch die Sonde 40 angesaugt worden ist, um, wie dargestellt, in der Leitung 50 zu verweilen.
  • In 25 ist die Betriebsablaufbedingung der Systemausgestaltung 240 mit dem Transferventil in seiner Saugposition repräsentativ dargestellt, worin der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie 134 nunmehr durch die Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 bis TP46 dargestellt ist, wobei die Testpackung TP1 durch eine nach oben gerichtete Bewegung des Pumpenkolbens 104 der Pumpe 100 verschoben worden ist, um deren ersten Durchgang in der stromabwärtigen Richtung in die Fließzelle 244 für den Beginn kolorimetrischer Ablesungen daran durch diese Fließzelle durchführen zu lassen, wobei die nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP47 durch die Pumpe 31 durch die Sonde 40 hindurch gesaugt worden ist, um, wie dargestellt, in den Leitungen 38 und 50 auf jeder Seite des Transferventils 130 zu verweilen, und wobei die nächste nachfolgende Probenflüssigkeitstestpackung TP48 durch die Sonde 40 hindurch teilweise gesaugt worden ist, um, wie dargestellt, in der Leitung 50 zu verweilen.
  • In 26 ist die Systemausgestaltung 240 in ihrer Betriebsablaufbedingung wiederum mit dem Transferventil 130 in der Saugposition repräsentativ dargestellt, worin der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie durch die Probenflüssigkeitstestpackungen TP2 bis TP53 dargestellt ist, wobei die Probenflüssigkeitstestpackung TP1 durch die Bewegung des Pumpenkolbens 104 der Pumpe 100 aus dem unteren zum oberen Totzentrum verschoben worden ist, um, wie dargestellt, aus dem offenen Ende 135 der Analysenlinie 134 in den Abfallbehälter 136 geflossen zu sein, wobei diese ihre erforderliche Anzahl von Fließzyklen durch die Analysenlinie hindurch zum Abschluss gebracht hat.
  • Der abschließende Betriebsablauf des Systems 240, um z. B. einen Lauf zu beenden, wie er an einer Serie von 240 diskreten Probenflüssigkeitstestpackungen beschrieben werden kann, wird in der gleichen Weise wie der hierin oben in Zusammenhang mit den 20 und 21, betreffend die Systemausgestaltung 20, beschriebene Betriebsablauf durchgeführt; und es wird somit unmittelbar verständlich, dass dieser die Ansaugung, Bildung und bidirektionale Verschiebung durch die Systemausgestaltung 240 hindurch der Luft und von Pufferflüssigkeit umfasst, und zwar nur Packungen TPB, wie dies in 20 dargestellt ist, bis die Probenflüssigkeitstestpackung TP240 ihren beschriebenen bidirektionalen Transit durch die Analysenlinie 134 hindurch abgeschlossen hat und daraus in den Abfallbehälter 136 entsorgt worden ist.
  • Unter den obigen Umständen wird es für den Fachmann klar sein, dass jede der gültig inkubierten Probenflüssigkeitstestpackungen 16 Mal 15 s lang an jeder der Fließzellen 138 und 244 für eine "Ablese"-Gesamtzeit von 4 min an jeder derselben und für die gesamte "Ablesezeit" von 18 min mit Intervallen von 15 s dazwischen "abgelesen" worden ist. Dies ergibt eine Gesamtheit von 32 zeitlich beabstandeten Ablesungen an jeder der Probenflüssigkeitstestpackungen durch die Anwendung von lediglich 2 Fließzellen; und dies ergibt auch hoch zusammengefasste und genaue Analysenergebnisse für die Reaktion der Proben- mit den Reagensflüssigkeiten, wie dies hierin oben im Detail beschrieben wurde. Mit der beschriebenen repräsentativen Zykluszeit für die Systemausgestaltung 240 der 22 bis 26 wird es auch klar sein, dass ein Durchsatz von 240 Probenflüssigkeitstestpackungen pro h dadurch erstellt werden kann, sobald die Betriebsbedingungen des Systems einen stetigen Zustand erreicht haben.
  • Was nun 27 bis 29 betrifft, ist eine dritte Ausgestaltung eines neuen und verbesserten, in reversibler Richtung ablaufenden Kapselchemie-Probenflüssigkeitsanalysensystems, das gemäß der derzeit als beste erachteten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentativ konfiguriert und einsetzbar ist, ganz allgemein mit 260 beziffert; und dieses ist einsetzbar und anwendbar, um einen noch größeren Durchsatz bezüglich der Probenflüssigkeitsanalysen pro h als die Systemausgestaltung 20 der 1 bis 22 oder die Systemausgestaltung 240 der 22 bis 26 im Hinblick auf die Durchführung in der Praxis zu ergeben, und zwar mit der gleichen Vorinkubationszeit für die Probenflüssigkeitstestpackung von 5 min für die S + R1-Segmente einer jeden der Probenflüssigkeitstestpackungen und eigentlich auch mit der gleichen Inkubationszeit von 8 min für die S + R1 + R2-Segmente einer jeden dieser Probenflüssigkeitstestpackungen.
  • Die Systemausgestaltung 260 weist wiederum ganz grundsätzlich die gleiche Konfiguration sowie die gleichen Mittel zur wiederholten rück- und vorwärtigen Verpanschung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms durch die Nachweismittel hindurch wie in den Systemausgestaltungen 20 und 240 auf; und gleiche Systemkomponenten weisen demnach die gleichen Bezugsziffern in 27, 28 und 29 wie in 1 bis 21 bzw. 22 bis 26 auf. Im System 260 wird allerdings ein drittes Nachweismittel, das ganz allgemein mit 262 beziffert ist, in der Analysenlinie 134, wie dargestellt, stromabwärtis vom zweiten Nachweismittel 242 bereitgestellt; und wie beim letzteren umfasst dieses eine Fließzelle 264, eine Lichtquelle 266 und einen Detektor 268 mit optischen Fasern 270 und 272 zur in herkömmlicher, kolorimetrischer Weise ablaufenden Übertragung von Licht aus der Quelle 266 durch die Fließzelle 264 zum Detektor 268. Ausserdem ist ein weiterer Blasen-Detektor, der mit 274 beziffert ist, operativ, wie dargestellt, an die Analysenlinie 134 unmittelbar stromaufwärts von Fließzelle 264 angeschlossen und operativ mit der letzteren verbunden, wie dies durch die Linie 276 angezeigt ist. In der Weise der Nachweismittel 30 und 242, und obwohl nicht dargestellt, wird es klar sein, dass die Lichtquelle 266, der Blasen-Detektor 274 und der Detektor 268 des Nachweismittels 262 ebenfalls elektrisch an die Systemsteuerung 153 von 3 angeschlossen werden, um unter deren Steuerung einsetz- und anwendbar zu sein.
  • Für einen repräsentativen Betriebsablauf der Systemausgestaltung 260 sind eine Zykluszeit von 9 s und eine Verschiebung durch die Pumpe 100 von vielmehr 18 als 16 Probenflüssigkeitstestpackungsabständen in die Systemsteuerung 153 von 3 zur Steuerung des Systembetriebsablaufs einprogrammiert. Gemäß diesen Betriebsparametern und zur weiteren Maßgabe der gleichen Vorinkubationszeit von 5 min und einer im Wesentlichen gleichen Inkubationszeit von 8 min für jede der Probenflüssigkeitstestpackungen wird es verständlich sein, dass die Fließzelle 138 in der Analysenlinie 134 33 + 18 und insgesamt 51 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände von der stromabwärtigen Fläche des Transferventils 130 entfernt ist, dass die Fließzelle 244 in der Analysenlinie 134 18 Flüssigkeitstestpackungsabstände stromabwärts von der Fließzelle 138 entfernt sein muss, die Fließzelle 264 in der Analysenlinie 134 um einen Abstand von 18 Probenflüssigkeitstestpackungen stromabwärts von der Fließzelle 242 entfernt ist und dass eine weitere wirkungsvolle Erstreckung der Analysenlinie 134 um 18 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände stromabwärts von der Fließzelle 264 vorgesehen sein muss. Dies ergibt eine wirksame Gesamtlänge für die Analysenlinie 134 von 105 Probenflüssigkeitstestpackungsabständen. Und gemäß den praktischen fluidischen Erfordernissen, betreffend das erforderliche, besonders präzise positive Pumpen des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms, das dem Betriebsablauf des Systems der vorliegenden Erfindung zukommt, ist festgelegt worden, dass es erforderlich ist, den Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in positiver Verschiebung sowohl an den "vorderen" als auch den "hinteren" Enden der Systemausgestaltung 260 zu pumpen.
  • Spezifischer und wie in 27 ganz klar dargestellt, wird diese Bedingung in besonders wirkungsvoller Weise im System 260 durch die Bereitstellung einer zusätzlichen positiven Verschiebungspumpe erfüllt, die wiederum vorzugsweise die Form einer präzise betätigbaren Spritzenpumpe mit rasch einstellbarem Hub, die ganz allgemein mit 280 beziffert ist, aufweist und den Zylinder 282 und den Pumpenkolben 284 umfasst und, wie dargestellt, über die Verbindungsleitung 286 operativ an das angeschlossen ist, was den effektiven Terminus (das wirksame Ende) der Analyenlinie 134 darstellt, wobei dieser bzw. dieses ganz allgemein mit 288 beziffert sind. Wie angezeigt, wird der Kolben 284 der Pumpe 280 ebenfalls durch den gleichen Antriebsmotor 106 betätigt, der auch den Kolben 104 der Pumpe 100 antreibt; und es wird verständlich sein, dass die Pumpenkolben 104 und 284 an den Antriebsmotor 106 in solch einer Weise mechanisch gekuppelt sind, dass, wenn einer von ihnen aus dem unteren zum oberen Totzentrum bewegt wird, der andere vom oberen zum unteren Totzentrum und umgekehrt bewegt wird, und dass, wenn sich einer dieser Pumpenkolben am oberen Totzentrum befindet, sich der andere am unteren Totzentrum befindet und umgekehrt. Somit werden die Pumpen 100 und 280 so zu verstehen sein, dass sie in "Druck-Zug"-Weise bezüglich des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms in der Analysenlinie 134 betätigbar sind, um einen besonders präzisen Differenzialpumpvorgang zu bewerkstelligen, wobei der einhergehende Auspuff-Hub der Pumpe 100 und der Einspeis-Hub der Pumpe 280 so funktionieren, dass der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie 134 um 18 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände nach rechts präzise vorrückt, wie ersichtlich aus 27, und wobei der einhergehende Einspeis-Hub der Pumpe 100 und der Auspuff-Hub der Pumpe 280 so funktionieren, dass dieser Strom in der Analysenlinie um die gleiche Anzahl von Testpackungsabständen in der Richtung nach links zurückgezogen werden, wie ebenfalls ersichtlich aus 27. Unter diesen Umständen wird es klar sein, dass der besonders präzise reversible Richtungsfluss des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms in der Analysenlinie 134, wie hierin voher im Detail bezüglich der Systemausgetaltungen 20 und 260 bereits beschrieben, in der Systemausgestaltung 260 trotz der Verlängerung der Analysenlinie 134 und der Zufügung der dritten Fließzelle 264 beibehalten bleibt.
  • Da die Analysenlinie 134 nicht mehr in einem offenen Ende in der Systemausgestaltung 260 endet, wird es klar sein, dass weitere Mittel darin für die präzise Entnahme der Reihe nach von jeder der Probenflüssigkeitstestpackungen bei deren Beendigung der erforderlichen Anzahl von Zyklen durch das System angewandt werden müssten. Diesbezüglich sind ein Trichter-artiges Leitungsteilstück, beziffert mit 290, und ein Volumen, das hinreicht, dessen Okklusion (Verbergung) durch eine Probenflüssigkeitstestpackung zu verhindern, vorgesehen, wie dies dargestellt ist, um im Wesentlichen die Verbindung zwischen dem effektiven Terminus 288 der Analysenlinie 134 und der Leitung 286 zu überbrücken und sich daraus nach unten zu erstrecken, um halsförmig in die Leitung 291 nach unten zu verlaufen.
  • Ein Dreiweg-Drehventil ist mit 304 beziffert und wird, wie dargestellt, mit einem Elektromotor 306 unter der Steuerung der Systemsteuerung 153 betätigt, und die Leitung 291 kann dadurch an eine weitere positive Verschiebungspumpe angeschlossen werden, die wiederum vorzugsweise die Form einer präzise betätigbaren Spritzenpumpe mit rasch einstellbarem Hub, die ganz allgemein mit 294 beziffert ist aufweist und einen Zylinder 296 und einen Kolben 298, wie angezeigt, umfasst, wobei der Kolben 298 der Pumpe 294 ebenfalls durch den gleichen Antriebsmotor 36 betätigt wird, der den Kolben 34 der Pumpe 31 betätigt und antreibt; und es wird wiederum verständlich sein, dass die Pumpenkolben 34 und 298 an den Antriebsmotor 36 in solch einer Weise mechanisch gekuppelt sind, dass, wenn einer von ihnen vom oberen zum unteren Totzentrum bewegt wird, der andere vom unteren zum oberen Totzentrum und umgekehrt bewegt wird, und dass, wenn sich einer von ihnen am oberen Totzentrum befindet, sich der andere am unteren Totzentrum befindet, und umgekehrt. Somit und in der vorher bezüglich der Pumpe 100 uns 280 beschriebenen Weise werden die Pumpen 31 und 294 ebenfalls so zu verstehen sein, dass sie in einer "Druck-Zug"-Weise betätigbar sind, um einen besonders präzisen Differenzialpumpvorgang bezüglich der einhergehenden Einspritzung und Austragung der Probenflüssigkeitstestpackungen in den und aus dem Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in der Analysenlinie 134 zu bewerkstelligen.
  • Eine Abflussleitung ist mit 300 beziffert und endet, wie dargestellt, in einem offenen Ende 302 direkt über dem Abfallbehälter 136. Das andere Ende der Abflussleitung 300 ist, wie dargestellt, an das Dreiweg-Drehventil 304 angeschlossen, das, in einer ersten Ventilpositon, den Fluidfluss zwischen den Leitungen 291 und 292 ermöglicht und die Abflussleitung 300 absperrt und, in einer zweiten Ventilposition, die Leitung 292 mit der Abflussleitung 300 verbindet, um dadurch die Fluidflussverbindung zwischen den Leitungen 292 und 291 abzusperren.
  • Eine Leitung 308 erstreckt sich, wie dargestellt, zur Atmosphäre aus der Kreuzung der Analysenlinie 134 mit der Leitung 286 direkt über dem Trichter-artigen Leitungsteilstück 290; und ein Zweiweg-Drehventil 310 ist operativ in der Leitung 308 angeordnet und wird vom Elektromotor 312, wie angedeutet, unter der Steuerung der Systemsteuerung 153 zwischen den offenen und abgesperrten Ventilpositionen betätigt.
  • 28 ist ein Zeit-Diagramm, worin die jeweiligen Betriebsbedingungen des Scherventils 130, der Pumpen 31, 294, 100 und 280 und der Drehventile 310 und 304 der Systemausgestaltung 260 von 27 während eines repräsentativen Betriebszyklus dieser Systemausgestaltung dargestellt ist. Diesbezüglich veranschaulicht die Linie SH die jeweiligen Saug- und Transferbedingungen des Scherventils 130, die Linie PA veranschaulicht die Positon des Kolbens 34 im Zylinder 32 der Pumpe 31 zur Ansaugung, Bildung und Einbringung in die Analysenlinie 134 einer Probenflüssigkeitstestpackung; die Linie PB veranschaulicht die Position des Kolbens 104 im Zyliner 102 der Pumpe 100 zur bidirektionalen Verschiebung des Pumpenflüssigkeitsstroms, wie beschrieben, in der Analysenlinie 134 um 18 Testpackungsabstände in den stromabwärtigen bzw. dann stromaufwärtigen Richtungen; die Linie PA' veranschaulicht die Position des Kolbens 298 im Zylinder 296 der Pumpe 294 zur "Druck-Zug"-Betätigung dieser Pumpe mit der angekoppelten Pumpe 31, um ganz klar das Einhergehen der Einbringung einer Probenflüssigkeitstestpackung in die Analysenlinie durch die Pumpe 31 und den Pumpvorgang zum Abfall durch die Pumpe 294, wie im Detail bereits beschrieben, der Pumpenflüssigkeitstestpackung darzustellen, welche sich dann im Trichter-artigen Leitungsteilstück 290 am Terminus der Analysenlinie 134 105 Probenflüssigkeitstestpackungen vor der neu eingebrachten Probenflüssigkeitstestpackung befindet; die Linie PB' veranschaulicht die Position des Kolbens 284 im Zylinder 282 der Pumpe 280 zur "Druck-Zug"-Betätigung dieser Pumpe mit der angekuppelten Pumpe 100 um ganz klar das Einhergehen der Betätigung dieser Pumpen, wie beschrieben im Detail, bezüglich der bidirektionalen Verschiebung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms in der Analysenlinie um 18 Testpackungsabstände in jeder Richtung darzustellen; die Linie VD veranschaulicht die Betriebsbedingungen des Zweiweg-Drehventils 310; und die Linie VE veranschaulicht die Betriebsbedingungen des Dreiweg-Drehventils 304; es ist für den Fachmann unmittelbar klar, dass alle Linien im Zeit-Diagramm von 28 im gleichen Zeit-Maßstab gezeichnet sind.
  • In 28 bezeichnen die Punkte 216 und 220 auf der Linie SH, die Punkte 204, 218 und 222 auf der Linie PA und die Punkt 224, 228 und 226 auf der Linie PB die gleichen Zeitpunkte in einem Betriebszyklus der Systemausgestaltung 260 von 27 wie die durch jene gleich bezifferten Punkte auf dem Zeit-Diagramm von 4 für die Systemausgestaltung 20 der 1 bis 21 dargestellten. Außerdem zeigt der Punkt 320 auf der Linie PB' in 28, welcher Zeit-gleich mit dem Punkt 228 auf der Linie PB ist, ganz klar, dass sich der Kolben 104 der Pumpe 100 am oberen Totzentrum befindet, wenn sich der Kolben 284 der Pumpe 280 am unteren Totzentrum befindet, während der Punkt 322 auf der Linie PB', welcher Zeit-gleich mit Punkt 224 auf der Linie PB ist, klarmacht, dass genau das Gegenteil bezüglich der angekuppelten Pumpen 100 und 280 ebenfalls zutrifft. Gleiches gilt für die Punkte 324 und 326 und 328 auf der Linie PA', welche jeweils Zeit-gleich mit den Punkten 204, 218 und 222 auf der Linie PA sind, und es ist klargestellt, dass diese genau gleiche Beziehung für die Position von Kolben 34 in Zylinder 32 von Pumpe 31 gegenüber der Position von Kolben 298 in Zylinder 296 von Pumpe 294 ebenfalls gilt und zutrifft.
  • Mit Ausnahme der Betätigung der gekuppelten Positionsverschiebungspumpen 280 und 294 und der Ventile 304 und 310, wie beschrieben im Detail direkt hier unten, kann der Betriebsablauf der Systemausgestaltung 260 so verstanden werden, dass er im Wesentlichen der gleiche wie die Betriebsabläufe der Systemausgestaltungen 20 und 260, die hierin oben im Detail bereits beschrieben wurden, ist, wobei der Probenflüssigkeitstestpackungsstrom wie beschrieben gebildet und in die Analysenlinie 134 durch die Betriebsabläufe der Sonde 40 und im vorliegenden Fallbeispiel durch die "Druck-Zug"-Betätigungen der gekuppelten Pumpen 31 und 294 eingeleitet, bidirektional in der Analysenlinie 134 verschoben wird, um wiederholt durch jede der Fließzellen 138, 244 und 264 in beiden Richtungen zu fließen, worauf die jeweiligen S1- und R1- und R2-Segmente einer jeden der Probenflüssigkeitstestpackungen beim Anfangsfluss derselben in die Schwundzone 140 im vorliegenden Fallbeispiel durch die gekuppelten Pumpen 100 und 280 zusammenfließen, und wobei letztendlich das Ganze in Serie aus der Analysenlinie 134 zum Abfallbehälter 136 im vorliegenden Fallbeispiel ebenfalls durch die "Druck-Zug"-Betätigungen der gekuppelten Pumpen 31 und 294 entsorgt wird.
  • Spezifischer und bezüglich 27, worin das Transferventil 130 der Systemausgestaltung270 in der Saugposition dargestellt ist, wird es unmittelbar ersichtlich sein, dass die Verschiebung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms, welcher dort aus den Probenflüssigkeitstestpackungen TP1 bis TP100 besteht, um 18 Probenflüssigkeitstestpackungsabstände nach rechts in der Analysenlinie 134 in "Druck-Zug"-Weise durch die einhergehende Bewegung des Kolbens 104 von Pumpe 100 aus ihren unteren zu ihren oberen Totzentrumspositionen und des Kolbens 284 der Pumpe 280 aus ihren oberen in ihre unteren Totzentrumspositionen bewerkstelligt worden sein wird. An diesem Punkt im Betriebsablauf von System 260 ist das Drehventil 310 abgesperrt, während das Drehventil 304 die Leitung 292 mit der Abflussleitung 300 verbindet, wodurch die Bewegung des Kolbens 298 der Pumpe 294 vom unteren zum oberen Totzentrum, um ganz einfach Luft durch die Abflussleitung auszupumpen, und die Analysenlinie 134 abgesperrt werden, um die Präzision der Differenzialpumpwirkung der gekuppelten Pumpen 102 und 280 in bidirektionaler Verschiebung des Probenflüssigkeitstestpackungsstroms sicherzustellen. Zu diesem Zeitpunkt sind die nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackungen TP101 und TP102, wie vorher beschrieben, durch die Pumpe 31 durch die Sonde 40 hindurch gesaugt worden, um jeweils, wie dargestellt, in den Leitungen 38 und 50 zu verweilen.
  • In 29 ist die Systemausgestaltung 260 mit dem Transferventil 130 in seiner Transferposition dargestellt, und es wird als Beispiel die Probenflüssigkeitstestpackung TP106 veranschaulicht, die gerade durch die Bewegung des Kolbens 34 von Pumpe 31 aus seinen unteren in die oberen Totzentrumspositionen durch das Transferventil 130 in den Probenflüssigkeitstestpackungsstrom in die Analysenlinie eingeleitet worden ist, um diesen Strom um 1 Testpackungsabstand nach rechts vorrücken zu lassen, wie vorher bereits beschrieben. Dies ergibt eine Probenflüssigkeitstetpackung TP2, die nunmehr ihre bidirektionale Reise durch die Analysenlinie 134 beendet hat, wobei sie in das Trichterartige Leitungsteilstück 290 gefallen ist, und wobei das Drehventil 304 umgeschaltet wird, um nunmehr die Leitungen 291 und 292 zu verbinden, wobei die Packung nun durch die einhergehende Bewegung des Kolbens 298 von Pumpe 294 aus dem oberen in das untere Totzentrum aus der Leitung 291 durch das Ventil hindurch in die Leitung 292 gezogen wird. Sobald dies erfolgt, wird das Drehventil 310 in seine offene Position umgeschaltet, um atmosphärischen Druck in das System dahindurch eintreten zu lassen, um den Druck innerhalb der Analysenlinie auszugleichen. Somit werden die präzise Einleitung der Probenflüssigkeitstestpackung TP106 in die Analysenlinie 134 und die damit einhergehende präzise Entnahme der Probenflüssigkeitstestpackung TP2 daraus durch die unter positiver Verschiebung erfolgende Differenzialpumpwirkung der gekuppelten Pumpen 31 und 294 sichergestellt.
  • Gemäß dem oben gesagten ist es für den Fachmann verständlich, dass unmittelbar bei der Rückstellung des Transferventils 130 in seine Saugposition und bei der Bewegung des Kolbens 34 der Pumpe 31 aus seinen oberen in die unteren Totzentrumspositionen zur Ansaugung der nächsten nachfolgenden Probenflüssigkeitstestpackung TP108 (nicht dargestellt) in die Leitung 50 durch die Sonde 40 hindurch das Ventil 310 in seine abgesperrte Position umgeschaltet und das Ventil 304 in die Position zur Verbindung der Leitung 292 und der Abflussleitung 300 umgeschaltet werden, worauf sich die damit einhergehende Bewegung des Kolbens 298 der Pumpe 294 aus seinen unteren in die oberen Totzentrumspositonen dahingehend auswirken wird, dass die Probenflüssigkeitstestpackung TP2 aus der Leitung 292 durch das Ventil 304 hindurch in die Abflussleitung 300 und durch das offene Ende 302 der letzteren hindurch in den Abfallbehälter 136 gepumpt wird, um sich mit der Probenflüssigkeitstestpackung TP1 zu vereinen, wie diese darin bereits enthalten ist.
  • Gemäß der Zykluszeit von 9 s und der weiteren relevanten Betriebsparameter der Systemausgestaltung 260 wird es klar sein, dass jede der Probenflüssigkeitstestpackungen 18 Mal für eine Gesamtzeit von 2,7 min an jeder der Fließzellen 138, 244 und 264 für eine Gesamtzeit von 8,1 min der "Ablesung" der Probenflüssigkeit "abgelesen" wird. Dies ergibt eine Gesamtzahl von 54 zeitlich beabstandeten Ablesungen an jeder der Probenflüssigkeitstestpackungen durch die Anwendung von lediglich drei Fließzellen sowie die erstellten hoch genauen und zusammengefassten Analysenergebnisse der Reaktion der Proben- mit den Reagensflüssigkeiten, wie dies im Detail hierin oben bereits beschrieben wurde. Auch und gemäß der repräsentativen Zykluszeit von 9 s, wie für die Systemausgestaltung 260 bereits beschrieben, wird es klar sein, dass ein Probenflüssigkeitstestpackungsdurchsatz von vollen 400 Probenflüssigkeitstestpackungen dadurch rasch durchgeführt werden kann, sobald die Systembetriebsbedingungen den stetigen Zustand erreicht haben.
  • Die Beendigung des Flusses durch die Systemausgestaltung 260 hindurch einer Vielzahl von Probenflüssigkeitstestpackungen, z. B. eines Laufes von 400 derselben, wird wiederum, wie hierin oben im Detail bezüglich der Anwendungszeichnung von 20 bereits beschrieben, durch die Anwendung der Luft- und Pufferflüssigkeit-"Test"-packungen bis zum Ende durchgeführt, die nur auf die Einleitung der TP400 in die Analysenlinie durch die Pumpe 31 folgen. Natürlich und zusätzlich zur abschließenden Beendigung des Flusses aller Probenflüssigkeitstestpackungen eines besonderen Laufs durch alle hierin offenbarten Ausgestaltungen des Systems der vorliegenden Erfindung funktioniert diese Anwendung von Luft und Pufferflüssigkeit, und zwar nur von "Test"-packungen, zur Beendigung des Laufs, um sehr gründlich die relevanten Systemkomponenten von einem möglichen zurückbleibenden Probenflüssigkeitsrest bei der Vorbereitung für den nächsten Systemlauf zu reinigen, um dadurch Mitschleppungen von Probenflüssigkeiten sogar noch weiter zu minimieren.
  • Mit all dem oben Gesagten sollte klargestellt worden sein, dass die vorliegende Erfindung ein Probenflüssigkeitsanalysensystem bereitstellt und ein entsprechendes Verfahren angibt, welche, obwohl sie sich zur Anwendung an einer breiten Vielzahl von Analysen an einer breiten Vielzahl von Probenflüssigkeiten eignen, für der Reihe nach durchgeführte automatisierte klinische Analysen menschlicher biologischer Probenflüssigkeiten besonders eignen. Diese Probenflüssigkeiten würden menschliche Blutseren, menschliche Blutplasmen, Urin und zerebrale Spinalflüssigkeit einschließen; und die klinischen Analysen würden einen homogenen Blut-Chemieassay, z. B. Immuno- oder Enzym-Assayverfahren, einschießen, in denen eine signifikante Vielzahl von präzise zeitlich abgestimmten Analysen am bis zur Beendigung durchgeführten Ablauf der S + R1 + R2-Reaktion für jede der Probenflüssigkeiten der Reihe nach durch die anwendbaren chemischen Vorgänge und, im Fall von Enzymen, auch durch die anwendbaren internationalen Richtlinien für die Erstellung aussagekräftiger Gesamtanalysenergebnisse der Probenflüssigkeiten benötigt wird.
  • Obwohl so dargestellt und hierin als eine im Wesentlichen geradlinig verlaufende Konfiguration beschrieben, wird es klar sein, dass die Analysenlinie 134 alternativ auch eine ganz allgemein kreisförmige Konfiguration ohne nachteilige Auswirkung auf den Betriebsablauf des Systems 20 aufweisen könnte, um dadurch räumliche Beanspruchungen des Systems zu verringern.
  • Was nun 30 betrifft, sind die Elemente, die zur Durchführung eines Immunoassay eingesetzt werden und für das in reversibler Richtung ablaufende Kapselchemie-Probenflüssigkeitsanalysensystem und das entsprechende Verfahren üblich sind, die bezüglich 1 bis 29 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern angegeben und dargestellt.
  • Eine kontinuierliche Serie von Testkapseln für einen Magnetpartikel-basierten heterogenen Immunoassay wird in 30 gezeigt. Jede Testkapsel besteht aus Anteilsmengen einer Probe, aus Magnetpartikeln, Reagenzien, die für den Assay erforderlich sind, und aus der benötigten Anzahl von Wasch-Segmenten. Die Magnetpartikel sind in Suspension im Behälter 401, die Probe im Behälter 402, das Reagens R1 im Behälter 403, das Reagens R2 im Behälter 404, die erste Waschflüssigkeit W1 im Behälter 405, die zweite Waschflüssigkeit W2 im Behälter 406, das Reagens R3 im Behälter 407 und eine Pufferlösung im Behälter 408 enthalten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden 7 μl Probe, 10,5 μL Reagens R1 und 10,5 μL Reagens R2 aus getrennten Behältern angesaugt und dazu gebracht, zu einer einzelnen Flüssigkeitskapsel in der Sonde 42 oder in der Analysenlinie 134 zusammenzufließen.
  • Ca. 30 μL jeder verbleibenden Substanz werden durch die Sonde 42 in das Rohr 50 gesaugt und danach in das Rohr 134 über das Scherventil 130 in der oben bereits beschriebenen Weise überführt.
  • Wie in den vorher beschriebenen Ausgestaltungen werden die Segmente einer jeden Flüssigkeit und einer jeden trennenden Luftblase von einer Isolierflüssigkeit eingekapselt, welche diese vollständig umgibt und den Kontakt der Segmente mit der Innenoberfläche des Rohrs 134 verhindert. Jedes Flüssigkeitssegment wird vorzugsweise durch ein Luftsegment abgetrennt, das ferner eine unerwünschte Vermischung der Segmente verhindert.
  • Mittels eines Systems von Magneten 410 bis 412, welche über die Drähte 413 bis 415 an eine Systemsteuerung 153' und an Blasen-Detektoren 150a bis 150c angeschlossen sind, die an die Steuerung 153' angeschlossen sind, ist der Magnetpartikel-basierte Immunoassay ohne eine zusätzliche Hardware durchführbar. Die Blasen-Detektoren 150a bis c sind bevorzugt diejenigen, die eine Flüssigkeit/Gas-Grenzfläche nachzuweisen vermögen, welche in jeder der beiden Längsrichtungen wandert.
  • In einem typischen Immunoassay lässt man die Probe S mit den Reagenzien R1 und R2 in einem Flüssigkeitssegment innerhalb der Testkapsel eine festgelegte Zeit lang, die gemäß dem Assay-Protokoll definiert ist, reagieren. Dann werden die Magnetpartikel MP in das Segment S/Rl/R2 überführt, und man lässt das Ganze eine zusätzliche Zeit lang zur Vermischung kommen. Danach müssen die Magnetpartikel abgetrennt, einige Male gewaschen und mit einem endgültigen Reagens zur Reaktion gebracht werden, um eine nachweisbare Reaktion im Verhältnis zur Analyt-Konzentration in der Probe hervorzurufen.
  • Das Verfahren wird gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt, und die Abfolge des Betriebsablaufs dieses Verfahrens ist in 31A bis 31H gezeigt. Der Magnet 410 ausserhalb des Teflonrohrs 134 wird eingesetzt oder in einen nahen Abstand zum Rohr gebracht, sobald das Segment mit den Magnetpartikeln in dessen Nachbarschaft angeordnet wird, wie dies in 31A dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt werden die Partikel, die suspendiert waren, gegen die Wand der Rohrs 134 mit dem Film aus der Isolierflüssigkeit 420 dazwischen gehalten, wie dies in 31B gezeigt ist.
  • Der Strom aus Segmenten bewegt sich weiter fort, wie dies in 31C gezeigt ist, worauf das Proben- und Reagenssegment S/R1/R2 die niedergehaltenen Partikel darin aufweist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Magnet 410 entaktiviert oder vom Rohr wegbewegt, und man lässt die Magnetpartikel im S/Rl/R2 Segment dispergieren, wie dies in 31D gezeigt ist.
  • Der Strom aus Segmenten bewegt sich weiter fort, bis das Segment S/R1/R2 mit den Magnetpartikeln MP am Magnet 411 ankommt, wie dies in 31E gezeigt ist. Als Ergebnis der Entaktivierung oder Entfernung des Magnets 410 und des Flusses der Segmente werden die Partikel MP im Segment S/R1/R2 suspendiert, sobald dieses zum Magnet 411 wandert.
  • Der Magnet 411 wird dann aktiviert oder zum Rohr 134 bewegt, wobei die Partikel zur Wand gezogen werden, wie dies in 31F gezeigt ist.
  • Die Magnetpartikel werden weiter niedergehalten, bis die erste Wasch-Lösung W1 am Magnet 411 ankommt, wie dies in 31G gezeigt ist, wo der Magnet entaktiviert oder vom Teflonrohr wegbewegt wird und die Partikel in Suspension in der Waschlösung laufen gelassen werden, wie dies in 31H gezeigt ist.
  • Der interne Kreislauffluss innerhalb des Wasch-Lösungssegments und die hohe Geschwindigkeit des Stroms ergeben eine Rührwirkung für einen effizienteren Waschvorgang. Ein variables Magnetfeld kann an diesem Punkt angewandt werden, um eine zusätzliche Rührwirkung für die resuspendierten Partikel zu ergeben, um die Effizienz des Waschvorgangs besonders für den monodirektionalen Fluss noch weiter zu verbessern.
  • Diese Stufen werden wiederholt, um die Magnetpartikel so oft zu waschen, wie dies durch das Assay-Protokoll definiert wird. Die in 31E bis H dargestellten Stufen können an einem Magnet 412 für die Wäsche W2 oder am Magnet 411 wiederholt werden, falls die Flussrichtung umgekehrt und das Segment, das die Magnetpartikel enthält, auf eine Position links vom Magnet 411 in 30 gebracht werden. Nach der letzten Wäsche werden die Magnetpartikel in das Endreagens R3 freigesetzt, um fotometrische, chemilumineszente und/oder fluoreszente Signale zu erzeugen, die vom Detektor 144 gemessen werden.
  • Wie aus dem oben Gesagten ersichtlich, benötigen das Immunoassayverfahren und das Gerät keine zusätzlichen Hydraulikmechanismen zum Waschen der Magnetpartikel und zur Durchführung eines heterogenen Ligand-Bindungsassay in fester Phase. Eine Einzelsonde kann zur Ansaugung der Probe, aller Reagenzien, einschließlich der Magnetpartikel, und der Wasch-Lösungen eingesetzt und angewandt werden. Somit können das Verfahren und das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung im hierin beschriebenen, in reversibler Richtung ablaufenden System und auch in monodirektionalen Kapselfluss-Vorrichtungen des Standes der Technik eingesetzt und angewandt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Einzelleitung für die Probe, die Festphase und die weiteren Reagenzien und Waschpuffer angewandt werden, und es besteht kein Bedarf für getrennte Leitungen, Pumpen, Ventile usw., um die Magnetpartikel zu waschen.
  • Der Waschvorgang ist gemäß der vorliegenden Erfindung wirkungsvoller als der im Stand der Technik angegebene, da man die Magnetpartikel zur Suspension kommen lässt und das Ganze im Waschpuffer dann rührt, im Gegensatz dazu, dass man den Waschpuffer lediglich hinter der Magnetpartikeloberfläche nachlaufen lässt. Als Ergebnis kann das Gesamtvolumen der Wasch-Lösung signifikant niedriger gehalten werden, z. B. so niedrig wie 30 μL für eine Einzelwäsche.
  • Die Filmdicke ist von der gleichen Größenordnung wie der Durchmesser der Partikel und vorzugsweise größer als der Durchmesser der Partikel, um es zu verhindern, dass die Partikel die Wand berühren.
  • In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wurden Magnetpartikel im Bereich von 2,5 bis 25 μm Durchmesser mit einem Isolierfluid aus FC43-Fluorkohlenstofföl angewandt. Der Film aus dem Fuorkohlenstofföl-Überzug für die Innenoberfläche des Rohrs 134 weist eine Dicke von 10 bis 50 und vorzugsweise von 40 μm auf.
  • Das Magnetfeld wird an einen längsweise begrenzten Abschnitt des Rohrs angelegt, um zu verursachen, dass sich die Magnetpartikel anhäufen und eingegrenzt in diesem Abschnitt zurückbleiben. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetfeld durch einen Permanentmagnet erzeugt, der ein Neodym-Eisen-Bor-Magnetmaterial hoher Energiedichte umfasst. Das Magnetfeld kann variiert angewandt werden, um die Resuspension zu beschleuigen. Beispielsweise kann das Magnetfeld, welches im Normalfall eine Stärke von ca. 2000 Gauss aufweist, von stark nach schwach variiert, entfernt oder verschoben oder räumlich variiert werden, indem es an diametral entgegengesetzten Seiten des Rohrabschnitts angeordnet wird.
  • Die in 30 dargestellte Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn es in dem in umgekehrter Richtung ablaufenden System angewandt wird, das bezüglich 1 bis 29 offenbart wurde.
  • Die in 30 gezeigte Testpackung oder Kapsel umfasst 5 Segmente, Magnetpartikel MP, eine Probe plus das erste Reagens und das zweite Reagens S/R1/R2, die erste Wäsche W1, die zweite Wäsche W2 und das dritte Reagens R3. Während jedes Zyklus erfolgt die Ansaugung eines neuen Segments parallel zur reversiblen Bewegung des Stroms in der Analysenlinie. Somit braucht man fünf Zyklen, um eine volle Kapsel anzusaugen. Ein Flüssigkeitspuffersegment kann zwischen den Kapseln angesaugt werden, z. B. um die optische Auftrennung unter benachbarten chemilumineszenten Kapseln zu verbessern.
  • Der Einfachheit halber ist das in 30 dargestellte System mit lediglich 4 Kapseln in der Sammelleitung veranschaulicht, wobei jede eine andere Stufe im Assay darstellt.
  • Die erste Kapsel, die im Rohr 50 angezeigt ist, ist gerade angezeigt worden. Die zweite Kapsel, die in Front des ersten Magnet 410 gezeigt ist, befindet sich bei der Stufe, wenn die Magnetpartikel gerade in das S/R1/R2-Segment überführt werden.
  • Die nächste Kapsel, die an der zweiten Magnetstation 411 gezeigt ist, befindet sich bei der Stufe, wo die Partikel drei Transfers zu W1, W2 und dann zu R3 in drei aufeinanderfolgenden Zyklen durchlaufen.
  • Die letzte Kapsel ist am Optikkopf des Luminometers 138 gezeigt, wenn die Lumineszenzintensität des Reagens R3 ca. 1 s lang gemessen wird. Alternativ dazu, können die Partikel in das MP-Segment der nächsten folgenden Kapsel, die nun von ihren eigenen Partikeln entleert ist, oder in das Flüssigkeitspuffersegment zwischen den Kapseln überführt werden. Nach Entfernung der Magnetpartikel wird das R3-Segment durch den Optikkopf gedrückt, wo die Intensität seiner Lumineszenz gemessen wird.
  • Es wird für den Fachmann unmittelbar ersichtlich sein, dass zwischen den schematisch dargestellten Kapseln eine oder mehrere weitere Kapseln vorhanden sein und vorliegen können, wie dies durch die gebrochenen Linien in 30 angedeutet ist. Auch kann jede Kapsel mehr oder weniger als 5 Segmente enthalten, je nachdem, ob Waschsegmente zugefügt oder aus der Kapsel entfernt werden. Ausserdem kann in der in 30 dargestellten Ausgestaltung eine zweite Spritze zur Anwendung gelangen, die mechanisch an die Pumpe 100 zur besseren Steuerung der Strombewegung angeschlossen wird. Im System kann auch eine Spritze angewandt werden, die an die Pumpe 31 zur Entnahme des Abfalls aus der Analysenlinie 134 am Abfallkrümmer 135 angeschlossen wird.

Claims (12)

  1. Analysengerät, umfassend: eine Fluidleitung, Mittel zur Einleitung eines Stroms fluider Kapseln in die Durchflussleitung, umfassend: Mittel für den beliebigen Zugang einer jeden einer Vielzahl von Flüssigkeiten, ausgewählt aus einer Probenflüssigkeit, Reagenzien und aus einer Magnetpartikel-Suspension, um jede Kapsel in der genannten Leitung mit einer Vielzahl isolierter Segmente aus der genannten Vielzahl isolierter Segmente aus der genannten Vielzahl von Flüssigkeiten zu bilden, Mittel zur Durchführung des Flusses der fluiden Kapseln in mindestens einer Längsrichtung der Leitung, magnetische Mittel, die entlang der Leitung zum selektiven Zurückhalten der suspendierten Magnetpartikel aus 1 Segment in 1 Kapsel an einem zu den magnetischen Mitteln benachbarten Ort angeordnet werden, um jene in einem anderen Segment in der genannten einen Kapsel während des Flusses der einen Kapsel durch die Leitung vorzulegen, und Mittel, die entlang der Leitung angeordnet werden, um die fluiden Kapseln darin zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ferner Mittel umfasst, die einen Film aus Isolierflüssigkeit auf einer Innenoberfläche der Leitung bilden, und dass die Dicke des Isolierflüssigkeitsfilms auf der Innenoberfläche der Leitung die gleiche Größe wie der Durchmesser der Magnetpartikel aufweist oder größer als dieser ist.
  2. Analysengerät gemäß Anspruch 1, worin die Magnetpartikel in der Magnetpartikel-Suspension einen Durchmesser im Bereich von 2,5 bis 25 μm und der Isolierflüssigkeitsfilm auf der Innenoberfläche der Leitung eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 μm aufweisen.
  3. Analysengerät gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die magnetischen Mittel Mittel zur Übertragung der Magnetpartikel von 1 Kapsel in die Flüssigkeit aus mindestens 1 weiterem Segment aus dieser Kapsel aufweisen.
  4. Analysengerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die magnetischen Mittel ein Mittel zum Variieren des Magnetfelds an der Leitung aufweisen, um die suspendierten Partikel zu rühren.
  5. Analysengerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Vielzahl der Flüssigkeiten Wäschen für die Magnetpartikel einschießen, worin die Mittel zum beliebigen Zugang Mittel zur Bildung isolierter Waschsegmente in den Kapseln und die magnetischen Mittel Mittel zum Waschen der Magnetpartikel von 1 Kapsel in jedem der Waschsegmente dieser Kapsel umfassen.
  6. Analysengerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Mittel zur Durchführung des Flusses der Fluidkapseln Mittel zur Durchführung eines reversiblen Flusses in der Leitung umfassen.
  7. Analysenverfahren, umfassend die Stufen, in denen: ein Strom aus Fluidkapseln in eine Fluidleitung zum Durchfluss eingespeist und jede einer Vielzahl von Flüssigkeiten beliebig zugeführt werden, ausgewählt aus einer Probenflüssigkeit, Reagenzien und aus einer Magnetpartikel-Suspension, um eine Vielzahl isolierter Segmente aus der genannten Vielzahl von Flüssigkeiten in jeder Kapsel in der genannten Leitung zu bilden, die Fluidkapseln in mindestens einer Längsrichtung der Leitung fließen, die suspendierten Magnetpartikel aus 1 Segment in 1 Kapsel an einem gegebenen Ort selektiv magnetisch zurückgehalten werden, um die Magnetpartikel in einem anderen Segment in der genannten 1 Kapsel während des Flusses der 1 Kapsel durch die Leitung vorzulegen, und die Fluidkapseln in der Leitung gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Stufe umfasst, in der ein Film aus einer Isolierflüssigkeit auf der Innenoberfläche der Leitung gebildet wird, wobei die Dicke des Films aus der Isolierflüssigkeit auf der Innenoberfläche der Leitung die gleiche Größe wie der Durchmesser der Magnetpartikel aufweist oder größer als dieser ist.
  8. Analysenverfahren gemäß Anspruch 7, worin die Magnetpartikel in der Magnetpartikel-Suspension einen Durchmesser im Bereich von 2,5 bis 25 μm und der Isolierflüssigkeitsfilm auf der Innenoberfläche der Leitung eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 μm aufweisen.
  9. Analysenverfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Stufe zum magnetischen Zurückhalten umfasst, dass die Magnetpartikel von 1 Kapsel in die Flüssigkeit aus mindestens 1 weiterem Segment dieser Kapsel überführt werden.
  10. Analysenverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, das ferner die Stufe umfasst, worin das Magnetfeld an der Leitung variiert wird, um die suspendierten Partikel zu rühren.
  11. Analysenverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, worin die Vielzahl von Flüssigkeiten Wäschen für die Magnetpartikel einschließt, worin die Stufe zum beliebigen Zugang umfasst, dass isolierte Waschsegmente in den Kapseln erzeugt werden, und worin die Stufe zum magnetischen Zurückhalten die Wäsche der Magnetpartikel von 1 Kapsel in jedem der Waschsegmente dieser Kapsel umfasst.
  12. Analysenverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, worin die Stufe zur Durchführung des Flusses der Fluidkapseln umfasst, dass ein reversibler Fluss in der Leitung durchgeführt wird.
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